4.6 Механизмы обеспечения качества мультиплексирования IP-Ethernet

Протокольный механизм DiffServ заключается в разделении трафика в сети на несколько классов, в каждом из которых поддерживается определённый показатель QoS. Классификация входящих в сеть пакетов сопровождается маркировкой каждого пакета кодовым словом для приоритетной обработки DSCP (DiffServ Code Point), состоящим из 6 бит. Функции классификации должны выполнять порты доступа. Слово DSCP вставляется в заголовок пакета IP. Дальнейшая обработка каждого пакета в промежуточных узлах, т.е. принятие решения о направлении пакета в очередь с большим или меньшим приоритетом обслуживания производится исключительно по DSCP. Каждому классу пакетов в сети выделяется ресурс по передаче. Например, классам 0,1,2,3 ставится в соответствие процентное распределение ресурса 10%, 20%, 30%, 40%. Для очередей, основанных на классах QoS , пакеты не назначенные ни в одну группу, принадлежат группе 0 и автоматически имеют 1% от общей пропускной способности всей группы. Возможна также реализация обслуживания смешанных классов: взвешенное круговое обслуживание; смешанное обслуживание 1/3; смешанное обслуживание 2/2; обслуживание с прямым приоритетом [104].

Другим важным средством обеспечения показателя QoS в механизме DiffServ выступает формирование трафика. При этом решается задача сглаживания пульсаций «взрывного» трафика, т.е. выравнивания неравномерности продвижения пакетов. Процедура сглаживания известна как «маркерное ведро» или «token bucket». Её принцип заключается в следующем механизме управления. Максимальная средняя скорость отправки потока пакетов из узла зависит от скорости прибытия в него разрешений на передачу определённого объёма пакетов. Очередной пакет отправляется, если соответствует разрешенному объёму. В противном случае пакет отбрасывается.

Для получения пользователями не только качественного доступа в сеть через Ethernet/IP, но и высококачественного сквозного обслуживания, например в виртуальной частной сети, или доступа к интегрированным услугам, предложен механизм MPLS (Multi Protocol Label Switching) – быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, который можно рассматривать как новую технологию. В механизме MPLS сочетаются возможности управления трафиком, масштабируемости и гибкости протоколов. Многопротокольность указывает на возможность размещения (инкапсуляции) данных сформированных по различным протоколам. С точки зрения семиуровневой модели ISO/OSI в MPLS реализованы возможности канального и сетевого уровней.

Механизмы DiffServ и MPLS схожи по маркировке пакетов в доступе, т.е. в обоих случаях маркировка происходит во входных точках сети. Однако для MPLS используется метка величиной 32 разряда вместо 6 разрядов DiffServ. Метка MPLS помещается между заголовками 2 и 3 уровней и используется для определения следующего маршрутизатора на пути к станции назначения. Кодовое слово DCSP не несет в себе информацию по выбору маршрута продвижения, а только определяет уровень качества обслуживания в узлах сети. Протоколом MPLS упрощается процесс продвижения пакетов в магистрали, поскольку на промежуточных узлах происходит высокоскоростная коммутация по информационной метке. Порядок передачи пакетов следующий: пограничный коммутатор (узел доступа) на основании адреса IP станции назначения и другой информации определяет значение метки QoS и принадлежность пакета классу обслуживания, и отправляет на выходной порт; следующий узел (маршрутизатор) использует метку для продвижения пакета, определяя следующий узел на пути к месту назначения и заменяя метку на новую; последний пограничный маршрутизатор (узел доступа) снимает метку и отправляет пакет IP на выходной интерфейс в обычном виде.