一种动态调整ONU设备端口限速阀值的装置及方法与流程

本发明涉及网络通讯技术领域，特别是涉及一种动态调整onu设备端口限速阀值的装置及方法。

背景技术：

pon(passiveopticalnetwork)无源光网络是一种点到多点光传输的tdma接入方式，能够承载全业务的宽带网络。网络中的通信都是由各种应用流组成的，这些应用对网络服务和性能的要求各不相同，比如ftp下载业务希望能获取尽量多的带宽，而voip语音业务则希望能保证尽量少的延迟和抖动等，网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。为了保证传输的带宽，降低传送的时延，降低数据的丢包率以及时延抖动，pon系统应提供必要的qos机制。当网络过载或拥塞时，在上行和下行方向均能根据sla协议提供各种优先级业务的qos，保证重要业务不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。现有的qos机制，包括业务流分类、优先级标记、流量监管与调度、流量整形和流量管制、拥塞避免、缓存管理，以及ponmac控制等。

拥塞避免机制指当拥塞发生时，尽快的丢包释放队列资源，同时尽量不将报文放入高延迟的队列中，以消除拥塞。常用的方法为：

1.尾丢弃(tail-drop)策略：当报文超过队列报文上限队列长度时，系统就开始丢弃上限队列长度之后的报文，此算法不考虑丢弃级别。

2.加权随机早期(wred)策略：wred是一种根据优先级处理拥塞的机制。在流量出现拥塞之前但超出了接口的流量阀值时，便开始从挑选的流中丢弃数据帧。可根据优先级的高低进行丢弃，根据各个优先级的权值进行丢弃，可使高优先级的业务丢弃量最小，从而保证qos。

但是，这两种拥塞避免的方式都是在拥塞发生后，在出口向根据业务优先级信息等进行拥塞避免。在遇到：1、不同的端口下同时下挂服务器和普通pc时，需要保证服务器流量信息的优先调度；2、网吧区分普通用户跟vip用户区域时，应该优先保证vip用户通道的数据信息能优先传输等等情况时，现有方案无法满足需求。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种动态调整onu设备端口限速阀值的装置及方法，在需要进行拥塞避免时，能根据端口业务的重要性进行优先级设定，在入向端口处进行限速，而且能根据端口流量大小动态调整限速阀值，从而保证高优先级端口业务的最大限度优先调度。

为实现上述目的，本发明提供的动态调整onu设备端口限速阀值的装置，包括，流量实时监测统计模块、流量比较计算模块，以及限速阀值动态调整模块，其特征在于，

所述流量实时监测统计模块，其获取olt下发的带宽信息、发往pon口的各端口流量信息，并设置端口的优先级和权重值；

所述流量比较计算模块，其根据每个端口的优先级、流量以及权重值，设定限速阀值；

所述限速阀值动态调整模块，其根据所述限速阀值，对每个端口的限速阀值进行动态调整。

进一步地，所述流量实时监测统计模块，其将端口的优先级和权重值相关联优先级高低与权重值大小正相关，最小优先级的端口不设置权重值。

进一步地，所述流量比较计算模块，其对流量信息、带宽信息进行比较，判断是否需要进行限速调整，当带宽大小小于端口总流量时，需要进行端口限速调整。

进一步地，所述流量比较计算模块，统计当前最高优先级端口的总流量信息，并与计算出的当前未分配带宽×权重值的大小相比较；端口流量大于当前未分配带宽×权重值，将当前未分配带宽×权重值作为限速阀值；否则，限速阀值设定为端口流量。

更进一步地，所述流量实时监测统计模块,其获取onu设备的入向端口的流量信息，并设置其每一个端口的优先级和权重值；

所述流量比较计算模块，其根据所述每个端口的优先级、流量信息以及权重值，设定限速阀值；

所述限速阀值动态调整模块，其根据所述限速阀值，对所述每个端口的限速阀值进行动态调整。

为实现上述目的，本发明提供的动态调整onu设备端口限速方法，包括以下步骤：

获取带宽信息和发往pon口的流量信息，并设置入向端口的优先级和权重值；

比较带宽信息和流量信息，根据比较结果确定限速阀值；

根据限速阀值对所有端口进行统一调整。

进一步地，所述权重值的大小与优先级相关联，优先级高低与权重值大小正相关，最低优先级不设置权重值。

进一步地，所述比较带宽信息和流量信息，根据比较结果确定限速阀值的步骤，包括以下步骤：将统计的当前最高优先级端口的流量与计算出的当前未分配带宽×权重值的大小相比较；当端口流量大于当前未分配带宽×权重值时，将当前未分配带宽×权重值作为限速阀值；当端口流量小于当前未分配带宽×权重值时，将端口流量作为限速阀值。

