多媒体业务服务质量相关问题的研究

2019-11-03 08:58:49

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供稿：网友

曹蓟光周永丽

　　摘要：给出了ＩＰ网络服务质量体系模型并对其进行了简单的介绍，在此基础上，对服务质量体系中与多媒体业务相关的主要问题进行了讨论，包括多媒体业务类型的划分、业务服务质量向网络服务质量的映射、网络服务质量指标的分配等，目的在于为了解基于ＩＰ网络的多媒体业务的服务质量研究现状、存在的问题与发展方向提供参考。

　　关键词：服务质量，多媒体业务，业务类型

一、ip网络服务质量体系

　　ＩＰ网络服务质量体系的建立是以用户可以感知的业务服务质量为出发点的，它涉及到网络的各个层面。首先，业务为用户提供的服务质量与支持业务的网络层的服务质量有密切关系，同时还与业务的处理逻辑以及业务自身对于服务质量的优化方式有关。同样，网络层所能提供的服务质量又与链路层所能提供的服务质量，以及网络层所采用的ＱｏＳ优化方式有关；链路层所能提供的服务质量又与底层所能提供的服务质量，以及链路层所采用的ＱｏＳ优化方式有关。因此ＩＰ网络服务质量问题并不局限于网络层，它涉及到ＩＰ网络的各个层面。

　　具体地讲，按照基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的ＱｏＳ模型，一项业务的服务质量的主要部分包括应用ＱｏＳ、应用层ＱｏＳ优化策略、网络ＱｏＳ、网络层ＱｏＳ优化策略、Ｌ２ＱｏＳ、链路层ＱｏＳ优化策略和底层ＱｏＳ等。

　　１．应用ＱｏＳ

　　应用ＱｏＳ实际上就是应用层ＱｏＳ，是指应用层能为用户提供的具体业务的服务质量。其研究内容主要包括：业务类型的划分、不同业务类型的ＱｏＳ需求分析、业务相关的ＱｏＳ参数的确定、ＱｏＳ参数的测量方法、ＱｏＳ参数对应的评测指标的确定等。

　　对于应用ＱｏＳ的研究在ＩＥＴＦ中并没有受到足够的重视，其原因是ＩＥＴＦ通常只关注网络层的ＱｏＳ（主要是ＩＰ层的ＱｏＳ）及其相关内容（但是与ＩＥＴＦ有密切关系的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ２已经开始关注应用ＱｏＳ的问题，设立了名为“应用质量测量”的研究项目，并且已经提交了研究报告的初稿）。作为电信研究领域的标准化组织ＩＴＵ和ＥＴＳＩ对应用层ＱｏＳ的研究比较重视，对于电信网的传统业务——ＴＤＭ电话的服务质量的研究取得了很大的成绩，并且在实际应用中获得了成功。但是，随着ＩＰ技术在电信网络中应用范围的不断扩展，尤其是基于ＩＰ的多业务的开展，对应用层ＱｏＳ的研究提出了新的课题。

　　２．应用层ＱｏＳ优化策略

　　应用层ＱｏＳ优化策略在逻辑上实现了网络层ＱｏＳ向应用层ＱｏＳ的转化。它包括的内容较多，不同种类的业务所涉及的内容也就不同。概括起来讲，应用层ＱｏＳ优化策略的研究与具体业务类型、业务特性、业务逻辑、业务运维模式均有较大关系，对具体问题需要具体分析。这一研究方向在未来几年将依然是研究的热点。

　　３．网络ＱｏＳ

　　关于网络ＱｏＳ的研究一直是ＩＥＴＦ的研究重点，并且取得了较多的成果，其中相当一部分已经成功地应用到网络运营的实践中。但是，依然有一些问题没有得到圆满的解决，随着ＩＰ技术研究的不断深入以及ＩＰ网络应用范围的逐步拓宽，这些问题对于ＩＰ网络发展的制约也越来越突出地表现出来。

　　网络ＱｏＳ（不含网络层ＱｏＳ优化处理策略部分）的主要研究课题包括：

　　·网络ＱｏＳ性能指标分配方法（网络模型、网络ＱｏＳ性能指标的端到端分解准则）；

　　·网络ＱｏＳ等级的划分；

　　·网络ＱｏＳ性能参数的定义（包括设备ＱｏＳ性能参数与网络ＱｏＳ性能参数）；

　　·网络ＱｏＳ性能参数的测量方法（包括设备ＱｏＳ性能参数与网络ＱｏＳ性能参数）；

　　·网络ＱｏＳ性能参数所对应指标的确定（包括设备ＱｏＳ性能参数与网络ＱｏＳ性能参数）；

　　另外，关于网络层服务水平协议（ＳＬＡ）的ＱｏＳ相关内容的制订也与网络ＱｏＳ有较大的关联。

　　４．网络层ＱｏＳ优化策略

　　网络层ＱｏＳ优化策略一直是ＩＥＴＦ和ＩＴＵ的研究重点，也是研究难点，目前对这个问题存在多种解决方法，但没有一种方法同时具有绝对的技术优势和工程实现优势，就现在的研究情况来看，这种状态将会长期保持。归结起来目前存在的网络层ＱｏＳ保证策略包括：

