移動互聯網的端到端QoS的幾點思考

馬英

摘 要：移動互聯網是互聯網與移動通信系統的融合與發展，隨著移動互聯網的高速發展，用戶對移動場景下的移動互聯網服務質量及有線網絡的服務質量的要求越來越高，希望可以實現移動互聯網的無延遲、無阻塞、高質量服務。但由于移動網絡的資源及拓撲結構具備動態性，這就增加了實現移動互聯網端到端QoS的難度。為實現移動互聯網中端到端QoS，就需要在移動互聯網體系結構的基礎上，解決移動管理、移動QoS協議、無線資源管理、分組調度等關鍵技術。

關鍵詞：移動互聯網；端到端；QoS

1 移動互聯網中存在的QoS協議

為在互聯網中支持QoS，提出了IntServ及Diffserv兩種 QoS體系構造，但由于IntServ及Diffserv體系的設計對象屬于有線網絡，為實現無線網絡中支持QoS，就需要將兩種QoS體系構造進行擴展，以實現QoS協議在移動或無線場景下的應用。移動互聯網中IntServ/RSVP的QoS協議擴展：

1.1 MRSVP協議

MRSVP協議保證了MH（移動主機）的QoS.MRSVP中資源主動預留與被動預留的兩種資源預留的類型。在當前，MH在子網中資源預留的方式為主動預留，在未來，MH在子網中的資源預留方式將會發展為被動預留。采用被動預留的方式，為增強資源利用率，被動預留資源允許其他應用使用。

但MRSVP協議的信令額外開銷較大，加上MRSVP協議地實現需要具備MH移動模型，并在MH可能訪問的子網中提前預留資源，導致網絡資源利用率降低。

1.2 隧道中IntServ/RSVP協議

實現Mobile IP與RSVP相互操作的關鍵在于隧道中路由器能否識別RSVP報文，能否為數據流做出預留資源。為此提出RSVP報文穿越隧道方案，當端到端RSVP會話在隧道中經過時，將RSVP會話映射為RSVP隧道會話，然后由RSVP隧道會話從隧道出口往隧道入口方向根據通過隧道總流量，進行資源預留。

這種方法不能徹底的保證MH的QoS，需要經過三角路由器，分組延遲大；優點在于不需要將現存RSVP協議做較大變更。除此之外，還有DRSVP協議及多播的RSVP協議，尤其是DRSVP協議，可以根據網絡帶寬變化調整QoS應用，提高網絡資源利用率。

2 實現移動互聯網端到端的QoS關鍵技術

為實現在移動互聯網中提供QoS應用，保證網絡服務質量，就需要在進行移動互聯網體系結構的研究，并解決移動管理、移動QoS協議、無線資源管理、分組調度（可借用有線網絡研究結果）等關鍵技術。

2.1 移動互聯網體系結構的研究

移動互聯網屬于移動通信網絡及Internet技術的融合、發展的產物，根據研究，獲得Internet層次結構與移動互聯網層次結構如下：

在移動互聯網體系機構中，傳輸服務層包括有線傳輸及無線傳輸，負責提供物理媒體的數據傳輸服務；網絡層屏蔽了底層不同的運輸形式，使用異構網絡互聯，提供端到端多媒體服務、移動支持及QoS服務、開放應用接口的服務；運輸層開放應用接口、對QoS服務提供支持，保障端到端數據傳輸的可靠性；應用服務層是針對客戶，提供可制定的服務。

2.2 端到端QoS協議機制

根據下圖，可以看出IETF QoS體系結構在Internet層次結構中所對應的位置：

可以說，移動互聯網端到端QoS協議機制是在整體層次結構中的運輸層與網絡層中進行研究的，針對邊緣為移動設備、主干為固定高速網絡的網絡場景，分析協議擴展性及兼容性特征，一般選擇加固網絡協議，做適應性擴展為主。如對傳統數據預留做擴展，讓其能夠在更短的時間內作出移動信令反應，并與固定網絡透明交互。

移動互聯網在運輸層中端到端QoS協議機制的總體趨勢如下：骨干網采用Diffserv體系，無線接入網采用的是IntServ體系或Diffserv體系。Diffserv體系不需要信令協議，但Diffserv一般要求寬帶過度預留，不適合QoS的精確控制；IntServ體系則可以針對每個流進行資源預留，從而確保服務質量，但其擴展性較差。

綜合分析后，本文決定于骨干網中采用Diffserv QoS模型，無線訪問網絡之中采用IntServ QoS模型，綜合處理，獲得良好效果。

2.3 無線資源管理

在提供移動互聯網端到端QoS時，要做好無線資源管理研究，本文認為，無線資源管理首先需使用隨機模型對資源進行提前預留，并根據切換連接丟棄率預留部分資源，然后將預留資源數量R（t）模型轉化為時間t的隨機過程，并通經過Markov模型計算，得出預料資源的數量。在系統運行中，分析預留資源的數量，并做動態調整，根據切換連接丟失率確定預留資源的減少或增多。

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