（计算机应用技术专业论文）基于qos和sla的计费系统设计与实现.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位论文中文摘要 中文摘要 随着高速互联网接入技术如非对称数字用户线路a d s l 、光纤到户f t t h 的推广，各 种基于网际协议i p 的新型网络应用应运而生。高速网络使得互联网逐渐具备了提供实时 业务的能力l l 】，如视频、语音通信。这种实时能力对网络服务质量q o s 提出了更高的要 求，概括为两方面：不同业务对网络服务质量要求不同，同一业务要求不同等级的服务质 量。针对这两方面，网络供应商采取基于业务等级协定s l a 的区分服务d i f f s e r v 策略。 d i f f s e r v 能够提供有差别的、可定制的、有服务质量保证的业务，同时网络供应商通过s l a 获取用户需求并监督用户实际享受到的服务质量。这种趋势必然需要新的计费方式与之相 适应，这正是本文要探讨的主题。 本文以本校与华为合作的基金项目“基于q o s 和s l a 计费的关键技术研究 为依托， 论文的主体结构包括理想计费模型、计费原型系统的设计、实现和功能测试。 首先，阐述了网络服务质量、业务等级协定和区分服务等基本理论，分析了现有计费 模式的优劣，提出了“基于q o s 和s l a 的理想计费模型 ，并给出了它的网络拓扑、体 系架构、计费策略和实现流程。 接着，为了验证该模型的可行性，本文设计和实现了一个完整的“融合q o s 和s l a 的计费原型系统”，该原型系统包括计费相关的数据库、计费网关和客户端费用查询系统。 其中计费网关是本文的重心，包括用户登录、接纳控制、流量统计和实时计费模块。在系 统设计过程中最难解决的是业务定级的效率问题，为此本文将防火墙技术中的“连接状态 思想引入业务定级，提出了“基于连接状态的s l a 流量标记方案 ，实验证明该方案能够 有效提高标记的速度。 最后，本文对原型系统进行全面的系统功能测试，并给出了具体的实验结果和分析。 关键词：服务质量，服务等级协定，区分服务，网络计费 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t i t a c t a bs t r a c t w i t ht h ee x t e n s i o no fh i g h - s p e e di n t e r a c ta c c e s st e c h n o l o g y , s u c ha sa d s la n df 1 广r h 。av a r i e t yo fn e w n e t w o r ka p p l i c a t i o n sb a s e do ni pe m e r g e h i 曲一s p e e dn e t w o r ke n d o w st h ei n t e r n e tw i t ht h ea b i l i t yo f p r o v i d i n gr e a l - t i m es e r v i c e s ，l i k ev i d e o ，v o i c ec o m m u n i c a t i o n s t h e s ea l lr a i s eh i g h e rr e q u i r e m e n t so f n e t w o r kq o s ，w h i c hc a l lb es u m m a r i z e di n t ot w oa s p e c t s ：d i f f e r e n ts e r v i c e sh a v ed i f f e r e n tr e q u i r e m e n t so f q o s ，a n dt h es a m es e r v i c er e q u i r e sd i f f e r e n tl e v e l so fq o s t h u s ，n e t w o r kp r o v i d e r sc o m m e n c ea d o p t i n g d i f f s e r vp o l i c yb a s e do ns l a d i f f s e r vi s c a p a b l eo fp r o v i d i n gd i v e r s i f i e d ，c u s t o m i z e d ，q o sg u a r a n t e e d s e v i c e s m e a n w h i l e ，n e t w o r kp r o v i d e r sc a no b t a i nu s e r s r e q u i r e m e n t st h r o u g hs l aa n dm o n i t o rt h eq o st h a t u s e r sa c t u a l l yg e t t h i st r e n dn e c e s s a r i l yc a l l sf o rn e wb i l l i n gm e t h o d ，w h i c hi st h et o p i co f t h i st h e s i s t h i st h e s i si sb a s e do nt h ec o l l e g ec o l l a b o r a t i v ef u n dp r o j e c tw i t hh u a w e i ，n a m e l y “r e s e a r c ho nt h e k e y t e c h n o l o g i e so fb