一、概述

以IP為基礎的網絡提供的服務是一種盡其所能（Best Effort）的服務，服務質量難以得到保障。特別是面對現代實時數據（話音和視像）的傳輸和未來電話、電視和數據網絡“三網合一”的發展趨勢，在Internet中如何提供服務質量能夠得到保證的服務，便成為學界和業界共同關心和研究的問題。

服務質量QoS（Quality of Service）包括多方面的指標：穩定數據吞吐率（Throughput）、在一定期間允許的最大突發數據的吞吐率（Max. Burst Data Rate）、最大傳輸時延（Max. Transfer Delay）、數據傳輸正確性（Data Correctness）等，對實時性數據的傳輸還包括“恒速性”要求（CBR，Constant Bit Rate）、數據傳輸的防抖動性指標（Anti-Jitter）等等。經過多年的運行與改進，Internet在滿足文本數據的傳輸方面已經取得滿意的效果，但是，隨著多媒體數據在Internet上的廣泛應用，首先是利用Internet傳輸話音信息（VoIP，Voice over IP）的需求，對Internet的盡其所能的服務質量保障措施提出了挑戰，而傳輸實時視像數據的需求對Internet的服務質量體系提出了更高的要求。

尤其是對于IP網絡來講，從20世紀90年代開始，Internet群體就開始研究改善服務保證體系的措施。首先出現的是資源預留協議（RSVP，Resource reSerVation setup Protocol），通過在數據流收發方之間建立數據傳輸通路（Path，本質上是借用面向連接協議的思路），并在該通路上的節點（路由器）內預留保證數據流傳輸所需資源，以達到為通信雙方提供要求的服務質量。后來的許多研究工作都涉及如何定義服務質量指標，以及如何提供區別服務（Diffserv，即Differentiate Service）和集成服務（Integrated Service）這幾個問題。

二、服務質量（QoS）指標體系框架的國際標準

ITU第7研究組（SG7）有關服務質量的框架，開始僅出于對ISO的OSI/RM中提出的服務質量問題的描述作進一步的補充和界定。后來該工作組意識到，此項工作不僅對OSI環境下的通信工作十分重要，而且應當對服務質量問題研究一種能夠延伸到其他信息技術和通信結構之中的通用的方法。ISO/IEC JTC 1與ITU SG7作為協調與QoS有關工作的文件，進一步界定了相關標準間的相互關系，并進一步補充了對某些QoS機制（Mechanism）的詳細描述。這兩個標準組織的文本成為國際上有關QoS的國際標準。

標準定義了一組QoS的基本概念，就這些概念的信息和功能方面的內涵進行了描述。

1、可應用QoS的服務（Service）

ITU界定的可應用QoS的服務包括十分廣泛的對象：可提供信息處理和存儲功能的實體、實體間的交互作用過程、通信服務和物理設備。這樣做目的在于最大限度地擴展QoS框架的適用范圍。

2、QoS特征參數（Characteristics）

QoS特征參數是服務質量可識別和量化的性能指標，與測量和控制參數是外部觀察的結果不同，它直接反映與服務質量有關的事物下層的實際狀態。QoS特征參數的取值可能為數值，也可能為矢量、矩陣或狀態名稱。QoS特征參數可以為通用化特征值（如：時延-Time Delay），它與應用場合無關；也可能為專用特征值（如：兩服務訪問點間的渡越時延-Transit Delay between two SAPs），進一步地限制其應用范圍；另一種特性是與數學運算結果有關的特征參數（如：平均時延、最長時延等），被稱為導出特征參數。在通信和處理系統中，通常較為重要的QoS特征參數可分為以下8組，詳見下表2-2。

表2-2：較為重要的QoS特征參數

3、QoS需求（Requirement）和策略（Policy）

用戶希望使用某種服務（如：通信服務）時，將形成QoS需求。當需要在提供服務的實體間傳送時，將以QoS參數（Parameter）的形式表達，當需要保留在提供服務的實體中時，將以QoS關聯文本（Context）形式表達。收到QoS需求的實體在分析需求的基礎上確定能夠滿足用戶需求的QoS管理功能或管理機制，也可能向其他實體傳遞進一步的QoS需求（例如在連接建立過程中在多層間進行服務質量協商）。QoS參數或關聯文本可以分為以下6類，詳見下表2-3。

表2-3：QoS需求

服務質量需求可能涉及多個QoS特征參數，其應用對象可能僅限于某一次信息的傳輸過程，也可能使用于一段時間內（如整個連接期間），甚至使用于用戶租用該服務的整個期間。

QoS策略（Policy）是在服務提供實體中，用來決定如何選擇QoS特征參數和管理功能滿足用戶QoS需求的規則。RFC 2212中的附件5（Annex5）以OSI/RM為例討論了QoS分層模型，并將每一層的QoS實體的功能界定為3種：QoS策略控制功能、QoS控制功能和協議功能。其中策略控制功能確定約束該層QoS活動條件。以安全策略為例，該功能將與相關實體交換下述信息：“如果要提供用戶所需的安全QoS，需要哪些QoS知識，哪些考慮可能影響到安全QoS的提供”。相應地，策略控制實體可能為此要求通過獨立與數據通信的安全聯系協議（Security Association Protocol）來傳輸相關的安全信息。

4、QoS類（Category）

QoS類是為了適應特定用戶群的服務質量需求而提出的概念，每個特定的類代表特定應用環境中的一組服務質量需求，需要類似的系統及策略。類與類之間的某些需求，可能會有一些相似性，類的使用需要有排他性，換言之，一個特定應用有可能會使用1個以上的QoS類。ITU已定義的類詳有7種，見下表2-4，但今后其他標準化機構還可能擴展。

表2-4：QoS類

5、QoS管理功能和QoS機制（Mechanism）

QoS的管理活動是由用戶需求、系統與通信環境以及采用的策略所決定的，QoS的管理是在一個系統或網絡內控制和管理QoS的所有活動的總稱。

QoS管理功能（QMF）是設計來滿足被量化后用戶需求（表現為一組QOS需求）的QoS機制的總稱。協商（negotiation）、準入控制（Admission Control）和監視（Monitoring）都是QMF 的實例。QMF的基本組件稱為QoS機制 (Mechanism)。QoS機制分別按照QoS活動類型劃分為：QoS的建立、監視、報警、維護、控制和查詢。

6、QoS 可管理的各種活動的“階段”（Stage）

與QoS有關的管理活動按3個階段歸類：預測階段、建立階段和運行階段。預測階段的目的是對系統行為的各個方面進行預測，使相關實體能正確地引用QoS機制，在這一階段典型的活動是進行QoS查詢。建立階段的目的是在QoS活動進行之前，為滿足期望的QoS特性值創造條件，在這一階段的活動包括：提出QoS需求，進入QoS協商和再協商，達成提供的QoS協議和服務質量下降時應采取的行動，最后啟動運行階段需要的QoS機制。運行階段活動的目的在于證實在建立階段達成的QoS協議得到正確的履行，或在達不到目的時采取適當的行動。這一階段的典型活動為QoS監視、維護和查詢。

應當指出：ITU和ISO/IEC有關QoS工作只是解決QoS問題的通用框架，并不能直接用于系統的實現，而只起到原則性的指導作用。這種情況和OSI/RM與相關協議間的關系很類似，OSI/RM參考模型規定了協議的層次結構和相互關系，但還需要制定出一系列的協議和服務文本，才能作為協議實現的依據。

有關IETF保證的服務質量定義請參見RFC 2212。

欲進一步了解QoS知識的請進入：QoS的概念；相關標準化組織對QoS的描述