CN102244898A - 一种基于群组的流量控制方法、设备以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于群组的流量控制方法、设备以及系统，用于动态地对群组中的各个终端进行可用带宽量的重分配，充分利用了群组总带宽，有效地避免了拥塞。本发明实施例方法包括：接收终端的包含带宽申请量的带宽申请消息；判断本流量控制设备中该终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于所述带宽申请量；根据判断结果并按照预先设定的该终端所在群组的群组流量控制策略在该群组的群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

Description

一种基于群组的流量控制方法、设备以及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于群组的流量控制方法、设备以及系统。

背景技术

如图6，是一种典型的机器通信(Machine-to-Machine Communications，M2M)系统结构，各种终端设备(如传感器、微控制器等)直接连接到M2M业务平台，或者通过M2M网关连接到M2M业务平台，而各种M2M应用(如电力抄表、智能交通等)则通过M2M业务平台获取M2M终端采集的数据或对M2M终端进行控制。

终端发送注册信息到流量控制设备(M2M业务平台或M2M网关)，流量控制设备根据注册信息携带的终端标识到签约数据库查询相关的签约信息，若终端通过业务鉴权，签约数据库返回终端所在群组的群组标识给流量控制设备，流量控制设备接收群组标识，保存终端标识和群组标识的映射关系，并给终端分配可用带宽量；终端在分配的可用带宽量范围内与M2M应用进行数据交换。当流量控制设备监测到网络中有拥塞发生时，首先识别导致拥塞的终端，根据该终端的终端标识找到该终端所在的群组的群组标识，然后向该终端或者该终端所在的群组中的每个终端发送拥塞通知消息，对群组的流量进行控制。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，基于群组的流量控制只能在网络拥塞发生之后进行，却不能通过预先协商合理地分配终端带宽，没有充分利用带宽，并且不能有效地避免拥塞。

发明内容

本发明实施例提供一种基于群组的流量控制方法、设备以及系统，解决了现有技术中不能通过预先协商合理地分配终端带宽，从而不能充分利用带宽以及避免拥塞的问题。

一种基于群组的流量控制方法，包括：

接收属于第一终端的带宽申请消息，该带宽申请消息至少携带带宽申请量；

判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

根据判断结果并按照预先设定的群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

一种流量控制设备，包括：

接收模块，用于接收属于第一终端的带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量；

判断模块，用于判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

带宽重分配模块，用于根据判断结果并按照预先设定的群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

一种基于群组的流量控制系统，包括：

第一终端，用于估计本终端的带宽需求，当带宽需求超过可用带宽量时向流量控制设备发送带宽申请消息；

流量控制设备，用于：

接收属于第一终端的带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量以及第一终端的标识和/或第一终端所在群组的标识；

判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

根据判断结果并按照预先设定的群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

本发明实施例通过流量控制设备对每个终端进行实时、周期性或长期的带宽剩余量的监测，根据群组流量控制策略给各个终端动态分配可用带宽量。

本发明实施例实现了一种基于群组的流量控制方法，使得基于群组的流量控制不再局限于网络拥塞发生后执行，而是根据群组流量控制策略通过预先协商合理地分配终端带宽来避免网络拥塞发生，实现了动态、自适应地实施群组流量控制，有效避免了拥塞的发生，优化利用了带宽资源。

附图说明

图1是本发明实施例中基于群组的流量控制方法流程图；

图2是本发明实施例中基于群组的流量控制方法数据流程示意图；

图3是本发明实施例中流量控制设备逻辑结构图；

图4是本发明实施例中基于群组的流量控制系统逻辑结构图；

图5是本发明实施例中基于群组的流量控制系统逻辑结构图；

图6是一种M2M系统结构；

图7是本发明应用例的数据流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种基于群组的流量控制方法，本发明实施例还提供相应的设备和系统。以下分别进行详细说明。

本发明方案既适用于单层的M2M设计结构，也适用于多层的M2M设计结构。

请参阅图1，本发明实施例中基于群组的流量控制方法第一实施例包括：

在单层的M2M设计结构中：

101、接收属于第一终端的带宽申请消息；

流量控制设备接收第一终端发送的带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量和第一终端的标识；

102、判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

流量控制设备保存有：第一终端的标识与对应群组的映射关系，群组与群组流量控制策略的映射关系，第一终端的可用带宽量等等；

判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量，具体的：

获取与第一终端的标识对应的群组的群组带宽剩余量，该群组带宽剩余量为该群组的群组总带宽与群组内全部终端的可用带宽量的差值；

和/或，获取与第一终端的标识对应的群组内与各个终端对应的终端带宽剩余量之和，该终端带宽剩余量为相应终端的可用带宽量与实际带宽使用量的差值；

将当前可分配带宽量与第一终端的带宽申请量进行比较：当前可分配带宽量是否不小于第一终端的带宽申请量；

为描述方便，在本实施例下述中，假设与第一终端的标识对应的群组为第一群组；

103、根据判断结果并按照预先设定的该群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量；

若在步骤102中本流量控制设备中第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量不小于带宽申请量，则在当前可分配带宽量的范围内重新分配第一终端的可用带宽量，具体的：向第一终端发送带宽调整将指令，该带宽调整将指令携带第一终端需要调整的带宽信息，即增加的带宽量或增加带宽量后的可用带宽量；

