CN104852856A - 用于pots设备的数据流量控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于POTS设备的数据流量控制方法及系统，涉及数据传输领域。该方法包括以下步骤：VNPP协议栈获取MCC端口，NMU将MCC端口映射至相应单盘的槽位；获取单盘类型，根据单盘类型向返回MCC端口的端口速率；将MCC端口要发送的数据包组成发包队列，为每个MCC端口设定tick和最大发送长度；发送ETPPP数据包时，若templen与trans_byte之和未超过最大发送长度，转发当前包至以太网驱动；否则停止发包，等待下次发包。本发明能够避免单位时间传输的数据流量超过MTU，不仅难以造成数据拥塞和数据丢失，不会影响ETPPP数据包的解析和转发；而且能够自适应各种类型的数据通道，具备一定的扩展性。

Description

用于POTS设备的数据流量控制方法及系统

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体涉及一种用于POTS设备的数据流量控制方法及系统。

背景技术

对于传输设备而言，例如POTS(Plain Old Telephone Service模拟电话业务)设备，单位时间内(一般为1S)允许PPP传递的最大数据流量为15Kbit；若POTS设备的CPU时间片为100ms，则每个CPU时间片能传递的数据量不能超过15000bit(约为1875个字节，15000/8)。若POTS设备每个时间片(单位时间)发送的数据流量超过MTU(Maximum Transmission Unit，最大传输单元)的数据流量(即最大数据流量)，不仅会造成数据堵塞和丢失，难以确保数据传递的正确和稳定性，而且会造成网上流量振荡，难以有效利用网络带宽。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于POTS设备的数据流量控制方法及系统。本发明能够对ETPPP数据包进行延时，进而能够避免单位时间传输的数据流量超过MTU，不仅难以造成数据拥塞和数据丢失，不会影响ETPPP数据包的解析和转发；而且能够自适应各种类型的数据通道，具备一定的扩展性。

为达到以上目的，本发明提供的用于POTS设备的数据流量控制方法，包括以下步骤：

S1：中央控制单元CCU上的网络协议组开发的通用网络处理平台VNPP协议栈，通过网络管理单元NMU提供的接口，获取管理通信信道MCC端口，NMU将MCC端口映射至模拟电话业务POTS设备上相应单盘的槽位，转到步骤S2；

S2：NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，转到步骤S3；

S3：VNPP协议栈将每个MCC端口需要发送的数据包组成发包队列，VNPP协议栈为每个MCC端口设定相应的单位周期tick和最大发送长度max_byte_per_tick，每个MCC端口的发包队列在tick内发出的数据包的总长度大于等于max_byte_per_tick，转到步骤S4；

S4：VNPP协议栈需要发送ETPPP数据包时，VNPP协议栈在tick内，判断MCC端口的发包队列中需要转发的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转发当前包；否则停止发送发包队列中剩余的ETPPP数据包，包括当前包，直至本次tick结束。

在上述技术方案的基础上，步骤S4具体包括以下步骤：

S401：VNPP协议栈设置收取ETPPP数据包的等待时间，转到步骤S402；

S402：VNPP协议栈在等待时间内，判断以太网是否发送ETPPP数据包，若是，转到步骤S403，否则将MCC端口设置为睡眠状态，重新执行步骤S402；

S403：VNPP协议栈判断需要发送ETPPP数据包的MCC端口是否有效，若是，转到步骤S404，否则返回错误，结束；

S404：VNPP协议栈判断当前MCC端口的发包队列是否为空，若是，VNPP协议栈从以太网提取ETPPP数据包，转到步骤S405，否则将空闲变量counter加1，重新执行步骤S401；

S405：VNPP协议栈判断当前ETPPP数据包是否有效，若是，转到步骤S406，否则将counter加1，重新执行步骤S401；

S406：VNPP协议栈在tick内，判断当前ETPPP数据包的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转到步骤S407，否则确定需要延时发送下一个ETPPP数据包，转到步骤S408；

S407：发送当前ETPPP数据包，将当前ETPPP数据包的包长加入已转发的包长，转到步骤S408；

S408：判断任务是否需要继续进行，若是，重新执行步骤S401，否则结束。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中所述NMU将MCC端口映射至POTS设备上相应单盘的槽位，具体包括以下步骤：NMU通过MCC端口号，计算POTS设备上MCC所在单盘的槽位后，NMU将MCC端口映射至该槽位。

