CN101409674A - 一种实现接入带宽动态调整的装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种实现接入带宽动态调整的方法，包括：实现接入带宽动态调整的装置捕获当前用户主机的上下行速率信息，并根据该速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则向带宽申请服务节点发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数；带宽申请服务节点将收到的带宽变更请求发送给全局资源管理系统，并根据全局资源管理系统返回的反馈结果判断带宽变更请求是否被允许，若允许则向策略执行系统发送携带新的带宽值的带宽变更指令；策略执行系统根据带宽变更指令调整用户主机的带宽。采用本发明后，大大降低了按需带宽在使用上的门槛，使得用户在不接触带宽变更技术的情况下仍可享受优化的接入带宽。

Description

一种实现接入带宽动态调整的装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及有线和无线的宽带通信领域，尤其涉及一种实现接入带宽动态调整的装置、系统及方法。

背景技术

在有线或无线宽带接入领域，接入服务提供商很难为所有用户提供持续的最高可接入带宽，原因有以下几个方面：

第一、接入服务提供商无法为所有用户提供最高接入带宽，因为当在线用户及网络应用的使用量激增时，网络汇聚层和核心路由层面无法承受这些带宽可能带来的上下行速率总和；

第二、接入服务提供商希望限制接入带宽并提供有差别的接入带宽服务，以适应不同的消费群体；

第三、有些前端接入线路和设备由于技术原因，无法为用户提供较高的接入带宽。这对于接入层设备不同但汇聚层及以上都相同的网络而言，提供不同最高可接入带宽的接入设备的差异性也决定了需要对带宽进行限制。

目前该领域有一些解决方案用于解决上述问题。其中有一种也是接入服务提供商最常用的做法是：在接入设备上静态设置各个用户的接入带宽以达到限制用户最高上下行速率的目的；另外一种方法是：提出了按需带宽(BoD)的理念，即按照用户的意愿申请由接入认证系统来动态设置用户的接入带宽。

传统的按需带宽有两种设置方法。第一种是用户在申请业务时，由管理系统一次性设置接入带宽信息或者带宽变更的时间表信息，并在以后的用户登录过程和使用过程中由接入认证系统自动按照上述固定的信息变更用户的接入带宽；第二种是用户申请业务后，可以在登录过程或使用过程中，按照用户的意愿通过网络或者其它一些渠道来动态申请接入带宽变更，并由接入认证系统执行具体的变更操作。

与上述第一种设置方法相比，第二种设置方法的优点在于，它可以由用户在使用网络的过程中自行决定变更带宽的时间、设置带宽值以及持续的时长或恢复时间等。但该方法的缺陷在于：第一，用户的知识水平差异较大，某些用户可能并不知道何时需要改变带宽，或者说用户可能不知道何时开始改变带宽更为经济且恰当。这种门槛易造成接入服务提供商在该增值服务上丢失客户；第二，用户可能提前结束了对更高带宽的需求，但由于设置的持续时长过长或者用户忘记了手动结束带宽变更而导致用户需支付更多的费用，以及导致接入服务提供商的接入设备在带宽资源管理的意义上被占用了更多的没有发挥作用的带宽。反之，如果用户需持续保持对更高带宽的需求，但由于设置的持续时长过短而导致带宽变更提前中止，也会给用户的使用带来不便；第三，用户在进行特定操作或使用特定应用时，即使是高级用户往往也并不知道他们到底需要多少数量的带宽才最为合适。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现接入带宽动态调整的装置、系统及方法，以适应用户实时调整接入带宽值的需求。

为解决上述问题，本发明提供了一种实现接入带宽动态调整的装置，包括网络速率捕获器及带宽调整申请辅助器；

所述网络速率捕获器用于捕获当前用户主机的上下行速率信息；

所述带宽调整申请辅助器用于每隔一定时间从所述网络速率捕获器获取所述速率信息，并根据所述速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数。

进一步地，上述装置还可具有以下特征：

所述上下行速率信息包括所述用户主机的上下行总速率信息，或所述用户主机的上下行总速率信息及该用户主机中各独立进程和线程对所述上下行总速率的速率贡献。

进一步地，上述装置还可具有以下特征：

所述带宽调整申请辅助器用于对一段时间内捕获到的上下行速率信息的原始样本信息进行数学加工。

本发明还提供了一种实现接入带宽动态调整的系统，除包括全局资源管理系统及策略执行系统外，还包括：实现接入带宽动态调整的装置及带宽申请服务节点；

所述实现接入带宽动态调整的装置用于捕获当前用户主机的上下行速率信息，并根据所述速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则向所述带宽申请服务节点发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数；

