CN101242358A - 一种流量整形方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种流量整形方法和装置，方法具体包括：获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；根据所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，并传输给下一个节点。本发明实施例能够使输出的流量精确匹配中间网络的不同传输带宽，实现最大限度地利用传输带宽。

Description

一种流量整形方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种根据传输协议进行流量整形的方法和装置。

背景技术

在无线接入网(Radio Access Network，RAN)侧的组网中，有多级传输设备，通过这些多级传输设备，可以实现数据在中间网络的传输。但是在传输过程中，由于各传输设备的传输带宽常常不同，即传输数据时传输设备输出端口的流量和中间传输设备的端口速率不同，这就造成了如下问题：当输出端口的流量超过中间传输设备的带宽时，会出现丢包的情况，这就不得不重传数据包；当输出端口的流量小于中间传输设备的带宽时，又无法完全利用网络带宽进行传输。

为了解决上述问题，目前采用的技术方案是在发送端对流量进行整形以匹配各个中间传输节点的带宽，从而保证传输效率。例如，发送端是GE(传输速率为1000M的以太网，Gigabit Ethernet)端口，传输中数据需要经过FE(传输速率为100M的以太网，Fast Ethernet)端口，为了保证从GE端口到FE端口的传输效率，在GE端口对输出流量进行整形，使GE端口输出的流量最大为100Mbps，这样就能保证发送端口的输出流量不会超过中间传输节点(如采用FE端口的节点)的最大传输速率，以使得传输带宽的利用较高。

但是，发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：

数据在执行不同传输底层协议的网络中被传输时，承载数据的数据包的长度不同，这就造成传输过程中实际流量的变化。即在执行不同传输底层协议的网络中传输数据包的过程中，承载相同净荷的数据包的长度是随着传输底层协议的不同而变化的(包头大小不尽相同，还有头压缩的情况)，例如数据链路层的协议有点对点协议(Point to Point Protocol，PPP)、快速以太网协议(FE)、ATM异步传输反向复用协议(Inverse Multiplexing on ATM，IMA)、高级数据链路控制协议(High Level Data link Control，HDLC)等，而上述数据包的长度变化就造成传输过程中实际流量的变化。因此，由于数据包的长度随着传输底层的不同协议而变化，导致了采用现有技术无法可靠实现输出流量匹配各个中间传输节点的带宽，也就是说，在执行不同传输底层协议的网络中传输数据时，使用一个简单的折算比例配置整形参数匹配流量，很难保证输出端口的流量和中间传输设备的端口速率相一致，进而导致丢包重传或者无法完全利用网络带宽的情况，造成传输效率较低，这一问题在短包的传输上表现得尤为明显。

发明内容

本发明的实施例提供了一种流量整形方法及装置，能够在根据中间传输网络的接口带宽进行流量整形的基础上，按照中间传输网络的传输协议进行流量整形修正，使输出的流量精确匹配中间网络的不同传输带宽，实现最大限度地利用传输带宽。

一种流量整形方法，包括：获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；根据所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，并传输给下一个节点。

一种流量整形装置，包括：

获取模块，用于获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；

流量整形模块，用于根据所述获取模块获取的所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对所述当前接收到的数据报文的传输进行流量整形；

输出模块，用于根据所述流量整形模块的流量整形结果信息将所述数据报文按整形后的流量传输给所述下一个节点。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，在流量整形过程中，以下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷(即数据)时的数据报文的长度，作为当前的数据报文的长度进行流量计算，使输出流量可以精确匹配执行不同传输协议的网络带宽，避免承载相同净荷的数据报文在经过执行不同传输协议的网络时由于数据报文长度随着传输协议的不同而变化造成的损失，例如带宽利用不充分或者带宽不匹配造成丢失数据而重传，从而实现了最大限度的利用传输带宽。

