ISO/IEC 13236:1998
(Main)Information technology — Quality of service: Framework
Information technology — Quality of service: Framework
This QOS Framework is a structured collection of concepts and their relationships which describes QOS (Quality of Service) and enables the partitioning of, and relationships between, the topics relevant to QOS in Information Technology (IT) to be expressed by a common means of description. In particular, this QOS Framework is directed at IT systems and their use in providing Open Distributed Processing services. This QOS Framework is intended to assist those designing and specifying IT systems, and those defining communications services and protocols, by providing guidance on QOS applicable to systems, services and resources of various kinds. It describes how QOS can be characterized, how QOS requirements can be specified, and how QOS can be managed. This QOS Framework defines terminology and concepts for QOS in IT. It introduces the concept of QOS characteristics, which represent the fundamental aspects of QOS that are to be managed in various ways; and it defines a number of QOS characteristics of particular importance. These definitions are independent of how QOS is represented or controlled in a real system. This Framework describes how QOS requirements can be expressed, and identifies a number of QOS mechanisms (such as three-party negotiation) that can be used as components of QOS management functions to meet QOS requirements of various kinds. It also describes the circumstances in which various combinations of mechanisms may be appropriate. This QOS Framework provides a basis for the specification of extensions and enhancements to existing or planned standards, as a result of the need for, and application of, the QOS concepts defined in this Recommendation | International Standard. It is not the intent of this Recommendation | International Standard to destabilise any existing Recommendations | International Standards; rather, it is intended that this QOS Framework may be used by: · developers of new or revised IT-related standards which define or use QOS mechanisms; and · IT users expressing requirements for QOS. This QOS Framework does not attempt to provide a basis for the specification of performance objectives or network signalling of QOS in public communications networks. The QOS aspects of these communications services are addressed by other ITU-T Recommendations. The intent of this Recommendation | International Standard is to provide a common vocabulary to both service providers and service users. Nothing in this Recommendation | International Standard should be construed as placing requirements on either service providers or service users. It is hoped that a common approach and vocabulary for QOS will assist multiple service providers to deliver end-to-end QOS to end-systems. This QOS Framework specifically excludes the detailed specification of QOS mechanisms. It is not the intent of this Recommendation | International Standard to serve as an implementation specification, to be a basis for appraising the conformance of implementations, or to define particular services and protocols. Rather, it provides a conceptual and functional framework for QOS which allows independent teams of experts to work productively on the development of Recommendations | International Standards. As applied to OSI, this QOS Framework is consistent with the OSI Basic Reference Model in that it describes operations and mechanisms which are assignable to layers as specified in the OSI Basic Reference Model. It is consistent with the OSI Management Framework (see ITU-T Rec. X.700 | ISO/IEC 7498-4) and the Systems Management Overview (see ITU-T Rec. X.701 | ISO/IEC 10040) in its assignment of functions to management entities. In Annex A, this QOS Framework presents a model of QOS for OSI which identifies the entities that participate in the management of QOS, defines the flow of QOS-related information between them and describes how this information is used.
Technologies de l'information — Qualité de service: Cadre général
On entend ici par l'expression cadre général de qualité de service (cadre QS) un ensemble structuré de concepts interdépendants décrivant la qualité de service (QS) et permettant d'exprimer par des méthodes de description communes les subdivisions entre les différents sujets se rapportant à la qualité de service dans le domaine des technologies de l'information et les corrélations entre ces sujets. Ce cadre général de qualité de service est notamment destiné aux systèmes mettant en oeuvre les technologies de l'information et à l'utilisation de ces systèmes pour la fourniture de services de traitement réparti ouvert. Ce cadre général de qualité de service a pour but d'aider les spécialistes concernés, qu'ils soient chargés de concevoir les systèmes mettant en oeuvre les technologies de l'information et d'établir les spécifications de ces systèmes ou de définir les services et les protocoles de communication, en leur donnant des directives sur la qualité de service applicable aux divers types de systèmes, de services et de ressources. Il indique les modalités permettant de définir la qualité de service, de spécifier les prescriptions de qualité de service et de gérer la qualité de service. Ce cadre général de qualité de service définit la terminologie et les concepts applicables à la qualité de service dans le domaine des technologies de l'information. Il introduit le concept de caractéristiques de qualité de service, qui recouvre les aspects fondamentaux de la qualité de service qui doivent être gérés de diverses manières; il définit en outre un certain nombre de caractéristiques de qualité de service particulièrement importantes. Ces définitions sont indépendantes de la manière dont la qualité de service est représentée ou contrôlée dans un système réel. Indiquant comment les prescriptions de qualité de service peuvent être exprimées, ce cadre général recense en outre un certain nombre de mécanismes de qualité de service (négociation entre trois participants, par exemple) qui peuvent être utilisés dans le cadre des fonctions de gestion de la qualité de service pour satisfaire à divers types de prescriptions de qualité de service. Il indique également les circonstances dans lesquelles diverses combinaisons de mécanismes peuvent être utiles. Ce cadre général de qualité de service fournit une base pour la spécification des adjonctions et améliorations à apporter aux normes existantes ou en projet en raison de l'utilité et de l'application des concepts de qualité de service définis dans la présente Recommandation | Norme internationale. La présente Recommandation | Norme internationale ne vise nullement à compromettre la stabilité des Recommandations | Normes internationales existantes; ce cadre général de qualité de service est au contraire censé pouvoir être utilisé par: · les concepteurs de normes nouvelles ou révisées qui se rapportent aux technologies de l'information et qui définissent ou utilisent les mécanismes de qualité de service; · les utilisateurs des technologies de l'information, pour exprimer leurs attentes en matière de qualité de service. Par ce cadre général de qualité de service, on ne cherche pas à fournir une base servant à spécifier des objectifs de qualité de fonctionnement ou la signalisation de la qualité de service dans les réseaux de communication publics. Les aspects liés à la qualité de ces services de communication sont traités dans d'autres Recommandations UIT-T. La présente Recommandation | Norme internationale vise à proposer aux fournisseurs de services et aux utilisateurs de ces services un vocabulaire commun. Rien de ce qui est exposé ici ne doit être interprété comme imposant aux premiers ou aux seconds de quelconques obligations. On espère simplement qu'une approche et un vocabulaire communs en matière de qualité de service aideront les différents fournisseurs de services à assurer une qualité de service de bout en bout entre les systèmes. Ce cadre généra
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
ISO/IEC
INTERNATIONAL
STANDARD 13236
First edition
1998-12-15
Information technology — Quality of
service: Framework
Technologies de l'information — Qualité du service: Cadre
Reference number
B C
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
2.1 Identical Recommendations | International Standards. 2
2.2 Paired Recommendations | International Standards equivalent in technical content. 2
2.3 Additional references. 2
3 Definitions. 2
3.1 Basic Reference Model of Open Distributed Processing definitions. 2
3.2 Basic Reference Model – OSI Management Framework definitions . 2
3.3 Service Conventions definitions . 2
3.4 OSI Basic Reference Model definitions . 3
3.5 QOS Framework definitions. 3
4 Abbreviations. 4
5 Concepts of this QOS Framework . 5
5.1 Introduction . 5
5.2 The service to which QOS applies. 5
5.3 QOS characteristics. 6
5.4 User QOS requirements and QOS policies. 6
5.5 QOS requirements, QOS parameters and QOS context. 6
5.6 QOS management functions and QOS mechanisms. 7
5.7 QOS categories . 8
5.8 Initiation of QOS management. 8
6 Definition of QOS characteristics . 8
6.1 Introduction . 8
6.2 Aspects of QOS characteristic definition. 9
6.3 QOS characteristics of general importance. 11
6.4 Fundamental QOS categories . 19
7 QOS management . 20
7.1 Introduction . 20
7.2 Prediction phase. 22
7.3 Establishment phase. 22
7.4 Operational phase . 26
7.5 Supporting services. 26
8 General QOS mechanisms . 27
8.1 Introduction . 27
8.2 Prediction phase mechanisms . 27
8.3 Establishment phase mechanisms. 27
8.4 Operational phase mechanisms. 28
© ISO/IEC 1998
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or
mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
ISO/IEC Copyright Office • Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Printed in Switzerland
ii
© ISO/IEC
9 Specific QOS requirements . 31
9.1 QOS requirements related to single QOS characteristics . 31
9.2 QOS requirements related to multiple characteristics .32
10 QOS verification. 32
10.1 Introcudtion and stages. 32
10.2 QOS verification concepts. 33
11 Conformance, consistency and compliance. 33
11.1 Conformance and the inter-relationship of standards. 33
11.2 Definitions. 33
11.3 Application of consistency and compliance requirements . 34
11.4 Consistency and compliance with ITU-T Rec. X.200 | ISO/IEC 7498-1. 34
Annex A – The model of QOS for OSI . 35
A.1 Introduction . 35
A.2 Architectural principles . 35
A.3 Motivation for the provision of QOS . 36
A.4 Information flows in the model . 36
A.5 Layer model of QOS for OSI . 39
A.6 System model of QOS in OSI . 42
Annex B – Definitions of statistical derivations of characteristics . 44
Annex C – Relationships between QOS Recommendations | International Standards and other Recommen-
dations | International Standards. 45
Annex D – Cost Information. . 47
Annex E – QOS Bibliography . . 48
iii
© ISO/IEC
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) and IEC (the International Electrotechnical Commission) form
the specialized system for worldwide standardization. National bodies that are members of ISO or IEC participate in the
development of International Standards through technical committees established by the respective organization to deal
with particular fields of technical activity. ISO and IEC technical committees collaborate in fields of mutual interest.
