CN108462647B - 带宽调整方法和网关 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种带宽调整方法和网关，涉及通信领域，用于实现动态分配网关中各用户的带宽。带宽调整方法，包括：基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽；获取用户在监测周期内的实时流量，其中，实时流量小于当前带宽；如果在连续多个监测周期内的实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小当前带宽，其中，监测门限值小于平均分配带宽，且第一调整粒度小于平均分配带宽与监测门限值的差值；如果在连续多个监测周期内的实时流量大于或等于监测门限值，则根据第二调整粒度增加当前带宽。本申请实施例应用于家庭网关分配带宽。

Description

带宽调整方法和网关
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种带宽调整方法和网关。
背景技术
家庭用户通过家庭网关来实现对外部网络的访问，家庭网关作为家庭用户实现宽带接入的核心设备，在人们日常生活中占有重要地位。目前家庭网关出口(广域网(WideArea Network，WAN))侧的访问带宽，是根据用户的付费情况，由运营商在宽带接入设备(例如宽带接入服务器(Broadband Access Server，BRAS))上进行限制。但是在家庭网络内部的各个用户对带宽的使用是一种竞争的方式。经常存在一些家庭用户(例如通过迅雷等软件长时间下载的用户)长时间占用了大部分带宽，导致其他用户的上网速率会大受影响，用户体验很差。虽然目前在家庭网关上可以通过对特定用户进行限速来避免上述问题，但是在带宽资源充足的情况下，限制用户的接入速率对资源又是一种浪费，会影响高带宽需求用户的体验。
发明内容
本申请的实施例提供一种带宽调整方法和网关，用于实现动态分配网关中的带宽。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种带宽调整方法，包括：
基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽；
获取所述用户在监测周期内的实时流量，其中，所述实时流量小于等于当前带宽；
如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小所述当前带宽，其中，所述监测门限值小于所述平均分配带宽，且所述第一调整粒度小于所述平均分配带宽与所述监测门限值的差值；
如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则根据第二调整粒度增加所述当前带宽。
第二方面，提供了一种网关，包括：
分配单元，用于基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽；
获取单元，用于获取所述用户在监测周期内的实时流量，其中，所述实时流量小于等于当前带宽；
调整单元，用于如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小所述当前带宽，其中，所述监测门限值小于所述平均分配带宽，且所述第一调整粒度小于所述平均分配带宽与所述监测门限值的差值；
所述调整单元，还用于如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则根据第二调整粒度增加所述当前带宽。
第三方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如第一方面所述的方法。
本申请的实施例提供的带宽调整方法和网关，基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽，然后获取用户在监测周期内的实时流量，如果在连续多个监测周期内的实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小当前带宽，如果在连续多个监测周期内的实时流量大于或等于监测门限值，则根据第二调整粒度增加当前带宽。可以根据单个用户的实时流量与监测门限值的比较来确定当前分配带宽是否满足该用户的业务需求，并相应地调整当前带宽，从而实现动态分配网关中的带宽。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍。
图1为本申请的实施例提供的带宽调整方法的流程示意图一；
图2为本申请的实施例提供的为用户平均分配带宽的示意图；
图3为本申请的实施例提供的下调用户带宽的示意图；
图4为本申请的实施例提供的上调用户带宽的示意图；
图5为本申请的实施例提供的带宽调整方法的流程示意图二；
图6为本申请的实施例提供的网关的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本申请实施例所述的网关可以包括但不限于家庭网关。
实施例1、
本申请实施例提供了一种带宽调整方法，参照图1中所示，该方法包括：
S101、基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽BA＝BT/n。
具体的，如果接入用户数量发生改变，则网关为接入的各个用户平均分配带宽BA。接入用户数量发生改变包括用户数减少或增加。
具体的，参照图2中所示，网关可以为接入的单个用户平均分配带宽BA＝BT/n，其中，BT为总带宽，n为网关当前接入用户个数；或者，网关可以进一步按照用户的优先级为接入的单个用户调整带宽，其中，优先级高的用户所分配的带宽大于优先级低的用户所分配的带宽。
S102、获取该用户在监测周期内的实时流量F。
其中，实时流量F小于等于当前带宽BA。实时流量由监测周期开始时刻和结束时刻报文比特数差值与监测周期的比值来确定。示例性的，参照图3和图4中所示，网关按照固定的监测周期Δt定时统计每个接入用户的报文累计比特数，用这两次统计值的差值除以监测周期Δt来获得该用户在监测周期Δt内的实时流量F。
