CN100356757C - 光因特网络的服务质量控制方法 - Google Patents

Abstract

一种光因特网络的服务质量控制方法，采用基于多协议标记交换技术的统一的业务差分处理方法，对业务进行集成准入控制，按优先级分类，并根据不同粒度、不同优先级自动映射到不同的服务接口，同时根据网络资源状态自动调整控制方法，并进行灵活的带宽资源分配。本发明将与QoS控制相关的IP层技术、光层技术进行有机集成，引入了层间的业务聚合/疏导和自适应的层间服务映射与虚拓扑适配/重构技术，能够为传送多种媒体业务流提供相对应的服务质量保证，同时得到较高的网络资源利用率。

Description

光因特网络的服务质量控制方法

技术领域

本发明涉及一种光因特网络的服务质量控制方法，可保证网络服务质量，优化网络资源分配，提高网络资源利用率，属于光因特网络(IP over WDM网络)技术领域。

背景技术

光因特网将成为下一代网络(NGN)的基础传送平台，其上将提供包括数据、话音以及视频等电信级多种媒体业务。为了避免网络资源争用和满足指定的业务服务质量，在该公用网络平台上将需要差分的、公平的资源分配、管理和调度方案，也就是网络服务质量(QoS)保证方法。

目前光因特网络采用重叠/分离的QoS控制技术分别优化电(IP)层和光(WDM)层网络资源的使用，层间/网间QoS协调机制是静态的或半静态的，例如：业务QoS参数的映射控制与管理是通过手工配置或光用户网络接口(O.UNI)，主要还是依靠集中式网管系统来进行，其缺陷体现在：1)重叠/分离的QoS控制机制无法适应网络资源状态动态变化的特性。在网络中可用带宽、丢包率(PLR)、拥塞等网络状态是动态变化的，并且变化过程具有随机性，这要求整个网络QoS控制机制能实时地监视各层网络状态变化并根据状态变化动态调整QoS控制策略，即能对资源状态变化具有自适应能力，显然静态的层间QoS配置和管理控制是无法满足的；2)重叠/分离的QoS控制机制无法对网络资源进行优化合理的利用和分配，往往导致资源利用率很低或者网络拥塞。由于层间QoS缺乏必要的协调和资源管理机制，往往在业务负载较大时，其提供的业务服务质量明显下降，因而整个网络的资源分配、控制和管理方案是低效率的；3)单层的QoS控制机制(无论是电层或是光层的)都无法单独满足宽带多媒体业务传输性能的多方面要求。单一QoS控制机制仅局限于优化某种(某几种)业务，对所有业务都适应的QoS控制机制是不存在的。

因此为满足多种类型业务传送请求，在光因特网中有必要集成光层与电层的QoS控制技术，将各种QoS机制有机结合以获得高性能和低成本的集成QoS解决方法。目前随着通用多协议标记交换(GMPLS)技术引入到光因特网中，集成QoS控制已经成为一种可能。

发明内容

本发明的目的在于针对目前光因特网络的分离/重叠QoS控制模型的缺点，提供一种光因特网络的服务质量控制方法，适应于集成式光因特网体系结构模型和多粒度光电混合路由器节点模型，能够满足多种媒体类型以及多种粒度的业务传送需求，高效地为传送多种媒体业务流提供相对应的服务质量保证。

为实现这样的目的，本发明的方法中，采用了a)基于GMPLS的统一的业务差分处理方法，它融合了光层QoS技术与电层QoS技术，针对不同类型业务自动采用不同层面的QoS控制技术；b)集成准入控制方法；c)灵活简洁的业务分类和光路分类方法；d)自适应的业务映射方法；e)优化的带宽资源分配方法。它将与QoS控制相关的IP层技术、光层技术进行有机集成，引入了层间的业务聚合/疏导和自适应的层间服务映射与虚拓扑适配/重构技术，能够为传送多种媒体业务流提供相对应的服务质量保证，同时得到较高的网络资源利用率。

