专利名称：一种基于状态选择的网络带宽的控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络带宽管理技术，更具体地涉及一种基于状态选择的网络带宽的控 制方法及系统。
背景技术：
带宽管理是网络管理中的重要部分，是保障上网质量的重要手段。靠近用户端的 带宽管理主要有以下四个方面一是针对不同主机进行带宽管理，例如在多台计算机共享 一条出口链路的家庭网、网吧或企业网等共享式上网环境；二是针对某一主机或某一网络 中的不同业务进行带宽管理，如流媒体、P2p、HTTP、邮件等业务类型；三是针对不同传输方 向进行带宽管理，这主要是因为特定业务对上行和下行带宽需求不同，而且ADSL等网络所 能提供的上下行传输能力也不同；四是针对不同时段进行带宽管理，这是因为不同时段网 络中业务或活动主机的构成会有变化。每多考虑一个方面，带宽管理就增加一维。带宽管理的原则一是公平，二是高效，即在遵循考虑优先级的公平原则的基础上， 尽可能地提高带宽利用率，减少带宽浪费。现有的带宽管理技术一般是设定某一业务所能 占用带宽的上限(业务最大带宽)和下限(业务基本带宽)，并对不同业务排出优先级，根 据优先级进行带宽分配。在使用时，首先保证任何一项业务有权享有一个业务基本带宽，这 个带宽不会因为其他业务的挤用而损失，同时要求任何业务的流量不超过业务最大带宽， 然后根据优先级分配剩余的带宽，即第一优先级的业务拿走尽可能满足自己流量的带宽 (但不超过业务最大带宽)，第二优先级的业务从剩下的带宽中拿走尽可能满足自己流量 的带宽，依次从高优先级向低优先级类推。这种方法保证较高优先级的业务能够比较低优 先级的业务更优先地使用带宽。但是，这种优势是绝对的，例如，可能导致一个或几个高优 先级业务分别占用业务最大带宽而几个较低优先级业务只有业务基本带宽。然而，许多业 务的优先级差别并不是绝对，例如，迅雷下载和电驴下载。因此，简单地以优先级为依据进 行带宽管理在一定程度上有失公平。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于状态选择的网络带宽的控制方法及 系统，解决了网络带宽管理中对不同属性(可以是不同主机、不同业务、不同方向等)的流 量进行带宽管理的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种基于状态选择的网络带宽的控制方法，包 括网络端获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量的反馈和业务流量，并 依此生成一网络样本；网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获得的各组 业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配。进一步地，上述方法还可包括，所述网络端根据所述网络样本获得该组业务的带
4宽分配状态的信息，根据获得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配的步 骤，包括所述网络端根据计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽 分配状态的信息，根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评 分最高的带宽分配状态，对每组业务进行带宽分配。进一步地，上述方法还可包括，所述网络端根据所述网络样本获得该组业务的带 宽分配状态的信息，根据获得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配的步 骤，还包括所述网络端根据计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽 分配状态的信息，判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对每 组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调整后的业务组合进行网 络带宽分配。进一步地，上述方法还可包括，所述网络端判断若当前业务组合发生变化，则根据 所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务 组合，对调整后的业务组合进行网络带宽分配的步骤，包括所述网络端判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对 每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级，选择业务数相同下业务种类重合最多的 业务组合，根据所述带宽分配状态的信息中该组业务的网络访问质量的反馈的评分最高的 带宽分配状态，对该组业务进行带宽分配。本发明还公开了一种基于状态选择的网络带宽的控制系统，包括获取用户反馈 和业务流量单元、生成网络样本单元、获取带宽分配状态信息单元与网络带宽分配单元，其 中，获取用户反馈和业务流量单元，用于获取用户对每一组业务中不同业务的网络访 问质量的反馈和业务流量；生成网络样本单元，用于根据获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量 的反馈和业务流量，生成一网络样本；获取带宽分配状态信息单元，用于根据网络样本获得该组业务的带宽分配状态的 fn息；网络带宽分配单元，用于根据获得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带 宽分配。进一步地，上述系统还可包括，所述获取带宽分配状态信息单元，还用于根据所述 每组业务的网络样本，计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分 配状态的信息，其中所述带宽分配状态的信息中包括对每组业务的网络访问质量的反馈的 评分最高的带宽分配状态；所述网络带宽分配单元，还用于根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网 络访问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态，对每组业务进行带宽分配。进一步地，上述系统还可包括，所述获取带宽分配状态信息单元，进一步用于根据 所述每组业务的网络样本，计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带 宽分配状态的信息，其中包括每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级；
