CN102055761B - 一种端到端的业务服务质量动态反馈控制方法及系统 - Google Patents
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本发明提供一种端到端的业务服务质量动态反馈控制方法及系统，该系统包含以下模块：数据采集模块，用于采集检测业务的网络性能参数和用户对业务的评价信息；业务服务质量分析模块，用于对网络性能参数和用户对业务的评价信息进行分析，确定出需要调整的业务参数；业务参数规划模块，用于对需要调整的业务参数进行规划形成优化的业务参数；业务参数调整模块，用于将优化的业务参数设置到业务实现设备中；其中，所述的知识库模块，用于为数据采集模块、业务服务质量分析模块、业务参数规划模块和业务参数调整模块提供信息支撑。该方法利用以上系统监测端到端网络业务系统，规划并调整业务实现设备的优化的业务参数，以实时、动态的业务的服务质量。
Description
技术领域：
本发明涉及端到端的业务服务质量动态反馈控制方法及其系统，确切地说，涉及一种端到端的业务服务质量动态反馈控制方法及系统。
背景技术：
IP网络，特别是3G网络、无线网络、下一代广播网的规模部署，网络的异构性日益凸显；IP网络业务，如VoIP、IPTV、VoD、音视频共享等业务，不断对网络服务质量提出严峻的挑战。众所周知，传统的IP网络是一种尽力而为的模式，很难保证网络业务的服务质量。
为了解决此问题，国际标准化组织互联网工程任务组(IETF)先后地提出了DiffServ QoS体系、IntServ QoS体系和MPLS QoS体系，用于IP网络的服务质量保证。DiffServ QoS体系是对IP网络上的流量进行分类，根据流量的分类确定路由设备的转发优先级。IntServ QoS体系采用了虚电路的原理，通过一条端到端的虚电路保证网络性能要求。MPLS定义了用新的路由协议封装IP流量的体系结构和协议，也能够在网络范围内做负载均衡的流量工程。由此可见，上述体系无法保证对某个具体的业务实现的服务质量，并且需要离线规划、静态部署。
北京邮电大学的“IP网络服务质量管理系统中的闭环反馈的控制方法和装置”发明专利旨在克服DiffServ QoS体系、IntServ QoS体系和MPLS QoS体系的问题，实现IP网络的动态部署，解决流量类规划和网络瓶颈带宽的规划问题。从本质上讲，“IP网络服务质量管理系统中的闭环反馈的控制方法和装置”发明专利解决的问题还是解决OSI七层参考模型中的第三层服务质量(QoS)动态控制问题，所以它不会解决具体用户的业务实现过程中的服务质量保证问题。
在实际业务网络中，网络资源往往以静态的形式加以分配与部署。由于用户数目和业务类别动态变化的原因，加之网络异构性，目前根据具体用户的业务实现去调度或调整网络资源是不可行的，不利于网络的安全、稳定地运行。
发明内容：
本发明目的在于，为了解决具体用户的业务实现的服务质量控制问题，提供了一种独立于业务传输网络的业务服务质量反馈控制机制，即一种端到端的业务服务质量动态反馈控制方法及系统。
本发明提供的一种端到端的业务服务质量动态反馈控制系统，该系统基于知识库模块的信息为端到端的网络业务系统提供独立于业务传输网络的服务质量控制，所述的反馈控制系统包含以下模块：
数据采集模块，用于采集检测业务的网络性能参数和用户对业务的评价信息；业务服务质量分析模块，用于对网络性能参数和用户对业务的评价信息进行分析，确定出需要调整的业务参数；
业务参数规划模块，用于对需要调整的业务参数进行规划形成优化的业务参数；
业务参数调整模块，用于将优化的业务参数设置到业务实现设备中；
其中，所述的知识库模块，用于为数据采集模块、业务服务质量分析模块、业务参数规划模块和业务参数调整模块提供信息支撑。
上述技术方案，所述的网络业务系统包含：业务实现设备，用于实现网络业务所必需的业务层设备；和业务传输网络，该业务传输网络包含支撑业务的所有网络。
本发明还提供一种端到端的业务服务质量动态反馈控制方法，该方法利用数据采集模块、业务服务质量分析模块、业务参数规划模块、业务参数调整模块和知识库模块为端到端的业务的服务质量提供动态反馈，所述的方法包含如下步骤：
(1)数据采集模块检测业务的网络性能参数和用户对业务的评价信息；
(2)业务服务质量分析模块基于数据采集模块和知识库模块提供的信息，判断目前的业务服务质量通过调整业务参数是否有提高的可能，如果服务质量没有提高的可能，那么返回步骤(1)；如果服务质量有提高的可能，那么将此信息提交给知识库模块，然后执行步骤(3)；
(3)业务参数规划模块规划出需要调整的业务参数，得到优化的参数同时将该优化的业务参数提交给知识库模块；
(4)业务参数规划模块将优化的业务参数设置到相应的业务实现设备上，实现对业务参数的调整；
(5)重复步骤(1)，直到该端到端的业务停止才终止反馈控制过程；
