专利名称：一种ip网络中业务流传输控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及IP网络流量控制与服务质量管理领域，尤其涉及一种IP网 络中业务流传输控制方法及系统。
背景技术：
随着互联网技术的迅猛发展，新兴业务如视频会议、VoIP(Voice over IP, IP电话)等多媒体业务所占比重日益提高。由于不同的业务流都具有不同的 行为特征和用户体验，所以其对服务质量(Quality of Service, QoS)的需 求也不相同。例如，多媒体即时通信大多对丢包率和延迟要求较高，而基于 TCP (Transfer Control Protocol,传输控制协议)的各种业务则没有上述 要求。为了提高业务的用户满意度，在尽力而为(Best Effort)传送的IP 网络中，通常的做法是赋予多媒体通信高优先级，优先满足其所需网络资源。
为了解决大规模网络中各种业务QoS需求的差异问题，IETF (国际互联 网工程任务组)提出了 DiffServ模型。按照QoS需求的相似性，将业务流划 分为具有不同优先级的若干类型，分别在边界路由器和中间路由器进行识别、 分类、标记和流量管理等操作，从而在统计层面上对网络中的整合业务流进 行网络资源管理和分配。然而，DiffServ并不能对单条业务流进行有效管理 和精确控制，这导致多业务流间带宽分配的不平衡和业务流带宽控制的不稳 定。
另一方面，IETF针对单条业务流的资源管理和控制提出了 IntServ模型， 其基本思想是在业务发起前进行端到端链路的资源预留，在业务进行期间由 各中间网络设备保证其带宽。IntServ的确能够弥补DiffServ缺乏业务流粒 度控制的弱点，但大量的信令交互、处理流程和路由器开销极大限制了其实 用性。
综上所述，现有技术存在的缺点包括根据业务流类型分配网络资源的 方案缺少公平性，并且业务流资源预留方案的交互流程和信令开销过多。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种IP网络中业务流传输控制 方法及系统，用以提高同类型业务流的网络资源分配公平性，减少资源预留 的交互流程和信令开销，并避免对丢包敏感的业务流的不必要的丢包。
本发明公开了一种IP网络中业务流传输控制方法，将业务流划分到不同 的类型，包括
歩骤1，为各个所述类型设置对应的优先级、抢占度和业务流最低维持 带宽；
步骤2，在所有所述类型的总输入带宽之和大于输出额定带宽时，按所 述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流最低维持带宽；
步骤3，在所述步骤2完成后存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序
依据所述类型对应的抢占度和总输入带宽为所述类型分配输出带宽；
步骤4，在所述步骤3完成后还存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺
序为所述类型补充分配输出带宽，在所述剩余输出带宽提供的带宽范围内使
所述类型的总输入带宽同所述类型被分配的输出带宽的差值最小；
歩骤5，对于被分配有输出带宽的类型，按其中各个业务流的输入带宽
占业务流所属类型的总输入带宽的百分比，将所述输出带宽分配给所述各个
业务流。
所述步骤2进一步包括
步骤21，判断所有业务流的输入带宽总和是否大于所述输出额定带宽， 如果是，则执行步骤22;
步骤22，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流最低维持带 宽，直至所述输出额定带宽被分配完或所有所述业务流都被分配有业务流最 低维持带宽。
所述抢占度的值^并且"；
所述步骤3进一步包括
步骤31，所述输出额定带宽减去所有己被分配的业务流最低维持带宽之 和，所得差值为所述剩余输出带宽，判断所述剩余输出带宽是否大于0，如 果是，则重复执行步骤32，直至所述剩余输出带宽被分配完或所有所述类型
都被分配有所述输出带宽；
所述步骤32，按优先级顺序选择当前被分配的类型；判断所述剩余输出 带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同所述类型对应的抢占度的乘 积，如果是，则为所述类型分配的输出带宽等于所述乘积，否则，为所述类 型分配的输出带宽等于所述剩余输出带宽；将被分配的所述输出带宽从所述
剩余输出带宽中扣除。
所述步骤4进一步包括
歩骤41，判断所述剩余输出带宽是否大于O，如果是，重复执行步骤42， 直至所述剩余输出带宽被补充分配完或所有所述类型都已被补充分配；
