CN103209186B - 一种异构网络中保证业务服务质量的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种异构网络中保证业务服务质量的设计方法，该方法是依靠调整业务发起端业务传输等级的方式来实现映射关系动态调整的方法，这种方法可由用户决定，用户根据当前网络所提供的服务质量状况和用户本身的业务类型，由业务发起端对所发起业务的等级按照一定的策略进行调节，实现对映射关系的动态调整，这样即保证传输的服务质量，又提高网络资源利用率。

Description

一种异构网络中保证业务服务质量的设计方法

技术领域

本发明涉及一种计算机应用技术领域，尤其涉及一种异构网络中保证业务服务质量的设计方法。

背景技术

目前，伴随着各种接入技术的不断出现，逐渐形成了传统网络和包含各种接入终端的移动网络共存的异构网络环境。但是，各类型网络的传输能力和服务质量保障机制并没有统一的标准，这就很难保证用户业务的服务质量。现阶段处理异构网络环境下不同网络之间的服务质量的映射方法存在两种：第一种是在异构网络的已有业务分类中选择一种粒度合适的分类，以之为基准，将其他网络的业务类别根据时延、带宽等服务质量参数与所选定的基准分类进行映射，从而间接地实现全网络业务映射；第二种是综合考虑各类型网络中已有的业务分类，建立统一的服务质量映射规则，形成映射表，各网络的服务质量分类可以直接查表转换。

在现阶段对以上提到的两种保证服务质量的映射方法主要存在以下3个方面的问题：

1、当业务传输通过的网络数量较多时，由于采用的是间接映射，需要经过多次映射，每一次都会有一定的误差，这样会造成映射误差的累积，影响服务质量的可靠提供；

2、在整个网络环境中包含不同网络的类型较多时，映射表的形成较为困难，不同网络越多，映射表会越大。而且在业务实际传输过程中，连接一旦建立，服务质量映射关系就会一直保持，不会改变，使得映射缺乏灵活性；

3、而对于传输过程中对映射表的调整，需要将映射表的调整更新到各个边界网络设备中，具有一定的操作复杂性和效果延迟。

发明内容

本发明的目的是提供一种异构网络中保证业务服务质量的设计方法。

本发明的目的是按以下方式实现的，具体设计步骤如下：

1）对服务质量映射表的动态调整设计，需对业务等级和网络资源状况进行分类，首先，从应用角度将常用网络业务进行分类，包括：视音频类业务、数据库业务、流媒体业务、传输类业务、一般处理类业务和无保证要求类业务，由于视频、音频类业务包括：视频会议和语音服务，对时效性、时延和时延抖动要求很高，在网络业务调度过程中具有最高的优先级；数据库业务也需要很高的网络要求，在网络业务调度过程中具有很高的优先级，处于第二级别；流媒体业务较之前两种业务，网络要求有所下降，处于第三级别；传输类业务要求较低的丢包率，对于时延和时延抖动并不高，处于第四级别；一般处理类业务包括：浏览网页，要求不高，处于第五级别；最后则是无保证要求类的业务，包括：电子邮件业务；

其次，用到的另一个标准就是网络负载情况的分类，分为以下几个状态：

繁忙状态：标志为S-busy，这个状态的划定界限为网络带宽利用率80%以上，此时网络中流量较大，负载的业务较多，时延、丢包率各性能指标都较差，业务获得的服务质量波动较大，网络能够为新业务提供有效服务的能力有限；

正常状态：标志为S-normal，这个状态的划定界限为网络带宽的利用率处于30%-80%之间，这种网络状态下，业务承载能力正常，时延、丢包率各性能较为稳定，具备为一定数量新业务提供可靠服务的能力；