i l l i n gb a s e do nq o sa n ds l a ”t h em a i ns t r u c t u r eo ft h i st h e s i si n c l u d e st h ei d e a lb i l l i n g m o d e l ，t h ed e s i g n i n ga n di m p l e m e n t a t i o no f b i l l i n gp r o t o t y p es y s t e m ，a n df u n c t i o n a lt e s t i n g f i r s t l y , t h eb a s i ct h e o r yo fq o s ，s l aa n dd i f f s e r vi sp r e s e n t e dp r i o rt ot h ea n a l y s i so ft h ee x i s t i n g b i l l i n gm o d e l s t h e na “q o sa n ds l ab a s e di d e a lb i l l i n gm o d e l ”i sp r o p o s e dw i t hi t sn e t w o r kt o p o l o g y ， s y s t e ma r c h i t e c t u r e ，b i l l i n gs t r a t e g ya n di m p l e m e n t a t i o np r o c e s s a f t e r w a r d s ，i no r d e rt ov a l i d a t ei t sf e a s i b i l i t y , ac o m p l e t e “b i l l i n gp r o t o t y p es y s t e mo f i n t e g r a t i n gq o s w i t hs l a ”i sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d ，w h i c hi n c l u d e sb i l l i n gr e l a t e dd a t a b a s e s ，b i l l i n gg a t e w a ya n dc l i e n t i n q u i r es y s t e m t h ed e s i g n i n go fb i l l i n gg a t e w a yi st h ep r i n c i p a lp a r t , w h i c hc o m p r i s e so fm o d u l e sl i k et h e u s e rl o g i n ，a c c e s sc o n t r o l ，t r a f f i cs t a t i s t i c sa n dr e a l t i m eb i l l i n g t h em o s td i f f i c u l tp o i n ti nt h es y s t e m d e s i g n i n gi st h ee f f i c i e n c yo fs e r v i c er a t i n g t ot h i se n d ，t h ei d e ao f “c o n n e c t i o ns t a t e i nf n e w a l l t e c h n o l o g yi si n t r o d u c e d ，a n da “s l at r a f f i cm a r k i n gs c h e m eb a s e do nc o n n e c t i o ns t a t e i sp r o p o s e di nt h i s t h e s i s ，e x p e r i m e n t ss h o wt h a tt h i ss c h e m ec a nr a i s et h es p e e do fm a r k i n gb yah i g hm a r g i n f i n a l l y , t h ef u n c t i o n a lt e s t i n go ft h ep r o t o t y p es y s t e mi sc a r d e do u tw i t ht h ed e t a i l e de x p e r i m e n tr e s u l t s a n da n a l y s i sl i s t e do u t k e yw o r d s ：q u a l i t yo fs e r v i c e ，s e r v i c el e v e la g r e e m e n t , d i f f s e r v , n e t w o r kb i l l i n g i i 南京邮电人学硕上研究生学位论文缩略词 缩略词 缩略词英文全称 译文 a d s l a s y m m e t r i c a ld i g i t a ls u b s c r i b e rl o o p 非对称数字用户线路 a t m a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e异步传输模式 b eb e s t e 怕r t 尽力而为 c b q c l a s sb a s e dq u e u i n g基于分类的队列 c b w f q c l a s sb a s e dw e i g