CN107682279A - 一种时延控制方法、装置及存储介质、程序产品 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种时延控制方法，用于网络设备，该方法包括：向与网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使下一级设备根据第一数据包确定是否向网络设备发送时延控制信号；当接收到下一级设备发送的时延控制信号时，将网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小，从而实现时延的降低。本申请还公开了一种时延控制的装置、存储介质及计算机程序产品。

Description

一种时延控制方法、装置及存储介质、程序产品

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种时延控制方法、装置及存储介质、程序产品。

背景技术

在网络通信的过程中，数据包在网络中传输时会产生时延，时延可以理解为数据包在网络传输时所需要的时间。时延作为用户可感知的QoS(Quality of Service，服务质量)参数，会直接影响用户QoS体验。数据包在网络中的时延主要包括三个方面：传输时延，就是数据包在线路上传输过程中的延时；处理时延，网络设备例如路由器或交换机等接收到数据包，通过排队机制，防火墙等一系列处理产生的延时；等待时延，数据包处理完成后等待传输产生的时延。前面两种时延是由网络结构决定的，不依赖于网络流量，而第三种时延是由网络流量和网络结构共同决定的。

由于网络结构是固定的，所以时延控制主要针对等待时延进行控制。在现有技术中，一般网络设备会预设队列调度算法，例如优先级调度、循环调度等方式，使网络设备可以保证数据包以相对固定的时延进行传输。但是，网络环境是动态变化的，现有技术的时延控制方式无法动态调整网络设备的时延。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种时延控制方法、装置及存储介质、程序产品，以解决现有技术中无法动态调整网络设备的时延的技术问题。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种时延控制方法，所述方法应用于网络设备，所述方法包括：

向与所述网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使所述下一级设备根据所述第一数据包确定是否向所述网络设备发送时延控制信号；

当接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将所述令牌桶的容量减小。

可选的，所述方法还包括：

接收与所述网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包，根据所述第二数据包确定是否向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

可选的，所述第二数据包包括服务时刻，所述服务时刻包括所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻、所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻以及所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻；

根据所述第二数据包确定是否向所述上一级设备发送所述时延控制信号，包括：

计算所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的目标最大时延；

计算所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的实际时延；

当所述上一级设备的实际时延与所述上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，确定向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

可选的，所述将所述网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将所述令牌桶的容量减小，包括：

当所述网络设备内的令牌桶的流出速度小于或等于第二阈值时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度与第一系数相乘作为调整后的所述令牌桶的流出速度，所述第一系数大于1；

当所述网络设备内的令牌桶的流出速度大于所述第二阈值时，计算所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积，所述第二系数小于1；

当所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积大于或等于第三阈值时，将所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积作为调整后的所述令牌桶的容量。

可选的，所述方法还包括：

当超过预设时间未接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号，将所述令牌桶的流出速度恢复为所述令牌桶的初始流出速度，将所述令牌桶的容量恢复为所述令牌桶的初始容量。

一种时延控制装置，所述装置应用于网络设备，所述装置包括：

发送单元，用于向与所述网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使所述下一级设备根据所述第一数据包确定是否向所述网络设备发送时延控制信号；

控制单元，用于当接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将所述令牌桶的容量减小。

可选的，所述装置还包括：

接收单元，用于接收与所述网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包；

确定单元，用于根据所述第二数据包确定是否向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

可选的，所述第二数据包包括服务时刻，所述服务时刻包括所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻、所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻以及所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻；所述确定单元包括：

第一计算子单元，用于计算所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的目标最大时延；

第二计算子单元，用于计算所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的实际时延；

确定子单元，用于当所述上一级设备的实际时延与所述上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，确定向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

可选的，所述控制单元具体用于：当所述网络设备内的令牌桶的流出速度小于或等于第二阈值时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度与第一系数相乘作为调整后的所述令牌桶的流出速度，所述第一系数大于1；

当所述网络设备内的令牌桶的流出速度大于所述第二阈值时，计算当前所述令牌桶的容量与第二系数的乘积，所述第二系数小于1；

当所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积大于或等于第三阈值时，将所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积作为调整后的所述令牌桶的容量。

可选的，所述装置还包括：

恢复单元，用于当超过预设时间未接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号，将所述令牌桶的流出速度恢复为所述令牌桶的初始流出速度，将所述令牌桶的容量恢复为所述令牌桶的初始容量。

一种计算机可读存储介质，所述机算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述的时延控制方法。

一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述的时延控制方法。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

