基于IPv6流标签的DiffServ实现机制

本文在DiffServ模型的基础上，改变了路由器的功能，使用IPv6流标签字段和源地址作为关键字，在路由器中建立转发表，根据关键字转发IPv6分组，提高转发速度；同时，在DS区域使用一种流标签分配机制，避免了流标签的重复和混乱。

几年来， 高容量宽带网络使多媒体应用称为可能， 多媒体的应用又要求网络提供服务质量QoS 保证， IETF 在QoS 的实现上提出许多模型，包括：综合服务/资源预留IntServ/RSVP[1]、区分服务DifServ[2]、多协议标签交换协议MPLS[3]、流量工程和约束路由CBR[4]、子网带宽管理SBM。

在这几种模型中，最早出现的是IntServ/RSVP 模型，该模型是针对单个流进行资源预留，中间路由器要保存各个流的状态，当数据流的数量增加时，维护流状态的信息量会很大，增加路由器的负担，并且每个路由器必须是RSVP 路由器。所以该模型实现成本较高，扩展性差，不适合在大型网络中使用。

DiffServ 模型的出现，是为了改变IntServ/RSVP 模型的鲁棒性和扩展性问题。所以从根本上来说DiffServ 模型与IntServ/RSVP 模型是一脉相承的。DiffServ 把复杂性放在网络的边界路由器，边界路由器对用户数据进行分类，标记，整形，内部核心路由器查看DS 值，再根据PHB[5]进行转发。DS 是用户数据分组的优先级，根据优先级不同，DiffServ 提供不同等级的QoS。PHB 是仅是外特性的描述，表明在一个特定的路由器上分组所应获得的服务。DiffServ 的特点：扩展性好，适合在大型网络中使用，但是只提供一种相对的服务质量，并不提供全网端到端服务质量保证。

MPLS 模型在流量规划方面，实现了快速转发，但不能选择路由，必须和CBR 合作。

这些方案各有优势， 但都不能完全满足IP 网络的QoS 控制。

因此在实现过程中需要对以上模型进行改进，或者把两种模型结合起来使用。

本文针对DiffServ 在大型网络中使用时，路由器中的路由器表会很长，处理路由表信息时间成本增加，影响路由器的转发速度问题提出的一种改进方法。

DiffServ 路由器转发过程是：在转发一个数据分组之前先查看路由器，找到目的地址，在其路由表中进行匹配，根据匹配的结果转发到相应的端口。该方式的主要问题是：当网络规模很大时，路由表很很长，此外每个路由器都要深入分析数据分组的头部，并且和路由表作匹配，这样浪费路由器的处理时间。

本文改进的方法是：不改变DiffServ 基础结构的前提下，利用IPv6 数据分组中的流标签字段，路由器转发时根据流标签字段，流标签相同的IPv6 分组，沿相同的路径转发出去，不需要为每个数据分组选择路径，大大提高了转发的速度。

2. 新DiffServ 结构设计 本文在原有DiffServ 结构的基础上，物理结构并没有太大改变，主要是功能的增加。功能的增加表现在两个方面：一是，路由器转发表的改变；二是，在DS 区域中，内部增加了一个LAR[6]路由器，此