Đối với Chất lượng của dịch vụ QoS, thì các cơ chế được sử dụng phải đủ mềm dẻo để hỗ trợ nhiều loại khách hàng VPN khác nhau, đồng thời chúng phải có khả năng mở rộng để có thể hỗ trợ một số lượng lớn khách hàng VPN. Ví như nhà cung cấp dịch vụ phải cung cấp cho các khách hàng VPN với nhiều mức dịch vụ (CoS) khác nhau cho mỗi VPN, trong đó các ứng dụng khác nhau trong cùng một VPN có thể có một CoS khác nhau. Theo cách này, dịch vụ email có thể có một CoS trong khi một số ứng dụng thời gian thực khác có thể có CoS khác. Hơn nữa, CoS mà một ứng dụng nhận được trong một VPN có thể khác so với CoS mà vẫn ứng dụng này có thể nhận được ở VPN khác. Tức là các cơ chế hỗ trợ QoS cho phép quyết định loại dữ liệu nhận CoS nào phù họp cho từng VPN. Hơn nữa, không phải tất cả các VPN phải sử dụng tất cả các CoS mà một nhà cung cấp dịch vụ VPN đưa ra. Do đó, một tập các cơ chế hỗ trợ QoS cho phép quyết định loại CoS nào được sử dụng để tạo cơ sở cho VPN
Lớp dịch vụ (Class of Service) CoS
Ở đây QoS liên quan tới toàn bộ chất lượng dịch vụ phất sinh hiện tại qua mạng, lớp dịch vụ CoS định nghĩa mức riêng của dịch vụ cần cho một kiểu lưu lượng: voice, video, hay dữ liệu. Nhiều nhà doanh nghiệp yêu cầu đảm bảo, hội tụ cơ sở hạn tầng, nhà cung cấp dịch vụ cần giúp đỡ nhiều lớp dịch vụ để hỗ trợ ứng dụng nhiệm vụ then chốt. Kỹ thuật QoS trong VPN phân biệt giữa các kiểu lưu lượng và gán ưu tiên tới mhiệm vụ then chốt hay lưu lượng nhậy cẩm trễ như voice và video. Kỹ thuật QoS cũng cho phép VPN quản lý tắt nghẽn qua tốc độ độ rộng băng thông thay đổi. Nhà cung cấp dịch vụ đưa ra các kiểu lớp dịch vụ: lớp đầu cho điều khiển trễ, lớp hai cho điều
khiển tải và lớp ba cho hỗ trợ tối đa. Công việc kinh doanh yêu cầu lớp dịch vụ nhiều hơn, gồm:
Mức 4: thời gian thực (voice, video)
Mức 3: tương tác các công ty (báo hiệu cuộc gọi, cấu trúc mạng hệ thống SNA, tin cậy…)
Mức 2: thời gian thực (dòng video, quản lý mạng)
Mức 1: khinh doanh LAN-to-LAN (Internet Web, IBM Lotus Workplace…) Mức 0: dữ liệu có ngắn tối đa (giao thức truyền tải Mail, FTP, Internet Web…) Mỗi CoS, nhà cung cấp phải có thuộc tính tiêu chuẩn rõ ràng trễ thích hợp, an toàn và mất gói tin trong thoả thuận mức dịch vụ (SLA), và giá trị thực hiện và kết hợp báo cáo QoS phù hợp với CoS cung cấp.
Trước khi đi vào các cơ chế hỗ trợ QoS được sử dụng trong VPN dựa trên BGP/MPLS, chúng ta xem xét hai mô hình được sử dụng để biểu diễn QoS trong VPN đó là mô hình “ống” và mô hình “vòi”.
Trong mô hình “ống”, một nhà cung cấp dịch vụ VPN cung cấp cho một khách hàng VPN một QoS đảm bảo cho dữ liệu đi từ một bộ định tuyến CE của khách hàng tới các bộ định tuyến CE khác. Về hình thức ta có thể hình dung mô hình này như một đường ống kết nối hai bộ định tuyến với nhau, và lưu lượng giữa hai bộ định tuyến trong đường ống này đảm bảo QoS xác định. Ví dụ về một loại đảm bảo QoS có thể được cung cấp trong mô hình “ông” là đản bảo giá trị băng thông nhỏ nhất giữa hai site.
Ta có thể cải tiến mô hình “ống” bằng việc chỉ cho phép một số loại lưu lượng (ứng với một số ứng dụng) từ một CE tới các CE khác có thể sử dụng đường ống. Quy định lưu lượng nào có thể sử dụng đường ống được xác định tại bộ định tuyến PE phía đầu ống.
Chú ý là mô hình “ống” khá giống với mô hình QoS mà các khách hàng VPN có được hiên nay với các giải pháp dựa trên chuyển tiếp khung hoặc ATM. Điểm khác nhau căn bản là với ATM hay chuyển tiếp khung thì các kết nối là song công trong khi ở mô hình “ống” chỉ cung cấp kết nối đảm bảo theo một hướng. Đặc điểm một hướng này của mô hình “ống” chỉ cho phép thiết lập các kết nối cho các ứng dụng sử dụng luồng lưu lượng không đối xứng, trong đó lưu lượng từ một site tới site khác có thể khác với lưu lượng theo hướng ngược lại.
