演进中的IP QoS

2019-11-03 09:04:11

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供稿：网友

陈运青　刘恩慧

ip多业务网络亟待支持QoS

　　多年来，因TDM难以综合宽带业务和窄带业务，而不能成为下一代网络的核心技术，电信产业已全面停止对TDM产品的研发即是有力的佐证。而ATM缺乏业务并具有极高的技术复杂性，这基本上决定了ATM不会成为下一代网络技术。

　　目前，多数营运商对于电信业务网的承载主要采用IP专网的方式，如专门的VoIP网和专门的视频会议网。其主要思路是将IP专网直接架构在SDH或ATM网之上。这是非常浪费资源的方式，而且加大了运维成本，也不利于新业务推出。另一种常用方法就是加大IP层之下SDH和ATM的传送能力，即“过带宽解决方式”。这种方式也是以牺牲营运商巨大投资为代价的。

　　为此，电信运营商一直致力于采用基于Internet理念的IP网技术来作为下一代网络技术的统一平台，但随时间的推移，人们设想中的基于IP和MPLS的多业务网并未真正得以实施，QoS和流量管理都没有得到很好解决，多播几乎没有实施，安全性问题基本上没有解决，这些问题日益强烈地冲击着电信业务。简单地将Internet技术用于电信网也是行不通的。其根本原因是，现有的因特网只适合传送非实时的数据类业务，如www、FTP、E－mail等。而今，宽带接入的迅速增长已导致了运营商的IP网络架构的膨胀式扩张。几年前，VoIP业务首先被引入到IP网络中来，但其服务质量未得到解决。更进一步的是，运营商为增加赢利空间、拓展用户群，也正在尝试在单一而庞大的IP网络上提供越来越多的新型增值服务，尤其是交互式的个人多媒体通信。然而，由于不同的应用会产生相当不同的需要。例如，对电子医疗应用而言，传送的精确性将比延时和抖动更为重要；而对于IP电话应用而言，抖动和延迟是至关重要的，应当被尽力减少。

　　各运营商和设备提供商都在积极开展相关研究并达成了一致：实现统一的支持QoS能力的电信级多业务IP网络是发展的趋势。现存的解决方案包括RSVP、IntServ、DiffServ、MPLS、TE、策略管理、QoS信令等，但这些解决方案并未能使得QoS的问题得以根本解决。而且，目前各设备制造商实现QoS的方式不尽相同，对QoS的理解也很不一致，成为端到端QoS未能得到有效保证的主要障碍。

　　在IP网络中支持端到端QoS能力的标准化方面，IETF和ITU－T发挥了各自的作用，其中IETF致力于各种具体实施协议的制订，而ITU－T则更偏重于整体框架的制订和IP性能指标体系的构建。此外，MSF（城域网交换论坛）、InternetII和IPCablecom也提供了多种的端到端IPQoS解决方案。

IP QoS电信网络架构中的关键构件

　　对电信运营商而言，现在面临的挑战是如何以一种非常有效而现实的方式来为不同的业务提供满意的端到端QoS保证，同时还要充分考虑到整网的性能。电信运营商拟采用的承载级QoS架构需要具备可扩展性、可靠性、可操作性和可管理性。

　　IPQoS架构中的关键在于形成一组通用的网络运行机制来控制网络对某一业务需求进行正确的响应。具体可体现为一网络元素，或用于网络元素间的信令，或用于控制和管理穿越网络的业务流。IPQoS电信网络架构的关键构件可归属于三个平面，即控制平台、数据平面和管理平台。

实现电信级IP QoS架构的一种方法

　　在上述技术背景下一种可实现的电信级IPQoS架构被称为集中资源管理方式下的预配置MPLS网络。其基本思想是：

　　依据业务类型和QoS级别，请求QoS保证的业务被划分为若干类别。对于每一种业务类别，业务管理者进行容量规划，具体包括现存的和预期的业务流模式、拓扑规划、路由设计等。根据容量规划的结果，应用MPLS技术来针对每种业务预先配置（PRe－provision）一个逻辑网络。

　　对于属于每种业务类别的业务流而言，在统一的LBN中需要完成路径选择、资源分配、允许控制和标记转发。对于没有服务质量要求的尽力转发（BE）业务流，仍采用传统的IP路由和转发方法来完成路由和转发。只是它们只能利用各LBN占据资源后的剩余资源。承载网资源管理器（BRM）是用来在IP网络的每个管理域中负责管理所有的LBN的。BRM分别记录和管理每个LBN的拓扑和网络资源表。BRM负责为相应LBN中的每个业务流选择路径、资源分配及允许控制。多种业务控制服务器（SCS）负责控制各种业务请求（如语音呼叫信令），识别每种业务请求的起始和终止点，将号码（或名字）翻译成IP地址，请求BRM选择路径，分配资源及完成对应LBN的呼叫控制。

国际电联（ITU－T）在IPQoS架构方面的标准化进展

　　ITU－T建议草案Y.qosar明确定义了基本QoS构建模块（接入控制、拥塞反馈、计量和测量、策略及策略配置、队列和调度、资源预留、服务等级管理，费率表征和流量标识等），通过不同的方式把这些块组织起来，就可以控制网络提供业务所要求的性能。同时也考虑了实现QoS对安全的影响及相应机制。从

　　建议草案的完整性角度看，Y.qosar仍处于编辑及完善阶段。在2003年7月21日至8月1日ITU－TSG132001－2004研究期的第五次会议上取得了较大进展。

　　很明显，无论从业务开展还是从技术实施的角度出发，服务质量（QoS）保证都是在IP上支持各种实时应用所需考虑的最重要因素。由于IP网络固有的无连接的特征，使得在IP网络中保证端到端的QoS成为一项艰难的工作。目前，VoIP、视频服务及NGN、3G中各种交互式多媒体业务的开展已经成为电信运营商能否成功运营这些业务的关键所在。同时，QoS也已成为当今网络技术研究、标准化工作的一个极为活跃课题。

　　有鉴于此，国内的电信运营商和设备制造商会持续跟踪这一领域的进展，通过研制和试商用具有实用性的解决方案来分阶段解决这一电信业的难题。

摘自　人民邮电报

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