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Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展趋势 从三大会议看 IP QoS 研究的发展趋势 余一娇 1 2 1 华中师范大学语言学系 武汉 430079 2 华中科技大学计算机学院 武汉 430074 E mail yjyu 摘摘 要要 在 IP 网络中如何确保服务质量 QoS 曾经是计算机网络通信领域的热点问题 许多算法 和解决方案被陆续提出 然而实际中能够应用的却极少 SIGCOMM 2003 曾专设一个讨论会 Workshop 就是否应继续研究服务质量进行探导 并就它未来的发展方向提出了一些建议 本文根据 SIGCOMM INFOCOM GLOBECOM 三个计算机网络领域最有影响的国际会议在 2003 2004 年中发表的论文信息 分析国际学术界和工业界对 IP QoS 研究的态度 文中最后指出 第一 实用性强的 IP QoS 研究将 是长期的研究主题 而过于复杂的算法研究意义不是很大 第二 未来三年中研究动态拓扑结构网 络环境中的 QoS 问题将成为 QoS 研究的新热点 关键词关键词 IP QoS SIGCOMM INFOCOM GLOBECOM 1 前言前言 过去十年是因特网高速发展 从实验室走向广泛应用的十年 人们对因特网提供的通信服务期 望在此期间也发生剧烈的变化 九十年代中期 只要能够连到网上 从网中访问一些简单的文本信 息用户就十分满足 而如今拨号上网所支持的最大网络带宽完全不能满足用户利用网络观看视频的 需要 另外 网络流媒体服务具有实时性需求 它不仅仅是简单的要求高带宽 还需要网络服务质 量是稳定的 如今的计算机网络使用的 TCP IP 协议是在 1981 年提出 当时的研究者不可能 也不 敢想象短短的二十年后他们缔造的互联网竟会取得如此巨大的成功 在 TCP IP 发展之初 实现不同 网络的无缝互连是首要任务 因此现行 TCP IP 协议基本上没考虑服务质量需求 IP 网络中如何确保服务质量的研究自上个世纪九十年代中期以来在工业界和学术界广泛展开 无论是国际学术期刊 还是国际上最有影响的学术会议都发表了大量的关于 IP QoS 的论文 这些论 文在不同网络协议层讨论了 QoS 确保机制 如有的论文在 IP 层讨论带 QoS 约束的路由算法 拥塞控 制算法 有的论文在 TCP 层讨论窗口的慢启动机制 有的在应用层讨论保证服务质量的 WEB 服务等 即使是同层中的算法设计采用的数学方法也大有差异 有些采用遗传算法 有些用组合数学或者控 制论等 但这些关于 QoS 的论文存在一个共同趋势就是数学方法越来越复杂 过于复杂的算法导致 了工业界研发人员的疑问 他们甚至提出 如此复杂的控制机制对实际网络设备开发到底有什么帮 助 2003 年 SIGCOMM 专设了 IP QoS 讨论会 会上来自英国剑桥大学等地的学者对如今的 IP QoS 研 究提出了质疑 个别学者甚至发出了严厉的批评 认为过于复杂 IP QoS 研究不过是学术界的一场数 字游戏而已 来自科研管理部门的信息也表明对 IP QoS 的研究将降温 美国国家自然科学基金可能 不再或者将极少支持该类项目研究 从事 IP QoS 研究的学者们面临着实际的问题 我们是否还应该 坚持 IP QoS 研究 我们应该怎样研究 本文通过报告 SIGCOMM INFOCOM GLOBECOM 三个会议 2003 2004 年两年间发表的相关论文 来回答以上两个问题 本文结构安排如下 第二部分介绍 SIGCOMM 2003 中对 IP QoS 的讨论过程和结论 第三部分介 绍 INFOCOM 2003 2004 年发表的与 QoS 相关的论文 第四部分介绍 GLOBECOM 2003 2004 年发表 QoS 类的论文信息 最后文中提出自己的看法和结论 2 SIGCOMM 2003 中关于中关于 IP QoS 是否值得研究的讨论是否值得研究的讨论 2 1 RIPQOS 讨论会 2 1 RIPQOS 讨论会 1 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 SIGCOMM 2003 设置了多个专题讨论会 其中有个为期一天的讨论会是从学术研究和工业界两个 不同视角来评价 IP QoS 的研究历程和探导未来的发展方向 该讨论会的名称为 Workshop on Revisiting IP QoS Why do we care what have we learned RIPQOS 本次讨论会的会议征文 信息如下 过去的十年中 因特网工程和研究人员一直在争论 设计或者忽略 IP 网络服务质量的 工具和技术 大家在网络实践中的一个直觉是 有些 IP QoS 技术可能是必要的 但却一直没有就为 什么 以及谁将为保证服务质量付费的问题达成一致协议 研究如何在 IP 网络中保证服务质量有时 甚至被认为是一种浪费时间的行为 因为几乎每一种提出的方案最终都没得到真正的实现和应用 鉴于此 SIGCOMM 2003 决定举行一次关于因特网服务质量研究的讨论会 该讨论会将互联网技术的 研究者和工程人员提供一个难得的交流机会 希望通过该会 大家能明确 IP QoS 