CN103501278B - 一种平滑的流量控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平滑的流量控制方法及装置，其方法包括配置步骤，用于预先设置报文传送的限速速率值；创建及初始化步骤，用于创建一二进制串，并将其全部位值均初始化为同一值，同时，初始化一时刻值；流量控制步骤，用于在新报文达到时，通过所述二进制串做左移与赋值操作，比较前报文在所述限速速率值下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，若前者大于后者，则阻止所述新报文传输，若后者大于或等于前者，则允许所述新报文传输。本发明的平滑的流量控制方法真正实现用户端计算机的应用程序与服务器之间在设定限速速率值下传输数据，使整个流量控制过程非常平滑。

Description

一种平滑的流量控制方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机应用及网络通信技术领域，具体涉及一种服务器与用户端计算机的应用程序间通信的平滑的流量控制方法及装置。

背景技术

现有技术针对用户端计算机的应用程序的网络流量控制方法是基于在规定的时间间隔内允许通过多少流量的方法来实现的。例如，用户设定某个应用程序的限速速率值为200KB/S，那么流量控制器会在每一秒开始的时候统计该应用程序通过的流量，当该秒内的流量累计达到200KB的时候，流量控制器就在该秒的剩余时间内限制流量通过，然后等待下一秒开始，再允许通过200KB的流量。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺陷：

上述现有技术的流量控制方法虽然可以达到流量控制的目的，但是，现有网络的带宽一般超过了用户给某个应用程序设定的带宽，因此，现有技术的流量控制方法可能遇到的情况是：在每一秒开始后的0.1秒内，应用程序就消耗了200KB的流量，然后需要等待0.9秒才允许继续访问网络，这种现象会导致应用程序的卡死及服务器与应用程序之间通信的抖动。出现通信抖动的原因在于应用程序与服务器之间使用TCP协议进行通信，而TCP连接会自动猜测服务器与应用程序之间的网络连接速度，因而应用现有技术的流量控制方法进行流量控制后，每秒的前0.1秒，服务器检测到与应用程序之间的实际带宽为最大带宽，其后的0.9秒，服务器检测到实际带宽突然变成0。根据TCP的报文窗口算法，服务器会在之后的0.9秒急剧降低与应用程序之间的报文发送速度。从实际的经验看，往往在第2秒的时候会出现流量达不到200KB的情况，且这种情况会一直持续2-3秒，然后又出现在0.1秒内发送完200KB数据后，速度又变低的情况。可见，现有技术中服务器与应用程序的通信处于一种不稳定的状态。

发明内容

本发明提供了一种平滑的流量控制方法及装置，旨在通过应用一种平滑的流量控制算法，实现用户端计算机的应用程序与服务器间的通信处于均衡的速度限制状态，从而使应用程序能够以平滑的速度与服务器进行通信。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种平滑的流量控制方法，其特征在于，包括：

配置步骤，用于预先设置报文传送的限速速率值；

创建及初始化步骤，用于创建一二进制串，并将其全部位值均初始化为同一值，同时，初始化一时刻值；

流量控制步骤，用于在新报文达到时，通过对所述二进制串做左移与赋值操作，比较前报文在所述限速速率值下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，

若前报文在所述限速速率值下的传输时间大于新报文与前报文的到达时间差，则阻止所述新报文传输，

若新报文与前报文的到达时间差大于或等于前报文在所述限速速率值下的传输时间，则允许所述新报文传输。

作为具体的技术方案：所述配置步骤还用于预先设置流量限速精度值，该流量限速精度值大于1，以使将以秒为单位的控制时间进一步细分。

作为具体的技术方案：所述流量限速精度值为1000，以使上述的二进制串的每一位代表了0.001秒。

作为具体的技术方案：所述配置步骤还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值，所述二进制串的位数值为所述最大允传报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商。

