综合服务／资源预留协议

8．2．1　综合服务／资源预留协议

综合服务模型（Integerated Service，Int－Serv）在RFC1633中进行定义的主要特征就是资源预留，使用RSVP协议作为信令协议来建立通道和资源预留。RSVP是所有QoS技术中最复杂的一种，能提供最高的QoS等级，促使服务得到保障、资源分配量化，QoS的细微变化能反馈给支持QoS的应用和用户。

IntServ由4个组成部分：资源预留协议、访问控制、分类器、调度器。

资源预留协议（Resource Reservation Protocol，RSVP），是Internet上的信令协议，通过RSVP用户可以为每个业务流申请资源预留，要预留的资源包括缓冲区及带宽的大小。这种预留需要在路径上的每一跳都要进行，这样才能提供端到端的QoS保证。

RSVP通过PATH命令和RESV命令进行资源预留，如图8．3、图8．4所示。首先，发送方应该向接收方发送一个PATH命令。PATH命令同其他IP包一样通过各个路由器到达目的站点；接收端接收到发送端发送的路径信息之后，由接收端通过逆向发送RESV命令在每个路由器上进行资源预留；资源预留信息沿着原来信息包相反的方向对沿途的路由器进行逐个资源预留。如果资源预留信息成功地回到发送方，则发送方就可以成功地在这条已经预留资源的路径上发送应用数据了；否则，应用将无法进行。

图8．3　RSVP的PATH发送过程

图8．4　RSVP的RESV工作过程

访问控制（Admission Control）基于用户和网络达成的服务协议，在路由器上对用户的访问进行一定的监视和控制，有利于保证双方的共同利益。

分类器（Classifier）根据预置的一些规则，对进入路由器的每一个分组进行分类。分组经过分类后被放到不同的队列中等待接收服务。这方面的技术还不很成熟，是一个有待研究的领域。

图8．5　RSVP的分类器

调度器（Scheduler）主要采用不同的调度算法对分类后的分组队列进行处理，对优先级高的队列及时处理，对优先级低的队列要差些，从而实现不同的优先级。常见的调度算法有WFQ、WF2Q、SCFQ、VC、MD－SCFQ、WRR等。RSVP的调度器如图8．6所示。

图8．6　RSVP的调度器

综合服务／资源预留定义了以下3种业务类型。

（1）有保证的业务（Guaranteed）：保证带宽、限制时延、无丢包。

（2）控制负载的业务（Controlled Load）：在一个负载较轻的网络中实现类似尽力而为的业务。

（3）尽力而为的业务（Best Effort）：类似于Internet在多种负载环境（由轻到重）提供的尽力而为的业务。

综合服务／资源预留的优点是具有很好的QoS保证，使用RSVP的软状态特性可以支持网络状态的动态改变与多播业务中组员的动态加入，同时利用PATH与RESV的刷新，还可以判断网络中相邻节点的产生与退出节点，并实现网络资源的有效分配。

综合服务／资源预留存在着许多问题：其一是网络的扩展性不好。由于综合服务下的预留状态往往是与业务流的个数成正比，这使得路由器的负担会随着网络的扩大、业务流的增加而加重。资源预留协议还要求沿途的每个路由器为每一个数据流都维持一个“软状态（Per－flowsoftstate）”。这无疑也限制了这种结构的可扩展性，因为每个路由器的内存有限，可以保存的软状态信息都是有限的。其二是需要进行端到端的资源预留，必须要求从发送者到接收者之间的所有路由器都支持所实施的信令协议，因此所有路由器必须实现RSVP、许可控制、分类和包调度，这对路由器的实现要求太高。其三是综合服务还有一个目前很难解决的问题，那就是资源预留和路由协议之间的矛盾。此外，如何为资源预留申请授权并确定优先权也是综合服务结构本身很难克服的问题。