CN101902405A

CN101902405A - 面向应急业务的一种临时带宽分配方法和系统

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Publication number: CN101902405A
Application number: CN2010102519467A
Authority: CN
Inventors: 赵季红; 曲桦; 任璐园
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明属于通信领域，涉及面向应急业务的一种临时带宽分配方法和系统，其方法特征是：在非应急通信时期时，链路可用带宽为网络为所有业务提供的最大可用带宽；当应急事件发生时，根据网络管理员制定的带宽容量限制，将带宽容量进行预留，预留部分用于保证应急业务会话接入网络；如果应急业务带宽超过预留容量，拆除部分已分配资源中正常业务的会话连接，满足应急业务带宽需求；应急业务通信结束，重新恢复正常通信状态；其系统它包括身份验证与策略匹配模块、接纳控制模块、接纳请求汇聚模块、路由模块、时间控制模块和策略库。它以便在不造成网络资源浪费的情况下，优先处理应急通信业务的。

Description

面向应急业务的一种临时带宽分配方法和系统

技术领域

本发明属于通信领域，涉及面向应急业务的一种临时带宽分配方法和系统。

背景技术

随着Internet规模的不断增大，各种各样的网络服务不断涌现，各种先进的多媒体系统蓬勃发展，多媒体业务占去了大量的带宽，在现有的网络中保证关键业务得到可靠传输尤为困难，尤其在应急通信时期，要求网络能够保证应急业务服务质量的要求无法达到。

带宽分配模型是利用规划容量技术为不同的业务流量设置带宽约束，可以避免网络资源被单一业务流过度使用，这依赖于所选择的带宽分配模型。这里带宽分配模型的概念来源于MPLS技术的带宽约束模型,这里借用此模型用于保证关键性业务的服务质量，提高高优先级业务的接纳率。当边界节点接收到应急通信业务类型会话的资源预留请求时，根据会话的接纳优先级为其分配一定容量的带宽资源，或者允许优先级会话不受带宽容量限制的约束，以此来保证优先级业务服务质量。

应急通信业务具有突发性和持续时间短的特点，现有的带宽分配模型（最大分配模型、俄罗斯套娃模型、优先级跨越模型）的缺点是：网络在大部分时间为优先级业务预留的资源处于空闲状态，不能够有效的使用网络资源。通过这种静态的分配方式虽然可以在一定程度上提高应急业务接入网络的能力，但却很容易造成资源浪费并且不能及时满足变化的带宽需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向应急业务的一种临时带宽分配方法和系统，以便在不造成网络资源浪费的情况下，优先处理应急通信业务的。

本发明的目的是这样实现的，设计一种面向应急业务的一种临时带宽分配方法，其方法特征是：在非应急通信时期时，链路可用带宽视网络为所有业务提供最大的可用带宽；当应急事件发生时，根据网络管理员制定的带宽容量限制，将带宽容量进行预留，预留部分用于保证应急业务会话接入网络；如果应急业务带宽超过预留容量，拆除部分已分配资源中正常业务的会话连接，满足应急业务带宽需求；应急业务通信结束，重新恢复正常通信状态。

所述的拆除部分已分配资源中正常业务时，在选择需要拆除的会话时，优先选择低优先级会话。

面向应急业务的一种临时带宽分配系统，其特征是：它包括身份验证与策略匹配模块、接纳控制模块、接纳请求汇聚模块、路由模块、时间控制模块和策略库，其中，

(1)时间控制模块，接收资源预留请求消息，向接纳控制模块（PEP）发送资源预留请求消息，资源预留请求消息结束时，向接纳控制模块（PEP）发送资源预留请求结束消息；

(2)身份验证与策略匹配模块，当时间控制模块收到一个资源预留请求消息时，向接纳控制模块（PEP）发送资源预留请求消息，接纳控制模块（PEP）启动身份验证与策略匹配模块（PDP）工作，由身份验证与策略匹配模块（PDP）对消息发送者进行合法性验证，如果不符合条件，直接发送拒绝接纳的消息；否则，由接纳控制模块进行网络资源的计算和分配；

(3)接纳控制模块（PEP），在非应急通信期间，接纳控制模块（PEP）根据自治域内各链路的的实时资源使用情况，验证网络剩余带宽是否满足接纳请求带宽；当检测到网络可用资源不满足条件时，直接发送拒绝接纳的消息；当检测到网络可用资源满足条件时，对网络可用资源优先级业务进行资源分配，向“时间触发”或“事件触发”提供临时带宽分配空间，确定“时间触发”或“事件触发”的路由；限制非优先级业务的接纳请求；

(4)路由模块，根据接纳请求消息中规定的流的源地址和目的地址，计算流在本地所要经过的入口路由器、内部路由器和出口路由器，由接纳控制模块根据路由模块产生的信息来计算所经链路的资源状况；

(5)接纳请求汇聚模块，将接纳请求进行汇聚，将汇聚后的接纳请求一起发往身份验证与策略匹配模块（PDP）。

所述的接纳请求进行汇聚是同优先级别汇聚和同服务质量要求汇聚。

所述的同优先级汇聚是将优先级别相同的接纳请求汇聚在一起发往身份验证与策略匹配模块（PDP），身份验证与策略匹配模块（PDP）对同一优先级的接纳请求采用相同的接纳方法。

