專利名稱：用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保障數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法，尤其涉 及一種在公用電信分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(簡(jiǎn)稱為PTDN網(wǎng))中，利用代理程序 對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效管理，并使用特定的消息報(bào)文進(jìn)行通信，從而保 障服務(wù)質(zhì)量的方法，屬于數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
PTDN網(wǎng)是采用分組交換方式的基礎(chǔ)電信服務(wù)網(wǎng)。它可以承載目 前已經(jīng)存在的全部電信業(yè)務(wù)，并能提供與傳統(tǒng)電路交換方式基本相同 的服務(wù)質(zhì)量。PTDN網(wǎng)是一個(gè)完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，在該數(shù)據(jù)傳輸 網(wǎng)之上可以建立專門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以便向廣大用戶提供包括Internet 業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。PTDN網(wǎng)的突出優(yōu)點(diǎn)在于它是一個(gè)可信任的網(wǎng) 絡(luò)。建立在該網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的業(yè)務(wù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)平面、控制平面和管理平面， 無(wú)須采用安全加密技術(shù)和建立信任關(guān)系，即可保證業(yè)務(wù)網(wǎng)的安全。因 此，在電子商務(wù)蓬勃發(fā)展的背景下，PTDN網(wǎng)的使用范圍不斷擴(kuò)大。
參見(jiàn)圖1所示，人們廣泛使用PTDN網(wǎng)來(lái)承載IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè) 務(wù)。IP傳輸協(xié)議具有不面向連接和盡力而為的數(shù)據(jù)傳輸特性，并不適 合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，因此很難在承載IP網(wǎng)數(shù)據(jù)的PTDN網(wǎng)上開(kāi)展實(shí)時(shí)多 媒體業(yè)務(wù)。例如實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)中的視頻業(yè)務(wù)對(duì)于時(shí)延抖動(dòng)很敏感。 當(dāng)視頻業(yè)務(wù)通過(guò)分組交換網(wǎng)傳輸時(shí)，時(shí)延抖動(dòng)越小，則播放視頻節(jié)目 的質(zhì)量越高。同時(shí)，實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)又是對(duì)帶寬敏感的業(yè)務(wù)。如果帶 寬不能滿足，則終端顯示的圖像將時(shí)斷時(shí)續(xù)。PTDN網(wǎng)為了能夠傳輸 實(shí)對(duì)多 媒體業(yè)務(wù)，不僅要降低時(shí)延抖動(dòng)，而且要保證提供足夠帶寬。 這種對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求如何在IP傳輸協(xié)議的基礎(chǔ)上得到滿足依然是一 個(gè)需要解決的問(wèn)題。
為了解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量問(wèn)題，人們先后嘗試了多種技術(shù)方 案。例如在申請(qǐng)?zhí)枮?00510076641.6的發(fā)明專利申請(qǐng)中，提供了一種 IP網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)質(zhì)量的資源申請(qǐng)方法。資源請(qǐng)求實(shí)體收到業(yè)務(wù)流的資源 請(qǐng)求后，向選定BCF網(wǎng)絡(luò)資源管理實(shí)體發(fā)送資源預(yù)留申請(qǐng)報(bào)文，打開(kāi)
3等待響應(yīng)定時(shí)器；各BCF收到請(qǐng)求報(bào)文后進(jìn)行接納判斷，如可以接納， 則返回資源預(yù)留響應(yīng)報(bào)文，并打開(kāi)等待確認(rèn)定時(shí)器；資源請(qǐng)求實(shí)體在 等待響應(yīng)定時(shí)器到時(shí)前如收到響應(yīng)報(bào)文，則選取一個(gè)滿足業(yè)務(wù)要求的 BCF并向其發(fā)送資源預(yù)留確認(rèn)報(bào)文；BCF如果在收到等待確認(rèn)定時(shí)器 到時(shí)前收到資源預(yù)留確認(rèn)報(bào)文，則將預(yù)留的QoS資源正式分配給所述 業(yè)務(wù)流，否則將預(yù)留的QoS資源釋放。該方法需要大量的網(wǎng)絡(luò)單元協(xié) 同動(dòng)作才能向用戶提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保障。由于網(wǎng)絡(luò)單元高度分 散，出于對(duì)它們進(jìn)行集中管理的需要，還需要有一個(gè)全局的帶寬管理 機(jī)制對(duì)全局資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。
