專利名稱：網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信中特定業(yè)務(wù)通常會(huì)有特定傳輸需求。為了控制網(wǎng)絡(luò)資源滿足特定業(yè)務(wù)的傳輸需求，如限制骨干網(wǎng)上FTP(文件傳輸協(xié)議)使用的帶寬，給數(shù)據(jù)庫(kù)訪問較高的優(yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)ISP(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商)提供不同的傳送語(yǔ)音、視頻或其他實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，以及為時(shí)間敏感的多媒體業(yè)務(wù)提供帶寬和低時(shí)延保證等。
為此出現(xiàn)了網(wǎng)際協(xié)議服務(wù)質(zhì)量(IP Quality of Service，IP QOS)技術(shù)，IP QOS是指IP(網(wǎng)際協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的能力，即在跨越FR(幀中繼)、ATM(異步傳輸模式)、Ethernet(以太網(wǎng))、SDH(同步數(shù)字序列)等多種底層網(wǎng)絡(luò)的IP網(wǎng)絡(luò)上，為特定的業(yè)務(wù)流提供其所需要的服務(wù)的能力；通常衡量IP QOS的技術(shù)指標(biāo)包括帶寬/吞吐量指網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間特定應(yīng)用業(yè)務(wù)流的平均速率；時(shí)延指數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳送的平均往返時(shí)間；抖動(dòng)指時(shí)延的變化；丟包率指在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中丟失報(bào)文的百分比，用來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò)正確轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)的能力；
可用性指網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供服務(wù)的時(shí)間的百分比。
為實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)端到端的QOS功能，通常需要每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件如路由器、以太網(wǎng)交換機(jī)等，可以對(duì)報(bào)文進(jìn)行分類，對(duì)不同類別的報(bào)文提供不同的處理，隊(duì)列管理和調(diào)度來(lái)滿足不同業(yè)務(wù)要求的不同服務(wù)質(zhì)量，流量監(jiān)管和流量整形限制和調(diào)整報(bào)文輸出的速度，并確定是否允許用戶信息流使用網(wǎng)絡(luò)資源。
IP QOS包括基于資源預(yù)留協(xié)議(Resource Reserve Protocol，RSVP)的集成服務(wù)(Integrated Service，IntServ)，這是一種端到端基于流的QOS技術(shù)，該技術(shù)兩端應(yīng)用程序在通信前，需要根據(jù)業(yè)務(wù)類型及對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的要求，通過(guò)帶外的RSVP信令建立端到端的通信路徑，沿途的每一個(gè)路由器都需要記錄每一個(gè)業(yè)務(wù)流的狀態(tài)信息，并提供相應(yīng)的服務(wù)確保。
為了尋求擴(kuò)展性和簡(jiǎn)易性，IETF組織又推出了區(qū)別服務(wù)(DifferenceService，DiffServ)技術(shù)，這是一種基于類的QOS技術(shù)，主要用于骨干網(wǎng)，該技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)入口處根據(jù)服務(wù)要求對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類、流量控制，同時(shí)設(shè)置報(bào)文的DSCP(Diffrence Service Code Point，區(qū)分服務(wù)編碼點(diǎn))域；在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)實(shí)施好的QOS機(jī)制來(lái)區(qū)分每一類通信，并提供包括資源分配、隊(duì)列調(diào)度、分組丟棄策略等針對(duì)每一跳行為(Per Hop Behave，PHB)，DiffServ域中的所有節(jié)點(diǎn)都將根據(jù)分組的DSCP字段來(lái)遵守PHB。
為了結(jié)合上述IntServ和DiffServ的優(yōu)點(diǎn)，便產(chǎn)生了IntServ overDiffServ(集成服務(wù)疊加區(qū)分服務(wù))模型，該模型假設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)兩端支持IntServ/RSVP，但在端到端的路徑上，有一些域不支持IntServ/RSVP，而假設(shè)為DiffServ域。DiffServ域被看作是IntServ域中的虛連接，基于流的RSVP在DiffServ域內(nèi)被透?jìng)鞯搅硗庖欢耍诙说蕉私⒘藥掝A(yù)留。如圖1的示，從源終端到DiffServ域入口和DiffServ域出口到目的這兩段是有保證的，但在DiffServ域內(nèi)是為聚合業(yè)務(wù)流進(jìn)行帶寬保證，對(duì)于單個(gè)流可能得不到足夠的保證。為了克服這一現(xiàn)象，需要DiffServ域支持AggregateRSVP(聚合資源預(yù)留協(xié)議)。
Aggregate RSVP在DiffServ域入口節(jié)點(diǎn)上收集基于流的RSVP請(qǐng)求，將這些請(qǐng)求聚合后，向DiffServ域出口節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求一個(gè)總的帶寬。當(dāng)有新的RSVP請(qǐng)求或撤銷請(qǐng)求時(shí)，Aggregate RSVP動(dòng)態(tài)的調(diào)整DiffServ域邊緣之間預(yù)留的帶寬。由于總帶寬恰好是各個(gè)流的帶寬的總和，因而能夠提供端到端的QOS保證。
盡管IntServ over DiffServ技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配，但仍然存在以下的缺點(diǎn)(1)該技術(shù)僅適用于IP網(wǎng)絡(luò)，與RSVP緊密耦合，適用范圍有限；(2)該技術(shù)僅適合匯聚模型，對(duì)于對(duì)等模型不合適；(3)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流匯聚為哪個(gè)聚合流完全由網(wǎng)絡(luò)決定，同應(yīng)用終端沒有交互，網(wǎng)絡(luò)要維護(hù)管理大量的與資源分配的策略信息；(4)沒有聚合帶寬預(yù)分配機(jī)制，而是采用了第一個(gè)應(yīng)用流觸發(fā)建立的機(jī)制；(5)在主機(jī)同Aggregator(聚合點(diǎn))/De-Aggregator(去聚合點(diǎn))之間沒有聚合帶寬分配機(jī)制；在Client(客戶)/Server(服務(wù)器)模型中，同Server相連的Aggregator/De-Aggregator需要支持大量的基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的隊(duì)列；(6)沒有資源搶占機(jī)制。
隨著多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)技術(shù)的出現(xiàn)，人們開始嘗試?yán)肕PLS技術(shù)解決業(yè)務(wù)傳輸?shù)腝OS問題；包括MPLS DiffServ和MPLS TE。MPLS與DiffServ的結(jié)合稱為MPLS DiffServ(或稱為MPLS CoS)，該過(guò)程為在網(wǎng)絡(luò)邊緣聚合DSCP或標(biāo)簽(Label)、在網(wǎng)絡(luò)核心處理基于DSCP的PHB或基于Label的轉(zhuǎn)發(fā)。而MPLS TE利用了標(biāo)簽交換協(xié)議(LSP)支持顯示路由的能力，在網(wǎng)絡(luò)資源有限的前提下，將網(wǎng)絡(luò)流量合理引導(dǎo)，達(dá)到實(shí)際網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載與物理網(wǎng)絡(luò)資源相匹配，從而改善網(wǎng)絡(luò)的QOS。
而DS-Aware TE為基于MPLS的一種間接QOS技術(shù)，它通過(guò)對(duì)資源的合理配置，對(duì)路由過(guò)程的有效控制使得網(wǎng)絡(luò)資源得到最優(yōu)的利用。由于MPLS結(jié)合了二層和三層技術(shù)，對(duì)解決流量工程具有自然的優(yōu)勢(shì)。MPLS流量工程通過(guò)約束路由對(duì)滿足流量中繼的一套約束參數(shù)的要求的可能路徑的自動(dòng)搜索，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。MPLS LSP在建立時(shí)，攜帶一些約束條件，比如帶寬，親和屬性等，通過(guò)受限路由計(jì)算，建立一條符合要求的路徑。
但是，如圖2所示，如果所有EF(加速轉(zhuǎn)發(fā))類型的LSP帶寬總和超過(guò)了總帶寬的50％，時(shí)延將會(huì)超過(guò)M1ms，當(dāng)時(shí)延超過(guò)M1ms時(shí)則達(dá)不到業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊蟆Ｋ孕枰獓?yán)格控制EF業(yè)務(wù)帶寬不能超過(guò)50％的比例。如圖3所示，假設(shè)AE之間是200M帶寬。E，C，F(xiàn)，D之間都是100M帶寬，在AEFD之間通過(guò)受限路徑計(jì)算已經(jīng)建立了20M的EF業(yè)務(wù)流，如果還想建立一條從A到D的20M的EF類型業(yè)務(wù)流，但是在A點(diǎn)計(jì)算時(shí)，發(fā)現(xiàn)AEFD之間的帶寬滿足要求，而且是最優(yōu)的，因?yàn)樵谟?jì)算受限路由時(shí)，無(wú)法知道E點(diǎn)建立的EF業(yè)務(wù)流是否已經(jīng)超過(guò)其總帶寬的50％，A點(diǎn)只知道E點(diǎn)到F點(diǎn)之間還有80M帶寬。所以可能導(dǎo)致E點(diǎn)建立的EF類型的LSP不能夠保證時(shí)延。解決的方法是對(duì)現(xiàn)有的MPLS TE(多標(biāo)簽協(xié)議交換流量工程)進(jìn)行擴(kuò)展，即MPLS DS-Aware TE(基于區(qū)分服務(wù)敏感的流量工作的多標(biāo)簽交換協(xié)議)，將E點(diǎn)的資源占用信息告訴A點(diǎn)。
MPLS DS-Aware TE的基本思想是在原來(lái)MPLS TE的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)基于類別這一約束條件，即在MPLS DS-Aware TE域中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別根據(jù)用戶設(shè)置類別的資源情況和使用情況，通過(guò)IGP(內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議)互相擴(kuò)散，MPLS信令協(xié)議在建立連接時(shí)，不僅指明帶寬，還指明業(yè)務(wù)類型，是EF還是AF(確保轉(zhuǎn)發(fā))1業(yè)務(wù)，要求資源屬于的類別，這樣網(wǎng)絡(luò)資源根據(jù)用戶的要求得到最優(yōu)的利用。
