Архітектура диференційованих послуг (стр. 2 из 2)
Отже, у рамках DiffServ можна виділити три різновиди РНВ-політики (рівня обслуговування):
негарантована доставка даних (DCSP за замовчуванням);
РНВ-політика негайної передачі (EF РНВ);
РНВ-політика гарантованої доставки (AF РНВ).
При реалізації архітектури DiffServ найвищу якість обслуговування (Premium Service), яку можна порівняти з якістю виділених каналів, забезпечує політика негайної передачі пакетів EF РНВ.
Таблиця 2 - Порівняльна характеристика різних політик покрокової обробки DiffServ
| PHB | Опис | DSCP |
| Політика негарантованої доставки пакетів (Best effort, BE) | PHB без надання всіляких гарантій щодо якості обслуговування | DSCP за замовчуванням (000 000) |
| Селектори класу (Class selector, CS) | Використовується вісім значень DSCP, де завжди останні три біти нульові. Уведені для зворотної сумісності з IP-пріоритетами. Засновані на логіці "більше - краще": чим більше значення DSCP, тим вище якість обслуговування | CS1, CS2, CS3, CS4, CS5, CS6, CS7 |
| Політика гарантованої передачі (Assured forwarding, AF) | PHB містить два компоненти: планувальник черг забезпечує мінімальну смугу для кожної з чотирьох окремих черг і три рівні порога відкидання для кожної з черг. DSCP не завжди підкоряється правилу "більше - краще". | AF11, AF12, AF13, AF21, AF22, AF23, AF31, AF32, AF33, AF41, AF42, AF43 |
| Політика негайної передачі (Expedited forwarding, EF) | PHB містить два компоненти: планувальник черг забезпечує низький рівень затримки, тремтіння і втрат, а також гарантовану частку смуги; для виділення достатньої смуги необхідна функція обмеження (policing). | EF |
Таблиця 3 - Значення DCSP політики гарантованої передачі
| Низька імовірність відкидання в межах класу | Середня імовірність відкидання в межах класу | Висока імовірність відкидання в межах класу | |
| Клас 1 | AF11/10 / 001010 | AF12/12/001100 | AF13/14/001110 |
| Клас 2 | AF21/18/010010 | AF22/20 / 010100 | AF23/22/010110 |
| Клас 3 | AF31/26/011010 | AF32/28/011100 | AF33/30 / 011110 |
| Клас 4 | AF41/34/100010 | AF42/36/100100 | AF43/38/100110 |
Рисунок 3 - Обробка IP-трафіка у випадку використання селекторів класу CS
Рисунок 4 - Приклад обробки IP-трафіка у випадку використання політики гарантованої передачі
Група типів локального поводження Expedited Forwarding (EF) була спеціально розроблена з метою організації віртуальної виділеної лінії для передачі трафіка через домен DiffServ. Характерними рисами застосування політики EF є низький рівень втрати пакетів, мала затримка, незначний джитер пакетів трафіка, а також гарантована смуга пропускання. Політика EF РНВ застосовується для обслуговування трафіка таких аплікацій, як передача мовлення мережами IP (VoIP), аплікацій відеоконференцій, а також для забезпечення таких послуг, як передача інформації віртуальними орендованими каналами, оскільки ця послуга є з'єднанням кінцевих вузлів DiffServ-домена типу "точка-точка". Скориставшись сервісом Expedited Forwarding, організація може побудувати власну виділену (з погляду QoS) мережу поверх загальнодоступної мережі провайдера.
З огляду на те, що рівень обслуговування EF має забезпечити припустиму величину затримки, а значну частку в сумарній затримці пакета складає час очікування в черзі, політика EF РНВ не має допускати виникнення черг (допускається черга дуже малого розміру). Виникнення черг на перевантажених ділянках мережі пов'язане з тим, що інтенсивність вхідного потоку трафіка перевищує інтенсивність його вихідного потоку. Звідси вирішення задачі запобігання появи черг - обмеження максимальної інтенсивності вхідного потоку трафіка мінімальною інтенсивністю його вихідного потоку. Задача обмеження вхідного трафіка покладається на формувачі трафіка, які реалізовані в прикордонних маршрутизаторах DiffServ-домена. Інтенсивність вихідного потоку трафіка (смуга пропускання) регулюється РНВ-політикою.
У випадку виникнення перевантаження маршрутизатор може виділити ресурси, яких досить для забезпечення певної інтенсивності вихідного трафіка для заданого інтерфейса. Це здійснюється шляхом використання різних функціональних реалізацій політики EF РНВ. Мова йде про застосування різних механізмів обслуговування черг, таких як зважений механізм рівномірного обслуговування черг на основі класу трафіку (CBWFQ), зважений механізм кругового обслуговування (WRR) і механізм кругового обслуговування з дефіцитом (DRR). У цьому випадку EF-трафіка призначається вага, що відповідає смузі пропускання, яка набагато перевищуює інтенсивність вхідного EF-трафіка. Можна модифікувати ці механізми, додавши пріоритетну чергу, призначену спеціально для обслуговування EF-трафіка.
