專利名稱：面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著Internet規(guī)模的不斷增大，各種各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不斷涌現(xiàn)，各種先進(jìn)的多媒 體系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，多媒體業(yè)務(wù)占去了大量的帶寬，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)得到可靠 傳輸尤為困難，尤其在應(yīng)急通信時期，要求網(wǎng)絡(luò)能夠保證應(yīng)急業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的要求無法達(dá) 到。帶寬分配模型是利用規(guī)劃容量技術(shù)為不同的業(yè)務(wù)流量設(shè)置帶寬約束，可以避免網(wǎng) 絡(luò)資源被單一業(yè)務(wù)流過度使用，這依賴于所選擇的帶寬分配模型。這里帶寬分配模型的概 念來源于MPLS技術(shù)的帶寬約束模型，這里借用此模型用于保證關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，提 高高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的接納率。當(dāng)邊界節(jié)點(diǎn)接收到應(yīng)急通信業(yè)務(wù)類型會話的資源預(yù)留請求時， 根據(jù)會話的接納優(yōu)先級為其分配一定容量的帶寬資源，或者允許優(yōu)先級會話不受帶寬容量 限制的約束，以此來保證優(yōu)先級業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。應(yīng)急通信業(yè)務(wù)具有突發(fā)性和持續(xù)時間短的特點(diǎn)，現(xiàn)有的帶寬分配模型(最大分配 模型、俄羅斯套娃模型、優(yōu)先級跨越模型)的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)在大部分時間為優(yōu)先級業(yè)務(wù)預(yù)留 的資源處于空閑狀態(tài)，不能夠有效的使用網(wǎng)絡(luò)資源。通過這種靜態(tài)的分配方式雖然可以在 一定程度上提高應(yīng)急業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)的能力，但卻很容易造成資源浪費(fèi)并且不能及時滿足變 化的帶寬需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法和系統(tǒng)，以便在 不造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)的情況下，優(yōu)先處理應(yīng)急通信業(yè)務(wù)的。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)一種面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法， 其方法特征是在非應(yīng)急通信時期時，鏈路可用帶寬視網(wǎng)絡(luò)為所有業(yè)務(wù)提供最大的可用帶 寬；當(dāng)應(yīng)急事件發(fā)生時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員制定的帶寬容量限制，將帶寬容量進(jìn)行預(yù)留，預(yù)留 部分用于保證應(yīng)急業(yè)務(wù)會話接入網(wǎng)絡(luò)；如果應(yīng)急業(yè)務(wù)帶寬超過預(yù)留容量，拆除部分已分配 資源中正常業(yè)務(wù)的會話連接，滿足應(yīng)急業(yè)務(wù)帶寬需求；應(yīng)急業(yè)務(wù)通信結(jié)束，重新恢復(fù)正常通 信狀態(tài)。所述的拆除部分已分配資源中正常業(yè)務(wù)時，在選擇需要拆除的會話時，優(yōu)先選擇 低優(yōu)先級會話。面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配系統(tǒng)，其特征是它包括身份驗(yàn)證與策略匹配 模塊、接納控制模塊、接納請求匯聚模塊、路由模塊、時間控制模塊和策略庫，其中，
(1)時間控制模塊，接收資源預(yù)留請求消息，向接納控制模塊(PEP)發(fā)送資源預(yù)留請求 消息，資源預(yù)留請求消息結(jié)束時，向接納控制模塊(PEP)發(fā)送資源預(yù)留請求結(jié)束消息；
