服务质量QoS

QoS 许可控制定义

QoS 许可控制是 Windows 2000 的组件，它可以在子网级别上管理网络资源（带宽）的使用情况。对于子网带宽管理 (SBM) 来说，它是以“Internet 工程任务组”(IETF) 标准为基础的。

对于网络管理员来说，带宽的有效使用及其分配问题是十分值得关注的，尤其是对于实时的、多媒体程序的出现，更值得关注。QoS 许可控制通过防止程序占用超过的带宽超过子网的处理能力来解决这一问题。它控制着可保留的带宽数量、发送通讯的方式，以及保留优先级带宽的用户。

可以使用 QoS 许可控制控制台集中创建并管理 QoS 许可控制策略。QoS 许可控制使用基于策略的管理来确定分配优先级带宽的时间和方式，并确定保留该优先级带宽的用户。可以配置策略以满足用户、程序、站点或企业的需求。

所有启用 SBM 的子网用户都可以使用 QoS 许可控制来请求优先级带宽。这包括所有运行 Windows 2000、Windows 98 或 SBM 客户软件的主机。在子网上发送数据的客户程序必须启用 QoS。在该文档中，“子网客户”代表运行启用 QoS 程序的启用 SBM 的客户。

 

QoS 许可控制的益处

Windows 2000 QoS 许可控制以一种拥有成本很低的方式简化了带宽管理。您可以：

将策略和子网配置集中于 QoS 许可控制控制台上。

将用户和子网的标识用作保留网络资源和设置优先级的标准。

使带宽保留对用户透明，不要求用户接受培训。

将低优先级和高优先级通讯之间的网络资源分开。

通过确保较低的延迟来保护端对端传输服务。

LAN、WAN、ATM、以太网和令牌环网配置交互操作。

支持带宽保留消息的多播传输。

处理由 Windows 2000 IP 安全机制加密的带宽保留消息。

 

服务质量 (QoS)

要理解 QoS 许可控制的工作方式，先应理解“服务质量”(QoS)。

通常，服务质量是一组方法或进程，基于服务的组织通过执行这些方法或进程来维护特定的质量级。在 Windows 2000 环境中，QoS 是一组服务需求，网络必须满足这些需求才能确保适当服务级别的数据传输。

QoS 的实施可以使实时程序最有效地使用网络带宽。由于它可以确保某个保证级别有充足的网络资源，所以它为共享网络提供了与专用网络类似的服务级别。

QoS 保证指某个服务级别，该服务级别可以使程序按照可接受的方式以及可以接受的时间帧传输数据。

QoS 的目标是建立用于网络通讯的保证传输系统，例如网际协议 (IP) 数据包。这一目标（包括服务和协议）是通过一组 QoS 机制来实现的。QoS 的 Windows 2000 实施包括：

子网带宽管理 (SBM)服务，用于控制子网上的带宽。

集成的资源保留协议 (RSVP)，允许通讯中的发送和接收双方建立用于保留的 QoS 高速通道进行通讯。

通讯控制服务，用于区分通讯的优先次序并对其进行计划。

 

RSVP 概述

QoS 许可控制及其子网客户使用资源保留协议 (RSVP) 作为优先级带宽请求的消息服务。RSVP 是沿着预先由网络路由选择协议确定的数据路径传送带宽保留的信号传输协议。该协议：

支持多播或单播传输。

将保留请求传递给通讯路径中的所有网络组件。

在发送计算机和接收计算机之间的每个支持 RSVP 的网络组件上或跃点上（如路由器、计算机或交换机）维护保留。

在路由器和不支持 RSVP 的交换机之间直接传送。

对于完全保证的保留，每个跃点必须准许该保留并且物理地分配请求的带宽。允许保留后，跃点提交足够的资源。

如果拒绝保留，则该程序会立即接到一个响应，该响应说明网络当前不能支持带宽的数量及类型，或者不能支持已请求的服务级别。该程序用来确定是现在使用最佳级别的传递来发送数据，还是等待并在以后重复请求。