作为具体的技术方案：所述赋值操作包括：

将部分或全部所述二进制串的位值赋予与其初始化位值相异的值。

作为具体的技术方案：所述二进制串的全部位值均初始化为0，所述赋值操作为将部分或全部所述二进制串的位值赋予1。

作为具体的技术方案：所述初始化时刻值为0。

作为具体的技术方案：所述流量控制步骤具体包括：

步骤31：记录新报文大小值及到达时刻值；

步骤33：计算所述二进制串的左移位数值，所述二进制串按所述左移位数值做左移操作，并将所述新报文到达时刻值赋予所述初始化时刻值；

步骤34：判断所述二进制串左起第一位的值是否为与其初始化位值相异的值，若是，则阻止传输所述新报文，转步骤31，否则转步骤35；

步骤35：计算所述二进制串的赋值位数值，按所述赋值位数值将所述二进制串从左起第一位开始向右做赋值操作；同时，允许传输所述新报文，并转步骤31。

作为具体的技术方案：所述配置步骤预先设置一流量限速精度值；所述左移位数值为所述新报文到达时刻值与初始化时刻值之差与流量限速精度值之积，若所述左移位数值大于所述二进制串的位数值，则将所述二进制串的位数值赋予所述左移位数值。

作为具体的技术方案：所述配置步骤预先设置一流量限速精度值；所述赋值位数值为所述新报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商。

作为具体的技术方案：所述步骤31与步骤33之间还包括：

步骤32：所述配置步骤预先设置一最大允传报文大小值；判断所述新报文大小值是否大于所述最大允传报文大小值，若是，则丢弃所述新报文，并转步骤31，否则执行步骤33。

一种平滑的流量控制装置，其特征在于，包括：

配置模块，用于预先设置报文传送的限速速率值；

创建及初始化模块，用于创建一二进制串，并将其全部位值均初始化为同一值，同时，初始化一时刻值；

流量控制模块，用于在新报文达到时，通过对所述二进制串做左移与赋值操作，比较前报文在所述限速速率值下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，若前报文在所述限速速率值下的传输时间大于新报文与前报文的到达时间差，则阻止所述新报文传输，若新报文与前报文的到达时间差大于或等于前报文在所述限速速率值下的传输时间，则允许所述新报文传输。

作为具体的技术方案：所述配置模块预先设置一流量限速精度值；所述流量限速精度值大于1，以使将以秒为单位的控制时间进一步细分。

作为具体的技术方案：所述配置模块预先设置一流量限速精度值；所述流量限速精度值为1000，以使上述的二进制串的每一位代表了0.001秒。

作为具体的技术方案：所述配置模块还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值；所述二进制串的位数值为所述最大允传报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商。

作为具体的技术方案：所述赋值操作为将部分或全部所述二进制串的位值赋予与其初始化位值相异的值。

作为具体的技术方案：所述二进制串的全部位值均初始化为0，所述赋值操作为将部分或全部所述二进制串的位值赋予1。

作为具体的技术方案：所述初始化时刻值为0。

作为具体的技术方案：所述流量控制模块包括：

记录单元，用于记录新报文大小值及到达时刻值；

左移单元，用于计算所述二进制串的左移位数值，将所述二进制串按所述左移位数值做左移操作，并将所述新报文到达时刻值赋予所述初始化时刻值；

第一判断单元，用于判断所述二进制串左起第一位的值是否为与其初始化位值相异的值，并根据判断的结果作出步骤选择；

赋值单元，用于计算所述二进制串的赋值位数值，按所述赋值位数值将所述二进制串从左起第一位开始向右做赋值操作；同时，允许传输所述新报文。

作为具体的技术方案：所述配置模块还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值；所述左移位数值为所述新报文到达时刻值与初始化时刻值之差与流量限速精度值之积，若所述左移位数值大于所述二进制串的位数值，则将所述二进制串的位数值赋予所述左移位数值。

作为具体的技术方案：所述配置模块还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值；所述赋值位数值为所述新报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商。

作为具体的技术方案：所述记录单元与所述左移单元之间还包括第二判断单元，用于判断所述新报文大小值是否大于所述最大允传报文大小值，并根据判断的结果作出步骤选择，所述最大允传报文大小值由配置模块预先设置。

本发明的有益效果在于：通过基于时间控制的方法，代替基于流量累加的控制方法，并引入一流量限速精度值，将控制时间进一步细分，在新报文达到时，通过二进制串做左移与赋值操作，比较前报文在限速速率值下的传输时间与新报文、前报文到达时间差的大小，决定是否传输新报文，从而真正实现用户端计算机的应用程序与服务器之间在设定的限速速率值下传输数据，使整个流量控制过程非常平滑。

