在下一代網(wǎng)絡(luò)里(NGN)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系的主干是支持不同接入技術(shù)的P網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)主干通過(guò)融合不同接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各類網(wǎng)關(guān)連接。從終端的角度來(lái)說(shuō)，移動(dòng)用戶無(wú)論在何時(shí)、何地、具有最好服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求的何種服務(wù)都能連接上，從這些方面可以看出NGN的核心管理是復(fù)雜的。在不久的未來(lái)，移動(dòng)用戶將能接人不同的電信應(yīng)用，包括基本的語(yǔ)音呼叫、網(wǎng)頁(yè)瀏覽和電子郵件、在線數(shù)據(jù)流、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議、交互的網(wǎng)絡(luò)游戲等。所有的這些應(yīng)用需要指定的QoS需求，例如語(yǔ)音流量對(duì)包丟失、包時(shí)延和抖動(dòng)很敏感。在NGN里，多種接入網(wǎng)絡(luò)的存在將保證所有應(yīng)用的QoS，例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)條件變化時(shí)，應(yīng)用將直接轉(zhuǎn)交給另一個(gè)較好的接入網(wǎng)絡(luò)。盡管終端時(shí)刻具有好的連接，甚至在不同網(wǎng)絡(luò)之間漫游仍然保持同最好網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，然而這種連接要依賴于一些應(yīng)用的因素：個(gè)人的喜好，設(shè)備性能，應(yīng)用的QoS的需求，可用網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
目前對(duì)于NGN的無(wú)縫端到端QoS體系，有許多的建議和方案來(lái)融合不同類的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以支持核心架構(gòu)對(duì)于QoS參數(shù)的管理和監(jiān)測(cè)，保證在移動(dòng)環(huán)境里以最好的資源滿足應(yīng)用。這些方案大多是基于網(wǎng)絡(luò)分類的區(qū)分服務(wù)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)QoS類別的端到端保證被描述為時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率和帶寬可用性。這些體系為服務(wù)類別協(xié)定部署策略，就像在終端和服務(wù)商之間簽定協(xié)約來(lái)保證指定的服務(wù)類別規(guī)范，而服務(wù)類別規(guī)范決定了指定應(yīng)用的QoS需要預(yù)留的資源。每個(gè)級(jí)別的QoS管理和監(jiān)測(cè)對(duì)于核心和接入級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)是一種重要的管理方式。
筆者提出具有動(dòng)態(tài)接人選擇的QoS管理體系，允許終端時(shí)刻以最好的網(wǎng)絡(luò)接人技術(shù)連接，而且這個(gè)建議結(jié)合了具有多鏈路體系來(lái)支持動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)選擇的端到端QoS體系，使得終端具有最合適的QoS。
1.相關(guān)工作
一些研究已經(jīng)開(kāi)展來(lái)解決在IP網(wǎng)絡(luò)里提供QoS管理方案，從這些提出的QoS體系可以得出評(píng)價(jià)融合不同類接入網(wǎng)絡(luò)QoS管理體系的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：QoS體系應(yīng)該能管理和監(jiān)測(cè)在域內(nèi)和域間管理層次的QoS要求，這就意味著在接人層和核心層的管理；這個(gè)體系應(yīng)該提供一個(gè)融合的和完整的怎樣在多種不同類域詳盡地遞送的建議；從服務(wù)商角度來(lái)看，這個(gè)方案應(yīng)該考慮業(yè)務(wù)的相關(guān)方面，如服務(wù)商，內(nèi)容提供者，網(wǎng)絡(luò)提供者和終端，因此方案的設(shè)計(jì)應(yīng)該支持整個(gè)服務(wù)業(yè)務(wù)鏈；這個(gè)方案應(yīng)該優(yōu)化而不應(yīng)考慮終端請(qǐng)求的一些信令處理流程；預(yù)留的QoS資源和流量監(jiān)測(cè)應(yīng)該實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)支持，允許為了網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化分配自動(dòng)配置和資源調(diào)整，以得到終端的滿意和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者的利益最大化。
