PHB(PHB服務)

Service PHB，PHB服務

為滿足行動網路上多種業務對QoS的需求，IETF先後制訂了兩種服務模型：集成服務模型和區分服務模型。

集成服務模型分為保障型業務和控制負載業務兩種服務類型。

基本介紹

• 中文名：PHB服務
• 外文名：Service PHB
• 服務模型：集成服務模型和區分服務模型
• 業務分類：保障型業務和控制負載業務

簡介

Service PHB，PHB服務區分服務模型則簡化了信令，對業務流的分類粒度更粗。它採用匯聚和PHB(Per Hop Behavior)的方式來提供一定程度上的QoS保證。匯聚的含義在於路由器可以把QoS需求相似的業務流看成一個類，以減少調度算法處理的佇列數量；而PHB的含義在於逐級跳的轉發方式，每個PHB對應一種轉發方式或QoS要求。區分服務通過設定數據包頭中的保證比特位將數據包分為獎賞數據包和盡力而為數據包。當這些數據包到達路由器時，它們能夠向路由器表明自己的身份，從而得到不同的處理。

區分服務（DiffServ）是IETF工作組為了克服IntServ的可擴展性差而提出的另一個服務模型，目的是制定一個可擴展性相對較強的方法來保證IP的服務質量(QoS)。

與DiffServ有關的網際網路草案（Internet-Drafts）有：

An Informal Management Model for Diffserv Routers

Management Information Base for the Differentiated Services Architecture

New Terminology and Clarification for Diffserv

Differentiated Services Quality of Service Policy Information Base

An Assured Rate Per-Domain Behaviour for Differentiated Services

與DiffServ有關的RFC（Request For Comments）有：

Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers (RFC 2474)　An

Architecture for Differentiated Services (RFC 2475)

Assured Forwarding PHB Group (RFC 2597)

Differentiated Services and Tunnels (RFC 2983)

Definition of Differentiated Services Per Domain Behaviors and Rules for their Specification (RFC 3086)　Per Hop Behavior Identification Codes (RFC 3140)

An Expedited Forwarding PHB (RFC 3246)

Supplemental Information for the New Definition of the EF PHB (RFC 3247)

A Delay Bound alternative revision of RFC2598 (RFC 3248)

當數據流由客戶進入DiffServ域(如域A)時，邊緣路由器通過標識該欄位，將IP包首先分為不同的服務類別，而網路中的其他傳送轉發路由器在收到該IP包時，則根據該欄位所標識的服務類別將其放入不同的佇列，並且由作用於輸出佇列的流量管理機制控制每一個佇列，即給予不同的每一跳行為(PHB)。

其中最主要的就是對每個佇列給出頻寬分配，以及發生阻塞時如何丟包，這些資源的分配規則都是預先設定好的。

分類

在DiffServ域中，路由器大致可以分為兩類：

1、邊緣路由器；

2、傳送路由器(核心路由播)。

其中傳送路由器只負責將進入的數據包按級別排隊，並按事先設定的頻寬、緩衝處理輸出佇列。　邊緣路由器除了完成上述功能以外，還在輸入接口處設有檢查機制以監視用戶是否遵守業務等級協定(SLP)，分類機制以標識輸人的每個業務包，並將其分別排入相應的佇列。

DiffServ的設計思想是希望使用一種與目前lP網路協定相結合的方式來實現對網路QoS的保證，因此其實現要比使用端到端控制的IntServ簡單，網路額外負擔也較小。現在IETFRSVP和DiffServ兩個工作組都正在研究RSVP與DiffServ相結合的問題，以進一步擴大DiffServ與現有系統的可兼容性。

DiffServ模型本身也還不完善。首先它並不提供全網端到端的服務質量保證，尚需進一步明確和開展的研究包括：

(1) 業務分類的具體劃分實現；

(2)每個業務性能的量化描述；

(3)IP的業務類型與ATM QoS的映射等。

以上所有檔案還未形成真正的標準（即RFC文檔）。要實現對IP網路的QoS保證尚處於研究和實驗階段。國內外都對它抱有很大的希望，美國100多所大學參加的Internet2工程已經把DiffServ模型推向QoS測試網，一般稱為QBone，可望不久的將來能展示出一個全新的網路。

區分服務在實現上由每跳行為（PHB，Per Hop Behavior）、包的分類機制和流量控制功能(測量、標記、整形、策略控制)三個功能模組組成。區分服務實現可擴展性的重要策略是在網路中心節點只進行轉發操作，將分類和大部分流控的複雜性操作轉移到了網路邊緣節點。同時，將同類的流聚集傳輸，避免了大量的流狀態信息的保存，大大降低了網路實現的複雜性和網路負荷。

