IntServ 服务模型是什么？
IntServ（Integrated Services，综合服务）是 IETF 提出的一种在 IP 网络中提供端到端 QoS（Quality of Service，服务质量）保障的服务模型。它通过为每个数据流单独预留网络资源（如带宽、缓冲区），确保特定应用获得可预测的服务质量。与 DiffServ（区分服务）相比，IntServ 提供更精细的 QoS 控制，但扩展性较差，主要适用于小型专用网络或特定应用场景。
核心组件
- 资源预留协议（RSVP，Resource Reservation Protocol）
- 负责在发送方和接收方之间建立信令通道，为特定数据流请求资源预留。
- 支持两种预留模式：
- 固定过滤（FF，Fixed Filter）：为每个发送者预留专用资源。
- 共享过滤（SF，Shared Filter）：多个发送者共享预留资源。
- 分类器（Classifier）
- 识别和区分不同类型的数据流（如 VoIP、视频会议），通常基于源 / 目的 IP 地址、端口号等。
- 调度器（Scheduler）
- 根据预留的优先级处理数据包，常用算法包括加权公平队列（WFQ）和速率保证（Rate Guarantee）。
- 准入控制（Admission Control）
- 决定是否接受新的资源预留请求，确保网络不会因过载而导致服务质量下降。
服务类型
IntServ 定义了三种主要的服务类型：
- 保证服务（Guaranteed Service）
- 提供确定性的延迟上限，适用于对延迟敏感的实时应用（如 VoIP）。
- 通过预留固定带宽和严格的调度算法实现。
- 受控负载服务（Controlled Load Service）
- 在网络拥塞时，提供接近无拥塞情况下的性能，适用于对丢包敏感的应用（如文件传输）。
- 尽力而为服务（Best Effort Service）
- 传统的 IP 服务，不提供任何 QoS 保障，所有未明确请求预留的流量默认使用此服务。
工作流程
- 流建立阶段
- 发送方通过 RSVP 向接收方发送路径消息（Path Message），携带数据流特征（如带宽需求、峰值速率）。
- 路径上的每个路由器记录路径信息。
- 资源预留阶段
- 接收方根据需求通过 RSVP 向发送方回送预留消息（Resv Message）。
- 路径上的路由器根据自身资源状态和准入控制策略决定是否接受预留请求。
- 数据传输阶段
- 数据流按照预留的参数传输，路由器通过分类器和调度器确保 QoS。
- 资源释放阶段
- 通信结束后，通过 RSVP 释放预留的资源。
优缺点
- 优点：
- 提供端到端的精确 QoS 保障，适合关键应用。
- 支持细粒度的流量控制，可针对每个流进行定制。
- 缺点：
- 扩展性差：每个路由器需维护所有流的状态信息，网络规模增大时开销显著增加。
- 部署复杂：需要全网设备支持 RSVP 且配置一致，难以与现有网络集成。
- 信令开销大：RSVP 消息占用额外带宽，动态调整资源时可能引发震荡。
应用场景
- 专用网络：如企业内部的关键业务系统（如视频会议）。
- 研究网络：如学术机构的高性能计算网络。
- 特定应用：如金融交易系统中的低延迟数据传输。
与 DiffServ 的对比
| 特性 | IntServ | DiffServ |
|---|---|---|
| 资源预留方式 | 为每个流单独预留 | 基于流量聚合分类 |
| 状态维护 | 路由器需维护所有流的状态 | 仅维护聚合流量的行为策略 |
| 扩展性 | 差（适合小规模网络） | 好（适合大规模网络） |
| 部署复杂度 | 高（需全网支持 RSVP） | 低（只需边界节点分类） |
| QoS 粒度 | 细粒度（单流控制） | 粗粒度（流量类别控制） |
| 典型应用 | 专用网络、关键应用 | 企业网、运营商网络 |
局限性与替代方案
由于扩展性问题，IntServ 在大规模网络中逐渐被 DiffServ 取代。现代网络通常采用混合模型：
- DiffServ + IntServ：核心网络使用 DiffServ 提供基本 QoS，边缘网络对关键流使用 IntServ 精细控制。
- 基于 SDN 的 IntServ：利用软件定义网络（SDN）的集中式控制能力，简化 IntServ 的部署和管理。
总结
IntServ 是一种强大但复杂的 QoS 模型，通过 RSVP 为特定应用提供端到端的服务质量保障。尽管其扩展性较差，在大规模网络中应用受限，但在对延迟和可靠性要求极高的小型专用网络中仍有一定价值。随着网络技术发展，IntServ 逐渐与其他模型（如 DiffServ、SDN）结合，以平衡性能和部署成本。