专利名称：数据流量的统计方法
技术领域：
本发明涉及数据通信技术领域，更具体的说，涉及一种数据流量的统计方法。
背景技术：
随着人类通过网络进行信息交流的增加，在数据通信网络中，网络连接复杂性越来越高。小区用户和企业网接入互联网后，通过互联网服务提供商建立跨地区连接的应用正在变得越来越普遍。
目前实际应用中，单纯根据时间而不作服务质量和流量保证的收费方式，已不能满足市场需求。例如，在数据通信领域一直以按使用时间计费为主，但随着数据通信的发展，各种新业务的涌现，这种纯粹按照时间计费的方式已经不能满足用户需求。例如，随着无线数据业务的开展，出现了按数据流量计费的方式。
另外，运营商为了更好地开展一些新业务，希望对不同内容的数据流进行不同的计费。例如对于内部一些网络资源采用低费率，对外部的网络资源采用高费率；对于一些数据量大的业务采用低费率，例如视频流，对于一些数据量小的业务，例如股票信息则采用高费率等。一些校园网和企业网也迫切需要网络设备(交换机或路由器)能支持按数据包的内容进行灵活计费的方式，这些都需要对数据流量进行统计。
目前，对于数据业务，常采用的计费方法有两种，即按时间计费和按数据流量计费。所述按时间计费就是只计算用户上网的时间，按上网时间的长短来进行计费。该计费系统一般包括两部分，一部分是用户认证，就是保证用户是合法用户，认证的过程也就是用户登录的过程，只有通过认证的用户才能登录上网，另一部分，就是认证系统记录用户上网的起始时间和下网时间，并把这个数据发往计费中心，用于时间计费。
所述按流量计费就是按用户实际产生的数据流量来进行计费。由于按数据流量计费比按时间计费更能真实反映用户对网络资源的消耗情况，因此更为合理。目前比较常用的数据流量统计方法是在网络设备上将数据包按源、目的IP地址为特征项进行数据包统计；或者是将数据包按源、目的IP地址、端口号、协议类型为特征项进行数据包统计，根据目的IP地址可以精确到具体的网址，有了目的端口号和协议类型可以精确到网站提供的某个服务，这样可以灵活的根据用户访问不同的网址，甚至不同的业务来进行计费，这样的计费信息是非常详细的。
该方法中把所有的数据包都固定的按源、目的IP地址，源、目的端口号，协议号为特征项进行分类统计，这样做统计虽然很全面，但由于分类太细，需要占用大量的统计资源，例如，如果只需要统计某个用户发出的数据流量，按照该方法就必须将该用户访问的所有服务的数据流都进行分类统计，如果该用户访问了上万个服务则需建立上万个统计项，这会消耗大量的系统资源。同时，由于还需要传送大量的统计数据，也会严重降低整个系统的性能。
而且该方法中对所有的数据包进行统计，然后再根据统计流量进行计费，但是，目前不需要这样的计费精度，一般只需要对某类的站点进行分类统计就可以了，没有必要对每个站点都进行详细的记录，这样的计费精度将导致的计费的数据量庞大，对计费数据的处理设备和传输设备的都提出了很高的要求。同时，该方法对大量不需要计费的数据包也进行统计，白白浪费系统资源。
另外，所述方法在组网上存在不可避免的缺陷，如果将计费设备串接在网络流量的出口上，计费设备的引入会影响网络的性能和可靠性，但如果采用将出口流量镜像到计费设备上的方案，虽然对网络性能和可靠性没有影响，但用户可以通过大量消耗计费资源的方式，来实现免费使用。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种数据流量的统计方法，以解决目前由于精度的计费，导致计费流量的庞大，而占用大量的计费设备资源的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种数据流量的统计方法，包括以下步骤A、预先配置计费组配置表；B、根据计费组信息和用户IP地址生成统计流表；C、当有数据包到达时，根据所述数据包的源IP和目的IP地址，并结合所述计费组配置表中的配置信息去查找统计流表，若查询到统计流表，则记录该数据包相应的流量信息。
步骤A中所述计费组是具有相同计费属性的多个IP地址的集合。
采用网段的方式预先为用户配置计费组配置表，所述计费组配置表的内容包括计费组ID、访问的目的IP地址、子网掩码。
所述统计流表包括用户IP地址和与其相对应的计费组ID，以及上行包计数、下行包计数或上行字节计数、下行字节计数。
