QoS的基本概念、路由及研究现状和发展( 三 )


——M PLS技术对QoS的保证
M PLS有两种途径对Qos支持:一是让标记本身就具有服务质量ToS(Type of Service)的意义:LER事先把标记空间分成多个区间,不同区间的标记具有不同的服务质量,在为新数据流分配标记时,根据其Qos的不同为其分配相应区间的标记;另一途径是让标记条目中的EXP域来标示传送分组的Tos 。M PLS数据包的服务质量类型就由Tos等参数来决定 。LER根据T0s来决定输出队列和丢包优先级,如对于到达同一目的地的IP包,可根据设置在标签中ExP域的Tos值来建立不同的转发路径,不同的转发路径对应不同的拥塞控制机制和丢包优先级,达到其对传输质量的要求 。同时,通过对非凡路由的治理,还能有效的解决网络中的负载分担和拥塞问题,如当网络中出现拥塞时,MPLS可实时的建立新的转发路由来分担其流量,或通过强制丢包、通知信源降低数据发送率等手段来缓解网络拥塞 。虽在MPLS之前的综合服务和区分服务能解决一部分服务质量问题,但只有MPLS才是一种最全面的服务质量保证体系 。
以上3种体系结构仅仅是提供了一种在—子网络域内实施QoS的框架结构,而具体的一些策略和相应的实现机制则由不同的厂商来决定 。目前有关IP QoS的4种实现机制大致可归纳为:队列治理机制,队列调度机制,基于约束的路由(CBR)和流量工程 。其中CBR是对QoS的限制参数进行一定的扩充 。CBR需各路由器间相互配合,如相互通知网络的状态信息等 。CBR的难点在于如何在状态信息的精确发布和发布频率之间取得一个折衷 。CBR包括QoS路由(QoS-based routing)和策略性路由(poIicy routing) 。
2、QoS路由
目前网络研究主要通过两个途径提高QoS,一个是节点控制;另一个是整网或局部网络控制 。节点控制在单节点或单链路完成,主要控制业务对单节点共享资源的占用,包括共享的链路、缓存区、处理器资源 。节点控制主要的策略包括:业务流整形、业务调度、节点缓冲区治理,整网或局部网络控制通常通过对路由与信令的控制达到对业务流或业务连接在网络中传输的直接控制,因路由直接关系到网络性能,所以QoS路由成为解决QoS问题的一项要害技术 。
QoS路由的主要目标是为接入的业务选择满足其服务质量要求的传输路径,同时保证网络资源的有效利用一般路由选择过程由两个部分组成:一是为到达业务选择路径并发送数据包的过程,本文称之为寻路过程;一是节点问路由信息的交互过程,与传统的尽力而为的路由过程相比,QoS寻路过程涉及两个方面的问题:一是依据哪些度量参数作为寻路标准,这里简称为度量参数选择问题;另一个是在寻路标准设定后,如何找到满足业务需求的路径,并保证数据经由选定路径传输到目的节点,我们称之为寻路问题,路由信息交互过程中,由于链路传输延时的存在,每个节点获得的其他节点的状态信息总是具有一定的不准确性,这些不准确性将在一定程度上影响QoS路由算法的有效性,因此,路由信息不准确的问题,也是QoS路由中的一个主要问题 。度量参数选择问题、寻路问题和路由信息不准确问题是首要解决的基本问题,也是QoS路由中的研究重点 。
2.1 QoS路由研究中需要解决的主要难点
QoS路由研究中需要解决的主要难点包括以下几个方面:
(1)NP-Comp l ete问题
同时对两个以上相互独立的参数提出要求时,这个问题就是一个NP-Complete的问题,实时应用往往会对延时,延时抖动,带宽,丢失率,业务代价等多个参数同时提出性能要求,例如,实时多媒体业务会对延时和延时抖动同时提出要求,这些参数相互独立时,选择满足多个参数限制的路由就成为NP—Complete问题,NP—Complete问题直接关系到路由算法的可实现性 。

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