(2)身份驗(yàn)證與策略匹配模塊，當(dāng)時間控制模塊收到一個資源預(yù)留請求消息時，向接納控制模塊(PEP)發(fā)送資源預(yù)留請求消息，接納控制模塊(PEP)啟動身份驗(yàn)證與策略匹配 模塊(PDP)工作，由身份驗(yàn)證與策略匹配模塊(PDP)對消息發(fā)送者進(jìn)行合法性驗(yàn)證，如果不 符合條件，直接發(fā)送拒絕接納的消息；否則，由接納控制模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的計(jì)算和分配；
(3)接納控制模塊(PEP)，在非應(yīng)急通信期間，接納控制模塊(PEP)根據(jù)自治域內(nèi)各鏈 路的的實(shí)時資源使用情況，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)剩余帶寬是否滿足接納請求帶寬；當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)可用 資源不滿足條件時，直接發(fā)送拒絕接納的消息；當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)可用資源滿足條件時，對網(wǎng)絡(luò) 可用資源優(yōu)先級業(yè)務(wù)進(jìn)行資源分配，向“時間觸發(fā)”或“事件觸發(fā)”提供臨時帶寬分配空間， 確定“時間觸發(fā)”或“事件觸發(fā)”的路由；限制非優(yōu)先級業(yè)務(wù)的接納請求；
(4)路由模塊，根據(jù)接納請求消息中規(guī)定的流的源地址和目的地址，計(jì)算流在本地所要 經(jīng)過的入口路由器、內(nèi)部路由器和出口路由器，由接納控制模塊根據(jù)路由模塊產(chǎn)生的信息 來計(jì)算所經(jīng)鏈路的資源狀況；
(5)接納請求匯聚模塊，將接納請求進(jìn)行匯聚，將匯聚后的接納請求一起發(fā)往身份驗(yàn)證 與策略匹配模塊(PDP)。所述的接納請求進(jìn)行匯聚是同優(yōu)先級別匯聚和同服務(wù)質(zhì)量要求匯聚。所述的同優(yōu)先級匯聚是將優(yōu)先級別相同的接納請求匯聚在一起發(fā)往身份驗(yàn)證與 策略匹配模塊(PDP)，身份驗(yàn)證與策略匹配模塊(PDP)對同一優(yōu)先級的接納請求采用相同 的接納方法。所述的對消息發(fā)送者進(jìn)行合法性驗(yàn)證，包括檢查該接納請求是否符合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)策 略或接納優(yōu)先級策略匱時間策略，帶寬請求是否在允許的范圍。根據(jù)自治域內(nèi)各鏈路的實(shí)時資源對不同的時間段制定不同的帶寬分配策略，當(dāng)策 略條件中的時間到時，接納控制模塊中策略隨時間變更。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是針對應(yīng)急事件具有突發(fā)性和持續(xù)時間短的特點(diǎn)，依據(jù)不同的“時 間”和“事件”動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，在不同的時間段可根據(jù)具體的策略分配帶寬資源，采用靈 活動態(tài)的控制方式，以適應(yīng)業(yè)務(wù)量變化劇烈的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，尤其適合部署應(yīng)急通信業(yè)務(wù)，在保 障應(yīng)急通信業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的同時，能充分利用網(wǎng)絡(luò)的資源。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1是本發(fā)明實(shí)施例方法應(yīng)急事件發(fā)生前說明圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例方法應(yīng)急事件發(fā)生時說明圖3是本發(fā)明實(shí)施例方法應(yīng)急事件發(fā)生時超過預(yù)留容量說明圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)模塊示意圖。圖中1、身份驗(yàn)證與策略匹配模塊；2、接納控制模塊；3、接納請求匯聚模塊；4、路 由模塊；5、時間控制模塊；6、策略庫；7、非應(yīng)急通信時期高優(yōu)先權(quán)區(qū)；8、非應(yīng)急通信時期低 優(yōu)先權(quán)區(qū)；9、非應(yīng)急通信時期高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)；10、非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)；11、應(yīng)急 通信時期預(yù)留帶寬區(qū)；12、應(yīng)急業(yè)務(wù)；13、應(yīng)急業(yè)務(wù)侵占非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先權(quán)區(qū)；14、拆 除部分已分配資源中正常業(yè)務(wù)。