計劃名稱:在具有DiffServ的MPLS網路上針對多媒體資料流的減小延遲變化機制(1/2)

中文計畫摘要： 計畫之背景及目的I

IETF針對下一代的骨幹網路所提出的多重協定標籤交換式(MPLS)網路架構，以標籤交換技術來改善路由器的傳送效率，MPLS可以結合差別式服務(DiffServ)的訊務分級使得不同資料流獲得相對的服務品質保證(QoS)。在具有差別式服務的MPLS網路(DiffServ MPLS Networks)環境下，高優先權的資料流雖然可以得到較好的服務品質保證(QoS)，但是對於即時多媒體(Multimdeia)的資料傳輸可能由於網路的流量隨時間而改變，致使多媒體資料的延遲變化(Delay Jitter)無法有效控制，最後造成多媒體的播放品質低落。

有別於傳統在接收端調整資料緩衝的處理方式，本計畫將針對個別資料流(Per-Flow)提出一套可以有效維持延遲變化(Delay Jitter)在一定值或小於某一可容忍的定值之機制，使得即時多媒體資料流能夠達到預期的服務品質。首先，發送端將資料流傳輸時的延遲需求值儲存於IP封包的選項標頭(Optional Header)裡，再利用我們所設計的時間標籤(Timestamp)於標籤交換路徑(LSP)上的每一個節點逐一記錄目前累計的傳輸延遲。我們將設計一個Three-Color Marker的機制：對於目前處於提早或是準時抵達標籤交換路由器(LSR)的封包標記為綠色(Green)，並使用一Delayed-FIFO佇列來增加該封包的佇列延遲以消耗目前多餘的延遲量(Credits)。對於目前處於延遲抵達但未超出點對點延遲需求(End-to-End Delay Requirement)的封包則標記為黃色(Yellow)，此類封包會被安排進入高優先權的佇列作排程處理以降低目前多出的延遲量(Deficits)，並透過MPLS的重新路由(Rerouting)機制將低優先權的資料流調整至另一條不重疊的標籤交換路徑，以維持高優先權資料流的傳輸延遲需求。對於目前處於延遲抵達而且已超出點對點延遲需求的封包則標記為紅色(Red)，該類封包此時已不具有服務品質的保證且隨時有可能被丟棄。

本計畫預計分為兩年執行：第一年我們將逐步完成Jitter Minimization機制的完整演算法，包括偵測封包目前的延遲狀態之Three-Color Marker演算法，利用Delayed-FIFO佇列對提早抵達的封包作排程處理，以及設計Traffic Rerouting的機制來調整不同優先權資料流的標籤交換路徑以回復高優先權資料流的傳送延遲要求。此外，我們也會透過Linux平台上的MNS模擬器來驗證本機制的優劣。第二年我們則會繼續在Linux平台上進行實作，建構完成具有差別式服務的MPLS網路，並實作完成上述的模組。最後，我們會展示實作的結果，以驗證我們所提出的調整機制確實有效的保證即時多媒體資料流的傳送服務品質。

關鍵字 ：差別式服務、延遲變化、MPLS、三色記錄器、Linux平台 。