IP網絡以電信級質量取勝
信息產業(yè)部電信研究院 何寶弘 2004/03/03
隨著互聯網規(guī)模的不斷增大，各種各樣的IP網絡業(yè)務爭相出現，從簡單的數據業(yè)務發(fā)展到集語音、數據、圖像為一體的多媒體業(yè)務。隨著“三網”融合的發(fā)展趨勢，IP網絡將漸漸成為一種基礎性的寬帶業(yè)務承載平臺，這就要求在IP網上對不同的業(yè)務能提供相應的服務質量，因此提高IP網絡服務質量是IP網絡開發(fā)新的業(yè)務增長點的前提和基礎，是未來網絡運營商競爭的一個焦點。
SLA讓用戶感知質優(yōu)服務
為了提高用戶對IP網絡的信任度，目前IP網絡的運營商們提出了一個新的概念———SLA(業(yè)務等級協議)。SLA是網絡用戶與網絡運營商簽定的服務合同，用來保證可度量的網絡性能達到所定義的品質。
通過SLA能夠分清用戶與運營商之間的責、權、利，并進一步明確服務等級與服務價格之間的關系，使用戶與運營商都獲得利益。
SLA的核心是運營商給最終用戶提供的業(yè)務水平或級別。不同業(yè)務級別的業(yè)務可獲得不同級別的質量保證。因此，SLA的一個重要內容就是將業(yè)務映射到不同的業(yè)務等級上。
通過這些量化的指標，運營商就可以根據這些指標來實現對業(yè)務的保證，以達到業(yè)務等級協議的要求。
IP網絡服務質量性能精確
IP QoS最終目的是要為各種業(yè)務(包括數據，圖像，多媒體與語音業(yè)務等)提供可靠的端到端的服務質量保證，它是指為特定業(yè)務或業(yè)務分組提供的一組可用的服務特征，它的對象是一組具有相似的性能要求的業(yè)務流。相對而言，QoS具有更高的精確性，是指IP包在一個或多個網絡中傳輸的過程中所表現的各種性能，它是對各種性能參數的具體描述。這些性能參數包括：業(yè)務可用性、時延、時延變化、吞吐量和包丟失率。
·業(yè)務可用性是指用戶能夠使用業(yè)務的時間占業(yè)務全部工作時間的百分數。在連續(xù)5分鐘內，如果一個IP網所提供業(yè)務的丟包率≤5%，則認為該時間段是可用的，否則是不可用的。
·時延也稱延遲，指在兩個參考點間某一IP包從發(fā)送到接收之間的時間間隔。
·時延變化則是指沿同一路徑傳輸的一個數據流中不同分組傳輸時延的變化。
·吞吐量，是指一個網絡中IP包的傳輸速率，這一參數可以用平均速率或峰值速率來表征。
·包丟失率是指在兩個參考點間傳輸時丟失的IP包數與己發(fā)送的IP包總數的比值。丟包主要是由網絡擁塞引起的。
影響IP網絡服務質量的網絡因素分析
IP網絡基于TCP/IP協議進行數據包的分組交換，是面向無連接網絡，其傳輸特性無法得到保證。每個分組包含源和目的IP地址，分組包既沒有標記為屬于某一個特定的流或者一個連接，也沒有以任何方式進行編號。每個IPv4節(jié)點盡其最大的努力，對每個分組獨立進行路由轉發(fā)，并在網絡中獨立傳遞，達到同一目的地分組的路由不一定相同，到達時間也是不固定且非實時的，最后在目的節(jié)點緩沖區(qū)重新組成數據。
IP網絡主要由傳輸鏈路和設備構成，傳輸鏈路是指連接網絡設備之間的物理媒介，設備主要指對不同網絡之間的數據進行存儲、分組和轉發(fā)的路由器，交換機等。如果組成IP網絡的這些網絡資源(例如鏈路帶寬，設備等)不足，或者在網絡資源中流量分布不合理，都會影響到IP網絡的性能指標。
傳輸鏈路帶寬是某種業(yè)務應用能夠正常工作的最基本要求，它是指在網上傳輸任何業(yè)務信息時每秒所能傳輸的字節(jié)數，每個業(yè)務的帶寬需求取決于所涉及的各網絡節(jié)點所能支持的最小帶寬。首先信號在鏈路上傳輸時存在傳播時延，另外因為數據傳送的速度取決于鏈路的比特率(速率)，當鏈路速度低于數據發(fā)送速度時(例如一個100M的以太網僅接了一條2M的出口鏈路)，便會產生鏈路速度時延。
當業(yè)務流量與可用網絡資源之間的映射效率不高，流量分布不均勻時，就會導致一部分網絡資源過度使用，而另一部分資源卻未被充分利用，從而使過渡使用的網絡發(fā)生擁塞，導致IP網絡性能的下降。
IP QoS機制讓IP優(yōu)化更上一層樓
改善IP網絡的性能可以通過兩種途徑來解決，一是增加網絡帶寬，二是通過在網絡中實現QoS服務來實現帶寬的合理利用，從而滿足業(yè)務的要求。
實現業(yè)務傳輸優(yōu)先級保證的關鍵在于引入QoS機制，允許網絡將不同類型的業(yè)務置于特定的QoS隊列中，使得某些業(yè)務的傳輸優(yōu)先級高于另外一些業(yè)務，從而降低隊列延時，實時性得到保障。目前IETF組織提出主要的QoS模型有Interserv模型、Diffserv模型、流量工程等。
Diffserv模型定義了一個相對簡單而粒度較粗的框架系統(tǒng)，為流量提供有區(qū)別的業(yè)務級別。它在用戶和業(yè)務網的接口處對流量進行分級，業(yè)務的分級基于每個數據包的不同標識。同一級別的業(yè)務在該網絡域中會被聚合統(tǒng)一傳送，并對流聚合后的每一類QoS進行控制。因此，實現和部署Diffserv相對容易，并具有可擴展性。
隨著下一代網絡對支持多業(yè)務的需求，運營商希望IP網絡的業(yè)務控制功能進一步增強，IP網絡的服務質量能進一步提高，使更多的用戶可以享用到功能更為豐富的IP業(yè)務，使SLA服務的實現和推廣成為可能。但今天的IP
QoS技術還有很多問題沒有解決，目前IP QoS是業(yè)界研究和關注的熱點，用戶和運營商都在期盼著IP QoS能有一個完備的系統(tǒng)解決方案。
通信產業(yè)報
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