S103、如果在连续多个监测周期内的实时流量F小于监测门限值FTh，则根据第一调整粒度ΔB1减小当前带宽BA。
其中，监测门限值小于平均分配带宽BT/n，且第一调整粒度ΔB1小于平均分配带宽BT/n与监测门限值FTh的差值BT/n-FTh。
该步骤的意义在于，如果连续多个监测周期Δt内，某用户实时流量F小于监测门限值FTh，则表示该用户带宽过剩，可以下调其带宽BA，下调幅度为ΔB1。
具体的，若在监测周期Δt内的实时流量F小于监测门限值FTh，则设置标志位为1，若连续多个监测周期的标志位均为1，则根据第一调整粒度ΔB1减小当前带宽BA，否则，标志位清零。
示例性的，参照图3中所示，监测周期数目可以等于3，在每个监测周期Δt内，实时流量F小于监测门限值FTh，则将该用户的带宽调整标志置1以表示需要下调状态，同时启动下调状态计数，如果连续检测到该用户处于带宽需要下调状态，则将下调状态计数加1，直到该计数大于等于3，则将其带宽BA下调ΔB1，另外，将带宽调整标志置0，将下调状态计数置0。
S104、如果在连续多个监测周期内的实时流量F大于或等于监测门限值FTh，则根据第二调整粒度ΔB2增加当前带宽BA。
第一调整粒度ΔB1可以大于等于第二调整粒度ΔB2，即下调快于上调，使得下调时可以快速空闲出带宽，上调时不会对整个网络负荷产生过大影响。
该步骤的意义在于，如果连续多个监测周期Δt内，某用户实时流量F与大于或等于监测门限值FTh，即FTh≤F≤BA，表示该用户带宽紧张，可以上调其带宽BA，上调幅度为ΔB2。
具体的，若在监测周期Δt内的实时流量F大于或等于监测门限值FTh，则设置标志位为2，若连续多个监测周期的标志位均为2，则根据第二调整粒度ΔB2增加当前带宽BA，否则，标志位清零。
示例性的，参照图4中所示，监测周期数目可以等于3，在每个监测周期Δt内，实时流量F大于等于监测门限值FTh，则将该用户的带宽调整标志置2以表示需要上调状态，同时启动上调状态计数，如果连续检测到该用户处于带宽需要上调状态，则将上调状态计数加1，直到该计数大于等于3，则将其带宽BA上调ΔB2，另外，将带宽调整标志置0，将上调状态计数置0。
S105、否则，不调整当前带宽BA，并重新开始该用户的监测周期计数。
重新开始监测周期计数包括：将连续监测周期置0，将带宽调整标志置0，将上调状态计数置0，以及将该用户处于带宽需要下调状态的次数数置0。
该步骤实际包括多种情况：
网关在连续多个监测周期中只要出现一次不满足带宽下调条件或带宽上调条件的情况，此时，说明该用户在某时间段内出现流量突变的情况，没必要调整为其分配的带宽，以避免带宽上调完了之后紧接着进行下调或者下调完了之后紧接着上调这种不必要的操作。
表1中示出了可以针对每个用户定时刷新和保存的参数。
表1、
Figure BDA0001565816060000051
可选的，参照图5中所示，该方法还可以包括S106：
S106、在根据第二调整粒度增加当前带宽时，如果用户的带宽小于平均带宽，并且总带宽中剩余带宽小于第二调整粒度，则向下调整其余用户中满足带宽大于平均带宽的用户的带宽。
即在向上调整一用户的带宽BA时，如果带宽BA满足BA＜BT/n，并且总带宽中剩余带宽小于ΔB2，则向下调整其余用户中满足BA＞BT/n的用户的带宽。
该步骤兼顾了带宽分配的公平性，在用户带宽需求都比较大，需要向上调整一用户的带宽BA时，如果该用户的实际分配带宽BA小于平均带宽BT/n，但是总带宽中剩余带宽小于ΔB2，即剩余带宽不足以为该用户的带宽增加ΔB2，则会优先回收那些额外占用了超过平均带宽BT/n的用户的带宽，保证每个用户至少能够获得平均带宽。
本申请实施例提供的方法，基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽，然后获取用户在监测周期内的实时流量，如果在连续多个监测周期内的实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小当前带宽，如果在连续多个监测周期内的实时流量大于或等于监测门限值，则根据第二调整粒度增加当前带宽。可以根据单个用户的实时流量与监测门限值的比较来确定当前分配带宽是否满足该用户的业务需求，并相应地调整当前带宽，从而实现动态分配网关中的带宽。
另外，通过实时监控各个用户的实际使用带宽，对每个用户的带宽进行平滑调整，每次单个用户的带宽上调或者下调的粒度为固定值ΔB1，同时不设定单个用户带宽的上限值(需要说明的是，所有用户带宽总和不能超过网关的总带宽或购买的带宽)，这样能够达到带宽利用的最大化。
并且，为了避免单个用户在某个瞬间发生流量突变的情况，只有在连续多次检测到用户的实际使用带宽都满足需要进行带宽调整的条件时，才会对用户带宽进行动态调整，避免了突发流量对带宽分配的影响。
实施例2、
本申请实施例提供了一种网关，应用于上述方法，参照图6中所示，该网关11包括：
分配单元1101，用于基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽。
获取单元1102，用于获取所述用户在监测周期内的实时流量，其中，所述实时流量小于等于当前带宽。
调整单元1103，用于如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小所述当前带宽，其中，所述监测门限值小于所述平均分配带宽，且所述第一调整粒度小于所述平均分配带宽与所述监测门限值的差值。
调整单元1103，还用于如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则根据第二调整粒度增加所述当前带宽。
在一种可能的设计中，调整单元1103具体用于：若在所述监测周期内的所述实时流量小于所述监测门限值，则设置标志位为1，若连续多个所述监测周期的标志位均为1，则根据所述第一调整粒度减小所述当前带宽，否则，所述标志位清零。
