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相关标准化组织关于IP网络QoS分类业务

浏览:7594  来源:通信人在线  日期:2023-10-29

一般而言,影响用户感知网络(分组网络)性能的关键参数有三个:时延(包括源请求建立业务的时间和建立后接收信息的时间)、抖动(由单个数据包到达时间的可变性引起,在传输层尤其明显,通过buffer可以消除或减少抖动)、信息丢失(除了传输中比特错误率或数据包丢失外,也包括多媒体编码降级引起的丢失)。这三个参数也是划分QoS类别的主要区分值。当然IP网络QoS还有其它参数,下表0给出了IP 网络QoS主要性能参数描述及影响因素。通常网络是按照业务类别为其提供服务的,因此首先需要根据QoS要求对业务进行分类,目前已有不少标准化组织提出了IP网络应用级或网络级的QoS业务分类方法。

0IP网络 QoS相关性能参数描述及其影响因素

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一、ITU-T

1G.1010建议书

负责媒体质量的ITU-T SG 12研究组制订了应用级QoS分类G.1010建议《端用户多媒体QoS类别》,根据可靠性和实时性两方面的要求组合划分为8大类业务,并给出了每一类业务的示例和建议指标。

ITU-T G.1010建议将时延要求划分为交互型、响应型、定时型、非重要型4类,将可靠性要求划分为容错型、非容错型两类业务,两者组合形成8QoS分类业务,具体详见下表1-1。例如音视频会话业务就是容错/交互型业务,背景类业务(如E-mail)就是非容错/非重要型业务。

1-1:以用户为中心的QoS分类模型(G.1010/2

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2Y.1541建议书

负责网络总体的ITU-T SG 13研究组制订了网络级QoS分类的Y.1541建议《基于IP业务的网络性能目标》。Y.1541建议是根据IP网络传输时延(IPTD)、时延抖动(IPDV)、丢包率(IPLR)和误码率(IPER4个指标参数的组合将QoS类别划分为6类(Classes),自高到低分别为C0~C5,具体详见下表1-2。其中:C5类是BE业务,对性能无保证;C0类和C2类对时延要求很严格,并且C0类对抖动还有限制;C1类和C3类的时延要求比较严格,C1类对抖动有限制;C4类对时延要求比较宽松,且没有定义抖动限制;除了C5类外都对丢包率和错误率有要求。建议同时给出了它和应用级分类的映射示例,例如VoIP应用属于第C0类(class 0),BE(尽力而为)应用属于C5类(class 5)。

1-2:网络QoS类别的使用及工程指南(Y.1541/2

注意:Y.1541中还给出了两种临时QoS类别,即C6C7,处于征求意见阶段。Y.1541规定了基于QoS业务分类的IP网络的性能指标。

欲具体了解ITU-T建议Y.1541基于QoS业务分类的网络性能指标的请进入

3H.323建议书

ITU-T SG 16制订的H.323《基于分组的多媒体通信系统》建议书,根据时延-误码参数类和话务比特率参数类的组合,制定了应用级QoS分类。H.323 Annex N参照IntServ模型定义了对时延敏感的确保业务类(GSC)、对时延不敏感的受控业务类(CSC)和无规定服务三大类(9细类),GSCCSC类业务又参照ATM模型各细分为4类。

其中GSC又分为GSC1234GSC1GSC 2适用于CBR类型的流量,区别在于GSC 1对错误率有要求,而GSC 2没有;GSC3GSC4适用于VBR类型的流量,区别在于GSC 3对于错误率有要求,而GSC 4没有。CSC也分为CSC1234CSC1CSC2适用于nrt-VBR类型的流量,区别在于CSC1对错误率有要求,而CSC2没有;CSC3CSC4适用于ABR类型的流量,区别在于CSC3对错误率有要求,而CSC4没有。

二、IETF

互联网工程任务组(IETF)为IP网络除尽力而为(BEBest Efforts)服务外,专门定义了两个服务模型:综合服务(ISIntServ)模型和区分服务(DSDiffServ)模型。每个模型分别给出了相应的QoS类别业务。

1IETF IntServ模型(IS

IETF的综合服务(ISIntServ)模型中,除尽力而为(BE)服务外,定义了确保服务Guaranteed Service和负荷受控服务Controlled load Service两大类别网络级QoS业务。确保服务类别QoS业务适用于要求规定带宽和时延指标的应用。负荷受控服务类别QoS业务适用于没有定量QoS指标要求的应用。其释义详见下表2-1

