CN104468393B - 一种业务数据的QoS流量控制方法及装置 - Google Patents

一种业务数据的QoS流量控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种业务数据的QoS流量控制方法及装置，包括：在所述网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute表用于对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记；获取用户配置的服务质量QoS规则；基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记；根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。本发明能够实现上下行数据的兼容并行处理，提高了QoS的服务效率，提升了QoS服务质量。

Description

一种业务数据的QoS流量控制方法及装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种业务数据的QoS流量控制方法及装置。
背景技术
服务质量(Quality of Service，QoS)的处理流程包括了标识(Marking)，在该流 程中，需要通过Marking动作来为报文写入QoS信息，而网关设备是需要根据业务数据的标 记来进行QoS流量控制的。在二层路由中，Marking动作是将业务数据在ebtables中进行匹 配后完成的。
然而，基于标准Linux的规定，只有来自桥属设备接口的数据才能进入ebtables中 进行匹配，而WAN侧设备并不属于桥属设备，因此，来自WAN侧设备的业务数据是没办法在 ebtables中进行匹配并被执行Marking动作的，导致网关设备在进行QoS流量控制时无法实 现对业务数据的上下行兼容。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种业务数据的QoS流量控制方法，旨在解决目前网关设备在进行QoS流量控制时无法实现对业务数据的上下行兼容的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种业务数据的服务质量QoS流量控制方法，包括：
在所述网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute表用于对来自 WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记；
获取用户配置的服务质量QoS规则；
基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记；
根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。
本发明实施例的另一目的在于提供一种业务数据的服务质量QoS流量控制装置，包括：
配置单元，用于在所述网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute 表用于对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记；
获取单元，用于获取用户配置的服务质量QoS规则；
标记单元，用于基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记；
控制单元，用于根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。
本发明实施例通过在ebtables中扩充配置proute表，使得网关设备在对业务数据 进行QoS流量控制时，能够实现上下行数据的兼容并行处理，提高了QoS的服务效率，提升了 QoS服务质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法S103的具体实现流程图；
图3是本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法S103的流程示意图；
图4是本发明另一实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法S103的具体实现流程图；
图5是本发明另一实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法S103的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法S104的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法可以应用于网关(Gateway)设备中，被网关设备用于同时对输入网关设备的上下行业务数据进行QoS流量控制。图1示出了本发明实施例提供的业务数据的QoS流量控制方法的实现流程，详述如下：
在S101中，在所述网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute表用 于对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记。
在对业务数据进行QoS流量控制时，网关设备在获取到配置的QoS规则之后，会在 后台通过配置的QoS规则来对输入网关设备的业务数据进行一一匹配，并对经过了匹配的 业务数据进行标识，为业务数据打上标记(Mark)值，以根据业务数据的Mark值将业务数据 放入相应的队列中，实现流量控制。在上述过程中，经过网关设备二层路由的业务数据需要 在ebtables的broute表中进行匹配，根据Linux的标准，broute表用于以太网桥，只有来自 桥属设备接口的业务数据才能够进入broute表，因此，来自LAN侧设备的业务数据(即网关 设备的上行业务数据)可以顺利地到达broute表，而来自WAN侧设备的业务数据(即网关设 备的下行业务数据)则无法进入broute表中进行匹配和标记，这样，网关设备在后续数据处 理流程中就无法顺利地对来自WAN侧的业务数据进行QoS流量控制。
