CN101527709A - 用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法。该方法中，由位于用户终端的应用服务程序作为申请资源信息的发送者，运行在PTDN网关中的代理程序作为申请资源信息的接收者。网络传输资源由代理程序进行管理，通过该代理程序对申请资源信息的相应处理来实现对网络传输资源的管理。本发明通过在两个终端之间建立一条能够提供一定服务质量保障的数据传送通路，可以有效保障特定业务的服务质量。

Description

用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法
技术领域
本发明涉及一种保障数据传输服务质量(QoS)的方法，尤其涉及一种在公用电信分组数据网(简称为PTDN网)中，利用代理程序对网络资源进行有效管理，并使用特定的消息报文进行通信，从而保障服务质量的方法，属于数据通信技术领域。
背景技术
PTDN网是采用分组交换方式的基础电信服务网。它可以承载目前已经存在的全部电信业务，并能提供与传统电路交换方式基本相同的服务质量。PTDN网是一个完全独立的数据传输网，在该数据传输网之上可以建立专门的业务系统，以便向广大用户提供包括Internet业务在内的多种业务。PTDN网的突出优点在于它是一个可信任的网络。建立在该网络基础上的业务网的数据平面、控制平面和管理平面，无须采用安全加密技术和建立信任关系，即可保证业务网的安全。因此，在电子商务蓬勃发展的背景下，PTDN网的使用范围不断扩大。
参见图1所示，人们广泛使用PTDN网来承载IP网的数据传输业务。IP传输协议具有不面向连接和尽力而为的数据传输特性，并不适合实时数据传输，因此很难在承载IP网数据的PTDN网上开展实时多媒体业务。例如实时多媒体业务中的视频业务对于时延抖动很敏感。当视频业务通过分组交换网传输时，时延抖动越小，则播放视频节目的质量越高。同时，实时多媒体业务又是对带宽敏感的业务。如果带宽不能满足，则终端显示的图像将时断时续。PTDN网为了能够传输实时多媒体业务，不仅要降低时延抖动，而且要保证提供足够带宽。这种对服务质量的要求如何在IP传输协议的基础上得到满足依然是一个需要解决的问题。
为了解决数据传输的服务质量问题，人们先后尝试了多种技术方案。例如在申请号为200510076641.6的发明专利申请中，提供了一种IP网络中服务质量的资源申请方法。资源请求实体收到业务流的资源请求后，向选定BCF网络资源管理实体发送资源预留申请报文，打开等待响应定时器；各BCF收到请求报文后进行接纳判断，如可以接纳，则返回资源预留响应报文，并打开等待确认定时器；资源请求实体在等待响应定时器到时前如收到响应报文，则选取一个满足业务要求的BCF并向其发送资源预留确认报文；BCF如果在收到等待确认定时器到时前收到资源预留确认报文，则将预留的QoS资源正式分配给所述业务流，否则将预留的QoS资源释放。该方法需要大量的网络单元协同动作才能向用户提供端到端的服务质量保障。由于网络单元高度分散，出于对它们进行集中管理的需要，还需要有一个全局的带宽管理机制对全局资源进行动态管理。
另外，在申请号为200410042389.2的发明专利申请中，提供了一种保证业务服务质量的数据包传输方法，该方法分别将业务服务器的功能设置在应用功能实体AF上和将资源管理器的功能设置在策略决定功能实体PDF上，PDF管理从主叫方所属的GGSN经IP骨干网到被叫方所属的GGSN的承载资源。但是，该发明所采用的方法对路由器的要求较高，例如要求路由器进行从端到端的资源预留，并要求从发送者到接收者之间的所有路由器都支持所实施的信令协议等，因此实施该方法会显著增加用户的成本。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法。该方法利用代理程序对网络资源进行有效管理，并使用特定格式的消息报文进行通信，从而有效保障了PTDN网中特定传输业务的服务质量。
为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：
