近年来,计算机技术瞬息万变,多媒体技术发展势如破竹,网络承载的业务种类也层出不穷,这使得网络业务流量急剧上升。在这种形势下,传统“尽力而为”服务的网络频繁产生拥塞、丢包、剧烈抖动等一系列问题,无法提供服务质量保证。正是如此,网络资源变得十分珍贵,如何充分利用有限的网络资源,并且提高网络的服务质量,已经成为实际并且不容忽视的重要问题。为了解决这一问题,TCP/IP体系结构提出了QoS这个概念。在本课题的研究中,在DPDK的l2fwd队列模型的基础上提出了一种新型的队列组织方式和队列调度算法,拟在解决网卡端口区分优先级服务转发的问题。首先分析数据包的组成结构,按照IP数据报首部的TOS字段将数据包分为三个优先级类别。然后以排队论作为理论基础,建立了带有3个优先级的非强占式优先权排队系统模型,分析该系统的平均队长、平均等待队长、平均等待时间、平均逗留时间等相关指标。其次分析了QoS中的拥塞管理最常用的技术,即队列调度技术,分析了先进先出队列调度、优先级队列调度、加权轮询循环队列调度三种算法,指出各种算法的优点和缺点,以及算法有待改进的地方。最后使用Spirent Test Center构造三类数据流,经过DPDK绑定的服务器网卡端口转发,实现整个系统的仿真。分别使用tcpreplay回放数据包和打流仪构造数据流的方法进行大量收发数据包的实验,对比分析三种队列调度算法的时延、带宽利用率、丢包率指标,同时优先级队列调度和加权轮询循环队列调度中不同优先级数据包的时延、丢包率指标,并且得到相应的曲线图,从而验证方案的合理性。总的来说,本课题提出的这种方案设计区分了不同业务的优先级,实现了保障高优先级业务数据包的转发速率和服务质量,同时也兼顾了低优先级业务的数据包不被“饿死”,使得网卡端口可以进行有序、高效、多层次的数据包收发工作。在很大程度上不仅降低了网络流量的拥塞、丢包或者时延,而且也大大缓解了这些负面问题对重要业务的影响。因此,研究QoS具有非常重要的现实意义。