CN105897613A - 无级别限制的QoS的实现方法及无级别限制的QoS系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无级别限制的QoS的实现方法及无级别限制的QoS系统，其特征在于，该方法包括：在CDN节点服务器上配置QoS级别；据所述QoS级别对用于响应访问请求的数据包进行排队；按照所述QoS级别的优先顺序依次发送排队的数据包，以实现根据在应用层配置的QoS级别进行请求响应。通过本发明的无级别限制的IOS系统及其实现方法，可以实现在应用层对用户的访问请求进行级别控制，通过应用层实现QoS，解决交换机实现的QoS的等级限制问题，保证用户的网络服务质量。

Description

无级别限制的QoS的实现方法及无级别限制的QoS系统

技术领域

本发明实施例涉及网络安全技术领域，尤其涉及一种无级别限制的QoS的实现方法及一种无级别限制的QoS系统。

背景技术

QoS(Quality of Service，服务质量)，指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。当网络过载或拥塞时，QoS能够确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如WEB应用或Email设置等。但是对关键应用和多媒体应用，为了保证访问的质量和响应时间，QoS就十分必要。

现有技术中，是利用交换机的分级功能，在物理层通过资源的IP和端口号的配置，实现对不同的用户的优先级控制、保证用户的访问质量的。例如当只能提供1G带宽的服务时，当有2G带宽的访问请求时，就需要对优先级高的用户先行提供服务(例如北京、上海、广州、深圳等地)。此时，当一个高优先级的用户访问某一资源时，交换机会直接将该资源的IP和端口号等信息发送给该高优先级的用户，以保证其得到优质的服务。但是由于交换机是在物理层进行资源的IP和端口号的分配实现用户分级的，交换机的硬件限制使得交换机最多只能将用户分为五个级别。因此，在客户多、业务多并且所有的客户都要求自己的业务有高级别的优先级时，就会导致大多数业务都集中第五和第四级里面，而低级别里却基本没有业务，这就直接导致了高级别的网络拥堵和级别不够用的问题，从而不能保证对客户优质服务的提供。

发明内容

为了解决现有技术中通过交换机实现的QoS，由于硬件的限制最多只能将用户请求分为五个级别，在请求多业务量大且业务级别都较高时，业务由于集中在第五和第四级别，导致高级别的网络拥堵和级别不够用，因而无法保证对客户优质服务的提供的问题，本发明实施例一方面提供了一种无级别限制的QoS的实现方法，其特征在于，包括：

在CDN节点服务器上配置QoS级别；

根据所述QoS级别对用于响应访问请求的数据包进行排队；

按照所述QoS级别的优先顺序依次发送排队的数据包，以实现根据在应用层配置的QoS级别进行请求响应。

本发明实施例另一方面提供一种无级别限制的QoS系统，所述系统包括：

配置模块，用于在CDN节点服务器上配置QoS级别；

排队模块，用于根据所述QoS级别对用于响应访问请求的数据包进行排队；

和

响应模块，用于按照所述级别的优先顺序依次发送排队的数据包。

本发明实施例提供的无级别限制的QoS的实现方法及无级别限制的QoS系统，通过在各CDN服务器节点上的应用程序中根据需求配置QoS级别，根据访问请求的级别进行响应排队，在应用层实现了无级别限制的QoS，将QoS的实现由交换机移植到应用层，解除了由交换机实现的QoS的级别限制，有效提高了对客户的服务质量，保证了网络的高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明中无级别限制的QoS的实现方法的实施例流程图；

图2为图1所示方法中QoS级别对应的QoS队列的结构示意图；

图3为本发明中无级别限制的QoS系统的框架结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

用户在向服务器发送一个访问请求时，通常是先进行调度访问，然后根据调度结果将访问请求发送到相应的CDN节点以获取资源。其中，CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)是构建在网络之上的内容分发网络，它依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。现有技术中，为了实现QoS，一般会在交换机进行资源IP和端口号的等级配置。用户在进行调度访问后，调度系统会根据调度结果将访问请求发送给相应的CDN节点，CDN节点会根据访问结果将该访问请求对应的资源IP和端口号发送到交换机，交换机会根据等级配置优先发送高等级的访问请求的响应数据包。这种方式的QoS完全是基于物理层即交换机的IP和端口号配置实现的，由于硬件的限制，会导致等级不够用、业务集中在高等级造成拥堵或数据包丢失等问题，难以很好的保证用户的网络质量。本发明针对在硬件层面实现QoS的不足，提供了一种在应用层通过软件控制，实现QoS的技术方案，能够同时在物理层和应用层实现QoS，保证客户的网络服务质量，提高网络运行效率。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一种无级别限制的QoS的实现方法。如图1所示，该方法包括：

