QoS路由是一種基於網路的可用資源和業務流的QoS要求來選擇路徑的路由機制或一種包含各種QoS參數。QoS要求可以是一維的，也可以是多維的參數，相應的QoS路由被稱為單維或多維QoS參數路由。
基本介紹
簡介,QoS路由的定義,QoS路由的目標,QoS路由狀態信息的分類和更新,狀態信息,狀態信息的分類,狀態信息的更新,典型路由協定,存在的困難,
簡介
一般的網路過程由兩部分組成，一個是依據某種約束參數為到達的業務分組流選擇合適的路由進行數據的轉發，另一個則是為了維護幾點間的路由轉發信息進行的信息互動。QoS路由同樣也是這樣的過程轉發。
首先帶有QoS信息的路由實施有效的控制來防止網路的過載，然後尋找滿足QoS要求的路由在無線網路中實施負載均衡；可以基於現有的路由算法來構造QoS路由協定，每個節點在路由表中增加相應的QoS信息，計算最短路徑的同時計算各種QoS信息，進行接納控制；可以選擇資源充足的路逕行進；還可以根據不同的套用要求更加高效地分配頻寬，並可以進行資源的重協商。
QoS路由的定義
IETF在RFC2386中對QoS路由進行了如下定義：QoS路由是一種能夠依據網路可用資源和業務流QoS需求為依據進行路徑計算的路由機制。
由IETF的上述描述可以看出，與盡力而為的路由選相比，QoS路由不僅關心網路的連通性，而且也關係路由是否能夠滿足業務所提出的QoS要求的網路資源的有效配置。QoS路由要從以下3個方面拓展盡力而為的路由模型：首先，為了支持多種服務類型，QoS路由需要支持IntServ模型，支持IP分組的業務類型（ToS）套用需要以及源宿結點間的多重路徑計算，一些新型服務套用的路由計算可能需要不同的路由度量參數，如頻寬、成本、每一跳開銷、時延、可靠性等；第二，在提供“較好”服務性能路由的同時需要防止業務流頻繁地從一條路由跳轉到另一條“更好”的路由，避免由於路由振盪給端用戶業務帶來不必要的時延和抖動；第三，支持可選路由，雖然這條路徑不一定是最優或者最短的路由。
QoS路由的目標
QoS路由過程也是網路針對各業務套用提出的QoS要求，通過資源和路由分的計算，選擇可用路徑的一個過程。選路時需要考慮的因素有：網路拓撲結構、業務的QoS參數要求、鏈路上的可用資源和網路管理層所規定的其他策略。
QoS路由就是要將傳統的最短路徑變為一條可適應具體業務流屬性需求的“更好”路徑，實施QoS路由的主要目標可以包括以下幾點：
（1）能夠動態地選擇可行路徑，為每一個接納的QoS業務連線 請求，找到能夠滿足其QoS參數需求的可行路徑；
（2）最佳化資源配置，平衡網路負載，實現網路全局資源利用率的最佳化，從俄日最大化網路接受其他QoS請求的能力。
（3）與傳統的路由機制相比，能夠改善網路的吞吐量和網路性能的退化。
QoS路由的功能組成
QoS路由主要包括QoS路由協定和QoS路由算法兩個基本內容。QoS路由協定用於完成網路節點之間收集和發布網路狀態信息的功能，QoS路由算法則是根據已有的狀態信息來為新的用戶業務的連線請求選擇一條合適路由。
為了提供QoS保證，與IntServ類似，QoS路由通常也是在用戶業務流轉發前需要QoS路由算法計算好相應的傳送路徑，從源端向宿端傳播一個訊息，用來通知路徑上的所有節點為這個QoS業務保留相應的資源（如頻寬、快取等），而後續的用戶業務數據流則是沿著這條已經預留的路徑進行傳播，由此可見，QoS路由也是一種具有面相連線特性的路由機制。而網路因此而產生的可用資源變化則可用資源變化可以通過則可以通過QoS路由協定通知網路中的各個結點。
QoS路由狀態信息的分類和更新
QoS路由的主要內容包括QoS路由協定和QoS路由算法兩部分，QoS路由協定實現測量、手機和維護網路狀態信息，完成狀態信息的獲取和傳播功能，QoS路由計算則依據網路節點維護的網路狀態信息和業務流的QoS需求計算獲得一條最佳化的可行路徑。狀態信息在QoS路由的這些過程中有著重要的地位和作用。
狀態信息
按照網路信息所處的物理位置，可以3種狀態信息：本地狀態信息、全局狀態信息和匯聚/局部的全局狀態信息。
（1） 本地狀態信息：結點以及與其連線的鏈路所具有的狀態信息稱為本地狀態。本地狀態信息具體可能包括可能包括可用頻寬、時延、抖動、分組丟失率、結點處理器占用率和鏈路開銷等信息，這些本地狀態時其他信息的基礎，也是QoS路由技術的基礎信息。
（2）全局狀態信息：網路中全部結點的本地狀態信息的組合稱為全局狀態。基於全局狀態信息，可以比較容易設計啟發式路由算法，但隨著網路規模的不斷擴大，玩了過全局信息數量急劇增加，雖然許多QoS路由研究都是基於全局狀態信息的，但是要求一個結點保存如此大量的全局狀態信息，並通過它計算可行路徑，在空間和時間上幾乎都是不可能的。