但現(xiàn)有的DS-Aware TE仍存在以下缺點(diǎn)僅適用于MPLS網(wǎng)絡(luò)；只解決了單個(gè)AS(自治系統(tǒng))的QOS問題，而對(duì)于跨AS的QOS問題卻無(wú)法解決；并且對(duì)于端到端的QOS問題該技術(shù)也無(wú)法解決，同時(shí)該技術(shù)不支持組播的資源請(qǐng)求，限制了使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)及其方法，以解決網(wǎng)絡(luò)通信中端到端的QOS問題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)質(zhì)量(QOS)自治系統(tǒng)，即QOS域，每個(gè)QOS域內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的資源分配方案，在一個(gè)或多個(gè)QOS域預(yù)留的資源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流端到端的資源分配。
所述的QOS域進(jìn)一步包括QOS域邊緣設(shè)備位于QOS域邊緣，與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流來(lái)源、目的地或其它QOS域連接，負(fù)責(zé)在域間和域內(nèi)為根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流生成的聚合業(yè)務(wù)流建立資源預(yù)留路徑，并維護(hù)聚合業(yè)務(wù)流的狀態(tài)；QOS域核心設(shè)備位于QOS域內(nèi)部，負(fù)責(zé)在域內(nèi)為聚合業(yè)務(wù)流建立資源預(yù)留路徑。
所述的QOS域可以與網(wǎng)絡(luò)中路由的自治系統(tǒng)(AS)或域(AREA)重合，也可以不重合。
所述的QOS域還包括策略服務(wù)器每個(gè)QOS域設(shè)置一個(gè)策略服務(wù)器，維護(hù)著與該QOS域相關(guān)的資源分配方案，即與QOS域的邊緣設(shè)備和QOS域的核心設(shè)備配合，為聚合業(yè)務(wù)流分配資源。
該系統(tǒng)還包括應(yīng)用終端，所述的應(yīng)用終端進(jìn)一步包括源終端產(chǎn)生需要向外發(fā)送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，并針對(duì)該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流向QOS域邊緣設(shè)備發(fā)送資源請(qǐng)求消息；目的終端負(fù)責(zé)最終接收發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，即為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的目的地端。
一種基于上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，為將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)QOS域，在不同的QOS域內(nèi)部、QOS域之間及應(yīng)用終端與通信網(wǎng)絡(luò)之間分別確定資源分配方案，實(shí)現(xiàn)針對(duì)各聚合業(yè)務(wù)流的資源分配，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流端到端的資源分配。
所述的聚合業(yè)務(wù)流為在QOS域的入口邊緣設(shè)備中根據(jù)各數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流承載的信息分類合并后生成的業(yè)務(wù)流，所述的QOS域的入口邊緣設(shè)備為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進(jìn)入QOS域時(shí)經(jīng)過(guò)的QOS域的邊緣設(shè)備；所述的多個(gè)聚合業(yè)務(wù)流間是通過(guò)不同的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)分的，該標(biāo)識(shí)是由QOS域的入口邊緣設(shè)備確定。
第一種實(shí)現(xiàn)該方法的步驟包括a、應(yīng)用源終端針對(duì)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流向QOS域的入口邊緣設(shè)備發(fā)送資源請(qǐng)求消息；b、該資源請(qǐng)求消息依次經(jīng)過(guò)各個(gè)QOS域的入口邊緣設(shè)備和QOS域的出口邊緣設(shè)備，并將經(jīng)過(guò)的各個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備標(biāo)識(shí)依次加入資源請(qǐng)求消息的邊緣設(shè)備列表中，所述的QOS域的出口邊緣設(shè)備為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流輸出QOS域時(shí)經(jīng)過(guò)的QOS域的邊緣設(shè)備；c、在與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的目的終端相連的QOS域的邊緣設(shè)備保存邊緣設(shè)備列表，并繼續(xù)將資源請(qǐng)求消息發(fā)送給目的終端；d、目的終端向發(fā)來(lái)資源請(qǐng)求消息的源端返回資源分配消息；e、接收資源分配消息的QOS域的邊緣設(shè)備根據(jù)保存的的邊緣設(shè)備列表確定分配資源的路徑，并沿著確定的分配資源路徑發(fā)送針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源分配消息，在經(jīng)過(guò)的QoS邊緣設(shè)備上判斷同相鄰的QoS邊緣設(shè)備間聚合業(yè)務(wù)流資源預(yù)留的情況，并進(jìn)行必要的調(diào)整，最終將資源分配消息返回至應(yīng)用源終端。
所述的步驟e進(jìn)一步包括e1、接收資源分配消息的第一個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備為目的終端與QOS域的邊緣設(shè)備間分配資源，并在資源分配消息中附加該QOS域的邊緣設(shè)備保存的邊緣設(shè)備列表，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源分配消息；e2、資源分配消息每經(jīng)過(guò)一個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備時(shí)，檢查邊緣設(shè)備列表中的相鄰的QOS域的邊緣設(shè)備標(biāo)識(shí)，并判斷該QOS域邊緣設(shè)備與與其相鄰的QOS域邊緣設(shè)備間是否存在足夠的資源，如果有，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源分配消息，并執(zhí)行步驟e4，否則，執(zhí)行步驟e3；e3、觸發(fā)針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源分配過(guò)程進(jìn)行資源的分配，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源分配消息；e4、與應(yīng)用源終端相連的QOS域的邊緣設(shè)備接收上述資源分配消息，進(jìn)行資源的分配，并去除資源分配消息中的邊緣設(shè)備列表，再將資源分配消息轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用源終端；e5、應(yīng)用源終端接收資源分配消息，并分配資源。
步驟e2所述的觸發(fā)針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源分配過(guò)程進(jìn)行資源的分配為如果與該QOS域的邊緣設(shè)備相鄰的QOS域的邊緣設(shè)備是下一跳，則該QOS域的邊緣設(shè)備向下一跳的QOS域的邊緣設(shè)備發(fā)送聚合業(yè)務(wù)流資源請(qǐng)求，并由下一跳的QOS域的邊緣設(shè)備進(jìn)行聚合業(yè)務(wù)流資源的分配，并返回聚合業(yè)務(wù)流資源分配消息；如果與該QOS域的邊緣設(shè)備相鄰的QOS域的邊緣設(shè)備是上一跳，則由該QOS域的邊緣設(shè)備進(jìn)行聚合業(yè)務(wù)流資源的分配，并將聚合業(yè)務(wù)流資源分配消息和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源分配消息同時(shí)發(fā)送給上一跳QOS域的邊緣設(shè)備；對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)，這兩個(gè)消息可以承載于同一報(bào)文中；所述的上一跳或下一跳均為基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流發(fā)送方向上的上一跳或下一跳。
該方法還包括QOS域中的核心設(shè)備收到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求、資源分配消息后，透?jìng)髟撓ⅰ?br> 所述的針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求、資源分配消息包括聚合業(yè)務(wù)流的源地址、目的地址、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)和流量參數(shù)描述。
第二種實(shí)現(xiàn)該方法的步驟包括a11、終端應(yīng)用向相鄰的QoS域的策略服務(wù)器發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源請(qǐng)求；b11、該策略服務(wù)器確定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的聚合流標(biāo)識(shí)，并計(jì)算這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流在本QoS域內(nèi)的路徑、及下一個(gè)QoS域，并將資源請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)QoS域的策略服務(wù)器；c11、經(jīng)過(guò)各個(gè)QoS域的策略服務(wù)器同樣處理后，在同目的終端相連的QoS域，其策略服務(wù)器向目的終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流請(qǐng)求消息；
d11、目的終端上，確定能夠分配給這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源，并向策略服務(wù)器返回分資源配消息；e11、策略服務(wù)器在經(jīng)過(guò)本QoS域的路徑節(jié)點(diǎn)上分配聚合業(yè)務(wù)流資源，并向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流發(fā)送方向上的上一個(gè)QoS域的策略服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源分配消息；f11、應(yīng)用源終端接收資源分配消息，并分配資源。
所述的針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求、資源分配消息包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的源地址、目的地址、流標(biāo)識(shí)、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、流量參數(shù)描述以及QOS域的邊緣設(shè)備列表。
所述的步驟a或步驟a11還包括在所述的各QOS域的入口處確定該資源請(qǐng)求消息可以接受。
所述的策略服務(wù)器是根據(jù)所在的QOS域的拓?fù)湫畔⒑唾Y源占用狀況確定資源分配方案。