其中，所述的知识库模块参与数据采集、业务QoS分析、业务参数规划和业务参数调整的每个环节，既向每个环节提供必要的知识信息，也收集各个环节的信息，经过组织形成新的知识信息。
上述技术方案，所述的网络性能参数包含：业务实现所占的实际网络带宽、端到端的延时、抖动和丢包率；所述的优化的业务参数是业务参数中的一项或多项。所述的业务参数规划模块基于业务服务质量分析模块和知识库模块提供的信息，利用多目标优化或聚类方法规划出需要调整的业务参数。
该方法利用端到端的业务服务质量反馈控制器监测端到端网络业务，规划出并调整业务实现设备的优化的业务参数，以实时、动态地优化业务的服务质量。端到端的业务服务质量反馈控制器由数据采集模块、业务QoS分析模块、业务参数规划模块、业务参数调整模块和知识库组成。
本发明的优点在于，利用一种独立业务传输网络的业务服务质量反馈控制机制，降低了业务服务质量对网络异构性的依赖；提供的方法具有：更细的服务质量控制粒度，可以对单用户的单一业务实现进行服务质量控制；动态地控制业务的服务质量，改变业务参数静态、手动部署的低层次运维的状况，保障端到端网络业务系统的高质量运行；综合考虑网络性能、用户对业务服务质量的评价信息，同时兼顾业务参数对网络的影响，极大地提高了反馈控制系统的稳定性；借助知识库保存了大量的信息，同时知识库具有自学习能力，将提高反馈控制机制的响应速度，也极大提高反馈控制系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的端到端的业务服务质量动态反馈控制系统示意图；
图2为本发明提供的基于端到端的业务服务质量动态反馈控制方法的操作步骤流程图；
图3为基于本发明提供的端到端的业务服务质量动态反馈控制方法的具体的VoD业务的端到端的业务服务质量动态反馈控制系统系统组成示意图；
图4为VoD业务的服务质量反馈控制过程中的功能模块协作关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。
如图1所示，本发明设计了一种端到端的业务服务质量动态反馈控制器，通过获取业务设备的业务信息和网络性能信息，进而分析和规划出优化的业务参数，调整业务设备的业务参数，以提高业务的服务质量。
如图2所示，本发明提供了一种基于图1的反馈控制器的反馈控制方法，本发明的实现方法为：利用数据采集模块检测业务的网络性能参数和用户对业务的评价信息；进而利用业务Qos(服务质量)分析模块对网络性能参数和用户对业务的评价信息进行分析，确定出需要调整的业务参数；利用业务参数规划模块对需要调整的业务参数进行规划形成优化的业务参数；利用业务参数调整模块将优化的业务参数设置到业务实现设备中。
其中，业务实现设备和业务传输网络构成端到端网络业务系统，其中业务实现设备是实现网络业务所必需的业务层设备，如VoD业务实现设备主要包括流媒体服务器和播放终端。业务传输网络指的是支撑业务的所有网络，如家庭网络、接入网络、城域网和广域网。
本发明提出的反馈控制方法首先按照初始的业务参数为用户提供业务服务。业务参数描述业务的基本性能参数，对于音视频业务，业务参数至少包括：编解码方式、帧率、分辨率、收发速率、分组尺寸、服务品质协议(SLA)参数、业务设备的与业务相关的缓存尺寸和缓存的读写速度。
数据采集模块检测业务相关信息含义：数据采集模块按照一定的时间粒度收集业务相关信息，业务相关信息包括网络性能参数和用户对业务的评价信息。具体来说，网络性能参数至少包含业务实现所占的实际网络带宽、端到端的延时、抖动和丢包率，用户对业务的评价信息从用户角度对业务的服务质量进行主观评价。
利用业务QoS(服务质量)分析模块对网络性能参数和用户对业务的评价信息进行分析的含义：经过对业务信息和知识库信息的分析，业务QoS分析模块确定目前的业务服务质量通过调整业务参数是否有提高的可能。
利用业务参数规划模块对需要调整的业务参数进行规划形成优化的业务参数的含义：基于业务QoS分析模块和知识库提供的信息，业务参数参数规划模块利用多目标优化、聚类等人工智能方法规划出需要调整的业务参数，并需要调整的业务参数传递给业务参数调整模块。在提供业务服务质量的前提下，要尽可能减小对业务传输网的压力。其中，优化的业务参数可是业务参数中一项或多项的组合。
利用业务参数调整模块将优化的业务参数设置到业务实现设备中含义：业务参数调整模块在线调整业务参数，使各个业务实现设备按优化的业务参数提供业务服务，并不中断目前业务会话，实现业务服务质量的动态、在线调整。
其中，所述的知识库参与数据采集、业务QoS分析、业务参数规划和业务参数调整等每个环节，既向每个环节提供必要的知识信息，也收集各个环节的信息，经过组织形成新的知识信息。
本发明的端到端的业务服务质量动态反馈控制方法具体的操作步骤如下：
