5.1 IPQoS的概念
IPQoS是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質的約定，是網元（如主機、路由器或網關）在一定程度上具有的滿足流量及業務需求的能力。QoS并不能增加網絡的帶寬資源，只是根據業務的需求和網絡管理的要求配置帶寬。簡單地說,QoS能夠對數據包進行合理地排隊.對含有內容標記的數據包進行優化，并對其中的數據包賦以較高的優先級，從而加速傳輸的過程，并實現實時交互。它所追求的傳輸質量在于：數據不僅要到達其欲傳輸的目的地，而且要保證數據包的順序性、完整性和實時性。
從廣義上來說，網絡服務質量可以包括網絡性能、可用性、可耜性和安全性等各種指標，因為這一切都和網絡的使用者能感受到的服務質量相關。IPQoS可以用一系列可度設的參數來描述:業務可用性（用戶到Internet業務之間連接的可靠性）、帶寬、延遲、可變延遲(抖動）、吞吐量以及丟包率。在正常情況下并不需要QoS，但是對關鍵應用和多媒體應用就十分必要。當網絡過栽或擁塞時，QoS能確保重要業務量不受延遲或丟棄，同時保證網絡的高效運行。
擁有QoS的網絡是一種智能網絡，它可以區分重要的商業數據和普通數據。智能網絡知道某些應用，如電話和視頻會議要求較高的優先級，而其他如電子郵件之類的應用則有較低的優先級。如果網絡同樣對待這些應用，較高優先級應用將因延遲而表現不佳。智能網絡還有能力制止對網絡的非法使用，如在線游戲等。
不管IP網絡的規模和范圍怎樣.任何一種網絡都是由網絡組件的層次結構構成的。因此.端到端的QoS可以看成是由業務流經過的每個域所提供的邊緣到邊緣的服務質量級聯構成的。從根本上講，端到端QoS是由給定路由上的每一跳的QoS特性決定的，而端到端的業務卻需要用網絡模型來描述。
Internet已逐步由單一的數據傳送網向數據、語音、圖像等多媒體信息的綜合傳輸網演化。而現有的傳輸模式仍只能為單一的數據傳送做好服務，無法滿足多媒體應用和各種用戶對網絡傳輸質量的不同要求。因此，為用戶提供服務質量成為Internet發展的重要目標。目前IETF已經提出了許多服務模型與機制來滿足QoS需求，典型的有：綜合服務/資源預留（IntServ/RSVP,IntegratedService/Resource Reservation Protocol）、區分服務（Diff-Serv,Differentiated Services）、多協議標記交換協議（MPLS，Multiprotocol Label Switching）、流量工程（Traffic Engineering）、約束路由（CBR,Constraint-basedRouting）、子網帶寬管理（SBM，Subnet Bandwidth Manager）IntServ/RSVP是在數據傳送前，先進行網絡資源的協商預留。DiffServ則對數據流進行分類，不同的類在網絡中得到不同的服務。MPLS是一種新的路由轉發機制，CBR根據QoS參數的要求和策略選擇路由，流最規劃可以避免網絡中的擁塞問題。SBM提供了數據鏈路層的資源預留。這些協議從不同的層次上提供了QoS的支持,組成了圖5-1所示的QoS框架。
具有CQS體系結構的路由器為網絡QoS提供了最基本的保障.RSVP/ImeServ雖然能提供嚴格的End-to-End的QoS保證，但實現較復雜，存在可擴展性問題和魯棒性問題。DiffServ實現簡單，可擴展性好但DiffServ只提供聚集傳輸控制而無信令機制，其接納控制是以隱式的方式實現的，從而削弱了定量End-to-EndQoS應用的服務質量。而且,Diff-Serv也不能解決核心網絡擁塞的問題。在流址規劃方面，MPLS實現了快速的路由轉發，但它不能選擇路由，因此,需要和CBR合作，以便根據網絡的流量特性和網絡容世限制選擇路由。MPLS和CBR的合作即使在復雜的網絡中也能達到流量平衡。然而，CBR中的QoS路由設計和實現的難度較大,還是一個開放的課題。
為了對網絡進行QoS控制，需要采用多種不同的控制機制。而時間粒度是這些控制機制的重要特點。我們可以大致把各種控制機制的時間粒度分成幾個級別。最小的粒度是分組級（時間粒度大約為1-100微妙），分組是QoS控制機制的最小單位。在分組級工作的QoS控制機制包括流械調節機制（又包括分組分類器、分組標記器和流童整形器等），分組調度機制和主動隊列管理機制等。粒度稍大的是分組的往返時間（roundtripiime）,大約為1-100毫秒.在這個粒度工作的是擁塞控制和流量控制等基于反饋的控制機制。大一些的粒度是會話級的（以秒和分鐘為單位也就是用戶會話持續的時間（會話可以采用各種方式定義）。在這個粒度工作的QoS機制包括準入控制和QoS路由。粒度更大的就厲于長期的QoS控制機制，主要包括流董工程，能力規劃和服務定價等。

QoS控制機制的另一個重要特點是進行控制決策時使用的控制倍息的粒度。最小的控制粒度是根據每流（per-flow）,一般來說，流采用IP源地址、目的地址、源端口號、目的端口號和協議域這五元組進行標識〉狀態對每個用戶流進行控制。對流的聚集進行控制的粒度就稍微大了一些。流聚集也可有各種方法，例如每臺主機、每個網絡前綴、每個服務類別等。和控制粒度相關的兩個概念是控制狀態的攜帶者和控制本身的位置。控制狀態的攜帶者可以是路由器，也可以是分組。控制的位置可以在用戶主機、網絡邊緣路由器，或者是網絡核心路由器。
我們可以把控制粒度、控制狀態的攜帶者和控制的位置作為空間維，把控制的時間粒度作為時間維，我們就可以得到QoS控制空間。這個QoS控制空間就反映了QoS服務性能、操作和管理復雜性和實現代價之間的權衡。例如，如果想提供確定性的性能保證，就需要在分組的粒度進行每流控制，這就對路由器的存儲容量和處理能力提出了很高的要求，路由器要保存大量的流狀態和對每個分組進行處理。而如果在分組的粒度對流聚集進行控制就可以減輕路由器的負擔，但是就不能提供確定性的性能保證。

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