CN101072183B

CN101072183B - 数据流的服务质量保证方法和装置

Info

Publication number: CN101072183B
Application number: CN2007101109393A
Authority: CN
Inventors: 袁亮; 刘娜
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: CN101072183A

Abstract

本发明公开了一种数据流的QoS(Quality of Service，服务质量)保证方法，包括：边界网络设备判断所接收报文的种类；然后，边界网络设备根据所接收报文的种类，提取报文的服务质量标识信息；最后，边界网络设备根据服务质量标识信息对应的服务质量信息对该报文进行传输。本发明还提供了一种数据流的QoS保证装置，解决了对L2VPN不同业务的不同QOS保证问题，保障了服务质量。

Description

数据流的服务质量保证方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其指一种数据流的服务质量保证方法和装置。

背景技术

当今，随着各种业务在因特网上的蓬勃开展，网络用户对网络投递分组的服务能力提出了更高的要求，不仅仅要求将分组正确送达目的地，还产生了以延迟、延迟抖动、丢包率等为指标的传输性能需求。QoS(Quality ofService，服务质量)评估的就是网络对该些服务需求提供支持的能力。QoS是针对各种应用的不同需求，提供不同的服务质量，例如：提供专用带宽、减少报文丢失率、降低报文传送时延及时延抖动等。

如图1所示，图1是现有技术中针对L3VPN报文的QOS保证示意图。在用户端路由器CE1、CE2与边界路由器PE1相连的端口，用户端路由器CE3、CE4与边界路由器PE2相连的端口，配置入方向和出方向的路由策略。允许基于IP头中的信息，包括：目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口、协议域，对某一类报文进行区分，依据一定的匹配规则识别出感兴趣的流，对这种流进行监管，当超出规格时，可以采取丢弃一定报文或通过对报文着色的方法降低转发优先级；还可以对匹配出的感兴趣的流配置不同的优先级，使他们进入不同的流队列，从而实现对不同服务的不同QoS保证。

现有技术中还存在针对MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)报文的QoS保证和针对PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，边缘到边缘伪线仿真)的QoS保证等多种QoS保证方法。其中，MPLS报文的QoS保证是将报文的优先级信息映射到MPLS标签的EXP域中，网络设备根据MPLS标签EXP域中的优先级信息，对MPLS报文进行有差别的队列调度，从而实现不同的QoS保证。针对PWE3的QoS保证，则是由软件按照接口启动的顺序给接口赋上能够唯一标识出该接口的接口索引，从而对从该接口进入的报文进行QoS保证。这种方式只能对从这个端口进入的所有报文进行同一种QoS的保证，并不能对从该接口进入的不同种类的报文实现不同的QoS动作。无法保证承载在L2VPN(L2 Virtual Private Network，虚拟私网)链路上的协议报文和高优先级报文。

由于用户侧的各种业务流量是非常丰富的，包括：语音、视频、数据和链路的协议报文等，实际应用中需要对各种业务进行不同的QoS保证，现有技术中没有针对L2VPN数据流的QoS保证方法，也就无法实现对L2VPN丰富的业务进行较好的QoS保证。

发明内容

本发明的实施例提供一种数据流的服务质量保证方法和装置，以解决现有技术中没有针对L2VPN数据流的服务质量保证方法，无法实现对丰富的业务进行较好的QoS保证的缺陷。

为达上述目的，本发明实施例提供了一种数据流的QoS保证方法，包括以下步骤：

边界网络设备判断所接收报文的种类；其中，所述报文为IP报文时，将所述IP报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域的信息作为所述IP报文的关键字KEY值或服务质量标识信息；所述报文为非IP报文时，将唯一能够标识出所述非IP报文入接口信息的ID作为所述非IP报文的KEY值或服务质量标识信息；

