CN107086961A - 基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域，公开了一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，包括建立服务质量的MOS值模型；将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；处理终点路由器的信息。本发明还公开了一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障装置，包括MOS值模型建立模块、MOS值邻域传播模块、最低服务质量的MOS值传递模块、本地服务质量选择模块和终点路由器信息处理模块。本发明通过建立服务质量的MOS值模型，制定数据传输路径上网络节点资源的动态分配策略。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法及装置。
背景技术
服务质量QoS(Quality of Service)是衡量计算机网络性能的重要参数，包括延迟、丢包率等，对上层应用有非常重要的影响。目前，保证所有用户端到端QoS一直是电信运营商面临的重要挑战，在整体网络层面上保证所有数据业务的端到端QoS在合理范围之内，成为计算机网络的研究热点。
传统网络中的路由器等交换设备的数据包转发优先级策略固定，无法针对特定业务定制优先级策略。例如，网络管理者在路由器中针对数据包中的ToS字段设置固定QoS策略，所有ToS相同的数据流遵循相同的策略。
传统网络中的路由器转发策略考虑当前转发节点，无法感知数据传输路径上其他节点的传输情况；而端到端的传输业务的服务质量是基于端到端传输的总服务质量，不完全依赖于传输过程特定节点的服务质量，因此传统的转发策略在资源有限的情况下，不能对端到端传输服务质量进行最优化处理。
发明内容
本发明目的是提供一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法及装置，通过建立服务质量的MOS值模型，制定数据传输路径上网络节点资源的动态分配策略。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
本发明提供一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，包括以下步骤：
步骤1，建立服务质量的MOS值模型；
步骤2，将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；
步骤3，在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；
步骤4，根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；
步骤5，处理终点路由器的信息。
优选地，所述建立服务质量的MOS值模型，进一步包括：对于端到端的服务质量进行量化，通过设置特定位宽的MOS字段来标记端到端服务质量需求。
优选地，所述对于端到端的服务质量进行量化的具体步骤如下：
步骤1.1，根据服务质量的类型，确定该类型服务质量的最低量化值El和最高量化值Eu；
步骤1.2，将最低量化值El与最高量化值Eu之间的差值等分为M份，得到该类型服务质量的M个服务质量等级，其中，第i个服务质量等级对应于量化值区间对应该类型服务质量的MOS值区间[1,M]。
优选地，所述将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播的具体步骤如下：
步骤2.1，各路由器根据服务质量的类型和该类型服务质量的MOS值的划分标准，确定本地所能为不同业务提供的一系列服务质量的MOS值列表L，将L通过随包传输的方式，广播到邻居路由器中；
步骤2.2，路由器广播服务质量的MOS值时，将所能提供的该类型服务质量的所有MOS值加入到数据包中，并针对本次的广播设置生存跳数值插入数据包中，以此限制广播范围；
步骤2.3，路由器收到包含其他路由器服务质量的MOS值的数据包时，记录每个邻居路由器服务能力并保存至本地，同时在转发该数据包时，将数据包中的生存跳数值减1。
优选地，所述在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值的具体步骤如下:
步骤3.1，在端到端服务发起时，服务发起方确定该服务需要保证的最低服务质量的MOS值R，并将需求MOS值R添加到本业务所有数据包中；
步骤3.2，需求MOS值在交换网络中传输时，路由器只读取该值而不改变R。
优选地，所述根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量的具体步骤如下：
步骤4.1，业务数据包到达路由器时，路由器解析数据包中的需求MOS值R，分析该数据包端到端服务中用户需求的服务质量，并且从数据包中解析出该数据包目前所接受的服务质量E；
步骤4.2，路由器根据本地存储的下一跳路由器的服务质量的MOS值列表Lnext，按照如下公式从本地服务质量的MOS值列表Llocal中选择对此数据包的服务质量service：
其中，对于初始节点，取E＝R，对于最终节点，取max(Lnext)＝R。
