CN105744571B - 流量整形方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流量整形方法和系统，所述方法包括：接收终端发送的上行用户面数据包；提取所述数据包中的IP数据报文；判断IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；若是TCP类型，提取IP数据报文中的TCP数据报文；判断TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；若是TCP ACK类型，将TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；若大于预设门限值，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个TCP数据报文到网络侧。本发明有效提升LTE基站下行速率稳定性以及峰值速率性能，改善了LTE终端用户体验效果。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种流量整形方法和系统。
背景技术
LTE(Long Term Evolution，长期演进)基站具有下行峰值速率高、突发瞬间流量大的特点，广泛应用于xPON/PTN/IPRAN等网络环境；在实际应用中，由于传输网络质量参差不齐，加上用户业务使用的突发性，数据拥塞成了影响系统实时吞吐量的关键因素，而下行速率是LTE基站系统实时吞吐量的一个关键指标，在现网应用中LTE基站下行速率不高、抖动大，影响用户使用，是一个急需解决的问题。
发明内容
基于上述情况，本发明提出了一种流量整形方法和系统，提高LTE基站的下行业务速率性能和稳定性，满足实际应用需要。
为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
一种流量整形方法，包括以下步骤：
接收终端发送的上行用户面数据包；
提取所述数据包中的IP(Internet Protocol，网络协议)数据报文；
判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)类型；
若是TCP类型，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；
判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK(Acknowledgement，确认字符)类型；
若是TCP ACK类型，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；
若大于预设门限值，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP数据报文到网络侧。
一种流量整形系统，包括：
上行数据包接收模块，用于接收终端发送的上行用户面数据包；
IP数据报文提取模块，用于提取所述数据包中的IP数据报文；
TCP类型判断模块，用于判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；
TCP数据报文提取模块，用于当所述TCP类型判断模块判定是TCP类型时，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；
TCP ACK类型判断模块，用于判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；
TCP数据报文处理模块，用于当所述TCP ACK类型判断模块判定是TCP ACK类型时，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
TCP数据报文判断模块，用于每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；
第一TCP数据报文发送模块，用于当所述TCP数据报文判断模块判定大于预设门限值时，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP数据报文到网络侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明流量整形方法和系统，实时对接收到的终端上行用户面数据进行解析判断，如果判断为TCP ACK类型的数据报文，则将该数据报文放入预设缓存队列，通过控制缓存队列中上行TCP ACK类型的数据报文的发送间隔，达到控制下行TCP DATA发送速率的效果，起到对下行TCP DATA平滑滤波的作用，有效提升了LTE基站下行速率稳定性以及峰值速率性能，改善了LTE终端用户体验效果。
附图说明
图1为一个实施例中流量整形方法流程图；
图2为基于图1所示方法一个具体示例中流量整形方法流程图；
图3为一个实施例中终端上行用户面数据包协议示意图；
图4为一个实施例中IP数据报文的首部格式示意图；
图5为一个实施例中TCP数据报文的首部格式示意图；
图6为一个实施例中流量整形系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、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的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
一个实施例中流量整形方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101：接收终端发送的上行用户面数据包；
步骤S102：提取所述数据包中的IP数据报文；
步骤S103：判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；
步骤S104：若是TCP类型，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；
步骤S105：判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；
步骤S106：若是TCP ACK类型，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
步骤S107：每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；
步骤S108：若大于预设门限值，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP数据报文到网络侧。
从以上描述可知，本发明流量整形方法，通过控制上行TCP ACK类型的数据报文发送间隔，达到控制下行TCP DATA发送速率的效果，起到对下行TCP DATA平滑滤波的作用，提高系统下行速率性能，改善用户体验。
