Internet雖然已被廣泛應(yīng)用，并已成為信息社會不可分割的組成部分，但是它只能提供適合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的盡力而為（BE，Best Effort）服務(wù)，不能滿足不斷發(fā)展的基于IP的NGN多媒體業(yè)務(wù)的需要。為此，業(yè)界提出了許多IP網(wǎng)絡(luò)QoS解決方案，相關(guān)IT業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)化組織也正在積極推進(jìn)關(guān)于IP QoS標(biāo)準(zhǔn)的研究。
QoS是一個相當(dāng)復(fù)雜的問題，要確切理解QoS的含義和把握QoS的技術(shù)要求必需從各個層面綜合考慮。圖1給出了IP網(wǎng)絡(luò)QoS問題的多級概念模型，每一級的需求決定了下一級的QoS性能要求。首先，用戶是服務(wù)質(zhì)量優(yōu)劣的最終判決者，其主觀評判參數(shù)構(gòu)成了用戶級QoS，例如收聽音樂的保真度、收看圖像的清晰度等。它們往往是非定量的感性指標(biāo)，必需映射為可度量的應(yīng)用級QoS。
應(yīng)用級QoS一般有定量的參數(shù)范圍，其參數(shù)的確定取決于具體的應(yīng)用類別，例如在多媒體應(yīng)用中可包含媒體質(zhì)量、端到端時延、媒體成份間同步性能等。進(jìn)一步，應(yīng)用級QoS還需映射為可實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級QoS，它由兩個層面構(gòu)成。一是設(shè)備級QoS，例如音視頻通信終端所能支持的編解碼器、定時精度、丟包補(bǔ)償能力、緩沖能力等；二是網(wǎng)絡(luò)級QoS，即IP網(wǎng)絡(luò)所能提供的端到端傳送性能，這是最終決定服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。表1給出典型的網(wǎng)絡(luò)級QoS參數(shù)，它分為時間參數(shù)類、帶寬參數(shù)類和可靠性參數(shù)類三大類。其中最為重要的4項(xiàng)參數(shù)是：時延、時延抖動、丟包率、誤碼率。
為了確保用戶所需要的服務(wù)質(zhì)量，必需建立起各級QoS之間的映射關(guān)系，稱為QoS翻譯。這是分層協(xié)同QoS技術(shù)的基礎(chǔ)，也是制訂層間QoS信令標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。圖2示出VoIP應(yīng)用中系統(tǒng)級QoS和最終用戶級QoS的相互關(guān)系。語音包在網(wǎng)絡(luò)傳送過程中會產(chǎn)生時延、時延抖動和丟包，為了消除抖動，終端設(shè)備設(shè)置了抖動緩存器。網(wǎng)絡(luò)傳送的固有丟包和緩存器溢出引起的額外丟包加在一起構(gòu)成了接受端總的丟包，經(jīng)過終端的編解碼器補(bǔ)償后由于丟包引起的性能損傷將有所改善。同時，編解碼器處理和抖動緩存器都將產(chǎn)生附加的時延，它們和網(wǎng)絡(luò)傳送的固有時延加在一起構(gòu)成了接受端總的時延。編解碼器補(bǔ)償后的輸出和總時延決定了VoIP應(yīng)用級QoS，從而也決定了用戶感受到的QoS。由此可知，QoS是端到端的性能，必需由終端、網(wǎng)絡(luò)、控制層和決策層協(xié)同配合才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
圖2：系統(tǒng)級QoS和用戶級QoS的相互關(guān)系
這里，將IP QoS歸納為涉及多個平面的綜合技術(shù)，就如圖3所示。在管理平面，需要定義SLS、管理策略和度量標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此配置整個網(wǎng)絡(luò)的資源。在控制平面，需要進(jìn)行接納控制、支持流量工程的QoS選路和資源預(yù)留。在數(shù)據(jù)平面需要對數(shù)據(jù)流進(jìn)行整形、管制、排隊(duì)等一系列處理，并實(shí)施緩存管理和擁塞避免控制。
需要著重指出的是，為了使所有用戶能公平地共享網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)絡(luò)必需根據(jù)事先簽訂的合約分配資源，按照合約規(guī)定的等級提供服務(wù)，并根據(jù)服務(wù)等級收取費(fèi)用。對于沒有任何限制的Internet上網(wǎng)服務(wù)，則只能提供無保證的BE服務(wù)。
如圖3所示，為了向用戶提供端到端的QoS，負(fù)責(zé)接入的ISP和核心網(wǎng)之間以及核心網(wǎng)各個運(yùn)營域之間都需簽訂合約，稱為服務(wù)等級協(xié)定（SLA，Service Level Agreement），它是域間就關(guān)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性、適用性、性能、操作及其他特性在談判后形成的合約性文檔。其技術(shù)部分稱為服務(wù)等級規(guī)約（SLS，Service Level Specification），規(guī)定了允許通過的數(shù)據(jù)流的類型和總量以及網(wǎng)絡(luò)保證其達(dá)到的QoS指標(biāo)。表2給出了典型的SLS示例。
表2：SLS的典型示例
