IPV6中汇聚数据流的IntServ实现机制

王留芳 郅芬香

The convergence data flow implementation mechanism of IntServ in IPV6

Hebi Automotive Engineering Career Academy，Department of Electronic Engineering  Wang Liu-fang  Zhi Fen-xiang

【摘要】本文介绍了IntServ模型的基本原理，对IntServ模型进行了改进，在Intserv/RSVP的基础上，将同一子网发向同一目的子网的所有数据流聚集成一个RSVP预留要求。当申请的资源满足要求时，发送聚集的数据流，数据流到达目的子网后，把单个数据流从汇聚的流中分离出来。

【关键词】汇聚;流标签;资源预留协议;IPV6QoS

Abstract：This article has introduced the basal principle of IntServ，and it has improved the IntServ model. On the basis of Intserv/RSVP，All data flows that from the same subnet to the same destination subnet will be gathered into a RSVP reservation request，When the resources satisfy the requirements，it sends aggregated dataflow，data flowreach the destination subnet，the individual data flow  was separated from the aggregated dataflow.

Key words：the convergence; FlowLabel; RSVP; IPV6QoS

一、引言

集成服务（Integrated Service，IntServ）是IETF针对服务质量（Quality of Service，QoS）提出的一种模型。该模型在发送数据之前，要按照路径进行资源预留，只有资源预留成功才能发送数据流，该模型能提供严格的端到端的服务质量，可靠性比较高。

该模型资源预留是针对每个流进行的。发送端在发送数据之前，按照选定的路径发送PATH消息和业务流特性给接收端，并在经过链路节点上搜索延迟和带宽信息。接收端接收到PATH消息后，计算链路的带宽和延迟。向原路返回发送RESV消息。接收端接收到RESV消息，就发送数据流，如果没有接收到RESV消息就无法发送数据流。

中间路由器安装每个流的资源预留软状态（soft state），发送完后，并定时释放路径。

集成服务模型的主要缺点是，中间的路由器必须是RSVP路由器，只要一个路由器不是RSVP路由器，资源预留无法实现，对中间路由器要求高。面对单流进行资源预留，使路由器计算处理和内存消耗大大增加，所以此模型不适合用在大型网络中。

鉴于IntServ可扩展性差，本文提出一种解决可扩展性的方法，即在Intserv/RSVP的基础上，将同一子网发向同一目的子网的所有数据流聚集成一个RSVP预留要求，用减少资源申请的次数，来缓解路由器的压力。

二、汇聚IntServ的实现

将原IntServ域的路由器分为边界路由器（入口路由器和出口路由器）、内部路由器。内部路由器是RSVP路由器，外部路由器除了是RSVP路由器，还具有分类、选择从源子网到目的子网的路径的功能。

1.入口路由器（或边界路由器）对数据流分类（汇聚单个数据流）

在IntServ域入口路由器对接收到数据流进行分类。分类根据Ipv6分组里的源地址和目的地址。入口路由器接收到一个未知的Ipv6分组时，首先要判断一下源地址所属的子网，把从Ipv6分组源地址中提取子网号和一个路由器赋予的编号（比如用编号A、B、C…….表示）对应起来。然后再判断一下目的地址所属的子网，把从Ipv6分组目的地址中提取子网号和一个路由器赋予的编号（比如用编号1、2、3......表示）对应起来，把两次生成的编号组合起来（A1、A2…，B1、B2…）。A1、A2…，B1、B2就各表示同一子网发向同一目的子网的所有数据流。然后把编号为A1、A2…，B1、B2的所表示数据流分到相应的队列中。如图1所示：

图1 入口路由器的工作原理

边界路由器把源地址子网号，编号，目的地址子网号，编号，生成一个表存储到高速缓存中，通常路由器收到一个Ipv6分组时，会查缓存表，如果源地址子网号，目的地址子网号已在缓存表中，直接找到最终编号，按照该最终编号把分组分到相应的队列里，如果在缓存表中找不到子网号，则要把按照图1所示的过程对源子网和目的子网编号。

入口路由器不断的将子网编号表的信息发向其他的边界路由器，其他边界路由器对自己的子网编号表进行更新。这样所有边界路由器中存储的源子网号，目的子网号和最终编号都是一致的。

2.RSVP的使用

入口路由器根据源子网地址和目的子网地址，选择一条从源子网到目的子网的路径。RSVP将队列中发送端生成的每个应用程序的业务特性沿入口路由器选择的路径朝所在目的子网的路由器（出口路由器）发送。沿途收集所经过网络元素的信息（这些信息封装在path消息中），包括最小可用带宽和最小路径延迟。当出口路由器接收到path消息后，出口路由器按照整个队列中所有应用的平均延迟和平均带宽的要求，计算机沿途允许的排队延迟和带宽。出口路由器发送RESV消息沿原路返回入口路由器，并完成途中每个节点的预留。当入口路由器收到RESV消息时，按照一定的调度算法调度队列中的Ipv6分组进行发送。

入口路由器中，同一个队列中的数据分组，对应一条路径资源申请的路径，该队列中的所有数据分组都沿该路径进行发送。

当发送方要传输一个数据流时，发送方把源地址和目的地址以及QoS要求，发送给入口路由器，入口路由器查找缓存中子网编号表，根据子网编号表，找到该数据流应对应的路径状态信息（包括路径预留状态和发送状态），如路径信息满足要求，入口路由器就给发送方发一个发送命令的信息，发送方就开始沿着预定好的路径发送数据流。如果路径信息不满足要求，发送方就无法发送信息。

3.出口路由器分离单个数据流

当数据流到达出口路由器时，出口路由器把流标号相同、源地址和目的地址相同的IPV6分组（这些分组是QoS要求相同的一个实时应用），从汇聚的流中分离出来。发往目的地址。

三、结束语

本文介绍了用IntServ的基本原理，以及数据流汇聚实现QoS的机制，用减少数据资源申请的次数来缓解路由器的压力。但本文对该系统的研究，只是个框架，还需要进一步细化，有待研究更详细的实施方法。

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