面向應(yīng)用的智能動態(tài)QoS

劉 暉

傳統(tǒng)QoS技術(shù)在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)承載的情況下面臨著困境,多鏈路給QoS部署與保障也帶來了問題。必須借助深度流量識別技術(shù),實現(xiàn)面向應(yīng)用的智能動態(tài)QoS,才能實現(xiàn)更精細(xì)化的應(yīng)用QoS管理與控制,提升網(wǎng)絡(luò)價值。

伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展,IP網(wǎng)在承載傳統(tǒng)WWW、FTP、E-mail等服務(wù)的基礎(chǔ)上,還要全面承載OA、監(jiān)控、網(wǎng)上實時交易、VoIP以及交互式多媒體通信等更為關(guān)鍵的業(yè)務(wù),這使得原本快捷高效的網(wǎng)絡(luò)面臨著巨大的應(yīng)用壓力。網(wǎng)絡(luò)QoS,就是在帶寬受限的環(huán)境下,抑制低優(yōu)先級應(yīng)用,保證高優(yōu)先級應(yīng)用的帶寬和時延,提升用戶網(wǎng)絡(luò)使用感受的一種技術(shù)。

傳統(tǒng)QoS面臨的挑戰(zhàn)

經(jīng)過多年的發(fā)展,QoS技術(shù)理論以及實現(xiàn)架構(gòu)已經(jīng)發(fā)展得非常完善,并且在各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上得到了充分的使用并取得了良好的應(yīng)用效果。其中比較典型的應(yīng)用有:集成服務(wù)(IntServ/RSVP)QoS模型、區(qū)分服務(wù)(DiffServ)QoS模型、多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)與流量工程(Traffic Engineering)等。但值得注意的是,深層識別應(yīng)用并提供服務(wù)質(zhì)量保證、多出口鏈路的統(tǒng)一服務(wù)質(zhì)量保證,都是傳統(tǒng)QoS技術(shù)面臨的新課題,并且傳統(tǒng)QoS技術(shù)也確實因此陷入了不小的困境,需要進(jìn)一步推陳出新,才有可能滿足多業(yè)務(wù)融合的高速網(wǎng)絡(luò)中對關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的保障。

在傳統(tǒng)QoS模式中,所有的流量、IP報文或者M(jìn)PLS報文都會先經(jīng)過一個關(guān)鍵部件——分類器的處理,再進(jìn)行后續(xù)的QoS評估調(diào)度處理。而分類器所完成的工作,就是根據(jù)事先通過命令行或者Web網(wǎng)管配置好的各種分類規(guī)則對報文進(jìn)行判斷歸類,置上相應(yīng)的類型標(biāo)記。傳統(tǒng)的CBWFQ(Class-based weighted fair queuing,基于類別的加權(quán)公平排隊)分類規(guī)則包括:報文的輸入接口、ACL(Access Control List,訪問控制列表)定義的報文IP五元組特征、IP Precedence、DSCP、MPLS EXP等等?？梢钥吹?這些規(guī)則只能通過報文的二至四層的特征定義一些無狀態(tài)的應(yīng)用。

可以說,傳統(tǒng)QoS過于單一、固定的識別手段,在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用極大豐富的今天,已經(jīng)越來越無法分辨流量的本來面目,由此帶來QoS處理效果的南轅北轍,不僅讓用戶也讓設(shè)備提供商逐漸喪失了對QoS技術(shù)的信心。

此外,由于單出口鏈路容易導(dǎo)致單點故障,一條鏈路的故障往往帶來整網(wǎng)癱瘓,以及Internet的資源位于某一運營商網(wǎng)絡(luò)中,單條鏈路跨ISP訪問無法規(guī)避訪問遲緩問題,以上兩方面原因使得多出口部署成為趨勢。

因此企業(yè)往往會租用兩個或多個運營商出口,即使是一個運營商的也會租用兩條出口鏈路。鏈路資源具備后,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何合理運用多個運營商出口,既不造成資源浪費,又能保證很高的可靠性以及高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的QoS,是用戶非常關(guān)注的需求。但遺憾的是,傳統(tǒng)的出口網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在多出口QoS保障方面的表現(xiàn)實在難以令人滿意。

