支持QoS的交换技术研究 9787517023883 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名:支持QoS的交换技术研究

：48.00元

售价：32.6元,便宜15.4元,折扣67

作者:李秀芹

出版社：中国水利水电出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787517023883

字数：

页码：209

版次：1

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

《支持QoS的交换技术研究》从交换结构和调度算法两方面介绍了交换技术的QoS保障机制和性能评价模型。主要内容包括：绪论、支持QoS的交换结构及调度算法分析、基于标识支持区分QoS的CICQ调度机制研究、基于标识支持区分QoS的PPS解决方案PSVIOQ—CICQ、基于标识支持区分QoS的PPS解决方案PSCICQ、支持QoS的多级交换结构研究、基于效用函数支持QoS的交换结构性能评价模型、MPLS协议在新一代网络交换路由应用中的研究。

目录

作者介绍

文摘

序言

深度剖析网络性能保障：构建高效、可靠的通信基础设施 在当今信息爆炸的时代，数据流量呈指数级增长，对网络通信的质量和效率提出了前所未有的挑战。尤其是在实时通信、高清视频、在线游戏、关键业务应用等对时延、抖动和丢包率有着严格要求的场景下，传统的“尽力而为”的网络服务模式已无法满足需求。因此，如何为网络流量提供差异化服务，确保关键应用的性能，成为了网络技术研究的核心课题之一。 本书深入探讨了支撑网络质量保障（Quality of Service, QoS）的核心交换技术，旨在为读者构建一个关于如何设计、实现和优化高效、可靠通信基础设施的全面认知。我们将从基础概念出发，层层递进，直至掌握当前主流的QoS交换技术及其在实际网络中的应用。 第一章：网络性能保障概述与基础概念 本章将为读者构建一个坚实的理论基础。我们将首先阐释QoS的本质及其重要性，解释为什么在现代网络中QoS不再是可选项，而是必选项。通过对不同应用场景对网络性能指标（如带宽、时延、抖动、丢包率）的具体要求进行分析，让读者深刻理解QoS所要解决的核心问题。 随后，我们将详细介绍QoS的关键概念，包括： 流量分类 (Traffic Classification)：理解不同类型的数据流（如语音、视频、数据）的特性，以及如何根据这些特性进行区分和标识。我们将介绍基于IP地址、端口号、报文内容、协议类型等多种分类方法。 流量标记 (Traffic Marking)：学习如何为不同类别的流量打上特定的标记，以便后续的QoS处理能够准确识别和区分。我们将重点介绍DiffServ（Differentiated Services）模型中的DSCP（Differentiated Services Code Point）字段，以及IP Precedence等传统标记机制。 流量整形 (Traffic Shaping) 与 流量监管 (Traffic Policing)：区分这两种看似相似但目的不同的技术。流量整形用于平滑突发流量，限制输出速率，防止网络拥塞；流量监管则用于限制流量超出预设的速率，对超额流量进行丢弃或标记。我们将探讨它们的算法原理和适用场景。 拥塞管理 (Congestion Management)：当网络流量超过链路容量时，拥塞不可避免。本章将深入剖析拥塞管理技术，重点介绍各种队列调度算法，如： 严格优先队列 (Strict Priority Queuing, SP)：确保高优先级流量优先通过。 加权公平队列 (Weighted Fair Queuing, WFQ)：根据权重分配带宽，保证公平性。 差分服务服务质量 (Differentiated Services Queueing, DS-Q)：与DiffServ模型紧密结合，提供更灵活的QoS服务。 先进先出队列 (First-In, First-Out, FIFO)：最简单的队列，不提供任何QoS保障。 拥塞避免 (Congestion Avoidance)：在拥塞发生前采取预防措施，以降低拥塞的可能性和影响。我们将详细介绍随机早期检测（Random Early Detection, RED）及其变种，如加权随机早期检测（Weighted RED, WRED）。RED通过在队列长度达到阈值前随机丢弃报文，从而提前通知发送方减缓发送速率。 第二章：交换机在QoS中的核心作用与基本原理 交换机作为网络的核心转发设备，其QoS能力直接决定了整个网络的性能表现。本章将聚焦于交换机内部的QoS处理机制。 我们将首先梳理交换机的基本工作原理，包括MAC地址学习、帧转发、VLAN隔离等，为理解QoS在交换机上的实现奠定基础。 随后，我们将深入剖析交换机如何实现上述QoS机制： 端口级别的QoS配置：讲解如何在交换机的各个端口上配置QoS策略，包括入口流量分类、标记以及出口流量调度和整形。 内部缓冲区管理：深入研究交换机内部缓冲区的结构和工作方式，以及拥塞管理算法如何在缓冲区内进行报文的存储和调度。我们将讨论不同交换芯片的缓冲区设计差异及其对QoS性能的影响。 报文处理流水线：分析报文在交换机内部的处理流程，从入口到达、分类标记、策略匹配、队列调度到出口转发的整个过程，理解QoS机制在其中的关键节点。 