CN102404133B - 一种ip网络数据交互的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种IP网络数据交互的方法和装置，其中所述方法包括：路由设备接收IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优选级降一级；以及，每隔预设时间段将各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。本发明以优先级及时间分片方式调整各客户端的上行/下行带宽占用率；并以渐进式丢弃数据包的方式限制某主机的下行带宽，从而为另一主机争取到下行带宽。

Description

一种IP网络数据交互的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络管理技术领域，特别是涉及一种IP网络数据交互的方法和装置。

背景技术

随着网络技术与应用的不断发展，计算机网络在我们的日常生活中已经变得越来越普遍。特别是20世纪90年代以来，随着Internet在世界范围的普及，计算机网络逐渐成为人们获取信息、发布信息的重要途径，与此同时，基于计算机网络的应用也越来越多，许多人们生活中的重要环节都可以利用网络方便、快捷地实现。例如：网络商店的出现，使得人们在家里就可以选购到自己满意的商品；金融网络的发展，使得货币完全电子化，人们再也不用在钱包中塞满纸币；还有邮电网络、各种专业大型网络等等。这些网络的发展使得大到国家经济命脉小到个人日常生活严重依赖于计算机网络，因此网络运行的稳定性、可靠性就显得至关重要，于是网络管理就应运而生。

网络管理是计算机网络发展的必然产物，它随着计算机网络的发展而发展。网络应用中，常常在一定范围内连接数百台计算机，构成我们日常使用的局域网，然而，基于网络资源是有限的，当用户使用P2P软件，如网际快车(Flashget)、网络蚂蚁(NetAnts)、比特彗星(BitComet)、迅雷(Thunder)、电骡(emule)、PP点点通和\或酷狗(kugoo)等下载文件或软件时，对抢占绝大部分的带宽，甚至造成网络资源的阻塞，使得局域网中其他用户的需求不能得到满足，显然网络资源的分配不够合理。

例如，在本领域内，宽带路由设备往往因某一主机运行P2P软件而导致网络上行或下行阻塞，从而影响到其它主机的带宽使用，目前对于带宽的调节基本上是通过过滤P2P流，禁止运行P2P软件，运用网络带宽管理软件限制主机带宽，安装网络带宽控制硬件来达到带宽的平均利用，但是这些方式，可能有如下不利后果:

管制过严，影响用户网络应用的使用；

限制过于固定，不能实时地调整以在要求独占整个带宽和平均共享带宽之间达到合理的平衡；

需要用户了解比较多的网络信息来进行带宽管理，不利推广。

因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种有效地网络带宽资源的分配机制(IP报文的转发机制)，以解决网络共享中存在的问题，满足各用户需求的同时合理分配网络资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种IP网络数据交互的方法和装置，以满足各用户的应用需求。

为了解决上述问题，本发明公开了一种IP网络数据交互的方法，包括：

路由设备接收IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；

依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

以及，每隔预设时间段将各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。

优选的，通过以下方式在生存周期为零时将优先级设为最低：当所述管理队列中对象的生存周期缩短为零时，清除该对象的数据信息；当检测到所述对象没有数据信息时，设其优先级为最低。

优选的，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象之后，还包括：按照IP报文的接收时间对该对象的数据信息排序。

