CN104618270A - 智能带宽分配的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域，公开了一种智能带宽分配的方法和装置，该方法包括：S1.在初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录占用带宽的总量；S2.在传输速度不再明显增加时，将此时占用带宽的总量记录为真实带宽；S3.下调使用带宽大于平均带宽的用户的带宽上限，使其略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；S4.若当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值，则重复执行步骤S3，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。本发明通过对总带宽和用户需求的智能判断，在无需知道用户总带宽的情况下，可以保证带宽最大利用率且实现带宽的动态合理分配。

Description

智能带宽分配的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种智能带宽分配的方法和装置。

背景技术

对于家庭、社区或企业网络来说，经常会出现多个用户共用同一个对外端口访问互联网的情况，此时多个用户共享对外访问的带宽，为了尽量公平地保证各用户的访问效率，有必要对各用户的带宽进行合理分配。

现有技术中进行带宽分配的本质就是对各用户的带宽进行限速，传统的限速方式多是采用的操作系统内核自带的TC(Traffic Control，流量控制)技术，逐一地设定各个用户的带宽上限。采用现有技术的分配方式虽然比较直观，但由于其把每个用户的带宽限死，在所有用户实际需求的流量之和未超出总带宽的时候，经常会有部分用户被限制访问，因而并不能有效保证所有用户的实际访问效率，带宽的实际利用率也受到限制。加上TC技术是对向外转发的数据包进行控制，只能对其他用户中转的数据流量进行限制，对本机(一般是路由器、网关等设备)自身的报文无法控制，实际的带宽管理未必精确合理。此外，现有技术的方式必须由管理员手动指定带宽，设置方式较为机械，调整时较为不便，对于实时动态变化的用户需求来说，很难准确满足各用户的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何智能地对用户带宽进行动态分配。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种智能带宽分配的方法，包括步骤：

S1，在单用户上网时或多用户上网的初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录当前网络传输占用带宽的总量；

S2，在用户仍有网络数据需求而传输速度不再明显增加时，将此时网络传输占用带宽的总量记录为本网络的真实带宽；

S3，对于多用户上网的情况，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；

S4，若当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值，则重复执行步骤S3，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。

优选地，所述方法中，所述真实带宽的控制值设置为略低于所述真实带宽的一个数值。

优选地，所述方法中，所述平均带宽为所述真实带宽的控制值除以用户数后的带宽值。

优选地，所述方法还包括步骤：

S5，若当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略高于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；重复本步骤直至当前网络传输占用带宽的总量不小于所述真实带宽的控制值或全部用户的带宽上限均不受限。

优选地，所述方法还包括步骤：

S5'，若当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值，则对全部用户使用带宽的上限均不做限制，随后转步骤S4。

优选地，所述方法还包括步骤：

S0，在本机设备初始化过程中，设置控制本机流量处理函数对本机带宽进行控制。

另一方面，本发明还同时提供一种智能带宽分配的装置，包括：

初始化模块，用于在单用户上网时或多用户上网的初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录当前网络传输占用带宽的总量；

带宽获取模块，用于在用户仍有网络数据需求而传输速度不再明显增加时，将此时网络传输占用带宽的总量记录为本网络的真实带宽；

上限下调模块，用于对于多用户上网的情况，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；

判定模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值时，重复调用所述上限下调模块，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。

优选地，所述装置为路由器或网关设备。

优选地，所述装置还包括：

上限上调模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值时，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略高于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；重复上调直至当前网络传输占用带宽的总量不小于所述真实带宽的控制值或全部用户的带宽上限均不受限。

优选地，所述装置还包括：

上限取消模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值时，对全部用户使用带宽的上限均不做限制，随后调用所述判定模块进行处理。

本发明提供了一种智能带宽分配的方法和装置，通过对总带宽和用户需求的智能判断，在无需知道用户总带宽的情况下，可以保证带宽最大利用率且实现带宽的动态合理分配。由于本发明的技术方案可以随时根据带宽的实际使用情况进行动态调整，满足了用户动态变化的需求，使得带宽限制对用户的影响降到忽略不计，保证了用户访问的可靠性和流畅性，增强了用户体验。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中智能带宽分配的方法的流程示意图。

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，所描述的实施例为实施本发明的较佳实施方式， 所述描述是以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围应当以权利要求所界定者为准，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

现有技术的带宽分配主要依赖管理人员手动指定，静态分配的带宽数值固定无法根据用户的动态需求进行调整，此外现有的带宽分配方式无法控制本机的报文，使用效率及合理性均受到限制。本发明的技术方案中，通过对总带宽和用户需求的智能判断，在无需知道用户总带宽的情况下，可以保证带宽最大利用率且实现带宽的动态合理分配。

如图1所示，本发明的一个实施例中智能带宽分配的方法包括步骤：

S1，在单用户上网时或多用户上网的初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录当前网络传输占用带宽的总量；

S2，在用户仍有网络数据需求而传输速度不再明显增加时，将此时网络传输占用带宽的总量记录为本网络的真实带宽；

S3，对于多用户上网的情况，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；

S4，若当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值，则重复执行步骤S3，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。

通过上述方法，本发明可以在保证总带宽使用率不下降的前提下，使得各个用户的带宽尽量达到平均。其中，上述真实带宽的控制值设置为略低于真实带宽的一个数值，通用预留少量带宽的方式，以方便判每个用户对带宽的需求情况，作为带宽调整的决策依据。上述平均带宽为真实带宽的控制值除以用户数后的带宽值。

上述方法可以在多个用户上网的总需求大于或接近本网络的带宽时进行动态的合理限速，在保证公平分配的前提下尽量减少对用户实际需求的影响。更进一步地，本发明的方法还可在多个用户上网的总需求小于本网络的带宽时对带宽进行合理配置；即上述方法进一步包括步骤：