另外，在申請(qǐng)?zhí)枮?00410042389.2的發(fā)明專利申請(qǐng)中，提供了一 種保證業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)包傳輸方法，該方法分別將業(yè)務(wù)服務(wù)器的 功能設(shè)置在應(yīng)用功能實(shí)體AF上和將資源管理器的功能設(shè)置在策略決 定功能實(shí)體PDF上，PDF管理從主叫方所屬的GGSN經(jīng)IP骨干網(wǎng)到 被叫方所屬的GGSN的承載資源。但是，該發(fā)明所采用的方法對(duì)路由 器的要求較高，例如要求路由器進(jìn)行從端到端的資源預(yù)留，并要求從 發(fā)送者到接收者之間的所有路由器都支持所實(shí)施的信令協(xié)議等，因此 實(shí)施該方法會(huì)顯著增加用戶的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于提供一種用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸 服務(wù)質(zhì)量保障方法。該方法利用代理程序?qū)W(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效管理， 并使用特定格式的消息報(bào)文進(jìn)行通信，從而有效保障了 PTDN網(wǎng)中特 定傳輸業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案 一種用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障方法，由位于用戶 終端的應(yīng)用服務(wù)程序作為申請(qǐng)資源信息的發(fā)送者，運(yùn)行在PTDN網(wǎng)關(guān) 中的代理程序作為申請(qǐng)資源信息的接收者，其特征在于-
(1) 所述應(yīng)用服務(wù)程序?yàn)樘囟I(yè)務(wù)提出服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，所述服 務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求發(fā)送給所述代理程序，由所述代理程序根據(jù)整個(gè)分組 數(shù)據(jù)網(wǎng)的資源狀況決定是否提供所請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量；
(2) 如果允許該服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，則所述代理程序?qū)⑸暾?qǐng)成功的 指示返回給所述應(yīng)用服務(wù)程序，并在所述特定業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)的兩個(gè)終端之 間建立一條具有服務(wù)質(zhì)量保障的數(shù)據(jù)傳送通路；(3)如果不能允許該服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，則所述代理程序向所述應(yīng) 用服務(wù)程序返回錯(cuò)誤指示，拒絕提供服務(wù)質(zhì)量保障。
其中，所述應(yīng)用服務(wù)程序通過(guò)帶寬請(qǐng)求報(bào)文傳送所述服務(wù)質(zhì)量保 障請(qǐng)求，所述代理程序通過(guò)帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文傳送返回的指示。
所述帶寬請(qǐng)求報(bào)文和所述帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文通過(guò)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 進(jìn)行傳送。
如果所述特定業(yè)務(wù)要求緊急數(shù)據(jù)傳輸，則在所述帶寬請(qǐng)求報(bào)文中包 括緊急數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖R(shí)別信息，所述代理程序根據(jù)該識(shí)別信息直接為所述 特定業(yè)務(wù)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。
由于采用以上的技術(shù)方案，本發(fā)明的顯著特點(diǎn)在于
1. 通過(guò)在兩個(gè)終端之間建立 一 條能夠提供 一 定服務(wù)質(zhì)量保障的 數(shù)據(jù)傳送通路，可以有效保障特定業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量；
2. 對(duì)于在緊急情況下需要撥打的特殊號(hào)碼，即使在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞 的情況下也能夠保證正常呼通。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是承載IP網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的PTDN網(wǎng)的示意圖2是位于用戶終端的應(yīng)用服務(wù)程序與運(yùn)行在PTDN網(wǎng)關(guān)中的代
理程序進(jìn)行信息交互的示意圖3是信息交互過(guò)程中，帶寬請(qǐng)求報(bào)文的格式示意圖； 圖4是信息交互過(guò)程中，帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文的格式示意圖。
具體實(shí)施例方式
本服務(wù)質(zhì)量保障方法的基本思路在于由位于用戶終端的應(yīng)用服 務(wù)程序作為申請(qǐng)資源信息的發(fā)送者，運(yùn)行在PTDN網(wǎng)關(guān)中的代理程序 作為申請(qǐng)資源信息的接收者。發(fā)送者讓接收者知道數(shù)據(jù)將要發(fā)送，以 及需要什么樣的服務(wù)質(zhì)量，接收者發(fā)送相應(yīng)的響應(yīng)信息給發(fā)送者，發(fā) 送者和接收者使用特定格式的消息報(bào)文進(jìn)行通信。具體的報(bào)文格式如 圖3和圖4所示。網(wǎng)絡(luò)傳輸資源由代理程序進(jìn)行管理，通過(guò)該代理程 序?qū)ι暾?qǐng)資源信息的相應(yīng)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的管理。與現(xiàn)有 技術(shù)相比較，本方法的突出優(yōu)點(diǎn)就在于實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要對(duì)路由 器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提出過(guò)高的要求。