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，系統(tǒng)將時間分成三個階段，在非應(yīng)急通信時期時，帶寬分為非應(yīng)急通 信時期高優(yōu)先權(quán)區(qū)7、非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先權(quán)區(qū)8，在非應(yīng)急通信時期高優(yōu)先權(quán)區(qū)7、非應(yīng) 急通信時期低優(yōu)先權(quán)區(qū)8分別有非應(yīng)急通信時期高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)9和非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先 權(quán)業(yè)務(wù)10。業(yè)務(wù)沒占用完的帶寬區(qū)形成鏈路剩余帶寬區(qū)。如圖2所示，當(dāng)進(jìn)入應(yīng)急通信時期時，專門預(yù)留出應(yīng)急通信時期預(yù)留帶寬區(qū)11。在 應(yīng)急通信時期預(yù)留帶寬區(qū)11的帶寬用于處理應(yīng)急業(yè)務(wù)12。如圖3所示，在應(yīng)急通信時期，業(yè)務(wù)超過預(yù)留容量，拆除部分已分配資源中正常業(yè) 務(wù)的會話鏈接，分配出應(yīng)急業(yè)務(wù)侵占非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先權(quán)區(qū)13，拆除部分已分配資源 中正常業(yè)務(wù)14的會話鏈接實(shí)際上是拆除部分已分配資源中正常業(yè)務(wù)14。拆除部分已分配 資源中正常業(yè)務(wù)14需要拆除的是非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先權(quán)區(qū)8的非應(yīng)急通信時期低優(yōu)先 權(quán)業(yè)務(wù)10的一部分業(yè)務(wù)。以上工作需要由下面幾個模塊相互配合來實(shí)現(xiàn)，模塊之間的關(guān)系圖如圖4所示。它包括身份驗(yàn)證與策略匹配模塊1、接納控制模塊2、接納請求匯聚模塊3、路由模 塊4、時間控制模塊5和策略庫6，其中，
(1)時間控制模塊5，接收資源預(yù)留請求消息，向接納控制模塊2(PEP)發(fā)送資源預(yù)留請 求消息，資源預(yù)留請求消息結(jié)束時，向接納控制模塊2 (PEP)發(fā)送資源預(yù)留請求結(jié)束消息； (2)身份驗(yàn)證與策略匹配模塊1，當(dāng)時間控制模塊5收到一個資源預(yù)留請求消息時，向 接納控制模塊2 (PEP)發(fā)送資源預(yù)留請求消息，接納控制模塊2 (PEP)啟動身份驗(yàn)證與策 略匹配模塊1 (PDP)工作，由身份驗(yàn)證與策略匹配模塊1 (PDP)對消息發(fā)送者進(jìn)行合法性 驗(yàn)證，如果不符合條件，直接發(fā)送拒絕接納的消息；否則，由接納控制模塊2進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源 的計(jì)算和分配；所述的對消息發(fā)送者進(jìn)行合法性驗(yàn)證包括檢查該接納請求是否符合網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)策略或接納優(yōu)先級策略匱時間策略，帶寬請求是否在允許的范圍。(3)接納控制模塊2 (PEP)，在非應(yīng)急通信期間，接納控制模塊2 (PEP)根據(jù)自治 域內(nèi)各鏈路的的實(shí)時資源使用情況，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)剩余帶寬是否滿足接納請求帶寬；當(dāng)檢測到 網(wǎng)絡(luò)可用資源不滿足條件時，直接發(fā)送拒絕接納的消息；當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)可用資源滿足條件 時，對網(wǎng)絡(luò)可用資源優(yōu)先級業(yè)務(wù)進(jìn)行資源分配，向“時間觸發(fā)”或“事件觸發(fā)”提供臨時帶寬 分配空間，確定“時間觸發(fā)”或“事件觸發(fā)”的路由；限制非優(yōu)先級業(yè)務(wù)的接納請求；根據(jù)自 治域內(nèi)各鏈路的的實(shí)時資源對不同的時間段制定不同的帶寬分配策略，當(dāng)策略條件中的時 間到時，接納控制模塊2中策略隨時間變更。(4)路由模塊4，根據(jù)接納請求消息中規(guī)定的流的源地址和目的地址，計(jì)算流在本 地所要經(jīng)過的入口路由器、內(nèi)部路由器和出口路由器，由接納控制模塊2根據(jù)路由模塊4產(chǎn) 生的信息來計(jì)算所經(jīng)鏈路的資源狀況。