RSVP 是一个“软状态协议”，要求周期性地刷新保留。保留信息或保留状态被缓存在每个跃点中。如果网络路由协议改变了数据路径，RSVP 会通过新的路由自动安装保留状态。如果没有收到刷新信息，则保留超时并且会被自动丢弃，同时释放带宽。

注意

目前，许多路由器和交换机不支持 RSVP。在这种情况下，保留消息只是简单地通过每个跃点。请求服务级别的端对端和低延迟保证无效。

当前的任何路由协议不需任何修改就可以与 RSVP 一起很好地工作，而且 RSVP 还支持许多网络层协议（包括 TCP/IP）。

 

RSVP 示例

RSVP 最初被设计为由接收方启动，因为对于大型网络，在有各种类型的发送方进行多播的情况下，发送方启动不能对此进行很好地调整。具备了 RSVP，每个接收方创建自已的保留，并且由 RSVP 解决保留中的所有差异。如果不同的接收方请求不同的资源，则发送方和路由器将同时通过获取请求的最大值合并保留请求。

在这个例子中，客户端从多媒体服务器上请求数据，服务器和客户之间发送 RSVP PATH 和 RESV 消息以建立预约，以便服务器使用媒体交互组件可以正确处理的适当优先标记将数据返回到客户端。

多媒体服务器将 PATH 消息发送到 QoS 许可控制主机。

QoS 许可控制主机批准该请求并将其发送给客户。PATH 消息遍历整个网络，并在每个跃点上设置 PATH 状态。每个 PATH 状态都包含一份 PATH 消息及前一个跃点主机的 IP 地址。

客户创建一条 RESV 消息，指明要接收数据。RESV 消息按到达多媒体服务器的反向数据路径，使用 PATH 状态中的寻址信息确定路由。

当 RESV 消息到达每个跃点时，保留便得以批准并分配物理带宽。跃点维护保留 (RESV) 状态并通知通讯控制即将发送数据。

在数据传输期间，多媒体服务器和客户周期性地发送 PATH 和 RESV 消息，以便在适当地位置上保持保留状态。

 

通信控制概述

通信控制是一种 QoS 机制，它可以：

减少网络通信传输中的延迟和潜伏时间（累积延迟）。

与 QoS 许可控制和 RSVP 协同工作以满足带宽请求中所要求的服务级别和优先级。

在启用 QoS 的客户程序请求 QoS 时启动。

对于那些没有启用 QoS 许可控制的子网客户来说是有效的（客户程序必须启用 QoS）。

控制那些通过不使用 RSVP 设备的数据流。

 

服务级别

每个数据流的服务级别作为通信属性的一部分，被配置在每个 QoS 许可控制策略中。要确定所需的服务级别设置，应了解属于两个主要组的通信模式：弹性和实时。

“弹性通信”易于更改。当只有少量带宽可用时，弹性通信的传递速度会较慢。当有足够的带宽时，传输速度就会加快。数据发送方会自动地调整到网络速率。弹性通信通常是由面向交互式的，或面向事务处理的程序生成的，例如成批的数据传输。

“实时通信”的特征是接受方处的任何两个数据包之间的到达时间间隔，必须非常匹配它们的离开间隔。实时通信受其对网络条件改变适应能力的限制，并且延迟会显著地减小清晰度。例如，在音频会议期间拉伸或缩短音节可以改变环境和内容。如果视频通信延迟的时间过长，就无法看到图像。

在 QoS 许可控制中支持三种服务级别。“最佳效果”适用于弹性通信。另外两个级别适用于实时程序，并且为这些程序授予了优先的服务。在这两个级别中，所有未保留的带宽，或已保留的但当前没有使用的带宽对其他通信来说都是可用的。

“最佳效果”是许多基于 IP 的网络的标准操作过程。它是适用于弹性通信的无连接传输模式。数据包发送在不能保证低延迟或足够带宽的情况下进行。

在没有负载（负载不是很重或网络不拥挤）的情况下，“受控负载”近似于“最佳效果”服务。在某个网络成员中，接收受控负载服务的流只能觉察到很短的延迟、甚至觉察不到延迟、或者可以感觉到没有阻塞。