研究的历史 发展 特别是评价或展望我们应在哪些方面做得更好 或者未来是否应开辟新的 IP QoS 研究焦点 1 本 次讨论会于 2003 年 8 月 27 日在德国 Karlsruhe 举行 主持人是来自澳大利亚 Swinburne University of Technology 的 Grenville Armitage 博士 讨论会开完之后 Grenville Armitage 博士在 Computer Communication Review 上发表了一篇关于本次讨论会的介绍和总结性的论文 Revisiting IP QoS why do we care what have we learned ACM SIGCOMM 2003 RIPQOS workshop report 2 该文 主要是介绍讨论会的举行过程以及各位报告者的观点 Grenville Armitage 博士自 1994 年获得博士学位以来 在因特网服务质量学术研究和工程技 术领域中都取得了很大成就 他在通信领域最有影响的国际学术期刊 IEEE Journal of Selected Areas in Communications IEEE Network IEEE Communications IEEE Internet Computing 上 发表了多篇学术论文 另外他还是 RFC2022 RFC2121 RFC 2191 RFC 2226 RFC 2269 RFC 2334 RFC 2492 RFC2491 RFC 2764 RFC 3248 十个 RFC 的制订者 3 由于对已有的关于 IP 网络服务质 量类的书籍不太满意 他在 2000 年独著出版了一本名为 Quality of Service in IP Networks 的专著 由于他既涉及科学研究 又考虑到了工程界的实际需求 因此他的一些看法无论是对学术 研究者还是工程研究人员都有较大指导意义 讨论会上主持人提出了四个很具体且尖锐的问题让讨论者思考 这四个问题如下 第一 IP QoS 研究似乎永远也研究不完 是不是它仅仅是学术界一场巨大的研究游戏 第二 尽管我们对网络的 服务质量十分重视 然而现在的因特网应用对服务质量却并不十分在意 甚至即使是确实提高了服 务质量而用户却感觉不到 因此 到底提供互联网服务质量所需投资从哪里来 第三 未来因特网 上的多人实时游戏难道真的需要很好的服务质量 它将成为刺激服务质量研究的应用的主要动力 吗 第四 难道简单的增加网络带宽不是最有效的保证服务质量的方法吗 1 本次讨论会上的所有 报告的讲义都可以在因特网上自由下载 本次讨论会上得出的最关键的结论是 服务质量的研究并 没有被判死刑 但是无论是来自学术界还是工业界专家的一致看法是 我们的研究应集中在服务质 量技术的实际开发和应用领域 而不是再作纯粹的数字游戏 2 2 RIPQOS 讨论会的主要观点 2 2 RIPQOS 讨论会的主要观点 2 2 1 Jon Crowcroft 教授的观点 2 2 1 Jon Crowcroft 教授的观点 来自英国剑桥大学计算机实验室的 Jon Crowcroft 教授在研讨会上第一个发言 他的报告题目 是 RIPQoS QoS at the bottom or not at all 4 Jon Crowcroft 教授尽管年龄不大 1993 年才 在 University College Londum UCL 获得博士学位 但却是国际计算机网络通信领域的著名学者 他是 ACM Fellow IEEE Fellow IEE Fellow 英国皇家工程院院士 UCL 大学教授 5 Jon Crowcroft 教授在报告中首先提出目前使用的网络已经提供了一定程度的服务质量 而本 次讨论会上所涉及的网络服务质量应定义为 在一个共享基础通信设备和信道的网络上提供的区分 服务质量的多种服务能力 文献 4 中很强调接入网速度与核心通信网带宽之间的比例关系对网络服 务质量的影响 报告中强调近三十年来接入网速率和主干通信网络带宽的比例关系在很大 很小以 及中等的发生周期性变化 该变化导致通信网络中拥塞程度也不断变化 而拥塞是导致网络服务质 2 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 量下降的最主要原因 他建议网络服务质量研究者一定要注意过去三十年中接入网带宽与主干网带 宽发展速度不匹配的周期性现象 将来应追求二者的和谐发展 其实这个问题 Andrew S Tanenbaum 教授 荷兰 Vrije 大学教授 ACM Fellow 和 IEEE Fellow 在其专著 Computer Networks 第三版中 就已经谈到 并且举例计算了二者的差异和不匹配 我阅读了该书多次 但当时却未曾到这种不匹 配将对网络服务质量带来重要影响进行深入思考 Jon Crowcroft 教授在报告中用了大约三分之一 的篇幅来强调不匹配的后果 Jon Crowcroft 教授的另一个观点是关于服务质量的研究 必须得先 了解不同参与者的立场和观点 这些参与者包括计算者 通信者 服务的操作者 用户等 Jon Crowcroft 教授最后总结报告的基本观点如下 第一 我们需要 IP 层以下的服务质量 并 且它的实现方法必须十分简单 