CN105847176A - 一种传输业务流的方法和网络设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种传输业务流的方法，包括：设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽，在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。同时，本发明实施例还提供一种传输业务流的装置。本发明实施例可以保障第一业务流低时延、零丢包，保障第一业务流的流畅传输。

Description

一种传输业务流的方法和网络设备
技术领域
本发明涉及网络通信领域，尤其是涉及一种传输业务流的方法和网络设备。
背景技术
随着Internet在全球的迅速发展和社会信息化程度的提高，人们对网络的要求也越来越高，信息化需求已从单纯的数据信息向交互式多媒体信息发展，从分别服务向数据、语音、图像统一服务和一网传输发展。带宽延迟、抖动敏感且实时性强的语音、图像和其他的重要数据越来越多地在网上传输，一方面使得网络资源得到了极大的丰富，另一方面，由于数据、语音、图像等业务在延时、吞吐量或丢失率等方面有不同的要求，也就引入了如何保证网络服务质量的问题。
IP网络中话音分组的端到端时延，150ms以下的时延，对于大多数应用来说是可接受的150～400ms之间的时延，在用户预知时延状况的前提下可以接受；大于400ms的时延不可接受。
根据实际测量发现，抖动大于500ms是不可接收的，而抖动达到300ms时，是可以接受的，此时为了消除抖动会引起较大的时延，综合时延对语音质量的影响来考虑，要求承载网的抖动小于80ms。
在实际测试过程中，丢包对视频会议语音质量的影响较大，当丢包率在5％时，基本都可以接受，而在丢包率大于10％时，已都无法接受。因此，要求IP网络的丢包率小于5％。
在传统的IP网络中，设备对所有的报文都采用等同对待方式，按照报文到达的时间先后，先入先出的排队策略(FIFO)处理，尽最大的努力(Best-effort)将数据报文传送到目的地。但对报文传送的可靠性、传送延迟等方面的性能，则不提供任何的保证。
QoS(Quality of Service，服务质量)就是针对各种不同的需求，提供不同的服务质量。
针对不同的服务质量要求，QoS提供以下三种服务模型：Best-Effort Service模型，Integrated Service模型和Differentiated Service模型。
Best-Effort Service
Best-Effort Service模型是尽力服务模型，即网络尽最大的可能发送报文，但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。该模型是传统Internet中的缺省服务模型。
Integrated Service
Integrated Service模型是综合服务模型，应用程序在发送报文之前需要向网络申请特定的服务质量请求，包括带宽、时延等，应用程序在收到网络的确认信息，即网络为这个应用程序预留了资源之后，才开始发送报文。同时应用程序发出的报文应该控制在流量参数描述的范围以内。
Differentiated Service
Differentiated Service模型是区分服务模型，应用程序在发送报文前不必预先向网络提出资源申请，而是通过设置IP报文头部的QoS参数信息，来告知网络节点它的QoS需求。报文传播路径上的各个路由器都可以通过对IP报文头的分析来获知报文的服务需求类别。
现有QoS队列组织及调度算法包括以下几种：
1、PQ(Priority Queuing，优先队列)：将网络中的数据流分为四类优先级的数据流，严格按照优先级进行发送。
优点：最为古老的QoS拥塞管理策略，对网络中业务进行处理。
缺点：因为是基于严格优先级，那么肯定会带来低优先级饿死的情况，而且各队列带宽得不到保证。
2、CBWFQ(Class Based Weighted Fair Queuing，基于类的加权公平队列)：在传统公平队列的基础上，引入了用户业务带宽保证机制，可以针对不同的业务配置业务保证带宽。
优点：灵活的业务匹配规则以及带宽保证，满足数据业务网络中对业务及带宽的复杂要求。
缺点：没有优先级机制，无法保证实时业务的服务要求。
3、LLQ(Low Latency Queuing，低延迟队列)：简单来说就是CBWFQ+PQ，LLQ就是在CBWFQ的实现框架中添加了高优先级队列，用来保证实时业务传输过程中低时延。
优点：灵活的业务带宽保证+实时业务优先处理。
缺点：在用户(一级)+业务(二级)或者业务(一级)+用户(二级)的多级业务模型中，无法进行基于层次化的QoS支持。
总之，传统接口队列采用的GTS(Generic Traffic Shaping，通用流量整形)和队列调度，经过流量整形数据流以预定义的速率输出，GTS技术采用令牌桶和缓存实现，采用LLQ调度，如果非实时的其他业务流过大，则会导致实时业务流突发时，没有足够的令牌出包而导致排队时延过大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例的一方面在于，提供一种传输业务流的方法，包括：
设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；
接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽，在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。
可选的，该方法还包括：
当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
可选的，该方法还包括：
通过预设的队列接收第二业务流，将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列，在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流。
可选的，该方法中所述业务流类型为实时业务流。
