0 引言
隨著光網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡的QoS問題越來越受到關注，在IP網(wǎng)絡中已經(jīng)有不少成熟的QoS模型，如集成模型（Int-Serv）和區(qū)分服務模型（Diff-Serv）。目前光網(wǎng)絡作為承載網(wǎng)絡，對接入業(yè)務采取一視同仁的服務策略，雖然在上層可以采取業(yè)務分級或QoS的區(qū)分，但是光網(wǎng)絡作為底層傳送網(wǎng)絡并不能了解這些信息，因此可能會導致優(yōu)先等級較高的業(yè)務在光網(wǎng)絡中并沒有得到相應優(yōu)先級的傳送。所以在IPover WDM網(wǎng)絡中，如何在WDM光層提供具有QoS保障的服務是非常關鍵的。
近年來，人們也開始陸續(xù)提出了一些光域中QoS的解決方案。但是由于在光域中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群芸欤ㄒ话阒辽?55Mb/s），顆粒度比較粗，而且邏輯性光器件尚未成熟，因此，直接在光域中處理QoS是難于實現(xiàn)的。文獻[1]提出了區(qū)分光服務（DOS）概念，即借鑒較為成熟的IP網(wǎng)絡中的QoS的處理辦法，在光域中為不同的業(yè)務流量提供不同的路徑選擇，為WDM網(wǎng)中感知IP層的QoS信息提出一種解決方案。我們就這種方案結(jié)合具體Diff-Serv流量的QoS參數(shù)，圍繞基于跨層業(yè)務映射在光層中感知QoS，劃分QoS參數(shù)及等級，為不同流量匯聚、建立不同QoS要求的光通路。
1 光QoS模型建立
在IP over WDM光網(wǎng)絡中，來自IP層的業(yè)務在與光網(wǎng)的接口處匯聚，網(wǎng)絡邊緣要為不同的業(yè)務建立不同的光通道，一個波長對應于一個用于交換的光通道。圖1是典型的IP over WDM光網(wǎng)絡。
圖1 IP over WDM光網(wǎng)絡
在IP over WDM光網(wǎng)絡中建立QoS模型首先要考慮幾個問題：①在光域中顆粒度比較粗糙，而IP層業(yè)務顆粒度較細，所以不可能直接將IP業(yè)務匯聚到光域中，這將大大浪費光域資源；②在電域中路由器/交換機具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，而光域中的光存儲器技術(shù)可作為一種排隊緩沖技術(shù)的替代方法，但是不能充分提供典型QoS模型中的緩沖能力；③光域中邏輯性器件尚未成熟，所以在光域中直接對業(yè)務進行分類處理是不可能的，只有充分利用電域中強大的處理能力，在光電的匯合點加以處理，也就是網(wǎng)絡的接口部分，來自IP網(wǎng)絡的流量在光網(wǎng)絡邊緣接口匯聚，接口負責匯聚和映射這些流量，把電層中的QoS參數(shù)轉(zhuǎn)化成光域中QoS參數(shù)，同時為不同QoS要求的流量建立不同QoS要求的光通路。
來自IP層的Diff-Serv業(yè)務在光層的接口處匯聚后，為了保障業(yè)務流量在光層傳輸時的QoS，這里采用DOS模型，DOS模型通過捕獲一組光參數(shù)和行為作為評價光路徑質(zhì)量和可靠性的標準，根據(jù)光傳輸質(zhì)量、可靠性和其他可選參數(shù)來為每條可選光路徑分類，DOS模型包括以下4個功能組件：①框架結(jié)構(gòu)模型定義了DOS域的邊界，包括接口模塊（分類入口流量）；②根據(jù)一組參數(shù)和功能行為特征對服務類別的定義；③在網(wǎng)絡邊緣建立流量類型和服務分類的映射關系；④在光域中的信令和資源預留分配的實施。
如圖2所示，圖中所示為DOS模型中個功能組件的實現(xiàn)。通過網(wǎng)絡邊緣設備的流量分類器對數(shù)據(jù)包進行分類，光資源分類器位于入口交換機上，來區(qū)分網(wǎng)絡所支持的流量，光資源分配器對路徑QoS參數(shù)，光網(wǎng)器件進行監(jiān)控。除了策略和分級控制信令和資源預留也是重要的控制功能，是光資源分配和配置流量分類器的依據(jù)。通過網(wǎng)絡管理實時分析，統(tǒng)計流量，容量定額和網(wǎng)絡整體性能的優(yōu)化，實現(xiàn)端到端的監(jiān)控。
圖2 DOS模型功能組件實現(xiàn)
2 WDM網(wǎng)光層業(yè)務映射和區(qū)分服務
2.1 WDM層的業(yè)務映射
由于IP網(wǎng)絡和WDM網(wǎng)絡是兩種不同的網(wǎng)絡，所以兩種網(wǎng)絡提供業(yè)務的方式和對業(yè)務的處理方式也不同。IP網(wǎng)絡中QoS參數(shù)為：傳輸帶寬、丟包率、時延、抖動、安全性和恢復時間等，而在WDM光網(wǎng)絡中，光連接的QoS參數(shù)通常用光信噪比、誤碼率、傳輸速率、可用度，恢復時間和安全性等來衡量。所以要劃分兩種不同網(wǎng)絡的QoS參數(shù)進行業(yè)務映射。
首先劃分IP層QoS參數(shù)，在IP網(wǎng)絡中應用Diff-Serv服務，IP中QoS的分類信息被包含在IP報文頭中，Diff-Serv體系使用了IP報文頭的TOS中的前6個比特來攜帶報文的分類信息，設置IP網(wǎng)絡中的區(qū)分服務代碼點（DSCP）域（取值為0~63），區(qū)分來自IP網(wǎng)絡中的Diff-Serv流量。我們設定IP網(wǎng)絡中的Diff-Serv流量分為4種：A、B、C、D。分別設定4種流量的QoS參數(shù)，同時設定IP分組頭的DSCP域值為：0x2c、0x1e、0x12、0x00。如表1所示。
