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IP QoS 技术面临的 问题与思考

IP QoS 技术面临的 问题与思考. 何宝宏 010 － 68094120 信息产业部电信研究院通信标准研究所. 主要内容. 澄清概念 分析原因 提出需求 现状分析 实施策略. 澄清概念. 范围模型. ITU/ETSI. IETF. IEEE. 评估的. 用户的 QoS 要求. 用户感受到的 QoS. 主观性增加 技术性降低. 感受的. SP 提供的 QoS. SP 达到的 QoS. 服务质量. 固有的. 网络性能 (NP). 服务类型. 资料来源 : G.1000. 相关术语类型. QoS & CoS & GoS

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IP QoS 技术面临的 问题与思考

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Presentation Transcript

  1. IP QoS技术面临的问题与思考 何宝宏 010－68094120 信息产业部电信研究院通信标准研究所

  2. 主要内容 • 澄清概念 • 分析原因 • 提出需求 • 现状分析 • 实施策略

  3. 澄清概念

  4. 范围模型 ITU/ETSI IETF IEEE 评估的 用户的QoS要求 用户感受到的QoS 主观性增加 技术性降低 感受的 SP提供的QoS SP达到的QoS 服务质量 固有的 网络性能(NP) 服务类型 资料来源: G.1000

  5. 相关术语类型 • QoS & CoS & GoS • IP服务：由业务平面提供给用户(主机或网络元)的，一种利用IP传送能力和相关的控制和管理功能传送SLA所规定的用户信息的服务(ITU-T Y.1241) • 质量：评估一种业务是否满足用户的期望值 • 定义客户与ISP之间合同的规范 • SLA/SLS, TCA/TCS • 定义IP QoS的体系结构 • 冗余资源 • 显式资源管理 • IntServ • DiffServ

  6. 分析原因

  7. 业务控制 傻终端，网络(运营商)控制业务 PSTN Internet 智能终端，终端(用户，ICP)控制业务 核心技术 电路交换 包交换 核心结点类型 交换机 路由器 状态信息 Fate-sharing原则 接入方式 固定速率的专用线路 拨号/专线，共享/专用，窄带/宽带 业务类型 单一 多业务 主流业务 话音，固定速率 WWW，突发性 保证业务质量的方式 端到端的资源预留 底层保护切换 Best effort，路由协议, DF,IS,TE PSTN与Internet的比较 网络中

  8. PSTN设计目标：提供单一业务 • 网络与业务不分离，均由运营商控制 • 用户终端是傻瓜型的，智能在运营商控制的网络中 • 单个用户的服务质量保证方法 • 接入控制：拒绝或同意接入 接通率 • 如果同意，则 MOS分 • 业务层面的资源预留 • 网络层面的保护切换 • 整个网对业务的质量保证：以单一、固定速率的业务为计算基础 • 计算每次该业务的资源需求(64kb/s) • 根据100多年来的运营经验和统计规律，计算出该业务对网络中的每一结点和链路的可能的资源需求(统计复用) • 在此基础上提供一定的资源冗余度和保护

  9. Internet设计目标：支持多业务 • 业务与网络是分离的，业务的控制权在ICP手里 • 终端是智能的，网络遵循“KISS”原则 • 承载网设计必须足够灵活和高效，能够支持 • 支持不同的业务特征 • 实时与非实时 • Unicast, Multicast与Anycast • 宽带与窄带 • 可靠与不可靠 • 不同特性的接入 • 宽带与窄带，有线与无线，固定与移动 • 终端的智能性(自我管理)和处理能力的差异性 • 与时俱进的承载技术

  10. Internet ：QoS保证 • 因为Internet承载多业务 • 针对单个用户 • 需要知道用户打算使用哪些业务类型 • 需要知道每种业务的特征与资源需求 • 确定端到端的网络资源情况 • 用户接入 • 服务器端 • 核心网络 • 其它运营商 • 监督和核查用户对网络资源的使用情况 • 针对全网 • 依据单个用户的行为统计计算出来的 • Internet的运营时间较短，并且业务和承载技术都变化很快

  11. ATM：QoS保证 • ATM提供的主要业务 • 专线：两个端点，固定速率的 • 专网：多点之间的通信 • ATM主要用于承载IP业务 • 智能终端上几乎所有的业务都是基于IP的 • ATM不会到桌面，因此只能为IP提供承载服务 • 在IP看来，ATM实际上是一个支持点到点和点到多点通信的承载网 • IP向ATM提出资源需求 • IP会向ATM提出明确的带宽需求 • 而IP却不知道它的高层应用究竟需要多少资源！

