MPLS&Diff-Serv模型的網絡QoS

摘要：通過OPNET10.0軟件進行仿真，對比單純DiffServ模型和MPLSDiff-Serv模型的數據。得出使用MPLS＆DiffSer模型的網絡服務質量比單純的DiffServ模型的網絡服務質量優越。

關鍵詞：MPLS DiffServ 服務質量 OPNET10.0

中圖分類號：TP393.1

文獻標識碼：A

文章編號：1002-2422(2010)03-0037-03

1單純DiffServ環境下的仿真

仿真使用OPNET10.0軟件建立網絡模型，如圖1。

網絡中包括7個路由器，其中2個邊緣路由器LER和5個中間路由器LSR。有4對會話節點通過網絡進行數據流的發送和接收，分別是Voice caller<-->Voice called，Video caller<-->Video called，Http Client<-->Http Serv-er，Ftp Client<-->Ftp Server。這些對話節點直接和邊緣路由器相連，在網絡中進行數據傳輸。當然在沒有添加MPLS機制的仿真環境場景中，所有LER和LSR都只實現普通路由器的功能。

在這個環境場景下，根據4種業務的不同特性，不是都按照盡力而為的服務類型進行傳輸，而是分配不同的PHB類型：Voice業務對實對性要求高，時延和時延抖動要求小，因此使用EF PHB類型轉發：Video業務也要求一定的實時性，但相對Voice業務流要低一些，使用AF11 PHB轉發；Http業務為交互級業務，對反應時間有一定要求，使用AF23 PHB轉發；Ftp業務對各方面要求最低，采用BE PHB進行轉發。

在每個相應的終端配置每種業務的DSCP值，邊緣路由器通過DSCP值對業務進行分類，并根據設置的CAR參數值對業務進行流量調節。然后將DSCP值映射到相應的PHB，中間路由器則按設定的PHB方式進行轉發。

實驗場景相關的重要參數配置如下：

(1)4種業務的DSCP和PHB值設置，如表1所示。

(2)CAR參數值如表2所示。

Average rate表示一段時間內數據傳輸的速率，當流量在這個值以下時，被認為是符合規定的，不會被丟棄。Nor-mal burst size表示當數據流超過這個值時，被認為是超過速率限制。Excess burst size表示當一個流量介于這個參數和Normal burst size參數之間時，這個流量的值越大則被丟棄的概率越大，當流量大于Excess burst size參數時，則被完全丟棄。

(3)wFQ參數值如表3所示。

Weight參數表示分配給隊列的帶寬的份額，值越大則分配到的帶寬越多，延遲越小。

根據以上的參數配置，可以看到，Voice、Video、Http、Ftp 4個業務流所分配的排隊優先級越來越低，丟棄優先級越來越高，這樣就在網絡的傳送過程中分別實現EF、AF11、AF23和BE等PHB的轉發。

配置好這些參數后運行仿真10分鐘，得到的average結果如圖2所示。

從以上結果可以看到，各業務流到實驗仿真結束時的各統計量參數的近似值如表4。

從上表數據可以看到，http和ftp業務流的響應時間過大，存在著網絡瓶頸，僅憑DiffServ機制還不能很好的利用網絡資源，提供更好的服務保證。

下面通過在DiffServ環境中添加面向連接的MPLS機制，建立顯式路由，使網絡的資源可以得到充分利用，從而更好的為各業務流提供所需的服務質量。

2MPLS＆DiffServ環境下的仿真

添加了4條靜態E-LSP，其中2條LSP經過的路徑節點為：LER_1<一>LSR_3<->LSR_4<－>LSR_5<->LER_2，用于傳輸Video業務流。這2條LSP經過的節點一樣，只是方向正好相反，其中一條為從LER_1到LER_2，另外一條從LER_2到LER_1。

另外2條經過的路徑節點為LER_1<－>LSR_1<－>LSR_2<－>LER_2，用于傳輸Voice、Http和Ftp這3個業務流，這兩條LSP經過的節點也一樣，方向相反。

添加靜態E-LSP后的拓撲圖如圖3，紅色和黃色靜態E-LSP用于傳輸Voice、Http和Ftp這3個業務流的對話，藍色和白色靜態E-LSP用于傳輸Video流的對話。

在邊緣路由器LER_1和LER_2中，要把DSCP值映射到MPLS的Exp域中，設置映射關系如表5。

這樣，在LSP路徑經過的節點中，不再根據DSCP值而是根據MPLS標記頭中Exp域的值進行相應的PHB轉發。

另外，還需要根據4個業務流的不同DSCP值設置4個不同的FEC如表6。

這樣通過以上的步驟，就完成了MPLS與DiflServ機制的結合。在使用靜態E-LSP建立顯式路由后，4個業務流在網絡中就被明確的分流到兩個不同的顯式路徑中進行傳輸，使得LSR_2<->LER_2的帶寬瓶頸得到很大的緩解，各業務流得到更好的服務質量保證。

運行仿真10分鐘，得到的average結果如圖4所示。

從以上結果可以看到，各業務流到仿真結束時的各統計量參數的近似值如表7。

3結束語

從上面的數據可以看到，MPLSDiffServ環境下，各業務流的服務質量參數大大的優越于單純DiffServ環境下的數據結果，這就是使用MPLS顯式路由合理分配業務流通過不同路徑進行傳輸以后帶來的理想結果。