CN105634991B

CN105634991B - 一种实现业务带宽分配的方法及装置

Info

Publication number: CN105634991B
Application number: CN201410612680.2A
Authority: CN
Inventors: 方乃钗; 吴晓东
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: CN105634991A; WO2016070741A1

Abstract

本申请公开了一种实现业务带宽分配的方法及系统，包括：区分各属于相同业务场景的进入光网络单元(ONU)的业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的业务带宽区间；根据设定的各业务流的业务带宽区间，对业务带宽进行调度。本发明通过对同一业务场景的业务流进行分级后，设置各业务流相应的业务带宽区间，通过对最小业务带宽和最大业务带宽进行调度，保证了各个业务流的公平接入，避免了网络负载较重时容易出现严重服务质量的问题。

Description

一种实现业务带宽分配的方法及装置

技术领域

本申请涉及光通信网络领域，尤指一种在无源光网络(PON)实现业务带宽分配的方法及装置。

背景技术

无源光网络(PON)是应对多业务、高带宽接入需求的理想解决方案。PON技术主要有以太网无源光网络(EPON)和吉比特无源光网络(GPON)两种。两种网络均由光线路终端(OLT)、光分路器(ODN)和光网络单元(ONU)组成。网络一般采用树型的网络拓朴结构；其中，OLT和ODN连接，ODN下挂多个ONU，OLT和ONU之间下行数据通过广播方式，上行数据通过时分复用使用信道。

在一个PON网络系统中，它可同时承载包括以太网(IP)业务、语音业务、时分复用模式(TDM)业务和传统的有线电视网(CATV)业务等在内的多种宽带业务，不同的业务类型对服务质量的要求存在极大差别。以TDM业务为例，它要求承载网络能够绝对保证其低延时和无误码，因此，PON系统需要通过预留固定的业务带宽和短帧封装来满足TDM业务的业务需求。

PON技术中一种常见的业务带宽的分配方法为：通过建立区分服务模型，将业务流标记为几种有限的服务等级，在网络中按照服务等级提供业务带宽的分配。具体在EPON系统中，流量首先在ONU内部根据服务等级进行汇聚，进入不同的队列中等待发送；OLT根据ONU报告的队列情况分配发送时隙；当发送时隙开始时，ONU内部的队列调度机制将带宽分配给各个服务等级。

按照服务等级在ONU内进行带宽分配，虽然实现起来简单，但只能提供粗粒度的带宽分配，不能保证每个业务流的服务质量。在多用户、多业务的复杂业务场景下，由于带宽资源有限，无法满足服务质量要求。另外，存在某些业务流通过提高数据发送量的方法抢占带宽，使得其他正常的业务流得不到服务。因此，现有的业务带宽分配方法无法保证各个业务流的公平接入；在网络负载较重时，容易导致严重的服务质量问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种实现业务带宽分配的方法及系统，能够保证各个业务流的公平接入，避免网络负载较重时，出现严重的服务质量问题。

为了达到本发明的目的，本申请提供一种实现业务带宽分配的方法；包括：

区分各属于相同业务场景的进入光网络单元ONU的业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；

按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的业务带宽区间；

根据设定的各业务流的业务带宽区间，对业务带宽进行调度。

进一步地，对业务带宽进行调度为：根据所述业务带宽区间的最小业务带宽和最大业务带宽进行业务带宽的调度，具体包括：

采用严格优先级调度SP与循环调度RR的调度算法进行所述最小业务带宽的调度；

在完成最小业务带宽的调度后，采用SP和加权循环调度WRR的调度算法按照业务流分级进行所述最大业务带宽的调度。

进一步地，该方法之前还包括：划分不同的虚拟局域网(VLAN)以区分各不同业务场景的业务流。

进一步地，该方法还包括：分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，实现对各业务场景的业务流的流量整形。

进一步地，对各业务场景的业务流的流量整形具体包括：

分别绑定区分业务场景各所述VLAN到相应的ONU的业务虚端口上，在各ONU的业务虚端口配置相应的上行流量调度单元，通过分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，完成各业务场景的业务流的流量整形。

另一方面，本申请还提供一种实现业务带宽分配的装置，包括：业务流分级单元、业务带宽设置单元和资源调度单元；其中，

业务流分级单元，用于区分各属于相同业务场景的进入光网络单元ONU的业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；