步骤C中分别以所述数据包的源IP地址和目的IP地址查询统计流表来获得所述数据包的数据流向，若查询到，则所述数据包的数据流向为需要计费统计的上行数据或下行数据；否则，该数据包不需要计费统计。
步骤C中根据所述数据流向的IP地址查询计费组配置表，若能从该表中得到该用户的计费组ID，则统计该用户所对应计费组ID的数据包数和字节数，其具体实现过程包括根据所述上行数据的目的IP地址查询计费组配置表，若查询到，则获得该用户上行数据的计费组ID，并将该计费组ID所对应的上行包计数加一或/和所对应的上行字节计数加上所述数据包的字节数；或者是根据所述下行数据的源IP地址查询计费组配置表，若查询到，则获得该用户下行数据的计费组ID，并将该计费组ID所对应的下行包计数加一或/和所对应的下行字节计数加上所述数据包的字节数。
另外，本发明还提供一种网络设备根据流量计费的方法，包括以下步骤A、在网络设备上将与用户通信的对端IP地址进行分组，其中计费属性相同的IP地址设在同一计费组；B、网络设备收到数据包时，查询该数据包目的IP地址和源IP地址，并与上述用户IP地址和计费组进行匹配，若匹配成功，则将数据包对应的流量记录下来，用以生成计费信息。
在步骤B中，进一步判断数据包相对于用户是下行还是上行数据，并对上行和下行分别进行记录。
所述计费组是同一个网段的IP地址的集合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明通过数据包的源IP地址和目的IP地址组来对该用户的数据流量进行分类统计，即本发明能够按照访问的对象进行分类流量统计，使得数据流量统计计费更为灵活。统计效率高，只对用户需要计费统计的数据包才进行统计，这样不会有多余的数据包被统计，减少系统的统计资源。同时，本发明所述方法对统计资源的占用也是可控的，并且实现简单，计费系统的安全性好，能保证计费的准确性和可靠性，又能够很好的抵御各种攻击对计费采集的影响，同时计费采集的数据量不大，对计费数据的传输和对计费设备要求不高。另外，本发明所述方法配置简单，还可以直接串接在网络中，也可以采用镜像数据包的方式进行数据流量的计费统计，不但能保证计费准确，而且组网更方便。
图1是本发明所述数据流量的统计方法的流程图；图2是本发明所述数据流量的统计方法的一实施例的流程图；图3是本发明另一种所述数据流量的统计方法另一实施例的流程图；图4是本发明另一种所述数据流量的统计方法的流程图。
具体实施例方式
本发明的核心是根据不同的网站地址为用户配置计费组配置表，所述计费组配置表与用户通过认证上网的信息生成统计流表；当有数据包达到时，根据所述数据包的源IP地址和目的IP地址分别进行查询进行计费组配置表和统计流表，从所述计费组配置表和统计流表中分别获取所述数据包的流向(上行或下行)和计费组ID；并统计该用户对应计费组ID的数据包数或字节数，如果没有从计费组配置表或统计流表得到所述数据包的流向或计费组ID时，则不统计所述数据包。因此，本发明通过数据包的源IP地址和目的IP地址组来对该用户的数据流量进行统计，从而能够按访问的对象进行分类统计，使得数据流量统计计费更为灵活。同时，本发明所述方法对统计资源的占用是可控的，并且实现简单，统计效率高，能保证计费的准确性和可靠性。又能够很好的抵御各种攻击对计费采集的影响，同时计费采集的数据量不大，对计费数据的传输和对计费设备要求不高。
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
请参考图1，为本发明所述数据流量的统计方法的流程图。所述方法包括步骤步骤F10预先配置计费组配置表；步骤F11根据计费组信息和用户IP地址生成统计流表；步骤F12当有数据包到达时，根据所述数据包的源IP和目的IP地址，并结合所述计费组配置表中的配置信息去查找统计流表，若查询到统计流表，则记录该数据包相应的流量信息(步骤F13)。
