CN103856414A - IPv6 数据包服务质量处理方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种IPv6数据包服务质量处理方法及设备，方法包括：网络边缘设备接收IPv6数据包，IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段；网络边缘设备根据IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询本地的服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略；网络边缘设备根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。本发明使得接收到该IPv6数据包的核心网设备能够根据网络边缘设备基于地址类别数据所标记的通信业务类别字段采用相应级别的转发优先级处理。通过上述方案，实现了业务的差异化服务质量标识，有利于全网低成本实现服务质量保障。

Description

IPv6 数据包服务质量处理方法及设备

技术领域

本发明涉及电信及IT应用技术，尤其涉及一种IPv6数据包服务质量（Quality of Service，简称QoS）处理方法及设备。 

背景技术

服务质量（QoS）是运营级IP网络的一项基本能力要求，其根本目的是为不同的业务提供差异化的传送服务，提升网络资源的使用效率。由于数据通信是位于网络中不同位置的两个业务节点之间的数据传送，因此QoS差异化服务需要基于通信两端的节点业务等级属性来进行选择。由于IP网络是面向无连接的，并没有端到端全局控制和全局视图，本地的网络设备难以获知远端通信节点的属性信息。 

在这种情况下，网络设备通常仅仅基于本地的业务等级属性来产生QoS类别信息，这样的本地业务等级属性信息如IP包的源地址、接入的端口或者子接口、通过深度包检测（Deep Packet Inspection，简称DPI）获取的业务层信息，网络设备根据本地获得的原始信息来为IP包生成相应的QoS标记。仅仅本地信息生成QoS标记导致了关键的下行数据体验体验没法体现差异化，因此还需要基于目的IP主机业务类别进行判定服务级别。 

以位于因特网数据中心（Internet Data Center，简称IDC）内的CP/SP向宽带用户提供视频媒体服务为例，此时网络需要根据消费视频媒体的宽带用户类型的不同提供差异化的服务。针对这个问题，业界提出的一种解决思路是有状态信令方来实现相关信息的远程传递，但该方案实现复杂度、成本和代价都非常高，在大规模电信级IP网中难以实施。总之，在现有的网络框架下，网络设备本身难以获知远端宽带用户的业务等级，因此不能根据远端的宽带用户的业务类别进行 QoS标记服务，在其他条件相同时，发送到不同类别用户的数据传送体验基本相同，体现不出不同用户间的差异性，这等于只实现了单方向的服务质量保障。 

发明内容

本发明的目的是提出一种IPv6数据包服务质量处理方法及设备，能够提供双向的差异化服务质量服务，克服目前互联网仅仅依靠本地信息提供单向服务质量能力的缺陷。 

为实现上述目的，本发明提供了一种IPv6数据包服务质量处理方法，包括： 

网络边缘设备接收IPv6数据包，所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段； 

所述网络边缘设备根据所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询本地的服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略； 

所述网络边缘设备根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对所述IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。 

进一步的，还包括对所述网络边缘设备中的服务质量策略数据库进行配置的操作，具体包括： 

所述网络边缘设备根据接收从策略控制系统发出的自动配置指令对本地的服务质量策略数据库进行配置；或者 

所述网络边缘设备接收用户通过手工配置界面或命令行方式输入的地址类别字段及对应的服务质量级别信息生成服务质量策略记录，并保存在本地的服务质量策略数据库。 

进一步的，所述服务质量策略为以下几种中的任意一种： 

基于IPv6数据包的源地址中的地址类别字段的服务质量策略； 

基于IPv6数据包的目的地址中的地址类别字段的服务质量策略； 

同时基于IPv6数据包的源地址和目的地址中的类别字段的服务质量策略； 

基于IPv6数据包的源地址或目的地址中的类别字段的服务质量策略。 

进一步的，还包括所述网络边缘设备对本地的服务质量策略数据库内的服务质量策略记录进行添加、修改和删除的维护方式。 

进一步的，还包括： 

在运营商已有的IPv6地址的预设位置选取预设长度的连续比特来标记代表该IPv6地址所代表的业务类别属性的地址类别字段，并按照地址类别的定义在全网中进行地址规划和分配；所述预设位置和预设长度由运营商网络的需求和可支配比特位进行选择。 

为实现上述目的，本发明提供了一种IPv6数据包服务质量处理设备，处于网络边缘，包括： 

IPv6包接收单元，用于接收IPv6数据包，所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段； 

服务质量策略数据库，用于保存与源地址和/或目的地址中的地址类别相对应的服务质量策略； 

策略查询单元，用于根据所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询所述服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略； 