本发明的QoS控制方法集成了电层QoS处理与光层QoS处理功能，实现层间业务QoS自动适配、管理和控制，例如对不同粒度、不同优先级的业务自动适配，以及根据网络资源、链路负载等，自动进行业务准入控制和带宽资源分配等。本发明主要包括以下关键操作：1)集成准入控制(IAC)，它不但应用在分组(流)级别而且应用在光路级别，在准入业务流过程中，必须要考虑到光路传输质量，WDM链路带宽利用率等特性。另外因为所有分组业务都是在光路上传送，它还考虑到了节点分组处理能力限制，丢包率，延迟、抖动等电层QoS指标；2)自适应的业务/光路分类与映射，主要是将应用层业务以及光路进行优先级分类，并能根据网络资源利用状况动态地将光层与电层的QoS控制机制相结合以进行业务映射操作；3)灵活的带宽资源分配与调度，主要完成各种优先级/各种粒度业务流的带宽分配、业务调度与疏导，与一般的分组调度算法不同的是，它可以直接将业务调度到光层传送，或者疏导到电层进行转发，它主要根据业务特性和策略管理器完成不同粒度带宽的分配和网络资源的有效利用。

本发明的控制方法主要包括如下具体步骤：

第一步：设置带宽控制门限参数；

根据网络运营商网管人员输入，配置带宽控制门限参数，用于控制后续的业务分类和业务映射操作。

第二步：网络资源数据库更新；

系统启动控制平面进程，包括路由和链路管理子进程，通过光扩展的最短路径优先路由协议(OSPF-TE)和链路管理协议(LMP)维护和更新网络资源数据库。

第三步：业务集成准入控制；

根据业务流的带宽、丢包率、延迟、抖动等服务质量需求，并根据当前网络资源使用状况，它不但考虑光层的资源，例如光路传输质量、波分复用(WDM)链路带宽等，而且还考虑了电层的资源，例如节点分组处理能力限制、虚链路带宽等指标，判断是否允许业务接入。

第四步：业务分类；

本发明的业务分类方法包括电层业务服务等级分类和光层业务服务等级分类。电层业务服务等级分成三大类：1)需要硬QoS保证的服务等级业务，它需要严格的时延和抖动保证(业务类型A)；2)需要软QoS保证的服务等级业务，它需要统计意义上的时延和抖动保证需求(业务类型B)；3)需要传统尽力而为(BE)服务等级业务(业务类型C)。光路服务等级的分类主要是基于光路的传输性能，本发明将光路分为两大类：1)高质量(HQ)光路服务等级(主要承载高优先级业务等)；2)低质量(LQ)光路服务等级(主要承载低优先级业务等)。

第五步：业务映射；

根据前面业务服务等级的分类，本发明设计了一种集成业务动态映射方法，它分别包括业务垂直映射方法和业务水平映射方法。

(a)业务垂直映射方法是一种自适应的动态服务映射方法，它将不同类型业务映射到不同的服务接口，其QoS处理方法不同。在电层服务映射层面上，对于每种类型业务采取不同的QoS映射方法，每种业务可根据业务带宽粒度以及速率类型(例如固定比特速率/可变比特速率)进行动态的业务映射。例如：对于虚拟专用网(VPN)业务、电路仿真业务(CES)、分组话音中继业务等映射到硬QoS保证的服务等级(服务类型A)上；对于分组话音中继业务、数字电视业务(DTV)、网格计算业务、部分存储业务(内容分发)业务等映射到软QoS保证的服务等级(服务类型B)上；对于内容存储、内容分发业务；传统尽力而为等类型数据业务等映射到BE服务等级(服务类型C)上。在光层服务映射层面上，对于硬QoS保证的服务等级(服务类型A)直接映射到高质量(HQ)光路服务等级；根据业务带宽控制门限，软QoS保证的服务等级(服务类型A)可以映射到低质量(LQ)光路服务等级或者高质量(HQ)光路服务等级上；BE服务等级(服务类型C)直接映射到低质量(LQ)光路服务等级上。同时本发明的映射方案可根据不同带宽粒度(设置带宽门限)，采取不同的映射方法，即大于门限，映射到高优先级服务等级，否则映射到低优先级服务等级。