步骤4.3，路由器根据本地所提供的服务质量service，更新数据包中的目前所接受的服务质量E′，其中：
E′＝E+service-R；
步骤4.4，路由器完成本数据包处理过程，将数据包转发至下一节点。
优选地，所述处理终点路由器的信息的具体步骤如下：
步骤5.1，在数据包传输路径上，判断生存跳数值是否为0，如果生存跳数值为0，则转步骤5.2，如果生存跳数值不为0，则转步骤5.3；
步骤5.2，路由器停止对数据包中的需求MOS值R和目前所接受的服务质量E进行更新，并从数据包中删除该路由器服务质量的MOS值；
步骤5.3，将数据包转发至下一跳路由器。
本发明还提供一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障装置，包括：
MOS值模型建立模块，用于建立服务质量的MOS值模型；
MOS值邻域传播模块，用于将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；
最低服务质量的MOS值传递模块，用于在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；
本地服务质量选择模块，用于根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；
终点路由器信息处理模块，用于处理终点路由器的信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明通过建立服务质量的MOS值模型，可以得到不同类型服务质量的MOS值，实现了灵活定制优先级策略。
2.本发明针对端到端服务内容的需求，将路由器所能提供的服务质量进行相应的MOS值划分，并通过随包传输的方式通知邻居路由器；在网络节点之间的数据包传输过程中，保持端到端需求MOS值的信息不变；路由器在接收数据包后，解析需求MOS值和上一节点对此数据包服务质量的MOS值，通过分析需求MOS值和上一节点MOS值差异，与本地所能提供的MOS值进行对比，选择对当前业务的服务质量。本发明提出了基于动态调节资源分配的端到端服务质量保障方法，可以实现对端到端传输服务质量进行最优化处理。
上述基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法的有益效果与基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障装置的有益效果类似，此处不再赘述。
附图说明
图1是本发明一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法的流程示意图之一；
图2是本发明一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法的流程示意图之二；
图3是本发明一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法的流程示意图之三；
图4是本发明实施例的拓扑结构示意图；
图5是本发明一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解，对本发明中出现的部分名词作以下解释说明：
MOS值：(Mean Opinion Score，MOS)平均意见值，是衡量通信系统语音质量的重要指标。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：
请参考图1，本实施例提供一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，包括以下步骤：
步骤S101，建立服务质量的MOS值模型；
步骤S102，将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；
步骤S103，在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；
步骤S104，根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；
步骤S105，处理终点路由器的信息。
请参考图2，本实施例提供一种服务器故障检测方法，包括以下步骤：
步骤S201，根据服务质量的类型，确定该类型服务质量的最低量化值El和最高量化值Eu；
步骤S202，将最低量化值El与最高量化值Eu之间的差值等分为M份，得到该类型服务质量的M个服务质量等级，其中，第i个服务质量等级对应于量化值区间对应该类型服务质量的MOS值区间[1,M]；
步骤S203，各路由器根据服务质量的类型和该类型服务质量的MOS值的划分标准，确定本地所能为不同业务提供的一系列服务质量的MOS值列表L，将L通过随包传输的方式，广播到邻居路由器中；
步骤S204，路由器广播服务质量的MOS值时，将所能提供的该类型服务质量的所有MOS值加入到数据包中，并针对本次的广播设置生存跳数值插入数据包中，以此限制广播范围；
步骤S205，路由器收到包含其他路由器服务质量的MOS值的数据包时，记录每个邻居路由器服务能力并保存至本地，同时在转发该数据包时，将数据包中的生存跳数值减1；
步骤S206，在端到端服务发起时，服务发起方确定该服务需要保证的最低服务质量的MOS值R，并将需求MOS值R添加到本业务所有数据包中；
