什么是宽带接入Qos服务等级?

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在IP网络中,IPv4报文中有三种承载QoS优先级标签的方式,分别为基于二层的CoS字段(IEEE802.1p)的优先级、基于IP层的IP优先级字段ToS优先级和基于IP层的DSCP(Differentiated Services Codepoint)字段优先级。每种优先级的定义如下:
  (1) IEEE802.1p优先级
  它是位于二层带标签的以太网帧的CoS字段,和VLAN ID在一起使用,在字节中的位置如下:

  其中:IEEE802.1p优先级:3bit(P2-P0)
  未用(CU):1bit
  VLAN ID:12bit(V11-V0)
  IEEE802.1p优先级值有8个(0-7),0优先级最低,7优先级最高。报文分为三种情况:带优先级和VLAN ID的标签报文,其优先级值是自身带的值;只带优先级的标签报文,此时VLAN ID为0,其优先级值是自身带的值;未带标签的报文,一般默认的优先级值为0,也可以进行更改指定新的优先级。
  (2) IP优先级
  它由IP分组报头中的服务类型(ToS)字节中的3位组成,其在字节中的位置如下:
  P2 P1 P0 T3 T2 T1 T0 CU
  其中:IP优先级:3bit(P2-P0)
  服务类型(ToS):4bit(T3-T0)
  未用(CU):1bit
  IP优先级值有8个(0-7),0优先级最低,7优先级最高。在默认情况下,IP优先级6和7用于网络控制通讯使用,不推荐用户使用。ToS字段的服务类型未能在现有的IP网络中普及使用。
  (3) DSCP优先级
  它由IP分组报头中的6位组成,使用的是ToS字节,因此在使用DSCP后,该字节也被称为DSCP字节。其在字节中的位置如下:
  DS5 DS4 DS3 DS2 DS1 DS0 CU CU
  其中:DSCP优先级:6bit(DS5-DS0)
  未用(CU):2bit
  DSCP优先级值有64个(0-63),0优先级最低,63优先级最高。事实上DSCP字段是IP优先级字段的超集,DSCP字段的定义向后与IP优先级字段兼容。目前定义的DSCP有默认的DSCP,值为0;类选择器DSCP,定义为向后与IP优先级兼容,值为(8,16,24,32,40,48,56);加速转发(EF),一般用于低延迟的服务,推荐值为46(101110);确定转发(AF),定义了4个服务等级,每个服务等级有3个下降过程,因此使用了12个DSCP值((10,12,14),(18,20,22),(26,28,30),(34,36,38))。
  由于存在三种优先级,因此就有相应的6种优先级的映射关系,即:Dot1p-DSCP、DSCP- Dot1p、IP Pri-DSCP、DSCP-IP Pri、Dot1p-IP Pri和IP Pri- Dot1p,其中最常用的是Dot1p -DSCP和DSCP- Dot1p两种映射关系。
  在IP网络中,IPv6提供了一定的QoS控制策略。IPv6分组头定义了一个4比特的优先级区域,可以指示16种优先级别,同Ipv4平台的ToS字节类似。16种优先级别中的9种用于非实时传输业务,其余的8种用于实时传输业务。但在协议中并没有严格规定IPv6路由器应如何使用这一优先级区域。
  在未来的IP网络中,优先级标签并不是IPv6标识分组QoS的唯一方法。IPv6的分组头还包括1个24比特的信息流标签,这个标签可由程序来设定,指示某组数据分组属于某个特定的IP信息流。这样,设备不需检查地址、端口或其它信息,就可将数据分组分类。但是,信息流标签并没有指明QoS的提供方式,所以仍需使用RSVP和其它预留协议。
  3 IP网络中QoS服务模型的选择
  在IP QoS网络架构的基础上,IETF已经建议了很多服务模型和机制,以满足QoS的需求。其中比较有名的有:IntServ(Integrated Service)综合业务模型,DiffServ(Differentiated Service)区分业务模型,MPLS多协议标记交换,TE(Traffic Engineering)流量工程和约束路由等。
  目前IP QoS主要的几种服务模型描述如下:
  (1) 尽力而为(Best-Effort)服务模型
  尽力而为是一个单一的服务模型,网络尽最大的可能性来发送报文,对时延、可靠性等性能不提供任何保证。 该模型为最早的无QoS保障的服务模型,这也是IP网络最基本的特点所决定的。
  (2) IntServ综合业务服务模型
  其基本思想为“所有的流相关状态信息应该是在端系统上”,它基于每个流(单个的或是汇聚的)提供端到端的保证或是受控负载的服务。IntServ使用资源预留协议RSVP(Resource Reservation Protocol)作为每个流的信令。RSVP信息跨越整个网络, 从接收方到发送方之间沿途的每个路由器都要为每一个要求QoS的数据流预留资源。