一种用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法，由位于用户终端的应用服务程序作为申请资源信息的发送者，运行在PTDN网关中的代理程序作为申请资源信息的接收者，其特征在于：
(1)所述应用服务程序为特定业务提出服务质量保障请求，所述服务质量保障请求发送给所述代理程序，由所述代理程序根据整个分组数据网的资源状况决定是否提供所请求的服务质量；
(2)如果允许该服务质量保障请求，则所述代理程序将申请成功的指示返回给所述应用服务程序，并在所述特定业务经过的两个终端之间建立一条具有服务质量保障的数据传送通路；
(3)如果不能允许该服务质量保障请求，则所述代理程序向所述应用服务程序返回错误指示，拒绝提供服务质量保障。
其中，所述应用服务程序通过带宽请求报文传送所述服务质量保障请求，所述代理程序通过带宽请求响应报文传送返回的指示。
所述带宽请求报文和所述带宽请求响应报文通过用户数据报协议进行传送。
如果所述特定业务要求紧急数据传输，则在所述带宽请求报文中包括紧急数据传输的识别信息，所述代理程序根据该识别信息直接为所述特定业务分配网络带宽。
由于采用以上的技术方案，本发明的显著特点在于：
1.通过在两个终端之间建立一条能够提供一定服务质量保障的数据传送通路，可以有效保障特定业务的服务质量；
2.对于在紧急情况下需要拨打的特殊号码，即使在网络发生拥塞的情况下也能够保证正常呼通。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1是承载IP网数据传输业务的PTDN网的示意图；
图2是位于用户终端的应用服务程序与运行在PTDN网关中的代理程序进行信息交互的示意图；
图3是信息交互过程中，带宽请求报文的格式示意图；
图4是信息交互过程中，带宽请求响应报文的格式示意图。
具体实施方式
本服务质量保障方法的基本思路在于：由位于用户终端的应用服务程序作为申请资源信息的发送者，运行在PTDN网关中的代理程序作为申请资源信息的接收者。发送者让接收者知道数据将要发送，以及需要什么样的服务质量，接收者发送相应的响应信息给发送者，发送者和接收者使用特定格式的消息报文进行通信。具体的报文格式如图3和图4所示。网络传输资源由代理程序进行管理，通过该代理程序对申请资源信息的相应处理来实现对网络传输资源的管理。与现有技术相比较，本方法的突出优点就在于实施过程简单，不需要对路由器等网络设备提出过高的要求。
具体而言，用户终端如果需要保障某一特定业务如视频电话业务的服务质量，则为该特定业务提出服务质量保障请求。对于采用IP协议的数据传输业务而言，服务质量保障请求主要体现为对足够的网络传输带宽的请求。参见图2所示，该请求发送给在PTDN网关处运行的代理程序。由该代理程序根据当前整个PTDN网络的资源状况决定是否提供所请求的服务质量。如果允许该服务质量保障请求，则该代理程序返回给用户终端的应用服务一个申请成功的指示，并为该应用服务所在的两个终端之间建立一条能够提供一定服务质量(QoS)保障的数据传送通路。该数据传送通路可以采用ATM等具有端到端的服务质量保障的链路技术，通过建立虚连接(虚电路)来实现，这是本领域技术人员都能胜任的常规工作，在此就不具体赘述了。用户终端所采集的语音和其它信号转换为分组数据包，通过该数据传送通路进行传输，就能够获得需要的服务质量保障。如果不能允许该服务质量保障请求，则该代理程序向发出此请求的应用服务返回一个错误指示，拒绝为其提供服务质量保障。通过上述的技术措施，可以根据PTDN网的实际资源情况实现对特定业务的服务质量保障。
在上述的PTDN网络的服务质量保障措施中，用户终端和PTDN网关之间使用特定格式的消息报文来协商确定发送者和接受者的服务质量。这里的消息报文主要支持两种基本消息类型：申请资源请求消息、申请资源响应消息。其中，申请资源请求消息使用图3所示的带宽请求报文，而申请资源响应消息使用图4所示的带宽请求响应报文。这两种报文都采用UDP协议(User Datagram Protocol，用户数据报协议)进行传送。