2.具有網(wǎng)絡(luò)選擇性的端到端QoS體系
目前的NGN QoS管理體系大部分缺少網(wǎng)絡(luò)選擇的核心模塊和從多個(gè)不同類網(wǎng)絡(luò)選擇最好網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足終端QoS要求的連接終端動(dòng)態(tài)配置。本文提出的核心解決方案QoS體系，能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)資源、為終端激發(fā)的應(yīng)用和任何QoS服務(wù)預(yù)留的資源，并具有從多個(gè)不同類網(wǎng)絡(luò)選擇最好接入網(wǎng)絡(luò)的能力。
(1)QoS體系元素
幾個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)核心網(wǎng)絡(luò)連接的，其核心網(wǎng)絡(luò)是相互連接的多鏈路網(wǎng)關(guān)(MLG)，接人網(wǎng)絡(luò)通過(guò)接人路由器連接，而管理域同其它域由邊界路由器連接。這個(gè)體系中的元素及其功能如下：在每個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)里，移動(dòng)終端通過(guò)接人路由器連接到網(wǎng)絡(luò)，且每個(gè)移動(dòng)終端能以直接或間接方式請(qǐng)求QoS資源到達(dá)網(wǎng)絡(luò)；QoS代理是一個(gè)在可用資源之間執(zhí)行接人控制和管理網(wǎng)絡(luò)資源的模塊以最大化運(yùn)營(yíng)者的利益，核心網(wǎng)絡(luò)的QoS代理(CNQoSB)管理同其它管理域通信的核心資源，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和保證骨干網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行；基本的QoS是接入網(wǎng)絡(luò)固有性提供的，而更高級(jí)的是由核心網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)提供平臺(tái)支持的；在接入網(wǎng)絡(luò)里，為了在多媒體會(huì)話期間提供有效的服務(wù)和控制而部署的多媒體服務(wù)代理(MMSP)，在已知可用服務(wù)和可用網(wǎng)絡(luò)資源的情況下，接入網(wǎng)絡(luò)QoS代理(ANQoSB)和MMSP都能向多媒體流提供足夠級(jí)別的QoS；在域的級(jí)別上，QoS由基于網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的策略來(lái)提供，并通過(guò)ANQoSB代理傳到不同接入網(wǎng)絡(luò)的接人路由器，為了鑒權(quán)和計(jì)帳，在每個(gè)域要有鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)帳、審計(jì)服務(wù)器(A4S)。
(2)QoS級(jí)別
每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的QoS保證端到端的QoS，并用如時(shí)延、抖動(dòng)和包丟失等參數(shù)來(lái)描述。參考ITU-TY，這里主要考慮四種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)級(jí)別：會(huì)議、商務(wù)、流和盡力服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)通過(guò)兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述，首先是服務(wù)QoS級(jí)別，其次是預(yù)留帶寬。服務(wù)級(jí)別的定義符合區(qū)分服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系的，同時(shí)應(yīng)該有一個(gè)映射機(jī)制將QoS參數(shù)映射成網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)，這種影射可以在QoS客戶端、高級(jí)的路由機(jī)制或MMSP完成，這依賴于信令的策
略。
3.提出的系統(tǒng)體系功能和流程
針對(duì)QoS管理提出的系統(tǒng)體系遵循如下的流程：
(1)從移動(dòng)終端側(cè)觸發(fā)QoS多媒體的要求；
(2)呼叫端的MMSP將詢問(wèn)直接與接入網(wǎng)絡(luò)連接的ANQoSB；
(3)ANQoSB將需求傳給接入路由器(AR)，接入路由器再傳給CNQoSB；
(4)因?yàn)镃NQoSB已經(jīng)公布了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)，CNQoSB將決定哪個(gè)是最適合呼叫需求的網(wǎng)絡(luò)；