本申请实施例中与网络设备相连的下一级设备可以根据接收到的数据包情况向该网络设备提供是否需要调整当前时延的反馈，下一级设备在确定需要调整当前时延时会向网络设备发送时延控制信号；网络设备在接收到时延控制信号时，通过将令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小，以减小网络设备的时延，从而下一级设备可以在时延大幅度增加时迅速向网络设备反馈，使网络设备有效降低时延，通过动态调整网络设备的时延，提高网络服务质量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种网络通信的应用场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种时延控制方法的流程图；

图3为本申请另一实施例提供的一种时延控制方法的流程图；

图4为本申请又一实施例提供的一种时延控制方法的流程图；

图5为本申请再一实施例提供的一种时延控制方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种时延控制装置的结构图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

在网络通信的过程中，数据包在网络中传输时会产生时延，时延可以理解为数据包在网络传输时所需要的时间。时延作为用户可感知的QoS参数，会直接影响用户QoS体验。

数据包在网络中的时延主要包括三个方面：传输时延，就是数据包在线路上传输过程中的延时；处理时延，网络设备例如路由器或交换机等接收到数据包，通过排队机制，防火墙等一系列处理产生的延时；等待时延，数据包处理完成后等待传输产生的时延。前面两种时延是由网络结构决定的，不依赖于网络流量，而第三种时延是由网络流量和网络结构共同决定的。

由于网络结构是固定的，所以时延控制主要针对等待时延进行控制。在现有技术中，一般网络设备会预设队列调度算法，例如优先级调度、循环调度等方式，使网络设备可以保证数据包以相对固定的时延进行传输。但是，网络环境是动态变化的，现有技术的时延控制方式无法根据动态调整网络设备的时延。

有鉴于此，本申请提供了一种时延控制方法，与网络设备相连的下一级设备可以根据接收到的数据包情况向该网络设备提供是否需要调整当前时延的反馈，下一级设备在确定需要调整当前时延时会向网络设备发送时延控制信号；网络设备在接收到时延控制信号时，通过将令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小，通过动态调整网络设备的时延，提高网络服务质量。

其中，网络设备内部一般具有令牌桶，令牌桶可以视为一种存储池，令牌可以理解为以给定速率填充令牌桶的虚拟信息包。令牌通常是以一定的速率添加到令牌桶中。同时当需要发送数据包，可以从令牌桶中取出与所发送的数据包大小相等的令牌数，因此，调节令牌桶的流出速度可以视为调节数据包的发送速率。令牌桶一般有特定的容量，同时可以对令牌桶的容量进行调整，以调整数据包等待发送的时间。也就是说，网络设备在接收到下一级设备反馈的时延控制信号时，可以通过提高令牌桶的流出速度或者降低令牌桶的容量，以降低等待时延，保障服务质量。

为了更清楚地说明本申请的技术方案以及有益效果，下面结合附图对本申请实施例进行进一步介绍。

首先对本申请实施例的应用场景进行说明，图1示出了网络通信的一种场景，可以包括服务器100、第一网络设备200、第二网络设备300、第三网络设备400以及终端500。用户通过终端500请求下载服务器100上的资源时，服务器100响应请求，向终端500发送数据包，其中，数据包可以依次经过第一网络设备200、第二网络设备300和第三网络设备400的中转，到达终端500。在此次数据包传输过程中，第一网络设备200可以视为第二网络设备300的上一级设备，第三网络设备400可以视为第二网络设备300的下一级设备。同时服务器100可以视为第一网络设备200的上一级设备，终端500可以视为第三网络设备400的下一级设备。

在图1所示的场景中，当用户通过终端500，请求上传资源到服务器100时，终端500发送的数据包依次经过第三网络设备400、第二网络设备300、第一网络设备200，然后到达服务器100。在此次数据包传输过程中，第三网络设备400可以作为第二网络设备300的上一级设备，第一网络设备200可以作为第二网络设备300的下一级设备。同时终端500可以视为第三网络设备400的上一级设备，服务器100可以视为第一网络设备200的下一级设备。

在上述应用场景中，当第一网络设备200向第二网络设备300发送的数据包，经过第一网络设备200处理后，等待发送的时间可以视为第一网络设备200的等待时延。

图2所示为本申请实施例提供的一种时延控制方法的流程图，本实施例可以应用于一网络设备，参照图2，该方法包括：

S201：接收与网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包。

针对网络通信，可以根据数据流的方向区分上一级设备和下一级设备。数据包由发送设备发送到接收设备时，发送设备可以视为接收设备的上一级设备，接收设备可以视为发送设备的下一级设备，例如图1的应用场景中数据包由服务器100发送至终端500的过程中，第一网络设备200可以视为第二网络设备300的上一级设备，第三网络设备400可以视为第二网络设备300的下一级设备。针对某一网络设备可以接收与该网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包，例如第二网络设备300可以接收到第一网络设备200发送的第二数据包。