h t e df a i rq u e u i n g基于分类的加权 公平队列 c q c u s t o mq u e u i n g 定制队列 d p i d e e pp a c k e ti n s p e c t i o n 深度包检测 d s c pd i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e sc o d ep o i n t区分服务码点 d i f 俗e l w d i f f e r e n t i a t e ds e r v i c e s 区分服务 f i f of i r s ti nf i r s to u tq u e u i n g 先进先出队列 f t t hf i b e rt ot h eh o m e 光纤到户 h t b h i e r a r c h i c a lt o k e nb u c k e t分级令牌桶 i e t fi n t e r a c te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e 互联网工程任务组 i p i n t e r n e tp r o t o c o l 网际协议 i p d v i pp a c k e td e l a yv a r a t i o ni p 分组时延变化 i p e ri pp a c k e te r r o rr a t e i p 分组错误率 i p l ri pp a c k e tl o s tr a t e i p 分组丢包率 i p t di pp a c k e tt r a n s f e rd e l a y i p 分组传输时延 i n t e r s e r v i n t e g r a t e ds e r v i c e s集成服务 第8 8 页 南京邮电大学硕七研究生学位论銮! ! ! ! 生 缩略词英文全称 译文 i t u ti n t e r n a t i o n a it e l e c o m m u n i c a t i o n国际电信联盟 u n i o n - t e l e c o m m u n i c a t i o ns e c t o r 电信标准局 l ( p i k e y p e r f o r m a n c ei n d i c a t o r关键性能指标 l l q l o wl a t e n c yq u e u i n g低延迟队列 m p l s m u l t i p r o t o c o ll a b e ls w i t c h 多协议标签交换 m s c g m u l t i s e r v i c ec o n t r o lg a t e w a y多业务控制网关 n a s n e t w o r ka c c e s ss e r v e r网络接入服务器 n g n n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k下一代网络 n pn e t w o r kp r o v i d e r网络供应商 p h bp e rh o pb e h a v i o r逐跳行为 p q p r i o r i t yq u e r y优先级队列 q o s q u a l i t yo fs e r v i c e服务质量 p p p o ep o i n t t o p o i n tp r o t o c o lo v e re t h e m e t以太网点对点拨号协议 r s v pr e s o u r c er e s e r v a t i o np r o t o c o l资源预留协议 r t pr e a l - t i m et r a n s p o r tp r o t o c o l实时传输协议 s i p s e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c o l会话发起协议 s l a s e r v i c el e v e la g r e e m e n t服务等级协定 s l s s e r v i c el e v e ls p e c i f i c a t i o n服务等级规范 t c a t r a f f i cc o n d i t i o n i n ga g r e e m e n t传输调节协议 t y p eo fs e r v i c e 业务类型字段t o s 虚拟划分 v pv i r t u a lp a r t i t i o n i n g w f qw e i g h t e df a i rq u e u i n g加权公平队列 w r e d w e i g h t e dr a n d o me a r l yd e t e c t i o n加权随机早期检测 南京邮电大学硕士研究生学位论文 图表清单 图表清单 图2 一li e t f 定义的i pq o s 体系结构5 图2 2s l a 管理逻辑框架7 图2 - 3 本文d i f f s e r v 网络拓扑模型9 图2 - 4 理想计费系统各功能模块1 2 图2 - 5 计费的实现流程1 6 图3 - 1 计费原型系统模型1 9 图3 - 2 各个数据库之间的关系2 0 图3 3r a d g r o u p r e p l y 习乏结构2 1 图3 - 4r a d p o s t a u t h 表中记录信息2 1 图3 - 5 业务类型在系统内部映射标记2 2 图3 - 6u s e r s l a 表中s l a 内部标识2 2 图3 _ 