(5)CNQoSB將封裝這個(gè)利用最合適網(wǎng)絡(luò)連接終端的需求送達(dá)多鏈路層網(wǎng)關(guān)(MLG)；
(6)MLG解封這個(gè)包并構(gòu)造內(nèi)包送達(dá)對(duì)于終端請(qǐng)求最合適接入網(wǎng)絡(luò)的接人路由器；
(7)對(duì)于終端請(qǐng)求最合適接人網(wǎng)絡(luò)的A4S，鑒權(quán)終端請(qǐng)求，然后以最好的網(wǎng)絡(luò)連接的呼叫者和被呼叫者之間的多媒體線程就建立了；
(8)呼叫者接入網(wǎng)絡(luò)的QoS代理同被呼叫者接入網(wǎng)絡(luò)的QoS代理就在它們之間建立服務(wù)的QoS要求進(jìn)行協(xié)商；
(9)呼叫者和被呼叫者之間的通信線程隨著它們之間觸發(fā)服務(wù)或應(yīng)用的QoS要求而建立。具體的流程見(jiàn)圖1。
圖1 QoS管理體系流程
4.理論分析和體系優(yōu)勢(shì)
構(gòu)建提供區(qū)分服務(wù)的全I(xiàn)P包體系有許多難題，對(duì)于每個(gè)問(wèn)題應(yīng)該有合適的解決方式。本節(jié)主要分析上述體系對(duì)于這些問(wèn)題解決的合理性。
(1)具有QoS保證的切換自動(dòng)配置
不同類網(wǎng)絡(luò)之間終端的移動(dòng)性是一個(gè)很大的難題，這主要源于QoS的變化。在上述體系里，快速切換技術(shù)應(yīng)用于當(dāng)無(wú)線信號(hào)質(zhì)量下降或不滿足連接目前接入網(wǎng)絡(luò)路由器時(shí)。終端將通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)交地址開(kāi)啟同鄰近信號(hào)較好路由器的協(xié)商，并且切換協(xié)商開(kāi)始時(shí)仍保持目前的通信。這個(gè)通信信息在目前的接入路由器和QoS代理與新的接人路由器和QoS代理之間是可以交互的，然后新的QoS代理利用這個(gè)信息驗(yàn)證可利用資源并配置新的接人路由器完成切換。
(2)預(yù)留域內(nèi)域間級(jí)別的資源
因?yàn)椴煌膽?yīng)用將產(chǎn)生在速率、丟包、突發(fā)、包時(shí)延等特性不同的流量，因此對(duì)于每個(gè)域，不同應(yīng)用的信息應(yīng)該能夠交換。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者需要整個(gè)體系解決擁塞，所以整個(gè)方案考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系控制擁塞是很重要的，可以采取一些方法避免擁塞和充分利用網(wǎng)絡(luò)：配置網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)考慮不同用戶的各種應(yīng)用要求；對(duì)于端到端QoS用QoS代理利用網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)核心資源管理，這是在QoS代理應(yīng)該知道需求和所有鏈路的目前利用情況的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；分配每個(gè)終端的QoS級(jí)別并基于此限制進(jìn)入接入路由器的流量。
(3)智能網(wǎng)絡(luò)選擇
網(wǎng)絡(luò)選擇是基于最高的QoS實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)QoS滿足終端的需求并利用不同類連接網(wǎng)絡(luò)，這是為了利用網(wǎng)絡(luò)以及避免擁塞在終端請(qǐng)求和最大化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者利益之間的平衡，這依賴于核心和接入網(wǎng)絡(luò)QoS代理以及應(yīng)用在核心和接人路由器上的策略管理。當(dāng)終端在不同網(wǎng)絡(luò)之間漫游時(shí)，智能網(wǎng)絡(luò)切換在移動(dòng)環(huán)境里也起著重要的作用。
5.結(jié)束語(yǔ)
本文提出了結(jié)合QoS預(yù)留和網(wǎng)絡(luò)選擇的核心管理體系，并按步驟演示了利用最好的網(wǎng)絡(luò)資源以最好的QoS連接建立多媒體線程。網(wǎng)絡(luò)選擇是自動(dòng)完成的，這是由于接入網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)里QoS代理的作用，以及核心骨干網(wǎng)絡(luò)里的MLG，同時(shí)連接不同網(wǎng)絡(luò)的邊界路由器、接人域路由器技術(shù)也起到了重要作用。
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本文標(biāo)題：基于終端QoS要求的網(wǎng)絡(luò)選擇優(yōu)化
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