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VoIP在基于MPLS集成模型中QoS技術

云知道


周敏　龍昭華　王俊峰
（1. 重慶郵電學院計算機學院 重慶400065）
（2. 成都電子科技大學計算機學院 400065）
摘要：本文通過對Intserv、Diffserv服務模型以及MPLS提供QoS能力的分析，提出一種結合三者的集成服務模型，其邊緣網絡里采用Intserv，核心網里采用Diffserv Over MPLS 。對這個集成模型中主要部件LSR和LER的結構和功能進行分析，最后著重分析了在這個集成模型中傳輸VoIP時實現端到端的QoS技術 。
1　引言
VoIP（Voice over IP）是指利用IP網絡進行語音通信的技術 。由于IP技術是一種面向無連接的技術，IP網絡的初衷只是提供一種稱之為“盡力而為”（Best Effort）的服務，這對于只要求準確率而對時延沒有嚴格要求的數據業(yè)務來說是合適的，而對于話音、視頻等實時通信業(yè)務，它們的服務質量（Quality of Service, QoS）是難以保障的 。VoIP的服務主要歸結為承載網絡問題，而目前的網絡帶寬限制是造成時延過大、擁塞的主要原因 。另外，在一個網絡中同時提供語音和數據應用，就必須非凡考慮語音應用的服務質量 。
為保證IP網絡上的QoS，IETF首先提出用RSVP發(fā)送信號協(xié)議的綜合業(yè)務模型（Intserv）[1]，在發(fā)送數據前對接收端建立路徑和預留資源，通過接納控制、策略控制、分類調度控制等機制實現端到端的QoS 。由于要在每個節(jié)點上為每一個流進行資源預留，并且要建立和拆除路徑，這就要求每個節(jié)點都要支持RSVP，都要維護路由和資源的“軟狀態(tài)”信息，這樣它的可擴展性及魯棒性差，在現有的網絡上非凡對大型廣域網實現起來比較困難 。這就促使LETF去發(fā)展區(qū)分業(yè)務模型（Diffserv）[2]，它是在網絡邊緣將業(yè)務流解成很小數據量的聚集流（類），由IP分組頭標的DSCP （Diffserv Code Point，區(qū)分業(yè)務碼）來標識，在網絡邊緣結點實施分類、標記、治理等功能，在網絡的核心節(jié)點僅僅根據DSCP相關的PHB（per-hop-behavior）轉發(fā)分組，這簡化了網絡內部節(jié)點的結構，這比綜合服務可擴展性要大的多 。但Diffserv仍采用了逐跳路由的分組轉發(fā)方式，對端到端的QoS支持顯得不足 。
對VoIP來說，Internet必須具有提供QoS保證以及資源最優(yōu)化使用這兩個最基本的屬性 。最優(yōu)化使用資源是避免流量阻塞和服務退化的必要的一步，這項工作由流量工程來完成 。多協(xié)議標簽交換（Multi-Protocol Label Switching, MPLS）對IP網絡來說已經被廣泛的認為是一個重要的流量控制工具 。這種重要性歸結為兩個主要的特征：首先，在傳輸數據包過程中短小而又固定長度的標簽的使用，使其表述性能得到增強；其次，創(chuàng)建電路的能力（label switch path, LSP）在網絡中無需連結[3] 。這些MPLS特征無論在Intserv還是在Diffserv中都能夠提供 。
由此我們可以看出，Intserv/RSVP，Diffserv，以及MPLS在追求端到端的QoS中是互補的技術 。因此，為保證VoIP的QoS，采用這樣一種集成模型，在邊緣網絡里采用Intserv，在核心網里采用Diffserv Over MPLS 。本文就是討論在這種集成模型上傳輸VoIP業(yè)務的QoS技術 。
2　MPLS
2.1 MPLS簡介
MPLS是一種多協(xié)議標簽轉換技術，它兼有第二層交換的分組轉發(fā)技術和第三層路由選擇技術的優(yōu)點，旨在解決當前聯(lián)網環(huán)境中使用的分組轉發(fā)技術所存在的許多問題 。MPLS實質是當IP包進入MPLS網絡時被分配一個短小、長度固定、具有本地意義、能區(qū)別于其他信息流的標簽作為MPLS頭來封裝這個IP包，在MPLS網絡所有轉發(fā)機制都是依據這個標簽，該標簽告訴分組路徑上的交換節(jié)點如何處理和轉發(fā)數據，在離開MPLS網絡時解封裝MPLS頭 。MPLS頭包括一個二十比特的標簽，一個三比特的擴展域（最初被定義為擴展，現在使用為COS-服務類型域），一個比特的標簽棧指示，還有一個比特的TTL（time-to-live）域 。

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