QOS定議
QoS是英文QualityofService 的縮寫，即服務(wù)質(zhì)量 。是使用在網(wǎng)絡(luò)上工作的機(jī)制或技術(shù)來控制流量并確保網(wǎng)絡(luò)容量有限的關(guān)鍵應(yīng)用程序的性能。它使組織能夠通過確定特定高性能應(yīng)用程序的優(yōu)先級(jí)來調(diào)整其整體網(wǎng)絡(luò)流量。QoS 通常應(yīng)用于為資源密集型系統(tǒng)承載流量的網(wǎng)絡(luò)。需要它的常見服務(wù)包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視（IPTV），在線游戲，流媒體，視頻會(huì)議，視頻點(diǎn)播（VOD）和IP語音（VoIP）。
在網(wǎng)絡(luò)中使用 QoS，組織能夠優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)應(yīng)用程序的性能，并了解其網(wǎng)絡(luò)的比特率、延遲、抖動(dòng)和數(shù)據(jù)包速率。這可確保他們可以設(shè)計(jì)其網(wǎng)絡(luò)上的流量，并更改數(shù)據(jù)包路由到 Internet 或其他網(wǎng)絡(luò)的方式，以避免傳輸延遲。這也確保了組織實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的預(yù)期服務(wù)質(zhì)量，并提供了預(yù)期的用戶體驗(yàn)。
QoS（服務(wù)質(zhì)量）包括以這樣一種方式處理流量，即路由器或交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)生成此流量的應(yīng)用程序所需的行為來路由它。換句話說，QoS使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠區(qū)分流量，然后對(duì)流量應(yīng)用不同的行為。
QoS解決的問題
過去，語音和數(shù)據(jù)流量使用單獨(dú)的物理網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)承載某種類型的流量，并提供該流量所需的內(nèi)在質(zhì)量水平。今天，相同的應(yīng)用程序運(yùn)行在基于數(shù)據(jù)包的融合網(wǎng)絡(luò)上，流量通過公共基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)資源傳輸。這些基于數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)旨在盡其所能地路由流量。它們沒有固有的QoS。然而，語音和視頻服務(wù)的訂戶希望這些服務(wù)始終以可接受的質(zhì)量水平提供。基于數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)根據(jù)服務(wù)合同和所有生成流量的應(yīng)用程序的性能要求將大量流量從A路由到B。您可以使用QoS執(zhí)行此操作。
您可以通過QoS實(shí)現(xiàn)什么？
QoS對(duì)于管理現(xiàn)代基于數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)中的流量至關(guān)重要，它包括以下功能：
基于協(xié)議、地址和端口號(hào)的數(shù)據(jù)流量優(yōu)先于其他數(shù)據(jù)流量
過濾入站或出站方向的數(shù)據(jù)流量
控制設(shè)備上傳輸或接收的允許帶寬
包頭中QoS行為要求的讀寫
擁塞控制，以便設(shè)備根據(jù)調(diào)度程序優(yōu)先級(jí)提供最高優(yōu)先級(jí)的流量
使用RED（隨機(jī)早期檢測）算法進(jìn)行丟包控制，以便設(shè)備知道哪些數(shù)據(jù)包應(yīng)該被丟棄，哪些應(yīng)該被處理
QoS是如何工作的？
路由器或交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按如下方式區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流量：
它在其輸入接口上接收數(shù)據(jù)包，檢查數(shù)據(jù)包并將數(shù)據(jù)流量分類為所謂的CoS組（服務(wù)等級(jí)）。
如果配置了可選監(jiān)管器，它會(huì)限制流量或?qū)⑵浞峙浣o不同的類別。
數(shù)據(jù)包排隊(duì)等待傳輸資源。
調(diào)度程序從隊(duì)列中刪除數(shù)據(jù)包，并按照為調(diào)度程序配置的順序傳輸它們。
配置整形器后，它會(huì)以配置的整形速率對(duì)流量進(jìn)行整形。
配置remarking時(shí)，設(shè)備會(huì)對(duì)IP頭的DS字段的值進(jìn)行注釋，以便下一個(gè)接收數(shù)據(jù)包的設(shè)備可以相應(yīng)地對(duì)其進(jìn)行分類。
