首先,需要解决控制颗粒度和可扩展性之间的矛盾。要确保电信业务的QoS,基于可用资源的接纳控制必不可少,但对每一个呼叫都执行复杂的接纳控制算法相当于回归传统交换的做法,违背了IP网的设计原则;其次,需要解决NGN分层结构中QoS层间垂直控制问题。QoS在本质上从属于具体应用,故QoS的实现必然涉及业务层、控制层和传送层之间的交互,必须定义层间QoS映射和控制信令标准,而目前QoS研究大多局限于传送层,未很好考虑上层机制;再次,需要解决多域QoS控制的问题。QoS是端到端的性能,因此必然涉及用户驻地网、接入网、城域网和核心网,还可能跨越不同的运营商网络,每一类网络域都具有其不同的技术机制和服务环境,因此应采用不同的解决方案,这些也是IMS急待解决的问题。
基于以上这些问题,本文先介绍了常用的QoS解决方案——IntServ模型和DiffServ模型,再详细讨论IMS中QoS控制架构、媒体授权及资源预留等问题。
2、IMSQoS服务模型
2.1综合服务(IntServ)模型
综合服务模型被设计用于提供端到端QoS,其基本思想是对属于不同数据流的分组在路由器中进行不同的处理。该模型应用资源预留协议RSVP(RFC2205)作为资源预留协议。端点发送RSVP消息为一个数据流请求确定的QoS,路由器从接收到的RSVP消息中获得关于该数据流的描述,并据此对所有属于该数据流的包进行正确操作。在路由不改变时,数据流的包将遵循与PATH消息一样的路径。而当拓扑改变时,如果在规定时间内由RESV消息产生的原预留状态没有被新的RSVP消息更新,路由器将删除该状态。
综合服务模型的主要问题是网络需要存储大量的状态信息。当一个包到达路由器时,路由器需要检查它目前正处理的所有预留,来判断这些包是否属于相应的预留。这就意味着路由器需要保存每一个数据流的状态细节,并且对任何一个包分配路由前都要进行检查。即使RSVP能支持多播会话的预留集合从而减少网络需保持的状态数,但一般仍然认为核心网应用RSVP不能做到很好的均衡。
2.2区分服务(DiffServ)模型
区分服务(RFC2475和RFC3260)模型解决了综合服务模型中存在的一些问题。区分服务路由器应保持最小状态以便能够快速决定数据包所需要的处理。而逐跳处理的依据则是逐跳特性PHB(PerHop Behavior),它们由8bit区分服务代码点(DSCP)标识。网络节点通过识别DSCP字段,把复杂的QoS保证转化为PHB。DiffServ网络定义了4类PHB,但是最合适在IMS中实现的有以下3类。
(1)加速转发EF(ExpeditedForwarding)PHB:这种方式不用考虑其它流量是否分享其链路,适用于低时延、低丢失、低抖动和确保带宽的端对端业务;
(2)确保转发AF(AssuredForwarding)PHB:每个AF类又分为3个优先级,可以对相应业务进行等级细分,QoS性能参数低于EF类型;
(3)默认或尽力而为型BE(BestEffort)PHB:没有任何QoS保证,AF类超限后可以降级为BE类,现有IP网络流量也都默认为此类。
DiffServ不需要基于流的端到端的资源预留机制,它在域的范围内工作,把QoS控制推到网络边缘进行。一个区分服务DS域采用统一的定义和资源管理,进入DS域的不同类的负载由边界路由器控制。这一结构与IntServ/RSVP模型相比,实现简单,其缺点是当前的实现结构无法实现严格的端到端的QoS保证,只能实现相对的服务类别。
2.3综合服务与区分服务相结合的服务模型
IntServ/RSVP模型虽然支持点对点通信和组广播,能提供有保证QoS,但要求所有路由器都支持RSVP,而每个路由器还要耗费大量存储空间和处理开销以维护和更新端到端的资源预留,因此只适用于网络边界处,不适用于骨干网。与之相比,DiffServ发送报文前无需通知路由器,也不必为每个流维护状态,且它是对流聚合后的类进行QoS控制。从对路由器的要求来说,DiffServ比IntServ/RSVP更简单,适用于骨干网路由器。