高速公路會堵車，網(wǎng)絡這條信息的高速公路也會堵。

距離過完年也有段時間了，相信大家對春節(jié)期間開車返鄉(xiāng)堵在高速路上一天一夜一動不動的痛苦經(jīng)歷深有體會。因為道路寬窄和交通工作人員處理工作效率有限，導致車流量在短時間內達到高峰就會造成堵車，如果把網(wǎng)絡比作高速公路，數(shù)據(jù)流量比作車流量，那么網(wǎng)絡帶寬等資源和存儲、處理數(shù)據(jù)的能力有限，在出現(xiàn)突發(fā)流量時也會造成網(wǎng)絡擁塞。

網(wǎng)絡擁塞不僅會造成資源浪費，嚴重的話還會引發(fā)業(yè)務異常，網(wǎng)絡擁塞作為普遍發(fā)生的網(wǎng)絡問題，有什么機制可以提高網(wǎng)絡資源使用率，提供更好的網(wǎng)絡服務質量呢?

為了解決這個問題，QoS(Quality of Service，服務質量)誕生了!

小貼士：影響網(wǎng)絡服務質量有4個要素：帶寬、時延、抖動和丟包率，這四個要素也是QoS質量指標。關于網(wǎng)絡質量四要素的具體介紹，大家可以看網(wǎng)絡不卡頓，這四個要素很重要。

Qos如何提高網(wǎng)絡服務質量?

QoS是如何對網(wǎng)絡流量進行調控，避免并處理網(wǎng)絡擁塞的呢?QoS是通過三種服務模型為用戶提高網(wǎng)絡服務質量的，下面開始詳細為大家介紹這三種模型。

1. Best-Effort 服務模型(盡力而為)

簡單的一種服務模型，通過FIFO(Frist in First Out，先進先出)隊列來實現(xiàn)。例如小明需要從FTP服務器中拷貝某一文件到自己的電腦中，小明的電腦要發(fā)送一個報文到FTP服務器，并從FTP中獲取到一個個報文組成該文件，電腦可以在不通知網(wǎng)絡的情況下隨時發(fā)送報文，發(fā)送的報文在網(wǎng)絡中不被分類和標記，直接進入FIFO隊列進行轉發(fā)或者丟棄。該服務模型適用于FTP、E-Mail等對質量指標要求不高的業(yè)務。

2. IntServ 服務模型(Integrated Service，綜合服務)

該模型通過RSVP(Resource ReSerVation Protocol，資源預留協(xié)議)申請QoS需求的方式來工作的，用手機看視頻時，手機發(fā)送一個報文到網(wǎng)絡視頻服務器，并從視頻服務器中獲取到一個個報文在手機中組成視頻畫面，手機發(fā)送報文到服務器前通知網(wǎng)絡待發(fā)送報文的流量配置和需要的特定服務質量請求，報文將經(jīng)過的所有傳輸設備確認這些請求，隨后視頻服務器向網(wǎng)絡申請資源預留，在網(wǎng)絡中報文要經(jīng)過的所有傳輸設備為手機發(fā)送到服務器的報文

預留了資源后，手機才開始發(fā)送報文給服務器，同時手機發(fā)送的報文流量要在申請的范圍內。該模型不適用于有大量數(shù)據(jù)量的骨干網(wǎng)，目前主要與MPLS-TE(Multi-Protocol Label Switching-TE，基于流量工程的多協(xié)議標簽交換)一起使用。

RSVP工作在傳輸層，從第一節(jié)點開始使用路徑消息(Path)逐跳對每個節(jié)點進行資源請求，到達目的地后使用預留消息(Resv)反向逐跳進行資源預留。

3. DiffServ 服務模型(Differentiated Service，差分服務)

該模型一般用來為一些重要的應用提供QoS，主要包含流量分類和標記、流量監(jiān)管、流量整形、接口限速、擁塞管理和擁塞避免等技術。下面我以一個有5輛貨車的車隊在A高速路通行為例來介紹A設備在此服務模型下如何處理轉發(fā)一個5Bit大小的報文。

