CN100512178C - 网络传输控制方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络传输控制方法以及系统，应用于网络传输组播业务的质量控制，其检测网络带宽的使用状况，判断网络带宽是否可以运行新的业务，若网络带宽已经无法再运行新的业务则拒绝新的业务请求，以保证组播业务的质量。

Description

网络传输控制方法以及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别公开了一种网络传输控制方法以及系统。

背景技术

当今世界，网络技术飞速发展，随着网络速度越来越快，网络承载的业务也越来越多样化。电信网络随着越来越多的业务IP化，多业务融合(Multi-Play)已是当前网络建设的一个趋势，IP承载语音(VoIP)业务、互联网电视(IPTV)和互联网(Internet)上网等业务逐渐都融合到一个网络中去运营，这样既能大大降低电信运营商的建网和网络维护费用，同时方便快速灵活提供增值业务，因此多业务融合已经成为当前网络发展中不可阻挡的发展趋势。

然而，由于人类的需求随着网络的优化而不断提高，网络所提供的带宽经常不能满足实际的业务量需求。因此，为了保证重要紧急的业务优先传输，利用了服务质量(quality of service，QoS)技术，在多业务融合网络中，在IP网络中QoS一般通过区分服务(DiffServ)技术实现，给各种不同的业务流打上不同的优先级标识，网络设备对标识高优先级的流优先转发，以此达到区分服务的目的，这样在网络带宽有限的情况下，高优先级的业务就能得到优先的保证。例如在IPTV业务中，设定单播的视频点播(Video on Demand，VOD)和组播的宽带电视(Broadband TV，BTV)的优先级都比较高，这样当网络带宽紧张时，就优先满足优先级高的BTV和VOD业务的需求。

但是，对于相同优先级的业务如何保证传输质量却没有好的解决方案。

以VOD与BTV举例而言，由于网络规划的不合理，或者收敛比的考虑没有完全保证象春节时期这种VoIP业务流突发很大的情况，导致I PTV业务可能出现带宽不足的情况。而根据现有的区分服务技术，所有BTV和VOD的业务优先级是一致的，无法针对每一个视频流单独给一个优先级，因此在网络高优先级业务突发的情况下，网络对IPTV业务将不能提供充分的带宽保证，由此导致了所有IPTV视频节目出现丢包、时延和抖动，造成了经过同一个流量瓶颈的所有节目同时卡片的情况，这样，所有IPTV用户不管收看那个频道都会产生卡片，不能正常收看节目。

为此，对于作为单播的VOD通过其承诺接入控制(Commit Access Control，CAC)技术，由IPTV系统本身来检测网络状况以保证VOD的质量，而使问题得到部分解决。

但对于作为组播的BTV，当前做法主要是通过网络规划给其预留足够的带宽来保证BTV的传输质量。但这种方式不够灵活，在网络中有其他优先级更高的业务突发的情况下，将会导致所有组播业务的传输达不到质量要求；而在BTV业务不多时又会造成网络资源的浪费。

如图1所示，是现有点播业务具体结构示意图，其视频点播流程如下：

1、机顶盒STB向IPTV系统请求播放一个视频内容；

IPTV中间件通过简单对象访问协议(SOAP)协议向资源管理设备RM请求相应资源；

2、RM通过SOAP协议向接入管理系统AMS获得用户的物理位置信息；

3、RM计算请求用户的视频流经过的设备是否能满足相应资源(主要是带宽)需求，并向IPTV中间件回送申请结果，如果申请成功，还要在资源数据库中减掉相应设备的资源；

4、IPTV中间件根据RM回送结果给用户发送视频流或者拒绝用户请求并向用户推送提示信息画面。

可以看到，IPTV点播的CAC是通过IPTV系统本身的检测和动作来完成的，但是没有涉及到组播业务的CAC，IPTV的现有解决方案中也没有考虑到有其他更高优先级的业务在同一个网络中的融合运营，认为组播业务完全通过规划保证带宽。

此种点播业务存在以下问题：

1、BTV与VOD一般在同一网络中运营，且设备有一定融合性，该做法只能保证点播业务的CAC，不能保证组播业务的CAC，认为组播的CAC通过网络规划保证，但实际上很可能还有其他优先级更高的业务在同一个网络中(尤其是接入网络)运营，在更高优先级业务突发的情况下可能会导致所有组播业务同时卡片的情况；