QOS功能簡介
而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的時(shí)候，所有的數(shù)據(jù)流都有可能被丟棄；為滿足用戶對(duì)不同應(yīng)用不同服務(wù)質(zhì)量的要求，就需要網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)用戶的要求分配和調(diào)度資源，對(duì)不同的數(shù)據(jù)流提供不同的服務(wù)質(zhì)量：對(duì)實(shí)時(shí)性強(qiáng)且重要的數(shù)據(jù)報(bào)
文優(yōu)先處理；對(duì)于實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的普通數(shù)據(jù)報(bào)文，提供較低的處理優(yōu)先級(jí)，網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)甚至丟棄。QoS應(yīng)運(yùn)而生。支持QoS功能的設(shè)備，能夠提供傳輸品質(zhì)服務(wù)；針對(duì)某種類別的數(shù)據(jù)流，可以為它賦予某個(gè)級(jí)別的傳輸優(yōu)先級(jí)，來標(biāo)識(shí)它的相對(duì)重要性，并使用設(shè)備所提供的各種優(yōu)先級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)策略、擁塞避免等機(jī)制為這些數(shù)據(jù)流提供特殊的傳輸服務(wù)。配置了QoS的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，增加了網(wǎng)絡(luò)性能的可預(yù)知性，并能夠有效地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，更加合理地利用網(wǎng)絡(luò)資源。
下面從QoS服務(wù)模型出發(fā)，對(duì)目前使用最多、最成熟的一些QoS技術(shù)逐一進(jìn)行描述。在特定的環(huán)境下合理地使用這些技術(shù)，可以有效地提高服務(wù)質(zhì)量。
QOS服務(wù)模型
通常QoS提供以下三種服務(wù)模型：
lBest-Effortservice（盡力而為服務(wù)模型）
lIntegratedservice（綜合服務(wù)模型，簡稱Int-Serv）
lDifferentiatedservice（區(qū)分服務(wù)模型，簡稱Diff-Serv）
1．Best-Effort服務(wù)模型是一個(gè)單一的服務(wù)模型，也是最簡單的服務(wù)模型。對(duì)Best-Effort服務(wù)模型，網(wǎng)絡(luò)盡最大的可能性來發(fā)送報(bào)文。但對(duì)延時(shí)、可靠性等性能不提供任何保證。
Best-Effort服務(wù)模型是網(wǎng)絡(luò)的缺省服務(wù)模型，通過FIFO（firstinfirstout先入先出）隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)。它適用于絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如FTP、E-Mail等。
2．Int-Serv服務(wù)模型Int-Serv是一個(gè)綜合服務(wù)模型，它可以滿足多種QoS需求。該模型使用資源預(yù)留協(xié)議（RSVP），RSVP運(yùn)行在從源端到目的端的每個(gè)設(shè)備上，可以監(jiān)視每個(gè)流，以防止其消耗資源過多。這種體系能夠明確區(qū)分并保證每一個(gè)業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量，為網(wǎng)絡(luò)提供最細(xì)粒度化的服務(wù)質(zhì)量區(qū)分。
但是，Inter-Serv模型對(duì)設(shè)備的要求很高，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流數(shù)量很大時(shí)，設(shè)備的存儲(chǔ)和處理能力會(huì)遇到很大的壓力。Inter-Serv模型可擴(kuò)展性很差，難以在Internet核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)施。
3．Diff-Serv服務(wù)模型Diff-Serv是一個(gè)多服務(wù)模型，它可以滿足不同的QoS需求。與Int-Serv不同，它不需要通知網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)業(yè)務(wù)預(yù)留資源。區(qū)分服務(wù)實(shí)現(xiàn)簡單，擴(kuò)展性較好。
QOS產(chǎn)生背景
