CN100563202C - 提供差分服务的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提供差分服务的方法，其核心是：首先根据用户需求为业务划分不同层次的QoS服务等级；然后基于所述划分的不同层次的QoS服务等级为所述业务提供相应的差分服务。通过本发明，能够结合E-LSP和L-LSP两种实现方式的优点，以较少的资源，提供尽量多的QoS差分服务等级；更好地利用MPLS标签提供流量工程服务。

Description

提供差分服务的方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种提供差分服务的方法。
背景技术
互联网协议(IP)基于分组的“尽力而为”通信技术，不能区分数据包流中的业务类型。在IP网络中提供优于尽力而为的服务质量的需求随着互联网应用的增加而激增。例如，目前的语音、视频流、企业资源管理软件、面向交易的电子商务等许多应用的关键性能参数必须由网络加以保证才能正常工作。
为了在一个融合的IP网络中提供多种服务，需要以可扩展、高效的方式为不同的服务提供不同保证的QoS。
在IP网络中利用MPLS(多协议标签交换)技术提供DS-TE(差分服务流量工程)服务得到越来越广泛的关注。其以可扩展的方式解决了在网络中区分不同业务类型的问题，能使特定的数据获得比尽力而为业务流更好的对待，允许延迟敏感的业务与一般的IP业务共存。其主要思想是，路由器使用一组定义良好的结构块，对业务流进行分级；根据分级后的业务流级别所需的QoS，通过网络和服务对各个业务流级别加以区分。因此，DS-TE允许在转发数据包时，基于分配给业务流级别的相对业务优先级来执行不同的每跳行为(PHB)。获得同样转发处理的数据包共享同样的服务级别。
与本发明有关的现有技术是Internet有关服务的RFC(Request forComments Document)标准中提出的两种利用MPLS技术提供DS-TE服务的实现方式：E-LSP(差分服务基于试验位的标签交换路径)实现方式和L-LSP(差分服务基于标签值的标签交换路径)实现方式。
所述E-LSP实现方式的核心为：完全利用MPLS标签中的3个bit的EXP位来区分差分服务等级。E-LSP可以提供最多8个差分服务等级的QoS服务。E-LSP中的差分服务等级可以从IP报文中的DSCP域直接继承下来，或者根据其他流分类方式给出。其为单一层次的QoS服务等级划分。
所述L-LSP实现方式的核心为：完全利用MPLS标签值来区分差分服务等级，每个标签具体对应到一种差分服务。标签内的EXP位则只用作丢弃优先级。每种差分服务等级根据流分类等方式来确定，具体支持服务等级数量只和对应标签空间内的标签数量有关。其为单一层次的QoS服务等级划分。
由上述描述的两种利用MPLS技术提供DS-TE服务的实现方式可以看出，现有技术存在如下缺陷：
采用E-LSP实现方式提供DS-TE服务时，E-LSP实现方式提供的差分服务等级数目有限，最多只能有8个等级。
采用L-LSP实现方式提供DS-TE服务，L-LSP实现方式提供的差分服务没有继承原IP报文中的DSCP(差分服务类别)域中携带的QoS服务信息。当提供多种等级的差分服务时，对于数据流的每个服务等级，都需要建立一条L-LSP隧道，因此占用系统资源较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种提供差分服务的方法，通过该方法，能够结合E-LSP和L-LSP两种实现方式的优点，以较少的资源，提供尽量多的QoS差分服务等级；更好地利用MPLS标签提供流量工程服务。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供的一种提供差分服务的方法，包括：
A、在差分服务对象DIFFSERV Object中，设置业务的QoS服务等级的类型；根据业务的不同种类对业务进行分类，并根据各类业务的服务需求，基于设置了业务的QoS服务等级的类型的DIFFSERV Object，为各类业务设定对应的第一层次的QoS服务等级；根据同一类业务的不同服务需求，将同一类业务再次进行划分，并基于设置了业务的QoS服务等级的类型的DIFFSERV Object，为划分后的业务设定第二层次的QoS服务等级；
B、基于对业务划分的不同层次的QoS服务等级，入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类，并根据所述业务的种类对应的第一层次的QoS服务等级，将所述业务映射到对应服务等级的标签交换路径LSP隧道；在所述LSP隧道内部，根据所述设定的第二层次的QoS服务等级，为相应的业务设定对应的多协议标签交换MPLS的入标签，及相应入标签的试验值EXP值；根据所述EXP值为所述业务提供相应的QoS服务；
C、中间节点根据接收到的所述业务的入标签以及E×P值为所述业务提供相应的QoS服务；
D、出口节点根据接收到的业务的入标签以及EXP值为所述业务提供相应的QoS服务。
其中，入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类，并根据所述业务的种类对应的第一层次的QoS服务等级，将所述业务映射到对应服务等级的标签交换路径LSP隧道，包括：