步骤S101：在CDN节点服务器上进行级别配置，将访问请求的参数内容映射为QoS级别。

在各CDN节点服务器的应用中设置配置文件，并在配置文件中设置QoS级别，将访问请求的参数内容映射为设置的QoS级别，并建立参数内容与QoS级别之间的映射关系。级别数目可以根据业务需求进行设定，如设定为0-6七级或设置为0-199二百级等。设置好级别后，根据业务需求，将访问请求的参数内容对应的映射为相应的级别，参数内容包括物理层的参数和应用层的参数，物理层的参数如可以是请求源IP地址和端口号、目的IP地址和端口号。应用层的参数可以是HTTP请求的协议头和请求内容，如请求内容中的地域信息(北京、上海、广州)、客户类型信息(如高级用户、普通会员等)、客户端类型信息(如乐视超级TV客户端、乐视PC客户端、乐视手机客户端等)。根据业务需求，在配置文件中将相应的参数内容映射为对应的QoS级别。

步骤S102：根据配置进行初始化，生成QoS队列。

CDN节点服务器上的应用启动服务后，读取配置文件的内容进行初始化，根据设置的QoS的级别，相应的生成每个级别对应的QoS队列，该队列可以是普通的栈、Map、或List等。

步骤S103：对接收到的访问请求进行解析，根据访问请求的参数内容和之前建立的参数内容与QoS级别之间的映射关系获取对应的QoS级别。

CDN接收到用户的访问请求进行调度访问时，对接收到的访问请求进行解析，从访问请求中解析出物理层及应用层信息，如获取访问请求中的源IP和端口号、目的IP和端口号、请求的地域信息、客户类型信息或客户端类型信息等。根据解析出的参数内容，与配置文件中的映射信息进行匹配，找到相应的参数内容对应的QoS级别。如在配置文件中将地域为“北京、上海、广州”的参数信息对应为级别0，通过配置文件的匹配，就可以获取该用户对应的QoS级别。

其中，对访问请求进行解析是根据请求的协议进行解析，如HTTP请求根据HTTP协议进行解析，将参数内容与配置文件进行匹配可以通过正则表达式进行匹配，这些实现手段都可以参照现有技术的相关方式进行实现，故不赘述。

步骤S104：根据访问请求生成响应数据包，将数据包发送到对应的QoS级别的队列中进行排队。

获取访问请求对应的QoS级别后，CDN节点服务器将对访问请求进行响应的数据进行打包，以生成相应的响应数据包，数据包的内容根据访问请求的参数内容进行响应，如可以是视频资源文件等。将响应的数据打包后，将数据包发送到该QoS级别对应的QoS队列中进行存储，发送到队列存储可以例如是将数据包按顺序存储在List中等。其中，同一级别的访问请求的数据包在QoS队列中的存储顺序是按照请求的时间先后顺序进行存储。

步骤S105：根据QoS级别的优先顺序，将QoS队列中的数据包发送给客户端以进行请求响应。

CDN节点服务器上的接收用户访问请求的线程在对访问请求进行级别匹配和响应数据包排队后，CDN节点服务器上的发送数据包的线程根据QoS级别的优先顺序，将各级别的QoS队列中的数据包发送给交换机，由交换机通过网络将响应发送给请求资源的客户端，以完成客户访问请求的响应。通过根据级别的优先级发送数据包，保证了高级别如付费用户的服务质量。例如，在配置文件中将QoS级别设置为0-6级，0级的优先权最高，6级的优先权最低，则CDN节点服务器在进行访问请求响应即发送数据包给交换机时，就会先发送0级别的QoS队列中的数据包，根据数据包的时间先后顺序依次将其发送给交换机，在0级别的QoS队列中的数据包全部发送完后，即0级别的QoS队列为空时，再发送1级别的QoS队列中的数据包。

