专利名称：一种接入设备及其带宽控制方法
技术领域：
本发明涉及接入网技术领域，具体涉及一种接入设备及其带宽控制方法。
背景技术：
随着宽带业务的广泛应用，IP电话、IP视频等业务的开展使用户的业务已经从简单上网业务发展到Voice(话音)业务、Video(视频)业务和Web(网页)浏览业务同时存在的阶段，这就导致运营商对于用户业务QoS(Quality of Service，服务质量)的要求越来越高。相应地，在开展业务时不仅要求能够控制用户的带宽，而且要求能够基于业务来控制带宽，这就给接入设备提出了新的QoS和带宽控制的要求。
现有技术一般来说都是使用CAR(Committed Access Rate，允许接入速率)功能来限制带宽。CAR功能的实现原理如图1所示，令牌生成器以一定的速率定时循环生成令牌，并放到令牌桶中。令牌的产生速率代表该令牌桶允许通过的平均流量，该值可以根据带宽需要来配置。每个令牌代表一定的字节数，如配置令牌生成器的速率为1Mbps，令牌产生的频度为每毫秒产生一个令牌，则一个令牌的长度为1M/1000/8＝125(bytes)。令牌桶用来存放令牌，令牌桶的容量代表突发度，突发度可以配置。如果令牌桶内部的令牌到达令牌桶的突发度，新生成的令牌将被丢弃。流量监管模块对输入的所有业务报文流量进行监管，当业务报文到达流量监管模块时，流量监管模块会针对通过的报文从令牌桶取一定数量的令牌，所取令牌的数量与帧长相等。流量监管模块根据每个报文的帧长到令牌桶查看令牌数是否足够，如果令牌数够，则取与帧长相等的令牌数，正常转发报文；如果令牌数不够则不取令牌，同时将该业务报文丢弃。
令牌生成器的处理流程如图2所示；流量监管模块的处理流程如图3所示，其中Pkt_len是当前需要做流量监管的报文对应的报文长度字节数；Token_len是令牌桶中当前令牌总量对应的字节数。
如图4所示，现有技术中第一种带宽限制方案是基于端口(PORT)应用CAR，每个端口都相应有一个独立令牌桶，这样就可以基于端口控制每个用户的带宽；端口带宽限制策略处理模块的处理流程如图5所示。这种带宽限制方案的缺点是只能控制用户的总带宽，不能基于用户的分类业务进行带宽控制，无法保证业务优先级的实现。
如图6所示，现有技术中第二种带宽限制方案是基于用户PVC(Permanent Virtual Connection，永久虚连接)应用CAR，每个PVC都相应有一个独立令牌桶，这样就可以基于PVC控制每个用户的带宽；PVC带宽限制策略处理模块的处理流程如图7所示。这种带宽限制方案的缺点是只有当一条PVC传输一种业务流时可以做到基于业务控制带宽，如果每条PVC传输多种业务流，就不能根据不同业务来控制带宽；在VDSL(Very high speed DSL，甚高速数字用户线)接入或者以太网接入不具有多PVC的条件时无法保证高优先级业务的带宽。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种接入设备及其带宽控制方法，克服现有技术的接入设备带宽控制方法无法基于业务优先级进行带宽控制的缺点。
本发明采用如下的技术方案一种接入设备，包括令牌桶模块，令牌桶模块包括令牌桶生成器、令牌桶，令牌桶生成器与令牌桶相连，还包括逻辑连接加优先级带宽控制处理模块，每个逻辑连接的每一业务优先级对应设置一个令牌桶模块，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块与每个令牌桶模块相连，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块用于接收来自每个逻辑连接的报文，根据报文的逻辑连接信息、优先级信息到相应的令牌桶模块取令牌，将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则转发报文；否则丢弃报文。
所述的接入设备，其中所述逻辑连接为端口，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为端口加优先级带宽控制处理模块。
所述的接入设备，其中所述逻辑连接为永久虚连接，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为永久虚连接加优先级带宽控制处理模块。
一种接入设备带宽控制方法，在接入设备上设置逻辑连接加优先级带宽控制处理模块、与每个逻辑连接的每一业务优先级对应的令牌桶模块，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块与每个令牌桶模块相连，令牌桶模块包括令牌桶生成器、令牌桶，令牌桶生成器与令牌桶相连，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块执行如下步骤A1、提取报文的逻辑连接信息、优先级信息和帧长信息；A2、根据逻辑连接信息、优先级信息到相应的令牌桶取令牌；A3、将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤A4，否则执行步骤A5；A4、转发报文；A5、丢弃报文。
所述的接入设备带宽控制方法，其中所述步骤A1包括步骤读取接入设备模式信息，根据接入设备模式信息提取报文的优先级信息。
所述的接入设备带宽控制方法，其中所述步骤A2包括步骤判断接入设备是否启动基于每个逻辑连接的允许接入速率功能，若是，则到相应的令牌桶取令牌，否则到指定的令牌桶取令牌。