步骤S207，需求MOS值在交换网络中传输时，路由器只读取该值而不改变R；
步骤S208，业务数据包到达路由器时，路由器解析数据包中的需求MOS值R，分析该数据包端到端服务中用户需求的服务质量，并且从数据包中解析出该数据包目前所接受的服务质量E；
步骤S209，路由器根据本地存储的下一跳路由器的服务质量的MOS值列表Lnext，按照如下公式从本地服务质量的MOS值列表Llocal中选择对此数据包的服务质量service：
其中，对于初始节点，取E＝R，对于最终节点，取max(Lnext)＝R。
步骤S210，路由器根据本地所提供的服务质量service，更新数据包中的目前所接受的服务质量E′，其中：
E′＝E+service-R；
步骤S211，路由器完成本数据包处理过程，将数据包转发至下一节点；
步骤S212，在数据包传输路径上，判断生存跳数值是否为0，如果生存跳数值为0，则转步骤S213，如果生存跳数值不为0，则转步骤S211；
步骤S213，路由器停止对数据包中的需求MOS值R和目前所接受的服务质量E进行更新，并从数据包中删除该路由器服务质量的MOS值。
请参考图3和图4，本发明实施例的一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，在实现端到端传输时延保障时，其具体步骤如下：
步骤S301，根据时延的大小，将端到端的时延划分为5个等级，其中，MOS值5为时延最小，1为时延最大；
步骤S302，各个路由器针对自身的缓存大小和队列规则，确定自身对数据包传输可能带来的时延，确定自身时延服务质量的MOS值区间，例如，图3中路由器1时延服务质量的MOS值区间为[4,5]，路由器2时延服务质量的MOS值区间为[2,3,4]；
步骤S303，各路由器通知相邻的一个路由器自身的服务质量MOS值区间；
步骤S304，路由器收到包含其他路由器服务质量MOS值区间的数据包时，记录每个邻居路由器服务能力并保存在本地，由于步骤S303中设置的规则通知范围为1，因此路由器无需将其他路由器的MOS值区间进行转发；
步骤S305，在端到端服务发起时，服务发起方需要根据实际需要，确定该服务需要保证的最低服务质量MOS值，图3中，需求MOS值为3；
步骤S306，需求MOS值在交换网络中传输时始终存在于数据包中；
步骤S307，业务数据包到达路由器时，路由器解析数据包中的需求MOS值为3；
步骤S308，路由器1查询本地存储的下一跳路由器2的服务质量的MOS值区间为[2,3,4]，因此路由器1选择本地服务质量为4，即可将最优服务质量5让给其他业务使用；
步骤S309，路由器1更新当前数据包已经接受的服务质量为4；
步骤S310，路由器2、3、4、5依次根据当前数据包已经接受的服务质量选择本地服务质量。根据上述选取规则，路由器2选择的服务质量为2，数据包当前服务质量为3，路由器3选择的服务质量为3，数据包当前服务质量为3，路由器4选择的服务质量为2，数据包当前服务质量为2，路由器5选择的服务质量为4，数据包当前服务质量为3；
步骤S311，路由器5在执行完对本地服务质量的选择后，路由器停止对数据包中的需求MOS值和目前所接受的服务质量进行更新，并将数据包中的上述字段删除；
步骤S312，终端用户得到的延时MOS值为3，满足要求。
本发明通过建立服务质量的MOS值模型，可以得到不同类型服务质量的MOS值，实现了灵活定制优先级策略。本发明针对端到端服务内容的需求，将路由器所能提供的服务质量进行相应的MOS值划分，并通过随包传输的方式通知邻居路由器；在网络节点之间的数据包传输过程中，保持端到端需求MOS值的信息不变；路由器在接收数据包后，解析需求MOS值和上一节点对此数据包服务质量的MOS值，通过分析需求MOS值和上一节点MOS值差异，与本地所能提供的MOS值进行对比，选择对当前业务的服务质量。本发明提出了基于动态调节资源分配的端到端服务质量保障方法，可以实现对端到端传输服务质量进行最优化处理。
请参考图5，本发明实施例还提供一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障装置，包括：MOS值模型建立模块501、MOS值邻域传播模块502、最低服务质量的MOS值传递模块503、本地服务质量选择模块504和终点路由器信息处理模块505；所述MOS值模型建立模块501依次顺序与MOS值邻域传播模块502、最低服务质量的MOS值传递模块503、本地服务质量选择模块504和终点路由器信息处理模块505连接。
MOS值模型建立模块501，用于建立服务质量的MOS值模型；
MOS值邻域传播模块502，用于将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；
最低服务质量的MOS值传递模块503，用于在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；
本地服务质量选择模块504，用于根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；
终点路由器信息处理模块505，用于处理终点路由器的信息。
以上所示仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立服务质量的MOS值模型；