因此，在本实施例中，首先在网关设备的协议栈中对ebtables进行配置，在 ebtables内配置proute表，该proute表能够实现对来WAN侧设备的匹配和标记。
在S102中，获取用户配置的服务质量QoS规则。
其中，用户可以通过QoS页面或者其他配置工具，配置一系列的QoS规则，包括队列优先级和网关设备出口的总限速。当用户配置好QoS规则之后，网关设备便可以根据该QoS规则中的队列优先级在其设备之下挂载相应的队列，并获知该QoS规则中网关设备出口的总限速。
在S103中，基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记。
S102中获取到的配置的QoS规则会被下发给proute表和broute表，因此，来自WAN侧设备的业务数据在到达协议栈时，进入到proute表中进行QoS规则匹配和标记；而来自LAN侧设备的业务数据在到达协议栈时，进入broute表中进行QoS规则匹配和标记，由此一来，就能够在二层路由中实现对进入网关设备的所有业务数据的匹配和标记。
作为本发明的一个实施例，可以让proute表和broute表依次对业务数据进行匹配和标记处理，具体地，配置所述proute表的优先级高于协议栈中已配置的broute表的优先级，则如图2所示，S103具体为：
S201，将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述proute表。
由于设定proute表的优先级高于broute表的优先级，由此一来，如图3所示，业务数据在进入到网关设备内部，到达协议栈之后，会首先进入到proute表中进行处理，再进入到broute表中进行处理。
S202，基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
在本实施例中，proute表不仅仅针对以太网桥，所有输入到网关设备的业务数据(包括来自LAN侧设备的业务数据和来自WAN侧设备的业务数据)均可以进入到proute表中，而proute表根据QoS规则，对其中来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记。
S203，将未在所述proute表匹配成功的业务数据输入至所述broute表。
S204，基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
来自LAN侧设备的业务数据将不能在proute表中进行成功匹配，因此，在S203中，未能在proute表中匹配成功的业务数据还会输入至broute表中继续进行匹配，由broute表根据QoS规则，对来自LAN侧设备的业务数据进行匹配和标记。
作为本发明的一个实施例，可以让broute表和proute表依次对业务数据进行匹配和标记处理，具体地，配置所述proute表的优先级低于协议栈中已配置的broute表的优先级，则如图4所示，S103具体为：
所述基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记包括：
S401，将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述broute表。
由于设定proute表的优先级低于broute表的优先级，由此一来，如图5所示，业务数据在进入到网关设备内部，到达协议栈之后，会首先进入到broute表中进行处理，再进入到proute表中进行处理。
S402，基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
在本实施例中，broute表不仅仅针对以太网桥，所有输入到网关设备的业务数据(包括来自LAN侧设备的业务数据和来自WAN侧设备的业务数据)均可以进入到broute表中，而broute表根据QoS规则，对其中来自LAN侧设备的业务数据进行匹配和标记。
S403，将未在所述broute表匹配成功的业务数据输入至所述proute表。
S404，基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
来自LAN侧设备的业务数据将不能在broute表中进行成功匹配，因此，在S403中，未能在broute表中匹配成功的业务数据还会输入至proute表中继续进行匹配，由proute表根据QoS规则，对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记。
在S104中，根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。
通过S101至S103，来自WAN侧设备和来自LAN侧设备的业务数据均通过经过网关设备二层路由的匹配和标记，由此一来，网关设备便可以根据不同的标记，将相应的业务数据丢入根据QoS规则设置好的队列之中，对业务数据进行限速或者调度，实现对业务数据的QoS流量控制。
本发明实施例通过在ebtables中扩充配置proute表，使得网关设备在对业务数据 进行QoS流量控制时，能够实现上下行数据的兼容并行处理，提高了QoS的服务效率，提升了 QoS服务质量。
作为本发明的一个实施例，可以在网关设备的两个HOOK点上分别加载两个IMQ设备，来对网关设备下挂载的同一队列同时进行限速和调度，以此来提高网关设备对业务数据的QoS服务质量。如图6所示，S104包括：
在S601中，在所述网关设备netfilter框架的两个HOOK点上分别加载第一中介队列IMQ设备和第二IMQ设备。
所述IMQ设备，是一个虚拟的网卡设备，与物理网卡不同的是，通过它可以进行全局的流量整形；所述netfilter框架，就是在整个网络流程的若干位置放置了一些检测点(HOOK点)，并在每个HOOK点上登记了一些处理函数(例如包过滤、网络地址转换(NetworkAddress Translation，NAT)等)进行处理，且所述处理函数可以由用户自定义的功能函数。
在本实施例中，在网关设备业务数据流经的两个HOOK点上分别加载两个IMQ设备，用于对流经HOOK点的业务数据分别执行QoS中的限速和调度。其中，可以通过ifconfig工具、vnetconfig工具来驱动第一IMQ设备和第二IMQ设备，使其加载至相应的HOOK点，上述驱动和加载过程可以被标准的Linux内核所支持。