在上述技术方案的基础上，步骤S2中所述NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，具体包括以下步骤：判断是否存在与槽位信息对应的单盘配置，若是，NMU轮询已配置单盘列表，匹配与当前MCC端口对应的单盘；否则NMU轮询实际在位的单盘列表，匹配与当前MCC端口对应的单盘。

在上述技术方案的基础上，步骤S2中所述NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，具体包括以下步骤：NMU通过单盘类型的单盘速率的接口函数，计算得到与该单盘类型对应的MCC端口的端口速率后，向VNPP协议栈返回该端口速率。

在上述技术方案的基础上，所述MCC端口的数量为4个，端口名称分别为2m、512k、2.5G和10G，2m的MCC通道速率为2m/s，tick为10ms，max_byte_per_tick为2500个字节；512k的MCC通道速率为512k/s，tick为30ms，max_byte_per_tick为1640个字节；2.5G的MCC通道速率为1.3m/s，tick为40ms，max_byte_per_tick为1640个字节；10G的MCC通道速率为1.3m/s，tick为10ms，max_byte_per_tick为1640个字节。

本发明提供的实现上述方法的用于POTS设备的数据流量控制系统，包括MCC端口获取模块、端口速率计算模块、发包周期长度设置模块和数据包发送模块；

所述MCC端口获取模块用于：控制中央控制单元CCU上的网络协议组开发的通用网络处理平台VNPP协议栈，通过网络管理单元NMU提供的接口，获取管理通信信道MCC端口，NMU将MCC端口映射至模拟电话业务POTS设备上相应单盘的槽位，向端口速率计算模块发送端口速率计算信号；

所述端口速率计算模块用于：收到端口速率计算信号后，控制NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，向发包周期长度设置模块发送周期长度设置信号；

所述发包周期长度设置模块用于：收到发包周期长度设置信号后，控制VNPP协议栈将每个MCC端口需要发送的数据包组成发包队列，VNPP协议栈为每个MCC端口设定相应的单位周期tick和最大发送长度max_byte_per_tick，每个MCC端口的发包队列在tick内发出的数据包的总长度大于等于max_byte_per_tick，向数据包发送模块发送数据包发送信号；

所述数据包发送模块用于：收到数据包发送信号后，若VNPP协议栈需要发送ETPPP数据包，控制VNPP协议栈在tick内，判断MCC端口的发包队列中需要转发的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转发当前包；否则停止发送发包队列中剩余的ETPPP数据包，包括当前包，直至本次tick结束。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明发送ETPPP数据包时，利用系统定时器设定时间间隔，本发明将当前ETPPP数据包发送至以太网驱动后，会计算发送的ETPPP数据包数据总长度，若需要发送包的包长与已转发的包长之和未超过最大发送长度(MTU)，则可以直接发送下一个ETPPP数据包，否则增加发送延时，将下一个ETPPP数据就暂暂时留在发送队列中，等待再次发送。

因此，与现有技术中造成数据堵塞和丢失相比，本发明能够对ETPPP数据包进行延时，进而能够避免单位时间传输的数据流量超过MTU，不仅难以造成数据拥塞和数据丢失，而且当单个和多个ETPPP数据包大于MTU时，本发明才会起控制作用，不会影响ETPPP数据包的解析和转发。

与此同时，本发明还具备一定的扩展性，能够自适应各种类型的数据通道，不仅可以在MCC通道上，而且可以在OSC数据通道上进行数据的流量控制。

附图说明

图1为VNPP协议栈的MCC通道收发OSPF ETPPP数据包的流程图；

图2为本发明实施例中用于POTS设备的数据流量控制方法的流程图；

图3为本发明实施例中VNPP协议栈根据各端口的速率进行流量控制的流程示意图；

图4为本发明实施例中步骤S4的流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

首先介绍本发明中用于POTS设备的数据流量控制方法的原理为QOS(Quality of Service，服务质量)流量评估、令牌桶与流量监管，下面先分别进行介绍。