72 0 0 8 一0 1 一s t r e a m 的表结构2 3 图3 _ 82 0 0 8 0 l t i m e 的表结构，2 4 图3 - 9 用户登录流程图2 5 图3 - 1 0 接纳控制各功能子模块2 6 图3 - 1 1d p i 识别区域2 7 图3 - 1 2 业务识别模块流程图2 9 图3 1 3 业务定级过程3 0 图3 1 4i p v 4 头部的d s c p 3 2 图3 1 5d s c p 标记和域内d s c p 传播3 2 图3 1 6 实验室简化计费实现流程3 8 图4 1 实验室环境4 0 图4 2 接入网关完整业务流程图4 1 图4 3 业务识别总体框架4 4 图4 4 分组在i p t a b l e s 链中的遍历过程4 6 图4 5 业务分流4 6 第9 0 页 南京邮电大学硕上研究生学位论文 图表清单 图4 - 6 基于n e t l i n k 的内核态和用户态交互过程4 9 图4 - 7s l a 标记模块组成部分5 1 图4 8 接入判别模块流程图- 5 8 图4 9 流量警管位置5 9 图4 - 1 0 队列调度模型6 0 图4 - 1 i 业务调度队列6 1 图4 - 1 2 用户流量统计过程6 2 图4 - 1 3 用户流量统计模块的算法流程6 3 图4 - 1 4 用户登陆和密码修改过程6 6 图4 - 1 5 总费用查询流程图：6 6 图4 - 1 6 业务的详细信息流程图6 7 图4 - 1 7 业务费用查询流程图6 7 图4 - 1 8 接入时长查询流程图6 8 图4 - 1 9 用户信息查询流程图6 8 图4 - 2 0 用户s l a 修改流程图6 9 图4 - 2 1 用户余额充值流程图6 9 表2 - iy 1 5 4 1i pq o s 分类指导：4 表2 - 2s l a 模版6 表2 - 3s l s 定义6 表2 - 4 各种计费方式特点1 0 表4 1 可行的业务分类法4 3 表5 一l 用户登录测试7 0 表5 2 信息绑定测试7 1 表5 3 业务识别测试7 2 表5 4 业务定级测试7 2 表5 - 5 接入判别测试7 4 表5 6 流量警管测试一7 5 表5 - 7 流量整形测试7 6 表5 8 流量统计测试7 7 表5 曲用户费用测试j “7 8 第9 1 页 量堕邮电大学硕主婴窒皇堂垡堡窒j 堑i ! ! ! 蔓- _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ - - _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ - - _ _ - - _ - _ _ _ - _ 一一 一一一 表5 1 0s l a 信息查询7 9 表5 1 1 用户费用查询7 9 表5 1 2 接入时长查询8 0 表5 1 3 单项业务费用查询8 0 表5 1 4s l a 信息管理8 1 表5 - 1 5 充值测试8 1 表5 1 6 正常网络下系统测试8 2 表5 1 7 拥塞情况下系统测试8 3 第9 2 页 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了中文特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得南京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：么羔二尘日期：皿彤。 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保 留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印 或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容 相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊 登) 授权南京邮电大学研究生部办理。 研究生签 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章引言 1 1 课题背景 第一章引言 网络计费【2 】系统对于各网络供应商( n e t w o r kp r o v i d e r ，n p ) 来说都是一个极其重要的 组成部分，其不仅可以统计用户的使用费用，而且可以监督网络流量、优化网络资源分配， 先进的计费系统是提供优质网络服务的重要保证。随着宽带的迅速普及，多元化的业务( 数 据、语音、视频) 应运而生，它们对网络的服务质量( q u a l i t yo f s e r v i c e ，q o s ) 提出了不 同的要求【3 】。如电子邮件和f t p 等数据业务具有离散性特征，需要较大的吞吐量，对业务 传递的可靠性要求很高，误码率是最重要的指标，但可以容忍一定的延时；远程登录等交 互性的网络操作，传输数据量比较小，但它需要较高的实时性和可靠性；在线音视频点播 允许一定的数据丢失和延迟，但它要求连惯性、同步性以及和足够的带宽；而对于日趋流 行的网络视频聊天和i p 电话，具有流量大、延续性和相关性等特点，要求很高的实时性， 对延时和抖动要求非常严格。这些不断涌现的新应用，促使网络不仅仅提供尽力而为( b e s t e f f o r t ，b e ) 服务。 传统的网络计费系统大多采用单一( f l a tr a t e ) 计费方式。例如基于连接时长计费， 包月方式用户在支付固定的月租费后可以自由使用网络；非包月用户则是按在线时长来计 费，一般以小时或分钟为单位。也有按总流量计费的方式，这种方式一般针对网络供应商 之间的结算，现在也开始面向普通用户，如设置流量阂值。