姜希軍，邵梅

（中國(guó)聯(lián)通青島分公司，青島 266071）

1 城域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)的不同類型決定了部署QoS的必要性

當(dāng)前隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)類型也由最初的上網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展到需要承載話音和視頻等新的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，為每一種新的業(yè)務(wù)搭建一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)顯然是不現(xiàn)實(shí)的，也是很不經(jīng)濟(jì)的，通過(guò)IP城域網(wǎng)承載多種業(yè)務(wù)類型成為一種自然的選擇。IP城域網(wǎng)的特點(diǎn)之一就是提供盡力而為的服務(wù)，但是對(duì)于那些實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)，比如話音業(yè)務(wù)和視頻直播業(yè)務(wù)，僅僅提供盡力而為的服務(wù)顯然無(wú)法滿足業(yè)務(wù)需求，這樣就對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提出了更高的要求。

衡量網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的指標(biāo)一般有帶寬，分組丟失率，端到端的延時(shí)和抖動(dòng)這樣幾個(gè)方面。QoS技術(shù)綜合考慮了這些質(zhì)量指標(biāo)。在城域網(wǎng)中部署QoS可以很好地滿足不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的不同要求。

2 QoS技術(shù)特點(diǎn)

QoS（Quality of Service）是帶寬、分組延時(shí)和分組丟失率等參數(shù)描述的關(guān)于分組傳輸?shù)馁|(zhì)量。

QoS有3種服務(wù)模型：盡力而為（Best-Effort），綜合服務(wù)（IntServ）模型和區(qū)分服務(wù)（DiffServ）模型。

Best-Effort 是最簡(jiǎn)單的服務(wù)模型，應(yīng)用程序可以在任何時(shí)候，發(fā)出任意數(shù)量的報(bào)文，而且不需要事先獲得批準(zhǔn)，也不需要通知網(wǎng)絡(luò)。對(duì)Best-Effort 服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)盡最大的可能性來(lái)發(fā)送報(bào)文，但對(duì)時(shí)延、可靠性等性能不提供任何保證。對(duì)于一般的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，如電子郵件，F(xiàn)TP等，這種服務(wù)模型就可以滿足需求。

綜合服務(wù)（IntServ, Integrated Service）模型在發(fā)送報(bào)文前，需要向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)?zhí)囟ǖ姆?wù)。這個(gè)請(qǐng)求是通過(guò)信令（目前采用資源預(yù)留協(xié)議RSVP）來(lái)完成的，應(yīng)用程序先通知網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)文的流量參數(shù)和所需的服務(wù)質(zhì)量請(qǐng)求（如帶寬、時(shí)延等），應(yīng)用程序在收到網(wǎng)絡(luò)預(yù)留資源的確認(rèn)信息后，才開始發(fā)送報(bào)文，發(fā)送報(bào)文被控制在流量參數(shù)規(guī)定的范圍內(nèi)。

DiffServ模型是根據(jù)優(yōu)先級(jí)標(biāo)記，對(duì)特定的行為集合（BA）使用的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)行為（PHB，Per-Hop Behavior），通過(guò)擁塞管理機(jī)制、流量整形、流量監(jiān)管、擁塞避免等作相應(yīng)的區(qū)別處理，從而實(shí)現(xiàn)端到端服務(wù)質(zhì)量的保障。

DiffServ除盡力而為服務(wù)外，還可以提供以下兩種服務(wù)：

第一，加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF，Expedited Forwarding）：提供嚴(yán)格的優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

第二，確保轉(zhuǎn)發(fā)（AF，Assured Forwarding）：提供傳送保證，并允許超額質(zhì)量保證。

DiffServ對(duì)于數(shù)據(jù)分組的處理過(guò)程可以用圖1來(lái)說(shuō)明：在DiffServ域的邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行流量的分類、標(biāo)記和流量控制，在DiffServ域中的節(jié)點(diǎn)，按照流量的分類標(biāo)志執(zhí)行PHB，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、擁塞管理、重標(biāo)記等操作。