  12. 提出需求

  13. 未来承载网的假定 • 必须是能够承载多业务的 • 高效的 • 低成本的 • 灵活的 • 可扩展的 • 易于OAM • 业务扩展比较方便的 • … • 选择IP的理由 • IP固有的一些技术优点基本满足以上要求 • IP网络与业务的普及性！！！ • 但IP也存在诸多的缺点 • 可扩展性，QoS, 安全，可控制性，可计费性

  14. IP QoS解决方案要求：必须 • 必须是成本足够低廉的 • 必须是可部署、控制和管理的 • 必须是可扩展的 • 必须是可计费的 • 必须是支持多业务的 • 与业务独立性 • … 优先级逐步下降？

  15. IP QoS解决方案要求：应该 • 应该是端到端的(E2E) • 应该是简单易行的 • 应该是安全性可靠的 • 应该是容易部署的 • 应该对业务、终端和网络设备的要求最低 • 应该是完整的 • SLA, 实施手段，评估系统等 • …

  16. IP QoS解决方案要求：可以 • 可以不是严格保证QoS的 • 端到端的路径上可以采用不同的技术 • 不同的ISP采用不同的技术 • 接入：InterServ; 核心：DiffServ/ToS • 可以只为部分、甚至极少数业务提供QoS保证 • …

  17. 现状分析

  18. IP QoS的实质：资源的供给与需求 应用层 • 应用层与IP层之间 • 可不承诺QoS保证 • 可承诺QoS保证，但QoS信令 • 可无 • 可有 • 粗略有 提供资源 消耗资源 IP层 消耗资源 提供资源 链路层

  19. 目前提供IP QoS的方式

  20. IP QoS发展历程 时间

  21. QoS的复杂性 存在的问题见IETF RFC2990(Next Step of IP QoS)

  22. 假如Internet已经可以保证QoS • 用户很可能会选择使用SIP等方式传送多媒体 • 用户 • PC-PC的通信 • 直接使用IP地址 • 或，使用DNS解析出IP地址 • 电信公司 • 提供接入Internet的服务 • 提供传输IP包的“比特管道” • 可能提供E.164与IP地址的相互映射 业务的控制权至关重要！

  23. 演进策略

  24. 目标网：融合的网络 • 电信级IP • 电信级是针对话音业务而言的 • IP业务 ‡话音业务 • 绝大多数IP业务/流量不需要严格的QoS保证 • 很多质量问题是用户或ICP的原因造成的 • 必须明确电信级的含义、范围 与时俱进，分阶段实施

  25. 融合中存在的不确定性 • 智能终端的控制权 • IAD与BNAS • IPv6与NAT • ASON与路由器 • Internet接入的控制 • 电信业务的控制 • 管理与计费 • …

  26. 网络的融合：融合前 上海 北京 IP PoP 全球IP 骨干网 IP PoP FR/ATM PoP FR/ATM PoP FR/ATM 骨干网 广州 IP PoP • 多个并行的网络 • 重复的国际链路 • 在POP点为不同的业务安装不同的设备 FR/ATM PoP

  27. 网络的融合：融合后(平面模型) 上海 北京 IP/FR/ATM PoP IP/FR/ATM PoP IP 骨干网 广州 IP /FR/ATM PoP • 只有唯一的一个骨干网络：IP网络 • 在IP+FR/ATM的POP点，在同一个平台上同时提供FR/ATM和IP业务 • 使用MPLS/L2TPv3隧道穿越IP骨干网提供 FR/ATM 业务

  28. 网络的融合：融合后(协议栈) 需要QoS保证 话音业务 www 多媒体会议 email 流媒体 FTP L2VPN L3VPN Internet接入 IP视讯 IP电话 MGC/MGCP，SIP，H.323 Internet 专线业务 专网业务 L2TPv3, MPLS,IPSec 具有不同程度QoS保证的IP承载网 IPv4/IPv6 Ethernet/DWDM 承载IP的网

  29. 向有QoS保证的业务网演进 • 可能的演进策略 • 第一阶段：非IP方式的VPN • 典型技术手段：ATM/SDH/DDN等 • 基于二层VPN或专网方式 • 第二阶段: 资源分类(CoS)的IP VPN • 典型技术手段：IP/MPLS隧道+DiffServ的IP VPN • 适用于极少业务量的情形 • 第三阶段：资源有保证的IP VPN • 典型技术手段： IP/MPLS隧道技术+DiffServ＋TE • 将资源独立的VPN的组建从链路层提升到IP层

  30. 谢谢！ 本材料仅代表个人观点

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