QOS技術的發展與應用

[摘 要]：隨著網絡技術的不斷發展，人們對網絡質量的要求也越來越高，信息化需求已從單純的數據信息向交互式多媒體信息發展，本文主要研究QOS技術，對QOS技術的主要排列方式先入先出排隊方式、優先權排隊方式、自定義排隊方式、加權公平排隊方式以及基于類的加權公平排隊方式進行了分析與研究。

[關鍵詞]：QOS技術 信息化 交互式 多媒體

The development and application of QOS Technology

[Abstract] With the development of network technology，people on the network more and more high quality，information demand has developed from the simple data information to interactive multimedia information，this paper mainly studies the QOS technology，the main arrangement on the QOS technology first in first out queuing，priority queuing，custom queuing，weighted fair queuing method and weighted fair queuing based on analysis and research.

[keyword] QOS technology information interactive multimedia

1、引言

隨著Internet在全球的迅速發展和社會信息化程度的提高，人們對網絡質量的要求也越來越高，信息化需求已從單純的數據信息向交互式多媒體信息發展，帶寬延遲、抖動敏感的且實時性強的語音、圖象和其他的重要數據越來越多地在網上傳輸，一方面使得網絡資源得到了極大的豐富；另一方面，由于數據、語音、圖像等業務在延時、吞吐量或丟失率等方面有不同的要求，這就要求網絡應能根據用戶的要求分配和調度資源。因此，傳統所采用的“盡力而為”轉發機制，已經不能滿足用戶的要求，QoS應運而生，這也就引入了如何保證網絡服務質量的問題。

2、QoS技術概述

QoS（QualityofService）又稱服務質量。是用來評估服務方滿足客戶需求的能力，是指一個網絡能夠利用各種各樣的基礎技術，向指定的網絡通信提供更好的服務的能力。簡單地說，就是針對各種不同需求，提供不同的網絡服務質量，對實時性強，重要的數據報文提供更好的服務質量，優先處理；而對于實時性不強，一般的普通數據報文，則提供較低的處理優先級。在因特網中，為了提高網絡服務質量，引入QoS機制，用QoS評估網絡投遞分組的能力，我們通常所說的QoS，是對分組投遞過程中為延遲、抖動、丟包等核心需求提供支持的服務能力的評估，可以說提供QoS能力將是對未來IP 網絡的基本要求。

3、QoS技術排隊方式

（1） 先入先出排隊方式（FIFO）

先入先出排隊方式不需要通信優先權以及分類的概念。使用FIFO時，數據包發送出接口的順序依賴于數據包抵達這個接口的順序。對于高帶寬的接口，FIFO方式是缺省的排隊方式，不需要特殊的配置。

FIFO是一種較為簡單的服務規則，僅僅提供了一條排隊隊列，數據包按照接收到的先后順序發送。FIFO不能提供延遲或速率保證，不能對共享同一鏈路的業務流進行隔離，因而不能公平地對待共享同一鏈路的業務流。

FIFO 方式不對數據包進行裁決，數據包到達的順序決定了對網絡帶寬和資源的占用，因此一些惡性應用或者攻擊將占用所有的網絡資源并嚴重影響關鍵業務。

（2）優先權排隊方式（PQ）

優先權排隊方式屬于某個通信優先權等級的數據包可以比所有優先權等級低的數據包先發送出去，以保證優先權級別高的數據包能夠及時地發送出去。PQ隊列用來為重要的網絡數據提供嚴格的優先級別，可根據網絡協議（如IP 協議）、數據流入的接口報文長短、源地址/目的地址等，靈活地指定優先次序，確保了在應用PQ 的網絡節點上最重要的網絡數據能夠得到最快速的處理。

（3 ）自定義排隊方式（CQ）

自定義排隊方式對于每一種不同類型的通信種類來說，帶寬是按照比例來分配的，用戶可以根據數據報文的重要程度，來為不同類型的報文劃分不同比例的帶寬，確保關鍵數據報文的通過，CQ排隊方式還允許用戶指定從隊列中抽取出來的字節或者數據包的總數。對于速度比較慢的接口來說，這種功能是非常有用的，在CQ排隊方式中，需要進行配置。

（4）加權公平排隊方式（WFQ）

加權公平排隊方式提供了動態的、公平的排隊方式，它基于權重來劃分通信隊列的帶寬。WFQ可以保證，所有的通信都能夠根據它的權重而受到公平的對待。WFQ可以保證某些苛刻的應用（比如一些要求及時響應的交互式或者事務處理的應用）能夠得到令人滿意的響應時間。WFQ對流量進行分類的依據有源地址、目的地址、源端口、目的端口號及協議的類型等。對于帶寬為2.048Mbps或者更低的串行接口來說，WFQ 是默認使用的。當沒有配置其他排隊策略的時候，所有其他接口都默認使用FIFO 排隊方式，在WFQ排隊方式中，需要進行簡單配置。

（5）基于類的加權公平排隊方式（CBWFQ）

基于類的加權公平排隊方式是對標準WFQ功能的擴展。與WFQ一樣，CBWFQ提供了動態的、公平的排隊方式，它基于權重來劃分通信隊列的帶寬。與WFQ不同的地方在于它與WFQ的分類規則以及權重計算方式不同。WFQ對流量進行分類的依據有源地址、目的地址、源端口、目的端口號及協議的類型等；而CBWFQ 對網絡數據流進行分類依據的是用戶自定義的分類規則。WFQ對網絡數據包權重是按照固定的規則（譬如IP包依據ToS域計算權重）；而CBWFQ是按照用戶自定義的帶寬分配來計算權重的，并由此來實現通信隊列帶寬的按比例分配。CBWF實現了網絡數據流分類與帶寬分配的即時可控。CBWFQ可用來實現用戶自定義的帶寬分配，它可用確保不同類型的網絡數據流獲得指定比例的帶寬分配，在CBWFQ 排隊方式中，需要進行配置。

4、結束語

QOS技術的部署是十分靈活的，不同的應用場景往往使用不同技術的組合來對關鍵業務進行通信質量的保證，并沒有一個固定的模式，目前隨著各種應用的出現，QOS已成為組網中必須要考慮的一個重要因素，同時QOS技術也必須繼續發展以適應不斷變化的應用通訊要求，當然部署了合理的QOS并不表示通信就一定不會出現異常，網絡攻擊的存在，特別是內部的攻擊對網絡的破壞是QOS無法保證和避免的，所以要想真正使關鍵業務得到通信質量的保證，也必須加強網絡應用的管理力度，但QOS作為通信質量保證的技術基礎，地位還是無可替代的！

參考文獻：

[1]岳經偉 《高級路由交換技術》東軟電子出版社2013-3

[2]（美）Richard Froom，Balaji Sivasubramanian，Erum Frahim.CCNP學習指南：組建Cisco多層交換網絡（BCMSN）（第4版）[M].北京：人民郵電出版社，2007.