CN104486453A - 一种老化时间的调整方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种老化时间的调整方法及装置，涉及通信技术领域，用于解决现有技术中，由于NAT老化时间的设置方法，导致实现数据业务的成功率低的问题。在本发明提供的技术方案中，获取数据包的优先级和数据包的传输协议类型，通过查找或计算的方法，得到调整后老化时间，使NAT老化时间可以根据数据包的优先级进行调整。本发明实施例主要应用于NAT老化时间的调整流程中。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种老化时间的调整方法及装置。
背景技术
目前，IPv4(Internet Protocol Version 4，网际协议版本4)地址不足，通过NAT(Network Address Trans lat ion，网络地址转换)技术可以缓解IPv4地址不足的问题。NAT技术能够实现对私网网络设备的IP地址的转换，且在转换之后，使得多个私网网络设备的IP地址共享一个公共IP地址，而不必使每一个私网网络设备的IP地址单独对应一个公共IP地址。
在现有的NAT技术中，NAT设备存储每一条用户私网IP地址和转换后公网IP地址的对应关系，存储的一条对应关系可称为一条反向映射条目，每个用户使用的每项业务都会在NAT设备中存储一个反向映射条目。但是在实际应用过程中，NAT设备可存储的反向映射条目数量是有限。因此NAT设备会为反向条目设置老化时间以调整存储资源分配，在到达老化时间后，NAT设备会将到达老化时间的反向映射条目从NAT设备中删除，提供空间供新接入的用户业务占用。
在实现上述技术方案时，对老化时间的具体设置方案中，只能依据数据传输层协议设置老化时间，数据传输层协议包括TCP(Transmission ControlProtocol，传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol，用户数据包协议)等，且在同一协议类型下，必须为所有反向映射条目设置相同的老化时间。以通过TCP协议传输数据为例，假设NAT设备默认TCP传输协议的基本老化时间为600秒，一些希望保持长期在线的业务(比如手机推送服务)在建立转换关系后600秒就会断开连接，导致业务中断，影响用户体验。如果统一设置较长的老化时间，如3000秒，虽然会提升长期业务的用户体验，但会导致短期业务(比如网页浏览，只需600秒或者更短的时间就可完成通信)，会剩下很长时间没有数据传输但仍然占用着NAT设备的空间，产生资源浪费的问题，但如果统一设置较短的老化时间，如300秒，虽然可以满足短期业务的老化时间需求，但会大大影响长期业务的业务质量。因此，现有技术中老化时间的设置方法不能满足不同业务对老化时间的不同需求，导致传输数据业务的成功率低。
发明内容
本发明的实施例提供一种老化时间的调整方法及装置，使得设置的老化时间能够能满足不同业务对老化时间的不同需求，从而显著提高传输数据业务的成功率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种老化时间的调整方法，包括：
获取待传输数据包的优先级和所述待传输数据包对应的传输层协议类型；
根据所述优先级和所述传输层协议类型，确定所述待传输数据包的老化时间，所述待传输数据包的老化时间为调整后的老化时间，当所述待传输数据包对应的所述优先级和/或所述传输层协议类型不同时，确定的所述调整后的老化时间不同。
一种老化时间的调整装置，包括：
获取单元，用于获取待传输数据包的优先级和所述待传输数据包对应的传输层协议类型；
确定单元，用于根据所述优先级和所述传输层协议类型，确定所述待传输数据包的老化时间，所述待传输数据包的老化时间为调整后的老化时间，当所述待传输数据包对应的所述优先级和/或所述传输层协议类型不同时，确定的所述调整后的老化时间不同。
本发明实施例提供的一种老化时间的调整方法及装置，由NAT设备获取待传输数据包的优先级和待传输数据包对应的传输层协议类型，通过对获取到的优先级和传输层协议类型，得到调整后的老化时间，使NAT老化时间可以根据数据包的优先级和数据包的传输层协议类型进行调整，使高优先级的业务设置较长的老化时间，而低优先级的业务设置较短的老化时间。在现有技术中同一用户终端上，同一数据传输层类型的所有业务均使用同一老化时间，这样就导致统一设置较短老化时间时，使用户正在使用的长期业务提前断开连接，降低用户体验，或者统一设置较长老化时间时，会导致大量短期业务长期占用着NAT资源，导致资源浪费。而本发明实施例提供的方案为不同用户业务设置合理的老化时间，显著提高了传输数据业务的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种老化时间的调整方法流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整方法流程图；