所述的聚合業(yè)務(wù)流的資源分配方法包括等量分配的方法分配的資源量等于聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求的資源量；增量分配的方法以一定的粒度為單位進(jìn)行資源的分配，分配的資源量大于或等于聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求的資源量，每個(gè)粒度確定了一個(gè)固定的資源量。
所述的QOS域的邊緣設(shè)備是通過(guò)判斷一個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的上一跳/下一跳接口所屬的QOS域是否相同確定的。
該方法還包括優(yōu)先級(jí)高的聚合業(yè)務(wù)流搶占優(yōu)先級(jí)低的聚合業(yè)務(wù)流已分配資源的處理過(guò)程，即當(dāng)優(yōu)先級(jí)高的聚合業(yè)務(wù)流產(chǎn)生資源請(qǐng)求時(shí)，如果預(yù)分配的資源不夠，則可以搶占優(yōu)先級(jí)低的聚合業(yè)務(wù)流已經(jīng)預(yù)分配但不在使用的資源進(jìn)行該優(yōu)先級(jí)高的聚合業(yè)務(wù)流的資源預(yù)分配。
該方法還包括釋放為聚合業(yè)務(wù)流分配的資源的處理過(guò)程，判斷確定釋放的資源累計(jì)達(dá)到設(shè)定的資源量時(shí)，才釋放為該聚合業(yè)務(wù)流分配的資源。
該方法中不同的QOS域中可以采用不同的域內(nèi)資源分配方法，所述的資源分配方法包括基于信令的資源分配方法和基于策略服務(wù)器的資源分配方法。
該方法還包括應(yīng)用源終端定期向目的終端發(fā)送路徑探測(cè)消息，與目的終端相連的QOS邊緣設(shè)備或策略服務(wù)器上保存邊緣設(shè)備列表，檢測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的路徑是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化，則建立新的資源分配，并撤銷舊的資源分配，否則，不做處理。
該方法還包括當(dāng)QoS域內(nèi)聚合業(yè)務(wù)流的路徑同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流經(jīng)過(guò)該QoS域的路徑不相同，或當(dāng)所述的QOS域中存在多條等價(jià)路徑時(shí)，需要在QOS域的入邊緣設(shè)備與出口邊緣設(shè)備間建立隧道，并在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的發(fā)送過(guò)程中強(qiáng)制通過(guò)建立的隧道轉(zhuǎn)發(fā)。
該方法還包括預(yù)分配資源的統(tǒng)計(jì)調(diào)整過(guò)程，該過(guò)程具體包括周期根據(jù)聚合業(yè)務(wù)流的平均速率、時(shí)延參數(shù)值對(duì)預(yù)分配資源進(jìn)行調(diào)整。
由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)QOS域進(jìn)行管理的方法，有效的解決了端到端QOS問題，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下本發(fā)明僅在與源/目的終端相連的QOS域的邊緣設(shè)備維護(hù)端到端的路徑信息，其它各QOS域的邊緣只維護(hù)Edge-to-edge(邊緣到邊緣)的聚合業(yè)務(wù)流資源預(yù)留信息，大大減小了其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上維護(hù)的業(yè)務(wù)流狀態(tài)信息，及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上信令協(xié)議處理、存儲(chǔ)的開銷；而在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)處理是基于DiffServ的，基于每個(gè)Edge-to-edge的聚合業(yè)務(wù)流甚至是每個(gè)聚合業(yè)務(wù)流本身進(jìn)行調(diào)度，因此所需要的隊(duì)列數(shù)目比IntServ方式大大減少，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上所要聚合業(yè)務(wù)流狀態(tài)信息；QOS域之間采用了peer-to-peer(對(duì)等對(duì)等網(wǎng)絡(luò))模式，因此本發(fā)明可以既可以適應(yīng)對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)模型，也適用于分層的網(wǎng)絡(luò)模型；允許不同的QOS域采用不同的域內(nèi)資源分配方式，而只要求端到端之間采用'的方式，方便不同網(wǎng)絡(luò)間的互連，擴(kuò)展了本發(fā)明的適用范圍；邊緣節(jié)點(diǎn)上通過(guò)動(dòng)態(tài)協(xié)議獲得數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的標(biāo)識(shí)方式，這種標(biāo)識(shí)只需要IP五元組信息，而不需要應(yīng)用層的信息，因此流分類實(shí)施簡(jiǎn)單，配置工作量?。槐景l(fā)明中高優(yōu)先級(jí)的聚合業(yè)務(wù)流可以搶占為低優(yōu)先級(jí)聚合業(yè)務(wù)流預(yù)分配的資源，保證了資源的有效利用，又不會(huì)影響已經(jīng)分配了資源的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流；采用預(yù)分配資源、增量分配資源等方式，有效的減少了資源分配、釋放的頻率，信令協(xié)議開銷小，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定；
由于采用了在下一跳邊緣設(shè)備上進(jìn)行分配資源的方式，可以支持組播的資源請(qǐng)求，同時(shí)還可以進(jìn)一步加快資源預(yù)留路徑的建立；本發(fā)明在大多數(shù)情況下，QOS域的邊緣設(shè)備間有足夠的資源，不需要域內(nèi)資源分配機(jī)制工作，端到端資源分配只需要QER做處理，因此路徑平均建立時(shí)間較快。


圖1為基于差分服務(wù)的集成服務(wù)模型示意圖；圖2為差分服務(wù)敏感的流量工程技術(shù)方案的資源分配曲線圖；圖3為基于差分服務(wù)敏感的流量工程技術(shù)的組網(wǎng)示意圖；圖4為本發(fā)明所述的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖1；圖5為本發(fā)明所述的方法的過(guò)程意圖；圖6為圖4中策略服務(wù)器的工作過(guò)程示意圖；圖7為本發(fā)明所述的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明解決了網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流端到端的QOS問題，本發(fā)明可以稱為Class Based Intergated Service(CB-IntServ，基于類的集成服務(wù))。它將IntServ的控制平面同DiffServ的轉(zhuǎn)發(fā)平面結(jié)合起來(lái)，能夠在各種規(guī)模、各種拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)中為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流提供端到端的QOS保證，不僅在一個(gè)域內(nèi)，而且可以跨域、跨AS實(shí)現(xiàn)。
為每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流提供端到端QOS保證并不意味著一定要采用基于流的端到端路徑，對(duì)于單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)說(shuō)，只要為通過(guò)它的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流預(yù)留足夠的資源就可以了；即資源預(yù)留可以被聚合，這是因?yàn)樵陬A(yù)留資源的情況下，同類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流采用多個(gè)QOS隊(duì)列調(diào)度的效果同采用一個(gè)隊(duì)列調(diào)度的結(jié)果是基本一樣的；但對(duì)于不同的業(yè)務(wù)類別因?yàn)橛胁煌腝OS要求和不同的流量模型，因此需要對(duì)不同業(yè)務(wù)類別的資源進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。
為了確定單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要預(yù)留的資源量，需要將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求通知到發(fā)送路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，該功能可以通過(guò)信令實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)策略服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，還可以采用其它方式實(shí)現(xiàn)。
類似于單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況，可以設(shè)想，在網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)片斷，為每種業(yè)務(wù)類別在這個(gè)片斷的邊緣之間預(yù)留資源，只要資源足夠，就可以保障通過(guò)這個(gè)片斷的每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的QOS，同樣為了確定某一個(gè)片斷需要預(yù)留的資源量，需要將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求通知到每個(gè)片斷。
資源預(yù)留一般包括兩個(gè)階段，即資源請(qǐng)求階段和資源分配階段，在RSVP中，是先進(jìn)行資源請(qǐng)求，再進(jìn)行資源分配，對(duì)于一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，如果進(jìn)行資源預(yù)分配，則將浪費(fèi)大量的網(wǎng)絡(luò)資源，并導(dǎo)致信令的頻繁交互，影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性；但對(duì)于聚合后的類，即聚合業(yè)務(wù)流來(lái)說(shuō)，由于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的原因，聚合后所有的流數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流并發(fā)的概率很小，而且聚合業(yè)務(wù)流的數(shù)目是有限的，從而使對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源預(yù)分配成為可能，且可在預(yù)分配資源無(wú)法滿足使用的情況下動(dòng)態(tài)增加資源量。
本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)的具體包括多個(gè)QOS自治系統(tǒng)(QOS Autonomous System)，QOS自治系統(tǒng)簡(jiǎn)寫為QOS-AS，或稱為QOS域，每個(gè)QOS域是單獨(dú)管理的，且在一個(gè)QOS域中采用統(tǒng)一的QOS策略；QOS-AS可以與網(wǎng)絡(luò)中路由的自治系統(tǒng)(AS)或域(AREA)重合，但也可以不重合，且最簡(jiǎn)單的QOS-AS可以退化為一臺(tái)設(shè)備及其接口。