(1)数据采集模块检测业务的网络性能参数和用户对业务的评价信息，网络性能参数至少包含业务实现所占的实际网络带宽、端到端的延时、抖动和丢包率，用户对业务的评价信息从用户角度对业务的服务质量进行主观评价。
(2)业务QoS(服务质量)分析模块基于数据采集模块和知识库提供的信息，判断目前的业务服务质量通过调整业务参数是否有提高的可能。如果服务质量没有提高的可能，那么返回步骤(1)；如果服务质量有提高的可能，那么将此信息提交给知识库，然后执行步骤(3)。
(3)业务参数规划模块规划出需要调整的业务参数，优化的业务参数可以是业务参数中的一项或多项，同时将优化的业务参数提交给知识库。
(4)业务参数规划模块将优化的业务参数设置到相应的业务实现设备上，实现对业务参数的调整。
(5)业务参数的调整将会改变端到端网络业务系统的运行状态，也会影响用户对业务的评价信息，然后重复步骤(1)，直到业务停止才终止反馈控制过程。
如图3所示，VoD业务系统中，业务实现设备包括机顶盒和VoD服务器，业务传输网络是任意形式的双向网络；端到端业务服务质量反馈控制器与机顶盒之间具有双向信息通道：其一，从机顶盒获取与业务相关的信息，至少包含：音视频的编解码方式、帧率、码率，音视频分组的尺寸，播放缓存尺寸，播放缓存的填充速率等，以及用户对业务的评价信息；其二，端到端业务服务质量反馈控制器可以调整播放缓存尺寸、播放缓存的填充速率、音视频分组的尺寸，甚至音视频的编解码方式、帧率、码率。端到端业务服务质量反馈控制器与VoD服务器之间具有双向信息通道：其一，从VoD服务器获取与业务相关的信息，至少包含：音视频的编解码方式、帧率、码率，音视频分组的尺寸和发送速率，发送缓存尺寸，发送缓存的填充速率等；其二，端到端业务服务质量反馈控制器可以调整发送缓存尺寸、发送缓存的填充速率、音视频分组的尺寸和发送速率，甚至音视频的编解码方式、帧率、码率。端到端业务服务质量反馈控制器与业务传输网络之间具有单向信息通道：从网络中获取网络性能信息，包含端到端的业务实际带宽、延时、抖动和丢包率。基于从机顶盒、VoD服务器和业务传输网络获取的信息，端到端业务服务质量反馈控制器规划出优化的业务参数并设置到机顶盒和VoD服务器上，以提高服务质量。
结合图2、图3和图4，数据采集模块分别从机顶盒和VoD服务器获取业务信息。端到端业务服务质量反馈控制器从业务传输网络获取网络性能信息；数据采集模块将采集的信息提交给业务QoS分析模块，业务QoS分析模块对这些信息进行分析，形成是否重新规划业务参数的结论；进而，业务参数规划模块对业务参数进行规划，形成优化的业务参数；业务参数调整模块将这些优化的参数在线更新机顶盒和VoD服务器设置；机顶盒和VoD服务器按新的业务参数提供VoD业务，使VoD适应于业务传输网络，改善了业务的服务质量。在整个过程中，知识库为数据采集模块、业务QoS分析模块、业务参数规划模块和业务参数调整模块提供知识信息的支持。
在具体的实现形式方面，端到端业务服务质量反馈控制器既适合集中式，也适合分布式实现。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种端到端的业务服务质量动态反馈控制方法，该方法利用数据采集模块、业务服务质量分析模块、业务参数规划模块、业务参数调整模块和知识库模块为端到端的业务的服务质量提供动态反馈，所述的方法包含如下步骤：
（1）数据采集模块检测业务的网络性能参数和用户对业务的评价信息；
（2）业务服务质量分析模块基于数据采集模块和知识库模块提供的信息，判断目前的业务服务质量通过调整业务参数是否有提高的可能，如果服务质量没有提高的可能，那么返回步骤（1）；如果服务质量有提高的可能，那么将此信息提交给知识库模块，然后执行步骤（3）；
（3）业务参数规划模块规划出需要调整的业务参数，得到优化的参数同时将该优化的业务参数提交给知识库模块；
（4）业务参数规划模块将优化的业务参数设置到相应的业务实现设备上，实现对业务参数的调整；
（5）重复步骤（1），直到该端到端的业务停止才终止反馈控制过程；
其中，所述的知识库模块参与数据采集、业务QoS分析、业务参数规划和业务参数调整的每个环节，既向每个环节提供必要的知识信息，也收集各个环节的信息，经过组织形成新的知识信息。
2.根据权利要求1所述的端到端的业务服务质量动态反馈控制方法，其特征在于，所述的网络性能参数包含：业务实现所占的实际网络带宽、端到端的延时、抖动和丢包率。
3.根据权利要求1所述的端到端的业务服务质量动态反馈控制方法，其特征在于，所述的优化的业务参数是业务参数中的一项或多项。
4.根据权利要求1所述的端到端的业务服务质量动态反馈控制方法，其特征在于，所述的业务参数规划模块基于业务服务质量分析模块和知识库模块提供的信息，利用多目标优化或聚类方法规划出需要调整的业务参数。
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