空闲状态：标志为S-free，这个状态的划定界限为网络带宽的利用率小于30%，这个状态下，时延、丢包率各性能指标都较好，能接纳较多的新业务并提供有效的服务保证；

2）进行动态调整映射关系时的策略设计：

进行动态调整映射关系时的策略是：依靠调整业务发起端业务传输等级的方式来实现映射关系动态调整的方法，这种方法可由用户决定，用户根据当前网络所提供的服务质量状况和用户本身的业务类型，由业务发起端对所发起业务的等级按照一定的策略进行调节，实现对映射关系的动态调整，这样即保证传输的服务质量，又提高网络资源利用率，动态调整的基本思路是：当一个数据包进入一个异构的子网时，网络资源状态如果处于繁忙状态，业务发起端对所发起业务中第三等级和第四等级的任务进行降级处理，即等级3变为等级4，等级4变为等级5，这样就即保证了高优先级的业务，又降低了网络的拥塞程度，保证了异构网络中业务的运行质量；当网络资源状态如果处于空闲状态，业务发起端对所发起业务中等级4、等级5等级的任务进行升级处理，提高他们的运行级别，这样便能加速此类应用业务完成效率，提高资源利用率，同时不会对高优先级应用造成影响；当网络负载正常时，按照初始的映射表进行传输，不需要进行动态调整各业务的运行级别；

3）动态调整管理模块的设计：

动态调整管理模块作为功能模块集成于边界路由器中，通过动态调整管理模块为用户业务的服务质量提供可靠的保证，动态调整管理模块是由：分类器、计量器、调节器、策略配置库和策略配置接口几部分组成，其中：

分类器，是根据数据包的标识对数据包进行分类，按照业务种类分为不同的数据包流；

计量器，对分类后的数据包流进行业务信息统计收集，包括数据包流的等级、子网的网络资源状况的信息；

调节器，根据前两步提供的分类信息和统计信息，加上从策略配置库中读取本专利设计的优先级调节策略，修改相应业务流中数据包的优先级域，使其变换运行级别；

策略配置库，存储有针对不同用户设计的优先级调节策略；

策略配置接口，为用户提供了更换优先级动态调整策略的交互界面。

本发明的有益效果是：

1）对服务质量映射表动态调整，需要对业务等级和网络资源状况进行了分类，通过在不同网络资源状况下对业务等级进行动态变化分类，为服务质量映射表的动态调整提供参照和依据；

2）通过对不同网络资源状况下各级不同业务的级别实现动态调整，保证了高传输优先级业务的服务质量和网络资源利用率。

附图说明

图1是业务分级及服务特征示例图；

图2是网络资源状况分类及特征示例图；

图3是动态调整策略管理模块结构组成图。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的设计方法作以下详细地说明。

本发明分析了异构网络环境下业务服务质量的映射方法，提出了一种基于简单策略的动态服务质量映射方法的设计方案。

本发明中对服务质量映射表的动态调整需要用到业务等级的分类和网络资源状况的分类。首先，本专利中从应用角度将常用网络业务分为以下几类：视音频类业务、数据库业务、流媒体业务、传输类业务、一般处理类业务和无保证要求类业务，详细的分类和特征如图1所示。

从图中可以看出，视频、音频类业务对时效性、时延、时延抖动等要求很高，在网络业务调度过程中具有最高的优先级，如视频会议和语音服务等；数据库业务也需要很高的网络要求，在网络业务调度过程中具有很高的优先级，处于第二级别；流媒体业务较之前两种业务，网络要求有所下降，处于第三级别；传输类业务要求较低的丢包率，对于时延、时延抖动并不高，处于第四级别；一般处理类业务，比如浏览网页，要求不高，处于第五级别；最后则是无保证要求类业务，如电子邮件业务。

其次，用到的另一个标准就是网络负载情况的分类。

如图2所示，从图中可以看到，分为以下几个状态：繁忙状态，标志为S-busy，这个状态的划定界限为网络带宽利用率80%以上，此时网络中流量较大，负载的业务较多，时延、丢包率等性能指标都较差，业务获得的服务质量波动较大，网络能够为新业务提供有效服务的能力有限；正常状态，标志为S-normal，这个状态的划定界限为网络带宽的利用率处于30%-80%之间，这种网络状态下，业务承载能力正常，时延、丢包率等性能较为稳定，具备为一定数量新业务提供可靠服务的能力；空闲状态，标志为S-free，这个状态的划定界限为网络带宽的利用率小于30%，这个状态下，时延、丢包率等性能指标都较好，可以接纳较多的新业务并提供有效的服务保证。

