Модели качества обслуживания IntServ и DiffServ

Направление IntServ начало разрабатываться в IETF еще в начале 90-х годов и было первым направлением, в рамках которого проблема обеспечения параметров QoS в сетях TCP/ IP начала решаться систематически. Базовая модель IntServ предполагает интегрированное взаимодействие маршрутизаторов сети по обеспечению требуемого качества обслуживания вдоль всего пути микропотока между конечными компьютерами.

Ресурсы маршрутизаторов (пропускная способность интерфейсов, размеры буферов) распределяются в соответствии с QoS-запросами приложений в пределах, разрешенных политикой QoS для данной сети. Эти запросы распространяются по сети сигнальным протоколом резервирования ресурсов (Resource reSerVation Protocol, RSVP), который позволяет выполнять резервирование ресурсов для потоков данных.

Однако система IntServ обеспечения параметров QoS нашла довольно много противников, преимущественно среди поставщиков услуг Интернета (ISP). Дело в том, что при интегрированном обслуживании магистральные ISP-маршрутизаторы должны оперировать информацией о состоянии десятков тысяч микропотоков, проходящих через ISP-сети. Такая нагрузка на маршрутизаторы требует коренного пересмотра их архитектуры и, естественно, ведет к резкому повышению стоимости IP-сетей и предоставляемых ими услуг.

Поэтому в конце 90-х была создана другая более экономически эффективная технология QoS в IP-сетях, получившая название дифференцированного обслуживания (DiffServ). Она изначально была ориентирована на применение в пределах ISP-сетей, а конечные узлы, генерирующие микропотоки, в расчет не брались. Для технологии DiffServ поддержка параметров QoS начинается на пограничном маршрутизаторе ISP-сети, на который поступает большое количество микропотоков из сетей пользователей. Каждый пограничный маршрутизатор классифицирует и маркирует входящий трафик, разделяя его на небольшое числа классов, обычно 3-4 (максимум — 8). Затем каждый маршрутизатор сети обслуживает классы трафика дифференцированно в соответствии с произведенной маркировкой, выделяя каждому классу определенное количество ресурсов. Резервирование ресурсов маршрутизаторов производится статически, чаще всего вручную администратором сети. Роль сигнального протокола играют метки принадлежности пакетов к тому или иному классу.

Ответственность за согласованное обслуживание трафика всеми маршрутизаторами сети несет администратор, так как он принимает решение, какие пропускную способность и величину буфера выделить каждому классу на каждом интерфейсе каждого маршрутизатора.

Модель DiffServ существенно снижает нагрузку на маршрутизаторы ISP-сети, так как требует хранить информацию о состоянии только небольшого количества классов. Кроме того, эта модель удобна для поставщиков услуг тем, что позволяет поддерживать параметры QoS автономно, только в пределах своих сетей. Однако за эти преимущества приходится платить, и прежде всего, отказом от гарантии сквозной поддержки параметров QoS. Даже если каждый поставщик услуг обеспечит дифференцированное обслуживание в своей сети, общая картина получится фрагментированной, так как за каждый фрагмент отвечает отдельный администратор, и согласование параметров резервирования остается исключительно субъективной процедурой, не поддерживаемой никакими протоколами.

Ведутся также работы по комбинированному применению технологий IntServ и DiffServ. Каждая технология в этих моделях работает в своей области, IntServ — в сетях доступа, где количество микропотоков относительно невелико, a DiffServ — в магистральных сетях. Еще одним компонентом, дополняющим DiffServ, является технология MPLS.

Обе технологии (IntServ и DiffServ) опираются на одни и те же базовые механизмы QoS. В частности, в IP-маршрутизаторах для профилирования и формирования трафика применяется алгоритм ведра маркеров.