Other international organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO and IEC, also take part in the
work.
In the field of information technology, ISO and IEC have established a joint technical committee, ISO/IEC JTC 1. Draft
International Standards adopted by the joint technical committee are circulated to national bodies for voting. Publication
as an International Standard requires approval by at least 75 % of the national bodies casting a vote.
International Standard ISO/IEC 13236 was prepared by Joint Technical Committee ISO/IEC JTC 1, Information
technology, Subcommittee SC 33, Distributed application services, in collaboration with ITU-T. The identical text is
published as ITU-T Recommendation X.641.
Annex A forms an integral part of this International Standard. Annexes B to E are for information only.
iv
ISO/IEC ISO/IEC 13236:1998(E)
)NTRODUCTION
The purpose of this Recommendation | International Standard is to provide a common basis for the coordinated
development and enhancement of the wide range of standards that specify or reference Quality of Service (QOS)
requirements or mechanisms in an Information Technology (IT) environment. It offers a means of developing or
enhancing standards relating to QOS and provides concepts and terminology that will assist in maintaining the
consistency of related standards. This Recommendation | International Standard is complementary to existing
ITU-T Recommendations which define performance objectives and network signalling of QOS and it is not the intention
of this Framework to lead to a need to revise any such Recommendations.
The initial work in developing this Framework for QOS was done with the objective of supplementing and clarifying the
description of QOS contained in the Basic Reference Model of Open Systems Interconnection (OSI) (see
ITU-T Rec. X.200 | ISO/IEC 7498-1). It is recognised, however, that management of QOS is important not only in OSI
communications but also in a much wider context, and that there is value in encouraging a common approach to QOS
that can extend to other IT and communications architectures, to distributed processing in general and to Open
Distributed Processing (ODP) in particular.
Hence this Recommendation | International Standard is structured and written in such a way as to make it easy for many
communities to adopt its approach, concepts, terminology and definitions. Its concepts and terms are defined without
reference to any particular architecture, so that they can be adopted and applied by other communities to a variety of
architectures and protocols. This general treatment is supplemented by examples from OSI, ODP and elsewhere.
To assist the OSI community, Annex A defines how the general framework applies to the specific case of OSI
communications, both peer-to-peer and multi-peer.
This QOS Framework contains an introduction, a scope and field of application and a set of QOS-related definitions and
abbreviations. The concepts of QOS are introduced in clause 5, which also highlights user requirements. Clause 6
defines QOS characteristics with respect to the user requirements. Clauses 7, 8 and 9 cover QOS management, QOS
mechanisms and the expression of specific QOS requirements, respectively. QOS verification is discussed in clause 10,
and conformance, consistency and compliance are discussed in clause 11.
Annexes are provided which stipulate:
• the model of QOS for OSI;
• statistical derivations of characteristics;
• a standards structure with respect to QOS;
• a discussion of the issue of ‘cost’; and
• a bibliography.
Other standards communities are encouraged to study this Recommendation | International Standard and, in the interests
of consistency, to consider the adoption of the parts that are relevant to their field, when this can be accomplished to
good effect, without destabilisation of existing Recommendations | International Standards.
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)3/�)%#���������������%�
).4%2.!4)/.!,��34!.$!2$
ISO/IEC 13236 : 1998 (E)
ITU-T Rec. X.641 (1997 E)
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).&/2-!4)/.��4%#(./,/’9�� ��15!,)49��/&��3%26)#%���&2!-%7/2+
� 3COPE
This QOS Framework is a structured collection of concepts and their relationships which describes QOS (Quality of
Service) and enables the partitioning of, and relationships between, the topics relevant to QOS in Information
Technology (IT) to be expressed by a common means of description. In particular, this QOS Framework is directed at IT
systems and their use in providing Open Distributed Processing services.
This QOS Framework is intended to assist those designing and specifying IT systems, and those defining
communications services and protocols, by providing guidance on QOS applicable to systems, services and resources of
various kinds. It describes how QOS can be characterized, how QOS requirements can be specified, and how QOS can
be managed.
This QOS Framework defines terminology and concepts for QOS in IT. It introduces the concept of QOS characteristics,
which represent the fundamental aspects of QOS that are to be managed in various ways; and it defines a number of
QOS characteristics of particular importance. These definitions are independent of how QOS is represented or controlled
in a real system.
This Framework describes how QOS requirements can be expressed, and identifies a number of QOS mechanisms (such
as three-party negotiation) that can be used as components of QOS management functions to meet QOS requirements of
various kinds. It also describes the circumstances in which various combinations of mechanisms may be appropriate.
This QOS Framework provides a basis for the specification of extensions and enhancements to existing or planned
standards, as a result of the need for, and application of, the QOS concepts defined in this Recommendation |
International Standard. It is not the intent of this Recommendation | International Standard to destabilise any existing
Recommendations | International Standards; rather, it is intended that this QOS Framework may be used by:
• developers of new or revised IT-related standards which define or use QOS mechanisms; and
• IT users expressing requirements for QOS.
This QOS Framework does not attempt to provide a basis for the specification of performance objectives or network
signalling of QOS in public communications networks. The QOS aspects of these communications services are
addressed by other ITU-T Recommendations.
The intent of this Recommendation | International Standard is to provide a common vocabulary to both service providers
and service users. Nothing in this Recommendation | International Standard should be construed as placing requirements
on either service providers or service users. It is hoped that a common approach and vocabulary for QOS will assist
multiple service providers to deliver end-to-end QOS to end-systems.
This QOS Framework specifically excludes the detailed specification of QOS mechanisms. It is not the intent of this
Recommendation | International Standard to serve as an implementation specification, to be a basis for appraising the
conformance of implementations, or to define particular services and protocols. Rather, it provides a conceptual and
functional framework for QOS which allows independent teams of experts to work productively on the development of
Recommendations | International Standards.
As applied to OSI, this QOS Framework is consistent with the OSI Basic Reference Model in that it describes operations
and mechanisms which are assignable to layers as specified in the OSI Basic Reference Model. It is consistent with the
OSI Management Framework (see ITU-T Rec. X.700 | ISO/IEC 7498-4) and the Systems Management Overview (see
ITU-T Rec. X.701 | ISO/IEC 10040) in its assignment of functions to management entities. In Annex A, this QOS
Framework presents a model of QOS for OSI which identifies the entities that participate in the management of QOS,
defines the flow of QOS-related information between them and describes how this information is used.
)45�4�2EC��8�����������%� 1
)3/�)%#���������������%�
� .ORMATIVE�REFERENCES
The following Recommendations and International Standards contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this Recommendation | International Standard. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All Recommendations and Standards are subject to revision, and parties to agreements based on this
Recommendation | International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent
edition of the Recommendations and Standards listed below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently
valid International Standards. The Telecommunication Standardization Bureau of the ITU maintains a list of currently
valid ITU-T Recommendations.
��� )DENTICAL�2ECOMMENDATIONS�\�)NTERNATIONAL�3TANDARDS
– ITU-T Recommendation X.200 (1994) | ISO/IEC 7498-1:1994, )NFORMATION�TECHNOLOGY� �/PEN�3YSTEMS
)NTERCONNECTION� �"ASIC�2EFERENCE�-ODEL��4HE�"ASIC�-ODEL�
– ITU-T Recommendation X.210 (1993) | ISO/IEC 10731:1994, )NFORMATION�TECHNOLOGY� �/PEN�3YSTEMS
)NTERCONNECTION� �"ASIC�2EFERENCE�-ODEL��#ONVENTIONS�FOR�THE�DEFINITION�OF�/3)�SERVICES�
– ITU-T Recommendation X.746 (1995) | ISO/IEC 10164-15:1995��)NFORMATION�TECHNOLOGY� �/PEN
3YSTEMS�)NTERCONNECTION� �3YSTEMS�MANAGEMENT��3CHEDULING�FUNCTION�
– ITU-T Recommendation X.902 (1995) | ISO/IEC 10746-2:1996, )NFORMATION�TECHNOLOGY� �/PEN
DISTRIBUTED�PROCESSING� �2EFERENCE�-ODEL��&OUNDATIONS�
��� 0AIRED�2ECOMMENDATIONS�\�)NTERNATIONAL�3TANDARDS�EQUIVALENT�IN�TECHNICAL�CONTENT
– CCITT Recommendation X.700 (1992���-ANAGEMENT�FRAMEWORK�FOR�/PEN�3YSTEMS�)NTERCONNECTION��/3)�
FOR�##)44�APPLICATIONS�
ISO/IEC 7498-4: 1989, )NFORMATION�PROCESSING�SYSTEMS� �/PEN�3YSTEMS�)NTERCONNECTION� �"ASIC
2EFERENCE�-ODEL� �0ART����-ANAGEMENT�&RAMEWORK�
��� !DDITIONAL�REFERENCES
– CCITT Recommendation X.140 (1992), ’ENERAL�1UALITY�OF�3ERVICE�PARAMETERS�FOR�COMMUNICATION�VIA
PUBLIC�DATA�NETWORKS.