(5)接納請求匯聚模塊3，將匯聚后的接納請求一起發(fā)往身份驗(yàn)證與策略匹配模 塊1 (PDP)。接納請求進(jìn)行匯聚是同優(yōu)先級別匯聚和同服務(wù)質(zhì)量要求匯聚。匯聚的原則主 要有兩個同優(yōu)先級別匯聚和同服務(wù)質(zhì)量要求匯聚。同優(yōu)先級匯聚是將優(yōu)先級別相同的接 納請求匯聚在一起發(fā)往PDP，PDP對不同的優(yōu)先級業(yè)務(wù)接納策略不同，因此可對同一優(yōu)先級 的接納請求采用相同的接納方法。由于網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)種類和業(yè)務(wù)優(yōu)先級不同，對QoS的要求 也有高低之分，例如，高優(yōu)先級多媒體業(yè)務(wù)QoS要求高，低優(yōu)先級語音業(yè)務(wù)QoS要求相對較低，因此可將對QoS要求不同的業(yè)務(wù)接納請求匯聚在一起，以免過多的消息在鏈路上傳遞， 減小接納時延。在接納請求匯聚模塊中，雖然資源預(yù)留協(xié)議能夠提供絕對有保證的服務(wù)質(zhì)量，但 可擴(kuò)展性仍是綜合業(yè)務(wù)/資源預(yù)留協(xié)議結(jié)構(gòu)最致命的一個弱點(diǎn)。如果每個資源預(yù)留流接入 網(wǎng)絡(luò)時都進(jìn)行策略決策，勢必增加PDP的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。接納請求匯聚模塊的作用是 將接納請求進(jìn)行匯總，將匯聚后的接納請求一起發(fā)往PDP，減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。(6)策略庫6，本發(fā)明將應(yīng)急通信事件分為可預(yù)見性事件和突發(fā)性事件兩種，其中 可預(yù)見性事件是指在某一時間段容易發(fā)生突發(fā)狀況，引起網(wǎng)絡(luò)擁塞，造成網(wǎng)絡(luò)中所有業(yè)務(wù) 的服務(wù)質(zhì)量下降，因此需要在這一段時間將帶寬容量的一部分預(yù)留出用于保證高優(yōu)先級業(yè) 務(wù)的接入；突發(fā)性事件是指網(wǎng)絡(luò)事先沒有準(zhǔn)備，在某一時刻某一高優(yōu)先級業(yè)務(wù)突然到達(dá)。相 應(yīng)的針對可預(yù)見性應(yīng)急通信事件，即在策略庫6制定的時間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)已預(yù)留資源容量不超 過總?cè)萘縓%。事件觸發(fā)針對突發(fā)性應(yīng)急通信事件。當(dāng)策略庫6收到只有應(yīng)急業(yè)務(wù)才具有的優(yōu)先級資源預(yù)留請求到達(dá)時，要保證此時 的資源利用率不超過x% ；如果此時帶寬的資源利用率超過x%，策略庫6向一定數(shù)量的業(yè)務(wù) 連接發(fā)送路徑拆除PathTear消息，保證帶寬容量的一部分用于特定優(yōu)先級會話的資源預(yù)留。在策略庫6存貯有業(yè)務(wù)分類和應(yīng)急業(yè)務(wù)分類，身份驗(yàn)證與策略匹配模塊1通過策 略庫6中的業(yè)務(wù)分類和應(yīng)急業(yè)務(wù)分類確定業(yè)務(wù)性質(zhì)和定義應(yīng)急業(yè)務(wù)的時間。
權(quán)利要求
面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法，其方法特征是在非應(yīng)急通信時期時，鏈路可用帶寬為網(wǎng)絡(luò)為所有業(yè)務(wù)提供的最大可用帶寬；當(dāng)應(yīng)急事件發(fā)生時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員制定的帶寬容量限制，將帶寬容量進(jìn)行預(yù)留，預(yù)留部分用于保證應(yīng)急業(yè)務(wù)會話接入網(wǎng)絡(luò)；如果應(yīng)急業(yè)務(wù)帶寬超過預(yù)留容量，拆除部分已分配資源中正常業(yè)務(wù)的會話連接，滿足應(yīng)急業(yè)務(wù)帶寬需求；應(yīng)急業(yè)務(wù)通信結(jié)束，重新恢復(fù)正常通信狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法，其特征是所述的 拆除部分已分配資源中正常業(yè)務(wù)，是在選擇需要拆除的會話時，優(yōu)先選擇低優(yōu)先級會話。
