专利名称：业务网络内提供端到端服务质量保证的装置和方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯领域，尤其涉及一种业务网络内提供端到端服务质量保证的装置和方法。
背景技术：
随着电信网络技术和用户需求的不断发展，各种单一的网络运营商正在向综合信息提供商转变，向用户提供的业务由传统的语言业务为主向丰富多彩的多媒体业务和数据业务发展，比如，向用户提供MMS(multi-mediamessage service，多媒体信息业务)、新闻、视频电话、互动消息、游戏、音乐、娱乐和位置服务等。这些多媒体业务和数据业务吸引了更多的用户，给运营商带来了更多的网络业务流量和营业收入，同时这些丰富多彩的多媒体业务和数据业务构成了一个新的叠加网络-业务网络。
随着各种丰富多彩的业务的不断涌现及用户各种需求的不断增加，未来的电信网络将是以用户为中心的，满足用户对业务的性能要求是至关重要的，直接关系到用户对网络运营商的满意度和忠诚度。
相对传统的语言业务等电信业务，上述多媒体业务和数据业务的种类和复杂度也在不但增大，具有更复杂的业务逻辑，一个用户业务可能需要业务网内多个业务服务器的共同协调才能完成，如现在热门的组合业务、业务链等都需要业务网内多个应用服务器的协作才能满足用户需求。
因而，如何在上述情况下保证用户仍然能够获得良好的业务体验已经成为网络运营商一个亟待解决的问题。
现有技术中一种在业务网络内对用户业务提供QoS(服务质量)保证的方法为采用网络准入系统的解决方案。该方案的架构如图1所示，该方案在网络的边缘节点上部署一个或多个NAC(Network admission control，网络准入控制设备)，在核心网络上部署一个或多个NCS(Network controlserver，网络控制服务器)，根据当前网络的资源使用情况、负载率及请求的数据流所需要的QoS保证决定是否允许该数据流通过本网络，该技术主要用于避免出现资源瓶颈，保证具有QoS要求的数据传输。
上述现有技术的方法的缺点为1、该方法是针对单一类型的应用服务器，监控的资源均为统一的同质的资源。而各个异构型应用服务器所包含的资源各不相同，该方法不能同时为各种不同的异构型应用服务器提供资源监控和准入控制。因此，该方法不具备可扩展性，不适用于整个业务网络。
2.该方法无法根据请求的数据流的特点动态选择、检测所需的应用服务器。
发明内容
本发明的目的是提供一种业务网络内提供端到端服务质量保证的装置和方法，从而可以保证业务网络内端到端的业务QoS，提高业务网络内应用服务器的使用效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种业务网络内提供端到端服务质量保证的装置，该装置通过资源监控管理器SRM来实现，所述SRM包括业务处理单元、资源管理单元和业务接口单元，其中，业务接口单元为用户业务提供接口，通过所述接口接收应用服务器传递过来的服务请求，将接收到的服务请求传递给业务处理单元；通过所述接口将业务处理单元针对所述用户业务产生的处理计划传递给请求的应用服务器；资源管理单元监控和管理业务网络内应用服务器的资源使用情况；根据业务处理单元发送过来的查询请求，向业务处理单元返回相应的应用服务器的资源使用情况信息；业务处理单元根据业务接口单元传递过来的服务请求中携带的用户业务所要求的服务质量QoS要求信息，向资源管理单元发送查询请求，接收资源管理单元返回的相应的应用服务器的资源使用情况信息，针对所述用户业务产生处理计划，将该具体处理计划传递给业务接口单元。
还包括策略管理单元针对用户业务提供具体的控制策略，将该控制策略传递给业务处理单元；业务处理单元利用该控制策略产生针对所述用户业务的处理计划。
所述的资源管理单元具体包括资源监控单元用于通过主动查询或者应用服务器主动上报的方式监控所管辖的应用服务器的资源使用情况；并根据业务处理单元产生的针对所述用户业务的处理计划修改相关应用服务器的可用资源参数；资源交互单元提供SRM之间的交互接口，通过该交互接口SRM向其他SRM发送查询请求，查询其他SRM所管辖的应用服务器资源使用情况；接收其他SRM发送过来的查询请求，将本SRM所管辖的应用服务器资源使用情况返回给所述请求的其他SRM。
所述的SRM采用分布式的方式或者集中式的方式或者混合式的方式部署在业务网络中。
一种业务网络内提供端到端服务质量保证的方法，包括步骤
SRM接收到用户业务的服务请求，所述SRM根据所监控到的应用服务器的资源使用情况和所述用户业务的QoS要求对所述用户业务进行处理，将处理结果返回给所述服务请求的发送方。