优选的，在解析IP报文的步骤中，通过IP报文的源地址，查找到对应客户端的对象。

优选的，所述客户端包括主机或网关，所述源地址包括IP地址或MAC地址。

依据本发明的另一实施例，还公开了一种IP网络数据交互的装置，位于路由设备中，包括：

对象创建模块，用于基于所接收的IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

报文解析模块，用于依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；

第一处理模块，用于依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

第二处理模块，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。

优选的，所述第二处理模块具体包括：

生存周期调整单元，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个时间单位；

清除单元，用于当所述管理队列中对象的生存周期缩短为零时，清除该对象的数据信息；

优先级调整单元，用于当检测到所述对象没有数据信息时，设其优先级为最低。

优选的，所述报文解析模块通过IP报文的源地址，查找到对应客户端的对象。

优选的，所述客户端包括主机或网关，所述源地址包括IP地址或MAC地址。

依据本发明的另一实施例，还公开了一种IP网络路由设备，包括一报文交互装置，该装置具体包括：

对象创建模块，用于基于所接收的IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

报文解析模块，用于依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；

第一处理模块，用于依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

第二处理模块，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明以优先级及时间分片方式调整各客户端的上行/下行带宽占用率；并以以渐进式丢弃数据包的方式限制某主机的下行带宽，从而为另一主机争取到下行带宽。本发明不用禁止用户安装P2P等软件；在都使用P2P软件的情况下，多个用户也可真正实现带宽公平共享；不用频繁的人工手动调整带宽限制；可以自动的由网络路由设备自己在试图占用带宽的主机和可分配的总带宽之间进行智能分配。

具体的，本发明通过接收各客户端发送的IP报文，并记录其接收时间，同时为各客户端创建相同优先级的对象，解析所接收的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中，并将该对象的生存周期恢复为初始值，添加各对象到管理队列中，每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个时间单位，每次选取管理队列中优先级最高的对象，发送所选取对象中接收时间靠前的预设数量的数据包到目标IP，同时将该对象的优先级降一级，从而实现轮循发送当前各客户端所要发送的数据包，满足各客户端需求，实现了网络资源的合理分配。

附图说明

图1是本发明实施例一所述的一种IP网络数据交互的方法流程图；

图2是本发明实施例二所述的一种IP网络数据交互的装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的核心思想在于：上行/下行带宽的分配采用平均分配原则，但是在分配的过程中采用随时间逐渐调整以达到平均的目的。即优先级最高的跟踪对象如有转发包到来，则转发并且降低其优先级；如果没有转发包，则由于其占用了调度时间仍然降低其优先级。

实施例一：

参照图1，示出了本发明的一种IP网络数据交互的方法流程图，所述方法具体包括：

S101，接收各客户端发送的IP报文，并记录各IP报文的接收时间；所述IP报文包括客户端的源IP和数据信息；所述数据信息包括数据包和目标IP；

其中，所述客户端存在于当前局域网中，当有发送数据需求时，会发送IP报文。所谓局域网(Local Area Network，LAN)，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能，实际应用中的局域网可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。通常称网络层的数据结构体为IP报文，IP报文中包含了很多的信息，如所支持的IP版本号，发送方IP也即前面所述的客户端的源IP、要发送的完整数据信息。不同的IP报文中，数据信息的长短各不相同。所述的数据信息中包含了要发送的数据包以及数据包所要发送的目标IP。

客户端将IP报文发送至网络管理方，由管理方的管理软件或监控软件进行处理，常见的管理软件有上网行为管理软件、抓包软件、远程监控软件和网络幽狗等。在接收到客户端发送的IP报文时，网络管理方记录接收当前IP报文的具体时间，接收IP报文的时间也即接收报文中数据信息的时间。

S102，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象包括该客户端的源IP、对象的生存周期和优先级；

网络管理方在接收各客户端发送的IP报文后，分别为各客户端创建一个对象，各个的对象中包含所对应客户端的源IP，同时，在创建对象时，为各对象设定了生存周期和优先级，这里各客户端的对象的生存周期和优先级的初始值设定的是相同的。具体操作中，如在创建各对象时，设定其生存周期为1小时，优先级都为20。假设有10个客户端都给网络管理方发送了IP报文，10个客户端分别为客户端1、客户端2…客户端9、客户端10，对应的所发送的IP报文中的数据信息分别为数据信息1、数据信息2…数据信息9、数据信息10，对应的所创建的对象分别为对象1、对象2…对象9、对象10。实际应用中，同一客户端可能会发送多个相同类型或不同类型的数据信息，如客户端1除数据信息1外可能还需要发送数据信息1-1、数据信息1-2以及数据信息1-3等等的数据信息，因此，客户端1将需发送相应的IP报文给网络管理方。