所述步骤42，按优先级顺序选择当前被补充分配的类型；判断所述剩余 输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同1减去所述类型对应的 抢占度差值的乘积，如果是，则为所述类型补充分配的输出带宽等于所述乘 积，否则，为所述类型补充分配的输出带宽等于所述剩余输出带宽；将被补 充分配的所述输出带宽从所述剩余输出带宽中扣除。
所述步骤5后还包括
步骤51，设置最大突发度和突发度基数，将每个所述业务流对应的突发 度初始化，在接收到的数据包为所述数据包所属业务流的第一个数据包时， 将允许发送时间设置为当前时间同所述数据包对应的数据包拟传输时长之 和，发送所述数据包；
步骤52，在接收到的数据包不为所述数据包所属业务流的第一个数据包 时，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和所述业务流对应的突 发度中的较小值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前时间同所述接收 的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新为所述突发度同 一个所述突发度基数的和同所述最大突发度中的较小值，发送所述数据包， 否则，执行步骤53;
步骤53，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和所述突发度 中的较大值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前时间同所述接收的数 据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新为所述突发度减去一 个所述突发度基数的差和所述最大突发度的相反数中较大值，发送所述数据 包，否则，执行步骤54;
步骤54，丢弃所述接收的数据包。
所述类型对应的抢占度不小于优先级比所述类型的优先级低的类型对应 的抢占度。
本发明还公开了一种IP网络中业务流传输控制系统，用于将业务流划分
到不同的类型，所述系统包括带宽分配模块，所述带宽分配模块包括
参数设置模块，用于为各个所述类型设置对应的优先级、抢占度和业务 流最低维持带宽；
业务流最低维持带宽分配模块，用于在所有所述类型的总输入带宽之和 大于输出额定带宽时，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流最低
维持带宽；
类型输出带宽分配模块，用于在所述业务流最低维持带宽分配模块分配 完成后存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序依据所述类型对应的抢占度 和总输入带宽为所述类型分配输出带宽；
类型输出带宽补充分配模块，用于在所述类型输出带宽分配模块分配完 成后还存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序为所述类型补充分配输出带 宽，在所述剩余输出带宽提供的带宽范围内使所述类型的总输入带宽同所述 类型被分配的输出带宽的差值最小；
业务流输出带宽分配模块，用于对于被分配有输出带宽的类型，按其中 各个业务流的输入带宽占业务流所属类型的总输入带宽的百分比，将所述输 出带宽分配给所述各个业务流。
所述业务流最低维持带宽分配模块进一步用于在所有业务流的输入带宽
总和大于所述输出额定带宽时，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业
务流最低维持带宽，直至所述输出额定带宽被分配完或所有所述业务流都被
分配有业务流最低维持带宽。 所述抢占度的值^并且"；
所述类型输出带宽分配模块进一步用于从所述输出额定带宽中减去所有 已被分配的业务流最低维持带宽之和，所得差值为所述剩余输出带宽，判断 所述剩余输出带宽是否大于0，如果是，则重复进行输出带宽分配过程，直 至所述剩余输出带宽被分配完或所有所述类型都被分配有所述输出带宽；
所述输出带宽分配过程为按优先级顺序选择当前被分配的类型；判断所
述剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同所述类型对应的 抢占度的乘积，如果是，则为所述类型分配的输出带宽等于所述乘积，否则， 为所述类型分配的输出带宽等于所述剩余输出带宽；将被分配的所述输出带 宽从所述剩余输出带宽中扣除。
所述类型输出带宽补充分配模块进一歩用于判断所述剩余输出带宽是否 大于0，如果是，重复进行输出带宽补充分配过程，直至所述剩余输出带宽 被补充分配完或所有所述类型都己被补充分配；