QOS-AS內(nèi)部可以多種協(xié)議實(shí)現(xiàn)，如IP、ATM、FR、MPLS、Ethernet(以太網(wǎng))或者超量帶寬，對(duì)外界透明。下面以IP網(wǎng)絡(luò)為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)步說(shuō)明，本發(fā)明所述的QOS域包括QOS邊緣設(shè)備QOS邊緣設(shè)備(QOS Edge Router，QER)為位于QOS-AS邊緣的設(shè)備，連接應(yīng)用終端或其它QOS-AS；負(fù)責(zé)整個(gè)QOS-AS的分類、標(biāo)記、策略、整形等工作；另外，它還是QOS域內(nèi)信令的起始和終結(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)在邊緣之間為聚合業(yè)務(wù)流建立資源預(yù)留路徑，維護(hù)聚合業(yè)務(wù)流的狀態(tài)；QER同其它QOS-AS或應(yīng)用終端相連時(shí)，同另外一個(gè)域的QER或應(yīng)用終端間可以運(yùn)行某種信令協(xié)議，負(fù)責(zé)在它們之間進(jìn)行資源預(yù)留；當(dāng)QER同應(yīng)用終端直接相連時(shí)，稱為QOS應(yīng)用邊緣設(shè)備(QOS Application EdgeRouter，QAER)，QAER需要保存數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的狀態(tài)；QER可以同時(shí)是兩個(gè)QOS-AS的邊緣設(shè)備，這時(shí)候QER上的鏈路屬于不同QOS-AS，它虛擬為兩個(gè)QER；若邊緣設(shè)備連接異種網(wǎng)絡(luò)類型(如ATM)的QOS-AS，還負(fù)責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)QOS參數(shù)的映射。
QOS核心設(shè)備QOS核心設(shè)備(QOS Core Router，QCR)位于QOS-AS的內(nèi)部；由于QER已經(jīng)完成了分類、標(biāo)記、策略、整形等工作，QCR只負(fù)責(zé)消息的轉(zhuǎn)發(fā)，運(yùn)行QOS域內(nèi)信令協(xié)議，在QER間建立聚合業(yè)務(wù)流的資源預(yù)留路徑，并保留聚合業(yè)務(wù)流的狀態(tài)。
QCR和QER都是針對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流而言的，某一物理設(shè)備可能同時(shí)是一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的QCR和其它一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的QER。
應(yīng)用終端應(yīng)用終端包括服務(wù)器、PC機(jī)、PDA、手機(jī)等各種智能終端，為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的來(lái)源或目的地，應(yīng)用終端通過(guò)QAER向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送資源請(qǐng)求消息，如果滿足，則進(jìn)行有QOS保障的通信；如果通信是雙向的，應(yīng)用終端同時(shí)是一個(gè)發(fā)送者和接收者，在兩個(gè)方向上請(qǐng)求或預(yù)留資源，且應(yīng)用終端可以使QAER能夠唯一的識(shí)別它，如根據(jù)應(yīng)用終端發(fā)送消息的地址或端口信息等唯一識(shí)別某一個(gè)應(yīng)用終端。
策略服務(wù)器應(yīng)用終端向網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)申請(qǐng)資源，網(wǎng)絡(luò)必須按照某些策略，如費(fèi)用、安全等，來(lái)決定是否為其分配資源；在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流數(shù)目較小時(shí)，可以在QAER上實(shí)現(xiàn)該功能，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)、用戶的規(guī)模擴(kuò)大后，就需要策略服務(wù)器(Policy Server，PS)來(lái)處理；另外，策略服務(wù)器也可以主動(dòng)配置QOS域的邊緣設(shè)備，為聚合業(yè)務(wù)流分配資源，策略服務(wù)器是根據(jù)QOS域的拓?fù)湫畔⒑玩溌焚Y源占用狀況進(jìn)行資源分配的。
解決網(wǎng)絡(luò)通信的QOS的根本途徑是保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流端到端的帶寬等資源，在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，采用了分域保證、預(yù)先分配、動(dòng)態(tài)調(diào)整(包括增量分配、統(tǒng)計(jì)調(diào)整)等技術(shù)解決QOS問題，本發(fā)明所述的方法具體包括在QOS域內(nèi)、QOS域間、應(yīng)用終端和網(wǎng)絡(luò)之間的資源分配方案，其中
QOS域內(nèi)資源分配方案在QOS域的邊緣設(shè)備上將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流聚合為有限數(shù)目的聚合業(yè)務(wù)流，如DiffServ體系所定義的EF(ExpeditedForwarding，加速轉(zhuǎn)發(fā))、AF(Assured Forwarding，確保業(yè)務(wù))等，在QOS-AS的邊緣到邊緣(Edge-to-Edge)之間為聚合業(yè)務(wù)流分配資源，相當(dāng)于在QOS域的邊緣設(shè)備間建立了一個(gè)專用的聚合業(yè)務(wù)流通道；同時(shí)需要為聚合業(yè)務(wù)流確定唯一的標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)方法可以是IPv4/v6的DSCP(DiffServ Code Point，區(qū)分業(yè)務(wù)編碼點(diǎn))、IPv6的flow-label、MPLS的EXP、Ethernet的802.1p等，在跨越異種網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要進(jìn)行相互的映射；資源分配方法可以通過(guò)信令實(shí)現(xiàn)，也可以根據(jù)策略服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；對(duì)QOS域內(nèi)信令協(xié)議的要求是1、起始和終結(jié)在QER上；2、在路徑經(jīng)過(guò)的QCR上運(yùn)行；3、具有請(qǐng)求、分配、撤銷、確認(rèn)、錯(cuò)誤報(bào)告等消息；4、請(qǐng)求消息中攜帶的數(shù)據(jù)包括源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、流量參數(shù)描述等；5、分配消息中攜帶的數(shù)據(jù)包括源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、確認(rèn)或修改后的流量參數(shù)描述等；6、支持增量分配，也就是在原來(lái)分配資源的基礎(chǔ)上，以一定的粒度為單位增加或減少某個(gè)聚合業(yè)務(wù)流的資源；
7、資源搶占，高優(yōu)先級(jí)的聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求能夠搶占低優(yōu)先級(jí)聚合業(yè)務(wù)流不在使用的資源；8、基于傳輸層協(xié)議來(lái)保證可靠傳輸；9、支持組播；10、路徑上每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)聚合業(yè)務(wù)流狀態(tài)。
對(duì)策略服務(wù)器的要求是1、可以從QOS域中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備動(dòng)態(tài)的獲得其鏈路狀態(tài)(即QOS域的拓?fù)湫畔?，及QOS域的網(wǎng)絡(luò)資源使用、資源空閑情況；2、計(jì)算edge-to-edge(邊緣到邊緣)間滿足資源請(qǐng)求的路徑；3、配置路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)留的資源量。
資源分配需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(傳輸路徑上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)的支持，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能力足夠，可以為每個(gè)<源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)>三元組預(yù)留資源，并基于三元組進(jìn)行分類、調(diào)度等工作；如果設(shè)備的能力有限，可以為每個(gè)聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)預(yù)留資源，并基于聚合業(yè)務(wù)流進(jìn)行分類、調(diào)度工作。上述兩種方式中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都需要維護(hù)<源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、預(yù)留資源>信息。
QOS域間資源分配在域內(nèi)為聚合業(yè)務(wù)流分配資源，預(yù)留資源后，形成了一個(gè)edge-to-edge的通道，但要完成end-to-end(端到端)的資源預(yù)留，還需要將多個(gè)域的edgee-to-edge通道連接起來(lái)，這時(shí)候就要在QOS域間分配資源，QOS域間資源分配和QOS域內(nèi)資源分配結(jié)合起來(lái)，可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的edge-to-edge間建立一個(gè)資源預(yù)留的通道；
同樣，對(duì)于QOS域間資源分配可以是基于信令實(shí)現(xiàn)，也可以采用策略服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；對(duì)域間信令協(xié)議的要求是1、只在QER之間運(yùn)行，不需要在QCR之間、QCR同QER之間運(yùn)行；2、當(dāng)QER同時(shí)是兩個(gè)QOS域的QER時(shí)，不需要預(yù)留資源；3、具有請(qǐng)求、分配、撤銷、確認(rèn)、錯(cuò)誤報(bào)告等消息；5、請(qǐng)求消息中攜帶的數(shù)據(jù)包括源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、流量參數(shù)描述等；6、分配消息中攜帶的數(shù)據(jù)包括源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、確認(rèn)或修改后的流量參數(shù)描述等；7、支持增量分配，也就是在原來(lái)分配資源的基礎(chǔ)上，以一定的粒度為單位增加或減少某個(gè)聚合業(yè)務(wù)流的資源；8、資源搶占，高優(yōu)先級(jí)的聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求能夠搶占低優(yōu)先級(jí)聚合業(yè)務(wù)流不在使用的資源；9、協(xié)議基于某種傳輸層協(xié)議來(lái)保證可靠傳輸；10、支持組播；11、QER上維護(hù)聚合業(yè)務(wù)流狀態(tài)。
對(duì)策略服務(wù)器的要求是1、每個(gè)QOS域有自己的策略服務(wù)器，不需要整網(wǎng)通過(guò)同一個(gè)策略服務(wù)器來(lái)管理；
