COS的全稱是Chip Operating System（片內(nèi)操作系統(tǒng)），它一般是緊緊圍繞著它所服務(wù)的智能卡的特點(diǎn)而開發(fā)的。由于不可避免地受到了智能卡內(nèi)微處理器芯片的性能及內(nèi)存容量的影響，因此，COS在很大程度上不同于我們通常所能見到的微機(jī)上的操作系統(tǒng)（例如DOS、UNIX等）。

首先，COS是一個(gè)專用系統(tǒng)而不是通用系統(tǒng)。即：一種COS一般都只能應(yīng)用于特定的某種（或者是某些）智能卡，不同卡內(nèi)的COS一般是不相同的。因?yàn)镃OS一般都是根據(jù)某種智能卡的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍而特定設(shè)計(jì)開發(fā)的，盡管它們?cè)谒鶎?shí)際完成的功能上可能大部分都遵循著同一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)。其次，與那些常見的微機(jī)上的操作系統(tǒng)相比較而言，COS在本質(zhì)上更加接近于臨控程序、而不是一個(gè)通常所謂的真正意義上的操作系統(tǒng)，這一點(diǎn)至少在目前看來仍是如此。因?yàn)樵诋?dāng)前階段，COS所需要解決的主要還是對(duì)外部的命令如何進(jìn)行處理、響應(yīng)的問題，這其中一般并不涉及到共享、并發(fā)的管理及處理，而且就智能卡在目前的應(yīng)用情況而盲，并發(fā)和共享的工作也確實(shí)是不需要曲。COS在設(shè)計(jì)時(shí)一般都是緊密結(jié)合智能卡內(nèi)存儲(chǔ)器分區(qū)的情況，按照國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC7816系列標(biāo)準(zhǔn)）中所規(guī)定的一些功能進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)。但是由于目前智能卡的發(fā)展速度很快，而國際標(biāo)準(zhǔn)的制定周期相對(duì)比較長一些，因而造成了當(dāng)前的智能卡國際標(biāo)準(zhǔn)還不太完善的情況，據(jù)此，許多廠家又各自都對(duì)自己開發(fā)的COS作了一引起擴(kuò)充。

就目前而言，還沒有任何一家公司的COS產(chǎn)品能形成一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此本文將主要結(jié)合現(xiàn)有的(指l994年以前)國際標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)講述COS的基本原理以及基本功能，在其中適當(dāng)?shù)亓信e它們?cè)谀承┊a(chǎn)品中的實(shí)現(xiàn)方式作為例子。 　　COS的主要功能是控制智能卡同外界的信息交換，管理智能卡內(nèi)的存儲(chǔ)器并在卡內(nèi)部完成各種命令的處理。其中，與外界進(jìn)行信息交換是COS基本的要求。在交換過程中，COS所遵循的信息交換協(xié)議目前包括兩類：異步字符傳輸?shù)腡=0協(xié)議以及異步分組傳輸?shù)腡=l協(xié)議。這兩種信息交換協(xié)議的具體內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)機(jī)制在IS0/IEC78l6-3和IS0/IEC7816-3A3標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定；而COS所應(yīng)完成的管理和控制的基中功能則是在 ISO/IEC78l6-4標(biāo)準(zhǔn)中作出規(guī)定的。在該國際標(biāo)準(zhǔn)中，還對(duì)智能卡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及COS的基本命令集作出了較為詳細(xì)的說明。至于IS0/IEC78l6-l和2，則是對(duì)智能卡的物理參數(shù)、外形尺寸作了規(guī)定，它們與COS的關(guān)系不是很密切。

在IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，Internet應(yīng)用(如E-mail、遠(yuǎn)程登錄和Web訪問)并沒有特別的性能要求，單個(gè)盡力而為(Best-Effort)服務(wù)類就能支持所有Internet應(yīng)用。

1.接發(fā)電子郵件，這是早也是廣泛的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。由于其低廉的費(fèi)用和快捷方便的特點(diǎn)，仿佛縮短了人與人之間的空間距離，不論身在異國他鄉(xiāng)與朋友進(jìn)行信息交流 ，還是聯(lián)絡(luò)工作都如同與隔壁的鄰居聊天一樣容易，地球村的說法真是不無道理。

