Qos如何提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量

高速公路會堵車，網(wǎng)絡(luò)這條信息的高速公路也會堵。

距離過完年也有段時(shí)間了，相信大家對春節(jié)期間開車返鄉(xiāng)堵在高速路上一天一夜一動(dòng)不動(dòng)的痛苦經(jīng)歷深有體會。因?yàn)榈缆穼捳徒煌üぷ魅藛T處理工作效率有限，導(dǎo)致車流量在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高峰就會造成堵車，如果把網(wǎng)絡(luò)比作高速公路，數(shù)據(jù)流量比作車流量，那么網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源和存儲、處理數(shù)據(jù)的能力有限，在出現(xiàn)突發(fā)流量時(shí)也會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。

網(wǎng)絡(luò)擁塞不僅會造成資源浪費(fèi)，嚴(yán)重的話還會引發(fā)業(yè)務(wù)異常，網(wǎng)絡(luò)擁塞作為普遍發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)問題，有什么機(jī)制可以提高網(wǎng)絡(luò)資源使用率，提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量呢？

為了解決這個(gè)問題，QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）誕生了！

小貼士：影響網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量有4個(gè)要素：帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率，這四個(gè)要素也是QoS質(zhì)量指標(biāo)。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量四要素的具體介紹，大家可以看網(wǎng)絡(luò)不卡頓，這四個(gè)要素很重要。

Qos如何提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量？

QoS是如何對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行調(diào)控，避免并處理網(wǎng)絡(luò)擁塞的呢？QoS是通過3種服務(wù)模型為用戶提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的，下面開始詳細(xì)為大家介紹這3種模型。

1

Best-Effort 服務(wù)模型（盡力而為）

簡單的一種服務(wù)模型，通過FIFO（Frist in First Out，先進(jìn)先出）隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)。例如小明需要從FTP服務(wù)器中拷貝某一文件到自己的電腦中，小明的電腦要發(fā)送一個(gè)報(bào)文到FTP服務(wù)器，并從FTP中獲取到一個(gè)個(gè)報(bào)文組成該文件，電腦可以在不通知網(wǎng)絡(luò)的情況下隨時(shí)發(fā)送報(bào)文，發(fā)送的報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中不被分類和標(biāo)記，直接進(jìn)入FIFO隊(duì)列進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者丟棄。該服務(wù)模型適用于FTP、E-Mail等對質(zhì)量指標(biāo)要求不高的業(yè)務(wù)。

2

IntServ 服務(wù)模型（Integrated Service，綜合服務(wù)）

該模型通過RSVP（Resource ReSerVation Protocol，資源預(yù)留協(xié)議）申請QoS需求的方式來工作的，用手機(jī)看視頻時(shí)，手機(jī)發(fā)送一個(gè)報(bào)文到網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，并從視頻服務(wù)器中獲取到一個(gè)個(gè)報(bào)文在手機(jī)中組成視頻畫面，手機(jī)發(fā)送報(bào)文到服務(wù)器前通知網(wǎng)絡(luò)待發(fā)送報(bào)文的流量配置和需要的特定服務(wù)質(zhì)量請求，報(bào)文將經(jīng)過的所有傳輸設(shè)備確認(rèn)這些請求，隨后視頻服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)申請資源預(yù)留，在網(wǎng)絡(luò)中報(bào)文要經(jīng)過的所有傳輸設(shè)備為手機(jī)發(fā)送到服務(wù)器的報(bào)文

預(yù)留了資源后，手機(jī)才開始發(fā)送報(bào)文給服務(wù)器，同時(shí)手機(jī)發(fā)送的報(bào)文流量要在申請的范圍內(nèi)。該模型不適用于有大量數(shù)據(jù)量的骨干網(wǎng)，目前主要與MPLS-TE（Multi-Protocol Label Switching-TE，基于流量工程的多協(xié)議標(biāo)簽交換）一起使用。

RSVP工作在傳輸層，從第一節(jié)點(diǎn)開始使用路徑消息（Path）逐跳對每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資源請求，到達(dá)目的地后使用預(yù)留消息（Resv）反向逐跳進(jìn)行資源預(yù)留。

3

DiffServ 服務(wù)模型（Differentiated Service，差分服務(wù)）

該模型一般用來為一些重要的應(yīng)用提供QoS，主要包含流量分類和標(biāo)記、流量監(jiān)管、流量整形、接口限速、擁塞管理和擁塞避免等技術(shù)。下面我以一個(gè)有5輛貨車的車隊(duì)在A高速路通行為例來介紹A設(shè)備在此服務(wù)模型下如何處理轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)5Bit大小的報(bào)文。