2、策略服務(wù)器之間交換各自域內(nèi)edge-to-edge的資源預(yù)留、資源空閑情況；3、能獲得兩個(gè)域的QER間的資源使用情況；4、在一個(gè)QOS域的策略服務(wù)器計(jì)算其edge-to-edge資源路徑后，通知下一個(gè)QOS域的策略服務(wù)器；5、每個(gè)域的策略服務(wù)器負(fù)責(zé)配置全網(wǎng)edge-to-edge路徑上落在本域內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
如果QOS域支持，可以為每個(gè)<源QER、目的QER、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)>三元組預(yù)留資源，并基于三元組進(jìn)行分類、調(diào)度等工作；如果QOS域能力有限，可以為每個(gè)聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)預(yù)留資源，并基于聚合業(yè)務(wù)流進(jìn)行分類、調(diào)度工作。
應(yīng)用終端-網(wǎng)絡(luò)資源分配當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)edge-to-edge的資源預(yù)留通道建立起來(lái)后，最終要解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流end-to-end的資源分配，還需要在應(yīng)用終端-網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行資源分配，并調(diào)整網(wǎng)絡(luò)edge-to-edge的資源預(yù)留；應(yīng)用終端-網(wǎng)絡(luò)的資源分配方法有兩種，第一種是為聚合業(yè)務(wù)流分配資源，第二種是為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流分配資源，第一種方式作為實(shí)現(xiàn)第二種方式的一個(gè)步驟，即預(yù)分配；第一種方式，為聚合業(yè)務(wù)流進(jìn)行資源分配，同域間資源分配機(jī)制是類似的，分配的資源由于是針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的，遠(yuǎn)端應(yīng)用的目的地址是無(wú)法確定的，并不是end-to-end的預(yù)留；針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源分配方法有兩種，一種為QAER主動(dòng)分配資源，另一種為應(yīng)用終端通過(guò)策略服務(wù)器向QAER請(qǐng)求資源。QAER主動(dòng)分配的情況下，主機(jī)不參與，只在QAER上分配聚合業(yè)務(wù)流資源，此時(shí)QAER可以看作是一個(gè)代理。通過(guò)策略服務(wù)器的方式下，主機(jī)可以通過(guò)帶外、帶內(nèi)機(jī)制向策略服務(wù)器進(jìn)行請(qǐng)求，成功后，策略服務(wù)器通知QAER分配資源；第二種方式是為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進(jìn)行資源分配，是end-to-end資源分配的一部分；因?yàn)閼?yīng)用終端的方式多種多樣，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的時(shí)間可長(zhǎng)可短，因此分配方式采用動(dòng)態(tài)的端到端信令協(xié)議，端到端信令協(xié)議的要求是1、可以在應(yīng)用終端-QAER之間運(yùn)行，也可以在應(yīng)用終端-應(yīng)用終端之間直接運(yùn)行；2、QER需要感知這種協(xié)議，并進(jìn)行相應(yīng)處理，但QER間透?jìng)鞫说蕉诵帕顓f(xié)議的消息；3、具有請(qǐng)求、分配、撤銷、確認(rèn)、錯(cuò)誤報(bào)告等消息；4、請(qǐng)求消息中攜帶的數(shù)據(jù)包括源地址、目的地址、流標(biāo)識(shí)、建議的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、流量參數(shù)描述、已經(jīng)經(jīng)過(guò)的QER列表等；5、分配消息中攜帶的數(shù)據(jù)包括源地址、目的地址、流標(biāo)識(shí)、分配的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、確認(rèn)或修改后的流量參數(shù)描述、端到端之間的QER列表等；6、請(qǐng)求消息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)識(shí)別自己是否是QER，如果是，將自己的ID加入消息中的QER列表；7、在QER-應(yīng)用終端之間的請(qǐng)求/分配消息中，去除QER列表；
8、當(dāng)端到端分配消息返回一個(gè)QER時(shí)，它負(fù)責(zé)檢查同另一個(gè)QER間的聚合業(yè)務(wù)流是否分配了足夠的資源，如果不夠，則觸發(fā)域內(nèi)/域間信令協(xié)議，在這兩個(gè)QER間進(jìn)行增量資源分配；9、與源相連的QER負(fù)責(zé)決定應(yīng)用的聚合業(yè)務(wù)流類別，可以根據(jù)請(qǐng)求消息中所建議的類別，也可以重新指定；10、周期性重發(fā)請(qǐng)求消息，探測(cè)端到端路徑所經(jīng)過(guò)的QER是否發(fā)生了變化；11、協(xié)議基于某種傳輸層協(xié)議來(lái)保證可靠傳輸；12、支持組播；13、可以同域間資源分配協(xié)議是同一個(gè)協(xié)議，但在應(yīng)用-QER間、QER間使用時(shí)，具體工作方式有所區(qū)別；14、同域內(nèi)資源分配協(xié)議能夠方便的區(qū)分開來(lái)；15、只有QAER維護(hù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流狀態(tài)，在與目的連接的QAER狀態(tài)中包括QER列表，其它QER不維護(hù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流狀態(tài)。
上面所述的針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源分配是end-to-end的資源分配過(guò)程，而針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源分配為包括應(yīng)用終端-QAER間、QOS域內(nèi)、QOS域間三種方式，且為分段進(jìn)行資源分配的，這兩種資源分配機(jī)制結(jié)合起來(lái)，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的QOS資源分配過(guò)程。
為了簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，端到端信令協(xié)議和QOS域間協(xié)議可以采用同一個(gè)協(xié)議，即一個(gè)協(xié)議同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流和聚合業(yè)務(wù)流消息，但在不同的應(yīng)用環(huán)境中表現(xiàn)為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流或聚合業(yè)務(wù)流資源分配協(xié)議。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的方法，即End-to-end資源分配的完整工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明如圖4所示，圖中的APP1為源終端，APP2為目的終端，R1至R4為四個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備，PS1為服務(wù)質(zhì)量域1(QOS-AS1)的策略服務(wù)器，PS2為服務(wù)質(zhì)量域2(QOS-AS2)的策略服務(wù)器；針對(duì)圖4所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的資源分配過(guò)程如圖5所示，包括步驟1源終端APP1發(fā)起資源請(qǐng)求，消息中包括源地址<APP1>、目的地址<APP2>、流標(biāo)識(shí)<Source Port、Dest Port、Protocol>、建議的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)<DSCP1>、流量參數(shù)描述等；步驟2在與源終端APP1直接連接的邊緣設(shè)備R1上，首先同策略服務(wù)器PS1交互，判斷這個(gè)請(qǐng)求是否能夠接受，如果拒絕，返回請(qǐng)求失敗消息；如果允許，確定聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)為DSCP2，該標(biāo)識(shí)可以同DSCP1相同，也可以不同；再檢查在源終端APP1-邊緣設(shè)備R1間是否有足夠的聚合業(yè)務(wù)流DSCP2資源，如果不夠，返回請(qǐng)求失敗消息，否則將邊緣設(shè)備R1的ID加入資源請(qǐng)求消息中的QER列表，并繼續(xù)前向轉(zhuǎn)發(fā)該資源請(qǐng)求消息；步驟3資源請(qǐng)求消息經(jīng)過(guò)邊緣設(shè)備R2時(shí)，根據(jù)自己的上一跳或下一跳接口屬于不同的QOS-AS確認(rèn)自己是這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的QER，將自己的ID加入請(qǐng)求消息的QER列表，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源請(qǐng)求消息；
步驟4在邊緣設(shè)備R3上，由于進(jìn)入了一個(gè)新的QOS域，因此邊緣設(shè)備R3同QOS-AS2域的策略服務(wù)器PS2交互，判斷是否接受資源請(qǐng)求，如果拒絕，返回資源請(qǐng)求失敗消息，否則轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求消息；步驟5在與目的終端APP2直接連接的邊緣設(shè)備R4上，根據(jù)下一跳接口同目的終端相連，確認(rèn)自己是這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的QAER，將自己的ID加入請(qǐng)求消息的QER列表，同時(shí)判斷在邊緣設(shè)備R4-目的終端APP2間是否有足夠的聚合業(yè)務(wù)流資源，如果沒有，向源終端APP1返回請(qǐng)求失敗消息，否則將QER列表保存在本地，去除QER列表后將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給目的終端APP2；步驟6目的終端APP2確定能夠分配給該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源，向源終端APP1返回分配消息；步驟7、8在邊緣設(shè)備R4上分配邊緣設(shè)備R4-目的終端APP2間的聚合業(yè)務(wù)流資源，附加上QER列表后轉(zhuǎn)發(fā)資源分配消息，同時(shí)判斷邊緣設(shè)備R4與邊緣設(shè)備R3間是否存在足夠的資源，如果存在，則向邊緣設(shè)備R3發(fā)送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源分配消息，否則在邊緣設(shè)備R4上觸發(fā)與邊緣設(shè)備R3間的聚合業(yè)務(wù)流分配過(guò)程，并同時(shí)向邊緣設(shè)備R3發(fā)送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源分配消息和聚合業(yè)務(wù)流資源分配消息，在IP網(wǎng)絡(luò)中，這兩種消息可以合并在一個(gè)協(xié)議包中發(fā)送，且當(dāng)資源分配消息到達(dá)邊緣設(shè)備R3時(shí)將邊緣設(shè)備R4標(biāo)識(shí)從QER列表中彈出；如果在邊緣設(shè)備R4-邊緣設(shè)備R3間的某個(gè)節(jié)點(diǎn)不能滿足資源分配，則向邊緣設(shè)備R4發(fā)送聚合業(yè)務(wù)流分配失敗消息，并向邊緣設(shè)備R3發(fā)送聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