基于不确定带宽探测的网关流量调节方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络技术领域，具体地，涉及一种基于不确定带宽探测的网关流量调节方法及系统。
【背景技术】
[0002]出口网关是私有网络接入运营商公网必备的网络设备，现在市面上流行的出口网关不仅仅只是传统的三层路由转发+NAT的功能，通常还集成了许多网管相关的功能，例如应用流量统计、用户流量统计、七层流控、内容审计、等等。它实现了当前网络运行状态的监控及策略调整，使网络业务得以顺利正常运行，避免网络资源的滥用及浪费，保障网络系统的正常运营，是企业实现IT管理和控制的有效方法。
[0003]运营商给客户提供的带宽不准确，主要表现在以下:
[0004]①下行带宽有富余，往往实际带宽比承诺的带宽值上浮一定的比例，但是比例又不确定；
[0005]②上行带宽不确定，运营商因为协议里没有承诺上行带宽，所以业内出于性能考虑，对上行带宽都会小于下行承诺带宽，但是由于这个值有不确定性，客户往往无法得知实际的上行带宽。
[0006]第①点问题会造成客户在网关处按协议带宽配置接口以后，互联网到达本网络网关的多余带宽被浪费；第②点问题又会造成客户配置了过大的保障带宽，从而导致了上行通道被塞满，无法处理后来的关键应用报文，直观影响就是上网慢。典型场景如图1所示，虽然用户与运营商之间的协议带宽为30M，其中运营商向用户提供了 35M的下行带宽和1M的上行带宽。这时，用户的网关系统是按照30M的带宽设置来控制的，对于35M的下行流量则会造成带宽浪费，而仅有1M的上行流量则无法保障上行带宽。
[0007]传统设备对出口带宽的管控，主要是基于如下两块的已有技术:应用流量识别和流量整形技术。
[0008]对于应用流量识别，其中“流量识别、检测”模块是现有技术。实现过程主要是分析数据流的报文载荷特征和报文流量特征，从而获知数据流的应用协议类型，准确识别应用类型是对应用层进行流量控制的技术基础。应用识别的主要技术是深度包检测(DeepPacket Inspect1n，DPI)技术和深度/动态流检测(Deep/Dynamic Flow Inspect1n, DFI)技术，其中:
[0009]DPI技术:该技术通过深入读取IP包载荷的内容来对OSI七层协议中的应用层信息进行分析重组，从而识别应用程序的类型，是一种基于应用层的流量检测和控制技术。
[0010]DFI技术:由于不同的应用类型体现在会话连接或数据流上的状态各有不同，DFI技术基于这一系列流量的行为特征，建立流量特征模型，通过分析会话连接流的包长、连接速率、传输字节量、包与包之间的间隔等信息来与流量模型对比，从而识别应用程序类型。
[0011]对于流量整形技术，其中“流控策略实现”是现有的较为常见的技术。采用了层次令牌桶(HTB)技术进行处理，为层次化的流量控制模型，通过建立管道，将不同的控制对象分配到不同的管道里。该技术的好处是控制灵活，大通道中可以多层嵌套小管道，分别对应不同的用户、时间、应用协议、网站、文件类型等对象建立不同的通道，对于结构复杂又希望实现差异化控制的组织来说可以做到更为精确的控制。队列技术采用数据包调度，能实现了对大流量的很好的控制(如图2所示)。
[0012]传统网关设备对出口流量的控制主要是以上两项技术发展的情况下，或针对特定的协议、应用行为等加以改进，以便在有限的带宽下确保业务的流程和稳定。但这种传统的思维是建立在出口带宽固定的情况下，对传输的过程进行优化，以实现对宽带高利用和网络的可靠性。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种方法和系统，该方法和系统能够对网络现时带宽进行探测，对于下行带宽充分利用，对于上行带宽不确定的场景能够学习到真实带宽并加以保证。
[0014]为了实现上述目的，本发明提供一种基于不确定带宽探测的网关流量调节方法，其中，该方法包括:探测所述网关的流量参数，并根据所述流量参数计算探测指数；当所述探测指数大于预定触发值时，根据所述探测指数与所述预定触发值之间的差值计算扩展带宽；以及将现时带宽设置为预设带宽与所述扩展带宽之和。
[0015]进一步地，该方法包括实时收集所述流量参数，其中所述流量参数包括:流表新建速率(FPV)、流收发报文量(FPB)、以及单向流新建速率(SFPV)。
[0016]进一步地，根据以下公式计算所述探测指数:
[0017]X = SFPV* (a*FPV+b*FPB)
[0018]其中，X为所述探测指数，a和b为权重指数。
[0019]进一步地，在所述根据所述探测指数与所述预定触发值之间的差值计算扩展带宽的步骤之前该方法还包括:确定当前带宽；当所述现时带宽大于所述当前带宽时，确定所述扩展带宽为正调整；以及当所述现时带宽小于所述当前带宽时，确定所述扩展带宽为负调整。
[0020]进一步地，当确定所述扩展带宽为正调整时，根据以下公式计算所述扩展带宽:
[0021]EBw = (1-1/( Δ X+1))*P
[0022]其中，Ebw为扩展带宽，Δ X为所述探测指数与所述预定触发值之间的差值，P为扩展比例；以及
[0023]当确定所述扩展带宽为负调整时，根据以下公式计算所述扩展带宽:
[0024]EBw = -1/( Δ X+1)*P
[0025]其中，Ebw为扩展带宽，Δ X为所述探测指数与所述预定触发值之间的差值，P为扩展比例。
[0026]进一步地，在将现时带宽设置为预设带宽与所述扩展带宽之和之后，该方法还包括:将非关键业务的流量导入所述扩展带宽。
[0027]本发明的另一个方面，提供了一种基于不确定带宽探测的网关流量调节系统，其中，该系统包括:探测触发器，被配置成探测所述网关的流量参数，并根据所述流量参数计算探测指数；所述探测触发器还被配置成当所述探测指数大于预定触发值时，触发带宽探测器；所述带宽探测器，被配置成在触发后根据所述探测指数与所述预定触发值之间的差值计算扩展带宽；以及带宽调整器，被配置成将现时带宽设置为预设带宽与所述扩展带宽之和。
[0028]进一步地，所述探测触发器被配置成实时收集所述流量参数，其中所述流量参数包括:流表新建速率(FPV)、流收发报文量(FPB)、以及单向流新建速率(SFPV)。
[0029]进一步地，所述探测触发器被配置成根据以下公式计算所述探测指数:
[0030]X = SFPV*(a*FPV+b*FPB)
[0031]其中，X为所述探测指数，a和b为权重指数。
[0032]进一步地，所述带宽探测器被配置成:确定当前带宽；当所述现时带宽大于所述当前带宽时，确定所述扩展带宽为正调整；以及当所述现时带宽小于所述当前带宽时，确定所述扩展带宽为负调整。
[0033]进一步地，当确定所述扩展带宽为正调整时，所述带宽探测器被配置成根据以下公式计算所述扩展带宽:
[0034]EBw = (1-1/( Δ X+l)) *P
[0035]其中，Ebw为扩展带宽，Δ X为所述探测指数与所述预定触发值之间的差值，P为扩展比例；以及
[0036]当确定所述扩展带宽为负调整时，所述带宽探测器被配置成根据以下公式计算所述扩展带宽:
[0037]EBw = -1/( Δ X+