所述网络带宽分配单元，进一步用于判断若当前业务组合发生变化，则根据所述 带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合， 对调整后的业务组合进行网络带宽分配。进一步地，上述系统还可包括，所述网络带宽分配单元判断若当前业务组合发生 变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先 级调整业务组合，对调整后的业务组合进行网络带宽分配，是指所述网络带宽分配单元判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态 的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级，选择业务数相同下业务种类 重合最多的业务组合，根据所述带宽分配状态的信息中该组业务的网络访问质量的反馈的 评分最高的带宽分配状态，对该组业务进行带宽分配。与现有技术相比，应用本发明，根据用户对不同业务的网络访问质量的反馈，计算 出最优带宽分配状态，并且根据最优带宽分配状态分配和调整带宽，解决了网络带宽管理 中对不同属性(可以是不同主机、不同业务、不同方向等)的流量进行带宽管理的问题，同 时解决了当前网络带宽管理中仅以优先级为依据进行带宽管理有失公平的问题，提高了用 户的满意度。
图1是本发明的基于状态选择的网络带宽的控制方法的流程图；图2是本发明的基于状态选择的网络带宽的控制系统的结构示意图；图3是具体实例中选择样本中心的示意图；图4是具体实例中带宽分配状态图。
具体实施例方式本发明基于状态选择的网络带宽的控制方法的主要构思在于根据用户对不同业 务的网络访问质量的反馈，计算出最优带宽分配状态，并且根据最优带宽分配状态分配和 调整带宽。本发明解决了对不同属性(可以是不同主机、不同业务、不同方向等)的流量进行 带宽管理的问题，其中主要以针对不同业务的带宽管理作为论述对象，但是本发明的方法 可以推广至高维带宽管理。本发明针对现有技术的不足进行了改进，即在考虑业务基本带宽、业务最大带宽 和优先级的基础上，根据用户体验的质量为不同业务分配带宽。如图1所示，本发明的一种基于状态选择的网络带宽的控制方法，包括步骤110、网络端获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量的反馈和业 务流量，并依此生成一网络样本；步骤120、网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获 得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配。所述网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获得的 各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配的步骤，包括所述网络端根据计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配状态的信息，根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评 分最高的带宽分配状态，对每组业务进行带宽分配。或者所述网络端判断若当前业务组合发生变化时，还包括所述网络端根据所述 带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合， 对调整后的业务组合进行网络带宽分配。所述网络端判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对 每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调整后的业务组合进行 网络带宽分配，是指，所述网络端根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问 质量的反馈的评分的优先级，选择业务数相同下业务种类重合最多的业务组合，根据所述 带宽分配状态的信息中该组业务的网络访问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态，对该 组业务进行带宽分配。如图2所示，本发明的一种基于状态选择的网络带宽的控制系统，包括获取用户 反馈和业务流量单元、生成网络样本单元、获取带宽分配状态信息单元与网络带宽分配单 元，其中，获取用户反馈和业务流量单元，用于获取用户对每一组业务中不同业务的网络访 问质量的反馈和业务流量；生成网络样本单元，用于根据获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量 的反馈和业务流量，生成一网络样本；获取带宽分配状态信息单元，用于根据网络样本获得该组业务的带宽分配状态的 fn息；网络带宽分配单元，用于根据获得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带 宽分配。