所述带宽申请服务节点用于将收到的所述带宽变更请求发送给所述全局资源管理系统，还用于若根据所述全局资源管理系统返回的反馈结果判断所述带宽变更请求被允许，则向所述策略执行系统发送携带新的带宽值的带宽变更指令；

所述策略执行系统用于根据所述带宽变更指令调整所述用户主机的带宽。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述上下行速率信息包括所述用户主机的上下行总速率信息，或所述用户主机的上下行总速率信息及该用户主机中各独立进程和线程对所述上下行总速率的速率贡献。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述带宽调整申请辅助器用于对一段时间内捕获到的上下行速率信息的原始样本信息进行数学加工。

本发明还提供了一种实现接入带宽动态调整的方法，包括：

实现接入带宽动态调整的装置捕获当前用户主机的上下行速率信息，并根据所述速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则向带宽申请服务节点发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数；

所述带宽申请服务节点将收到的所述带宽变更请求发送给全局资源管理系统，并根据所述全局资源管理系统返回的反馈结果判断所述带宽变更请求是否被允许，若允许则向所述策略执行系统发送携带新的带宽值的带宽变更指令；

所述策略执行系统根据所述带宽变更指令调整所述用户主机的带宽。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述上下行速率信息包括所述用户主机的上下行总速率信息，或所述用户主机的上下行总速率信息及该用户主机中各独立进程和线程对所述上下行总速率的速率贡献。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述带宽调整申请辅助器对一段时间内捕获到的上下行速率信息的原始样本信息进行数学加工后，再与本地保存的变更策略进行匹配。

进一步地，上述方法还可包括：

所述实现接入带宽动态调整的装置向所述带宽申请服务节点发起带宽变更请求是指：所述实现接入带宽动态调整的装置若判断需要进行带宽变更，则向用户发送申请提示供用户选择申请参数，并由所述用户进行确认申请后再向所述带宽申请服务节点发送带宽变更请求。

进一步地，上述方法还可包括：

若所述带宽申请服务节点根据所述全局资源管理系统返回的反馈结果判断出所述带宽变更请求被允许，则向所述实现接入带宽动态调整的装置返回变更成功消息；否则，返回变更失败消息。

进一步地，上述方法还可包括：

在接收到所述变更成功消息或变更失败消息后，隔一段时间，所述实现接入带宽动态调整的装置重新执行捕获所述用户主机的上下行速率信息的步骤。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述变更策略包括：当以时间间隔为T的连续N次采样经数学加工后得到的全系统或者某进程的速率样本在当前带宽的P％的以上或以下，最大X％浮动时，则相应地发起升限、降限或恢复申请，且带宽申请浮动B％。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述变更策略包括：当W进程发生动作：进程启动、进程运行、进程关闭、发起特定网络连接或发送特定网络报文时，则相应地发起升限、降限或恢复申请，且带宽申请浮动B％。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述预配置的变更策略中包括带宽变更动作的优先级；当多个策略同时满足条件但不相容时，执行优先级较高的带宽变更动作。

采用本发明后，大大降低了按需带宽在使用上的门槛，使得用户在不接触带宽变更技术的情况下仍可享受优化的接入带宽。同时，也优化了接入服务提供商的全局资源在接入带宽上的配置。

附图说明

图1为本方法实施例中接入带宽动态调整的流程图；

图2为本发明实施例中动态调整接入带宽的实际流程图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

本发明的基本构思是：当用户主机根据变更策略检测到客户线路有实际带宽升限、降限、恢复需求时，可根据申请策略使用决策后的包含带宽值的参数向申请系统申请并调整客户线路的接入带宽。在等待一个设定时间后，如发现还有调整需求，则再次申请。该过程可反复，直到达到最优接入带宽。

一种实现接入带宽动态调整的装置中，包括：网络速率捕获器(以下简称为CT)及带宽调整申请辅助器(以下简称为AT)。其中：

CT用于捕获当前用户主机的上下行总速率，还可用于捕获该用户主机中各独立进程和线程对上下行总速率的速率贡献。为使得捕获到的速率信息更具有统计意义，CT还可对一段时间内捕获到的速率及速率贡献等原始样本信息进行数学加工，其中，数学加工的算法包括但不限于包括算术平均、加权平均等。

AT用于每隔一设定时间从CT获得速率信息，并根据该速率信息、本地保存的变更策略、以及捕获到的进程动作(包括进程的启动、终止等)等信息完成变更需求检测和带宽变更等动作。

而实现接入带宽动态调整的系统中，除包括上述装置外，还包括全局资源管理系统、策略执行系统及带宽申请服务节点，其中，上述装置的功能如上所示，在此不再进行赘述。

带宽申请服务节点用于将收到的带宽变更请求发送给全局资源管理系统，还用于若根据全局资源管理系统返回的反馈结果判断带宽变更请求被允许，则向策略执行系统发送携带新的带宽值的带宽变更指令；