第二数据包可以包括服务时刻信息。具体的，第二数据包包括的服务时刻信息可以包括第二数据包在上一级设备的到达时刻，第二数据包在上一级设备的目标送出时刻，以及第二数据包在上一级设备的实际送出时刻。其中，第二数据包的目标送出时刻可以根据第二数据包到达上一级设备的时刻，加上上一级设备的最大时延计算得到。

当第二数据包由上一级设备向网络设备发送时，考虑最坏的情况，上一级设备正要发送最大长度L_max的数据包，即已经从令牌桶中取出长度L_max的令牌，同时此时容量为σ的令牌桶正处于装满令牌的状态，第二数据包需等待当前数据包以及令牌桶中的令牌发送后才可以发送，令牌桶的流出速度为R，则第二数据包在最坏情况下的等待时延可以为(令牌桶容量σ+最大数据包长度L_max)/令牌桶流出速度R，也就是上一级设备的最大时延D为：

以图1中的第二网络设备300为例，第一网络设备200可以视为第二网络设备300的上一级设备，可以向第二网络设备300发送第二数据包。第一网络设备200可以根据第二数据包到达第一网络设备200的时间以及第一网络设备200的最大时延，计算得到第二数据包的目标送出时刻，并标记到第二数据包中。同时第二数据包中还标记了到达第一网络设备200的时刻，也即到达时刻，以及实际离开第一网络设备200的时刻，即实际送出时刻。第二网络设备300接收到的第二数据包中记录了第二数据包在第一网络设备200的到达时刻、目标送出时刻以及实际送出时刻。

S202：计算第二数据包在上一级设备的目标送出时刻与第二数据包在上一级设备的到达时刻的差值，作为上一级设备的目标最大时延。

在网络设备接收到第二数据包后，由于第二数据包中携带了第二数据包在上一级设备中的到达时刻、目标送出时刻信息，因此可以在网络设备中根据第二数据包在上一级设备的目标送出时刻与第二数据包在上一级设备的到达时刻的差值，确定上一级设备的目标最大时延。为了方便表述，以α_t表示第二数据包在上一级设备的目标最大时延，t_arrive表示第二数据包在上一级设备的到达时刻，t_target表示第二数据包在上一级设备的目标送出时刻，则上一级设备的目标最大时延可以通过如下公式计算：

α_t＝t_target-t_arrive (2)

以图1中的第一网络设备200和第二网络设备300作为示例，第二网络设备300接收到第一网络设备200发送的第二数据包，将根据第二数据包中携带的在第一网络设备200中的到达时刻t_arrive以及目标送出时刻t_target信息，确定第一网络设备200的目标最大时延α_t。

S203：计算第二数据包在上一级设备的实际送出时刻与第二数据包在上一级设备的到达时刻的差值，作为上一级设备的实际时延。

由于第二数据包中携带了第二数据包在上一级设备中的到达时刻、实际送出时刻信息，因此网络设备可以根据第二数据包在上一级设备的实际送出时刻与第二数据包在上一级设备的到达时刻的差值，确定上一级设备的实际时延。为了方便表述，以β_t表示第二数据包在上一级设备的实际时延，t_arrive表示第二数据包在上一级设备的到达时刻，t_actual表示第二数据包在上一级设备的实际送出时刻，则上一级设备的实际时延可以通过如下公式计算：

β_t＝t_actual-t_arrive (3)

由于网络环境在不断变化，尤其有突发流量进入上一级设备时，上一级设备往往并不能按照预期的计划发送数据包，也就是数据包的实际送出时刻往往并不是固定的。进一步，根据到达时刻与实际送出时刻确定的上一级设备的实际时延一般不是固定的，可以根据网络环境的变化而发生变化。可以理解，实际时延可以在一定程度上反应上一级设备所处的网络环境。当网络环境相对较好时，实际时延一般相对较小，而网络环境相对较差时，实际时延一般相对较大。

以图1中的第一网络设备200和第二网络设备300作为示例，第二网络设备300接收到第一网络设备200发送的第二数据包，将根据第二数据包中携带的在第一网络设备200中的到达时刻t_arrive以及目标送出时刻t_actual信息，确定第一网络设备200的实际时延β_t。

需要说明的是，S202和S203执行的先后顺序并不影响本申请实施例的实现，在本申请实施例其他可能的实现方式中，可以先执行S203再执行S202，也可以同时执行，本申请实施例对此不做限定。

S204：当上一级设备的实际时延与上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，向上一级设备发送时延控制信号。

当上一级设备的实际时延与上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值，可以认为上一级设备存在时延增大的情况，为了避免服务质量降低，当前网络设备可以向上一级设备发送时延控制信号，通知上一级设备进行调整以降低等待时延。

