多业务IP承载网QoS保证解决方案

多业务承载对QoS保证的要求

当前，建设统一的多业务IP承载网，以取代已往多种业务、多种体制的电信网络，从而实现统一承载、统一运营、统一管理、统一维护，以便降低运营成本，提高业务部署的灵活性和盈利能力，已经成为运营商的共识。对于这样一张统一的多业务IP承载网来说，QoS（Quality of Service）是与HA（High Availability，高可用性）同等重要的基本要求。

在多业务IP承载网上，所承载的业务可以分为三大类，即语音、视频、数据。其中，语音类业务是电信运营商的传统业务，对大多数运营商来说，固话业务或者移动话音业务，是他们的主要收入来源，也是最受重视、必须保证的业务。数据类业务是IP网络上的传统业务，以Internet为代表的数据业务的大发展，极大地改变了现代社会发布和获取信息的方式，成为经济发展和社会进步强有力的催化剂，受到从国家政府到普通百姓高度的关注和追捧，是一个具有神奇创新能力、孕育着无限商机的业务领域。而随着网络带宽的不断增长，网络上的各种视频应用日新月异，呈现出诱人的市场前景，因此运营商普遍将视频类业务视为一个大有前途的新兴业务领域，是实现企业发展的未来希望。在承载网上，这三大类业务对QoS保证的要求是各不相同的，如下表：

由表可知，语音和视频业务除了对HA有要求以外，对时延、抖动、丢包率也都有着很高的要求，而视频业务还要求很高的带宽。这就是说，多业务IP承载网不仅要有区分业务类型的能力，还要能根据不同的业务类型来安排不同的QoS保证，并且为关键业务确保约定的带宽资源。——这就是多业务承载对IP网络的要求，凡是无法充分满足这一要求的解决方案，都将被市场无情地淘汰！

IP/MPLS QoS技术简介

将DiffServ、RSVP-TE和MPLS VPN结合起来

DiffServ(Differentiated Service，有差别服务)和RSVP-TE（Resource reservation setup protocol with traffic-engineering extensions，针对流量工程扩展的资源预留协议）是现有的IP/MPLS QoS技术中比较成熟的技术，其中：

DiffServ可以根据报文内容区分各种业务的流量，分配优先级，保证高优先级业务优先转发，但是无法事先约定带宽，在流量超出带宽允许范围的情况下，只能通过对低优先级业务增大延时、提高丢包率来保证关键业务的高优先级转发，在极端情况下，甚至高优先级的关键业务也无法幸免延时和丢包。显然，单纯应用DiffServ技术是无法彻底保证多业务IP承载网的QoS和SLA（Service Level Agreement，服务等级协议）的。

RSVP-TE可以通过CSPF（Constraint Shortest Path First，约束最短路径优先）算法计算出一条最优的路径，这条路径能够保证所用的路径不会拥塞，从而确保约定的TE隧道的带宽资源。但是RSVP-TE没有识别业务的能力，在隧道中各种业务流量是不分优先级的，因此TE隧道内一旦发生实际流量超出预约流量的情况，对QoS敏感的业务将直接受到影响。因此，RSVP-TE也无法单独解决多业务IP承载网的QoS保证问题。

很显然，只有把DiffServ和RSVP-TE技术结合起来，才能让IP/MPLS核心网既能识别业务类型，又能根据优先级为关键业务预留资源和优先转发，这两种技术的结合点就是后起的DS-TE。DS-TE可以通过为不同业务类型分别建立保证一定带宽的隧道，来保证高优先级业务的带宽需求。

针对需要在VPN内承载多种不同优先级的业务流量的场合，还可以把DiffServ和MPLSVPN技术结合起来，这就形成了VPN QoS技术。VPN QoS技术将VPN内传输的多种流量区分优先级，保证高优先级业务优先转发，从而为VPN内的关键业务提供了QoS保证。

DiffServ、RSVP-TE、MPLS VPN三者按需组合，可以达到隔离业务流量、区分优先级、保证关键业务流量或者关键VPN的带宽资源、在VPN或TE隧道中按优先级转发等多种效果，为运营商在多业务IP承载网上开展语音、视频类业务运营，或者提供有SLA的VPN服务提供了技术保障。

层次化的动态多队列调度机制

另外，华为还开发了HQOS（Hierarchical QoS，层次化QoS）技术，对传统的对队列调度机制进行了扩展。HQoS对上行队列可以做“流队列——用户队列——组队列——目的板调度——Class调度”5级调度，对下行队列也可以做“流队列——用户队列——组队列——Class调度——目的端口”5级调度。而且HQOS的控制队列调度器不是静态的，而是可以动态配置的，用户可以根据实际需要设置多级逻辑调度器之间的层次关系，由上级调度器控制一组下级调度器的总带宽，并且根据下级调度器的级别和权重合理分配下级调度器的承诺带宽（CIR）和峰值带宽（PIR），这样就可以通过多级调度器控制多个队列的总带宽，而这多个队列既可以来自于用户的同一个业务，也可以来自用户的不同的业务。HQOS真正实现了基于业务、基于用户、基于组来控制总的服务质量，不但能为用户提供可靠的QoS保证，而且能最大限度地利用用户的租用带宽，从而从整体上节约网络带宽。

灵活的MPLS COS实现方式

在MPLS VPN网络上，运营商往往需要在边缘路由器上做出一个选择，就是是否信任上行流量已经携带的优先级信息，此时，华为提供了三种不同的MPLS COS（Class of Service，业务类型）处理模式，以备运营商灵活选择。如图1：




图1：MPLS COS的三种处理模式

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