如果在重新分配中使用到终端带宽剩余量，则向在重新分配中被使用到的终端带宽剩余量所对应的终端发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带相应终端需要调整的带宽信息，即需要减少的带宽量或减少带宽量后的可用带宽量；

若在步骤102中本流量控制设备中第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量小于带宽申请量，则向第一终端发送拒绝带宽重分配消息，或还发送带宽告急通知给预先设定的应用或用户；

根据群组流量控制策略或者根据第一终端发送的带宽申请消息中的规定，在监测到有不小于带宽申请量的当前可分配带宽量时，发送带宽可用通知给第一终端，询问第一终端是否还需要申请带宽；

当群组流量控制策略规定按优先级分配可用带宽量时：根据第一终端的优先级大小，强制减少其他低优先级终端的可用带宽量，将减少的可用带宽量分配给第一终端：向第一终端发送带宽调整指令，该带宽调整将指令携带第一终端需要调整的带宽信息，即增加的带宽量或增加带宽量后的可用带宽量；并向在重新分配中被使用到的终端带宽剩余量所对应的终端发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带相应终端需要调整的带宽信息，即需要减少的带宽量或减少带宽量后的可用带宽量；

群组流量控制策略是预先设置在流量控制设备中，或者是在群组中首个终端申请注册时，由流量控制设备从群组的签约数据库中获取并保存在本地的；

群组流量控制策略携带有群组总带宽和可用带宽量分配策略，终端可用带宽量的分配都是在群组总带宽的范围内分配；可用带宽量重分配策略根据不同的设计和不同的效果有很多种，比如：

策略1：先将群组带宽剩余量作为重分配带宽，不足的再将终端带宽剩余量作为重分配带宽；

策略2：先将终端带宽剩余量作为重分配带宽，不足的再将群组带宽剩余量作为重分配带宽；

策略3：当带宽剩余量小于带宽申请量时，部分或全部都根据第一终端的优先级大小，强制从同群组中其他低优先级的终端的可用带宽量中强制分配给第一终端；

策略4：当带宽剩余量小于带宽申请量时，则发送拒绝带宽重分配消息给第一终端或在带宽剩余量的范围内部分重分配第一终端的带宽；可选的，当监测到第一群组中有带宽剩余量不小于第一终端的带宽申请量时，发送带宽可用通知给第一终端，询问第一终端是否还需要申请带宽，该带宽可用通知携带当前可用带宽剩余量和第一群组的标识；是否发送带宽可用通知给第一终端，可以由第一终端发送的带宽申请消息规定，也可以由群组流量控制策略规定；

在多层的M2M设计结构中：

101、接收属于第一终端的带宽申请消息；

流量控制设备接收属于第一终端的带宽申请消息，属于第一终端的带宽申请消息包括由第一终端发送的带宽申请消息或下层流量控制设备发送的带宽申请消息，如下一级的M2M网关或M2M业务平台；第一终端发送的带宽申请消息携带宽申请量以及第一终端的标识，第一终端发送的带宽申请消息携带的带宽申请量为第一终端的带宽申请量；下层流量控制设备发送的带宽申请消息携带带宽申请量以及第一群组的标识，或还携带第一终端的标识，下层流量控制设备发送的带宽申请消息携带的带宽申请量包括下层流量控制设备不足第一终端的带宽申请量的带宽量；

102、判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

第一终端所在流量控制设备保存有：终端的标识与对应群组的映射关系，群组与群组流量控制策略的映射关系，第一终端的可用带宽量等等；

上层流量控制设备保存有：群组与群组流量控制策略的映射关系，与该上层流量控制设备相连的下层流量控制设备和终端的可用带宽量等等；

判断本流量控制设备中第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量，具体的：

获取第一群组的群组带宽剩余量，该群组带宽剩余量为该群组的群组总带宽与群组内全部终端的可用带宽量的差值；

和/或，获取与第一群组内各个终端对应的终端带宽剩余量之和，该终端带宽剩余量为相应终端的可用带宽量与实际带宽使用量的差值；

和/或下层流量控制设备的当前可分配带宽量；

将当前可分配带宽量与第一终端的带宽申请量进行比较：当前可分配带宽量是否不小于第一终端的带宽申请量；

103、根据判断结果并按照预先设定的该群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量；

若在步骤102中本流量控制设备中第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量不小于带宽申请量，则在当前可分配带宽量的范围内重新分配第一终端的可用带宽量，具体的：向第一终端或下层流量控制设备发送带宽调整将指令，该带宽调整将指令携带第一终端或下层流量控制设备需要调整的带宽信息，即增加的带宽量或增加带宽量后的可用带宽量；

如果在重新分配中使用到终端带宽剩余量，则向在重新分配中被使用到的终端带宽剩余量所对应的终端发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带相应终端需要调整的带宽信息，即需要减少的带宽量或减少带宽量后的可用带宽量；