（3） 匯聚/局部的全局狀態信息：為了減少網路全局狀態信息的信息量，提高可拓展性，可以將網路進行結構分層，首先將同一分層結構中的節點本地狀態信息進行匯聚，再將低層網路的匯聚內部狀態信息向高層傳播。在此過程中，結點所獲得的匯聚的全局狀態，稱為匯聚的全局狀態信息或局部的全局狀態信息。
狀態信息的分類
QoS路由計算時，需要了解網路或結點的狀態信息和資源情況，從而根據這些信息來計算並確定路徑。常用的度量參數包括：代價、跳數、時延、時延抖動、頻寬、丟包率等，這些參數可以分為加性度量參數、乘性度量參數和最小性度量參數三類。
狀態信息的更新
路由算法的有效性很大程度上依賴於狀態性的準確程度。網路狀態的不斷變化要求各節點的狀態信息必須進行實時更新。但是頻繁地網路狀態信息。可能會帶來很大開銷。所以在保證信息正確的同時，還需要控制更新信息的頻率。如果更新頻率過高，會大量占用網路資源，使得開銷過大。
通常使用的更新策略可以分為基於時間變化的基於頻寬變化兩類，具體劃分為以下3種主要的更新策略。設計這些策略的中心思想都是在確保及時更新狀態信息的同時，儘量減少網路和其他開銷，以保證二者之間的平衡。
（1）周期型更新策略
周期型更新策略是基於時間變化來進行信息更新。即每隔一個固定的時間，傳送一次結點狀態信息。
（2）變化觸髮型更新策略
變化觸髮型更新策略是基於變化來進行信息更新。即每當網路狀態發生顯著變化時，傳送一次幾點狀態信息。
（3）複合控制型更新策略
複合控制型更新策略是在變化觸髮型更新策略的基礎上面，加入時間控制。即限制兩次連續觸髮狀態更新的最小時間間隔，設定鉗制時間，來適當減少狀態信息的傳送頻率。
典型路由協定
1．基於表驅動方式的QoS路由協定
2．按需式QoS路由協定
這類QoS路由協定是與傳統的按需式路由協定類似，只是在路由發現過程中添加了QoS參數的判斷以滿足業務的需求。像TBD(Ticket—Based Probing)協定也採用了路由發現的並行搜尋過程，為了減少這些路由請求報文的耗費，該協定採用一定的機制來限制搜尋範圍。比如它增加了三種QoS參數(時延、頻寬、耗費)。由於網路拓撲結構經常變化，導致蒐集到QoS參數也就經常變化，變得不是很準確，也就不能滿足業務的要求。
存在的困難
Ad hoc網路拓撲經常變化，不同節點可能對網路有不同的認識：在時間上，有些節點的信息可能過時；在空間上，節點通常只了解周圍部分網路的狀態。QoS路由需要獲悉大量的鏈路狀態信息來計算可行路徑並且維護易得到的路由資源，但是Ad hoc’網路中頻寬是受限的並由多個節點共享，沒有中心節點負責分配有限的資源，從而使得QoS路由的發現和維護非常困難。具體而言，在Ad hoc網路中實施QoS路由主要存在以下困難。
QoS路由研究存在著以下幾個問題:
(1)缺乏路由，理論研究困難
當前Ad hocQoS模型框架重要有INSIGNIA模型、ASWSAN模型、iMAQ模型。INSIGNIA QoS框架模型的主要設計目標是支持自適應的服務。這些服務可對實時的語音和視頻流及數據提供基本的QoS(如最小頻寬等)保證，並且當資源變的可用時，允許服務升級(如提供最大頻寬)在數據分組中添加標誌選項將加大網路開銷，實質上是以減少有效頻寬的代價來換取資源的快速預留。SWAN模型是一種無狀態的在Ad hoc網路中提供QoS服務的分散式控制算法。SWAN並沒有對MAC層引入QoS保障機制，只是通過調整進入MAC層的盡力而為業務和實時業務的傳送速率來提供QoS保障。在網路負載較重的情況下，把實時業務及時成功傳送也是很困難的。iMAQ是一個交叉層結構來支持在無線行動網路上傳輸多媒體數據，增加了信息的處理量。
由於網路拓撲和業務特性複雜多樣，協定數學描述困難。因此，多數路由研究主要是針對某個問題設計啟發式算法，而不是基於某種模型從理論上推導算法特性和性能，這種情況下，為分折算法性能，需要大量仿真工作，由於缺乏理論支持，在不同的拓撲結構和業務特性下，算法性能可能差異較大，而且仿真得到的結果缺乏說服力。
(2)最佳化目標不同，評估標準不一致
主要的最佳化目標包括代價和延時等加性參數，評估標準主要有：業務接入率、阻塞率、數據丟包率、頻寬利用率、節點佇列長度、代價、信令開銷等。由於各個研究者解決的問題不同，最佳化目標往往不相同，因此，評價標準也不一致。在這種情況下，不利於比較不同算法之間的優越性，因此制定出統一的路由性能評價標準對路由研究具有重要意義。
(3)接入業務的變化對網路狀態影響大