附图说明

图1为本发明实施例提供的流量整形方法流程图；

图2为本发明实施例提供的网络示意图；

图3为本发明实施例提供的太网协议下的数据帧结构示意图；

图4为本发明实施例提供的MLPPP协议下的数据帧结构示意图；

图5为本发明实施例提供的流量整形装置结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，网络节点，例如无线接入网的传输组网的网络节点，是在根据中间传输网络的接口带宽进行流量整形的基础上，按照中间传输网络的传输协议进行流量整形修正，也就是在输出端口进行流量整形时，通过排除承载相同净荷的数据报文在经过不同网络时由于传输协议的变化造成的流量变化，使网络节点输出的流量精确匹配中间不同网络的传输带宽，避免带宽利用不满或者带宽不匹配造成丢包重传而带来的传输带宽的损失，实现了最大限度的利用传输带宽。

为了使输出端口的输出流量与中间传输节点的流量精确匹配，本发明实施例提供的实现方案具体可以包括：先获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；然后根据所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，并传输给所述下一个节点。

其中，获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息可以是：根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度。

进一步的，根据所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，包括将确定的所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度进行流量整形(或流量计算)。

本发明实施例中，传输协议包括物理层传输协议、数据链路层传输协议、网络层传输协议等。因此，本发明实施例在具体应用中，可以用于物理层、数据链路层、网络层等传输层，相应的，承载数据的数据报文可以是数据帧或数据包等各种承载数据的载体。

图1是本发明实施例提供的流量整形方法流程图，如图1所示，本发明实施例提供的流量整形方法具体可以包括如下步骤：

步骤1：先获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；也就是根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度；具体实施时：

若是根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的对应关系确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，则先确定所述下一个节点采用的传输协议，然后根据所述对应关系确定该传输协议下承载与当前数据报文相同净荷时数据报文的长度；

若是根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的差值信息确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，则先确定所述下一个节点采用的传输协议，然后根据所述差值信息，计算出在所述下一个节点采用的传输协议下承载与当前数据报文相同净荷时数据报文的长度；

若是根据预先保存的不同协议下数据报文头尾长度信息确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，则可以先确定所述下一节点采用的传输协议，然后根据所述下一节点的传输协议下的数据报文头尾长度，计算得到所述下一个节点采用的传输协议下承载与当前数据报文相同净荷时数据报文的长度；

步骤2：将所述当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度进行流量整形；包括将所述对应的下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷时的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度来计算流量；例如，假设下一个节点的接口带宽为2Mbps，在计算当前端口输出流量为2Mbps时，不是按照当前端口的数据报文的实际长度计算流量，而是根据当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度(即下一个节点传输时转换后的数据报文长度)计算流量，以保证当前输出流量在下一节点传输协议转换后流量不会超过2Mbps；

步骤3：将所述当前接收到的数据报文，按所述整形后的流量传输给所述下一个节点。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图对本发明实施例的具体实现方案进行详细的描述。

图2是本发明实施例提供的网络示意图。如图2所示，路由器通过E1/T1链路与基站连接，路由器与基站控制器通过FE或GE通信端口实现连接。其中，基站控制器的数据链路层协议为以太网协议。路由器通过MLPPP(MultiPoint-To-Point Protocol，多链路点对点协议)承载数据。当从基站控制器向路由器传输数据时，也就是将数据从执行以太网协议的基站控制器传输到执行MLPPP协议的路由器。以太网协议下的数据帧结构如图3所示，MLPPP协议下的数据帧结构如图4所示。

从图3中可以看出，以太网协议下的帧头和帧尾共有18个字节。从图4可以看出，MLPPP协议下的帧头和帧尾共有10个字节。也就是说，在承载相同的净荷时，以太网协议下的数据帧与MLPPP协议下的数据帧长度相差8个字节。假设MLPPP协议下的MTU(最大传输单元)为256字节，则预先保存的不同协议数据报文长度之间的对应关系如下表所示。下表中，以太网协议下的数据帧长如第一列所示，MLPPP协议下的数据帧长如第二列所示，第三列是第二列与第一列的差值。

以太网帧长(字节)	MLPPP帧长(字节)	差值(MLPPP帧长-以太网帧长)(字节)
			64～264	56～256(一片)	-8
265～510	267～512	2
			511～756	523～768	12
757～1002	779～1024	22
			1003～1248	1035～1280	32
1249～1518	1291～1560	42