第一阈值可以视为判断上一级设备是否存在时延增大的临界值。第一阈值可以为固定值，也可以为非固定值，具体的，可以为与目标最大时延相关的值，第一阈值可以根据经验设定。通过将上一级设备的实际时延与目标最大时延的差值，和第一阈值进行比较，以判定是否需要向上一级设备发送时延控制信号。

作为一个可能的实现方式，第一阈值可以为上一级设备的目标最大时延α_t，当上一级设备的实际时延与上一级设备的目标最大时延的差值β_t-α_t≥α_t时，当前网络设备可以向上一级设备反馈，通知上一级设备存在时延增大的情况，以便上一级设备进行调整，从而降低时延，提升服务质量。

以图1中的第一网络设备200和第二网络设备300作为示例，第二网络设备300通过计算，发现第一网络设备200的实际时延与目标最大时延的差值超过第一阈值时，第二网络设备300向第一网络设备200发送时延控制信号，通知第一网络设备200进行调整。

S202-S204仅为根据第二数据包确定是否向上一级设备发送时延控制信号的一种可能的实现方式，在本申请实施例中也可以为其他的实现方式，本申请对此不做限定。

本申请实施例提供的一种时延控制方法，通过接收与网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包，根据第二数据包中携带的到达时刻、目标送出时刻、实际送出时刻信息，确定第二数据包在上一级设备中的目标最大时延和实际时延，当实际时延与目标最大时延的差值超出第一阈值时，向上一级设备发送时延控制信号。该方法实现了在网络通信中对时延的控制，当实际时延与目标最大时延的差值超过第一阈值时，网络设备可以及时向上一级设备反馈时延过大的信息，以便上一级设备根据反馈进行调整，降低时延，提供更好的服务质量，给用户带来更好的体验。

当前网络设备除了接收上一级设备发送的第二数据包，并根据第二数据包中携带的信息判断是否向上一级设备发送时延控制信号外，还可以向下一级设备发送第一数据包，以便下一级设备根据第一数据包中的信息，判断是否向当前网络设备发送时延控制信号。进一步地，当前网络设备收到下一级设备发送的时延控制信号时，还可以将网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小，以实现时延降低，从而提高服务质量。

图3所示为本申请实施例提供的另一种时延控制方法的流程图，本实施例可以应用于一网络设备，参照图3，该方法包括：

S301：网络设备向与其相连的下一级设备发送第一数据包，以使下一级设备根据第一数据包确定是否向网络设备发送时延控制信号。

与网络设备相连的下一级设备，可以理解为该网络设备所发送数据的接收设备。第一数据包可以包括服务时刻信息。具体的，第一数据包包括的服务时刻信息可以包括第一数据包在当前网络设备的到达时刻，第一数据包在当前网络设备的目标送出时刻，以及第一数据包在当前网络设备的实际送出时刻。其中，第一数据包的目标送出时刻可以根据第一数据包到达当前网络设备的时刻，加上当前网络设备的最大时延计算得到。当前网络设备的最大时延的计算方式与上一实施例中的计算方式相同，这里不再赘述。

以图1中的第二网络设备300为例，在服务器100向终端500发送数据的过程中，第二网络设备300向第三网络设备400发送第一数据包，第三网络设备400可以视为第二网络设备300的下一级设备，第一数据包包括服务时刻，具体为第一数据包到达第二网络设备300的到达时刻、第一数据包在第二网络设备300中的目标送出时刻以及第一数据包在第二网络设备300中的实际送出时刻。

下一级设备可以计算第一数据包在网络设备的目标送出时刻与第一数据包在网络设备的到达时刻的差值，作为网络设备的目标最大时延。计算第一数据包在网络设备的实际送出时刻与第二数据包在网络设备的到达时刻的差值，作为网络设备的实际时延。当网络设备的实际时延与网络设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，下一级设备可以向网络设备发送时延控制信号。

下一级设备根据第一数据包确定是否向网络设备发送时延控制信号的实现方式，与S202-S204的过程类似，相关说明可以参见S202-S204，这里不再赘述。

S302：当接收到下一级设备发送的时延控制信号时，将网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小。

当接收到下一级设备发送的时延控制信号时，代表当前网络设备存在时延增大的情况，需要动态调整降低时延。

基于上一实施例的分析，可知，第一数据包在网络设备的最大时延为其中R为令牌桶的流出速度，σ为令牌桶容量，L_max为最大数据包长度L_max。其中，L_max一般可以视为固定值，而令牌桶的容量和流出速度可以控制，为了降低第一数据包在当前网络设备的时延，保障服务质量，可以通过降低令牌桶的容量，从而降低等待发送队列中数据包的容量，从而降低第一数据包的等待时延，或者提高令牌桶的流出速度，使得单位时间内输出更多的数据包，从而缩短第一数据包的等待时间，实现第一数据包时延的降低。