所述输出带宽补充分配过程为按优先级顺序选择当前被补充分配的类 型；判断所述剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同l减 去所述类型对应的抢占度差值的乘积，如果是，则为所述类型补充分配的输 出带宽等于所述乘积，否则，为所述类型补充分配的输出带宽等于所述剩余 输出带宽；将被补充分配的所述输出带宽从所述剩余输出带宽中扣除。
所述系统还包括带宽控制模块，
所述带宽控制模块包括初始化模块、第一判断模块、第二判断模块和数 据包丢弃模块，
所述初始化模块，用于设置最大突发度和突发度基数，将每个所述业务 流对应的突发度初始化，在收到的数据包为所述数据包所属业务流的第一个 数据包时，将允许发送吋间设置为当前时间同所述数据包对应的数据包拟传 输时长之和，发送所述数据包；
所述第一判断模块，用于在接收到的数据包不为所述数据包所属业务流 的第一个数据包时，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和所述 业务流对应的突发度中的较小值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前 时间同所述接收的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新 为所述突发度同一个所述突发度基数的和同所述最大突发度中的较小值，发 送所述数据包，否则，启动所述第二判断模块；
所述第二判断模块，用于判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于 0和所述突发度中的较大值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前时间 同所述接收的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新为所 述突发度减去一个所述突发度基数的差和所述最大突发度的相反数中较大 值，发送所述数据包，否则，启动所述数据包丢弃模块；
所述数据包丢弃模块，用于丢弃所述接收的数据包。
所述类型对应的抢占度不小于优先级比所述类型的优先级低的类型对应 的抢占度。
本发明的有益效果在于，采用本发明的带宽分配方案，由于按业务流输 入带宽占类型的总输入带宽百分比进行输出带宽分配，从而提高同类型业务 流的网络资源分配公平性；并且由于未采用资源预留，减少资源预留的交互 流程和信令开销；此外，通过引入突发度控制业务流的数据包发送速率，避 免了对丢包敏感的业务流的不必要的丢包。
图1是本发明系统中带宽分配模块的结构图； 图2是本发明系统中带宽控制模块的结构图； 图3是多业务接入的网络示意图； 图4是本发明业务流带宽分配方法的流程图5是本发明业务流带宽控制方法的流程图。
具体实施例方式
本发明系统，用于将业务流划分到不同的类型，包括带宽分配模块101 和带宽控制模块102。
带宽分配模块101包括参数设置模块111、业务流最低维持带宽分配
模块112、类型输出带宽分配模块113、类型输出带宽补充分配模块114和业 务流输出带宽分配模块115。
参数设置模块111，用于为各个类型设置对应的优先级、抢占度，以及 业务流最低维持带宽。
优先级顺序决定对应类型中所有业务流接受带宽分配的顺序。
抢占度表明在分配过程中，在网络剩余带宽允许的情况下，该类型所有 业务流能够获得的实际带宽占类型中所有业务流的输入带宽的比例，抢占度 的值^0并且"。优先级越高，抢占度越高，因而，类型对应的抢占度不小 于优先级比该类型的优先级低的类型对应的抢占度。
业务流最低维持带宽，用于防止业务流由于分配不到带宽而出现断流的 极端情形而设置的，本实施例中业务流最低维持带宽为1Kbps。业务流最低 维持带宽分配模块112，用于在所有类型的总输入带宽之和大于输出额定带
宽时，按优先级顺序为所述业务流分配业务流最低维持带宽。
输入带宽是指业务流数据到达设备后不经任何处理情况下形成的带宽。
输出带宽是指经过处理或限制后业务流数据即将离开设备时形成的带宽。同
一条业务流的输出带宽一定不大于其输入带宽。
类型的总输入带宽，是指类型包含的所有业务流的输入带宽之和。因而，
所有类型的输入带宽之和为当前所有业务流的输入带宽之和。
输出额定带宽，由进行数据包处理设备的硬件的处理速度和网络物理带
宽决定，是设备所能提供的最大输出带宽。
业务流最低维持带宽分配模块112在所有业务流的输入带宽总和大于所 述输出额定带宽时，按所述优先级顺序为业务流分配设置的业务流最低维持 带宽，直至所述输出额定带宽被分配完或所有所述业务流都被分配有业务流 最低维持带宽。