从上表可以看出，在基站控制器输出端口进行流量整形时，可以根据净荷长度的不同，将上表第一列的值加上第三列的值，即按MLPPP协议下承载相同净荷的数据帧长作为当前以太网协议下的数据帧长来计算流量，从而匹配传输中经过的MLPPP协议带宽，实现充分利用传输带宽。

下面将根据图2和上表举例对本发明实施例的应用进行详细说明：如上表第二行所示，以以太网协议下数据帧长度是264(净荷246字节，帧头帧尾18字节)字节为例，则MLPPP协议下承载相同净荷的数据帧长度是256字节，例如，从执行以太网协议的当前基站控制器向执行MLPPP协议的路由器传输246字节的净荷(数据)时：

若根据现有技术进行流量整形：则执行以太网协议的当前基站控制器输出端口将长度为264(净荷246字节，帧头帧尾18字节)字节的数据帧输出后，数据帧传输到路由器时，根据MLPPP传输协议，数据帧的长度变为256字节，这时就出现了流量变化；

若根据本发明实施例进行流量整形：则在执行以太网协议的当前基站控制器输出端口进行流量整形时，按照路由器的MLPPP协议下承载246字节净荷时的数据帧长256字节计算流量，而不是按照实际输出的长度264字节计算数据帧的流量，使得在当前输出数据帧时，基站控制器实际输出的还是长度为264字节长度的数据帧，但是却是以数据帧长度为256字节计算流量，当数据帧传输到路由器时，在路由器的MLPPP协议下数据帧的长度为256字节，从而避免了传输过程中的流量变化，且不会出现丢包重传的情况，实现了输出流量精确匹配路由器的传输带宽。在上表其余几行所示的数据帧长情况下，实现输出流量精确匹配传输带宽的原理与上述原理相同，在此不在重复。

相应的，根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的差值信息或不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，从而实现流量的精确匹配的实现过程与上述实现过程原理相同，在此不再重复。

通过上述描述可以看出，本发明实施例通过在流量整形中对不同传输协议下传输的数据报文长度的差值进行补偿，实现了精确匹配传输带宽，可以避免由于输出端口与接收端口之间发送流量控制指令而占用传输带宽，也可以避免各种因为流量控制报文的时延或报文丢失导致的无法实现流量控制的问题。

本发明实施例还可以应用于PPP(点对点协议)端口与FE端口之间的数据传输、IMA端口与FE端口之间的数据传输、ATM与FE端口之间的数据传输等。除了数据链路层，本发明实施例还可以应用于物理层、网络层等其它传输层，实现过程与在上述数据链路层实现过程原理相同，在此不再重复。

本发明实施例还提供了一种流量整形装置，其结构如图5所示，具体实现结构可以包括：获取模块51、流量整形模块52、输出模块53；其中，

获取模块51，用于获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；即可以根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度；

流量整形模块52，用于根据获取模块51获取的所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形；例如，实际应用中，若下一个节点的接口带宽为2Mbps，在计算当前端口输出流量为2Mbps时，将对应的下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷时的数据报文的长度，作为当前接收到的数据报文的长度来计算流量，以保证当前输出流量在下一节点传输协议转换后流量不会超过2Mbps；

输出模块53，用于根据流量整形模块52的流量整形结果信息将数据报文按整形后的流量传输给所述下一个节点。

所述获取模块51具体实现结构可以包括：存储模块511、查询模块512；

存储模块511，用于存储不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下数据报文头尾长度信息；

查询模块512，用于查询存储模块511中存储的不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，并将其传递给流量整形模块52；具体实现时可以包括：

若预先存储的是不同协议数据报文长度之间的对应关系，则查询模块512先确定所述下一个节点采用的传输协议，然后根据所述对应关系确定该传输协议下承载与当前数据报文相同净荷时数据报文的长度；

若预先存储的是不同协议数据报文长度之间的差值信息，则查询模块512先确定下一个节点采用的传输协议，然后根据所述差值信息，计算出在所述下一个节点采用的传输协议下承载与当前数据报文相同净荷时数据报文的长度；