求失敗消息，邊緣設(shè)備R4收到失敗消息后，向目的終端APP2發(fā)送端到端分配失敗消息；步驟9、10、11分配消息經(jīng)過(guò)邊緣設(shè)備R3、邊緣設(shè)備R2、邊緣設(shè)備R1時(shí)，均需從QER列表中彈出前一個(gè)QER標(biāo)識(shí)，并分別檢查自己同上一個(gè)或下一個(gè)QER之間是否有足夠的預(yù)留資源，如果有，則向源終端APP1轉(zhuǎn)發(fā)分配消息，如果沒有，則觸發(fā)域內(nèi)、域間信令協(xié)議分配資源，如果分配成功，這個(gè)QER向源終端APP1繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)端到端的分配消息，如果分配失敗，這個(gè)QER向源終端APP1發(fā)送請(qǐng)求失敗消息，并向目的終端APP2發(fā)送分配失敗消息；如果在QOS域的QER上沒有記錄與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流傳送方向的上一個(gè)QER間的聚合業(yè)務(wù)流資源預(yù)留狀態(tài)，則聚合業(yè)務(wù)流資源的調(diào)整方法與步驟7、8所述的聚合業(yè)務(wù)流資源的調(diào)整方法有所不同，參見步驟12、13、14，具體為在邊緣設(shè)備R1上，檢查同邊緣設(shè)備R2間是否有足夠的資源，如果有，去除QER列表向源終端APP1發(fā)送端到端的分配消息，如果沒有，則向邊緣設(shè)備R2發(fā)送聚合業(yè)務(wù)流資源分配消息，收到邊緣設(shè)備R2發(fā)來(lái)的資源分配消息后，去除QER列表向源終端APP1發(fā)送端到端的分配消息，這種資源分配方式可以支持組播的資源分配，并可以加快資源預(yù)留路徑的建立；步驟15在源終端APP1上，分配針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源，完成端到端的資源分配過(guò)程。
下面對(duì)本發(fā)明所述的方法中策略服務(wù)器的具體工作過(guò)程結(jié)合附圖進(jìn)行描述，如圖6所示在每個(gè)QOS-AS內(nèi)各有一個(gè)策略服務(wù)器，分別稱為策略服務(wù)器PS1和策略服務(wù)器PS2；策略服務(wù)器PS1和策略服務(wù)器PS2相互交換各自所屬的QOS-AS、所管理的邊界節(jié)點(diǎn)等信息，收集QOS域內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源分配信息，且策略服務(wù)器PS1和策略服務(wù)器PS2分別在域內(nèi)、QER同應(yīng)用終端間為聚合業(yè)務(wù)流分配資源，并且相互協(xié)同，在QOS域間為聚合業(yè)務(wù)流分配資源；具體過(guò)程包括1、源源終端APP1向策略服務(wù)器PS1發(fā)起資源請(qǐng)求，消息中包括源地址<APP1>、目的地址<APP2>、流標(biāo)識(shí)<Source Port、Dest Port、Protocol>、建議的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)<DSCP1>、流量參數(shù)描述等。目的地址為目的終端APP2；2、策略服務(wù)器PS1確定聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)為DSCP2，可以同DSCP1相同，也可以不同，通過(guò)查詢域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的路由表等信息，得知路徑要進(jìn)入QOS-AS2，向策略服務(wù)器PS2轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求消息；3、策略服務(wù)器PS2通過(guò)查詢域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的路由表等信息，得知目的終端APP2同這個(gè)域直接相連，向目的終端APP2轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求消息；4、在目的終端APP2上，確定能夠分配給這個(gè)流的資源，向策略服務(wù)器PS2返回分配消息；5、策略服務(wù)器PS2查在邊緣設(shè)備R3-邊緣設(shè)備R4間間是否有足夠的資源，如果不夠，進(jìn)一步檢查是否有剩余的資源，如果不夠，向策略服務(wù)器PS1發(fā)送請(qǐng)求失敗消息，向目的終端APP2發(fā)送分配失敗消息；如果足夠，在邊緣設(shè)備R3-邊緣設(shè)備R4間為聚合業(yè)務(wù)流增量分配資源，并向策略服務(wù)器PS1轉(zhuǎn)發(fā)分配消息；6、策略服務(wù)器PS1上的處理同策略服務(wù)器PS2；7、源終端APP1上，分配資源。
本發(fā)明所述的方法中對(duì)單個(gè)IP QOS域的簡(jiǎn)化處理過(guò)程為在圖7所示的單個(gè)IP QOS域中，上述的過(guò)程可以進(jìn)行簡(jiǎn)化，主要表現(xiàn)在端到端信令協(xié)議和域內(nèi)資源分配協(xié)議和并為一個(gè)協(xié)議，且不需要紀(jì)錄QER列表，具體的工作過(guò)程如下1、源終端APP3發(fā)起資源請(qǐng)求，消息中包括源地址<APP3>、目的地址<APP4>、流標(biāo)識(shí)<Source Port、Dest Port、Protocol>、建議的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)<DSCP3>、流量參數(shù)描述等；2、在與源終端APP3直接連接的邊緣設(shè)備R5上，確定聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)為DSCP4，可以同DSCP3相同，也可以不同；3、在邊緣設(shè)備R5與邊緣設(shè)備R6間的節(jié)點(diǎn)上透?jìng)鞫说蕉苏?qǐng)求；4、在邊緣設(shè)備R6上，記錄數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的標(biāo)識(shí)以及對(duì)應(yīng)的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)；5、目的終端APP4上，確定能夠分配給這個(gè)流的資源，向源終端APP3返回分配消息，消息中包含應(yīng)用地址<APP3>、目的地址<APP4>、流標(biāo)識(shí)<Source Port、Dest Port、Protocol>、分配的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)<DSCP4>、確認(rèn)的流量參數(shù)描述等；
6、在邊緣設(shè)備R6-邊緣設(shè)備R5間的整個(gè)路徑上，為這個(gè)聚合業(yè)務(wù)流分配資源，如果不夠，向源終端APP3返回資源請(qǐng)求失敗消息，向目的終端APP4發(fā)送分配失敗消息；7、在邊緣設(shè)備R5上，記錄數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的標(biāo)識(shí)以及對(duì)應(yīng)的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)；8、在源終端APP3上為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流分配資源。
本發(fā)明所述的方法還包括端到端路徑發(fā)生變化的處理過(guò)程當(dāng)端到端的路徑變化時(shí)，控制平面應(yīng)當(dāng)能夠感知這種變化，并改變資源分配如果采用信令協(xié)議處理，參見圖4，則處理方法如下1、在與目的終端APP2連接的QEAR即邊緣設(shè)備R4的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流狀態(tài)中，保存QER列表信息；2、源終端APP1周期性重發(fā)端到端請(qǐng)求消息，用于探測(cè)路徑是否改變；3、當(dāng)請(qǐng)求消息到達(dá)與目的終端APP2直接相連的QAER即邊緣設(shè)備R4時(shí)，有三種情況1)這個(gè)QAER同上次所經(jīng)過(guò)的QAER不同，記為邊緣設(shè)備R4′；2)QAER同上次經(jīng)過(guò)的QAER相同，但經(jīng)過(guò)的QER列表不同；3)QAER相同，QER列表也相同；分別轉(zhuǎn)4、5、6處理；4、對(duì)于1)描述的情況，新的QAER即邊緣設(shè)備R4′返回新的端到端分配消息，老的QAER即邊緣設(shè)備R4由于超時(shí)，向源終端APP1發(fā)送分配撤銷消息，向目的終端APP2發(fā)送請(qǐng)求撤銷消息；
5、對(duì)于2)描述的情況，邊緣設(shè)備R4生成新的流狀態(tài)信息，然后向源終端APP1發(fā)送新的分配消息，包含新的QER列表；包含老的QER列表的流狀態(tài)信息在超時(shí)后，向源終端APP1發(fā)送分配撤銷消息；6、對(duì)于3)描述的情況不做處理。
如果采用策略服務(wù)器處理，則處理方法如下1、在策略服務(wù)器PS1和策略服務(wù)器PS2中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流狀態(tài)中，保存這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流所經(jīng)過(guò)的本QOS域內(nèi)的QER；2、源終端APP1周期性重發(fā)端到端請(qǐng)求消息，用于探測(cè)路徑是否改變；3、當(dāng)請(qǐng)求消息經(jīng)過(guò)策略服務(wù)器PS1到達(dá)策略服務(wù)器PS2時(shí)，策略服務(wù)器PS1和策略服務(wù)器PS2分別計(jì)算在本域內(nèi)所經(jīng)過(guò)的QER是否發(fā)生了變化，如果有變化，則撤銷在老的QER間的聚合業(yè)務(wù)流資源分配，并在新的QER間為聚合業(yè)務(wù)流分配資源；4、策略服務(wù)器PS1和策略服務(wù)器PS2還協(xié)同計(jì)算跨域的一對(duì)QER是否發(fā)生了變化，如果有變化，撤銷老的QER間的聚合業(yè)務(wù)流資源分配，并在新的QER間為聚合業(yè)務(wù)流分配資源。
本發(fā)明所述的方法還包括聚合業(yè)務(wù)流資源調(diào)度的處理過(guò)程，具體包括以下三個(gè)處理過(guò)程預(yù)分配資源的統(tǒng)計(jì)調(diào)整過(guò)程在初始化時(shí)，edge-to-edge的資源預(yù)先分配，從而在大多數(shù)情況下防止了頻繁的信令交互和資源分配、釋放；但如果預(yù)分配的資源不能滿足聚合業(yè)務(wù)流的統(tǒng)計(jì)特性，這種機(jī)制就起不了應(yīng)有的作用；因而需要定期或不定期的進(jìn)行預(yù)分配資源的調(diào)整，這種調(diào)整相對(duì)于end-to-end信令來(lái)說(shuō)，時(shí)間間隔較長(zhǎng)；調(diào)整可以通過(guò)手工、自動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間資源不足或過(guò)度時(shí)，進(jìn)行調(diào)整。由此可見，調(diào)整的基礎(chǔ)是進(jìn)行edge-to-edge資源使用情況的測(cè)量，方式如下1 QER上記錄每一對(duì)edge-to-edge的預(yù)分配資源；2設(shè)定一個(gè)測(cè)量周期；3計(jì)算這個(gè)周期內(nèi)edge-to-edge的平均速率、時(shí)延等；4在下一個(gè)周期調(diào)整資源，滿足上一個(gè)周期的統(tǒng)計(jì)特征。在主機(jī)-QAER間調(diào)整帶寬時(shí)，一般需要用戶的參與，如用戶通過(guò)帶內(nèi)、帶外的方式來(lái)訂購(gòu)某種業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)為其分配相應(yīng)的帶寬。