在所述方法的步骤C中，可以根据所述数据包的源IP和目的IP地址分别来查找统计流表或计费组配置表，获得所述数据包的数据流向或计费组ID，再根据所述查询到的该数据包的数据流向或计费组ID，去查找相应的计费组配置表或计费流表，并记录该数据包相应的流量信息。具体的实现方式请参考图2和图3所示请参考图2，为本发明所述数据流量的统计方法的一实施例的流程图。所述方法包括步骤步骤S10预先配置计费组配置表；步骤S11根据计费组信息和用户IP地址生成统计流表；步骤S12当有用户的数据包到达时，根据所述数据包的数据流向查找计费组配置表，若能从中查到该用户的计费组ID，则统计该用户对应计费组ID的数据包数或字节数(步骤S13)；否则，不统计所述数据包(步骤S14)。
在步骤S10中，所述根据不同网站的IP地址预先为用户配置计费组配置表。所述计费组是根据用户计费策略来配置的，就是指具有同一计费特性的一组IP地址，表明同一用户访问该IP地址的计费特性是相同的。比如，如果访问国内的网址的流量的费率是一样的，就把国内的网址配置成一个计费组；如果访问日本的网址的流量的费率是一样的，则把日本的网址配置成一个计费组。其实，对上网的数据流量的计费与我们打电话的计费类似，我们可以把市内划为一个计费组，郊县的划为一个计费组，国内的划为一个计费组，国际的划为一个计费组，移动用户的划为一个计费组。如果用户打电话通过网络的同一组内的电话费率是一样的。因此，对用户上网的数据流量与上述打电话的原理类似。而本发明所述方法为了查找和配置方便，一般采用网段的方式进行配置，但并不限于这种配置，还可以根据其它方式进行配置。采用网段的方式进行配置时，其主要时根据配置计费组ID、网络的IP地址、子网掩码等几个主要的参数来配置计费组配置表，且所述计费组配置表还可以包括计费属性，如果是免费的，计费中心不对该计费组计费就可以了。所述计费组ID用于表征该计费组，网络的IP地址就是用户需要访问的目的IP地址与子网掩码配合，而组成一个目的IP网段。请参考表1，为以网段的方式来配置计费组配置表的。
表1
在步骤S11中，根据计费组配置信息与通过认证上网的用户，生成统计流表。所述统计流表的生成过程为如果一个通过认证的用户上网后，其用户的源IP地址为10.10.10.10，假设根据用户的计费策略，而为其配置了N个计费组，且每个计费组包括上行、下行包计数器和上行、下行字节计数器，所有这些参数就配置成一个统计流表项，且如果为用户配置了N个计费组的统计流表详见表2。
表2
由表2可知，所述N个计费组的统计流的一个表项的内容包括用户的源IP地址、计费组ID，且所述计费组ID又包括上行包计数器、下行包计数器、上行字节计数器和下行字节计数器。所述计费组ID中的这四个计数器可以根据用户需求适应性删减。如果用户只需要按字节数来统计收费，在所述的统计流表中只需要一个字节计数就可以了，但如果想根据上行、下行字节数按不同的费率来收费，就需要由上行、下行两个字节计数来统计计费。如果用户既需要根据数据包的个数来统计计费，又需要根据数据包的字节数来统计计费，且二者都需要分上行、下行分别来统计计费，则所述统计表的配置中就包括了上行、下行包计数和上行、下行字节计数项。也就是说，所述统计流表包括用户的源IP地址和统计计数器，所述统计计数器用来记录不同计费组ID对应的统计数据，需要统计的数据有上行、下行数据字节数和上行、下行包数或只统计上行、下行字节数和包数，也可以只统计两者中的一个，总之所述统计流表是根据具体用户的计费需求来确定的。
另外，所述统计流表是在生成后就固定不变了，因为其上网的用户数和配置计费组数都是固定的，所以生成的统计流表也是固定的，且所述统计流表生成后与该用户的行为无关。
在步骤S12中，当有数据包进入计费系统时，先以所述数据包的源IP地址查询所述统计流表，如果在统计流表中查询到(即命中)，则表明是所述数据包的流向是上行，且所述数据包为上行数据；如果在该统计流表中没有查询到(即没有命中)，则再以数据包的目的IP地址来查询统计流表，如果查询到(即命中)，则说明所述数据包的流向是下行，且所述数据包为下行数据。但是以数据包的源IP地址或者是目的IP地址两个查询的过程不分先后，谁先谁后都没有关系。如果以该数据包的源IP地址或者是目的IP地址都没有命中统计流表，则说明所述数据包不是需要统计计费的数据包，则丢弃。另外，所述数据包的流向不但可以通过查流表而得到，还可以通过其它方法来得到，例如可以根据指定端口，若出端口的是上行数据，则入端口就是下行数据，等等。因为所述根据指定的端口来获得数据包的流量已是现有技术，在这里就不再赘述。