B1、所述入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类；
B2、根据所述业务的种类，在各类业务对应的第一层次的QoS服务等级内，查找并得到所述业务对应的第一层次的QoS服务等级；
B3、基于资源预留协议-流量工程扩展RSVP-TE或基于多协议标签交换的流量工程MPLS-TE，将所述业务映射到所述得到的第一层次的QoS服务等级对应的LSP隧道上。
其中，所述步骤B之后，还包括：
所述入口节点根据所述业务的MPLS标签确定对应所述业务的转发信息，并根据所述转发信息将所述业务转发给对应的下一跳节点进行处理。
其中，所述步骤C之后，还包括：
所述中间节点根据所述业务的MPLS标签确定对应所述业务的转发信息，并根据所述转发信息将所述业务转发给对应的下一跳节点进行处理。
其中，所述步骤D之后，还包括：
所述出口节点根据所述业务的MPLS标签确定其需要的弹出标签，并根据所述确定的弹出标签将所述业务发送给应用层进行处理。
其中，所述接收到的业务的信息包括：接入控制列表ACL策略，和/或入端口。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明根据用户需求为业务划分不同层次的QoS服务等级；并基于所述划分的不同层次的QoS服务等级为所述业务提供相应的差分服务。通过本发明，能够结合E-LSP和L-LSP两种实现方式的优点，以较少的资源，提供尽量多的QoS差分服务等级；更好地利用MPLS标签提供流量工程服务。
附图说明
图1为本发明提供的实施例的流程图；
图2为本发明提供的网络拓扑结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种提供差分服务的方法，其核心是：首先根据用户需求为业务划分不同层次的QoS服务等级；然后基于所述划分的不同层次的QoS服务等级为所述业务提供相应的差分服务。
本发明首先在RFC32705.2DIFFSERV Object(差分服务对象)的基础上，增加一个C-Type类型，用于指明L-E-LSP类型的DIFFSERV(差分服务对象类型)，其定义如下：
Class＝65，C_Type＝TBD
0                 1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--
|           Reserved1         |             PSC               |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--
|               Reserved2                             | MAPnb |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--
|                       MAP (1)                               |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--
|                                                             |
//                          …                               //
|                                                             |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--
|                       MAP (MAPnb)                           |
+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--
其中，所述Reserved1为16位，其为保留字段，必须为0。
所述PSC为6位，表示LSP的标签标识的本地差分服务动作(PHB)，其编码方式与下面的PHBID相同，参见标准RFC3140。
所述Reserved2为28位，其为保留字段，必须为0。
所述MAPnb为4位，其表示在差分服务对象中的MAP表项数目，范围0-8。
所述MAP为32位，每条MAP表项定义了EXP位到本地差分服务动作(PHB)的映射关系。MAP表项格式如下：
0                 1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          Reserved3    | EXP |             PHBID             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中，所述Reserved1为13位，其为保留字段，必须为0。
所述EXP为3位，其为MAP表象映射关系中的EXP值。