S103，依次解析所接收的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中，同时，将该对象的生存周期恢复为初始值；

网络管理方通过依次解析所接收的IP报文，将IP报文的数据信息分别添加到所对应客户端的对象中。这里借助上述举例中的客户端1所发送到IP报文进行说明，具体的，将数据信息1、数据信息1-1、数据信息1-2以及数据信息1-3添加到为客户端1所创建的对象1中。

优选的，所述解析所接收的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中，同时，将该对象的生存周期恢复为初始值具体包括以下子步骤：

S11，解析所接收的IP报文；

S12，获取IP报文中客户端的源IP和数据信息；

S13，根据所获取的客户端的源IP查找对应客户端的对象；

S14，将所获取的数据信息添加到所查找到的对象中；

S15，恢复该对象的生存周期为初始值。

通过解析上述客户端1、客户端2…客户端9、客户端10所接收到的IP报文，获取IP报文中客户端的源IP和数据信息，通过所获取的客户端的源IP分别找到对应的对象1、对象2…对象9、对象10，并将数据信息1、数据信息1-1、数据信息1-2、数据信息1-3、数据信息2…数据信息9、数据信息10分别添加到对应的对象中，并且，在某一对象中添加数据信息时，将该对象的生存周期调整为初始值，也即前面所介绍的1小时。

S104，将所创建的各对象添加到管理队列中；所述管理队列按照优先级实时的对各对象排序，并按照IP报文的接收时间实时的对各对象的数据信息排序；

优选的，所述管理队列以数据库形式存在。

将所创建的各对象添加到管理队列，由管理队列按照优先级实时的对各对象进行排序，在按照对象的优先级排序后，再按照接收各对象所对应的IP报文时记录的接收时间的前后顺序，对各对象的数据信息进行排序。具体到前面的介绍，将对象1、对象2…对象9、对象10按照优先级进行排序，若各对象优先级在创建后未发生变化，都为20级，则各对象的排序是并列的，按照优先级的排序完成后，再按照各对象中数据信息的接收时间对其进行排序。应用中，所述的管理队列可以以数据库的形式存在。

S105，每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个时间单位；

优选的，当所述管理队列中对象的生存周期缩短为零时，清除该对象的数据信息。

更为优选的，当所述对象没有数据信息时，视其优先级为最低。

通过每隔预设时间段对管理队列中各对象的生存周期进行一次减操作，对各客户端进行实时调控，如每隔1分钟将各对象的生存周期缩短5分钟，当管理队列中某个对象或某几个对象的生存周期由1小时逐渐缩短为0时，将对象中的数据信息进行清除，清除完数据信息后的对象中不再有数据信息，此时，视其优先级为最低，管理队列进行排序时总将其排在最后。

S106，依次选取管理队列中优先级最高的对象，发送所选取对象中接收时间靠前的预设数量的数据包到目标IP，同时，将该对象的优先级降一级。

优选的，所述选取管理队列中优先级最高的对象，发送所选取对象中接收时间靠前的预设数量的数据包到目标IP，同时，将该对象的优先级降一级具体包括以下子步骤：

S21，选取管理队列中优先级最高的对象；

S22，在优先级最高的对象中，选取接收时间靠前的预设数量的数据包；

S23，发送所选取的预设数量的数据包到目标IP；通常为1个数据包；

S24，将所发送数据包所对应的对象优先级降一级。

按照管理队列中的排序，选取优先级最高的对象，若优先级最高的对象仅为一个，则发送预设数量的该对象中接收时间靠前的数据包；若优先级最高的对象为两个、三个或者更多时，在优先级最高的对象中，发送接收时间靠前数据信息所在的对象中的数据包，具体为选取该对象中接收时间靠前的预设数量的数据包发送至目标IP，并且发送数据包的同时将该对象的优先级降一级。基于管理队列会实时的进行排序，按照所述的方法，实现轮循发送当前各客户端所要发送的数据包，满足了各客户端需求，实现了网络资源的合理分配。

