支持区分服务带服务质量扩展的IP转发方法

摘要

支持区分服务带服务质量扩展的IP转发方法属于IP转发技术领域，其特征在于：它在网络入口路由器端采用在IP分组头中插入共用8个字节表示的约束编码及约束类别的方法进行IP头扩展，根据管理员设置的分组IP分类规则表再向该分组头的TOS域标志其服务类别，而在节点的输出队列中使用绝对优先级的调度策略；在转发路径的中间路由器中修改各约束条件值，构成带修正后的服务质量约束标志的IP分组头向下一跳转发；在网络出口路由器上删除上述服务质量扩展字段，构成普通IP分组头向接收端发出。它具有同时支持区分服务和支持服务质量路由，易于实现，无需修改终端软件的优点。

主权项

1、支持区分服务带服务质量扩展的IP转发方法，其特征在于所述的方法依次含有以下步骤：第1步：网络的入口路由器根据管理员设置的分类规则对普通的数据分组进行扩展，即该入口路由器通过顺序查找分类规则表来确定上述数据分组的类别，并据此设置分组IP头内的服务类型即TOS域并填充服务质量约束字段，它依次含有以下步骤：第1.1步：设定数据分组的下述服务类别及各自在服务类型域中的位置及相应的标志：奖赏服务即PS、确保服务即AS、尽力而为服务即BE，再根据该数据分组的服务类别在服务类型域的不同位置中置以相应的标志值；第1.2步：向IP分组头插入下述用8个字节表示的服务质量约束字段：编码，即Code：作为扩展服务质量的约束的标志编码；长度，即Length：表示扩展服务质量约束的长度，实际使用中设为8；映射，即QoSMap：表示路由器转发分组时需要关心的服务质量约束，缺省情况下设定为00001111，表明路由器在转发分组时同时考虑四个服务质量约束；保留，即Reserve：它是为以后进一步扩展时所预留的字节，它是一个字节；带宽，即Bandwidth：表示用户对可用带宽提出的要求，单位为KB；取值范围为[1，1e6/8]，取log1.05Bandwidth；延迟，即Delay：表示用户提出的延迟要求，单位为ms，取值范围[0，100×10e3]，取log1.05Delay；丢失率，即LossRate：表示用户对丢失率提出的要求，取值范围[0，100％]；花费，即Cost：表示用户对花费提出的要求，取值范围为[0，100×10e3]，取log1.05Cost；对于带宽约束、丢失率约束、延迟约束、以及花费约束的字段，分别根据用户需求分以下情况：不考虑该约束、在确定转发路径时需要最优结果、该约束条件不满足，保留了三个数值；第1.3步：重新计算整个IP分组头的校验和；第2步：在节点的输出队列中使用下述绝对优先级的调度策略：所有的奖赏服务分组进入高优先级的队列；所有的确保服务分组、尽力而为分组进入低优先级队列；当输出队列长度超过管理员设定的阈值后，尽力而为分组将以50％的概率被丢弃；两个队列调度时采取绝对优先级的调度方法；同一队列中的分组采用先进先出策略；第3步：收到IP扩展分组的路由器根据本地测量的结果按以下方式分别修改服务质量约束：带宽约束：当本地测量获得的可用带宽小于带宽约束中要求的带宽时，在带宽约束字段中置约束条件不满足标志；丢失率约束：根据下列公式的计算结果修改丢失率约束，即把丢失率约束修正为下述值：$\mathrm{QoS}{\left(L\right)}_{n+1}=1-\frac{1-\mathrm{QoS}{\left(L\right)}_n}{1-L_n}$ 其中，QoS(L)n：数据分组到达第n个路由器时，分组扩展IP头中携带的丢失率约束，它表示从路由器n到路由器N之间路径丢失率约束；QoS(L)n+1：数据分组到达第n+1个路由器时，分组扩展IP头中携带的丢失率约束；Li：0≤Li≤1，Li为转发路径上每个路由器入口所连接路径上的分组丢失率；延迟约束：修改后的值根据每跳路由器中减去本地测量获得的链路延迟值所得；若延迟的约束小于0，则在延迟约束字段中设置约束条件不满足标志；花费约束：修改后的值根据在每跳路由器中减去已设置并经过的相邻路由器之间的链路花费所得；若花费约束小于0，即在花费约束字段中设置约束条件不满足标志；根据以上修改后的各约束条件值，重新计算扩展IP分组头的校验和；第4步：网络出口路由器根据管理员的设置删除IP扩展分组中的服务质量扩展字段，向接收端转发。