前言
网络发展到今天,不管是只服务于一个企业的局域网,还是服务于大众的互联网都发生了巨大的变化。这种变化推动着社会信息化飞速向前发展,也使人们的生活质量不断提高,使人们可以时刻享受到由信息技术带来的方便和快乐。
2005年以前,网络服务主要是浏览网页、数据传输(上传和下载)、从服务器(数据库)中查询并获取数据。而今天,网络上除了有这些传统的业务外,还增加了很多新型业务,如实时音频业务、Web多媒体应用、实时视频业务、交互式音频业务、交互式视频业务、交互式数据业务等。这么多种业务在同一个网络平台上运行,势必会互相产生影响,甚至是干扰,导致某些业务不能达到其应该具备的业务质量。用专业术语来说,就是这种业务的服务质量不满足要求。例如,一个IP电话业务的语音总是断断续续,这就是服务质量不满足要求的例子。
另外,虚拟私有网络(VPN)的广泛部署,也需要运营商和客户携手共同考虑如何保证客户能够获得端到端的服务质量,而运营商从中可以开辟新的业务增长点。
服务质量的英文名称为Quality of Service,简称QoS。它是指网络提供更高优先服务的一种能力,包括专用带宽、抖动控制和延迟(用于实时和交互式流量情形)、丢包率的改进,以及不同WAN、LAN和MAN技术下的指定网络流量等,同时确保为每种流量提供的优先权不会阻碍其他流量的进程。
QoS是网络用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下,如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统,并不需要QoS,如Web应用或E-mail应用等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时,QoS能确保重要业务数据不延迟、不丢弃,保证网络的高效运行,如IP电话的数据既不能延迟也不能丢弃。
QoS还是一种网络安全技术。当路由器或交换机接收到流量非常大的攻击网络内某服务器的数据时,可以使用QoS技术对这种有害的数据流进行限制,把它的流量限制在比较低的水平上,以至于不能对网络内的服务器构成威胁,如限制DDOS攻击、蠕虫病毒等。
越来越多的路由器和交换机都装上了QoS功能,因此网络设计人员和网络管理人员有必要学习QoS技术,在实际工作中灵活使用该技术,以保证网络的高效、安全运行。
本书以弹性带宽管理(下载限速)为例说明QoS技术的实用性。如接口总带宽为10Mbps,允许总的最大下载速度为1000KB/s,每个连接最大下载速度为200KB/s。
(1)当带宽使用率较低时。如果带宽有空闲,则下载速度最大可以达到200KB/s。200KB/s是下载的峰值速度,即使带宽只有一个人在使用,也不会超过这个峰值速度,并且总的下载所占的带宽不超过1000KB/s。
(2)当带宽有一定的使用率时。如果带宽有一定的使用率,则每个人的下载速度都会降低,因为总的下载带宽不允许超过1000KB/s。
如果掌握了QoS技术,程序开发人员也可以为依赖服务质量的应用程序附加带宽控制功能。例如,你用Windows Media Player看网上电影,同时用BT狂下东西,这时你看的电影就会卡,但假如Windows Media Player有了带宽控制功能,系统就会划分出一部分网络带宽专供看电影使用,以保证网上电影的流畅,但BT的下载速度就会受到限制。当然,现在没有程序支持这种功能,这只是从QoS角度设想出来的。因为从OSI理论来讲,应用程序不应该管理带宽,带宽的管理应该是在网络层面上考虑的因素。
所有网络,无论是大型企业网络、ISP的网络,还是中、小型公司网络,都能利用QoS的某些方面获得最佳效率。由各种网络平台构成的大型企业网络必须提供端到端QoS解决方案,这就要求为不同的技术采用不同的QoS配置;ISP要求网络有良好的扩展性和性能,而且其承载的数据也不同于以前了,有了实时应用数据,就需要用QoS区分出不同的数据,为不同的客户提供有区分的服务等级;在中、小型公司网络中,管理员必须面对日益增长的应用程序,QoS可以使管理员区分不同的应用,以更有效的方式利用购买的电信链路。
由于QoS技术如此重要并被广泛地部署在网络中,所以网络管理者、网络工程师及高层技术管理人员必须掌握QoS技术。在读者建议下,经过一段时间的准备后,笔者写了这本系统介绍QoS的书。
全书共分10 章,章节的顺序与在网络中部署QoS的步骤一致,建议读者按顺序阅读,这样可以更清楚地理解QoS。其中,第1章为服务质量概述;第2章为QoS与标识字段;第3 章为数据的分类与标记;第4 章为流量整治;第5 章为队列及拥塞管理;第6 章为拥塞避免技术;第7 章为流量整形;第8 章为链路优化技术;第9 章为IPSec VPN应用QoS;第10章为MPLS VPN应用QoS。本书附录有642-642考试真题练习,并提供了练习答案,希望对读者有所帮助。
《圣经》中有一个词——“荣神益人”,希望本书能达到此效果。
本书由张国清编著,参加编写工作的还有胡朝华、王澜和张运欣。
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编著者
2009年5月于北京