Mô hình thứ hai là mô hình “vòi”. Trong mô hình này nhà cung cấp dịch vụ VPN cung cấp cho khách hàng sự đảm bảo cho lưu lượng mà bộ định tuyến CE của khách hàng gửi đi và nhận về từ các bộ định tuyến CE khác trong cùng VPN. Nếu không thì khách hàng phải chỉ định cách phân phối lưu lượng tới các Bộ định tuyến CE khác. Kết quả là ngược với mô hình “ống”, mô hình “vòi” không đòi hỏi khách hàng biết ma trận lưu lượng và nhờ đó giảm bớt gánh nặng đối bới các khách hàng muốn sử dụng dịch vụ VPN.
Mô hình “vòi” sử dụng hai tham số ICR và ECR. Trong đó ICR là tổng lưu lượng mà một CE có thể gửi tới các CE khác và ECR là tổng lưu lượng mà một CE có thể nhận từ các CE khác. Nói cách khác ICR đại diện cho tổng lưu lượng từ một CE cụ thể, còn ECR đại diện cho tổng lưu lượng tới một CE cụ thể. Lưu ý rằng đối với CE không nhất thiết ICR phải bằng ECR.
Mô hình “vòi” hỗ trợ nhiều mức CoS ứng với các dịch vụ có tham số khac nhau; ví dụ một dịch vụ có thể yêu cầu tham số mấy gói tin ít hơn so với dịch vụ khác. Với các dịch vụ đòi hởi phải có sự đảm bảo lớn (như đảm bảo về băng thông), thì mô hình “ống” phù hợp hơn.
Mô hình “ống” và “vòi” không phải là các mô hình đối ngược nhau. Nghĩa là, một nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp cho khách hàng VPN một mô hình kết hợp giữa các mô hình “ống” và “vòi” giúp khách hàng quyết định mua loại dịch vụ nào ứng với mức CoS nào.
Đối với mạng VPN dựa trên BGP/MPLS, để hỗ trợ mô hình “ống” chúng ta sử dụng các LSP đảm bảo băng thông. Những LSP này bắt đầu và kết thúc tại các bộ định tuyến PE và được sử dụng để cung cấp băng thông đảm bảo cho tất cả các ống từ một PE đến các PE khác. Có nghĩa là ứng với một cặp bộ định tuyến PE có nhiều bộ định tuyến CE nối trực tiếp mà giữa chúng đã có các đường ống, thay vì sử dụng một LSP băng thông đảm bảo cho mỗi ống ta sử dụng một LSP đảm bảo băng thông cho tất cả các ống.
Sử dụng một LSP băng thông đảm bảo để mang nhiều đường ống giữa một cặp bộ định tuyến PE cho phép tăng khả năng mởi rộng của mô hình này. Với mô hình này số LSP mà nhà cung cấp dịch vụ phải thiết lập và duy trì phụ thuộc vào số cặp bộ định tuyến PE của nhà cung cấp dịch vụ chứ không phụ thuộc vào số đường ống của khách hàng VPN mà nhà cung cấp có thể có.
Để hỗ trợ CoS trong mô hình vòi, nhà cung cấp dịch vụ sử dụng thuộc tính hỗ trợ Diff-serv của MPLS. Nhà cung cấp dịch vụ cũng có thể sử dụng chức năng quản lý lưu lượng để cải thiện độ khả dụng của mạng trong khi vẫn đạt được những mục tiêu về chất lượng như mong muốn.
Các thủ tục để bộ định tuyến PE lối vào xác định lại lưu lượng nào ứng với CoS nào không phụ thuộc vào đó là mô hình “ống” hay mô hình “vòi” mà hoàn toàn mang tính cục bộ đối với bộ định tuyến PE. Những thủ tục này có thể xem xét các yếu tố như giao diện lối vào, địa chỉ IP nguồn và đích, số cổng TCP, hoặc sự kết hợp của những yếu tố trên. Điều này mang lại cho nhà cung cấp dịch vụ sự mềm dẻo về khía cạnh điều khiển xem loại lưu lượng nào nhận cái nào.
Mặc dù trong hợp đồng giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ đã chỉ ra băng thông và CoS cụ thể, nhưng khách hàng vẫn có thể gửi lưu lượng vượt qua băng thông đã đăng ký. Để xác định xem lưu lượng có nằm trong bằn thông đã thoả thuận, nhà cung cấp dịch vụ sử dụng các chính sách tại bộ định tuyến PE lối vào. Đối với lưu lượng vượt quá băng thông đã thoả thuận, nhà cung cấp có hai khả năng lựa chọn: hoặc là lại bỏ lưu lượng vượt quá này ngay lập tưc tại bộ định tuyến PE lối vào hoặc gửi đi nhưng đánh dấu nó khác với các lưu lượng nằm trong băng thông thoả thuận. Với lựa chọn thứ hai, để giảm việc truyền các thông tin không đúng thứ tự, cả lưu lượng nằm trong hoặc vượt khỏi hợp đồng đều được gửi theo cùng một LSP. Lưu lượng vượt hợp đồng sẽ được đánh dấu và nó sẽ loại bỏ gói tin trong trường hợp có tắc nghẽn.