附图说明

图1是本发明实施例提供的平滑的流量控制方法的主流程图。

图2是本发明实施例提供的平滑的流量控制方法中的流量控制步骤的流程图。

图3是本发明实施例提供的平滑的流量控制方法中的二进制串做左移及赋值操作的示意图。

图4是本发明实施例提供的平滑的流量控制装置的主体构成框图。

图5是本发明实施例提供的平滑的流量控制装置中的流量控制模块的构成框图。

具体实施方式

本实施例提供一种平滑的流量控制方法及装置，用于实现用户端计算机的应用程序与服务器间的通信处于均衡的速度限制状态，从而使应用程序能够以平滑的速度与服务器进行通信。如图1所示，本发明实施例提供的平滑的流量控制方法包括：

1：配置步骤，用于预先设置报文传送的限速速率值、最大允传报文大小值及流量限速精度值，分别记为LS、Smax及P。将流量限速精度值P设置为大于1的值，意味着将以秒为单位的控制时间进一步细分；

2：创建及初始化步骤，用于创建一二进制串，并将其全部位值均初始化为0，同时，初始化一时刻值T=0。二进制串的位数值记为BS，为最大允传报文大小值Smax与流量限速精度值P之积除以限速速率值LS之商，即BS=（Smax/LS)*P。上述的二进制串的每一位代表了1/P秒；

3：流量控制步骤，用于在新报文达到时，通过对二进制串做左移与赋值操作，其所赋的位值为1，比较前报文在限速速率值P下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，若前报文在限速速率值P下的传输时间大于新报文与前报文的到达时间差，则阻止新报文传输，若新报文与前报文的到达时间差大于或等于前报文在限速速率值P下的传输时间，则允许新报文传输。

如图2所示，其中，流量控制步骤包括：

31：步骤31：记录新报文大小值及到达时刻值，分别记为S1及T1；

32：步骤32：判断新报文大小值S1是否大于最大允传报文大小值Smax，若是，则丢弃新报文，并转步骤31，否则执行步骤33；

33：步骤33：计算二进制串的左移位数值，记为SC，为新报文到达时刻值T1与初始化时刻值T之差与流量限速精度值P之积，即SC=（T1-T)*P，若左移位数值SC大于二进制串的位数值BS，则将二进制串的位数值BS赋予左移位数值SC，即SC=BS。二进制串按左移位数值SC做左移操作，并将新报文到达时刻值T1赋予初始化时刻值T，即T=T1；

34：步骤34：判断二进制串左起第一位的值是否为1，若是，则阻止传输新报文，转步骤31，否则转步骤35；

35：步骤35：计算二进制串的赋值位数值，记为RSC，为新报文大小值S1与流量限速精度值P之积除以限速速率值LS之商，即RSC=(S1/LS)*P。按赋值位数值RSC将二进制串从左起第一位开始向右做赋值操作，其所赋的位值为1。同时，允许传输所述新报文，并转步骤31。

下面以三个时刻值到达的三个新报文为例说明本发明实施例提供的平滑的流量控制方法的具体流程。

在配置步骤中，预先设置LS=200Kb/S，Smax=100Kb，P=1000。

则在创建及初始化步骤中，BS=（Smax/LS)*P=500，创建一个500位的二进制串，并将全部位值初始化为0,同时，初始化一个时刻值T=0。上述的二进制串如图3的a状态所示。流量限速精度值P为1000，表示上述的二进制串的每一位代表了0.001秒。

在步骤31中，假设在T1=0.1s时刻，S1=50KB的新报文到来，记录T1及S1的值。

在步骤32中，由于S1<Smax，向下执行步骤33。

在步骤33中，SC=（T1-T)*P=100，二进制串做左移100位操作，左移操作后的二进制串如图3的b状态所示，其全部位值均为0。同时，将T1为0.1s的值赋予T。

在步骤34中，由于二进制串左起第一位的值为0，向下执行步骤35。

在步骤35中，RSC=(S1/LS)*P=250，将二进制串左起前250位的值做赋1操作，赋1操作后的二进制串如图3的c状态所示，其左起第一位至第250位的值均为1。同时，允许传输该新报文，转步骤31。

假设在T2=0.2s时刻，S2=10KB的新报文到来，则在步骤31中，将上述T2及S2的值赋予T1及S1，记录T1及S1的值。

在步骤32中，由于S1<Smax，向下执行步骤33。

在步骤33中，SC=（T1-T)*P=100，二进制串做左移100位操作，左移操作后的二进制串如图3的d状态所示，其左起第一位至第150位的值均为1。同时，将T1为0.2s的值赋予T。