令牌桶

令牌桶可以看作是一个存放一定数量令牌的容器，系统按设定的速度向桶中放置令牌，当令牌桶中的令牌满时，多出的令牌溢出，令牌桶中令牌不再增加。

QOS流量评估与令牌桶

每到达一个报文时，会使用令牌桶评估流量规格，其过程为：判断令牌桶中的令牌数量是否足够满足报文的转发，若是则流量遵守或符合当前规格，否则称为流量不符合或流量超标。

评估流量时令牌桶的参数包括：

平均速率：向桶中放置令牌的速率，即允许的流量的平均速度，平均速率通常配置为CIR。

突发尺寸：令牌桶的容量，即每次突发所允许的最大的流量尺寸；突发尺寸通常配置为CBS，突发尺寸必须大于最大报文长度。

流量监管

流量监管的典型应用是监督进入网络的某一流量的规格，把它限制在一个合理的范围内，或对超出的部分流量进行“惩罚”，以保护网络资源和运营商的利益。例如可以限制HTTP报文不能占用超过50％的网络带宽，若发现某个连接的流量超标，流量监管可以选择丢弃报文，或重新设置报文的优先级。

进一步，由于NMU(网络管理单元)使用VNPP(网络协议组开发的通用网络处理平台)协议栈与其他网元通信，因此发明中用于POTS设备的数据流量控制方法需要基于VNPP协议栈模块对ETPPP(端口名称，使用以太网承载的MCC数据通道，MCC为管理通信信道)数据包转发速率的控制处理。

图1为VNPP协议栈的MCC数据通道收发OSPF(开放式最短路径优先)ETPPP数据包时，在接口驱动层、数据链路层、网络层和传输层进行传输处理的流程图，为了便于公众理解，图1中清晰的标出OSPF ETPPP数据包进出VNPP协议栈所调用的相关函数和流程。

参见图2所示，基于上述原理和信息，本发明实施例中的用于POTS设备的数据流量控制方法，包括以下步骤：

S1：CCU(中央控制单元)上的VNPP协议栈通过NMU提供的接口获取MCC端口，NMU将MCC端口映射至POTS设备上相应单盘的槽位，转到步骤S2。

步骤S1中NMU将MCC端口映射至POTS设备上相应单盘的槽位，具体包括以下步骤：NMU通过MCC端口号，计算POTS设备上MCC所在单盘的槽位后，NMU将MCC端口映射至该槽位。

S2：NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率(单盘类型和端口速率基本是一一对应的，比如：1TN4为10G单盘、16TN1为2.5G单盘等)，转到步骤S3。

步骤S2中NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，具体包括以下步骤：判断是否存在与槽位信息对应的单盘配置，若是，NMU轮询已配置单盘列表，匹配与当前MCC端口对应的单盘；否则NMU轮询实际在位的单盘列表，匹配与当前MCC端口对应的单盘。

步骤S2中NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，具体包括以下步骤：NMU通过单盘类型的单盘速率的接口函数，计算得到与该单盘类型对应的MCC端口的端口速率后，向VNPP协议栈返回该端口速率。

MCC端口可能是OSC(流量控制的监测)盘或者其他单盘的端口；由于不同类型的业务单盘支持不同的业务通道传输，因此本发明还支持自适应多个数据通道流量控制的监测，例如对MCC、OSC的流量控制。后续VNPP协议栈的流控模块根据端口速率对OSPFETPPP数据包进行流量控制时，流量包括ospf信令报文、私有信令报文和上层应用交互的报文等。

S3：参见图2和图3所示，VNPP协议栈通过定时任务和队列的方式控制每个MCC端口的发包速率：VNPP协议栈将每个MCC端口需要发送的数据包组成发包队列，VNPP协议栈的定时器为每个MCC端口设定相应的单位周期tick和最大发送长度max_byte_per_tick(max_byte_per_tick为每个单位时间传输的数据不能超过MTU)，每个MCC端口的发包队列在tick内发出的数据包的总长度大于等于max_byte_per_tick，转到步骤S4。

S4：参见图2和图3所示，VNPP协议栈需要发送ETPPP数据包时，VNPP协议栈在tick内，判断MCC端口的发包队列中需要转发的包长templen，与已转发的包长trans_byte之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转发当前包至以太网驱动；否则停止发送发包队列中剩余的ETPPP数据包(包括当前包)，直到本次tick结束再进行下一个定时周期的ETPPP数据包转发和监控操作。

在实际使用过程中，为了保证低速率的端口也能发长包，可以将tick的值增大，例如512k速率的端口要求每30毫秒最多发送1640字节；还可以通过增大max_byte_per_tick来增大对应端口的速率，例如2M速率的端口要求每10毫秒最多发送2500字节。tick和max_byte_per_tick的值由CCU单盘提供的通道速率参数来定。