具體而言，用戶終端如果需要保障某一特定業(yè)務(wù)如視頻電話業(yè)務(wù)
5的服務(wù)質(zhì)量，則為該特定業(yè)務(wù)提出服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求。對(duì)于采用IP協(xié) 議的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)而言，服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求主要體現(xiàn)為對(duì)足夠的網(wǎng)絡(luò)
傳輸帶寬的請(qǐng)求。參見(jiàn)圖2所示，該請(qǐng)求發(fā)送給在PTDN網(wǎng)關(guān)處運(yùn)行 的代理程序。由該代理程序根據(jù)當(dāng)前整個(gè)PTDN網(wǎng)絡(luò)的資源狀況決定 是否提供所請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量。如果允許該服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，則該代 理程序返回給用戶終端的應(yīng)用服務(wù)一個(gè)申請(qǐng)成功的指示，并為該應(yīng)用 服務(wù)所在的兩個(gè)終端之間建立一條能夠提供一定服務(wù)質(zhì)量(QoS)保 障的數(shù)據(jù)傳送通路。該數(shù)據(jù)傳送通路可以采用ATM等具有端到端的服 務(wù)質(zhì)量保障的鏈路技術(shù)，通過(guò)建立虛連接(虛電路)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是本 領(lǐng)域技術(shù)人員都能勝任的常規(guī)工作，在此就不具體贅述了。用戶終端 所采集的語(yǔ)音和其它信號(hào)轉(zhuǎn)換為分組數(shù)據(jù)包，通過(guò)該數(shù)據(jù)傳送通路進(jìn) 行傳輸，就能夠獲得需要的服務(wù)質(zhì)量保障。如果不能允許該服務(wù)質(zhì)量 保障請(qǐng)求，則該代理程序向發(fā)出此請(qǐng)求的應(yīng)用服務(wù)返回一個(gè)錯(cuò)誤指示， 拒絕為其提供服務(wù)質(zhì)量保障。通過(guò)上述的技術(shù)措施，可以根據(jù)PTDN 網(wǎng)的實(shí)際資源情況實(shí)現(xiàn)對(duì)特定業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量保障。
在上述的PTDN網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保障措施中，用戶終端和PTDN 網(wǎng)關(guān)之間使用特定格式的消息報(bào)文來(lái)協(xié)商確定發(fā)送者和接受者的服務(wù) 質(zhì)量。這里的消息報(bào)文主要支持兩種基本消息類型申請(qǐng)資源請(qǐng)求消 息、申請(qǐng)資源響應(yīng)消息。其中，申請(qǐng)資源請(qǐng)求消息使用圖3所示的帶 寬請(qǐng)求報(bào)文，而申請(qǐng)資源響應(yīng)消息使用圖4所示的帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文。 這兩種報(bào)文都采用UDP協(xié)議(User Datagram Protocol ，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié) 議)進(jìn)行傳送。
下面分別對(duì)帶寬請(qǐng)求報(bào)文和帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文的具體格式展開(kāi)說(shuō)明。
一.帶寬請(qǐng)求報(bào)文
序列號(hào)從0開(kāi)始。
長(zhǎng)度整個(gè)消息報(bào)的長(zhǎng)度，從序列號(hào)開(kāi)始算。
消息類型00000001為帶寬請(qǐng)求，10000001帶寬請(qǐng)求響應(yīng)。 呼叫類型00000000為普通呼叫，為00000001緊急呼叫。 主叫地址類型00000000為IPv4地址，00000001為IPv6地址。 主叫地址當(dāng)主叫地址類型為IPv4時(shí)，則主叫地址的前4個(gè)字節(jié)表 示IPv4地址。被叫地址類型00000000為IPv4, 00000001為IPv6。 被叫帶寬以kbps為單位。
被叫地址當(dāng)被叫地址類型為IPv4時(shí)，則被叫地址的前4個(gè)字節(jié)表 示IPv4地址。
需要注意的是，帶寬請(qǐng)求報(bào)文中被叫信息(被叫信息指從被叫地址 類型到被叫帶寬的內(nèi)容)的個(gè)數(shù)由長(zhǎng)度字段獲得。 二.帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文
序列號(hào)從0開(kāi)始。
長(zhǎng)度整個(gè)消息報(bào)的長(zhǎng)度，從序列號(hào)開(kāi)始算。
消息類型00000001為帶寬請(qǐng)求，10000001為帶寬請(qǐng)求響應(yīng)。 呼叫類型00000000為普通呼叫，00000001為緊急呼叫。 主口q地址類型00000000為IPv4地址，00000001為IPv6地址。 主叫地址當(dāng)主叫地址類型為IPv4時(shí)，則主叫地址的前4個(gè)字節(jié)表 示IPv4地址。
被叫地址類型00000000為IPv4; 00000001為IPv6。 被叫地址當(dāng)被叫地址類型為IPv4時(shí)，則被叫地址的前4個(gè)字節(jié)表 示IPv4地址。
被叫響應(yīng)結(jié)果若該4字節(jié)為0，說(shuō)明帶寬請(qǐng)求成功；若該4字節(jié)為 1，說(shuō)明請(qǐng)求失敗，原因是帶寬不足。若該4字節(jié)為2，說(shuō)明請(qǐng)求失敗，
原因是被叫不可達(dá)。
在PTDN網(wǎng)絡(luò)中，提供的服務(wù)質(zhì)量保障需要支持兩種傳輸類型普
