- 从用户角度而言,产品提供的是QoS特性
- 从产品角度而言,是带宽管理/流量管理类型
- 从学术角度而言,是拥塞控制问题(拥塞控制是研究领域的热门话题,无数博士硕士就靠这个混毕业的。按书本严格来说,流量控制是防止阻塞的发生,流量控制和阻塞控制的目的都是为了提高网络性能,保证业务的服务质量,区别在于目的不同。
本文不严格区分上述各概念。
1,需求来源
TCP端到端的拥塞控制机制是确保Internet鲁棒性(robustness)的重要因素。在发生拥塞时,TCP源端会降低发送数据的速度,从而使得大量的TCP连接能够共享一条拥塞的链路。TCP拥塞控制机制已被证明在防止拥塞崩溃(congestion collapse)方面取得了巨大的成功。也就是说,带宽/流量控制曾经是一个比较成熟的领域。
但正如流量分析领域所遇到的问题一样,近年来,随着P2p,多媒体等各类应用的飞速发展,大量应用根本就不遵循这些曾经有效的拥塞控制机制(很多应用根本就没有这些机制,甚至还会努力回避-贪婪),冲击端到端原则,这些不受TCP拥塞控制的应用会进一步增加Internet范围内拥塞崩溃的可能。
因此,尽管基于端的TCP拥塞控制机制非常强大(源),但仍然需要采用基于路由器的拥塞控制机制对端节点的拥塞控制机制进行补充(链路),阻塞控制算法主要是队列算法为主,主动式队列管理AQM技术是IETF推荐的基于路由器拥塞控制的关键技术,它和TCP端到端的拥塞控制相结合,是解决目前Internet拥塞控制问题的一个主要途径。
2,拥塞控制与QoS
QoS的本质是针对用户的不同需求,向他们提供不同层次质量的服务。IP网络的QoS技术大多来源于ATM领域,当前,IP QoS有三大主流:
(1) RVSP 太复杂,大网络不适合
(2)Diff Serv 最简单易行
(3) MPLS 流量工程,下一代技术
在各种QoS解决方案中,目前人们倾向于采用“区分服务”(Differentiated Service)结构。但是,目前在区分服务方面还没有出现一个可以在互联网上普遍采用的方案。
在区分服务网络中,边界路由器根据用户的流规格(stream profile)将用户流划分为不同的级别,再聚合成流聚集(stream aggregate),聚集信息存放在IP包头的DS标记域,称为DS标记(Differentiated Services CodePoint,DSCP)。内部节点则根据DSCP提供不同质量的调度转发服务,其外部特性称为每跳行为(Per-Hop-Behavior,PHB)。DiffServ的服务类型除了传统的极力而为的服务外,还有确保服务(Assured Service)和奖赏服务(Premium Service)。它们分别对应快速转发(Expedited Forwarding, EF) 型PHB和确保转发(Assured Forwarding, AF)型PHB。
服务级别由高到低基本可分为:
[1] 奖赏服务:奖赏服务严格保证用户的带宽,为用户提供低延迟、低抖动、低丢失率和保证带宽的所谓"三低一保证"的端到端或网络边界到边界的传输服务,是目前区分服务中服务级别最高的种类。
[2] 确保服务:确保服务是从统计上保证用户的带宽。确保服务最具吸引力的是其实现机制较为简单,只要采用简单的标记和丢弃机制就能实现IP QoS。在发生拥塞时,确保服务通过控制丢弃优先级,提供了比"极力而为"服务更好的服务。
[3] 尽力服务:Best Effort,Internet就是这样设计的。
虽然拥塞控制和区分服务有着不同的研究目标,但是它们之间的关系是密不可分的,AQM也是实现QoS的重要机制。AQM不仅可以通过减小丢包率、端到端延迟、提高吞吐量等支持QoS,而且还可通过对不同业务实施不同的AQM机制来达到区分服务的目的。其思想完全可以用于区分服务体系结构中,以实现不同优先级流量之间的服务区分。这样,可以在路由器中只实现一套主动队列管理机制同时实现拥塞控制和区分服务的功能。
3,部署位置
带宽管理可以部署在:
-企业出口Gateway
-IDC机房
-广域网优化ISP
边界网关是承担此任务的重要位置。
不应该忘记的是,passby旁路方式也可能实现基本的带宽管理功能,当然控制力度会弱于passthrough方式。
4,实现第七层的流量的精细化控制
[1] 了解传统带宽控制技术概念与算法
[2] 熟悉主流的带宽控制系统,重点是Linux/bsd下的开源方案,也就是所谓的软路由技术(软路由技术已经综合了NAT、防火墙、带宽管理等功能,实际上是个综合边界网关,某种意义上可以认为是UTM设备)。本文只是列举各方案基本特性、关系和对比,深入技术分析另文进行。
[3] 结合大部分仍然适用的成熟技术,分析新形势下新问题,发挥优势,找新方法解决新问题,如:结合第七层协议识别、用户识别、优化性能、优化规则引擎、突出差异化功能等。
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