Ｊ■ 技术 ｉｉｉ“ “ 通信技术 ＩＰ网络服务质量保证技术研究 张晨 （南通卫生高等职业技术学校江苏南通２２６０００） 摘要：本文针对ｍ网络服务质量技术进行简要的探讨，通过对其运行原理和过程的简述，普及网络技术运用，指出服务质量技术关键所在。对现有 的ＩＰ网络服务质量作出简要的分析，对于综合业务的运用无法达到满足。对着新生一代的网络的兴起＇网络服务质量已经成为互联网服务的重要核心 技术之一，针对新兴技术的发起，对于此类技术的发展和核心技术进行详尽的介绍。 关键词：ＩＰ网络服务质量技术 中图分类号：ＴＮ９１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２０１ ５）０６－００４９－０２ 通信网络的发展促使了包括ＡＴＭ交换、电路交换、分组交换和 ＩＰ交换等技术的网络类型的发展转变，不同的网络类型对于业 务服务质量的保证方法表达不一。现阶段，相对比较成熟的技术是 分组交换、电路交换、Ａ，ＩＭ交换网络Ｑ０ｓ技术，但是相对于比较复杂 的问题，例如综合业务和技术等问题这些网络类型的技术就无法进 行有效解决。就目前来讲，这些网络的技术状态基本上是处于保持 现状的状态。近些年来，网络发展的热点和趋势之一是 技术，这一 类技术的交换结构不一样，ＩＰ交换服务质量技术的差异也很大，不断 推陈出新的ＩＩ）网络应用技术使得 网络的ＱＯＳ的发展有了更高的要 求。 延和吞吐量，而这些参数的行为主体是ＩＰ包。ＩＥＴＦ对于ＱＯＳ的定义 是，在传输数据流的时候，网络需要满足的一系列的服务要求。所谓 的下一代网络即是指以ＩＰ分组为基础的数字通信网络，在下一代网 络中的必须重点解决的关键技术是ＱＯＳ问题，这样做的目的就在于 对网络提供电信级别的服务质量。ＱＯＳ会在多个层面上体现出来， 传送层上Ｑｏｓ的作用主要体现在抖动、时延和倒换时间以及误码 率，业务层上，根据不同的业务体现不同的ＱＯＳ作用，在承载层上， ＱＯＳ的主要作用体现在ＩＩ）包的抖动、丢包和时延上。对于网络服务质 量的定义，在ＩＴＵ上对于其的定义是电信业务的特性总和，要能够充 分表现出明示或者是暗示业务用户的需求能力总和。 １网络服务质量 从先前的发展历史来看，对于 网络服务质量的定义还是比较 混乱的，研究组织的不同对于ＩＰ网络服务质量的定义也是不尽相同 的。互联网工程任务组和国际电信联盟对于ＩＰ网络服务质量的国际 标准化组织起着举足轻重的作用。 起源于互联网的ＩＰ技术，被业界广泛认可的主要是ＩＥＴＦ（互联 网工程任务组）的ＩＰ服务质量表述。不同的ＤＲＡＦＴ或者是ＲＦＣ中以 需求对不同表述形式的ＩＰＱＯＳ￣念进行定义，ＩＰＱＯＳ￣Ｐ指处于ＩＰ层 的Ｑｏｓ性能参数，这些性能参数主要是指时延变化、丢包率、传输时 ２ ｌＰ网络服务质量保证技术 通信网络的服务模型有三种，即综合服务、尽力而为的服务和 区分服务，在不同的网络服务模型中完成不同程度的网络承载业 务，搭建不同的ＱＯ 障。满足规模的适应性和拓展性，一般采取的 措施是ＩＰ骨干网中的Ｄｉｆｆ Ｓｅｒｖ体系结构的采用以及在ＩＰ边缘网上 采用Ｉｎｔ Ｓｅｒｖ体系结构。在现实结构中，ＢＥ模型的ＱＯＳ的保证能力 是没有的，保证端对端的ＱＯＳ服务模型主要是需要提供拥塞管理、 流量的标记与分类、流量监管和拥塞避免，ＱＯＳ的组织化处理。 ２．１流量分类与标记 流量分类主要是指数据报文的划分有优先级的多个和服务类 的多个，将报文分成８类的主要情况是ＩＩ）报头的ＱＯＳ字段前三位的标 记报文，将报文分成６４类的情况是使用ＤＳＣＰ。在对报文进行分类之 后，将ＱＯＳ特性在不同的分类当中体现出来，可以通过实现流量整 形和拥塞管理来体现ＱＯＳ特性。网络管理者对于报文的策略进行相 应的设置，对于其分类的结果可以进行有效的范围内，这样的 范围主要是由５元组的确定流组成，这样的范围也可以是某个网段 内的所有报文。