类型输出带宽分配模块113，用于在业务流最低维持带宽分配模块112 分配完成后存在剩余输出带宽时，按优先级顺序依据类型对应的抢占度和总 输入带宽为类型分配输出带宽。
类型输出带宽分配模块113从输出额定带宽中减去所有已被分配的业务 流最低维持带宽之和，所得差值为剩余输出带宽，判断该剩余输出带宽是否 大于0，如果是，则重复进行输出带宽分配过程，直至当前的剩余输出带宽 为0或所有类型都被分配有输出带宽。
上述输出带宽分配过程为按优先级顺序选择当前被分配的类型；判断当 前剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同该类型对应的抢 占度的乘积，如果是，则为该类型分配的输出带宽等于该乘积，否则，为该 类型分配的输出带宽等于当前的剩余输出带宽；将被分配的输出带宽从当前 的剩余输出带宽中扣除。
类型输出带宽补充分配模块114，用于在类型输出带宽分配模块113分 配完成后还存在剩余输出带宽时，按优先级顺序为类型补充分配输出带宽， 在剩余输出带宽提供的带宽范围内使类型的总输入带宽同类型被分配的输出 带宽的差值最小。
类型输出带宽补充分配模块114判断当前的剩余输出带宽是否大于0，
如果是，重复进行输出带宽补充分配过程，直至当前的剩余输出带宽为o或
所有类型都已被补充分配。
上述输出带宽补充分配过程为按优先级顺序选择当前被补充分配的类 型；判断当前剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同l减 去所述类型对应的抢占度差值的乘积，如果是，则为该类型补充分配的输出 带宽等于所述乘积，否则，为该类型补充分配的输出带宽等于当前剩余输出 带宽；将被补充分配的输出带宽从当前剩余输出带宽中扣除。
业务流输出带宽分配模块115，用于对于被分配有输出带宽的类型，按
其中各个业务流的输入带宽占该业务流所属类型的总输入带宽的百分比，将 该类型的输出带宽分配给其包含的各个业务流。
业务流输出带宽分配模块115将业务流的输入带宽占其所属类型的总输
入带宽的百分比同该类型的输出带宽相乘，所得乘积为该业务流被分得的所 属类型的输出带宽。
业务流输出带宽，为业务流被分配的业务流最低维持带宽同该业务流被 分得的所属类型的输出带宽之和。
本发明系统还包括带宽控制模块102。
带宽控制模块102包括初始化模块121、第一判断模块122、第二判断 模块123和数据包丢弃模块124。
初始化模块121，用于设置最大突发度和突发度基数，将每个业务流对 应的突发度初始化，在收到的数据包为该数据包所属业务流的第一个数据包 时，将允许发送时间设置为当前时间同所述数据包对应的数据包拟传输时长 之和，发送该数据包。
突发度，为一个时间量，表示容忍数据包发送的最早时间提前量。
突发度基数，用来实施对突发度的增减操作。
最大突发度，限定的突发度的最大值。
本实施例中最大突发度是突发度基数的整数倍。
数据包拟传输时长，为数据包大小同业务流输出带宽的比值。
允许发送时间和突发度被初始化为0。
第一判断模块122，用于在接收到的数据包不为所述数据包所属业务流 的第一个数据包时，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和该业 务流对应的突发度中的较小值，如果是，则更新允许发送时间为当前时间同 接收的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将突发度更新为该突发度同一 个突发度基数的和与最大突发度中较小值，发送该数据包，否则，启动第二
判断模块123。
第二判断模块123，用于判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0 和该业务流对应的突发度中的较大值，如果是，则更新允许发送时间为当前 时间同接收的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将突发度更新为突发度 减去一个突发度基数的差和最大突发度的相反数中较大值，发送该数据包， 否则，启动数据包丢弃模块124。
数据包丢弃模块124，用于丢弃接收的数据包。
本发明系统位于接入路由器或接入网关上。
本实施例提供一种支持优先级的多业务流并存条件下业务流带宽的分配 与控制方法。
本实施例主要应用于IPv4或IPv6网络，应用于连接终端的接入路由器 或网关上。