3.面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配系統(tǒng)，其特征是它包括身份驗(yàn)證與策略匹配模 塊(1)、接納控制模塊(2)、接納請求匯聚模塊(3)、路由模塊(4)、時間控制模塊(5)和策略 庫(6)，其中1)時間控制模塊，接收資源預(yù)留請求消息，向接納控制模塊發(fā)送資源預(yù)留請求消息，資 源預(yù)留請求消息結(jié)束時，向接納控制模塊發(fā)送資源預(yù)留請求結(jié)束消息；2)身份驗(yàn)證與策略匹配模塊，當(dāng)時間控制模塊收到一個資源預(yù)留請求消息時，向接納 控制模塊發(fā)送資源預(yù)留請求消息，接納控制模塊啟動身份驗(yàn)證與策略匹配模塊工作，由身 份驗(yàn)證與策略匹配模塊對消息發(fā)送者進(jìn)行合法性驗(yàn)證，如果不符合條件，直接發(fā)送拒絕接 納的消息；否則，由接納控制模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的計(jì)算和分配；3)接納控制模塊，在非應(yīng)急通信期間，接納控制模塊根據(jù)自治域內(nèi)各鏈路的實(shí)時資源 使用情況，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)剩余帶寬是否滿足接納請求帶寬；當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)可用資源不滿足條件 時，直接發(fā)送拒絕接納的消息；當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)可用資源滿足條件時，對網(wǎng)絡(luò)可用資源優(yōu)先級 業(yè)務(wù)進(jìn)行資源分配，向“時間觸發(fā)”或“事件觸發(fā)”提供臨時帶寬分配空間，確定“時間觸發(fā)” 或“事件觸發(fā)”的路由；限制非優(yōu)先級業(yè)務(wù)的接納請求；4)路由模塊，根據(jù)接納請求消息中規(guī)定的流的源地址和目的地址，計(jì)算流在本地所要 經(jīng)過的入口路由器、內(nèi)部路由器和出口路由器，由接納控制模塊根據(jù)路由模塊產(chǎn)生的信息 來計(jì)算所經(jīng)鏈路的資源狀況；5)接納請求匯聚模塊，將接納請求進(jìn)行匯聚，將匯聚后的接納請求一起發(fā)往身份驗(yàn)證 與策略匹配模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配系統(tǒng)，其特征是所述的 接納請求進(jìn)行匯聚是同優(yōu)先級別匯聚和同服務(wù)質(zhì)量要求匯聚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配系統(tǒng)，其特征是所述的 同優(yōu)先級匯聚是將優(yōu)先級別相同的接納請求匯聚在一起發(fā)往身份驗(yàn)證與策略匹配模塊，身 份驗(yàn)證與策略匹配模塊對同一優(yōu)先級的接納請求采用相同的接納方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配系統(tǒng)，其特征是所述的 對消息發(fā)送者進(jìn)行合法性驗(yàn)證包括檢查該接納請求是否符合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)策略或接納優(yōu)先級 策略匱時間策略，帶寬請求是否在允許的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配系統(tǒng)，其特征是所述的 根據(jù)自治域內(nèi)各鏈路的實(shí)時資源是對不同的時間段制定不同的帶寬分配策略，當(dāng)策略條件 中的時間到時，接納控制模塊中策略隨時間變更。
全文摘要
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及面向應(yīng)急業(yè)務(wù)的一種臨時帶寬分配方法和系統(tǒng)，其方法特征是在非應(yīng)急通信時期時，鏈路可用帶寬為網(wǎng)絡(luò)為所有業(yè)務(wù)提供的最大可用帶寬；當(dāng)應(yīng)急事件發(fā)生時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員制定的帶寬容量限制，將帶寬容量進(jìn)行預(yù)留，預(yù)留部分用于保證應(yīng)急業(yè)務(wù)會話接入網(wǎng)絡(luò)；如果應(yīng)急業(yè)務(wù)帶寬超過預(yù)留容量，拆除部分已分配資源中正常業(yè)務(wù)的會話連接，滿足應(yīng)急業(yè)務(wù)帶寬需求；應(yīng)急業(yè)務(wù)通信結(jié)束，重新恢復(fù)正常通信狀態(tài)；其系統(tǒng)它包括身份驗(yàn)證與策略匹配模塊、接納控制模塊、接納請求匯聚模塊、路由模塊、時間控制模塊和策略庫。它以便在不造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)的情況下，優(yōu)先處理應(yīng)急通信業(yè)務(wù)的。
文檔編號H04L12/56GK101902405SQ20101025194
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者任璐園, 曲樺, 趙季紅 申請人:趙季紅