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VoIP在基于MPLS集成模型中QoS技术

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周敏　龙昭华　王俊峰
（1. 重庆邮电学院计算机学院 重庆400065）
（2. 成都电子科技大学计算机学院 400065）
摘要：本文通过对Intserv、Diffserv服务模型以及MPLS提供QoS能力的分析，提出一种结合三者的集成服务模型，其边缘网络里采用Intserv，核心网里采用Diffserv Over MPLS 。对这个集成模型中主要部件LSR和LER的结构和功能进行分析，最后着重分析了在这个集成模型中传输VoIP时实现端到端的QoS技术 。
1　引言
VoIP（Voice over IP）是指利用IP网络进行语音通信的技术 。由于IP技术是一种面向无连接的技术，IP网络的初衷只是提供一种称之为“尽力而为”（Best Effort）的服务，这对于只要求准确率而对时延没有严格要求的数据业务来说是合适的，而对于话音、视频等实时通信业务，它们的服务质量（Quality of Service, QoS）是难以保障的 。VoIP的服务主要归结为承载网络问题，而目前的网络带宽限制是造成时延过大、拥塞的主要原因 。另外，在一个网络中同时提供语音和数据应用，就必须非凡考虑语音应用的服务质量 。
为保证IP网络上的QoS，IETF首先提出用RSVP发送信号协议的综合业务模型（Intserv）[1]，在发送数据前对接收端建立路径和预留资源，通过接纳控制、策略控制、分类调度控制等机制实现端到端的QoS 。由于要在每个节点上为每一个流进行资源预留，并且要建立和拆除路径，这就要求每个节点都要支持RSVP，都要维护路由和资源的“软状态”信息，这样它的可扩展性及鲁棒性差，在现有的网络上非凡对大型广域网实现起来比较困难 。这就促使LETF去发展区分业务模型（Diffserv）[2]，它是在网络边缘将业务流解成很小数据量的聚集流（类），由IP分组头标的DSCP （Diffserv Code Point，区分业务码）来标识，在网络边缘结点实施分类、标记、治理等功能，在网络的核心节点仅仅根据DSCP相关的PHB（per-hop-behavior）转发分组，这简化了网络内部节点的结构，这比综合服务可扩展性要大的多 。但Diffserv仍采用了逐跳路由的分组转发方式，对端到端的QoS支持显得不足 。
对VoIP来说，Internet必须具有提供QoS保证以及资源最优化使用这两个最基本的属性 。最优化使用资源是避免流量阻塞和服务退化的必要的一步，这项工作由流量工程来完成 。多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching, MPLS）对IP网络来说已经被广泛的认为是一个重要的流量控制工具 。这种重要性归结为两个主要的特征：首先，在传输数据包过程中短小而又固定长度的标签的使用，使其表述性能得到增强；其次，创建电路的能力（label switch path, LSP）在网络中无需连结[3] 。这些MPLS特征无论在Intserv还是在Diffserv中都能够提供 。
由此我们可以看出，Intserv/RSVP，Diffserv，以及MPLS在追求端到端的QoS中是互补的技术 。因此，为保证VoIP的QoS，采用这样一种集成模型，在边缘网络里采用Intserv，在核心网里采用Diffserv Over MPLS 。本文就是讨论在这种集成模型上传输VoIP业务的QoS技术 。
2　MPLS
2.1 MPLS简介
MPLS是一种多协议标签转换技术，它兼有第二层交换的分组转发技术和第三层路由选择技术的优点，旨在解决当前联网环境中使用的分组转发技术所存在的许多问题 。MPLS实质是当IP包进入MPLS网络时被分配一个短小、长度固定、具有本地意义、能区别于其他信息流的标签作为MPLS头来封装这个IP包，在MPLS网络所有转发机制都是依据这个标签，该标签告诉分组路径上的交换节点如何处理和转发数据，在离开MPLS网络时解封装MPLS头 。MPLS头包括一个二十比特的标签，一个三比特的扩展域（最初被定义为扩展，现在使用为COS-服务类型域），一个比特的标签栈指示，还有一个比特的TTL（time-to-live）域 。

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