本实施例中网络拓扑环境如图3所示，包括第一终端301、第二终端302、 第三终端303和连接于终端的接入路由器310。第一终端301、第二终端302、 第三终端303可分别任意运行SIP协议(Session Initiation Protocol,会 话发起协议)、DNS协议(域名解析协议)、VoIP业务(互联网电话)、视 频会议、视频点播、电子邮件、文件传输、Web应用等业务。
本实施例中本发明的系统位于接入路由器310上。
接入路由器310具有输出额定带宽^^,,，该参数由接入路由器310的硬 件处理速度和网络物理带宽决定。
将业务流划分为 个类型，每种类型具有不同的优先级，优先级序列为 U， 2，……，~}，数值越小代表优先级越高。
每种类型具有抢占度，类型对应的抢占度序列为(PC①，PC(2)，……， PC(A^)h规定抢占度取值范围大于等于0，小于等于l,并且抢占度序列为
非递增的，1^pc(i)^c……^PC(;Vp)20。
优先级表征业务流在带宽分配中的顺序关系。例如在优先级为l的业务
流Fa和优先级为2的业务流Fb并存条件下，优先为Fa分配带宽。
抢占度则表明在带宽资源允许的范围内，对应类型的所有业务流将至少 获得其输入带宽的比例。如抢占度为0.95表示在剩余带宽资源允许的范围 内，该类型被分配的输出带宽为该类型中所有业务的输入带宽总和的95%。 当剩余带宽资源不允许时，该类型只能获得当前全部剩余带宽，例如剩余带 宽只有100Kbps，被分配类型的所有业务流的输入带宽总和为200Kbps时， 该类型也只会获得不超过50%的带宽，而不是95%。
当前正在运行的业务流总数为 ，所有业务流的集合为S。每一条业务 流具有一个优先级，具有相同优先级的业务流属于一个子集合，据此将S划 分为iVp个业务流子集合"(l)， 5(2),……，S(7V》h每个子集合为一个类型。 上述类型互不相交，且它们的并集为集合S。
记S(O所包含的业务流总数为AT(o ，业务流被分别记为 F(/，l)，F(/,2),…,F(/,輝))。对于任意一条业务流尸(/,力，其中B^7V(0，都设有
三个相关参数输入带宽"，/"5『(/，力，输出带宽F/，6W^f^,力和突发度 5"W(/,力。为了防止业务流由于分配不到带宽而断流，设置有业务流最低维 持带宽值尺"/^//& ，本实施例中所有业务流的业务流最低维持带宽值为 1Kbps。
本实施例中，优先级划分方案为SIP、 DNS业务为信令开销极小的重要 协议，VoIP业务为时延要求严格的实时业务，所以SIP、 DNS和VoIP业务被 划分为第一优先级；视频会议和视频点播业务被划分为第二优先级;电子邮 件、文件传输为非实时业务，被划分为第四优先级V其余业务被划分为第三 优先级。
在各终端上运行的所有业务流都正常工作时，接入路由器310周期性地 维护当前所有业务流的信息，包括源/目的IPv4或IPv6地址、源/目的端 口号、业务流类型、业务流优先级、业务流的输入带宽，并实施本发明的带 宽分配方法，如图4所示。
步骤S401，为各个类型设置对应的优先级、抢占度和业务流最低维持带
宽c
步骤S402，判断接入路由器310是否过载，如果过载，执行步骤S403， 否则，执行步骤S408。
类型邓)的总输入带宽7V/^/wi 『(/)的值按如下公式获得。
<formula>formula see original document page 17</formula>
如果 ；
<formula>formula see original document page 17</formula>
则接入路由器310不过载，否则，接入路由器310过载。 步骤S403，按所述优先级顺序为业务流分配业务流最低维持带宽。 若^印^^" >5『。/,则表示输出额定带宽不能保证为所有业务流都分 配到业务流最低维持带宽，则按照优先级从高到低的顺序将当前所有业务流 的输出带宽设置为业务流最低维持带宽，相同优先级的业务流先后顺序不定， 未分配到业务流最低维持带宽的业务流的输出带宽设置为0。
步骤S404，判断是否有剩余带宽，如果是，执行歩骤S405，否则，执行 步骤S408。
步骤S405，更新剩余输出带宽5^_,为^^-^印乂/^><^/，按优先级 顺序为类型分配输出带宽。
按优先级顺序选择当前分配输出带宽的类型，当前分配的类型优先级为 ，为该类型分配的输出带宽<formula>formula see original document page 17</formula>和中的较 小值，更新5K，,,为S『p歸,-M'"(7>pe/"S『(/) x PC(O, Srp，,,)。
判断^^，,,是否为0，如果是，则执行步骤S406，否则，重复上述过程 直至优先级最低的类型被分配完成。
步骤S406，判断5『w是否为0，如果是，则直接执行步骤S407，否则， 按优先级顺序为类型补充分配输出带宽，在剩余带宽允许的条件下使类型的 总输入带宽同类型被分配的输出带宽的差值最小，执行步骤S407。
