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基于以太网的CoS保证机制(IEEE 802.1p)

浏览:7080  来源:通信人在线  日期:2023-07-04
 

以太网技术是目前应用最广泛的局域网技术,几乎90%的新建局域网络都采用了以太网技术。多年来,以太网因其具有的技术成熟、灵活性好、成本低廉等优点得到了广泛使用。但是,传统802.3 CSMA/CD方式的以太网技术以共享方式使用链路带宽,缺乏有效的QoS控制机制,使该技术只能应用于那些承载业务对QoS要求不高的网络。为了解决上述问题,人们引人了基于以太网的服务类别/业务等级(CoSClass of Service)保证机制。19986IEEE 802.1p 发布,正式规范了基于以太网的CoS保证机制,另外,该标准还规范了第二层的组播功能。802.1p 实现动态组播过滤的功能具体是由其所包含的两个协议:通用属性注册协议(GARPGeneric .Attribute Registration Protocol)和GARP组播注册协议(GMRPGARP Multicast Registration Protocol)。

IEEEIEEE 802.1p 是基于桥接网络的位于OSI/RM(开放系统互联/参考模型)链路层的支持流量分类和动态组播的协议。在802.1p 的支持下,用户终端主机能请求所提交流量的优先等级,网络设备则在帧头上设置相应的标记来予以实施。802.1p 可以将以太网和令牌环网中的流量分成8个优先等级,将时间敏感的视频/音频信息以较高的优先级在交换式以太网中传送,以此来支持以太网上各类业务的QoS

802.1p 对流量等级的标记使用了由802.1q 规范的VLAN(虚拟局域网)标记中的“用户优先级”字段。该“用户优先级”,字段长为3个比特,可设置0~78个优先等级。其中,优先级0的级别最低,7的优先级最高。

目前,许多以太网交换机(交换以太网中主要的网络节点)都能够支持多优先级业务的分类处理,即根据数据帧中“用户优先级”字段内容的不同进行缓存(排队)、数据转发等操作。理想情况下,以太网交换能支持的优先级应与802.1p 规定的优先级相同,但实际情况有时并非如此。如果以太网交换机只支持两个优先级,即“1”为高优先级,“0”为低优先级,则802.1q 中指定的用户优先级需要转变为两级,例如,可设置用户优先级为0~3的使用“0”级,4~7的使用“1”。由于支持802.1p 的以太网交换机不需要为每个流分别单独地维护状态信息,而只包括了如何缓存属于特定服务类型的数据帧的信息,因此CoS技术的实现比较简单,且具有较好的可扩展性。

    显然,CoS通过对业务进行简单的分类,为不同类型的流量提供有优先级差异的服务,以此在一定程度上改进而不是保证高优先级业务的服务质量。因此,CoS控制机制所提供的QoS保证是粗粒度的,难以支持对QoS要求严格的业务类型。为了解决这一问题,人们往往在建设网络时规划了比实际需要更多的网络资源,使网络建成后始终能够工作在轻载状态(一般指业务流量仅占用30%可用资源的情况),同时采用CoS控制机制,以实现基于以太网的有保证的QoS

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