2-1:关于IntServ模型定义的三大类别QoS业务

2IETFDiffServ模型(DS

IETF根据区分服务(DSDiffServ)模型的概念,制订了网络级QoS划分的RFC 2598RFC 2597规范,提出了除BE业务(缺省PHB)以外的5类业务,其中1类(EF-PHB)是实时业务,4类(AF-PHB)是级别不同的数据业务。

根据DiffServ技术,DiffServ将数据流划分为若干个类别,然后按类分配资源,由于类别数很少因此分组所属分类可做为一个字段直接写入分组,而不象IntSrev那样需要用信令协议告诉路由器每个应用流的QoS要求。该类别字段称为区分服务码点(DSCPDifferentiated Services Code Point),共有6bit

DiffServ模型中,DSCP对应于分组在网络中的传送性能称之为“每一跳行为”(PHBPer-hop Behavior)。IETF定义了若干标准PHB,各网络也可定义自己的本地PHB。标准PHB有以下四大类:缺省PHB、类别选择(CSClass SelectorPHB、加速转发(EFExpedited ForwardingPHB和确保转发(AFAssured ForwardingPHB,具体含义详见下表2-2

2-2:标准PHBQoS分类业务与含义

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三、ETSI

欧洲电信标准化协会(ETSI)研究VoIPTIPHON工作组定义了三大类应用级QoS。依据端到端时延将业务划分为宽带(wideband)、窄带(narrowband)和BE三大类,其中窄带业务又可细分为高(high)、中(medium)、可接受(acceptable3类,对应于narrowband中有等级区别的应用。三大类业务的时延限值依次递增,对应于用户感知的语音质量的满意度则是依次递减。

四、3GPP

3GPP则定义了4类应用级QoS,主要针对移动分组网络。它依据业务对时延的敏感度将业务划分为会话(conversational)、流媒体(streaming)、交互(interactive)和背景(background)四类,具体详见下表4。和ITU-T G.1010建议的按时延划分类型类似。其中,交互型还可按吞吐量要求细分为3类,从高到低分别为THP=1~3

43GPP UMTS规定的QoS分类业务

Conversational类对时延非常敏感,依次递减,background对时延最不敏感。Conversationalstreaming主要用于实时流量业务,区别只在于对时延的容许程度。Interactivebackground主要用于传统的IP应用,两者都定义了一定的误码率要求,区别在于前者更多用于交互式场合,而后者主要用于后台业务。

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五、相关标准化组织的QoS分类业务之间的关联

1IETF对各QoS分类的映射

由上述可知,各个标准化组织提出的QoS类别业务都不相同,为了能在异构网络环境下提供相容的QoS服务,有必要协调QoS的分类标准。目前ITU-TIETF就此取得了一致的共识。在以上分类标准中,认为根据IP报头中内置的DSCP值进行分类对于路由器实现来说具有很好的可操作性,可以和数据平面以及MPLS技术有机结合,也是工业界广泛使用的方法。因此IETF DS工作组结合上述其他组织的标准提出了关于区分服务(DS)划分的新的方案,并列出了IETF DS各类QoS业务与上述其它组织QoS类别业务的映射关系,具体详见下表5-1

5-1IETF QoS分类与其它标准QoS分类的映射关系

2ITU-T Y.15413GPP UMTS QoS分类的关联

下表 5-2给出了ITU-T Y.15413GPP UMTS QoS分类、参数和承载业务属性值上的关联。

5-2ITU-T Y.15413GPP UMTS QoS分类、参数和承载业务属性值上的关联

3ITU-T Y.1541ITU-T I.356QoS分类的对应

ITU-T I.356B-ISDNATM层信元定义了5QoS分类:1类(严格类)、2类(宽容类),3类(双层类)、4类、(U类)和5类(严格双层类)。当支持通过ATM网络传输IP数据包时,I.356的类15类两者都具有400 msCTD目标,是支持Y.1541 C 1类和C3的明显候选对象。由于没有端到端CTD100 msI.356类,因此需要更多考虑对Y.1541 QoS02的支持。这是I.356的修正件1所规定的。

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附录
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