【YD通讯标准】 基于以太网的 IP 接入网 QoS 控制架构

ICS33.040
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2027-2009
基于以太网的IP接入网QoS控制架构A QoS control architecture for ethernet-based iP access networks(ITU-T Y.2112:2007,A QoS control architecture for Ethernet-basedIPaccessnetworks,MoD)
2009-12-11发布
2010-01-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
！范围·
2规范性引用文件
3术语，定义和缩略语·
4基于以太网的P接入网网络签考模型5动态QoS控制的需求
6支持动态QoS控制的功能架构
7参考点要求·
8支特动态Qns控制的过程
9应用场景
10安金教虑：
附录A（资料性附录）基丁以太网伪IP接入网利1QoS附录B（资料性附录）最后一公里用户接入技术附录C（资料性附录）应用案例…次
-KAONIKAca
YD/T 2027-2009
YD/T2027-2009
本标准修改采用了国际电信联服（ITU-T，建议Y.2112《基于以太网的IP接入网QoS控制架构》，上要差异为：
一对附录Cij的VolP、VoD、BoD业务流程进行了修改。本标雅在制定过程中还注意了与以下标推的协调统一：YD/T1703-2007《电信级QoS体系架构》。本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。本标推尚中国通信标准化协会提出开归口。本标准起草单位：华为技术有限公司、工业和信总化部电信研究院。本标准主要起草人：王琪、于德雷、杨道彦。1范闺
基于以太网的IP接入网QoS控制架构YD/T 2027-2009
本标准规定了基于以太网的IP接入网QoS控制架构和需求，包括基于以太网的IP接入网资源预留接纳控制和门控，还给出了基了以太网的P接入网网络参考模型描述。本标准适用于基于以太网的IP接入网。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注口期的引用文作，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本标准。然：鼓励根据本标雅达成议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注口期的引用文件，其最新版本适用本标准。ITU-T Y.1541
ITU-T Y.2111
IEEE802.1Q
IEEE 802.1ad
LEEE 802.1AB
TETF RFC 2474
IETF RFC 2475
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
针对基于P业务的网络性能目标
NGN网络的资源和接纳控制
虚拟桥接局域网
虚拟桥接局域网一一修订4：运营商桥工作站和媒体访问控制连接性发现协议IPv4 和 IPv6差分服务域的定义一种区分服务的架构
下列术语和定义适用于本标准。3.1.1
绝对 Qos absolute Qos
流量传送服务巾，分或全部的QoS参数具有具体数值表示的范围。这个范围既可以是物班限制，也间以是通过速率策略实现的限制。该范囤可以为报文传输的某个具依网络性能对象。3.1.2
门控 gate cantrol
打开或关闭门的操作。当门打开时，媒体流中的包可以通过；当门关闭时，媒体流中的包不许逛过。3.1.3
IP接入网IPaccessnetwork
在P用户和IP服务提供商之间提供接入能力的网络。JP用户和IP服务提供商是终结IP层和IP相关功能的避辑实体，也可能包括部分低层功能。3.1.4
IP核心网iPcorenetwork
TIKAONIKACa-
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P服务提供商的网络，包含一个或多个P服务提供商。3.1.5
媒体流media flow
的两个终端节点的标识、带宽以及业务等级确定的单向媒体流。3.1.6
相对 Qos relative Qos
流传送服务中，对获得的带宽、数据包延迟、数据包丢包率没有绝对的限制，不同流量类型采用不同的处理方式从而获得不同水平的QoS。3.1.7
会话session
业务层中一组对象中的临时通信关系，在一段时问内共同究成一项工作。在生命周期内，会话的状态可能改变。基于会话的通信可能不一定由中介协助，该通信可以是一对一、一对多、多对一或多对多。3.1.8
边缘路由器edgerouter：
作用在接入网边缘的路器，从接入网汇聚数据包到核心网。3.1.9