流量分類和標記

道路上有不同的車隊，有運輸車隊、游行車隊、驢友車隊等等，這些車隊有不同的任務要完成，對交通服務有不同的需求。為了給有不同業(yè)務的各個車隊提供有差別的服務，交通服務人員會根據(jù)服務需求對各個進來的車隊進行服務等級分類，分好類后給車隊的領隊相應位置貼上不同的標記，來識別車隊處理通行的優(yōu)先等級。

流量監(jiān)管和流量整形

在A高速路入口和出口處各放置了一臺自動出卡機，出卡機以一定的速率不停的向卡桶(令牌桶)中投放通行證。這時過來了一個有5輛車的車隊A，該車隊的領隊小明從卡桶中領取到5張通行證小明的車隊才可以通行，此時桶內只有3張通行證，小明從桶內拿出通行證后發(fā)現(xiàn)數(shù)量不夠，他們不允許通行，小明只好沮喪地把拿到的3張通行證放回桶中另尋他法。為了將業(yè)務流量限制在一定帶寬內，預防網(wǎng)絡擁塞，利用令牌桶機制評估報文，丟棄流量超出的報文，未超出流量的報文進入隊列調度或者轉發(fā)的處理過程稱為流量監(jiān)管。

擁塞管理

A車隊走在A高速路上，突然前方道路發(fā)生了交通擁堵，，小明他們只好進入調度隊列排隊接受交通管制人員的安排協(xié)調，管制人員看了看各個領隊車上貼的標記，開始討論調度方案，隨后協(xié)調隊伍中各個車隊通行的次序。在發(fā)生網(wǎng)絡擁塞時將報文放入隊列中緩存，并采取PQ、CQ、WFQ、WRR、DWRR等隊列調度算法安排報文的轉發(fā)次序的過程稱為擁塞管理。

擁塞避免

交通管制人員小王時刻觀察著車輛通行情況，小王發(fā)現(xiàn)交通開始越來越擁堵了，于是決定采取策略強烈禁止后面的所有或者部分車輛通行，以此來緩解交通過于擁堵。在網(wǎng)絡擁堵時采用丟棄策略，主動調整流量來解除網(wǎng)絡過載的過程稱為擁塞避免。

流量整形

A車隊到了出口處只領到了一張通行證，放回通行證后因為小明他們處理優(yōu)先級很高，可以排隊等待交通管制人員的安排調度，經(jīng)過調度后小明從桶中拿到了5張通行證，終于可以順利通行了。流量整形就是在設備出口處利用令牌桶機制評估報文，超出流量的報文進入隊列緩存處理的流量控制措施。

接口限速

不區(qū)分車隊而是對入口、出口處的所有來往車輛統(tǒng)一采取流量監(jiān)管或者流量整形的制度。

QoS升級版HQos提升網(wǎng)絡服務質量效果更好?

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡用戶規(guī)模不斷擴大，業(yè)務數(shù)量和種類不斷增多，傳統(tǒng)QoS已經(jīng)不適合部署在用戶接入側，無法對多個用戶的多個業(yè)務進行流量監(jiān)管和調度。為了解決該問題，QosHQos(Hierarchical Quality of Service，層次化Qos)誕生了!

HQoS也是提升網(wǎng)絡服務質量的，與傳統(tǒng)QoS區(qū)別就是HQoS可以將調度隊列劃分為多個調度級別，每個級別使用不同的特征進行流量監(jiān)管。

HQoS不僅可以更細化的區(qū)分業(yè)務流量還可以對多個用戶和多種業(yè)務等傳輸對象進行統(tǒng)一流量監(jiān)管和分層調度。

今天，我們又get到了以下知識!

網(wǎng)絡是一條信息高速公路，需要QoS來避免堵車。

• QoS的3大法寶，可以用來提高網(wǎng)絡質量。Best-Effort服務模型適用于FTP、E-Mail等應用;IntServ 服務模型適用于電視會議、視頻點播等應用;DiffServ 服務模型適用于游戲/視頻網(wǎng)站等應用。
• HQos帶來的更細化區(qū)分和多層調度可以更好地幫助運營商進行多用戶、多業(yè)務的服務管理。