在一种可能的设计中，调整单元1103具体用于：若在所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则设置所述标志位为2，若连续多个所述监测周期的标志位均为2，则根据所述第二调整粒度增加所述当前带宽，否则，所述标志位清零。
在一种可能的设计中，所述实时流量由监测周期开始时刻和结束时刻报文比特数差值与所述监测周期的比值来确定。
在一种可能的设计中，所述第一调整粒度大于等于所述第二调整粒度。
由于本申请实施例中的网关可以应用于上述方法，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述方法实施例，本申请实施例在此不再赘述。
需要说明的是，上述各单元可以为单独设立的处理器，也可以集成在控制器的某一个处理器中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于控制器的存储器中，由控制器的某一个处理器调用并执行以上各单元的功能。这里所述的处理器可以是一个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者是特定集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本发明实施例提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如图1、5中所述的方法。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种带宽调整方法，其特征在于，包括：
基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽；
获取所述用户在监测周期内的实时流量，其中，所述实时流量小于等于当前带宽；
如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小所述当前带宽，其中，所述监测门限值小于所述平均分配带宽，且所述第一调整粒度小于所述平均分配带宽与所述监测门限值的差值；
如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则根据第二调整粒度增加所述当前带宽；
所述根据第二调整粒度增加所述当前带宽还包括：
如果用户的带宽小于所述平均分配带宽，并且所述总带宽中剩余带宽小于所述第二调整粒度，则向下调整其余用户中满足带宽大于所述平均分配带宽的用户的带宽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小所述当前带宽，具体包括：
若在所述监测周期内的所述实时流量小于所述监测门限值，则设置标志位为1，若连续多个所述监测周期的标志位均为1，则根据所述第一调整粒度减小所述当前带宽，否则，所述标志位清零。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量大于或等于监测门限值，则根据第二调整粒度增加所述当前带宽，具体包括：
若在所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则设置标志位为2，若连续多个所述监测周期的标志位均为2，则根据所述第二调整粒度增加所述当前带宽，否则，所述标志位清零。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时流量由监测周期开始时刻和结束时刻报文比特数差值与所述监测周期的比值来确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一调整粒度大于等于所述第二调整粒度。
6.一种网关，其特征在于，包括：
分配单元，用于基于当前接入用户数量和总带宽确定各用户平均分配带宽；
获取单元，用于获取所述用户在监测周期内的实时流量，其中，所述实时流量小于等于当前带宽；
调整单元，用于如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量小于监测门限值，则根据第一调整粒度减小所述当前带宽，其中，所述监测门限值小于所述平均分配带宽，且所述第一调整粒度小于所述平均分配带宽与所述监测门限值的差值；
所述调整单元，还用于如果在连续多个所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则根据第二调整粒度增加当前带宽；
所述根据第二调整粒度增加所述当前带宽还包括：
如果用户的带宽小于所述平均分配带宽，并且所述总带宽中剩余带宽小于所述第二调整粒度，则向下调整其余用户中满足带宽大于所述平均分配带宽的用户的带宽。
7.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述调整单元具体用于：
若在所述监测周期内的所述实时流量小于所述监测门限值，则设置标志位为1，若连续多个所述监测周期的标志位均为1，则根据所述第一调整粒度减小所述当前带宽，否则，所述标志位清零。
8.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述调整单元具体用于：
若在所述监测周期内的所述实时流量大于或等于所述监测门限值，则设置标志位为2，若连续多个所述监测周期的标志位均为2，则根据所述第二调整粒度增加所述当前带宽，否则，所述标志位清零。
9.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述实时流量由监测周期开始时刻和结束时刻报文比特数差值与所述监测周期的比值来确定。
10.根据权利要求6所述的网关，其特征在于，所述第一调整粒度大于等于所述第二调整粒度。
11.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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