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摘 要：PTN移动承载网是基于IP$MPLS分组交换的多业务移动承载平台，同时承载语音、信令、视频和数据等移动业务；电信级的移动业务对于网络质量提出了很高的要求，而普通的分组交换网络无法识别和区分业务，那么如何保障移动语音、信令等关键业务在基于IP$MPLS分组交换的PTN移动承载网中的服务质量？本文旨在介绍QOS的基本概念和PTN网络中QOS的应用，通过部署QOS技术，在多业务综合承载网中保证重点业务的网络质量。
关键词：QOS；PTN；拥塞；流控
中图分类号：TP393.09
IP网络的传输行为有如下特征：网络轻负载，网络的服务质量比较好；网络重负载会导致包延时和包丢失。QoS即Quality of Service，简单的说，此功能是用来保证服务质量，在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期的服务水平。如果运营商承诺了IP电话通信时延较低，则无论在网络忙和闲时都要保证做到这一点。如果不对报文进行区分，所有的报文都混在一起，尽力传送，则无法保证上面的要求。
QoS的两个核心任务是流分类和队列调度，流分类的作用是将不同的报文区分开，队列调度保证某些承诺的业务在网络忙时也进行较快的传送。QoS在实现上，首先将需要VIP处理的报文分出来，然后让其走“绿色通道”，“绿色通道”在网络忙时也能得到优先处理。
1 QOS服务模型
服务模型，是指一组端到端的QOS功能，通常QOS提供的服务模型主要有以下三种：
（1）Best-Effort模型（尽力而为）尽可能的投递业务，不区分业务类别。
（2）IntServ模型（综合服务）：业务通过信令向网络申请特定的QOS服务，网络在流量参数描述的范围内，预留资源以承诺满足该请求。为应用提供可控制的、端到端的服务网络单元支持QoS的控制机制。应用程序向网络申请特定的QOS服务信令协议在网络中部署QOS请求。技术使用：RSVP（资源预留协议）。
（3）Diff-Serv模型（区分服务）：网络出现拥塞时，根据业务的不同服务等级约定，有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题。PHB有三种类型，EF、AF和BE。
1）BE：Best-Effort模型：是目前Internet的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列（FIFO），尽力转发，缺省PHB，DSCP取值“000000”。
2）AF：确保转发行为，应用于带宽保证、低时延的关键数据，业务允许业务流量超过预定的规格对不超过规格的流量确保转发质量，对超出规格的流量降低转发服务规格，并不是简单地丢弃。
3）EF、CS：要求从任何DS节点发出的流量速率在任何情况下都必须获得等于或大于设定的速率。模拟一种虚拟租用线的转发效果，提供低丢包率、低延迟、高带宽的转发服务，适用于视频业务、VoIP业务CS表示类选择码，代表的服务等级与IP Precedence相同，DSCP取值为“XXX000”。
Diff-Serv将复杂的流分类和流量控制都推至边界设备上来完成边界设备主要完成复杂流分类、为分组打DSCP标记、流量的接入速率监管、访问控制等动作区域内部设备只需进行简单流分类，对同一类流实施流量控制。这样做避免了Int-Serv模型中的基于每个流（Per-Flow）的复杂流分类及流控，从而使得区分网络内部的转发操作可以得到高效的实现也就是说流量监管和流量整形主要是在Diff-Serv中的边缘设备上进行。
2 QOS的技术要点
（1）流分类（Classifier）：根据报文的某些信息定义一些匹配规则对报文进行分类，从而对匹配不同规则的报文实施不同QOS策略。就是将数据流划分为多个优先级或者多个服务类，以便对不同的流制定不同的服务策略。包括复杂流分类和简单流分类。复杂流分类是指根据五元组（源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议号）、TCP SYN等报文信息对报文分类。简单流分类实现外部优先级和内部优先级之间的映射。
（2）流量监管（Car）和流量整形（Shaping）：网络发生拥塞时，利用流量监管（采用CAR）可以控制报文流量特性，对流量加以限制，将不符合流量特性报文丢弃。为减少报文丢弃，可先将超出规格的报文进行缓冲，然后在令牌桶控制下均匀发送，就是流量整形。
（3）拥塞管理（Police）：使用队列技术，将从一个接口发出的报文放入多个队列，按各队列优先级进行处理。不同队列调度算法用来解决不同问题，产生不同效果。
（4）拥塞避免（Wred）：通过丢弃来实现。有几种丢弃方式：尾丢弃、随机早期检测丢弃（RED）、加权随机早期检测丢弃（WRED）。
3 PTN产品中QoS的应用