业务带宽设置单元，用于按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的业务带宽区间；

资源调度单元，用于根据设定的各业务流的业务带宽区间，对业务带宽进行调度。

进一步地，资源调度单元具体用于，根据设定的各业务流所述业务带宽区间的最小业务带宽和最大业务带宽进行业务带宽的调度，具体包括：

采用严格优先级调度SP与循环调度RR的调度算法进行最小业务带宽的调度；

进一步地，该装置还包括：业务场景单元，用于划分不同的虚拟局域网VLAN以区分各不同业务场景的业务流。

进一步地，该装置还包括流量整形单元，用于分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，实现对各业务场景的业务流的流量整形。

进一步地，流量整形单元具体用于，分别绑定区分业务场景各VLAN到相应的ONU的业务虚端口上，在各ONU的业务虚端口配置相应的上行流量调度单元，通过分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，完成各业务场景的业务流的流量整形。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案，包括：区分各属于相同业务场景的进入光网络单元(ONU)的业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的业务带宽区间；根据设定的各业务流的业务带宽区间，对业务带宽进行调度。本发明通过对同一业务场景的业务流进行分级后，设置各业务流相应的业务带宽区间，通过对最小业务带宽和最大业务带宽进行调度，保证了各个业务流的公平接入，避免了网络负载较重时容易出现严重服务质量的问题。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明实现业务带宽分配的方法的流程图；

图2为本发明实现业务带宽分配的装置的结构框图；

图3为本发明实施例方法的流程图；

图4是本发明实施例划分分级后进行业务带宽调度的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本发明实现业务带宽分配的方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤100、区分各属于相同业务场景的进入光网络单元(ONU)的业务流的业务类型，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级。

需要说明的是，区分业务流的业务类型属于本领域技术人员的惯用技术手段，主要通过在ONU的入口配置访问控制列表(ACL)来设置业务类型的分级标识。访问控制列表(ACL)用来控制进出ONU的数据包，可以根据数据包的协议，指定数据包的优先级，通过指定数据包的优先级来标识业务类型的服务等级。预设的分级策略是指根据运营商对业务流的重要程度或业务流的服务要求设定的，根据实际情况进行设定，例如：对语音数据包和视频数据包，运营商一般认为语音数据包优先级高于视频数据包，将语音业务的业务流标记为较高的服务等级，例如标记为分级6，将视频业务的业务流标记为较低的服务等级，例如标记为分级5。

步骤101、按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的业务带宽区间。

对业务流设定业务带宽区间，通常会将业务流进行业务流队列划分，将分级后的业务类型映射到相应的业务流队列中，映射的信息，需要用于进行管理应用，因此，在实现过程中一般通过保存有映射关系的映射表项来实现。映射关系如：服务等级7的业务流映射到业务流队列8，服务等级6的业务流映射到队列7。

本步骤中，业务带宽区间包括：最小业务带宽和最大业务带宽；其中，最小业务带宽可以理解为保证业务正常的保证带宽。即，当业务流队列有流量时，应保证为其分配最小业务带宽，不会因为分级高的业务流的流量大而导致业务等级低的业务流分配不到业务带宽。最大带宽是指：每个业务流队列可以分配到的最大带宽，超过最大业务带宽的部分流量，按照设置会被丢弃；当然，当业务流队列无流量时，业务带宽可被分配给其他业务流队列。通过最小业务带宽的设置，可以保证各分级的业务流都可以公平的接入到网络中，通过最大业务带宽的设置，可以避免部分业务流过多的占用业务带宽资源。

