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IP技術(shù)服務(wù)質(zhì)量“病因” 分析

2004/07/02

一、前言

。。在剛出現(xiàn)一種新商品或新服務(wù)時，因為各種原因，用戶和商品或服務(wù)的提供者都不怎么關(guān)心質(zhì)量問題。但隨著時間的推移和競爭的加劇，任何一種服務(wù)和商品都會牽扯到服務(wù)質(zhì)量（QoS）的問題，而且必然會與價格掛鉤（性價比）：品質(zhì)較高的服務(wù)或商品價格比較高，品質(zhì)較差的服務(wù)或商品價格比較低。市場上之所以存在多種品質(zhì)和價格的某種服務(wù)或商品，是由于每個消費者的經(jīng)濟承受能力和對品質(zhì)的需求不同，而這些不同價格和品質(zhì)的商品或服務(wù)能夠滿足不同消費者的需求。比如，同樣是把乘客送到某目的地，交通工具使用飛機或火車，公共汽車或出租車，得到的服務(wù)品質(zhì)是不一樣的，收費標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。

。。IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程也不例外。原來和現(xiàn)在的IP網(wǎng)絡(luò)所提供的是“盡力而為（Best Effort）”的服務(wù)，沒有服務(wù)質(zhì)量的保證。運營商一般不向消費者做有關(guān)服務(wù)質(zhì)量方面的承諾，而消費者也能夠理解和接受這種現(xiàn)實。但運營商不做服務(wù)質(zhì)量保證是IP網(wǎng)發(fā)展初期的現(xiàn)象，隨著技術(shù)的進步、競爭的加劇、開展業(yè)務(wù)的需要以及客戶對IP網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量意識的提高，IP網(wǎng)絡(luò)提供有質(zhì)量差別的服務(wù)是大勢所趨。

。。雖然IP網(wǎng)絡(luò)需要提供有質(zhì)量差別的服務(wù)成為大家的共識，接下來的一些問題就是應(yīng)該提供什么樣的服務(wù)，怎樣提供，何時提供，對于這些問題業(yè)界目前沒有一個較為一致的看法。本文從幾種典型的通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)入手，提出了一些有關(guān)IP QoS的問題與個人觀點，與大家共勉。

二、PSTN/IP/ATM網(wǎng)絡(luò)的QoS

。。首先需要分析和研究這樣一個問題：為什么IP的QoS問題喊得滿天飛，業(yè)界普遍認(rèn)為公用交換電話網(wǎng)（PSTN）和異步傳輸模式（ATM）能夠保證QoS，而IP就無法保證QoS？

1．PSTN

。。在PSTN中，網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)不分離，都是由運營商提供和控制的。用戶不能自行創(chuàng)建新業(yè)務(wù)，只能在運營商提供的業(yè)務(wù)類型中做出接受或拒絕的選擇。并且，運營商目前提供的都是以話音業(yè)務(wù)模型為核心的基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，最大特點是具有固定速率（64kb/s）。

。。對于單個用戶，當(dāng)PSTN網(wǎng)絡(luò)收到用戶的呼叫請求時，在接續(xù)的過程中能夠判斷出針對此次呼叫的端到端的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用。如果可用，則允許用戶接入，否則拒絕。能夠做到這一點的前提是：PSTN網(wǎng)絡(luò)知道用戶的每次請求所要求的網(wǎng)絡(luò)資源必然都是64kb/s，因此可以很容易地計算出，用戶所請求的端到端的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用。

。。而對于全網(wǎng)而言，可以以每個用戶每次呼叫需要64kb/s資源為基礎(chǔ)，統(tǒng)計流量和流向，結(jié)合100多年來的運營經(jīng)驗，做出合理的規(guī)劃和設(shè)計，在保證每個用戶每次呼叫服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高整個網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

2．IP

。。IP最初的設(shè)計就是為了承載多業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離，用戶接入和IP包的傳輸服務(wù)由因特網(wǎng)運營商（ISP）提供，信息（如www，電子商務(wù)）由內(nèi)容服務(wù)商（CP）提供。內(nèi)容（業(yè)務(wù)）一般不由運營商控制（除非所有內(nèi)容服務(wù)都由ISP提供）。智能性和業(yè)務(wù)控制位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的終端設(shè)備（客戶端和服務(wù)器端）上，運營商網(wǎng)絡(luò)中盡可能少地保留狀態(tài)信息（當(dāng)然有些信息在網(wǎng)絡(luò)上是必須保留的，如路由信息）。

