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端到端网络承载性能质量测评势在必行

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作者：卢艳军
首先阐述了基于端到端的承载网络性能测评的重要性和紧迫性，接着介绍了端到QoS测评的新方法，然后着重说明了端到端QoS测评新方法可解决运营质量治理中存在的诸方面问题，最后展望了网络质量治理的未来 。
1、网络承载性能亟待测评
随着IP网络的发展，最初以承载为主要功能的IP网络正渐渐地转变为以增值业务运营为主要功能的网络 。业务的发展不断给网络提出更多的挑战，业务流量的增加导致网络负荷加重，网络反应慢、链路带宽不足、扩容投资不断增长，网络规划和网络质量治理缺乏可靠的依据和手段，测评现有网络性能对新业务的支撑情况也属空白 。总而言之，基于服务质量（QoS）的增值业务的运营难于开展，IP网络承载性能状况和对实时业务的支撑情况迫切需要在不影响业务运营的情况下进行测评、分析和治理 。
业务对网络性能的要求直接来源于业务对端到端客户感知（主观质量）的满足程度的需求 。尤其对于目前在网络中涌现出的越来越多的实时业务，如VoIP、IPTV、VOD等业务对端到端的可用带宽、时延、抖动和丢包十分敏感，这些性能参数严重影响着此类业务的开展和运营维护 。这些指标的组合整体反映了承载网络所能提供的QoS，因此准确把握这些网络QoS指标是对网络承载性能进行测评的基础 。
QoS是指网络中多个环节共同提供的性能，包括路由队列治理、应用层QoS保障、IP层QoS措施和链路层QoS保障 。每一个环节的QoS所起的作用不同，对网络QoS的影响也不同 。
●路由队列治理包括RED（RandomEarlyDetection）、ECN（EXPlicitCongestion Notificaiton）、FIFO（First-In First-Out）、Drop tail等队列治理方法 。这些方法直接作用在路由器上，对路由器的队列缓冲区进行排队治理 。这些方法通过对数据的转发优先级、丢弃优先级、丢弃概率和丢弃门限进行限定，对数据包的到达、排队等待、转发行为进行限制和处理，为数据包不同优先级、不同服务等级提供不同的行为规则 。
●应用层QoS保障的实施依靠于应用本身的控制策略和措施 。例如语音播放软件的缓存机制、视频误码掩饰机制都是基于应用层的QoS保障 。
●IP层QoS机制是利用IP数据包头信息进行包的路由选择和转发，包括利用ToS（TypeofService）字段信息确定服务类型和优先级，以及利用综合服务、区分服务建立流转发行为规则保证QoS 。
●链路层QoS的保障是通过在链路层建立虚链路（如ATM中的虚通道）或定制链路层数据的转发行为（如MPLS的包转发控制）来实现质量分级 。
但是，目前QoS治理无法在现有的IP网络中保障业务的质量 。这是因为目前网络的QoS保障措施绝大多数是尽力型的而不是保证型的，而且几乎所有QoS保障机制都是基于逐跳的行为控制的，而不是面向端到端的保障；另外，不同业务有不同的QoS要求，网络提供服务质量的等级和业务的要求不是一一映射的关系，甚至是无法映射的 。所以，业务的QoS保障成了目前服务提供商要解决的重要问题 。然而，解决这一问题却是一个工程技术界的难题，这将是一个漫长的过程 。不过，对现有网络的性能进行评估和质量分级治理是网络运营迫在眉睫的事情 。
2、端到端QoS测评的新方法
网络QoS的评价指标主要包括可用带宽、单双向时延、单双向时延抖动和单双向丢包 。可用带宽直接影响网络业务的质量、网络对即将开展业务的支撑能力以及网络的扩容规划和设计 。单向时延、单向时延抖动和单向丢包之所以不可缺少是由于业务服务器和客户终端内容交互的非对称造成的 。IPTV、VOD等业务的质量好坏直接受媒体服务器到用户终端之间单向链路性能质量的影响，而与另外一个方向的链路性能关系不大 。所以单向端到端链路的性能质量指标要比双向性能指标更能准确地反映网络对业务的支撑能力和业务的真实服务质量 。目前测评网络性能质量的方法有很多种，不同方法存在不同的准确性和可靠性 。传统的网络性能测试方法包括网管测量方法、仪表测试方法以及手工简单测评 。这几类方法都存在一定的局限性，主要表现在一些性能指标无法获取以及获得这些指标需要依靠于路由器的配合，甚至影响正常业务的运营 。下面将对传统的方法和基于端到端网络服务质量测试的方法进行分析和对比 。

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