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0. 摘要
QoS是目前網絡技術中一個比較熱的話題，本文就討論實現QoS的一些底層的技術。
1. 概述
QoS(Quality of Service，服務質量)是用來描述網絡的服務質量和數據優先權的。在互連網早期，各
種數據都是平等的，網絡帶寬屬於先來先得的自由搶佔資源。隨着互聯網上數據類型的增加，對數據優
先級需求也開始提出，比如對音頻數據的實時性就要比視頻數據高；而且付費用戶希望自己數據的發送
優先權也要高於免費用戶。這些種種需求，促使了QoS的進一步研究和發展。
2. ToS (RFC 1349)
要實現QoS，首先就要對數據進行分類，而且分類標誌就要在IP頭的字段中，方便路由設備識別。對於
IPv4包來說，有一個字段是用於描述數據包服務類型的，就是ToS(Type of Service)字段，8位，在
RFC791中，該字段幾乎還沒有很明確的功能描述，可能是太超前了吧，當時還想不到會有掃描用。真
正開始描述ToS字段的是RFC1349。
ToS的取值不是任意的，在RFC1349中定義如下：
76543210
00010000 -- minimize delay 0x10
00001000 -- maximize throughput 0x08
00000100 -- maximize reliability 0x04
00000010 -- minimize monetary cost 0x02
00000000 -- normal service 0x00
minimize delay：最小延遲，如telnet，FTP等
maximize throughput：最大吞吐量，如FTP的數據通道等
maximize reliability：最大可靠性，如SNMP等
minimize monetary cost：最小費用，如NNTP等
上面這4位最多只能有一位爲1，最後一位必須爲0。前3位用來表示數據優先級，但在一般網絡實現中很
少用，也一般爲0，而在NetScreen防火牆中，使用ToS的前3位作爲數據優先權的表示，所以可以設置0
～7共8個優先級。
RFC1349定義的ToS功能相對較弱，不過不少路由協議如OSPF都可以根據ToS進行路由決策。
在IPv6(RFC2460)中，也有一個8位字段Traffic Class，用於區分數據優先級，但功能定義不遵守
RFC1349。
2. DiffServ (RFC2474, 2475)
在RFC2474中重新定義了IPv4的TOS字段，並更名爲DS字段，大小還是8位，廢除了TFC1349中的定義。
RFC2474中的定義：
0 1 2 3 4 5 6 7
+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
| DSCP | CU |
+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
DSCP: differentiated services codepoint
CU: currently unused
只有低6位有效，是一個大小不超過63的數。
這個定義同時支持IPv4（ToS字段）和IPv6（Traffic Class字段）。
在RFC2475中，詳細描述了差別服務的體系結構。
3. QoS
有了數據級別，剩下的就是路由設備如何根據數據級別來轉發數據包了，算法有簡單的也有複雜的，理
論用的最多的就是排隊論了，俺一個大學同學後來出國讀博士的題目就是和QoS有關的，他的論文俺也
沒看過，不過數學太深的俺也看不懂了。
在linux內核中，有了多種QoS分配算法，在net/sched目錄下，算法包括：CBQ、HTB、CSZ、ATM、RED
、SFQ、TEQL、TBF、GRED等。在用戶空間，可通過iproute2來進行控制，詳細見Advance Routing
Howto.
在netfilter中，也有關於TOS目標用於ToS字段的修改等處理，可以配合iproute2實現數據分級控制。
4. 總結
QoS真正的難點還是在於數據的分發，但用Linux現有的open source的東西，也能做成一個相當不錯的
帶QoS功能的路由器了。