所述获取带宽分配状态信息单元，还用于根据所述每组业务的网络样本，计算所 述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配状态的信息，其中所述带宽 分配状态的信息中包括对每组业务的网络访问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态；所述网络带宽分配单元，还用于根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网 络访问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态，对每组业务进行带宽分配。所述获取带宽分配状态信息单元，进一步用于根据所述每组业务的网络样本，计 算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配状态的信息，其中包括 每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级；所述网络带宽分配单元，进一步用于判断若当前业务组合发生变化，则根据所述 带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合， 对调整后的业务组合进行网络带宽分配。所述网络带宽分配单元判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态 的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调整后的业 务组合进行网络带宽分配，是指所述网络带宽分配单元判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态 的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级，选择业务数相同下业务种类 重合最多的业务组合，根据所述带宽分配状态的信息中该组业务的网络访问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态，对该组业务进行带宽分配。下面结合具体实例对本发明作进一步说明。假设已知的网络业务有η种，优先级排序已知。业务类型用Wi表示，i表示优先 级，i = l，2，…，η。假设当前业务组合是W= [wi，w2，w5]，表示当前网络中运行了优先级 为1、2、5的三个业务。单个业务Wi的流量用Xi表示，用一个向量表示当前流量的组合，χ = [X1, x2, X5]。 用户根据上网质量的不同，可以给当前流量组合评出“好、较好、一般、较差、差”五个等级， 量化成从5分到1分。针对当前业务组合w进行多用户多次试验，可以得到多个样本&，分 别对应各自的评分。用S表示评分，假设S等于s e [1,2,…，5]时有1个样本，则可以求 得此w和S下样本的中心此中心可以作为此w和S对应的状态，表示为X^(S)。图3表示了网络中有两类业务时，某一评分s对应的流量样本，其中心为A。用上述方法可以为每一种业务组合W和评分S建立带宽分配状态XJy (S)。图4
是带宽分配状态图。为了便于表示，用w(j)代表业务数为j时的业务组合，其实业务数为 j时的组合有W-I个，因此错误！未找到引用源。实际上应该是三维的。对每一种业务组 合，S最大时对应的状态称为这种业务的最优带宽分配状态，用X^表示。最佳带宽分配状态可以作为带宽分配的依据。对当前业务组合按照最佳状态分配 带宽，可以得到最佳用户体验。如果业务组合发生改变，则带宽分配做相应地调整。当网络中可能的业务种类数η较小时，可以预先对所有业务组合都建立最佳带宽 分配状态。但业务种类增多时，组合数会急剧上升。例如，η = 3时，业务组合数m= 7 ;η =10时，m= 1023。因此，当η较大时，预先对所有业务组合建立最佳状态工作量较大。一 种可行的简化方案是，当η较大时，只对最常见的业务组合建立最佳状态，但保证每一种业 务数下至少有一个业务组合有对应的最佳状态。没有最佳状态的业务组合，选择同业务数 下业务种类重合最多的组合对应的最佳状态作为近似最佳状态，近似代替时要按照优先级 顺序依次对应各个业务的带宽。例如，当业务数为5时，业务组合W1= [wi; w2, w5, w6, W8]和 W2= [W1, w3，W5，W7，W8]分别已知最佳状态，当前业务组合为W3 = [W1, w2，w6，W8，W9],它同W1
相同的业务多于同W2相同的业务，因此选择W1对应的最佳状态乂作为W3的近似最佳状态，
按照优先级的从高到低依次对应。用户在使用过程中如果感觉上网质量较差，可以针对当 前业务组合调整带宽分配方案，建立最佳状态。使用用户评价建立最优状态的方法有较大的主观性，在使用的过程中，应该给每 个业务分配最小带宽作为访问网络的基本保障。按优先级分配带宽可以作为按状态分配带 宽的备用可选模式。由于网络上业务类型很难保持一个全面的统计，因此，对于不能识别的业务，可以 统一归为“未知类”。上述针对业务的方法可以推广。考虑主机、上下行和时段等属性后，可以建立基于
8高维状态的带宽分配方案。高维状态带宽分配方案需要考虑用户评价的权限和权重。例如， 在多个主机间分配带宽，用户为了给自己的主机争取更多带宽可能恶意对当前网络状况给 予差评，因此，这种情况下应该在网络使用前建立各个主机的最优带宽分配状态，在使用过 程中，个人评价对带宽分配的影响较小，网络管理员的评价对带宽分配的影响起主导作用