本发明中进行动态调整映射关系时的策略设计：

在本发明中设计了一种依靠调整业务发起端业务传输等级的方式来实现映射关系动态调整的方法，这种方法可由用户决定，用户根据当前网络所提供的服务质量状况和用户本身的业务类型，由业务发起端对所发起业务的等级按照一定的策略进行调节，实现对映射关系的动态调整，这样即保证传输的服务质量，又提高网络资源利用率。动态调整的基本思路是：当一个数据包进入一个异构的子网时，网络资源状态如果处于繁忙状态，业务发起端对所发起业务中第三等级和第四等级的任务进行降级处理，即等级3变为等级4，等级4变为等级5，这样就即保证了高优先级的业务，又降低了网络的拥塞程度，保证了异构网络中业务的运行质量；当网络资源状态如果处于空闲状态，业务发起端对所发起业务中等级4、等级5等级的任务进行升级处理，提高他们的运行级别，这样可以加速此类应用完成，提高资源利用率，同时不会对高优先级应用造成影响；当网络负载正常时，按照初始的映射表进行传输，不需要进行动态调整各业务的运行级别。

本发明中动态调整管理模块的设计为：

本发明中设计的动态调整管理模块可以作为功能模块集成于边界路由器中，通过该模块可以为用户业务的服务质量提供可靠的保证。

该模块的结构如图3所示。整个管理模块由分类器、计量器、调节器、策略配置库和策略配置接口几部分组成。分类器是根据数据包的标识对数据包进行分类，按照业务种类分为不同的数据包流。计量器对分类后的数据包流进行业务信息统计收集，包括数据包流的等级、子网的网络资源状况等信息。调节器根据前两步提供的分类信息和统计信息，加上从策略配置库中读取本专利设计的优先级调节策略，修改相应业务流中数据包的优先级域，使其变换运行级别。策略配置库中存储的是针对不同用户设计的优先级调节策略，策略配置接口则为用户提供了更换优先级动态调整策略的交互界面。

本发明设计的相应业务等级调整策略为：

本发明提出的设计方法参照网络资源使用情况，由处理模块按照一定的策略进行调节，实现对映射关系的动态调整，达到动态服务质量映射的效果。当网络繁忙时，保持实时性要求高、数据量大的业务的等级，降低实时性要求低、数据量较少的业务的传输等级。在这个状态的情况下，为了保证高优先级业务的实时性，需要抑制低优先级业务，以分配更多资源给高优先级业务；保证等级1，等级2的传输等级，其余的等级全部进行-1的降级处理，即等级3=等级3-1，等级4=等级4-1，这样就使得等级3级别的变成等级4，等级4变为等级5，经过这个等级变换，即保证了高优先级的业务，如视频会议，数据库查询等，又降低了网络的拥塞程度，保证了异构网络中业务的运行质量；当处于网络空闲时，保持实时性要求高、数据量大的业务的等级，提高数据传输量较大、持续时间较短的等级4、等级5业务的传输优先级，如 FTP、网页浏览等，即可以使等级4、等级5变为等级3，等级2，或者等级1，这个动态转换要根据用户的应用程序进行设定，这样可以在网络空闲期加速此类应用完成，提高资源利用率，同时不会对高优先级应用造成影响；当处于网络负载正常时，按照一开始设定的初始映射关系进行传输，不需要进行动态调整各业务的运行级别。

基于动态调整策略的管理模块的结构设计：

本发明中设计的动态调整管理模块可以作为功能模块集成于边界路由器中，通过该模块可以为用户业务的服务质量提供可靠的保证。

该模块的结构如图3所示。整个管理模块由分类器、计量器、调节器、策略配置库和策略配置接口几部分组成。分类器是根据数据包的标识对数据包进行分类，按照业务种类分为不同的数据包流。计量器对分类后的数据包流进行业务信息统计收集，包括数据包流的等级、子网的网络资源状况等信息。调节器这是本功能模块中的重点，是动态调整的实现部分，该部分根据前两步提供的分类信息和统计信息，加上从策略配置库中读取本专利设计的优先级调节策略，修改相应业务流中数据包的优先级域，使其变换运行级别，从而实现服务质量映射表的动态调整。策略配置库中存储的是针对不同用户设计的优先级调节策略，策略配置接口则为用户提供了更换优先级动态调整策略的交互界面。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种异构网络中保证业务服务质量的设计方法，其特征在于具体设计步骤如下：