(b)业务水平映射方法将电(分组)交换技术优势与光(线路)交换技术优势相接合，设计了三种业务水平映射方案，它包括：1)单跳(光路)映射；2)虚电路(多跳)映射；3)数据包无连接映射方式等。同时业务水平映射还采用了混合映射方法，即根据业务服务等级和带宽粒度采取灵活的映射方案，例如：对于低速率低优先级业务(例如，收费低廉的数据业务和流媒体业务等)请求采用分组交换技术的虚电路方式，高速率高优先级业务(例如大带宽流媒体业务和电路仿真业务等)连接请求采用单跳(光路)映射方式。

第六步：带宽资源分配；

本发明采用如下的带宽资源分配方法：

(a)对于需要硬QoS保证的类型业务流(A类业务)，采用峰值带宽准入控制方法。即如果存在一个直通的高质量(HQ)光路，满足则准入，否则，创建一条直通的HQ光路，如果创建失败，则拒绝该连接请求。

(b)对于需要软QoS保证的类型业务流(B类业务)，采用基于速率封装复用(REM)技术的有效带宽准入控制方法。业务类型B代表了大部分的实时流媒体业务，由于其粒度相差较大，例如分组话音(VoIP)和数字电视(DTV)业务，因此对于不同带宽粒度的类型B业务流，采取了不同的QoS控制方法，为此设计了一个带宽控制门限S_b，th，对于有效带宽超过S_b，th的业务流，将其映射到高质量光路上(一般是单跳的)，否则映射到低质量的光路上(一般是多跳的)，如果现有光路无法满足带宽需求，则触发创建新的光路，如果创建失败，则拒绝该连接请求。

(c)对于尽力而为(BE)类型的业务流(C类业务)，采用最小带宽准入控制方法，只保证接入业务的最小带宽，采用闭环控制和BE业务间公平共享技术以尽可能地提高网络的吞吐能力。该类型业务代表了大部分的非实时数据业务，例如文件传输(FTP)、WWW以及后台存储数据业务等。该类型业务一般只在多跳的LQ光路上传送，并不能主动创建光路。即如果存在一个LQ光路，满足其最小带宽要求则准入，否则直接拒绝该连接请求。

第七步：配置光层和电层的带宽资源；

通过光扩展的资源预留协议(RSVP-TE)配置光层和电层的带宽资源，并更新网络资源数据库。

与传统的分离/重叠的QoS控制机制相比，本发明控制方法可以得到较高的网络资源利用率与优化的网络服务质量，同时也降低了网络QoS控制的复杂性，具有非常好的实用性。其优点为：

·光电集成的业务差分服务方法：它融合了光层QoS技术与电层QoS技术于一体，针对不同类型业务自动采用不同层面的QoS控制技术。电层QoS技术采用虚电路差分技术保证QoS，主要用于小粒度、速率可变、中低优先级业务的服务质量控制。基于波长交换技术的光层QoS控制简单，易于实现，且由于其不需要缓冲区，一般用于大粒度、固定速率(CBR)、高优先级业务的服务质量控制。

·多粒度业务的智能化QoS控制：在该控制方案下，光因特网络可以自动提供三种形式的保证QoS的传送服务：1)波长、子波长的电路业务(例如，大粒度实时流媒体业务等)；2)各种粒度的虚电路业务(实时业务，高可靠性的数据业务等)；3)以及无连接的数据报业务(传统BE业务等)。该方案能够根据需求自动为每种类型业务提供合适的QoS映射和传送服务。

·能够满足下一代光因特网的电信级应用：能够支持各种类型电路仿真业务(CES)，以及各种粒度类型业务的传送，业务分类、光路分类、业务映射以及带宽分配方法比较简单，扩展性好。