按优先级顺序选择当前分配输出带宽的类型，当前分配的类型优先级为 z-，为该类型补充分配的输出带宽为<formula>formula see original document page 17</formula>和S^一中的较小 值，补充分配后，该类型被分配的输出带宽7>戸0"^『(/)更新为 7<formula>formula see original document page 17</formula>剩余输出带宽更新为 曹—-M,"(7>—x (1 -户C(/))，扉—)。
判断S^，,是否为0，如果是，则执行步骤S407，否则，重复上述过程 直至优先级最低的类型被补充分配完成。
步骤S407，对于被分配有输出带宽的类型，按其中各个业务流的输入带
宽占该类型的总输入带宽的百分比，将所述输出带宽分配给该类型中的各个 业务流。
类型i中的业务流被分配的输出带宽FlowOutBW (i,j)为 <formula>formula see original document page 18</formula>步骤S408，结束。
当某业务流的一个数据包P到达时，记它的大小为Size(P)，单位为字节 (Byte)。由上述带宽分配算法计算出的类型i中的业务流乂的输出带宽为 FlwOutBW(i，j)，单位为比特每秒(bps)。本发明的带宽控制方法流程图如图 5所示。
步骤S501 ，设置最大突发度Maxburst和突发度基数A ，将将突发度Brust和允许发送时间PermitTime初始化为0。
步骤S502，在接收到类型i中的业务流j的数据包时，判断接入路由器是 否过载，如果是，则执行步骤S503，否则，执行步骤S506。
步骤S503，判断PermitTime是否为0，如果是，则执行步骤S504，否则IJ， 执行步骤S505。
步骤S504，确定PermitTime的值为
<formula>formula see original document page 18</formula>，其中，Cw7Yme为当前时伺， 并且发送该数据包。
步骤S505，若Cwr77we — Penm'm'me < Mz'"(O,，则更新Penw"77me为 Cwr77wc H--SZze(T)——^ ，
更新Brust为Brust-△和MaxBrust中的较小值，将该数据包发送； 若<formula>formula see original document page 18</formula>,则更新PermitTime为 <formula>formula see original document page 18</formula>,
更新为Brust为Brust-△和MaxBrust中的较大值，将该数据包发送； 在其他情况下，将该数据包丢弃。 步骤S506，结束。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条
件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限 于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1.一种IP网络中业务流传输控制方法，将业务流划分到不同的类型，其特征在于，包括步骤1，为各个所述类型设置对应的优先级、抢占度和业务流最低维持带宽；步骤2，在所有所述类型的总输入带宽之和大于输出额定带宽时，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流最低维持带宽；步骤3，在所述步骤2完成后存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序依据所述类型对应的抢占度和总输入带宽为所述类型分配输出带宽；步骤4，在所述步骤3完成后还存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序为所述类型补充分配输出带宽，在所述剩余输出带宽提供的带宽范围内使所述类型的总输入带宽同所述类型被分配的输出带宽的差值最小；步骤5，对于被分配有输出带宽的类型，按其中各个业务流的输入带宽占所述业务流所属类型的总输入带宽的百分比，将所述输出带宽分配给所述各个业务流。
2. 如权利要求1所述的IP网络中业务流传输控制方法，其特征在于， 所述步骤2进一步包括步骤21，判断所有业务流的输入带宽总和是否大于所述输出额定带宽， 如果是，则执行步骤22;步骤22，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流最低维持带 宽，直至所述输出额定带宽被分配完或所有所述业务流都被分配有业务流最 低维持带宽。
