QoS技术背景

技术背景

网络中存在多种多样的业务类型流量，比如语音流量（VOIP）、文件传输流量（FTP）、访问web流量（HTML）等等，当网络中流量越来越多，会产生网络拥塞，转发延迟增加，严重时还会导致丢包，最终会导致各种类型的业务流量质量下降甚至不可用。

解决方法

• 解决网络拥塞的最好的办法是增加网络的带宽，但是会增加维护、运营的成本。
• 最有效的解决方案就是应用一个“有保证”的策略对网络拥塞进行“公平”管理。（可管理的不公平）

影响数据传输的因素

1. 带宽
2. 延迟
3. 抖动
4. 丢包

带宽

• 带宽（bandwidth）是指在单位的时间内（1秒），从网络一端流到另一端的最大比特位数，带宽的单位是比特/秒（bit/s，简写为bps）。
• 在网络中，有两个常见的与带宽有关的概念——“上行速率”、“下行速率”。
• 上行速率是指用户向网络发送信息时的数据传输速率，下行速率是指网络向用户发送信息时的传输速率。例如，用户用FTP上传文件到网上，影响上传速度的就是“上行速率”；而从网上下载文件，影响下载速度的就是“下行速率”。

链路最大带宽

表示这条链路的最小的带宽，即瓶颈链路的带宽。

业务可用带宽

减去其它业务流量所占用的带宽，实际上此业务可以使用的带宽。

解决可用带宽的方法

1. 升级带宽，增加链路带宽
2. 让优先级高的流量先过（利用QoS进行部署）
3. 压缩二层的帧
4. 压缩IP包的头部 （TCP/IP报头压缩）

延迟（时延）

时延（Latency）是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所需要的时间。时延可细分如下四种：

1. 处理延迟——网络设备将数据帧从入接口取出，将其放到接收队列，再放到出接口输出队列所需的时间（入接口到软件队列+软件队列到硬件队列）
2. 排队延迟——数据包在接口的输出队列中等待的时间（在软件队列中排队的时间）
3. 串行化延迟——将封装在数据帧中比特放到物理介质上的时间（硬件队列到传输介质，将数据流转换成比特流，用电信号或者光信号承载）
4. 传播延迟——通过物理介质传输数据帧中的比特所需的时间（比特流在传输介质中传输的时间）

只有排队延迟能通过Qos控制。

抖动（时延变化）

• 时延变化是指同一业务流中不同分组所呈现的时延不同。时延变化也称为抖动（Jitter）。
• 抖动主要是由于业务流中相继分组的排队等候时间不同引起的，是对服务质量影响最大的一个问题。

某些业务类型，特别是话音和视像等实时业务是极不容忍抖动的。分组到达时间的差异将在话音或视像中造成断续。比如A和B进行语音通信，A说了一句“我留，他不留！”，若语音通话过程，抖动较大，比如传输“我”、“留”、“，”、“他”时延较小，但是传输“不”、“留”时延较大，最终B听到的可能是“我留他？…不留？”

丢包

• 少量的丢包（Loss）对业务的影响并不大，例如，在语音传输中，丢失一个比特或一个分组的信息，通话双方往往注意不到；在视像广播期间，丢失一个比特或一个分组可能造成在屏幕上瞬间的波形干扰，但视像很快恢复正常。
• 但大量的丢包会影响传输效率。所以，QoS更关注的是丢包的统计数据——丢包率。丢包率是指在网络传输过程中丢失报文占传输报文的百分比。
  

Qos（Quality of Service）

QoS是Quality of Service（服务质量）的简称，其目的是针对各种业务的不同需求，为其提供端到端的服务质量保证。Qos能基于上述四个影响数据传输因素，为各种业务提供不同的质量服务。