[發(fā)明專利]一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中多媒體數(shù)據(jù)的傳輸控制方法

有效

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• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102223300A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪學(xué)舜;郭太祺
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢烽火網(wǎng)絡(luò)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)多媒體通信技術(shù)，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中多媒體數(shù)據(jù)的傳輸控制方法。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)的發(fā)展和Internet傳輸能力的增長，實(shí)時(shí)多媒體技術(shù)的應(yīng)用在過去幾年越來越多的得到應(yīng)用，但實(shí)時(shí)多媒體技術(shù)應(yīng)用需要引入業(yè)務(wù)保證，現(xiàn)有能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)保證的方式主要有交換設(shè)備調(diào)度和緩存管理兩種。在交換設(shè)備調(diào)度的方式中，調(diào)度程序控制傳輸資源；在緩存管理的方式中，則主要對存儲資源進(jìn)行控制。對于實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，緩存管理的方式更為重要。

交換設(shè)備中數(shù)據(jù)傳輸通常以令牌桶的形式處理，有固定傳輸速率，同時(shí)允許短期的速率波動(dòng)，對超過固定傳輸速率的包，通過丟棄、整形或者標(biāo)記進(jìn)行處理。但在多媒體傳輸應(yīng)用中，由于傳輸質(zhì)量難以預(yù)測，可能出現(xiàn)傳輸速率在一段時(shí)間內(nèi)超過規(guī)定速率，或者應(yīng)用層爆發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)包并超過了規(guī)定爆發(fā)速率的情況，丟棄一些數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致傳輸質(zhì)量的下降，對數(shù)據(jù)流進(jìn)行整形又可能導(dǎo)致附加的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，必然降低傳輸質(zhì)量。因此對交換設(shè)備而言，需要開發(fā)一種緩存管理機(jī)制，以最小的代價(jià)，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

一、對實(shí)時(shí)傳輸，滿足用戶的服務(wù)質(zhì)量要求；

二、對過量傳輸，服務(wù)質(zhì)量要求范圍內(nèi)盡量傳輸；

三、對各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場合，滿足服務(wù)質(zhì)量要求；

四、對共享緩存資源，保證資源共享的公平性。

在交換設(shè)備中，當(dāng)輸入端口收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過調(diào)度處理，到達(dá)輸出端口的緩存隊(duì)列，等待轉(zhuǎn)發(fā)。為了提高資源利用率，輸出端口的緩存隊(duì)列采用共享機(jī)制。全局丟包模塊在全局緩沖區(qū)占用率達(dá)到全局閾值時(shí)，進(jìn)行全局性的丟包；進(jìn)入共享隊(duì)列之前，數(shù)據(jù)流首先經(jīng)過一個(gè)令牌桶整形模塊，對突發(fā)性流量進(jìn)行整形，然后是輸出隊(duì)列共享緩沖區(qū)中局部丟包模塊將其邏輯的分為多個(gè)出端口。全局緩沖區(qū)和隊(duì)列等緩存的管理機(jī)制與設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)性能密切相關(guān)，如何設(shè)計(jì)緩存管理機(jī)制，是一個(gè)極為重要的問題。

現(xiàn)有緩存管理一般采用動(dòng)態(tài)門限管理機(jī)制。這里，所述動(dòng)態(tài)門限管理機(jī)制包括兩種設(shè)置和調(diào)整，第一種機(jī)制是全局門限設(shè)置和調(diào)整，稱為全局門限設(shè)置，其基本機(jī)制是對交換設(shè)備已分配的緩存進(jìn)行控制，以保證突發(fā)流量。全局門限設(shè)置需要控制各輸出端口占用緩存的總體門限。第二種機(jī)制則是對各輸出端口緩存隊(duì)列門限的設(shè)置和調(diào)整，稱為隊(duì)列門限設(shè)置，其基本機(jī)制是對各輸出端口隊(duì)列長度門限進(jìn)行設(shè)置。在隊(duì)列長度達(dá)到下限門限值時(shí)，開始隨機(jī)丟包，在隊(duì)列長度達(dá)到上限門限值時(shí)，丟棄所有轉(zhuǎn)發(fā)到該端口的數(shù)據(jù)包，以保證其他輸出端口隊(duì)列的公平性。

但是，全局控制和隊(duì)列控制這兩種機(jī)制都是必不可少的，如果只進(jìn)行全局門限設(shè)置，容易導(dǎo)致某一個(gè)輸出端口大量搶占緩存，設(shè)備的公平性無法保證。如果只進(jìn)行隊(duì)列門限設(shè)置，則不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)場景的變化，對短時(shí)間內(nèi)的爆發(fā)數(shù)據(jù)流，無法及時(shí)響應(yīng)，從而影響設(shè)備的吞吐量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中多媒體數(shù)據(jù)的傳輸控制方法，其采用雙動(dòng)態(tài)門限調(diào)度機(jī)制，從全局門限及端口門限即雙動(dòng)態(tài)門限著手，對全局和隊(duì)列緩存進(jìn)行調(diào)度控制，以保證和控制多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延和丟包率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中多媒體數(shù)據(jù)的傳輸控制方法，該方法包括如下步驟：

A、初始時(shí)，各端口的隊(duì)列按照最小門限長度分配緩存區(qū)，全局門限值按輕載時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，并對隊(duì)列緩存和全局緩存同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制；

B、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，將全局緩存占用長度值加1，并將輸出端口隊(duì)列長度加1，然后執(zhí)行步驟C；

C、判斷全局門限是否存在擁塞，若全局緩存不存在擁塞，就不進(jìn)行丟包處理，并執(zhí)行步驟D；否則，如果全局緩存出現(xiàn)擁塞，而且該輸出端口占用的全局緩存大于各端口的平均緩存值時(shí)，則丟棄數(shù)據(jù)包；如果輸出端口占用的全局緩存小于各端口的平均緩存值時(shí)，執(zhí)行步驟D；

D、判斷輸出端口的數(shù)據(jù)幀隊(duì)列長度值是否大于設(shè)定的輸出端口全部丟棄的隊(duì)列門限值的一半，如果不大于，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，然后結(jié)束本次傳輸過程；如果輸出端口的數(shù)據(jù)幀平均隊(duì)列長度值大于所設(shè)置的輸出端口隊(duì)列全部丟棄的門限值時(shí)，則丟棄數(shù)據(jù)包；否則按設(shè)定的概率進(jìn)行丟包處理；然后執(zhí)行步驟E；

E、調(diào)整全局門限值和端口隊(duì)列門限值，直至所有的輸出端口都被分析完畢，然后返回執(zhí)行步驟B，直至傳輸結(jié)束。

其中，步驟A所述輕載的標(biāo)準(zhǔn)是指：當(dāng)前隊(duì)列長度小于等于全局緩存占用值的一半進(jìn)行劃分。