高速网络中的QoS路由：原理与实现
1. QoS路由概述
在传统数据网络中，路由主要关注的是连通性。路由协议通常使用单一指标（如跳数或延迟）来描述网络，并采用最短路径算法进行路径计算，而往往忽略了不同数据包或流可能具有的服务质量（QoS）要求。这就导致路由决策在不考虑资源可用性和需求的情况下做出，使得流量常常被路由到无法满足其需求的路径上，而具有足够资源的替代路径却未被使用，从而可能显著降低网络性能，例如增加呼叫阻塞概率。
为了满足应用程序的QoS要求并提高网络性能，需要对使用的路径施加严格的资源约束。QoS路由是根据流量的QoS要求（如带宽或延迟）选择路径的过程。它涉及到一组能够识别具有足够剩余未使用资源的路径，以满足给定连接的QoS约束的路由算法，这样的路径被称为可行路径。此外，大多数QoS路由算法还会考虑通过指标来优化资源利用率。
QoS路由面临着诸多挑战。选择满足多个QoS约束的路径是一个复杂的算法问题，而且当前的路由协议已经接近可行复杂度的极限，因此QoS支持引入的复杂度不应损害路由协议的可扩展性。另外，未来的集成服务网络可能同时承载QoS和尽力而为的流量，如果这两种流量的分布相互独立，就很难确定它们的最佳运行点。如果保证流量的路由不当，尽力而为的流量可能会遭遇拥塞甚至饥饿。
网络状态会因瞬态负载波动、连接的建立和断开以及链路的上下行而动态变化。随着网络规模的不断扩大，在动态环境中收集最新的状态信息变得越来越困难。如果使用的状态信息过时，QoS路由算法的性能可能会严重下降。由于资源预留、准入控制和流量接入控制的许多属性（如呼叫阻塞概率）都是通过网络拓扑所采用路径的函数，理想情况下，路由选择和资源预留应该集成在一起，以便路由的选择可以成为QoS的函数。