更进一步地，所述比较带宽信息和流量信息，根据比较结果确定限速阀值的步骤，还包括：当前剩余的未分配端口为最低优先级端口时，将剩余带宽分配给当前端口；当所有端口的优先级一样时，按端口流量比例确定限速阀值。

本发明的动态调整onu设备端口限速装置及方法,克服了现有pononu设备中存在的以下问题：1.当网络严重拥塞需要丢包时，往往在出口处进行丢包，不能对入向端口进行限速。2.在支持入向端口限速的情况下，只能支持配置好的固定速率，而不能动态调整，从而造成不合理限速的情况，解决了onu设备上行带宽不足需要丢弃数据帧时，常常在出口处对整体的数据包进行丢弃(包括尾部丢弃或者基于优先级高低进行丢弃)，在某个入向端口下业务比较重要时，不能保证该端口的业务能最大限度的优先调度的问题。

本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的装置及方法，与现有技术相比，具有如下的技术效果：

在入向端口对入向流量进行限速，能够对入向流量进行早期判断从而避免拥塞的发生；

设置入向端口的优先级及权重值，优先级高低与权重值大小正相关，保证了高优先级端口业务的最大限度优先调度；

能根据入向端口流量大小以及带宽信息动态调整、分配端口的限速值，合理有效的动态分配端口限速值，既能够保证高优先级端口业务的优先调度，又减轻了cpu处理大量数据时的负担。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的装置结构示意图；

图2为根据本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的装置结构示意图，如图1所示，本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的装置，包括，流量实时监测统计模块101、流量比较计算模块102、限速阀值动态调整模块103、入向端口104、缓存管理模块105、流量监管调度模块106、ponmac控制模块107，以及cpu108，其中，

流量实时监测统计模块101，其获取olt下发的带宽信息、入向端口104的各个端口在限速前发往pon口的流量信息，并设置入向端口104的每个端口的优先级及权重值大小，并使优先级高低与权重值大小正相关。其中，带宽信息包括有业务通道和带宽长度。

比如，可以将端口设定为4种优先级，分别为p1，p2，p3，p4，p1>p2>p3>p4，相关联的权重值大小依次为0.8(p1)，0.7(p2)，0.6(p3)，p4优先级不设置权重值。权重值取最高优先级端口对应的权重值大小，即在有p1优先级端口的情况下，权重值设定为0.8；无p1有p2优先级端口的情况下设定为0.7，无p1，p2有p3优先级的情况下设定为0.6。相同优先级端口按照端口流量大小公平竞争。

流量比较计算模块102，其根据获取到的带宽信息以及流量信息判断是否需要进行端口限速，在需要限速的情况下，根据优先级信息，权重值以及带宽大小计算出入向端口104的各个端口的限速阀值。

本发明的流量比较计算模块102，在对流量信息以及带宽长度进行比较后，带宽大小小于端口总流量时，则认为需要进行端口限速调整，根据各个端口的优先级、流量以及权重值设定各个端口的限速阀值。

按照优先级p1-p4的顺序，统计当前最高优先级端口的总流量信息。计算出当前未分配带宽×权重值的大小，并与统计的端口流量进行比较。如果端口流量大于当前未分配带宽×权重值，说明需要端口流量不能全部通过，需要进行限速，限速阀值为当前未分配带宽×权重值；否则，说明端口流量在此优先级下能完全通过，限速阀值设定为端口流量即可。

限速阀值动态调整模块103，其根据流量比较计算模块102计算出入向端口104的各个端口的限速阀值，对入向端口104的各个端口的限速值进行动态调整。

图2为根据本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的方法流程图，下面将参考图2，对本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的方法进行详细描述。

