CN101425974A - 一种通过分级漏桶实现h-qos的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过分级漏桶实现H－QOS的方法，该方法包括如下步骤：A.对入口报文进行业务流分类，预设子业务流QOS等级，然后根据入口报文的优先级字段查找该入口报文所属的子业务流QOS等级；B.预设漏桶的业务流额定速率CIR和漏桶深度MBS，按照业务流额定速率CIR分发令牌数，并根据子业务流QOS等级个数将漏桶划分为与QOS等级个数数量相等的子漏桶；C.不同QOS等级的报文到达后，根据自身报文长度在各自所属的等级子漏桶中取令牌，能够取得令牌的报文通过，否则被丢弃。本发明方法只需要在漏桶算法上进行些许改动，既可实现在总业务带宽得到控制的同时又能够区分出不同子业务的QOS优先级，达到了带宽的统计复用，实现了层次化QOS的目的。

Description

一种通过分级漏桶实现H-QOS的方法
技术领域
本发明属于网络报文传输领域，具体涉及一种在网络设备中通过分级漏桶实现H-QOS(即即层次化QOS，QOS为Quality of Service，即服务质量)的方法。
背景技术
传统的网络设备中，所有的报文都被无区别的等同对待，每个设备对所有的报文均采用先入先出(FIFO)的策略进行处理，它尽最大的努力(Best-Effort)将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。
网络发展日新月异，一些实时业务对报文的传输延迟提出了较高要求，如果报文传送延时太长，将是用户所不能接受的。QoS技术的出现便致力于解决这个问题。
H-QOS的需求场景是：在保证业务流总带宽的同时，允许其中不同QOS等级的子业务根据优先级进行带宽统计复用。举个例子：一个家庭的上网业务可以看作是一个业务流，其中视频点播业务对时延和带宽要求敏感，而电子邮件等业务则没有实时性要求，因此在保证该用户的签约带宽的同时，接入设备应该能够对不同的上网业务甄别出它的QOS等级，并根据该优先级合理分配资源。
传统的H-QOS实现方式是通过使用分级调度器实现的，大体的过程包括报文分类、调度队列、调度器调度等。其实现方式较为复杂，并且需要大量的队列资源，不仅浪费资源，而且不易实施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过分级漏桶实现H-QOS的方法。该方法通过改进漏桶算法来实现层次化QOS需求，不仅易于实施，算法简单，而且对现有设备改造成本低。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种通过分级漏桶实现H-QOS的方法，包括如下步骤：
A.对入口报文进行业务流分类，预设子业务流QOS等级，然后根据入口报文的优先级字段查找该入口报文所属的子业务流QOS等级；
B.预设漏桶的业务流额定速率CIR和漏桶深度MBS，按照业务流额定速率CIR分发令牌数，并根据子业务流QOS等级个数将漏桶划分为与QOS等级个数数量相等的子漏桶，所述漏桶内令牌数小于等于漏桶深度MBS；
C.不同QOS等级的报文到达后，根据自身报文长度在各自所属的等级子漏桶中取令牌，能够取得令牌的报文通过，否则被丢弃。
所述步骤A中，入口报文的优先级字段是IP的TOS(Type Of Service，服务类型)字段或者DSCP(Differential Services Code Point，差别化业务编码点)字段等。
所述步骤C中，QOS等级越高的子业务流其漏桶令牌门限越高，报文通过的几率越大。
上述方法，还包括步骤D：在漏桶中扣除通过的报文相应的令牌数目，扣除令牌的顺序是从低QOS等级到高QOS等级。
上述业务流是指具有相同处理属性的报文信息流，它根据报文特征进行流分类，比如一个家庭用户的上网业务对应一条业务流。子业务流是指在业务流中可以根据QOS等级不同，划分出多个具有不同处理优先级的报文信息流，比如在用户的上网业务中，视频点播对应一条高QOS等级子业务流，电子邮件对应一条低QOS等级子业务流。