本实施例中包括4个MCC端口，端口名称分别为2m、512k、2.5G和10G，每个端口的各项参数参见表1。

表1、MCC端口参数表。

端口名称	MCC通道速率	tick	max_byte_per_tick
				2m	2m/s	10ms	2500个字节
512k	512k/s	30ms	1640个字节
				2.5G	1.3m/s	40ms	1640个字节
10G	1.3m/s	10ms	1640个字节

参见图4所示，步骤S4具体包括以下步骤：

S401：VNPP协议栈设置收取ETPPP数据包的等待时间，转到步骤S402。

S402：VNPP协议栈在等待时间内，判断以太网是否发送ETPPP数据包，若是，转到步骤S403，否则将MCC端口设置为睡眠状态，重新执行步骤S402。

S403：VNPP协议栈判断需要发送ETPPP数据包的MCC端口是否有效，若是，转到步骤S404，否则返回错误，结束。

S404：VNPP协议栈判断当前MCC端口的发包队列是否为空，若是，VNPP协议栈从以太网提取ETPPP数据包，转到步骤S405，否则将counter(空闲变量)加1，重新执行步骤S401。

S405：VNPP协议栈判断当前ETPPP数据包是否有效，若是，转到步骤S406，否则将counter加1，重新执行步骤S401。

S406：VNPP协议栈在tick内，判断当前ETPPP数据包的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转到步骤S407，否则确定需要延时发送下一个ETPPP数据包，转到步骤S408。

S407：发送当前ETPPP数据包，将当前ETPPP数据包的包长加入已转发的包长，转到步骤S408。

S408：判断任务是否需要继续进行，若是，重新执行步骤S401，否则结束。

本发明实施例中的实现上述方法的用于POTS设备的数据流量控制系统，包括MCC端口获取模块、端口速率计算模块、发包周期长度设置模块和数据包发送模块。

MCC端口获取模块用于：控制中央控制单元CCU上的网络协议组开发的通用网络处理平台VNPP协议栈，通过网络管理单元NMU提供的接口，获取管理通信信道MCC端口，NMU将MCC端口映射至模拟电话业务POTS设备上相应单盘的槽位，向端口速率计算模块发送端口速率计算信号。

端口速率计算模块用于：收到端口速率计算信号后，控制NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，向发包周期长度设置模块发送周期长度设置信号。

发包周期长度设置模块用于：收到发包周期长度设置信号后，控制VNPP协议栈将每个MCC端口需要发送的数据包组成发包队列，VNPP协议栈为每个MCC端口设定相应的单位周期tick和最大发送长度max_byte_per_tick，每个MCC端口的发包队列在tick内发出的数据包的总长度大于等于max_byte_per_tick，向数据包发送模块发送数据包发送信号。

数据包发送模块用于：收到数据包发送信号后，若VNPP协议栈需要发送ETPPP数据包，控制VNPP协议栈在tick内，判断MCC端口的发包队列中需要转发的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转发当前包；否则停止发送发包队列中剩余的ETPPP数据包，包括当前包，直至本次tick结束。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种用于POTS设备的数据流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：中央控制单元CCU上的网络协议组开发的通用网络处理平台VNPP协议栈，通过网络管理单元NMU提供的接口，获取管理通信信道MCC端口，NMU将MCC端口映射至模拟电话业务POTS设备上相应单盘的槽位，转到步骤S2；

S2：NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，转到步骤S3；

S3：VNPP协议栈将每个MCC端口需要发送的数据包组成发包队列，VNPP协议栈为每个MCC端口设定相应的单位周期tick和最大发送长度max_byte_per_tick，每个MCC端口的发包队列在tick内发出的数据包的总长度大于等于max_byte_per_tick，转到步骤S4；

S4：VNPP协议栈需要发送ETPPP数据包时，VNPP协议栈在tick内，判断MCC端口的发包队列中需要转发的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转发当前包；否则停止发送发包队列中剩余的ETPPP数据包，包括当前包，直至本次tick结束。