2.網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用會(huì)創(chuàng)造一種數(shù)字化的生活與工作方式，叫做SOHO（小型家庭辦公室)方式。家庭將不再僅僅是人類社會(huì)生活的一個(gè)孤立單位，而是信息社會(huì)中充滿活力的細(xì)胞。

3.上網(wǎng)瀏覽或沖浪，這是網(wǎng)絡(luò)提供的基本的服務(wù)項(xiàng)目。你可以訪問網(wǎng)上的任何網(wǎng)站，根據(jù)你的興趣在網(wǎng)上暢游，能夠足不出戶盡知天下事。

4.查詢信息。利用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)全世界的資料庫，可以利用一些供查詢信息的搜索引擎從浩如煙海的信息庫中找到你需要的信息。隨著我國“政府上網(wǎng)”工程的發(fā)展，人們?nèi)粘５囊恍┦挛锿耆梢栽诰W(wǎng)絡(luò)上完成。

5.電子商務(wù)就是消費(fèi)者借助網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)購物站點(diǎn)進(jìn)行消費(fèi)的行為。網(wǎng)絡(luò)上的購物站點(diǎn)是建立在虛擬的數(shù)字化空間里，它借助Web來展示商品，并利用多媒體特性來加強(qiáng)商品的可視性、選擇性。雖然目前網(wǎng)絡(luò)購物還不完善，不會(huì)取代傳統(tǒng)的購物方式，而只是對(duì)傳統(tǒng)購物方式的一種補(bǔ)充。但它已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地來到了我們身邊，給我們的生活多了一種選擇。

6.豐富人們的閑暇生活方式。閑暇活動(dòng)即非職業(yè)勞動(dòng)的活動(dòng)，它包括：消遣娛樂型活動(dòng)如欣賞音樂、看電影、電視、跳舞、參加體育活動(dòng)；發(fā)展型活動(dòng)包括學(xué)習(xí)文化知識(shí)、參加社會(huì)活動(dòng)、從事藝術(shù)創(chuàng)造和科學(xué)發(fā)明活動(dòng)等。但與網(wǎng)絡(luò)有直接關(guān)系的閑暇生活一般包括閑暇教育、閑暇娛樂和閑暇交往。

7.隨著網(wǎng)絡(luò)尋呼機(jī)等越來越普遍地應(yīng)用于人們的生活之中，每個(gè)人都可以通過上網(wǎng)結(jié)交世界各地的網(wǎng)上朋友，相互交流思想，真的能做到“海內(nèi)存知己，天涯若比鄰”。

8.其他應(yīng)用?，F(xiàn)實(shí)世界中人類活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)版俯拾即是，如網(wǎng)上點(diǎn)播、網(wǎng)上炒股、網(wǎng)上求職、藝術(shù)展覽等。

這個(gè)問題太難了，太需要?jiǎng)?chuàng)造力、想象力和勇于實(shí)踐的魄力了。我只想到兩個(gè)字：引擎。它可能是為各行各業(yè)、為各色人等、各國各界尋求發(fā)展的引擎，它將把人類社會(huì)帶入一個(gè)全新的數(shù)字歷史階段。Internet已演變?yōu)樾畔⒔?jīng)濟(jì)的原動(dòng)力和新引擎，演變?yōu)橐粋€(gè)降低成本、提高生產(chǎn)力，并為各種新工作鋪平道路的推土機(jī)。

因?yàn)閷?，高速的網(wǎng)絡(luò)連接及Internet連接將是普及的標(biāo)準(zhǔn)，將無處不在。我們?cè)诩依?、辦公室里將有難以置信的網(wǎng)絡(luò)連接速度，高速的網(wǎng)絡(luò)連接將遍及各種環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)將完全制約我們的工作、生活及娛樂。相信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用會(huì)像上網(wǎng)人數(shù)增長的速度一樣，如雨后春筍般層出不窮、日新月異。隨著Internet在的普及和其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，工業(yè)時(shí)代那種以地緣為本的場地分割和壟斷方式的國家和企業(yè)集團(tuán)的模式會(huì)逐步被打破。面對(duì)的是一個(gè)統(tǒng)一的市場，經(jīng)濟(jì)將實(shí)現(xiàn)化。目前為突出的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的經(jīng)濟(jì)模式——電子商務(wù)。

但I(xiàn)nternet巨大的商業(yè)成功已經(jīng)改變了這一切。這些改變主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)帶寬日益成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸。