通过以上方法，可以在CDN架构中增加一层QoS的架构，实现在应用层对访问请求的级别控制，根据参数内容和级别设置的映射关系，按级别的优先顺序发送响应数据包给交换机以进行对访问请求的带QoS的响应处理。由此，交换机接收到的数据包就是经过CDN的QoS控制之后的数据包，在交换机层就不需要再做QoS控制，就能有效避免因为交换机的等级限制而导致的数据包全部堆积在交换机的第五和第四级的问题，能够有效减轻交换机的QoS负担，实现在应用层的按需求的无限制级别的QoS，减少网络拥堵，保证对重要客户的网络服务的质量和效率。

图2示意性地显示了本发明一种实施方式的QoS级别的QoS队列的结构。如图2所示，以QoS级别设置为0-6级七级为例，设置的QoS级别可以包括第0级20、第1级21、第2级22、第3级23、第4级24、第5级25和第6级26。每个级别对应一个QoS队列分别为0级队列200、1级队列211、2级队列222、3级队列233、4级队列244、5级队列255和6级队列266。CDN在根据访问请求的参数内容获取到访问请求对应的QoS等级后，会将对访问请求进行响应的数据打包，生成针对该访问请求的响应数据包(如图中的数据包a、b、c、d、e、f、g、A、B等)，并将数据包按访问请求的先后顺序存储到相应的QoS队列，例如数据包a、b的访问请求对应的QoS级别为第0级20，则将数据包a、b按时间先后放入第0级队列200中，数据包c、d、e、f、g的访问请求对应的QoS级别为第1级21，则将数据包c、d、e、f、g按时间先后放入第1级队列211中。CDN在将数据包发送给交换机时，根据等级优先顺序，会先按时间先后顺序(即早到早发)发送0级队列200中的数据包给交换机，交换机接收到数据包后就可以直接将数据包发送给相应的客户端，不用再进行QoS控制。由此，就可以在应用层根据业务需求设置级别和进行QoS控制，实现根据访问请求的用户特点，为高级别的用户提供优质的网络服务。

本发明的方法，提供了一种在应用层配置和控制用户级别的方案，既能实现四层的QoS(即物理层，根据物理信息进行配置)，也能实现七层的QoS(即应用层，根据应用信息进行配置)，能够根据业务需求和用户特点进行无限制的级别设置，与交换机的等级设置相比，没有了级别限制，且增加了级别控制的灵活性，能够更有效的实现优质的用户网络服务，且降低了交换机的QoS压力，缓解了高等级用户的网络拥堵，进一步提高了用户的网络服务质量和效率。

图3示意性地显示了本发明的无级别限制的QoS系统的一种实施方式的框架结构。如图3所示，该系统配置在CDN节点服务器3上，系统包括配置模块30、排队模块31、和响应模块33。其中，配置模块30设置为根据业务需求，在CDN节点服务器上通过应用层进行QoS的级别配置。如图3所示，级别配置模块30中包括有级别映射单元301和队列初始化单元302。级别映射单元301用于在配置文件中设置QoS级别，并将访问请求的参数内容映射为相应的QoS级别。队列初始化单元302用于在CDN节点启动应用的服务时，根据配置文件进行初始化，生成各QoS级别对应的QoS队列。配置模块30通过级别映射单元301在配置文件中设置QoS的级别，并将访问请求的参数内容映射为对应的级别。并通过队列初始化单元302根据配置文件的级别设置，在初始化时，生成与各级别相应的QoS队列。排队模块31设置为对接收到的访问请求，根据级别配置对用于响应的数据包进行排队。排队模块31包括级别获取单元311和请求排队单元312。级别获取单元311设置为在接收到用户的访问请求时，根据请求协议对接收到的访问请求进行解析，根据解析出的参数内容与配置文件进行匹配，从配置文件中获取当前的访问请求对应的QoS级别。请求排队单元312设置为将对访问请求的响应数据进行打包，生成用于响应的数据包，并将数据包发送到访问请求对应的QoS级别的QoS队列中保存。响应模块33设置为根据配置的级别的优先顺序，将QoS队列中的数据包发送给交换机，由交换机将数据包通过网络发送给客户端以对访问请求进行响应。具体应用中，首先要根据配置模块30进行级别配置。系统在启动后，根据配置文件的内容，进行初始化，加载QoS级别，同时生成与各级别对应的QoS队列。排队模块31等待用户访问请求，将接收到的用户访问请求解析，并根据解析出的参数内容从配置文件中匹配出当前用户的访问请求对应的级别，根据匹配出的级别，将响应数据打包后，将数据包按请求的先后顺序存入QoS队列进行排队。响应模块33根据级别的优选顺序，先将高优先权的级别对应的队列中的数据包按时间先后顺序发送给客户端进行请求响应，在较高优先权的级别对应的队列中的数据包全部发送完成后，发送次高优先权的级别对应的队列中的数据包给客户端进行请求响应。由此，实现对用户的优先级别的控制，提高对高优先级的用户的网络服务质量。