一般情况下，在网络边界处，进行分类报文时对于 优先级或者是ＤＳＣＰ可以进行相应的标记，这样的话就可以在网络 的内部将分类标准进行ＩＰ优先级或者是ＤＳＣＰ的定义。 ２．２拥塞管理 对于拥塞管理的定义，主要是在发生拥塞的网络中合理管控。 般隋况下处理拥塞管理的方法是队列技术的使用，针对不同的问 题提出不同的队列算法，产生出不同的效果。先进先出队列、优先队 列、加权公平队列、用户定制队列和类的加权公平队列是主要的拥 一Ｌ 竺竺苎竺苎坠塑 ｌ ［二 匦口 囤囤回圈回圈圆圈区 固 图１ ＣＢＷＦＱ的队列示意图 表１ ＩＰ性能度量参数相关ＲＦＣ ＲＦＣ编号 ＲＦＣ名 ＲＦＣ２３３０ ＲＦＣ２６７８ ＲＦＣ２６７９ ＲＦＣ２６８Ｏ ＩＰ性能度量参数的框架 ＩＰＰＭ连通性度量 ＩＰＰＭ单向时延度量 ＩＰＰＭ单向丢包率度量 图２流量控制的基本处理过程 收稿日期：２０１５－０５－２９ ＲＦＣ２６８１ ＲＦＣ３３９３ ＩＰＰＭ双向时延度量 ＩＰＰＭ单向时延变化度量 作者简介：张晨（１９８０ ，男，汉族，江苏南通人，硕士，实验师，主要研究方向：云计算及分布式应用。 通信技术 塞管理处理办法。在对报文进行处理的时候通过队列调度进行报文 流量与突发状况进行相应的，最终要达到的结果就是匀速向外 优先等级分层次处理。这里我们对处理拥塞管理的方法做一个简单 的了解。ＦＩＦＯ（先进先出队列）即对报文不予以分类，将报文按进队 的顺序出队，这个过程发生在队列的出口，对于先进的报文进行先 出，对于后进的报文进行后出；ＰＱ（优先队列）即指将报文分成４类，分 别是高、中、正常和低四个等级，一般的顺序是报文从高优先队列中 发出，接下来的发文顺序是正常、低优先队列。这样的情况下，分类 报文的时候较高优先级别的队列报文优先发送，较低优先级别的报 文在拥塞中让步给高优先级别报文，然后在后期较为空闲的时候予 以处理；ＣＱ（用户定制队列），根据情况将报文队列分成Ｎ个，定义第 队列是系统队列的最高优先级别队列，一般这个队列中会放人实 时性要求高的交互式协议和链路层协议的报文。由此类推，将报文 发送到下一个等级中；ＷＦＱ（￣权公平队列），这一类方法是对报文 按照流进行分类，不同的流会被分配到不同的队列当中，这样的分 类过程一般称之为散列，使用的算法是ＨＡＳＨ，ＣＢＷＦＱ（基于类的 加权公平队列），这个主要包括低时延队列、二层协议队列、ＲＴＰ优先 队列和缺省队列以及指定宽带队列，如图１所示。 一发送这类报文。流量整形的完成主要是通过令牌桶和缓冲区，报文 发送速度过快的时候，需要在缓冲区进行缓存，主要受控于令牌桶 将被缓冲的报文进行均匀发送。 ＣＡＲ（约定访问速率），可运行的网络￣Ｐ（ＩＳＰ）控制好用户送入的 网络流量十分有必要的。对于流量的控制主要是通过ＣＡＲ来控制 的。控制策略主要采用的是令牌桶流控技术。流量控制通过ＣＡＲ来 进行的，如图２所示。 ３ ｌＰ网络服务质量检测技术现状研究 国际标准化组织对于涉及到ＩＰ网络服务质量测量标准和解决 方案予以相应的制定。上文提出ＩＥＴＦ（互联网工作任务组）对于网络 服务和检测协议的标准制定有着自己的定义，ＩＰ性能度量通用架构 主要出自于ＲＦＣ２３３０ ＩＰ的性能度量参数框架，如表ｌ所示。互联网 工作任务组不仅可以将 网络测量参数相关的ＲＦＣ，对网络测量体 系予以给出，通过网络测量出相关的ＲＦＣ。 ＩＴＵ即国际电信联盟，其对 网络服务质量测量标准，该标准主 互联网协议与下一代网络”的子系列即 拥塞管理技术主要可以系统地解决传统ＩＰ设备的单一的ＦＩＦＯ 要包括“全球信息基础设施， 的拥塞管理策略，ＱＯｓ能力能够在此得以充分灵活发挥，以网络要 Ｙ系列。求论证采用的技术。 ２．３避免拥塞 经常会出现的ＴＣＰ全局同步传输慢启动以及大小不一的报文 传送情况、低利用率线路等等不良情况的发生，所以一般采用的是 加权随机早期检测的报文丢弃策略。原理就是用户可以设定队列的 阙值，当队列低于阙值的时候报文不予以丢弃，报文长度在低阙值 和高阙值之间的时候随机丢弃报文，队列长度高于高阙值的时候， ４结语 就ＩＰ通信网络自身而言存在着极大地先天性设计不足，现阶 段，ＩＰ网络质量的服务已经成为业界关注的焦点。