作为本申请实施例一种可能的实现方式，将网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小可以为：

当网络设备内的令牌桶的流出速度小于或等于第二阈值时，将网络设备内的令牌桶的流出速度与第一系数相乘作为调整后的所述令牌桶的流出速度，其中，第一系数大于1；

当网络设备内的令牌桶的流出速度大于第二阈值时，计算令牌桶当前的容量与第二系数的乘积，其中，第二系数小于1；当令牌桶当前的容量与第二系数的乘积大于或等于第三阈值时，将令牌桶当前的容量与第二系数的乘积作为调整后的令牌桶的容量。

可以理解，在令牌桶的流出速度较低时，提高令牌桶的流出速度可以显著地降低时延，而在令牌桶的流出速度达到一定程度时，进一步提高令牌桶的流出速度对于降低时延的作用有限，此时可以采用降低令牌桶的容量的方式降低时延。

因此，提高令牌桶的流出速度对于降低时延的作用不明显的流出速度的值可以作为第二阈值，第二阈值可以根据经验设置，当令牌桶的流出速度小于或等于第二阈值时，可以通过增大令牌桶的流出速度降低时延。具体的，可以将令牌桶的流出速度与第一系数相乘作为调整后的令牌桶的流出速度，其中第一系数大于1。需要说明的是，第一系数的取值也可以根据经验设置，尽可能的保障调整后的流出速度也小于或等于第二阈值。

作为一个示例，第二阈值可以为令牌桶的最大流出速度的80％，设令牌桶的最大流出速度为R_max，第二阈值即为0.8R_max。第一系数可以为1.33。令牌桶当前的流出速度小于或等于0.8R_max时，可以将令牌桶流出速度乘以1.33作为修改后的令牌桶流出速度，实现令牌桶流出速度的增大，从而降低第一数据包的时延。

当令牌桶的流出速度大于第二阈值时，可以采用降低令牌桶容量的方式实现时延的降低。令牌桶容量降低到一定程度时，继续降低令牌桶容量对于时延降低的作用有限，而且可能产生其他的副作用时，例如丢包率升高等，可以不再采用降低令牌桶容量的方式。因此，可以设置一个令牌桶的容量的最小值作为第三阈值，对于令牌桶容量的调整应当在大于或等于第三阈值的范围内，第三阈值可以根据经验设置，。具体的，可以将令牌桶容量乘以第二系数，其中第二系数小于1，第二系数的取值也可以根据经验设置，当令牌桶当前的容量与第二系数的乘积大于或等于第三阈值时，可以将令牌桶当前的容量与第二系数的乘积作为调整后的令牌桶的容量，实现令牌桶容量的降低，从而实现时延降低。

作为一个示例，第二阈值可以为令牌桶的最大流出速度的80％，也就是0.8R_max。第三阈值可以为令牌桶原容量的1/2。第二系数可以为0.9。当令牌桶当前的流出速度大于0.8R_max时，可以将令牌桶容量乘以0.9，当令牌桶容量与第二系数0.9的乘积大于原令牌桶的容量的1/2，可以将该乘积作为修改后的令牌桶容量。

本申请实施例提供了一种时延控制方法，网络设备向与之相连的下一级设备发送第一数据包，下一级设备根据第一数据包中的信息，确认是否向网络设备发送时延控制信号，当网络设备接收到时延控制信号时，可以通过提高令牌桶的流出速度或者降低令牌桶的容量，实现时延的降低，提升了服务质量，进而提升了用户体验。

本申请提供的时延控制方法可以根据网络环境的变化，对网络设备的流量等进行调整，从而对时延进行控制，以确保服务质量。当网络环境由变化后的状态恢复到原来的状态时，例如，突发流量仅仅持续一段作用时间，然后恢复到原先的状态，可以将令牌桶恢复为初始状态。为了实现动态调整网络设备的时延，保障网络环境在不同状态时的服务质量，该方法还包括：

当超过预设时间未接收到下一级设备发送的时延控制信号，将令牌桶的流出速度恢复为令牌桶的初始流出速度，将令牌桶的容量恢复为令牌桶的初始容量。

超过预设时间未接收到下一级设备发送的时延控制信号，可以理解为在预设时间的时间段内，第一数据包的实际时延与目标最大时延的差值未超过第一阈值，可以视为网络设备的时延控制在较好的水平。为此，可以将将令牌桶的流出速度恢复为令牌桶的初始流出速度，将令牌桶的容量恢复为令牌桶的初始容量。