如果在重新分配中使用到下层流量控制设备的当前可分配带宽量，则向该下层流量控制设备发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带相应下层流量控制设备需要调整的带宽信息，即需要减少的带宽量或减少带宽量后的可用带宽量；

若在步骤102中本流量控制设备中第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量小于带宽申请量，则向上层流量控制设备发送带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量以及第一群组的标识和/或第一终端的标识，该带宽申请量为本层流量控制设备不足第一终端的带宽申请量的带宽量；或者向第一终端发送拒绝带宽重分配消息，或还发送带宽告急通知给预先设定的应用或用户；

上层流量控制设备接收下层流量控制设备发送的带宽申请消息后会做与本流量控制设备相同的处理，如果上层流量控制设备判断有第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量不小于带宽申请量，则向本流量控制设备发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带本流量控制设备需要调整的带宽信息，即需要增加的带宽量或增加带宽量后的可用带宽量；本流量控制设备接收该带宽调整指令，在更新后的当前可分配带宽量范围内重新分配第一终端的可用带宽量；如果上层流量控制设备判断第一群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量小于带宽申请量，则再向上一层流量控制设备发送带宽申请消息，或者向本流量控制设备发送拒绝带宽重分配消息，或还发送带宽告急通知给预先设定的应用或用户；

本层流量控制设备根据群组流量控制策略或者根据第一终端发送的一带宽申请消息中的规定，在监测到有不小于带宽申请量的当前可分配带宽量时，可发送带宽可用通知给第一终端，询问第一终端是否还需要申请带宽；

上层流量控制设备根据群组流量控制策略或者根据本层流量控制设备发送的带宽申请消息中的规定，在监测到有不小于带宽申请量的当前可分配带宽量时，可发送带宽可用通知给本层流量控制设备，询问本层流量控制设备或通过本层流量控制设备进一步询问第一终端或下层流量控制设备是否还需要申请带宽；

当群组流量控制策略规定按优先级分配可用带宽量时：根据第一终端的优先级大小，强制减少其他低优先级终端的可用带宽量，将减少的可用带宽量配给第一终端或下层流量控制设备：向第一终端发送带宽调整指令，该带宽调整将指令携带第一终端需要调整的带宽信息，即增加的带宽量或增加带宽量后的可用带宽量；并向在重新分配中被使用到的终端带宽剩余量所对应的终端或下层流量控制设备发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带相应终端需要调整的带宽信息，即需要减少的带宽量或减少带宽量后的可用带宽量；

群组流量控制策略是预先设置在流量控制设备中，或者是在群组中首个终端申请注册时，由本流量控制设备从签约数据库或者上层流量控制设备获取并保存在本地的；

群组流量控制策略携带有群组总带宽和可用带宽量分配策略，终端可用带宽量的分配都是在群组总带宽的范围内分配；可用带宽量重分配策略根据不同的设计和不同的效果有很多种，与单层的M2M设计结构中类似，此处不再赘述；

步骤103中根据群组流量控制策略重分配过程的描述只是部分较为典型的群组流量控制策略的描述，不视为对群组流量控制策略的限制；

在本实施例中，流量控制设备还实时地、周期性地或者长期地对注册到本流量控制设备的终端进行带宽使用情况监测，监测是否有群组的终端的实际带宽使用量超过了该终端的可用带宽量，若有，则向该终端发送强制下线指令，并断开与该终端的连接；并将该终端的强制下线信息发送给预先设定的应用或用户，该强制下线信息可以直接发送给预先设定的应用或用户也经过处理后通过其他方式发送给预先设定的应用或用户。

本实施例中流量控制设备对每个终端进行实时、周期性或长期的带宽剩余量的监测，根据群组流量控制策略动态地分配各个终端的可用带宽量；通过流量控制设备与终端之间预先合理的协商，实现了动态、自适应地实施群组流量控制，有效避免了网络拥塞的发生，减少了人工干预，降低了运维成本，并优化利用了带宽资源；在优选例中，根据流量控制策略对可用带宽量不够用的终端进行可用带宽量的重新分配；使得重新分配的方式更加灵活；并且，多层的M2M设计结构，即多层流量控制设备部署方式，结合M2M网关的分层的群组流量控制，大大减少了核心网设备，即M2M业务平台的处理负担，降低了对核心网的冲击。

请参阅图2，本发明实施例中流量控制方法第二实施例包括：

图中终端1、终端2至终端n都是群组1内的终端，其中终端1、终端2属于M2M网关中群组1内的终端，终端n是M2M业务平台中群组1内的终端，M2M业务平台是M2M网关的上层流量控制设备，M2M业务平台控制全局流量，M2M网关控制本层流量；

1、终端、M2M网关以及M2M业务平台分别监测带宽情况或估计带宽需求；

终端实时、周期性或长期监测带宽情况，估计带宽需求；M2M网关以及M2M业务平台分别实时、周期性或长期监测带宽情况；

2、带宽申请+x；

终端n检测到可用带宽量不够，估计还需要带宽x，则向M2M业务平台发送带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量x、终端n的标识；