甚至简单到只要一位就能区分的两种服务质量 其实如果底层不能 保证服务质量 在 IP 层之上一层又一层的研究服务质量保证机制根本就不能真正提高服务质量 第 二 最底层的服务质量机制还必须能极低成本来实现和开发 否则没有人愿意投入实现新技术 第 三 在计算机网络协议的高层进行 服务质量体系 研究其实没有必要 而如今却有很多论文在做 这方面的工作 第四 我们需要核心通信网络中的服务质量机制 因为目前终端用户的接入带宽越 来越高 导致核心网络发生拥塞的可能性正在不断增大 尽管目前的文献都反对该观点 因此未来 在核心光纤通信网中采用底层的服务质量控制机制可能会成为必要 4 总之 未来的网络服务质量 控制机制应该从底层向高层研究 而不是如今的 IP TCP 层研究居多 而底层却很少的状况 2 2 2 Gregory Bell 的观点 2 2 2 Gregory Bell 的观点 Gregory Bell 是美国 Lawrence Berkeley 国家实验室的一个网络工程师 他在本次讨论会上做 了 Failure to Thrive QoS and the Culture of Operational Networking 的报告 他首先指出自 己既不是网络研究者 也不是个网络协议的设计者 但在 IP 组播网络方面有较多的工作经验 该报 告的主要动机是解释为什么不开发关于网络服务质量相关的技术 并且指出研究 IP 网络的服务质量 在将来也不能取得成功 他认为尽管目前已经有许多关于 IP QoS 应用的研究 如 网络视频会议 网络实时游戏等 但至今为止并没有一个取得实质性的成功 他认为关于 IP 网络研究失败的主要原 因是网络协议的设计者和网络的实际操作者之间存在着巨大的代沟 Gregory Bell 站在一个网络操作者的立场上来看 网络操作人员在本能上是支持一种简单易用 的网络技术 而关于服务质量的研究恰好与此相反 因此过于复杂的 IP QoS 技术很难得到网络实际 操作人员的支持 他特地提出了文化对 IP QoS 技术的影响 他认为一种新的网络技术能否得到显现 其实不仅仅是一个纯技术的问题 而是涉及到经济 历史和各个组织的影响等多方面的原因 然而 对确定 IP QoS 技术能否真正可行的因素如今的技术研究者几乎没有考虑 另外过于复杂的 IP QoS 技术在实际的运行过程中 往往并不如它们的发明者或者支持者所声称的那样健壮 一般而言 越 复杂的技术越容易出错 因此过于复杂的 IP QoS 技术反而成了网络不稳定 导致服务质量下降不可 忽视的原因之一 Gregory Bell 强调从事 IP QoS 技术研究人员一定不能轻视简单的增加网络带宽实际上对提高 网络的服务质量的显著效果 且这种方法实现起来比如今的 IP QoS 技术研究和应用简单得多 如果 IP QoS 技术研究者在开发新技术的时候仍然不考虑该实现应用该技术的经济成本和可行性 那么未 来的 IP QoS 技术研究依然会如现在一样继续失败 6 2 2 3 Carlos Macian 的观点 2 2 3 Carlos Macian 的观点 Carlos Macian 是德国 Stuttgart 大学网络通信和计算机工程研究所的一个博士研究生 他主 要是从网络服务提供商的角度来讨论 IP QoS 技术 他的报告题目是 Beyond Technology The Missing Pieces for QoS Success 他在报告中首先指出 在如何定义网络的服务质量方面 ITU T 和 IETF 两 个分别代表传统的通信领域和计算机网络通信领域最有影响的组织的观点就存在分歧 ITU T 的观 点是服务质量是对用户服务需求的整体服务性能满足程度 而 IETF 则认为是在一个特定的数据流传 输服务中单条路径性能的服务需求的满足程度 该报告的最大特色是不关注纯粹的 IP QoS 技术问题 而是站在网络运营商的角度来讨论 如果 3 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 网络运营商投资提高了网络的服务质量 那么谁将为这些投资买单 是网络的终端用户 还是网络 中的服务提供商等 或者如何向享受更好服务的网络用户来定量计费和收费 如今网络运营商即使 投资提供网络的服务质量 然而它自身并不能从中获得经济收益 网络运营商提供网络服务的最大 目标就是为了盈利 而采用 IP QoS 技术却不能让它盈利 显然它没有必要应用 IP QoS 技术 特别 是如今的因特网其实已经基本上可以满足绝大多数用户和应用的需求 Carlos Macian 站在网络运 营商的角度提出 发现建立一个合理的 IP QoS 技术商业运营模式对当前的 IP QoS 技术研究和应用 其实很有必要 另外他在报告中自己提出了一种 QoS Broker 模式 7 2 2 4 Bruce Davie 博士的观点 2 2 4 Bruce Davie 博士的观点 Bruce Davie 博士是 Cisco 公司的高级研究人员 自 1995 年加入 Cisco 公司后一直在 Internet Technologies Division 部门工作 1998 年被授予 Cisco Fellow 如今他正领导 Cisco 公司一个关 于 MPLS 技术和支持 QoS 技术的 IP 网络的研究小组 