在IntServ流中,定义了三种类型的业务:保证业务、受控负载业务和尽力而为的业务。同时IntServ定义了四个功能部件:资源预留协议RSVP(RFC2205)、访问控制、分类器和.队列调度器。
  该模型的优点是:能够提供绝对有保证的端到端QoS服务质量;RSVP在源和目的地间可以使用现有的路由协议来决定流的通路;该模型使得QoS能够在Unicast和Multicast下均能实现。
该模型的缺点是:IntServ结构最致命的一个问题是其可扩展性很差;由于所有路由器必须实现RSVP、访问控制,因此其对路由器的要求也很高;该模型不适合短生存期的流。
  (3) DiffServ区分业务服务模型
  基本思想为:在网络入口为每个包加以标记,产生不同的级别,每个级别的包得到不同的服务级别。该模型是由IntServ发展而来的,它采用了IETF的基于RSVP的服务分类标准,抛弃了分组流沿路节点上的资源预留。区分业务服务将会有效地取代跨越大范围的RSVP的使用。
区分服务区域的主要成员有:核心路由器、边缘路由器、资源控制器。在区分服务中,网络的边缘设备对每个分组进行分类、标记DS域,用DS域来携带IP分组对服务的需求信息。在网络的核心节点上,路由器根据分组头上的DS码点(Code Point)选择码点所对应的转发处理。资源控制器配置了管理规则,为客户分配资源,它可以通过服务级别协定SLA与客户进行相互协调以分享规定的带宽。
  DiffServ也定义了三种业务类型:最优的业务、分等级的业务和尽力而为的业务。     DiffServ提供了一种简单的方法对各种服务加以分类。目前的单中继段行为PHB(Per-hop Behavior)的标准中对两个最有代表性的服务等级作了规定:
  EF(Expedited Forwarding)快速转发:有一个单独的码点(DiffServ值)。EF可以把延迟和抖动减到最小,因而能提供总合服务质量的最高等级。任何超过服务范围(由本地服务策略决定)的业务被删除。
  AF(Assured Forwarding)保证转发:有四个等级,每个等级有三个下降过程(总共有12个码点)。超过AF范围的业务不会象“业务范围内”的业务那样以尽可能高的概率传送出去。这意味着业务量有可能下降,但不是绝对的。
  该模型的优点是:伸缩性较好,DS字段只是规定了有限数量的业务级别,状态信息的数量正比于业务级别,而不是流的数量;便于实现,只在网络的边界上才需要复杂的分类、标记、管制和整形操作。核心路由器只需要实现行为聚集(BA)的分类,因此实现和部署区分型业务都比较容易。
  该模型的缺点是:无法完全依靠自己来提供端到端的QoS服务。需要大量网络单元的协同动作,才能向用户提供端到端的服务质量。解决这一问题的方法有两种:一是用功能强大的全局策略管理器来完成这一任务;另外一种就是利用MPLS将第三层的QoS转换为第二层的QoS,通过运营网中第二层的交换机来实现端到端的服务质量保证。
  (4) MPLS 服务模型
  基本思想为:MPLS是一种前向转发策略,在进入MPLS作用域时给包赋予一定的标签,随后包的分类、转发和服务都将基于标签完成。MPLS是利用IntServ模型中现有的技术的主要思想与优势,制定出一个统一的、完善的第三层交换技术标准。MPLS规定了一整套协议和操作过程,在IP网内实现快速交换。MPLS中的关键概念是用标签来识别和标记IP报文,并把标签封装后的报文转发到已升级改善过的交换机或路由器,由它们在网络内部继续交换标签,转发报文。
MPLS实现信令的方式有两类,一类是LDP/CR-LDP,它是基于ATM网络的。另外一类是RSVP,它基于传统的IP网。RSVP和LDP/CR-LDP是两种不同的协议,它们在协议特性上存在不同,有不同的消息集和信令处理规程。
  MPLS网络由标签边缘路由器(LER)和标签交换路由器(LSR)组成。在LSR内,MPLS控制模块以 IP功能为中心,转发模块基于标签交换算法,并通过标签分配协议(LDP)在节点间完成标签信息以及相关信令的发送。
  MPLS服务模型的优点为MPLS有着传统IP技术所无法实现的功能,可以将ATM和IP很好地结合在一起;缺点为MPLS协议规定的标签只具有本地意义,LDP信令以及标签绑定信息只能在MPLS相邻节点间传递。LSR之间或 LSR与LER之间依然需要运行标准的路由协议来获了拓扑信息。
  其它的服务模型:流量工程是一种安排通信流量如何通过网络的过程;约束路由在寻径路由时会受到一定的约束,如带宽或时延的要求。
  通过以上对各种主要QoS服务模型的分析,则在可运营的电信级IP网络中实现QoS服务机制时,应考虑如下:
  (1) 核心/骨干网络的QoS
  当前,由于DWDM等技术的发展,使得核心/骨干网络的带宽得到大幅度的增长。带宽的增长为QoS服务质量减轻了压力。但是,随着网络流量的增加,特别是IP网络的路径不确定性和流量的突发行为,使得网络的流量具有较大的突发性和不均衡性。因此,仅仅依靠带宽是不足以提供良好QoS服务质量。
  在核心/骨干网络中提供QoS服务质量有两种方法:一种是采用流量工程,一种是部署DiffServ区分服务模型。目前,流量工程的实施一般都是静态手工或半静态,缺乏动态实时的进行流量工程的工具。因此,流量功能很难对短期突发行为进行调节。而区分服务从长远来看具有更完整的QoS提供能力,通过和流量工程、MPLS等机制结合,可以发挥更大的作用。