此外，在一个具体示例中，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP数据报文到网络侧的步骤包括：
分别对待发送的各个所述TCP数据报文进行GTP-U封装；
每隔预设第二周期按照先进先出的原则将预设数目个进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧。
从缓存队列中按照先进先出的原则，取N个TCP ACK类型的TCP数据报文进行GTP-U封装后发送到网络侧；例如，预设参数T′＝1ms，N＝4，则每1ms向网络侧发送4个进行GTP-U封装后的数据报文，控制缓存队列中上行TCP ACK类型的数据报文的发送间隔，达到控制下行TCP DATA发送速率的效果，有效提升了LTE基站下行速率稳定性以及峰值速率性能。
此外，在一个具体示例中，当判定所述IP数据报文的协议类型非TCP类型时，对所述IP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的IP数据报文发送到网络侧。对于非TCP数据报文，不做处理，直接封装发送到网络侧。
此外，在一个具体示例中，当判定所述TCP数据报文的协议类型非TCP ACK类型时，对所述TCP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧。如果接收到的终端上行消息不是TCP ACK类型，则直接将该消息封装后发送到网络侧。
此外，在一个具体示例中，当每隔预设第一周期判定当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数小于或等于所述预设门限值时，对当前TCP ACK缓存队列中的数据进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的当前TCP ACK缓存队列中的数据依次发送到网络侧。如果判断结果不大于预设门限，则将缓存队列中数据封装后依次发送到网络侧。
为了更好地理解上述方法，以下详细阐述一个本发明流量整形方法的应用实例。
如图2所示，该应用实例可以包括以下步骤：
步骤S201：基站收到终端发送的上行用户面数据包；
步骤S202：提取上行用户面数据包的IP数据报文；
对接收到的数据包文进行解析，接收到的数据包协议示意图如图3所示；提取该数据包的IP数据报文，方法为：提取数据包的第1到第20字节，得到的IP报文格式如图4所示；
步骤S203：判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；
对上述提取的IP数据报文进行判断，方法为：判断IP数据报文的73到80位的数值是否为00001100，如果判断结果是00001100，则执行步骤205，否则执行步骤204，IP数据报文的73到80位用于表示IP数据承载的协议类型，00001100表示协议类型为TCP；
步骤S204：当判定所述IP数据报文的协议类型非TCP类型时，对所述IP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的IP数据报文发送到网络侧；对于非TCP数据报文，不做处理，直接发送到网络侧；
步骤S205：当判定所述IP数据报文的协议类型为TCP类型时，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；方法为：提取IP数据报文的第21到第40字节，得到的TCP数据报文格式如图5所示；
步骤S206：判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；
对于步骤S205中提取的TCP数据报文进行判断，其方法为：判断TCP数据报文的第108位的数值是否为1，如果是则执行步骤S208，否则执行步骤S207；
TCP数据报文的第101到112位用于表示TCP的协议类型标识，第108为1标识该TCP数据为TCP ACK类型；
步骤S207：当判定所述TCP数据报文的协议类型非TCP ACK类型时，对所述TCP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧；如果接收到的终端上行消息不是TCP ACK类型，则直接将该消息封装后发送到网络侧；
步骤S208：当判定所述TCP数据报文的协议类型为TCP ACK类型时，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
步骤S209：周期性(T)判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数是否大于预设门限值，如果是则执行步骤S211，否则执行步骤S210；
步骤S210：当周期性(T)判定当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数小于或等于所述预设门限值时，对当前TCP ACK缓存队列中的数据进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的当前TCP ACK缓存队列中的数据依次发送到网络侧；
步骤S211：当周期性(T)判定当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数大于所述预设门限值时，分别对待发送的各个所述TCP数据报文进行GTP-U封装，周期性(T′)按照先进先出的原则将N个进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧，例如，T′＝1ms，N＝4，则每1ms向网络侧发送4个进行GTP-U封装后的TCP数据报文。
从以上描述可知，本实施例基站实时对接收到的终端上行数据进行解析判断，如果判断为TCP ACK类型的数据报文，则将该数据报文放入预设缓存队列，通过控制缓存队列中上行TCP ACK类型的数据报文的发送间隔，达到控制下行TCP DATA发送速率的效果，起到对下行TCP DATA平滑滤波的作用，有效提升了LTE基站下行速率稳定性以及峰值速率性能，改善了LTE终端用户体验效果。
一个实施例中流量整形系统，如图6所示，包括：
上行数据包接收模块601，用于接收终端发送的上行用户面数据包；
IP数据报文提取模块602，用于提取所述数据包中的IP数据报文；
TCP类型判断模块603，用于判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；
TCP数据报文提取模块604，用于当所述TCP类型判断模块603判定是TCP类型时，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；
TCP ACK类型判断模块605，用于判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；
TCP数据报文处理模块606，用于当所述TCP ACK类型判断模块605判定是TCP ACK类型时，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