。。對于單個用戶而言，如果要在IP網(wǎng)絡(luò)上保證用戶的QoS，存在以下困難：

（1） 可能不清楚用戶使用的業(yè)務(wù)類型；

（2） 可能不清楚該業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特征和流量模型；

（3） 不同用法下的同一種業(yè)務(wù)的特征和流量模型很可能不同；

（4） 用戶在一條接入連路上可能混合使用多種業(yè)務(wù)；

（5） 端到端的可用資源情況很難判斷；

（6） 與電話網(wǎng)的運營時間相比，Internet的運營時間還非常短。

。。因為全網(wǎng)QoS的保證是以單個用戶的資源需求為基礎(chǔ)計算、規(guī)劃和設(shè)計的，因此，如果單個用戶的QoS難以處理，網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化使用就無從談起，保證統(tǒng)計聚合后的全網(wǎng)QoS就更困難了。

3．ATM

。。業(yè)界普遍認(rèn)為ATM能夠端到端的保證QoS，而IP無法保證QoS，筆者以為，這是需要認(rèn)真分析的，事實并非完全如此。

。。ATM雖然具有支持流量工程，支持實時業(yè)務(wù)的可變比特率（rt-VBR）等功能，但目前最典型的用法是提供點到點（如PVC專線）和多點到多點（ATM網(wǎng)絡(luò)）的業(yè)務(wù)。另外，ATM目前所支持的高層業(yè)務(wù)幾乎全是IP（IP over ATM）。高層的IP會很明確地告訴低層的ATM，它需要多少網(wǎng)絡(luò)資源（比如155Mb/s, 622Mb/s等）；但非常遺憾的是，IP卻不知道它的高層應(yīng)用（如www，E-mail）究竟需要多少資源�？梢赃@樣說，是IP替ATM背上了無法保證QoS的黑鍋。為什么ATM的流量工程和rt-VBR功能使用的非常少，原因應(yīng)該是很清楚的。

。。換一個角度來看ATM和IP�，F(xiàn)在幾乎所有的高層業(yè)務(wù)都是基于IP的，IP無法保證它們的服務(wù)質(zhì)量，是存在不少問題，但換ATM究竟行不行：把所有的高層業(yè)務(wù)移植到ATM上去，如www over ATM,，E-mail over ATM，F(xiàn)TP over ATM，VoIP over ATM等，去掉中間的IP層，會出現(xiàn)什么情況呢？不難想象，ATM也不行，而且很可能比IP做承載更糟糕。

三、IP層與應(yīng)用層

。。IP QoS問題，本質(zhì)上就是高層應(yīng)用與IP層之間的資源需求與供給的關(guān)系，是在二者之間需求平衡。這種需要與供給之間的關(guān)系可以是不保證QoS的，也可以是承諾保證QoS的；可以使用一些專用或通用的QoS信令，也可以不使用或使用簡化了的QoS信令。

。。業(yè)界目前還不能確定，QoS應(yīng)該基于每個應(yīng)用的服務(wù)，還是應(yīng)該作為傳輸層的一個選擇�？梢园袸ntServ看作是為每個應(yīng)用提供QoS服務(wù)的，而DiffServ是傳輸層以下提供QoS服務(wù)。IntServ提供QoS時是端到端的，粒度細(xì)，但擴展性差；而DiffServ的可擴展性較好，但粒度粗，只能在某個范圍內(nèi)實施。雖然IETF NSIS工作組，ITU-T等近一、兩年來一直致力于此，但目前還沒有一個完整的模型能夠同時擁有服務(wù)的準(zhǔn)確性和可擴展性的特點。

四、小結(jié)

。。業(yè)界一直就有這樣一個夢想：將數(shù)據(jù)、話音和廣播電信網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)融合”。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）技術(shù)，后來的寬帶ISDN技術(shù)（ATM），以及現(xiàn)在研究IP QoS技術(shù)讓其“電信化”，出現(xiàn)了各種IP QoS技術(shù)，都是業(yè)界為之奮斗的產(chǎn)物。

。。“三網(wǎng)融合”應(yīng)該是業(yè)界的長期奮斗目標(biāo)，現(xiàn)階段追求的目標(biāo)應(yīng)該是技術(shù)的融合，而不是物理網(wǎng)絡(luò)的融合：即將所有業(yè)務(wù)IP化，所有業(yè)務(wù)與承載網(wǎng)絡(luò)之間的接口是IP技術(shù)；但因為多種因素承載網(wǎng)絡(luò)不一定能夠完全融合，因此建議一種業(yè)務(wù)單獨組建和使用一個資源獨立的IP物理或邏輯專網(wǎng)。比如，只要可以做到資源獨立和業(yè)務(wù)的相互隔離，這個IP網(wǎng)絡(luò)可以是IP over Internet的，IP over MPLS的，也可能是IP over ATM甚至IP over SDH/WDM的。

《中國多媒體視訊》


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