區分服務的基本思想是在網路邊緣將進入的流分成各種不同的類型，將同種類型的流合併起來進行集束傳輸，並 對每一種類型在網路中分別進行處理。分類的工作在網路的入口處進行，分類通過檢查包的一個或多個欄位的內容來完成。包被標識為一定的服務類型，並記錄在包頭欄位里，隨後將包按一定的流量控制策略送入網路。網路中轉發包的核心路由器通過檢查包頭來確定對包進行何種處理。每種服務類型都要給予不同的處理方式，以獲得相應的服務質量。核心路由器對包所做的處理包括將包置入哪一種佇列，網路擁塞時以何種丟包策略對包進行丟棄等。

區分服務中傳輸的是流聚集而不是單個的流，每一組流聚集都具有相應的各自不同的流傳輸服務標準，在各個域內部根據不同的媒體傳輸要求提供不同的傳輸服務。這一過程是通過區分服務中IP包頭的區分服務標記欄位(DS Field)來實現的，DS的標記欄位在IPv4中定義在包頭的TOS位元組，在擴展的IPv6中定義在包頭的流類型位元組（Traffic Class Octet）的前六位。DS標記欄位對應相應傳輸媒體的PHB。

傳輸分類的過程是在邊界節點上進行的，邊界節點查詢DS標記欄位並將其歸入某一特定的流聚集中。DS模型中邊界調節分類的部分主要包括：

1、接納控制(Admission Control)，判斷是否有足夠的資源來支持相應類型的控制。

2、包分類器(Packet Classifier)，確定源地址、目的地址、連線埠欄位，判斷包的類型。

3、包調度器(packet Scheduler)，用來調度包的傳送。在調度器中，負責主要的包流量的整形與調度，提供標記器(Marker)、計量器(Meter)、丟包器(Dropper)三部分。由標記器對IP包頭進行標記，計量器和丟包器主要進行排隊傳送等工作

PHB是一個DS節點調度轉發處理包頭標有DS標記的IP包流的外部行為描述。在DS欄位內，轉發節點是按照PHB來進行的，在每一傳輸段逐段保證PHB行為是區分服務的最大特點，也是區分服務分段保證端到端QoS的基礎。PHB可以用一系列流的參數特性包括延遲、抖動、優先權等來描述。由於不同的PHB流同時傳輸，因而就存在流的競爭問題。當前邊界節點與內部節點中流聚集的競爭與公平性問題一直是研究的熱點問題。與多媒體傳輸中自適應思想相結合的調節方法將是發展的趨勢。

IETF已經標準化了一部分PHB，包括BE（Best Effort）、加速型轉發（EF，Expedited Forwarding）、確保型轉發（AF，Assured Forward)及兼容IP優先權的類型選擇型（CS，Class Selecter）四種，預設PHB為BE。

RFC文檔中關於網路系統中PHB定義為：每跳轉發行為。

PHB指對於某種dscp，實際上是DiffServ網路節點給不同dscp分配資源的方法，不同的PHB對應不同的緩衝區管理和分組調度機制。

Internet中能實現區分服務的連續區域被稱為DS域（DS Domain），在一個DS域中，服務提供策略（Service Provisioning Policies）和逐跳行為（Per-Hop Behavior，PHB）都是一致的。PHB是DS節點對一個分組的轉發行為。

IETF定義了4種PHB:

1)默認轉發(Default Forwarding，簡稱DF)

2)確保轉發AF(Assured Forwarding)：該區分服務中，定義了4級AF(AFl～AF4)，每級AFx定義了3個等級，即包含了12個PHB，在DS節點中為每一級AF都分配一定數量的轉發資源(如頻寬、緩衝區)。對於屬於同一種AF的數據包，每個DS節點對它們都採用FIFO策略進行調度，同時對於同一類AF的數據包，又可以有3種不同的擁塞丟棄優先權，級別越高的AF越早被節點處理，當發生擁塞時，其轉發成功率越高。值得注意的是，確保轉發能確保IP分組能轉發出去而不丟失，即當IP分組數據流超過本地策略規劃的流量時，IP分組數據流將被降級，轉發時延會增加，但不會丟棄。

3)迅速轉發模式(Expedited Forwarding，簡稱EF)：該模式中包含1個PHB，利用EF PHB可以在Ds域中實現低時延，低時延抖動和低丟棄率，並具有一定帶保證的端到端業務，這種業務也稱之為優質業務(Premium Services)。

4)Class Selector(CSx，x=1，2，…，8)，包含了8個PHB。