PTN设备支持配置QoS策略包括以下几种：业务优先级与PHB转发类型的映射关系；端口QoS策略；ATM策略；V-UNI Ingress/Egress策略；PW（Pseudo Wire）策略；QinQ策略；WFQ（Weighted Fair Queuing）调度策略；WRED（Weighted Random Early Detection）调度策略。此外，PTN设备提供ATM业务时，支持通过配置ATM策略实现对ATM流量的控制。
PTN网络QoS部署配置包括以下项目：创建DifferServ域、创建基于端口以及业务的丢弃策略、创建调度策略，以及应用于各级QoS作用点的QoS策略。具体配置步骤及方式如下：
（1）创建Diffserv域：创建Diffserv域包括建立Diffserv域映射关系，并配置应用该映射关系的端口。
（2）创建端口WRED策略：配置基于端口的WRED丢弃策略，如不同颜色报文的丢弃阈值、丢弃概率，应用于端口策略。
（3）创建业务WRED策略：创建基于业务的WRED丢弃策略，如不同颜色报文的丢弃阈值、丢弃概率，可应用于V-UNI Ingress、V-UNI Egress、PW、QinQ策略。
（4）创建WFQ调度策略：WFQ调度策略用于配置AF1-AF4队列的调度权重WFQ调度策略可应用于V-UNI Ingress、V-UNI Egress、PW、QinQ策略中。
（5）创建端口策略：通过配置端口策略，可以对进入端口的流量进行ACL过滤配置端口策略还包括配置不同的CoS参数，指定报文丢弃方式（如尾丢弃或WRED），然后应用创建的端口策略。
（6）创建V-UNI Ingress策略：创建V-UNI Ingress策略对接入流量进行分类、指定WFQ调度策略，为不同CoS指定CAR参数以及报文丢弃策略。
（7）创建V-UNI Egress策略：创建V-UNI Egress策略为接入侧出方向的流量指定WFQ调度策略，为不同流量指定不同的流量控制参数以及报文丢弃策略。
（8）创建PW策略：创建PW策略，为网络侧流量指定WFQ调度策略，为不同CoS指定不同的流量控制参数以及报文丢弃方式（如尾丢弃或WRED）。
（9）创建QinQ策略：创建QinQ策略，为网络侧QinQ业务流量指定WFQ调度策略，为不同CoS指定不同的流量控制参数以及报文丢弃方式（如尾丢弃或WRED）。
（10）创建ATM策略：通过ATM策略，对ATM流量的业务类型、流量带宽进行配置。
参考文献：
[1]单滤斌，虞有池.PTN的QoS技术应用研究[J].邮电设计技术，2004（04）.
[2]陈强.基于电力通信网的PTN QoS技术应用研究[J].云南大学，2012.
[3]华为技术有限公司.QOS技术原理与实现[M].
[4]华为技术有限公司.PTN产品QOS介绍与配置[M].
作者简介：刘薇（1981.10-），女，河北保定人，工程师；边红霞（1982.09-），女，河北保定人，工程师。
作者单位：中国移动通信集团河北有限公司保定分公司，河北保定 071000
关键词：QOS；PTN；拥塞；流控
中图分类号：TP393.09
IP网络的传输行为有如下特征：网络轻负载，网络的服务质量比较好；网络重负载会导致包延时和包丢失。QoS即Quality of Service，简单的说，此功能是用来保证服务质量，在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期的服务水平。如果运营商承诺了IP电话通信时延较低，则无论在网络忙和闲时都要保证做到这一点。如果不对报文进行区分，所有的报文都混在一起，尽力传送，则无法保证上面的要求。
QoS的两个核心任务是流分类和队列调度，流分类的作用是将不同的报文区分开，队列调度保证某些承诺的业务在网络忙时也进行较快的传送。QoS在实现上，首先将需要VIP处理的报文分出来，然后让其走“绿色通道”，“绿色通道”在网络忙时也能得到优先处理。
1 QOS服务模型
服务模型，是指一组端到端的QOS功能，通常QOS提供的服务模型主要有以下三种：
（1）Best-Effort模型（尽力而为）尽可能的投递业务，不区分业务类别。
（2）IntServ模型（综合服务）：业务通过信令向网络申请特定的QOS服务，网络在流量参数描述的范围内，预留资源以承诺满足该请求。为应用提供可控制的、端到端的服务网络单元支持QoS的控制机制。应用程序向网络申请特定的QOS服务信令协议在网络中部署QOS请求。技术使用：RSVP（资源预留协议）。
（3）Diff-Serv模型（区分服务）：网络出现拥塞时，根据业务的不同服务等级约定，有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题。PHB有三种类型，EF、AF和BE。
1）BE：Best-Effort模型：是目前Internet的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列（FIFO），尽力转发，缺省PHB，DSCP取值“000000”。
2）AF：确保转发行为，应用于带宽保证、低时延的关键数据，业务允许业务流量超过预定的规格对不超过规格的流量确保转发质量，对超出规格的流量降低转发服务规格，并不是简单地丢弃。