目前各地也正在推行将两者结 合的计费方式。总之，这些方式采用的计费原则比较单一，存在计费方法简单、计费规则 不合理等问题。如：不能反映网络的实际使用情况；没有考虑到不同业务的实际需求，不 能有效利用网络资源：没有考虑网络拥塞情况，不能避开网络高峰；按连接时间计算费用， 使带宽使用率低的用户为带宽使用率高的用户支付了额外费用等问题。现有的计费方法已 逐渐制约网络用户数量和新业务的发展。 面对广大用户提出的众多的应用需求和服务品质要求，人们相继提出了网络服务质量 q o s 以及服务等级协定s l a ( s e r v i c el e v e la g r e e m e n t ) 的概念。本文是在我校与华为合作 的基金项目“基于q o s 和s l a 计费的关键技术研究的基础上写成的，通过研究现有计 费的技术，针对下一代网络( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ，n g n ) 的特点，提出了“基于q o s 第i 页 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 和s l a 计费”的概念，给出它的理想计费模型，并设计与实现了实验室环境下的计费原型 系统，包括计费网关和客户端费用查询系统。出发点是给网络供应商为用户提供差异化服 务的同时如何更合理的收取费用提供参考，达到即保证了q o s 和s l a ，又能缓解网络拥塞， 合理分配网络资源的目的。 1 2 课题来源及本人工作 本文所涉及的课题主要来源于华为公司高校科技基金项目，项目名称为“基于q o s 和 s l a 计费的关键技术研究 ( 项目编号y j c b 2 0 0 7 0 4 0 l n ) 。 本人所做的工作可陈述如下：( 1 ) 和团队共同提出了“基于0 0 s 和s l a 的计费模型 的概念、体系结构及其计费策略；( 2 ) 设计了“融合q o s 和s l a 的计费原型系统 各主要 功能模块( 3 ) 提出全新的“基于连接状态的s l a 流量标记方案”，用以解决业务定级的 效率问题，并和团队一起提交华为专利；( 4 ) 采用开源l i n u x 平台及c 语言，开发了计费 原型系统各主要核心模块，包括关键的“流量统计和实时计费模块”，并进行功能测试， 通过华为验收，取得了较为理想的实验效果。 1 3 本文组织 全文共分五个章节，内容组织如下： 本文第一章首先介绍课题的相关背景，针对目前网络提供商实行的计费方式的不合理 以及新兴业务的需求，提出了“基于q o s 和s l a 计费”的概念。 第二章在计费相关理论辅佐下，诠释了“基于q o s 和s l a 计费 的概念，提出其理想 计费模型，详细分析了该理想模型所采用的网络拓扑、体系结构、计费策略及实现流程。 第三章阐述了“融合q o s 和s l a 的计费原型系统”的总体设计方案，包括计费网关 的体系结构、计费相关数据库的设计、各功能模块设计，最后简要描述了客户端费用查询 系统的设计。 第四章主要详述了计费原型系统各功能模块的具体实现过程，提出了一个全新的“基 于连接状态的s l a 流量标记方案 ，用于解决业务定级的效率问题。 第五章着重对计费原型系统( 主要是计费网关部分) 的各个功能进行用例测试和分析， 分为模块测试和系统测试。 最后，总结了本文所作的工作，并对该课题进一步研究的重点方向进行展望。 第2 页 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章基于q o s 和s l a 的计费模型 第二章基于q o s 和s l a 的理想计费模型 本章阐明上一章提出的“基于q o s 和s l a 计费 的概念，在此基础上，给出一个比 较实际可行的理想计费模型。首先阐述了相关的理论背景，包括网络服务质量q o s 、服务 等级协定s l a 和区分服务d i f f s e r v 架构；接着比较了现有的计费方案，分析其优劣，综合 它们的优势，提出了“基于q o s 和s l a 计费的理想计费模型 ；然后详细分析了该理想模 型所采用的d i f f s e r v 网络拓扑模型、体系结构、计费策略及实现流程。 2 1 背景及相关工作 首先介绍和网络计费紧密相关的重要概念和基本理论。 2 1 1q o s 网络服务质量 本文q o s l 4 1 是指计算机网络中的服务质量，是研究网络如何在现有资源的情况下，尽 最大努力保证网络应用的服务要求。 一般而言，影响用户感知网络性能的关键参数主要有三个，这三个参数也是划分q o s 类别的重要依据。 1 时延：包括源请求建立业务的时间和建立后接受信息的时间。 2 抖动：由单个数据包到达时间的可变性引起，在传输层尤其明显，可以通过缓冲 区( b u f f e r ) 消除或减少抖动。 3 丢包率：除了传输引起的比特错误率或分组丢失外，也包括多媒体编码降级引起 的丢失。 i t u t ( 国际电信联盟。电信标准局) 1 3 组建议y 1 5 4 1 【5 j 提出根据i p t d ( i p 分组传输 时延) 、i p d v ( i p 分组时延变化) 、i p l r ( i p 分组丢包率) 和i p e r ( p 分组错误率) 四个 方面将q o s 划分为6 类，如表2 1 所示。0 类到5 类优先级递减，第5 类为b e ( b e s t e f f e r t ， 尽力而为) 业务，对性能无保证。其中0 类和2 类对时延要求非常严格，且0 类对抖动还 有限制；1 类和3 类对时延要求比较严格，且1 类对抖动有限制；4 类对时延比较宽松， 且没有定义抖动限制；除了第5 类外都对丢包率和错误率有要求。 