所述PHBID为16位，其为MAP表项映射关系中的本地差分服务动作标识值。PHBID格式定义参见标准RFC3140。
基于上述定义，本发明提供的实施例，如图1所示，包括：
步骤101、根据业务的不同种类对业务进行分类，并根据各类业务的服务需求，为各类业务设定对应的第一层次的QoS服务等级。
假设当前存在三种类型的业务：语音业务、视频业务和数据业务。
首先根据这三种类型的业务进行第一等级的QoS服务等级划分。如，语音业务具有较高的时延质量保证要求，因此设定其的QoS服务等级较其它两种业务的QoS服务等级高一些。
步骤102、根据同一类业务的不同服务需求，将同一类业务再次进行划分，并为划分后的业务设定第二层次的QoS服务等级。
根据用户需求，将同一类业务再次进行划分，并为划分后的业务设定第二层次的QoS服务等级。以语音业务为例，将其再次进行划分，为划分后的业务设定第二层次的QoS服务等级，从高到低依次包括：金牌客户语音服务、银牌客户语音服务、普通语音服务等。
经过上述步骤，为每一种业务设定了不同层次的差分服务等级，本发明基于上述设定结果，能够为每种业务提供差分服务，具体实现结合如图2所示的网络拓扑进行说明。
在图2中，假设R1为入口节点，R2、R3、R4为中间节点，R5为出口节点，这样可以分析出，业务要从R1传输到R5，可能会经过R1-R2-R5或R1-R3-R4-R5任意一条链路。假设每条链路各有100M带宽，当前存在语音业务和数据业务两种业务类型，且每种业务流量各占带宽80M。
步骤103、当入口节点接收到所述业务时，所述入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类，并根据所述业务的种类对应的第一层次的QoS服务等级，将所述业务映射到对应服务等级的LSP隧道，在DIFFSERVObject上则表现为将其标签映射到指定的PSC上。具体实施过程包括：
步骤一、所述入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类；
步骤二、根据所述业务的种类，在各类业务对应的第一层次的QoS服务等级内，查找并得到所述业务对应的第一层次的QoS服务等级；
步骤三、基于RSVP-TE协议或MPLS-TE信令协议，将所述业务映射到与所述得到的第一层次的QoS服务等级对应的LSP隧道上。
如图2所示，在入口节点R1上，路由器首先根据收到报文的信息(如ACL策略、入端口等)确定所述业务的种类，当确认所述业务属于语音业务或数据业务时，则根据所述语音业务对应的第一层次的QoS服务等级，将其映射到对应的R1-R2-R5的LSP隧道上。
当确认所述业务为两种业务时，则首先将其进行分类，然后根据所述语音业务和数据业务对应的第一层次的QoS服务等级，将所述语音业务映射到对应的R1-R2-R5的LSP隧道上，及选择最短的R1-R2-R5路径为所述语音业务建立LSP隧道，建立的LSP命名为LSP125，在DIFFSERV Object中映射的DIFFSERV服务为PSC1。然后，判断所述R1-R2-R5隧道的带宽是否还能满足数据业务进行传输，若能，则继续将所述数据业务映射到其上；否则，将所述数据业务映射到R1-R3-R4-R5的LSP隧道上，也就是选择空闲的R1-R3-R4-R5路径为所述数据业务建立LSP隧道。此例中，对于数据流量，由于最短路径R1-R2-R5的带宽在分配给语音流量80M后变得不足，故而选择空闲路径R1-R3-R4-R5作为建立LSP的路径，建立的LSP命名为LSP1345，在DIFFSERV Object中映射的DIFFSERV服务为PSC2。
步骤104、在所述LSP隧道内部，根据所述设定的第二等级的QoS服务等级，为相应的业务设定对应的MPLS入标签，及相应入标签的EXP(试验)值。
以语音业务为例，在所述LSP隧道内部，将所述语音业务的服务等级，如金牌服务、银牌服务或普通服务，映射到入口节点的入MPLS标签的不同EXP位，所述EXP位分别对应于DIFFSERV Object中的PHBID，以对应划分的第二层次的DIFFSERV服务等级。然后利用RSVP-TE协议将LSP标签映射到相应的服务等级，其中RSVP信令中的DIFFSERV Object指定Class＝65，Ctype＝TBD(等待IETF分配)，PSC值为PSC1，三个二级服务等级CT1、CT2和CT3分别对应于DIFFSERV Object中的EXP1+PHBID1、EXP2+PHBID2和EXP3+PHBID3。RSVP协议报文经过的各节点，都可以根据DIFFSERV Object在本节点将LSP标签映射到相应的服务等级。
对于数据流量，与语音流量类似，通过路径R1-R3-R4-R5建立LSP1345时，三种内部QoS等级服务映射到LSP标签的不同的EXP位，对应于表示不同DIFFSERV服务的PHBID的。然后，和语音流量一样，利用RSVP-TE协议建立LSP隧道，其中的DIFFSEV Object指明了各个服务等级映射的PSC和PHBID。
步骤105、根据所述业务的MPLS入标签确定对应所述业务的转发信息，并根据所述EXP值为所述业务提供相应的QoS服务。