而且，若所述数据包是上行数据，则再以该数据包的目的IP地址查询计费组配置表，若查询到，则获得该用户上行数据的计费组ID，同时对步骤S11中所得到的统计流表的对应匹配项的对应计费组ID相关的计数器进行累计，即对于上行数据，需将该计费组ID所对应的上行包计数加一，同时将该计费组ID对应的上行字节计数加上本次所述数据包的字节数。
若所述数据包是下行数据，则再以该数据包的源IP地址查询计费组配置表，若查询到，则获得该用户下行数据的计费组ID，同时对步骤S11中所得到的统计流表的对应匹配项的对应计费组ID相关的计数器进行累计，即对于下行数据，需将该计费组ID所对应的下行包计数加一，同时将该计费组ID对应的下行字节计数加上本次所述数据包的字节数(步骤S13)。
若对于上行数据或下行数据再以该数据包的目的IP地址查询计费组配置表都没有命中(或查询到)时，则说明所述数据包是不需要统计计费的数据包或是上网免费的数据包，将丢弃。
还请参考图3，为本发明所述数据流量的统计方法另一实施例的流程图，所述方法包括步骤步骤H10预先配置计费组配置表；步骤H11根据计费组信息和用户IP地址生成统计流表；步骤H12当有用户的数据包到达时，通过查询计费组配置表获取该用户的计费组ID，并根据所述计费组ID和数据包的源IP地址查询统计流表，若能查中，则获取该数据包的流向，统计该用户所对应计费组ID的数据包数或字节数(步骤H13)；否则，不统计所述数据包(步骤H14)。
所述步骤H10与上述方法的步骤S10都是预先为用户配置计费组配置表，其配置计费组的实现过程也相同。其中，计费组配置表详见上述表1。如表1中所述计费组就是指具同一计费特性的一组IP地址，表明同一用户访问该IP的计费特性相同，为了查找和配置方便。本发明所述方法一般采用网段的方式进行配置计费组配置表。其主要是根据计费组ID、IP地址、子网掩码和计费属性等几个特性参数来配置的，所述计费组ID用于表征该计费组，所述IP地址就是访问的目的IP地址，该IP地址与子网掩码配合来标识一个目的IP网段。
在步骤H11中，根据计费组配置信息与通过认证上网的用户，生成统计流表。所述统计流表的生成过程为如果用户通过其源IP地址61.10.0.0上网，且配置了计费组ID2，则生成上述表项包括该计费组对应的四个计数，如果还配置了计费组ID3则再生成一项，对于计费组ID为3，配置了几个计费组就生成几项，这个与前面的方法其实是一样的，无非前面的计费组全部在一条记录中，而所述方法把它分拆成几个记录，其内容是一样的。因为上网的用户数和配置计费组数都是固定的，所以生成的统计流表也是固定的。所述统计流表生成后与该用户的行为无关。其所述统计流表详见表3。由表3可知，所述统计流表内容包括源IP地址、计费组ID和统计计数器；而所述统计计数器是用来记录上行、下行流量字节数和上行、下行包数或只统计上行、下行字节数和包数或者只统计两者中的一个，总之所述统计流表是根据用户的具体计费需求来确定的。
表3
在步骤H12中，当有数据包进入计费系统后，分别以该数据包的源IP地址和目的IP地址查询计费组配置表，如果在该计费组配置表中查询到(或命中计费组查询表)，就得到计费组ID；如果两次都没有查询到，说明所述数据包是不需要计费统计的数据，将丢弃所述数据包。
如果以数据包的源IP地址通过查询计费组配置表得到计费组ID，则所述该计费组ID与所述数据包的源IP地址去匹配(查询)统计流表，如果命中，表明是下行数据，对下行相关的计数器进行累计，即将该计费组ID所对应的下行包计数加一和所对应的下行字节计数加上所述数据包的字节数。如果以数据包的目的IP查询到计费组ID，则所述计费组ID与数据包的源IP地址去匹配(匹配)统计流表，如果命中，则对上行数据将上行数据相关的计数器进行统计，即将该计费组ID所对应的上行包计数加一和所对应的上行字节计数加上所述数据包的字节数。如果以数据包的源IP地址和目的IP地址来查询计费组配置表都没有命中(得到计费组ID)，或者用得到的计费组ID与所述数据包的源或目的IP地址匹配(查询)统计流表时，也没有命中(查到)时，则说明所述数据包是不用计费统计的。
另外，本发明还提供一种网络设备根据流量计费的方法，所述方法的流程图详见图4，所述方法包括以下步骤步骤M10在网络设备上将与用户通信的对端IP地址进行分组，其中计费属性相同的IP地址设在同一计费组；步骤M11网络设备收到数据包时，查询该数据包目的IP地址和源IP地址，并与上述用户IP地址和计费组进行匹配，若匹配成功，则将数据包对应的流量记录下来，用以生成计费信息(步骤M12)。
