区分服务DiffServ-下一代计算机网络技术

2023-10-18 理论教育版权反馈

【摘要】：区分服务模型的基本思想是在网络的入口处为每个数据包分类，并在数据包中标记相应的区分服务代码点，用于指示数据包在网络转发路径的中间节点上被处理的方式。DiffServ力图通过对业务流的分类、整形、标记、调度来实现对业务QoS一定程度上的保证。DiffServ的结构使得IP网络能支持通过业务流聚类而实现业务分类。目前，IETF DiffServ工作组正致力于DiffServ标准的制定。

由于IntServ的局限性，IETF又提出了DiffServ（Differentiated Services）模型，又称为区分服务模型。区分服务模型的基本思想是在网络的入口处为每个数据包分类，并在数据包中标记相应的区分服务代码点（DiffServ CodePoint，简称DSCP），用于指示数据包在网络转发路径的中间节点上被处理的方式。在网络内部的核心路由器中只保存简单的DSCP与PHB（每跳行为）的对应机制，根据数据包头部中的DSCP值对数据包进行相应的优先级转发，而业务流状态信息的保存与流量控制机制的实现等都在网络边界节点进行，内部节点是与状态无关的。

DiffServ是根据不同信息流需求而提供不同层次网络服务的一种有效的QoS机制，DiffServ模型的思想来源于IPv4包头的TOS（Type of Service）字段，其中Bito～Bit2用于设定IP包的优先级（共8个优先级），Bit3～Bit6用于特定所需的服务，例如低时延高吞吐量，或低丢失率等。但到目前为止，主机的IP软件以及大多数路由器制造商都没有实现上述功能。

DiffServ力图通过对业务流的分类、整形、标记、调度来实现对业务QoS一定程度上的保证。目前，在DiffServ上主要提出了下面两种业务：Expedited Services（EF-RFC 2598）提供类似于专线或租用线的服务。Assured Services（AF-RFC 2597）提供比Best-Effort尽量好的QoS。

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图6.1　IP包头的DS域结构图(www.chuimin.cn)

IETF的分类业务工作组对IPv4的TOS字节以及IPv6的通信类型（Treffic Class）字节进行了重新定义，并把它们称之为IP包头的DS域。

IP包头的DS域的结构如图6.1所示，其中DSCP（Differentiated Services Code Point）分类业务编码，CU当前未定义。DiffServ的结构使得IP网络能支持通过业务流聚类而实现业务分类。DiffServ的模型是在网络边缘基于流分类与流的条件化（应用策略与标签）而建立的。用户端可通过对IP包头的DS域的DSCP进行设置，仅标明希望获得的服务等级，DSCP也可以通过与用户主机直接相连的叶子路由器（leaf router）或客户域的边缘路由器，根据数据流分类结果来进行设置。

PHB（Per—Hop Behavior）是对每一个聚类流在DS节点所获得的转发特性描述，转发行为定义单个IP报文应接收的处理。PHB是分类业务模型的核心，不同的PHB对应不同QoS保证。DS路由器根据IP包头的DSCP，选择相应PHB对其进行处理，从而实现了不同QoS服务水平业务。DSCP用于选择PHB，在IP报头中体现，在分类业务域中，DS路由器根据数据包的DSCP来选择适当的PHB对其进行处理，从而实现了不同QoS等级的服务。在同一DS域，所有的DS路由器对同一数据流提供的PHB应该是一样的，而在不同的DS域中其PHB可以有所不同。

目前，IETF DiffServ工作组正致力于DiffServ标准的制定。RFC 2425和RFC 2474分别定义了DS域和DiffServ模型的结构体系，RFC 2597和RFC 2598则定义了AF（Assured Forwarding）和EF（Expedited Forwarding）PHB。这些标准和讨论中的IETF草案对DiffServ模型的基本组成模块（流分类，转发，PBH流量控制）以及相关的路由器设计均提出了概念性模型或建议，为设计、开发PHB和支持DiffServ的网络设备奠定了基础。

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