以上是单漏桶处理方法，双漏桶可以依据本算法进行扩展，原理一样。
使用本发明的通过分级漏桶实现H-QOS的方法，与现有技术相比具有以下有益效果：
只需要在漏桶算法上进行些许改动，即可实现在总业务带宽得到控制的同时(报文通过的速率不可能超过CIR速率)，又能够区分出不同子业务的QOS优先级，达到了带宽的统计复用，实现了层次化QOS的目的。
附图说明
图1是使用分级漏桶处理不同QOS业务报文的示意图；
图2是入口报文处理流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
配置漏桶相关参数：根据业务流的额定速率CIR配置漏桶令牌分发速率，然后确定子漏桶数目及MBS参数。请参阅图1，在本实施例中要实现3个QOS等级的子业务复用，因此分为3个子漏桶，其MBS参数分别为MBS1、MBS2、MBS3，最高QOS等级QOS1所对应的MBS为MBS1+MBS2+MBS3，中等QOS等级QOS2所对应的MBS为MBS2+MBS3，最低QOS等级QOS3所对应的MBS为MBS3，其中MBS3不应小于报文的MTU(Maximum Transmission/Transfer Unit，最大传输单元)；
进行漏桶令牌分发：根据设定的CIR速率进行令牌分发，令牌的增长顺序由MBS1到MBS3(如图1所示)，漏桶所能容纳的令牌最大数目为MBS1+MBS2+MBS3，超过漏桶深度的令牌会被丢弃；
决定报文是否可以通过：请参阅图2，进入设备的报文首先会进行流分类，决定报文所属的业务流；然后识别报文的QOS等级，区分出子业务流；如果是QOS1等级，将会到(MBS1+MBS2+MBS3)三级子漏桶中取令牌；如果是QOS2等级，将会到(MBS2+MBS3)二级子漏桶中取令牌；如果是QOS3等级，将会到(MBS3)一级子漏桶中取令牌；取走的令牌数目为报文的长度L；如果能取到令牌(即剩余令牌数-L>0)，则报文标记为绿色，否则标记为红色，在后续处理中丢弃；从这个过程中可以看出，高优先级的业务取得令牌的概率永远是大于低优先级的，高优先级的业务可以保证优先通过，从而达到层次化QOS的目的。
漏桶令牌扣除：通过的报文，将会在漏桶中扣除相应的令牌数目L，扣除令牌的顺序是从低QOS等级到高QOS等级。根据报文的QOS等级，先从MBS3中扣除，不够的部分再从MBS2中扣除，再不够的部分会从MBS1中扣除。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种通过分级漏桶实现H-QOS的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.对入口报文进行业务流分类，预设子业务流QOS等级，然后根据入口报文的优先级字段查找该入口报文所属的子业务流QOS等级；
B.预设漏桶的业务流额定速率CIR和漏桶深度MBS，按照业务流额定速率CIR分发令牌数，并根据子业务流QOS等级个数将漏桶划分为与QOS等级个数数量相等的子漏桶，所述漏桶内令牌数小于等于漏桶深度MBS；
C.不同QOS等级的报文到达后，根据自身报文长度在各自所属的等级子漏桶中取令牌，能够取得令牌的报文通过，否则被丢弃。
2.根据权利要求1所述的通过分级漏桶实现H-QOS的方法，其特征在于，所述步骤A中，入口报文的优先级字段是IP的服务类型TOS字段或者差别化业务编码点DSCP字段。
3.根据权利要求1或2所述的通过分级漏桶实现H-QOS的方法，其特征在于，所述步骤C中，QOS等级越高的子业务流其漏桶令牌门限越高。
4.根据权利要求3所述的通过分级漏桶实现H-QOS的方法，其特征在于，还包括步骤D：在漏桶中扣除通过的报文相应的令牌数目，扣除令牌的顺序是从低QOS等级到高QOS等级。
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