1）对服务质量映射表的动态调整设计，需对业务等级和网络资源状况进行分类，首先，从应用角度将常用网络业务进行分类，包括：视音频类业务、数据库业务、流媒体业务、传输类业务、一般处理类业务和无保证要求类业务，由于视频、音频类业务包括：视频会议和语音服务，对时效性、时延和时延抖动要求很高，在网络业务调度过程中具有最高的优先级；数据库业务也需要很高的网络要求，在网络业务调度过程中具有很高的优先级，处于第二级别；流媒体业务较之前两种业务，网络要求有所下降，处于第三级别；传输类业务要求较低的丢包率，对于时延和时延抖动并不高，处于第四级别；一般处理类业务包括：浏览网页，要求不高，处于第五级别；最后则是无保证要求类的业务，包括：电子邮件业务；

其次，用到的另一个标准就是网络负载情况的分类，分为以下几个状态：

繁忙状态：标志为S-busy，这个状态的划定界限为网络带宽利用率80%以上，此时网络中流量较大，负载的业务较多，时延、丢包率各性能指标都较差，业务获得的服务质量波动较大，网络能够为新业务提供有效服务的能力有限；

正常状态：标志为S-normal，这个状态的划定界限为网络带宽的利用率处于30%-80%之间，这种网络状态下，业务承载能力正常，时延、丢包率各性能较为稳定，具备为一定数量新业务提供可靠服务的能力；

空闲状态：标志为S-free，这个状态的划定界限为网络带宽的利用率小于30%，这个状态下，时延、丢包率各性能指标都较好，能接纳较多的新业务并提供有效的服务保证；

2）进行动态调整映射关系时的策略设计：

进行动态调整映射关系时的策略是：依靠调整业务发起端业务传输等级的方式来实现映射关系动态调整的方法，这种方法可由用户决定，用户根据当前网络所提供的服务质量状况和用户本身的业务类型，由业务发起端对所发起业务的等级按照一定的策略进行调节，实现对映射关系的动态调整，这样即保证传输的服务质量，又提高网络资源利用率，动态调整的基本思路是：当一个数据包进入一个异构的子网时，网络资源状态如果处于繁忙状态，业务发起端对所发起业务中第三等级和第四等级的任务进行降级处理，即等级3变为等级4，等级4变为等级5，这样就即保证了高优先级的业务，又降低了网络的拥塞程度，保证了异构网络中业务的运行质量；当网络资源状态如果处于空闲状态，业务发起端对所发起业务中等级4、等级5等级的任务进行升级处理，提高他们的运行级别，这样便能加速此类应用业务完成效率，提高资源利用率，同时不会对高优先级应用造成影响；当网络负载正常时，按照初始的映射表进行传输，不需要进行动态调整各业务的运行级别；

3）动态调整管理模块的设计：

动态调整管理模块作为功能模块集成于边界路由器中，通过动态调整管理模块为用户业务的服务质量提供可靠的保证，动态调整管理模块是由：分类器、计量器、调节器、策略配置库和策略配置接口几部分组成，其中：

分类器，是根据数据包的标识对数据包进行分类，按照业务种类分为不同的数据包流；

计量器，对分类后的数据包流进行业务信息统计收集，包括数据包流的等级、子网的网络资源状况的信息；

调节器，根据前两步提供的分类信息和统计信息，加上从策略配置库中读取的优先级调节策略，修改相应业务流中数据包的优先级域，使其变换运行级别；

策略配置库，存储有针对不同用户设计的优先级调节策略；

策略配置接口，为用户提供了更换优先级动态调整策略的交互界面。