(2)對(duì)網(wǎng)絡(luò)適用性和可靠性的要求越來越高。

(3)為在競爭中脫穎而出，服務(wù)提供者為適應(yīng)不同的用戶群，必須提供多種服務(wù)類型。

(4)服務(wù)提供者甚至可能被要求提供類似Voice over IP、虛擬專用網(wǎng)（VPN）等有著更嚴(yán)格性能要求的服務(wù)，這些服務(wù)是傳統(tǒng)Internet所無法提供的。

基于上述變化，服務(wù)提供者必須在同一個(gè)IP基礎(chǔ)設(shè)施上提供多種服務(wù)，這些服務(wù)有著不同的性能要求。另外，隨著數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，把傳統(tǒng)的、分別由三個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)(語音通信、視頻傳輸和數(shù)據(jù)傳輸)綜合到單一IP基礎(chǔ)設(shè)施上的要求日益迫切。這種在單一IP基礎(chǔ)設(shè)施上提供多種服務(wù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)就稱為多服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，或者統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)提供者將網(wǎng)絡(luò)綜合成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)后，由于其提供的廣泛服務(wù)可以吸引并保留更多新的用戶，而且由于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)有效地減少了需要管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將運(yùn)行成本降到，可以為用戶提供優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的服務(wù)，因而能爭取到更多的用戶。由于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用分組交換技術(shù)，因此比傳統(tǒng)的語音通信網(wǎng)絡(luò)、視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬利用率。

目前有二種用于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的方法，其實(shí)現(xiàn)機(jī)制有根本區(qū)別。一種方法是成倍增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，通過大幅度提高網(wǎng)絡(luò)帶寬來滿足統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的性能要求；另一種方法是通過在IP網(wǎng)絡(luò)中增加基于帶寬管理的服務(wù)分類（CoS）功能來滿足統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的性能要求。

對(duì)于種方法，主要的反對(duì)意見如下：

(1)成本和信息流管理復(fù)雜性的增加有可能抵消增加帶寬所帶來的效益。

(2)在大型的IP網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)多種服務(wù)類型進(jìn)行監(jiān)測(cè)、、計(jì)費(fèi)都是十分困難的。

而且在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中，已經(jīng)存在具有服務(wù)分類（CoS）功能的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如ATM網(wǎng)絡(luò)，并且已經(jīng)用這些網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支持具有嚴(yán)格性能要求的服務(wù)。

第二種方法的主要優(yōu)勢(shì)是：

(1)網(wǎng)絡(luò)管理能夠地優(yōu)化帶寬利用率，使網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)橛脩籼峁┑膫鬏斎萘俊?/p>

(2)當(dāng)出現(xiàn)新的應(yīng)用時(shí)，服務(wù)提供者可能要采用新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這些新增的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能使網(wǎng)絡(luò)的局部帶寬得到增加。但這些事件很少以協(xié)調(diào)一致的方式發(fā)生，極有可能造成網(wǎng)絡(luò)帶寬不匹配問題。帶寬管理允許服務(wù)提供者控制帶寬，處理由于帶寬不匹配對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的危害。

(3)帶寬管理通過在同一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上為用戶提供多種服務(wù)而使網(wǎng)絡(luò)增值。通過帶寬管理實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)可以降低操作成本，用單一的接入設(shè)備為用戶提供多種接入服務(wù)，如Internet接入、VPN接入、語音通信及視頻會(huì)議。

　1  服務(wù)分類（CoS）的必要性

路由器是分組交換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用。而Internet協(xié)議（IP）是數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，對(duì)每一個(gè)報(bào)文獨(dú)立地選擇傳輸路徑（路由），沒有連接的概念。傳統(tǒng)IP只提供單一的盡力而為服務(wù)類型。在這種服務(wù)方式下，所有經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膱?bào)文具有相同優(yōu)先級(jí)，盡力而為意味著IP網(wǎng)絡(luò)會(huì)盡一切可能將數(shù)據(jù)報(bào)正確、完整地送達(dá)目的地。但是，它不能保證數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過程中不發(fā)生丟棄、損壞、重復(fù)、失序及錯(cuò)送現(xiàn)象，另外，也不對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)傳輸質(zhì)量相關(guān)的傳輸特性，如傳輸時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、吞吐率等作出任何承諾。