2、现有技术方案需要在RM上保存整个IPTV网络的拓扑，需要预先知道视频流的整个选路情况，这样才能在用户请求视频流的情况下向相应的网络设备查询视频流通过的相应端口的带宽占用情况(或者将所有资源信息记录在RM数据库中)，这样对RM的要求较高，在路由变化的情况下RM需要重新同步或计算；

3、现有技术方案要求RM从AMS上获取用户的位置信息，增加了AMS和RM的交互以及由此带来的资源耗费和不确定性，比如RM和AMS之间的网络中断可能带来的后果。

同样的，除BTV外，其他组播业务也都面临着与BTV类似的带宽不足引起整体传输质量下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网络传输控制方法以及系统，保证网络传输的组播业务的的质量。

本发明的网络传输控制方法，用于网络传输组播业务的质量控制，其特征在于：

检测网络带宽的使用状况，判断网络带宽是否可以运行新的业务，若不能则拒绝新的业务请求。

其中，通过设定阀值判断网络带宽是否可以运行新业务，计算新业务请求需要的带宽与正在运行的业务的带宽的总和，若大于阀值就判断为无法正常运行新业务，否则可以运行新业务。

另外，该方法可进一步包括判断网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务，若不能正常运行，则关闭一部分正在运行的业务。其中，通过设定阀值判断网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务，如果当前正在运行的业务占用的网络带宽大于阀值，就判断为无法正常运行正在运行的业务，否则判断为可以运行正常运行当前运行的业务。

本发明还提供一种网络传输控制系统，用于网络传输组播业务的质量控制，其特征在于包括检测模块、判断模块以及处理模块，

检测模块用于检测当前带宽的使用情况；

判断模块用于根据当前带宽的使用状况，判断网络是否可以接受新的业务请求；

处理模块用于根据判断模块的判断结果进行处理，若判断结果为可以接受则接受新的业务请求，否则就拒绝新的业务请求。

其中，所述判断模块通过判断当前使用的带宽与新的业务请求所需带宽的总和是否超过一预设的阀值，若没有超过则表示可以正常运行正在运行的业务。

此外，该判断模块进一步用于判断网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务。其中，所述判断模块通过判断正在运行的业务占用的带宽是否超过一预设的阀值，来判断网络是否可以正常运行当前的业务。

相应的，该处理模块进一步用于根据判断模块的判断结果进行处理，若网络带宽无法正常运行当前运行的业务，则关闭部分正在运行的业务。

所述网络传输控制系统可以设置于组播接入设备中。

所述组播业务例如是宽带电视BTV。

可见，本发明提出的网络传输控制方法以及系统，可以对网络中组播业务进行管理控制，保证组播业务的传输质量。本发明技术方案解决了组播业务的CAC，保证在带宽不足的情况下组播业务的多个视频节目流不会同时卡片，尤其适用在提供IPTV的业务的网络还存在其他更高优先级业务的情况；本发明技术方案BTV无需在RM上保存整个IPTV网络的拓扑，通过设备直接实现组播业务的CAC，并将结果通过RM->IPTV中间件->机顶盒的流程最终通知IPTV用户做到和网络CAC结果同步，同时可以和点播业务的CAC流程设备相融合，无需增加新的设备部件；本发明技术方案RM无需跟AMS进行交互，方案简单易行，资源耗费小和不确定性低。

附图说明

图1为现有BTV业务结构示意图；

图2为本发明网络传输控制方法第一实施例示意图；

图3为本发明网络传输控制方法第二实施例示意图；

图4为本发明网络传输控制系统结构示意图；

图5为本发明应用于VOD的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。本发明的网络传输控制方法，用于网络传输组播业务的质量控制，由于BTV是一种当前应用较多的组播业务，为方便说明，以下即以BTV为例对本发明加以具体描述，但需要强调的是，本发明并不限于应用在BTV，而同样可以应用于其他组播业务中。

第一实施例

图2是本发明网络传输控制方法应用于BTV的第一实施例流程步骤图。如图所示，首先，作为BTV终端的机顶盒通过因特网组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)发出请求信息，请求组播一个节目。

网络传输控制系统收到机顶盒的IGMP请求，检查组播端口的剩余带宽以及请求的BTV所需要占用的带宽。

根据申请组播流所需带宽和当前的剩余带宽，决定是否允许用户收看相应的节目。其具体方式是，在网络传输控制系统上设置组播端口带宽阀值，判断已有节目占用的带宽与新的申请所需带宽的总和将超过预先设定的阀值。需要说明的是，本发明上面描述的是新加入一个组播组的情况，也就是说仅对新节目的申请进行判断，如果此用户申请的是已有其他用户正在收看相应节目，则因为是在组播接入设备复制组播流，无需增加上行组播口的带宽，因此无需进行判断。