基于以太网的IP接入网Ethernet-basedIPaccessnetwork由以太汇聚网、接入节点（如DSLAM)、边缘节点（如BRAS），甚至尸汇聚网组成的IP接入网。边缘节点通常具有LP能力，接入节点可能具有P能力。3.1.10
IP 流 IP flow
从特定源发出到特定终点的一系列包，通常采用路由的方法注：如果采用UPv4，流山IPv4的工无组确定，包括源/只的IP地止、协议标识湘源/月的端口号。如果采用IPv6，流中IPv6的三元组确定，包括源/日的IP地址和流标签。3.1.11
最后一公里用户接入lastkilometeruseraccess用户驻地设备和接入节点之间的接入网部分。3.2缩略语
下列缩略语适用于·本标准。
Authentication, Authorizalion and AccountingAccess Node
Application Layer
Best Effort
Bandwidih on Demand
Broadband Remote Acccss ServerContent Delivery Network
Central Office
认证，授权，计费
接入节点
应用层
尽力而为
按需分配带宽
宽带远程接入服务器
内穿分发网络
中心机房
Customer Premises Equipment
Custoner Premises Network
Dynamic Host Configuration FrotocolDifferentiated Services Code PointDigital Subscriber Line
Digital Subscriber Line Acccss MultiplexcrDestination
Extensible Authenlication ProtocolEdge Node
Edge Router
Experimental bits
Generic Routing EncapsulatianHyperTextTransfer Protocol
Idcntifier
InterMediate Node
Internet Protocol
Layer 2 Tunnelling Protocol
Link Laycr Discovery ProtocolLabel Switched Path
Mcdia Access Control
Management Information Basc.Multi-Protocol Label SwichingNetwork Attachment Control FunctionNetwork Address Translation
Policy Decision Functional EntityPolicyEnforcementFunctionalEntityPer Hop Behaviour
Physical Layer
Point-to-Point Protocol
Quality of Service
Resource and Admission Control FunctionResource ReSerVation ProtocolService Control Function
Session Initiative Protocol
Servicc Level Agreement
Simple Nctwork Management ProtocolSource
YIKAKAca-
用户驻地设备
用户驻跑网络
动态主机配置协议
差分服务码点
数字用产线路
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数字用户线接入复用器
可扩展鉴权协议
边缘节点
边缘路国器
实验比特位
通用路由封装
超文本传输协议
互联网协议
展隧道协议
链路层发现协议
标记交焕路径
媒质访问控制
管理倍息华
多协议标记交换
网络附子系统
网络地址转换
策略决策功能实体
策略执行功能实体
每跳行为
物班层
点到点协议
服务质量
资源和接纳控制动能
资源预留办议
业务控制功能
会证初始协议
服务水协议
简单网络管理协议
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S-VLAN
TRC-FE
TRE-FE
Spanning Tree Protocol
Servicc Virtual Local Area NetworkTraismission Control ProtocolTransport Resource Controil Functional EntityTransport Resource Enforcei-it Functiona! EntityUser Dalagram Protocol