优选地，根据业务需求，本发明实施例中在配置文件中设置的与级别进行映射的参数内容可以包括物理层配置信息和/或应用层配置信息。物理层配置信息例如可以是源IP、端口号、目的IP和端口号。应用层配置信息例如可以是HTTP请求中包含的协议头信息和请求内容信息，包括地域信息、客户类型信息或客户端类型信息等。

本发明实施例的系统中各个模块可以是软件模块也可以是硬件模块，具体的实现方法可参照前文叙述，在此不再赘述。通过本发明的系统，可以在应用层对用户的级别进行控制，实现无级别限制的QoS，并根据实际的业务需求，对高级别的用户优先发送访问请求，保证高级别用户的网络服务质量。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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 (10)

1.一种无级别限制的QoS的实现方法，其特征在于，包括：

在CDN节点服务器上配置QoS级别；

根据所述QoS级别对用于响应访问请求的数据包进行排队；

按照所述QoS级别的优先顺序依次发送排队的数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在CDN节点服务器上配置QoS级别包括：

在配置文件中设置所述QoS级别，建立所述访问请求的参数内容与QoS级别之间的映射关系，并将所述配置文件配置在CDN节点服务器上的应用中；

在启动所述CDN节点服务器上的应用的服务时，根据所述配置文件生成所述QoS级别对应的QoS队列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述QoS级别对用于响应访问请求的数据包进行排队包括：

解析所述访问请求，获取所述访问请求的参数内容，根据解析出的参数内容和所述映射关系，获取所述访问请求对应的QoS级别；

根据所述访问请求生成用于响应请求的数据包，将所述数据包发送至所述访问请求对应的QoS级别的QoS队列中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，相同级别的QoS队列中的数据包是按照所述访问请求的时间先后顺序进行排列的。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述参数内容包括物理层配置信息和/或应用层配置信息，

所述物理层配置信息包括源IP、端口号、目的IP和端口号；

所述应用层配置信息包括HTTP请求中包含的协议头信息和请求内容信息。

6.一种无级别限制的QoS系统，其特征在于，所述系统包括：

配置模块，用于在CDN节点服务器上配置QoS级别；

排队模块，用于根据所述QoS级别对用于响应访问请求的数据包进行排队；

和

响应模块，用于按照所述QoS级别的优先顺序依次发送排队的数据包。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述配置模块包括级别映射单元和队列初始化单元，

所述级别映射单元用于在配置文件中设置所述QoS级别，并建立所述访问请求的参数内容与QoS级别之间的映射关系，并将所述配置文件配置在CDN节点服务器上的应用中；

所述队列初始化单元用于在启动所述CDN节点服务器上的应用的服务时，根据所述配置文件生成所述QoS级别对应的QoS队列。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述排队模块包括级别获取单元和请求排队单元，

所述级别获取单元用于解析所述访问请求，获取所述访问请求的参数内容，根据解析出的参数内容和所述映射关系，获取所述访问请求对应的QoS级别；

所述请求排队单元用于根据所述访问请求生成用于响应请求的数据包，将所述数据包发送至所述访问请求对应的QoS级别的QoS队列中。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，相同级别的QoS队列中的数据包是按照所述访问请求的时间先后顺序进行排列的。

10.根据权利要求7至9任一项所述的系统，其特征在于，所述参数内容包括物理层配置信息和/或应用层配置信息，

所述物理层配置信息包括源IP、端口号、目的IP和端口号；

所述应用层配置信息包括HTTP请求中包含的协议头信息和请求内容信息。