演進中的IP QoS

2019-11-03 09:04:11

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供稿：網友

陳運青　劉恩慧

ip多業務網絡亟待支持QoS

　　多年來，因TDM難以綜合寬帶業務和窄帶業務，而不能成為下一代網絡的核心技術，電信產業已全面停止對TDM產品的研發即是有力的佐證。而ATM缺乏業務并具有極高的技術復雜性，這基本上決定了ATM不會成為下一代網絡技術。

　　目前，多數營運商對于電信業務網的承載主要采用IP專網的方式，如專門的VoIP網和專門的視頻會議網。其主要思路是將IP專網直接架構在SDH或ATM網之上。這是非常浪費資源的方式，而且加大了運維成本，也不利于新業務推出。另一種常用方法就是加大IP層之下SDH和ATM的傳送能力，即“過帶寬解決方式”。這種方式也是以犧牲營運商巨大投資為代價的。

　　為此，電信運營商一直致力于采用基于Internet理念的IP網技術來作為下一代網絡技術的統一平臺，但隨時間的推移，人們設想中的基于IP和MPLS的多業務網并未真正得以實施，QoS和流量管理都沒有得到很好解決，多播幾乎沒有實施，安全性問題基本上沒有解決，這些問題日益強烈地沖擊著電信業務。簡單地將Internet技術用于電信網也是行不通的。其根本原因是，現有的因特網只適合傳送非實時的數據類業務，如www、FTP、E－mail等。而今，寬帶接入的迅速增長已導致了運營商的IP網絡架構的膨脹式擴張。幾年前，VoIP業務首先被引入到IP網絡中來，但其服務質量未得到解決。更進一步的是，運營商為增加贏利空間、拓展用戶群，也正在嘗試在單一而龐大的IP網絡上提供越來越多的新型增值服務，尤其是交互式的個人多媒體通信。然而，由于不同的應用會產生相當不同的需要。例如，對電子醫療應用而言，傳送的精確性將比延時和抖動更為重要；而對于IP電話應用而言，抖動和延遲是至關重要的，應當被盡力減少。

　　各運營商和設備提供商都在積極開展相關研究并達成了一致：實現統一的支持QoS能力的電信級多業務IP網絡是發展的趨勢。現存的解決方案包括RSVP、IntServ、DiffServ、MPLS、TE、策略管理、QoS信令等，但這些解決方案并未能使得QoS的問題得以根本解決。而且，目前各設備制造商實現QoS的方式不盡相同，對QoS的理解也很不一致，成為端到端QoS未能得到有效保證的主要障礙。

　　在IP網絡中支持端到端QoS能力的標準化方面，IETF和ITU－T發揮了各自的作用，其中IETF致力于各種具體實施協議的制訂，而ITU－T則更偏重于整體框架的制訂和IP性能指標體系的構建。此外，MSF（城域網交換論壇）、InternetII和IPCablecom也提供了多種的端到端IPQoS解決方案。

IP QoS電信網絡架構中的關鍵構件

　　對電信運營商而言，現在面臨的挑戰是如何以一種非常有效而現實的方式來為不同的業務提供滿意的端到端QoS保證，同時還要充分考慮到整網的性能。電信運營商擬采用的承載級QoS架構需要具備可擴展性、可靠性、可操作性和可管理性。

　　IPQoS架構中的關鍵在于形成一組通用的網絡運行機制來控制網絡對某一業務需求進行正確的響應。具體可體現為一網絡元素，或用于網絡元素間的信令，或用于控制和管理穿越網絡的業務流。IPQoS電信網絡架構的關鍵構件可歸屬于三個平面，即控制平臺、數據平面和管理平臺。

實現電信級IP QoS架構的一種方法

　　在上述技術背景下一種可實現的電信級IPQoS架構被稱為集中資源管理方式下的預配置MPLS網絡。其基本思想是：

　　依據業務類型和QoS級別，請求QoS保證的業務被劃分為若干類別。對于每一種業務類別，業務管理者進行容量規劃，具體包括現存的和預期的業務流模式、拓撲規劃、路由設計等。根據容量規劃的結果，應用MPLS技術來針對每種業務預先配置（PRe－provision）一個邏輯網絡。

　　對于屬于每種業務類別的業務流而言，在統一的LBN中需要完成路徑選擇、資源分配、允許控制和標記轉發。對于沒有服務質量要求的盡力轉發（BE）業務流，仍采用傳統的IP路由和轉發方法來完成路由和轉發。只是它們只能利用各LBN占據資源后的剩余資源。承載網資源管理器（BRM）是用來在IP網絡的每個管理域中負責管理所有的LBN的。BRM分別記錄和管理每個LBN的拓撲和網絡資源表。BRM負責為相應LBN中的每個業務流選擇路徑、資源分配及允許控制。多種業務控制服務器（SCS）負責控制各種業務請求（如語音呼叫信令），識別每種業務請求的起始和終止點，將號碼（或名字）翻譯成IP地址，請求BRM選擇路徑，分配資源及完成對應LBN的呼叫控制。

國際電聯（ITU－T）在IPQoS架構方面的標準化進展

　　ITU－T建議草案Y.qosar明確定義了基本QoS構建模塊（接入控制、擁塞反饋、計量和測量、策略及策略配置、隊列和調度、資源預留、服務等級管理，費率表征和流量標識等），通過不同的方式把這些塊組織起來，就可以控制網絡提供業務所要求的性能。同時也考慮了實現QoS對安全的影響及相應機制。從

　　建議草案的完整性角度看，Y.qosar仍處于編輯及完善階段。在2003年7月21日至8月1日ITU－TSG132001－2004研究期的第五次會議上取得了較大進展。

　　很明顯，無論從業務開展還是從技術實施的角度出發，服務質量（QoS）保證都是在IP上支持各種實時應用所需考慮的最重要因素。由于IP網絡固有的無連接的特征，使得在IP網絡中保證端到端的QoS成為一項艱難的工作。目前，VoIP、視頻服務及NGN、3G中各種交互式多媒體業務的開展已經成為電信運營商能否成功運營這些業務的關鍵所在。同時，QoS也已成為當今網絡技術研究、標準化工作的一個極為活躍課題。

　　有鑒于此，國內的電信運營商和設備制造商會持續跟蹤這一領域的進展，通過研制和試商用具有實用性的解決方案來分階段解決這一電信業的難題。

摘自　人民郵電報

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