在步骤34中，由于二进制串左起第一位的值为1，阻止传输该新报文，转步骤31。

假设在T3=0.4s时刻，S3=20KB的新报文到来，则在步骤31中，将上述T3及S3的值赋予T1及S1，记录T1及S1的值。

在步骤32中，由于S1<Smax，向下执行步骤33。

在步骤33中，SC=（T1-T)*P=200，二进制串做左移200位操作，左移操作后的二进制串如图3的e状态所示，其全部位值均为0。同时，将T1为0.4s的值赋予T。

在步骤34中，由于二进制串左起第一位的值为0，向下执行步骤35。

在步骤35中，RSC=(S1/LS)*P=100，将二进制串的前100位的值做赋1操作，赋1操作后的二进制串如图3的f状态所示，其左起第一位至第100位的值均为1。同时，允许传输该新报文，转步骤31，等待下一个新报文的到达。

如图4所示，本发明实施例提供的平滑的流量控制装置包括：

配置模块，用于预先设置报文传送的限速速率值、最大允传报文大小值及流量限速精度值，分别记为LS、Smax及P，设置LS=200Kb/S，Smax=100Kb，P=1000；

创建及初始化模块，用于创建一二进制串，其位数记为BS，BS=（Smax/LS)*P=500，即创建一个500位的二进制串，并将其全部位值均初始化为同一值0,同时，初始化一个时刻值T=0。P为1000，表示上述的二进制串的每一位代表了0.001秒；

流量控制模块，用于在新报文达到时，通过对二进制串做左移与赋值操作，其所赋的位值为1，比较前报文在限速速率值下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，若前报文在限速速率值下的传输时间大于新报文与前报文的到达时间差，则阻止新报文传输，若新报文与前报文的到达时间差大于或等于前报文在限速速率值下的传输时间，则允许新报文传输。

如图5所示，流量控制模块包括：

记录单元，用于记录新报文大小值及到达时刻值，分别记为S1及T1；

第二判断单元，用于判断新到达的报文大小值S1是否大于最大允传报文大小值Smax，并根据判断的结果作出步骤选择；

左移单元，用于计算二进制串的左移位数值，记为SC，为新报文到达时刻值T1与初始化时刻值T之差与流量限速精度值P之积，即SC=（T1-T)*P，若左移位数值SC大于二进制串的位数值BS，则将二进制串的位数值BS赋予左移位数值SC，即SC=BS。二进制串按左移位数值SC做左移操作，并将新报文到达时刻值T1赋予初始化时刻值T，即T=T1；

第一判断单元，用于判断所述二进制串左起第一位的值是否为1，并根据判断的结果作出步骤选择；

赋值单元，用于计算二进制串的赋值位数值，记为RSC，为新报文大小值S1与流量限速精度值P之积除以限速速率值LS之商，即RSC=(S1/LS)*P。按赋值位数值RSC将二进制串从左起第一位开始向右做赋值操作，其所赋的位值为1。同时，允许传输所述新报文。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，无需创造性劳动即可完成的等效技术特征的替换或增减应当属于本申请公开的范围。

Claims (20)

1.一种平滑的流量控制方法，其特征在于，包括：

配置步骤，用于预先设置报文传送的限速速率值；

创建及初始化步骤，用于创建一二进制串，并将其全部位值均初始化为同一值，同时，初始化一时刻值，其中，预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值，所述二进制串的位数值为所述最大允传报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商；

流量控制步骤，用于在新报文达到时，通过对所述二进制串做左移与赋值操作，比较前报文在所述限速速率值下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，

若前报文在所述限速速率值下的传输时间大于新报文与前报文的到达时间差，则阻止所述新报文传输，

若新报文与前报文的到达时间差大于或等于前报文在所述限速速率值下的传输时间，则允许所述新报文传输。

2.如权利要求1所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述配置步骤还用于预先设置流量限速精度值，该流量限速精度值大于1，以使将以秒为单位的控制时间进一步细分。

3.如权利要求1或2所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述流量限速精度值为1000，以使上述的二进制串的每一位代表了0.001秒。

4.如权利要求1所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述赋值操作包括：

将部分或全部所述二进制串的位值赋予与其初始化位值相异的值。

5.如权利要求1或4所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述二进制串的全部位值均初始化为0，所述赋值操作为将部分或全部所述二进制串的位值赋予1。