如果網(wǎng)絡(luò)只通過盡力而為服務(wù)來滿足客戶，不對(duì)丟棄的報(bào)文進(jìn)行任何裁決，網(wǎng)絡(luò)操作勢(shì)必會(huì)發(fā)生問題。解決這一問題的方法就是使用智能的運(yùn)輸層協(xié)議，盡力而為服務(wù)之所以能夠在IP網(wǎng)絡(luò)中良好操作，惟一的理由是TCP協(xié)議能夠在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁擠時(shí)，監(jiān)測(cè)報(bào)文丟棄情況的發(fā)生，并通過降低傳輸速率對(duì)報(bào)文丟棄情況作出響應(yīng)。正是因?yàn)門CP的作用，才使得路由器中盡力而為服務(wù)隊(duì)列成為具有良好行為的隊(duì)列。

盡力而為服務(wù)并不是一個(gè)貶義詞，相反，正是這種支持單一盡力而為服務(wù)的能力，使得大型IP網(wǎng)絡(luò)和Internet成為當(dāng)今無可替代的技術(shù)，也成為在范圍支持緊要事務(wù)應(yīng)用的惟一傳輸平臺(tái)。當(dāng)然，IP網(wǎng)絡(luò)這種只支持單一盡力而為服務(wù)的能力，也給它帶來一些問題，并對(duì)它進(jìn)一步的商業(yè)成功產(chǎn)生負(fù)面影響。許多服務(wù)提供者已經(jīng)迫切感覺到為了進(jìn)一步支持新開發(fā)的應(yīng)用，有必要提供多種服務(wù)類型，使得每種服務(wù)類型能夠保證特定的性能要求。

為特定應(yīng)用和用戶提供不同的服務(wù)，自然涉及到對(duì)屬于不同應(yīng)用的報(bào)文進(jìn)行區(qū)別對(duì)待的問題，多種服務(wù)歸根到底是對(duì)特定信息流提供統(tǒng)一管理下的不公平服務(wù)。

服務(wù)分類通過控制特定數(shù)據(jù)流的一些關(guān)鍵屬性，讓用戶感覺到網(wǎng)絡(luò)對(duì)該數(shù)據(jù)流提供的服務(wù)質(zhì)量（QoS）發(fā)生了變化，這些關(guān)鍵屬性包括：(1)單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（吞吐率）；(2)將數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間（時(shí)延）；(3)屬于同一數(shù)據(jù)流的報(bào)文，相同二個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸時(shí)延的變化范圍（時(shí)延抖動(dòng)）；(4)不能正確到達(dá)目的地的報(bào)文比例（丟失率）。

值得注意的是：指定服務(wù)類的服務(wù)質(zhì)量取決于端到端傳輸路徑上性能差的鏈路所能提供的服務(wù)質(zhì)量。

需要指出的是，通過為高優(yōu)先級(jí)服務(wù)預(yù)留帶寬或是降低過載系數(shù)來支持服務(wù)分類，將會(huì)導(dǎo)致帶寬利用率的降低。單就網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率而言，單一的、通過統(tǒng)計(jì)復(fù)用實(shí)現(xiàn)的盡力而為服務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率是的，而服務(wù)分類在網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率方面所受的損失，與由于服務(wù)分類能夠支持語音傳輸、視頻會(huì)議、緊要事務(wù)應(yīng)用等新開發(fā)的應(yīng)用所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)增值比較，該損失則顯得微不足道了。

2  服務(wù)分類發(fā)展過程

在IP結(jié)構(gòu)上提供多種服務(wù)的努力已經(jīng)有20多年，本文將簡要地回顧幾種在大型IP網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)分類的方法。

(1)IP首部中的服務(wù)類型字段（TOS）

1981年9月，RFC191對(duì)互連網(wǎng)協(xié)議（IP）進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，并將IP首部的第2個(gè)字節(jié)作為服務(wù)類型字段（TOS），服務(wù)類型字段中各位的定義

TOS字段的前三位是優(yōu)先級(jí)位，節(jié)點(diǎn)通過設(shè)置該三位值來選擇報(bào)文的優(yōu)先級(jí)。D位用于選擇正常時(shí)延和低時(shí)延，T位用于選擇正常吞吐率和高吞吐率，R位用于選擇正常可靠性和高可靠性，TOS字段的二位保留，為以后擴(kuò)展用。雖然RFC791中對(duì)TOS字段各位作了定義，但很少有路由器或其他轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備支持TOS字段定義的這些功能。

