網路也會堵車?有3大法寶可以搞定它！

高速公路會堵車，網路這條資訊的高速公路也會堵。

距離過完年也有段時間了，相信大家對春節期間開車返鄉堵在高速路上一天一夜一動不動的痛苦經歷深有體會。因為道路寬窄和交通工作人員處理工作效率有限，導致車流量在短時間內達到高峰就會造成堵車，如果把網路比作高速公路，資料流量比作車流量，那麼網路頻寬等資源和儲存、處理資料的能力有限，在出現突發流量時也會造成網路擁塞。

網路擁塞不僅會造成資源浪費，嚴重的話還會引發業務異常，網路擁塞作為普遍發生的網路問題，有什麼機制可以提高網路資源使用率，提供更好的網路服務質量呢?

為了解決這個問題，QoS(Quality of Service，服務質量)誕生了!

小貼士：影響網路服務質量有4個要素：頻寬、時延、抖動和丟包率，這四個要素也是QoS質量指標。關於網路質量四要素的具體介紹，大家可以看網路不卡頓，這四個要素很重要。

Qos如何提高網路服務質量?

QoS是如何對網路流量進行調控，避免並處理網路擁塞的呢?QoS是透過3種服務模型為使用者提高網路服務質量的，下面開始詳細為大家介紹這3種模型。

Best-Effort 服務模型(盡力而為)

簡單的一種服務模型，透過FIFO(Frist in First Out，先進先出)佇列來實現。例如小明需要從FTP伺服器中複製某一檔案到自己的電腦中，小明的電腦要傳送一個報文到FTP伺服器，並從FTP中獲取到一個個報文組成該檔案，電腦可以在不通知網路的情況下隨時傳送報文，傳送的報文在網路中不被分類和標記，直接進入FIFO佇列進行轉發或者丟棄。該服務模型適用於FTP、E-Mail等對質量指標要求不高的業務。

IntServ 服務模型(Integrated Service，綜合服務)

該模型透過RSVP(Resource ReSerVation Protocol，資源預留協議)申請QoS需求的方式來工作的，用手機看影片時，手機傳送一個報文到網路影片伺服器，並從影片伺服器中獲取到一個個報文在手機中組成影片畫面，手機傳送報文到伺服器前通知網路待傳送報文的流量配置和需要的特定服務質量請求，報文將經過的所有傳輸裝置確認這些請求，隨後影片伺服器向網路申請資源預留，在網路中報文要經過的所有傳輸裝置為手機傳送到伺服器的報文

預留了資源後，手機才開始傳送報文給伺服器，同時手機傳送的報文流量要在申請的範圍內。該模型不適用於有大量資料量的骨幹網，目前主要與MPLS-TE(Multi-Protocol Label Switching-TE，基於流量工程的多協議標籤交換)一起使用。

RSVP工作在傳輸層，從第一節點開始使用路徑訊息(Path)逐跳對每個節點進行資源請求，到達目的地後使用預留訊息(Resv)反向逐跳進行資源預留。

DiffServ 服務模型(Differentiated Service，差分服務)

該模型一般用來為一些重要的應用提供QoS，主要包含流量分類和標記、流量監管、流量整形、介面限速、擁塞管理和擁塞避免等技術。下面我以一個有5輛貨車的車隊在A高速路通行為例來介紹A裝置在此服務模型下如何處理轉發一個5Bit大小的報文。

流量分類和標記

道路上有不同的車隊，有運輸車隊、遊行車隊、驢友車隊等等，這些車隊有不同的任務要完成，對交通服務有不同的需求。為了給有不同業務的各個車隊提供有差別的服務，交通服務人員會根據服務需求對各個進來的車隊進行服務等級分類，分好類後給車隊的領隊相應位置貼上不同的標記，來識別車隊處理通行的優先等級。

流量監管和流量整形

在A高速路入口和出口處各放置了一臺自動出卡機，出卡機以一定的速率不停的向卡桶(令牌桶)中投放通行證。這時過來了一個有5輛車的車隊A，該車隊的領隊小明從卡桶中領取到5張通行證小明的車隊才可以通行，此時桶內只有3張通行證，小明從桶內拿出通行證後發現數量不夠，他們不允許通行，小明只好沮喪地把拿到的3張通行證放回桶中另尋他法。為了將業務流量限制在一定頻寬內，預防網路擁塞，利用令牌桶機制評估報文，丟棄流量超出的報文，未超出流量的報文進入佇列排程或者轉發的處理過程稱為流量監管。

擁塞管理

A車隊走在A高速路上，突然前方道路發生了交通擁堵，，小明他們只好進入排程佇列排隊接受交通管制人員的安排協調，管制人員看了看各個領隊車上貼的標記，開始討論排程方案，隨後協調隊伍中各個車隊通行的次序。在發生網路擁塞時將報文放入佇列中快取，並採取PQ、CQ、WFQ、WRR、DWRR等佇列排程演算法安排報文的轉發次序的過程稱為擁塞管理。

擁塞避免

交通管制人員小王時刻觀察著車輛通行情況，小王發現交通開始越來越擁堵了，於是決定採取策略強烈禁止後面的所有或者部分車輛通行，以此來緩解交透過於擁堵。在網路擁堵時採用丟棄策略，主動調整流量來解除網路過載的過程稱為擁塞避免。

流量整形

A車隊到了出口處只領到了一張通行證，放回通行證後因為小明他們處理優先順序很高，可以排隊等待交通管制人員的安排排程，經過排程後小明從桶中拿到了5張通行證，終於可以順利通行了。流量整形就是在裝置出口處利用令牌桶機制評估報文，超出流量的報文進入佇列快取處理的流量控制措施。

介面限速

不區分車隊而是對入口、出口處的所有來往車輛統一採取流量監管或者流量整形的制度。

QoS升級版HQos提升網路服務質量效果更好?

隨著網際網路的快速發展，網路使用者規模不斷擴大，業務數量和種類不斷增多，傳統QoS已經不適合部署在使用者接入側，無法對多個使用者的多個業務進行流量監管和排程。為了解決該問題，QosHQos(Hierarchical Quality of Service，層次化Qos)誕生了!

HQoS也是提升網路服務質量的，與傳統QoS區別就是HQoS可以將排程佇列劃分為多個排程級別，每個級別使用不同的特徵進行流量監管。

HQoS不僅可以更細化的區分業務流量還可以對多個使用者和多種業務等傳輸物件進行統一流量監管和分層排程。

今天，我們又get到了以下知識!

1. 網路是一條資訊高速公路，需要QoS來避免堵車。

2. QoS的3大法寶，可以用來提高網路質量。Best-Effort服務模型適用於FTP、E-Mail等應用;IntServ 服務模型適用於電視會議、影片點播等應用;DiffServ 服務模型適用於遊戲/影片網站等應用。

3. HQos帶來的更細化區分和多層排程可以更好地幫助運營商進行多使用者、多業務的服務管理。