Universal Mobile Telecommunications SystemVideo on Denand
Voicc over IP
VirtualPrivateNetwork
Virtual Local Area Network
Wireless Local Area Network
4基于以太网的IP接入网网络参考模型生成树协议
业务虚拟局域网
传输控制协议
传输资源控制功能实体
传输资源执行功能实体
用户数据报协议
通用移动通信系统
视频点播
网络电话
煜拟专用网
虚拟局域网
无线虚拟厉或网
本标准假设基耳以太网的IP接入网包括：最后一公罩用户接入设备、以太汇聚网、接入节点（如DSLAM）、边缘节点（如BRAS），也可能包括P汇聚网。其中接入节点可能具备P能力，如1所示，同时假设基丁以太网的IP接入网可能支持多种不同类型的用户接入技术，例如，需于以太网的PDSLAM可能支持I.AN/xDSLWLAN用户接入，可以部署不同类型接入点并汇聚到同一BRAS、另外，BRAS可以用作边缘路打器，在这种情况下不进行层的汇聚。本标准边缘节点是上行流量的出门，连接P接入网和核心网，该边缘节点可以是BRAS或边缘路出器，IPRoutcr
最后一公牛
P汇乐医路
基于以太以的IP接入网
图1基于以太网的[P接入网络通用架构和拓扑模型ER
P核心
通常二层或三层交换机用用户以太层流量汇聚，三层交换机战IP路由器则基丁QoS类别或者业务类型进行P层汇聚。
家庭网关可能包含调制解调器和IP路由器，山寸最后一公里用户接入技术的不同，具体见附录B，调制解调器和P路出器都是可选的。接入节点衣网络侧终结用户接入设备，物理上可以是一个设备或一串设备。接入节点可位汀CO或远端站点或两者均可，当它位于基于以太网的IP接入网内时必须包含一个或多个以太行接门。宽带远程接入服务器（BRAS）终结用户接入链路（如PPP、EAP、VLAN等），逊行网络访问控制，汇聚用户流量到VI.AN、VPN或隧道。当它位于基于以太网的IFP接入网内时须包含-个或多个以太下行接口并可以终结以太网层。RAS还可以提供：策略管理、AAA、DHCP、用产接入控行等功能。YD/T 2027-2009
边缘路由器（ER）是位了IP接入网和一个或多个运营商之间的P路的器，可以从一个或多个BRAS汇聚P流景，也前能包含NAT和防火墙功能，以PPP协议为例说明基于以太网的IP接入网的分层协议模型，如图2所示。[P免费标准bzxz.net
5动态QoS控制的需求
Router
图2个基于以太网的IP接入网分层协议模型示例基于以太网的IP接入网需要满足如下必选需求：ETi
1）支持多种业务的动态QoS控制，如IVoIP，VoD、BoD；动态QuS控制过程可以被应用层协议激活，如SP、H.323、HTTP等协议。
2）支持基了业务类型和月户的QoS。3）支持绝对QoS利析对QoS。
4）支持毕于每流的接纳控制，业务层向传输层通知流描述（1Pv4五元组或IPv6三元组），根据业务类型、服务水平讲议（SILA）或用户显示伪QoS请求决定媒体流的QoS需求，开将QoS需求通告传输层。基了以太网的IP接入网述需要满足如下可选需求：1）对于有QoS需求的媒体流，支持基1用户脑性，服务水平协议（SLA）、运营商策略规则和网络资源可用性的接纳控，传统的策略控制框架（见TFTFRFC2475）仅支持基丁服务水平协议和策略规则的每用广或每网络层次的接纳控制。2）动态或静态收集网络拓扑和资源信息：6支持动态QoS控制的功能架构
6.1概述
本架构适用子不同传送技术的接入网络。业务控制功能（SCF）迟行业务请求的处理：SCF通过检查应用层信令（如SDP）中的业务类型或用户品示指定QoS请求判断媒体流i.QoS需求，然后通过Rs参考点向资源和接纳控制功能实体（RACF）发送资源请求。SCF是业务相关的，可以在任何需要控制传送资源的业务子系统中实现，如MS。从设备形态上说，SCF可以是一个独立的设备或嵌入的其他设备中的一个功能模块，RACF处理IP流包含具体QoS需求的资源请求。RACF收到从SCF发送的QoS请求并且把业务QoS参数利优光级映射到传输层QoS参数和优先级：RACF基于用广属性、服务水平协议、运营商策咯规则和网络资源可用性，进行按纳控制、路经选择和为媒体流分配网络资源。值得注意的是，在RACF中，路径选择指的是在“个域内选择入口点和已点以满足QoS资源需求而不是网络路由选路。假如SCF的QoS求被接纳，RACF将QoS接纳决策安装到接入节点/边缘节点。在网络拓扑和资源状态发生变化时，RACF维护网络拓扑和资源状况信息。RACF可以作为-一个独立的设备或一个功能模块嵌入其他设备中。5