直到20世紀(jì)90年代中期才開始用優(yōu)先級(jí)位選擇報(bào)文丟棄，這種用優(yōu)先級(jí)位選擇報(bào)文丟棄的方法稱作選擇性報(bào)文丟棄（SPD）。通過設(shè)置優(yōu)先級(jí)位，SPD將控制報(bào)文（如鏈路級(jí)存活消息、路由協(xié)議存活消息、路由更新消息）的丟棄可能性設(shè)置成較低，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁擠的情況下，使得關(guān)鍵的控制報(bào)文成為被丟棄的報(bào)文，以此增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)在擁擠過程中的穩(wěn)定性。事實(shí)上，D、T、R位定義的功能從未實(shí)現(xiàn)過。

　(2)綜合服務(wù)模型（IntServ）

在1993年前后，IETF的綜合工作組開始開發(fā)在IP網(wǎng)絡(luò)中支持多種服務(wù)的機(jī)制，它的目標(biāo)是在IP網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)支持實(shí)時(shí)服務(wù)和傳統(tǒng)的盡力而為服務(wù)。這個(gè)工作組終開發(fā)出綜合服務(wù)結(jié)構(gòu)，它是基于一種為每個(gè)信息流預(yù)留資源的結(jié)構(gòu)。

綜合服務(wù)結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)參考模型，在該參考模型中指定了若干不同的構(gòu)件及這些構(gòu)件之間的相互作用。

①資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）允許單個(gè)應(yīng)用向路由器請(qǐng)求資源，并沿著報(bào)文傳輸路徑，為每一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)流設(shè)置狀態(tài)。

②定義了二種新的服務(wù)模型——保證服務(wù)和控制負(fù)載服務(wù)，保證服務(wù)通過嚴(yán)格的許可控制、帶寬分配和公平隊(duì)列服務(wù)，為有著嚴(yán)格的傳輸時(shí)延和帶寬要求的應(yīng)用提供所要求的服務(wù)?？刂曝?fù)載服務(wù)并不能保證傳輸時(shí)延和帶寬的范圍，但能提供類似輕負(fù)載下盡力而為網(wǎng)絡(luò)所能提供的報(bào)務(wù)。

③提供用于描述流說明的語法，允許應(yīng)用程序通過流說明指定特定的資源要求。

④報(bào)文分類通過檢測(cè)輸入報(bào)文確定適用于每一個(gè)報(bào)文的服務(wù)類型。

⑤許可控制基于本地和網(wǎng)絡(luò)的可用資源，確定能否支持所請(qǐng)求的資源預(yù)留。

⑥管制和整形進(jìn)程負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)每個(gè)信息流，強(qiáng)迫這些信息流符合其信息流描述。

⑦報(bào)文調(diào)度進(jìn)程將網(wǎng)絡(luò)資源（緩沖器和帶寬）分配給不同的信息流。

當(dāng)人們更多了解綜合服務(wù)結(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)綜合服務(wù)并不是一種在大型IP網(wǎng)絡(luò)中支持服務(wù)分類的合適機(jī)制，這主要因?yàn)椋?/p>

①由于綜合服務(wù)需要在端到端傳輸路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)為每一個(gè)信息流建立并維持狀態(tài)，因此，它的可擴(kuò)展性較差。如果缺乏狀態(tài)合并功能，則每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上需要維持的狀態(tài)數(shù)量將隨著通過該節(jié)點(diǎn)并需同時(shí)預(yù)留資源的信息流數(shù)量的增加而線性增加。而通過某條高速主干鏈路的信息流數(shù)量可以從數(shù)以萬計(jì)到數(shù)以百萬計(jì)。

②綜合服務(wù)要求運(yùn)行在終端系統(tǒng)上的應(yīng)用支持RSVP信令協(xié)議，但很少有操作系統(tǒng)提供應(yīng)用程序開發(fā)者能夠訪問的RSVP API。

③綜合服務(wù)要求端到端傳輸路徑上的所有節(jié)點(diǎn)支持綜合服務(wù)模型。這種支持要求節(jié)點(diǎn)具有將綜合服務(wù)類型映射到鏈路層技術(shù)的能力。