需要说明的是，在本实施例中，由于IMQ设备位于网关设备的三层路由中，因此，标 记上了二层路由Mark值的业务数据还会输入到网关设备路由模块的iptables，到达其中的 mangle表，继续匹配三层路由的五元素组，并在匹配完成后标记上对应的三层路由Mark值， 之后再输入到两个IMQ设备之中进行限速和调度。
作为本发明的一个实施例，两个IMQ设备可以依次挂载在网关设备的数据入口处的HOOK点上和数据出口处的HOOK点上，包括：
在所述网关设备数据入口处的HOOK点加载第一IMQ设备，在所述网关设备数据出口处的HOOK点加载第二IMQ设备；或者，
在所述网关设备数据入口处的HOOK点加载第二IMQ设备，在所述网关设备数据出口处的HOOK点加载第一IMQ设备。
即，可以调换第一IMQ设备和第二IMQ设备的顺序关系，先进行限速，后进行调度，或者先进行调度，后进行限速。
优选地：
在所述网关设备netfilter框架的PREROUTE点上加载所述第一IMQ设备；
在所述网关设备netfilter框架的POSTROUTE点上加载所述第二IMQ设备。
所述PREROUTE点(即NF_IP_PRE_ROUTING)和所述POSTROUTE点(即NF_IP_POST_ROUTING)为netfilter框架中的五个HOOK点中的两个，其中，所述PREROUTE点为刚刚进入网关设备的业务数据所要通过的HOOK点，所述POSTROUTE点为所有马上要输出网络设备的业务数据所要通过的HOOK点，将两个IMQ设备分别设置在这两个HOOK点上，从而在网关设备的第一个入口对业务数据进行限速，在网关设备的最后一个出口对业务数据进行调度，从而实现对网关设备下挂载的队列既进行限速，又进行调度。
在S602中，当业务数据经过所述第一IMQ设备时，所述第一IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行限速处理。
在本实施例中，利用第一IMQ设备来控制业务数据的入口总闸，根据配置的QoS规则中的所述网关设备出口的总限速，限制住业务数据的总带宽。具体地，可以采用排队规则(Queueing Discipline)的htb算法，由于在第一IMQ设备之下挂载有每一个Mark值所对应的队列，因此，此时第一IMQ设备会根据业务数据的Mark值，将不同类型的业务数据丢入相应的队列中去。
在S603中，当业务数据经过所述第二IMQ设备时，所述第二IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行调度。
在本实施例中，利用第二IMQ设备来控制业务数据的出口总闸，同样地，第二IMQ设备会根据业务数据的Mark值，将不同类型的业务数据丢入相应的队列，并采用SP调度算法来实现对队列的调度。
最终，经过第一IMQ设备和第二IMQ设备的整流，可以得到符合用户配置的QoS规则的业务数据流，并经由网关设备的接口发送出去。
图7示出了本发明实施例提供的业务数据的服务质量QoS流量控制装置的结构框图，该装置可以位于网关设备之中，用于运行本发明图1至图6实施例所述的业务数据的服务质量QoS流量控制方法。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
参照图7，该装置包括：
配置单元71，在所述网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute表 用于对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记。
获取单元72，获取用户配置的服务质量QoS规则。
标记单元73，基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记。
控制单元74，根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。
可选地，所述proute表的优先级高于协议栈中已配置的broute表的优先级，所述标记单元73包括：
第一输入子单元，将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述proute表。
第一标记子单元，基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
第二输入子单元，将未在所述proute表匹配成功的业务数据输入至所述broute表。
第二标记子单元，基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
可选地，所述proute表的优先级低于协议栈中已配置的broute表的优先级，所述标记单元73包括：
第三输入子单元，将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述broute表。
第三标记子单元，基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
第四输入子单元，将未在所述broute表匹配成功的业务数据输入至所述proute表。
第四标记子单元，基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
可选地，所述控制单元74包括：
加载子单元，在所述网关设备netfilter框架的两个HOOK点上分别加载第一中介队列IMQ设备和第二IMQ设备。
限速子单元，当业务数据经过所述第一IMQ设备时，所述第一IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行限速处理。
调度子单元，当业务数据经过所述第二IMQ设备时，所述第二IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行调度。
可选地，所述加载子单元具体用于：
在所述网关设备netfilter框架的PREROUTE点上加载所述第一IMQ设备；
在所述网关设备netfilter框架的POSTROUTE点上加载所述第二IMQ设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种业务数据的服务质量QoS流量控制方法，其特征在于，包括：
