分析计算机网络服务质量（QoS）的理论

黄琳峰

（中国铁路南宁局集团有限公司南宁通信段，广西 南宁 530023）

计算机网络系统、业务，在运行时机制有所不一样，但是，针对服务质量进行优化的出发点都是相似的。将网络服务作为一种资源，采取合理措施对网络服务质量进行适当优化，针对优化方法与措施进行适当选择，从而使计算机网络应用期间可以为人们提供高质量服务。

一开始，网络只是为了单数据以及非实时的通信来设计的，所有的资源共享在一起，没有注意到QoS的管理和控制，网络没有按照用户的质量要求传送数据。这种服务不能控制分组、吞吐量等QoS参数，也不能为数据提供保证。在服务质量（QoS）概念提出后，开始提出了不同的控制制度以及策略。

1 计算机网络服务质量定义

消费者对提供商服务的判定是服务质量的基础。计算机网络为使用者提供的服务就是计算机服务质量，即QoS。自计算机出现至今，人们就没有停止对系统的研究，目的就是可以为人们提供高质量服务。QoS指的在进行网络数据传输时，要能够满足各种请求，从实际情况来看，可以将其划分为带宽、延迟、丢包率等多项性能指标。QoS是网络运行过程中性能的反映，保证信息的传输，以及满足不同方面的业务能力。

对计算机网络的QoS研究，是从上个世纪八十年代初开始的，Seitz等人对ARPANET中的x2.5通信进行了研究，提出了面向用户的性能评估问题，这是关于QoS研究的最早文献。长期以来，由于计算机网络性能的限制，我们只关注QoS的部分指标，如吞吐量、准确性等。之后，到了八十年代末，ATM交换网以及B-ISDN技术的出现，随着分布式媒体的快速增长，人们开始对QoS管理和控制进行深入的研究和分析。这时，一些实验系统开始出现，最具有代表的是QoS-A工程[英•兰开斯特大学]，以及XRM-扩展式集成化参考模型[美•哥伦比亚大学]，还包括了国际合作的TINA-C项目工程，以及TENET工程[美•加州克利大学]等。伴随着网络商业化的成功，网上传输的多媒体信息量快速增加，网络开始出现了“堵车”的情况，且这一情况日益加重。此时对于QoS的问题研究也开始进一步深入。

IETF的1997年开始拟定关于QoS控制和服务的标准，提出了两种不同的QoS结构体系，即综合服务以及区分服务。QoS控制技术研究的发展非常快，同时也取得了很多成果。在国内，也在这几年开始了对QoS控制的研究。目前，计算机网络的QoS问题是国际网络研究的重要领域之一，也被赋予为下一代计算机最重要的研究内容之一。

2 优化计算机网络服质量的必要性

从字面上可以看出，消费者对提供商服务的判定是服务质量的基础。计算网络系统是信息及计算服务的提供媒介，也存在着QoS问题。自计算机诞生以来，人们就开始关注提高系统的服务性能和质量。目前，关于QoS的定义很多。在RFC2386中，QoS描述如下：当同一个网络传输数据流时，它需要满足一系列可以量化的服务请求。它包括丢包率、吞吐量、带宽、时延等。可以说，QoS反映了网络保证信息传输和满足业务需求的能力。计算机网络服务的一项最为突出问题就是，其在为人们提供服务时，各项数据传输效率偏低，这导致用户在接受网络服务时，服务质量偏低，无法满足需求。

（1）随着计算机技术的不断成熟，智能化办公变得更加普及，计算机网络服务的总体质量在一定程度上决定了智能化办公情况，因此，要通过合理分析，不断提升计算机网络服务质量，进而使智能化办公质量能够得到进一步提高，满足应用需求，提高办公效率。

（2）目前，/人们对计算机网络在运行过程中的总体安全性得到了进一步提高，在日常处理期间，各项文件越来越重要，而在对计算机网络进行应用期间，存在较为严重的安全隐患，这会对计算的应用造成不良影响。由此可见，优化计算机网络服务质量，能够使整体服务质量得到进一步提高，这可以为人们提供更加高质量服务，满足应用需求。

3 优化计算机网络服务质量的合理措施

3.1 选择科学算法

算法是计算机网络系统在运行过程中解决问题的指令，以及相应的策略机制。在构建计算机网络服务质量优化模型期间，要依据具体情况，选择合理的算法与队列技术，对问题进行解决。例如尽力而为是最简单的QoS服务模型。用户可以在不通知网络的情况下随时发送任意数量的消息。当提供尽力而为的服务时，网络尽可能多地发送消息，但不能保证时延和丢包率的性能。这一模型适合那些对性能要求不高的业务。是默认的方式，适用多数网络运用，如E-mail等。

3.2 优化设计选择

对于采用的优化模式进行完善，并且要做好选择，这是使计算机网络服务质量能够得到合理优化的一项有效措施。在对模型进行优化期间，要对不同优化特征进行辩证分析，而且要给出正确选择，确保最终优化的合理性。下面，对IntServ服务模型（预留资源）与DiffServ服务模型进行具体分析：

（1） IntServ模型是用户在消息发送前，通过信令向网络描述业务参数，申请特定服务，根据参数确保网络预留资源充足。在该模型中，RSVP协议是一条信令，其会在原路径网络中留下优先资源，如果网元的资源充足，将会确定采用的路径。

（2）DiffServ模型的基本原理是将网络流量分成若干类，对不同的类处理方式不同，如遇到网络堵塞时不同类处理级别也是不同的，该模型和上述的模型相比，其不需要信令。在此模型中程序发送消息前，无需另外申请资源，而是通过设置Qos参数信息告诉网络节点各用户业务的需求。此模型考虑IP网络的可拓展以及灵活性，进而减少信令工作，这也是当前网络中的主流服务模式。

3.3 拥塞管理与避免和流量监管与整形

3.3.1 拥塞管理

当网络拥塞时，数据包进入列队，开始缓冲，运用队列算法对转发顺序逐一安排。如果遇到堵塞时可监控资源使用率，现发加剧时主动丢弃数据包，从而减轻网络出现的过载问题。

3.3.2 流量监管与整形

流量是可以限制的，通过监控、整形把其局限于对应带宽内。流量超出额定带宽，多出的流量直接丢弃，这种技术称之为流量监控技术。对过多流量进行缓存的技术称之为流量整形技术。接口限速分为基于接口的流量监控和基于接口的流量整形。

4 结束语

计算机网络服务质量优化是一项复杂的工作，只有做好优化工作，才能使计算机服务质量能够得到进一步提高，进而为人们提供高质量服务。可见，提高计算机网络服务质量在未来一段时间仍然是人们研究的一项重点内容。