图3为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整方法流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整方法流程图；
图5为本发明实施例提供的一种老化时间的调整装置组成示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整装置组成示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整装置组成示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整装置组成示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种老化时间的调整装置组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种老化时间的调整方法，根据数据包的优先级和数据包的传输层协议类型，对NAT设备的老化时间进行调整，使用户业务不会因为设置了统一的老化时间而导致用户正在使用的业务提前断开连接，或者已长时间不再进行数据传输的用户业务，却仍然占用着NAT端口资源，从而提高了传输数据业务的成功率，如图1所示，该方法包括：
101、NAT设备获取待传输数据包的优先级和待传输数据包对应的传输层协议类型。
其中，数据包的优先级通过数据包的QoS(Quality of Service，服务质量)位表示。NAT设备在获取到待传输数据包的优先级时，还要获取待传输数据包对应的传输层协议类型。待传输数据包对应的传输层协议类型至少包括：TCP传输层协议和UDP传输层协议。
102、NAT设备根据优先级和传输层协议类型，确定待传输数据包的老化时间。
其中，待传输数据包的老化时间为调整后的老化时间，当待传输数据包对应的优先级和/或传输层协议类型不同时，确定的调整后的老化时间不同。需要说明的是，在相同传输层协议类型下，各优先级的老化时间不同，且在相同优先级的情况下，各传输协议类型的老化时间不同。但是在优先级和传输层协议均不相同的情况下，可以出现相同的老化时间。
进一步的NAT设备如何通过获取到的待传输数据包的优先级和传输层协议类型，确定调整后的老化时间的具体实现方式，将在后述步骤201和步骤202进行详细描述。
本发明实施例提供的一种老化时间的调整方法，由NAT设备获取待传输数据包的优先级和待传输数据包对应的传输层协议类型，通过对获取到的优先级和传输层协议类型，得到调整后的老化时间，使NAT老化时间可以根据数据包的优先级和数据包的传输层协议类型进行调整，使高优先级的业务设置较长的老化时间，而低优先级的业务设置较短的老化时间。相比于在现有技术中，同一用户终端上，同一数据传输层类型的所有业务均使用同一老化时间，这样就导致统一设置较短老化时间时，使用户正在使用的长期业务提前断开连接，降低用户体验，或者统一设置较长老化时间时，会导致大量短期业务长期占用着NAT资源，导致资源浪费。而本发明实施例提供的方案为不同用户业务设置合理的老化时间，显著提高了传输数据业务的成功率。
本发明实提供的另一实施例中，具体描述了NAT设备根据数据包的优先级和数据包的传输层协议类型，确定待传输数据包的老化时间，如图2所示，包括：
201、NAT设备根据优先级和传输层协议类型，与调整后的老化时间的映射关系，查找与优先级和传输层协议类型对应的调整后的老化时间。
其中，NAT设备中预设有优先级、传输层协议类型和调整后老化时间的映射关系表，如表1所示。通过数据包的优先级和数据包的传输层协议类型，可在该表中查找得到唯一一个与上述两项参数对应的调整后的老化时间。在该表1中，第一行从左至右依次包含“优先级”、“TCP老化时间”、“UDP老化时间”三类参数。其中，优先级通过数值表示，在本实施例中，优先级依次划分为从“0”到“7”，八个等级，每个等级的优先级都对应有其在TCP协议或UDP协议下的老化时间。在该表1中，优先级按照由高到低的顺序，由“7”到“0”顺序排列。如表1第二行所示，优先级为“7”的数据包，如果通过TCP协议传输，则其对应的TCP老化时间为86400秒(24小时)，如果通过UDP协议传输，则其对应的UDP老化时间为43200秒(12小时)，第三行为优先级为“6”的数据包对应的TCP老化时间和UDP老化时间，直到优先级为“0”的数据包对应的老化时间。表中“优先级”为“0”的数据包对应的老化时间是TCP传输层协议和UDP传输层协议的基本老化时间。在此，本发明实施例不限定只有如表1所示的优先级与老化时间的具体对应关系，在保证相同传输层协议时，老化时间会根据优先级递增的前提下，可根据运营商根据实际使用情况进行设置。
