什么是QOS
概念
QoS（Quality of Service）即服務質量。對于網絡業務，服務質量包括傳輸的帶寬、傳送的時延、數據的丟包率等。在網絡中可以通過保證傳輸的帶寬、降低傳送的時延、降低數據的丟包率以及時延抖動等措施來提高服務質量。
網絡資源總是有限的，只要存在搶奪網絡資源的情況，就會出現服務質量的要求。服務質量是相對網絡業務而言的，在保證某類業務的服務質量的同時，可能就是在損害其它業務的服務質量。例如，在網絡總帶寬固定的情況下，如果某類業務占用的帶寬越多，那么其他業務能使用的帶寬就越少，可能會影響其他業務的使用。因此，網絡管理者需要根據各種業務的特點來對網絡資源進行合理的規劃和分配，從而使網絡資源得到高效利用。
下面從QoS服務模型出發，對目前使用最多、最成熟的一些QoS技術逐一進行描述。在特定的環境下合理地使用這些技術，可以有效地提高服務質量。
QoS服務模型簡介
通常QoS提供以下三種服務模型：
l Best-Effort service（盡力而為服務模型）
l Integrated service（綜合服務模型，簡稱Int-Serv）
l Differentiated service（區分服務模型，簡稱Diff-Serv）
1. Best-Effort服務模型Best-Effort是一個單一的服務模型，也是最簡單的服務模型。對Best-Effort服務模型，網絡盡最大的可能性來發送報文。但對時延、可靠性等性能不提供任何保證。
Best-Effort服務模型是網絡的缺省服務模型，通過FIFO隊列來實現。它適用于絕大多數網絡應用，如FTP、E-Mail等。
2. Int-Serv服務模型Int-Serv是一個綜合服務模型，它可以滿足多種QoS需求。該模型使用資源預留協議（RSVP），RSVP運行在從源端到目的端的每個設備上，可以監視每個流，以防止其消耗資源過多。這種體系能夠明確區分并保證每一個業務流的服務質量，為網絡提供最細粒度化的服務質量區分。
但是，Inter-Serv模型對設備的要求很高，當網絡中的數據流數量很大時，設備的存儲和處理能力會遇到很大的壓力。Inter-Serv模型可擴展性很差，難以在Internet核心網絡實施。
3. Diff-Serv服務模型Diff-Serv是一個多服務模型，它可以滿足不同的QoS需求。與Int-Serv不同，它不需要通知網絡為每個業務預留資源。區分服務實現簡單，擴展性較好。[2]
分類
分類是指具有QoS的網絡能夠識別哪種應用產生哪種數據包。沒有分類，網絡就不能確定對特殊數據包要進行的處理。所有應用都會在數據包上留下可以用來識別源應用的標識。分類就是檢查這些標識[FS:PAGE]，識別數據包是由哪個應用產生的。以下是4種常見的分類方法。
(1)協議 有些協議非常“健談”，只要它們存在就會導致業務延遲，因此根據協議對數據包進行識別和優先級處理可以降低延遲。應用可以通過它們的EtherType進行識別。譬如，AppleTalk協議采用0x809B，IPX使用0x8137。根據協議進行優先級處理是控制或阻止少數較老設備所使用的“健談”協議的一種強有力方法。
(2)TCP和UDP端口號碼 許多應用都采用一些TCP或UDP端口進行通信，如 HTTP采用TCP端口80。通過檢查IP數據包的端口號碼，智能網絡可以確定數據包是由哪類應用產生的，這種方法也稱為第四層交換，因為TCP和UDP都位于OSI模型的第四層。
(3)源IP地址 許多應用都是通過其源IP地址進行識別的。由于服務器有時是專門針對單一應用而配置的，如電子郵件服務器，所以分析數據包的源IP地址可以識別該數據包是由什么應用產生的。當識別交換機與應用服務器不直接相連，而且許多不同服務器的數據流都到達該交換機時，這種方法就非常有用。
(4)物理端口號碼 與源IP地址類似，物理端口號碼可以指示哪個服務器正在發送數據。這種方法取決于交換機物理端口和應用服務器的映射關系。雖然這是最簡單的分類形式，但是它依賴于直接與該交換機連接的服務器。
[編輯本段]標注
