27、IP服务管理：分级服务与差异化服务实现

IP服务管理：分级服务与差异化服务实现

1. 网络服务分级的背景与需求

在当今的网络环境中，由于互联网资源（如处理能力和带宽）有限，人们希望在互联网内提供不同等级的服务。例如，青铜级服务可能是用户最廉价的选择，仅承诺“尽力而为”的数据传输，数据可能到达，也可能无法到达，即使到达也可能需要一些时间。银级和金级服务可能会对数据传输的及时性和质量做出更多承诺，而白金级服务则可以保证用户可靠且即时地传输任何数量的数据。

为了将服务等级应用于通过路由器的流量，需要对数据包进行分类，以便给予它们不同的处理，并优先访问路由器内的资源。常见的机制包括对数据包进行分类、描述流量以及预留资源。

1.1 路由器内部结构与流量优先级

为了更好地理解如何在IP主机或路由器中实现服务等级，我们可以查看设备内部组织的简化视图。以一个具有两个接口的路由器为例，数据包从接口接收后被移动到向内持有区，在缓冲区中等待路由。由于数据包的到达速率可能快于瞬间的路由速率，这个持有区起到了重要的缓冲作用。

数据包路由完成后，会被移动到向外持有区，同样存储在缓冲区中，直到可以通过输出接口发送出去。这些持有区为流量优先级设置提供了机会。可以将它们构建为一系列队列，而不是简单的先进先出（FIFO）队列。数据包通过一个分类器，该分类器确定其优先级并相应地进行排队。

1.2 队列资源管理与数据包丢弃策略

持有区的队列显然会占用系统资源（内存）来存储数据包，当资源耗尽时，队列可能会满。此时，可以根据数据包的分类来决定如何处理。简单的方法是当数据包无法排队时直接丢弃，但在有优先级队列的情况下，也可以丢弃低优先级队列中的数据包，为更重要的数据包腾出空间。