如果上一步骤的判断结果是已有节目占用的带宽加上用户新申请的节目所需带宽的总和超过预先设定的阀值，就拒绝用户请求，向网管系统发送失败消息，当前带宽的占用情况保持不变；以避免新加入业务引起带宽不够，导致网络中所有观看BTV的用户同时卡片；否则就接受用户申请。

接受用户申请的过程是：允许用户加入相应组播组，向组播源申请相应组播流，并向网管系统发送申请成功消息，并减掉新的申请占用的组播口相应带宽。接着，网管系统将收到的消息向资源管理(ResourceManagement，RM)模块报告，同时更新IPTV相应设备用户状态，RM模块将收到的消息向IPTV中间件报告，更新IPTV相应设备资源状态，IPTV中间件根据报告结果刷新相应状态信息或向用户推送相应的提示页面。最终实现向用户发送BTV节目。由于具体接受过程并非本发明的重点所在，因此不做详细描述。

第二实施例

在本实施例中，进一步检测网络当前的带宽占用情况，并判断当前网络带宽是否可以满足正在进行的业务的需要。在BTV业务中，由于网络故障或突然有更高优先级业务进行等各种原因，造成组播传输环境突然恶化，导致当前所有正在观看BTV的用户收看到的节目都发生丢包、时延和抖动等问题而无法正常观看。

因此本实施例除进行第一实施例的操作外，还进一步判断当前的网络带宽是否足够带宽是否可以正常运行正在运行的BTV业务，如图3所示。判断方式例如每间隔一个时间周期就判断一次，若不能正常运行当前所有的BTV业务，则关闭一部分正在运行的业务。其同样通过预先设定阀值，判断当前网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务，如果当前BTV业务占用的网络带宽不大于阀值，就判断为可以正常运行正在运行的BTV，而不进行后续处理；否则判断为可以无法正常运行当前运行的BTV节目，关闭一部分BTV节目以释放带宽，直到当前BTV业务占用的网络带宽不大于预设的阀值为止。在本实施例中，按照观看BTV节目用户数量多少的顺序进行关闭，首先关闭收看用户最少的BTV节目。

BTV节目关闭方法是：发出消息发送给网管系统，网管系统得知哪些用户的哪些节目被强行退出后更新组播相应状态并向RM转发此消息，RM根据此消息更新组播相应状态并向IPTV中间件转发此消息，IPTV中间件根据此消息更新同步组播用户状态，并向用户推送节目退出提示信息。由于并非本发明的重点，因此不再赘述。

图4所示是本发明网络传输控制系统结构示意图。本发明网络传输控制系统用于网络传输组播业务的质量控制，其包括检测模块11、判断模块12以及处理模块13。

其中，所述检测模块11用于检测网络当前带宽的使用情况；所述判断模块12用于根据当前带宽的使用状况，判断网络是否可以接受新的业务请求，本实施例中，该判断模块12判断当前使用的带宽与新的业务请求所需带宽二者的总和是否超过一预设的阀值，若超过预设的阀值则认为无法再接受新的业务请求，否则认为可以接受新的业务请求；所述处理模块13用于根据所述判断模块12的判断结果进行处理，若判断结果为可以接受则接受新的业务请求，否则就拒绝新的业务请求，并通知发送请求的终端其请求被拒绝。

其中，该判断模块12可进一步用于判断网络带宽是否可以正常正在运行的业务。其判断当前使用的带宽是否超过一预设的阀值，来判断网络是否可以正常运行当前的业务，若超过阀值则认为当前网络已经无法保证正常运行当前正在运行的业务，否则认为网络可以继续正常运行当前正在运行的业务。相应的，该处理模块13进一步用于根据判断模块12的判断结果进行处理，若判断结果网络带宽无法正常运行当前运行的业务，则关闭一部分正在运行的业务，直到当前运行的业务所占带宽不大于该预设的阀值。