　(3)增強(qiáng)的綜合服務(wù)模型

RSVP主要的擴(kuò)展性限制是不能將多個(gè)單獨(dú)預(yù)留資源的會(huì)話合并成一個(gè)共同的服務(wù)類型。2001年9月，RFC 3175(具有合并功能的用于IPV4和IPV6預(yù)留資源的RSVP)定義了允許將多個(gè)跨越大型IP網(wǎng)絡(luò)的資源預(yù)留合并成單個(gè)資源預(yù)留的過程，它提供了動(dòng)態(tài)建立合并后的資源預(yù)留狀態(tài)、標(biāo)識(shí)合并后資源預(yù)留所作用的特定信息流類型、確定滿足資源預(yù)留要求的帶寬比例的機(jī)制。

RFC 3175通過增加下述功能，增強(qiáng)了RSVP用于大型IP網(wǎng)絡(luò)中的可擴(kuò)展性：

①通過將多個(gè)單獨(dú)的資源預(yù)留合并成一個(gè)大型的資源預(yù)留，減少了需要交換的信令消息數(shù)和需要維持的資源預(yù)留狀態(tài)。

②通過用差分服務(wù)碼點(diǎn)（DSCP）來標(biāo)識(shí)合并后的信息流，而不是使用傳統(tǒng)的RSVP流分類機(jī)制，在路由器中加速報(bào)文分類處理。

③通過將合并后的信息流放入相同的輸出端口隊(duì)列來簡化隊(duì)列管理和調(diào)度。

RSVP的主要功能是支持基于每一個(gè)信息流的許可控制，這對(duì)于支持交互式語音服務(wù)是一種非常有用的手段。假定用戶已經(jīng)建立了支持1 000個(gè)語音呼叫的合并后的資源預(yù)留，只要同時(shí)通信的語音呼叫少于1 000個(gè)，新的語音呼叫就能夠通過許可控制的檢測(cè)，并能夠給新建立的語音呼叫分配適當(dāng)?shù)膸捯詽M足通信用戶的性能要求，但第1 001個(gè)呼叫請(qǐng)求將被許可控制拒絕。只有這樣，才能保證已經(jīng)建立的1 000個(gè)語音呼叫的服務(wù)質(zhì)量。

(4)差分服務(wù)（DiffServ）模型

在1995年前后，服務(wù)提供者和各種研究機(jī)構(gòu)開始提出新的支持多種服務(wù)的機(jī)制，而且這種機(jī)制的前提條件是具有良好的可擴(kuò)展性。如前所述，綜合服務(wù)模型的失敗主要在于它需要在報(bào)文傳輸路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)中維持大量的基于每一個(gè)信息流的狀態(tài)，而且為每一個(gè)信息流建立資源預(yù)留狀態(tài)需要傳輸RSVP信令消息。因此，作為一種新提出的方法，必須能夠解決可擴(kuò)展性問題。盡力而為服務(wù)、綜合服務(wù)模型、差分服務(wù)模型在成本、復(fù)雜性方面的相互關(guān)系。

IETF在1997年成立了差分服務(wù)工作組，并在1998年3月召開了次工作組會(huì)議。這個(gè)工作組的目的在于創(chuàng)建一種相對(duì)簡單、更便于分類的方法為Internet信息流提供差分服務(wù)，以支持多種類型的應(yīng)用及商業(yè)模式。

IETF差分服務(wù)工作組將IPV4首部中TOS字段改名為差分服務(wù)字段（DS），并且重新為DS字段中的二進(jìn)制位定義了意義。這種用于DS字段的新規(guī)范，不僅適用于IPV4首部中的TOS字段，也適用于IPV6首部中的信息流類型字段。這樣，可以用同一種機(jī)制來支持IPV4和IPV6信息流的差分服務(wù)。

差分服務(wù)工作組將DS字段分成二個(gè)子字段：

①高6位作為差分服務(wù)碼點(diǎn)(DSCP)，差分服務(wù)域中的每一跳路由器通過DSCP選擇每一跳行為（PHB），每一跳行為(PHB)是作用于屬于相同服務(wù)類型的所有報(bào)文的一種轉(zhuǎn)發(fā)處理，通過DSCP確定的服務(wù)類型也叫行為聚集(BA)。

②低二位目前沒有定義，用作以后擴(kuò)充，在試驗(yàn)中有時(shí)也用于顯示擁擠通知（ECN）。這二位CU在每一跳路由器確定作用于某個(gè)報(bào)文的每一跳行為（PHB）時(shí)不起任何作用。