具体包括A1、应用服务器向SRM发送服务请求，该服务请求中携带用户业务所要求的QoS参数信息和应用服务器类型信息；A2、SRM根据所述用户业务所要求的应用服务器类型信息，在其所监控到的应用服务器的资源使用情况中进行查询；和/或，与其它SRM进行交互，获得相应的应用服务器的地址和当前资源使用情况信息；A3、SRM根据所述用户业务所要求的QoS参数信息、获取的相应的应用服务器的地址和当前资源使用情况信息以及设定的控制策略信息，产生针对所述用户业务的处理计划，将该处理计划传递给所述请求的应用服务器。
所述的处理计划包括拒绝所述用户业务的服务请求；或者，给所述用户业务提供服务的应用服务器列表和地址信息。
所述的控制策略包括在满足用户业务的QoS要求下选择当前响应时间最小的应用服务器；和/或，在满足用户业务的QoS要求下选取当前负载率最低的应用服务器；和/或，在满足用户业务的QoS要求下随机选取应用服务器；和/或，在满足用户业务的QoS要求下选取参数值与用户业务要求的QoS参数值之间差值最小的应用服务器。
所述的服务请求的发送方为应用服务器或用户。
还包括
在业务网络内设置SRM，使用所述SRM监控业务网络内应用服务器的资源使用情况。
所述的应用服务器的资源使用情况包括应用服务器的QoS参数信息，该QoS参数信息包括应用服务器的负载率、响应时间、带宽、码率和/或显示分辨率信息。
还包括在SRM中维护一个资源状态列表，该资源状态列表中包括应用服务器的标识、应用服务器的地址和该应用服务器的QoS参数信息。
所述的资源状态列表在SRM中采用可扩展标记语言XML格式存储。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过在业务网络中设置SRM(Service resource monitor/management，资源监控管理器)，SRM动态监控业务网络内应用服务器的资源使用情况，并动态作出具体的业务处理计划。从而可以保证业务网络内端到端的业务QoS，提高业务网络内应用服务器的使用效率，可以最大限定的保障用户的业务使用及体验，优化整个业务网路内的资源使用率。解决现有技术无法针对业务的特点进行异构性的QoS保障及无法动态选择、检测所需的应用服务器的缺点。
图1为现有技术中采用网络准入系统的解决方案的架构示意图；图2为SRM采用分布式的方式部署时的网络的体系架构示意图；图3为本方法所述SRM的功能架构示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种业务网络内提供端到端服务质量保证的装置和方法，本发明的核心为在业务网络中设置SRM，SRM动态监控业务网络内应用服务器的资源使用情况，并根据获得的资源使用情况、控制策略以及用户业务的QoS要求动态作出具体的业务处理计划。
下面先结合附图来详细描述本发明所述装置，本方法所述装置通过SRM来实现。
SRM作为一个资源管理装置动态监控和管理业务网络内应用服务器的资源使用情况，该资源使用情况包括应用服务器的QoS参数信息、应用服务器之间的传输延迟，应用服务器提供的媒体资源等，该QoS参数信息包括应用服务器的负载率、响应时间、带宽信息、码率和显示分辨率信息等。每种应用服务器对应的QoS参数是不一样的，有的可能是负载率、带宽，有的可能是码率、显示分辨率，有的可能是带宽、显示负载率。
SRM根据所述用户业务所要求的QoS参数信息、获取的应用服务器的资源使用情况以及控制策略信息，产生针对所述用户业务的处理计划，将该处理计划传递给所述请求的应用服务器。
SRM可以采用集中式的方式或者采用分部式的方式或者是采用混合的方式部署在业务网络中。在采用集中式的方式部署时，一个SRM需要监控整个业务网络内部所有的应用服务器的资源使用情况。采用分部或混合的方式部署时，可能需要多个SRM来监控业务网络内部的资源使用情况，其中每个SRM可能监控一个或多个应用服务器的资源使用，SRM与SRM之间存在通讯接口。SRM采用分布式的方式部署时，网络的体系架构如图2所示，AS为应用服务器。
如图2所示，最下层为基本的网络层，用于保证应用服务器与应用服务器、应用服务器与SRM、SRM与SRM之间的通讯，可能包含多个路由器和物理链路，用于处理具体的用户业务，给用户业务提供应用服务。基本的网络层的上面为业务网络，在业务网络中，需要多个应用服务器协同工作才能处理一个用户业务的服务请求。
SRM与应用服务器之间可以是一对一，也可以是一对多的关系，SRM与SRM之间需要相互进行通讯从而在整个业务网络内提供端到端的QoS保证。
上述SRM的功能架构图如图3所示，包括业务接口单元、资源监控单元、资源交互单元、业务处理单元和策略管理单元等模块。
