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基于以太網的CoS保證機制(IEEE 802.1p)

瀏覽:8088  來源:通信人在線  日期:2023-07-04
 

以太網技術是目前應用最廣泛的局域網技術,幾乎90%的新建局域網絡都采用了以太網技術。多年來,以太網因其具有的技術成熟、靈活性好、成本低廉等優點得到了廣泛使用。但是,傳統802.3 CSMA/CD方式的以太網技術以共享方式使用鏈路帶寬,缺乏有效的QoS控制機制,使該技術只能應用于那些承載業務對QoS要求不高的網絡。為了解決上述問題,人們引人了基于以太網的服務類別/業務等級(CoSClass of Service)保證機制。19986IEEE 802.1p 發布,正式規范了基于以太網的CoS保證機制,另外,該標準還規范了第二層的組播功能。802.1p 實現動態組播過濾的功能具體是由其所包含的兩個協議:通用屬性注冊協議(GARPGeneric .Attribute Registration Protocol)和GARP組播注冊協議(GMRPGARP Multicast Registration Protocol)。

IEEEIEEE 802.1p 是基于橋接網絡的位于OSI/RM(開放系統互聯/參考模型)鏈路層的支持流量分類和動態組播的協議。在802.1p 的支持下,用戶終端主機能請求所提交流量的優先等級,網絡設備則在幀頭上設置相應的標記來予以實施。802.1p 可以將以太網和令牌環網中的流量分成8個優先等級,將時間敏感的視頻/音頻信息以較高的優先級在交換式以太網中傳送,以此來支持以太網上各類業務的QoS

802.1p 對流量等級的標記使用了由802.1q 規范的VLAN(虛擬局域網)標記中的“用戶優先級”字段。該“用戶優先級”,字段長為3個比特,可設置0~78個優先等級。其中,優先級0的級別最低,7的優先級最高。

目前,許多以太網交換機(交換以太網中主要的網絡節點)都能夠支持多優先級業務的分類處理,即根據數據幀中“用戶優先級”字段內容的不同進行緩存(排隊)、數據轉發等操作。理想情況下,以太網交換能支持的優先級應與802.1p 規定的優先級相同,但實際情況有時并非如此。如果以太網交換機只支持兩個優先級,即“1”為高優先級,“0”為低優先級,則802.1q 中指定的用戶優先級需要轉變為兩級,例如,可設置用戶優先級為0~3的使用“0”級,4~7的使用“1”。由于支持802.1p 的以太網交換機不需要為每個流分別單獨地維護狀態信息,而只包括了如何緩存屬于特定服務類型的數據幀的信息,因此CoS技術的實現比較簡單,且具有較好的可擴展性。

    顯然,CoS通過對業務進行簡單的分類,為不同類型的流量提供有優先級差異的服務,以此在一定程度上改進而不是保證高優先級業務的服務質量。因此,CoS控制機制所提供的QoS保證是粗粒度的,難以支持對QoS要求嚴格的業務類型。為了解決這一問題,人們往往在建設網絡時規劃了比實際需要更多的網絡資源,使網絡建成后始終能夠工作在輕載狀態(一般指業務流量僅占用30%可用資源的情況),同時采用CoS控制機制,以實現基于以太網的有保證的QoS

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