  (2) 汇聚/接入网络的QoS
  由于在汇聚层和接入层,一方面网络的带宽较小,另一方面网络的情况也比较复杂,涉及到多种接入技术,如以太网、ATM、FR等。因此,汇聚/接入网络的QoS实现是一个比较复杂的问题。
  为了能快速、简单、有效地部署和实现QoS服务质量,一般在这个汇聚/接入网络层次采用区分服务的思想实现QoS,即通过流量分类和优先级处理。实际上,包括以太网、ATM、MPLS在内的多种网络技术都支持报文的标记能力,这为报文的区分和标记提供了基础。而网络设备,特别是接入设备一般都提供流量分类、标记和限制的能力。因此,在汇聚/接入网络中部署区分服务模型是一个可行的方案,也是一个必然的发展趋势。
  4 汇聚/接入设备中实现QoS的DiffServ服务模型
  通过前面的分析,在可运营的电信级IP网络中,在汇聚/接入层次的设备中部署DiffServ服务模型是实现完善的QoS服务机制最适合的方案。
  由于汇聚/接入层次设备的多样性、复杂性,因此在部署QoS的DiffServ服务模型时,要力求简单、有效、实用。因此,参考IP QoS的网络架构,汇聚/接入设备中应该首先考虑实现以下QoS功能:数据平面的缓存器管理、拥塞避免、报文标签、队列和调度、流分类、流策略和流量整形;管理平面的计量管理和策略管理等。
  (1) 缓存器管理(Buffer Managment)
  汇聚/接入设备中应该拥有报文收发、交换的缓存器,并可对其进行设置、管理。实现对端拥塞控制(HOL)、背压等控制的功能。
  (2) 拥塞避免(Congestion Avoidance)
  拥塞避免是为了在报文较多,超出转发速率时,通过一些算法丢弃转发队列中的一些报文,从而达到避免拥塞的产生。拥塞避免算法有尾部直接丢弃(Tail-Drop)、随机早期检测(RED)和加权的随机早期检测(WRED)等。在汇聚/接入设备中应该首先考虑支持尾部直接丢弃(Tail-Drop)和加权的随机早期检测(WRED)。
  (3) 报文标签(Packet Marking)
  通过前面我们已经了解到IP报文中承载QoS优先级标签的有三种: IEEE802.1p优先级(CoS字段)、IP优先级(ToS字段)和DSCP优先级(DSCP字段)。因此,在汇聚/接入设备中应该支持以下功能:
对入口未带优先级标签的报文可以加上各种新的优先级标签;
对入口携带优先级标签的报文可以更改其各种优先级标签,变为新的优先级标签;
支持报文携带新的优先级标签从出口输出;
支持按一定的映射关系实现各种优先级之间的映射,特别是IEEE802.1p优先级和DSCP优先级之间。
  (4) 队列和调度(Queuing & Scheduling)
  为了能够实现较完善的QoS服务机制,支持VoIP、IPTV、视频会议等多种业务。在汇聚/接入设备中应该支持多个队列的机制,一般情况下应该至少支持4个队列。
队列调度有多种算法,在汇聚/接入设备中比较适用的有:严格优先级队列调度(PQ)、加权循环队列调度(WRR)和加权公平队列调度(WFQ)。同时,也应该支持对WRR的队列权重和WFQ的参数进行设置的功能。
  (5) 流分类(Traffic Classification)
  汇聚/接入设备是处于网络的边沿,因此对数据流的分类是其一项非常重要的功能。通过对入口数据流按一定的规则进行匹配,区分出需要QoS保障的业务流来。一般用于匹配规则的字段应该有:
eth-type:以太网包的类型(IP/ARP/RARP)
ip-type:ip包的类型(ICMP/IGMP/TCP/UDP)
source-ip: 源IP地址的匹配
dest-ip: 目的IP地址的匹配
source-mac: 源MAC地址的匹配
dest-mac: 目的MAC地址的匹配
source-port : 源端口的匹配
dest-port: 目的端口的匹配
cos :CoS优先级的匹配
dscp:dscp优先级的匹配
vlan:VLAN的匹配
  (6) 流策略(Traffic Policing)
  在汇聚/接入设备中应该支持对区分出来的业务流按一定的策略进行处理。即对通过流分类之后的业务流类进行行为控制,一般策略中对流的动作有:对流的速率限制、优先级标签的更改、VLAN的更改、超出速率的丢弃或更改优先级等。
  (7) 流量整形(Traffic Shaping)
  在汇聚/接入设备的入口和出口,应该支持对数据流的流量整形,并可以设置流量整形的粒度,从而实现对入口或出口突发数据流的缓冲和整形。
  (8) 计量管理(Metering)
  在汇聚/接入设备中,应该支持对通过流分类之后的业务流进行速率的计量管理,从而达到设备中对各种业务的精确计量管理,保证各种业务的QoS服务质量。
  (9) 策略管理(Policy)
  在汇聚/接入设备中,应该支持对各种流分类的统一管理,即策略管理,从而达到设备对整体资源的统一调度,对各种业务流的统一协调处理,保证资源的合理应用和各种业务的QoS服务质量。