所述的对消息发送者进行合法性验证，包括检查该接纳请求是否符合网络服务策略或接纳优先级策略匮时间策略，带宽请求是否在允许的范围。

根据自治域内各链路的实时资源对不同的时间段制定不同的带宽分配策略，当策略条件中的时间到时，接纳控制模块中策略随时间变更。

本发明的优点是：针对应急事件具有突发性和持续时间短的特点，依据不同的“时间”和“事件”动态分配网络资源，在不同的时间段可根据具体的策略分配带宽资源，采用灵活动态的控制方式，以适应业务量变化剧烈的网络环境，尤其适合部署应急通信业务，在保障应急通信业务服务质量的同时，能充分利用网络的资源。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例方法应急事件发生前说明图；

图2是本发明实施例方法应急事件发生时说明图；

图3是本发明实施例方法应急事件发生时超过预留容量说明图；

图4是本发明实施例系统模块示意图。

图中：1、身份验证与策略匹配模块；2、接纳控制模块；3、接纳请求汇聚模块；4、路由模块；5、时间控制模块；6、策略库；7、非应急通信时期高优先权区；8、非应急通信时期低优先权区；9、非应急通信时期高优先权业务；10、非应急通信时期低优先权业务；11、应急通信时期预留带宽区；12、应急业务；13、应急业务侵占非应急通信时期低优先权区；14、拆除部分已分配资源中正常业务。

具体实施方式

如图1所示，系统将时间分成三个阶段，在非应急通信时期时，带宽分为非应急通信时期高优先权区7、非应急通信时期低优先权区8，在非应急通信时期高优先权区7、非应急通信时期低优先权区8分别有非应急通信时期高优先权业务9和非应急通信时期低优先权业务10。业务没占用完的带宽区形成链路剩余带宽区。

如图2所示，当进入应急通信时期时，专门预留出应急通信时期预留带宽区11。在应急通信时期预留带宽区11的带宽用于处理应急业务12。

如图3所示，在应急通信时期，业务超过预留容量，拆除部分已分配资源中正常业务的会话链接，分配出应急业务侵占非应急通信时期低优先权区13，拆除部分已分配资源中正常业务14的会话链接实际上是拆除部分已分配资源中正常业务14。拆除部分已分配资源中正常业务14需要拆除的是非应急通信时期低优先权区8的非应急通信时期低优先权业务10的一部分业务。

以上工作需要由下面几个模块相互配合来实现，模块之间的关系图如图4所示。

它包括身份验证与策略匹配模块1、接纳控制模块2、接纳请求汇聚模块3、路由模块4、时间控制模块5和策略库6，其中，

(1)时间控制模块5，接收资源预留请求消息，向接纳控制模块2（PEP）发送资源预留请求消息，资源预留请求消息结束时，向接纳控制模块2（PEP）发送资源预留请求结束消息；

(2)身份验证与策略匹配模块1，当时间控制模块5收到一个资源预留请求消息时，向接纳控制模块2（PEP）发送资源预留请求消息，接纳控制模块2（PEP）启动身份验证与策略匹配模块1（PDP）工作，由身份验证与策略匹配模块1（PDP）对消息发送者进行合法性验证，如果不符合条件，直接发送拒绝接纳的消息；否则，由接纳控制模块2进行网络资源的计算和分配；所述的对消息发送者进行合法性验证包括检查该接纳请求是否符合网络服务策略或接纳优先级策略匮时间策略，带宽请求是否在允许的范围。

(3)接纳控制模块2（PEP），在非应急通信期间，接纳控制模块2（PEP）根据自治域内各链路的的实时资源使用情况，验证网络剩余带宽是否满足接纳请求带宽；当检测到网络可用资源不满足条件时，直接发送拒绝接纳的消息；当检测到网络可用资源满足条件时，对网络可用资源优先级业务进行资源分配，向“时间触发”或“事件触发”提供临时带宽分配空间，确定“时间触发”或“事件触发”的路由；限制非优先级业务的接纳请求；根据自治域内各链路的的实时资源对不同的时间段制定不同的带宽分配策略，当策略条件中的时间到时，接纳控制模块2中策略随时间变更。

(4)路由模块4，根据接纳请求消息中规定的流的源地址和目的地址，计算流在本地所要经过的入口路由器、内部路由器和出口路由器，由接纳控制模块2根据路由模块4产生的信息来计算所经链路的资源状况。

(5)接纳请求汇聚模块3，将汇聚后的接纳请求一起发往身份验证与策略匹配模块1（PDP）。接纳请求进行汇聚是同优先级别汇聚和同服务质量要求汇聚。汇聚的原则主要有两个：同优先级别汇聚和同服务质量要求汇聚。同优先级汇聚是将优先级别相同的接纳请求汇聚在一起发往PDP，PDP对不同的优先级业务接纳策略不同，因此可对同一优先级的接纳请求采用相同的接纳方法。由于网络中业务种类和业务优先级不同，对QoS的要求也有高低之分，例如，高优先级多媒体业务QoS要求高，低优先级语音业务QoS要求相对较低，因此可将对QoS要求不同的业务接纳请求汇聚在一起，以免过多的消息在链路上传递，减小接纳时延。

