[發明專利]一種基于嚴格優先級的流量監管方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202110270204.7
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112953848B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 邱智亮;孫義雯;潘偉濤;張曉雯;曹家亮;樓耀琛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L47/215
• 分類號: H04L47/215;H04L47/2425
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于流量監管技術領域，公開了一種基于嚴格優先級的流量監管方法、系統及設備，所述基于嚴格優先級的流量監管方法包括：初始化令牌桶算法參數，建立映射表；更新令牌桶參數，產生業務發送等級；讀取待監管數據幀，提取優先級；判斷優先級是否不低于業務發送等級；若是，則輸出數據幀，若否，則丟棄數據幀。本發明通過劃分多級門限的方式來對應優先級業務，可以根據具體需求實現靈活擴展；采用單令牌桶算法實現，并且不需要額外消耗存儲資源來存儲數據幀，結構簡單，占用資源較少；適用于有嚴格優先級區分的流量控制場景，可以實現高優先級對帶寬的絕對優先權；相比流量整形方法，本發明不消耗緩存資源，且能提供較好的時延性能。

技術領域

本發明屬于流量監管技術領域，尤其涉及一種基于嚴格優先級的流量監管方法、系統及設備。

背景技術

近些年來，隨著互聯網規模的不斷擴大和網絡用戶數量的迅速增長，網絡流量業務的多樣性和速率也得到了極大的發展，不同的流量業務也帶來了更高的網絡服務質量要求。交換機作為網絡接入和轉換的基本設備，在能夠承載越來越大交換容量的同時，也面臨著如何使用更少的資源來滿足更高的服務質量要求的問題。流量控制可以使用戶以規定合理的速率傳輸數據，是預防交換網絡擁塞，有效提高網絡性能的一種高效的方法。對不同優先級的業務實現不同的流量控制，能夠更好的滿足高優先級業務在網絡擁塞時的服務質量。

原有的流量整形所采用的反壓控制方法實現了不同設備速率的適配和對流量的控制，但這種流量控制方法會導致傳輸的數據幀有較大的時延，并不適合傳輸語音、直播等實時性要求較強的數據，同時還需要針對傳輸的優先級業務設置隊列緩存，才能實現針對輸出端口各個優先級業務流的區分，需要消耗較多的緩存資源。

而很多已有的流量監管方法均需要依靠多個令牌桶實現，在只需要區分嚴格優先級的流量控制場景中，提升了復雜度，額外消耗了資源。

中興通訊股份有限公司在其申請的專利文獻“一種對業務流量進行監管的方法及其裝置”(公開號CN?101674247?B)中公開了一種對業務流量進行監管的方法及其裝置。方法包括：針對每一待監管用戶配置用戶令牌桶實行單流量監管，針對所有待監管用戶配置總令牌桶實行總流量監管，且配置總令牌桶的令牌添加速率與所有的用戶令牌桶的令牌添加速率之和相關聯。當配置總令牌桶的令牌添加速率等于所有的用戶令牌桶的令牌添加速率之和，在待監管用戶報文到達后，若判斷該用戶的用戶令牌桶內令牌的數量和/或總令牌桶內令牌的數量大于或等于到達的報文的數量，則轉發到達的報文；否則丟棄報文。該發明能夠在對用戶帶寬資源進行必要限制的前提下充分利用帶寬資源，或公平分配帶寬資源。

該方法用于需要區分嚴格優先級的流量控制場景的不足之處是：

1.需要按照優先級數量設置多個令牌桶，并需要合理設置各個令牌桶的容量和令牌添加速率，資源占用較多，復雜度較高；

2.無法實現嚴格優先級，即該方法只能按照優先級分配不同帶寬，無法實現流量擁塞時高優先級對帶寬資源的絕對占用。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)原有的流量整形所采用的反壓控制方法，會導致傳輸的數據幀有較大的時延，并不適合傳輸語音、直播等實時性要求較強的數據，同時還需要針對傳輸的優先級業務設置隊列緩存，才能實現針對輸出端口各個優先級業務流的區分，需要消耗較多的緩存資源。

(2)很多已有的流量監管方法均需要依靠多個令牌桶實現，在只需要區分嚴格優先級的流量控制場景中，提升了復雜度，額外消耗了資源。

(3)現有對業務流量進行監管的方法，需要按照優先級數量設置多個令牌桶，并需要合理設置各個令牌桶的容量和令牌添加速率，資源占用較多，復雜度較高。

(4)現有對業務流量進行監管的方法，無法實現嚴格優先級，即該方法只能按照優先級分配不同帶寬，無法實現流量擁塞時高優先級對帶寬資源的絕對占用。