表1
| 优先级 | TCP老化时间 | UDP老化时间 |
| 7 | 86400秒(24小时) | 43200秒(12小时) |
| 6 | 43200秒(12小时) | 21600秒(6小时) |
| …… | …… | …… |
| 1 | 1800秒(30分钟) | 600秒(10分钟) |
| 0 | 600秒(10分钟) | 300秒(5分钟) |
202、NAT设备根据优先级，和传输层协议使用的基本老化时间计算，得到调整后的老化时间。
其中，在现有技术中，NAT设备会为不同传输层协议的用户业务设置不同的基本老化时间，而为相同传输层协议的用户业务设置相同的基本老化时间。通常，在TCP传输层协议下，NAT设备为在该协议下传输的数据设置的初始老化时间较长，比如为600秒，而在UDP传输层协议下，NAT设备为在该协议下传输的数据设置的初始老化时间较短，比如为300秒。
在本发明实施例中，在获取到数据包优先级和该数据包的基本老化时间两类参数后，通过该获取到的两类参数获取调整后的老化时间的计算公式包括但不限定有下述三类公式，包括：
T＝(n+1)×t0……公式一；
T＝2n×t0……公式二；
T＝(log2n)×t0……公式三；
在上述三个公式中，“T”为调整后的老化时间，“n”为数据包优先级对应的数值，“t0”为传输层协议的基本老化时间。
以公式一为例，当数据包的优先级n为7，且该数据包是在TCP协议下传输的(t0为600秒)，则该数据包的调整后老化时间为T＝(7+1)×600＝4800秒。
另外，在计算过程中，本发明实施例不限制于只使用上述这两种参数进行计算，比如，还可以同时参考用户网络带宽来进行老化时间的调整，可以有如下公式，至少包括：
T＝(n+1)×m×t0……公式四；
T＝2n+m×t0……公式五；
T＝(log2n×m)×t0……公式六；
需要说明的是，在上述三个公式中，“T”为调整后的老化时间，“n”为数据包优先级，“t0”为传输协议的基本老化时间，“m”为用户上网时用户的带宽参数，当m为1时，即为1M带宽。
以公式四为例，一用户的带宽参数m为2，该用户传输的数据包的优先级n为7，且该数据包是在UDP协议下传输的(t0为300秒)，则该数据包的调整后老化时间为T＝(7+1)×2×300＝4800秒。
在实现步骤202时，为使老化时间设置的更合理，可执行下述步骤301至步骤302，如图3所示，以执行在步骤202之后为例，还包括：
301、NAT设备为待传输数据包设置最大老化时间。
其中，NAT设备中设置的最大老化时间为24小时(86400秒)。结合现有用户业务的使用情况，设置最大老化时间为24小时，就可以满足用户业务对老化时间的使用需求。
302、当计算得到的调整后的老化时间大于最大老化时间时，将调整后的老化时间更新为最大老化时间。
结合步骤301和步骤302进行说明。在资源允许的情况下，用户希望为业务设置的老化时间为无限长，因为这样可以使用户获得最好的业务体验。但是，在实际应用中，NAT资源是有限的，因此，设置过长的老化时间在提高用户体验方面的收益不大，反而会因老化时间过长，使用户业务虽然已经不进行数据传输，但是还占用着NAT资源，导致NAT资源浪费。基于此，本发明实施例设置最大老化时间，就可以保证，在使用本发明提供的计算老化时间的方法时，不会设置过长的老化时间，导致大量NAT资源的浪费，从而提高了NAT资源的有效使用率。
本发明提供的另一实施例中，可避免因NAT设备端口数量有限，出现NAT设备无法提供足够的端口供新业务使用的问题，可与步骤101并行执行，也可可执行在步骤101之前，如图4所示，以执行在步骤101之前为例，包括：
401、NAT设备为用户终端设置端口使用数量门限值。
其中，NAT设备为用户终端分配的端口数量是固定的。用户终端使用的每一项连网业务都会使用一定数量的端口进行数据传输。如果该用户在一段时间内进行了大量的业务切换，就有可能使用NAT设备为其分配的全部端口，在这种情况下，新接入的业务将没有端口供其进行数据传输，导致该业务失效。因此，设置端口使用数量门限值是为了，在进行下述步骤402后，确保在用户有新业务需要使用端口时，总有足够的端口供新业务进行数据传输。
402、当用户终端的当前端口使用数量大于端口使用数量门限值时，NAT设备释放指定释放资源。