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种基于状态选择的网络带宽的控制方法，其特征在于，包括网络端获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量的反馈和业务流量，并依此 生成一网络样本；网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获得的各组业务 的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获得的各组 业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配的步骤，包括所述网络端根据计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配 状态的信息，根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分最 高的带宽分配状态，对每组业务进行带宽分配。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获得的各组 业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配的步骤，还包括所述网络端根据计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配 状态的信息，判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对每组业 务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调整后的业务组合进行网络带 宽分配。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网络端判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对每组 业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调整后的业务组合进行网络 带宽分配的步骤，包括所述网络端判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信息中对每组 业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级，选择业务数相同下业务种类重合最多的业务 组合，根据所述带宽分配状态的信息中该组业务的网络访问质量的反馈的评分最高的带宽 分配状态，对该组业务进行带宽分配。
5.一种基于状态选择的网络带宽的控制系统，其特征在于，包括获取用户反馈和业务流量单元、生成网络样本单元、获取带宽分配状态信息单元 与网络带宽分配单元，其中，获取用户反馈和业务流量单元，用于获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质 量的反馈和业务流量；生成网络样本单元，用于根据获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量的反 馈和业务流量，生成一网络样本；获取带宽分配状态信息单元，用于根据网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息；网络带宽分配单元，用于根据获得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述获取带宽分配状态信息单元，还用于根据所述每组业务的网络样本，计算所述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配状态的信息，其中所述带宽分配 状态的信息中包括对每组业务的网络访问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态；所述网络带宽分配单元，还用于根据所述带宽分配状态的信息中对每组业务的网络访 问质量的反馈的评分最高的带宽分配状态，对每组业务进行带宽分配。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述获取带宽分配状态信息单元，进一步用于根据所述每组业务的网络样本，计算所 述每组业务的网络样本的样本中心，获得每组业务的带宽分配状态的信息，其中包括每组 业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级；所述网络带宽分配单元，进一步用于判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽 分配状态的信息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调 整后的业务组合进行网络带宽分配。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述网络带宽分配单元判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信 息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级调整业务组合，对调整后的业务组 合进行网络带宽分配，是指所述网络带宽分配单元判断若当前业务组合发生变化，则根据所述带宽分配状态的信 息中对每组业务的网络访问质量的反馈的评分的优先级，选择业务数相同下业务种类重合 最多的业务组合，根据所述带宽分配状态的信息中该组业务的网络访问质量的反馈的评分 最高的带宽分配状态，对该组业务进行带宽分配。
全文摘要
本发明公开了一种基于状态选择的网络带宽的控制方法及系统，包括网络端获取用户对每一组业务中不同业务的网络访问质量的反馈和业务流量，并依此生成一网络样本；网络端根据所述网络样本获得该组业务的带宽分配状态的信息，根据获得的各组业务的带宽分配状态的信息进行网络带宽分配。应用本发明，根据用户对不同业务的网络访问质量的反馈，计算出最优带宽分配状态，并且根据最优带宽分配状态分配和调整带宽，解决了网络带宽管理中对不同属性的流量进行带宽管理的问题，同时解决了当前网络带宽管理中仅以优先级为依据进行带宽管理有失公平的问题，提高了用户的满意度。
文档编号H04L12/56GK102088405SQ20101059219
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者于宏毅, 孙武健, 李娜, 李鸥, 杨白薇, 王冠男 申请人:中国人民解放军信息工程大学