通數(shù)據(jù)傳輸和緊急數(shù)據(jù)傳輸。普通數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下可以采用上述的服 務(wù)質(zhì)量保障方案。但在緊急數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，由于帶寬請(qǐng)求報(bào)文的消 息類型字段和呼叫類型字段中包括緊急數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖R(shí)別信息，代理程序 能夠準(zhǔn)確加以識(shí)別。當(dāng)代理程序識(shí)別出是緊急數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，直接為其分 配需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬，必要時(shí)暫停別的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)以便將帶寬調(diào)劑出來(lái)。 這樣即使在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的情況下，需要撥打的特殊號(hào)碼也能夠保證正 常呼通。
上面對(duì)本數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障方法進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但顯然本 發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)形式并不局限于此。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不背離本發(fā)明所述方法的精神和權(quán)利要求范圍的情況下對(duì)它進(jìn) 行的各種顯而易見(jiàn)的改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障方法，由位于用戶終端的應(yīng)用服務(wù)程序作為申請(qǐng)資源信息的發(fā)送者，運(yùn)行在PTDN網(wǎng)關(guān)中的代理程序作為申請(qǐng)資源信息的接收者，其特征在于(1)所述應(yīng)用服務(wù)程序?yàn)樘囟I(yè)務(wù)提出服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，所述服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求發(fā)送給所述代理程序，由所述代理程序根據(jù)整個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的資源狀況決定是否提供所請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量；(2)如果允許該服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，則所述代理程序?qū)⑸暾?qǐng)成功的指示返回給所述應(yīng)用服務(wù)程序，并在所述特定業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)的兩個(gè)終端之間建立一條具有服務(wù)質(zhì)量保障的數(shù)據(jù)傳送通路；(3)如果不能允許該服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng)求，則所述代理程序向所述應(yīng)用服務(wù)程序返回錯(cuò)誤指示，拒絕提供服務(wù)質(zhì)量保障。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障 方法，其特征在于所述應(yīng)用服務(wù)程序通過(guò)帶寬請(qǐng)求報(bào)文傳送所述服務(wù)質(zhì)量保障請(qǐng) 求，所述代理程序通過(guò)帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文傳送返回的指示。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障 方法，其特征在于所述帶寬請(qǐng)求報(bào)文和所述帶寬請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文通過(guò)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 進(jìn)行傳送。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障 方法，其特征在于如果所述特定業(yè)務(wù)要求緊急數(shù)據(jù)傳輸，則在所述帶寬請(qǐng)求報(bào)文中包 括緊急數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖R(shí)別信息，所述代理程序根據(jù)該識(shí)別信息直接為所述 特定業(yè)務(wù)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量保障方法。該方法中，由位于用戶終端的應(yīng)用服務(wù)程序作為申請(qǐng)資源信息的發(fā)送者，運(yùn)行在PTDN網(wǎng)關(guān)中的代理程序作為申請(qǐng)資源信息的接收者。網(wǎng)絡(luò)傳輸資源由代理程序進(jìn)行管理，通過(guò)該代理程序?qū)ι暾?qǐng)資源信息的相應(yīng)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的管理。本發(fā)明通過(guò)在兩個(gè)終端之間建立一條能夠提供一定服務(wù)質(zhì)量保障的數(shù)據(jù)傳送通路，可以有效保障特定業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101527709SQ20081010127
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
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