附图说明

图1为多业务集成式光因特网络。

图2为多粒度光电混合路由器节点结构示意图。

图3是本发明中的业务差分处理方法示意图。

图4为本发明中的集成业务动态映射方法示意图。

图4中，a为业务垂直映射方法示意图，b为业务水平映射方法示意图。

图5是本发明的方法流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式涉及到图1到图5，下面按照次序逐一介绍。

本发明主要应用于下一代多业务光因特网络中。图1为典型的下一代多业务集成式光因特网络，在其骨干部分是集成式光因特网络，它由多个多粒度光电混合路由器通过光波分复用(WDM)链路互联而成。同时在其边缘部分由电话网络(通过媒体网关)、传统IP网络、无线网络、城域网络(MAN)、存储网络(SAN)、内容分发网络(CDN)等业务汇聚网络构成。集成式光因特网络负责为多种类型的边缘汇聚网络提供传送服务，并同时保证其传送服务质量。

多粒度光电混合路由器是图1所示的集成式光因特网络中的核心节点，它也是运行本发明集成QoS控制方法的载体，其结构如图2所示，由光交换结构(OSF)、光背板(OB)、电交换结构(ESF)、线卡等组成。来自群路接口的光信号-光标记交换路径(OLSP)以及支路接口的电信号-电标记交换路径(ELSP)在集成交换结构(ISF)内被聚合和疏导。一般而言，在光路由器内部，多个ELSP到一个OLSP的复用称为聚合，由一个OLSP到多个ELSP的解复用称为疏导。

图3为本发明分布式业务差分处理方法的具体实施方式，它涉及了多个分布式操作组件以及相互交互过程，所有操作部件均存在于光路由器节点中(见图2)。业务分类是所有业务QoS操作的基础，业务分类方法主要针对不同优先级类型业务，采取相对应的QoS资源分配方法，如优先带宽分配、优先选路、优先排队、优先保护/恢复等，从而为应用层业务流提供相对应的服务质量等级。考虑到扩展性和实用性的原则，业务服务等级的数量应相对较小。为此本发明设计了如下的业务分类和光路分类方案，分别见表1和表2(它们是业务分类方法的具体实施方式)，其中光路服务等级的分类主要是基于光路的传输性能(误比特率-BER指标)。业务分类操作部件按照表1进行差分业务分类，光路分类操作部件按照表2进行差分光路分类。

表1.IP层服务等级分类

服务等级	业务类型	带宽需求		延迟/抖动/丢包	排队机制
						A	需要硬QoS保证的服务等级业务(例如：电路仿真、虚拟网隧道等)	峰值带宽保证		最小化延迟、抖动和丢包概率	最好无排队(单跳)
B	需要软QoS保证的服务等级(例如：流媒体业务等)	有效带宽	保证	延迟、抖动和丢包有上界	尽量少排队(业务疏导)
						超出部分	不保证
		C	需要传统BE服务等级业务(例如：E-mail，后台内容存储等)					仅保证最小带宽或仅仅保证其连接性		无保证	尽量多排队(充分利用虚链路资源)

表2.光层服务等级分类

服务等级	业务类型	BER性能	生存性需求	安全性	可抢占性
						A	高质量光路服务等级(例如：光虚拟网等)	＞10-9(满负载)	50ms1+1/1∶1光路保护	确保	不可抢占
B	低质量光路服务等级(例如：传统数据等)	＞10-5(满负载)	光路恢复或无保护	不确保	可抢占