在步骤M11中，根据所述数据包目的IP地址和源IP地址来查找统计流表，若以目的IP地址查询到时，则说明所述数据包是下行数据，若以源IP地址查询到时，则说明所述数据包是上行数据，并根据所述上行数据或下行数据的目的IP地址和源IP地址查找计费组配置表，获得计费组ID，并对所述计费组ID所对应的上行和下行数据流量进行记录。具体的实现过程如前所述。其中，所述计费组是同一个网段的IP地址的集合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干修改、等同替换和改进等，这些修改、等同替换和改进均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种数据流量的统计方法，其特征在于，包括A、预先配置计费组配置表；B、根据计费组和用户IP地址生成统计流表；C、当有数据包到达时，根据所述数据包的源IP和目的IP地址，并结合所述计费组配置表中的配置信息去查找统计流表，若查询到统计流表，则记录该数据包相应的流量信息。
2.根据权利要求1所述数据流量的统计方法，其特征在于，步骤A中所述计费组是具有相同计费属性的多个IP地址的集合。
3.根据权利要求2所述数据流量的统计方法，其特征在于，采用网段的方式预先为用户配置计费组配置表，所述计费组配置表的内容包括计费组ID、访问的目的IP地址、子网掩码。
4.根据权利要求1所述数据流量的统计方法，其特征在于，所述统计流表包括用户IP地址和与其相对应的计费组ID，以及上行包计数、下行包计数或上行字节计数、下行字节计数。
5.根据权利要求1所述数据流量的统计方法，其特征在于，步骤C中分别以所述数据包的源IP地址和目的IP地址查询统计流表来获得所述数据包的数据流向，若查询到，则所述数据包的数据流向为需要计费统计的上行数据或下行数据；否则，该数据包不需要计费统计。
6.根据权利要求5所述数据流量的统计方法，其特征在于，步骤C中根据所述数据流向的IP地址查询计费组配置表，若能从该表中得到该用户的计费组ID，则统计该用户所对应计费组ID的数据包数和字节数，其具体实现过程包括根据所述上行数据的目的IP地址查询计费组配置表，若查询到，则获得该用户上行数据的计费组ID，并将该计费组ID所对应的上行包计数加一或/和所对应的上行字节计数加上所述数据包的字节数；或者是根据所述下行数据的源IP地址查询计费组配置表，若查询到，则获得该用户下行数据的计费组ID，并将该计费组ID所对应的下行包计数加一或/和所对应的下行字节计数加上所述数据包的字节数。
7.一种网络设备根据流量计费的方法，其特征在于，包括以下步骤A、在网络设备上将与用户通信的对端IP地址进行分组，其中计费属性相同的IP地址设在同一计费组；B、网络设备收到数据包时，查询该数据包目的IP地址和源IP地址，并与上述用户IP地址和计费组进行匹配，若匹配成功，则将数据包对应的流量记录下来，用以生成计费信息。
8.根据权利要求7所述网络设备根据流量计费的方法，其特征在于，在步骤B中，进一步判断数据包相对于用户是下行还是上行数据，并对上行和下行分别进行记录。
9.根据权利要求7所述网络设备根据流量计费的方法，其特征在于，所述计费组是同一个网段的IP地址的集合。
全文摘要
本发明涉及一种数据流量的统计方法，所述方法包括步骤A.预先配置计费组配置表；B.根据计费组信息和用户IP地址生成统计流表；C.当有数据包到达时，根据所述数据包的源IP和目的IP地址，并结合所述计费组配置表中的配置信息去查找统计流表，若查询到统计流表，则记录该数据包相应的流量信息。本发明以解决目前由于精度的计费而导致计费流量的庞大，而占用大量的计费设备资源。而本发明所述方法能够按照访问的对象对数据流量进行分类统计，使得数据流量统计计费更为灵活且统计效率高。
文档编号H04L12/56GK1725708SQ200510080009
公开日2006年1月25日 申请日期2005年6月24日 优先权日2005年6月24日
发明者卢胜文, 曹刚, 李晓, 章贤君, 祝东健 申请人:杭州华为三康技术有限公司