步骤102、根据设定的各业务流的业务带宽区间，对业务带宽进行调度。具体的，对业务带宽进行调度具体包括：

采用严格优先级调度(SP)与循环调度(RR)的调度算法进行最小业务带宽的调度；

在完成最小业务带宽的调度后，采用(SP)和加权循环调度(WRR)的调度算法按照业务流分级进行所述最大业务带宽的调度。

需要说明的是，最小业务带宽的调度中使用的SP和RR的调度算法属于本领域技术人员惯用技术手段，在使用过程中无需进行参数设置，而SP和WRR在进行最大业务带宽的调度过程中，需要设置相应的权重，具体权重的设置根据实际需求进行配置，属于本领域技术人员根据经验获得的数值，例如，重要客户的业务带宽可以设置较高的权重0.6，而普通客户的业务带宽可以设置较低的权重0.4，这样在流量大于带宽的情况下，重要客户可以获得60％的带宽，普通用户只能获得剩余的40％的带宽。按照调度算法进行业务带宽的调度时，首先会根据业务流的业务等级高低为各业务流队列分配相应的最小业务带宽；在所有业务流队列的最小业务带宽得到满足的基础上，对剩余的业务带宽，依据业务流的业务分级高低由分级较高的业务流开始，分配最大业务带宽，此时采用的是SP调度算法，当带宽资源逐级分配到无法满足某一分级的最大业务带宽时，例如从第7到第4级的最大业务带宽得到满足和分配；而分级为3、2和1的业务流最大业务带宽，假设剩余业务带宽资源为9，而分级为3的业务流最大业务带宽为11，因此无法得到足够的最大业务带宽资源，同时，剩余的分级的业务流也将无法获得最大业务带宽资源，因此按照WRR，对剩余的业务带宽资源设置分配给分级为3、2和1的业务流相应权重的业务带宽，假设权重为0.5、0.3、0.2，则分别获得4.5、2.7、1.8的业务带宽。当然，业务流队列分配的带宽不得大于最大带宽。

通过最小业务带宽和最大业务带宽的调度算法进行业务带宽的调度，使业务流在传输过程中，相应的业务带宽得到保证；通过限制最大业务带宽，避免一些业务流通过提高数据发送量的方法抢占业务带宽，影响业务带宽资源的合理利用。

本发明方法之前还包括：划分不同的虚拟局域网(VLAN)以区分各不同业务场景的业务流。

进一步地，本发明方法还包括：分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，实现对各业务场景的业务流的流量整形。

对各业务场景的业务流的流量整形具体实现包括：分别绑定区分业务场景各VLAN到相应的ONU的业务虚端口上，在各ONU的业务虚端口配置相应的上行流量调度单元，通过分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，完成各业务场景的业务流的流量整形。

需要说明的是，通过对各业务场景的业务流进行流量整形处理，实际是为业务场景分配相应的业务带宽，对各业务场景业务带宽的分配，可以实现对网络中各业务场景的业务流的业务带宽的合理设置，使各业务场景根据实际需求设定合理的业务带宽。

图2为本发明实现业务带宽分配的装置的结构框图，如图2所示，包括：业务流分级单元、业务带宽设置单元和资源调度单元；其中，

业务流分级单元，用于区分各属于相同业务场景的进入光网络单元(ONU)的业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；

资源调度单元具体用于，根据设定的各业务流的业务带宽区间的最小业务带宽和最大业务带宽进行业务带宽的调度，具体包括：

本发明装置还包括：业务场景单元，用于划分不同的虚拟局域网VLAN以区分各不同业务场景的业务流。

本发明装置还包括流量整形单元，用于分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，实现对各业务场景的业务流的流量整形。

流量整形单元具体用于，分别绑定区分业务场景各VLAN到相应的ONU的业务虚端口上，在各ONU的业务虚端口配置相应的上行流量调度单元，通过分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，完成各业务场景的业务流的流量整形。

为清楚陈述本发明，以下通过具体实施例，对本发明进行详细说明，实施例只为清楚说明本发明，并不用于限制本发明的保护内容。

实施例1

图3为本发明实施例方法的流程图，如图3所示，包括：

步骤300、对各属于相同业务场景的进入ONU的业务流，区分出业务类型后，依照预设的分级规则进行分级；

由于不同的业务类型要求的服务质量不同，可以按照服务质量要求高低给每个业务类型标记服务等级，服务质量要求高的业务类型标记高级别的服务等级，服务质量要求低的业务类型标记低级别的服务等级。图4是本发明实施例划分分级后进行业务带宽调度的示意图，如图4所示，根据设定的服务分级的规则，将业务流分为6个分级。

步骤301、映射不同分级的业务流到相应的业务流队列中。根据服务分级与业务流队列的映射关系，将高服务等级的业务流置入高优先级的业务流队列中，将低服务等级的业务流置入低优先级的业务流队列中。