本申请实施例提供的时延控制方法，在对令牌的流出速度和/或容量进行调整，以使时延降低后，还可以侦测下一级设备反馈的控制信号。若超过预设时间，未接收到下一级设备发送的时延控制信号，将令牌桶的流出速度恢复为令牌桶的初始流出速度，将令牌桶的容量恢复为令牌桶的初始容量。通过该方法实现了在不同状态下对网络设备进行动态调整，将网络设备的时延控制在一个合理的范围内，保障服务质量。

下面结合具体场景，对本申请实施例提供的时延控制方法进行说明。

图4所示为本申请实施例提供的一种时延控制方法的流程图，本实施例可以应用于网络设备，该方法包括：

S401：网络设备根据接收到的第二数据包，计算上一级设备的目标最大时延和实际时延。

网络设备可以理解为连接到网络中的物理实体。网络设备可以为计算机、集线器、交换器、网桥、路由器、网关、网络接口卡、无线接入点、打印机和调制解调器等。其中，计算机可以包括个人电脑和/或服务器。

在本申请实施例中，例如网络设备可以为第一路由器，第一路由器的上一级设备可以为第二路由器。第二路由器可以向第一路由器发送第二数据包，第一路由器接收到第二数据包，获取第二数据包在第一路由器中的到达时刻、目标送出时刻、实际送出时刻，将目标送出时刻与到达时刻的差值作为目标最大时延，将实际送出时刻与到达时刻的差值作为实际时延。

S402：网络设备判断上一级设备的实际时延与目标最大时延的差值是否超过目标最大时延。如果是，进入S403，如果否，进入S404。

网络设备判断上一级设备的实际时延与目标最大时延的差值是否超过目标最大时延，也就是，上一级设备的β_t-α_t是否大于或等于α_t。α_t作为第一阈值的一种可能的实现方式，其作用在于，作为是否需要向上一级设备反馈时延控制的判断标准。可以理解，当β_t-α_t≥α_t时，可以认为上一级设备存在时延增大的情况，当β_t-α_t＜α_t时，可以认为上一级设备的时延在可以控制的范围内。

具体到本申请实施例，可以为第一路由器判断第二数据包在第二路由器中的实际时延与目标最大时延的差值是否超过目标最大时延，也就是第二数据包在第二路由器中的β_t-α_t是否大于或等于α_t。

S403：网络设备向上一级设备发送时延控制信号。

若S402的判断结果为是，也就是说第二数据包在上一级设备中的实际时延与目标最大时延的差值超过目标最大时延，即β_t-α_t≥α_t，可以视为上一级设备时延增大的情况，网络设备可以向上一级设备发送时延控制信号，以便上一级设备根据反馈的时延控制信号进行调整，以降低时延。

具体到本申请实施例，第一路由器判断第二数据包在第二路由器中的实际时延与目标最大时延的差值超过目标最大时延，即β_t-α_t≥α_t，第一路由器向第二路由器发送时延控制信号，以便第二路由器根据时延控制信号进行调整，从而降低时延。

S404：网络设备对第二数据包进行正常处理。

若S402的判断结果为否，也就是说第二数据包在上一级设备中的实际时延与目标最大时延的差值不超过目标最大时延，即β_t-α_t小于α_t，可以视为上一级设备的时延处于可以控制的范围，网络设备可以对第二数据包进行正常处理。

具体到本申请实施例，第一路由器判断第二数据包在第二路由器中的实际时延与目标最大时延的差值不超过目标最大时延，即β_t-α_t小于α_t，可以视为第二路由器的时延处于可以控制的范围，不需要向第二路由器发送时延控制信号，第一路由器对第二数据包进行正常处理。

本申请实施例提供的一种时延控制方法，网络设备根据接收的第二数据包，计算上一级设备的目标最大时延和实际时延，判断第二数据包在上一级设备的实际时延与目标最大时延的差值是否超过目标最大时延，若超过，则向上一级设备发送时延控制信号。该方法根据接收的数据包确定上一级设备的目标最大时延和实际时延，比较实际时延和目标最大时延的差值与目标最大时延的关系，以确定是否向上一级设备发送时延控制信号，实现了在网络环境发生变化导致时延大幅增大时，可以迅速向上一级设备反馈，以便上一级设备及时调整，避免了时延过大对服务质量的影响。