上述网络传输控制系统可以单独设置，较佳的实施方式是设置于组网接入设备中。

下面以IPTV为例进行详细说明。图5所示，是本发明应用于BTV的结构示意图。

此时，用户加入一个新的组播组的CAC业务流程为：

1.机顶盒通过IGMP协议请求组播一个节目；

2.组播接入设备收到机顶盒的IGMP请求，检查自己组播端口的带宽，根据申请组播流所需带宽和现有剩余带宽，决定是否允许用户收看相应节目，可以考虑设置一个组播端口带宽阀值，如果已有节目占用带宽加上用户新申请的视频节目流带宽超过这个阀值，将不允许用户收看此节目；上面描述的是组播接入设备新加入一个组播组的情况，如果此用户申请之前已有其他用户收看相应节目，则因为在组播接入设备复制组播流，无需增加上行组播口的带宽，从而无需进行CAC计算，这里的描述针对新加入一个节目需要申请带宽的情况；

3.如果组播接入设备带宽足够，则让用户加入相应组播组，组播源申请相应组播流，并向网管系统报成功消息，减掉组播口相应带宽；如果组播接入设备带宽不足，则向网管系统报失败消息，已占用带宽不变更；

4.网管系统将收到的消息向RM模块报告，同时更新IPTV相应设备用户状态；

5.RM将收到的消息向IPTV中间件报告，同时更新IPTV相应设备资源状态；

6.IPTV中间件根据报告结果刷新相应状态信息或向用户推送相应提示页面；

7.注：机顶盒和组播接入设备之间采用IGMP协议交互，组播接入设备和网管系统之间采用SNMP协议通信，网管系统和RM之间采用SOAP协议通信，RM和IPTV中间件之间采用SOAP协议通信，IPTV中间件和机顶盒之间采用HTTP协议通信。

其中，机顶盒和组播接入设备之间采用IGMP协议交互，组播接入设备和网管系统之间采用SNMP协议通信，网管系统和RM之间采用SOAP协议通信，RM和IPTV中间件之间采用SOAP协议通信，IPTV中间件和机顶盒之间采用HTTP协议通信。

此时，由于其他比IPTV高优先级的业务突发导致带宽不足，BTV防同时卡片业务流程为：

1、组播接入设备定时检测组播口的带宽是否超过阀值，如果超过，则选择用户组播最少的节目退出并释放带宽，循环执行直到组播口占用带宽低于阀值，并向网管系统报告，告诉网管系统哪些用户的哪些节目被强行退出；

2、网管系统根据此消息更新组播相应状态并向RM转发此消息；

3、RM根据此消息更新组播相应状态并向IPTV中间件转发此消息；

4、IPTV中间件根据此消息更新同步组播用户状态并向用户推送节目退出提示信息。

上面的描述是针对组播接入设备来展开的，实际上，同样可以在支持组播路由协议的骨干设备上实现此技术，解决骨干网组播节目的CAC问题。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求同样包括这些变形和变化。

Claims (5)

1、一种网络传输控制方法，用于网络传输组播业务的质量控制，其特征在于，应用于组播接入设备，包括：

组播接入设备检测网络带宽的使用状况；

组播接入设备通过设定阀值判断网络带宽是否可以运行新业务，计算新业务请求需要的带宽与正在运行的业务的带宽的总和，若该总和大于阀值则判断为无法正常运行新业务，否则判断为可以运行新业务；若不能运行新的业务，则拒绝新的业务请求；

组播接入设备判断网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务，若不能正常运行，则关闭一部分正在运行的业务。

2、如权利要求1所述的网络传输控制方法，其中，通过设定阀值判断网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务，如果当前正在运行的业务占用的网络带宽大于设定的阀值，就判断为无法正常运行正在运行的业务，否则判断为可以正常运行正在运行的业务。

3、一种网络传输控制系统，用于网络传输组播业务的质量控制，其特征在于，该系统设置于组播接入设备中，包括检测模块、判断模块以及处理模块，其中：

检测模块，用于检测当前带宽的使用情况；

判断模块，用于根据当前带宽的使用状况，通过判断当前使用的带宽与新业务请求所需带宽的总和是否超过一预设的阀值，若该总和大于阀值则判断为无法正常运行新业务，否则判断为可以运行新业务；判断网络带宽是否可以正常运行正在运行的业务；

处理模块，用于根据判断模块的判断结果进行处理，若判断结果为可以正常运行新业务则接受新的业务请求，否则拒绝新的业务请求；若判断结果为网络带宽无法正常运行正在运行的业务，则关闭部分正在运行的业务。

4、如权利要求3所述的网络传输控制系统，其中，所述判断模块用于判断正在运行的业务占用的带宽是否超过一预设的阀值，若没有超过则表示可以正常运行正在运行的业务。

5、如权利要求3-4任一项所述的网络传输控制系统，其中，所述组播业务是宽带电视BTV。

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