� $EFINITIONS
For the purposes of this Recommendation | International Standard, the following definitions apply.
��� "ASIC�2EFERENCE�-ODEL�OF�/PEN�$ISTRIBUTED�0ROCESSING�DEFINITIONS
This Recommendation | International Standard� uses the following term drawn from ITU-T Rec. X.902 |
ISO/IEC 10746-2:
– Quality of Service (QOS): A set of qualities related to the collective behaviour of one or more objects.
��� "ASIC�2EFERENCE�-ODEL� �/3)�-ANAGEMENT�&RAMEWORK�DEFINITIONS
This Recommendation | International Standard uses the following term drawn from CCITT Rec. X.700 |
ISO/IEC 7498-4:
– Managed Object (MO): The OSI Management view of a resource within the OSI Environment that may
be managed through the use of OSI Management protocol(s).
��� 3ERVICE�#ONVENTIONS�DEFINITIONS
This Recommendation | International Standard uses the following terms drawn from ITU-T Rec. X.210 |
ISO/IEC 10731:
– (N)-service-facility;
– (N)-service-provider;
– (N)-service-user;
2 )45�4�2EC��8�����������%�
)3/�)%#���������������%�
– Requester;
– Acceptor.
NOTE – In this Recommendation | International Standard, SERVICE�PROVIDER is a generic term to indicate the provision or use of a
service at some point in a system. It should not be confused with the provision of a commercial service by any commercial
agency.
��� /3)�"ASIC�2EFERENCE�-ODEL�DEFINITIONS
This Recommendation | International Standard uses the following terms drawn from ITU-T Rec. X.200 |
ISO/IEC 7498-1:
– (N)-entity;
– (N)-layer;
– (N)-protocol;
– (N)-protocol-data-unit;
– (N)-service;
– (N)-service-access-point;
– (N)-subsystem;
– open system;
– OSI environment.
��� 1/3�&RAMEWORK�DEFINITIONS
����� 1/3�CONCEPTS�AND�MODELLING�DEFINITIONS
������� 1/3�CATEGORY: A group of user requirements that leads to the selection of a set of QOS requirements.
������� 1/3�CHARACTERISTIC: A quantifiable aspect of QOS, which is defined independently of the means by which it
is represented or controlled.
������� 1/3�MANAGEMENT: Any set of activities performed by a system or communications service to support QOS
monitoring, control and administration.
������� 1/3�MECHANISM: A specific mechanism that may use protocol elements, QOS parameters or QOS context,
possibly in conjunction with other QOS mechanisms, in order to support establishment, monitoring, maintenance,
control, or enquiry of QOS.
������� 1/3�OF�/3)�COMMUNICATIONS: A set of qualities related to the provision of an (N)-service, as perceived by an
1)
(N)-service-user.
������� 1/3�POLICY: A set of rules that determine the QOS characteristics and QOS management functions to be used.
����� )NFORMATION�ORIENTED�DEFINITIONS
������� 1/3�CONTEXT: QOS information that is retained, interpolated or extrapolated by one or more entities and used
in managing QOS: it is further classified into requirement context and data context.
������� 1/3�DATA: QOS information other than QOS requirements, e.g. warnings, QOS measures and information
used in QOS enquiries.
������� 1/3�INFORMATION: Information related to QOS: it is classified into QOS context (when retained in an entity)
and QOS parameters (when conveyed between entities); and it is classified into QOS requirements (if it expresses a
requirement for QOS) and QOS data (if it does not).
������� 1/3�MEASURE: One or more observed values relating to a QOS characteristic.
������� 1/3�PARAMETER: QOS information that is conveyed between entities as part of a QOS mechanism; parameters
are classified into requirement parameters and data parameters; the information conveyed may relate to one or more
QOS characteristics.
_______________
1)
This definition of QOS is a specialisation of the definition of QOS given in 3.1 above, as applied to OSI communications.
)45�4�2EC��8�����������%� 3
)3/�)%#���������������%�
������� 1/3�REQUIREMENT: QOS information that expresses part or all of a requirement to manage one or more QOS
characteristics, e.g. a maximum value, a target, or a threshold; when conveyed between entities, a QOS requirement is
expressed in terms of QOS parameters.
������� 1/3�OPERATING�TARGET: QOS information that represents the target values of a set of QOS characteristics,
derived from QOS requirements.
����� -ANAGEMENT�FUNCTION�DEFINITIONS
������� 1/3�ALERT: The use of QOS mechanisms to signal to an entity that some limit has been reached or threshold
crossed.
������� 1/3�ATTRIBUTE: An attribute of a managed object relating to QOS.
������� 1/3�CONTROL: The use of QOS mechanisms to modify conditions so that a desired set of QOS characteristics is
attained for some systems activity, while that activity is in progress.
������� 1/3�ENQUIRY: The use of QOS mechanisms to determine properties of the environment relating to QOS.
������� 1/3�ESTABLISHMENT: The use of QOS mechanisms to create the conditions for some systems activity, before
that activity occurs, so that a desired set of QOS characteristics is attained.
������� 1/3�MAINTENANCE: The use of QOS mechanisms to maintain a set of QOS characteristics at required values
for some systems activity, while the activity is in progress.
������� 1/3�MANAGEMENT�FUNCTION: A function specifically intended to meet a user or application requirement for
QOS, provided by one or more QOS mechanisms.
������� 1/3�MONITORING: The use of QOS measures to estimate the values of a set of QOS characteristics actually
achieved for some systems activity.
� !BBREVIATIONS
For the purposes of this Recommendation | International Standard, the following abbreviations apply:
ASO Application Service Object
CHQ Controlled Highest Quality
CL Connectionless
CO Connection-oriented
GDMO Guidelines for the Definition of Managed Objects
IT Information Technology
LAN Local Area Network
LQA Lowest Quality Acceptable
MTBF Mean Time Between Failures
MTTR Mean Time to Repair
(N)-PCF (N)-Policy Control Function
(N)-PDU (N)-protocol-data-unit
(N)-PE (N)-protocol-entity
(N)-QCF (N)-QOS Control Function
(N)-SAP (N)-service-access-point
(N)-SDU (N)-service-data-unit
ODP Open Distributed Processing
OSI Open Systems Interconnection
OSIE OSI Environment
PDU Protocol Data Unit
4 )45�4�2EC��8�����������%�
)3/�)%#���������������%�
QMF QOS Management Function
QOS Quality of Service
SAP Service Access Point
SDU Service Data Unit
SNPA Sub-network Point of Attachment
SP System Performance
SQCF System QOS Control Function
TCCA Time-Critical Communications Architecture
TCCS Time-Critical Communications System
TPDU Transport PDU
TSAP Transport SAP
UIU User Information Unit
� #ONCEPTS�OF�THIS�1/3�&RAMEWORK
��� )NTRODUCTION
This clause develops a set of fundamental concepts for QOS. It contains a description of concepts for the information
and functional aspects of QOS including:
• the concept of service to which QOS applies;
• QOS characteristics that describe the fundamental aspects of QOS that are to be managed;
• QOS requirements and policies and the QOS management functions that realize them;
• basic QOS mechanisms that combine to form QOS management functions;
• QOS categories that represent the particular sets of user requirements for QOS imposed by certain
environments (such as time-critical communications), or by systems-level policy;
• the stages of an activity at which QOS can be managed.
These concepts are described in a way that highlights the operation of QOS management. It begins by discussing the
inherent QOS characteristics and then considers how QOS requirements drive the selection and use of QOS management
functions and QOS mechanisms.
Figure 5-1 shows the relationships between the fundamental QOS concepts.
��� 4HE�SERVICE�TO�WHICH�1/3�APPLIES
In this QOS Framework, as in the expression ‘Quality of Service’, the term ‘service’ is to be understood in a very
general sense so as to permit the widest possible application of the Framework. Specifically, it includes (but is not
necessarily limited to):
• the provision of processing and information repository functions by entities, objects, applications,
applications processes, etc.; for example, time-delay and reliability-related characteristics apply to these;
NOTE – the terms used to denote these entities, etc., depend upon the architectural models applicable to the
particular distributed systems environments in which QOS is to be represented: the term ‘entity’ is used in the
Framework in a neutral sense, i.e. with no implication for the choice of architectural model.
• interactions between entities, objects, applications, etc.;
• information held in the system; for example, confidentiality and lifetime characteristics apply to
information;
• communications services;
• (the possibility of use of) physical equipment.
)45�4�2EC��8�����������%� 5
)3/�)%#���������������%�
Service user
QOS requirements
Time QOS management
Capacity Accuracy .
delay functions
QOS characteristics
Service provider
T0728150-97/d01
&IGURE����� �2ELATIONSHIPS�BETWEEN�1/3�CONCEPTS
FIGURE 5-1 – Relationships between QOS concepts
��� 1/3�CHARACTERISTICS
The term QOS characteristic is used in this QOS Framework in a particular sense. A QOS characteristic represents some
aspect of the QOS of a system, service or resource that can be identified and quantified. It denotes the true underlying
state of affairs for the item, as opposed to any measurement or control parameter. QOS characteristics are defined
independently of the means by which they are represented or controlled.
QOS characteristics are intended to be used to model the actual, rather than the observed, behaviour of the systems that
they characterize.