网络设备收到其下一级设备反馈的时延控制信号时，可以对网络设备的令牌桶进行调整，以降低时延，提高服务质量。

图5所示为本申请实施例提供的一种时延控制方法的流程图，本实施例可以应用于网络设备，参照图5，该方法包括：

S501：网络设备接收下一级设备发送的时延控制信号。

与网络设备直接相连的，接收网络设备发送的数据包的设备可以视为该网络设备的下一级设备。下一级设备可以根据接收到的数据包确定网络设备的时延状况，如果时延发生大幅度增加，可以向网络设备发送时延控制信号。网络设备接收到下一级设备发送的时延控制信号，可以视为下一级设备判断网络设备的时延大幅度增加。

S502：判断网络设备的令牌桶的流出速度是否小于或等于流出速度最大值的80％。如果是，进入S503，如果否，进入S504。

由于网络设备的时延和网络设备的令牌桶的流出速度在一定范围内呈负相关，在该范围内，提高令牌桶的流出速度，可以降低网络设备的时延，而当流出速度超出该范围时，进一步提高流出速度对降低网络设备的时延的效果并不显著。为此，可以先判断网络设备的令牌桶的流出速度是否在该范围内，以便确认是否通过提高令牌桶的流出速度降低网络设备的时延。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，上述范围可以为流出速度小于或等于流出速度最大值的80％。也就是说，判断网络设备的令牌桶的流出速度是否小于或等于流出速度最大值的80％。流出速度最大值的80％为本申请实施例中第二阈值的示例性取值，本申请实施例对第二阈值的取值不进行限定。

S503：将流出速度乘以第一系数作为调整后的流出速度。

若S502的判断结果为是，也就是令牌桶当前的流出速度小于或等于流出速度最大值的80％，此时可以通过提高流出速度，以降低网络设备的时延。具体的，可以将流出速度乘以第一系数作为调整后的流出速度，其中第一系数大于1。

S504：将令牌桶的容量乘以第二系数，并判断容量与第二系数的乘积是否大于或等于原令牌桶容量的一半。如果是，进入S505，如果否，进入步骤S506。

如S502判断结果为否，也就是令牌桶当前的流出速度大于流出速度最大值的80％，进一步提高流出速度对于改善网络设备的时延的作用并不显著，可以通过降低令牌桶的容量以降低网络设备的时延。令牌桶的容量除了与网络设备的时延相关，还关系着网络设备的其他性能或参数，而且当令牌桶容量降低到一定程度，进一步降低令牌桶容量对降低时延的作用有限，为此，可以为令牌桶的容量设置一个最小值，对令牌桶容量进行调整，调整后的容量不得低于该最小值。令牌桶容量的最小值可以为原桶容量的一半。原令牌桶容量的一半为本申请实施例中第三阈值的示例性取值，本申请实施例对第二阈值的取值不进行限定。

具体的，可以将令牌桶的容量与第二系数相乘，第二系数小于1，判断令牌桶容量与第二系数的乘积是否大于或等于原桶容量的一半。

S505：将令牌桶的容量与第二系数的乘积作为调整后的令牌桶的容量。

若S504的判断结果为是，也就是，令牌桶容量与第二系数的乘积大于或等于原桶容量的一半，可以将令牌桶的容量与第二系数的乘积作为调整后的令牌桶的容量。第二系数小于1，令牌桶容量与第二系数的乘积小于令牌桶的容量，也就是调整后的令牌桶的容量小于原令牌桶容量，而且调整后的令牌桶的容量大于或等于原令牌桶容量的一半，降低令牌桶的容量可以降低网络设备的时延，从而提高服务质量。

S506：不对令牌桶容量进行调整。

若S504的判断结果为否，也就是，令牌桶容量与第二系数的乘积小于原令牌桶容量的一半，为避免将令牌桶容量调整至过小导致其他的功能或参数受到影响，可以不对令牌桶容量进行调整。

本申请实施例提供的时延控制方法，在接收到下一级设备反馈的时延控制信号后，判断网络设备的流出速度是否小于或等于流出速度的最大值的80％，若判断结果为是，则将流出速度乘以第一系数作为调整后的流出速度，通过提高流出速度的方式，实现时延的降低；若判断结果为否，即当网络设备的流出速度大于流出速度的最大值的80％时，将令牌桶的容量乘以第二系数，进一步判断令牌桶容量与第二系数的乘积是否大于或等于原令牌桶的容量的一半，若大于或等于，则将令牌桶容量与第二系数的乘积作为调整后的桶容量，由于第二系数小于1，相当于，降低桶容量，从而降低了时延，提高了服务质量。

以上为本申请实施例提供的一种时延控制方法的具体实施方式，基于此，本申请实施例还提供了一种时延控制装置，具体参见以下实施例。图6所示为本申请实施例提供的一种时延控制装置的结构图，请参照图6，该装置包括发送单元601和控制单元602，其中：

发送单元601，用于向与网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使下一级设备根据第一数据包确定是否向网络设备发送时延控制信号；