3. 如权利要求1所述的IP网络中业务流传输控制方法，其特征在于， 所述抢占度的值^并且"；所述步骤3进一步包括步骤31，所述输出额定带宽减去所有已被分配的业务流最低维持带宽之 和，所得差值为所述剩余输出带宽，判断所述剩余输出带宽是否大于0，如 果是，则重复执行步骤32，直至所述剩余输出带宽被分配完或所有所述类型 都被分配有所述输出带宽； 所述步骤32，按优先级顺序选择当前被分配的类型；判断所述剩余输出 带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同所述类型对应的抢占度的乘 积，如果是，则为所述类型分配的输出带宽等于所述乘积，否则，为所述类 型分配的输出带宽等于所述剩余输出带宽；将被分配的所述输出带宽从所述剩余输出带宽中扣除。
4. 如权利要求1所述的IP网络中业务流传输控制方法，其特征在于，所述步骤4进-步包括步骤41，判断所述剩余输出带宽是否大于O，如果是，重复执行步骤42， 直至所述剩余输出带宽被补充分配完或所有所述类型都已被补充分配；所述步骤42，按优先级顺序选择当前被补充分配的类型；判断所述剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同1减去所述类型对应的 抢占度差值的乘积，如果是，则为所述类型补充分配的输出带宽等于所述乘积，否则，为所述类型补充分配的输出带宽等于所述剩余输出带宽；将被补 充分配的所述输出带宽从所述剩余输出带宽中扣除。
5. 如权利要求1所述的IP网络中业务流传输控制方法，其特征在于， 所述步骤5后还包括步骤51，设置最大突发度和突发度基数，将每个所述业务流对应的突发度初始化，在接收到的数据包为所述数据包所属业务流的第一个数据包时， 将允许发送时间设置为当前时间同所述数据包对应的数据包拟传输时长之和，发送所述数据包；步骤52，在接收到的数据包不为所述数据包所属业务流的第一个数据包 时，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和所述业务流对应的突 发度中的较小值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前时间同所述接收 的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新为所述突发度同 一个所述突发度基数的和同所述最大突发度中的较小值，发送所述数据包， 否则，执行步骤53;步骤53，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和所述突发度 中的较大值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前时间同所述接收的数 据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新为所述突发度减去一 个所述突发度基数的差和所述最大突发度的相反数中较大值，发送所述数据 包，否则，执行步骤54;步骤54，丢弃所述接收的数据包。
6. 如权利要求1至5中任一权利要求所述的IP网络中业务流传输控制 方法，其特征在于，所述类型对应的抢占度不小于优先级比所述类型的优先 级低的类型对应的抢古度。
7. —种IP网络中业务流传输控制系统，用于将业务流划分到不同的类型，其特征在于，所述系统包括带宽分配模块，所述带宽分配模块包括参数设置模块，用于为各个所述类型设置对应的优先级、抢占度和业务流最低维持带宽；业务流最低维持带宽分配模块，用于在所有所述类型的总输入带宽之和 大于输出额定带宽时，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流最低 维持带宽；类型输出带宽分配模块，用于在所述业务流最低维持带宽分配模块分配 完成后存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序依据所述类型对应的抢占度 和总输入带宽为所述类型分配输出带宽；类型输出带宽补充分配模块，用于在所述类型输出带宽分配模块分配完 成后还存在剩余输出带宽时，按所述优先级顺序为所述类型补充分配输出带 宽，在所述剩余输出带宽提供的带宽范围内使所述类型的总输入带宽同所述 类型被分配的输出带宽的差值最小；业务流输出带宽分配模块，用于对于被分配有输出带宽的类型，按其中 各个业务流的输入带宽占业务流所属类型的总输入带宽的百分比，将所述输 出带宽分配给所述各个业务流。