3、全局群组带宽重分配；

M2M业务平台接收终端n发送的带宽申请消息，根据终端n的标识在本地的终端标识和群组的对应表中查询到终端n属于群组1，然后判断群组1当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量x，当群组1当前可分配带宽量不小于带宽申请量x时，并且群组1当前可分配带宽量是下层流量控制设备M2M网关中群组1的当前可分配带宽量，则执行步骤4；当群组1当前可分配带宽量小于带宽申请量x时，执行步骤8；

4、带宽调整-x；

群组1当前可分配带宽量不小于带宽申请量x，且群组1当前可分配带宽量是下层流量控制设备，即M2M网关群组1中当前可分配带宽量，M2M业务平台发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带下层流量控制设备，即M2M网关需要调整的带宽信息，即需要减少的当前可用带宽量x；

5、本层群组带宽重分配；

M2M网关接收M2M业务平台发送的带宽调整指令，根据需要调整的带宽信息判断当前可用带宽量是群组带宽剩余量还是终端带宽剩余量，判断结果为终端1和终端2的终端带宽剩余量之和：终端1为-x/3，终端2为-2x/3，执行步骤6a和步骤6b；

6a、带宽调整-x/3；

根据步骤5的判断结果，向终端1发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带终端1需要减少的可用带宽量x/3；并修改终端1的可用带宽量；

6b、带宽调整-2x/3；

根据步骤5的判断结果，向终端2发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带终端2需要减少的可用带宽量2x/3；并修改终端2的可用带宽量；

7、带宽调整+x；

M2M业务平台向终端n发送带宽调整指令，，该带宽调整指令携带终端n增加的可用带宽量x；并修改终端n的可用带宽量；

8、带宽申请拒绝；

向终端n发送拒绝带宽重分配消息；

9、终端、M2M网关以及M2M业务平台分别监测带宽情况或估计带宽需求；

终端实时、周期性或长期监测带宽情况，估计带宽需求；M2M网关以及M2M业务平台分别实时、周期性或长期监测带宽情况；

10、带宽可用通知＞x；

当M2M业务平台监测到群组1中当前可分配带宽量大于终端n的带宽申请量x时，例如M2M网关所管理终端1、2当前的终端带宽剩余量增加了，则向终端n发送带宽可用通知，该带宽可用通知携带当前可分配带宽量；

11、带宽申请+y；

终端n接收M2M业务平台发送的带宽可用通知，检测到可用带宽量不够，估计还需要带宽量已由原来的x变为当前的y，优选的，y不大于带宽可用通知中的当前可分配带宽量，则发送带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量y、终端n的标识；

12、全局群组带宽重分配；

M2M业务平台接收终端n发送的带宽申请消息，根据终端n的标识在本地的终端标识和群组的对应表中查询到终端n属于群组1，然后判断群组1当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量y，当群组1当前可分配带宽量不小于带宽申请量y时，并且群组1当前可分配带宽量来自于下层流量控制设备M2M网关中群组1的当前可分配带宽量，则执行步骤13；当群组1当前可分配带宽量小于带宽申请量x时，执行步骤8；

13、带宽调整-y；

M2M业务平台发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带下层流量控制设备，即M2M网关需要调整的带宽信息，即需要减少的当前可用带宽量y；

14、本层群组带宽重分配；

M2M网关接收M2M业务平台发送的带宽调整指令，根据需要调整的带宽信息判断当前可用带宽量是群组带宽剩余量还是终端带宽剩余量，判断结果为终端2的终端带宽剩余量，执行步骤15；

15、带宽调整-y；

根据步骤14的判断结果，向终端2发送带宽调整指令，该带宽调整指令携带终端2需要减少的可用带宽量y；并修改终端2的可用带宽量；

16、带宽调整+x；

M2M业务平台向终端n发送带宽调整指令，，该带宽调整指令携带终端n增加的可用带宽量y；并修改终端n的可用带宽量；

本实施例中流量控制设备对每个终端进行实时、周期性或长期的带宽剩余量的监测，根据群组流量控制策略动态地分配各个终端的可用带宽量；通过流量控制设备与终端之间预先合理的协商，实现了动态、自适应地实施群组流量控制，有效避免了网络拥塞的发生，减少了人工干预，降低了运维成本，并优化利用了带宽资源；在优选例中，根据流量控制策略对可用带宽量不够用的终端进行可用带宽量的重新分配；使得重新分配的方式更加灵活；并且，多层的M2M设计结构，即多层流量控制设备部署方式，结合M2M网关的分层的群组流量控制，大大减少了核心网设备，即M2M业务平台的处理负担，降低了对核心网的冲击。

请参阅图3，本发明实施例中流量控制设备第三实施例包括：

在单层的M2M设计结构中：

接收模块301，用于接收第一终端发送的带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量和第一终端的标识；

判断模块302，用于判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量，具体包括：

获取单元，用于获取本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量；

判断单元，用于判断当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

带宽重分配模块303，用于根据判断结果并按照预先设定的第一终端的标识对应的群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量，具体的：