　　·尽力而为；

　　·基于规划的粗放式管理机制；

　　·基于ＤｉｆｆＳｅｒｖ的开环ＱｏＳ控制机制；

　　·基于ＤｉｆｆＳｅｒｖ的闭环ＱｏＳ控制机制；

　　·基于信令的闭环ＱｏＳ控制机制。

　　在相当长一段时间内，网络层ＱｏＳ优化策略的研究是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ研究领域和电信网研究领域的共同热点。

　　５．链路层ＱｏＳ

　　由于ＩＰ网络的链路层可以采用多种技术来实现，即ＴＣＰ／ＩＰ模型并未规定链路层必须采用哪种技术，目前可用的技术主要有以太网、ＡＴＭ、帧中继等。因此，链路层ＱｏＳ与所采用的具体技术有关，有着较大的差异性，但也存在一些共性的问题，这些共性问题就是链路层ＱｏＳ的主要研究内容，包括：

　　·数据链路层（以太网、ＡＴＭ、帧中继等）相关的ＱｏＳ参数的定义；

　　·链路层ＱｏＳ参数测量方法的研究；

　　·链路层ＱｏＳ参数所对应评测指标的确定。

　　其中，对于采用ＡＴＭ、帧中继的链路层ＱｏＳ问题研究得比较充分，并且均有相关的ＩＴＵ建议可以参照，而对于采用以太网的链路层ＱｏＳ的研究则依然有许多问题没有解决。

　　６．链路层ＱｏＳ优化策略

　　目前可以利用的链路层ＱｏＳ优化策略包括下面所列五种。

　　（１）ＩＥＥＥ８０２．１ｐ

　　在ＩＥＥＥ８０２．１ｐ的帧头中有３个服务类别（ＣｏＳ）比特，用来表示八类服务。

　　（２）ＡＴＭ技术

　　ＡＴＭ可以分别指定固定比特率（ＣＢＲ）、实时可变比特率（ｒｔ－ＶＢＲ）、非实时可变比特率（ｎｒｔ－ＶＢＲ）、未规定比特率（ＵＢＲ）来支持不同的业务。

　　（３）帧中继

　　在帧中继的帧格式中没有表示业务优先级的字段，也就是说帧中继协议本身不区分数据链路连接的优先级。但是通常设备制造商会在设备中为不同的数据链路连接标识符（ＤＬＣＩ）指定不同的重要程度（优先级）。

　　在帧中继中有丢失许可（ＤＥ）比特，用来表明当网络发生拥塞时是否丢弃此帧：“１”表示丢弃；“０”表示不可丢弃。

　　（４）ＰＰＰ的多类别扩展

　　最早的多链路点到点协议（ＭＬ－ＰＰＰ）不支持ＣｏＳ，但是在ＲＦＣ２６８６中对其包头进行了扩展。可以支持４个或１６个优先级，可以分别对应不同类型的业务。

　　（５）ＭＰＬＳ的Ｅ－ＬＳＰ

　　ＭＰＬＳ中的基于试验用字段的标签交换路径（Ｅ－ＬＳＰ）利用试验用字段中的３个比特来表示８个优先级，可以分别对应不同类型的业务。

　　７．底层ＱｏＳ

　　电信级ＩＰ运营网络的底层通常是指传输网络。按照传输网络的时钟特性来分，包括同步传输网络、准同步传输网络和异步传输网络。其中，同步传输网络主要指ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ，准同步传输网络是指ＰＤＨ网络，而异步传输网络主要是指基于以太网技术的传输网络等。关于这些技术的研究成果在ＩＴＵ已形成相关的建议。其中，准同步传输网络可以说已不是技术主流；以ＳＤＨ技术为代表的同步传输网络经过十多年的发展已经基本成熟，现已形成相对完善的ＳＤＨ系列技术标准，并在传输网络的组网实践中取得巨大成功。但是，对同步传输网的研究并没有停止，就目前来看主要朝下列三个方向发展。

　　（１）向高带宽、高速率发展。比如，４０Ｇｂｉｔ／ｓＳＤＨ的国际标准已经形成，国内的相关行业标准也正在制订之中。

　　（２）向低端接入网络发展。经过改造的简化ＳＤＨ已经在一些网络环境中应用，它通过简化ＳＤＨ协议栈，采用单纤组网，降低了技术复杂度和实现成本。因此，它有一定的应用空间，只是尚缺乏统一的技术标准。

　　（３）向纵深发展。在ＳＤＨ中集成了以太网的部分功能（以太网透传、二层交换）、ＡＴＭ的部分功能（信元透传、虚电路的交叉连接功能）等。

　　总之，ＩＰ网络服务质量体系的体系结构中应该包括的内容归纳起来可以形成表１。

表1 IP网络服务质量体系的主要内容

系统组成

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