一點點學網絡通信技術(一)，網絡通信技術之網絡通信優(yōu)先級

網絡通信技術的使用讓通信成為可能，對于網絡通信技術，計算機相關專業(yè)的朋友應該有所認識。為增進大家對網絡通信技術的了解，本文將對網絡通信技術中的網絡通信優(yōu)先級予以介紹。如果你對網絡通信技術具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

網絡通信優(yōu)先級在概念上很簡單：重要網絡通信獲得高于次要網絡通信的優(yōu)先權。但這引出了一系列有趣的問題。例如,什么樣的通信應當優(yōu)先處理?誰來定義優(yōu)先級?人們是花錢購買優(yōu)先級,還是基于通信類型(例如,實時語音這種對延遲敏感的通信)來獲取優(yōu)先級?對于因特網通信,在哪里設置優(yōu)先級(是基于數據分組中客戶被預分配的標記設置在入口處,還是由在服務等級協(xié)議中定義的服務提供商策略來設置)?

優(yōu)先級也稱為CoS(服務類別),因為通信被分成高、中、低(金、銀、銅)這樣的類別;優(yōu)先級越低,數據分組就越“易于丟棄”。 CoS 是依據應用程序類型(語音、視頻、email、文件傳輸、事務處理等)、用戶類型(VIP 或普通用戶)或其它分類途徑等，對數據包進行分類和劃分優(yōu)先級的方法。“第一級”優(yōu)先級標志分配于數據應用程序——如關鍵任務數據事務，或視頻或語音傳輸，轉變快速，低優(yōu)先級標志分配于時間敏感較低的流量，如電子郵件和Web通信。當網絡繁忙時,屬于最低類別的數據分組最先丟棄。

優(yōu)先級/CoS不應當與QoS混淆起來,它是QoS的一個子集。包裹投遞業(yè)務可用來提供類比。人們可以為某包裹請求優(yōu)先投遞,投遞公司有包括不同級別的優(yōu)先級(明天、兩天等),不過,優(yōu)先順序并不保證包裹會準時到達目的地,它可能僅僅意味著投遞公司先于其他包裹處理該包裹。為提供有保證的投遞,各種不同的規(guī)程、安排和投遞機制必須到位。例如，F(xiàn)ederal Express(聯(lián)邦快遞)具有它自己的飛機機群和汽車車隊,以及電腦化的包裹跟蹤系統(tǒng)。

網絡QoS包含一整套的帶寬分配和服務提供技術,這些技術以保證的服務級別投遞數據分組。真正完全支持QoS的只有ATM(異步傳輸模式)網絡。RSVP(資源預留協(xié)議)是一種IETF為TCP/IP網絡定義的QoS策略。RSVP 允許通信雙方的主機請求特殊質量服務以確保質量的流體數據傳輸。(RSVP)路由器使用 RSVP 發(fā)送服務質量(QOS)請求給所有結點(沿著流路徑)并建立和維持這種狀態(tài)以提供請求服務。它不只是一種優(yōu)先級和CoS策略。RSVP支持對特定通信流的帶寬分配和預留。RSVP 只在單方向上進行預留請求，因此，盡管相同的應用程序，進程同時可能既擔當發(fā)送者也擔當接受者。但 RSVP 對發(fā)送者與接受者是不同對待的。有人曾認為RSVP難以在因特網上實現(xiàn),而許多企業(yè)已認識到了它的用途。MPLS(多協(xié)議標記交換)是另一種QoS策略,它是為在因特網上的服務提供商網絡間工作而設計的。

網絡優(yōu)先級方案的問題在于,當通信繁忙時,較低優(yōu)先級的通信可能無限期擱置,除非有足夠的帶寬來處理最高的負載級別。即使是高優(yōu)先級的通信,也可能因通信負載過重而擱置。一種解決方案是對網絡超量供應。倘若現(xiàn)在的網絡裝備的成本相對較低,這不失為一種合理的選擇。

當通信負載升高時,將開始填充路由器緩沖區(qū),這將增加延遲。如果緩沖區(qū)溢出,則丟棄數據分組。當緩沖區(qū)開始填充時,可以借助優(yōu)先級方案來轉發(fā)相對其他通信具有較高優(yōu)先級和對延遲更敏感的通信。這要求對通信進行分類(CoS)并移入具有適當服務等級的隊列中。讀者可以想象一個輸入端口,它對通信進行分類,或讀取數據分組中的現(xiàn)有標記來確定類別,然后將數據分組移到一個隊列堆棧中,棧頂具有最高優(yōu)先級。隨著通信負載增加,堆棧最頂端的數據分組首先享受服務。

在多協(xié)議路由器中已使用優(yōu)先級來賦予某些協(xié)議相對于其他協(xié)議較高的優(yōu)先級。例如,SNA(系統(tǒng)網絡體系結構)通信將因不即時投遞而超時,而造成的重傳則會降低網絡的性能。這樣的協(xié)議應當享有高優(yōu)先級。這里概述幾種其他優(yōu)先級/CoS方案:

?MAC層優(yōu)先級 在共享LAN環(huán)境(例如以太網)中,多個站可能會爭奪對網絡的訪問。訪問基于“先來先服務”的原則。有時,在兩個站同時嘗試訪問的情況下,兩個站則都退出訪問,然后等待超時后再進行下一次嘗試。對于只有一個站連接到交換機端口的交換以太網來說,這種情況很少發(fā)生。現(xiàn)在,已經開發(fā)出許多供應商專用的以太網優(yōu)先級方案。在令牌環(huán)網絡使用的一種優(yōu)先級機制中,在令牌中設置一個保留位來指示優(yōu)先級。

?VLAN標記和802.1P在設定VLAN時，您需要理解何時使用非標記VLAN，何時使用標記VLAN。IEEE802.1Q幀標記方案定義一種向IEEE MAC層幀中插入標記的方法,該標記用于定義虛擬LAN中的成員身份。802.1Q兼容的數據包攜帶額外的信息，交換機可以決定端口屬于哪個VLAN。如果一個幀攜帶了額外的數據，這就被成為“標記過的”(tagged)。標記中的三個位可定義八種不同的優(yōu)先級別。位設置的作用在于,它作為一種標記,向網絡設備提供信號,指明幀應當接收的服務類別。

?網絡層優(yōu)先級IP數據分組標題中有一個稱為ToS (服務類型)的字段。該字段最近已被重新定義,以在IETF的區(qū)分服務( Diff-Serv)策略中使用。Diff-Serv是一個相對較新的IETF工作組，它定義了一種更具擴展性的實現(xiàn) IP QoS的方法。Diff-Serv尤其適用于運營商網絡。它對數據分組進行分類和標記,這樣,它們在沿著路由的網絡設備處接收特定的逐跳轉發(fā)。ToS位基于策略信息進行一次性設置,然后由網絡設備讀取。因為IP是一種網絡互連協(xié)議,所以Diff-Serv跨網絡工作,包括支持這種服務的運營商和服務提供商網絡。因此,Diff-Serv將支持因特網、外聯(lián)網和內聯(lián)網上的CoS。

優(yōu)先級設置的位置可以有以下幾種。最符合邏輯的位置是在終端用戶的系統(tǒng)中運行的應用程序。但應用程序可能并不支持那么多可用的方案,因此邊緣交換機可能需要通過檢查數據分組的內容來推斷幀或數據分組的優(yōu)先級?，F(xiàn)在,使用所謂的基于策略的“多層交換機”可以很容易地完成這個工作;而策略就是在具有相同屬性的被管理對象上實施全局管理的操作。

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