通常而言,电信网络的性能指标是为保证电信用户对网络所提供的服务的满意度。因此,对于分组传输网络(包括信元分组和IP分组等)性能指标是基于服务质量(QoS)类别(或称等级)业务而建立的,并采用不同的指标参数。性能指标可分为应用级(即基于应用层,通常是针对各种类应用业务的)性能指标和网络级(基于网络层,通常是端到端的)性能指标。为此, ITU-T对其相关性能指标做出了具体规定要求。
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一、IP网络的应用级性能指标要求:ITU-T G.1010
ITU-T建议 G.1010《端用户多媒体QoS类别》,通过考虑涉及语音、视频、图像和文本媒体的一系列应用,以及控制这些应用的最终用户满意度的参数,确定了最终用户QoS类别的广泛分类。同时给出了IP网络的应用级的性能指标要求。基于IP的有线和无线网络面临的一个主要挑战是为不同的服务提供足够的服务质量(QoS)。要做到这一点,需要详细了解特定业务和应用的性能需求,派生这些性能需求的出发点必须是用户。下述就ITU-T G.1010建议书的主要内容做一介绍,若要详细了解该建议书具体内容的请详见下附件1。
附件1:ITU-T Rec G.1010(11/2001)《端用户多媒体QoS类别》
1、影响用户的关键参数
G.1010给出的影响用户的关键参数有三个:时延(Delay)、时延变化(Delay variation)和信息丢失(Information loss),其含义详见下表1-1。这三个参数是划分QoS类别的主要区分值。
表 1-1:性能指标参数的含义
2、终端用户的多媒体应用业务与对应的QoS类别
根据不同多媒体业务应用的性能考虑,G.1010给出了终端用户的多媒体业务的应用,其业务及应用的名称详见下表1-2-1。
表 1-2-1:端用户的多媒体的业务及应用
G.1010建议将时延要求划分为交互型、响应型、定时型、非重要型4类,将可靠性要求划分为容错型、非容错型2类。两者组合形成8类以用户为中心的QoS分类业务模型,具体详见下表1-2-2,QoS分类业务模型中给出了对应的多媒体应用业务。下表1-2-3列出了该模型的几个有用特性。
表 1-2-2:以用户为中心的QoS分类业务模型
表 1-2-3:QoS分类业务模型的有用特性提示
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3、业务的性能指标要求
G.1010建议书重点是描述终端用户多媒体业务及应用的QoS分类类别的。在其附录I中,根据相关资料信息,详细列出了适合音频、视频和数据业务及应用的性能指标,分别详见下表1-3-1和表1-3-2。这些性能指标是与上述介绍的性能参数和QoS类别相关。
表 1-3-1:音频和视频业务及应用的性能指标
表 1-3-2:数据业务及应用的性能指标
二、IP网络的网络级性能指标要求:ITU-T Y.1541
ITU-T 建议Y.1541《基于IP业务的网络性能目标》规定了ITU-T Y.1540中定义的每个性能参数的网络端到端(即UNI-UNI)的 IP性能值。具体的性能值根据网络QoS类别而有所不同。Y.1541定义了八个网络QoS分类类别,其中两个是临时的。这里定义的网络QoS类别旨在成为最终用户和网络服务提供者间以及服务提供者之间协议的基础。该建议适用于国际IP网络路径(UNI-UNI)。
1、性能参数
体现IP网络级性能的主要有下述参数:IP包传输时延(IPTD)、IP包时延变化(IPDV)、IP包误差率(IPER)、IP包丢失率(IPLR)等。
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2、UNI到UNI QoS的参考路径
UNI-to-UNI 的IP性能目标适用于下图2-2中的用户网络接口(UNI)对用户网络接口(UNI)。UNI到UNI的IP网络路径包括一组网络段(NS)和网络间链路,它们提供从源主机(SRC)侧的UNI到目的主机(DST)侧的UNI的IP数据包传输;下面包括IP层(第1层链路层到第3层传输层)的协议也可以被认为是IP网络的一部分。
图2-2:UNI到UNI QoS的参考路径
3、网络级QoS类别
ITU-T Y.1541建议书共定义了8个IP网络的QoS类别(Class):C0~C7,其中C6~C7为临时QoS类别(正广泛征求意见,待以后正式定义)。下表2为IP网络QoS类别的适用性和工程化提供了一些指导。