上述SRM的中的各个模块的功能描述如下业务接口单元为用户业务提供查询和响应接口，通过所述查询接口接收从应用服务器传来的服务请求，将接收到的服务请求传递给业务处理单元。该服务请求包括用户业务所要求的QoS参数值、QoS参数名及相关要求、需要的应用服务器的标识符及数目等信息。其中QoS参数要求包括但不限于整个业务的响应时间、所需要的带宽等。业务接口单元还通过所述响应接口将业务处理单元针对所述用户业务产生的具体处理计划下发到所述发送服务请求的应用服务器，该具体处理计划中包含给用户业务提供服务的应用服务器列表和地址信息，或者，拒绝所述用户业务的服务请求信息。
资源监控单元用于监控和管理所管辖的应用服务器的资源使用情况，资源监控单元主动查询相关应用服务器的资源使用情况(也可以是各应用服务器主动向资源监控单元上报当前的资源使用情况)，将获取的应用服务器的资源使用情况进行保存，并传递给业务处理单元。在资源监控单元中应维护一张资源状态列表，该资源状态列表中包括应用服务器ID、应用服务器的地址及该应用服务器所提供的各种QoS参数，这些QoS参数包含但不限于应用服务器的当前响应时间、当前负载率和当前可用带宽等信息。由于各种应用服务器所涉及的QoS参数各不相同，很难用数据库进行统一的建模，因此，上述资源状态列表在资源监控单元中采用XML(可扩展标记语言)格式存储。并根据业务处理单元模块传递过来的策略决定修改相关应用服务器的可用资源参数。
描述上述资源状态列表的XML文件的格式可以如下所示<服务列表>
<服务标识＝“服务1”地址＝“地址1”>
<资源标识＝“资源1”>当前值1</资源>
<资源标识＝“资源2”>当前值2</资源>
</服务>
<服务标识＝“服务2”地址＝“地址2”>
<资源标识＝“资源2”>当前值3</资源>
<资源标识＝“资源3”>当前值4</资源>
</服务>
</服务列表>
该XML文件对应的Schema为<？XML version＝”1.0”？>
<Schema name＝”Resource monitor”xmlns＝”http://www.w3.org/2001/XMLSchema”>
<element name＝”resourceList”>
<complexType>
<element name＝”service”maxOccurs＝”unbounded”>
<complexType>
<element name＝”resource”type＝”string”maxOccurs＝”unbounded”>
<attribute name＝″id″type＝″string″>
</element>
</complexType>
</element>
</complexType>
</element>
</Schema>
资源交互单元用于提供SRM之间的交互接口，通过该交互接口SRM可以向其他SRM发送资源查询请求，查询其他SRM所管辖的应用服务器资源使用情况。所述对其他SRM发出的资源查询请求包括应用服务器类型及用户业务要求的QoS参数。
通过该交互接口SRM也可以接收其他SRM发送过来的资源查询请求，并返回响应信息。在响应其它SRM的查询请求时，需要与资源监控单元进行交互取得相关应用服务器的资源使用状态。所述返回的响应信息包括应用服务器的标识、地址及当前资源的使用情况(如当前响应时间等)。
需要说明的是一个用户业务所要求的应用服务器可能并不在本SRM所管理的范围内，而在其他SRM所管辖的范围内，所以需要各个SRM之间进行通讯交互从而达到端到端的QoS保证。
业务处理单元是SRM的主控模块，进行具体的用户业务处理。它根据业务接口单元发送过来的服务请求中携带的用户业务所要求的应用服务器类型及当前SRM所监控的应用服务器种类分别向资源交互单元和/或资源监控单元进行相关查询。
根据策略管理单元传递过来的当前策略、从资源交互单元和/或资源监控单元返回的当前各应用服务器的资源可用情况及所述用户业务所要求的QoS参数信息作出具体的业务处理计划，然后将制定出的处理计划通过业务接口单元传递给所述发送服务请求的应用服务器。其中，具体的业务处理计划可能是拒绝所述服务请求，也可能是满足所述服务请求所要求的具体的应用服务器列表和地址信息。
策略管理单元对用户业务提供具体的控制策略及对应算法，将该控制策略及对应算法传递给业务处理单元。具体的控制策略包括但不限于1、在满足用户业务QoS要求下选择当前响应时间最小的应用服务器。
2、在满足用户业务QoS要求下选取当前负载率最低的应用服务器。
3、在满足用户业务QoS条件下随机选取适当的应用服务器。
4、在满足用户业务QoS要求下选取参数值最相近于用户业务的QoS参数值的应用服务器等。
基于上述装置，本发明所述方法的实施例的处理流程包括如下步骤步骤1应用服务器通过业务接口单元向该应用服务器所属的SRM发送服务请求，该服务请求中携带用户业务所要求的应用服务器类型和QoS参数信息。