参考资料:http://www.zte.com.cn/Events/ChinaDSLConference2005/pro/pro-3.htm
参考技术A   宽带的上行和下行最主要还是靠运营商提供的网络质量来决定的,而且你去当地运营商的测速网速可以测试一下,如果下载速度达到了当地运营商提供的标准,就算是正常的了,想再快了不可能的了,除非是由机房提速,不过一般人是不可能给提的,HOHO~~

  改变网络结构
  典型的宽带网络分为接入层、汇聚层、核心层三层结构。接入层提供XDSL等多种接入方式,接入PC、IPSTB、 ePhone、IAD等多种终端设备,通过各种终端开展宽带接入、Internet互联、语音、视频等业务。汇聚层设备对接入层通过FE/GE、ATM155等接口接入的业务流通过GE/POS汇聚到城域网核心层,最终由城域核心设备汇聚到骨干网。这种宽带网 络的分层结构使网络层次清晰。接入层为不同用户提供各种接入手段,汇聚层对接入层业务流汇聚,城域网核心层保证快速转发。

  但是,在典型的树状拓扑宽带接入网中,对于上行方向来说,不同业务的上行通信量存在着汇聚现象,需要确保各种业务的上行通信量的服务质量。对于下行方向来说,BAS作为业务控制点,同样存在对不同业务下行通信量的汇聚现象,特别是当不同业务流量来自不同骨干网络的情况下。另外,宽带接入网可能使用不同速率的数据链路,导致速率不匹配,引起短暂的拥塞发生。因此,下行通信量也需要确保服务质量。因此,宽带接入网的上行和下行方向均需要实施QoS解决方案。

