基于策略的ip网络的qos研究学士学位论文.docx

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基于策略的ip网络的qos研究学士学位论文

本科生毕业论文

题目：

基于策略的IP网络的QoS研究

摘要

网络服务质量技术为多媒体的应用提供了可靠的保证，近年来已成为网络技术研究领域的一个热点问题。

Diffserv模型和MPLS模型为解决IPQoS问题提供了有效途径，本文研究了基于DiffservoverMPLS模型的流量控制技术。

首先，简要讨论了IPQoS体系结构的发展，分别阐述了支持不同QoS要求的三种网络体系结构：

Intserv模型、Diffserv模型和MPLS模型，比较了三种网络体系结构在扩展性、鲁棒性、服务质量等方面的差异。

为了提高IPQoS，在三种模型的基础之上，研究了DiffservoverMPLS体系结构模型，对该模型的框架及实现进行了讨论，并与其它的体系结构进行了对比，分析了DiffservoverMPLS模型的技术优势。

其次，本文重点研究了流量控制技术的两个重要组成部分：

列队管理和队列调度，从提高网络的扩展性和鲁棒性出发，在详细分析现有算法的基础上，提出了一种动态的列队管理算法，并对DRR调度算法进行了改进，分别比较了改进后的算法在延迟性、抖动性和公平性等方面的优势。

然后，对动态队列管理算法和改进的DRR调度算法进行了实验仿真，实验结果表明，改进后的算法具有良好的鲁棒性，能够提高网络资源的利用率。

最后，对网络服务质量技术进行了总结，并对未来工作的几个方面作出展望，指出虽然目前已经提出了多种解决方案，但基于DiffservoverMPLS模型的流量控制还只是处于研究阶段，其相应的扩展性和鲁棒性仍需不断的改进。

关键字:

网络服务质量集成服务区分服务多协议标签交换

Abstract

QualityofServiceprovidesareliableguaranteefortheapplicationofmultimedia,andbecomesahotspotintheresearchofnetworksrecently.TwomodelsaboutDifferentiatedServiceandMulti-protocolLabelSwitchingsupplyanavailableroutetosesolvethequestionofIPQoS,thetechniqueoftrafficcontrolbasedonDiffservoverMPLSisstudiedinthispaper.

Firstly,thedevelopmentofIPQoSarchitectureisbrieflydiscussed,andthreekindsofarchitectures:

Intserv,DiffservandMPLSaredemonstratedrespectively,thenthedifferenceofthemiscomparedinexpandability,robustnessandQoS.InordertoimproveIPQoS,thearchitectureofDiffservoverMPLSisresearchedonthebasisofthreemodels,inaddition,frameworkandimplementationaboutitarediscussed,andincontrasttotheothers,theadvantagesofDiffservoverMPLSareanalyzed.

Secondly,afterdeeplyanalyzingcurrentalgorithms,thepaperconcentratesontechniqueoftrafficcontrolwhichincludesqueuemanagementandscheduling,adynamicqueuemanagementalgorithmisproposedtoenhancetheirexpansibilityandrobustness,andtheDRRschedulingalgorithmisalsoimproved.Comparingwithotherexistingalgorithms,theirbenefitinlatency,jitterandfairnessarepresented.Then,thesimulatingexperimentsaboutdynamicqueuemanagementalgorithmsaremorerobustandabletomakemoreuseofnetworkresource.

Finally,asummaryoftheQoSisdiscussed,andexpectationisdevisedinsomeaspectsaboutfuturetasks.AlthoughmanyschemeshavebeenputforwardtoresolveQoSpresently,thetechniqueoftrafficcontrolbasedonDiffservoverMPLSisstillinexperimentalphase,expansibilityandrobustnessaboutitoughttoimprovefrequently.

Keywords：

QualityofServiceIntegratedServiceDifferentiatedServiceMulti-protocolLabelSwitching

目录

第一章绪论1

1.1引言1

1.2QoS技术现状1

1.3研究意义2

第二章QoS概念4

2.1QoS概述4

2.1.1定义4

2.1.2QoS的参数4

2.1.3QoS研究内容5

2.2IPQoS的体系结构6

2.2.1IntServ集成业务体系结构7

2.2.2IntServ集成业务体系结构10

2.2.3Intserv与DiffServ的比较12

第三章基于策略的QoS网络管理13

3.1基于策略的思想13

3.2基于策略的QoS网络管理框架14

第四章基于策略的QoS网络管理的设计17

4.1策略网络管理的体系框架17

4.2策略管理工具18

4.1.1策略库19

4.1.2策略决策点20

4.1.3策略执行点22

4.2策略网管服务模式23

4.2.1外购模式24

4.2.2预留模式26

第五章29

5.1总结29

5.2基于策略QoS的展望30

参考文献31

致谢33

第一章绪论

1.1引言

随着Internet规模的不断扩大和信息技术的迅猛发展，计算机网络的应用领域呈爆炸式增长，各种各样的网络服务不断涌现，特别是语音、图像、视频等实时多媒体业务得到了迅速发展。