本发明实施例的一方面在于，提供一种传输业务流的网络设备，
包括：设置模块，用于设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应
关系；
第一流处理模块，用于接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
创建模块，用于根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽；
第一传输模块，用于在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。
可选的，
所述创建模块，还用于当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
可选的，
第二流处理模块，用于通过预设的队列接收第二业务流，将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列；
第二传输模块，用于在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流。
可选的，所述业务流类型为实时业务流。
本发明实施例的有益效果在于，在接收到第一业务流时创建队列为第一业务流分配带宽资源，与其他业务队列完全隔离，无论其它业务如何突发，都不会对为第一业务流创建的队列有影响，从而可以保障第一业务流低时延、零丢包，保障第一业务流的流畅传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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为本发明第一实施例的方法流程图；
图2为本发明第二实施例的方法流程图；
图3为本发明第三实施例的方法流程图；
图4为本发明第四实施例的方法流程图；
图5为本发明实施例应用场景示意图；
图6为本发明第五实施例的装置结构图；
图7为本发明第六实施例的装置结构图。
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。
如图1所示，本发明第一实施例提供一种传输业务流的方法，包括：
S101，设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；
S103，接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
S105，根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽；
S107，在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。
本发明实施例的有益效果在于，在接收到第一业务流时创建队列为第一业务流分配带宽资源，与其他业务队列完全隔离，无论其它业务如何突发，都不会对为第一业务流创建的队列有影响，从而可以保障第一业务流低时延、零丢包，保障第一业务流的流畅传输。
可选的，如图2所示，在第一实施例的基础上，本发明第二实施例还包括：
S109，当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
可选的，如图3和4所示，分别在第一实施例和第二实施例的基础上，本发明第三和第四实施例还包括：
S111，通过预设的队列接收第二业务流，将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列；
S113，在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流。
可选的，在上述实施例中所述业务流类型为实时业务流。
为了使本发明实施例的技术方案更加清楚完整，下面结合具体应用场景描述本发明实施例的技术方案。
步骤一，设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；
对于有严格的时延与带宽要求的业务流，其业务类型可以为实时业务流，如视频会议业务流，假设广域网总出口带宽为X Mbps,视频会议召开是要求预留Y Mbps带宽才能保证视频会议的质量。则，业务流类型为视频业务流，队列的名称为资源预留队列，给该队列预留的带宽为Y Mbps，设置三者的对应关系。
步骤二，接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
当视频会议召开时，第一业务流为视频会议业务流，网络设备识别出视频会议业务流类型后，根据在步骤一中设置的对应关系，确定出视频业务流对应的队列名称为资源预留队列。
步骤三，根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽，在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流；
根据资源预留队列名称创建资源预留队列，从总出口带宽X Mbps中分配Y Mbps带宽给新创建的资源预留队列，在创建的资源预留队列中根据所述分配的带宽Y Mbps传输所述视频会议业务流。
在本发明实施例中，除了第一业务流以外，网络设备还通过预设的队列接收第二业务流，那么，网络设备将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列，在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流
在该应用场景中，如果在视频会议业务流发起之前，已经有第二业务流，如其他优先级较低的业务流，在该网络设备的出口上传输，这些其他的业务流在预先设置的队列A中采用总出口带宽X Mbps进行业务流传输，当网络设备检测到资源预留队列有数据时，则预先设置的队列A的带宽自动降为X-YMbps；
在本发明实施例中，当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
在该应用场景中，当视频会议业务结束时，资源预留队列中无数据超过30S，则其他的业务流在预先设置的队列A的带宽升为总出口带宽X Mbps。