现阶段对于网络服 务质量的技术还没有达到炉火纯青的层面，组织技术层面标准也不 统一，网络运营商之间竞争异常激烈。下一代网络核心技术之一就 是服务质量保证技术，相关技术人员应该把握时代脉搏，研制更加 完善的网络设备，将整个网络通信设备进行全面整体的设计。 将所有的报文予以丢弃。 参考文献 ２．４流量的监管与整形 李吉良．ＩＰ网络服务质量保证技术［Ｊ］．信息系统与网络．２０１ １，３８． 所谓的流量监管是指对进入到某一网络的某一连接的流量和 ［１］ 突发予以相应的。报文流量过大的时候，针对报文流量监管就 ［２］罗智慧．ＩＰ网络服务质量监测研究与实现［Ｚ］．北京邮电大学，２０］１． 可以进行不同的动作进行处理。对某类报文的流量进行主要是 通过约定访问速率的使用。所谓的流量整形，对流出网络的连接的 ……上接第４８页 建立多个ＩＭＳ域，从而有利于网络业务的管理运行。 ３．２ ＩＭＳ网元设置依据 环境下；ＨＳＳ通过ＩＳＣ接口与归属网络中的Ｓ－ＣＳＣＦ与３种业务控 在采用多域组网的方式时，在各域内集中建设ＩＭＳ核心网是十 制实体直接相连，它是业务功能实体与用户进行业务控制之间的桥 梁，起着不可估量的接人作用。ＩＳＣ是在ＳＩＰ的基础上又发展和延伸 分有必要的。ＨＳＳ数量与用户数量相对应。因而，在设置Ｈｓｓ时，可以考量用 了ＳＩＰ，其可与Ｓ－ＣＳＣＦ直接相连，从而减少信令转换。 户数量得知ＨＳＳ数量。当存在多个ＨＳＳ时，应当对其部署ＳＬＲ。 ３ ＩＭＳ网络规划 Ｈｓｓ的容灾备份功能应当在其建立时就加以考虑，备份方式可 ３．１ ＩＭＳ组网方式 以采用两种，Ｎ＋ｌ或ｌ＋ｌ的方式。ＣＳＣＦ应当集中设置，考虑容灾方式 ＩＭＳ的组网方式有两种，分为单域和多域。所谓单域和多域的 方面建议采用Ｐｏｏｌ的方式。在ＩＭＳ域网络边界点处设置Ｉ—ＣＳＣＦ， 区别在于其域名分配数量的不同，单域组网在全国范围内，若要建 该边界点起着十分重要的作用，无论是漫游用户还是本域网络内用 立一套ＩＭＳ系统，仅为其分配一个域名，因而全国使用统一域名；多 户都需通过这个边界点连接网络。ＩＭＳ核心网面向用户的接入点是 域组网为全国所分配的域名不同，因而全国范围内要建立多套ＩＭＳ ｐ－ＣＳＣＦ，它可以随着ＩＩ）承载网向用户侧延伸。在初期设置网络时， 系统，就为其分配多个域名，域名分配按区域划分。 因容量较小的缘故，可将Ｐ／Ｉ／Ｓ－ＣＳＣＦ合并，设置集中在一起。 单域组网的优势十分明显，其由于域名只有一个，所以业务管 ４结语 理相对简单，没有域间关系的影响。同时，它也有自己的缺陷，其在 文章通过对于其结构特征的阐述，分析和研究其结构特征及其 处理处理漫游情况时，在同一域名内，业务签约状况需要按地域划 对于ＩＭＳ的网络规划问题也初有成 分，如果网络规模扩大，单凭其本身无法实现工作，因而处理此类情 在网络融合方面的问题。同时，在其指导下，可以规划设计出更加科学合理的网络规划，为未来 况，就需引Ａ．ＳＬＦ，并配置全国ＨＳＳ的数据辅助。但是，当网络规模较 效， 大时，ＳＬＦ将成为阻止网络发展的瓶颈，不利于网络的健康发展。综 网络建设奠定坚实的基础。上，单域组网的适用范围仅局限于小规模组网。与单域组网相同，多 参考文献 域组网也有其优势与不足。多域组网处理漫游情况相对容易，因其 网络扩展性较好，所以对于大规模组网较为适用。但其不足便是由 于多个域名问题，域之间的互通问题便成为他的一个不足。单域组 网与多域组网比较而言，大规模组网选择多域组网更加适合。因而， 在建立ＩＭＳ初期阶段，建议直接采用多域组网方式，根据省份的不同 ［１］侯慧峰，杨国健，张晓龙．基于ＩＭＳ的网络融合研究［Ｊ］．中国新通 信。２Ｏ１ ３，（２１）：５－５． ［２］付秀花，陈刚，周文安。等．基于ＩＭＳ的３Ｇ和ＷｉＭＡＸ业务融合的探讨 ［Ｊ］．现代电信科技，２０１ ２，（６）：２０—２４．