增量調(diào)整過(guò)程由于聚合的原因，edge-to-edge資源分配是增量的，也就是在原來(lái)分配資源的基礎(chǔ)上增加或減少，而不是像end-to-end那樣更新資源。對(duì)于信令協(xié)議來(lái)說(shuō)，為了同預(yù)分配資源的消息有所區(qū)別，請(qǐng)求、分配消息中要對(duì)它們進(jìn)行區(qū)分；為了進(jìn)一步減少資源的頻繁調(diào)度，可以采用增量分配的方法進(jìn)行資源分配，在分配資源時(shí)，以一定的粒度為單位，稱為資源粒度，每個(gè)資源粒度確定了一個(gè)固定的資源量，如可以確定每個(gè)粒度為100K，當(dāng)請(qǐng)求分配的資源量為350K時(shí)，則為其分配4個(gè)粒度，以滿足當(dāng)前的資源請(qǐng)求，同時(shí)可能滿足一定的后續(xù)的資源請(qǐng)求，即為當(dāng)前聚合業(yè)務(wù)流分配大于或等于請(qǐng)求分配的資源量；
在資源釋放時(shí)，如果一次釋放的資源還沒有達(dá)到這個(gè)粒度的邊界，則聚合業(yè)務(wù)流并不釋放資源，直到累計(jì)的釋放資源達(dá)到這個(gè)粒度的邊界。
資源搶占過(guò)程由于edge-to-edge間為聚合業(yè)務(wù)流預(yù)分配了資源，當(dāng)某個(gè)聚合業(yè)務(wù)流有新的資源請(qǐng)求時(shí)，如果預(yù)分配的資源不夠，這時(shí)候可以搶占低優(yōu)先級(jí)聚合業(yè)務(wù)流已經(jīng)預(yù)分配的資源，來(lái)滿足要求。順序是從最低優(yōu)先級(jí)起到自己的優(yōu)先級(jí)為止；搶占的資源釋放后，從下一個(gè)優(yōu)先級(jí)的聚合業(yè)務(wù)流開始，判斷這個(gè)聚合業(yè)務(wù)流的當(dāng)前資源是否小于預(yù)分配資源，如果小于，則將資源釋放給它。
資源搶占的單位也是一個(gè)資源粒度。
對(duì)于退化為一臺(tái)設(shè)備及其接口的QOS域，在單個(gè)設(shè)備上同樣可以進(jìn)行上述三種方式的處理。
本發(fā)明中在應(yīng)用終端和網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行資源請(qǐng)求時(shí)，攜帶了流標(biāo)識(shí)，因此QAER可以通過(guò)它來(lái)識(shí)別一個(gè)流，并根據(jù)分配給它的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)，在識(shí)別流以后設(shè)置其優(yōu)先級(jí)；在QAER上還要進(jìn)行CAR(Commit AccessRate，承諾接入速率)，確保數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流滿足請(qǐng)求時(shí)所申明的流量特征。
本發(fā)明中本地資源調(diào)度需要發(fā)揮IP統(tǒng)計(jì)復(fù)用的優(yōu)勢(shì)，各個(gè)聚合業(yè)務(wù)流的預(yù)留資源可以動(dòng)態(tài)共享，在一個(gè)處理周期中，高優(yōu)先級(jí)沒有使用的資源可以被低優(yōu)先級(jí)所使用。
本發(fā)明中為了保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流路徑同聚合業(yè)務(wù)流路徑的重合，即保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流沿著預(yù)留路徑進(jìn)行傳送，具體可以采用以下方案實(shí)現(xiàn)在一個(gè)QoS域內(nèi)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的路徑是通過(guò)流的源地址、目的地址確定的，而聚合業(yè)務(wù)流的路徑是通過(guò)兩端的QER的地址確定的，在一些特殊的情況下，這兩個(gè)路徑有可能不重合，例如1、在路徑的某個(gè)節(jié)點(diǎn)上實(shí)施了路由策略或策略路由，使得路由不是基于Metric(度量)的最佳路由，這種節(jié)點(diǎn)一般是ASBR(自治系統(tǒng)邊界路由器)或ABR(域邊界路由器)；2、QOS域內(nèi)存在多條等價(jià)路徑，只在其中一條路徑上做了資源分配，而另外路徑?jīng)]有分配資源；對(duì)于第一種情況，如果QER同ASBR/ABR重合，域內(nèi)沒有實(shí)施路由策略/策略路由的節(jié)點(diǎn)，則可以保證這兩種路徑是重合的；如果QoS域內(nèi)聚合業(yè)務(wù)流的路徑同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流經(jīng)過(guò)該QoS域的路徑不相同，則可以通過(guò)在QER之間建立隧道，并強(qiáng)制通過(guò)這兩個(gè)QER的應(yīng)用流都通過(guò)這個(gè)隧道轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)解決；對(duì)于第二種情況，只能通過(guò)建立QER間的隧道加以解決。
本發(fā)明中涉及的端到端信令協(xié)議在工作過(guò)程中，還需要識(shí)別這個(gè)流的QER，具體方式如下在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，將其接口配置為3種類型a 用戶接口同用戶連接，可以直接相連，也可以通過(guò)一個(gè)沒有部署QOS的網(wǎng)絡(luò)相連；b QOS域內(nèi)接口同QOS域內(nèi)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)直接相連，是默認(rèn)配置；c QOS域間接口同其它QOS域的節(jié)點(diǎn)相連。
如果一個(gè)QER跨越了兩個(gè)QOS域，則將接口都配置為域間接口，并配置它所屬的QOS-AS標(biāo)識(shí)。
當(dāng)請(qǐng)求消息到達(dá)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，計(jì)算上一跳/下一跳接口，并根據(jù)與下一跳/上一跳接口的組合確定QER，具體方法如下a/a兩端連接用戶，是QAER；a/b或b/a是QAER；a/c或c/a是QAER；b/b不是QER；b/c或c/b是QER；c/c進(jìn)一步判斷兩個(gè)接口的QOS-AS標(biāo)識(shí)是否相同，如果不同，是QER，否則不是QER。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)質(zhì)量(QOS)自治系統(tǒng)，即QOS域，每個(gè)QOS域內(nèi)設(shè)置獨(dú)立的資源分配方案，在一個(gè)或多個(gè)QOS域預(yù)留的資源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流端到端的資源分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)，其特征在于所述的QOS域進(jìn)一步包括QOS域邊緣設(shè)備位于QOS域邊緣，與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流來(lái)源、目的地或其它QOS域連接，負(fù)責(zé)在域間和域內(nèi)為根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流生成的聚合業(yè)務(wù)流建立資源預(yù)留路徑，并維護(hù)聚合業(yè)務(wù)流的狀態(tài)；QOS域核心設(shè)備位于QOS域內(nèi)部，負(fù)責(zé)在域內(nèi)為聚合業(yè)務(wù)流建立資源預(yù)留路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的QOS域可以與網(wǎng)絡(luò)中路由的自治系統(tǒng)(AS)或域(AREA)重合，也可以不重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)，其特征在于所述的QOS域還包括策略服務(wù)器每個(gè)QOS域設(shè)置一個(gè)策略服務(wù)器，維護(hù)著與該QOS域相關(guān)的資源分配方案，即與QOS域的邊緣設(shè)備和QOS域的核心設(shè)備配合，為聚合業(yè)務(wù)流分配資源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括應(yīng)用終端，所述的應(yīng)用終端進(jìn)一步包括源終端產(chǎn)生需要向外發(fā)送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，并針對(duì)該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流向QOS域邊緣設(shè)備發(fā)送資源請(qǐng)求消息；目的終端負(fù)責(zé)最終接收發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，即為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的目的地端。
6.一種基于上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)QOS域，在不同的QOS域內(nèi)部、QOS域之間及應(yīng)用終端與通信網(wǎng)絡(luò)之間分別確定資源分配方案，實(shí)現(xiàn)針對(duì)各聚合業(yè)務(wù)流的資源分配，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流端到端的資源分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的聚合業(yè)務(wù)流為在QOS域的入口邊緣設(shè)備中根據(jù)各數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流承載的信息分類合并后生成的業(yè)務(wù)流，所述的QOS域的入口邊緣設(shè)備為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進(jìn)入QOS域時(shí)經(jīng)過(guò)的QOS域的邊緣設(shè)備；所述的多個(gè)聚合業(yè)務(wù)流間是通過(guò)不同的聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)分的，該標(biāo)識(shí)是由QOS域的入口邊緣設(shè)備確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于第一種實(shí)現(xiàn)方法的步驟包括a、應(yīng)用源終端針對(duì)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流向QOS域的入口邊緣設(shè)備發(fā)送資源請(qǐng)求消息；b、該資源請(qǐng)求消息依次經(jīng)過(guò)各個(gè)QOS域的入口邊緣設(shè)備和QOS域的出口邊緣設(shè)備，并將經(jīng)過(guò)的各個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備標(biāo)識(shí)依次加入資源請(qǐng)求消息的邊緣設(shè)備列表中，所述的QOS域的出口邊緣設(shè)備為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流輸出QOS域時(shí)經(jīng)過(guò)的QOS域的邊緣設(shè)備；c、在與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的目的終端相連的QOS域的邊緣設(shè)備保存邊緣設(shè)備列表，并繼續(xù)將資源請(qǐng)求消息發(fā)送給目的終端；d、目的終端向發(fā)來(lái)資源請(qǐng)求消息的源端返回資源分配消息；e、接收資源分配消息的QOS域的邊緣設(shè)備根據(jù)保存的的邊緣設(shè)備列表確定分配資源的路徑，并沿著確定的分配資源路徑發(fā)送針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源分配消息，在經(jīng)過(guò)的QoS邊緣設(shè)備上判斷同相鄰的QoS邊緣設(shè)備間聚合業(yè)務(wù)流資源預(yù)留的情況，并進(jìn)行必