[發(fā)明專利]基于Linux軟件實現(xiàn)上行QoS調(diào)度的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210388838.3
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102916901A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 李華敏;田智煒;顏靚;屈蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/851
• 分類號: H04L12/851;H04L29/06
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及IP（Internet?Protocol，網(wǎng)際協(xié)議）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種基于Linux（一種嵌入式操作系統(tǒng)）軟件實現(xiàn)上行QoS（Quality?of?Service，服務質(zhì)量）調(diào)度的方法及裝置。

背景技術(shù)

QoS是網(wǎng)絡設備所實現(xiàn)的一種保障數(shù)據(jù)流量的安全機制，通常情況下用來改善網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包延遲和阻塞問題。

目前網(wǎng)絡中諸如VoIP（Voice?over?Internet?Protocol，基于IP協(xié)議的語音電話）、IPTV（Internet?Protocol?Television，交互式網(wǎng)絡電視）等實時性業(yè)務應用越來越廣泛，這些實時性的業(yè)務對數(shù)據(jù)包的收發(fā)時延要求高，在正常情況下，如果網(wǎng)絡只用于特定的無時間限制的應用系統(tǒng)，并不特別需要QoS，例如Web（網(wǎng)頁）應用或者E-mail（電子郵件）設置等。但是，對于關(guān)鍵應用或多媒體應用，QoS就顯得十分重要，當網(wǎng)絡過載或擁塞時，QoS能確保重要業(yè)務的數(shù)據(jù)流量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡的高效運行。

家庭網(wǎng)關(guān)設備要實現(xiàn)上行QoS調(diào)度，必須實現(xiàn)分類、調(diào)度、標記這3個功能，其中，分類是指具有QoS的網(wǎng)絡設備能夠識別哪種類型的應用、產(chǎn)生哪種類型的數(shù)據(jù)包。如果沒有實現(xiàn)分類功能，網(wǎng)絡就不能確定對特殊數(shù)據(jù)包要進行哪種類型的的處理。所有應用都會在數(shù)據(jù)包上留下可以用來識別源應用的標識，實現(xiàn)分類功能就是檢查這些標識，識別數(shù)據(jù)包是由哪種類型的應用產(chǎn)生的。

目前有6種方式實現(xiàn)分類功能：

（1）根據(jù)數(shù)據(jù)包協(xié)議類型進行分類：可以通過數(shù)據(jù)包的EtherType（以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的一個字段）進行識別，例如，AppleTalk協(xié)議（蘋果公司制定的一種通信協(xié)議）采用0x809B（字段數(shù)值），IPX（Internetwork?Packet?Exchange?protocol，互聯(lián)網(wǎng)分組協(xié)議）使用0x8137（字段數(shù)值），網(wǎng)絡設備通過檢查數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡類型，對數(shù)據(jù)包進行QoS分類。

（2）根據(jù)數(shù)據(jù)包TCP（Transmission?Control?Protocol，傳輸控制協(xié)議）端口和UDP（User?Datagram?Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）端口進行分類，例如，HTTP（HyperText?Transfer?Protocol，超文本傳送協(xié)議）采用TCP協(xié)議80端口，網(wǎng)絡設備通過檢查數(shù)據(jù)包的端口號，對數(shù)據(jù)包進行QoS分類。

（3）根據(jù)數(shù)據(jù)包源IP地址進行分類，例如，有的服務器是專門針對單一應用而配置的，這種情況下可以針對數(shù)據(jù)包的源IP地址對數(shù)據(jù)包進行QoS分類。

（4）根據(jù)數(shù)據(jù)包流入網(wǎng)絡設備的物理端口進行分類，例如，服務器直連在網(wǎng)絡設備的某個物理端口上時，可以通過這個物理端口號對數(shù)據(jù)包進行分類。

（5）根據(jù)DSCP（Differentiated?Services?Code?Point，差分服務代碼點）標簽進行分類，例如，對于某些VoIP應用，數(shù)據(jù)流會有特定的DSCP值，可以根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包的DSCP值對數(shù)據(jù)包進行QoS分類。

（6）根據(jù)IEEE（Institute?of?Electrical?and?Electronics?Engineers，美國電氣和電子工程師協(xié)會）?802.1P（LAN?Layer?2?QoS/CoS?Protocol?for?Traffic?Prioritization，有關(guān)流量優(yōu)先級的LAN第二層QoS/CoS協(xié)議）標簽進行分類，例如，對于某些應用，數(shù)據(jù)流會有特定的802.1P值，可以根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包中的802.1P值對數(shù)據(jù)包進行QoS分類。

調(diào)度的作用是：在設備帶寬有限的情況下，通過調(diào)度讓需要更高服務質(zhì)量的數(shù)據(jù)包優(yōu)先通過。調(diào)度需要優(yōu)先級隊列作為保證，所有數(shù)據(jù)包依據(jù)分類，可以劃分進不同的優(yōu)先級隊列中，由優(yōu)先級隊列實現(xiàn)調(diào)度的效果，優(yōu)先級隊列一般有2種排隊方式：

（1）嚴格優(yōu)先，是一種最簡單的排隊方式，首先為最高優(yōu)先級的隊列進行服務，直到該隊列為空，然后為下一個次高優(yōu)先級隊列服務。這種方法的優(yōu)勢是高優(yōu)先級業(yè)務總是在低優(yōu)先級業(yè)務之前處理，但是，低優(yōu)先級業(yè)務有可能被高優(yōu)先級業(yè)務完全阻塞。

（2）加權(quán)循環(huán)，這種方法為所有業(yè)務隊列服務，并且將優(yōu)先權(quán)分配給較高優(yōu)先級隊列。在大多數(shù)情況下，相對低優(yōu)先級，加權(quán)循環(huán)將首先處理高優(yōu)先級，加權(quán)循環(huán)優(yōu)先級調(diào)度是加權(quán)平均，不會出現(xiàn)低優(yōu)先級永遠無法調(diào)度的情況，當高優(yōu)先級業(yè)務很多時，較低優(yōu)先級的業(yè)務并沒有被完全阻塞。