表 2-3:IP网络QoS类别的适用性和工程化指导
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4、网络的性能目标
下表2-4中的目标适用于在界定的端到端(UNI to UNI)IP网络测量点之间的公共IP网络。这些目标被认为是可以在IP网络的通用实现上实现的。表中“性质”行显示了后续行中出现的性能目标的统计性质。表中给出了不同QoS类别对应的性能参数的目标值。
表 2-4:IP网络的QoS类别定义和网络性能目标值
注意:在ITU-T Y.1541建议中对于IP网络的QoS分类类别和网络性能目标有更多的阐述和分析的内容,请在建议书中查询,即见下附件2。
附件 2:ITU-T Rec Y.1541(12/2011)《基于IP服务的网络性能目标》
特别指出的是:我国通信行业标准YD/T 1171《IP网络技术要求--网络性能参数与指标》依据Y.1541建议制定了我国IP网络端到端(UNI-UNI)的网络级性能指标(与表2-4相同,但不含QoS类别的C6和C7)。而YD/T 2032《IP网络技术要求--网络性能指标分配》将我国IP网络端到端(UNI to UNI)的网络级性能指标,在我国IP网络中不同层次之间,以及网络互联情况下不同运营商网络间的网络性能指标进行了分配。这样既可以对端到端的网络质量提供保证,同时也方便不同的网络管理机构对网络质量的控制。
欲详细了解我国IP网络性能指标相关要求的请进入:YD/T 1171;YD/T 2032
三、关于ATM网络(I.356)与IP网络(Y.1541)的网络性能关联
我们知道,IP网络的底层(链路层)可以使用ATM网络、SDH网络等传输网络来承载。此时IP网络与承载网络,特别是ATM网络的不同QoS类别对应的性能应有相应的映射,以确保IP网络的性能指标。这是因为对于ATM网络,ITU-T I.356定义有5个QoS分类类别,每个QoS类别分别规定有性能参数的性能值。也就是说,I.356的ATM网络性能指标的规定方法与Y.1541的IP网络网络性能指标的规定方法相同。为此:
欲详细了解I.356建议ATM网络QoS类别与相应的性能指标要求的请进入。
1、Y.1541的要求
在Y.1541建议的附录I中给出了在ITU-T I.356中规定的ATM QoS类别目标之上映射IP性能参数的分析。此分析的目的是评估使用ATM作为底层传输时获得的IP级性能。在此分析中没有考虑路由器,因此所显示的IP性能指标值是可以预期的最佳性能,在存在中间路由器的场景下,IP性能会有所降低。下表3-1-1给出了ATM QoS业务类别1和2对应的IP丢包率(IPLR)值;下表3-1-2给出了ATM QoS业务类别1对应的 IP包传输延迟(IPTD)值,用于流经国家部分的流和端到端流。
表 3-1-1:ATM QoS业务类别1和2对应的IPLR值
表 3-1-2:ATM QoS业务类别1对应的IPTD值
2、I.356修改件1的要求
在2004年ITU-T发布了修正件1,新增加了I.356的附录V《在基于ATM的网络中支持Y.1541 QoS类别0和2》。它指出:两个Y.1541 QoS类别具有400 ms的IPTD目标(类别1和类别3),两个具有更严格的100 ms的IPTD目标(类别0和类别2)。当支持通过ATM网络传输IP数据包时,I.356的QoS类别1(严格类)和类别5(严格双级类),两者都具有400 ms的信元传送延迟(CTD)目标,是支持Y.1541 QoS类别1和类别3的明显候选对象。由于没有端到端CTD为100 ms的I.356 QoS类别,因此需要更多考虑对Y.1541 QoS类别0和类别2的支持。采用I.356 QoS类别1和5的ATM连接子集将能够在Y.1541类别0和2指定的时延限制内支持IP数据包的传输。这里给出了这种联系的两个例子:一个是两个国家部分之间通过海底电缆直接互连的直接虚通道连接(VPC)的示例,详见下表3-2-1;另一个是通过两个国际中转部分互连的两个国家部分之间的虚信道连接(VCC)的示例,详见下表3-2-2。
表 3-2-1:两个国家部分之间通过海底电缆直接互联的直接虚通道连接(VPC)
表 3-2-2:两个国家部分之间通过两个国际中转部分互连的虚信道连接(VCC)
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