TCP/IP 服務質量(QoS)

服務質量(Quality of Service——QoS)是一個正在發展的因特網標準系列,它爲優先處理某些類型的 IP 流量提供了方法。通過沿着路由對 QoS 提供適當的支持,就能改善變量延遲和阻塞的狀況(較差的網絡性能表現)。操作系統爲 QoS 提供主機支持,以將出站流量分類爲不同類別的服務,並且根據客戶機應用程序的請求通告並建立資源保留。

QoS 可以被機構用於部署和增強網絡策略(管理網絡帶寬的使用)。通過使用 QoS,主機可以:

控制輸入到網絡的特定類型的流量的數量;
根據一些策略標記選擇的數據包,以使得後繼路由器能傳送所指示的服務;
提供服務(例如沿着路由使用適當的 QoS 支持的虛擬專用線路);
參與資源保留,從接收方得到請求,並且爲資源保留請求通告‘發送方會話可用’
QoS 支持提供以下功能:

區分定義在 RFC 2474 中的服務
流量管理
預約帶寬內流量和預約帶寬外流量的包標記
流量修整
測量
依照 RFC 1633 中的定義爲客戶機和服務器應用程序的整合的服務
RSVP 信令(RFC 2205)
擔保服務(RFC 2212)
控制載荷服務(RFC 2211)
基於策略的聯網
RAPI 共享的應用程序庫
QoS 子系統由四個部分組成:

QoS 內核擴展名(/usr/lib/drivers/qos)
QoS 內核擴展名駐留在 /usr/lib/drivers/qos 中並且使用 cfgqos 和 ucfgqos 配置方法來裝入和卸裝。這種內核擴展使 QoS 支持成爲可能。

策略代理程序(/usr/sbin/policyd)
策略代理程序是一個駐留在 /usr/sbin/policyd 中的用戶級別的守護程序。它使用 QoS 內核擴展爲策略管理和接口提供支持,從而安裝、修改和刪除策略規則。可以在本地配置文件(/etc/policyd.conf)中定義策略規則,也使用 LDAP從中心網絡策略服務器中檢索,或者兩者同時使用。

RSVP 代理程序(/usr/sbin/rsvpd)
RSVP 代理程序是一個駐留在 /usr/sbin/rsvpd 中的用戶級別的守護程序。它實現 RSVP 信令協議語義。

RAPI 共享庫(/usr/lib/librapi.a)
當“集成服務因特網 QoS”模型定義時,應用程序可以使用 RSVP API(RAPI)來請求增強的服務質量。該庫和局部 RSVP 代理程序交互,從而沿着數據流的路徑使用 RSVP 協議傳播 QoS 請求。API 是一個開放標準。

注:
該 QoS 的實現基於在一組處於發展中的因特網標準以及由 Internet Engineering Task Force(IETF)和它的各工作組當前正在開發的草稿標準。這些標準化努力在 IETF發展的同時,將使該技術變得更加穩定並得到更好的定義。注意到 QoS 是新興的因特網技術(它在因特網內剛剛開始得到使用)也是非常重要的。在所有的部署階段 QoS 有許多優點。然而,真正的端到端服務只有當 QoS 支持在所有特定的路由上都存在時才能實現。

QoS 模型

因特網上的 QoS 模型由 IETF 定義爲開放標準。當前在 IETF 內正在標準化兩種因特網 QoS 模型:集成服務和區別服務。這兩種因特網 QoS 模型增強了 RFC 1812 描述的最大努力服務模型。

集成服務

在 RFC 1633 中集成服務(IS)是因特網的動態的資源保留模型。主機使用信號發送協議調用資源保留協議(RSVP)來動態響應來自網絡的特定的服務質量。RSVP 報文攜帶 QoS 參數並且沿着路徑的每個網絡節點安裝該參數以獲取請求的服務質量。這些 QoS 參數描述兩個當前定義的服務(擔保服務和控制負載服務)中的一個。IS 的一個重要的特徵是爲每個流量流和保留(安裝在沿着路由的每個中繼上)完成該信令。雖然該模型很適合於滿足應用程序動態變化的需要,但這中存在一些重要的縮放問題,這意味着它不能部署在單個路由器處理許多同步流的網絡中。

區分服務

區分服務(DS)除去了每流和每中繼的可伸縮性問題,代之以簡化了的包分類機制。這不是動態的信令方案,DS 在 IP 類型服務(TOS)字節中使用位來將包分爲類。IP TOS 字節中的特殊位模式稱爲 DS 碼點並且由路由器用於定義特定中繼上的服務質量,在同樣的情況下路由器使用路由表查詢來進行 IP 轉發。用特定的 DS 碼點來對信息包的處理稱爲每一中繼行爲(PHB),並且在每個網絡節點上是分開管理的。當這些個體、獨立的 PHB 的效果連接時,結果將得到一個端到端的服務。

區分服務正在由 IETF 工作組標準化,工作組已經定義了三個 PHB:加速轉發(EF)PHB、有保證轉發(AF)PHB 組和缺省(DE)PHB。EF PHB 用來實現低等待時間、低偏差和低損耗(如虛擬專用線路(VLL)的端到端的服務)。AF 是 PHB 系列(稱作 PHB 組),用於將信息包分爲不同的段優先級級別。分配給包的段優先級確定 AF 類範圍內包的相對重要性。它可以用於執行所謂的 Olympic 的服務,它由三個類組成:銅、銀和金。DE PHB 是在 RFC 1812 中標準化的傳統的最大努力服務。

支持標準和草稿標準

RFC 和因特網草案描述了基於該 QoS 實現的標準 RFC 2474 在 IPv4 和 IPv6 報頭中定義區分服務字段(DS 字段)
RFC 2475 區分服務的體系結構
RFC 1633 集成結構中的綜合服務:概述
RFC 2205 資源保留協議(RSVP)
RFC 2210 應用 IETF 集成服務的 RSVP 的使用
RFC 2211 控制負載網絡元件服務規範
RFC 2212 保證的服務質量的規範
RFC 2215 集成服務網絡元件的常規特徵化參數
draft-ietf-diffserv-framework-01.txt,1998 年 12 月 區分服務的框架
draft-ietf-diffserv-rsvp-01.txt,1998 年 12 月 通過區分服務網絡使用 RSVP 的框架
draft-ietf-diffserv-phb-ef-01.txt 加速轉發 PHB
draft-ietf-diffserv-af-04.txt 有保證轉發 PHB 組
draft-rajan-policy-qosschema-00.txt,1998 年 12 月 網絡中區分服務和集成服務的方案
draft-ietf-rap-framework-01.txt,1998 年 12 月 基於策略的進入控制的框架 [25]
draft-ietf-rap-rsvp-ext-01.txt,November 1998
策略控制的 RSVP 擴展

注:
QoS 是新興的因特網技術。在所有的部署階段有許多 QoS 的優點。然而,真正的端到端服務只有當 QoS 支持存在於所有特定的路由上時才能實現。
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