完整的差分服務(wù)結(jié)構(gòu)由RFC2475定義，它基于一種相對(duì)簡單的模型：進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的信息流首先在網(wǎng)絡(luò)邊緣被分類，然后視不同情況，在網(wǎng)絡(luò)邊緣對(duì)信息流進(jìn)行控制或讓信息流直接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。基于報(bào)文分類結(jié)果，每一個(gè)報(bào)文和差分服務(wù)域支持的某個(gè)行為聚集（BA）相關(guān)聯(lián)。通過對(duì)報(bào)文DS字段中的DSCP位設(shè)置特定的值來標(biāo)識(shí)每個(gè)報(bào)文所屬的BA。一旦報(bào)文進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，報(bào)文傳輸路徑上的每一跳路由器，基于報(bào)文所攜帶的DSCP值對(duì)報(bào)文施加適當(dāng)?shù)拿恳惶袨椋≒HB）。正是通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣控制信息流（管制和整形）、標(biāo)記報(bào)文以及在網(wǎng)絡(luò)對(duì)報(bào)文施加適當(dāng)?shù)腜HB，才使得差分服務(wù)模型能夠在公共IP基礎(chǔ)設(shè)施上支持可擴(kuò)展的多種類型服務(wù)。

差分服務(wù)域是由一系列提供相同服務(wù)策略和具有相同PHB組定義的路由器鄰接而成，它由單個(gè)管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)管理，并由該管理機(jī)構(gòu)提供對(duì)由該域提供的服務(wù)等級(jí)規(guī)范（SLS）和信息流控制規(guī)范（TCS）所需要的網(wǎng)絡(luò)資源的支持。

一個(gè)DS域由DS邊緣節(jié)點(diǎn)和DS內(nèi)部節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。DS邊緣節(jié)點(diǎn)位于DS域的邊緣，它的作用是作為不同方向信息流的輸入或輸出節(jié)點(diǎn)，當(dāng)作為輸入節(jié)點(diǎn)時(shí)，它負(fù)責(zé)分類標(biāo)記，甚至可能控制（通過管制和整形）輸入信息流。DS邊緣節(jié)點(diǎn)基于報(bào)文首部多個(gè)字段內(nèi)容對(duì)每一個(gè)報(bào)文分類，并通過設(shè)置報(bào)文DS字段的DSCP位來指明報(bào)文所屬的PHB組。當(dāng)作為輸出節(jié)點(diǎn)時(shí)，在將信息流轉(zhuǎn)發(fā)給與其直接相連的另一個(gè)域時(shí)，可能要求執(zhí)行信息流控制功能。DS內(nèi)部節(jié)點(diǎn)基于報(bào)文攜帶的DSCP值選擇作用于報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)行為，它根據(jù)報(bào)文攜帶的DSCP值，將報(bào)文映射到DS域支持的一個(gè)PHB組，DS內(nèi)部節(jié)點(diǎn)只能連接屬于同一個(gè)DS域的另一個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)或者邊緣節(jié)點(diǎn)。

每一跳行為（PHB）是作用于特定行為聚集的轉(zhuǎn)發(fā)操作的描述，也是DS節(jié)點(diǎn)將資源分配給不同行為聚集的一種手段。差分服務(wù)結(jié)構(gòu)通過這種逐跳分配資源機(jī)制，支持可擴(kuò)展的服務(wù)分類。

PHB用與服務(wù)提供者的服務(wù)提供策略相關(guān)的行為特性進(jìn)行定義，一個(gè)特定的PHB可以用如下行為特性進(jìn)行定義：

①分配給PHB的資源數(shù)量（緩沖器大小和鏈路帶寬）；

②與其他PHB相比較的相對(duì)優(yōu)先級(jí)；

③信息流特性（傳輸時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)和丟失率）。

PHB不能通過實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行定義，因此，一個(gè)特定的PHB組可以采用多種不同的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。目前，IETF差分服務(wù)工作組定義了二種類型的PHB：加速轉(zhuǎn)發(fā)PHB（EF PHB）和保證轉(zhuǎn)發(fā)PHB。

保證轉(zhuǎn)發(fā)PHB是一組為用于在合并后的信息流不超出約定速率的前提下，保證屬于特定信息流的報(bào)文能夠安全送達(dá)的PHB，但如果合并后的信息流速率超出了約定速率，超出部份的報(bào)文就不能保證服務(wù)性能。