1.QoS產(chǎn)生的背景

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從當(dāng)初的單一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向集成數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻、游戲的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。網(wǎng)絡(luò)中所承載的數(shù)據(jù)呈幾何級(jí)倍數(shù)增長(zhǎng)，而且這些業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延有著極高的要求。同時(shí)，由于硬件芯片研發(fā)的難度大、周期長(zhǎng)、成本高等原因，帶寬逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，產(chǎn)生丟包，業(yè)務(wù)質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)甚至造成業(yè)務(wù)不可用。

要在IP網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)展這些業(yè)務(wù)，就必須解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題，最好的解決辦法是增加網(wǎng)絡(luò)帶寬。

但從運(yùn)營(yíng)、維護(hù)的成本考慮，一味增加網(wǎng)絡(luò)帶寬是不現(xiàn)實(shí)的。

QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）技術(shù)就是在這種背景下發(fā)展起來(lái)的。QoS技術(shù)本身不會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，而是在有限的帶寬資源下，如何平衡地為各種業(yè)務(wù)分配帶寬，針對(duì)各種業(yè)務(wù)的不同需求，為其提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證， 簡(jiǎn)答說(shuō)一點(diǎn)，就是把流量分三六九等， 對(duì)于不同的流量區(qū)別對(duì)待， 重要的流量?jī)?yōu)先服務(wù)， 不重要的流量延遲轉(zhuǎn)發(fā)甚至丟棄。

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2.QoS的度量標(biāo)準(zhǔn)

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2.1 ??帶寬

網(wǎng)絡(luò)帶寬（Bandwidth）是指在單位時(shí)間（一般指的是1秒鐘）內(nèi)能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。網(wǎng)絡(luò)和高速公路類(lèi)似，帶寬越大，就類(lèi)似高速公路的車(chē)道越多，其通行能力越強(qiáng)， 我們平時(shí)家庭寬帶說(shuō) 的300M或者500M就是這個(gè)線路的帶寬， 通信能力。

這里要解釋一下，線路的通信能力是很強(qiáng)的， 家里網(wǎng)速慢， 不是卡在帶寬上了， 是本來(lái)線可以通行300/500M的數(shù)據(jù)流， 但是電信部門(mén)沒(méi)有給家庭分配那么多， 所以才覺(jué)得看視頻卡，而普通家庭是用不完這個(gè)帶寬的數(shù)據(jù)流的， 就像人在自來(lái)水管喝水， 人的需求也是一根小的吸管，不需要這么粗的水管。

2.2 ??時(shí)延

時(shí)延（delay）是指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一個(gè)端所需要的時(shí)間。它包括了發(fā)送時(shí)延，傳播時(shí)延，處理時(shí)延，排隊(duì)時(shí)延。（時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延）

發(fā)送時(shí)延：發(fā)送端處理數(shù)據(jù)需要的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間一般是固定的。

傳播時(shí)延：數(shù)據(jù)在線路中傳遞所使用的時(shí)間， 這個(gè)時(shí)間約等于光速， 也是固定的。

處理時(shí)延：也叫串行化時(shí)延， 設(shè)備在做光電轉(zhuǎn)化， 各種數(shù)據(jù)類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)化所需要的時(shí)間。通常這個(gè)時(shí)間也是固定的。

隊(duì)列時(shí)延：數(shù)據(jù)流離開(kāi)設(shè)備的時(shí)候， 在隊(duì)列中等待的時(shí)間。當(dāng)鏈路比較擁擠，設(shè)備性能不夠的時(shí)候，就需要先把數(shù)據(jù)緩存起來(lái)，當(dāng)鏈路沒(méi)那么擁塞或者設(shè)備性能有結(jié)余的時(shí)候再去處理這些數(shù)據(jù)，目前來(lái)說(shuō)， 只有這個(gè)隊(duì)列延遲才是我們可以操控的， 也是QOS重點(diǎn)部署的。

2.3 ??抖動(dòng)

抖動(dòng)（jitter）：順序傳遞的相鄰兩個(gè)幀的轉(zhuǎn)發(fā)延遲之差的絕對(duì)值，恒為正值。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)， 就是按照順序發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)文， 沒(méi)有按照理想的順序送達(dá)到目的地， 需要在目的地重新排列順序。

利用緩存技術(shù)可以克服抖動(dòng)， 但是會(huì)帶來(lái)隊(duì)列延遲， 對(duì)于實(shí)際性要求比較高的應(yīng)用來(lái)說(shuō)， 抖動(dòng)來(lái)帶的影響比較大。

2.4 ??丟包率

丟包（Packet loss）是指一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包（packet）的數(shù)據(jù)無(wú)法透過(guò)網(wǎng)上到達(dá)目的地。

丟包的原因有很多，包括在網(wǎng)上中由于多路徑衰落（multi-path fading）所造成的信號(hào)衰減（signal degradation），或是因?yàn)橥ǖ雷枞斐傻膩G包（packet drop），再者損壞的數(shù)據(jù)包（corrupted packets）被拒絕通過(guò)，或有缺陷的網(wǎng)上硬件，網(wǎng)上驅(qū)動(dòng)程序故障都可能造成丟包。

但是更多的丟包， 一般是QOS中， 由于限速或者整形而做的策略性丟棄，

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當(dāng)鏈路發(fā)生擁塞的時(shí)候， 要保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行， 就需要對(duì)不太重要的流量進(jìn)行延遲轉(zhuǎn)發(fā)， 或者丟棄， 能不丟就不丟， 實(shí)在沒(méi)有能力轉(zhuǎn)發(fā)再丟棄。

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?一般來(lái)說(shuō)， 應(yīng)用程序會(huì)檢查丟包。來(lái)做重傳處理，在4層，傳輸層， TCP也可以實(shí)現(xiàn)重傳， 如果是使用UDP封裝， 那么， 應(yīng)用程序一定有重傳機(jī)制， 來(lái)控制丟包后的數(shù)據(jù)重傳，應(yīng)用程序是可以接受 在一定的限度內(nèi)的丟包的.

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3.QoS在企業(yè)網(wǎng)中的應(yīng)用

理論上來(lái)說(shuō)，各層次設(shè)備的功能如下：

3.1 ?接入層業(yè)務(wù)識(shí)別

接入交換機(jī)作為邊界交換機(jī)，在接入側(cè)需要擔(dān)負(fù)數(shù)據(jù)流的識(shí)別、分類(lèi)以及流標(biāo)記的工作；

在網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要擔(dān)負(fù)不同應(yīng)用數(shù)據(jù)流的擁塞管理、擁塞避免、流量整形等工作。

3.2 ?匯聚層/核心層提供差分服務(wù)

匯聚層和核心層設(shè)備端口信任基于接入層標(biāo)識(shí)的QoS參數(shù)，通過(guò)隊(duì)列調(diào)度、流量整形、擁塞避免等方式實(shí)施QoS策略，保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)優(yōu)先獲得調(diào)度。