其中，指定释放资源包括：用户终端中通信间歇时间大于基本老化时间的数据业务所使用的资源。通信间歇时间为，第一时刻与第二时刻的差值。第一时刻为，已使用端口进行数据传输的业务的最后一次通信的时刻，第二时刻为，一项新业务使用端口进行数据传输的时刻。需要说明的是，由于第二时刻为在后发生的时刻，第一时刻为在先发生的时刻，因此，在计算时，需使用第二时刻减第一时刻，以保证得到的数值为正数。
值得说明的是，在释放指定释放资源时，至少可遵循如下规则：
a1、释放一项优先级最低的资源；
a2、释放一项通信间隔时间最长的资源；
a3、将所有优先级最低的资源全部释放；
a4、将所有通信间隔时间大于基本老化时间的资源全部释放。
本发明提供的另一实施例中，对获取待传输数据包的优先级做了详细表述，包括：
读取待传输数据包包头中存储的表示待传输数据包优先级的字段。
其中，表示待传输数据包优先级的字段是，任何待传输数据包包头中固有的字段，因此在使用过程中，不需要在数据包中定义新的字段。优先级越高的数据包越重要，即用户希望该数据包拥有更长的老化时间。在实际使用中，用户业务的数据包在传输前，会先经过NAT设备为其确定目的IP地址，在这个过程中，NAT设备会先读取待传输数据包包头，该读取过程会遍历待传输数据包包头中的每一个字段。在现有技术中，NAT设备会读到待传输数据包优先级的字段，但不对其进行处理。而本发明充分利用了，NAT设备会读取到待传输数据包包头中的优先级这一特点，在NAT设备读取到待传输数据包优先级的字段后，根据数据包的优先级，对老化时间进行调整。从而可以实现，为数据包优先级高的用户业务设置长的老化时间。
本发明实施例提供的一种老化时间的调整方法，由NAT设备获取待传输数据包的优先级和待传输数据包对应的传输层协议类型，通过获取到的优先级和传输层协议类型，得到调整后的老化时间，使NAT老化时间可以根据数据包的优先级和数据包的传输层协议类型进行调整，使高优先级的业务设置较长的老化时间，而低优先级的业务设置较短的老化时间。在现有技术中同一用户终端上，同一数据传输层类型的所有业务均使用同一老化时间，这样就导致统一设置较短老化时间时，使用户正在使用的长期业务提前断开连接，降低用户体验，或者统一设置较长老化时间时，会导致大量短期业务长期占用着NAT资源，导致资源浪费。而本发明实施例提供的方案为不同用户业务设置合理的老化时间，显著提高了传输数据业务的成功率。
本发明实施例提供了一种老化时间的调整装置，如图5所示，包括：获取单元51、确定单元52。
获取单元51，用于获取待传输数据包的优先级和待传输数据包对应的传输层协议类型。
确定单元52，用于根据获取单元51获取的优先级和传输层协议类型，确定待传输数据包的老化时间，待传输数据包的老化时间为调整后的老化时间，当待传输数据包对应的优先级和/或传输层协议类型不同时，确定的调整后的老化时间不同。
如图6所示，确定单元52包括：查找子单元521、计算子单元522。
查找子单元521，用于根据获取单元51获取的优先级和传输层协议类型，与调整后的老化时间的映射关系，查找与优先级和传输层协议类型对应的调整后的老化时间。或者，
计算子单元522，用于根据获取单元51获取的优先级和传输层协议使用的基本老化时间计算，得到调整后的老化时间。
在本发明提供的另一实施例中，如图7所示，该装置还包括：第一设置单元61、更新单元62。
第一设置单元61，用于为待传输数据包设置最大老化时间。
更新单元62，用于当计算子单元522计算得到的调整后的老化时间大于第一设置单元61设置的最大老化时间时，将调整后的老化时间更新为最大老化时间。
如图8所示，该装置还包括：第二设置单元71、资源释放单元72。
第二设置单元71，用于为用户终端设置端口使用数量门限值。
资源释放单元72，用于当用户终端的当前端口使用数量大于第二设置单元71设置的端口使用数量门限值时，资源释放单元72释放指定释放资源，指定释放资源包括：用户终端中通信间歇时间大于基本老化时间的数据业务所使用的资源，通信间歇时间为，第一时刻与第二时刻的差值，第一时刻为，已使用端口进行数据传输的业务的最后一次通信的时刻，第二时刻为，一项新业务使用端口进行数据传输的时刻。
如图9所示，获取单元51还包括：读取子单元511。
读取子单元511，用于读取待传输数据包包头中存储的表示待传输数据包优先级的字段。
本发明实施例提供的一种老化时间的调整装置，由获取单元获取待传输数据包的优先级和待传输数据包对应的传输层协议类型，通过获取到的优先级和传输层协议类型，得到调整后的老化时间，使NAT老化时间可以根据数据包的优先级和数据包的传输层协议类型进行调整，使高优先级的业务设置较长的老化时间，而低优先级的业务设置较短的老化时间。在现有技术中同一用户终端上，同一数据传输层类型的所有业务均使用同一老化时间，这样就导致统一设置较短老化时间时，使用户正在使用的长期业务提前断开连接，降低用户体验，或者统一设置较长老化时间时，会导致大量短期业务长期占用着NAT资源，导致资源浪费。而本发明实施例提供的方案为不同用户业务设置合理的老化时间，显著提高了传输数据业务的成功率。