在接纳请求汇聚模块中，虽然资源预留协议能够提供绝对有保证的服务质量,但可扩展性仍是综合业务/资源预留协议结构最致命的一个弱点。如果每个资源预留流接入网络时都进行策略决策，势必增加PDP的负担，导致网络瘫痪。接纳请求汇聚模块的作用是将接纳请求进行汇总，将汇聚后的接纳请求一起发往PDP，减轻网络负担。

（6）策略库6，本发明将应急通信事件分为可预见性事件和突发性事件两种，其中可预见性事件是指在某一时间段容易发生突发状况，引起网络拥塞，造成网络中所有业务的服务质量下降，因此需要在这一段时间将带宽容量的一部分预留出用于保证高优先级业务的接入；突发性事件是指网络事先没有准备，在某一时刻某一高优先级业务突然到达。相应的针对可预见性应急通信事件，即在策略库6制定的时间内，网络已预留资源容量不超过总容量X%。事件触发针对突发性应急通信事件。

当策略库6收到只有应急业务才具有的优先级资源预留请求到达时，要保证此时的资源利用率不超过X%；如果此时带宽的资源利用率超过X%，策略库6向一定数量的业务连接发送路径拆除PathTear消息，保证带宽容量的一部分用于特定优先级会话的资源预留。

在策略库6存贮有业务分类和应急业务分类，身份验证与策略匹配模块1通过策略库6中的业务分类和应急业务分类确定业务性质和定义应急业务的时间。

Claims

1.面向应急业务的一种临时带宽分配方法，其方法特征是：在非应急通信时期时，链路可用带宽为网络为所有业务提供的最大可用带宽；当应急事件发生时，根据网络管理员制定的带宽容量限制，将带宽容量进行预留，预留部分用于保证应急业务会话接入网络；如果应急业务带宽超过预留容量，拆除部分已分配资源中正常业务的会话连接，满足应急业务带宽需求；应急业务通信结束，重新恢复正常通信状态。

2.根据权利要求1所述的面向应急业务的一种临时带宽分配方法，其特征是：所述的拆除部分已分配资源中正常业务，是在选择需要拆除的会话时，优先选择低优先级会话。

3.面向应急业务的一种临时带宽分配系统，其特征是：它包括身份验证与策略匹配模块（1）、接纳控制模块（2）、接纳请求汇聚模块（3）、路由模块（4）、时间控制模块（5）和策略库（6），其中：

1）时间控制模块，接收资源预留请求消息，向接纳控制模块发送资源预留请求消息，资源预留请求消息结束时，向接纳控制模块发送资源预留请求结束消息；

2)身份验证与策略匹配模块，当时间控制模块收到一个资源预留请求消息时，向接纳控制模块发送资源预留请求消息，接纳控制模块启动身份验证与策略匹配模块工作，由身份验证与策略匹配模块对消息发送者进行合法性验证，如果不符合条件，直接发送拒绝接纳的消息；否则，由接纳控制模块进行网络资源的计算和分配；

3)接纳控制模块，在非应急通信期间，接纳控制模块根据自治域内各链路的实时资源使用情况，验证网络剩余带宽是否满足接纳请求带宽；当检测到网络可用资源不满足条件时，直接发送拒绝接纳的消息；当检测到网络可用资源满足条件时，对网络可用资源优先级业务进行资源分配，向“时间触发”或“事件触发”提供临时带宽分配空间，确定“时间触发”或“事件触发”的路由；限制非优先级业务的接纳请求；

4)路由模块，根据接纳请求消息中规定的流的源地址和目的地址，计算流在本地所要经过的入口路由器、内部路由器和出口路由器，由接纳控制模块根据路由模块产生的信息来计算所经链路的资源状况；

5)接纳请求汇聚模块，将接纳请求进行汇聚，将汇聚后的接纳请求一起发往身份验证与策略匹配模块。

4.根据权利要求3所述的面向应急业务的一种临时带宽分配系统，其特征是：所述的接纳请求进行汇聚是同优先级别汇聚和同服务质量要求汇聚。

5.根据权利要求4所述的面向应急业务的一种临时带宽分配系统，其特征是：所述的同优先级汇聚是将优先级别相同的接纳请求汇聚在一起发往身份验证与策略匹配模块，身份验证与策略匹配模块对同一优先级的接纳请求采用相同的接纳方法。

6.根据权利要求3所述的面向应急业务的一种临时带宽分配系统，其特征是：所述的对消息发送者进行合法性验证包括检查该接纳请求是否符合网络服务策略或接纳优先级策略匮时间策略，带宽请求是否在允许的范围。

7.根据权利要求3所述的面向应急业务的一种临时带宽分配系统，其特征是：所述的根据自治域内各链路的实时资源是对不同的时间段制定不同的带宽分配策略，当策略条件中的时间到时，接纳控制模块中策略随时间变更。