0 引言
隨著光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的QoS問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，在IP網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)有不少成熟的QoS模型，如集成模型（Int-Serv）和區(qū)分服務(wù)模型（Diff-Serv）。目前光網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)，對(duì)接入業(yè)務(wù)采取一視同仁的服務(wù)策略，雖然在上層可以采取業(yè)務(wù)分級(jí)或QoS的區(qū)分，但是光網(wǎng)絡(luò)作為底層傳送網(wǎng)絡(luò)并不能了解這些信息，因此可能會(huì)導(dǎo)致優(yōu)先等級(jí)較高的業(yè)務(wù)在光網(wǎng)絡(luò)中并沒(méi)有得到相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的傳送。所以在IPover WDM網(wǎng)絡(luò)中，如何在WDM光層提供具有QoS保障的服務(wù)是非常關(guān)鍵的。
近年來(lái)，人們也開(kāi)始陸續(xù)提出了一些光域中QoS的解決方案。但是由于在光域中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群芸欤ㄒ话阒辽?55Mb/s），顆粒度比較粗，而且邏輯性光器件尚未成熟，因此，直接在光域中處理QoS是難于實(shí)現(xiàn)的。文獻(xiàn)[1]提出了區(qū)分光服務(wù)（DOS）概念，即借鑒較為成熟的IP網(wǎng)絡(luò)中的QoS的處理辦法，在光域中為不同的業(yè)務(wù)流量提供不同的路徑選擇，為WDM網(wǎng)中感知IP層的QoS信息提出一種解決方案。我們就這種方案結(jié)合具體Diff-Serv流量的QoS參數(shù)，圍繞基于跨層業(yè)務(wù)映射在光層中感知QoS，劃分QoS參數(shù)及等級(jí)，為不同流量匯聚、建立不同QoS要求的光通路。
1 光QoS模型建立
在IP over WDM光網(wǎng)絡(luò)中，來(lái)自IP層的業(yè)務(wù)在與光網(wǎng)的接口處匯聚，網(wǎng)絡(luò)邊緣要為不同的業(yè)務(wù)建立不同的光通道，一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于一個(gè)用于交換的光通道。圖1是典型的IP over WDM光網(wǎng)絡(luò)。
圖1 IP over WDM光網(wǎng)絡(luò)
在IP over WDM光網(wǎng)絡(luò)中建立QoS模型首先要考慮幾個(gè)問(wèn)題：①在光域中顆粒度比較粗糙，而IP層業(yè)務(wù)顆粒度較細(xì)，所以不可能直接將IP業(yè)務(wù)匯聚到光域中，這將大大浪費(fèi)光域資源；②在電域中路由器/交換機(jī)具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能，而光域中的光存儲(chǔ)器技術(shù)可作為一種排隊(duì)緩沖技術(shù)的替代方法，但是不能充分提供典型QoS模型中的緩沖能力；③光域中邏輯性器件尚未成熟，所以在光域中直接對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類處理是不可能的，只有充分利用電域中強(qiáng)大的處理能力，在光電的匯合點(diǎn)加以處理，也就是網(wǎng)絡(luò)的接口部分，來(lái)自IP網(wǎng)絡(luò)的流量在光網(wǎng)絡(luò)邊緣接口匯聚，接口負(fù)責(zé)匯聚和映射這些流量，把電層中的QoS參數(shù)轉(zhuǎn)化成光域中QoS參數(shù)，同時(shí)為不同QoS要求的流量建立不同QoS要求的光通路。
來(lái)自IP層的Diff-Serv業(yè)務(wù)在光層的接口處匯聚后，為了保障業(yè)務(wù)流量在光層傳輸時(shí)的QoS，這里采用DOS模型，DOS模型通過(guò)捕獲一組光參數(shù)和行為作為評(píng)價(jià)光路徑質(zhì)量和可靠性的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)光傳輸質(zhì)量、可靠性和其他可選參數(shù)來(lái)為每條可選光路徑分類，DOS模型包括以下4個(gè)功能組件：①框架結(jié)構(gòu)模型定義了DOS域的邊界，包括接口模塊（分類入口流量）；②根據(jù)一組參數(shù)和功能行為特征對(duì)服務(wù)類別的定義；③在網(wǎng)絡(luò)邊緣建立流量類型和服務(wù)分類的映射關(guān)系；④在光域中的信令和資源預(yù)留分配的實(shí)施。
如圖2所示，圖中所示為DOS模型中個(gè)功能組件的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備的流量分類器對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，光資源分類器位于入口交換機(jī)上，來(lái)區(qū)分網(wǎng)絡(luò)所支持的流量，光資源分配器對(duì)路徑QoS參數(shù)，光網(wǎng)器件進(jìn)行監(jiān)控。除了策略和分級(jí)控制信令和資源預(yù)留也是重要的控制功能，是光資源分配和配置流量分類器的依據(jù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)時(shí)分析，統(tǒng)計(jì)流量，容量定額和網(wǎng)絡(luò)整體性能的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)端到端的監(jiān)控。
圖2 DOS模型功能組件實(shí)現(xiàn)
2 WDM網(wǎng)光層業(yè)務(wù)映射和區(qū)分服務(wù)
2.1 WDM層的業(yè)務(wù)映射
由于IP網(wǎng)絡(luò)和WDM網(wǎng)絡(luò)是兩種不同的網(wǎng)絡(luò)，所以兩種網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)的方式和對(duì)業(yè)務(wù)的處理方式也不同。IP網(wǎng)絡(luò)中QoS參數(shù)為：傳輸帶寬、丟包率、時(shí)延、抖動(dòng)、安全性和恢復(fù)時(shí)間等，而在WDM光網(wǎng)絡(luò)中，光連接的QoS參數(shù)通常用光信噪比、誤碼率、傳輸速率、可用度，恢復(fù)時(shí)間和安全性等來(lái)衡量。所以要?jiǎng)澐謨煞N不同網(wǎng)絡(luò)的QoS參數(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù)映射。
首先劃分IP層QoS參數(shù)，在IP網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用Diff-Serv服務(wù)，IP中QoS的分類信息被包含在IP報(bào)文頭中，Diff-Serv體系使用了IP報(bào)文頭的TOS中的前6個(gè)比特來(lái)攜帶報(bào)文的分類信息，設(shè)置IP網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)（DSCP）域（取值為0~63），區(qū)分來(lái)自IP網(wǎng)絡(luò)中的Diff-Serv流量。我們?cè)O(shè)定IP網(wǎng)絡(luò)中的Diff-Serv流量分為4種：A、B、C、D。分別設(shè)定4種流量的QoS參數(shù)，同時(shí)設(shè)定IP分組頭的DSCP域值為：0x2c、0x1e、0x12、0x00。如表1所示。
