区分服务协议

8．2．2　区分服务协议

区分服务模型的基本思想是可以根据预先确定的规则对数据流进行分类，将多种应用数据流综合为有限的几种数据流等级，然后按照数据流的等级采取不同的转发策略。区分服务是由综合服务发展而来的，采用了IETF的基于RSVP的服务分类标准，抛弃了分组流沿路节点上的资源预留。

区分服务区域的主要设备有核心路由器、边缘路由器、资源控制器。在区分服务中，网络的边缘设备对每个分组进行分类、标记DS（Diff－Serv）域，用DS域来携带IP分组对服务的需求信息。在网络的核心节点上，路由器根据分组头上的DS码点选择码点所对应的转发处理。如果采用IP数据包的形式传输数据，可以利用IPv4报头中的业务类型（ToS）字段（见图8．7），将8位ToS字段重新命名，作为DS字段区分服务的标记，其中6位可供目前使用，其余2位以备将来使用。

图8．7　ToS在IPv4中的位置

区分服务的工作过程：边缘路由器对进入网络的数据进行分类，分类可以依据数据包的源地址、目的地址、源端口、目的端口和协议标准等，对每个数据包的DS域标记优先级。核心路由器对接收到的数据包按照优先级进行分类缓冲，如图8．8所示。按照不同的优先级采用不同的调度策略进行数据转发。

图8．8　区分服务的工作原理

常见的优先级调度策略有优先队列、定制队列和加权公平队列。

优先队列（Precedence Queuing，PQ），优先级别高的发送结束后，优先级低的再发送。对于优先队列来说，高优先级的队列总是有数据的话，中低优先级就得不到数据转发的机会。

定制队列（Custom Quening，CQ），将数据流分成17个16用户＋1系统，系统数据流优先级最高，用来传输信令或者系统指令，用户数据流可以按照比例设置，按照高低优先级获取转发数据的权力。例如，3个数据流带宽的比例是5∶3∶1，高优先级的数据流发送5个数据包后，转发中优先级的缓冲队列，发送3个数据包，然后转发低优先级的缓冲队列，发送1个数据包，然后转发高优先级缓冲队列的数据。因此CQ与PQ的不同在于，并非高优先级缓冲队列数据发送结束后中低优先级才得到发送数据的权力。

加权公平队列（Weighted Fair Queuing，WFQ），将源IP、目的IP、源端口、目的端口、协议号和Tos（时延）相同的数据流放到一个缓冲队列，统计每个数据流的带宽、时延、抖动和包丢失率。动态地调整每个数据流的转发策略，从而保证每个数据流都能得到QoS要求。

区分服务模型的优点很多，应用广泛，主要有：

（1）可扩展性。无须保存状态和流的信息。

（2）性能高。仅需要检查一次分组的内容来为分组分类，此时对分组进行标记，并且所有后续QoS决定都依据分组头中固定字段的值作出，从而减少了处理要求，互操作性，所有产商的产品基于IPv4。

（3）灵活性。区分服务模型并未规定网络节点实现的任何细节功能，只要路由设备支持区分服务就可以应用到区分服务的体系中来。

但是，区分服务也不可避免地存在着缺点：

区分服务没有引入端到端的带宽预留，因此，服务保证可被这样的节点削弱。当数据流很多网络压力很大时，进入区分服务网络的数据包QoS就会下降，有可能不能保证所有数据流的QoS。另外，区分服务缺少每流／每会话的呼叫允许控制（Call Admission Control，CAC），不能在路由设备上资源匮乏时，禁止新数据流的加入。