所述边界网络设备根据所述报文的种类，提取所述报文的服务质量标识信息或者KEY值；

所述边界网络设备根据所述服务质量标识信息对应的服务质量信息或者从二叉树中查找与所述报文的KEY值相对应的服务质量信息对所述报文进行传输。

本发明实施例还提供了一种数据流的QoS保证装置，包括：

报文判断单元，用于判断所接收报文的种类；其中，所述报文为IP报文时，将所述IP报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域的信息作为所述IP报文的关键字KEY值或服务质量标识信息；所述报文为非IP报文时，将唯一能够标识出所述非IP报文入接口信息的ID作为所述非IP报文的KEY值或服务质量标识信息；

标识信息提取单元，用于根据所述报文的种类，提取所述报文的服务质量标识信息或者KEY值；

报文传输单元，用于根据所述服务质量标识信息对应的服务质量信息或者从二叉树中查找与所述报文的KEY值相对应的服务质量信息对所述报文进行传输。

与现有技术相比，本发明实施例根据所接收报文的种类，提取报文中相应的服务质量标识信息，并根据服务质量标识信息对应的服务质量信息对报文进行传输，实现了对多种业务的多种QoS保证，提高了服务质量。

附图说明

图1是现有技术中针对L3VPN报文的QOS保证示意图；

图2是本发明实施例一数据流的QoS保证方法流程图；

图3是本发明实施例二数据流的QoS保证方法流程图；

图4是本发明实施例三的结构示意图；

图5是本发明实施例一种数据流的QoS保证装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进行详细说明。

如图2所示，图2为本发明实施例一的数据流QoS保证方法流程图。包括以下步骤：

步骤201，边界网络设备判断所接收报文的种类。

某一L2VPN内的客户端网络设备向其它客户端网络设备发送报文，需要通过与该客户端网络设备相连的边界网络设备进行转发。在实际应用中，客户端网络设备发送的报文是非常丰富的，其中包括：语音、视频、数据和链路的协议报文等等。该些发送的报文可分为：数据报文和协议报文，其中，数据报文和协议报文又分别包括很多种。为了对各种报文进行不同的QoS保证，就需要在边界网络设备处，对客户端网络设备发送的报文实现强大的流分类。因此，边界网络设备接收到客户端网络设备发送的报文后，首先需要判断该报文的种类。本发明的实施例将报文的种类分为IP报文和非IP报文两大类，其中非IP报文又可分为协议报文和非协议报文两类。

另外，在步骤201之前，需要设置QoS标识信息和QoS信息的对应关系，并将该对应关系存储在边界网络设备中。

步骤202，边界网络设备根据报文的种类，提取该报文的QoS标识信息。

边界网络设备接收到来自客户端网络设备的报文后，判断出该报文的种类，然后根据该报文的种类，提取该报文的QoS标识信息。按照本发明实施例的报文分类，若边界网络设备接收的报文是IP报文，则提取该IP报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域信息；若边界网络设备接收的报文是非IP报文，则提取唯一能够标识出该非IP报文入接口信息的ID(Identity，身份标识号码)；另外，若边界网络设备接收的报文是非IP报文中的协议报文，则将该协议报文的优先级设置为最高，从而使得在网络出现拥塞的情况下，依然能够保证协议报文能够顺利传输。

步骤203，边界网络设备根据QoS标识信息对应的QoS信息对该报文进行传输。

边界网络设备根据提取的QoS标识信息，查找QoS标识信息和QoS信息的对应关系中，与该QoS标识信息相对应的QoS信息，并根据该QoS信息对该报文进行传输。若边界网络设备接收的报文为非IP报文中的协议报文，则直接根据该协议报文中的优先级信息对该协议报文进行传输。

本发明实施例的网络设备包括路由器、交换机等可实现报文转发的网络设备。以路由器为例，如图3所示，图3是本发明实施例二数据流的QoS保证方法流程图。包括以下步骤：

步骤301，边界路由器接收客户端路由器发送的二层报文，并对该报文的种类进行判断。若该报文为IP报文，则将该IP报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域的信息作为该IP报文的KEY(关键字)值，提取该KEY值，该KEY值即为对应图2所示实施例中的QoS标识信息；若该报文为非IP报文，则转到步骤302。