步骤2，将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；
步骤3，在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；
步骤4，根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；
步骤5，处理终点路由器的信息。
2.根据权利要求1所述的基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，所述建立服务质量的MOS值模型，进一步包括：对于端到端的服务质量进行量化，通过设置特定位宽的MOS字段来标记端到端服务质量需求。
3.根据权利要求2所述的基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，所述对于端到端的服务质量进行量化的具体步骤如下：
步骤1.1，根据服务质量的类型，确定该类型服务质量的最低量化值El和最高量化值Eu；
步骤1.2，将最低量化值El与最高量化值Eu之间的差值等分为M份，得到该类型服务质量的M个服务质量等级，其中，第i个服务质量等级对应于量化值区间对应该类型服务质量的MOS值区间[1,M]。
4.根据权利要求1所述的基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，所述将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播的具体步骤如下：
步骤2.1，各路由器根据服务质量的类型和该类型服务质量的MOS值的划分标准，确定本地所能为不同业务提供的一系列服务质量的MOS值列表L，将L通过随包传输的方式，广播到邻居路由器中；
步骤2.2，路由器广播服务质量的MOS值时，将所能提供的该类型服务质量的所有MOS值加入到数据包中，并针对本次的广播设置生存跳数值插入数据包中，以此限制广播范围；
步骤2.3，路由器收到包含其他路由器服务质量的MOS值的数据包时，记录每个邻居路由器服务能力并保存至本地，同时在转发该数据包时，将数据包中的生存跳数值减1。
5.根据权利要求1所述的基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，所述在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值的具体步骤如下:
步骤3.1，在端到端服务发起时，服务发起方确定该服务需要保证的最低服务质量的MOS值R，并将需求MOS值R添加到本业务所有数据包中；
步骤3.2，需求MOS值在交换网络中传输时，路由器只读取该值而不改变R。
6.根据权利要求4或者5所述的基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，所述根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量的具体步骤如下：
步骤4.1，业务数据包到达路由器时，路由器解析数据包中的需求MOS值R，分析该数据包端到端服务中用户需求的服务质量，并且从数据包中解析出该数据包目前所接受的服务质量E；
步骤4.2，路由器根据本地存储的下一跳路由器的服务质量的MOS值列表Lnext，按照如下公式从本地服务质量的MOS值列表Llocal中选择对此数据包的服务质量service：
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其中，对于初始节点，取E＝R，对于最终节点，取max(Lnext)＝R。
步骤4.3，路由器根据本地所提供的服务质量service，更新数据包中的目前所接受的服务质量E′，其中：
E′＝E+service-R；
步骤4.4，路由器完成本数据包处理过程，将数据包转发至下一节点。
7.根据权利要求6所述的基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障方法，其特征在于，所述处理终点路由器的信息的具体步骤如下：
步骤5.1，在数据包传输路径上，判断生存跳数值是否为0，如果生存跳数值为0，则转步骤5.2，如果生存跳数值不为0，则转步骤5.3；
步骤5.2，路由器停止对数据包中的需求MOS值R和目前所接受的服务质量E进行更新，并从数据包中删除该路由器服务质量的MOS值；
步骤5.3，将数据包转发至下一跳路由器。
8.一种基于邻域感知的网络节点端到端服务质量保障装置，其特征在于，包括：
MOS值模型建立模块，用于建立服务质量的MOS值模型；
MOS值邻域传播模块，用于将路由器服务质量的MOS值进行邻域传播；
最低服务质量的MOS值传递模块，用于在交换网络中传递需要保证的最低服务质量的MOS值；
本地服务质量选择模块，用于根据路由器服务质量的MOS值动态选择本地服务质量；
终点路由器信息处理模块，用于处理终点路由器的信息。
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2017
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