服务质量标记单元，用于根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对所述IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。 

进一步的，还包括： 

第一数据库配置单元，用于根据接收从策略控制系统发出的自动配置指令对所述服务质量策略数据库进行配置；或 

第二数据库配置单元，用于接收用户通过手工配置界面或命令行方式输入的地址类别字段及对应的服务质量级别信息生成服务质量策略记录，并保存在所述服务质量策略数据库。 

进一步的，所述服务质量策略为以下几种中的任意一种： 

基于IPv6数据包的源地址中的地址类别字段的服务质量策略； 

基于IPv6数据包的目的地址中的地址类别字段的服务质量策略； 

同时基于IPv6数据包的源地址和目的地址中的类别字段的服务质量策略； 

基于IPv6数据包的源地址或目的地址中的类别字段的服务质量策略。 

进一步的，还包括： 

数据库维护单元，用于对所述服务质量策略数据库内的服务质量策略记录进行添加、修改和删除的维护方式。 

进一步的，所述地址类别字段由从IPv6地址的预设位置选取的预设长度的连续比特来标记；所述预设位置和预设长度由运营商网络的需求和可支配比特位进行选择。 

基于上述技术方案，本发明结合IPv6地址空间较大的特点，引入了IPv6地址的分类机制来实现低成本的双向QoS保障机制，IPv6地址作为在网络中端到端传送的有效信息，具备端到端的传送能力和可靠安全的特性，因此本发明充分利用了IPv6地址来承载业务类别特性，由网络边缘设备对IPv6数据包内的地址类别字段进行查询，获取该地址类别所对应的服务质量策略，并基于查询到的服务质量策略对IPv6数据包中的通讯业务类别字段进行标记，使得接收到该IPv6数据包的核心网设备能够根据通信业务类别字段采用相应级别的转发优先级处理。通过上述方案，实现了业务的差异化服务质量标识，有利于全网低成本实现QoS保障。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1为本发明IPv6数据包服务质量处理方法的一实施例的流程示意图。 

图2为本发明IPv6数据包服务质量处理方法实施例中引入地址类别（AT）字段的IPv6地址格式示意图。 

图3为本发明IPv6数据包服务质量处理设备的一实施例的结构示意图。 

图4为本发明IPv6数据包服务质量处理设备的另一实施例的结构示意图。 

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 

如图1所示，为本发明IPv6数据包服务质量处理方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中，IPv6数据包服务质量处理方流程包括以下步骤： 

步骤101、网络边缘设备接收IPv6数据包，所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段； 

步骤102、所述网络边缘设备根据所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询本地的服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略； 

步骤103、所述网络边缘设备根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对所述IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。 

在本实施例中，IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别（Address Type，简称AT）字段，该AT字段是在运营商已有的IPv6地址的预设位置选取预设长度的连续比特所标记的代表该IPv6地址所代表的业务类别属性的字段，AT字段的预设位置和预设长度由运营商网络的需求和可支配比特位进行选择。假设某个运营商网络拿到了/24的地址块，则可以在可支配的比特位中第36~39连续四个比特来做为AT标识，格式参见图2。网络管理者可以根据需求按照地址类别的定义在全网中统一规划定义IPv6地址中AT字段的内容，如下为示例： 

AT=0：自有业务； 

AT=1：普通级家庭宽带业务； 

AT=2：高优先级家庭宽带业务； 

AT=3：普通移动用户业务； 

AT=4：高优先级移动用户业务；    ...... 

经过上述地址格式和AT内容定义后，网络管理者就按照上述定义对不同类别的用户分配相应的地址，包括各种大型的企业客户及家庭客户。基于上述地址规划和分配过程，网络就具备了按照地址为不同业务处理实现差异化QoS服务的前提。 

网络边缘设备在接收到这种带有地址类别字段的IPv6数据包时，则针对该地址类别字段来查询本地的服务质量策略数据库，以寻找与该IPv6数据包匹配的QoS策略。 

由于AT字段标识了不同的业务类型，因此在网络边缘设备中配置特定类业务的QoS指令时，就可以基于该业务类对应的AT字段配置该类业务的QoS需求。由于业务通信包括两个通信对端，因此该业务类的QoS策略可以只考虑本业务的特定QoS需求，从而配置指令参数示意如下： 

[AT(源IPv6地址)=v1:QoS级别信息] 