从队列调度策略来分析本发明实施例中随流触发资源预留带宽的有益效果：在该应用场景中，资源预留队列和预先设置的队列A完全隔离，独立调度；预先设置的队列A采用传统的QoS/HQoS调度策略，即PQ+WFQ调度，PQ先调度，WFQ后调度，PQ内部按严格优先级，WFQ按权重争抢带宽，传统的调度策略只能让高优先级业务流先传输，但无法解决视频等业务流突发的问题，如图5所示，T1时刻视频流业务较小，QoS/HQoS优先转发视频流，在转发其他业务流时采用了大量的带宽，当T2时间视频流突发时，由于T1时刻调试的其他业务流占用了较多的带宽资源，T2时刻有视频流突发时，带宽不足，无法优先及时转发。
另外，传统的QoS/HQoS也提升对预先设置的队列A限速的功能，但限速也只是针对平均的速度，当有突发时，还是会去抢占高优先级的带宽，即预先设置的队列A的QoS/HQoS，由于是通过调度策略来实施优先级和带宽保障的，只能尽量做到优先和保障，其内部竞争关系依然存在。
从策略预留的方式来分析本发明实施例中随流触发资源预留带宽的有益效果：传统的资源预留，需要全网设备都支持RSVP-TE(Resource ReSerVationProtocol-Traffic Engineering基于流量工程扩展的资源预留协议)，而本发明实施例中的关键路径上的网络设备单点部署。RSVP-TE路径的建立、撤销对整网设备要求、动态性是远不能和本发明实施例相比的。本本发明实施例中的资源预留采用随流触发，当无视频流时，虽然配置了资源预留队列，但在网络设备上并不会创建该队列，预先设置的队列A可以使用出口所有带宽资源X Mbps，只有当有视频流时，随流创建资源预留队列，从总出口带宽分配带宽给资源预留队列，带宽的大小为配置的Y Mbps，此时预先设置的队列A可用带宽为(X-Y)Mbps。当视频流停止后，一段时间(比如3分钟)后，自动回收带宽资源Y Mbps，删除资源预留队列，预先设置的队列A又可使用总出口带宽。
其中，第二业务流为非实时的其他业务流，其他业务流可以是非视频业务流，如FTP(File Transfer Protocol文件传输协议)业务流、电子邮件业务流、HTTP(Hyper Text Transfer Protocol超文本传输协议)业务流、P2P(peer-to-peer点对点)下载业务流等之一或这些业务流的组合。
本发明第五实施例，如图6所示，提供一种传输业务流的网络设备，包括：
设置模块201，用于设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；
第一流处理模块203，用于接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
创建模块205，用于根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽；
第一传输模块207，用于在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。
本发明实施例的有益效果在于，在接收到第一业务流时创建队列为第一业务流分配带宽资源，与其他业务队列完全隔离，无论其它业务如何突发，都不会对为第一业务流创建的队列有影响，从而可以保障第一业务流低时延、零丢包，保障第一业务流的流畅传输。
可选的，
所述创建模块205，还用于当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
可选的，如图7所示，本发明第六实施例中，在第五实施例的基础上还包括：
第二流处理模块211，用于通过预设的队列接收第二业务流，将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列；
第二传输模块213，用于在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流。
可选的，所述业务流类型为实时业务流。
本发明实施例五、六的具体应用场景与上述应用场景相似，这里不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种传输业务流的方法，其特征在于，包括：
设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；
接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽，在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
通过预设的队列接收第二业务流，将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列，在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述业务流类型为实时业务流。
5.一种传输业务流的网络设备，其特征在于，包括：
设置模块，用于设置业务流类型与队列的名称以及队列的带宽的对应关系；
第一流处理模块，用于接收第一业务流，当根据所述第一业务流确定所述业务流类型后，根据所述对应关系确定所述第一业务流对应的队列名称；
创建模块，用于根据所述队列名称创建队列，根据所述队列的带宽从总出口带宽中为所述创建的队列分配相应的带宽；
第一传输模块，用于在所述创建的队列中根据所述分配的带宽传输所述第一业务流。
6.根据权利要求5所述的网络设备，其特征在于，
所述创建模块，还用于当所述第一业务流停止时，删除所述创建的队列，释放所述分配给所述创建的队列的带宽。
7.根据权利要求5或6所述的网络设备，其特征在于，还包括：
第二流处理模块，用于通过预设的队列接收第二业务流，将根据所述总出口带宽减去分配给所述创建的队列的带宽后剩余的带宽分配给所述预设的队列；
第二传输模块，用于在所述预设的队列中根据所述剩余的带宽传输所述第二业务流。
8.根据权利要求5所述的网络设备，其特征在于，所述业务流类型为实时业务流。
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