首先，在步骤201，为入向端口104配置最大限速阀值，并且根据需求设置各个端口的优先级和权重值。

权重值是用来设置单端口速率超过带宽大小时，端口能占到当前剩余带宽的最大比例，权重值的大小跟优先级相关联，优先级高低与权重值的大小正相关。

设置每个端口的优先级高低，优先级可以相同。设定为4种优先级，分别为p1，p2，p3，p4，p1>p2>p3>p4，相关联的权重值大小依次为0.8(p1)，0.7(p2)，0.6(p3)，p4优先级不设置权重值。权重值取最高优先级端口对应的权重值大小，即在有p1优先级端口的情况下，权重值设定为0.8；无p1有p2优先级端口的情况下设定为0.7，无p1，p2有p3优先级的情况下设定为0.6。相同优先级端口按照端口流量大小公平竞争。

在步骤202，流量实时监测统计模块101实时监控olt设备下发的带宽信息，并实时地接收入向端口104的各个端口发送的流量信息。

该步骤中，onu在注册完成后，通过操作管理控制接口(omci)获取到olt下发的通道配置。流量实时监测统计模块101，实时获取olt下发的带宽信息(业务通道和带宽长度)，以及各个端口发往pon口的流量信息(流量大小)。

在步骤203，流量实时监测统计模块101将端口流量信息、优先级，以及带宽信息发送给流量比较计算模块102，流量比较计算模块102根据获取到的端口流量信息以及带宽信息进行比较，判断是否需要进行限速调整。当带宽大小小于端口总流量时，需要进行端口限速调整，进入步骤204，否则将端口限速阀值恢复到最大(即不限速)。

在步骤204，根据各个端口的优先级、流量以及权重值设定各个端口的限速阀值。

该步骤中，按照优先级p1-p4的顺序，统计当前最高优先级端口的总流量信息。计算出当前未分配带宽×权重值的大小，并与统计的端口流量进行比较。如果端口流量大于当前未分配带宽×权重值，说明需要端口流量不能全部通过，需要进行限速，限速阀值为当前未分配带宽×权重值；否则，说明端口流量在此优先级下能完全通过，限速阀值设定为端口流量即可。例如：

当前分配的带宽为2m，上行端口总流量为4m，其中优先级为p1的端口流量为1.5m，此时权重值应该设定为0.8，优先预分配的带宽大小为2*0.8＝1.6m，大于端口所需要的1.5m，因此端口流量能完全通过，端口限速阀值设定为1.5m即可；相同带宽流量下，没有优先级为p1但有优先级为p2的端口，优先级为p2的端口流量为1.5m，此时权重值应设定为0.7，优先预分配的带宽大小为2*0.7＝1.4m，小于端口所需要的1.5m，因此端口流量不能完全通过，需要进行限速设置，此时端口限速阀值需要设定为1.4m。

依次对各个端口进行限速阀值设定，直到当前剩余的未分配端口为最低优先级端口时，不需要进行权重值的计算，直接将剩余带宽分配给当前端口即可。当所有端口的优先级一样时，就会跟普通端口限速一样，按端口流量比例进行限速阀值的设定。

在步骤205，将计算完成的各个端口限速阀值信息发送到限速阀值动态调整模块103，限速阀值动态调整模块103根据当前限速阀值对所有端口进行统一分配调整，以达到动态调整的效果。

本发明的动态调整onu设备端口限速阀值的装置，设置在onu设备的入向端口处，由流量实时监测统计模块101，获取olt下发的带宽信息、对onu设备的入向端口的各个端口进行流量信息的监控，设置优先级及权重值大小；流量比较计算模块102根据获取到的带宽信息以及流量信息判断是否需要进行端口限速，在需要限速的情况下，根据优先级信息，权重值以及带宽大小计算出入向端口104的各个端口的限速阀值；限速阀值动态调整模块103根据计算出的入向端口104的各个端口的限速阀值，对入向端口104的各个端口的限速值进行动态调整，保证其高优先级端口业务的最大限度优先调度。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。