[发明专利]基于区分服务网络和IPv6扩展头实现自治QoS的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于IP网络、对服务质量(QoS，Quality ofService)实现自治的系统和方法，确切地说，涉及一种基于区分服务网络，在业务终端上感知业务类型和业务流量特性，再通过一种新设计的IPv6QoS扩展头来承载感知到的业务流量参数信息，然后由区分服务网络的边缘节点对承载有IPv6QoS扩展头的业务数据报文进行解析处理，并依据获得的业务流量参数信息来配置节点上的业务流量控制机制，从而为QoS保障提供支持，实现自治QoS的网络系统和方法。属于互联网的技术领域。

背景技术

现有的IP网络，因用户业务量的增加造成网络资源的利用很不均衡，Internet的尽力而为服务也远远满足不了实时业务的要求。解决IP网的QoS问题，就是在保持IP网固有的无连接传输的优势下，如何合理利用现有的有限带宽，既能够保证网内传输的各种业务的QoS，同时提供较低的操作和管理开销，从而保证实现IP网新业务的发展。

目前，已有许多研究机构提出了多种解决网络QoS的技术方案，如综合服务(IntServ)模型、区分服务(DiffServ)模型、多协议标签交换(MPLS)技术和QoS路由等。其中，最典型的QoS模型就是综合服务和区分服务两种模型。

IntServ模型的基本思想是在传递用户数据之前，根据用户业务请求，利用资源预留协议RSVP预留网络资源，以便为用户业务提供端到端的QoS保障。IntServ模型的优点是能够提供严格的端到端QoS保证，RSVP使得用户可以对业务种类进行详细规定。但是，IntServ模型也有很多缺点：首先，可扩展性不好，它要求业务路径上的所有路由器都必须支持RSVP协议，否则就无法完成端到端的资源预留；其次，每个路由器都需要维护大量的状态信息，耗费大量内存，基于流的操作的复杂性会随着流数量的增加而增长；再者，IntServ模型不适合于短生存期的分组流，因为短生存期分组流的预留资源开销可能大于处理流中所有分组的开销。

DiffServ模型的基本思想是将多种业务流分别按其业务特性进行分类标识，然后汇聚为少数几种类型，并为不同类型的业务流设置不同的优先级，以实现区分服务。DiffServ(区分服务)自IntServ发展而来，它采用了IETF的基于RSVP的服务分类标准，抛弃了流沿路节点上的资源预留。DiffServ的目标是简单、有效，其实现途径为：(1)简化网络内部结点的服务机制，业务流的分类标识和流量控制是在网络边缘入口处完成，网络内部的核心路由器中只保存简单分类和分类处理信息；(2)简化网络内部结点的服务对象，采用聚集传输控制，服务对象是流聚集，单流信息只在边缘节点保存和处理。

DiffServ模型通过对DiffServ标记字段(DS Field)中区分服务编码点(DSCP，DiffServ CodePoint)的定义实现了业务汇聚流的标记。同时，DiffServ模型利用逐跳行为(PHB，Per-Hop Behavior)描述DiffServ节点对外可观察的转发行为，通过DSCP与PHB的对应，实现了业务汇聚流和转发行为的关联，从而为网络业务提供了多种服务类型的选择可能。

DiffServ网络的组成架构如图1所示。IETF共定义了4个PHB，分别是：

尽力而为(BE，Best Effort)PHB：相当于传统互联网尽力而为地调度转发方式的PHB，它既是DiffServ节点必须支持的一种PHB，也是DiffServ体系结构中默认的PHB类型。

快速转发(EF，Expedited Forwarding)PHB：用于为分组提供低丢失率、低时延、低抖动、具有带宽保证的端到端服务，EF PHB的优先级最高，但它并不是DiffServ体系结构的必选项。

确保转发(AF，Assured Forwarding)PHB：该服务类型实际上是一个PHB组，它包含了业务流的多种类型和多种优先级，特点是可以具有较高的时延和抖动的容忍度，但对分组流的可用带宽和丢包率相对比较敏感。

类选择(CS，Class Selector)PHB：该服务类型对应的码值数值越大，其相应的优先级也就越高，在合理的网络运行状况和业务量负载情况下，一个类选择码值所规范的PHB应该给予其对应的分组以不低于较低优先级的类选择码值所规范的PHB所得到的转发服务。