解NGN的QoS之“痛”

　　随着对NGN理解的深化，人们也日益清晰地认识到NGN面临的挑战，其中极为重要的一个问题就是NGN的QoS，其实它是IP网络本身固有的问题。而IP是一种无连接的技术，其技术优势在于简单性，如果简单地将ATM方案套用到IP网络中，将ATM基于连接控制的QoS机制直接移植到IP网络中的会话控制中去，不但难以在大规模网络中实现，而且将使IP网络的技术优势丧失。

　　通用IPQoS解决方案

　　鉴于上述考虑，IETF提出了具有创新意义的区分服务(DiffServ)技术，其技术特点是引入业务分类的概念，将控制粒度由单个业务流扩展为具有相同属性的一类业务组成的聚合业务流，同时将分类、标记、业务管制等智能处理任务集中在网络边缘完成，最大程度地简化核心路由器的功能，因而在有效地增强IP网络服务质量的同时，依然保持其简单灵活和良好的可扩展性能，被业界公认为IP网络QoS的基础技术。各个标准化组织从应用需求和网络性能两个层面定义了业务分类，学术界基于业务性能和逐跳行为(PHB)的映射关系提出了各种数据平面支撑技术，工业界则研制并广泛部署了支持该项技术的路由器。

　　尽管区分服务十分适合IP网络，它却只能提供相对优先级的服务，不能保证确定性的QoS指标，难以有效地支持实时通信。为此，人们借鉴通信网特别是ATM成熟的技术，又进一步提出了旨在满足NGN要求的IPQoS若干重要技术。首先是IntServ/DiffServ综合技术，它借鉴ATM的QoS信令机制和接纳控制技术，采用RSVP信令协议完成域内和域间网络资源的预留，并在NGN分层结构中增设集中式资源管理器，和分布在边缘路由器的资源控制代理相结合，实现业务请求的控制接入。和ATM不同的是，综合模型中的RSVP信令服务的对象并非单个微流，而是分类聚合业务流，因此它能在不损伤区分服务可扩展性的前提下，通过资源预留确保业务的QoS指标，这对于实时通信业务尤为重要。其次是MPLS技术，它借鉴ATM面向连接的概念，将ATM的快速交换能力和IP的灵活路由能力有机地结合起来，以面向连接的标记交换路径(LSP)作为基本传送通道，实施有效的QoS控制。目前的倾向性观点是，要在以IP为核心的NGN中提供可靠的QoS保证，必需引入一定程度的面向连接机制。MPLS正是这样一种技术，它将是NGN最重要的核心网络传送技术。再次是支持流量工程(TE)概念的网络规划和管理技术，它借鉴通信网成熟的管理平面理念，根据网络运营商和用户签订的服务等级合约(SLS)以及网络流量预测，按照网络流量均衡分布的目标，为各类业务合理分配网络资源，这是NGN提供预期QoS保证的前提条件。和IP网络完全依赖于用户自律的无序状态相比，该项技术继承了通信网行之有效的有序管理的思想。

　　技术和管理难点

　　IP网络QoS不是某一单项技术所能解决的，它需要数据平面、控制平面、业务平面和管理平面的配合，是涉及多平面多层次的综合技术。对于这一点业界的认识已逐步明朗，并正就各个层面开展标准化研究。然而，要将上述思想付诸实现还有很多技术和管理上的难点：

　　首先，需要解决控制颗粒度和可扩展性之间的矛盾。一方面要确保电信业务的QoS，基于可用资源的接纳控制是必不可少的，另一方面如果对每一个呼叫都执行复杂的接纳控制算法相当于回归传统交换的做法，是违背IP设计原则的。笔者认为，可行的方案是基于SLS实施业务接入控制，对于守约业务的接纳控制应该十分简单，对于低等级业务的接入控制应该尽量简化。

　　其次，需要解决NGN分层结构中QoS层间垂直控制问题。本质上QoS是从属于具体应用的，因此QoS实现必定涉及业务层、控制层和传送层之间的交互，必需定义层间QoS映射和控制信令标准，目前QoS研究大多局限于传送层，未很好考虑上层机制。在这方面，ETSI已作了很多卓有成效的工作，值得关注和借鉴。

　　再次，需要解决多域QoS控制的问题。QoS是端到端的性能，因此必然涉及用户驻地网、接入网、城域网和核心网，还可能跨越不同的运营商网络，每一类网络域都有其不同的技术机制和服务环境，因此应采用不同的解决方案。

　　开放性问题

　　目前QoS研究大都是针对核心网进行的，在许多情况下资源瓶颈往往位于接入域，特别需要注意的是，NGN的QoS技术必须与以太网中的QoS技术联合起来研究，这是一个很有实际意义的研究方向。另外，需要解决基于SLS的用户管理问题。根据用户签约信息进行网络规划和业务接入控制是电信网有序运营的成功经验，但是电信网是封闭式网络，其用户和网络有严格的签约关系，且智能化程度有限，而NGN是开放式网络，很多是即插即用的智能终端，且大量使用数据业务，因此业务的突发性相当高，必须考虑基于动态SLS的新的业务模型和用户模型，引入动态配置和动态控制机制。

----《通信产业报》
作者：南京邮电大学通信工程系教授 糜正琨