DiffServ和IntServ兩種服務(wù)模型比較起來(lái)，IntServ是更為嚴(yán)格意義上的服務(wù)保證，在無(wú)法確保資源需求的情況下不建立傳送通道，但其對(duì)設(shè)備要求較高，兼容性較差；DiffServ是區(qū)分類型、無(wú)連接狀態(tài)的保障模式，有更好的靈活性和可擴(kuò)展性。在目前城域網(wǎng)中繼帶寬資源豐富、設(shè)備種類復(fù)雜的情況下，DiffServ是更適合的QoS服務(wù)模式。

3 結(jié)合青島城域網(wǎng)的現(xiàn)狀，合理部署QoS

3.1 VLAN規(guī)劃和使用

在城域網(wǎng)中部署QoS必然要涉及到VLAN的規(guī)劃和使用問(wèn)題。目前，青島城域網(wǎng)除了光纖獨(dú)享的行業(yè)用戶采用單層VLAN的方式之外，普遍采用了QinQ（即Double VLAN）的方式，青島城域網(wǎng)VLAN的使用現(xiàn)狀如表1所示。

圖1 DiffServ處理數(shù)據(jù)分組的過(guò)程

表1 青島城域網(wǎng)VLAN使用現(xiàn)狀表

以上的使用情況沒(méi)有考慮IPTV多播業(yè)務(wù)，為此，提出表2所示的VLAN規(guī)劃的建議。

新的VLAN規(guī)劃建議是按照不同用戶不同業(yè)務(wù)分配不同VLAN的原則進(jìn)行的，也充分考慮了現(xiàn)網(wǎng)的狀況，如果現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備開通IPTV多播業(yè)務(wù)，可以按照新的規(guī)劃整改，對(duì)于新增設(shè)備嚴(yán)格按照規(guī)劃執(zhí)行。

3.2 業(yè)務(wù)等級(jí)劃分和QoS策略使用

目前青島城域網(wǎng)中承載的業(yè)務(wù)除了一般的互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)之外，還承載了大客戶的VPN業(yè)務(wù)，NGN的話音業(yè)務(wù)，還有目前正在試點(diǎn)的IPTV業(yè)務(wù)?？梢愿鶕?jù)這些業(yè)務(wù)類型定義3個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)，共使用3個(gè)標(biāo)記，并分別使用不同的擁塞避免機(jī)制和QoS策略，如表3所示。

總體的QoS分類和標(biāo)記規(guī)劃建議如表4所示。

在策略使用方面，主要進(jìn)行了如下的考慮：

分類和標(biāo)記策略：對(duì)電信級(jí)話音、MPLS VPN大客戶業(yè)務(wù)，基于端口和VLAN進(jìn)行分類和標(biāo)記。

隊(duì)列調(diào)度策略：隊(duì)列調(diào)度采用PQ加WFQ的方式，并對(duì)PQ進(jìn)行限速，隊(duì)列的帶寬分配根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)流量模型決定。

表2 青島城域網(wǎng)VLAN規(guī)劃建議表

擁塞避免策略：NGN業(yè)務(wù)等級(jí)設(shè)置在絕對(duì)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，并預(yù)留了足夠的帶寬，且該業(yè)務(wù)等級(jí)中的控制流量不允許丟包，因此NGN業(yè)務(wù)等級(jí)不實(shí)施WRED，對(duì)其它隊(duì)列使用WRED調(diào)度。

限速和整形：針對(duì)公眾業(yè)務(wù)，在PE的入口根據(jù)多種方式進(jìn)行限速。

3.3 在城域網(wǎng)中分層次分別部署QoS

按照城域網(wǎng)的不同層次，QoS的部署情況可以用如圖2進(jìn)行說(shuō)明。

3.3.1 接入網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)QoS部署

不信任最終用戶帶來(lái)的CoS值，在網(wǎng)絡(luò)邊界啟用內(nèi)層802.1q VLAN時(shí)，根據(jù)確認(rèn)的業(yè)務(wù)進(jìn)行CoS標(biāo)記，嵌套外層VLAN時(shí)，將內(nèi)層CoS復(fù)制到外層；信任上游三層網(wǎng)絡(luò)映射來(lái)的CoS值。