步骤302、按照预设规则对各分级的业务流对应的业务流队列、设定相应的业务带宽区间。业务带宽区间包括最小业务带宽和最大业务带宽。

步骤303、根据设定的各业务流队列的业务带宽区间，对业务流队列的业务带宽进行调度。

其次，将每个业务流队列分成两组：保证服务组和最大服务组，对两组分别进行带宽分配和调度。保证服务组优先于最大服务组进行调度，采用SP+RR调度算法，

这里，在完成最小业务带宽的调度后，如果有剩余带宽则对最大业务带宽进行调度，采用SP+WRR调度算法，通过最大业务带宽进行调度时，按分级高低和设置权重分配最大业务带宽并调度。对图4中的六种业务类型，首先对六种业务流进行最小业务带宽调度，即采用SP和RR进行最小业务带宽分配；如果有剩余带宽则进行最大业务带宽调度，由于routing flow(路由协议业务)、VoIP flow(语音业务)、vedio flow(视频业务)和goldflow(重要数据业务)采用SP调度，这四种业务按分级高低依次分配最大业务带宽；而standard flow(普通数据业务)和best effort flow(其他业务，尽最大努力服务)采用WRR调度(由于gold flow分配完最大业务带宽后，无法满足standard flow的最大业务带宽)，在上面四种业务带宽分配结束并还有剩余带宽的情况下，按设置的权重分配最大带宽，实施例中，SP和WRR权重分别为0.6和0.4。

步骤304、通过划分不同的虚拟局域网(VLAN)以区分各不同业务场景的业务流。

步骤305、对各业务场景的VLAN的业务流进行流量整形。具体包括：将各业务场景的VLAN的业务流分别绑定到相应的ONU的业务虚端口上，在各ONU的业务虚端口配置相应的上行流量调度单元，通过分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，完成各业务场景的业务流的流量整形。

通过对上行流量调度单元分配相应的业务带宽，达到基于VLAN实现对业务流进行流量整形的目的。由于每个VLAN代表一个业务场景，通过对每个VLAN限速达到控制每个业务场景带宽的目的，防止一个业务场景的流量太大导致另一个业务场景无法得到服务。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请，如本发明实施方式中的具体的实现方法。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种实现业务带宽分配的方法，其特征在于，包括：

区分进入光网络单元ONU的属于相同业务场景的各业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；

按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的包含最小业务带宽和最大业务带宽的业务带宽区间；

根据设定的各业务流的业务带宽区间，对各业务流的业务带宽进行调度，其包括在进行所述最小业务带宽的调度后，按照业务流分级为各业务流进行所述最大业务带宽的调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各业务流的业务带宽进行调度为：根据所述业务带宽区间的最小业务带宽和最大业务带宽进行业务带宽的调度，具体包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法之前还包括：划分不同的虚拟局域网VLAN以区分各不同业务场景的业务流。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：分配给各所述VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，实现对各业务场景的业务流的流量整形。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对各业务场景的业务流的流量整形具体包括：

6.一种实现业务带宽分配的装置，其特征在于，包括：业务流分级单元、业务带宽设置单元和资源调度单元；其中，

业务流分级单元，用于区分进入光网络单元ONU的属于相同业务场景的各业务流的业务类型后，依照预设的分级策略对不同业务类型的业务流进行分级；

业务带宽设置单元，用于按照预设规则，对各分级的业务流设定相应的包含最小业务带宽和最大业务带宽的业务带宽区间；

资源调度单元，用于根据设定的各业务流的业务带宽区间，对各业务流的业务带宽进行调度，其包括在进行所述最小业务带宽的调度后，按照业务流分级为各业务流进行所述最大业务带宽的调度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述资源调度单元具体用于，根据设定的各业务流所述业务带宽区间的最小业务带宽和最大业务带宽进行业务带宽的调度，具体包括：

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，该装置还包括：业务场景单元，用于划分不同的虚拟局域网VLAN以区分各不同业务场景的业务流。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括流量整形单元，用于分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，实现对各业务场景的业务流的流量整形。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流量整形单元具体用于，分别绑定区分业务场景各VLAN到相应的ONU的业务虚端口上，在各ONU的业务虚端口配置相应的上行流量调度单元，通过分配给各VLAN的上行流量调度单元相应的业务带宽，完成各业务场景的业务流的流量整形。