其中，AT(IPv6地址)形式代表该IPv6地址的AT值，以上指令表示当该地址的AT值为v1时如何设置其QoS级别信息。也可以结合对端地址（即目的地址）的AT字段，同时基于两个AT字段来配置QoS策略，其QoS配置指令格式示意图如下： 

[AT(源IPv6地址)=v1&AT(目的IPv6地址)=v2:QoS级别信息] 

以上指令表示当该IPv6包的源地址的AT值为v1和目的地址AT值为v2时如何设置其QoS级别信息。 

除了上述这两种QoS策略之外，QoS策略还可以为仅基于目的IPv6地址中的AT字段设置相应的QoS级别信息，或者是任意基于源IPv6地址或者目的IPv6地址中的AT字段设置相应的QoS级别信息。 

以上每个QoS指令在网络设备中生成对应的QoS策略，并存储在QoS策略数据库中。 

在配置方式上，网络边缘设备可以根据接收从第三方的策略控制系统发出的自动配置指令，对本地的服务质量策略数据库进行配置。也可以采取手工配置的方式，即网络边缘设备接收用户通过手工配置界面或命令行方式输入的地址类别字段及对应的服务质量级别信息生成服务质量策略记录，并保存在本地的服务质量策略数据库。 

QoS的实现原则一般是在网络边缘完成业务的分类和标记，在核心根据QoS标记做分类转发，因此以上QoS指令在网络边缘设备处配置即可。在IPv6数据包中用通信业务类别（Traffic Class）字段来代表QoS级别信息，因此当网络边缘设备对IPv6数据包的通信业务类别字段进行了QoS级别信息的标识后，核心网设备就可以根据该通信业务类别字段为高优先级业务提供优先等级转发服务，优先使用带宽等网络资源，而对于普通级别业务，则以较低优先等级提供转发服务，实现差异化的QoS转发服务。 

对于网络边缘设备本地的服务质量策略数据库来说，其负责维护各种服务质量策略，维护方式包括对服务质量策略数据库内的服务质量策略记录进行添加、修改和删除等操作。 

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 

如图3所示，为本发明IPv6数据包服务质量处理设备的一实施例的结构示意图。在本实施例中，IPv6数据包服务质量处理设备处于网络边缘，其包括：IPv6包接收单元1、服务质量策略数据库2、策略查询单元3和服务质量标记单元4。 

IPv6包接收单元1负责接收IPv6数据包，所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段。所述地址类别字段由从IPv6 地址的预设位置选取的预设长度的连续比特来标记；所述预设位置和预设长度由运营商网络的需求和可支配比特位进行选择。 

服务质量策略数据库2负责保存与源地址和/或目的地址中的地址类别相对应的服务质量策略，根据网络管理和业务需求的不同，服务质量策略可以为以下几种中的任意一种： 

基于IPv6数据包的源地址中的地址类别字段的服务质量策略，这种QoS策略是只有在该IPv6数据包的源地址的AT字段满足某个条件时就可以执行的策略； 

基于IPv6数据包的目的地址中的地址类别字段的服务质量策略，这种QoS策略是只有在该IPv6数据包的目的地址的AT字段满足某个条件时就可以执行的策略； 

同时基于IPv6数据包的源地址和目的地址中的类别字段的服务质量策略，这种QoS策略是只有在该IPv6数据包的源地址和目的地址的AT字段均满足各自条件时就可以执行的策略； 

基于IPv6数据包的源地址或目的地址中的类别字段的服务质量策略，这种QoS策略是该IPv6数据包的源地址和目的地址的AT字段中只要有一个满足各自条件时就可以执行的策略。 

策略查询单元3负责根据所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询所述服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略。服务质量标记单元4负责根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对所述IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。如果策略查询单元3未查询到对应的服务质量策略，则不需要服务质量标记单元4对IPv6包进行处理。 

本发明IPv6数据包服务质量处理设备还可以具有网络边缘设备所具有的路由转发引擎和路由表执行基本的路由转发功能，这里就不再详述了。 

如图4所示，为本发明IPv6数据包服务质量处理设备的另一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例还包括： 

第一数据库配置单元51，用于根据接收从策略控制系统发出的自 动配置指令对所述服务质量策略数据库2进行配置；或 

第二数据库配置单元52，用于接收用户通过手工配置界面或命令行方式输入的地址类别字段及对应的服务质量级别信息生成服务质量策略记录，并保存在所述服务质量策略数据库2。 