步骤302，边界路由器判断所接收的报文为非IP报文，则将唯一能够标识出该非IP报文入接口信息的ID作为该非IP报文的KEY值，提取该KEY值，该KEY值即为对应图2所示实施例中的QoS标识信息。该报文的ID是指由边界路由器根据接口的启动顺序，给接口赋上能够唯一标识该接口的接口索引。然后，通过二层的优先级信息，如：VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)报文的802.1P标准，区分出不同的报文，并对不同优先级的报文实行不同的QoS保证。

步骤303，若边界路由器所接收的报文为非IP报文中的二层协议报文，则将唯一能够标识出该协议报文入接口信息的ID作为该协议报文的KEY值，进行查找，然后将该协议报文的优先级设置为最高；若该协议报文为MPLS报文，则将该协议报文MPLS标签中的EXP域设置为最高优先级，从而通过流量调度使该协议报文进入EF(Expedited Forwarding，加速转发)队列，在网络拥塞的情况下依然能够保证客户端路由器之间协议报文的顺利传输。

步骤304，边界路由器从二叉树中查找与报文KEY值相对应的QoS信息。本发明实施例中采用二叉树存储KEY值和QoS信息的对应关系，使得边界路由器根据KEY值查找对应的QoS信息时，更加高效。该二叉树是在步骤301之前设置好，并存储在边界路由器中。

步骤305，边界路由器根据查找的QoS信息对该报文进行传输，从而完成对报文的QoS保证。边界路由器根据KEY值，查找到二叉树中对应的QoS信息，并根据该QoS信息对报文进行传输，从而完成对报文的QoS保证。

以上本发明的实施例，可按照报文分类，对L2VPN中客户端网络设备发送的报文进行不同的QoS保证，并且在网络出现拥塞时，可以优先保证协议报文的顺利传输。

下面，结合图4所示的结构图对上述的实施例详加说明，图4为本发明实施例三的结构示意图。客户端路由器CE1向CE2发送报文，该客户端路由器CE1和CE2分别通过边界路由器PE1和PE2连接到主干网中的主干路由器P。客户端路由器CE1发送的该报文需要通过边界路由器PE1进行转发。

当边界路由器PE1接收到来自CE1的报文后，判断该报文的种类，若为IP报文则将该IP报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域信息作为KEY值，查找二叉树中与该KEY值对应的QoS信息，并根据查找的QoS信息对报文进行传输，从而完成对该报文的QoS保证。若边界路由器PE1判断所接收报文为非IP报文，则将唯一能够标识出该非IP报文入接口信息的ID作为该非IP报文的KEY值，查找二叉树中与该KEY值对应的QoS信息，并根据查找的QoS信息对报文进行传输，从而完成对该非IP报文的QoS保证。若边界路由器PE1判断所接收报文为MPLS协议报文，则将该协议报文MPLS标签中的EXP 域设置为最高优先级，通过流量调度使该协议报文进入EF队列，从而保证该协议报文的优先转发。

例如：有不同源地址的报文A、B、C、D，需要通过客户端路由器CE1转发给客户端路由器CE2，当报文经过PE1时，PE1对所接收报文的种类进行判断。若判断出报文A、B为IP报文，则分别根据IP报文A、B的KEY值，也即IP报文A、B的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域信息，查找二叉树中与该些信息对应的QoS信息，并根据查找的QoS信息对报文A、B进行传输。假设查找到二叉树中与IP报文A的KEY值相对应的QoS信息为：给报文A分配2M的带宽，则在PE1与CE1相连的接口配置报文流的分类，并在PE1与PE2相连的接口配置2M的带宽，从而保证了报文A进行传输时的带宽，使报文A拥有专用的2M传输带宽。查找到二叉树中与IP报文B的KEY值相对应的QoS信息为：对报文B进行限流，则在PE1上配置该报文B的CAR(CommittedAccess Rate，约定访问速率)，对报文B进行限流，当该报文B的流量超过了允许通过的带宽，则将超出允许带宽的部分丢弃。