实施例二：

参照图2，示出了本发明的一种IP网络数据交互的装置的结构图，所述装置位于路由设备中，具体可以包括：

对象创建模块201，用于基于所接收的IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

报文解析模块202，用于依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；优选的是，所述报文解析模块通过IP报文的源地址，查找到对应客户端的对象；其中所述客户端可以为主机或网关，所述源地址可以为IP地址或MAC地址；

第一处理模块203，用于依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

第二处理模块204，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。

在本发明的一个优选实施例中，如果采用管理队列的方式调控各对象对网络带宽的占用，则具体的，还可以包括管理队列模块，用于将所创建的各对象添加到管理队列中；所述管理队列按照优先级对各对象排序；优选的是，所述第一处理模块还用于：按照IP报文的接收时间对该对象的数据信息排序；

在本发明的一个优选实施例中，所述报文解析模块202可以包括以下子模块：

IP报文解析子模块，用于解析所接收的IP报文；

获取子模块，用于获取IP报文中客户端的源IP和数据信息；

查找子模块，用于根据所获取的客户端的源IP查找对应客户端的对象；

添加子模块，用于将所获取的数据信息添加到所查找到的对象中；

生存周期初始化子模块，用于设置对象的生存周期为初始值。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一处理模块203具体可以细分为：

第一选取子模块，用于选取管理队列中优先级最高的对象；

第二选取子模块，用于在优先级最高的对象中，选取接收时间靠前的预设数量的数据包；

数据包发送子模块，用于发送第二选取子模块所选取的预设数量的数据包到目标IP；

减操作子模块，用于将数据包发送子模块所发送的数据包所对应的对象优先级降一级。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二处理模块204具体可以包括：

生存周期调整单元，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个时间单位；

清除单元，用于当所述管理队列中对象的生存周期缩短为零时，清除该对象的数据信息；

优先级调整单元，用于当检测到所述对象没有数据信息时，设其优先级为最低。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种IP网络数据交互的方法和装置进行了详细介绍，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 (10)

1.一种IP网络数据交互的方法，其特征在于，包括：

路由设备接收IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；

依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

以及，每隔预设时间段将各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式在生存周期为零时将优先级设为最低：

当管理队列中对象的生存周期缩短为零时，清除该对象的数据信息；

当检测到所述对象没有数据信息时，设其优先级为最低。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象之后，还包括：

按照IP报文的接收时间对该对象的数据信息排序。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在解析IP报文的步骤中，

通过IP报文的源地址，查找到对应客户端的对象。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述客户端包括主机或网关，所述源地址包括IP地址或MAC地址。

6.一种IP网络数据交互的装置，其特征在于，位于路由设备中，包括：

对象创建模块，用于基于所接收的IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

报文解析模块，用于依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；

第一处理模块，用于依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

第二处理模块，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块具体包括：

生存周期调整单元，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个时间单位；

清除单元，用于当所述管理队列中对象的生存周期缩短为零时，清除该对象的数据信息；

优先级调整单元，用于当检测到所述对象没有数据信息时，设其优先级为最低。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述报文解析模块通过IP报文的源地址，查找到对应客户端的对象。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述客户端包括主机或网关，所述源地址包括IP地址或MAC地址。

10.一种IP网络路由设备，其特征在于，包括一报文交互装置，该装置具体包括：

对象创建模块，用于基于所接收的IP报文，为发送IP报文的各客户端分别创建一个相同优先级的对象；所述对象属性包括该客户端的源地址、对象的生存周期和优先级；

报文解析模块，用于依次解析各客户端所发送的IP报文，将IP报文的数据信息添加到对应客户端的对象中；

第一处理模块，用于依次选取各对象中优先级最高的对象，发送所选取对象中IP报文接收时间靠前的预设数量的数据信息，同时，将该对象的优先级降一级；

第二处理模块，用于每隔预设时间段将管理队列中各对象的生存周期缩短一个预设时间单位；当生存周期为零时，该对象的优先级为最低。