移动互联网的端到端QoS的几点思考

马英

摘 要：移动互联网是互联网与移动通信系统的融合与发展，随着移动互联网的高速发展，用户对移动场景下的移动互联网服务质量及有线网络的服务质量的要求越来越高，希望可以实现移动互联网的无延迟、无阻塞、高质量服务。但由于移动网络的资源及拓扑结构具备动态性，这就增加了实现移动互联网端到端QoS的难度。为实现移动互联网中端到端QoS，就需要在移动互联网体系结构的基础上，解决移动管理、移动QoS协议、无线资源管理、分组调度等关键技术。

关键词：移动互联网；端到端；QoS

1 移动互联网中存在的QoS协议

为在互联网中支持QoS，提出了IntServ及Diffserv两种 QoS体系构造，但由于IntServ及Diffserv体系的设计对象属于有线网络，为实现无线网络中支持QoS，就需要将两种QoS体系构造进行扩展，以实现QoS协议在移动或无线场景下的应用。移动互联网中IntServ/RSVP的QoS协议扩展：

1.1 MRSVP协议

MRSVP协议保证了MH（移动主机）的QoS.MRSVP中资源主动预留与被动预留的两种资源预留的类型。在当前，MH在子网中资源预留的方式为主动预留，在未来，MH在子网中的资源预留方式将会发展为被动预留。采用被动预留的方式，为增强资源利用率，被动预留资源允许其他应用使用。

但MRSVP协议的信令额外开销较大，加上MRSVP协议地实现需要具备MH移动模型，并在MH可能访问的子网中提前预留资源，导致网络资源利用率降低。

1.2 隧道中IntServ/RSVP协议

实现Mobile IP与RSVP相互操作的关键在于隧道中路由器能否识别RSVP报文，能否为数据流做出预留资源。为此提出RSVP报文穿越隧道方案，当端到端RSVP会话在隧道中经过时，将RSVP会话映射为RSVP隧道会话，然后由RSVP隧道会话从隧道出口往隧道入口方向根据通过隧道总流量，进行资源预留。

这种方法不能彻底的保证MH的QoS，需要经过三角路由器，分组延迟大；优点在于不需要将现存RSVP协议做较大变更。除此之外，还有DRSVP协议及多播的RSVP协议，尤其是DRSVP协议，可以根据网络带宽变化调整QoS应用，提高网络资源利用率。

2 实现移动互联网端到端的QoS关键技术

为实现在移动互联网中提供QoS应用，保证网络服务质量，就需要在进行移动互联网体系结构的研究，并解决移动管理、移动QoS协议、无线资源管理、分组调度（可借用有线网络研究结果）等关键技术。

2.1 移动互联网体系结构的研究

移动互联网属于移动通信网络及Internet技术的融合、发展的产物，根据研究，获得Internet层次结构与移动互联网层次结构如下：

在移动互联网体系机构中，传输服务层包括有线传输及无线传输，负责提供物理媒体的数据传输服务；网络层屏蔽了底层不同的运输形式，使用异构网络互联，提供端到端多媒体服务、移动支持及QoS服务、开放应用接口的服务；运输层开放应用接口、对QoS服务提供支持，保障端到端数据传输的可靠性；应用服务层是针对客户，提供可制定的服务。

2.2 端到端QoS协议机制

根据下图，可以看出IETF QoS体系结构在Internet层次结构中所对应的位置：

可以说，移动互联网端到端QoS协议机制是在整体层次结构中的运输层与网络层中进行研究的，针对边缘为移动设备、主干为固定高速网络的网络场景，分析协议扩展性及兼容性特征，一般选择加固网络协议，做适应性扩展为主。如对传统数据预留做扩展，让其能够在更短的时间内作出移动信令反应，并与固定网络透明交互。

移动互联网在运输层中端到端QoS协议机制的总体趋势如下：骨干网采用Diffserv体系，无线接入网采用的是IntServ体系或Diffserv体系。Diffserv体系不需要信令协议，但Diffserv一般要求宽带过度预留，不适合QoS的精确控制；IntServ体系则可以针对每个流进行资源预留，从而确保服务质量，但其扩展性较差。

综合分析后，本文决定于骨干网中采用Diffserv QoS模型，无线访问网络之中采用IntServ QoS模型，综合处理，获得良好效果。

2.3 无线资源管理

在提供移动互联网端到端QoS时，要做好无线资源管理研究，本文认为，无线资源管理首先需使用随机模型对资源进行提前预留，并根据切换连接丢弃率预留部分资源，然后将预留资源数量R（t）模型转化为时间t的随机过程，并通经过Markov模型计算，得出预料资源的数量。在系统运行中，分析预留资源的数量，并做动态调整，根据切换连接丢失率确定预留资源的减少或增多。

[参考文献]

[1]张小林，廖章君，曹磊.等.基于移动互联网的端到端移动用户感知评估研究[J].现代电信科技，2012，（11）：73-76.

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