硬件加速：探讨现代交换机如何利用ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）等硬件加速技术来高效地实现复杂的QoS功能，从而保证线速转发。 第三章：主流QoS交换技术详解 本章将是本书的重点，我们将详细介绍当前业界广泛应用的主流QoS交换技术。 DiffServ (Differentiated Services) 模型：我们将深入剖析DiffServ模型的架构和设计理念。重点介绍： PHB (Per-Hop Behavior)：各种级别的服务质量，如EF (Expedited Forwarding)、AF (Assured Forwarding)、BE (Best Effort)。 SCP (Service Class/Profile)：如何将PHB映射到具体的DSCP值。 DSCP 标记与映射：讲解DSCP值在网络中的传播和不同设备如何根据DSCP值进行QoS处理。 DiffServ-aware queuing：不同队列调度算法如何与DiffServ PHB相结合，实现差异化服务。 IntServ (Integrated Services) 模型：介绍IntServ模型的原理，重点讲解其基于资源的预留机制。 RSVP (Resource Reservation Protocol)：讲解RSVP如何在端到端路径上为应用程序预留资源，保证其所需的QoS。 IntServ的优缺点：分析IntServ在资源管理和可扩展性方面的挑战，解释其在大型网络中应用受限的原因。 IEEE 802.1p/Q (VLAN Tagging)：讲解802.1p和802.1Q标准在QoS中的应用。 802.1p 优先级标记：Ethernet帧中的Priority Code Point (PCP) 字段如何用于区分流量优先级。 802.1Q VLAN Tagging：VLAN如何用于隔离流量，以及VLAN Tag中的PCP字段的QoS作用。 在交换机上的配置和应用：如何在交换机上配置基于VLAN的QoS策略。 MPLS QoS：介绍MPLS（Multiprotocol Label Switching）在QoS方面的能力。 LSP (Label Switched Path) 上的QoS：如何利用MPLS标签栈为流量提供端到端的QoS。 EXP 字段 (Experimental Field)：MPLS标签中的EXP字段如何用于QoS标记和处理。 MPLS DiffServ Tunneling：如何将DiffServ模型与MPLS相结合，实现更精细化的QoS控制。 第四章：交换机QoS的实现与配置实践 本章将引导读者将理论知识转化为实践。我们将选取几种主流网络设备厂商的交换机为例，详细介绍其QoS功能的配置方法和命令。 流量分类与标记的配置：演示如何在实际设备上配置ACL（Access Control List）进行流量分类，以及如何使用策略映射（Policy Mapping）来标记流量。 队列调度算法的配置：讲解如何配置SP、WFQ、DS-Q等队列调度算法，并根据应用需求进行参数调优。 拥塞避免机制的配置：演示如何配置RED/WRED，设置相应的阈值和丢弃概率。 流量整形与监管的配置：介绍如何在交换机端口上配置速率限制和整形策略。 QoS策略的应用与验证：展示如何将配置好的QoS策略应用到交换机上，并通过流量生成工具和性能监测工具来验证QoS效果。 实际场景案例分析：结合VoIP、视频会议、在线游戏等典型应用场景，分析如何根据其QoS需求来设计和配置交换机的QoS策略。 第五章：QoS的优化与挑战 在本章中，我们将超越基础配置，探讨QoS的深度优化和面临的挑战。 QoS的性能调优： 参数优化：如何根据网络流量特性和应用需求，对QoS参数（如队列深度、丢弃阈值、权重分配）进行精细化调整，以达到最佳的性能表现。 流量模型分析：如何通过流量分析工具，准确理解业务流量的统计特性，从而为QoS策略的制定提供依据。 端到端QoS保障：讨论如何协同网络中的各个环节（路由器、防火墙、无线接入点等）来实现端到端的QoS保障，而不仅仅依赖于交换机。 QoS的互操作性：分析不同厂商设备、不同QoS技术之间的互操作性问题，以及如何解决这些兼容性挑战。 面向未来的QoS趋势： SDN (Software-Defined Networking) 与 QoS：探讨SDN如何通过集中式控制来简化QoS的管理和实现，并提供更灵活的QoS策略。 NFV (Network Functions Virtualization) 与 QoS：讨论在虚拟化环境中如何实现QoS，以及面临的新挑战。 AI/ML 在 QoS 中的应用：展望人工智能和机器学习在智能流量识别、动态QoS策略调整等方面的潜力。 QoS面临的挑战与对策： 复杂性：QoS配置和管理可能非常复杂，需要专业的知识和技能。 性能开销：一些复杂的QoS功能可能会对交换机的处理能力产生一定开销。 安全与 QoS：如何平衡安全需求与QoS保障，例如如何防止恶意流量占用过多资源。 动态网络环境：在不断变化的云和移动环境中，如何保持QoS策略的有效性。 通过本书的学习，读者将不仅能够深入理解QoS的核心原理和各种交换技术，更能够掌握在实际网络环境中设计、部署和优化QoS策略的实践技能。无论您是网络工程师、系统管理员，还是对网络性能优化感兴趣的研究人员，本书都将是您构建高性能、高可靠通信网络的宝贵参考。