若判断出报文C、D为非IP报文，则将唯一能够标识出报文C、D入接口信息的ID分别作为报文C、D的KEY值，查找二叉树中与该些KEY值对应的QoS信息，并根据查找的QoS信息对报文C、D进行传输。若进一步判断出报文D为MPLS协议报文，则进一步将报文D的MPLS标签中的EXP域设置为最高优先级，并通过流量调度使该协议报文D进入EF队列，保证该协议报文D的优先转发，在网络拥塞的情况下依然能够优先保证该协议报文D的顺利传输。

上述本发明的实施例，通过调整报文流的输出速率，避免了不必要的报文丢失和拥塞。

本发明实施例还提供了一种数据流的QoS保证装置，如图5所示，图5是本发明实施例一种数据流的QoS保证装置的结构示意图。该装置包括：报文判断单元100、标识信息提取单元200和报文传输单元300。

其中，报文判断单元100，用于判断所接收报文的种类。本发明的实施例将报文的种类分为IP报文和非IP报文两大类，其中非IP报文又可分为协议报文和非协议报文两类。

标识信息提取单元200，连接报文判断单元100，用于根据所接收报文的种类，提取报文的QoS标识信息。按照本发明实施例的报文分类，若判断所接收的报文是IP报文，则提取该IP报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域信息；若判断所接收的报文是非IP报文，则提取唯一能够标识出该非IP报文入接口信息的ID；若判断所接收的报文是非IP报文中的协议报文，则将该协议报文优先级设置为最高，并提取该协议报文的优先级信息。

报文传输单元300，用于根据服务质量标识信息对应的服务质量信息对报文进行传输。

标识信息提取单元200，还包括优先级设置子单元210，用于将所接收非IP的协议报文优先级设置为最高。若报文判断单元100判断出所接收报文为非IP报文中的协议报文，则将该协议报文优先级设置为最高，使得在网络出现拥塞的情况下，依然能够保证协议报文的顺利传输。

本发明另一实施例在上述装置的基础上增设了对应关系存储单元400，连接报文传输单元300，用于存储QoS标识信息和QoS信息的对应关系。对应关系存储单元400可以二叉树的形式存储QoS标识信息和QoS信息的对应关系，使得QoS信息的查询更加高效。

通过本发明的实施例，可按照报文的分类，对L2VPN中客户端网络设备发送的报文进行不同的QoS保证，通过调整报文流的输出速率，避免了不必要的报文丢失和拥塞，并且在网络出现拥塞时，可以优先保证协议报文的顺利传输。本发明实施例基于报文种类的QoS保证方法，其应用不仅仅局限于L2VPN，在其它报文传输的网络也是适用的。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种数据流的服务质量保证方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述数据流的服务质量保证方法，其特征在于，所述边界网络设备根据所述报文的种类，提取所述报文的服务质量标识信息，包括：

若所述报文是IP报文，则提取所述报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口、源端口和协议域信息；

若所述报文是非IP报文，则提取所述报文的接口信息。

3.如权利要求2所述数据流的服务质量保证方法，其特征在于，当所述报文是非IP报文时，进一步包括：若所述报文是非IP的协议报文，则将所述协议报文的优先级设置为最高。

4.如权利要求3所述数据流的服务质量保证方法，其特征在于，所述将协议报文的优先级设置为最高，进一步包括：若所述协议报文是多协议标签交换MPLS报文，则将所述MPLS报文的EXP域设置为最高级。

5.一种数据流的服务质量保证装置，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述数据流的服务质量保证装置，其特征在于，所述标识信息提取单元还包括优先级设置子单元，用于将非IP的协议报文优先级设置为最高。

7.如权利要求5所述数据流的服务质量保证装置，其特征在于，所述装置还包括对应关系存储单元，连接所述报文传输单元，用于存储服务质量标识信息和服务质量信息的对应关系。