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IP网络以电信级质量取胜

信息产业部电信研究院何宝弘 2004/03/03

　　随着互联网规模的不断增大，各种各样的IP网络业务争相出现，从简单的数据业务发展到集语音、数据、图像为一体的多媒体业务。随着“三网”融合的发展趋势，IP网络将渐渐成为一种基础性的宽带业务承载平台，这就要求在IP网上对不同的业务能提供相应的服务质量，因此提高IP网络服务质量是IP网络开发新的业务增长点的前提和基础，是未来网络运营商竞争的一个焦点。

　　SLA让用户感知质优服务

　　为了提高用户对IP网络的信任度，目前IP网络的运营商们提出了一个新的概念———SLA(业务等级协议)。SLA是网络用户与网络运营商签定的服务合同，用来保证可度量的网络性能达到所定义的品质。

　　通过SLA能够分清用户与运营商之间的责、权、利，并进一步明确服务等级与服务价格之间的关系，使用户与运营商都获得利益。

　　SLA的核心是运营商给最终用户提供的业务水平或级别。不同业务级别的业务可获得不同级别的质量保证。因此，SLA的一个重要内容就是将业务映射到不同的业务等级上。

　　通过这些量化的指标，运营商就可以根据这些指标来实现对业务的保证，以达到业务等级协议的要求。

　　IP网络服务质量性能精确

IP QoS最终目的是要为各种业务(包括数据，图像，多媒体与语音业务等)提供可靠的端到端的服务质量保证，它是指为特定业务或业务分组提供的一组可用的服务特征，它的对象是一组具有相似的性能要求的业务流。相对而言，QoS具有更高的精确性，是指IP包在一个或多个网络中传输的过程中所表现的各种性能，它是对各种性能参数的具体描述。这些性能参数包括：业务可用性、时延、时延变化、吞吐量和包丢失率。

·业务可用性是指用户能够使用业务的时间占业务全部工作时间的百分数。在连续5分钟内，如果一个IP网所提供业务的丢包率≤5%，则认为该时间段是可用的，否则是不可用的。
·时延也称延迟，指在两个参考点间某一IP包从发送到接收之间的时间间隔。
·时延变化则是指沿同一路径传输的一个数据流中不同分组传输时延的变化。
·吞吐量，是指一个网络中IP包的传输速率，这一参数可以用平均速率或峰值速率来表征。
·包丢失率是指在两个参考点间传输时丢失的IP包数与己发送的IP包总数的比值。丢包主要是由网络拥塞引起的。

　　影响IP网络服务质量的网络因素分析

　　IP网络基于TCP/IP协议进行数据包的分组交换，是面向无连接网络，其传输特性无法得到保证。每个分组包含源和目的IP地址，分组包既没有标记为属于某一个特定的流或者一个连接，也没有以任何方式进行编号。每个IPv4节点尽其最大的努力，对每个分组独立进行路由转发，并在网络中独立传递，达到同一目的地分组的路由不一定相同，到达时间也是不固定且非实时的，最后在目的节点缓冲区重新组成数据。

　　IP网络主要由传输链路和设备构成，传输链路是指连接网络设备之间的物理媒介，设备主要指对不同网络之间的数据进行存储、分组和转发的路由器，交换机等。如果组成IP网络的这些网络资源(例如链路带宽，设备等)不足，或者在网络资源中流量分布不合理，都会影响到IP网络的性能指标。

　　传输链路带宽是某种业务应用能够正常工作的最基本要求，它是指在网上传输任何业务信息时每秒所能传输的字节数，每个业务的带宽需求取决于所涉及的各网络节点所能支持的最小带宽。首先信号在链路上传输时存在传播时延，另外因为数据传送的速度取决于链路的比特率(速率)，当链路速度低于数据发送速度时(例如一个100M的以太网仅接了一条2M的出口链路)，便会产生链路速度时延。

　　当业务流量与可用网络资源之间的映射效率不高，流量分布不均匀时，就会导致一部分网络资源过度使用，而另一部分资源却未被充分利用，从而使过渡使用的网络发生拥塞，导致IP网络性能的下降。

IP QoS机制让IP优化更上一层楼

　　改善IP网络的性能可以通过两种途径来解决，一是增加网络带宽，二是通过在网络中实现QoS服务来实现带宽的合理利用，从而满足业务的要求。

　　实现业务传输优先级保证的关键在于引入QoS机制，允许网络将不同类型的业务置于特定的QoS队列中，使得某些业务的传输优先级高于另外一些业务，从而降低队列延时，实时性得到保障。目前IETF组织提出主要的QoS模型有Interserv模型、Diffserv模型、流量工程等。

　　Diffserv模型定义了一个相对简单而粒度较粗的框架系统，为流量提供有区别的业务级别。它在用户和业务网的接口处对流量进行分级，业务的分级基于每个数据包的不同标识。同一级别的业务在该网络域中会被聚合统一传送，并对流聚合后的每一类QoS进行控制。因此，实现和部署Diffserv相对容易，并具有可扩展性。

　　随着下一代网络对支持多业务的需求，运营商希望IP网络的业务控制功能进一步增强，IP网络的服务质量能进一步提高，使更多的用户可以享用到功能更为丰富的IP业务，使SLA服务的实现和推广成为可能。但今天的IP QoS技术还有很多问题没有解决，目前IP QoS是业界研究和关注的热点，用户和运营商都在期盼着IP QoS能有一个完备的系统解决方案。

通信产业报

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