CN109150722B - 一种业务转发的方法及网络设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种业务转发的方法及网络设备，涉及通信技术领域，可以解决满足低延迟业务的具体的传输延时要求，提高低延迟业务服务质量的问题。该方法包括：第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备转发第一业务的数据包，若转发的第一业务的数据量达到阈值，则第一网络设备向第二网络设备转发第二业务的数据包。其中，第一业务为低延迟业务，第二业务为非低延迟业务。且周期(T1)为根据转发第一业务的数据包的设备所允许的延时确定的，阈值为根据第一业务的最高传输速率确定的数值。本申请实施例用于网络设备转发业务数据包的过程中。

Description

一种业务转发的方法及网络设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种业务转发的方法及网络设备。
背景技术
随着第四代移动通信技术的极速发展，越来越多的业务对网络传输提出了严格的低延时要求。例如：智能电网的监控信息和命令业务。虽然该业务对带宽要求不高，却要求网络传输有很低的延迟，否则电网的监控和指令不能及时上送和下达，可能造成整个电网瘫痪。又如：演出或比赛的现场直播，通常要求延迟低于15毫秒。
目前，多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)网络可以基于优先级对不同的业务数据流实现差别服务，从而为语音、视频数据流提供有带宽保证的低延时、低丢包率的服务。具体的，基于优先级的调度方法主要有严格优先级(StrictPriority，SP)调度和普通的加权循环(Weighted Round Robin，WRR)调度。其中，严格优先级调度为业务设置不同的优先级，然后高优先级的业务总是优先转发，以保证低延迟和低丢包率。然而，若高优先级的业务一直占用宽带，那么低优先级的业务可能一直不能得到传输。WRR则是为每个业务基于权重分配带宽，以保证权重高的业务先传输。无论是哪种优先级的调用方法，由于每个业务在实际传输中的延迟是不确定的，所以无法保证某个业务能够满足具体的延迟要求。
发明内容
本申请实施例提供一种业务转发的方法及网络设备，能够满足低延迟业务的具体的传输延时要求，提高低延迟业务服务质量。
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，提供一种业务转发的方法，具体包括：第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备转发第一业务的数据包，若转发的第一业务的数据量达到阈值，则第一网络设备向第二网络设备转发第二业务的数据包。其中，第一业务为低延迟业务。第二业务为非低延迟业务。周期(T1)为根据转发第一业务的数据包的设备所允许的延时确定的时长。阈值为根据第一业务的最高传输速率确定的数值。本申请能够准确地控制对低延迟业务的网络传输的延迟时间，进而能够保证低延迟业务的网络时延低于最小允许的延迟值，最终满足低延迟业务的服务质量要求。
其中，所述第二网络设备为路径上从入口节点到出口节点的方向上，所述第一网络设备的下一跳。所述路径可以是用来转发所述第一业务的路径。用来转发所述第一业务的路径和用来转发所述第二业务的路径存在重合的路径，即用来转发所述第一业务的路径包括所述第一网络设备、所述第二网络设备以及所述第一网络设备和所述第二网络设备间的路径。用来转发所述第二业务的路径包括所述第一网络设备、所述第二网络设备以及所述第一网络设备和所述第二网络设备间的路径。所述低时延业务是指在网络传输时延的指标上有特定要求的实时性业务。所述低时延业务可以是金融和电子交易、视频会议、触摸式互联网等业务。所述非低延迟是在网络传输时延的指标上无特定要求的业务。
在一种可能的设计中，若第一网络设备为入口节点，则第一网络设备在开始转发第一业务的数据包之前，获取所述第一业务的业务请求，该业务请求包括第一延时(tm)，第一延时(tm)为第一业务从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值。第一网络设备获取第二延时(td)和跳数(h)。第二延时为路径包括的物理链路产生的传输延迟值。跳数则为该路径包括的跳数，具体为该路径的入口节点到该路径的出口节点之间的跳数。该路径为用于发送所述第一业务的数据包的路径。第一网络设备根据第一延时(tm)、第二延时(td)和跳数(h)，确定周期(T1)。周期(T1)的取值小于(tm-td)/(h+1)。其中，所述第一网络设备可从用户设备或控制设备获取所述第一业务的业务请求。
在一种可能的设计中，第一网络设备获取第一速率(P)和包长(M)。其中，第一速率(P)为单位时间该路径所允许发送的数据包个数的最大值。包长(M)为该路径所允许发送的最大数据包的大小。第一网络设备根据第一速率(P)和包长(M)，获得第二速率，第二速率为单位时间该路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值。第一网络设备再根据周期(T1)与第二速率确定阈值，阈值小于或等于周期(T1)与第二速率的乘积。