TCP数据报文判断模块607，用于每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；
第一TCP数据报文发送模块608，用于当所述TCP数据报文判断模块607判定大于预设门限值时，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP数据报文到网络侧。
如图6所示，在一个具体示例中，所述第一TCP数据报文发送模块608包括：
TCP数据报文封装单元6081，用于分别对待发送的各个所述TCP数据报文进行GTP-U封装；
TCP数据报文发送单元6082，用于每隔预设第二周期按照先进先出的原则将预设数目个进行GTP-U封装的TCP数据报文发送到网络侧。
从缓存队列中按照先进先出的原则，取N个TCP ACK类型的TCP数据报文进行GTP-U封装后发送到网络侧；例如，预设参数T′＝1ms，N＝4，则每1ms向网络侧发送4个进行GTP-U封装后的数据报文，控制缓存队列中上行TCP ACK类型的数据报文的发送间隔，达到控制下行TCP DATA发送速率的效果，有效提升了LTE基站下行速率稳定性以及峰值速率性能。
如图6所示，在一个具体示例中，所述流量整形系统还包括IP数据报文发送模块609，用于当所述TCP类型判断模块603判定所述IP数据报文的协议类型非TCP类型时，对所述IP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的IP数据报文发送到网络侧。对于非TCP数据报文，不做处理，直接封装发送到网络侧。
如图6所示，在一个具体示例中，所述流量整形系统还包括第二TCP数据报文发送模块610，用于当所述TCP ACK类型判断模块605判定所述TCP数据报文的协议类型非TCPACK类型时，对所述TCP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧。如果接收到的终端上行消息不是TCP ACK类型，则直接将该消息封装后发送到网络侧。
如图6所示，在一个具体示例中，所述流量整形系统还包括缓存队列发送模块611，用于当所述TCP数据报文判断模块607每隔预设第一周期判定当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数小于或等于所述预设门限值时，对当前TCP ACK缓存队列中的数据进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的当前TCP ACK缓存队列中的数据依次发送到网络侧。如果判断结果不大于预设门限，则将缓存队列中数据封装后依次发送到网络侧。
基于图6所示的本实施例的系统，一个具体的工作过程可以是如下所述：
首先上行数据包接收模块601接收终端发送的上行用户面数据包；然后第IP数据报文提取模块602提取所述数据包中的IP数据报文；TCP类型判断模块603判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；当判定是TCP类型时，TCP数据报文提取模块604提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；当判定非TCP类型时，IP数据报文发送模块609对所述IP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的IP数据报文发送到网络侧；TCP ACK类型判断模块605判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；当判定是TCP ACK类型时，TCP数据报文处理模块606将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；当判定非TCPACK类型时，第二TCP数据报文发送模块610对所述TCP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧；TCP数据报文判断模块607每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数是否大于预设门限值；当判定大于预设门限值时，第一TCP数据报文发送模块608中的TCP数据报文封装单元6081分别对待发送的各个所述TCP数据报文进行GTP-U封装；TCP数据报文发送单元6082每隔预设第二周期按照先进先出的原则将预设个数个进行GTP-U封装的TCP数据报文发送到网络侧；当判定小于或等于预设门限值时，缓存队列发送模块611对当前TCP ACK缓存队列中的数据进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的当前TCP ACK缓存队列中的数据依次发送到网络侧。
从以上描述可知，本发明流量整形系统，通过控制上行TCP ACK类型的数据报文发送间隔，达到控制下行TCP DATA发送速率的效果，起到对下行TCP DATA平滑滤波的作用，提高系统下行速率性能，改善用户体验。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种流量整形方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收终端发送的上行用户面数据包；
提取所述数据包中的IP数据报文；
判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；
若是TCP类型，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；
判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；
若是TCP ACK类型，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；
若大于预设门限值，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCPACK缓存队列中的所述TCP数据报文到网络侧；
当判定所述IP数据报文的协议类型非TCP类型时，对所述IP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的IP数据报文发送到网络侧。
2.根据权利要求1所述的流量整形方法，其特征在于，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP ACK缓存队列中的所述TCP数据报文到网络侧的步骤包括：
分别对待发送的各个所述TCP ACK缓存队列中的所述TCP数据报文进行GTP-U封装；
每隔预设第二周期按照先进先出的原则将所述TCP ACK缓存队列中的预设数目个进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧。