控制单元602，用于当接收到下一级设备发送的时延控制信号时，将网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小。

可选的，该装置还包括接收单元和确定单元，其中：

接收单元，用于接收与网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包；

确定单元，用于根据第二数据包确定是否向上一级设备发送时延控制信号。

可选的，第二数据包包括服务时刻，服务时刻包括第二数据包在上一级设备的到达时刻、第二数据包在上一级设备的目标送出时刻以及第二数据包在上一级设备的实际送出时刻；确定单元包括：

第一计算子单元，用于计算第二数据包在上一级设备的目标送出时刻与第二数据包在上一级设备的到达时刻的差值，作为上一级设备的目标最大时延；

第二计算子单元，用于计算第二数据包在上一级设备的实际送出时刻与第二数据包在上一级设备的到达时刻的差值，作为上一级设备的实际时延；

确定子单元，用于当上一级设备的实际时延与上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，确定向上一级设备发送时延控制信号。

可选的，控制单元602具体用于：

当网络设备内的令牌桶的流出速度小于或等于第二阈值时，将网络设备内的令牌桶的流出速度与第一系数相乘作为调整后的令牌桶的流出速度，第一系数大于1；

当网络设备内的令牌桶的流出速度大于第二阈值时，计算当前令牌桶的容量与第二系数的乘积，第二系数小于1；

当令牌桶当前的容量与第二系数的乘积大于或等于第三阈值时，将令牌桶当前的容量与第二系数的乘积作为调整后的令牌桶的容量。

可选的，该装置还包括：

恢复单元，用于当超过预设时间未接收到下一级设备发送的时延控制信号，将令牌桶的流出速度恢复为令牌桶的初始流出速度，将令牌桶的容量恢复为令牌桶的初始容量。

本申请实施例提供了一种时延控制装置，包括发送单元和控制单元，发送单元向与网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使下一级设备根据第一数据包确定是否向网络设备发送时延控制信号，当控制单元接收到下一级设备发送的时延控制信号时，将网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将令牌桶的容量减小，以实现等待时延的降低。通过动态调整网络设备的时延，从而提高网络服务质量。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种时延控制方法，其特征在于，所述方法应用于网络设备，所述方法包括：

向与所述网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使所述下一级设备根据所述第一数据包确定是否向所述网络设备发送时延控制信号；

当接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将所述令牌桶的容量减小。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收与所述网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包，根据所述第二数据包确定是否向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二数据包包括服务时刻，所述服务时刻包括所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻、所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻以及所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻；

根据所述第二数据包确定是否向所述上一级设备发送所述时延控制信号，包括：

计算所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的目标最大时延；

计算所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的实际时延；

当所述上一级设备的实际时延与所述上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，确定向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将所述令牌桶的容量减小，包括：

当所述网络设备内的令牌桶的流出速度小于或等于第二阈值时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度与第一系数相乘作为调整后的所述令牌桶的流出速度，所述第一系数大于1；

当所述网络设备内的令牌桶的流出速度大于所述第二阈值时，计算所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积，所述第二系数小于1；

当所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积大于或等于第三阈值时，将所述令牌桶当前的容量与第二系数的乘积作为调整后的所述令牌桶的容量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当超过预设时间未接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号，将所述令牌桶的流出速度恢复为所述令牌桶的初始流出速度，将所述令牌桶的容量恢复为所述令牌桶的初始容量。

6.一种时延控制装置，其特征在于，所述装置应用于网络设备，所述装置包括：

发送单元，用于向与所述网络设备相连的下一级设备发送第一数据包，以使所述下一级设备根据所述第一数据包确定是否向所述网络设备发送时延控制信号；

控制单元，用于当接收到所述下一级设备发送的所述时延控制信号时，将所述网络设备内的令牌桶的流出速度增大，或者将所述令牌桶的容量减小。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

接收单元，用于接收与所述网络设备相连的上一级设备发送的第二数据包；

确定单元，用于根据所述第二数据包确定是否向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二数据包包括服务时刻，所述服务时刻包括所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻、所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻以及所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻；所述确定单元包括：

第一计算子单元，用于计算所述第二数据包在所述上一级设备的目标送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的目标最大时延；

第二计算子单元，用于计算所述第二数据包在所述上一级设备的实际送出时刻与所述第二数据包在所述上一级设备的到达时刻的差值，作为所述上一级设备的实际时延；

确定子单元，用于当所述上一级设备的实际时延与所述上一级设备的目标最大时延的差值超过第一阈值时，确定向所述上一级设备发送所述时延控制信号。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述机算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1-5任一项所述的时延控制方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1-5任一项所述的时延控制方法。