3）EF、CS：要求从任何DS节点发出的流量速率在任何情况下都必须获得等于或大于设定的速率。模拟一种虚拟租用线的转发效果，提供低丢包率、低延迟、高带宽的转发服务，适用于视频业务、VoIP业务CS表示类选择码，代表的服务等级与IP Precedence相同，DSCP取值为“XXX000”。
Diff-Serv将复杂的流分类和流量控制都推至边界设备上来完成边界设备主要完成复杂流分类、为分组打DSCP标记、流量的接入速率监管、访问控制等动作区域内部设备只需进行简单流分类，对同一类流实施流量控制。这样做避免了Int-Serv模型中的基于每个流（Per-Flow）的复杂流分类及流控，从而使得区分网络内部的转发操作可以得到高效的实现也就是说流量监管和流量整形主要是在Diff-Serv中的边缘设备上进行。
2 QOS的技术要点
（1）流分类（Classifier）：根据报文的某些信息定义一些匹配规则对报文进行分类，从而对匹配不同规则的报文实施不同QOS策略。就是将数据流划分为多个优先级或者多个服务类，以便对不同的流制定不同的服务策略。包括复杂流分类和简单流分类。复杂流分类是指根据五元组（源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议号）、TCP SYN等报文信息对报文分类。简单流分类实现外部优先级和内部优先级之间的映射。
（2）流量监管（Car）和流量整形（Shaping）：网络发生拥塞时，利用流量监管（采用CAR）可以控制报文流量特性，对流量加以限制，将不符合流量特性报文丢弃。为减少报文丢弃，可先将超出规格的报文进行缓冲，然后在令牌桶控制下均匀发送，就是流量整形。
（3）拥塞管理（Police）：使用队列技术，将从一个接口发出的报文放入多个队列，按各队列优先级进行处理。不同队列调度算法用来解决不同问题，产生不同效果。
（4）拥塞避免（Wred）：通过丢弃来实现。有几种丢弃方式：尾丢弃、随机早期检测丢弃（RED）、加权随机早期检测丢弃（WRED）。
3 PTN产品中QoS的应用
PTN设备支持配置QoS策略包括以下几种：业务优先级与PHB转发类型的映射关系；端口QoS策略；ATM策略；V-UNI Ingress/Egress策略；PW（Pseudo Wire）策略；QinQ策略；WFQ（Weighted Fair Queuing）调度策略；WRED（Weighted Random Early Detection）调度策略。此外，PTN设备提供ATM业务时，支持通过配置ATM策略实现对ATM流量的控制。
PTN网络QoS部署配置包括以下项目：创建DifferServ域、创建基于端口以及业务的丢弃策略、创建调度策略，以及应用于各级QoS作用点的QoS策略。具体配置步骤及方式如下：
（1）创建Diffserv域：创建Diffserv域包括建立Diffserv域映射关系，并配置应用该映射关系的端口。
（2）创建端口WRED策略：配置基于端口的WRED丢弃策略，如不同颜色报文的丢弃阈值、丢弃概率，应用于端口策略。
（3）创建业务WRED策略：创建基于业务的WRED丢弃策略，如不同颜色报文的丢弃阈值、丢弃概率，可应用于V-UNI Ingress、V-UNI Egress、PW、QinQ策略。
（4）创建WFQ调度策略：WFQ调度策略用于配置AF1-AF4队列的调度权重WFQ调度策略可应用于V-UNI Ingress、V-UNI Egress、PW、QinQ策略中。
（5）创建端口策略：通过配置端口策略，可以对进入端口的流量进行ACL过滤配置端口策略还包括配置不同的CoS参数，指定报文丢弃方式（如尾丢弃或WRED），然后应用创建的端口策略。
（6）创建V-UNI Ingress策略：创建V-UNI Ingress策略对接入流量进行分类、指定WFQ调度策略，为不同CoS指定CAR参数以及报文丢弃策略。
（7）创建V-UNI Egress策略：创建V-UNI Egress策略为接入侧出方向的流量指定WFQ调度策略，为不同流量指定不同的流量控制参数以及报文丢弃策略。
（8）创建PW策略：创建PW策略，为网络侧流量指定WFQ调度策略，为不同CoS指定不同的流量控制参数以及报文丢弃方式（如尾丢弃或WRED）。
（9）创建QinQ策略：创建QinQ策略，为网络侧QinQ业务流量指定WFQ调度策略，为不同CoS指定不同的流量控制参数以及报文丢弃方式（如尾丢弃或WRED）。
（10）创建ATM策略：通过ATM策略，对ATM流量的业务类型、流量带宽进行配置。
参考文献：
[1]单滤斌，虞有池.PTN的QoS技术应用研究[J].邮电设计技术，2004（04）.
[2]陈强.基于电力通信网的PTN QoS技术应用研究[J].云南大学，2012.
[3]华为技术有限公司.QOS技术原理与实现[M].
[4]华为技术有限公司.PTN产品QOS介绍与配置[M].
作者简介：刘薇（1981.10-），女，河北保定人，工程师；边红霞（1982.09-），女，河北保定人，工程师。
作者单位：中国移动通信集团河北有限公司保定分公司，河北保定 071000