S5，若当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略高于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；重复本步骤直至当前网络传输占用带宽的总量不小于所述真实带宽的控制值或全部用户的带宽上限均不受限。

上述步骤S5采用逐步调整的方式进行，以尽量保证网络传输的稳定性。当然，如果想简化判定条件和操作，也可直接取消全部用户的带宽上限，随后再根据具体情况看是否利用步骤S4进行调整。亦即，上述步骤S5可用下述步骤替代：

S5'，若当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值，则对全部用户使用带宽的上限均不做限制，随后转步骤S4。

在本发明的一个典型应用场景中，有部分用户对带宽需求量较大(如正在观看视频或进行游戏等)，另有部分用户对带宽需求量不大(如仅在浏览文本页面或进行文字通讯等)，采用本发明的方法可以充分保证需求量小的用户的正常访问、同时保证对需求量大的用户不做过大的限制，使得需求量小的用户空闲出的带宽得到充分利用，兼顾了带宽使用的公平性和合理性。

本领域相关技术人员可以理解，上述方案中所描述的“明显增加”、“略低于”、“略高于”和“远小于”等内容均表示在本领域常用的单位(典型的网速单位如bps、kbps、mbps、kBps和mBps等)及数量级(典型的网络带宽如512k、1m、10m、100m和1G等)内进行的合理判断，其具体设置方式不应视为对本发明的限制。在本发明的优选实施例中，管理人员可以根据本网络的实际情况对这些判断条件进行设置，设置方式可以采用百分比或具体数值的方式。比如，10s内速度变化在1‰以内视为“不再明显增加”，±5‰～±5％的调整视为“略高/低于”，5％以上的差距视为“远大于”等，上述设置的方式和数值均不应视为对本发明的限制。

在本发明更优选的实施例中，带宽控制同时考虑了本机设备产生的带宽需求。具体地，在本发明的方法中还包括步骤：S0，在本机设备初始化过程中，设置控制本机流量处理函数对本机带宽进行控制。优选地，可以分别使用linux系统的Netfilter架构和traffic功能注册相应流量处理函数，一般情况下这些流量处理函数在linux系统的TCP/IP协议栈中 ip_local_deliver_finish()函数被调用前执行。此外，本发明的方法还可实现更细时间粒度令牌(Token)控制；比如在linux系统中启用一个定时器，用来定期的更新带宽分配的配额作为Token，可以通过不断调整定时器来触发合理的更新机制。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所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，包括上述实施例方法的各步骤，而所述的存储介质可以是：ROM/RAM、磁碟、光盘、存储卡等。因此，本领域相关技术人员应能理解，与本发明的方法相对应的，本发明还同时包括一种智能带宽分配的装置，与上述方法步骤一一对应地，该装置包括：

初始化模块，用于在单用户上网时或多用户上网的初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录当前网络传输占用带宽的总量；

带宽获取模块，用于在用户仍有网络数据需求而传输速度不再明显增加时，将此时网络传输占用带宽的总量记录为本网络的真实带宽；

上限下调模块，用于对于多用户上网的情况，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；

判定模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值时，重复调用所述上限下调模块，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。

优选地，上述装置为路由器或网关设备。

本发明提供了一种智能带宽分配的方法和装置，通过对总带宽和用户需求的智能判断，在无需知道用户总带宽的情况下，可以保证带宽最大利用率且实现带宽的动态合理分配。由于本发明的技术方案可以随时根据带宽的实际使用情况进行动态调整，满足了用户动态变化的需求，使得带宽限制对用户的影响降到忽略不计，保证了用户访问的可靠性和流畅性，增强了用户体验。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权力要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范 围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能带宽分配的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1，在单用户上网时或多用户上网的初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录当前网络传输占用带宽的总量；

S2，在用户仍有网络数据需求而传输速度不再明显增加时，将此时网络传输占用带宽的总量记录为本网络的真实带宽；

S3，对于多用户上网的情况，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；

S4，若当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值，则重复执行步骤S3，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述真实带宽的控制值设置为略低于所述真实带宽的一个数值。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述平均带宽为所述真实带宽的控制值除以用户数后的带宽值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S5，若当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略高于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；重复本步骤直至当前网络传输占用带宽的总量不小于所述真实带宽的控制值或全部用户的带宽上限均不受限。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S5'，若当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值，则对全部用户使用带宽的上限均不做限制，随后转步骤S4。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

S0，在本机设备初始化过程中，设置控制本机流量处理函数对本机带宽进行控制。

7.一种智能带宽分配的装置，其特征在于，所述装置包括：

初始化模块，用于在单用户上网时或多用户上网的初始阶段，对用户使用带宽的上限不做限制，仅记录当前网络传输占用带宽的总量；

带宽获取模块，用于在用户仍有网络数据需求而传输速度不再明显增加时，将此时网络传输占用带宽的总量记录为本网络的真实带宽；

上限下调模块，用于对于多用户上网的情况，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略低于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；

判定模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量大于真实带宽的控制值时，重复调用所述上限下调模块，直至当前网络传输占用带宽的总量不大于所述真实带宽的控制值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置为路由器或网关设备。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

上限上调模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值时，对使用带宽大于平均带宽的用户进行调整，使这部分用户的带宽上限略高于其当前使用带宽，同时对使用带宽小于平均带宽的用户的带宽上限不做限制；重复上调直至当前网络传输占用带宽的总量不小于所述真实带宽的控制值或全部用户的带宽上限均不受限。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

上限取消模块，用于在当前网络传输占用带宽的总量远小于真实带宽的控制值时，对全部用户使用带宽的上限均不做限制，随后调用所述判定模块进行处理。