第3 页 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章基于q o s 和s l a 的计费模型 表2 1 y 1 5 4 1i pq o s 分类指导 q o sc l a s sa p p l i c a t i o n s ( e x a m p l e s ) n o d em e c h a n i s m sn e t w o r kt e c h n i q u e s 0 r e a l t i m e ，j i t t e rs e n s i t i v e ， c o n s t r a i n e dr o u t i n g h i g hi n t e r a c t i o n ( v o i p ，v t c ) s e p a r a t eq u e u ew i t h a n dd i s t a n c e l r e a l t i m e ，j i t t e rs e n s i t i v e ， p r e f e r e n t i a ls e r v i c i n g , t r a g i c l e s sc o n s t r a i n e d i n t e r a c t i v e ( v o l p ，v t c ) g r o o m i n g r o u t i n ga n dd i s t a n c e s 2t r a n s a c t i o nd a t a , h i g h l y c o n s t r a i n e dr o u t i n g a n dd i s t a n c e i n t e r a c t i v e ( s i g n a l l i n g ) s e p a r a t eq u e u e ，d r o pp r i o r i t y 3t r a n s a c t i o nd a t a , i n t e r a c t i v e l e s sc o n s t r a i n e d r o u t i n ga n dd i s t a n c e s 4l o wl o s so n l y ( s h o r t l o n gq u e u e ，d r o pp r i o r i t y a n yr o u t e p a t h t r a n s a c t i o n s ，b u l kd a t a , v i d e o s t r e a m i n g ) 5t r a d i t i o n a la p p l i c a t i o n so f s e p a r a t eq u e u e ( 1 0 w e s ta n yr o u t e p a t h d e f a u l ti pn e t w o r k s p r i o r i t y ) 传统的i p 网络只能提供“尽力而为 服务，所有的业务流公平竞争网络资源，很难保 证每类业务的通信要求，这也是引发i pq o s 研列q 的本质原因。几乎所有的国家在部署 n g n 实施要求时，都提出了如何解决下一代网络中端对端的q o s 问题。i e t f ( i n t e m e t e n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ，互联网工程任务组) 为之成立了专门的工作组，研究出一些初步的 成果，但i pq o s 的彻底解决还有待于更进一步的研究和发展。图2 1 为i e t f 定义的i pq o s 体系结构。i pq o s 体系结构包括( 从下往上) ： 1 物理层技术：帧中继( f r a m er e l a y ) 、a t m 、x d s l 等 2 链路效率机制：压缩( c o m p r e s s i o n ) 和链路分片重装( f r a g m e n t a t i o n ) 3 拥塞管理技术：p q 、c b q 、w f q 、c b w f q 、l l q 等队列机制 4 流量调节机制：管制( p o l i c i n g ) 、整形( s h a p i n g ) 5 拥塞避免机制：加权随机早期检测( w r e d ) + 6 分类标记技术：d s c p 、i p 优先级 7 信令技术：资源预留( r s v p ) 、a t m ( u n u n n i ) 8 q o s 方法模型：综合业务模型( i n t s e r v ) 、区分服务模型( d i f f s e r v ) 、多协议标记交 换( m p l s ) 、混合模型 9 业务类型：v o i p 、关键应用、多媒体业务、v p n 第4 页 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章基于q o s 和s l a 的计费模型 m i s s i o nc r i t i c a i s e r v i c e s t n t s e r v ld i f f s e r v 蘸 m p l s 霪h y b r i d s i g n a l i n gt e c h n i q u e s ( r s v p ，d s c p * ，a t m ( u n i n n i ) ) ；c l a s s i f i c a t i o n & m a r k i n gt e c h n i q u e s ( d s c p ii pp r e c e d e n c e ，n b a r ，e t c ) 。 