向第一终端发送带宽调整指令或拒绝带宽重分配消息、带宽可用通知、向在重新分配中被使用到的终端带宽剩余量所对应的终端发送带带宽调整指令，等等；

流量控制设备还包括监测模块，用于实时地、周期性地或者长期地对注册到本流量控制设备的终端进行带宽使用情况监测，若有群组终端的实际带宽使用量超过了该终端的可用带宽量，则向该终端发送强制下线指令，并断开与该终端的连接；或还将该终端的强制下线信息发送给预先设定的应用或用户。

在多层M2M设计结构中：

接收模块301，用于接收第一终端发送的带宽申请消息，或下层流量控制设备发送的带宽申请消息；

判断模块302，用于判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量，具体包括：

获取单元，用于获取本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量；

判断单元，用于判断当前可分配带宽量是否不小于带宽申请量；

带宽重分配模块303，用于根据判断结果并按照预先设定的第一终端的标识对应的群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量，具体包括：

发送单元，用于向第一终端或下层流量控制设备发送带宽调整指令或拒绝带宽重分配消息、带宽可用通知、向在重新分配中被使用到的终端或下层流量控制设备发送带带宽调整指令、向上层流量控制设备发送带宽申请消息，等等；

接收单元，用于接收上层流量控制设备发送的带宽调整指令、拒绝带宽重分配消息、带宽可用通知，等等；

流量控制设备还包括监测模块，用于实时地、周期性地或者长期地对注册到本流量控制设备的终端进行带宽使用情况监测，若有群组终端的实际带宽使用量超过了该终端的可用带宽量，则向该终端发送强制下线指令，并断开与该终端的连接；并将该终端的强制下线信息发送给预先设定的应用或用户；

本实施例中流量控制设备对每个终端进行实时、周期性或长期的带宽剩余量的监测，并根据群组流量控制策略动态地为各个终端分配可用带宽量；通过流量控制设备与终端之间预先合理的协商，实现了动态、自适应地实施群组流量控制，有效避免了网络拥塞的发生，减少了人工干预，降低了运维成本，并优化利用了带宽资源；并且多层的流量控制设备部署方式，结合M2M网关的分层的群组流量控制，大大减少了核心网设备，即M2M业务平台的处理负担，降低了对核心网的冲击。

请参阅图4，是单层M2M设计结构，本发明实施例中一种基于群组的流量控制系统第四实施例包括：

第一终端401，用于估计本终端的带宽需求，当带宽需求超过可用带宽量时向流量控制设备发送带宽申请消息；

流量控制设备402，用于：

接收属于第一终端的带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量以及第一终端的标识或第一终端所在群组的标识；

判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于带宽申请消息携带的带宽申请量；

根据判断结果并按照预先设定的第一终端的标识对应的群组的群组流量控制策略在群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量；

本实施例中流量控制设备根据群组流量控制策略动态地对各个终端进行可用带宽量分配；通过流量控制设备与终端之间预先合理的协商，实现了动态、自适应地实施群组流量控制，有效避免了网络拥塞的发生，减少了人工干预，降低了运维成本，并优化利用了带宽资源。

请参阅图5，是多层M2M设计结构，本发明实施例中一种基于群组的流量控制系统第五实施例包括：

第一终端504，用于估计本终端的带宽需求，当带宽需求超过可用带宽量时向流量控制设备二发送带宽申请消息；接收流量控制设备二503发送的带宽调整指令以及带宽可用通知；

流量控制设备二503，是流量控制设备一501的下层流量控制设备，用于接收流量控制设备一501发送的群组流量控制策略以及带宽可用通知；接收第一终端504发送的带宽申请消息；向第一终端504发送带宽调整指令以及带宽可用通知；当流量控制设备二503的带宽剩余量小于带宽申请量时，向流量控制设备一501发送带宽申请消息；

签约数据库502，用于向流量控制设备一501发送群组流量控制策略；

流量控制设备一501，用于接收流量控制设备二503发送的带宽申请消息；向签约数据库502获取群组流量控制策略并保存该群组流量控制策略；向流量控制设备二503发送流量控制设备二503的群组流量控制策略以及带宽可用通知；

本实施例中流量控制设备根据群组流量控制策略动态地对各个终端进行可用带宽量分配；通过流量控制设备与终端之间预先合理的协商，实现了动态、自适应地实施群组流量控制，有效避免了网络拥塞的发生，减少了人工干预，降低了运维成本，并优化利用了带宽资源。

下面以是本发明的一个具体应用例来具体描述本发明的基于群组的流量控制方法，请参阅图7，基于群组的流量控制流程图，体现了在多级流量控制设备网络中终端从注册申请、分配到可用带宽量、带宽申请以及带宽重分配整个流量控制过程，具体的：

1、注册请求T1；

终端1向M2M网关发送注册请求，该注册请求携带了终端标识T1；

2、注册请求T1；

M2M网关接收终端1发送的注册请求后，将该注册请求发送给M2M业务平台；

3、签约信息查询；

M2M业务平台接收注册请求后，根据该注册请求中携带的终端标识T1到签约数据库查询相关签约信息进行业务鉴权；

4a、群组标识G1；

如果终端标识T1通过业务鉴权，则签约数据库向M2M业务平台返回终端标识T1所对应的群组标识G1，说明终端标识T1所对应的终端1是属于群组G1的；M2M业务平台接收群组标识G1，并保存终端标识T1与群组标识G1的映射关系；