值得说明的是，本实施例中如图5至图9所示的装置用于实现上述如图1至图4所描述的方法流程。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种老化时间的调整方法，其特征在于，包括：
获取待传输数据包的优先级和所述待传输数据包对应的传输层协议类型；
根据所述优先级和所述传输层协议类型，确定所述待传输数据包的老化时间，所述待传输数据包的老化时间为调整后的老化时间，当所述待传输数据包对应的所述优先级和/或所述传输层协议类型不同时，确定的所述调整后的老化时间不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述优先级和所述传输层协议类型，确定所述待传输数据包的老化时间，具体包括：
根据所述优先级和所述传输层协议类型，与所述调整后的老化时间的映射关系，查找与所述优先级和所述传输层协议类型对应的所述调整后的老化时间；或者，
根据所述优先级和所述传输层协议使用的基本老化时间计算，得到所述调整后的老化时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
为所述待传输数据包设置最大老化时间；
当计算得到的所述调整后的老化时间大于所述最大老化时间时，将所述调整后的老化时间更新为所述最大老化时间。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，包括：
为所述用户终端设置端口使用数量门限值；
当所述用户终端的当前端口使用数量大于所述端口使用数量门限值时，所述网络地址转换NAT设备释放指定释放资源，所述指定释放资源包括：所述用户终端中通信间歇时间大于所述基本老化时间的数据业务所使用的资源，所述通信间歇时间为，第一时刻与第二时刻的差值，所述第一时刻为，已使用端口进行数据传输的业务的最后一次通信的时刻，所述第二时刻为，一项新业务使用端口进行数据传输的时刻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取待传输数据包的优先级，包括：
读取所述待传输数据包包头中存储的表示所述待传输数据包优先级的字 段。
6.一种老化时间的调整装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取待传输数据包的优先级和所述待传输数据包对应的传输层协议类型；
确定单元，还用于根据所述优先级和所述传输层协议类型，确定所述待传输数据包的老化时间，所述待传输数据包的老化时间为调整后的老化时间，当所述待传输数据包对应的所述优先级和/或所述传输层协议类型不同时，确定的所述调整后的老化时间不同。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：
查找子单元，用于根据所述存储单元存储的所述优先级和所述传输层协议类型，与所述调整后的老化时间的映射关系，查找与所述优先级和所述传输层协议类型对应的所述调整后的老化时间；或者，
计算子单元，用于根据所述优先级和所述传输层协议使用的基本老化时间计算，得到所述调整后的老化时间。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一设置单元，用于为所述待传输数据包设置最大老化时间；
更新单元，用于当所述子计算单元计算得到的所述调整后的老化时间大于所述第一设置单元设置的所述最大老化时间时，将所述调整后的老化时间更新为所述最大老化时间。
9.根据权利要求6-8任意一种所述的装置，其特征在于，包括：
第二设置单元，用于为所述用户终端设置端口使用数量门限值；
资源释放单元，用于当所述用户终端的当前端口使用数量大于所述第二设置单元设置的所述端口使用数量门限值时，所述资源释放单元释放指定释放资源，所述指定释放资源包括：所述用户终端中通信间歇时间大于所述基本老化时间的数据业务所使用的资源，所述通信间歇时间为，第一时刻与第二时刻的差值，所述第一时刻为，已使用端口进行数据传输的业务的最后一次通信的时刻，所述第二时刻为，一项新业务使用端口进行数据传输的时刻。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取单元，还包括：
读取子单元，用于读取所述待传输数据包包头中存储的表示所述待传输数据包优先级的字段。
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