IP 网 若 干 技 术 进 展

据包包含那些应用协议（例如 HTTP、SMTP、FTP、SNMP等等）。所以第四层交换简单的定义是：它是一种功能，不仅依据M AC地址（第二层桥）或IP地址（第三层路由）而且依据TCP/UDP（第四层）应用端口号进行 传输，达到线速。在千兆以太网上也是如此。在决定路由时检查第四层信息并非新概念，通 常为安全性考虑，允不允许穿越路由器。这时路由器作为一个包过滤防火墙来动作。实际上 可根据第四层信息的流量，增强网络管理员排除故障的能力，提供了网络流量更详尽的记帐 。可以支持每个端口的RMON统计。进行第四层交换的难点是需要区分和存贮大量发送表项的 能力。第2/3层交换机发送表的大小与网络设备的数量成正比。对第四层交换，这个数量还 要乘上网络中使用不同的协议和会话的数量。因而发送表的大小随着端口设备和应用类型数 量的增长而迅速增长。?

更高速度的路由器——Tbps(10??12?b/s)的研制已开始。1995年底斯坦福大学和德克萨 斯仪器公司合作提出Tiny——Tera计划。1996年完成设计，1997年底做出原型样机。这是一 个32*32端口的ATM交换机。（且有路由功能）每个端口速率为16Gb/s，核心交换能力为512G b/s。?

首先从理论上提出输入端可以放置缓冲器。一般情况下，不主张设置FIFO排队的输入缓冲器 。因为存在所谓锁死问题（Head of Line Blocking）。即在缓冲器第一行如果指向的输出 端忙碌时整个输入缓冲就无法工作。根据排队论此时的效率为（2— ）约为58%。人们提出 虚拟输出排队的概念V0Q(Virtual output Queueing）,即每一个输入端有各自的对应每一个 输出端的FIFO排队。此时NXN交换机缓冲器将增加为N?2个。增加了系统的复杂性。随大规 模集成电路的进步，技术上已无困难。?

现在找到了实际可用的高速算法islip和输入——输出排队交换加速的方法，线速达到20ns 。Tb/s路由交换如能完全成功，可以完全克服IP网路由瓶颈。?

5. 服务质量QoS?

IP网采用包交换方式，即采用“尽最大努力”（Best effort）传输，从原理上讲服务质量QoS是无保证的。对文本传输，静态图像等传输对QoS并无要求。随着IP网上多媒体业务加多 如IP电话、V0D、电视会议等实时应用，对传输延时和延时抖动均有严格的要求。?

我们知道IPV4中有一个域8位的T0S（Type of Service）其中3位作为优先级，4位定义了服 务类型如最小延时D、吞吐量T、可靠性R和最小开销C。还有一位未分配。可以用这4位来请 求适当的链路。用优先级排队。?

T0S实际使用中仅为应用向传输提出服务质量的要求。还需要解决传输过程中如何控制和分 配这些要求，最充分利用资源,满足需求。为此对网络边缘路由和主干路由要求是不相同的 。?

在边缘路由可用CAR（Comitted Access Rate 允许访问速率）管理带宽。在入口CAR可根据 访问的端口、IP地址和应用程序设定CAR的带

宽阈值。对超过阈值时修改分组优先级、制定 分组丢弃原则。在路由器出口，应能为应用程序计量数据，为记帐/计费，网络规划和网络 监控进程收集和后处理提供信息。? 在主干网上，要有拥有管理的随机早期侦测（RED）为网管员提供了灵活制定流量控制策略 ，使其在拥塞情况下，能保持尽可能大的吞吐量。熟知TCP协议者知道，RED与之协同工作实 现算法智能化，避免网络拥塞。实际使用时用加权RED（WRED）给优先的IP加权。除此以外 还要提供加权公平排队（WFQ）保证低延时的高优级的流优先得到处理，低优先级的流也适 当插入队列以求得到适当服务。当网络拥塞时低优级流的分组可能被丢弃。?

目前IETF设立了diffserv组将上述的ToS域改称为DS域。IETF diffserv组将改变其结构，使 用参数来表示服务等级和行为控制（见IETF draf-diffserv-02 1999年2月）总之DS字节将决定路由器处理包的方式，结合许可控制功能，对一系列服务提出优质保证。

为确定每个包的DS值，diffserv必须对数据流按其所要求的等级分类。位于网络边缘的路由 器将识别其中的标识信息对照规定的策略作出决定。这些决策称为基本元素，包括分类、决 策、

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