在图3中，在基于通用多协议标记交换(GMPLS)的统一控制平面内部，有集成准入控制机制、集成路由计算、集成资源预留、集成生存性机制、全局流量工程数据库等。其中集成路由计算又涉及到波长路由分配(RWA)和约束路由(CBR)等操作。在多粒度转发平面内部涉及到业务分类操作、业务映射操作、业务调度管理；业务疏导、光路分类操作、光路映射操作以及光路传输操作等。其中在转发平面内部涉及到的操作均在分布式的GMPLS控制平面集成控制和管理下。具体工作过程如下：首先光因特网络中的每个光路由器根据光扩展的路由协议(例如，OSPF-TE和LMP)得到网络拓扑和资源数据库(TEDB)供集成准入控制机制、集成QoS路由计算、集成资源预留、集成生存性机制等操作模块使用。当一个业务连接请求到达时(均来自于应用层)，首先要进行业务分类操作，然后根据分类结果调用业务映射操作，将业务映射到不同的处理策略。不同的业务处理方案由业务调度管理完成，或者直接被调度到光路上，进入光路映射操作，或者被调度到业务疏导，然后再进入光路映射操作，最后由光路传输操作完成业务传送，其中光路分类操作负责为新建光路进行分类。统一控制平面协调与控制层间QoS的映射和虚拓扑重构，同时通过高效率的业务疏导，从而进行资源的合理分配。图3中，与各个操作部件相连的虚线表示输入参数。

图3集成了电层QoS处理与光层QoS处理功能，可以实现层间QoS自动适配、管理和控制，例如对不同粒度、不同优先级的业务自动适配，以及根据网络资源、链路负载，自动进行业务集成准入控制(IAC)。它采用了一种跨层的资源控制策略来实现QoS控制和差分业务供给，使网络的资源(光层、电层以及接口单元等)得到最佳利用。图3的业务差分处理方法有三个关键的地方：1)集成准入控制(IAC)不但应用在分组业务流级别而且应用在光路级别(见图3连线)，在准入业务过程中，必须要考虑到光路传输质量(BER)，WDM链路带宽利用率等QoS特性。另外因为所有分组业务都是在光路上传送，还必须考虑包处理能力限制，丢包率，延迟、抖动等电层QoS指标；2)自适应的业务/光路分类与映射方法主要是将应用层业务以及光路进行优先级分类，并能根据网络资源利用状况动态地将光层与电层的QoS控制机制相结合以进行业务映射；3)灵活的带宽资源分配与调度，业务调度与疏导主要完成各种优先级/各种粒度的业务带宽分配，与一般的分组调度算法不同的是，它可以直接将业务调度到光层传送，或者疏导到电层进行转发，它主要根据业务特性和策略管理器完成不同粒度带宽的适配和网络资源的有效利用。

根据表1和表2的业务服务等级的分类方法，图4(a)为业务垂直映射方法的具体实施方式，它是一种自适应的动态映射模型，这里仅给出了典型的八种业务类型，分别是：虚拟专用网(VPN)业务；电路仿真业务(CES)；分组话音中继业务(VoIP)；数字电视业务(DTV)；网格计算业务；存储业务(内容分发)业务；免费试用的多媒体业务；传统BE类型数据业务等。在业务到IP层服务映射层面上，对于每种类型业务采取不同的QoS映射方法，每种业务可根据业务带宽粒度以及速率类型(例如，固定比特率/可变比特率)进行动态的业务映射。例如：对于虚拟专用网(VPN)业务、电路仿真业务(CES)、分组话音中继业务等映射到硬QoS保证的服务等级(服务类型A)上；对于分组话音中继业务、数字电视业务(DTV)、网格计算业务、部分存储业务(内容分发)业务等映射到软QoS保证的服务等级(服务类型B)上；对于存储业务(内容分发)业务、免费试用的多媒体业务；传统BE类型数据业务等映射到BE服务等级(服务类型C)上。在光路映射层面上，对于硬QoS保证的服务等级(服务类型A)直接映射到高质量(HQ)光路服务等级；根据业务带宽粒度门限，软QoS保证的服务等级(服务类型A)可以映射到低质量(LQ)光路服务等级或者高质量(HQ)光路服务等级上；BE服务等级(服务类型C)直接映射到低质量(LQ)光路服务等级上。在保证业务服务质量的同时，应尽可能地提高网络资源利用率，因此对各种粒度(窄带、宽带)和各种类型业务(包括话音、视频、数据和多媒体应用)必须有一个动态的业务映射处理机制。为此本发明根据不同带宽粒度(设置带宽门限)，采取不同的映射策略，即大于门限，映射到高优先级服务等级，否则映射到低优先级服务等级。