4 么籀籀搿盘鬈缸魏z 施缸茹，茹疏渤勰蹴 赫渤：z 乙盛2 燃壶赫：“潮萁；：z 淼矗t 轨i 沈茹见船。搿五未z 猫彪。嚣；嬲锄勰渤缓= 镕 l c o n g e s t i o na v o i d a n c et e c h n i q u e s ( wr e d ) ；，绷黝嬲镒黼糍搿麟嬲糍黜黝雠端描猫鞴棼旃描黼搿黝黝嬲菊龆馨张躲凇粥船黝龆；鳓茹# 辫辫l 嬲瀚描嚣鞲糍# 描戳鞴貂：蹴醋鼢糍；端嘲端目瓣驺豁；线盔搿翰= j l t r a f f i cc o n d i t i o n e r s ( p o l i c i n g ，s h a p i n g ) 黝缓缴嬲缀黝黝玩澎戮鬈级籀黝溢僦嬲燃戮戮缀黧荔簇：燃渤缓缁滋琵戮戮旋黝鬟嬲露：兹缁羰兹戮绂缴缓缆渤戮褫黝荔籀薮 ； ： c o n g e s t i o nm a n a g e m e n tt e c h n i q u e s ( p q ，c q r w f q ，e b w f q ，l l q ) 磁缫缀篓黧续! 碘蹩墼缎篓黧壅：垒鲞嫩i i 釜妊；= 婆；姿i 量釜i 量缬i 璺巍篓鲤垫i 妊= ! 垫垫i 塾绝然；i 缕缴! ! i ；丝垒! ! i 缴! 娩釜杰 l l i n ke f f i c i e n c ym e c l i a n i s m s ( c o m p r e s s i o n ，f r a g n l e n t a t ；o n 2 1 2s l a 服务等级协定 图2 - 1i e t f 定义的i p q o s 体系结构 2 121s l a 和s l s 定义 服务等级协定s l a 【7 ，8 】是用户与网络供应商签订的关于提供商如何向用户提供服务的 协议。s l a 包括技术部分和商业法律部分，技术部分被称为服务等级规范( s e r v i c el e v e l s p e c i f i c a t i o n ，s l s ) 。在d i f f s e r v 网络中，s l s 主要包括流信息、流的拓扑范围、流的一致 性处理( 也称流规范参数) 、调度时间、需要监测的性能参数及这些参数的阈值。这些参数 用于描述n p 提供的网络服务，是计费的重要依据。 现实中，s l s 作为s l a 的技术部分，是一组参数及相应的值，定义了业务流所获得 的服务。换言之，s l s 指定了与特定服务相关的网络参数及参数值。一套标准的s l s 参数 和语义说明对于提供点对点q o s 和简化s l s 协商都是至关重要的。i e t f 草案提出了关于 s l s 的表示方法【9 1 ，综合草案成果我们制定了简要的s l 久以及s l s 模舨，s l a 模板如表 2 2 所示，我们定义了协议双方的信息、业务的基本信息、合约的有效期、计费相关信息 以及发生网络故障和s l a 违约时的处理方法。s l s 的一个实例如表2 3 所示，定义了业务 的名称、类别和等级；业务开展后，如果网络资源得不到满足时是否允许降级标记；以及 业务正常开展需要的q o s 等重要参数。 第5 页 口zh)l翟。乏一卜uz a山协。u一一q“ 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章基于q o s 和s l a 的计费模型 表2 2s l a 模版 s l a 表示 协议双方信息描述 业务基本信息描述 和约有效期 计费信息 故障回复及违例处理 其它 表2 3s l s 定义 s l s 实例 业务名称 视频点播 业务类别音视频交互型 业务等级中级 降级标志豫涯 带宽 宽带 点对点时延 4 0 0 m s 抖动 5 0 m s 丢包率1 0 一i 可用性 9 9 5 2 1 2 2s l a 管理 s l a 模板制定好后，如何有效的管理和实施是关键。一个逻辑上的s l a 管理框架1 0 1 如图2 2 所示。s l a 管理逻辑框架包括： 1 业务接入点：和网关相关( 物理设备) ，代表业务和网络基础设施之间的关系。 2 业务：由不同的业务节点组成，每一个业务对象为业务树上的单个元素。 3 产品：可理解为业务群，类似于分组业务树。 4 s l a 直接和产品相连，s l a 模板只能在产品环境下创建，s l a 对象代表s l a 合 同，包括一组公共s l a 参数( 网络可达性、最大恢复时间和违约时间等) 和s l a 关键性能指标( k e yp e r f o r m a n c ei n d i c a t o r ，k p i ) 。 每一个元素首先被定义为模板对象，然后被实例化为可工作对象。 第6 页 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章基于q o s 和s l a 的计费模型 i s l a 模板 卜 产品 i用户 s l a i tt 、i i n ，位士拧士c 业务 业劈卞吴恹f 7 广1 丁t i 。l 千 l il 业务接入点模板 业务接入点 i 网元 i 图2 - 2s l a 管理逻辑框架 s l a 管理一个很重要的方面是如何有效使用网络资源，其中最关键点是如何有效分配 带宽。参考文献【l l 】建议了一种基于虚拟划分( v i r t u a lp a r t i t i o n i n g ，v p ) 的s l a 管理机制 来充分开发轻载s l a 业务的空闲容量，从而有效利用网络资源；这种v p 的代价是轻载用 户的q o s 将得不到保证，即轻载用户经历业务呼叫被阻止的概率高于s l a 中签署的q o s 规定，这对于轻载用户来说是一个很严重问题，会助长恶意的超载行为；因此该文作者建 议n p 支付轻载用户一定的违约金来补偿可能发生的q o s 或s l a 违约现象。 v