[发明专利]一种优化服务质量配置的方法及报文转发设备

说明书

技术领域

本发明涉及承载网网络通讯领域，尤其涉及一种优化服务质量(Quality of Service，简称为QoS)的方法及报文转发设备。

背景技术

在传统的IP网络中，所有的报文都被无区别地等同对待，每个路由器对所有的报文均采用先进先出(First Input First Output，简称为FIFO)的策略进行处理，它尽最大的努力将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。

随着IP网络上新应用的不断出现，对IP网络的服务质量也提出了新的要求，传统IP网络的“尽力服务”策略已不能满足现有应用的需要。如对于VoIP(Voice over Internet Protocol，网络电话)业务来说，如果报文传送时延太大，将是用户所不能接受的。因此，为Internet(因特网)提供支持QoS的能力是解决该问题的可行方法。

QoS即服务质量，它旨在针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量，如提供专用带宽、减少报文丢失率、降低报文传送时延及时延抖动等。常用的方式如限速、根据优先级信息进行转发等(根据报文特征限制它的转发速率和赋予它优先级)。

如图1所示，描述了报文在路由器中的转发过程和QoS的应用场景。箭头方向指示了报文的转发路径，QoS策略应用在路由器的一个输入端口gei-0/1/0/3上。报文从这个输入端口进入后，路由器设备如果判断出满足策略条件就会对该报文进行对应的QoS操作，比如限速、根据优先级信息进行转发等。

如下程序是在某一个端口上进行QoS策略配置的一个简单例子。其中，class-map和policy-map、service-policy命令结合使用；ingress表示进入这个端口的报文。

policy-map 123是一个QoS策略，它会通过service-policy命令应用到某一个路由器的端口上(如gei-0/1/0/3)。其中policy-map 123的内容是，对于应用了QoS策略的路由器端口收到的报文，凡是满足class-map abc的报文都会应用一组策略police 2000，以限制报文转发速率为2000kbps。200是和限速值配合使用的一个附加值，表示缓存大小。同时，满足class-map abc的报文是，match precedence 0134567，也就是报文中的precedence值等于以上这几个值中任意一个值的报文。

如图2所示，在这种流量管理的配置应用场景中，常用的实现方式是让不同的报文进不同的队列。如precedence值等于0、1、3、4、5、6或7的报文走队列1，precedence值等于2的报文走队列2(其中precedece的取值范围只能是0～7)。其中队列1有2000kpbs的限速，队列2为普通队列。队列可以理解成一种硬件资源，能实现分流的目的，同时队列又具有流量管理的功能(比如限速)。

在使用过程中，经常遇到这样问题，比如，当QoS策略的应用条件配置为：match precedence 0 1 3 4 5 6 7，这种配置实际上是只要不匹配precedence2即可，但在match precedence选项中却需要列出所有除了2之外的所有数字，比较麻烦，容易出错。另外如果QoS策略的应用条件时匹配报文携带的vlan(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)或者匹配的对象取值范围很大时，那么就更麻烦了，比如match vlan的取值范围是1-4095。

此外，对于如此多的数字，一般的实现方式是把每一个值依次写入一块存储区域，然后让路由器中相关的芯片设备一一进行查找匹配操作。一方面浪费了很多存储空间，另一方面降低了芯片的查找速度。

还有一种方式是进行压缩。比如4、5、6、7这四个数采用二进制表示方式可分别写为100、101、110及111，用伪程序可以统一表示成1**，其中‘*’表示可能取不同的值。这样，写入存储区域的条目由两部分组成：键值和掩码。在转发报文的过程中，掩码某一位是1时表示报文中的这一位必须和键值中的这一位要一致才算相匹配，掩码某一位是0是则表示不关心这一位。这样，使用二进制方式的键值100及掩码100，或者16进制的键值0x0004及掩码0x0004，就可以表示上述4～7这4个值了。