校园网络QOS解决方案研究

摘 要：本文以作者所在单位的网络为研究载体，通过分析业务分类、各类业务服务质量需求，给出了详细的QoS实施思路，解决实际网络环境下的服务质量问题，对同类型学校具有一定的参考价值。

关键词：服务质量；业务分类；QoS模型

1、引言

四川信息职业技术学院校园网络是一个集成了多业务流量的跨区域、跨部门、跨链路的综合网络，不同的业务系统对网络服务的要求不同。在这个统一的网络平台上，除保证对于不同的应用数据根据其具体要求提供相应的网络服务外，并能在因故障导致网络资源稀缺时优先保证关键性业务数据的传输。

2、业务分类

和大多数院校一下，学院网络具有典型的校园网特征。根据应用系统对网络需求分析，业务可分为以下几类：

非实时类：包括资料传输、办公自动化系统及WEB服务等，数据流量大、突发性强、对实时性要求较低，但要求能够可靠传输；

准实时类：动态路由协议控制报文、VPN通道控制维护报文、视频业务控制报文等，数据流量不大、对延迟要求较高，过大的延迟将影响到路由收敛的速度和业务运行的效率；

实时类：语音类、视频类业务对延迟要求高，随机性强，并且一定要保证带宽。

3、服务质量需求

网络传输的服务质量可以包括三项参数：延迟、抖动和带宽。具体到各项业务的转发处理过程中，可以通过转发优先权和转发带宽这两个控制参数来调整各项业务的实际服务质量：

为语音类和视频类业务赋予最高的转发优先权，并分配较高的带宽；为准实时类业务赋予较高的转发优先权，并分配较低的带宽；为非实时业务赋予最低的转发优先权，并分配最高的带宽。

以上配置使各项业务能够按需得到各自的与其业务相匹配的服务质量，既保证了多媒体流业务的实时性，也保证了非实时类业务的可靠性。根据以上规则，其它业务也可以根据其自身的需求，同样通过控制转发优先权和转发带宽，而得到其所需要的服务质量。

4、具体方式

为了达到对业务服务质量控制的要求，根据Intserv和DiffServ两类QoS模型的成熟性、可扩展性和可控制性的特点，将整个网络的QoS模型设计未成熟的差别服务DiffServ模型方式进行构建，同时做到区分不同的服务并提供质量保障：

1）首先需要区分不同服务的数据，即利用ACL、VLAN ID、IP地址、TCP端口、UDP端口、TOS字段等对数据流进行分类识别；

2）在线路上采用带宽分配、优先级控制、队列调度等QOS控制技术保证各类应用数据的有效传输。

如图1所示，在校园网的转发优先权业务规划中，考虑到全网语音、视频扩展的需要和覆盖面广、互通要求高的特点，因此在网各楼层的单位/部门局域网对不同业务采用统一的VLAN，例如VLAN20为实时业务，VLAN10为准实时业务，其他VLAN为非实时业务。

在各单位/部门局域网的二层交换机或三层交换机的端口分配相应的VLAN后接入，映射802.1P或直接按照设定的优先级进行转发。汇聚层交换机在根据单位/部门重新映射VLAN ID后，同样根据报文的802.1P字段或直接按照设定的优先级进行转发。核心汇聚交换机同样根据报文的802.1P字段或直接按照设定的优先级进行转发。BRAS实现VLAN的终结，并将根据接收报文的802.1P字段或TOS/DSCP字段中的QoS标记来做区分服务的转发；由于BRAS可以配合AAA服务器根据用户的用户名所在的功能子网来确定用户的优先级，因此不同宽带认证用户的优先级是由BRAS来决定并处理的；最后BRAS可根据策略为报文的后续三层转发提供QOS标记。当数据报文进入骨干MPLS网络后，核心路由器将根据报文MPLS标签中的EXP域中标识的优先级进行区分服务的转发。

总结

在学院网络QoS设计和实施过程中，采用DiffServ框架，合理的利用一系列QOS功能组件，在网络的边缘根据业务及应用的不同对数据报文进行流量监控及流分类，将报文分成优先级不同的几个业务等级，并根据分类结果对报文进行标记；在网络核心，根据报文中的业务等级标记，对报文进行一系列不同的操作，包括队列调度，流量整形，丢弃处理等，从而满足高优先级业务的服务质量，同时尽可能的保护了低优先级的业务，真正保证重点用户的重点业务数据传输的低时延和低抖动，对网络环境的改善和各类应用的高速访问起到一定的辅助作用。■

参考文献

[1]许Z，浅析QoS在校园网中的运用[J]，《中国教育信息化・基础教育》，2014年2期

[2]李玲瑞，流量控制设备和QoS机制在高校校园网中的应用研究[J]，《安阳工学院学报》，2013年2期

[3]麻书钦，基于QOS的高校校园网流量控制[J]， 《广东技术师范学院学报（自然科学版）》，2012年1期

作者简介：

张倩莉（1981--），女，四川自贡人，工学学士（工程硕士在读），讲师，工程师，学院网络专业优秀中青年骨干教师，研究方向为计算机网络技术教学研究及系统运维。