淺談IPv6網絡中的QoS體系及策略控制

中圖分類號：G250.72 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0057-01

摘要：Internet規模越來越大，基于網絡的各類業務越來越多，中國互聯網絡信息中心(CNNIC)《第28次中國互聯網絡發展狀況統計報告》表示，截至2011年6月底，我國網民總數達到4.85億，在網絡流量增加的同時，也帶來了不少問題，譬如IP短缺、網絡傳輸質量差、數據丟包等等情況，QoS(服務質量)的重要度顯得極為重要。本為針對于IPv6下的QoS體系及其策略控制提出相關看法。

關鍵詞：IPv6 QoS 網絡服務質量 QoS策略控制

1 前言

伴隨著Internet的蓬勃發展，我們從工業時代進入了數字化的生存時代，各種多媒體業務層出不窮。同時互聯網也面臨著新的問題：我國將在2011年底出現互聯網地址缺口；流量增長有很大彈性與業務增長受業務模型限制，網絡流量的分布比例并不是按照流量增值能力來分布的，高增值的業務流量并沒有作為主要的流量給予保證。面對著現實問題，我們該如何解決地址短缺，如何優化優化網絡來支撐更多的業務模型？大量增長的流量其中有多少能帶來真正的業務收入？

Ipv6產生可以很好解決地址短缺的問題。優化網絡和創造更高的收益的重任就落到QoS（服務質量）肩上。

QoS的主要作用是實現網絡服務質量差異化，支撐更多的應用和業務類型，創造更高的利益；保障網絡控制信息的暢通；實現安全保證；QoS并不能創造帶寬，但是可以有效地進行網絡資源管理。

IPv6作為下一代網絡的基礎，要讓它很好地發揮優勢，有效地開展各種新的業務，有效地支撐關鍵的信息體系，就必須使其實施QoS體系，才能在下一代網絡中得到提升。因此在IPv6下實施QoS已是大勢所趨。

2 目前IPv6網絡下QoS存在的問題

目前的研究成果主要是一些比較籠統的框架性文件，在具體的實施技術規范上還沒有顯著的成果，這將是國際標準組織未來幾年內的研究和制訂的重點。

除了相對比較成熟的數據平面技術以外，業界更為關注IPv6 QoS的網絡架構和控制技術著眼于端到端QoS的整體解決方案。目前，關于IPv6 QoS的分層控制模型基本趨于一致，但是實現技術尚有很大空缺，尤其是接納控制模型和算法、網絡資源規劃和配置、分布式網絡資源控制、動態SLS協商和準入、多域QoS控制等問題尚有待深入研究。

另外，隨著接入因特網的移動設備的增加，如何實現移動環境下的QoS也成為目前需要解決的問題。移動互聯網的拓撲結構和資源都在動態變化，要提供服務質量保證比固定網更為困難。

3 針對于IPv6網絡中QoS的改進

QoS體系在實現時，還需要一定的優化，主要表現在以下幾方面：

3.1 RSVP(集成服務信令協議)的改進。

RSVP面向單個流的資源預留方式，擴展型不好，對路由器要求比較高，不適用于大型網絡中實現端到端的QoS，因此在大型網絡中使用時，必須對RSVP進行擴展，由原來的面向單個流的資源預留方式改進為面向一類流的資源預留方式，這就需要在資源預留之前對流進行分類。

在移動環境中RSVP做如下兩種改進：

一是在移動環境中，主機的位置是在移動，RSVP無法預測主機的位置，需要使用MRSVP（移動RSVP）預測主機未來可能到達的位置;

二是RSVP無法動態的預留資源，需要使用DRSVP（動態RSVP）實現資源的動態預留，它能使用戶根據網絡資源的變化情況動態地調整服務質量。主要的做法是在RESV（資源預留請求）中增加“參數”來實現網絡資源的動態帶寬分配算法。

3.2 對Differv的改進，區分服務的實現也有兩種主要的方式：

一是用MPLS來實現Diffserv;

二是在Differv增加信令協議，實現資源預留。

4 未來IPv6網絡下QoS實現策略

一般來說，策略控制系統包括四個部分：策略服務器、策略管理員、目錄服務器和策略實施者。

為了提供QoS策略控制，需建立一個策略管理系統，由三個模塊組成：①目錄服務器（directory server） ；②策略服務器（policy server） ；③策略受控路由器 。

策略系統啟動后，策略管理員用策略配置界面配置基本策略規則，這些規則包括用于數據包分類的和用于調度器配置的。然后，策略管理員進一步配置高級策略，這些策略被集中存儲在目錄服務器中。策略管理員配置的這些策略通過LDAP協議寫入目錄服務器。啟動策略服務后，策略服務器對所有請求策略服務的策略受 控路由器按照基本策略規則進行配置，即把這些規則通過COPS協議下達給駐留在策略受控 路由器上的策略控制代理；策略控制代理將COPS報文拆包解釋后，將這些規則傳給策略受 控路由器主控程序；主控程序再把這些規則寫入分類表或通過命令行對調度器進行初始配置再進入正常運行。

進入正常運行后，當一個數據包進入策略受控路由器時，需要首先在緩存表中用計算出的哈希值查找適用的策略。如果沒有查到，就用分類表來匹配，否則就按照緩存表中的策略進行轉發。如果在分類表中查到，就將此數據包的五元組插入緩存表中，并填寫查出的策略決定，數據包根據查出的策略送入相應的隊列等候轉發。如果仍然沒有查到，就先將此數據包按照缺省的策略送入隊列中，把此數據包中的五元組插入緩存表，并填寫缺省的策略決定，同時向策略控制代理發出策略請求。

策略控制代理將請求封裝在COPS報文中，發給策略服務器。策略服務器首先在本地策略高緩中查找，如果沒有找到則通過LDAP協議向目錄服務器發策略查詢請求，然后將策略決定回送給策略控制代理。之后，策略控制代理把策略決定傳達給策略受控路由器主控程序，主控程序根據策略決定更新緩存表，或用命令行對調度器的配置進行修改。如果此時送入缺省轉發隊列中的數據包仍未發出，應將其撤出隊列，再送入本應送入的隊列中，后繼的包就按照緩存表中的策略進行轉發。

將QoS策略控制應用于IPv6試驗床中，可以很好 地滿足端到端的QoS需求，在網絡擁塞的情況下，彌補現有網絡對關鍵業務的敏感性不足， 實現整個園區網的網絡管理的統一運作。

5 結語

目前最流行的方式是使網絡處于輕載，來滿足應用和用戶的不同服務質量要求，這種方式網絡資源利用率低。另一種方式是區分不用的應用和用戶，提供差異化服務。但這種方式實現復雜。簡言之，有效解決服務質量問題依然是一個很大的挑戰。仍需大家繼續努力來實現服務質量技術的重大突破，來解決我們面臨的服務質量實現的難題。