图4(b)为业务水平映射方法的具体实施方式，它将电交换技术优势与光交换技术优势相接合，典型的有三种业务水平映射方法，它包括：单跳(光路)映射；虚电路(多跳)映射；数据包无连接映射方式等。图4(b)所示的业务水平映射模型采用了混合映射策略，即根据业务服务等级和带宽粒度，低速率低优先级业务请求采用分组交换技术的虚电路方式，甚至尽力而为的传送方式，例如：收费低廉的数据业务和流媒体业务等。高速率高优先级连接请求采用光路交换的方式，例如，对于大带宽的流媒体和电路仿真业务等采用单跳光路映射等。对于来自源光路由器节点的每一个业务流连接请求，中间光路由器节点的集成准入控制操作(IAC)会根据表1所示的业务分类方法，同时根据网络资源状况，决定是否接受该请求。一旦决定接受该请求，自适应的业务映射与疏导操作会将业务连接动态映射到不同类型的排队系统，例如：通过高质量(HQ)光路逻辑队列调度直接到达目的光路由器节点，或者通过低质量(LQ)光路逻辑队列调度到达下一跳光路由器节点中，由下一跳光路由器节点重复执行上述操作。与动态可重构的流量工程链路组相对应的排队系统对应着不同类型(单跳、多跳以及HQ和LQ)的光路连接(见表2)。

图5为本发明的集成QoS控制方法的具体实施步骤：

第一步：配置带宽控制门限S_b，th参数；

根据网络运营商网管人员输入，设置带宽控制门限参数S_b，th，它主要用于控制后续的业务分类和业务映射操作。

第二步：网络资源数据库(TEDB)更新；

系统启动控制平面进程，包括路由和链路管理子进程，通过光扩展的最短路径优先路由协议(OSPF-TE)和链路管理协议(LMP)维护和更新网络资源数据库(TEDB)。

第三步：业务集成准入控制；

根据业务流的带宽、丢包率、延迟、抖动等服务质量需求，并根据当前网络资源使用状况，它不但考虑光层的资源，例如光路传输质量、波分复用(WDM)链路带宽等，而且还考虑了电层的资源，例如节点分组处理能力限制、虚链路带宽等指标，判断是否允许业务接入。

第四步：按照表1和表2的业务分类方法对业务流执行分类；判断业务流类型(四大类)；

对于需要软QoS保证的类型B业务流，它代表了大部分的实时流媒体业务，由于其粒度相差较大，例如流媒体业务等，因此对于不同带宽粒度的类型B业务流，采取了不同的QoS控制方法，为此设计了一个带宽控制门限S_b，th，对于有效带宽超过S_b，th的业务流，将其映射到高质量光路上(一般是单跳的)，否则映射到低质量的光路上(一般是多跳的)，如果现有光路无法满足带宽需求，则触发创建新的光路，如果创建失败，则拒绝该连接请求。

第五步：按照图4(a)和图4(b)所示的具体业务映射方法对业务流执行映射操作；

第六步：带宽资源分配；

针对不同类型优先级业务，采取相对应的带宽资源分配方法，从而为应用业务流提供相对应的服务质量，具体实施方法如下：

(a)对于业务类型A，它需要硬QoS保证，采用峰值带宽准入控制方法，即判断是否有直连单跳HQ光路，满足下式：

$\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{V}_a^f+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{E}_b^f\≤C-V_{a,\mathrm{new}}^f$

则继续，否则调用集成路由算法计算单跳HQ光路，然后判断是否成功，如果创建失败，则拒绝该呼叫，否则继续。其中c标注光路速率，V_a ^f标注类型A的业务流峰值速率，V_a，new ^f标注当前请求业务流的峰值速率，E_b ^f标注类型B业务流的有效带宽，i，j分别标注当前选定的HQ光路的正在服务的类型A业务流数目和类型B业务流数目。