步骤2所述SRM中的业务处理单元获取接收到的所述服务请求中携带的用户业务所要求的应用服务器类型和QoS参数信息。
当所述用户业务所要求的应用服务器类型均在所述SRM中的资源监控单元中保存时，则所述SRM中的业务处理单元向该SRM中的资源监控单元发送查询请求，查询相应的应用服务器的资源使用情况信息。资源监控单元根据发送过来的查询请求获取用户业务所要求的应用服务器地址及当前资源使用情况(如当前响应时间)信息，并将所获取的应用服务器地址及当前资源使用情况信息返回给业务处理单元。
当所述用户业务所要求的应用服务器类型均在其他SRM管辖的范围内时，则所述SRM中的业务处理单元向资源交互单元发送上述查询请求，资源交互单元与所述其他SRM进行交互，将接收到的上述查询请求转交给所述其他SRM，并且接收所述其它SRM返回的用户业务所要求的应用服务器地址及当前资源使用情况信息，将接收到的应用服务器地址及当前资源使用情况信息返回给业务处理单元。
当所述用户业务所要求的应用服务器类型同时在所述SRM的资源监控单元和其他SRM管辖的范围内时，则业务处理单元同时向资源交互单元和资源监控单元发送上述查询请求，接收资源交互单元和资源监控单元返回的用户业务所要求的应用服务器地址及当前资源使用情况信息。
步骤3、业务处理单元根据所述资源交互单元和/或资源监控单元返回的用户业务所要求的应用服务器地址及当前资源使用情况信息，以及策略管理单元传递过来的当前控制策略和该用户业务所要求的QoS参数信息作出具体的业务处理计划，然后将制定出的处理计划通过业务接口单元传递给上述发送服务请求的应用服务器。其中，如果不能满足用户业务的QoS要求，则具体的业务处理计划是拒绝该用户业务的服务请求；否则，具体的业务处理计划中包括给所述用户业务提供服务的应用服务器列表和地址信息。
所述SRM的资源监控单元根据上述获得的应用服务器地址及当前资源信息对相关应用服务器的相关资源参数进行修改。
上述本发明所述方法的一个应用场景如下用户通过发送一个短信选择所要看的电影，在这个应用场景中，短信服务器处理用户发送的短信，然后将相关信息转发给电影服务器，电影服务器根据收到的信息播放相关电影给用户。
当前分别有短信服务器1、短信服务器2和短信服务器3，上述三个短信服务器由SRM1进行管理，各个短信服务器当前的资源使用情况分别为服务器1延迟＝0.5ms，负载率＝50％；服务器2延迟＝1ms，负载率＝30％；服务器3延迟＝2ms，负载率＝70％。
当前分别有电影服务器1、电影服务器2，上述两个电影服务器由SRM2进行管理，各个电影服务器当前的资源使用情况分别为电影服务器1延迟＝3ms，负载率＝50％，带宽＝20K，电影服务器2延迟＝4ms，负载率＝40％，带宽＝40K。当前控制策略为在满足业务QoS要求下选择当前响应时间最小的应用服务器。
SRM1收到服务请求，该服务请求中携带用户业务对短信服务器和电影服务器的需求及用户业务的服务质量要求信息，具体为总的延迟＜5.5ms，电影服务器的带宽＞30K。SRM1根据上述用户业务的服务质量要求，查询资源监控单元，资源监控单元返回短信服务器1、短信服务器2的当前资源使用情况信息。SRM1还向SRM2发送携带上述用户业务的服务质量要求信息的查询请求，SRM2向SRM1返回符合上述用户业务的服务质量要求(带宽＞30K)的电影服务器2的当前资源使用情况信息。
SRM1根据上述短信服务器1、短信服务器2和SRM2返回的信息，确定当前满足上述用户业务的服务质量要求的短信服务器、电影服务器组合为短信服务器1，电影服务器2短信服务器2，电影服务器2SRM1又根据上述当前控制策略，即选择当前响应时间最小的应用服务器，选取短信服务器1和电影服务器2为该用户业务服务，并将短信服务器1和电影服务器2的相关信息返回给该请求者。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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
1.一种业务网络内提供端到端服务质量保证的装置，其特征在于，该装置通过资源监控管理器SRM来实现，所述SRM包括业务处理单元、资源管理单元和业务接口单元，其中，业务接口单元为用户业务提供接口，通过所述接口接收应用服务器传递过来的服务请求，将接收到的服务请求传递给业务处理单元；通过所述接口将业务处理单元针对所述用户业务产生的处理计划传递给请求的应用服务器；资源管理单元监控和管理业务网络内应用服务器的资源使用情况；根据业务处理单元发送过来的查询请求，向业务处理单元返回相应的应用服务器的资源使用情况信息；业务处理单元根据业务接口单元传递过来的服务请求中携带的用户业务所要求的服务质量QoS要求信息，向资源管理单元发送查询请求，接收资源管理单元返回的相应的应用服务器的资源使用情况信息，针对所述用户业务产生处理计划，将该具体处理计划传递给业务接口单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括策略管理单元针对用户业务提供具体的控制策略，将该控制策略传递给业务处理单元；业务处理单元利用该控制策略产生针对所述用户业务的处理计划。