3.根据权利要求1或2所述的流量整形方法，其特征在于，当判定所述TCP数据报文的协议类型非TCP ACK类型时，对所述TCP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧。
4.根据权利要求1或2所述的流量整形方法，其特征在于，当每隔预设第一周期判定当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数小于或等于所述预设门限值时，对当前TCPACK缓存队列中的数据进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的当前TCP ACK缓存队列中的数据依次发送到网络侧。
5.一种流量整形系统，其特征在于，包括：
上行数据包接收模块，用于接收终端发送的上行用户面数据包；
IP数据报文提取模块，用于提取所述数据包中的IP数据报文；
TCP类型判断模块，用于判断所述IP数据报文的协议类型是否为TCP类型；
TCP数据报文提取模块，用于当所述TCP类型判断模块判定是TCP类型时，提取所述IP数据报文中的TCP数据报文；
TCP ACK类型判断模块，用于判断所述TCP数据报文的协议类型是否为TCP ACK类型；
TCP数据报文处理模块，用于当所述TCP ACK类型判断模块判定是TCP ACK类型时，将所述TCP数据报文放入预设TCP ACK缓存队列；
TCP数据报文判断模块，用于每隔预设第一周期判断当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的数目是否大于预设门限值；
第一TCP数据报文发送模块，用于当所述TCP数据报文判断模块判定大于预设门限值时，每隔预设第二周期按照预设发送规则发送预设数目个所述TCP ACK缓存队列中的所述TCP数据报文到网络侧；
IP数据报文发送模块，用于当所述TCP类型判断模块判定所述IP数据报文的协议类型非TCP类型时，对所述IP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的IP数据报文发送到网络侧。
6.根据权利要求5所述的流量整形系统，其特征在于，所述第一TCP数据报文发送模块包括：
TCP数据报文封装单元，用于分别对待发送的各个所述TCP ACK缓存队列中的所述TCP数据报文进行GTP-U封装；
TCP数据报文发送单元，用于每隔预设第二周期按照先进先出的原则将所述TCP ACK缓存队列中的预设数目个进行GTP-U封装的TCP数据报文发送到网络侧。
7.根据权利要求5或6所述的流量整形系统，其特征在于，还包括第二TCP数据报文发送模块，用于当所述TCP ACK类型判断模块判定所述TCP数据报文的协议类型非TCP ACK类型时，对所述TCP数据报文进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的TCP数据报文发送到网络侧。
8.根据权利要求5或6所述的流量整形系统，其特征在于，还包括缓存队列发送模块，用于当所述TCP数据报文判断模块每隔预设第一周期判定当前TCP ACK缓存队列中所述TCP数据报文的个数小于或等于所述预设门限值时，对当前TCP ACK缓存队列中的数据进行GTP-U封装，并将进行GTP-U封装后的当前TCP ACK缓存队列中的数据依次发送到网络侧。
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Effective date of registration: 20180214 Address after: 510663 Shenzhou Road, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong, 10 Applicant after: Comba Telecom System (China) Co., Ltd. Applicant after: Comba Telecom Systems (Guangzhou) Co., Ltd. Applicant after: Jingxin Communication Technology (Guangzhou) Co., Ltd. Applicant after: TIANJIN COMBA TELECOM SYSTEMS CO., LTD. Address before: 510663 Guangdong city of Guangzhou province Guangzhou economic and Technological Development Zone Jinbi Road No. 6 Applicant before: Jingxin Communication Technology (Guangzhou) Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20200110 Address after: 510663 Shenzhou Road, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong, 10 Patentee after: Jingxin Communication System (China) Co., Ltd. Address before: 510663 Shenzhou Road, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong, 10 Co-patentee before: Jingxin Communication System (Guangzhou) Co., Ltd. Patentee before: Jingxin Communication System (China) Co., Ltd. Co-patentee before: Jingxin Communication Technology (Guangzhou) Co., Ltd. Co-patentee before: TIANJIN COMBA TELECOM SYSTEMS CO., LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Address after: 510663 Shenzhou Road, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong, 10 Patentee after: Jingxin Network System Co.,Ltd. Address before: 510663 Shenzhou Road, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong, 10 Patentee before: Comba Telecom System (China) Ltd. |