QoS的供需矛盾

技术的不完善和实施的复杂性导致了部署、维护网络成本增加，使得运营商对于qos的需求并没有想象中的那样迫切，而这也导致几乎已经成为城域以太网路由器标配功能的QoS暂时还没有发挥出其应有的效用。

是什么造成了厂商与运营商之间的供需矛盾？而QoS这个被中国电信集团总工程师韦乐平誉为将以太网从局域网引入电信网中最困难的技术，究竟还有哪些难关需要攻克？

由于城域以太网能够帮助城域网运营商在降低CAPEX(固定投入)及OPEX(维护成本)的同时提供与传统网络同样的服务，其已成为运营商的最佳选择。而随着越来越多的对带宽、时延、抖动及丢包敏感且实时性强的语音、图像等重要数据都在通过以太网传输，运营商对网络服务质量的要求也越来越高，因而QoS(QualityofService，服务质量)也成为了运营商在构建城域网时，必须面对的问题。

尽管目前几乎所有设备厂商提供的电信级以太网路由器都具有了QoS功能，但在使用过程中效果却不尽理想。现阶段，大多数运营商还在采用轻载的方式保证网络的服务质量；而这也使得几乎已成为电信级以太网路由器标配的一些QoS功能暂时并没有发挥出应有的效用。

是什么导致了厂商与运营商之间的供需矛盾？而QoS这个被中国电信集团总工程师韦乐平誉为将以太网从局域网引入电信网中最困难的技术，究竟还有哪些难关需要攻克？

QoS提高设备成本和技术门槛

传统SDH业务由于采用时分复用的方式，QoS能够得到严格的保证；基于分组交换的ATM因为是面向连接并预留带宽的，QoS也能得到严格保证。而运营商在将TDM/ATM业务切换到无连接的基于分组交换的城域以太网时，同样希望其能够提供相同的QoS能力。

MEF于2005年提出了HardQoS的概念，即所谓的“硬QoS”。HardQoS对应IntServ集成服务模型，它借鉴了TDM/ATM网络的思想，通过面向连接的带宽预留协议，在业务流量沿途设备节点上预留带宽，从而达到保证传输质量的目的。由于采用IntServ模型要求沿途设备为每个流维护一个状态，当网络规模达到一定程度时，相应的维护开销将使核心网络设备不堪重负。对于网络规模相对较小及网络拓扑结构相对简单的城域以太网来说，部署HardQoS是可行的。但这也对网络设备提出了更高的要求，例如需要支持路由协议、MPLS、RSVP等复杂的功能，因而也提高了设备的技术门槛及成本；而由于HardQoS技术相对复杂，也增加了网络的维护成本。

相对于HardQoS，MEF还提出了SoftQoS的概念。SoftQoS对应DiffServ区分服务模型，即边缘设备对不同业务标记不同优先级，并实施流量监管，控制进入DS域内的总流量。DS域内部设备则根据CoS(Classes-of-Service)对业务流量进行调度。DiffServ的优点是简单易于实现，运营商可以跟用户签订服务等级协议，向客户提供不用级别的服务。

据Juniper中国公司的系统工程师胡捷介绍，“IntServ模型受限于扩展性问题，在当前网络中并没有得到大规模应用，绝大多数实施了QoS策略的运营商在骨干网上普遍采用DiffServ模式，而为了顺利与骨干网QoS策略对接以实现端到端QoS策略一致性，其在城域网上大多也采用了Diffserv模式。”

但DiffServ模式仍有许多问题亟待解决，如它只着眼于网络中的单个节点，缺乏全网观念，对业务流量的走向没有整体规划，因此很难保证在所有情况下带宽都能得到保证，不造成流量拥塞。如果要做到这点，运营商必须做大量工作，如在前期规划中要对流量流向进行预测，针对各种可能造成流量拥塞的情况预留带宽；此外，在部署QoS以后还需要随时对网络流量流向进行统计分析，并不断调整设备QoS配置参数。

而这这无疑增加了运营商部署、维护网络的成本。

实际上，城域以太网在QoS方面所遇到的问题，只是将传统以太网引入电信级网络在技术上所暴露出问题的冰山一角，其在扩展性、安全性、OAM等方面也面临着同样的挑战。

QoS与增加带宽并不矛盾

由于QoS在技术上的不完善，以及实施的复杂性导致了部署和维护网络成本增加，使得目前很多运营商在城域网传输带宽资源相对丰富、成本并不太高的情况下，还在采用轻载(增加带宽)加设备性能提升的方式满足网络性能要求，而这也导致很多厂商提供的IntServ、DiffServ及MPLSTE功能并没有发挥出应有的效用。中国电信西安分公司数据通信专业主管王锋认为，QoS技术在城域以太网的作用更多的还只是一种修补。

而在胡捷看来，QoS和增加带宽带宽并不矛盾。“QoS解决的是一种局部、短时的拥塞，对于24小时拥塞的网络，最好的解决办法还是扩容带宽，或者在网络边界限制进入DS域的总流量。”