在識別數據包之后，要對它進行標注，這樣其他網絡設備才能方便地識別這種數據。由于分類可能非常復雜，因此最好只進行一次。識別應用之后就必須對其數據包進行標記處理，以便確保網絡上的交換機或路由器可以對該應用進行優先級處理。通過采納標注數據的兩種行業標準，即IEEE 802.1p或差異化服務編碼點(DSCP)，就可以確保多廠商網絡設備能夠對該業務進行優先級處理。
在選擇交換機或路由器等產品時，一定要確保它可以識別兩種標記方案。雖然DSCP可以替換在局域網環境下主導的標注方案IEEE 802.1p，但是與IEEE 802.1p相比，實施DSCP有一定的局限性。在一定時期內，與IEEE 802.1p 設備的兼容性將十分重要。作為一種過渡機制，應選擇可以從一種方案向另一種方案轉換的交換機。
[編輯本段]優先級設置
一旦網絡可以區分電話通話和網上瀏覽，優先級處理就可以確保進行Internet上大型下載的同時不中斷電話通話。為了確保準確的優先級處理，所有業務量都必須在網絡骨干內進行識別。在工作站終端進行的數據優先級處理可能會因人為的差錯或惡意的破壞而出現問題。黑客可以有意地將普通數據標注為高優先級，竊取重要商業應用的[FS:PAGE]帶寬，導致商業應用的失效。這種情況稱為拒絕服務攻擊。通過分析進入網絡的所有業務量，可以檢查安全攻擊，并且在它們導致任何危害之前及時阻止。
在局域網交換機中，多種業務隊列允許數據包優先級存在。較高優先級的業務可以在不受較低優先級業務的影響下通過交換機，減少對諸如話音或視頻等對時間敏感業務的延遲事故。
為了提供優先級，交換機的每個端口必須有至少2個隊列。雖然每個端口有更多隊列可以提供更為精細的優先級選擇，但是在局域網環境中，每個端口需要4個以上隊列的可能性不大。當每個數據包到達交換機時，都要根據其優先級別分配到適當的隊列，然后該交換機再從每個隊列轉發數據包。該交換機通過其排隊機制確定下一步要服務的隊列。有以下2種排隊方式。
(1)嚴格優先隊列(SPQ) 這是一種最簡單的排隊方式，它首先為最高優先級的隊列進行服務，直到該隊列為空，然后為下一個次高優先級隊列服務，依此類推。這種方法的優勢是高優先級業務總是在低優先級業務之前處理。但是，低優先級業務有可能被高優先級業務完全阻塞。
(2)加權循環(WRR) 這種方法為所有業務隊列服務，并且將優先權分配給較高優先級隊列。在大多數情況下，相對低優先級，WRR將首先處理高優先級，但是當高優先級業務很多時，較低優先級的業務并沒有被完全阻塞。
Qos可以根據報文中的802.1Q判斷優先級
補充：
現在的路由器一般均支持QoS。
路由器上的QoS可以通過下面幾種手段獲得：
1.通過大帶寬得到
在路由器上除增加接口帶寬以外不作任何額外工作來保障QoS。由于數據通信沒有相應公認的數學模型作保障，該方法只能粗略地使用經驗值作估計。通常認為當帶寬利用率到達50％以后就應當擴容，保證接口帶寬利用率小于50％。
2.通過端到端帶寬預留實現
該方法通過使用RSVP或者類似協議在全網范圍內通信的節點間端到端預留帶寬。該方法能保證QoS，但是代價太高，通常只在企業網或者私網上運行，在大網公網上無法實現。
3.通過接入控制、擁塞控制和區分服務等方式得到
該方式無法完全保證QoS。這能與增加接口帶寬等方式結合使用，在一定程度上提供相對的QoS。
4.通過MPLS流量工程得到
[編輯本段]需要QoS的應用
流量約定（SLA, Service Level Agreement服務等級協議）給數據流設定優先級，以此在網絡／協議層面上，根據相互商定的尺度，設定有保障的性能、通過量、延遲等界限。一些特定形式的網絡數據流需要定義服務質量，例如[FS:PAGE]：
多媒體流要求有保障的通過量
IP電話需要嚴格的抖動和延遲限制
性命攸關的應用系統，例如遠程外科手術要求有可靠保證的可用性（也稱作硬性 QoS）.
這些類型的服務被稱為非彈性，意思是它們需要固定的帶寬才能運作--如果得到多余的帶寬，它們也無法使用；如果得到較少的帶寬，則根本無法工作。相形之下，彈性應用可以從多余的帶寬中受益。