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IP网络的QoS模型

浏览:5099  来源:通信人在线  日期:2023-10-26

 

Internet虽然已被广泛应用,并已成为信息社会不可分割的组成部分,但是它只能提供适合数据业务需要的尽力而为(BEBest Effort)服务,不能满足不断发展的基于IPNGN多媒体业务的需要。为此,业界提出了许多IP网络QoS解决方案,相关IT业界标准化组织也正在积极推进关于IP QoS标准的研究。

QoS是一个相当复杂的问题,要确切理解QoS的含义和把握QoS的技术要求必需从各个层面综合考虑。图1给出了IP网络QoS问题的多级概念模型,每一级的需求决定了下一级的QoS性能要求。首先,用户是服务质量优劣的最终判决者,其主观评判参数构成了用户级QoS,例如收听音乐的保真度、收看图像的清晰度等。它们往往是非定量的感性指标,必需映射为可度量的应用级QoS

1IP网络QoS概念模型

应用级QoS一般有定量的参数范围,其参数的确定取决于具体的应用类别,例如在多媒体应用中可包含媒体质量、端到端时延、媒体成份间同步性能等。进一步,应用级QoS还需映射为可实现的系统级QoS,它由两个层面构成。一是设备级QoS,例如音视频通信终端所能支持的编解码器、定时精度、丢包补偿能力、缓冲能力等;二是网络级QoS,即IP网络所能提供的端到端传送性能,这是最终决定服务质量的关键指标。表1给出典型的网络级QoS参数,它分为时间参数类、带宽参数类和可靠性参数类三大类。其中最为重要的4项参数是:时延、时延抖动、丢包率、误码率。

1网络级QoS参数

为了确保用户所需要的服务质量,必需建立起各级QoS之间的映射关系,称为QoS翻译。这是分层协同QoS技术的基础,也是制订层间QoS信令标准的基础。图2示出VoIP应用中系统级QoS和最终用户级QoS的相互关系。语音包在网络传送过程中会产生时延、时延抖动和丢包,为了消除抖动,终端设备设置了抖动缓存器。网络传送的固有丢包和缓存器溢出引起的额外丢包加在一起构成了接受端总的丢包,经过终端的编解码器补偿后由于丢包引起的性能损伤将有所改善。同时,编解码器处理和抖动缓存器都将产生附加的时延,它们和网络传送的固有时延加在一起构成了接受端总的时延。编解码器补偿后的输出和总时延决定了VoIP应用级QoS,从而也决定了用户感受到的QoS。由此可知,QoS是端到端的性能,必需由终端、网络、控制层和决策层协同配合才能达到预期的目标。

2系统级QoS和用户级QoS的相互关系

这里,将IP QoS归纳为涉及多个平面的综合技术,就如图3所示。在管理平面,需要定义SLS、管理策略和度量标准,据此配置整个网络的资源。在控制平面,需要进行接纳控制、支持流量工程的QoS选路和资源预留。在数据平面需要对数据流进行整形、管制、排队等一系列处理,并实施缓存管理和拥塞避免控制。

3IP QoS多个平面的综合技术

需要着重指出的是,为了使所有用户能公平地共享网络资源,网络必需根据事先签订的合约分配资源,按照合约规定的等级提供服务,并根据服务等级收取费用。对于没有任何限制的Internet上网服务,则只能提供无保证的BE服务。

如图3所示,为了向用户提供端到端的QoS,负责接入的ISP和核心网之间以及核心网各个运营域之间都需签订合约,称为服务等级协定(SLAService Level Agreement),它是域间就关于网络服务的可用性、适用性、性能、操作及其他特性在谈判后形成的合约性文档。其技术部分称为服务等级规约(SLSService Level Specification),规定了允许通过的数据流的类型和总量以及网络保证其达到的QoS指标。表2给出了典型的SLS示例。

4基于SLAQoS提供

2SLS的典型示例

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