这些实时的多媒体业务对网络传输延迟、延时抖动等特效为敏感，传输状况会在很大程度上受到网络状态的影响：

同时，由于多媒体业务占去了大量的带宽，在现有的网络中保证其他关键业务得到可靠传输就显得很困难。

传统的IP网络在服务质量方面的缺点显现出来，网络负载分配不均匀，业务无法保证及时准确地传输到目的地址。

因此，迫切需要采用新的机制来改善当前的网络环境，以满足人们对网络传输质量的需求。

1.2QoS技术现状

对于IP网络如何提供QoS保证，国内外不同的组织和团体提出了不同的控制机制和策略，而其中比较著名的有：

（1）ISO/OSI提出了基于ODP分布式环境的QoS控制，但至今仍只保留在只给出了用户层的QoS参数说明和变成接口阶段，具体实现QoS控制策略并未提出；

（2）ATM论坛提出了QoS控制的策略和实现，ATM控制是“连接预定”型，它的核心内容是服务建立之前，通过接纳控制和资源预留来提供服务的QoS保证，而在服务交互的过程中，用户进程和网络要严格按照约定的QoS实现服务QoS保证；

（3）IETF组织也已经提出了多种服务模型和机制来满足对QoS的需求，其中比较典型的有：

RFC2115，RFC2117以及1998、1999年提出的RFC26xx系列中的综合业务模型Insterv、差分业务模型Diffserv、多协议标签交换技术MPLS、流量工程和QoS路由等均用于解决网络的QoS控制和管理。

对于Internet这样的包交换网络中的服务质量保证的研究，是从二十世纪八十年代后期开始的。

期间，业内人士发表了大量的研究成果，到了九十年代后期，IETF工作组开始制定标准，大量的请求评论也被发布了。

目前，QoS的标准化工作正在以IETF为主进行推进，并取得了很大的进展，可以说主要的标准已准备完备。

另外，其他的与ATM有关的标准化是由ATMForum制定的，还有与无线有关的标准是由WAPForum制定的。

当然今后还有很多的工作要做，当出现新的网络使用方式时，新的QoS问题也会相伴而出，预想今后一个时期Internet会有丰富多彩的应用相继被开发，随之QoS技术也期待取得长足的进步。

1.3研究意义

进行网络管理QoS技术的研究，可在一下方面对网络发展产生影响：

（1）通过研究网络QoS，可以提高网络资源利用率，避免了网络资源的浪费，降低网络成本。

（2）为用户提高了更高质量的网络服务，避免了用户因为网络服务质量不好而导致的数据延迟甚至丢失等情况的发生。

（3）网络的不断发展是一个公认的规定，NGN作为一个全IP的网络必须能够承载数据、语音、视频等多种业务的网络，对于网络运营商而言，保障端到端的QoS是为用户提供多种业务的一个前提，这就要求必须根据不同业务的要求提供相应的端到端的QoS保证。

（4）网络服务提供商可以通过QoS机制，根据不同用户对QoS的不同要求，提供多种有区别的服务，提供客户满意度，同时提高网络运营商的经营收益。

（5）促进多媒体等应用服务的迅猛发展，一些对QoS有严格要求的服务如视频会议、IP电话、VOD视频点播等会得到更多用户的支持，同时其他的新型业务也会继续出现。

（6）资源预留。

在源端和目的地之间的传送路径上，在传输持续时间内为应用的数据流维持一定的网络资源，使得数据传输过程中不会受到其他业务的影响。

为了给用户提供满意的QoS，经常对传输带宽和时延等相应的资源进行预留，以确保这些资源不被其他应用占用。

第二章QoS概念

2.1QoS概述

2.1.1定义

QoS是网络元素在一定条件和程度上能够保障的网络传输和满足流量及业务服务的能力，是网络与用户之间以及网络上互相通信用户之间关于信息传输与共享的质量的约定。

对于QoS还没有一个标准的定义，有一种描述方法是：

“随着网络上实时业务的逐步增加，在共享网络上要求提供确定的传输服务。

这些确定的传输服务要求应用程序和网络基础设施有能力请求、设置和增加数据的传输。

”QoS是用于衡量使用一个服务的满足程度的综合指标，它的目的就是向用户提供端到端的服务质量保证。

QoS要满足的传输质量的重点在于，数据包不仅要到达预期的传输目的地，而且要保证数据包到达目的地的实时性、完整性和正确性。