NOTE – For example, the characteristic of transit delay (of something) between two points is the actual time that occurs between
the instants of passage of that thing past those points. This transit delay can never be known exactly, although it can be
approximated by measurement. Further, requirements can be stated concerning transit delay – such as that it must not exceed a
specified value.
Some QOS characteristics are considered to be generic characteristics, some are specialisations of these characteristics
and others are derived characteristics. (For further discussion of QOS characteristics see clause 6.)
��� 5SER�1/3�REQUIREMENTS�AND�1/3�POLICIES
QOS management activities are driven by user requirements, the systems and communications environment, and the
policies that are in force for the activity. User requirements are quantified and expressed as a set of QOS requirements
(which is a type of QOS information).
Although a user’s requirements may vary considerably in detail between individual instances of an activity, the QOS
characteristics of interest and the QOS management functions employed will typically be determined by the type of
system and distributed application that are to be supported and the types of network technology used. It is not expected
that every system or network will implement every or any type of QOS mechanism. Systems and communications
networks will be designed, procured or configured in accordance with one or more QOS policies, which will determine
which QOS characteristics and QOS management functions are to be used.
Some systems and networks will need to be configurable to operate with different QOS policies, requiring that different
sets of QOS management functions be available.
��� 1/3�REQUIREMENTS��1/3�PARAMETERS�AND�1/3�CONTEXT
A user requirement originates with a user entity that wishes to use a service, such as communications, and is formulated
into one or more QOS requirements. These QOS requirements can be expressed as QOS parameters (when they need to
be conveyed between entities) and QOS context (when they are retained in an entity).
6 )45�4�2EC��8�����������%�
)3/�)%#���������������%�
In general, an activity is initiated by a user entity, whose requirements for QOS are either conveyed dynamically to the
provider of the service as QOS parameters, or made available to the service provider as QOS context, or a combination
of the two. The QOS parameters are conveyed to some or all of the entities involved in providing the service and
possibly also to the corresponding application process.
Entities that receive QOS requirements analyse them and determine the QOS management functions or mechanisms that
are required to meet them. This may involve generating further, typically more detailed, QOS requirements and
conveying them to other entities as QOS parameters. The receiving entities analyse the QOS requirements they receive,
and may generate yet further QOS requirements to be conveyed to other entities, and so on. One common example of
this process is QOS negotiation across multiple layers during OSI connection establishment.
Thus, in general, a QOS parameter is a vector or scalar value that is conveyed between entities, either in the same system
or in different systems.
NOTE – In this Recommendation | International Standard the use of the term ‘QOS parameter’ is specifically limited to conveyed
values. Some documents do not distinguish between QOS characteristics and QOS parameters, and use the term QOS parameters
for both.
For example, it may be a QOS requirement that the transit delay of data units between two points should not exceed a stated
maximum, or that the average transit delay should be close to a stated target. In such cases, it is the true transit delay that is the
characteristic. The QOS requirement will be expressed as QOS parameters (or QOS context) giving maximum or target values, for
example. The interactions between entities will use QOS parameters to convey the relevant QOS information.
Depending on the exact requirement, the QOS parameters conveyed (or the QOS context retained) may be of different
kinds, including:
• a desired level of characteristic, i.e. a target of some kind;
• a maximum or minimum level of a characteristic, i.e. a limit;
• a measured value, used to convey historical information;
• a threshold level;
• a warning or signal to take corrective action; or
• a request for operations on managed objects relating to QOS, or the results of such operations.
QOS requirements may relate to a number of QOS characteristics and, at least in principle, express trade-offs between
them.
QOS requirements may apply to a single instance of information transfer or interaction, or may apply to multiple
transfers or interactions (e.g. over a given period of time, for the duration of a connection or association, or for the
duration of some longer provision of service, such as a customer subscription).
��� 1/3�MANAGEMENT�FUNCTIONS�AND�1/3�MECHANISMS
QOS management refers to all the activities relating to the control and administration of QOS within a system or
network.
The term QOS management function (QMF) refers to any function designed to assist in satisfying one or more user QOS
requirements. QMFs will in general have a number of components, which are called QOS mechanisms (e.g. three-party
QOS negotiation).
A QOS mechanism is performed by one or more entities to meet one or more QOS requirements. Thus QOS mechanisms
are driven by QOS requirements expressed as QOS parameters received by the entities that perform them, or made
available to them as QOS context. The operation of a QOS mechanism may be local processing (e.g. reservation of
resources, setting window sizes, etc.) which by itself meets the QOS requirement; or it may involve the generation of
further QOS requirements and their communication to other entities, as described in 5.5. It may lead to the invocation of
further QOS mechanisms.
The activities that may be supported by QMFs include:
• establishment of QOS for a set of QOS characteristics;
• monitoring of the observed values of QOS;
• maintenance of the actual QOS as close as possible to the target QOS;
• control of QOS targets;
• enquiry upon some QOS information or action; and
• alerts as a result of some event relating to QOS management.
)45�4�2EC��8�����������%� 7
)3/�)%#���������������%�
NOTE – QOS requirements are commonly met (in current static environments) by being built into the systems configuration by
systems design, by systems dimensioning, by the procurement of suitable services, or by dedicating resources. In more dynamic
environments, increased use of QMFs is likely to be necessary to establish the environment, to monitor and control the
environment during use and to capture historic information about system operation.
��� 1/3�CATEGORIES
Different user application types will have different requirements for establishing QOS and for controlling and
maintaining the actual QOS achieved. For example, the QOS requirements for video streams are typically very different
from those for database update transactions.
These different types of user or application requirement, which are termed QOS categories, lead to the choice of
particular sets of QOS characteristics to be managed. Subclause 6.4 identifies a number of fundamental QOS categories.
��� )NITIATION�OF�1/3�MANAGEMENT
QOS management involves the use of different QMFs at different points in a system activity. The QOS requirements for
a particular activity or set of activities can be expressed and/or conveyed in different ways and at different times in
relation to the events or activities whose QOS is to be managed.
QOS management would be used at the following stages of an activity (related to 7.1.1):
• before initiation, when predictions are made about the QOS situation to gauge what mechanisms may be
necessary to achieve some objective;
• at initiation of the activity – The QOS requirements can be negotiated between the service users and
service provider at establishment time (e.g. when a connection is being established); and
• during the activity – The QOS requirements may change during the operational period of the activity due
to changed requirements, detected performance loss, explicit indications from the service provider, or
explicit indications from one or more third parties.
For any specific activity, the selection of the most appropriate stages to carry out QOS management depends on the type
of QOS requirement and the duration of the activities to which it relates.
� $EFINITION�OF�1/3�CHARACTERISTICS
��� )NTRODUCTION
This clause develops the concept of QOS characteristics (in 6.2) and defines a number of QOS characteristics of
importance to communications and processing (in 6.3).
A QOS characteristic is a quantifiable aspect of QOS, which is defined independently of the means by which it is
represented or controlled. It represents the true underlying state of affairs, as opposed to any measurement or control
parameter, and can therefore be thought of as a quantity in a mathematical model of a (distributed) system. Thus, in
defining a QOS characteristic such as throughput, the intention is to say what throughput means. This is distinct from
how it may be measured, controlled, requested, negotiated, and so on, which are discussed in later subclauses.
The values that may be taken by QOS characteristics include not only numbers (e.g. Booleans, integers, reals, complex
numbers, etc.), but also vectors, matrices, ranks and names of states.
Efforts are made to achieve maximum consistency of definition across different characteristics by defining ‘generic’
characteristics, and then both specialising them to particular environments and deriving others from them. This is
discussed in 6.2.1 below.
It is recognised that the characteristics defined in this clause will not meet all future QOS requirements. Hence 6.2.2
gives guidance on how QOS characteristics should be defined. The definitions in 6.3 follow this guidance.
This clause also identifies a number of QOS categories.
8 )45�4�2EC��8�����������%�
)3/�)%#���������������%�
��� !SPECTS�OF�1/3�CHARACTERISTIC�DEFINITION
����� ’ENERIC��SPECIALISED�AND�DERIVED�CHARACTERISTICS
������� 3PECIALISATION
Many QOS characteristics can be applied to a variety of circumstances. For example, one can define the transit delay of
frames in a Local Area Network (LAN) supporting a real-time process-control environment, or of network access
protocol PDUs between two SNPAs. Similarly one can define the throughput of a connection, or of any other
communications channel.
In such cases it is important to have a common underlying definition of the characteristic that can be applied to all the
particular circumstances. To achieve this, the first step is to define a ‘generic characteristic’ independently of what it is
applied to; and the second is to define various ‘specialisations’ that may or must be applied in order to make the
characteristic concrete and useable in practice. So, for example, 6.3 first defines TIME�DELAY as a generic characteristic. It
then defines some specialised characteristics from TIME�DELAY, one of which is TRANSIT�DELAY. It then identifies various
further specialisations that may or must be applied to make the characteristic concrete; these include specifying the type
of data transferred, the points between which transit is defined, and so on.
Thus, there can be several levels of specialisation of a characteristic, for example:
• time delay;
• transit delay;
• transit delay between two TSAPs;
• transit delay of an Expedited TPDU between two TSAPs;
• transit delay of an Expedited TPDU between two TSAPs for a given T-connection.
Furthermore, a different sequence of specialisation would lead to further characteristics, e.g.:
• transit delay between two TSAPs for a given T-connection.