所述的接入设备带宽控制方法，其中所述逻辑连接为端口，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为端口加优先级带宽控制处理模块。
所述的接入设备带宽控制方法，其中所述逻辑连接为永久虚连接，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为永久虚连接加优先级带宽控制处理模块。
本发明的技术方案基于业务优先级控制用户的业务带宽，可以更好地支持开展单用户多业务应用，更加有利于运营商开展话音、视频、上网合一的多业务应用。
本发明包括如下附图图1是现有技术CAR功能实现原理示意图；图2是现有技术令牌生成器处理流程图；图3是现有技术流量监管模块处理流程图；图4是现有技术结合CAR功能的基于端口进行带宽控制示意图；图5是现有技术端口带宽限制策略处理模块处理流程图；图6是现有技术结合CAR功能的基于PVC进行带宽控制示意图；图7是现有技术PVC带宽限制策略处理模块处理流程图；
图8是本发明基于PORT+优先级、利用CAR功能进行带宽控制示意图；图9是本发明PORT+优先级带宽控制处理模块处理流程图；图10是本发明基于PVC+优先级、利用CAR功能进行带宽控制示意图；图11是本发明PVC+优先级带宽控制处理模块处理流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明为了实现基于业务优先级控制业务带宽，处理模块在接收到报文后，必须提取报文优先级信息，优先级信息可以从VLAN TAG的802.1P域提取，或者从IP报文中的TOS域提取，具体提取原则是当接入设备工作在三层模式时，从TOS域提取优先级信息，当接入设备工作在二层模式时，从802.1p域提取优先级信息。在接入设备中基于PORT(PVC)+优先级做CAR，这种CAR功能可以基于用户配置打开或者关闭。这样不论用户使用单PVC还是多PVC，都能基于业务优先级控制带宽。
举例来说，若某个用户申请开通了10M带宽，有两个接入的用户端设备，一个是STB(Set Top Box，机顶盒)，一个是PC(Personal Computer，个人电脑)其中STB建立一条PVC到接入设备，可以上网，也可以视频；PC建立一条PVC到接入设备，可以上网，可以语音通信，也可以视频；接入设备做CAR的时候基于业务优先级来处理，把语音通信作为一种业务，如分配1M的带宽，把STB和PC的视频作为一种业务，如分配6M的带宽，STB和PC的上网业务分配剩下的3M带宽，这样分配带宽就不会产生各种业务之间抢占带宽的情形。
如图8所示，接入设备包括令牌桶模块，令牌桶模块包括令牌桶生成器、令牌桶，还包括PORT加优先级带宽控制处理模块，每个PORT的每一业务优先级对应设置一个令牌桶模块，PORT加优先级带宽控制处理模块与每个令牌桶模块相连，PORT加优先级带宽控制处理模块用于接收来自每个PORT的报文，根据报文的PORT信息、优先级信息和帧长信息到相应的令牌桶模块取令牌，若令牌数够，则转发报文；若令牌数不够，则丢弃报文。802.1p域和TOS域都是3Bits，可以将业务分为0优先级到7优先级共8个优先级；每种PORT+优先级都对应一个单独令牌桶，实现基于PORT+优先级的带宽控制。
如图9所示，PORT+优先级带宽控制处理模块的处理流程如下步骤1读取接入设备模式信息，根据接入设备模式信息提取报文的优先级信息；步骤2提取报文的PORT信息和帧长信息；步骤3判断接入设备是否启动基于每个PORT的CAR功能，若是，则执行步骤4，否则执行步骤6；步骤4根据PORT信息、优先级信息到相应的令牌桶取令牌；步骤5将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤8，否则执行步骤9；步骤6到指定的令牌桶取令牌；步骤7将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤8，否则执行步骤9；步骤8转发报文；步骤9丢弃报文。
优先级信息选择，主要是选择802.1p域或者TOS域，这里一般的选取原则是当接入设备工作在二层模式时，选取802.1p域，设备工作在三层模式时，选取TOS域；丢弃的报文转到统计模块进行处理；基于PORT判断是否启动基于PORT+优先级的CAR时，如果未启动，我们就固定选择PORT+优先级0做基于PORT的CAR处理，此处选择固定优先级的方式没有限制，可以选取0到7的任一个优先级，只需要配置相应参数和固定在某一个优先级对应的令牌桶模块即可。
在ADSL或者ATM接入时还有一种带宽限制策略是基于PVC+优先级的带宽限制策略，在VDSL2或者以太网等基于IP接入，没有PVC的情况下就不能基于这种策略，只能基于PORT+优先级带宽控制策略。
如图10所示，接入设备包括令牌桶模块，令牌桶模块包括令牌桶生成器、令牌桶，还包括PVC加优先级带宽控制处理模块，每个PVC的每一业务优先级对应设置一个令牌桶模块，PVC加优先级带宽控制处理模块与每个令牌桶模块相连，PVC加优先级带宽控制处理模块用于接收来自每个PVC的报文，根据报文的PVC信息、优先级信息和帧长信息到相应的令牌桶模块取令牌，若令牌数够，则转发报文；若令牌数不够，则丢弃报文。