4b、群组流量控制策略；

因为终端1是群组G1中第一个申请注册的终端，M2M业务平台和M2M网关都没有群组G1的群组流量控制策略，所以签约数据库发现终端1是群组G1中第一个申请注册的终端时，还将返回与群组标识G1对应的群组流量控制策略给M2M业务平台，该群组流量控制策略的总带宽G1＝B，群组中有终端n个，每个终端可用带宽量初始分配的策略是平均分配；

5、注册成功；

M2M业务平台接收并保存群组G1的群组流量控制策略，根据群组G1的群组流量控制策略中的可用带宽量初始分配策略，即平均分配策略为终端标识T1对应的终端1分配可用带宽量B1＝B/n，并发送注册成功消息给M2M网关，该注册成功消息包含有分配给终端1的可用带宽量以及群组G1在M2M网关的群组流量控制策略，该群组流量控制策略当前的总带宽等于终端1的可用带宽量，即：G1′＝B/n；

6、注册成功；

M2M网关接收M2M业务平台发送的注册成功消息，保存终端标识T1、群组标识G1和群组G1的本层群组流量控制策略G1′＝B/n的映射关系，并向终端标识T1对应的终端1发送注册成功消息，该注册成功消息包含分配的可用带宽量B1＝B/n；

7、终端2通过M2M网关注册成功；

与终端1的注册过程相同，终端2通过M2M网关注册成功；终端2的可用带宽量为B2＝B/n，M2M网关接收并保存的本层群组流量控制策略，该群组流量控制策略的总带宽为G1′＝2B/n；

8、注册请求Tn；

终端n直接向M2M业务平台发送注册请求，该注册请求中包含了终端标识Tn；

9、签约信息查询；

M2M业务平台接收该注册请求后，根据该注册请求中携带的终端标识Tn到签约数据库查询相关签约信息进行业务鉴权；

10、群组标识G1；

如果终端标识Tn所对应的终端n通过业务鉴权，则签约数据库向M2M业务平台返回终端标识Tn所对应的群组标识G1，说明终端标识Tn所对应的终端n是属于群组G1的；M2M业务平台接收群组标识G1，并保存终端标识Tn与群组标识G1的映射关系；

11、注册成功；

M2M业务平台根据群组标识G1查询群组G1的群组流量控制策略，根据群组G1的群组流量控制策略中的可用带宽量初始分配策略，即平均分配策略为Tn分配可用带宽量Bn＝B/n，并发送注册成功消息给终端n，该注册成功消息包含有分配给终端n的可用带宽量；

12、按分配的可用带宽量发送数据；

终端1、终端2按照分配的可用带宽量通过M2M网关与M2M业务平台进行数据交换；终端n按照分配的可用带宽量直接与M2M业务平台进行数据交换；

13、终端、M2M网关以及M2M业务平台分布监测带宽情况或估计带宽需求；

终端1、终端2和终端n实时、周期性或长期性地对本地带宽需求进行估计；

M2M网关实时、周期性或长期性地对注册到本层的终端进行带宽使用情况监测，即M2M网关对终端1、终端2进行监测，判断是否终端1、终端2的实际带宽使用量超过了可用带宽量；

M2M业务平台实时、周期性或长期性地对所有直接或者通过M2M网关注册到本层的终端进行带宽使用情况监测，即M2M业务平台对终端n进行监测，判断是否终端n的实际带宽使用量超过了可用带宽量；

若有终端的实际带宽使用量超过了可用带宽量，则向该终端发送强制下线指令，并断开与该终端的连接；同时向M2M业务或上层流量控制设备发送告警信息，M2M业务记录日志；

14、带宽申请+x

终端1在估计带宽需求时发现初始分配的带宽不够用，需要向M2M网关申请带宽量x，则向M2M网关发送带宽申请消息，该宽申请消息携带带宽申请量x和终端1的标识T1；

15、本层群组带宽重分配；

M2M网关接收终端1发送的带宽申请消息，根据终端1的标识T1判断出应该去群组G1中去获取带宽剩余量，首先获取群组G1的群组带宽剩余量，即群组G1的可用带宽量与群组内全部终端的可用带宽量的差值，若群组G1的群组带宽剩余量小于带宽申请量x，则再去获取群组G1内与各个终端对应的终端带宽剩余量，该终端带宽剩余量为相应终端的可用带宽量与实际带宽使用量的差值，在本应用例中为终端2的带宽剩余量，若终端2的带宽剩余量不小于带宽申请量x，则进行带宽重分配；

情况1：

16a、带宽调整-x；

步骤15中M2M网关判断出终端2有带宽剩余量不小于带宽申请量x，则向终端2发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端2需要减少的带宽x，或包含终端2的减少后的总带宽；

16b、带宽调整+x；

M2M网关向终端1发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端1新增的带宽x，或包含终端1增加带宽后的总带宽；