该组的主要任务是参与 IETF 的活动 力保把 Cisco 的技术方案加入到 IETF 的标准中 8 从他的个人主页明显可看出他的一些观点实际上是代表 Cisco 公司对 IP QoS 技术的观点 以及未来的 IETF 新制定的一些新标准的观点 与前面两位报告 者的观点相反 Bruce Davie 博士对 IP QoS 技术的前景显得要乐观一些 他的报告题目为 Deployment Experience with Differentiated Services 9 Bruce Davie 博士指出至少有两种不同有效的 QoS 定义 第一种是从应用的角度提出问题 它 关注 我们能从网络中获得什么 第二种定义则是从实现机制的角度出发 提出 在实践中我们 到底应该采用哪种方法 在本次讨论会上 他主要是关注第二种定义 Bruce Davie 博士介绍了 自己多年来开发区分服务的网络产品的经验 指出目前在大规模因特网上实现 IP QoS 实际上是十分 困难的 可行性比较小 但是在一些私有的公司网络 或者在大型企业的虚拟专网中应用 IP QoS 技 术还是有比较多的应用实例 以及应用前景 支持区分服务技术的网络产品特别在那些已经对目前 的网络服务质量已经感到很满足的消费者而言是十分困难的事情 Bruce Davie 博士在最后的总结中强调 未来的 IP QoS 技术研究的核心应该是关注如何实现现 有的技术 现有提出的方案已经足够多了 而不是继续再开发和提出一些新的 IP QoS 技术方案 显然 这个结论对广大的学术界研究者仍然是一个不太好的消息 因为实现这些技术通常是网络设 备公司研发人员的工作 而不是教授和博士生的工作 2 2 4 其它的观点 2 2 4 其它的观点 该天下午还有多位来自学术界和工业界的人员从不同的角度对 IP QoS 技术的未来提出了自己的 看法 Internet2 QoS Working Group 的主席 Benjamin Teitelbaum 博士做了 Quality of Service and Denial of Service 的报告 Benjamin Teitebaum 博士在他的论文中提出了一个新的问题 如果今后 的 IP QoS 技术研究不考虑网络的最差状态下的环境 例如 当网络中出现 Denial of Service 攻击 那么关于 IP QoS 技术的研究永远得不到一个令人满意的结果 10 他的报告被会议主持人认为是他提 出的问题比他回答的问题更多 2 英国 University College London UCL 的博士生 Tristan Henderson 他已于 2003 年在该大 学获得博士学位 如今在美国的 Dartmouth College 学院从事博士后研究 11 在本次讨论会上公布 了他们对网络实时游戏是否真的对网络服务质量十分敏感的实际测试结果 12 该报告的讲义可以在 因特网上自由下载 他在自己的主页上介绍 他对测量工作十分感兴趣 在 UCL 攻读博士学位期间 他主要开展对网络游戏服务器和游戏参与者的测量 如今他在测量 Dartmouth College 学院的无线 网络 Tristan Henderson 博士的论文和报告并没有直接回答未来是否应该开展 IP QoS 技术研究 然而他用一个实际的实验测量出网络的游戏者完全能够容受 150ms 的绝对延时 但当网络的延时大 于 250ms 的时候游戏参与者将可能不再参与游戏 而 150ms 的延时 已经不能算是对服务质量敏感 的服务 该测试结果与通常大家凭直觉得出的结论网络游戏是对网络服务质量敏感的结论显然是相 违背的 但真实的实验数据当然具有更大的说服力 因此 我们不妨可以从他的结论推测 是否还 有许多我们如今凭直觉感受到的对服务质量敏感的网络应用其实并不敏感呢 Tristan Henderson 4 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 博士还强调多数网络游戏用户并不愿意仅为了提高游戏的服务质量 而去支付相关的网络服务费用 显然这是对 IP QoS 技术研究是否应该继续的又一个不好的消息 Benjamin Teitelbaum 博士还有一篇论文 What QoS Research Hasn t Understood About Risk 被录用 13 该论文中有以下几个结论 第一 十分复杂的 IP QoS 技术没有很高的成本是实现不了的 第二 用户和网络运营商希望有灵活的工具去管理风险 而不是追求工程中的绝对无风险 第三 技术的 非技术的或者二者结合的方法应该得到研究 第四 关于 IP QoS 的研究应该是多学科交叉 的 第五 任何关于 IP QoS 技术的研究 都应该考虑收益和成本的比率关系 英国剑桥大学的Panos Gevros博士报告了Internet Service Differentiation using Transport Options the case for policy aware congestion control 论文 14 该文侧重于技术方面的讨论 对将来是否应该继续研究网络服务质量的问题没有作出明确回答 2 3 SIGCOMM 对 IP QoS 的总体态度 2 3 SIGCOMM 对 IP QoS 的总体态度 