表3 業(yè)務(wù)等級(jí)分類及相應(yīng)QoS策略

表4 QoS分類和標(biāo)記表

一般二層以太網(wǎng)交換機(jī)支持4個(gè)隊(duì)列，讓相應(yīng)的4類業(yè)務(wù)分別對(duì)應(yīng)4個(gè)隊(duì)列，優(yōu)先級(jí)最高的話音業(yè)務(wù)采用PQ隊(duì)列，預(yù)留2.5倍帶寬；IPTV和VPN業(yè)務(wù)分別放入兩個(gè)不同的WFQ隊(duì)列，預(yù)留2倍帶寬；最后普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)使用剩余帶寬。

3.3.2 三層網(wǎng)絡(luò)QoS部署

對(duì)于三層網(wǎng)絡(luò)，一般采用DSCP來(lái)進(jìn)行分類和標(biāo)記。通過(guò)PQ或WFQ隊(duì)列調(diào)度技術(shù)對(duì)重要業(yè)務(wù)進(jìn)行擁塞管理和擁塞避免，對(duì)于IP專線業(yè)務(wù)，如果用戶合同約定速率小于接入端口速率，采用流量監(jiān)管策略（policing），限定用戶的CIR值，并根據(jù)合同約定或根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量情況，設(shè)置合理的突發(fā)流量，在設(shè)備支持的情況下采用雙速率三色標(biāo)記，對(duì)超過(guò)部分進(jìn)行降級(jí)重標(biāo)記。

3.3.3 跨DS域的QoS部署

根據(jù)青島城域網(wǎng)現(xiàn)狀，跨DS域QoS部署有兩種情況：

（1）城域網(wǎng)——China169省網(wǎng)。 主要應(yīng)用于用戶跨地市的關(guān)鍵業(yè)務(wù)保障或大客戶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)保障?？蓞⒄涨笆龀怯蚓W(wǎng)QoS規(guī)劃，設(shè)計(jì)IP省網(wǎng)的QoS部署策略。

圖2 分層部署QoS策略圖

（2）城域網(wǎng)——IP承載A網(wǎng)。為實(shí)現(xiàn)本地軟交換的互聯(lián)，并逐步實(shí)現(xiàn)各分公司本地承載網(wǎng)絡(luò)的互通，按照現(xiàn)行的技術(shù)體制，可以通過(guò)集團(tuán)公司統(tǒng)一建設(shè)的IP承載A網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，某些使用城域網(wǎng)接入的集團(tuán)軟交換類業(yè)務(wù)（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻通信），也需要城域網(wǎng)與IP承載A網(wǎng)互聯(lián)（僅VPN互聯(lián)）。

當(dāng)本地DS域內(nèi)的QoS保障業(yè)務(wù)需要進(jìn)入IP承載A網(wǎng)時(shí)，需要在IP承載A網(wǎng)的PE接入端口，按照集團(tuán)統(tǒng)一規(guī)劃進(jìn)行重標(biāo)記，目前采用MPLS OPTION-A的方式實(shí)現(xiàn)VPN 跨域互聯(lián)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在青島聯(lián)通城域網(wǎng)上逐步推進(jìn)QoS部署，可以提高業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和用戶感知度，支撐更多的寬帶差異化產(chǎn)品，促進(jìn)寬帶業(yè)務(wù)的更好發(fā)展，為此應(yīng)當(dāng)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要和投資建設(shè)綜合考慮，采取網(wǎng)絡(luò)超配擴(kuò)容或采用QoS精細(xì)化的管理，以保障個(gè)別重點(diǎn)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求。部署QoS的目的是根據(jù)業(yè)務(wù)分類盡可能的滿足業(yè)務(wù)對(duì)資源的需求，而非盡可能限制業(yè)務(wù)對(duì)資源的需求，即更多地使用擁塞管理而非流量監(jiān)管。同時(shí)也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到QoS并不能創(chuàng)造帶寬，但是可以有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源管理。部署QoS時(shí)，盡可能在靠近用戶的地方進(jìn)行流量的識(shí)別分類和標(biāo)記。

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