[科普中国]-区分服务

简介

区分服务（DiffServ）是一种保证QoS的网络技术。

区分服务体系结构（DiffServ）定义了一种可以在互联网上实施可扩展的服务分类的体系结构。一种“服务”，是由在一个网络内，在同一个传输方向上，通过一条或几条路径传输数据包时的某些重要特征所定义的。这些特征可能包括吞吐率、时延、时延抖动，和/或丢包率的量化值或统计值等，也可能是指其获取网络资源的相对优先权。服务分类要求能适应不同应用程序和用户的需求，并且允许对互联网服务的分类收费。1

DiffServ 体系结构由许多在网络节点上实现的功能要素组成，包括每一跳转发小集合，数据包归类功能，和交通调节功能。其中，交通调节功能又包含测量、标记、整形、和监察策略四部分。在本体系结构，只在网络的边界节点上实现复杂的分类和调节功能，并且，通过在 IPv4 和 IPv6 包头的 DS 段做适当的标记 [DSFIELD]，聚合流量，然后根据所做的标记，采取不同的每一跳转发策略。因此，本体系结构具备可扩展性。“每一跳行为”保证了在互相竞争资源的数据流中为每个网络节点分配缓冲区和带宽资源时，有一个合理的处理力度。在核心网络节点上，无需维护每个应用程序流或每个用户转发状态。1

分类服务体系结构基于这样一个简单模型：进入网络的流量在网络边缘处进行分类和可能的调节，然后被分配到不同的行为集合中去。每一个行为集合由唯一的 DS 编码点标识。在网络核心处，数据包根据 DS 编码点对应的每一跳行为转发。1

特点1、DiffServ的最大特点就是简单有效、扩展性强。其实施特点是采用聚合的机制将具有相同特性的若干业务流聚合起来，为整个聚合流提供服务，而不再面向单个业务流。也就是说在DiffServ网络边界路由器上保持每流状态，核心路由器只负责数据包的转发而不保持状态信息。

2、层次化结构。分为DS区域（DS domain）与DS区（DS region）两级，在DS区域内，服务提供策略与PHB的语义和实现要一致；但DS区内的各DS区域可以支持不同的PHB，有不同的服务商提供策略，它们之间通过服务层协议与传输调节协议协调提供跨区域服务，这种结构适应了Internet中由各ISP提供接入服务的商业模式。2

3、总体集中控制策略（与Intserv分布式控制相对照），网络资源的分配由总体服务提供策略决定，包括在边界如何分类聚合流，在内部如何调度转发流聚集。2

体系结构原理区分服务(Diffserv)模型的提出源于集成服务模型暴露出的种种缺陷，IETF为此制定这个相对扩展性较强的方案来保证IP网络的服务质量QoS。3

Diffserv体系模型的核心思想是：在网络边界将数据流按QoS要求进行简单分类，不同的类别在内部节点的每次转发中实现不同的转发特性。Diffserv体系使得ISP能够提供给每个用户不同等级和质量的服务。用户(或网络边界节点)通过设置每个数据包的DS字段(IPV4首标中的服务类型(ToS)字段或IPV6首标中的通信类(Traffic Class)字段)的值要求特定的服务等级。其中，被设置的DS字段被称为区分服务码点(DSCP)。在每个支持Diffserv的网络节点中，这个DS值将数据报映射到一类转发行为PHB(Per-Hop Behavior)中去，从而在转发中区别对待。用户和ISP之间有一个协定，此协定规定了该用户在每个服务等级上所能发送的最大数据率。超过此最大速率的数据包或被丢弃，或无法享受到它所要求的服务。Diffserv网络最大的特征是其可扩容性。此体系将许多复杂的控制移到了网络边界，使内部节点能对叠加之后的数据流进行处理，而不必对每个数据流分别处理，从而大大减小了网络内部应该记录的状态，简化了网络内部节点的操作。3

在Diffserv体系中定义了三种服务质量,分别为尽力而为服务(BE)、奖赏服务(EF)和保证服务(AF)，其中奖赏服务是指将网络带宽中的一小部分带宽分配给奖赏服务用户使用，主要用于实时服务;而保证服务是提供比尽力而为服务尽可能好的服务质量，其与尽力而为服务的区别在于当网络拥塞时先丢弃尽力而为分组。3

协议结构在 DiffServ 中，定义了一个替换头字段，称为 DS 字段，用来取代现有的 IPv4 TOS（Octet）和 IPv6 Traffic Class（Octet）。其格式如下所示：

6 bit DSCP

2 bit CU

DSCP ― 即区分服务代码点，用于选择 PHB。

CU ― 当前尚未使用。

区分服务模型能够提供满足不同的QOS需求的多种服务等级，与IntServ模型不同的是，使用DiffServ的应用在发送数据前不显示的通知网络设备。DIffServ是为现代网络及其解决方案量身打造的一种Qos实现。DiffServ重新指定IP数据包报头的Tos(Type of Service,服务编码点)比特。DiffServ使用DSCP（Differentiated Service code point，差异化服务编码点）作为Qos优先级描述符，它支持64个分类等级。RFC2474定义了如何根据DSCP使用ToS字节。