寬帶網(wǎng)業(yè)務質量研究.pdf

1、對于IP網(wǎng)來說，其最初的設計思想是采用“盡力而為”(Best-Effort)的機制來轉發(fā)數(shù)據(jù)分組，對于需要嚴格服務質量保證的多媒體應用，如果不采取新的技術改善目前的網(wǎng)絡環(huán)境，則無法實現(xiàn)新業(yè)務的大規(guī)模應用。 目前網(wǎng)絡出現(xiàn)的所有服務質量問題，歸根結底是由帶寬不足帶來的。因此，充分增加網(wǎng)絡的帶寬以使其達到用戶需求，曾經(jīng)是解決因特網(wǎng)服務質量最直接、最有效的辦法。然而增加帶寬要受到各種因素制約，事實上，新應用的不斷出現(xiàn)決定了IP網(wǎng)絡帶寬的

2、增長幾乎無法完全滿足業(yè)務發(fā)展的需求。因此如何合理利用IP網(wǎng)絡的有限帶寬，使其盡量能夠滿足那些對QoS要求較為嚴格的實時應用才是解決問題的關鍵。 目前，電信業(yè)務IP化的趨勢已經(jīng)非常明顯，特別是NGN和IMS技術的提出和不斷成熟。甚至有人提出，下一代電信IP網(wǎng)的核心技術就是IMS。但是，NGN的QoS問題成為每一個標準化組織都不可回避的問題。NGN QoS不同于傳統(tǒng)的IP QoS，NGN QoS希望在IP網(wǎng)絡上為電信業(yè)務提供質量保證

3、。 NGN-QoS的目標要求QoS解決方案必須將IP的網(wǎng)絡處理機制和特定業(yè)務的QoS需求聯(lián)系起來，具體地說，需要解決如下的問題：業(yè)務層與網(wǎng)絡傳輸層如何交互和業(yè)務的QoS需求如何傳遞到底層的IP網(wǎng)絡上；網(wǎng)絡如何滿足不同業(yè)務特定的QoS需求；網(wǎng)絡如何區(qū)分業(yè)務和非業(yè)務流量；如何實現(xiàn)不同業(yè)務的QoS隔離； NGN QoS如何在現(xiàn)網(wǎng)上實施等。本論文的主要研究方向是寬帶IP網(wǎng)，包括因特網(wǎng)和NGN的QoS的基本理論和有關算法、以及在高速路由器

4、上的具體實現(xiàn)。論文主要研究內容和創(chuàng)新點可概括如下： 1)研究了關于QoS的重要基礎理論，包括QoS的定義、業(yè)務模型的原理及其對網(wǎng)絡設計的影響，以及ATM技術的QoS技術特點和功能模塊?？偨Y了目前常用的數(shù)據(jù)源模型，例如語音源的On-Off模型，視頻源的MMPP模型和自相似模型等。 2)研究了綜合服務模型(IntServ)和區(qū)分服務模型(DiffServ)兩種技術，以及MPLS的基本原理和QoS能力，討論并比較了各自的優(yōu)缺點

5、。 3)提出了一種適合于Internet使用的端到端QoS模型，它集合了綜合服務模型、區(qū)分服務模型和MPLS流量工程技術優(yōu)點。在接入網(wǎng)絡一側采用綜合服務技術，而在核心網(wǎng)絡采用基于IP的MPLS加上區(qū)分服務技術，兼顧了擴展性和QoS保證精度的問題，對具體建網(wǎng)有一定的指導意義。 4)提出了一個能夠改善TCP連接性能的雙向資源預留方案。由于TCP連接的特性，單向的資源預留是不夠的。通過仿真，我們可以看到，雙向資源預留對TCP連

6、接性能的提高。這也為考慮TCP業(yè)務的性能提供了一個思路。 5)實現(xiàn)了在核心路由器中，提供滿足10Gbps線速處理的多個QoS模塊(文中只描述了METER、WRED以及分級報文調度機制)。本核心路由器正在產品化中。在每個模塊只有57個時鐘周期處理時間的情況下，對微引擎上的每條指令都經(jīng)過了詳細的研究和精確的設計。討論了在高速網(wǎng)絡中QoS機制實現(xiàn)的必要性和難點，本實現(xiàn)方法和機制為高速網(wǎng)的QoS實用以及今后的QoS研究都具有很強的現(xiàn)實與

7、指導意義。 6)討論了各個標準化組織對NGN網(wǎng)絡技術的發(fā)展研究，分析了業(yè)務層與傳輸層分離的網(wǎng)絡結構對IP QoS提出的新問題。 7)研究了在NGN網(wǎng)絡中，當路由器只提供區(qū)分服務的粗粒度QoS保證下，能否對聚合流中的每個流也提供QoS保證。單個業(yè)務流和聚合流的丟包率有何不同。根據(jù)這些研究，我們總結了相應的設計指導，這對于解決這個NGN QoS問題是一個重要的突破。給出了一種解決方案，基本解決了單個流在聚合流中不能得到很好Q