一、qos概述
在任何時間、任何地點和任何人實現任何媒介資訊的交流是人類在通訊領域的永恆需求，在ip技術成熟以前，所有的網路都是單一業務網路，如pstn只能開**業務，有線電視網只能承載電視業務，x.25網只能承載資料業務等。網路的分離造成業務的分離，降低了溝通的效率。
由於網際網路的流行，ip應用日益廣泛，ip網路已經滲入各種傳統的通訊範圍，基於ip構建乙個多業務網路成為可能。但是，不同的業務對網路的要求是不同的，如何在分組化的ip網路實現多種實時和非實時業務成為乙個重要話題，人們提出了qos（服務質量，quality of service）的概念。
ip qos是指ip網路的一種能力，即在跨越多種底層網路技術（fr、atm、ethernet、sdh等）的ip網路上，為特定的業務提供其所需要的服務。qos包括多個方面的內容，如頻寬、時延、時延抖動等，每種業務都對qos有特定的要求，有些可能對其中的某些指標要求高一些，有些則可能對另外一些指標要求高些。衡量ip qos的技術指標包括以下幾個。
（1）可用頻寬：指網路的兩個節點之間特定應用業務流的平均速率，主要衡量使用者從網路取得業務資料的能力，所有的實時業務對頻寬都有一定的要求，如對於**業務，當可用頻寬低於**源的編碼速率時，影象質量就無法保證。
（2）時延：指資料報在網路的兩個節點之間傳送的平均往返時間，所有實時性業務都對時延有一定要求，如voip業務，一般要求網路時延小於200ms，當網路時延大於400ms時，通話就會變得無法忍受。
（3）丟包率：指在網路傳輸過程中丟失報文的百分比，用來衡量網路正確**使用者資料的能力。不同業務對丟包的敏感性不同，在多**業務中，丟包是導致影象質量惡化的最根本原因，少量的丟包就可能使影象出現馬賽克現象。
（4）時延抖動：指時延的變化，有些業務，如流**業務，可以通過適當的快取來減少時延抖動對業務的影響；而有些業務則對時延抖動非常敏感，如語音業務，稍許的時延抖動就會導致語音質量迅速下降。
（5）誤包率：指在網路傳輸過程中報文出現錯誤的百分比。誤位元速率對一些加密類的資料業務影響尤其大。
此外，qos還可能包含其他一些指標，如網路可用性等。qos指標實際上是業務質量的技術化描述，對於不同的業務，qos缺乏保障時，所呈現出來的業務表象是不同的。
目前qos主要有兩種解決模型：intserv和diffserv。
intserv是一種端到端基於流的qos技術。使用intserv，從某種程度上說，是採用了電路交換網路中面向連線的思想。業務的兩端在通訊前，需要根據業務型別向網路提出qos要求，網路根據一定的接納策略控制（admission policy control），判斷是否接納該業務的請求；如果網路有足夠的資源可以滿足這個業務的要求，就接納該業務流，同時必須負責保障該業務所申請的資源。
通過帶外的rsvp信令建立端到端的通訊路徑，沿途的每乙個網路裝置都需要記錄每乙個業務流的狀態資訊——「軟狀態」，並提供相應的資源預留，確保該業務的服務質量。
從技術角度講，rsvp在目前的網路上是一種行之有效的qos保障方法。但是，由於ip網路流量模型和業務模型的特點，使得internet骨幹網瞬間要為成千上萬的業務流提供服務，因此粒度為單個流的路徑預留的解決思路在internet骨幹網上無法擴充套件，這嚴重制約了intserv在實際網路中的應用。當然還存在其他一些限制intserv應用的因素，包括rsvp信令大規模的部署、不同廠商裝置之間的互通以及基於業務的管理（認證、計費）等。
另外，intserv需要端到端的全網支援，由於rsvp技術的複雜性，可以說是目前最複雜的ip技術之一，讓目前所有的網路硬體裝置公升級支援rsvp是不現實的。
同時，rsvp模型實際上是將電路交換業務的理念進行了ip化的翻譯，很大程度上是顛覆了ip開放互聯、逐跳**的理念，在和其他ip業務及技術的融合方面存在很多未知的問題。總地來說，intserv目前的實用性很低。
diffserv是ietf組織在2023年推出的基於dscp的qos解決方案，這是一種基於類的qos技術，主要用於骨幹網。使用diffserv，在網路入口處根據服務要求對業務進行分類、流量控制，同時設定報文的dscp域；在網路中根據實施好的qos機制來區分每一類通訊（依據分組的dscp值），並為之服務（包括資源分配、佇列排程、分組丟棄策略等，統稱為phb），diffserv域中的所有節點都將根據分組的dscp欄位來遵守phb。diffserv通過將業務定義為有限的類，可以很好地解決擴充套件性的問題，同時，由於diffserv很好地沿襲了ip本身的技術理念。
相對而言，很容易在現有的ip網路及產品中實現。因此，目前商用網路中的qos實現總體上基本都是基於diffserv模型的。
目前，有些人提出將intserv及diffserv結合使用，此外，還出現了其他一些qos技術，如與mpls技術相結合的mpls qos、流量工程（te，traffic engineering）等。
吞吐量、傳輸時延、時延抖動和誤包率是常用的qos引數，不同的多**應用對網路效能有不同的要求，在通訊初始，使用者向網路提交的qos引數實際上描述了應用對網路資源的需求，網路可以此作為對內部共享資源（如頻寬、處理能力、快取空間等）進行管理的依據。如果網路資源不能滿足使用者的qos要求，或者接納乙個新的呼叫要侵犯預留給正在進行通訊的線路的資源，從而降低這些通訊的qos時，網路將不接納這個新的呼叫，這種機制通常稱為連線接納控制（cac，connection admission control）。
