在家庭IP网络中提供QoS的设计考虑及解决方法凤凰平台ph158

  • 栏目:解决方案 时间:2020-05-10 09:21
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  )保险的安排研讨要素,通过对本质的媒体接入研讨、列队和转发驾御机制以及性子料理的说明,以为基于优先级的媒体接入和包转发是正在基于分组家庭收集中数据转移时担保

  家庭收集比拟于企业或者效劳供应商根本架构内部收集具有很大的区别。同样地,正在家庭收集中担保QoS哀求的经管也欠好像。企业根本架构或宽带接入根本架构收集寻常诈欺专业料理兴办以及工程有线兴办,这些兴办采用了能供应恒定带宽的身手。相反,家庭收集邻接采用各类现有的有线身手或非工程摆设的无线接入点,它们采用了具有区别带宽的身手。没有众少履历或收集料理常识的家庭收集用户大凡不生气主动地去料理他们的收集,家庭中的使用趋势于那些具有区别带宽和包性子的众媒体稠密型使用。

  一朝像家庭收集处境的这些性子被确定,就可能出手评估供应恰当QoS计划的身手。最终的QoS体系应当防备以下的安排研讨(图1):

  媒体接入(media access):收集上的每个兴办奈何接入共享媒体?

  QoS性子:家庭收集兴办的用户、操作家和使用次第奈何料理盼愿的QoS性子?

  为正在家庭收集中供应QoS,兴办上的收集接口务必奉行两个根基成效:媒体接入和包转发。QoS媒体接入是确定什么时辰将包从兴办发送到收集上,以便不阻滞此外一个兴办应时的媒体包传输。尤其的,礼貌哀求指出可给与年光,每个兴办上的收集接口恐怕正在如许的假设下发送数据:众个兴办将正在简直好像的年光发送数据。

  QoS包转发是依照供应QoS的礼貌集发送来自单个兴办内一个或众个收集接口的数据包的流程。寻常地,住屋网闭是家庭收集中这个具有众个收集接口的单个兴办,正在众种收集身手之间转发务必需求少许礼貌。可能以两种区别典范之一来达成两种根基的QoS成效:分优先级的QoS或者参数化(预订的)QoS。分优先级典范是针对共享媒体身手和分辨的媒体接入。正在这种方式下,当数据包进入到收集就被打上标帜,这些标帜由正在像住屋网闭如许的兴办处的分辨转发/列队引擎授予。

  参数化典范(parameterized paradigm)是针对共享媒体身手以及计议的媒体接入机缘。正在这种方式中,统统的兴办和使用务必吁请特定量的年光来发送它们的数据,计议的媒体转发依照流形态奉行,正在每一跳(hop)发送信令。

  不才面的计划中,咱们将揭示为什么基于优先级的媒体接入计划卓殊适合于家庭收集。咱们将从揭示奈何使用包转发来担保区别家庭收集身手之间的QoS来出手这个计划;然后,咱们将计划一个别系对家庭收集中统统的兴办若何举行优先级分拨和料理;结尾的计划环绕基于QoS计划安排的CableHome QoS和UPnPQoS架构,这些架构以一个完善体系的步地达成了家庭内部媒体接入、包转发和性子料理。注:本文假设正在家庭内的收集个别是基于IP的,数据和实质是通过基于IP的接入收集发送抵家庭,基于IP的家庭内部收集应许底层收集个别对使用透后。

  许众人会依照有线和无线来对这些身手举行划分,但对待QoS来说更好的分类应当是共享媒体相对待点对点。互换式10/100BaseT以太网是一种点对点的身手,性子上,每段媒体上只要一个兴办。凤凰平台ph158统统其他身手为共享媒体身手,正在这些方式中,众个兴办共享一个媒体段,需求少许机制来驾御兴办奈何正在媒体上发送新闻。

  家庭中的绝大大都集线器不支柱参数化或IEEE 802.1p/q优先级计划,并且弗成升级来达成这些成效支柱。然而,当正在家庭收集上添加像CableHome如许的营业时,现有的集线器将恐怕为集成到住屋网闭内的互换机所取代。

  对互换式以太网(switched Ethernet)而言,区别的媒体接入并没有众大的事理,由于数据流是点对点的,正在如许的链道上本质不会有比赛。许众住屋网闭内置有四或五端口以太网互换机,因而对待每个以太网端口来说不太会有QoS题目。100BaseT带宽足够管理大大都家庭收集的带宽和延时哀求,越发是当专用正在点对点链道上。如许,为了QoS媒体接入目标,家庭中的以太网可能研讨点对点的身手,与共享媒体身手分散经管。

  统统其他程序的共享媒体身手,比方802.11 b/g/a、HomePNA以及HomePlug具有或即将具有对基于优先级的QoS计划的少许支柱。总之,这些基于优先级的媒体接入身手是依照优先级来驾御哪个兴办先接入媒体。那些具有最高优先级数据流的兴办应许优先发送,然后依照可用的带宽,那些低优先级数据流的兴办再获取机缘正在媒体上发送它们的数据。寻常优先级计划不行厉峻驾御最高优先级数据流占用的带宽。