下面分别对带宽请求报文和带宽请求响应报文的具体格式展开说明。
一.带宽请求报文
序列号：从0开始。
长度：整个消息报的长度，从序列号开始算。
消息类型：00000001为带宽请求，10000001带宽请求响应。
呼叫类型：00000000为普通呼叫，为00000001紧急呼叫。
主叫地址类型：00000000为IPv4地址，00000001为IPv6地址。
主叫地址：当主叫地址类型为IPv4时，则主叫地址的前4个字节表示IPv4地址。
被叫地址类型：00000000为IPv4，00000001为IPv6。
被叫带宽：以kbps为单位。
被叫地址：当被叫地址类型为IPv4时，则被叫地址的前4个字节表示IPv4地址。
需要注意的是，带宽请求报文中被叫信息(被叫信息指从被叫地址类型到被叫带宽的内容)的个数由长度字段获得。
二.带宽请求响应报文
序列号：从0开始。
长度：整个消息报的长度，从序列号开始算。
消息类型：00000001为带宽请求，10000001为带宽请求响应。
呼叫类型：00000000为普通呼叫，00000001为紧急呼叫。
主叫地址类型：00000000为IPv4地址，00000001为IPv6地址。
主叫地址：当主叫地址类型为IPv4时，则主叫地址的前4个字节表示IPv4地址。
被叫地址类型：00000000为IPv4；00000001为IPv6。
被叫地址：当被叫地址类型为IPv4时，则被叫地址的前4个字节表示IPv4地址。
被叫响应结果：若该4字节为0，说明带宽请求成功；若该4字节为1，说明请求失败，原因是带宽不足。若该4字节为2，说明请求失败，原因是被叫不可达。
在PTDN网络中，提供的服务质量保障需要支持两种传输类型：普通数据传输和紧急数据传输。普通数据传输的情况下可以采用上述的服务质量保障方案。但在紧急数据传输的情况下，由于带宽请求报文的消息类型字段和呼叫类型字段中包括紧急数据传输的识别信息，代理程序能够准确加以识别。当代理程序识别出是紧急数据传输时，直接为其分配需要的网络带宽，必要时暂停别的数据传输服务以便将带宽调剂出来。这样即使在网络发生拥塞的情况下，需要拨打的特殊号码也能够保证正常呼通。
上面对本数据传输服务质量保障方法进行了详细的说明，但显然本发明的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本发明所述方法的精神和权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法，由位于用户终端的应用服务程序作为申请资源信息的发送者，运行在PTDN网关中的代理程序作为申请资源信息的接收者，其特征在于：
(1)所述应用服务程序为特定业务提出服务质量保障请求，所述服务质量保障请求发送给所述代理程序，由所述代理程序根据整个分组数据网的资源状况决定是否提供所请求的服务质量；
(2)如果允许该服务质量保障请求，则所述代理程序将申请成功的指示返回给所述应用服务程序，并在所述特定业务经过的两个终端之间建立一条具有服务质量保障的数据传送通路；
(3)如果不能允许该服务质量保障请求，则所述代理程序向所述应用服务程序返回错误指示，拒绝提供服务质量保障。
2.如权利要求1所述的用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法，其特征在于：
所述应用服务程序通过带宽请求报文传送所述服务质量保障请求，所述代理程序通过带宽请求响应报文传送返回的指示。
3.如权利要求2所述的用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法，其特征在于：
所述带宽请求报文和所述带宽请求响应报文通过用户数据报协议进行传送。
4.如权利要求1所述的用于分组数据网的数据传输服务质量保障方法，其特征在于：
如果所述特定业务要求紧急数据传输，则在所述带宽请求报文中包括紧急数据传输的识别信息，所述代理程序根据该识别信息直接为所述特定业务分配网络带宽。
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