This approach achieves consistency in two ways. First it gives consistency between different uses of the fundamental
concept of the characteristic in different circumstances in that they share a common abstract definition; and second it can
be used to give consistency between quite different characteristics where the same specialisations are applied.
Specialisation makes an abstract characteristic more concrete. In any practical application of QOS management a
characteristic must be completely specialised, so that it is clear what its values mean. But when developing
widely-applicable QOS mechanisms, it may be valuable to work with characteristics at appropriate levels of abstraction.
For example, a throughput negotiation mechanism can be defined generically, with the intention that it would be
specialised by protocol designers to apply to particular channels and data streams.
This Recommendation | International Standard does not identify or define all the possible specialisations that may be
necessary in practice, but does include a subset that may find wide application.
������� $ERIVED�CHARACTERISTICS
Some characteristics can be defined as (mathematical) functions of others. These are termed ‘derived’ characteristics.
One important type of derivation is STATISTICAL. For example, from the characteristic THROUGHPUT one can derive mean
throughput, maximum throughput, minimum throughput, variance of throughput, etc. Technically the statistical
derivations are regarded as functions of a random variable that represents the ‘base’ characteristic from which they are
derived.
The following statistical derivations are defined in this Recommendation | International Standard:
• maximum, minimum and range;
• mean;
• variance and standard deviation;
• n-percentile;
• statistical moments.
The precise definitions of these functions are given in Annex B.
The specialisations that apply to a statistical derivation are exactly those that apply to the base characteristic from which
it is derived. From TIME�DELAY, for example, one can derive the characteristics MEAN�TRANSIT�DELAY, vARIANCE�OF�TRANSIT
DELAY� BETWEEN� TWO� 43!0S, and so on. Thus, the statistical derivations can be regarded as orthogonal to the
specialisations, as illustrated in Figure 6-1.
)45�4�2EC��8�����������%� 9
)3/�)%#���������������%�
Characteristic Derived characteristics
Mean Variance of
Time delay
time delay time delay
Mean transit
Transit delay
delay
Variance of
Transit delay
transit delay
between 2
between 2
TSAPs
Specialisations
TSAPs
T0728160-97/d02
&IGURE����� �$ERIVED�CHARACTERISTICS�AND�SPECIALISATIONS
FIGURE 0.1 – Derived characteristics and specialisations
Other types of derived characteristic can also be defined. In particular, it is possible to define derived characteristics that
are
...
NORME ISO/CEI
INTERNATIONALE 13236
Première édition
1998-12-15
Technologies de l'information — Qualité de
service: Cadre général
Information technology — Quality of service: Framework
Numéro de référence
ISO/CEI 13236:1998(F)
©
ISO 1998
ISO/CEI 13236:1998(F)
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E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Version française parue en 1999
ImpriméenSuisse
ii © ISO/CEI 1998 – Tous droits réservés
ISO/CEI 13236:1998(F)
Sommaire
Page
1 Domaine d’application. 1
2 Références normatives. 2
2.1 Recommandations | Normes internationales identiques . 2
2.2 Paires de Recommandations | Normes internationales équivalentes par leur contenu technique. 2
2.3 Autres références. 2
3 Définitions . 2
3.1 Définitions associées au modèle de référence de base du traitement réparti ouvert. 2
3.2 Définitions associées au cadre général de gestion OSI du modèle de référence de base . 3
3.3 Définitions associées aux conventions de service . 3
3.4 Définitions associées au modèle de référence de base OSI. 3
3.5 Définitions associées au cadre général de qualité de service . 3
4 Abréviations . 5
5 Concepts du cadre général de qualité de service . 5
5.1 Introduction . 5
5.2 Le service auquel la qualité de service s'applique . 6
5.3 Caractéristiques de qualité de service. 7
5.4 Prescriptions QS imposées par les utilisateurs et politiques QS. 7
5.5 Prescriptions QS, paramètres QS et contexte QS . 7
5.6 Fonctions de gestion QS et mécanismes QS . 8
5.7 Catégories de qualité de service . 8
5.8 Lancement de la gestion QS. 9
6 Définition des caractéristiques QS. 9
6.1 Introduction . 9
6.2 Aspects de la définition des caractéristiques QS. 9
6.3 Caractéristiques QS d'importance générale . 12
6.4 Catégories QS fondamentales. 21
7 Gestion de la qualité de service . 22
7.1 Introduction . 22
7.2 Phase de prévision. 24
7.3 Phase d'établissement . 24
7.4 Phase de fonctionnement. 28
7.5 Services de soutien . 29
8 Mécanismes de qualité de service généraux. 29
8.1 Introduction . 29
8.2 Mécanismes de la phase de prévision. 29
8.3 Mécanismes de la phase d'établissement. 30
8.4 Mécanismes de la phase de fonctionnement. 31
9 Prescriptions spécifiques de qualité de service. 34
9.1 Prescriptions de qualité de service relatives à des caractéristiques uniques de qualité de service . 34
9.2 Prescriptions de qualité de service relatives à des caractéristiques multiples . 35
10 Vérification de la qualité de service . 35
10.1 Introduction et étapes . 35
10.2 Concepts de vérification de la qualité de service . 36
© ISO/CEI 1998 – Tous droits réservés iii
ISO/CEI 13236:1998(F)
Page
11 Conformité, compatibilité et concordance. 36
11.1 Conformité et corrélation des normes . 36
11.2 Définitions. 37
11.3 Application des prescriptions de compatibilité et de concordance. 37
11.4 Compatibilité et concordance avec la Rec. UIT-T X.200 | ISO/CEI 7498-1 . 38
Annexe A – Modèle de qualité de service pour l'interconnexion des systèmes ouverts . 39
A.1 Introduction . 39
A.2 Principes architecturaux . 39
A.3 Motivation en matière d'offre de qualité de service . 40
A.4 Flux d'informations dans le modèle. 40
A.5 Modèle de couche de qualité de service pour l'interconnexion des systèmes ouverts. 43
A.6 Modèle de système de qualité de service dans le contexte OSI . 47
Annexe B – Définitions des dérivations statistiques des caractéristiques. 49
Annexe C – Relations entre les Recommandations | Normes internationales relatives à la qualité de service et
d'autres Recommandations | Normes internationales. 50
Annexe D – Informations sur les coûts. 52
Annexe E – Bibliographie relative à la qualité de service . 53
iv © ISO/CEI 1998 – Tous droits réservés
ISO/CEI 13236:1998(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) et la CEI (Commission électrotechnique internationale) forment le
système spécialisé de la normalisation mondiale. Les organismes nationaux membres de l'ISO ou de la CEI participent au
développement de Normes internationales par l'intermédiaire des comités techniques créés par l'organisation concernée afin de
s'occuper des domaines particuliers de l'activité technique. Les comités techniques de l'ISO et de la CEI collaborent dans des
domaines d'intérêt commun. D'autres organisations internationales, gouvernementales ou non gouvernementales, en liaison
avec l'ISO et la CEI participent également aux travaux.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Dans le domaine des technologies de l'information, l'ISO et la CEI ont créé un comité technique mixte, l'ISO/CEI JTC 1. Les
projets de Normes internationales adoptés par le comité technique mixte sont soumis aux organismes nationaux pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des organismes nationaux votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO et la CEI ne sauraient être tenues pour responsables de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO/CEI 13236 a été élaborée par le comité technique mixte ISO/CEI JTC 1, Technologies de
l'information, sous-comité SC 33, Services d'applications distribuées, en collaboration avec l'UIT-T. Le texte identique est
publié en tant que Recommandation UIT-T X.641.
L'annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale. Les annexes B à E sont données uniquement à titre
d'information.
© ISO/CEI 1998 – Tous droits réservés v
ISO/CEI 13236:1998(F)
Introduction
La présente Recommandation | Norme internationale a pour objet de fournir une base commune pour l'établissement et
l'amélioration coordonnés de toute la série de normes relatives ou faisant référence aux prescriptions ou aux mécanismes
de qualité de service (QS) dans un environnement de technologies de l'information. Permettant d'établir de nouvelles
normes de qualité de service ou d'améliorer celles qui existent, elle présente des concepts et une terminologie qui
aideront à préserver la compatibilité des normes connexes. La présente Recommandation | Norme internationale sert de
complément à des Recommandations UIT-T existantes qui définissent des objectifs de qualité de fonctionnement et la
signalisation de la qualité de service au niveau des réseaux; ce cadre général ne vise nullement à conduire à la nécessité
de réviser ces Recommandations.
Au départ, les travaux de mise au point de ce cadre QS ont été menés avec pour objectif de compléter et de clarifier
la description de la qualité de service figurant dans le modèle de référence de base d'interconnexion des systèmes
ouverts (OSI, open systems interconnection) (voir la Rec. UIT-T X.200 | ISO/CEI 7498-1). Il est reconnu, toutefois, que
la gestion de la qualité de service est importante non seulement dans le cadre des communications OSI mais aussi dans
un contexte beaucoup plus large, et qu'il est utile de préconiser une approche commune de la qualité de service qui
puisse être étendue à d'autres architectures de communication et de technologies de l'information, au traitement réparti en
général et au traitement réparti ouvert (ODP, open distributed processing) en particulier.