情况2：

17、带宽申请+x；

当M2M网关监测到没有本层群组G1内带宽剩余量小于带宽申请量x时，M2M网关代替终端1发送带宽申请消息给M2M业务平台进行带宽申请，该带宽申请消息携带带宽申请量x、群组标识G1；

18、全局群组带宽重分配；

M2M业务平台接收M2M网关发送的带宽申请消息，根据群组标识G1到群组G1中去获取带宽剩余量，首先获取群组G1的群组带宽剩余量，即群组G1的可用带宽量与群组内全部终端的可用带宽量的差值，若群组G1的群组带宽剩余量小于带宽申请量x，则再去获取群组G1内与各个终端对应的终端带宽剩余量，该终端带宽剩余量为相应终端的可用带宽量与实际带宽使用量的差值，在本应用例中为终端2和终端n的带宽剩余量，若终端n的带宽剩余量不小于带宽申请量x，则进行带宽重分配；

情况2.1：

19a、带宽调整-x；

终端n有带宽剩余量不小于带宽申请量x，M2M业务平台向终端n发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端n需要减少的带宽x，或包含终端n的减少后的总带宽；

19b、带宽调整+x；

M2M业务平台向M2M网关发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含M2M网关下群组G1新增的带宽x，或包含M2M网关下群组G1增加带宽后的总带宽；

20、带宽调整+x；

M2M网关接收M2M业务平台发送的带宽调整信息，更新群组G1在本层的群组流量控制策略的总带宽G1′＝2B/n+x；并向终端1发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端1新增的带宽x，或包含终端1增加带宽后的总带宽；

情况2.2：

21a、带宽申请拒绝；

若M2M业务平台监测到本层群组G1中的带宽剩余量小于带宽申请量x，则向M2M网关发送带宽申请拒绝消息；

21b、告警/日志；

在向M2M网关发送带宽申请拒绝消息的同时，向M2M业务发送告警信息，M2M业务记录日志，以提醒用户增加购买群组总带宽；

22a、带宽申请拒绝；

M2M网关接收到M2M业务平台发送的带宽申请拒绝消息，向终端1发送带宽申请拒绝消息；

22b、带宽可用通知；

M2M网关或者M2M业务平台监测到有带宽剩余量不小于终端1的带宽申请量x时，向终端1发送带宽可用通知，如果是M2M网关监测到有，则向终端1发送带宽可用通知如图中22b实线箭头所示，如果是M2M业务平台监测到有，则向终端1发送带宽可用通知如图中22b虚线箭头所示；该带宽可用通知携带当前的带宽剩余量，如果终端1当前还需要申请带宽，则再次向M2M网关发送带宽申请消息；

情况3：

23、带宽申请+x/2；

如果在M2M网关本层的群组G1中仅有终端2的带宽剩余量为x/2，M2M网关代替终端1发送带宽申请消息给M2M业务平台进行带宽申请，该带宽申请消息携带带宽申请量为终端1带宽申请量x与本地群组G1中终端2的带宽剩余量的差值x/2、以及群组标识G1；

24、全局群组带宽重分配；

M2M业务平台接收M2M网关发送的带宽申请消息，根据群组1的标识G1判断应该去群组G1中去获取带宽剩余量，首先获取群组G1的群组带宽剩余量，即群组G1的可用带宽量与群组内全部终端的可用带宽量的差值，若群组G1的群组带宽剩余量小于带宽申请量x/2，则再去获取群组G1内与各个终端对应的终端带宽剩余量，该终端带宽剩余量为相应终端的可用带宽量与实际带宽使用量的差值，在本应用例中为终端2和终端n的带宽剩余量，若终端n的带宽剩余量不小于带宽申请量x/2，则进行带宽重分配；

25a、带宽调整-x/2；

终端n有带宽剩余量不小于x/2，M2M业务平台向终端n发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端n需要减少的带宽x/2，或包含终端n的减少后的总带宽；

25b、带宽调整+x/2；

M2M业务平台向M2M网关发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含M2M网关下群组G1新增的带宽x/2，或包含M2M网关下群组G1增加带宽后的总带宽；

26a、带宽调整-x/2；

M2M网关接收M2M业务平台发送的带宽调整信息，更新群组G1在本层的群组流量控制策略G1＝2B/n+x/2；并向终端2发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端2减少的带宽x/2，或包含终端2减少带宽后的总带宽；

26b、带宽调整+x；

M2M网关向终端1发送带宽调整信息，该带宽调整信息包含终端1新增的带宽x，或包含终端1增加带宽后的总带宽；

本应用例中仅给出了一级M2M业务平台的部署方式，在实际应用中，可以有多级M2M业务平台，此时，下层的M2M业务平台既可以面向M2M网关或者更下层的M2M业务平台，执行本实施例中一级M2M业务平台的群组流量控制功能，也可以面向上层M2M业务平台执行本实施例中M2M网关的群组流量控制功能。

多级的流量控制设备部署方式，结合M2M网关的分层的群组流量控制，大大减少了核心网设备，即M2M业务平台的处理负担，降低了对核心网的冲击。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种基于群组的流量控制方法以及设备和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (19)