流量分類和標(biāo)記

道路上有不同的車隊(duì)，有運(yùn)輸車隊(duì)、游行車隊(duì)、驢友車隊(duì)等等，這些車隊(duì)有不同的任務(wù)要完成，對交通服務(wù)有不同的需求。為了給有不同業(yè)務(wù)的各個(gè)車隊(duì)提供有差別的服務(wù)，交通服務(wù)人員會根據(jù)服務(wù)需求對各個(gè)進(jìn)來的車隊(duì)進(jìn)行服務(wù)等級分類，分好類后給車隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)相應(yīng)位置貼上不同的標(biāo)記，來識別車隊(duì)處理通行的優(yōu)先等級。

流量監(jiān)管和流量整形

在A高速路入口和出口處各放置了一臺自動(dòng)出卡機(jī)，出卡機(jī)以一定的速率不停的向卡桶（令牌桶）中投放通行證。這時(shí)過來了一個(gè)有5輛車的車隊(duì)A，該車隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)小明從卡桶中領(lǐng)取到5張通行證小明的車隊(duì)才可以通行，此時(shí)桶內(nèi)只有3張通行證，小明從桶內(nèi)拿出通行證后發(fā)現(xiàn)數(shù)量不夠，他們不允許通行，小明只好沮喪地把拿到的3張通行證放回桶中另尋他法。為了將業(yè)務(wù)流量限制在一定帶寬內(nèi)，預(yù)防網(wǎng)絡(luò)擁塞，利用令牌桶機(jī)制評估報(bào)文，丟棄流量超出的報(bào)文，未超出流量的報(bào)文進(jìn)入隊(duì)列調(diào)度或者轉(zhuǎn)發(fā)的處理過程稱為流量監(jiān)管。

擁塞管理

A車隊(duì)走在A高速路上，突然前方道路發(fā)生了交通擁堵，小明他們只好進(jìn)入調(diào)度隊(duì)列排隊(duì)接受交通管制人員的安排協(xié)調(diào)，管制人員看了看各個(gè)領(lǐng)隊(duì)車上貼的標(biāo)記，開始討論調(diào)度方案，隨后協(xié)調(diào)隊(duì)伍中各個(gè)車隊(duì)通行的次序。在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)將報(bào)文放入隊(duì)列中緩存，并采取PQ、CQ、WFQ、WRR、DWRR等隊(duì)列調(diào)度算法安排報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)次序的過程稱為擁塞管理。

擁塞避免

交通管制人員小王時(shí)刻觀察著車輛通行情況，小王發(fā)現(xiàn)交通開始越來越擁堵了，于是決定采取策略強(qiáng)烈禁止后面的所有或者部分車輛通行，以此來緩解交通過于擁堵。在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)采用丟棄策略，主動(dòng)調(diào)整流量來解除網(wǎng)絡(luò)過載的過程稱為擁塞避免。

流量整形

A車隊(duì)到了出口處只領(lǐng)到了一張通行證，放回通行證后因?yàn)樾∶魉麄兲幚韮?yōu)先級很高，可以排隊(duì)等待交通管制人員的安排調(diào)度，經(jīng)過調(diào)度后小明從桶中拿到了5張通行證，終于可以順利通行了。流量整形就是在設(shè)備出口處利用令牌桶機(jī)制評估報(bào)文，超出流量的報(bào)文進(jìn)入隊(duì)列緩存處理的流量控制措施。

接口限速

不區(qū)分車隊(duì)而是對入口、出口處的所有來往車輛統(tǒng)一采取流量監(jiān)管或者流量整形的制度。

QoS升級版HQos提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量效果更好？

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模不斷擴(kuò)大，業(yè)務(wù)數(shù)量和種類不斷增多，傳統(tǒng)QoS已經(jīng)不適合部署在用戶接入側(cè)，無法對多個(gè)用戶的多個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行流量監(jiān)管和調(diào)度。為了解決該問題，QosHQos（Hierarchical Quality of Service，層次化Qos）誕生了！

HQoS也是提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的，與傳統(tǒng)QoS區(qū)別就是HQoS可以將調(diào)度隊(duì)列劃分為多個(gè)調(diào)度級別，每個(gè)級別使用不同的特征進(jìn)行流量監(jiān)管。

HQoS不僅可以更細(xì)化的區(qū)分業(yè)務(wù)流量還可以對多個(gè)用戶和多種業(yè)務(wù)等傳輸對象進(jìn)行統(tǒng)一流量監(jiān)管和分層調(diào)度。

今天，我們又get到了以下知識！

1. 網(wǎng)絡(luò)是一條信息高速公路，需要QoS來避免堵車。

2. QoS的3大法寶，可以用來提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。Best-Effort服務(wù)模型適用于FTP、E-Mail等應(yīng)用；IntServ 服務(wù)模型適用于電視會議、視頻點(diǎn)播等應(yīng)用；DiffServ 服務(wù)模型適用于游戲/視頻網(wǎng)站等應(yīng)用。

3. HQos帶來的更細(xì)化區(qū)分和多層調(diào)度可以更好地幫助運(yùn)營商進(jìn)行多用戶、多業(yè)務(wù)的服務(wù)管理。

原文標(biāo)題：網(wǎng)絡(luò)也會堵車？！3大法寶可以搞定它！

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