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基于以太网的IP接入网传输功能包含3种类型网络节点：接入节点（AN）、边缘节点（EN）和中间节点（IMN），其中中问节点表示位于P接入网的以太汇聚网中的网元，如图1所示。本标准中采用用户驻地设备（CPE）表示用户往址网络（CPN）中的所有设备，通常CPE对应一个用户终端，如SH终端，在本标准中，不考虑用户驻地网络的拥寒，即假设用户驻地网络可以阻塞地转发用户数据包，并且在用户驻地网络中确保数据流的QoS。图3为基以太网的IP接入网中支持动态QoS控制的功能架构。业务控制功能(SCF)
业务平面
传送平箭
控制功能
(NACF)
6.2QoS机制
6.2.1支持相对QoS
PE-FEY
.TRE-FE
（PE-FE）
ETRE-FE
能于以太网的IP接入网
图3支持动态QoS控制的功能架构核心
支持相对QoS，RACF通过Rn或RW参考点在汇聚层或数据流层执行接纳控制决策。接入节点或边缘节点需要根据QoS设置对进入或离开接入网络的流量进行分类、标记、策略、整形、排队和调度，中问节点根据接入节点/边缘节点标记的优光级转发数据包。Rn、Rw、Rc参考点的需求要符合策略控制架构，具体见IETFRFC 2475。
6.2.2支持绝对QoS
支持绝对QoS，除了要在网络边缘进行带宽策略和流量整形之外还要避免网络中带宽争夺和流景阻塞，左法郊下：
令RACF掌握整个接入网络逻辑树状网络拓扑和链路资源信息：基于这些信息进行接纳控制以确保当前且有绝对QoS请求的媒体流可以获得足够的资源。逻辑树状网络拓扑可以通过生成树协议或静态配置（如静态配置在RACF中的VLAN拓扑数据）获得，或者从网管系统获得拓扑利资源状态信息。假如接入节点是一个没有IP功能的二层设备，RACF应该通过Rw参考点衣边缘节点进行门控：假划1接入节点是IP设备，RACF应该通过RW在接入节点和边缘节点进行门控。6.3资源接纳控制功能（RACF）
RACF包含两个功能实体：策咯决策功能实体（PD-FE）和传输资源控制功能实体（TRC-FE），具体见ITU-TY.2111。
6.4策略决策功能实体（PD-FE）PD-FE处理通过Rs参考点从SCF或通过RW参考点从筑略执行功能实体收到的OoS资源请求。6
6.5传输资源控制功能实体（TRC-FE）YD/T 2027-2009
TRC-FE负责控制传输技术和关的资源，基本功能述.具体见ITU-TY.2111。基于以太网的P接入网-的TRC-FE包含下述功能。
网络拓扑维护：在IEEE802.1Q/802.1ad以太网4I，大部分节点用MAC桥接或基MAC地址的虚拟桥接和VIANID来处埋数据包，一般米说，网络拓扑无环路，许递过生成树协议完全连接，具体见IEEE802.1Q：TRC-FE可以用Rc参考点或静态配置收集拓扑。网络资源维扩：通过Rc参考点收集并维护传输资源状态息。QoS映射技术相关：根据特定传输策略规则，将通过Rt参考点从PD-FE瘀得的网络QoS参数和类别映射到传送（技术相关）QoS参数和类别，作且.支持多种传送技术。在基于以太网的IP接入网中，TRC-FH将网络QoS参数和类别映射到TEEE802.1Q/802.1adVLAN优先级和流量类别（ITU-TY.1541[iQoS类别和VI.AN优先级/流量类别之问的映射），特别指出，根据FFE802.1Q，指定端口有一个或多个队列，每个队列对成不同流量类型，每一个以太帧用端口的流量类别表和帧优先级映射到个流类别。最多可支持8个流量类别，允许每个优先级使用独立的队列。技术相关决策点：通过Rt参考点接收并间应来自PD-FE的QoS清求。传输资源执行挖制：通过Rn参.考点在技术关的汇聚层控制TRE-FE执行传输资源策略规则。传输资源策略规则可能包含带宽分配/速率限制、标记/重标记，整形/策略等，所有这些策略规则应基丁IEEE802.1Q/802.1adVLAN：其体见附录A。6.6传输功能
基于以太网的IP接入网的传输功能包含3种类型网络节点：接入节点、边缘节点和中问节点。PE-FE利TRE-FE可以位于接入节点利边缘节点。，PE-FE和ITRE-FE的定义具体见ITU-TY.2111。6.6.1接入节点（AN）
接入节点直接连接到CPN并终结最斥一公链路信号，如以太、xDSL、Cable、GPON/EPON等，逛常宅是·个知LP的-层设备。接入节点中的PE-FE在媒体流层执行网络策略，接入节点中的TRE-FE在汇聚层上执行传输资源策略。接入节点的QoS机制包括缓存管理、队列和调度、包过滤、流量分类、标记，策略和整形。接入节点的PE-FETRE-FE通过Rn或RW参考点在RACF管理下在流层或汇聚层执行QoS管理功能。
6.6.1.1AN 中的 PE-FE
如果PF-FE位丁接入节点，它在上行方向在媒体流层执行传输资源策略规则。PF-FE的功能包括：1）开/关门;
2）速率限制和带宽分配：
3）流量分类利标记：
4）流量策略和整形；
5）映射IP层QoS信息（如DSCP）到IEEE802.1Q/802.1adVLAN优先级/流量类型：6）收集并报告资源利用信息（如开始时问、结束时间、发送数据量等）。接入节点中的PE-FE的定义具体见ITU-TY.2111。6.6.1.2接入节点中的 TRE-FE
