目前，IPv4 QoS已經(jīng)獲得比較好的發(fā)展，因此在IPv6大規(guī)模部署之前，可以先借助IPv4 QoS的成果，進一步研究Flow Label機制的使用。從目前情況看，可以通過Diff-Serv實現(xiàn)QoS，以后隨著技術的發(fā)展和標準的成熟，可以逐漸引入其他更有效的方法。而終結(jié)目標是，伴隨著ITU-T的QoS架構(gòu)和實現(xiàn)方法的成熟，最終解決IPv6 QoS。 現(xiàn)在的信息網(wǎng)絡可以用“Everything over IP”和“IP over Everything”來概括。業(yè)界基本達成共識，IP網(wǎng)絡將成為下一代信息網(wǎng)絡的基礎設施。 但自由、開放和“Best Effort”的IP網(wǎng)絡，在擔負這樣的責任時，還需要大量的改進。
一方面，由于寬帶網(wǎng)絡的高速發(fā)展、NGN(下一代網(wǎng)絡)和3G網(wǎng)絡的大規(guī)模部署以及家庭網(wǎng)絡等即將成為現(xiàn)實，需要大量的IP地址，而目前廣泛使用的IPv4地址，由于總量的缺乏以及分配的不公平性等原因存在嚴重短缺，在不久的將來勢必耗盡。所以，早在10多年前，鑒于當時B類地址需求高速增長，眼看地址耗盡指日可待，一度造成恐慌而發(fā)展了具有巨大地址空間的IPv6技術。同時，也發(fā)展了CIDR(無級別域內(nèi)路由選擇)和保留地址/NAT技術，以進一步延緩IPv4地址的消耗速度。另一方面，IPv4在地址自動配置、QoS、安全性以及移動性等方面也難以滿足下一代網(wǎng)絡的發(fā)展要求，因此，IPv6不僅僅解決地址問題，也在其他方面做了相應的改進。
本來希望IPv6一勞永逸地解決一系列問題，但經(jīng)過10多年的發(fā)展，許多目標并沒有實現(xiàn)，包括下面將要討論的IPv6 QoS問題。
IPv6 QoS基本情況
和IPv4相比，IPv6在QoS方面提供了更多的措施，以期改善甚至徹底解決網(wǎng)絡的服務質(zhì)量問題。最初的想法是，根據(jù)當時IP QoS的研究進展，引入Flow Label機制，幫助處理QoS。由于受到當時網(wǎng)絡技術發(fā)展水平的限制，第一個比較成熟的成果在1994年前后才推出，即所謂的Int-Serv模型。該模型在信息傳遞之前，使用資源預留協(xié)議(RSVP)建立一個可以保證QoS各有關指標的一個通道。這種想法似乎是可行的，因為和它相類似的ATM技術在QoS上獲得了較大的成功，或者說后者的一個主要特點就是解決了QoS問題(當然，各有關技術還在不斷發(fā)展之中)。但是，Int-Serv并沒有獲得廣泛的應用。今天再來分析其原因，可以發(fā)現(xiàn)，ATM網(wǎng)絡支持的電路/流的數(shù)量，基本上是以千條(thousands)為單位實施擴展的;而IP網(wǎng)絡，特別是Internet這樣的全球網(wǎng)絡，其業(yè)務流基本上是以百萬條(millions)為基本單位的，這對于網(wǎng)絡中的路由器設備來說，很難支持如此大量的軟狀態(tài)。同時，也存在跨多個運營商進行資源預留管理等問題。后來進一步發(fā)展了Diff-Serv模型，它基于對網(wǎng)絡業(yè)務的分類來簡化處理的類別，從而解決了可擴展性問題，為IP網(wǎng)絡的QoS提供了一個可行的解決方案。但是，Diff-Serv模型并不能提供一個端到端的解決方案，其對IP QoS的實現(xiàn)，需要通過與PHB(Per-Hop-Behavior)、網(wǎng)絡流量規(guī)劃或者流量工程(Traffic Engineering，TE)等措施聯(lián)合提供。
IPv6 QoS定義
IP QoS的實現(xiàn)，需要網(wǎng)絡中所有相關元素的全面支持，包括應用、終端和網(wǎng)絡設備等。在基本的IP協(xié)議層面，提供一些字段的定義，用于支持QoS的實現(xiàn)。IPv6同樣如此。
IPv6包頭格式
IPv6的報頭格式如圖1所示(圖中同時顯示了IPv4報頭格式，以示對比)。和IPv4相比，IPv6采用更規(guī)整的結(jié)構(gòu)，便于使用硬件進行高速處理。IPv6定義了一個固定長度的基本報頭，其他的一些選項歸類為擴展報頭，其中包括每一個網(wǎng)絡節(jié)點都必須處理的Hop by Hop報頭等。
從圖中可以看出，IPv6有兩個字段與QoS有關，分別為流量類別(Traffic Class，TC)和流標簽(Flow Label，F(xiàn)L)字段。流量類別字段有8位，和IPv4的服務類型(ToS)字段功能相同，用于對報文的業(yè)務類別進行標識;流標簽字段有20位，用于