La présente Recommandation | Norme internationale est donc structurée et rédigée de telle sorte qu'un grand nombre
d'organismes ou associations puissent facilement adopter l'approche, les concepts, la terminologie et les définitions qui y
sont présentées. Les concepts et les termes définis ici ne se référant à aucune architecture particulière, ils peuvent être
adoptés et appliqués par d'autres organismes ou associations à de multiples architectures et protocoles. Ce traitement
général est complété par des exemples tirés de l'interconnexion OSI, du traitement ODP et d'autres sources.
Pour aider la communauté OSI, l'Annexe A contient la définition des modalités d'application du cadre général au cas
particulier des communications OSI, entre entités homologues et entre partenaires multiples.
Ce cadre général de qualité de service (cadre QS) est exposé dans la présente introduction ainsi que dans le domaine
d'application, les définitions et les abréviations. Les concepts de qualité de service sont présentés dans l'article 5, qui
précise également les besoins des utilisateurs. L'article 6 définit les caractéristiques de qualité de service compte tenu des
besoins des utilisateurs. Les articles 7, 8 et 9 traitent respectivement de la gestion de la qualité de service, des
mécanismes de qualité de service et des prescriptions spécifiques de qualité de service. La vérification de la qualité de
service fait l'objet de l'article 10. La conformité, la compatibilité et la concordance sont examinées dans l'article 11.
Les Annexes A, B, C, D et E traitent respectivement des sujets suivants:
• modèle de qualité de service pour l'interconnexion des systèmes ouverts;
• statistiques dérivées des caractéristiques;
• structure des Recommandations | Normes internationales relatives à la qualité de service;
• discussion sur la question des "coûts";
• bibliographie.
D'autres organismes de normalisation sont invités à étudier la présente Recommandation | Norme internationale et, dans
le souci d'homogénéiser les différentes normes, à envisager d'en adopter les parties relevant de leur domaine de
compétence, lorsque cette adoption peut se faire à bon escient, sans perturber les Recommandations | Normes
internationales existantes.
vi © ISO/CEI 1998 – Tous droits réservés
ISO/CEI 13236:1998(F)
NORME INTERNATIONALE
ISO/CEI 13236 : 1998 (F)
Rec. UIT-T X.641 (1997 F)
RECOMMANDATION UIT-T
TECHNOLOGIES DE L'INFORMATION – QUALITÉ DE SERVICE:
CADRE GÉNÉRAL
1 Domaine d'application
On entend ici par l'expression cadre général de qualité de service (cadre QS) un ensemble structuré de concepts
interdépendants décrivant la qualité de service (QS) et permettant d'exprimer par des méthodes de description communes
les subdivisions entre les différents sujets se rapportant à la qualité de service dans le domaine des technologies de
l'information et les corrélations entre ces sujets. Ce cadre général de qualité de service est notamment destiné aux
systèmes mettant en œuvre les technologies de l'information et à l'utilisation de ces systèmes pour la fourniture de
services de traitement réparti ouvert.
Ce cadre général de qualité de service a pour but d'aider les spécialistes concernés, qu'ils soient chargés de concevoir les
systèmes mettant en œuvre les technologies de l'information et d'établir les spécifications de ces systèmes ou de définir
les services et les protocoles de communication, en leur donnant des directives sur la qualité de service applicable aux
divers types de systèmes, de services et de ressources. Il indique les modalités permettant de définir la qualité de service,
de spécifier les prescriptions de qualité de service et de gérer la qualité de service.
Ce cadre général de qualité de service définit la terminologie et les concepts applicables à la qualité de service dans le
domaine des technologies de l'information. Il introduit le concept de caractéristiques de qualité de service, qui recouvre
les aspects fondamentaux de la qualité de service qui doivent être gérés de diverses manières; il définit en outre un
certain nombre de caractéristiques de qualité de service particulièrement importantes. Ces définitions sont indépendantes
de la manière dont la qualité de service est représentée ou contrôlée dans un système réel.
Indiquant comment les prescriptions de qualité de service peuvent être exprimées, ce cadre général recense en outre un
certain nombre de mécanismes de qualité de service (négociation entre trois participants, par exemple) qui peuvent être
utilisés dans le cadre des fonctions de gestion de la qualité de service pour satisfaire à divers types de prescriptions de
qualité de service. Il indique également les circonstances dans lesquelles diverses combinaisons de mécanismes peuvent
être utiles.
Ce cadre général de qualité de service fournit une base pour la spécification des adjonctions et améliorations à apporter
aux normes existantes ou en projet en raison de l'utilité et de l'application des concepts de qualité de service définis dans
la présente Recommandation | Norme internationale. La présente Recommandation | Norme internationale ne vise
nullement à compromettre la stabilité des Recommandations | Normes internationales existantes; ce cadre général de
qualité de service est au contraire censé pouvoir être utilisé par:
• les concepteurs de normes nouvelles ou révisées qui se rapportent aux technologies de l'information et qui
définissent ou utilisent les mécanismes de qualité de service;
• les utilisateurs des technologies de l'information, pour exprimer leurs attentes en matière de qualité de
service.
Par ce cadre général de qualité de service, on ne cherche pas à fournir une base servant à spécifier des objectifs de
qualité de fonctionnement ou la signalisation de la qualité de service dans les réseaux de communication publics. Les
aspects liés à la qualité de ces services de communication sont traités dans d'autres Recommandations UIT-T.
La présente Recommandation | Norme internationale vise à proposer aux fournisseurs de services et aux utilisateurs de
ces services un vocabulaire commun. Rien de ce qui est exposé ici ne doit être interprété comme imposant aux premiers
ou aux seconds de quelconques obligations. On espère simplement qu'une approche et un vocabulaire communs en
matière de qualité de service aideront les différents fournisseurs de services à assurer une qualité de service de bout en
bout entre les systèmes.
Ce cadre général de qualité de service exclut expressément la spécification détaillée des mécanismes de qualité de
service. La présente Recommandation | Norme internationale n'a pour but ni de faire office de spécification d'instance, ni
de constituer une base d'évaluation de la conformité des instances ni de définir des services et des protocoles donnés.
Elle s'attache plutôt à fournir un cadre théorique et fonctionnel en matière de qualité de service, permettant à des équipes
indépendantes d'experts de travailler efficacement à l'élaboration de Recommandations | Normes internationales.
Rec. UIT-T X.641 (1997 F) 1
ISO/CEI 13236:1998(F)
Tel qu'il est appliqué à l'environnement OSI, ce cadre général de qualité de service est compatible avec le modèle de
référence de base OSI en ce sens qu'il décrit des opérations et des mécanismes qui peuvent être attribués aux couches
spécifiées dans le modèle de référence de base OSI. Il est compatible avec le cadre de gestion pour l'interconnexion des
systèmes ouverts (voir la Rec. UIT-T X.700 | ISO/CEI 7498-4) et avec l'aperçu général de la gestion-systèmes (voir
la Rec. UIT-T X.701 | ISO/CEI 10040) dans la manière dont il attribue les fonctions aux entités de gestion. Dans
l'Annexe A, ce cadre général de qualité de service présente un modèle de qualité de service pour l'interconnexion des
systèmes ouverts, qui recense les entités participant à la gestion de la qualité de service, définit le flux des informations
relatives à la qualité de service entre ces entités et décrit la manière dont ces informations sont utilisées.
2 Références normatives
Les Recommandations et Normes internationales suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui
y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Recommandation | Norme internationale. Au moment de
la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toutes Recommandations et Normes sont sujettes à révision et
les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Recommandation | Norme internationale sont invitées à
rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des Recommandations et Normes indiquées ci-après.
Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur. Le Bureau de la
normalisation des télécommunications de l'UIT tient à jour une liste des Recommandations UIT-T en vigueur.
2.1 Recommandations | Normes internationales identiques
– Recommandation UIT-T X.200 (1994) | ISO/CEI 7498-1:1994, Technologies de l'information –
Interconnexion de systèmes ouverts – Modèle de référence de base: Le modèle de référence de base.
– Recommandation UIT-T X.210 (1993) | ISO/CEI 10731:1994, Technologies de l'information –
Interconnexion de systèmes ouverts – Modèle de référence de base: Conventions pour la définition des
services de l'interconnexion de systèmes ouverts.
– Recommandation UIT-T X.746 (1995) | ISO/CEI 10164-15:1995, Technologies de l'information –
Interconnexion des systèmes ouverts – Gestion-système: Fonction de programmation.
– Recommandation UIT-T X.902 (1995) | ISO/CEI 10746-2:1996, Technologies de l'information –
Traitement réparti ouvert – Modèle de référence: Fondements.
2.2 Paires de Recommandations | Normes internationales équivalentes par leur contenu technique
– Recommandation X.700 du CCITT (1992), Cadre de gestion pour l'interconnexion de systèmes ouverts
pour les applications du CCITT.
ISO/CEI 7498-4:1989, Systèmes de traitement de l'information – Interconnexion de systèmes ouverts –
Modèle de référence de base – Partie 4: Cadre général de gestion.
2.3 Autres références
– Recommandation X.140 du CCITT (1992), Paramètres généraux de qualité de service pour la
communication sur des réseaux publics pour données.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Recommandation | Norme internationale, les définitions suivantes s'appliquent.
3.1 Définitions associées au modèle de référence de base du traitement réparti ouvert
La présente Recommandation | Norme internationale utilise le terme suivant tiré de la Rec. UIT-T X.902 |
ISO/CEI 10746-2:
– qualité de service (QS): ensemble de qualités se rapportant au comportement collectif d'un ou de plusieurs
objets.