要的調(diào)整，最終將資源分配消息返回至應(yīng)用源終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的步驟e進(jìn)一步的包括e1、接收資源分配消息的第一個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備為目的終端與QOS域的邊緣設(shè)備間分配資源，并在資源分配消息中附加該QOS域的邊緣設(shè)備保存的邊緣設(shè)備列表，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源分配消息；e2、資源分配消息每經(jīng)過(guò)一個(gè)QOS域的邊緣設(shè)備時(shí)，檢查邊緣設(shè)備列表中的相鄰的QOS域的邊緣設(shè)備標(biāo)識(shí)，并判斷該QOS域邊緣設(shè)備與與其相鄰的QOS域邊緣設(shè)備間是否存在足夠的資源，如果有，則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源分配消息，并執(zhí)行步驟e4，否則，執(zhí)行步驟e3；e3、觸發(fā)針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源分配過(guò)程進(jìn)行資源的分配，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該資源分配消息；e4、與應(yīng)用源終端相連的QOS域的邊緣設(shè)備接收上述資源分配消息，進(jìn)行資源的分配，并去除資源分配消息中的邊緣設(shè)備列表，再將資源分配消息轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用源終端；e5、應(yīng)用源終端接收資源分配消息，并分配資源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于步驟e2所述的觸發(fā)針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源分配過(guò)程進(jìn)行資源的分配為如果與該QOS域的邊緣設(shè)備相鄰的QOS域的邊緣設(shè)備是下一跳，則該QOS域的邊緣設(shè)備向下一跳的QOS域的邊緣設(shè)備發(fā)送聚合業(yè)務(wù)流資源請(qǐng)求，并由下一跳的QOS域的邊緣設(shè)備進(jìn)行聚合業(yè)務(wù)流資源的分配，并返回聚合業(yè)務(wù)流資源分配消息；如果與該QOS域的邊緣設(shè)備相鄰的QOS域的邊緣設(shè)備是上一跳，則由該QOS域的邊緣設(shè)備進(jìn)行聚合業(yè)務(wù)流資源的分配，并將聚合業(yè)務(wù)流資源分配消息和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源分配消息同時(shí)發(fā)送給上一跳QOS域的邊緣設(shè)備；對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)，這兩個(gè)消息可以承載于同一報(bào)文中；所述的上一跳或下一跳均為基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流發(fā)送方向上的上一跳或下一跳。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于還包括QOS域中的核心設(shè)備收到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求、資源分配消息后，透?jìng)髟撓ⅰ?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的針對(duì)聚合業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求、資源分配消息包括聚合業(yè)務(wù)流的源地址、目的地址、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)和流量參數(shù)描述。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于第二種實(shí)現(xiàn)該方法的步驟包括a11、終端應(yīng)用向相鄰的QoS域的策略服務(wù)器發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源請(qǐng)求；b11、該策略服務(wù)器確定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的聚合流標(biāo)識(shí)，并計(jì)算這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流在本QoS域內(nèi)的路徑、及下一個(gè)QoS域，并將資源請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)QoS域的策略服務(wù)器；c11、經(jīng)過(guò)各個(gè)QoS域的策略服務(wù)器同樣處理后，在同目的終端相連的QoS域，其策略服務(wù)器向目的終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流請(qǐng)求消息；d11、目的終端上，確定能夠分配給這個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源，并向策略服務(wù)器返回分資源配消息；e11、策略服務(wù)器在經(jīng)過(guò)本QoS域的路徑節(jié)點(diǎn)上分配聚合業(yè)務(wù)流資源，并向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流發(fā)送方向上的上一個(gè)QoS域的策略服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流資源分配消息；f11、應(yīng)用源終端接收資源分配消息，并分配資源。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的資源請(qǐng)求、資源分配消息包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的源地址、目的地址、流標(biāo)識(shí)、聚合業(yè)務(wù)流標(biāo)識(shí)、流量參數(shù)描述以及QOS域的邊緣設(shè)備列表。
15.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于步驟a或步驟a1還包括在所述的各QOS域的入口處確定該資源請(qǐng)求消息可以接受。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的策略服務(wù)器是根據(jù)所在的QOS域的拓?fù)湫畔⒑唾Y源占用狀況確定資源分配方案。
17.根據(jù)權(quán)利要求9、10或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的聚合業(yè)務(wù)流的資源分配方法包括等量分配的方法分配的資源量等于聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求的資源量；增量分配的方法以一定的粒度為單位進(jìn)行資源的分配，分配的資源量大于或等于聚合業(yè)務(wù)流請(qǐng)求的資源量，每個(gè)粒度確定一個(gè)固定的資源量。
18.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于所述的QOS域的邊緣設(shè)備是通過(guò)判斷一個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的上一跳或下一跳接口所屬的QOS域是否相同確定的。
19.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于該方法還包括優(yōu)先級(jí)高的聚合業(yè)務(wù)流搶占優(yōu)先級(jí)低的聚合業(yè)務(wù)流已分配資源的處理過(guò)程，即當(dāng)優(yōu)先級(jí)高的聚合業(yè)務(wù)流產(chǎn)生資源請(qǐng)求時(shí)，如果預(yù)分配的資源不夠，則可以搶占優(yōu)先級(jí)低的聚合業(yè)務(wù)流已經(jīng)預(yù)分配但不在使用的資源進(jìn)行該優(yōu)先級(jí)高的聚合業(yè)務(wù)流的資源預(yù)分配。
20.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于該方法還包括釋放為聚合業(yè)務(wù)流分配的資源的處理過(guò)程，判斷確定釋放的資源累計(jì)達(dá)到設(shè)定的資源量時(shí)，才釋放為該聚合業(yè)務(wù)流分配的資源。
21.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于不同的QOS域中可以采用不同的域內(nèi)資源分配方法，所述的資源分配方法包括基于信令的資源分配方法和基于策略服務(wù)器的資源分配方法。
22.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于該方法還包括應(yīng)用源終端定期向目的終端發(fā)送路徑探測(cè)消息，與目的終端相連的QOS邊緣設(shè)備或策略服務(wù)器上保存邊緣設(shè)備列表，檢測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的路徑是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化，則建立新的資源分配，并撤銷舊的資源分配，否則，不做處理。
23.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于該方法還包括當(dāng)QoS域內(nèi)聚合業(yè)務(wù)流的路徑同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流經(jīng)過(guò)該QoS域的路徑不相同，或當(dāng)所述的QOS域中存在多條等價(jià)路徑時(shí)，需要在QOS域的入邊緣設(shè)備與出口邊緣設(shè)備間建立隧道，并在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的發(fā)送過(guò)程中強(qiáng)制通過(guò)建立的隧道轉(zhuǎn)發(fā)。
24.根據(jù)權(quán)利要求8或13所述的網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的方法，其特征在于該方法還包括預(yù)分配資源的統(tǒng)計(jì)調(diào)整過(guò)程，該過(guò)程具體包括周期根據(jù)聚合業(yè)務(wù)流的平均速率、時(shí)延參數(shù)值對(duì)預(yù)分配資源進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)資源分配的系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明采用將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)QOS域進(jìn)行管理的方法，有效的解決了端到端QOS問題。本發(fā)明僅在與源/目的終端相連的QOS域的邊緣設(shè)備維護(hù)端到端的路徑信息，而在其它設(shè)備上只維護(hù)Edge－to－edge(邊緣到邊緣)的聚合業(yè)務(wù)流資源預(yù)留信息，大大減小了這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上維護(hù)的業(yè)務(wù)流狀態(tài)信息，及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上信令協(xié)議處理、存儲(chǔ)的開銷。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1518278SQ0310283
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月16日
發(fā)明者李斌, 曹雪貴, 馬紹文, 陳忠, 陳保江, 斌 李 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司