“保证服务”保证最大延迟限制。如果数据路径上的每台主机都提供该服务，包括符合 QoS 和 RSVP 的路由器或交换机，则这是非常有用的。

显然，网络用户可因选择保证服务而受益，因为它提高了传输的质量。然而，网络上保证通信的影响是很大的，所以对于产生弹性或最佳效果通信的程序来说，这是不值得的。

 

许可控制概述

实时程序通常用 RTP 或 UDP 协议发送数据。这些协议允许的传输速度比面向连接的协议（例如 TCP）允许的传输速度要快，后者在传输每个包后都要进行确认，因此产生延迟。由于 RTP 和 UDP 是非连接性协议，因此其传输服务的可靠性受到限制。如果发生网络拥堵并丢失了数据包，将无法恢复。

实时程序的性能取决于低延迟服务，因为严重的延迟和丢失会产生失真或不完整的图像和声音。要部署具有可接受的通信速率的实时程序，则必须保证网络资源具有一定程度的可用性。此外，资源管理必须允许实时通信和传统通信在同一网络上共存。“QoS 许可控制”与“Windows 2000 服务质量 (QoS)”一起使用，是达到这种效果的简单而经济的模式，与每种通信类型使用不同的网络相比时，尤其明显。

可以使用“QoS 许可控制”来集中指定共享网络资源的使用方法、使用者和使用时间。安装和配置此服务后，ACS 主机将控制它所连接的子网的带宽。子网上的任何主机（子网客户机）都可以向“QoS 许可控制”主机提交优先带宽请求。该主机将根据以下条件确定可用带宽是否充足：

子网上资源可用性的当前状态

“QoS 许可控制”用户策略权限

可以将任何运行 Windows 2000 Server 并可以使用网络的计算机设置为“QoS 许可控制”主机。“QoS 许可控制”在 IP 网络层运行，为最常用的程序协议服务，包括 TCP/IP 协议簇中的所有传输协议（TCP、UDP 和 RTP）。

运行 Windows 98 或 Windows 2000 的客户机和服务器被自动配置为用“QoS 许可控制”主机来请求带宽。“QoS 许可控制”还支持运行启用 SBM 的任何其他操作系统（运行子网带宽管理客户机软件）的客户机。

不识别 QoS 的程序不能与“QoS 许可控制”进行交互，而且不能从网络接收最佳服务等级。

 

ATM 的定义

异步传输模式 (ATM) 指的是许多相关的技术，包括软件、硬件和连接媒体。ATM 不同于其他现有的 LAN 和 WAN 技术，它是专门设计来支持高速通讯的。ATM 允许网络以最大效率使用带宽资源，并且为有严格的服务要求的用户和程序维持“服务质量 (QoS)”。

ATM 的基本组件是终端站、连接到 ATM 网络的计算机、ATM 交换机，以及负责连接终端站并确保数据成功传输的设备。

异步指的是可用网络带宽不划分成按照定时机制或时钟同步的固定信道或通道。根据设计，使用异步通讯进行通讯的设备不一定要按照它们的能力，以精确的传输速率发送和接收信息。相反，发送方和接收方可以协商它们的通讯速率，但是必须基于物理硬件的限制，以及在网络内维护可靠的信息流的能力。

传输模式指的是在发送者和接受者之间传输信息的方法。在 ATM 中，长度固定的小单元的概念用于构造和打包要传输的数据。通过使用这种与大多数现有网络技术所用的可变长度数据包机制相对的单元，ATM 确保了对连接的协商和管理，从而不会发生单个数据类型或连接独占传输通道的情况。

 

ATM 服务质量 (QoS)

在 ATM 网络中，服务质量 (QoS) 用来保证所有网络用户都能够始终获得良好的结果。为任意连接提供服务时，ATM 都是通过三种常规方法来执行 QoS：

当需要要求的连接服务质量等级时，ATM 将保证并强迫提供该连接的所有设备都满足所要求的服务等级。

当某个连接要求了其首选服务质量时，ATM 将尝试从网络上获得资源来满足所要求的服务等级，同时保证并维护需要该资源的连接的服务质量。

若某个连接未指定服务质量，则 ATM 将尝试使用可用的网络资源，尽量提供与其他 LAN/WAN 传输模式中类似的服务形式。