2.如权利要求1所述的用于POTS设备的数据流量控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：

S401：VNPP协议栈设置收取ETPPP数据包的等待时间，转到步骤S402；

S402：VNPP协议栈在等待时间内，判断以太网是否发送ETPPP数据包，若是，转到步骤S403，否则将MCC端口设置为睡眠状态，重新执行步骤S402；

S403：VNPP协议栈判断需要发送ETPPP数据包的MCC端口是否有效，若是，转到步骤S404，否则返回错误，结束；

S404：VNPP协议栈判断当前MCC端口的发包队列是否为空，若是，VNPP协议栈从以太网提取ETPPP数据包，转到步骤S405，否则将空闲变量counter加1，重新执行步骤S401；

S405：VNPP协议栈判断当前ETPPP数据包是否有效，若是，转到步骤S406，否则将counter加1，重新执行步骤S401；

S406：VNPP协议栈在tick内，判断当前ETPPP数据包的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转到步骤S407，否则确定需要延时发送下一个ETPPP数据包，转到步骤S408；

S407：发送当前ETPPP数据包，将当前ETPPP数据包的包长加入已转发的包长，转到步骤S408；

S408：判断任务是否需要继续进行，若是，重新执行步骤S401，否则结束。

3.如权利要求1所述的用于POTS设备的数据流量控制方法，其特征在于：步骤S1中所述NMU将MCC端口映射至POTS设备上相应单盘的槽位，具体包括以下步骤：NMU通过MCC端口号，计算POTS设备上MCC所在单盘的槽位后，NMU将MCC端口映射至该槽位。

4.如权利要求1所述的用于POTS设备的数据流量控制方法，其特征在于：步骤S2中所述NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，具体包括以下步骤：判断是否存在与槽位信息对应的单盘配置，若是，NMU轮询已配置单盘列表，匹配与当前MCC端口对应的单盘；否则NMU轮询实际在位的单盘列表，匹配与当前MCC端口对应的单盘。

5.如权利要求1所述的用于POTS设备的数据流量控制方法，其特征在于：步骤S2中所述NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，具体包括以下步骤：NMU通过单盘类型的单盘速率的接口函数，计算得到与该单盘类型对应的MCC端口的端口速率后，向VNPP协议栈返回该端口速率。

6.如权利要求1至5任一项所述的用于POTS设备的数据流量控制方法，其特征在于：所述MCC端口的数量为4个，端口名称分别为2m、512k、2.5G和10G，2m的MCC通道速率为2m/s，tick为10ms，max_byte_per_tick为2500个字节；512k的MCC通道速率为512k/s，tick为30ms，max_byte_per_tick为1640个字节；2.5G的MCC通道速率为1.3m/s，tick为40ms，max_byte_per_tick为1640个字节；10G的MCC通道速率为1.3m/s，tick为10ms，max_byte_per_tick为1640个字节。

7.一种实现权利要求1至6任一项所述方法的用于POTS设备的数据流量控制系统，其特征在于：包括MCC端口获取模块、端口速率计算模块、发包周期长度设置模块和数据包发送模块；

所述MCC端口获取模块用于：控制中央控制单元CCU上的网络协议组开发的通用网络处理平台VNPP协议栈，通过网络管理单元NMU提供的接口，获取管理通信信道MCC端口，NMU将MCC端口映射至模拟电话业务POTS设备上相应单盘的槽位，向端口速率计算模块发送端口速率计算信号；

所述端口速率计算模块用于：收到端口速率计算信号后，控制NMU根据槽位信息和对应的单盘配置，获取单盘类型，NMU根据单盘类型向VNPP协议栈返回MCC端口的端口速率，向发包周期长度设置模块发送周期长度设置信号；

所述发包周期长度设置模块用于：收到发包周期长度设置信号后，控制VNPP协议栈将每个MCC端口需要发送的数据包组成发包队列，VNPP协议栈为每个MCC端口设定相应的单位周期tick和最大发送长度max_byte_per_tick，每个MCC端口的发包队列在tick内发出的数据包的总长度大于等于max_byte_per_tick，向数据包发送模块发送数据包发送信号；

所述数据包发送模块用于：收到数据包发送信号后，若VNPP协议栈需要发送ETPPP数据包，控制VNPP协议栈在tick内，判断MCC端口的发包队列中需要转发的包长，与已转发的包长之和是否未超过max_byte_per_tick，若是，转发当前包；否则停止发送发包队列中剩余的ETPPP数据包，包括当前包，直至本次tick结束。