若预先存储的是不同协议下数据报文头尾长度信息，则查询模块512先确定下一个节点采用的传输协议，然后根据所述不同协议下数据报文头尾长度信息，确定在所述下一节点的传输协议下的数据报文头尾长度，计算得到当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度。

所述流量整形模块52具体实现结构可以包括：调整参数确定模块521、流量控制模块522；

调整参数确定模块521，用于将获取模块51传递的所述对应的下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷的数据报文的长度，作为当前接收到的数据报文的长度；例如，承载相同净荷的数据报文在当前节点的传输协议下为25字节，而在下一个节点采用的传输协议下的长度为20字节，则将20字节作为当前数据报文的长度；

流量控制模块522，用于根据调整参数确定模块521确定的当前接收到的数据报文的长度，对当前接收到的数据报文进行流量整形，并将流量整形结果信息传递给所述输出模块53；所述流量整形包括将所述对应的下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷时的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度来计算流量；例如，实际应用中，若下一个节点的接口带宽为2Mbps，在计算当前端口输出流量为2Mbps时，若数据报文在当前节点的长度为25字节，所述调整参数确定模块521确定的承载相同净荷的数据报文在下一个节点长度为20字节，则将20字节作为当前数据报文的长度来计算流量，以保证当前输出流量在下一节点传输协议转换后流量不会变化。

通过上述流量整形装置实现流量整形时，查询模块512通过查询存储模块511中存储的不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷的数据报文的长度，并将其传递给流量整形模块52；然后，调整参数确定模块521将所述对应的下一个节点采用的传输协议下承载相同净荷的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度；流量控制模块522根据所述调整参数确定模块521确定的当前接收到的数据报文的长度，对当前接收到的数据报文进行流量整形，并将流量整形结果信息传递给输出模块53；最后，输出模块53根据流量整形结果信息将当前数据报文按整形后的流量传输给所述对应的下一个节点。

上述流量整形装置可以设置在网络节点上，例如路由器、基站、交换机等网络传输设备上。

综上所述，本发明实施例和现有技术相比，本发明实施例是在根据中间传输网络的接口带宽进行流量整形的基础上，按照中间传输网络的传输协议进行流量整形的修正，即网络节点在输出端口进行流量整形时，通过排除承载相同数据的数据报文在经过不同网络时由于传输协议的变化造成的流量变化，使网络节点输出的流量精确匹配中间不同网络的传输带宽，避免带宽利用不满或者带宽不匹配造成丢包重传而带来的传输带宽的损失，实现了最大限度的利用传输带宽。

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 (8)

1、一种流量整形方法，其特征在于，包括：

获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；

根据所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，并传输给下一个节点。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息的步骤包括：

根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的对应关系，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度；

或者，

根据预先保存的不同协议数据报文长度之间的差值信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度；

或者，

根据预先保存的不同协议下数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，包括：

将所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度进行流量整形。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输协议包括：物理层传输协议，或数据链路层传输协议，或网络层传输协议。

5、一种流量整形装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前接收到的数据报文长度对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息；

流量整形模块，用于根据所述获取模块获取的所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度信息，对所述当前接收到的数据报文的传输进行流量整形；

输出模块，用于根据所述流量整形模块的流量整形结果信息将所述数据报文按整形后的流量传输给所述下一个节点。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体包括：

存储模块，用于存储不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下的数据报文头尾长度信息；

查询模块，用于查询存储模块中存储的不同协议数据报文长度之间的对应关系，或不同协议数据报文长度之间的差值信息，或不同协议下的数据报文头尾长度信息，确定所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，并传输给所述流量整形模块。

7、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述流量整形模块具体包括：

调整参数确定模块，用于将所述获取模块传递的所述对应的下一个节点采用的传输协议下的数据报文的长度，作为所述当前接收到的数据报文的长度；

流量控制模块，用于根据所述调整参数确定模块确定的所述当前接收到的数据报文的长度，对所述当前接收到的数据报文的传输进行流量整形，并将流量整形结果信息传递给所述输出模块。

8、根据权利要求5或6或7所述的装置，其特征在于，所述装置设置在传输网络的各节点设备上，各节点设备包括路由器，或基站，或交换机。

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