如果TRE-FE位接人节点牛，它在工行方应在汇聚磨热行传输资源策略规则。TRE-FE的功能包搭7
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1）速率限制和带宽分配；
2）流量分类和标记：
3）流量策略和整形；
4）映射IP层QaS信息（如DSCP）到IEEE802.JQ/802.1adtVLAN优先级/流类型：5）收集并报告资源利用信息（如开始时问、结束时间、发送数据量等）。TRE-FE应可在汇聚屡.L，如用户端口（物埋或逻辑端）、以太类型，VLAND和VLAN优先级闲基础上执行以上功能。
6.6.2中间节点（IMN）
IMN指在基于以太网的IP接入网的边缘节点和接入节点之间的所有节点，通常为以太交换机。根据EE802.1ad，以太汇聚网中的节点应该是S-VLAN桥准且足在每一S-VLAN可配置的。一个间节点包含以下功能。
排队和调度：1中间节点必须支持至少4个流量类型，并日可以进行配置，从8个可能的VEAN优先级映射到这些流量类型；必须支持严格的优先级调度和加权优先级调度，为映射差分服务每跳行为和/VLAN优先级提供支持。
收集和报告支援状态倍息，包括：物理端口资源信息、S-VLAN端口资源信息。6.6.3边缘节点（EN)
边缘节点作为上行流量的出口，连接IP接入网和核心网，是具有路由功能的IP设备。位丁边节点中的PE-FE运行QoS机制直接处理用户流量，包括缓存筒理、排队和调度、包过滤、流量分类、标记、策略和整形。
作为支持动态QoS控制的关键注入点，具有PE-FE的边缘节点通过RW参考点由RACF控制在流层上运行QoS控制功能。TRE-FE可以化下边缘节点中，在每汇聚流的层面上执行传输资源策略规则。6.6.3.1EN中的PE-FE
边缘节点的PE-FE与6.6.1.1印定义的功能相同。如果接入节点中没有PE-FE，则边缘节点F的PE-FE在上行和下行方向上执行传输资源策略规则。6.6.3.2 EN 中的 TRE-FE
边缘节点中的TRE-FE与6.6.1.24定义的功能相同。TRE-FE在下行方向执行传输资源策略规则。7参考点要求
7.1SCF 和 PD-FE 间的 Rs
Rs参考点定义见ITU-TY.2111。
7.2PD-FE和TRC-FE间的Rt
Ru参考点定义见ITU-TY.2111。
7.3PD-FE和NACF间的RU
Rt参考点定义见ITU-TY,2111。
7.4PD-FE和PE-FE间的RW
RW参考点定义见ITU-TY.2111。
7.5TRC-FE和接入网络节点间的RcYD/T 2027-2009
1RC-FE接口通过Rc参考点利接入网络节点交互。Rc参考点的上要功能是收集资源（如带宽）和网络拓扑的信息。网络拓扑和资源属性的收集是进行流的路由决策、接纳控制、资源分配以支持动态QoS控制的辈础。
TRC-FE须支持如下功能：
1）及时准确地通过Rc参考点从传输网元收集链路层拓扑和资源属性信息，拓扑和资源信息可以在TRC-FE中提供；
2）及时准确地道过Rc参考点跟踪链路拓扑和资源属性变化3）吸对准确地通过Rc参考点跟踪逻辑网络连接的拓扑和资源属性变化：4）从传输网元请求时问通告（如链路或端11收障）更新资源状况信息。TRC-FE应能支持如下功能：
1）及时推确地通过Rc参考点从传输网元收集逻辑网络连接（如S-VLAN）的拓扑和资源属性信息，逻辑网络连接的拓扑和资源信息可以在TRC-FE十提供；2）及时准确地收集以太网流置类型（如802.1p）的拓扑知资源属性：3）及时准确地跟踪以太网流量类型（如802.1p）的拓扑利资源属性信息的变化，8支持动态QoS控制的过程
8.1网络拓扑和资源属性收集
基于以太网的P接入网的拓扑剂资源揭性司以通过静态配置和动态收集获得。在动态收架的情况下，可以通过已定义的协议从网络节点的MIB收集并归类。逻辑连接状态可以从VLANMJB小获得，生成树状态河以从桥MIB获得，链路速度可以从接口MJB获得，相邻设备连遍性可以从LLDPMIB（链路层发现协议见IEEE802.1AB）获得，所请求的网络扑和资源属性信息以及资源分配状态储存在网络拓补和资源状态僑总中，通带保存在TRC-F中。流接纳控制、路由决策和资源分配基于川广属性、服务水平协议、运常商策略规则和网络拓扑资源状态信息，8.2资源分配
图4描述了资源分过程，是体见ITUJ-TY.2111中定义CPE-FE
3.策喀决策
5.最终接纳损策
有-6．资源初始化请求
（领配分配）
，资源初始亿回成
4.资源初始化讲求
回(检训用非)
8.资源初始化回应
TRC-FE
2.资源机始化清求（施询）
图4资源分配过程
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