策略执行系统用于根据带宽变更指令调整用户主机的带宽。

为了实现上述目的，如图1所示，本发明给出具体步骤如下：

步骤一、实现接入带宽动态调整的装置利用捕获到的当前用户主机的上下行速率信息与预先配置的变更策略进行匹配，判断是否有必要进行带宽变更。其中，速率信息可以包括当前用户主机的上下行总速率，还可以包括用户主机中各独立进程和线程对上下行总速率的速率贡献。为使得信息更具有统计意义，该速率信息还可以是对上述速率及速率贡献等原始样本信息进行数学加工后得到的速率，其中，数学加工的算法包括但不限于算术平均、加权平均等；

步骤二、若判断有必要进行带宽变更，则上述装置向汇聚层或核心层网络中的带宽申请服务节点(以下简称为AS)发出带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数；否则，执行步骤五；

步骤三、AS将接收到的带宽变更请求发送给全局资源(包含带宽)管理系统，并根据全局资源管理系统的反馈信息决定该申请是否可以被允许。如允许，则向策略执行设备发送携带新的带宽值的带宽变更指令给并反馈变更成功信息给用户主机；否则，直接反馈变更失败信息给用户主机。其中，策略执行设备可以为接入认证系统或接入设备等任何可以完成带宽变更操作的设备；

步骤四、策略执行设备根据接收到的带宽变更指令执行具体的带宽变更操作(包括升限、降限、恢复原带宽等)；

步骤五、实现接入带宽动态调整的装置在等待一个设定时间后，继续执行步骤一。

其中，在上述步骤二中，上述装置在判断有必要进行带宽变更时，可以根据预先配置的变更策略给出申请提示供用户选择申请参数，并由用户进行确认申请后再向AS发送带宽变更请求；或者根据用户自行定义的策略或变更的原有策略向AS发送带宽变更请求。

从上述步骤可以看出，由于实现接入带宽动态调整的装置有间隔地循环检测用户主机的速率信息，并与策略匹配且产生相应的动作，因此就决定了产生动作的频率不会很高，减轻了AS和其它服务节点的工作负荷。

实现接入带宽动态调整的装置中预配置的变更策略可以包括以下各项：

当以时间间隔为T的连续N次采样经数学加工后得到的S(包含全系统或者某进程)的速率样本在当前带宽的P％的D(包含以上或以下)，最大X％浮动时，则相应地发起F(包含升限、降限或恢复选项)申请。带宽申请浮动B％；

当W进程发生动作A(包含进程启动、进程运行、进程关闭、发起特定网络连接或发送特定网络报文等)时，则相应地发起F(包含升限、降限或恢复选项)申请，带宽申请浮动B％；

AT的变更策略集合可以由上述策略模板的0至多个策略实例构成。

如需用户进行确认申请，则在F(包含升限、降限、恢复选项)申请前给出界面提示，如在T秒内无人应答，则进行K(包括自动申请、放弃申请或进行恢复申请)。

在预配置变更策略时，还可以定义申请动作的优先级，如规定：升限申请优先级最高，降限申请次之，恢复申请优先级最低。其作用是：当多个策略同时满足条件但不相容时(指部分策略要求升限，部分要求降限，部分要求恢复申请)，执行优先级较高的申请动作。申请动作确定后，如果是升限或降限动作，则合并所有满足条件的同种申请动作的策略的带宽浮动值。恢复动作不设带宽浮动，默认为初始带宽。合并带宽浮动的算法选择可有多种，包括但不限于取最大值合并、取最大值并加上其它带宽浮动的特定比例进行合并等。

下面将用本发明的一个具体实例对本发明的技术方案进行进一步地说明。

如图2所示，包括以下步骤：

AT和CT均部署在用户主机内，安装后，AT可配置自定义策略。但这一步骤是可省略的。AT内部预先设定了若干实用的可实现在无人干预的情况下自动申请调整带宽的预置策略。

AT根据从CT获取的速率样本，自身捕获的所关心的进程动作，与其上配置的变更策略进行匹配。所有满足条件的策略进行按优先级的申请动作抉择和带宽浮动合并后，AT根据申请策略给出确认提示，并在用户确认后决定发起带宽调整申请、放弃带宽调整申请或者进行自定义申请。若用户需要进行带宽调整，则AT向AS发起带宽调整申请，其中携带带宽调整参数；AS将该申请发送给全局资源管理系统，并根据全局资源管理系统的反馈信息判定该带宽浮动是否可行，若被允许，则直接对接入设备进行含新带宽值的授权或委托其它网络中的系统进行该授权动作。AS返回带宽申请的结果给AT。AT经过一个设定的时间间隔后，重复检测和后续动作。以使得在今后的一段时间内能获得优化的甚至最优的带宽。

