VoIP業(yè)務(wù)的QoS保障

王小波 2002/03/18

　　VoIP業(yè)務(wù)的QoS保障措施是當(dāng)前業(yè)界探討最多的話題， IETF（Internet Engineering Task Force）建議了數(shù)種支持QoS的技術(shù)解決方案，主要有：綜合服務(wù)（Int-serv）/資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）、區(qū)分服務(wù)（DiffServ）、多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）、業(yè)務(wù)流量工程（Traffic Engineering）等。電信運營商也根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的特點采用了一些措施。

　　以下是有關(guān)措施的介紹：

1） 綜合服務(wù)/資源預(yù)留協(xié)議RSVP。

　　IETF定義了RSVP（資源預(yù)留協(xié)議）及相應(yīng)的系列協(xié)議，是IP路由器為提供更好的服務(wù)質(zhì)量向前邁進的具有深刻意義的一步。傳統(tǒng)的IP路由器只負(fù)責(zé)包轉(zhuǎn)發(fā)，通過路由協(xié)議獲得鄰近路由器的地址，而RSVP則類似于電路交換系統(tǒng)的信令協(xié)議一樣，為一個數(shù)據(jù)流通知其所經(jīng)過的每個節(jié)點（IP路由器），與端點協(xié)商為此分組流提供質(zhì)量保證。

　　該策略提出了兩種服務(wù)：一種是保證型服務(wù)，能夠提供完全保障的服務(wù)，用于需要低延時的業(yè)務(wù)；另一種是負(fù)載受控服務(wù)，提供一種類似于網(wǎng)絡(luò)低負(fù)載下的盡力而為的傳遞服務(wù)。

　　RSVP協(xié)議一出現(xiàn)，便獲得廣泛的認(rèn)同，基本上被認(rèn)為較好地解決了資源預(yù)留的問題。但由于RSVP實現(xiàn)起來很復(fù)雜，因此該種策略在實際應(yīng)用中又難以推廣。

2）區(qū)分服務(wù)（Diff-Serv）。

　　DiffServ（Differentiated Service）（俗稱差分法），是IETF新推出的一種QoS策略：在Ipv4包頭（TOS）中有一個3位的區(qū)域用以標(biāo)識此IP包的優(yōu)先級（可定義8個優(yōu)先級狀態(tài)），據(jù)此優(yōu)先級，IP路由器可決定不同IP包的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先順序。也就是IP協(xié)議至制定之日起，就已經(jīng)為日后提供更好的QoS預(yù)留了機制保證。但由于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)對帶寬保障的“盡力而為”，僅在TOS中設(shè)定優(yōu)先等級保障QoS措施雖然有線路利用率高的特點，但具體的效果難以預(yù)測。

　　區(qū)分服務(wù)（Diff-Serv）區(qū)域的主要成員有：核心路由器、邊緣路由器、資源控制器（BB，Bandwidth Broker）。在區(qū)分服務(wù)（Diff-Serv）中，網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器對每個分組進行分類、標(biāo)記DS域，用DS域來攜帶IP分組的需求信息。在網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點上，路由器根據(jù)分組的DSCD選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)處理。資源控制器BB配置了管理規(guī)則，為客戶分配資源，可以通過服務(wù)等級協(xié)定SLA（Service Level Agreement）與客戶進行相互協(xié)調(diào)以分享規(guī)定的帶寬。通過網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器對分組設(shè)置DS域以及接納控制功能可以實現(xiàn)一系列的服務(wù)：加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF，Expedited Forwarding）服務(wù)、確定型轉(zhuǎn)發(fā)（AF，Assured Forwarding）服務(wù)和優(yōu)先級（CS，Class Selector）服務(wù)。加速轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)的延時和延時抖動很小，主要服務(wù)于峰值速率恒定的實時業(yè)務(wù)，如VoIP、視頻會議或VPN中的虛擬租用線。

　　區(qū)分服務(wù)（Diff-Serv）的策略可采用漸進式逐步實施。區(qū)分服務(wù)（Diff-Serv）是當(dāng)前較為看好的一種IP網(wǎng)絡(luò)QoS策略。

3） 多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)MPLS。

　　MPLS被稱為是下一代最具競爭力的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種在開放的通信網(wǎng)上，利用標(biāo)簽引導(dǎo)數(shù)據(jù)高速、高效傳輸?shù)募夹g(shù)。它在一個無連接的網(wǎng)絡(luò)中引入了連接模式的特性，減少了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，兼容現(xiàn)有的各種主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能降低50%的網(wǎng)絡(luò)成本。在提供IP業(yè)務(wù)時能夠確保QoS和安全性，并具有流量工程能力。

　　不僅如此，MPLS也被用來解決VPN的擴展和維護成本問題。MPLS把選路和轉(zhuǎn)發(fā)分開，由標(biāo)簽來規(guī)定一個分組通過網(wǎng)絡(luò)的路徑。MPLS網(wǎng)絡(luò)由核心標(biāo)簽交換路由器（LSR）、邊緣標(biāo)簽路由器（LER）組成，其QoS是由這二者共同來完成。

　　由于寬帶管理的引入，MPLS將使傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)“盡力而為”的狀況得以改變。

　　另外，采用更快包轉(zhuǎn)發(fā)速率的路由器和更寬的帶寬也是解決IP網(wǎng)絡(luò)QoS的措施。更寬的帶寬就是經(jīng)常聽到的“帶寬保障QoS措施”，也就是這些運營商利用其帶寬資源，為VoIP業(yè)務(wù)開辟了一個相對“資源無限”的環(huán)境，從而使QoS得到較好的保障。如中國電信、網(wǎng)通等運營商采用的VoIP業(yè)務(wù)網(wǎng)與Internet業(yè)務(wù)網(wǎng)隔離的方式，為VoIP業(yè)務(wù)提供了較為充分的帶寬預(yù)留。

　　在實際應(yīng)用中，實施VoIP業(yè)務(wù)的QoS保障措施，需綜合考慮多種因素和技術(shù)策略，決不能僅關(guān)注技術(shù)策略而忽視如網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化對IP網(wǎng)絡(luò)的QoS的重要影響。

網(wǎng)絡(luò)世界