SIGCOMM 2003 和 2004 年发表的论文中 没有一篇与 QoS 直接相关 至少没有一篇论文的标题 中出现了 QoS 15 16 SIGCOMM INFOCOM GLOBECOM 三个计算机网络通信会议中 我个人认为 SIGCOMM 的影响可能是最大 对学术界的指导意义可能最深远 而它连续两年没有一个专题是关于服务质量 没有一篇论文的标题中出现了 QoS 这种现象值得每一个研究者的关注和深思 3 INFOCOM 对网络服务质量研究的态度INFOCOM 对网络服务质量研究的态度 INFOCOM 2003 于 3 月 30 日 4 月 3 日在美国的 San Francisco 举行 对计算机网络服务质量的看 法方面 INFOCOM 与与 SIGCOMM 的观点有较大区别 通过 INFOCOM 2003 网站中 Technical Programs 网页 17 可获知关于本次会议大会议程和所有科研论文的详细信息 2003 年 4 月 3 日 INFOCOM 会议 上有两个以 QoS 命题的分组讨论 分别为 QoS Routing 和 QoS Differentiation 这两个分组讨 论会上共报告了八篇 QoS 研究的论文 这些论文的标题信息见附录一 其它分组上报告的论文也有 与 QoS 相关的 附录一中列出其它分组中论文标题中包含 QoS 的五篇论文 根据附录一中的统计信息 INFOCOM 2003 中至少发表了服务质量方面的论文十三篇 与 SIGCOMM 2003 发表的论文中没有一篇论文标题中出现 QoS 相对比 INFOCOM 的审稿人对 IP QoS 研究至少是不 持反对态度 甚至是比较支持的 INFOCOM 2003 中发表的论文可以在 14 自由下载 浏览一下上述 的十三篇与服务质量相关的论文 就会发现其中的数学描述和定理推导证明过程大多十分复杂 这 似乎印证了 SIGCOMM 2003 上讨论者认为服务质量研究不过是学术界的一种数字游戏的极端看法 INFOCOM 2004于2004年3月7日 11日在香港举行 从INFOCOM 2004网站的Technical Programs 页面上 可获知 INFOCOM 2004 中发表的关于 QoS 的论文信息 附录二中列出这些标题中有 QoS 的论 文标题 以及所属分组的详细信息 INFOCOM 2004 上关于 QoS 的讨论有两个重要的变化 第一 只 有一个分组名称中出现了 QoS 即 Bandwidth Allocation and QoS 第二 其中十多篇关于 QoS 的 论文都是关于无线局域网 Ad hoc 网络环境中的服务质量的讨论 4 GLOBECOM 对网络服务质量研究的态度GLOBECOM 对网络服务质量研究的态度 GLOBECOM 2003 于 2003 年 12 月 1 日 5 日在美国 San Francisco 举行 12 月 2 日上午举行了 一个名为 QoS 的小组讨论会 该讨论会上共报告了八篇论文 本次大会其它分组中共有十二篇论文 的标题中出现了 QoS GLOBECOM 2003 中与 QoS 相关论文的所属于的分组信息和论文标题详细列举在 附录三中 18 GLOBECOM 是 IEEE Communication Society 发起和资助的一个有近五十年历史的国际 性会议 2003 年关于 QoS 研究的二十篇论文具有两个显著特点 第一 绝大多数论文研究的问题主 要分布在 IP 层和 MAC 层 IP 层以上的极少 这似乎与 ACM SIGCOMM 2003 中建议关于 QoS 的研究应 该集中在通信网络的下层不谋而合 第二 与 INFOCOM 2003 相似 无线通信环境中 QoS 研究是热点 只要浏览一下 INFOCOM GLOBECOM 的会议论文集目录 就会发现动态拓扑结构网络的研究是目前整 5 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 个国际网络通信领域的最大热点 实际上 IEEE Journal of Selected Areas in Communications 杂 志 2003 年和 2004 年发表的论文也和这个趋势是完全一致的 GLOBECOM 2004 于 2004 年 11 月 29 日 12 月 3 日在美国 Texas 举行 11 月 30 日上午举行了一 个名为 Quality of Service 的分组讨论会 该讨论会上报告了四篇与服务质量紧密相关的研究论文 另外其它分组中有十八篇论文的标题中也出现了 QoS 这二十二篇论文的标题以及所属于的分组信 息都详细列在附录四中 19 观察附录四 不难发现 GLOBECOM 2004 中关于 QoS 研究的两个特点 第 一 关于无线通信中的服务质量研究仍然是服务质量研究的热点 第二 关于高性能的路由器以及 基于服务质量的路由算法再次出现 从以上关于 GLOBECOM 2003 和 2004 中的分析可见 服务质量的研究依然是网络通信领域研究中 的一个重要问题 它并没有随着 SIGCOMM 2003 中对它的一些批评而消失 甚至也没有减弱 这从一 个侧面也反映了国际上网络通信界的科学家对服务质量到底是否值得继续深入研究可能还是存在一 些分歧 5 结束语结束语 本文详细介绍了 