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的资源管理单元具体包括资源监控单元用于通过主动查询或者应用服务器主动上报的方式监控所管辖的应用服务器的资源使用情况；并根据业务处理单元产生的针对所述用户业务的处理计划修改相关应用服务器的可用资源参数；资源交互单元提供SRM之间的交互接口，通过该交互接口SRM向其他SRM发送查询请求，查询其他SRM所管辖的应用服务器资源使用情况；接收其他SRM发送过来的查询请求，将本SRM所管辖的应用服务器资源使用情况返回给所述请求的其他SRM。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的SRM采用分布式的方式或者集中式的方式或者混合式的方式部署在业务网络中。
5.一种业务网络内提供端到端服务质量保证的方法，其特征在于，包括步骤SRM接收到用户业务的服务请求，所述SRM根据所监控到的应用服务器的资源使用情况和所述用户业务的QoS要求对所述用户业务进行处理，将处理结果返回给所述服务请求的发送方。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，具体包括A1、应用服务器向SRM发送服务请求，该服务请求中携带用户业务所要求的QoS参数信息和应用服务器类型信息；A2、SRM根据所述用户业务所要求的应用服务器类型信息，在其所监控到的应用服务器的资源使用情况中进行查询；和/或，与其它SRM进行交互，获得相应的应用服务器的地址和当前资源使用情况信息；A3、SRM根据所述用户业务所要求的QoS参数信息、获取的相应的应用服务器的地址和当前资源使用情况信息以及设定的控制策略信息，产生针对所述用户业务的处理计划，将该处理计划传递给所述请求的应用服务器。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的处理计划包括拒绝所述用户业务的服务请求；或者，给所述用户业务提供服务的应用服务器列表和地址信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的控制策略包括在满足用户业务的QoS要求下选择当前响应时间最小的应用服务器；和/或，在满足用户业务的QoS要求下选取当前负载率最低的应用服务器；和/或，在满足用户业务的QoS要求下随机选取应用服务器；和/或，在满足用户业务的QoS要求下选取参数值与用户业务要求的QoS参数值之间差值最小的应用服务器。
9.如权利要求5所述的的方法，其特征在于，所述的服务请求的发送方为应用服务器或用户。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括在业务网络内设置SRM，使用所述SRM监控业务网络内应用服务器的资源使用情况。
11.根据权利要求5、6或9所述的方法，其特征在于，所述的应用服务器的资源使用情况包括应用服务器的QoS参数信息，该QoS参数信息包括应用服务器的负载率、响应时间、带宽、码率和/或显示分辨率信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在SRM中维护一个资源状态列表，该资源状态列表中包括应用服务器的标识、应用服务器的地址和该应用服务器的QoS参数信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的资源状态列表在SRM中采用可扩展标记语言XML格式存储。
全文摘要
本发明提供了一种业务网络内提供端到端服务质量保证的装置和方法，该装置通过SRM(资源监控管理器)来实现，主要包括业务处理单元、资源管理单元和业务接口单元。该方法主要包括SRM接收到用户业务的服务请求，所述SRM根据所监控到的应用服务器的资源使用情况和所述用户业务的QoS要求对所述用户业务进行处理，将处理结果返回给所述服务请求的发送方。利用本发明所述装置和方法，保证业务网络内端到端的业务QoS(服务质量)，提高业务网络内应用服务器的使用效率。
文档编号H04L12/54GK101083517SQ200610083218
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者邹现军, 李彦, 石晓旻 申请人:华为技术有限公司