Рівень обслуговування, що відповідає політиці гарантованої доставки пакетів AF РНВ, поступається за якістю обслуговування рівневі EF РНВ, однак є цілком прийнятним для більшості ТСР-аплікацій. Чотири класи обслуговування усередині AF РНВ орієнтовані на гарантовану доставку, але без мінімізації рівня затримок пакетів. Рівень обслуговування AF PHB відповідає рівню контрольованого навантаження моделі інтегрованого обслуговування.
У рамках політики AF PHB визначається чотири класи обслуговування: AF1, AF2, AF3 і AF4. Кожному класові виділяється певна кількість ресурсів (буферного простору і смуги пропускання) відповідно до укладеної раніше угоди SLA або прийнятої в мережі політики.
У межах кожного класу вводиться три рівні відкидання пакетів. Якщо при перевантаженні виникне необхідність відкинути пакети якого-небудь класу, наприклад, AF1, імовірність їхнього відкидання підкорятиметьсяся такому правилу:
,де
- імовірність відкидання пакета класу обслуговування 
.Іншими словами, в першу чергу буде відкинутий пакет класу
, потім класу 
, потім 
. Відкидання відбувається при перевищенні класом (у даному випадку AF1) виділеної для нього смуги. Пакети потоку-порушника можуть маркуватися з підвищенням імовірності відкидання.Рівень обслуговування AF PHB має виділений йому діапазон припустимих значень DSCP. Поле DSCP у цьому випадку має формат xyzab0, де xyz можуть бути 001, 010, 011 або 100, а значення ab відображає значення
.На практиці класи сервісу AF РНВ добре співпрацюють з одним класом сервісу EF - трафік EF може обслуговуватися за пріоритетною схемою, але з обмеженням інтенсивності вхідного потоку. Пропускна здатність, що залишилася, розподіляється між класами трафіка AF відповідно до алгоритму зваженого обслуговування, що забезпечить необхідну пропускну здатність, але не мінімізацію затримок. Кожному класові AF-трафіка відповідає своя власна черга пакетів, що дозволяє реалізувати ефективне управління смугою пропускання. Кожен клас AF-трафіка характеризується трьома рівнями пріоритету відкидання пакетів (низький, середній і високий), що дозволяє реалізувати механізм управління чергою за типом механізму довільного раннього виявлення (RED).
3. Порівняльна характеристика базових архітектурних моделей QoS
У табл.4 наведена коротка порівняльна характеристика базових архітектурних моделей QoS у мережах IP, включаючи негарантовану доставку.
Таблиця 4 - Порівняльна характеристика базових архітектурних моделей QoS у мережах IP
| best effort | DiffServ | IntServ | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Наданий рівень якості обслуговування | Негарантована доставка | Рівень диференційованих послуг (Soft QoS), не забезпечує гарантій наданих послуг | Рівень інтегрованих послуг (Hard QoS), дає тверді гарантії щодо забезпечення необхідного обсягу ресурсів |
| Область застосування | Без обмежень | Магістральні мережі | Орієнтується на периферію мережі, LAN, MAN |
| Функція QoS мережного рівня | Зв’язність вузлів мережі, рекомендується застосовувати механізми запобігання перевантажень (WRED) | Механізми СВ-Marking, Class-Based Shaping, CAR, WRED, WFQ, CBWFQ, LLQ. У мережах MPLS - CoS | Протокол RSVP |
| Функція QoS канального рівня | Обслуговування з невизначеною бітовою швидкістю UBR у мережах ATM, механізм узгодження швидкості передачі інформації (CIR) у мережах Frame Relay | IEEE 802.1p | Диспетчер пропускної здатності підмережі SBM, механізм обслуговування з постійною бітовою швидкістю CBR у мережах ATM, механізм узгодження швидкості передачі інформації (CIR) у мережах Frame Relay |
| Переваги | Простота, не вимагає реалізації складних QoS-механізмів | - Висока масштабованість;можлива організація великої кількості класів обслуговування (при використанні шестибітного поля DSCP - 64 класи) | - Забезпечення твердих гарантій щодо наданого рівня якості послуг;реалізація управління доступом з метою перевірки доступних ресурсів;інтеграція з інфраструктурою правил COPS;підтримка сигналізації Н.323 |
| Недоліки | Відсутність усіляких гарантій щодо якості доставки і щодо самого факту доставки, відсутність диференціації трафіка на класи (рівні) обслуговування.Мінімальна гарантована смуга пропускання 25% від ширини каналу, залежить від кількості інших класів і їхніх вимог | - Відсутність твердих гарантій;вимагає реалізації великої кількості механізмів QoS, можливі складності в настроюванні | Низька масштабованість, що пов'язано з обробкою кожного потоку окремо, необхідністю зберігати інформацію про стан кожного потоку на кожному вузлі, великими обсягами сигнальної інформації |