SIGCOMM 2003 中专题讨论会上各个讨论者对 IP QoS 是否值得再研究的观点 以及最后讨论者对该问题形成的整体看法和结论 然后 通过统计 INFOCOM 2003 2004 GLOBECOM 2003 2004 四个会议 上千篇论文中标题中包括 QoS 一词的论文及其所在分组的信息 给出了这两 个会议近两年来发表的关于 QoS 的论文信息 由于这些论文的存在 我们可以乐观的认为 关于 IP QoS 的研究并没有被判死刑 还可以长期继续下去 在收集这些论文的过程中 我仔细看了各篇论文的作者信息 并从中发现了一个有趣的现象 国际上从事 QoS 研究的人近一半是华人 由于这三个会议是国际网络通信领域最有影响的会议 可 能也是最难接受发表的会议 中国大陆学者 2003 年 2004 年在 INFOCOM GLOBECOM SIGCOMM 上没 有 中发表的极少数几篇论文中 至少有两片是关于 QoS 研究 这可能说明了一个规律是中国人还 是比较擅长从事关于 QoS 的研究 因此 国内的博士生选择该问题作为自己的研究对象 我觉得可 能还是一个比较好的选择 因为服务质量的问题 通过数学建模在本质上还是一个优化问题 或者 运筹资源调度问题 而解决这些问题的数学方法 国内的学生比较熟悉 且在思维方式上我们似乎 也还比较擅长处理这类问题 还有一个重要的原因是 关于 QoS 的研究 主要是算法问题 不需要 很多硬件设备来测试新算法 这对在试验条件还不是很先进的国内大学的博士生而言 当然是个好 消息 从以上分析中 其实我们还是可以看出三个会议对 IP QoS 研究的一些不同看法 SIGCOMM 连续 两年没有发表一篇相关的论文 但 INFOCOM GLOBECOM 发表了不少这样的论文 但以上只是列出了 这两个会议上相关论文的绝对数字 如果从该类论文占全部发表的论文总数来看 其实他们所占的 百分比还是比较少 以 INFOCOM 2003 为例 该会议论文集有 2866 页 一篇论文一般是 11 页 因此 关于服务质量的论文占总体论文的比率可能就是 10 左右 因此还是比较少的 服务质量研究可以 值得继续研究 但是未来几年网络通信界的研究热点将是无线网络 Ad hoc 网络将是不争的事实 SIGCOMM 2004 只发表了三十一篇论文 SIGCOMM 2003 只发表了三十四篇论文 因此在 SIGCOMM 中发表论文是最困难的 低于 10 的论文录用率 使得 SIGCOMM 上发表的论文学术质量都很高 我 个人认为 SIGCOMM 中的信息和结论可能比 INFOCOM 和 GLOBECOM 上的结论更具有前瞻性 值得我们注 意和思考 最后 我对 IP QoS 研究的选题的亮点总结是 第一 未来三年我们的研究 可能以无线网络环 境中的服务质量研究为最佳 第二 研究新算法时 应该考虑该算法在工程上的可行性 如能否从 网络中获得算法所需要的一些参数 能否在尽可能不改变网络现有结构的前提下投入应用 第三 算法的时间复杂性要尽可能的低 不能过于最求优化问题的最优解等 总之 网络服务质量是值得 继续研究 但必须和最新的网络发展趋势结合 且考虑算法如何能够真正实用 6 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 致谢致谢 本文的选题源于华中科技大学电信系石冰心教授在讲授 现代信息网络技术 课程中对我的启 示 感谢他提供了这个思路 以及一些重要的信息来源 参考文献参考文献 1 Workshop on Revisiting IP QoS Why do we care what have we learned RIPQOS In conjunction with ACM SIGCOMM 2003 August 27 2003 Available at http www sigcomm org sigcomm2003 workshop ripqos 2 Grenville J Armitage Revisiting IP QoS why do we care what have we learned ACM SIGCOMM 2003 RIPQOS workshop report Computer Communication Review 33 5 81 88 2003 3 Grenville J Armitage s Selected Publications and un published reports Available at 4 Jon Crowcroft Steven Hand Richard Mortier Timothy Roscoe Andrew Warfield QoS s Downfall At the bottom or not at all Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 109 114 August 2003 5 Jon Crowcroft cv Available at http www cl cam ac uk users jac22 6 Gregory Bell Failure to Thrive QoS and the Culture of Operational