在另一实施例中，还可以包括数据库维护单元6（参见图4），该单元负责对所述服务质量策略数据库2内的服务质量策略记录进行添加、修改和删除的维护方式。 

通过上述本发明实施例的说明，可以看出本发明充分利用了IPv6地址来承载业务类别特性，由网络边缘设备对IPv6数据包内的地址类别字段进行查询，获取该地址类别所对应的服务质量策略，并基于查询到的服务质量策略对IPv6数据包中的通讯业务类别字段进行标记，使得接收到该IPv6数据包的核心网设备能够根据通讯业务类别字段采用相应级别的转发优先级处理。通过上述方案，实现了业务的差异化服务质量标识，有利于全网低成本实现QoS保障。 

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (10)

1.一种IPv6数据包服务质量处理方法，包括：

网络边缘设备接收IPv6数据包，所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段；

所述网络边缘设备根据所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询本地的服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略；

所述网络边缘设备根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对所述IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。

2.根据权利要求1所述的IPv6数据包服务质量处理方法，其中还包括对所述网络边缘设备中的服务质量策略数据库进行配置的操作，具体包括：

所述网络边缘设备根据接收从策略控制系统发出的自动配置指令对本地的服务质量策略数据库进行配置；或者

所述网络边缘设备接收用户通过手工配置界面或命令行方式输入的地址类别字段及对应的服务质量级别信息生成服务质量策略记录，并保存在本地的服务质量策略数据库。

3.根据权利要求2所述的IPv6数据包服务质量处理方法，其中所述服务质量策略为以下几种中的任意一种：

基于IPv6数据包的源地址中的地址类别字段的服务质量策略；

基于IPv6数据包的目的地址中的地址类别字段的服务质量策略；

同时基于IPv6数据包的源地址和目的地址中的类别字段的服务质量策略；

基于IPv6数据包的源地址或目的地址中的类别字段的服务质量策略。

4.根据权利要求2或3所述的IPv6数据包服务质量处理方法，其中还包括所述网络边缘设备对本地的服务质量策略数据库内的服务质量策略记录进行添加、修改和删除的维护方式。

5.根据权利要求1所述的IPv6数据包服务质量处理方法，其中还包括：

在运营商已有的IPv6地址的预设位置选取预设长度的连续比特来标记代表该IPv6地址所代表的业务类别属性的地址类别字段，并按照地址类别的定义在全网中进行地址规划和分配；所述预设位置和预设长度由运营商网络的需求和可支配比特位进行选择。

6.一种IPv6数据包服务质量处理设备，处于网络边缘，包括：

IPv6包接收单元，用于接收IPv6数据包，所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括地址类别字段；

服务质量策略数据库，用于保存与源地址和/或目的地址中的地址类别相对应的服务质量策略；

策略查询单元，用于根据所述IPv6数据包的源地址和/或目的地址中包括的地址类别字段查询所述服务质量策略数据库，获得对应的服务质量策略；

服务质量标记单元，用于根据查询所得的服务质量策略中的服务质量级别信息对所述IPv6数据包中的通信业务类别字段进行标记。

7.根据权利要求6所述的IPv6数据包服务质量处理设备，其中还包括：

第一数据库配置单元，用于根据接收从策略控制系统发出的自动配置指令对所述服务质量策略数据库进行配置；或

第二数据库配置单元，用于接收用户通过手工配置界面或命令行方式输入的地址类别字段及对应的服务质量级别信息生成服务质量策略记录，并保存在所述服务质量策略数据库。

8.根据权利要求7所述的IPv6数据包服务质量处理设备，其中所述服务质量策略为以下几种中的任意一种：

基于IPv6数据包的源地址中的地址类别字段的服务质量策略；

基于IPv6数据包的目的地址中的地址类别字段的服务质量策略；

同时基于IPv6数据包的源地址和目的地址中的类别字段的服务质量策略；

基于IPv6数据包的源地址或目的地址中的类别字段的服务质量策略。

9.根据权利要求7或8所述的IPv6数据包服务质量处理设备，其中还包括：

数据库维护单元，用于对所述服务质量策略数据库内的服务质量策略记录进行添加、修改和删除的维护方式。

10.根据权利要求6所述的IPv6数据包服务质量处理设备，其中所述地址类别字段由从IPv6地址的预设位置选取的预设长度的连续比特来标记；所述预设位置和预设长度由运营商网络的需求和可支配比特位进行选择。

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