ISO/IEC 29341-8-11:UPnP服务质量 — QoS流量类别

理解UPnP QoS标准化流量分类方案 — TC_AD、TC_AV、TC_BE、TC_BK及更多

ISO/IEC 29341-8-11定义了UPnP QoS架构中的QoS Traffic Classes(流量类别)组件,建立了一个将网络应用流量映射到不同服务类别的标准化分类方案。每个流量类别都与特定的优先级级别、排队处理和转发行为相关联。该标准中定义的流量类别分类法确保了来自不同供应商的异构UPnP设备之间一致的QoS处理,实现了多供应商QoS部署中的真正互操作性。没有标准化的分类方案,每个设备可能不同地解释优先级,这将破坏端到端QoS的目的。

将应用流量映射到最具体的可用流量类别以实现最佳资源分配。使用过于宽泛的类别(如将所有流量分类为尽力而为)会抵消QoS架构的优势。

流量类别分类法与优先级模型

QoS流量类别规范定义了一个具有多个服务类别的分层分类系统,每个类别针对特定类别的网络应用设计。主要流量类别包括TC_AD(音频/数据——最高优先级,保留给VoIP等实时交互式音频使用)、TC_AV(音频/视频流——用于单向或流媒体)、TC_BE(尽力而为——标准数据流量)和TC_BK(后台——低优先级批量传输)。每个类别都被分配了一个推荐的DSCP标记逐跳行为码点和IEEE 802.1p优先级值,确保了一致的二层和三层处理。

优先级模型使用了与IEEE 802.1p优先级级别(0-7)对齐的8级层次结构。流量类别7保留给网络控制流量(如路由协议),类别6用于语音,类别5用于视频,类别4-3用于受控负载和优秀尽力,类别2用于尽力而为,类别1-0用于后台和低于尽力而为的流量。该规范允许供应商在此框架内定义额外的子类,同时在主类别级别保持互操作性。应用通过QoS Manager请求特定的流量类别,QoS Manager然后将此请求映射到适当的设备级配置。

流量类别 优先级 DSCP映射 802.1p值 应用示例
TC_AD 7(最高) EF (46) 6 VoIP、视频会议、实时控制
TC_AV 5 AF41 (34) 5 IPTV、流媒体、远程教育
TC_BE 3 DF (0) 2 网页浏览、电子邮件、API流量
TC_BK 1 CS1 (8) 1 文件下载、备份、软件更新
使用过多不同的流量类别会增加管理复杂性,但不会带来成比例的QoS收益。对于大多数企业和家庭网络,4到6个流量类别在粒度和管理性之间提供了最佳平衡。

将应用需求映射到流量类别

正确地将应用映射到流量类别是QoS部署中最重要的工程任务之一。每个应用在带宽、延迟、抖动和丢包容忍度方面都有独特的网络需求。语音流量需要低延迟(单程低于150毫秒)和最小抖动(低于30毫秒),但相对容忍数据包丢失(高达1%)。视频流对抖动和丢包都很敏感,但可以容忍更高的延迟。批量数据传输对延迟容忍但对吞吐量敏感。ISO/IEC 29341-8-11中的流量类别框架为将这些多样化需求映射到适当的服务类别提供了指导。

精心设计的流量类别映射确保语音、视频和数据应用能够在同一网络上共存而不会相互降级,即使在重负载条件下也是如此。
没有正确的流量分类,所有数据包在拥塞期间都会被同等对待,导致VoIP和视频会议等实时应用遭受使其无法使用的数据包丢失和延迟。

常见问题解答

问:我可以在标准四个类别之外创建自定义流量类别吗?
答:可以。该规范允许供应商在保持主类别级别互操作性的同时定义额外的子类。自定义类别必须映射到标准DSCP或802.1p优先级值之一,以确保跨多供应商网络的一致行为。
问:流量类别映射如何与DiffServ域交互?
答:本标准中定义的流量类别旨在与DiffServ PHB组对齐。TC_AD映射到加速转发(EF),TC_AV映射到保证转发(AF41),TC_BE映射到默认转发(DF),TC_BK映射到类别选择器1(CS1)。这种对齐确保了跨管理域边界的一致QoS标记。
问:如果设备不支持请求的流量类别会发生什么?
答:QoS Manager查询每台设备的QosDeviceCapabilities以确定支持哪些流量类别。如果请求的类别不可用,管理器可以协商降级到最近的可用的类别并通知应用修改后的处理方式。
问:是否有机制让应用发现可用的流量类别?
答:有的。QoS Manager暴露了GetSupportedTrafficClasses操作,返回网络上可用的流量类别列表及其特性,使应用能够做出明智的QoS请求。

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