Networking Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 115 120 August 2003 7 Carlos Macian Lars Burgstahler Wolfgang Payer Sascha Junghans Christian Hauser Juergen Jaehnert Beyond Technology The Missing Pieces for QoS Success Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 121 130 August 2003 8 9 Bruce Davie Deployment Experience with Differentiated Services Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 131 136 August 2003 10 Stanislav Shalunov Benjamin Teitelbaum Quality of Service and Denial of Service Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 137 140 August 2003 11 Tristan Henderson Available at http www cs dartmouth edu tristan 12 Tristan Henderson Saleem Bhatti Networked games a QoS sensitive application for QoS insensitive users Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 141 147 August 2003 13 Ben Teitelbaum Stanislav Shalunov What QoS Research Hasn t Understood About Risk Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 148 150 August 2003 14 Panos Gevros Internet Service Differentiation using Transport Options the case for policy aware congestion control Proc ACM SIGCOMM 2003 Workshops pp 151 157 August 2003 15 Available at http www informatik uni trier de ley db conf sigcomm sigcomm2003 html 16 Available at http www informatik uni trier de ley db conf sigcomm sigcomm2004 html 17 Available at http www ieee infocom org 2003 technical programs htm 18 Available at http www globecom2003 org GENCONF html 19 Available at http www globecom2004 org index html 7 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 附录一 INFOCOM 2003 中关于 QoS 的论文 附录一 INFOCOM 2003 中关于 QoS 的论文 QoS Routing QoS Routing Precomputation for Multi constrained QoS Routing in High speed Networks The Impact of Correlated Link Weights on QoS Routing Algorithms for Computing QoS Paths with Restoration Integrating effective bandwidth based QoS routing and best effort routing QoS Differentiation QoS Differentiation Distributed Admission Control to Support Guaranteed Services in Core Stateless Networks Optimal Partition of QoS Requirements for Many to Many Connections Statistical Per Flow Service Bounds in a Network with Aggregate Provisioning TCP LP A Distributed Algorithm for Low Priority Data Transfer Traffic