(b)对于业务类型B(带宽大于设定S_b，th)，首先基于速率封装(REM)计算有效带宽，类型B业务流的有效带宽计算方法如下(该方法能够保证类型B业务流满足给定的丢包概率)：

$E_b^f=\left\{\begin{array}{ccc}a*V_{b,\mathrm{averge}}^f*(1+3z_f(1-V_{b,\mathrm{averge}}^f/V_{b,\mathrm{peak}}^f))& \mathrm{if}& 3z_f\&le;\min (3,V_{b,\mathrm{peak}}^f/V_{b,\mathrm{averge}}^f)\\ a*V_{b,\mathrm{averge}}^f*(1+3z_f^2(1-V_{b,\mathrm{averge}}^f/V_{b,\mathrm{peak}}^f))& \mathrm{if}& 3<{3z}_f^2\&le;(V_{b,\mathrm{peak}}^f/V_{b,\mathrm{averge}}^f)\\ a*V_{b,\mathrm{peak}}^f& & \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

其中：

$a=1-\frac{{\log }_{10}{\mathrm{PLR}}_b}{50}$ and $z_f=\frac{-2{\log }_{10}{\mathrm{PLR}}_b}{C/V_{b,\mathrm{peak}}^f}$

另外V_b，averge ^f，V_b，peak ^f分别标注类型B业务流的平均速率和峰值速率。

然后判断是否有直连单跳HQ光路满足有效带宽要求，如果有则继续，否则转到调用集成路由算法计算单跳HQ光路，继续。

(c)对于业务类型B(带宽小于设定S_b，th)，首先基于速率封装(REM)计算有效带宽，然后判断是否有直连单跳LQ光路满足有效带宽要求，如果没有，则继续判断是否有多跳HQ光路满足有效带宽要求，如果仍旧没有，则转到调用集成路由算法计算单跳HQ光路，继续。

(d)对于业务类型C，业务类型C代表了大部分的非实时数据业务，例如文件传输、WWW以及后台存储数据业务等。根据前面假设该类型业务一般只在多跳的LQ光路上传送，并不能主动创建光路。即判断该业务流是否有多跳LQ光路满足其最小带宽要求，则判断下式是否满足：

$\underset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}{E}_b^f+n{*V}_{c,\min }\&le;C-V_{c,\min }$

如果满足，则继续，否则拒绝该呼叫。其中，m，n分别标注当前选定的LQ光路的正在服务的类型B业务流数目和类型C业务流数目，V_c，min标注类型C业务流的最小速率保证带宽。

第七步：配置光层和电层的带宽资源；

通过光扩展的资源预留协议(RSVP-TE)配置光层和电层的带宽资源，并更新网络资源数据库。

Claims (1)

1、一种光因特网络的服务质量控制方法，其特征在于包括如下具体步骤：

1)设置带宽控制门限参数：根据网络运营商网管人员输入，配置带宽控制门限参数，用于控制后续的业务分类和业务映射操作；

2)网络资源数据库更新：系统启动控制平面进程，包括路由和链路管理子进程，通过光扩展的最短路径优先路由协议和链路管理协议维护和更新网络资源数据库；

3)业务集成准入控制：根据业务流的服务质量需求，并根据当前网络资源使用状况，综合考虑光层的资源光路传输质量、波分复用链路带宽和电层的资源节点分组处理能力限制、虚链路带宽，判断是否允许业务接入；

4)业务分类：业务分类包括电层业务服务等级分类和光层业务服务等级分类，电层业务服务等级分成三大类：需要硬QoS服务质量保证的服务等级业务为A类，需要软QoS保证的服务等级业务为B类，需要传统尽力而为服务等级业务为C类；光路服务等级的分类分为主要承载高优先级业务的高质量光路服务等级和主要承载低优先级业务的低质量光路服务等级两大类；