6.如权利要求1所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述初始化时刻值为0。

7.如权利要求1所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述流量控制步骤具体包括：

步骤31：记录新报文大小值及到达时刻值；

步骤33：计算所述二进制串的左移位数值，若所述左移位数值大于所述二进制串的位数值，则将所述二进制串的位数值赋予所述左移位数值，所述二进制串按所述左移位数值做左移操作，并将所述新报文到达时刻值赋予所述初始化时刻值；

步骤34：判断所述二进制串左起第一位的值是否为与其初始化位值相异的值，若是，则阻止传输所述新报文，转步骤31，否则转步骤35；

步骤35：计算所述二进制串的赋值位数值，按所述赋值位数值将所述二进制串从左起第一位开始向右做赋值操作；同时，允许传输所述新报文，并转步骤31。

8.如权利要求7所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述配置步骤预先设置一流量限速精度值；所述左移位数值为所述新报文到达时刻值与初始化时刻值之差与流量限速精度值之积，若所述左移位数值大于所述二进制串的位数值，则将所述二进制串的位数值赋予所述左移位数值。

9.如权利要求7所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述配置步骤预先设置一流量限速精度值；所述赋值位数值为所述新报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商。

10.如权利要求7-9任一项所述的平滑的流量控制方法，其特征在于：所述步骤31与步骤33之间还包括：

步骤32：所述配置步骤预先设置一最大允传报文大小值；判断所述新报文大小值是否大于所述最大允传报文大小值，若是，则丢弃所述新报文，并转步骤31，否则执行步骤33。

11.一种平滑的流量控制装置，其特征在于，包括：

配置模块，用于预先设置报文传送的限速速率值；

创建及初始化模块，用于创建一二进制串，并将其全部位值均初始化为同一值，同时，初始化一时刻值，所述配置模块还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值；所述二进制串的位数值为所述最大允传报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商；

流量控制模块，用于在新报文达到时，通过对所述二进制串做左移与赋值操作，比较前报文在所述限速速率值下的传输时间和新报文与前报文到达时间差的大小，若前报文在所述限速速率值下的传输时间大于新报文与前报文的到达时间差，则阻止所述新报文传输，若新报文与前报文的到达时间差大于或等于前报文在所述限速速率值下的传输时间，则允许所述新报文传输。

12.如权利要求11所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述配置模块预先设置一流量限速精度值；所述流量限速精度值大于1，以使将以秒为单位的控制时间进一步细分。

13.如权利要求11或12所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述配置模块预先设置一流量限速精度值；所述流量限速精度值为1000，以使上述的二进制串的每一位代表了0.001秒。

14.如权利要求11所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述赋值操作为将部分或全部所述二进制串的位值赋予与其初始化位值相异的值。

15.如权利要求11或14所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述二进制串的全部位值均初始化为0，所述赋值操作为将部分或全部所述二进制串的位值赋予1。

16.如权利要求11所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述初始化时刻值为0。

17.如权利要求11所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述流量控制模块包括：

记录单元，用于记录新报文大小值及到达时刻值；

左移单元，用于计算所述二进制串的左移位数值，若所述左移位数值大于所述二进制串的位数值，则将所述二进制串的位数值赋予所述左移位数值，将所述二进制串按所述左移位数值做左移操作，并将所述新报文到达时刻值赋予所述初始化时刻值；

第一判断单元，用于判断所述二进制串左起第一位的值是否为与其初始化位值相异的值，并根据判断的结果作出步骤选择；

赋值单元，用于计算所述二进制串的赋值位数值，按所述赋值位数值将所述二进制串从左起第一位开始向右做赋值操作；同时，允许传输所述新报文。

18.如权利要求17所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述配置模块还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值；所述左移位数值为所述新报文到达时刻值与初始化时刻值之差与流量限速精度值之积，若所述左移位数值大于所述二进制串的位数值，则将所述二进制串的位数值赋予所述左移位数值。

19.如权利要求17所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述配置模块还用于预先设置最大允传报文大小值及流量限速精度值；所述赋值位数值为所述新报文大小值与流量限速精度值之积除以限速速率值之商。

20.如权利要求18-19任一项所述的平滑的流量控制装置，其特征在于：所述记录单元与所述左移单元之间还包括第二判断单元，用于判断所述新报文大小值是否大于所述最大允传报文大小值，并根据判断的结果作出步骤选择，所述最大允传报文大小值由配置模块预先设置。