Monitoring and Topology InferenceTraffic Monitoring and Topology Inference A scalable and lightweight QoS monitoring technique combining passive and active approaches On the mathematical formulation of CoMPACT Monitor MPLS Routing MPLS Routing MPLS over WDM Network Design with Packet Level QoS Constraints based on ILP Models Internet Routing Internet Routing Efficient QoS Routing Performance Analysis II Performance Analysis II Instability Phenomena in Underloaded Packet Networks with QoS Schedulers Ad hoc and Sensor Networks Ad hoc and Sensor Networks FPQ A Fair and Efficient Polling Algorithm with QoS Support for Bluetooth Piconet 8 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 附录二 INFOCOM 2004中关于QoS的论文和分组信息 附录二 INFOCOM 2004中关于QoS的论文和分组信息 Routing II Routing II An Optimization Based Approach for QoS Routing in High Bandwidth Networks Efficient Algorithms for Computing Disjoint QoS Paths Web and Content Delivery Web and Content Delivery On Replica Placement for QoS Aware Content Distribution Power Control in Cellular Networks Power Control in Cellular Networks Optimal QoS Tradeoff and Power Control in CDMA Systems Network Architecture I Network Architecture I MiFi A Framework for Fairness and QoS Assurance in Current IEEE 802 11 Networks with Multiple Access Points Resource Allocation and QoS in Ad Hoc Networks Resource Allocation and QoS in Ad Hoc Networks Design and Implementation of QoS driven Dynamic Slot Assignment and Piconet Partitioning Algorithms over Bluetooth WPANs QoS Topology Control in Ad Hoc Wireless Networks Wireless LANs II Wireless LANs II A Power Aware and QoS Aware Service Model on Wireless Networks Energy Conservation in Ad Hoc Networks Energy Conservation in Ad Hoc Networks A Framework for Cross layer Design of Energy efficient Communication with QoS Provisioning in Multi hop Wireless Networks Bandwidth Allocation and QoS Bandwidth Allocation and QoS A QoS Aware Transcoding Proxy Using On demand Data Broadcasting An End to end QoS Framework with On demand Bandwidth Reconfiguration Multimedia Over Wireless Networks Multimedia Over Wireless Networks A New QoS Provisioning Method for Adaptive Multimedia in Cellular Wireless Networks 9 Technical Report Jan 2005 从三大会议看 IP QoS 研究的发展前景 从三大会议看