  总体规划

  实施宽带接入QoS,首先必须进行QoS的总体规划,其规划原则可如下:

  第一,根据不同业务特性在接入网内实施针对业务类型的业务分流,目前可考虑的业务类型可以分为VoIP语音、视频、专线互联及互联网接入等。另外,还必须考虑到宽带网络本身还存在管理和控制信令等,这种消息流与VoIP数据流具有同等的QoS保证需求。

  第二,在接入网的汇聚层实施业务VLAN策略,并根据业务及流量特性对业务VLAN进行合理的带宽规划。

  第三,不同客户实施不同的QoS:对于重要的企业VPN专线、同城互联客户,至少在接入网汇聚层实施独享带宽和独立逻辑通道(业务VLAN)的二层QoS策略;对于个人和家庭用户,可针对用户的业务类型,提供不同的QoS策略。

  第四,不同业务类型实施不同的QoS:个人和家庭用户的业务基本上以VoIP、视频和互联网接入为主,其业务优先等级依次由高到低,这三类业务之间实施绝对优先级调度策略;而互联网接入业务在下行方向可再根据内容细分成两类优先级:具有一定QoS保证的互联网业务和无QoS保证的普通互联网业务,这两种优先级实施加权平均的调度策略。

  QoS的引入

  QoS技术的部署主要包括资源控制、资源隔离和资源调度等各种技术及策略的运用。资源控制对使用的网络资源进行限制,主要通过对流量的许可控制实现,例如对不同类型的流量的限制、对流量的优先级控制等,资源的限制使得在网络中不同类型的流量具有合理的比例和分布。资源隔离主要保证不同的流量不会相互干扰,这种隔离可以通过设置流量优先级来实现,优先级主要确保低优先级的流量不会干扰高优先级的流量。资源调度对资源进行分配和调度。

  考虑到QoS现实技术成熟程度的限制,QoS的引入实施及完善必将是长期的过程,建议分两个阶段来实施。

  第一阶段:在宽带多业务发展初期,建议在宽带接入网内引入802.1D二层优先级+拥塞调度机制的静态QoS机制。

  (1)根据业务需要,定义服务等级;

  (2)在网络边缘,实施业务区分与标记策略。下行方向,由业务边缘网关根据IP地址/五元组对业务流进行识别,上行方向,由接入终端根据物理端口进行业务区分和标记。

  (3)汇聚层及宽带接入平台根据802.1D优先级标记执行预设置的QoS处理策略,如队列调度,拥塞处理等。另外,宽带接入平台负责对上行802.1D二层优先级标记的信任度检查和重标记。

  (4)汇聚层通过VLAN技术进行必要的带宽资源隔离,至少应实现组播业务带宽资源与其他业务带宽资源的隔离。

  第二阶段:802.1D二层优先级+拥塞调度机制的QoS机制存在许多不足,因此,随着宽带业务的发展,必须在网络层的基础上引入承载控制层,实现基于呼叫接纳控制技术的动态QoS机制。

  动态QoS技术主要通过资源预留及呼叫接纳控制(CAC)机制实现对基于呼叫的VoIP和VoD业务的QoS保证。另外,通过动态QoS技术还可以比较灵活的实现基于用户/内容的按需QoS保证业务等。其基本思路如下:

  在网络层之上构建网络层的“大脑”,即承载控制层,实现对网络中关键节点(如BRAS设备)的资源控制和调度。承载控制层包括两个基本部件:资源管理服务器和用户位置信息系统。另外,为了便于动态QoS的部署,还需要在业务管理层面引入QoS业务管理平台或业务服务器中间件,QoS业务管理平台主要是针对非呼叫类业务,业务服务器中间件主要是针对基于呼叫的业务。用户在使用具有QoS保证的业务前或在建立基于呼叫的业务过程中,增加资源请求和分配的过程,从而实现对用户的动态QoS保证。

  QoS业务管理平台提供QoS业务管理、用户管理、资源管理以及QoS计费信息等;资源管理服务器用于QoS策略分发、带宽资源利用等情况的统计;用户位置信息系统用于提供用户所在的接入节点的线路信息。