5)业务映射：包括业务垂直映射方法和业务水平映射方法，业务垂直映射将不同类型业务映射到不同的服务接口，其QoS处理方法不同，在电层服务映射层面上，对于每种类型业务采取不同的QoS映射方法，每种业务可根据业务带宽粒度以及速率类型进行动态的业务映射，在光层服务映射层面上，对于硬QoS保证的A类业务直接映射到高质量光路服务等级，软QoS保证的B类业务可以映射到低质量光路服务等级或者高质量光路服务等级上，传统尽力而为服务等级的C类业务直接映射到低质量光路服务等级上，同时根据不同带宽粒度采取不同的映射方法，即大于带宽控制门限，映射到高优先级服务等级，否则映射到低优先级服务等级；业务水平映射包括单跳光路映射、虚电路多跳映射、数据包无连接映射方式，同时还采用混合映射方法，即根据业务服务等级和带宽粒度采取灵活的映射方法，对于低速率低优先级业务请求采用分组交换技术的虚电路方式，高速率高优先级业务连接请求采用单跳光路映射方式；

6)带宽资源分配：对于需要硬QoS保证的A类业务，采用峰值带宽准入控制方法，即如果存在一个直通的高质量光路，满足式：

$\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}{V}_a^f+\underset{j}{\mathrm{\&Sigma;}}{E}_b^f\&le;C-V_{a,\mathrm{new}}^f$

则准入，否则，创建一条直通的高质量光路，如果创建失败，则拒绝该连接请求；式中，C-光路速率，V_a ^f-A类业务流峰值速率，V_a，new ^f-当前请求业务流的峰值速率，E_b ^f-B类业务流的有效带宽，i，j分别为当前选定的高质量光路的正在服务的A类业务流数目和B类业务流数目；对于需要软QoS保证的B类业务，采用基于速率封装复用技术的有效带宽准入控制方法，按下式计算有效带宽：

$E_b^f=\left\{\begin{array}{cc}a*V_{b,\mathrm{averge}}^f*(1+3z_f(1-V_{b,\mathrm{averge}}^f/V_{b,\mathrm{peak}}^f))& \mathrm{if}3z_f\&le;\min (3,V_{b,\mathrm{peak}}^f/V_{b,\mathrm{averge}}^f)\\ a*V_{b,\mathrm{averge}}^f*(1+3z_f^2(1-V_{b,\mathrm{averge}}^f/V_{b,\mathrm{peak}}^f))& \mathrm{if}3<3z_f^2\&le;(V_{b,\mathrm{peak}}^f/V_{b,\mathrm{averge}}^f)\\ a*V_{b,\mathrm{peak}}^f& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

其中：

$a=1-\frac{{\log }_{10}\mathrm{PL}{R}_b}{50}$ and $z_f=\frac{-2{\log }_{10}\mathrm{PL}{R}_b}{C/V_{b,\mathrm{peak}}^f}$

V_b，averge ^f、V_b，peak ^f分别标注B类业务流的平均速率和峰值速率；

对于有效带宽超过控制门限的B类业务流，将其映射到高质量光路上，如果现有光路无法满足带宽需求，则触发创建新的光路，如果创建失败，则拒绝该连接请求；对于有效带宽小于控制门限的B类业务流，先判断是否有直连单跳低质量的光路满足要求，如果没有则继续判断是否有多跳高质量光路满足要求，如果仍旧没有，则转到调用集成路由算法计算单跳高质量光路；对于尽力而为类的C类业务，采用最小带宽准入控制方法，只保证接入业务的最小带宽，满足式

$\underset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}{E}_b^f+n*V_{c,\min }\&le;C-V_{c,\min }$

则准入，否则直接拒绝该连接请求；其中，m、n分别标注当前选定的低质量光路的正在服务的B类业务流数目和C类业务流数目，V_c，min标注C类业务流的最小速率保证带宽；

7)配置光层和电层的带宽资源：通过光扩展的资源预留协议配置光层和电层的带宽资源，并更新网络资源数据库。

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