8. 如权利要求7所述的IP网络中业务流传输控制系统，其特征在于， 所述业务流最低维持带宽分配模块进一步用于在所有业务流的输入带宽总和 大于所述输出额定带宽时，按所述优先级顺序为所述业务流分配所述业务流 最低维持带宽，直至所述输出额定带宽被分配完或所有所述业务流都被分配 有业务流最低维持带宽。
9. 如权利要求7所述的IP网络中业务流传输控制系统，其特征在于， 所述抢占度的值^并且"；所述类型输出带宽分配模块进一步用于从所述输出额定带宽中减去所有 己被分配的业务流最低维持带宽之和，所得差值为所述剩余输出带宽，判断 所述剩余输出带宽是否大于0，如果是，则重复进行输出带宽分配过程，直 至所述剩余输出带宽被分配完或所有所述类型都被分配有所述输出带宽；所述输出带宽分配过程为按优先级顺序选择当前被分配的类型；判断所 述剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同所述类型对应的 抢占度的乘积，如果是，则为所述类型分配的输出带宽等于所述乘积，否则， 为所述类型分配的输出带宽等于所述剩余输出带宽；将被分配的所述输出带 宽从所述剩余输出带宽中扣除。
10. 如权利要求7所述的IP网络中业务流传输控制系统，其特征在于， 所述类型输出带宽补充分配模块进一歩用于判断所述剩余输出带宽是否大于 0，如果是，重复进行输出带宽补充分配过程，直至所述剩余输出带宽被补充 分配完或所有所述类型都已被补充分配；所述输出带宽补充分配过程为按优先级顺序选择当前被补充分配的类 型；判断所述剩余输出带宽是否大于等于被选择的类型的总输入带宽同l减 去所述类型对应的抢占度差值的乘积，如果是，则为所述类型补充分配的输 出带宽等于所述乘积，否则，为所述类型补充分配的输出带宽等于所述剩余 输出带宽；将被补充分配的所述输出带宽从所述剩余输出带宽中扣除。
11. 如权利要求7所述的IP网络中业务流传输控制系统，其特征在于， 所述系统还包括带宽控制模块，所述带宽控制模块包括初始化模块、第一判断模块、第二判断模块和数 据包丢弃模块，所述初始化模块，用于设置最大突发度和突发度基数，将每个所述业务 流对应的突发度初始化，在收到的数据包为所述数据包所属业务^E的第一个 数据包时，将允许发送时间设置为当前时间同所述数据包对应的数据包拟传 输时长之和，发送所述数据包；所述第一判断模块，用于在接收到的数据包不为所述数据包所属业务流 的第一个数据包时，判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于0和所述 业务流对应的突发度中的较小值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前 时间同所述接收的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新 为所述突发度同一个所述突发度基数的和同所述最大突发度中的较小值，发 送所述数据包，否则，启动所述第二判断模块；所述第二判断模块，用于判断当前时间同允许发送时间的差值是否小于 0和所述突发度中的较大值，如果是，则更新所述允许发送时间为当前时间 同所述接收的数据包对应的数据包拟传输时长之和，将所述突发度更新为所 述突发度减去一个所述突发度基数的差和所述最大突发度的相反数中较大 值，发送所述数据包，否则，启动所述数据包丢弃模块；所述数据包丢弃模块，用于丢弃所述接收的数据包。
12.如权利要求7至11中任一权利要求所述的IP网络中业务流传输控 制系统，其特征在于，所述类型对应的抢占度不小于优先级比所述类型的优 先级低的类型对应的抢占度。
全文摘要
本发明涉及IP网络中业务流传输控制方法和系统，方法包括步骤1，为各个类型设置优先级、抢占度和业务流最低维持带宽；步骤2，在所有类型的总输入带宽之和大于输出额定带宽时，按优先级顺序为业务流分配业务流最低维持带宽；步骤3，在存在剩余带宽时，按优先级顺序依据类型对应的抢占度和总输入带宽为类型分配输出带宽；步骤4，在存在剩余输出带宽时，按优先级顺序为类型补充分配输出带宽；步骤5，对于被分配有输出带宽的类型，将类型的输出带宽分配给属于它的各个业务流；动态设置突发度以控制业务流的数据包发送速率。本发明能够提高业务流的网络资源分配公平性，减少资源预留的交互流程和信令，避免对丢包敏感的业务流的不必要的丢包。
文档编号H04L29/08GK101360063SQ20081022216
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者敏 刘, 勋 吉, 周北春, 刚 徐, 王煜炜, 坤 郑 申请人:中国科学院计算技术研究所