一旦網路接納了使用者的呼叫，它就有責任在整個會話過程中保障使用者所提出的qos要求。因此，網路要為這個呼叫預留資源，並在通訊過程中進行效能監控，動態調整資源的分配，當資源不能保障使用者的qos要求時，通知有關的使用者，直至終止相關的通訊等。上述各種功能構成了網路的qos保障機制，目前只有少數的網路實現了或部分地實現了這些功能。
二、集合通訊中的qos解決方案
以往的業務都是孤立的，業務不同，採用的標準、系統、終端，甚至基礎網路等都不同，不同系統之間無法互通，無法互操作，最終造成多個孤立的業務環境，每種業務都只能實現有限的溝通。ip網路技術的成熟及**技術的成熟推動了集合通訊的發展。集合通訊是基於統一的網路，由統一的業務支撐系統控制，採用共同的通訊元件，運用智慧型化的多**終端，從而實現各種業務的有機結合，實現集語音、影象、資料等一體化的通訊手段。
集合通訊實現了多種業務對網路資源的共享，極大地提高網路應用的效率，從另乙個角度，也可以說在ip網路中引入了各種業務之間的資源競爭。如何協調這些不同業務，正是qos需要解決的問題。
業務是由網路承載的，離開了高品質的ip基礎網路，qos技術無法實現，保證多種業務的服務質量就成了鏡花水月。根據中華人民共和國通訊行業標準《ip網路技術要求——網路效能引數與指標》中規定：進行多**傳輸（視訊業務），網路效能要求達到1級或1級以上。
中華人民共和國通訊行業標準《ip網路技術要求——網路效能引數與指標》中規定的網路效能等級引數如表1所示。
由於網路的容量是有限的，所以滿足以上指標的業務流量也是有限的。為此，從網路的可運營性來說，只有給出滿足以上指標的極限業務容量（等效最大併發使用者數），才能確實保證使用者的服務質量。
在高品質的ip網路基礎上，實施合理的qos策略，才能真正保證集合通訊中所有業務的qos，。 1. 網路邊緣
主網路邊緣，最注意的工作就是進行業務識別及分類標記，流分類經常和接納控制策略、流量監控等配合使用。流分類將業務報文對映到某一類業務中，接納策略控制（admission policy control）決定了該業務的qos請求是否可以/應該得到滿足，流量監控則對各業務流進行監控，確保其沒有濫用網路資源。
在實際操作中，可以在邊緣路由器上簡單地將ip資料報是否來自於特定的業務終端（如**會議終端、mcu）作為資料流分類的依據，對其業務報文進行特定的優先順序標記。但是對於集合通訊環境，多種特徵完全不同的業務流共享同一網路資源，簡單的流分類措施很難滿足要求，尤其是很多業務可能都是基於80埠。這樣，就要求基礎網路具備很強的業務感知能力，大致可分為以下幾個方面。
深度報文分析：能對ip報文任意層次和字段全解析；
深度行為分析：能對業務連線和狀態進行分析； 深度流分析：能對業務流內容進行深度分析。
通過對業務報文的深度分析，結合業務行為等，可以動態智慧型地標識業務流，從而為後續的qos排程操作打下基礎。 2. qos策略中心
對業務進行識別及分類標記後，接下來的工作就是根據預訂的策略採取相應的動作。實際上接納控制策略是qos策略的一部分，對於有些業務，是合法的，並且是需要優先保障的，如語音、**業務等，應對這類業務接納，並標以高優先順序，甚至進行適當的資源預留；對於有些業務，如bt業務，根據策略可能是要拒絕的，則直接指示網路裝置將其報文丟棄；對於另外一些業務，如上網業務，則給予通行，但要根據現有的網路資源狀況對其進行一定的限制。
qos策略控制不僅僅侷限於在網路邊緣的接納控制等，同時還指導核心層的排程處理策略，並根據網路狀況的變化動態調整策略，同時指示業務系統採取相應的措施。 3. 網路核心
網路核心根據業務報文中的qos標記進行有差別的排程處理。一般網路核心對報文的排程操作主要分為兩類：擁塞管理及擁塞避免。
當報文到達網路裝置介面的速度大於介面的傳送能力時，即將產生擁塞；擁塞發生時，一般採用佇列排程的技術來解決，每一種佇列排程技術都用來解決特定的問題，都會對網路效能產生特定的影響；vrp目前提供的佇列排程技術包括fifo、pq、cq、wfq、rtp實時佇列、cbwfq/llq。
擁塞避免用來監控網路負載，預見並避免擁塞的發生，擁塞避免一般通過丟包技術來實現。一般核心網提供多種擁塞避免機制來滿足不同的應用，包括尾丟棄、red、wred。
擁塞避免和擁塞管理機制是緊密聯絡在一起的，對於每一種佇列排程技術，都可以採用相應的丟包機制與之配合；擁塞管理和避免是所有路由器必須提供的phb。
業務的服務質量還不僅僅取決於網路本身的傳輸，還與業務系統裝置（如**終端、mcu等）能夠提供的功能和效能有關。如有些**終端，可以根據網路的頻寬情況，自動調整其傳送頻寬，當發現網路頻寬不足時，自動選擇頻寬需求更小的編碼方式。在集合通訊中，基礎網路除了需要具備深度業務感知的能力，還需要能夠與業務系統形成聯動。
當網路中某個裝置的狀態發生變化，引起資源緊張時，這些資訊上報給策略中心，策略中心判斷這些變化是否會影響當前的業務，以及這些影響是否可以通過網路本身的調節消化。如果出現網路本身無法處理的影響，就需通知相應的業務系統，以便做出相應的調整，如降低傳送頻寬，申請更多的快取資源等。
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