本发明所提供的装置在设计上以智能化为原则，突出无人干预下获得优化带宽的特征。该装置必须避免频繁申请调整带宽以减轻AS、接入设备和全局资源管理的工作量，同时便于网络中其他工作单元的工作，如计费等。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1、一种实现接入带宽动态调整的装置，其特征在于，

包括网络速率捕获器及带宽调整申请辅助器；

所述网络速率捕获器用于捕获当前用户主机的上下行速率信息；

所述带宽调整申请辅助器用于每隔一定时间从所述网络速率捕获器获取所述速率信息，并根据所述速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述上下行速率信息包括所述用户主机的上下行总速率信息，或所述用户主机的上下行总速率信息及该用户主机中各独立进程和线程对所述上下行总速率的速率贡献。

3、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

所述带宽调整申请辅助器用于对一段时间内捕获到的上下行速率信息的原始样本信息进行数学加工。

4、一种实现接入带宽动态调整的系统，包括全局资源管理系统及策略执行系统，其特征在于，

还包括：实现接入带宽动态调整的装置及带宽申请服务节点；

所述实现接入带宽动态调整的装置用于捕获当前用户主机的上下行速率信息，并根据所述速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则向所述带宽申请服务节点发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数；

所述带宽申请服务节点用于将收到的所述带宽变更请求发送给所述全局资源管理系统，还用于若根据所述全局资源管理系统返回的反馈结果判断所述带宽变更请求被允许，则向所述策略执行系统发送携带新的带宽值的带宽变更指令；

所述策略执行系统用于根据所述带宽变更指令调整所述用户主机的带宽。

5、如权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述上下行速率信息包括所述用户主机的上下行总速率信息，或所述用户主机的上下行总速率信息及该用户主机中各独立进程和线程对所述上下行总速率的速率贡献。

6、如权利要求4或5所述的系统，其特征在于，

所述带宽调整申请辅助器用于对一段时间内捕获到的上下行速率信息的原始样本信息进行数学加工。

7、一种实现接入带宽动态调整的方法，其特征在于，

实现接入带宽动态调整的装置捕获当前用户主机的上下行速率信息，并根据所述速率信息与本地保存的变更策略进行匹配，判断是否需要进行带宽变更；如需要，则向带宽申请服务节点发起带宽变更请求，其中携带所申请的带宽调整参数；

所述带宽申请服务节点将收到的所述带宽变更请求发送给全局资源管理系统，并根据所述全局资源管理系统返回的反馈结果判断所述带宽变更请求是否被允许，若允许则向所述策略执行系统发送携带新的带宽值的带宽变更指令；

所述策略执行系统根据所述带宽变更指令调整所述用户主机的带宽。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述上下行速率信息包括所述用户主机的上下行总速率信息，或所述用户主机的上下行总速率信息及该用户主机中各独立进程和线程对所述上下行总速率的速率贡献。

9、如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，

所述带宽调整申请辅助器对一段时间内捕获到的上下行速率信息的原始样本信息进行数学加工后，再与本地保存的变更策略进行匹配。

10、如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

所述实现接入带宽动态调整的装置向所述带宽申请服务节点发起带宽变更请求是指：所述实现接入带宽动态调整的装置若判断需要进行带宽变更，则向用户发送申请提示供用户选择申请参数，并由所述用户进行确认申请后再向所述带宽申请服务节点发送带宽变更请求。

11、如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述带宽申请服务节点根据所述全局资源管理系统返回的反馈结果判断出所述带宽变更请求被允许，则向所述实现接入带宽动态调整的装置返回变更成功消息；否则，返回变更失败消息。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

在接收到所述变更成功消息或变更失败消息后，隔一段时间，所述实现接入带宽动态调整的装置重新执行捕获所述用户主机的上下行速率信息的步骤。

13、如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述变更策略包括：当以时间间隔为T的连续N次采样经数学加工后得到的全系统或者某进程的速率样本在当前带宽的P％的以上或以下，最大X％浮动时，则相应地发起升限、降限或恢复申请，且带宽申请浮动B％。

14、如权利要求7或13所述的方法，其特征在于，

所述变更策略包括：当W进程发生动作：进程启动、进程运行、进程关闭、发起特定网络连接或发送特定网络报文时，则相应地发起升限、降限或恢复申请，且带宽申请浮动B％。

15、如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述预配置的变更策略中包括带宽变更动作的优先级；当多个策略同时满足条件但不相容时，执行优先级较高的带宽变更动作。

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