[發明專利]基于負反饋動態令牌桶實現消息下發穩定性的系統及方法

在審

• 申請號: 202211277106.7
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115766590A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王斌;楊戉;盛振明;夏建明;顏鳳輝;劉毅
• 申請（專利權）人: 中電信數智科技有限公司
• 主分類號: H04L47/215
• 分類號: H04L47/215;H04L47/263;H04L65/1104;H04L1/1829;H04L1/1867
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

基于負反饋動態令牌桶實現消息下發穩定性的系統及方法，包括發送模塊，用于從令牌桶獲取令牌，并將消息發至下游接收系統；統計模塊，用于接收發送模塊發送消息的結果，并統計歷史時間內消息首次發送超時概率，以及消息后續重發中各次發送超時概率；網絡檢測模塊，用于持續檢測發送模塊和下游接收系統之間網絡狀況，并反饋給動態令牌桶控制模塊；動態令牌桶控制模塊，包括故障處理單元、輕度負荷處理單元、中度負荷處理單元、重度負荷處理單元，根據統計模塊和網絡檢測模塊數據，選定相應處理單元，對令牌桶中應當放入的令牌數量進行分析調整。上述方案結合系統負荷、網絡狀態和消息發送成功率，爭取停于輕度負荷狀態的前提下，最大化發送速度。

技術領域

本發明涉及5G消息通信技術領域，特別涉及基于負反饋動態令牌桶實現消息下發穩定性的系統及方法。

背景技術

在5G消息系統中進行5G消息下發時，如果遇到大量5G消息用戶處于弱網或者無信號環境下，系統會在一定時間內不斷進行重試，導致系統負荷會持續升高，如果不限制新消息下發速度，會進一步惡化系統負荷，導致系統處理速度持續降低。最終到達最大負荷時，導致大量消息在沒有嘗試下發的情況下直接被丟棄，并且極其容易導致各種故障。同時如果和下游網元的網絡存在網絡故障，則下發嘗試必然失敗，嘗試下發只能增加系統負荷。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種基于負反饋動態令牌桶實現消息下發穩定性的系統及方法；以保證5G消息下發的速度和系統整體的穩定性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于負反饋動態令牌桶實現消息下發穩定性的系統，包括：

發送模塊，用于從令牌桶獲取令牌，并在得到令牌權限后，從消息隊列收取消息，將消息發送至下游接收系統中，而在未得到令牌權限時，發送模塊進入休眠，等待令牌桶后續時間段的令牌補充；在發送消息時，由于網絡信號波動會導致一定概率的消息發送超時情況，當消息發送超時時，發送模塊按照SIP協議進行消息的緩存和重新發送，直至發送成功或到達規定最大重發次數；

統計模塊，用于接收發送模塊發送消息是否成功的結果，并統計歷史一段時間內消息首次發送超時的概率，以及消息在后續重發中各次發送超時的概率；

網絡檢測模塊，用于持續檢測發送模塊和下游接收系統之間的網絡狀況，并將結果反饋給動態令牌桶控制模塊；

動態令牌桶控制模塊，包括故障處理單元、輕度負荷處理單元、中度負荷處理單元、重度負荷處理單元，根據統計模塊和網絡監測模塊的結果，判斷當前系統的狀態，選擇相應處理單元，對令牌桶中應當放入的令牌數量進行分析和調整。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

進一步地，SIP協議規定在指數級遞增計數器計滿后如果未收到消息確認則進行重傳，且單個消息的總重傳次數有限制，到達限制時則傳輸失??；所述發送模塊在消息發送超時進行重新發送的過程中，不受令牌權限的限制，即若消息發送超時，則直接嘗試重新發送，無需再次從令牌桶中獲取令牌權限。

進一步地，根據統計模塊和網絡監測模塊的結果，判斷當前系統的狀態，有故障狀態、輕度負荷狀態、中度負荷狀態、重度負荷狀態四種狀態；其中故障狀態是指網絡中斷，此時應當停止消息發送；重度負荷表示此時系統處理消息的能力處于飽和狀態，無法繼續支持新消息的發送；中度負荷表示此時系統處理消息的狀態能力下降，但仍能繼續支持消息的發送；輕度負荷表示此時系統處理消息的能力處于正常狀態；而關于重度負荷、中度負荷以及輕度負荷的界限分類，是根據系統所能處理和緩存的消息能力閾值進行歸類分層的。

進一步地，

所述故障處理單元，用于在網絡故障時，指導令牌桶清空令牌數量，直至故障狀態消除；