  参数化QoS依赖于如许的假设:底层的物理层/媒体接入驾御(PHY/MAC)身手能供应卓殊安谧的带宽和最小的发抖。对待以太网或Docsis如许的收集身手来说,这个假设是可给与的,然则对待像无线局域网、电话线和电力线如许的家庭收集身手来说是不稳当的,由于这种收集的含糊量和发抖会受急速改变的滋扰以及琐屑滋扰要紧影响。

  为获取对参数化保险的较高决心,务必对底层参数做出最守旧的忖度,守旧的忖度导致与寻常的操作大欠好像的状况。另外,除了音频或者视频(AV)以外,绝大大都的使用没有QoS研讨。因而,家庭收集首选基于优先级的媒体接入。

  若是哀求QoS的新营业被插手抵家庭收集中,新的兴办务必包罗须要的QoS信令成效。正在安设如许的兴办之前,假定具有QoS成效的由效劳供应商料理的住屋网闭仍然存正在。这个住屋网闭恐怕支柱那些没有可料理QoS成效的已有PC以及互联网兴办。

  大凡,对已有主机的厘革,无论是软件或者是硬件厘革恐怕都是弗成行的。因而,家庭QoS计划务必正在守旧兴办存正在的状况下可能事务。

  分优先级的媒体接入可能掩盖正在现有的共享媒体家庭收集上。虽然上面提到的区别家庭收集身手具有树立优先级的方式,但总体上没有一个实体来树立优先级。操纵那些身手的数据流趋势于勉力而为的传送。因而,当QoS被插手到住屋网闭,来自住屋网闭的数据流可能被分优先级。

  同样,合适QoS外率的收集用户兴办可能操纵分优先级的媒体接入,分歧适的兴办将无间操纵勉力而为的优先级。如许一来,对待家庭收集中既有支柱QoS的兴办又有不支柱QoS的兴办的状况,可能通过正在共享接口上树立优先级来达成QoS,并只正在住屋网闭的互换式以太网接口上发送恰当的数据流。

  叠加于守旧Wi-Fi收集的分优先级QoS体系的一个实例是基于IEEE 802.11e草案EDCA个别的WiFi Wireless Multimedia Enhancements(无线众媒体加强,WME)。对待高优先级的数据流,WME缩短接入参数以便数据包正在守旧兴办发送数据流之前发送,WME还能延长接入参数,以应许具有比守旧数据流优先级低的后台类数据流(background class of traffic)。

  然而,参数化的媒体接入不行叠加正在守旧收集上,由于守旧兴办不行防备正在中心驾御器分拨给合适QoS外率的(新的)兴办的年光内发送数据。守旧兴办不行正在共享收集上对参数、预留位和带宽料理器操作。

  正在如住屋网闭如许的具有众个收集接口的任何兴办中,需求一种机制来对从众个端口吸取到并将通过单个接口再发送的包举行驾御。这种驾御流程称为转发优先级或者列队。

  有几种途径来达成基于优先级的包转发机制。若是吸取数据包的接口包罗一个第二层(L2)或第三层(L3)的优先机制,而且若是正在区别接口上的优先级具有全部相干性(global relevance),那么这些数据包恐怕仅仅依照它们的相对优先级举行列队发送。

  L3机制需求将包举行标注/标帜(marked/labeled),标帜务必照射到L2机制以抬高正在共享媒体上的优先级。若是L2和L3上的区别标帜被照射,可能依照L2或L3上的象征(indicator)来举行列队决定。

  802.1p的再素性子供应了检验包实质以及标帜包不才一个转发器上的优先级的才略。然而,纵然住屋网闭吸取的数据包实质被检验以确定它是否是高优先级,对待正在WAN(DSL或有线modem)传输或返回到LAN的数据包举行标帜经管并没有众大的价钱,由于住屋网闭仅仅务必做出一个闭于将其放入哪个部队的内部决定。

  若是吸取器接口基于参数来达成QoS机制,列队决定大概可能基于延时或发抖参数来举行流计议。然而,若是数据包的长度恐怕意味将吸取一个潜正在低延时的数据包,并务必正在一个特定的发送机缘发送的话,依照包的长度来决心一个包是否应当传输将恐怕题目重重。

  因为QoS优先级包转发方式齐备存正在于住屋网闭内,可能被当作对现有的包经管功能的一个很小的擢升,通过软件升级,这种新的QoS成效性子相对容易达成。运气的是,这种方式还可能经管统统邻接到接口上的守旧兴办,由于QoS包转发正在住屋网闭内部达成的。

  上面咱们计划了正在家庭收集中和住屋网闭内分优先级的数据是奈何转移的。然则,主机和使用奈何确定什么数据应当具有优先权?QoS性子料理成效通过奉行下面两个闭键成效可能解答这个题目:

  家庭收集用户保存对哪些使用应当获取比其他使用更高优先级的决定权。比方,用户恐怕生气流媒体获取比收集逛戏更高的优先权。若是住屋网闭由效劳供应商供应,供应商恐怕创议默认优先级或者通过住屋网闭供应优先级料理。默认优先级正在运营商效劳区域内恐怕都是相仿的,或者依照每个家庭举行定制,以管理对待某个家庭的区别效劳的不同。

