每个队列也有多种可选择的丢弃算法,如随机早期检测(RED)或尾部丢弃(Taildrop),均可通过业务级别进行配置。
(a)排队调节机制严格的优先级调节:某一级别的业务只有在当队列中没有更高优先权业务时才被发送。这一方法实施起来较为简单,缺点是永远只传输一个级别(最高优先权的)的业务。公平排队或循环方式:简单地从多个队列中进行循环,这有助于使不同队列公平地使用带宽,但缺点是大量的数据流不得不需要更多的带宽。加权公平排队:对公平排队的一种改进。在这种方案中,给每个队列分配权限,该权限确定队列中的哪些数据包优先使用链路带宽。基于级别的排队:可以分为几个队列,每个队列与不同的业务级别相对应,可以使用不同方法发送或调节队列。分级的基于级别的排队(CBQ):业务被分成不同级别,每种级别又可细分成若干子级(Sub-class)。这种分级形成一种树状结构,若一个子级使用的链路带宽超过它应得的份额,那么它将首先向姊妹子集(Sister sub-class)借用带。以此类推,在分级业务结构中这一树形结构可以用来区分各种业务类型。
(b)丢弃机制尾部丢弃:只有分配的缓冲器空间被全部占用时才丢弃到达的数据包。这种方法易于实施,但它会导致网络的崩溃,因为它可触发TCP全局同步。随机早期探测:防止TCP全局同步的有效方法。该方法主要是在队列占用率(Queueoccupancy)开始上升时(但又在真正发生拥塞之前)随机丢弃到达的数据包,从而始终保持一个较小的队列。但这只能在一定程度上通过降低TCP源拥塞的概率,缓解网络的拥塞。一旦当队列的平均尺寸增大时,那么到达的数据包被丢弃的概率仍会随着队列的增大而增高。加权RED(WRED):是RED的一种变体,它可以更加合理地选择将被丢弃的数据包。
(4)业务的过滤
业务过滤一般用于退出一个域的行为,一方面是出于安全性考虑而进行过滤,而另一方面也是防止低优先权业务阻塞接入链路而进行过滤。
过滤策略可从其他站点分出业务终接容量,使关键的高优先权业务可优先于低优先权业务被终接;同时,为防止非法业务进入专用域,也有必要使用安全过滤功能。过滤必须在接入链路的运营商一端进行,否则心怀恶意的用户有可能向网络上输送大量的业务,使合法用户的业务得不到传输。过滤在运营商一端的路由器上进行。
3.6 MPLS流量管理
MPLS是解决流量管理的非常好的方案。它是一个可以在多种第二层媒质上进行标签交换的网络技术。这一技术综合了第二层的交换和第三层路由的特点,将第二层的基础设施和第三层的路由有机地结合起来,第三层的路由在网络的边缘实施,而在MPLS的网络核心采用第二层交换。通过MPLS,第三层的路由可以得到第二层技术的很好补充。充分发挥第二层良好的流量设计管理以及第三层"Hop-By-Hop"路由的灵活性,实现端到端的QoS保证。
MPLS是一种特殊的转发机制,它为进入网中的IP数据包分配标签,并通过对标签的交换来实现IP数据包的转发。标签作为IP包头在网络中的替代品而存在,在网络内部MPLS在数据包所经过的路径沿途通过交换标签(而不是看IP包头)来实现转发;当数据包要退出MPLS网络时,数据包被解开封装,继续按照IP包的路由方式到达目的地。MPLS的工作流程可以分为几个阶段,即网络的边缘、网络的中心以及单跳路由(Hop-by-Hop)或者显式路由三个阶段。从传统的IP路由来看,每一台沿途的路由器都要检查包的目的地址,并且选择一条合适的路径将数据包发送出去。而MPLS则不然,数据包虽然也沿着IP路由所选择的同一条路径进行传送,但是它的数据包头在整条路径上从始至终都没有被检查过。在每一个节点,MPLS生成的树是通过一级一级为下一跳分配标签而且与它们的对等层交换标签而生成的。交换是通过LDP的请求以及对应的消息完成的。
4 结束语
IP网络的QoS是目前较为活跃的一个研究领域,还存在着诸多有待解决的问题,为了寻求扩展性和简易性提出了一种将Inter-serv与Diff-serv结合的思路:即在用户网络仍使用RSVP协议、在运营商的Diff-serv网络边界将Inter-serv的业务类型映射为DiffServ的业务类型,这样解决了端到端的QoS,同时也具有很好的扩展性。但这种方法并没有解决Diff-serv的部署问题,同时也存在Inter-serv的信令复杂、管理等问题。这种方案显然需要继续完善。2002年,业界提出了一种MPLSDiff-serv-Aware的思想,Diff-serv提供了基于类的QoS,具有良好的可扩展性,但缺乏有效的端到端部署的机制;MPLSTE通过有效地管理带宽资源间接改善网络服务质量,但其带宽管理以及MPLSTE隧道都无法做到基于业务类别(时延),如果EF、AF、BE业务都承载在一个MPLSTE隧道中EF和AF业务将受到严重的影响。MPLSDiff-serv-AwareTE在原来MPLSTE的基础上,增加了基于类别的资源管理,例如可根据带宽及时延的不同将接口资源划分为EF、AF、BE三类,通过IGP协议对每个类别的资源使用情况进行收集、分别建立TED,通过信令协议携带类别建立LSP。MPLSDS-TE充分利用了Diff-Serv的可扩展性以及MPLS的显示路由能力,是解决骨干网QoS的有效技术,网络资源可根据用户的需求得到最优的利用;与DS-TE相关的RFC草案已提交IETF工作组进行审核,尚未形成最终标准。。
总之,尽管今天的IPQoS还有很多问题没有解决,但就像今天的IP业务一样,IPQoS将不可避免地成为运营商IP网络中一项关键的核心技术。