2 Rec. UIT-T X.641 (1997 F)
ISO/CEI 13236:1998(F)
3.2 Définitions associées au cadre général de gestion OSI du modèle de référence de base
La présente Recommandation | Norme internationale utilise le terme suivant tiré de la Rec. X.700 du CCITT |
ISO/CEI 7498-4:
– objet géré (MO, managed object): vue d'une ressource de l'environnement OSI, par la gestion OSI, cette
ressource pouvant être gérée par l'utilisation de protocoles de gestion OSI.
3.3 Définitions associées aux conventions de service
La présente Recommandation | Norme internationale utilise les termes suivants tirés de la Rec. UIT-T X.210 |
ISO/CEI 10731:
– fonctionnalité de service (N);
– fournisseur de service (N);
– utilisateur de service (N);
– demandeur;
– accepteur.
NOTE – Dans la présente Recommandation | Norme internationale, fournisseur de service est un terme générique lié à la
fourniture ou à l'utilisation d'un service en en point donné d'un système. Le sens donné ici à ce terme ne doit pas être assimilé à la
fourniture d'un service commercial par une entité commerciale.
3.4 Définitions associées au modèle de référence de base OSI
La présente Recommandation | Norme internationale utilise les termes suivants tirés de la Rec. UIT-T X.200 |
ISO/CEI 7498-1:
– entité (N);
– couche (N);
– protocole (N);
– unité de données protocolaire (N);
– service (N);
– point d'accès au service (N);
– sous-système (N);
– système ouvert;
– environnement OSI.
3.5 Définitions associées au cadre général de qualité de service
3.5.1 Définitions des concepts de qualité de service et de leur modélisation
3.5.1.1 catégorie de qualité de service: ensemble de prescriptions d’utilisateur donnant lieu au choix d’un ensemble
de prescriptions de qualité de service.
3.5.1.2 caractéristique de qualité de service: aspect quantifiable de la qualité de service, défini indépendamment des
moyens utilisés pour la représenter ou la réguler.
3.5.1.3 gestion de la qualité de service: tout ensemble d'activités effectuées par un système ou un service de
communication pour assurer la surveillance, la régulation et la gestion de la qualité de service.
3.5.1.4 mécanisme de qualité de service: mécanisme spécifique pouvant utiliser des éléments de protocole, des
paramètres de qualité de service ou un contexte de qualité de service, éventuellement associé à d'autres mécanismes de
qualité de service, afin d'assurer diverses opérations relatives à la qualité de service: établissement, surveillance,
maintien, régulation ou enquête.
3.5.1.5 qualité de service des communications OSI: ensemble de qualités caractérisant la fourniture d'un service (N),
1)
perçues par un utilisateur de ce service.
_______________
1)
Cette définition de la qualité de service est une variante particulière de la définition de la qualité de service indiquée au 3.1
ci-dessus, appliquée aux communications OSI.
Rec. UIT-T X.641 (1997 F) 3
ISO/CEI 13236:1998(F)
3.5.1.6 politique de qualité de service: ensemble de règles déterminant les caractéristiques de qualité de service et les
fonctions de gestion de la qualité de service à utiliser.
3.5.2 Définitions orientées vers les informations
3.5.2.1 contexte de qualité de service: informations sur la qualité de service, conservées, interpolées ou extrapolées
par une ou plusieurs entités et utilisées pour la gestion de la qualité de service: ces informations se répartissent en outre
en un contexte de prescriptions et un contexte de données.
3.5.2.2 données de qualité de service: informations sur la qualité de service autres que les prescriptions de qualité de
service, par exemple les avertissements, les mesures de qualité de service et les informations utilisées dans les enquêtes
sur la qualité de service.
3.5.2.3 information de qualité de service: informations relatives à la qualité de service: elles se répartissent en un
contexte de qualité de service (lorsqu'elles sont conservées dans une entité) et en paramètres de qualité de service
(lorsqu'elles sont acheminées entre entités); elles se subdivisent encore en prescriptions de qualité de service (si elles
expriment une prescription de qualité de service) et en données de qualité de service (si elles n'expriment aucune
prescription de qualité de service).
3.5.2.4 mesure de qualité de service: valeurs observées pour une caractéristique de qualité de service.
3.5.2.5 paramètre de qualité de service: information sur la qualité de service, acheminée entre entités dans le cadre
d'un mécanisme de qualité de service; on distingue les paramètres de prescription et les paramètres de données;
l'information acheminée peut se rapporter à une seule ou à plusieurs caractéristiques de qualité de service.
3.5.2.6 prescription de qualité de service: informations sur la qualité de service, exprimant en partie ou en totalité
une nécessité de gérer une ou plusieurs caractéristiques de qualité de service, par exemple une valeur maximale, un
objectif ou un seuil; lorsqu'elle est acheminée entre des entités, une prescription de qualité de service est exprimée par
des paramètres de qualité de service.
3.5.2.7 objectif de qualité de service en exploitation: informations sur la qualité de service, représentant les valeurs
cibles d'un ensemble de caractéristiques de qualité de service, découlant des prescriptions de qualité de service.
3.5.3 Définitions des fonctions de gestion
3.5.3.1 alerte de qualité de service: utilisation des mécanismes de qualité de service visant à signaler à une entité
qu'une limite a été atteinte ou qu'un seuil a été franchi.
3.5.3.2 attribut de qualité de service: attribut d'un objet géré ayant trait à la qualité de service.
3.5.3.3 régulation de la qualité de service: utilisation des mécanismes de qualité de service visant à modifier
certaines conditions de manière qu'un ensemble voulu de caractéristiques de qualité de service soit obtenu pour une
activité donnée de systèmes, pendant que cette activité est en cours.
3.5.3.4 enquête sur la qualité de service: utilisation des mécanismes de qualité de service visant à déterminer les
propriétés de l'environnement en ce qui concerne la qualité de service.
3.5.3.5 établissement de la qualité de service: utilisation des mécanismes de qualité de service visant à créer les
conditions nécessaires à une activité donnée des systèmes, avant que cette activité ne soit lancée, de manière à obtenir un
ensemble voulu de caractéristiques de qualité de service.
3.5.3.6 maintien de la qualité de service: utilisation des mécanismes de qualité de service visant à maintenir un
ensemble de caractéristiques de qualité de service aux valeurs requises pour une activité donnée des systèmes, pendant
que cette activité est en cours.
3.5.3.7 fonction de gestion de la qualité de service: fonction assurée par un ou plusieurs mécanismes de qualité de
service, visant expressément à satisfaire à une prescription de qualité de service imposée par un utilisateur ou pour une
application.
3.5.3.8 surveillance de la qualité de service: utilisation de mesures de la qualité de service visant à évaluer les
valeurs d'un ensemble de caractéristiques de qualité de service effectivement atteintes pour une activité donnée des
systèmes.
4 Rec. UIT-T X.641 (1997 F)
ISO/CEI 13236:1998(F)
4 Abréviations
Pour les besoins de la présente Recommandation | Norme internationale, les abréviations suivantes s'appliquent:
ASO Objet de service d'application (application service object)
CHQ Plus haute qualité contrôlée (controlled highest quality)
CL Mode sans connexion (connectionless)
CO Mode connexion (connection-oriented)
GDMO Directives pour la définition des objets gérés (guidelines for the definition of managed objects)
IT Technologies de l'information (information technology)
LAN Réseau local (local area network)
LQA Plus faible qualité acceptable (lowest quality acceptable)
MTBF Temps moyen entre pannes (mean time between failures)
MTTR Temps moyen de dépannage (mean time to repair)
(N)-PCF Fonction d'administration de la politique (N) [(N)-policy control function]
(N)-PDU Unité de données protocolaire (N) [(N)-protocol data unit]
(N)-PE Entité protocolaire (N) [(N)-protocol-entity]
(N)-QCF Fonction de commande de la qualité de service (N) [(N)-QOS control function]
(N)-SAP Point d'accès au service (N) [(N)-service-access-point]
(N)-SDU Unité de données de service (N) [(N)-service-data-unit]
ODP Traitement réparti ouvert (open distributed processing)
OSI Interconnexion des systèmes ouverts (open systems interconnection)
OSIE Environnement OSI (OSI environment)
PDU Unité de données protocolaires (protocol data unit)
QMF Fonction de gestion de qualité de service (QOS management function)
QS Qualité de service
SAP Point d'accès au service (service access point)
SDU Unité de données de service (service data unit)
SNPA Point de rattachement de sous-réseau (sub-network point of attachment)
SP Qualité de fonctionnement de système (system performance)
SQCF Fonction de commande de la qualité de service des systèmes (system QOS control function)
TCCA Architecture de communication à criticité temporelle (time-critical communications archi-
tecture)
TCCS Système de communications à criticité temporelle (time-critical communications system)
TPDU Unité PDU de transport (transport PDU)
TSAP Point SAP de transport (transport SAP)
UIU Unité d'information d'utilisateur (user information unit)
5 Concepts du cadre général de qualité de service
5.1 Introduction
Le présent article expose un ensemble de concepts fondamentaux de qualité de service. Il décrit un certain nombre de
concepts applicables aux aspects informationnels et fonctionnels de la qualité de service, parmi lesquels:
• le concept de service auquel la qualité de service s'applique;
Rec. UIT-T X.641 (1997 F) 5
ISO/CEI 13236:1998(F)
• les caractéristiques de qualité de service décrivant les aspects fondamentaux de la qualité de service qui
doivent être gérés;
• les prescriptions et les politiques en matière de qualité de service ainsi que les fonctions de gestion de la
qualité de service permettant de les mettre en œuvre;
• les mécanismes de qualité de service de base qui se conjuguent pour former les fonctions de gestion de la
qualité de service;
• les catégories de qualité de service correspondant aux différents ensembles de prescriptions des
utilisateurs en matière de qualité de service imposées par certains environnements (les communications en
temps réel, par exemple) ou par la politique au niveau des systèmes;
• les stades d'une activité auxquels la qualité de service doit être gérée.
