1. 背景與核心目標
RFC 1349 是對 IP 協議頭部 服務類型（Type of Service, TOS）字段語義的更新與澄清文檔，發布于 1992 年。其主要目標包括：
- 重新定義 TOS 字段的用途：明確 TOS 字段的語義，解決歷史標準中的沖突。
- 引入新的服務類型：例如“最小化經濟成本”（Minimize Monetary Cost）。
- 兼容性與擴展性：確保與現有協議（如 OSPF、IS-IS）兼容，并為未來實驗預留空間。
- 路由優化原則：主機使用 TOS 時不應被懲罰，網絡應盡力滿足請求，否則回退默認處理。
2. TOS 字段的重新定義
IP 頭部的 服務類型字節包含三個字段：
0 1 2 3 4 5 6 7
| PRECEDENCE | TOS | MBZ |- PRECEDENCE（優先級）：表示數據報的重要性（本文未詳細討論）。
- TOS（服務類型）：4 比特字段，用于請求網絡在吞吐量、延遲、可靠性和經濟成本之間優化路徑。
- MBZ（必須為 0）：保留位，當前未使用。
關鍵變化：
- TOS 字段從 3 比特擴展為 4 比特（兼容 RFC 1122）。
- TOS 值定義為枚舉值（而非獨立位組合），禁止同時設置多個優化目標（例如不能同時要求“最小延遲”和“最大吞吐量”）。
3. 標準 TOS 值定義
| 二進制值 | 語義 |
| 1000 | 最小化延遲（Minimize Delay） |
| 0100 | 最大化吞吐量（Maximize Throughput） |
| 0010 | 最大化可靠性（Maximize Reliability） |
| 0001 | 最小化經濟成本（Minimize Monetary Cost） |
| 0000 | 默認服務（Normal Service） |
注意：
- TOS 值為枚舉值，非位組合（例如 1110 無意義）。
- 未定義的 TOS 值保留供未來實驗使用，主機和路由器不得阻止其使用。
4. TOS 在協議中的應用
4.1 ICMP 協議
- 錯誤消息（如 Destination Unreachable）必須使用默認 TOS（0000）。
- 請求消息（如 Echo Request）可自定義 TOS。
- 響應消息（如 Echo Reply）需與請求的 TOS 一致。
4.2 傳輸層協議（如 TCP、UDP）
- 根據應用需求選擇 TOS 值（如 FTP 控制通道使用最小延遲，數據通道使用最大吞吐量）。
- TCP 建議：控制報文與數據報文使用相同 TOS，避免影響往返時間估算。
4.3 應用層協議
- 應用需根據流量特性選擇 TOS 值（例如 SMTP 命令階段用最小延遲，數據傳輸階段用最大吞吐量）。
- 用戶應能覆蓋應用的默認 TOS 選擇（用于網絡診斷等場景）。
5. TOS 對路由的影響
5.1 主機路由
- 主機通過 ICMP Redirect 消息學習路由，區分 TOS 相關和無關的路由條目。
- 路由緩存分為兩類：
- 類型 1：匹配目標地址和 TOS。
- 類型 2：僅匹配目標地址（默認路由）。
5.2 路由器轉發
- 路由器優先選擇與請求 TOS 完全匹配的路由，若無則使用默認 TOS（0000）。
- 若無有效路由，返回 ICMP Destination Unreachable（代碼 11/12 表示因 TOS 不可達）。
6. 限制與挑戰
6.1 固有限制
- 建議性機制：TOS 不提供服務質量（QoS）保證，僅作為優化提示。
- 兼容性問題：舊設備可能忽略 TOS 字段，導致優化失效。
6.2 規范限制
- 路由算法局限性：當前路由協議（如 OSPF、IS-IS）未完全支持復雜 TOS 語義（例如可靠性需鏈路概率乘積計算）。
- 依賴網絡管理：需合理配置路由策略，否則可能導致次優路徑。
7. 總結與展望
RFC 1349 是 IP 服務類型機制演進的重要里程碑，解決了歷史標準沖突并引入經濟成本優化。然而，其本質仍是建議性機制，無法替代未來的 QoS 保障技術（如資源預留協議 RSVP）。隨著網絡商業化發展，TOS 在成本優化場景中的價值將愈發顯著。
附錄：
- 更新影響的 RFC 包括：RFC 792（ICMP）、RFC 1122/1123（主機要求）、RFC 1195（IS-IS）、RFC 1247/1248（OSPF）。
- 完整文檔見：RFC 1349 - Type of Service in the Internet Protocol Suite
版權聲明：本文內容基于 RFC 1349 翻譯整理，僅供技術交流，轉載請注明出處。
