浅谈IPv6网络中的QoS体系及策略控制

中图分类号：G250.72 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)07-0057-01

摘要：Internet规模越来越大，基于网络的各类业务越来越多，中国互联网络信息中心(CNNIC)《第28次中国互联网络发展状况统计报告》表示，截至2011年6月底，我国网民总数达到4.85亿，在网络流量增加的同时，也带来了不少问题，譬如IP短缺、网络传输质量差、数据丢包等等情况，QoS(服务质量)的重要度显得极为重要。本为针对于IPv6下的QoS体系及其策略控制提出相关看法。

关键词：IPv6 QoS 网络服务质量 QoS策略控制

1 前言

伴随着Internet的蓬勃发展，我们从工业时代进入了数字化的生存时代，各种多媒体业务层出不穷。同时互联网也面临着新的问题：我国将在2011年底出现互联网地址缺口；流量增长有很大弹性与业务增长受业务模型限制，网络流量的分布比例并不是按照流量增值能力来分布的，高增值的业务流量并没有作为主要的流量给予保证。面对着现实问题，我们该如何解决地址短缺，如何优化优化网络来支撑更多的业务模型？大量增长的流量其中有多少能带来真正的业务收入？

Ipv6产生可以很好解决地址短缺的问题。优化网络和创造更高的收益的重任就落到QoS（服务质量）肩上。

QoS的主要作用是实现网络服务质量差异化，支撑更多的应用和业务类型，创造更高的利益；保障网络控制信息的畅通；实现安全保证；QoS并不能创造带宽，但是可以有效地进行网络资源管理。

IPv6作为下一代网络的基础，要让它很好地发挥优势，有效地开展各种新的业务，有效地支撑关键的信息体系，就必须使其实施QoS体系，才能在下一代网络中得到提升。因此在IPv6下实施QoS已是大势所趋。

2 目前IPv6网络下QoS存在的问题

目前的研究成果主要是一些比较笼统的框架性文件，在具体的实施技术规范上还没有显著的成果，这将是国际标准组织未来几年内的研究和制订的重点。

除了相对比较成熟的数据平面技术以外，业界更为关注IPv6 QoS的网络架构和控制技术着眼于端到端QoS的整体解决方案。目前，关于IPv6 QoS的分层控制模型基本趋于一致，但是实现技术尚有很大空缺，尤其是接纳控制模型和算法、网络资源规划和配置、分布式网络资源控制、动态SLS协商和准入、多域QoS控制等问题尚有待深入研究。

另外，随着接入因特网的移动设备的增加，如何实现移动环境下的QoS也成为目前需要解决的问题。移动互联网的拓扑结构和资源都在动态变化，要提供服务质量保证比固定网更为困难。

3 针对于IPv6网络中QoS的改进

QoS体系在实现时，还需要一定的优化，主要表现在以下几方面：

3.1 RSVP(集成服务信令协议)的改进。

RSVP面向单个流的资源预留方式，扩展型不好，对路由器要求比较高，不适用于大型网络中实现端到端的QoS，因此在大型网络中使用时，必须对RSVP进行扩展，由原来的面向单个流的资源预留方式改进为面向一类流的资源预留方式，这就需要在资源预留之前对流进行分类。

在移动环境中RSVP做如下两种改进：

一是在移动环境中，主机的位置是在移动，RSVP无法预测主机的位置，需要使用MRSVP（移动RSVP）预测主机未来可能到达的位置;

二是RSVP无法动态的预留资源，需要使用DRSVP（动态RSVP）实现资源的动态预留，它能使用户根据网络资源的变化情况动态地调整服务质量。主要的做法是在RESV（资源预留请求）中增加“参数”来实现网络资源的动态带宽分配算法。

3.2 对Differv的改进，区分服务的实现也有两种主要的方式：

一是用MPLS来实现Diffserv;

二是在Differv增加信令协议，实现资源预留。

4 未来IPv6网络下QoS实现策略

一般来说，策略控制系统包括四个部分：策略服务器、策略管理员、目录服务器和策略实施者。

为了提供QoS策略控制，需建立一个策略管理系统，由三个模块组成：①目录服务器（directory server） ；②策略服务器（policy server） ；③策略受控路由器 。

策略系统启动后，策略管理员用策略配置界面配置基本策略规则，这些规则包括用于数据包分类的和用于调度器配置的。然后，策略管理员进一步配置高级策略，这些策略被集中存储在目录服务器中。策略管理员配置的这些策略通过LDAP协议写入目录服务器。启动策略服务后，策略服务器对所有请求策略服务的策略受 控路由器按照基本策略规则进行配置，即把这些规则通过COPS协议下达给驻留在策略受控 路由器上的策略控制；策略控制将COPS报文拆包解释后，将这些规则传给策略受 控路由器主控程序；主控程序再把这些规则写入分类表或通过命令行对调度器进行初始配置再进入正常运行。

进入正常运行后，当一个数据包进入策略受控路由器时，需要首先在缓存表中用计算出的哈希值查找适用的策略。如果没有查到，就用分类表来匹配，否则就按照缓存表中的策略进行转发。如果在分类表中查到，就将此数据包的五元组插入缓存表中，并填写查出的策略决定，数据包根据查出的策略送入相应的队列等候转发。如果仍然没有查到，就先将此数据包按照缺省的策略送入队列中，把此数据包中的五元组插入缓存表，并填写缺省的策略决定，同时向策略控制发出策略请求。

策略控制将请求封装在COPS报文中，发给策略服务器。策略服务器首先在本地策略高缓中查找，如果没有找到则通过LDAP协议向目录服务器发策略查询请求，然后将策略决定回送给策略控制。之后，策略控制把策略决定传达给策略受控路由器主控程序，主控程序根据策略决定更新缓存表，或用命令行对调度器的配置进行修改。如果此时送入缺省转发队列中的数据包仍未发出，应将其撤出队列，再送入本应送入的队列中，后继的包就按照缓存表中的策略进行转发。

将QoS策略控制应用于IPv6试验床中，可以很好 地满足端到端的QoS需求，在网络拥塞的情况下，弥补现有网络对关键业务的敏感性不足， 实现整个园区网的网络管理的统一运作。

5 结语

目前最流行的方式是使网络处于轻载，来满足应用和用户的不同服务质量要求，这种方式网络资源利用率低。另一种方式是区分不用的应用和用户，提供差异化服务。但这种方式实现复杂。简言之，有效解决服务质量问题依然是一个很大的挑战。仍需大家继续努力来实现服务质量技术的重大突破，来解决我们面临的服务质量实现的难题。