面试题：网络编程中TCP/IP协议栈QoS保障的常见机制

Question

在网络编程的TCP/IP协议栈环境下，阐述几种常见的服务质量（QoS）保障机制，并简要说明它们如何提升网络服务质量。

Answer 1

常见QoS保障机制及提升服务质量方式

1. 流量分类与标记
   • 机制：根据数据包的某些特征（如源IP地址、目的IP地址、端口号、协议类型等）将数据包划分到不同类别，然后为每个类别标记特定的标识，如DiffServ中的DSCP值。
   • 提升方式：网络设备可以依据这些标记对不同类别的流量采取不同的处理策略，优先处理重要业务流量，如语音视频流量，从而提升整体网络服务质量。
2. 队列管理
   • 机制：常见的如先进先出（FIFO）队列、优先队列（PQ）、加权公平队列（WFQ）等。FIFO按数据包到达顺序处理；PQ将流量分类后，高优先级队列优先处理；WFQ为每个流分配一定带宽比例。
   • 提升方式：通过合理的队列调度，确保关键业务流量能够优先得到处理，避免拥塞时关键流量被丢弃，保障不同业务的服务质量。
3. 拥塞控制
   • 机制：发送端根据网络拥塞情况调整发送速率，如TCP的慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复机制。当网络出现拥塞迹象时，降低发送速率。
   • 提升方式：防止网络发生严重拥塞，避免大量数据包丢失，维持网络的稳定运行，提高整体网络服务质量。
4. 资源预留协议（RSVP）
   • 机制：在发送端和接收端之间建立一条具有特定QoS要求的路径，网络设备根据路径上各节点的资源状况进行资源预留。
   • 提升方式：为特定的应用数据流预留足够的带宽、缓冲区等资源，保证该数据流的服务质量，如实时多媒体应用能获得稳定的带宽和低延迟。