QoS (Quality of Service)是指网络利用各种基础技术，为特定的网络通信提供更好的服务能力。它是一种网络安全机制，是一种解决网络延迟和拥塞等问题的技术。

QoS保证对于容量有限的网络来说是非常重要的，特别是对于像VoIP和IPTV这样的流媒体应用，它们通常需要固定的传输速率并且对延迟很敏感。

网络资源总是有限的，只要有对网络资源的争夺，就会有对服务质量的需求。

服务质量与网络服务相关。在保证某些业务的服务质量的同时，可能会影响其他业务的服务质量。

例如，当某一类业务的总带宽固定时，某一类业务占用的带宽越多，其他业务占用的带宽就越少。这可能会影响其他服务的使用。

因此，网络管理者需要根据各种业务的特点，合理规划和分配网络资源，实现网络资源的高效利用。

QoS服务模型

QoS一般提供以下三种服务模型：

(1) Best-Effort服务模型是一种单一的服务模型，也是最简单的服务模型。在尽力而为服务模型下，网络尽最大努力发送数据包。然而，它不提供任何性能保证，如延迟和可靠性。

最佳努力服务模型是网络的默认服务模型，通过FIFO(先进先出)队列实现。它适用于大多数网络应用，如FTP和E-Mail。

(2) Int-Serv服务模型Int-Serv是一种综合服务模型，可以满足各种QoS需求。该模型使用资源预留协议(Resource Reservation Protocol, RSVP)， RSVP运行在从源到目的的每个设备上，并监控每个流，以防止它消耗过多的资源。

该系统能够清晰区分和保障各业务流的服务质量，为网络提供最细粒度的服务质量差异化。但是，Inter-Serv模型对设备的要求很高。当网络中的数据流数量较大时，设备的存储和处理能力将面临很大的压力。Inter-Serv模型的可扩展性差，在Internet的核心网络中难以实现。

(3) Diff-Serv服务模型Diff-Serv是一种多服务模型，可以满足不同的QoS需求。与Int-Serv不同，它不需要通知网络为每个服务预留资源。差异化服务实现简单，可扩展性好。

常用QoS技术在网络中的位置

流分类：采用一定的规则来识别符合一定特征的报文，是区分网络业务的前提和基础。

流量监控：监控进出设备的特定流量。当流量超过设定值时，可以采取限制或惩罚措施，保护网络资源。可用于接口的入方向和出方向。

流量整形：主动调整流量输出速率以匹配下游设备提供的网络资源，避免不必要的报文丢弃的流量控制措施。通常用于接口的出方向。

拥塞管理：当发生拥塞时，如何制定资源调度策略来确定报文转发的处理顺序，通常是在接口的出方向。

拥塞避免：监控网络资源的使用情况。当拥塞严重时，通常在接口的出方向主动丢弃报文并调整队列长度以减轻网络过载。

Qos功能

1. 分组分类器和标记

网络边界路由器使用分类器功能对TCP/IP报头中一个或多个字段标识的报文进行标记，然后通过设置IP优先级字段或区分DSCP (service code Point)字段对分类流进行标记。

2. 通信速率管理

服务提供商使用控制(警务)功能来测量进入网络的客户流量，并将其与客户的通信配置文件进行比较。同时，接入服务提供商网络的企业可能需要使用流量整形特性测量所有流量，并以恒定速率发送出去，以符合服务提供商的控制功能。令牌桶一种常见的通信度量方案。

3.资源分配

先进先出(FIFO)调度是一种传统的排队机制，广泛应用于互联网路由器和交换机。虽然FIFO调度很容易部署，但在提供QoS方面存在一些基本问题。它不提供对延迟敏感的流量进行优先级排序并将其移动到队列的开头的方法，完全相同地对待所有流量，并且没有通信区分或服务区分的概念。

对于提供QoS的调度算法，它至少要能够区分队列中不同的组，并且知道每个组的服务水平。调度算法决定下一个处理队列中的哪个数据包，流数据包被处理的频率决定分配给该流的带宽或资源。

4. 拥塞避免和丢包策略

在传统的FIFO队列中，队列管理是这样实现的：当队列中的数据包数量达到队列的最大长度时，所有到达的数据包都将被丢弃。这种队列管理技术(称为tail drop)仅在队列被完全填充时发出拥塞信号。在这种情况下，不使用主动队列管理来避免拥塞，也不减少队列大小来最小化队列延迟。主动队列算法管理使路由器能够在队列溢出之前检测到拥塞。

5. QoS信令协议

RSVP是IETF Intserv体系结构的一部分，它在Internet上提供端到端QoS。它使应用程序能够为每个流对网络提出一致的服务需求。服务参数用于量化这些需求，以便进行管理控制。

6 .交换

路由器的主要功能是根据转发表中的信息，将所有入方向的流量快速有效地交换到正确的出端口和下一个中继段地址。传统的基于缓存的转发机制虽然效率高，但它是由通信驱动的，存在可扩展性和性能问题，并且在网络不稳定的情况下会增加缓存维护工作，降低交换性能。

基于拓扑的转发通过创建与路由器路由表相同的转发表，解决了基于缓存的转发机制的问题。

7. 路由

传统的路由只基于目的地，在最短路径上，路由组基于路由表。对于某些网络情况，这不够灵活。策略路由是一种QoS功能。它使用户能够根据用户可以配置的各种数据包参数而不是目的地进行路由。

当前的路由协议提供了最短路径路由，它根据管理成本、权重或中继段数量等指标选择路由。报文在不了解对流需求和路由上可用资源的情况下，根据路由表进行传输。QoS路由是一种考虑流的QoS需求的路由机制。它在选择路由时对网络上可用的资源有一定的了解。