在网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute表用于对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记；
获取用户配置的服务质量QoS规则；
基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记，让所述proute表和所述broute表依次对业务数据进行匹配和标记；
根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述proute表的优先级高于协议栈中已配置的broute表的优先级，
所述基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记包括：
将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述proute表；
基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记；
将未在所述proute表匹配成功的业务数据输入至所述broute表；
基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述proute表的优先级低于协议栈中已配置的broute表的优先级，
所述基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记包括：
将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述broute表；
基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记；
将未在所述broute表匹配成功的业务数据输入至所述proute表；
基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
4.如权利要求1－3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制包括：
在所述网关设备netfilter框架的两个HOOK点上分别加载第一中介队列IMQ设备和第二IMQ设备；
当业务数据经过所述第一IMQ设备时，所述第一IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行限速处理；
当业务数据经过所述第二IMQ设备时，所述第二IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行调度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在网关设备netfilter框架的两个HOOK点上分别加载第一IMQ设备和第二IMQ设备包括：
在所述网关设备netfilter框架的PREROUTE点上加载所述第一IMQ设备；
在所述网关设备netfilter框架的POSTROUTE点上加载所述第二IMQ设备。
6.一种业务数据的服务质量QoS流量控制装置，其特征在于，包括：
配置单元，用于在网关设备协议栈的ebtables内配置proute表，所述proute表用于对来自WAN侧设备的业务数据进行匹配和标记；
获取单元，用于获取用户配置的服务质量QoS规则；
标记单元，用于基于所述QoS规则，将输入所述网关设备且来自WAN侧设备的业务数据在所述proute表中进行匹配和标记，将输入所述网关设备且来自LAN侧设备的业务数据在所述协议栈中已配置的broute表中进行匹配和标记，让所述proute表和所述broute表依次对业务数据进行匹配和标记；
控制单元，用于根据经过了标记的业务数据进行QoS流量控制。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述proute表的优先级高于协议栈中已配置的broute表的优先级，所述标记单元包括：
第一输入子单元，用于将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述proute表；
第一标记子单元，用于基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记；
第二输入子单元，用于将未在所述proute表匹配成功的业务数据输入至所述broute表；
第二标记子单元，用于基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述proute表的优先级低于协议栈中已配置的broute表的优先级，所述标记单元包括：
第三输入子单元，用于将输入所述网关设备的所有业务数据输入至所述broute表；
第三标记子单元，用于基于所述QoS规则，所述broute表对输入的业务数据进行匹配和标记；
第四输入子单元，用于将未在所述broute表匹配成功的业务数据输入至所述proute表；
第四标记子单元，用于基于所述QoS规则，所述proute表对输入的业务数据进行匹配和标记。
9.如权利要求6－8任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：
加载子单元，用于在所述网关设备netfilter框架的两个HOOK点上分别加载第一中介队列IMQ设备和第二IMQ设备；
限速子单元，用于当业务数据经过所述第一IMQ设备时，所述第一IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行限速处理；
调度子单元，用于当业务数据经过所述第二IMQ设备时，所述第二IMQ设备根据所述QoS规则，对经过标记的业务数据进行调度。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述加载子单元具体用于：
在所述网关设备netfilter框架的PREROUTE点上加载所述第一IMQ设备；在所述网关设备netfilter框架的POSTROUTE点上加载所述第二IMQ设备。
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