1.一种基于群组的流量控制方法，其特征在于，包括：

接收属于第一终端的带宽申请消息，所述带宽申请消息至少携带带宽申请量；

判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于所述带宽申请量；

根据判断结果并按照预先设定的所述群组的群组流量控制策略在所述群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收属于第一终端的带宽申请消息包括：

接收由第一终端发送的带宽申请消息或下层流量控制设备发送的带宽申请消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量包括：

本流量控制设备中第一终端所在群组的群组带宽剩余量，所述群组带宽剩余量为所述群组的群组总带宽与群组内全部终端的可用带宽量的差值；

和/或本流量控制设备中第一终端所在群组内其他终端的终端带宽剩余量之和，所述终端带宽剩余量为相应终端的可用带宽量与实际带宽使用量的差值；

和/或下层流量控制设备的当前可分配带宽量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据判断结果并按照预先设定的所述群组的群组流量控制策略在所述群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量的步骤包括：

若本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量不小于所述带宽申请量，则在所述当前可分配带宽量的范围内重新分配第一终端的可用带宽量；

若本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量小于所述带宽申请量，则向上层流量控制设备发送带宽申请消息，该带宽申请消息携带带宽申请量以及第一终端所在群组的标识或第一终端的标识。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在当前可分配带宽量的范围内重新分配第一终端的可用带宽量的步骤包括：

向第一终端或下层流量控制设备发送带宽调整指令，所述带宽调整指令携带第一终端或下层流量控制设备需要调整的带宽信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述向第一终端或下层流量控制设备发送带宽调整指令的步骤之后还包括：

向在所述重新分配中被使用到的终端，或者下层流量控制设备发送带宽调整指令，所述带宽调整指令携带相应终端或相应下层流量控制设备需要调整的带宽信息。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向上层流量控制设备发送带宽申请消息的步骤之后还包括：

接收上层流量控制设备发送的带宽调整指令，所述带宽调整指令携带本层流量控制设备需要调整的带宽信息；

或者接收上层流量控制设备发送的拒绝带宽重分配消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收上层流量控制设备发送的拒绝带宽重分配消息步骤之后还包括：

接收上层流量控制设备发送带宽可用通知。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量小于所述带宽申请量时还可以：

向第一终端或下层流量控制设备发送拒绝带宽重分配消息，或还发送带宽告急通知给预先设定的应用或用户；

或者根据本流量控制设备中第一终端所在群组内其他终端的优先级，强制减少其他低优先级终端的可用带宽量，将减少的可用带宽量分配给第一终端或下层流量控制设备。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述向第一终端下层流量控制设备发送拒绝带宽重分配消息的步骤之后还包括：

若第一终端所在群组内有足够的带宽剩余量，则向第一终端或下层流量控制设备发送带宽可用通知。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

监测是否有群组的终端的实际带宽使用量超过了该终端的可用带宽量；

若有，则向该终端发送强制下线指令，并断开与该终端的连接；或还将该终端的强制下线信息发送给预先设定的应用或用户。

12.一种流量控制设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收属于第一终端的带宽申请消息，所述带宽申请消息携带带宽申请量；

判断模块，用于判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于所述带宽申请量；

带宽重分配模块，用于根据判断结果并按照预先设定的所述群组的群组流量控制策略在所述群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述判断模块包括：

获取单元，用于获取本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量；

判断单元，用于判断所述当前可分配带宽量是否不小于所述带宽申请量。

14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述带宽重分配模块包括：

发送单元，用于向第一终端或下层流量控制设备发送带宽调整指令或拒绝带宽重分配消息、带宽可用通知、向在所述重新分配中被使用到的终端带宽剩余量所对应的终端或下层流量控制设备发送带宽调整指令、向上层流量控制设备发送带宽申请消息；

接收单元，用于接收上层流量控制设备发送的带宽调整指令、拒绝带宽重分配消息、带宽可用通知。

15.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

监测模块，用于监测是否有群组的终端的实际带宽使用量超过了该终端的可用带宽量；

若有，则向该终端发送强制下线指令，并断开与该终端的连接；或还将该终端的强制下线信息发送给预先设定的应用或用户。

16.一种基于群组的流量控制系统，其特征在于，包括：

第一终端，用于估计本终端的带宽需求，当带宽需求超过可用带宽量时向流量控制设备发送带宽申请消息；

流量控制设备，用于：

接收属于第一终端的带宽申请消息，所述带宽申请消息携带带宽申请量以及第一终端的标识和/或第一终端所在群组的标识；

判断本流量控制设备中第一终端所在群组的群组总带宽内的当前可分配带宽量是否不小于所述带宽申请量；

根据判断结果并按照预先设定的所述群组的群组流量控制策略在所述群组总带宽的范围内重新分配第一终端的可用带宽量。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：

所述第一终端还用于接收流量控制设备发送的带宽调整指令以及带宽可用通知。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：

所述流量控制设备还用于接收上层流量控制设备发送的本流量控制设备的群组流量控制策略，向上层流量控制设备发送带宽申请消息。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：

所述流量控制设备还用于向下层流量控制设备发送下层流量控制设备的群组流量控制策略，向下层流量控制设备发送带宽可用通知。

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