| ,而且越是当网络流量拥塞时,影响更为强烈,其发生概率也就越大。
2.3.2 可变时延
即抖动,它会对语音、视频流等实时业务造成较大影响,严重时甚至会造成业务质量无法被用户接受。其形成原因可能是IP网络路由状态频繁变化,使得各数据包分别经由不同物理路由到达;网络节点流量超忙,数据包在各节点缓存时间过长,使得到达速率变化较大。在核心网络中,后一种情况更为常见。
2.3.3 业务时延
测试结果表明,如果网络中数据包的整体到达速率较为稳定,即使对于语音等较为敏感的实时业务,在传输时延较大时仍能维持相对较好的用户感受。影响时延的因素主要有:物理传输时延、包处理时延和缓存排队时延,前二者相对稳定,而后者是造成抖动的原因之一。
2.3.4 业务带宽
对于未来核心网络中的承载业务而言,其对带宽的需求分为两类:一类以背景类业务为代表,对总体时延和抖动等实时指标并不敏感,只关心在单位时间内能否将数据送达接收方,其体现在带宽需求上就是平均带宽;另一类以交互式业务为代表,对抖动等实时指标敏感,强调尽可能保障其最大带宽需求。
针对不同数据业务,将满足用户需求的最小带宽称为该业务的等效带宽需求。由于数据业务多种多样,在计算其等效带宽需求时应考虑对不同业务的通用性和可扩展性。具体而言,则是针对不同业务时延容忍程度和重要级别对最小带宽需求进行调节,通过调节系数Φ实现。其等效带宽可以由以下数学表达公式来估算:
BWeffective=TH平均+Φ×(TH最大-TH平均)
BWeffective为业务的等效带宽,TH平均为业务要求的平均吞吐量,TH最大为业务要求的最大吞吐量,Φ为与业务时延和重要级别相关的参数,该值由运营商来确定,取值范围从0到1。业务时延要求越高则Φ值越大,业务的突发性强也需要较大的Φ值。Φ值越大系统为该业务预留的资源越多,保证业务的QoS的可靠性越高。高可靠性的代价是能同时被接纳服务的业务和用户数的减少。当然如果业务要求的平均吞吐量等于最大吞吐量,这个参数将不起作用。
数据业务速率自身具有突发性和波动性。如果以业务平均吞吐量做为业务的等效带宽,可以看到在大多数时候,即时速率高于平均吞吐量的数据部分(图中的“峰”)都能在较短的时间内被传送出去(在与“峰”紧邻的“谷”内)。形象的说法就是大部分“峰”都能填在紧随其后的“谷”里,如图中“峰”②、“峰”③、“峰”④,这样业务的吞吐量要求和时延要求都能满足,但对于“峰”①、“峰”⑤就不能被及时传送。又因为IP网络不执行逐跳的转发接收确认,不能及时传送的数据将被网络丢弃,从而引发上层协议的重传,进一步增大系统负载和时延,恶化系统性能。
对于波动性比较强、优先级比较高的业务选择比业务平均吞吐量高一些的值作为业务的等效带宽就可以避免上述问题。从图2可以清楚看到,被实线截的“峰”都能被紧随其后的“谷”所容纳,从而在网络层解决所带来的延迟、抖动、丢包等问题。
从以上分析中不难发现,对于不同数据业务,保障IP QoS的核心思想实际就是根据其自身业务特点,合理选择业务的等效带宽需求,并通过一定的机制在网络层保障实现其带宽需求。
2.4 业务带宽保障机制
保障数据业务实现带宽需求的思路有两个:一种思路寄希望于承载资源的极大丰富,不断扩大节点处理能力,也就是“当道路建设无限加宽时,车队到达速度将得到保障”,这种思路是从宏观的角度分析业务与资源之间的关系,其思想本质是从全网角度提高数据业务的平均 |