在因特網(wǎng)創(chuàng)建初期，沒有意識(shí)到QoS應(yīng)用的需要。因此，整個(gè)因特網(wǎng)運(yùn)作如一個(gè)“竭盡全力”的系統(tǒng)。每段信息都有4個(gè)“服務(wù)類別”位和3個(gè)“優(yōu)先級(jí)”位，但是他們完全沒有派上用場。依發(fā)送和接收者看來，數(shù)據(jù)包從起點(diǎn)到終點(diǎn)的傳輸過程中會(huì)發(fā)生許多事情，并產(chǎn)生如下有問題的結(jié)果：
·丟失數(shù)據(jù)包-當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)一個(gè)緩沖器（buffer）已滿的路由器時(shí)，則代表此次的發(fā)送失敗，路由器會(huì)依網(wǎng)絡(luò)的狀況決定要丟棄、不丟棄一部份或者是所有的數(shù)據(jù)包，而且這不可能在預(yù)先就知道，接收端的應(yīng)用程序在這時(shí)必須請(qǐng)求重新傳送，而這同時(shí)可能造成總體傳輸嚴(yán)重的延遲。
·延遲-或許需要很長時(shí)間才能將數(shù)據(jù)包傳送到終點(diǎn)，因?yàn)樗鼤?huì)被漫長的隊(duì)列遲滯，或需要運(yùn)用間接路由以避免阻塞；也許能找到快速、直接的路由。總之，延遲非常難以預(yù)料。
·傳輸順序出錯(cuò)-當(dāng)一群相關(guān)的數(shù)據(jù)包被路由經(jīng)過因特網(wǎng)時(shí)，不同的數(shù)據(jù)包可能選擇不同的路由器，這會(huì)導(dǎo)致每個(gè)數(shù)據(jù)包有不同的延遲時(shí)間。最后數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地的順序會(huì)和數(shù)據(jù)包從發(fā)送端發(fā)送出去的順序不一致，這個(gè)問題必須要有特殊額外的協(xié)議負(fù)責(zé)刷新失序的數(shù)據(jù)包。
·出錯(cuò)-有些時(shí)候，數(shù)據(jù)包在被運(yùn)送的途中會(huì)發(fā)生跑錯(cuò)路徑、被合并甚至是毀壞的情況，這時(shí)接收端必須要能偵測出這些情況，并將它們統(tǒng)統(tǒng)判別為已遺失的數(shù)據(jù)包，再請(qǐng)求發(fā)送端再送一份同樣的數(shù)據(jù)包。
釋義
1.國際電信聯(lián)盟(ITU)在x．902標(biāo)準(zhǔn)即“信息技術(shù)開放式處理參考模型”中定義服務(wù)質(zhì)量(QoS)為：定義在一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的集體行為上的一套質(zhì)量需求的集合。吞吐量、傳輸延遲和錯(cuò)誤率等一些服務(wù)質(zhì)量參數(shù)描述了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群涂煽啃缘取?br />
2.在ATM中定義服務(wù)質(zhì)量(QoS)為“關(guān)于ATM性能參數(shù)集合的術(shù)語，這些參數(shù)描述了在一個(gè)給定虛擬連接上數(shù)據(jù)流量的特征”。服務(wù)質(zhì)量參數(shù)大多應(yīng)用在較低層次的協(xié)議層上，這些參數(shù)并不直接被應(yīng)用程序所觀察和感覺到。這些參數(shù)包括信元丟失率、信元錯(cuò)誤率、信元錯(cuò)誤插入率、信元延遲變化、信元傳輸延遲和平均信元傳輸延遲。根據(jù)服務(wù)質(zhì)量參數(shù)定義了五種服務(wù)級(jí)別，級(jí)別0指的是“盡最大努力”服務(wù)方式，在這種服務(wù)級(jí)別中沒有特定的流量參數(shù)和絕對(duì)的服務(wù)質(zhì)量保證。
3.IETF在研究ATM時(shí)就已經(jīng)開始考慮服務(wù)質(zhì)量的問題。即有陳述：“隨著在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)服務(wù)的逐步增加，在共享網(wǎng)絡(luò)上要求提供確定的傳輸服務(wù)。這些確定的傳輸服務(wù)要求應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施有能力請(qǐng)求、設(shè)置和強(qiáng)化數(shù)據(jù)的傳輸?？偟膩碚f，這些服務(wù)指的是帶寬預(yù)留和服務(wù)質(zhì)量”。在“基于ATM的IP”中這樣描述:“實(shí)時(shí)應(yīng)用程序所使用的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)被假設(shè)在數(shù)據(jù)傳輸之前的資源預(yù)留協(xié)議中設(shè)置，或者以某種形式攜帶在數(shù)據(jù)之中”。“目前的工作正在重點(diǎn)研究服務(wù)質(zhì)量參數(shù)怎樣被表達(dá)出來和怎樣做出本地的決定”。
