摘 要：與日俱增的多媒體等實時業(yè)務對提供數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)服務的IP網(wǎng)絡提出了更高的QoS要求。本文針對現(xiàn)有IP網(wǎng)絡QoS是是控制存在的問題，提出了適用于IPv6網(wǎng)絡的分布式自適應資源管理模型框架（DARM）。該框架兼有IntServ網(wǎng)絡模型和DiffServ網(wǎng)絡模型的優(yōu)點，在保證高QoS的同時具有較強的可擴展性。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡模型；QoS；IP網(wǎng)絡；IPv6協(xié)議

1 引言

隨著Internet的普及，對用戶來說，希望網(wǎng)絡能提供更優(yōu)質(zhì)、有保障的服務；而對網(wǎng)絡運營商來說，希望能夠優(yōu)化網(wǎng)絡資源的使用，使網(wǎng)絡具有更好的可控性和可管理性。因此，對網(wǎng)絡的QoS控制研究已被眾多研究者所重視。

IETF提出IntServ網(wǎng)絡模型為因特網(wǎng)提供QoS保證，但IntServ網(wǎng)絡模型是基于單個流的資源預留與管理，可擴展性較差。為了克服IntServ網(wǎng)絡模型的缺陷，IETF提出DiffServ網(wǎng)絡模型，大大增強了模型的可擴展性，但DiffServ模型的QoS的保證能力較差。

為了解決IntServ網(wǎng)絡模型與DiffServ網(wǎng)絡模型的矛盾，提出分布式自適應資源管理模型框架（DARM）。DARM具有與IntServ 模型類似的QoS保證能力，并具有DiffServ模型的系統(tǒng)規(guī)?？蓴U展性。提出基于定向資源探測算法的高效分布式資源管理和分配機制，保證了整個網(wǎng)絡域的資源利用率。

2 DARM網(wǎng)絡模型概述

DARM網(wǎng)絡模型采用IPv6網(wǎng)絡流標簽機制，所有路由器被劃分成邊界路由器和核心路由器兩大類。邊界路由器完成每一個流的分類、整形、以及標記工作，與傳統(tǒng)DiffServ邊界路由器類似，除此之外，還負責準入控制職能。核心路由器則根據(jù)數(shù)據(jù)包所標記的服務類別和目標地址對數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)，與傳統(tǒng)路由器不同之處在于該核心路由器還可以根據(jù)IPv6流標值進行數(shù)據(jù)包的快速轉(zhuǎn)發(fā)。因此，DARM網(wǎng)絡模型不需要采用逐跳信令傳遞過程，使得系統(tǒng)能夠在網(wǎng)絡域邊界快速完成準入決策和資源預留，而同時網(wǎng)絡核心路由器的優(yōu)勢進一步提高了網(wǎng)絡的性能和系統(tǒng)規(guī)?？蓴U展性。

傳統(tǒng)QoS路徑選擇通常引入大量的網(wǎng)絡狀態(tài)信息，DARM網(wǎng)絡模型的最大優(yōu)勢在于把QoS路徑選擇和路由兩部分進行非常有效的分離，路徑選擇則是通過自適應的資源管理機制完成，從而避免了上述問題。

3 DARM網(wǎng)絡模型關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于IPv6流標簽的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)

IntServ架構(gòu)中的核心路由器只有對每一個到達數(shù)據(jù)包進行分類后，才能決定對其采用哪一種資源預留和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，然而，基于IP頭部的多域數(shù)據(jù)包分類過程較為復雜，無法在高速核心路由器中進行實時處理。當QoS路由器接收到一個數(shù)據(jù)包，先對其頭部的多個域（例如源端口、目標端口及協(xié)議類型等）和路由器本地的規(guī)則表進行比較和匹配，然后選擇規(guī)則執(zhí)行該數(shù)據(jù)包的下一跳。更有甚者，部分數(shù)據(jù)包的IP頭部數(shù)據(jù)域常被加密，根本無法提取分類。因此，在IntServ模型高速核心路由器中，多域分類過程成為了系統(tǒng)瓶頸。

為避免上述問題，在DARM網(wǎng)絡模型中，系統(tǒng)借助IPv6網(wǎng)絡中獨有的20bit的流標簽，可以解決IntServ模型中存在的問題。

在DARM網(wǎng)絡模型中，每一對邊界路由器都連接一組虛擬路徑VP，域中的每一條VP與流標簽值一一對應?；诖嗽?，在域中的核心路由器上構(gòu)建一張基于流標簽的小型轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則表，與IP地址的最長前綴匹配操作不同的是流標簽的查找過程是精確匹配操作，因此，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設計方面都變的相對簡單。

DARM和傳統(tǒng)流標簽用于唯一標識確定源、目標地址的活動連接不同，在DARM中，流標簽用來唯一標識網(wǎng)絡域中一條連接兩邊界路由器的路徑，因此，凡在流標簽域標有流標值的數(shù)據(jù)包，會嚴格沿著流標簽所對應路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)。

3.2 準入控制

IntServ網(wǎng)絡模型域的準入控制是通過端到端的信令逐跳進行實施的，其準入控制過程較復雜且速度較慢。在分布式自適應資源管理模型框架DARM中，引入虛擬路徑及基于流標簽的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)機制，該框架可提供一種完全分布式的、并行的快速準入控制方法。

在DARM網(wǎng)絡模型域中，假設：兩邊界路由器分別為S和D路由器，同時記p為對應的S和D路由器對，pj和Rp分別為S和D路由器對p的第ith條虛擬路徑和全部預留帶寬。假設，當前S和D路由器之間有根據(jù)上述準入機制，所有被標有pj對應流標簽的數(shù)據(jù)包，將會沿著虛擬路徑pj轉(zhuǎn)發(fā)到整個DARM網(wǎng)絡域，大大提高了系統(tǒng)的QoS管理及擴展性優(yōu)勢。

4 結(jié)論

本文提出一種適用于提高IPv6網(wǎng)絡QoS的DARM模型架構(gòu)，該架構(gòu)使得在網(wǎng)絡邊界處完成分布式準入決策和資源分配得于實現(xiàn)，架構(gòu)還能夠為系統(tǒng)提供嚴格的QoS保證。該框架兼有IntServ網(wǎng)絡模型的QoS保證和DiffServ網(wǎng)絡模型的優(yōu)秀可擴展性。此外，DARM網(wǎng)絡模型實現(xiàn)機制簡單，易于應用到現(xiàn)有IPv6網(wǎng)絡。

參考文獻

[1]Braden R，Clark D，Shenker S. Integrated services in the internet architecture： an overview.RFC1633，1994.

[2]Blake S，Black D，Carlson M，et al.. An architecture for differentiated service. RFC2475，1998.

[3]Bradner S，Mankin A. The recommendation for the ip next generation protocol. RFC1752，1995.

[4]Zhang L，Berson S，Herzog S，et al.. Resource reservation protocol （rsvp） - version 1 functionalspecification. RFC2205，1997.

[5]Wroclawski J. Specification of the controlled-load network element service. RFC2211，1997.

作者簡介：胡艷（1980-），女，漢族，碩士，講師，研究方向為：計算機應用技術(shù)。