基于业务匹配的QoS网络路由简析

张云玲

摘要：移动AdHoc网络是一种特殊的无线网络，有着无中心、部署快、多跳、动态拓扑以及自组织等优势，所以无需基础设施的支持。也正是因为这些优势，要想在网络环境中，及时找到满足QoS需求的路径，具有一定的难度。根据以往的工作经验，如果利用传统方法找到的最短路径路由协议，经常出现路径拥塞的现象，甚至还会影响网络带宽资源的有效利用。在这种情况下，基于业务匹配的Q-DLSR网络路由协议应运而生，对业务类型进行智能化的识别，对业务QoS需求进行正确的解析，对网络链路状态进行分析，针对性的进行QoS选路，可以确保业务传输的正常进行。

关键词：移动AdHoc网络，业务匹配，QoS网络路由

基于业务匹配的QoS网络路由的应用可以按照各种接入业务的实际需求进行不同路径的选择。但是，在实际的应用中，QoS网络路由需要重点考虑以下两方面的问题。首先，是应当如何选择度量参数，并以此作为判断标准;其次，是如何找到路径，满足业务需求，从而到达所有的目的节点。而要想保证QoS网络路由的高效运行，需要充分考虑以下四方面：第一对于路由的优化与完善、第二对于链路参数的合理选择、第三网络动态变化产生的不利影响、第四创建路径期间资源的合理分配等。

1.基于业务匹配的QoS网络路由的模型分析

基于业务匹配的QoS网络路由模型为一种新型的QoS路由模型，可以按照业务类型的不同，推荐针对性的服务路由方案，并对网络资源配置进行优化。这种新型的QoS路由模型又可以细分为以下几种模块：第一业务分类识别模块、第二业务QoS需求解析模块、第三QoS路由模块、第四传出调度模块。具体框架如图1所示。

2.业务分类与 QoS需求

因为移动AdHoc网络业务具有一定的差异性，网络资源又十分有限，所以要想对网络性能进行优化，就必须要对业务需求以及无线资源的利用进行充分的考虑。

2.1 以流为基础的业务分类

以流为基础的业务分类，指的是通过识别网络数据流量，来确定网络流量是否需要路由提供QoS服务保障。一般情况下，业务分类方法主要有三种：第一种是端口匹配分析法、第二种是深度包检测法、第三种是深度流检测法。因为业务分类的目标在于一整条流，所以优先使用IP网络中十分普遍的五元组来对一条业务流进行标记[1]。

2.2 业务QoS需求

针对QoS服务质量，不同的国际组织或者机构有着不同的定义。其中，最具代表性的便是RFC2386的描述为：oS指的是在进行数据流传输的过程中，网络要求满足的各种服务请求。如果对这些服務请求进行量化，那么可以涉及以下几种性能指标：第一带宽、第二时延、第三丢包率、第四吞吐量等。几种常见的数据流QoS需求如表1所示。

3.QoS路由协议

如果无线AdHoc网络规模较小，节点间的数据通信强度较大，那么要想确保各种业务QoS需求得到满足，系统稳定性可以得到保证，那么就必须要匹配一种主动式的路由协议，即（QoS-supporting Dynamic Link State Routing），翻译成汉语为基于业务QoS的多年共同链路状态路由协议。

3.1 QoS路由度量参数

对于任何一种路由设计来说，QoS路由度量参数都发挥着十分重要的作用。而针对QoS路由度量参数的选择，必须要注意以下几方面。第一，度量参数要体现出网络的基本属性;第二，要尽量使用简单的度量参数路由计算方法;第三，度量参数应当具备一定的独立性。所以，Q-DLSR路由协议的度量参数应当包含以下几种：第一路径长度（跳数）、第二带宽、第三分组延迟、第四分组丢失率、第五稳定性、第六代价等。

3.2 QoS选路算法

一般情况下，分布式路由设计为QoS选路的主要方法，全局网络状态的维护由网内的每一个节点负责。也就是说，在网络拓扑与链路状态信息确定的基础上，结合QoS需求，对QoS选路算法进行调用，然后对相关路径进行计算，确保业务QoS需求得到最大限度的满足。基于宽度优先搜索的QoS搜索算法，则是QoS选录算法的核心[2]。

4.仿真验证

在MATLAB平台软件的运行下，方针分析网络路由，并对其QoS选路能力进行验证。一般情况下，仿真程序QoS参数主要有三种，即丢包率、时延以及带宽。随机性的出现35个网络节点的网络拓扑，并同时出现与之相关的链路状态信息。然后从节点6至节点13进行QoS选路。

结语：

在移动AdHoc网络应用的发展下，网络业务也呈现出了多元化发展趋势，而这对于无线网络的承载能力提出了更高的要求。与以跳数为度量参数的传统无线自组网路由协议已经暴露出了诸多缺陷，必须要使用Q-DLSR路由协议，按照业务的QoS需求来进行相关路径的选择。

参考文献：

[1]白维学，王亚茜，温嵩杰，毛建兵.基于业务匹配的QoS网络路由研究[J].通信技术，2019，52（06）：1411-1414.

[2]易霖杰. 基于无线Mesh网络的资源分配和QoS优化研究[D].湖南大学，2018.

安徽省教育厅2018高校自然科学研究项目，一种家用网络QoS控制器及控制方法的研究与设计（KJ2018A0632）