Ces concepts sont décrits d'une manière qui souligne le fonctionnement de la gestion QS. Nous commencerons par
examiner les caractéristiques QS proprement dites puis verrons comment les prescriptions QS commandent le choix et
l'utilisation des fonctions de gestion QS et des mécanismes QS.
La Figure 5-1 indique les relations entre les concepts QS fondamentaux.
5.2 Le service auquel la qualité de service s'applique
Dans ce cadre général de qualité de service, de même que dans l'expression "qualité de service", le terme "service" doit
être pris dans un sens large, de manière à permettre l'application la plus étendue possible du cadre général.
Spécifiquement, ce terme regroupe les notions ci-après (mais ne se limite pas nécessairement à ces notions):
• fourniture de fonctions de traitement et de stockage de l'information par des entités, des objets, des
applications, des processus d'application, etc.; par exemple la caractéristique de temps de propagation et
les caractéristiques liées à la fiabilité s'appliquent à ces fonctions;
NOTE – Les termes servant à désigner ces entités, etc., dépendent des modèles architecturaux applicables aux
environnements particuliers de systèmes répartis dans lesquels la qualité de service doit être représentée: dans le
cadre général, le terme 'entité' est utilisé dans un sens neutre, c'est-à-dire sans incidence sur le choix du modèle
architectural.
• interactions entre entités, objets, applications, etc.;
• informations stockées dans le système; par exemple, les caractéristiques de confidentialité et de durée de
vie s'appliquent à ces informations;
• services de communication;
• (utilisation éventuelle) d'équipements physiques.
Utilisateur du service
Prescriptions QS
Temps
de
Fonctions de
Capacité Précision .
propa-
gestion QS
gation
Caractéristiques QS
Fournisseur du service
T0728150-97/d01
Figure 5-1 – Relations entre les concepts QS
FIGURE 5-1/X.641.[D01] = 8 CM
6 Rec. UIT-T X.641 (1997 F)
ISO/CEI 13236:1998(F)
5.3 Caractéristiques de qualité de service
Dans ce cadre général de qualité de service (cadre QS), le terme caractéristique QS est utilisé dans un sens particulier.
Une caractéristique QS représente un aspect de la qualité de service d'un système, d'un service ou d'une ressource
identifiable et quantifiable. Elle indique l'état sous-jacent réel dans lequel se trouve l'item, par opposition à un paramètre
de mesure ou de commande. Les caractéristiques QS sont définies indépendamment des moyens par lesquels elles sont
représentées ou commandées.
Les caractéristiques QS sont destinées à être utilisées pour modéliser le comportement effectif, et non pas observé, des
systèmes qu'elles caractérisent.
NOTE – Par exemple, la caractéristique de temps de transit (d'un objet quelconque) entre deux points est le temps effectif qui
s'écoule entre les instants où cet objet passe devant ces points. Bien qu'on ne puisse jamais le déterminer de manière exacte, ce
temps de transit peut être mesuré approximativement. Le temps de transit peut en outre être soumis à un certain nombre de
prescriptions – comme par exemple celle qui lui impose de ne pas dépasser une valeur spécifiée.
Certaines caractéristiques QS sont considérées comme étant des caractéristiques génériques, d'autres sont des variantes
spécialisées de ces caractéristiques et d'autres encore sont des caractéristiques dérivées. (Pour un examen approfondi des
caractéristiques QS, voir l'article 6.)
5.4 Prescriptions QS imposées par les utilisateurs et politiques QS
Les activités de gestion QS sont dictées par les exigences des utilisateurs, par l'environnement relatif aux systèmes et aux
communications et par les politiques utilisées pour l'activité considérée. Les exigences des utilisateurs sont quantifiées et
exprimées sous la forme d'un ensemble de prescriptions QS (constituant un type d'information QS).
Bien que les exigences d'un utilisateur peuvent varier considérablement dans le détail entre différentes instances d'une
activité, les caractéristiques QS considérées et les fonctions de gestion QS employées seront généralement déterminées
par le type de système et d'application répartie à mettre en œuvre et par les types de technologie de réseau utilisés. Il n'y
a pas lieu de penser que chaque système ou réseau mettra en œuvre un type quelconque ou les différents types de
mécanisme QS. Les systèmes et les réseaux de communication seront conçus, acquis ou configurés conformément à une
ou plusieurs politiques QS, qui détermineront les caractéristiques QS et les fonctions de gestion QS à utiliser.
Certains systèmes et réseaux devront pouvoir être configurés de manière à fonctionner avec différentes politiques QS, ce
qui supposera que différents ensembles de fonctions de gestion QS soient disponibles.
5.5 Prescriptions QS, paramètres QS et contexte QS
Un besoin d'un utilisateur est engendré par une entité d'utilisateur qui demande à utiliser un service – de communication,
par exemple – et est formulé sous la forme d'une ou de plusieurs prescriptions QS. Ces prescriptions QS peuvent être
exprimées sous forme de paramètres QS (lorsqu'elles doivent être acheminées entre entités) et sous la forme d'un
contexte QS (lorsqu'elles sont conservées dans une entité).
En général, une activité est lancée par une entité d'utilisateur, dont les prescriptions QS sont soit acheminées
dynamiquement vers le fournisseur du service sous forme de paramètres QS, ou communiquées à celui-ci sous forme de
contexte QS, ou d'une manière combinant ces deux possibilités. Les paramètres QS sont communiqués à certaines ou à la
totalité des entités qui assurent le service et éventuellement aussi au processus d'application correspondant.
Les entités qui reçoivent des prescriptions QS les analysent et déterminent les fonctions de gestion ou mécanismes QS
nécessaires pour les satisfaire. Il peut être nécessaire à cet effet de produire d'autres prescriptions QS, généralement plus
détaillées, et de les communiquer à d'autres entités sous forme de paramètres QS. Les entités qui recevront ces
prescriptions QS les analyseront et pourront en produire encore de nouvelles qu'elles transmettront à d'autres entités, et
ainsi de suite. Un exemple courant de ce processus est la négociation QS entre couches multiples pendant l'établissement
de connexions OSI.
Un paramètre QS est donc, en règle générale, un vecteur ou une valeur scalaire acheminée entre entités, dans le même
système ou dans des systèmes différents.
NOTE – Dans la présente Recommandation | Norme internationale, l'utilisation du terme "paramètre QS" est expressément limitée
aux valeurs acheminées. Certains documents ne font aucune distinction entre le terme caractéristiques QS et le terme paramètres
QS, utilisant pour l'un ou l'autre le terme paramètres QS.
Par exemple, on peut retenir comme prescription QS que le temps de transit d'unités de données entre deux points ne dépasse pas
une valeur maximale spécifiée, ou que le temps de transit moyen soit proche d'une valeur cible spécifiée. Dans de tels cas, c'est le
temps de transit réel qui est la caractéristique. La prescription QS sera exprimée sous forme de paramètres QS (ou de contexte QS)
indiquant des valeurs maximales ou cibles, par exemple. Les interactions entre entités utiliseront les paramètres QS pour
acheminer l'information QS pertinente.
Rec. UIT-T X.641 (1997 F) 7
ISO/CEI 13236:1998(F)
Selon la prescription exacte considérée, les paramètres QS acheminés (ou le contexte QS conservé) peuvent être de types
différents, parmi lesquels:
• un niveau souhaité d'une caractéristique, c'est-à-dire une valeur cible d'un certain type;
• un niveau maximal ou minimal d'une caractéristique, c'est-à-dire une valeur limite;
• une valeur mesurée, utilisée pour véhiculer une information rétrospective;
• un niveau de seuil;
• un avertissement ou un signal annonçant la prise d'une action corrective;
• une demande d'opérations sur des objets gérés se rapportant à la qualité de service, ou les résultats de
telles opérations.
Les prescriptions QS peuvent se rapporter à un certain nombre de caractéristiques QS et, du moins en principe, exprimer
des compromis entre celles-ci.
Les prescriptions QS peuvent s'appliquer à une instance unique de transfert d'information ou d'interaction ainsi qu'à de
multiples transferts ou interactions (par exemple, sur une période donnée, pour la durée d'une connexion ou d'une
association ou pour la durée d'une offre de service sur une plus longue période, dans le cas par exemple d'un abonnement
souscrit par un utilisateur).
5.6 Fonctions de gestion QS et mécanismes QS
On entend par gestion QS l'ensemble des activités de régulation et d'administration de la qualité de service dans un
système ou dans un réseau.
Le te
...
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