盡力而為服務

Best-Effort（盡力而為）是一個單一的服務模型，對Best-Effort服務，網路盡最大的可能性來傳送報文，但對時延、可靠性等性能不提供任何保證，因此它也是最簡單的服務模型。

中文名稱	盡力而為服務
英文名稱	best effort
定　　義	標準的網際網路服務模式。在網路接口發生擁塞時，不顧及用戶或套用，馬上丟棄數據包，直到業務量有所減少為止。
套用學科	通信科技（一級學科），服務與套用（二級學科）

基本介紹

• 中文名：盡力而為服務
• 外文名：Best-Effort

背景

目前，由於Internet頻寬的不足和TCP/IP技術本身的局限性，制約了網路自身的發展。傳統網路的最初設計目的是進行高教的數據傳輸．因此所使用的TCP/IP協定族是一種無連線的、基於數據報的傳輸模式。IP(IPv4)所提供的“盡力而為”服務，無法保證吞吐量和傳送時延等服務質量(QoS)要求。TCP使用的重傳和滑動視窗機制給實時數據的傳輸帶來難以預料的時間延遲以及抖動。因此，最迫切需要解決的問題是如何保障Internet的服務質量。

QoS是指網路在傳輸數據流時要求滿足的一系列服務要求及實現這些要求的機制。QoS的目標就是保證關鍵數據流的傳輸在可以接受的範圍內。在現實中，網路的頻寬是一定的，因此需要通過實施QoS策略保證在各種套用共存的條件下，實現關鍵套用的暢通。QoS有一套具體的度量指標。

• 業務可靠性：用戶與Internet業務之間連線的可靠性。
• 延遲：也稱為時延(Latency)，指二個參照點之間傳送和接收數據報的時間間隔。
• 可變延遲：也稱抖動(Jitter)，指在同一條路由上傳送的一組數據流中數據包之間的時間差異。
• 吞吐量：網路中傳送數據包的速率，可用平均速率或峰值速率表示。
• 丟包率：在網路中傳輸數據包時丟棄數據包的最高比率。

調度策略

先到先服務(FCFS)、靜態優先權方法(SP)以及最早期限優先(Earliest Deadline First)是幾種常見的調度策略。其中前2種方法實現起來很簡單，但效率和公平性都較差。EDF方法效率高，但由於每次傳送數據包時都要進行搜尋，因而實現複雜度很高。最重要的是這3種方法都無法提供端到端的時延保障，因此支持QoS的能力較差(在緩衝區管理配合下可實現一定的Qos)。近年來提出的兒種新的調度方法.如加權公平排隊(Weighted Fair Queue)、速率控制服務(Rate Controlled Service)、分類佇列(Class Based Queueing)，在Qos能力上都有較大的改進。

WFQ近年來廣受重視，其原因不僅在於它克服了傳統方法的缺點，可對單個業務流進行精細的控制，為每個業務流提供較低的且可計算的端到端時延保障，而且可以以更公平的方式使各業務流共享剩餘的頻寬資源。不過這種方法也存在計算複雜度較高的缺點，目前已有多種變形的wFQ方法在降低複雜度方面做了許多工作，這裡不一一列舉。RCS方法是對EDF方法的一種改進形式，以通過在每個節點上增加整形器(shaPer)，在業務流被調度前先進行整形，克服了EDF方法不能為業務流提供端到端時延保障的缺點，在目前所知道的各種調度方法中，RCS方法具有最大的可調度區間，因而是效率最高的一種方法。CBQ是一種多級鏈路共享策略，這種方法將所有業務分成不同的類型，給每類業務提供最低的頻寬保障，乙類業務的剩餘頻寬可被其它類型的業務公平享用，在不同的業務類別內又可以採用不同形式的調度方法為單個業務流提供QoS保障。需要指出的是，CBQ的調度級別可以是多於2級的。

Best Effort網路流量控制

在Best Effort Internet中,如果傳輸層僅使用規範的TCP協定,則由於TCP協定本身具有很好的擁塞控制功能,網路中不會產生嚴重的擁塞現象,因此需要做的只是對TCP流進行調節。但一般對TCP流的調節都涉及到區分不同的TCP流(如按照源地址等信息加以區分),這就又超出了BestEffort服務的範疇。因此,在BestEffortInternet中對TCP流進行調節的研究工作進行得很少,更多的研究集中在控制和調節無回響流。

由於Internet的歷史發展原因,無回響流存在於Internet的大部分區域中,這些流的存在是造成Internet擁塞現象的直接原因。這裡的無回響流(Unresponsive-flow)是指對網路擁塞沒有回響的流。通常,它又被稱為非TCP友好的流(non-TCPfriendlyFlow),如缺乏套用層擁塞控制的UDP流以及惡意攻擊Internet站點的DoS流,都屬於典型的無回響流。由於當網路擁塞發生時,正常的TCP流會大幅減小傳送速率(具體的做法是將擁塞控制視窗減小為原來的一半),而無回響流則仍然以原本固有的速率傳送數據包。其結果是:

①網路擁塞現象沒有得到減輕;

②無回響流在獲取網路資源時比TCP流具有絕對的優先權,不公平地占用了大量網路資源。

因此,有效地控制無回響流可以緩解網路擁塞,有利於網路資源的合理共享。為了達到這個目的,單單依靠端到端連線實體的自覺行為已經是遠遠不夠的了,需要第三方的干預和介入。通常,扮演第三方角色的往往是網路中的路由器。對這個問題,已經有很多學者進行了深入的研究,但是現存的方法都存在著一些缺陷,這些缺陷的產生部分是由於這個問題具有以下的難點:

(1)由於IP報頭是由傳送端來填充的,因此IP報頭中的信息的真實性值得懷疑。也就是說,既不能根據IP報頭的源地址欄位來判斷報文的真實源地址,也不能根據IP報頭的協定欄位來判斷該IP流使用的真實協定。

(2)發現並控制無回響流需要多個路由器的配合,這需要付出一定的通信代價。而由於流的數量眾多,在某些情況下這個通信代價可能會高得難以接受。