胡捷认为，实际上，城域以太网的QoS策略实际上与其他类型城域网并没有太大的差别，其在网络结构上都是由P和PE路由器构成，PE又分为网络侧和用户侧接口；PE的网络侧同P路由器的QoS实施策略基本一致，要求支持8个队列，提供WRED拥塞避免机制，在这个环节上基本不需要对流量进行基于Tokenbucket算法的整形或者带宽限制。PE路由器的用户侧接口对实现QoS最具挑战性，也是目前厂家技术发展最快的领域。

而城域以太网的QoS策略与其他类型城域网最主要的区别体现在层次化的QoS上。以往用户接入带宽通常在2M及2M以下，物理层是TDM的，用户购买的带宽在物理层面通过时隙的交叉连接和复用实现，对网络设备没有压力，而且带宽分配精度很高；但这对以太网接口而言要复杂得多，需要通过VLAN划分用户，甚至对一个用户提供多个VLAN来划分业务，这就要求设备针对以太网接口提供层次化QoS能力，首先基于VLAN实现Egress流量速率的限制，满足产品定义中对用户接入带宽额度进行限定的要求；其次在一个VLAN内还要根据流量的其他特征对不同流量进行调度、排队、WRED以及监管等功能，对于Ingress流量还要进行业务的QoS等级区分、标记和监管等。

问题多集中于设施层面

尽管目前思科、Juniper、华为等厂商大多采用了TokenBucket、RoundRobin及其衍生和组合算法，使其设备具备了较强的QoS功能(针对DiffServ模式而言)，但这些功能并没有发挥出应有的效用。据王锋介绍，“从目前中国电信的测试情况来看，由于技术层面的QoS保障措施不得力，不同等级用户之间的技术保障措施差异并不大，实施QoS策略的效果并不明显。”

而电信分析师张向东也表示，在一个轻载的网络中，将IP数据包分为若干等级，以仪器模拟测试不同等级业务是一种比较理想的情况；但在一个实际业务重载的网络中，这些QoS机制是否真的有效果，还有待于观察和验证。“Diffserv模型最多可以分为0～7个等级，从四大运营商的QoS部署来看，在骨干层面一般会分为6～8个等级，在城域网层面分为4～6个等级，可以说是将QoS技术物尽其用了。但将IP业务分级后，在骨干层面、城域网层面是否真的能够提供不同等级的IP业务，分这么多等级是否真正有效果，目前国内IP网络业务质量评价手段非常缺乏。”

对此，胡捷认为，运营商在城域以太网部署QoS策略时真正面临的问题，更多地体现在实施层面而非设备层面。

首先，运营商需要对QoS建模、分析，然后提出合理的基于每接口的调度策略、基于每条链路的带宽分配比例、每类流量转发优先级等各项指标，即使综合考虑这些因素成功部署了QoS，还需要根据流量矩阵的变化不断进行调整。其次，运营商对于城域网与骨干网的业务等级划分不一致，导致端对端策略一致性实现复杂：如运营商甲采用DSCP划分业务等级，运营商乙采用IPP，则在网间互联点需要进行DSCP-IPP的匹配和映射。此外，不同厂商设备的QoS互通也存在一些问题，如不同厂商设备在算法和实现上的细微差别，导致对不同业务级别的优先级、权重、丢弃处理结果有差异；而各厂商对最高等级队列是否进行带宽上限限制的理念也不一样。

而即使考虑了上面的全部因素，QoS的最终效果也未必一定有保障，因为所谓的金、银、铜业务，最终决定这些业务性能的不是业务等级、产品名称，也不完全取决于队列的priority和weight，而是在于网络中这些业务的实际流量与为这些业务预留的带宽资源的比例。

QoS仍是大势所趋

尽管目前很多运营商采用轻载加设备性能提升的方式保障网络的质量，但这样的解决办法必然降低了运营商的投入产出比，而从长远的发展来看，不解决城域以太网的QoS问题，运营商就无法真正开展差异化的服务。以中国电信为代表的固网运营商除了开辟新的增值服务外，另一发展方向是针对不同用户提供差异化的服务。因此，运营商在城域以太网肯定需要QoS，QoS是一种发展趋势。

目前几乎所有运营商对城域网Qos都很重视，尤其是NGN业务、视频业务兴起后，即使对于传统的互联网接入或者VPN业务，产品部门也都在开发差异化产品。

中国电信在CN2网络核心采用8个队列，区分语音业务、视频业务网络控制、高、低等级的互联网接入业务等；MCI网络全网采用上万条基于Intserv模式的MPLSTE隧道实现带宽的精确控制，流量流向的统计分析。

此外，业界领先的数据设备制造商一直在从事相关的研究，并在多个国际标准组织积极主持或参与相关国际标准的制订与完善。而思科、Juniper等厂商在下一代路由器中引入了大量ATM的QoS保障设计理念。

同时，一些专业人士也提出，未来运营商将采用软硬结合的QoS策略，即将IntServ和DiffServ二者思想结合，既有由动态信令机制带来的灵活性，又有按业务进行流分类的简单性，并辅以流量工程以及改进传统最短路径路由方式的技术。胡捷认为，未来的QoS发展趋势将不局限于目前的Diffserv或Intserv模式，而是一个很广的概念。其包括面向连接机制、信令机制、CAC机制，以及TE、FRR和用户自助服务等手段都有可能逐步成熟并成为方向；就信令机制而言，与ASON系统的GMPLS互通等也可以理解为QoS的一种方式。