根据EXP值取得该报文对应的Behavior(行为)动作，在R1上进行QoS等级服务保证处理。并根据所述业务的MPLS入标签确定对应所述业务的转发信息。
步骤106、根据所述转发信息将所述业务转发给对应的下一跳节点进行处理。
当中间节点接收到所述业务时，执行步骤107、即所述中间节点根据接收到所述业务的MPLS标签确定其对应的转发信息，并根据所述业务的入标签以及EXP值为所述业务提供相应的QoS服务。
步骤108、根据所述确定的转发信息将所述业务转发给对应的下一跳节点进行处理。
仍然如图2所示，在中间节点(R2、R3、R4)上，路由器根据收到报文的MPLS标签确定其对应的出标签、下一跳等转发信息；同时还根据入标签+EXP位得到该报文对应的QoS服务Behavior，在路由器上进行对应的QoS等级服务保证处理后，转发给下一跳路由器。
当出口节点接收到所述业务时，执行步骤109，即所述出口节点根据接收到的业务的MPLS标签确定其需要的弹出标签，并根据所述业务的入标签以及EXP值为所述业务提供相应的QoS服务。
步骤110、根据所述确定的弹出标签将所述业务发送给应用层进行处理。
在出口节点R5上，路由器根据收到报文的MPLS标签确定其需要弹出标签，同时还根据入标签+EXP位得到该报文对应的QoS服务Behavior，在路由器上进行对应的QoS等级服务保证处理后，进行后续转发处理。
由上述本发明的具体实施方案可以看出，本发明根据用户需求为业务划分不同层次的QoS服务等级；并基于所述划分的不同层次的QoS服务等级为所述业务提供相应的差分服务。通过本发明，能够结合E-LSP和L-LSP两种实现方式的优点，以较少的资源，提供尽量多的QoS差分服务等级；同时也能够灵活利用原有IP报文携带的DSCP域的信息；更好地利用MPLS标签提供流量工程服务。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1、一种提供差分服务的方法，其特征在于，包括：
A、在差分服务对象DIFFSERV Object中，设置业务的QoS服务等级的类型；根据业务的不同种类对业务进行分类，并根据各类业务的服务需求，基于设置了业务的QoS服务等级的类型的DIFFSERV Object，为各类业务设定对应的第一层次的QoS服务等级；根据同一类业务的不同服务需求，将同一类业务再次进行划分，并基于设置了业务的QoS服务等级的类型的DIFFSERV Object，为划分后的业务设定第二层次的QoS服务等级；
B、基于对业务划分的不同层次的QoS服务等级，入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类，并根据所述业务的种类对应的第一层次的QoS服务等级，将所述业务映射到对应服务等级的标签交换路径LSP隧道；在所述LSP隧道内部，根据所述设定的第二层次的QoS服务等级，为相应的业务设定对应的多协议标签交换MPLS的入标签，及相应入标签的试验值EXP值；根据所述EXP值为所述业务提供相应的QoS服务；
C、中间节点根据接收到的所述业务的入标签以及EXP值为所述业务提供相应的QoS服务；
D、出口节点根据接收到的业务的入标签以及EXP值为所述业务提供相应的QoS服务。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类，并根据所述业务的种类对应的第一层次的QoS服务等级，将所述业务映射到对应服务等级的标签交换路径LSP隧道，包括：
B1、所述入口节点根据接收到的业务的信息确定所述业务的种类；
B2、根据所述业务的种类，在各类业务对应的第一层次的QoS服务等级内，查找并得到所述业务对应的第一层次的QoS服务等级；
B3、基于资源预留协议-流量工程扩展RSVP-TE或基于多协议标签交换的流量工程MPLS-TE，将所述业务映射到所述得到的第一层次的QoS服务等级对应的LSP隧道上。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B之后，还包括：
所述入口节点根据所述业务的MPLS标签确定对应所述业务的转发信息，并根据所述转发信息将所述业务转发给对应的下一跳节点进行处理。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后，还包括：
所述中间节点根据所述业务的MPLS标签确定对应所述业务的转发信息，并根据所述转发信息将所述业务转发给对应的下一跳节点进行处理。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D之后，还包括：
所述出口节点根据所述业务的MPLS标签确定其需要的弹出标签，并根据所述确定的弹出标签将所述业务发送给应用层进行处理。
6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收到的业务的信息包括：接入控制列表ACL策略，和/或入端口。
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基于MPLS Diff-Serv的QoS实现技术. 敦敏.计算机工程与设计，第26卷第3期. 2005
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