面向應(yīng)用的QoS

針對上述問題,面向應(yīng)用的智能動態(tài)QoS技術(shù)應(yīng)運而生,它可以實現(xiàn)智能鏈路選擇,動態(tài)帶寬調(diào)整,以及其他規(guī)則下的智能控制。

智能動態(tài)QoS技術(shù)一舉擺脫了傳統(tǒng)QoS識別手段單一的窘境:變無狀態(tài)單包識別為有狀態(tài)流識別,變四層以下固定特征識別為直達(dá)七層的深層動態(tài)特征識別。用戶在部署面向應(yīng)用的QoS以后,網(wǎng)絡(luò)的QoS保障不再是晦澀、機(jī)械地針對固定端口號的單個報文進(jìn)行控制,而是有了友好的用戶界面,讓用戶真正感覺可以直接對網(wǎng)絡(luò)中實實在在的上層應(yīng)用數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制。并且,通過廠商提供的后續(xù)幫助,甚至用戶也可通過自行鉆研、升級識別規(guī)則或者應(yīng)用特征文件的方式,將設(shè)備的應(yīng)用識別能力進(jìn)一步提升。不論應(yīng)用如何變化,基于應(yīng)用的QoS機(jī)制總能洞悉其內(nèi)在本質(zhì),在紛繁的數(shù)據(jù)流中,鎖定特定應(yīng)用的相關(guān)流量,從而給予精確的帶寬、時延、抖動等QoS關(guān)鍵指標(biāo)控制,保證整網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)平穩(wěn)、高效運轉(zhuǎn)。

智能動態(tài)QoS技術(shù)融合了鏈路質(zhì)量精確評估、業(yè)務(wù)狀態(tài)精確探測、帶寬實時監(jiān)控、業(yè)務(wù)深度識別、流量實時監(jiān)管、多出口擁塞管理等多項復(fù)雜技術(shù),極大地保障了多出口場景下的鏈路高帶寬利用率以及用戶關(guān)鍵業(yè)務(wù)的使用體驗,是名副其實的智能動態(tài)QoS。

全新的應(yīng)用體驗

用戶原本認(rèn)為簡單增加出口鏈路即可完全滿足網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的需求。但是多出口網(wǎng)絡(luò)模型中,簡單粗暴的無狀態(tài)選路方式,割裂的QoS調(diào)度策略,往往使得應(yīng)用流量在多個出口上無法得到均衡。更為嚴(yán)重的是,錯誤的選路還可能導(dǎo)致應(yīng)用斷流等惡劣后果,從而使得多出口擴(kuò)容方案大打折扣。

而智能動態(tài)QoS技術(shù)部署以后,選路將轉(zhuǎn)變?yōu)榛趹?yīng)用的有狀態(tài)動態(tài)選路。首先,流量總能夠準(zhǔn)確無誤地從最近的一條鏈路出去,從而帶來最佳的應(yīng)用響應(yīng)時間,提高用戶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體驗;其次,多個出口由獨立工作變?yōu)榻邮軒捊y(tǒng)一評估后再進(jìn)行流量選路發(fā)送,每條鏈路的帶寬資源均可以被最大限度地利用,保護(hù)了用戶的投資;另外,通過對多出口統(tǒng)一疊加基于應(yīng)用的深層識別和QoS調(diào)度,多個出口共同承載的關(guān)鍵應(yīng)用QoS指標(biāo),如帶寬、抖動、時延,也能被控制得準(zhǔn)確無誤,從而使速度大幅提升,用戶可以真正感受到多出口、大帶寬所帶來的全新應(yīng)用體驗。

QoS技術(shù)發(fā)展數(shù)十年,至今仍然方興未艾。用戶新需求也層出不窮,精細(xì)化、基于應(yīng)用、動態(tài)自適應(yīng)的QoS控制是目前QoS技術(shù)發(fā)展的總趨勢。而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件技術(shù)發(fā)展,如多核處理器、可編程高速邏輯芯片的出現(xiàn)以及在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的使用,已經(jīng)將曾經(jīng)可望不可及的基于應(yīng)用的智能動態(tài)QoS技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實,并得到廣泛應(yīng)用。相信通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的持續(xù)努力,用戶通過上述QoS技術(shù)將可以在有限的鏈路帶寬上,更加游刃有余地控制各種應(yīng)用,從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最大價值。