【摘 要】近年來吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）技術(shù)以其高帶寬、高可靠性和強大的OAM能力成為用戶接入網(wǎng)的主流技術(shù)。分層QoS（HQoS）與傳統(tǒng)的一層QoS相比，最大的區(qū)別是可以將調(diào)度隊列劃分為如物理級別、邏輯級別、應(yīng)用或業(yè)務(wù)級別等多個調(diào)度級別，每一級別可以使用不同的特征進行流量管理。這樣通過不同級別的隊列調(diào)度，實現(xiàn)了多層次的流量管理，從而可以更好地幫助運營商實現(xiàn)多用戶、多業(yè)務(wù)的服務(wù)管理。

【關(guān)鍵詞】吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON） 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS Hierarchical QoS 帶寬控制 隊列調(diào)度

引言：GPON在業(yè)務(wù)接入方面提供了足夠大的帶寬，一個PON口可達上行1.25G、下行2.5G速率。隨著用戶數(shù)的巨增，帶寬瓶頸出現(xiàn)在與上層網(wǎng)絡(luò)接口上，即上聯(lián)口，在不同的時間段，帶寬的使用率不同，尤其是晚上20：00點至23：00點這個時期段，流量高峰期可能超過端口最大速率，產(chǎn)生丟包，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，在這個時間段如何保證重要客戶業(yè)務(wù)，給用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，需要啟用QoS策略。然而，傳統(tǒng)的QoS基于端口進行流量調(diào)度，單個端口只能區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級，無法區(qū)分用戶和不同用戶之間的業(yè)務(wù)。只要屬于同一優(yōu)先級的流量，使用同一個端口隊列，彼此之間競爭同一個隊列資源，因此，傳統(tǒng)的QoS無法對端口上單個用戶的單個流量進行區(qū)分服務(wù)中。當(dāng)帶寬有限出現(xiàn)擁塞時，會影響重要的用戶業(yè)務(wù)。隨著用戶規(guī)模的擴大，業(yè)務(wù)種類的增多，要求以太網(wǎng)設(shè)備不僅能夠進一步細化區(qū)分業(yè)務(wù)流量，而且還能夠?qū)Χ鄠€用戶、多種業(yè)務(wù)、多種流量等傳輸對象進行統(tǒng)一管理和分層調(diào)度。顯然，這些應(yīng)用對于傳統(tǒng)的QoS技術(shù)來說，是很難實現(xiàn)的，為了達到分層調(diào)度的目的，需要引入HQoS。

一、HQoS的原理

如圖所示，圖中每個節(jié)點旁邊標(biāo)識的VLAN范圍就是該節(jié)點的分類規(guī)則，指向上游節(jié)點的箭頭中的SP（Strict Priority，嚴(yán)格優(yōu)先級）、WRR（Weighted Round Robin，加權(quán)輪詢）、GTS（Generic Traffic Shaping，通用流量整形）表示該節(jié)點的控制參數(shù)，當(dāng)圖中最上方的調(diào)度策略應(yīng)用到接口后，就可以對進入接口的流量進行多次分類和管理了。

為了達到分層調(diào)度的目的，HQoS（Hierarchical Quality of Service，分層QoS）技術(shù)將調(diào)度策略組裝成了分層次的樹狀結(jié)構(gòu)。樹狀結(jié)構(gòu)的節(jié)點類型共有三種：根節(jié)點、分支節(jié)點和葉子節(jié)點。根節(jié)點是流量的匯聚點，與一個調(diào)度器（Scheduler）相對應(yīng)；處于最底層的每個葉子節(jié)點都分別與一個調(diào)度隊列（Queue）相對應(yīng)；處于中間層次的每個分支節(jié)點都分別與一個調(diào)度器相對應(yīng)。調(diào)度器可以對多個調(diào)度隊列或者多個調(diào)度器進行調(diào)度。每個節(jié)點上還需要配置分類規(guī)則和控制參數(shù)。分類規(guī)則決定了流量的走向；控制參數(shù)決定了對于通過此節(jié)點的流量所作的控制動作。

二、HQoS應(yīng)用模式

GPON網(wǎng)絡(luò)中HQoS業(yè)務(wù)模型就是給CP提供一條端到端的二層專線，始于終端ONT，終于OLT，業(yè)務(wù)通過S+C進行轉(zhuǎn)發(fā)。HQoS業(yè)務(wù)模型如圖所示。

ONT根據(jù)端口或者業(yè)務(wù)類型先打上不同的CVLAN用于區(qū)分用戶，業(yè)務(wù)上行到OLT側(cè)后先根據(jù)PON口信息將CVLAN切換為C'后再根據(jù)業(yè)務(wù)添加統(tǒng)一的SVLAN，系統(tǒng)用SVLAN+CVLAN'來唯一區(qū)分這條業(yè)務(wù)。然后業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)到HQoS處理板的某個端口上和CP網(wǎng)絡(luò)對接。HQoS處理板按照該端口CP的規(guī)劃要求將SVLAN+CVLAN'切換為SVLAN'+CVLAN”。

三、HQoS的實現(xiàn)過程

HQoS特性核心就是在SPUA針對業(yè)務(wù)做兩級CAR：

第一級CAR針對HQoS用戶做基于優(yōu)先級的CAR，同時按照業(yè)務(wù)流量著色，解決用戶之間各個業(yè)務(wù)的公平調(diào)度，并確保用戶的CIR。

第二級針對同一個CP下的同一種業(yè)務(wù)做基于顏色的CAR，解決同一種業(yè)務(wù)在整個CP阻截帶寬的占用問題，保證業(yè)務(wù)的公平調(diào)度，確保業(yè)務(wù)的CIR，在帶寬許可的情況下滿足業(yè)務(wù)PIR的需求。

HQoS在單板中的實現(xiàn)方式

（1）流分類：在SPUA的上行口先按照Port+SVLAN+CVLAN區(qū)分出HQoS用戶；

（2）對HQoS用戶做基于優(yōu)先級的CAR：根據(jù)此HQoS用戶的CIR、PIR參數(shù)，對此HQoS用戶的報文進行顏色標(biāo)記，CIR以內(nèi)的為綠色，CIR到PIR之間的為黃色，高于PIR的直接丟棄，做顏色標(biāo)記時同時考慮優(yōu)先級，優(yōu)先級高的優(yōu)先享用此HQoS用戶的CIR和PIR；

（3）對HQoS用戶組做基于顏色的CAR：綠色報文通過，黃色報文若不超過帶寬，可以通過，否則丟棄；黃色報文不能升級為綠色報文。

（4）最后在出口將所有HQoS用戶入同一個優(yōu)先級隊列，此隊列要實現(xiàn)基于顏色的WRED，在達到擁塞門限后開始丟棄黃色報文。

分層QoS與傳統(tǒng)的一層QoS相比，最大的區(qū)別是可以將調(diào)度隊列劃分為如物理級別、邏輯級別、應(yīng)用或業(yè)務(wù)級別等多個調(diào)度級別，每一級別可以使用不同的特征進行流量管理。通過不同級別的隊列調(diào)度，實現(xiàn)了多層次的流量管理，從而可以更好地幫助運營商實現(xiàn)多用戶、多業(yè)務(wù)的服務(wù)管理。GPON網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量不斷擴大，接入業(yè)務(wù)有集團客戶語音和數(shù)據(jù)、家客語音和數(shù)據(jù)、WLAN業(yè)務(wù)，對不同用戶的不同業(yè)務(wù)進行QoS管理，實現(xiàn)對重要客戶、重要業(yè)務(wù)的優(yōu)先保證服務(wù)。

參考文獻：

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