如图11所示，PVC+优先级带宽控制处理模块的处理流程如下步骤1读取接入设备模式信息，根据接入设备模式信息提取报文的优先级信息；步骤2提取报文的PVC信息和帧长信息；步骤3判断接入设备是否启动基于每个PVC的CAR功能，若是，则执行步骤4，否则执行步骤6；步骤4根据PVC信息、优先级信息到相应的令牌桶取令牌；步骤5将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤8，否则执行步骤9；步骤6到指定的令牌桶取令牌；步骤7将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤8，否则执行步骤9；步骤8转发报文；步骤9丢弃报文。
按照802.1p和TOS 3Bits的情况，一般是将优先级分为0到7共8个级别；PVC数目是基于设备支持的PVC数目确定的，PVC数目大于等于PORT数；每种PVC+优先级都对应一个单独令牌桶，实现基于PVC+优先级的带宽控制；优先级信息选择，主要是选择802.1p或者TOS域，这里一般的选取原则是当接入设备工作在二层模式时，选取802.1p域，设备工作在三层模式时，一般选取TOS作为优先级域；丢弃的报文转到统计模块进行处理；基于PVC判断是否启动基于PVC+优先级的CAR时，如果未启动，我们就固定选择PVC+优先级0做基于PVC的CAR处理，此处选择固定优先级的方式没有限制，可以固定选取0到7的任一优先级，只需要配置相应参数和固定在某一个优先级的令牌桶模块即可。
虽然通过参照本发明的优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种接入设备，包括令牌桶模块，令牌桶模块包括令牌桶生成器、令牌桶，令牌桶生成器与令牌桶相连，其特征在于还包括逻辑连接加优先级带宽控制处理模块，每个逻辑连接的每一业务优先级对应设置一个令牌桶模块，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块与每个令牌桶模块相连，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块用于接收来自每个逻辑连接的报文，根据报文的逻辑连接信息、优先级信息到相应的令牌桶模块取令牌，将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则转发报文；否则丢弃报文。
2.根据权利要求1所述的接入设备，其特征在于所述逻辑连接为端口，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为端口加优先级带宽控制处理模块。
3.根据权利要求1所述的接入设备，其特征在于所述逻辑连接为永久虚连接，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为永久虚连接加优先级带宽控制处理模块。
4.一种接入设备带宽控制方法，其特征在于，在接入设备上设置逻辑连接加优先级带宽控制处理模块、与每个逻辑连接的每一业务优先级对应的令牌桶模块，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块与每个令牌桶模块相连，令牌桶模块包括令牌桶生成器、令牌桶，令牌桶生成器与令牌桶相连，逻辑连接加优先级带宽控制处理模块执行如下步骤A1、提取报文的逻辑连接信息、优先级信息和帧长信息；A2、根据逻辑连接信息、优先级信息到相应的令牌桶取令牌；A3、将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤A4，否则执行步骤A5；A4、转发报文；A5、丢弃报文。
5.根据权利要求4所述的接入设备带宽控制方法，其特征在于，所述步骤A1包括步骤读取接入设备模式信息，根据接入设备模式信息提取报文的优先级信息。
6.根据权利要求5所述的接入设备带宽控制方法，其特征在于，所述步骤A2包括步骤判断接入设备是否启动基于每个逻辑连接的允许接入速率功能，若是，则到相应的令牌桶取令牌，否则到指定的令牌桶取令牌。
7.根据权利要求4所述的接入设备带宽控制方法，其特征在于所述逻辑连接为端口，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为端口加优先级带宽控制处理模块。
8.根据权利要求4所述的接入设备带宽控制方法，其特征在于所述逻辑连接为永久虚连接，所述逻辑连接加优先级带宽控制处理模块为永久虚连接加优先级带宽控制处理模块。
全文摘要
本发明公开了一种接入设备及其带宽控制方法。接入设备包括令牌桶模块、处理模块，每个逻辑连接的每一业务优先级设置一个令牌桶模块，处理模块用于接收来自逻辑连接的报文，根据报文的逻辑连接、优先级到相应的令牌桶模块取令牌，将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则转发报文；否则丢弃报文。带宽控制方法在处理模块上执行步骤A1、提取报文的逻辑连接信息、优先级信息和帧长信息；A2、根据逻辑连接信息、优先级信息到相应的令牌桶取令牌；A3、将报文字节数与令牌对应的字节数进行比较，若令牌对应的字节数大于报文字节数则执行步骤A4，否则执行步骤A5；A4、转发报文；A5、丢弃报文。
文档编号H04L12/56GK101064672SQ20061006048
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月24日 优先权日2006年4月24日
发明者谢卫平, 赵求鹏 申请人:华为技术有限公司