  用户通过PC在使用具有QoS保证的业务之前,可以通过Portal页面方式进行QoS请求,相关的QoS参数可以包括用户服务等级、用户所需带宽、时长及对端IP地址等。以下以用户的按需带宽业务为例,说明其具体业务流程(如图所示):

  (1)用户通过QoS业务管理平台的Portal页面申请所需要的带宽大小及相应的服务等级;

  (2)QoS业务管理平台通过SOAP接口向资源管理服务器申请资源;

  (3)资源管理服务器通过SOAP接口查询用户的物理位置;

  (4)资源管理服务器根据用户的物理位置查询资源,并决定是否接纳或拒绝来自QoS业务管理平台的请求;

  (5)如果接纳,资源管理服务器进行资源预留,并通过COPS接口将用户的服务等级下发给BRAS设备,BRAS设备建立用户IP地址与服务等级之间的映射关系;同时,资源管理服务器响应QoS业务管理平台的资源请求;

  (6)QoS业务管理平台接收来自资源管理服务器的响应,将计费信息通过相关接口下发给计费系统;

  (7)用户开始使用具有QoS保证的互联网业务。

  另外,BRAS设备需要具有带宽资源预留功能。为了在宽带接入网范围内提供更好的QoS保证,BRAS设备应能够将用户的服务等级信息转化成802.1D二层优先级标记下发给下层网络,下层网络直接根据802.1D优先级标记进行队列调度和QoS处理。

  如果是基于呼叫的VoIP、VoD等业务,则可以直接定义这种业务的服务等级,用户发起业务请求时,只需要通过业务服务器中间件向资源管理服务器提出业务资源占用请求即可。

  改变QoS方式

  针对宽带接入QoS的部署需求,应从以下五个方面入手实施宽带接入网络的技术改造,以解决接入网适应多业务承载所面临的QoS技术问题:

  第一,优化宽带接入网络架构。使BRAS下移,减少汇聚网络的层次,将规模较大的二层汇聚网络改成多个相互隔离的规模较小的二层网络,尽量减少DSLAM级联级数,扩展DSLAM设备的上联口带宽能力。

  第二,DSLAMIP化改造。为支持视频业务,现有的ATM上行的DSLAM设备必须改造成IP上行,或在原有的ATM-DSLAM节点旁新建IP-DSLAM节点,直接将多业务用户割接到新的IP-DSLAM节点。

  第三,多业务VLAN隔离。在汇聚网络通过实施不同业务采用不同的VLAN策略,进行业务分流,并保证VLAN之间的隔离,根据VLAN进行相应的QoS处理策略。

  第四,网络设备QoS功能的统一和升级。对接入网范围内网络设备的QoS功能进行统一规划,特别是涉及到的BRAS、接入终端和接入平台三个关键部件,并进行相应的技术升级或改造以保证接入网范围内网络设备对端到端的QoS功能的支持。

  第五,智能多业务端口接入终端。采用智能的多业务端口接入终端替换现有的单端口终端,并采用多PVC上行、实施业务与端口、端口与PVC绑定的策略。本回答被提问者采纳

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单播、广播、组播的区别和特点 时候,看到QOS不知道是什么意思

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QoS(Quality of Service,服务质量)指一个网络能够利用各种基础技术,为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络的一种安全机制, 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。QoS的保证对于容量有限的网络来说是十分重要的,特别是对于流多媒体应用,例如VoIP和IPTV等,因为这些应用常常需要固定的传输率,对延时也比较敏感。

定义

当网络发生拥塞的时候,所有的数据流都有可能被丢弃;为满足用户对不同应用不同服务质量的要求,就需要网络能根据用户的要求分配和调度资源,对不同的数据流提供不同的服务质量:对实时性强且重要的数据报文优先处理;对于实时性不强的普通数据报文,提供较低的处理优先级,网络拥塞时甚至丢弃。QoS应运而生。支持QoS功能的设备,能够提供传输品质服务;针对某种类别的数据流,可以为它赋予某个级别的传输优先级,来标识它的相对重要性,并使用设备所提供的各种优先级转发策略、拥塞避免等机制为这些数据流提供特殊的传输服务。配置了QoS的网络环境,增加了网络性能的可预知性,并能够有效地分配网络带宽,更加合理地利用网络资源。

参考文章:qos

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