  优先级政策恐怕采用程序的新闻,比方效劳或者使用名称。除了基于使用或效劳的优先级界说,基于每个收集兴办或者目标兴办的更工致的驾御也恐怕是值得期望的。

  一朝优先级分拨的政策确定后,这个政策务必为家庭收集上的统统合适QoS外率的兴办共享。如许一来,QoS性子料理的第二个成效即是供应料理头端或QoS政策具有者与住屋网闭,并进一步与主机对盼愿的QoS性子举行疏导。

  除了住屋网闭上已有的料理接口,务必有一个应许运营商料理和篡改默认QoS的料理接口库(MIB)。住屋网闭也务必被示知区别主机上使用的存正在。然后,QoS性子料理的媒体接入性子被住屋网闭通过一个指定的音信和允诺转达到主机,这示知主机正在其上运转的使用应当用哪个优先级。

  正在守旧PC上,分优先级的媒体接入可能诈欺已有的API由附加的软件来达成。某些操作体系和收集旅馆应许使用发送优先级或参数信号。比方,Windows最新版本蕴涵了GQoS API,正在这里使用可能通过Winsock2收集旅馆吁请802.1p优先级或RSVP参数。其它的平台,比方操纵vconfig的skb优先级的Linux内核2.4.14以及以上版本,具有能达成QoS的收集旅馆。诈欺那些达成了QoS的接口的两个QoS性子料理体系是CableHome和UPnPQoS,将不才面先容。

  正在家庭收集上的媒体接入和包列队上研讨了以上题目的状况下,CableHome QoS架构章程了一个基于优先级的典范。这与基于参数的典范酿成了昭彰的比拟,基于参数的典范寻常用作有线宽带接入收集的QoS。因而,这种CableHome QoS架构的周围专一于正在家庭内住屋网闭和收集兴办之间供应QoS。总的收集目的造成:达成家庭收集使用以兴办正在CableHome主机和CableHome住屋网闭之间操纵相仿音信的分优先级数据传输。

  为获取这个目的,兴办三个闭键的安排指引目标来管理本文出手提出的三个安排研讨题目:

  QoS媒体接入:CableHome QoS界说了针对CableHome住屋网闭和CableHome主机正在共享媒体上采用优先级驾御传输接入的机制。该机制供应了正在家庭收集中到区别兴办和使用的分优先级的媒体接入。

  QoS转发:CableHome住屋网闭支柱一种列队机制,该机制对从众个接口吸取到的数据包以及将通过每个接口再发送的数据包举行分优先级。

  QoS性子料理:CableHome QoS章程了正在家庭收集内部的CableHome主机和CableHome住屋网闭之间举行QoS性子(优先级树立)通讯一种信号发送和料理机制。这种机制正在CableHome住屋网闭内聚集并料理。

  采用一种逻辑架构而不是面向兴办的架构来界说对合适QoS外率的兴办的哀求。CableHome QoS架构显示正在图2中,由下面的实体构成:

  CQP用作合适QoS外率的使用的聚集器,其闭键成效是正在家庭收集内部达成基于优先级的QoS,它奉行基于优先级的列队/转发以及出现自PS的数据流的媒体接入,它还职掌抵家庭中区别兴办的QoS参数通讯。正在UPnPQoS架构中,这个成效称为QoS料理器效劳。

  QoS料理效劳器:该CQP成效职掌为家庭收集内部区别兴办和使用的QoS优先级参数储蓄,还职掌到这些兴办和使用的这些参数通讯。

  QoS料理客户:该QBP成效正在QoS料理效劳器的支柱下,确定某个特定使用/兴办需求操纵的QoS参数。

  正在CableHome QoS处境中,使用或者与BP相干的端点正在操纵UpnP中的允诺的发掘阶段被QBP到CQP识别和通讯。那些使用的分优先级经管是通过商议运营商数据库以及分拨优先级的用户来决心的。正在UPnP QoS架构中,这个数据库被称为QoS政策具有者效劳(policy holder service)。那些针对使用的优先级永远用正在由BP出现的IP数据包,通过全面家庭内部收集中的PS。

  程序化的音信很少正在QBP和CQP之间就优先级分拨新闻举行通讯。BP操纵像WME如许的当地L2分优先级媒体接入机制正在共享媒体收集上发送包。CQP达成对通过其接口的包的分优先级列队机制。那些程序化的音信可能通过诈欺UPnP QoS架构来加强。UPnP QoS应许那些支柱QoS的消费电子兴办彼此发掘对方,然后操纵大凡驻留正在住屋网闭中的QoS政策仍旧者效劳,正在全面家庭收集和使用中团结分拨优先级。

  基于优先级的媒体接入和包转发方式保举给那些盼愿QoS的家庭收集。这个创议是基于正在守旧收集兴办存正在的状况下,正在区别家庭收集身手上料理带宽的可行性。家庭QoS和接入体系QoS的增补将供应一个能供应高质地、出现利润的营业的低本钱方式,这种方式不需求调换现有的家庭内部收集兴办。

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