由此，第一网络设备在周期(T1)内优先转发第一业务的数据包，并保证第一业务在周期(T1)内传输的数据量能够达到阈值，从而保证第一业务从入口节点到出口节点的传输能够满足传输延迟的要求。
在一种可能的设计中，若第一业务的业务请求中包括时间区间，该时间区间为用于转发第一业务数据包的路径上传输第一业务数据包的时间段。那么第一网络设备在确定周期(T1)和第二速率后，可向该路径的下一跳节点，即第二网络设备发送第一建路请求。其中，该第一建路请求包括该时间区间、周期(T1)以及第二速率。所述第一建路请求所请求建立的路径能够满足所述第一业务的传输延迟的要求。
在一种可能的设计中，若第一网络设备为中间节点，则第一网络设备获取第二建路请求。该第二建路请求包括该时间区间、周期(T1)以及第二速率。则第一网络设备根据第二建路请求判断在该时间区间内是否支持周期(T1)发送的第一业务的数据达到阈值，阈值为周期(T1)和第二速率的乘积。第一网络设备可根据其自身的转发资源，判断在该时间区间内是否支持周期(T1)发送的第一业务的数据达到阈值。
在一种可能的设计中，若第一网络设备中有多个低延迟业务要转发，则第一网络设备分别为每个低延迟业务开启对应的定时器，并根据各自对应的定时器分别转发相应的低延迟业务。这样一来，当第一网络设备在同一时间段内，有多个低延迟业务的数据包需要转发的时候，本申请也能保证对各个低延迟业务的网络传输都能满足各自传输延时要求，满足多个业务的服务需求。
在一种可能的设计中，若第一网络设备中有多个低延迟业务要转发，则第一网络设备开启定时器，定时器的定时时长为多个低延迟业务中对应周期最短的时长。在定时器定时时长内，转发多个低延迟业务的数据包。若转发的多个低延迟业务的数据包的字节数达到阈值时，开始转发非低延迟业务。多个低延迟业务的数据包对应的阈值为多个低延迟业务对应的速率之和与定时器定时时长的乘积。
在一种可能的设计中，在所述第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包之前，所述方法还包括：所述第一网络设备在同一时间段内接收到所述第一业务的数据包和第三业务的数据包；若在同一设备上发送所述第三业务的数据包所需的延时大于或等于发送所述第一业务的数据包所需的延时，则所述第一网络设备根据所述周期(T1)、第二速率和第三速率，确定所述阈值，所述阈值小于或等于所述第二速率和所述第三速率的和与所述周期(T1)的乘积，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，所述第三速率为单位时间所述路径所允许发送的第三业务的数据包总字节数的最大值。
第二方面，提供一种第一网络设备，所述第一网络设备包括用于实现所述第一方面或第一方面任一可能的设计的单元。
第三方面，提供一种第一网络设备，所述第一网络设备包括处理器、存储器和通信接口。所述处理器从存储器中读取存储器存储的指令，通过通信接口，执行第一方面或第一方面的任一可能的设计所提供的方法。
第四方面，本申请实施例提供用一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一可能的设计所提供的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一可能的设计所提供的方法。
本申请实施例提供一种业务转发的方法及网络设备，第一网络设备将发送低延迟业务的时间区间分成多个周期，周期为T1，在T1内优先转发低延迟业务的数据包，并保证所转发的低延迟业务的数据量能够达到阈值，能够准确地控制对低延迟业务从入口节点到出口节点的传输延迟值，进而能够保证低延迟业务的传输延迟值低于第一延时，满足低延迟业务的服务质量要求。
附图说明
图1a为本申请实施例提供的一种MPLS网络的结构示意图；
图1b为本申请实施例提供的又一种MPLS网络的结构示意图；
图2a为本申请实施例提供的一种业务转发的方法流程图；
图2b为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法流程图；
图3为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种业务转发的方法的示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法流程图；
图6为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法的示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法流程图；
图8为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法的示意图；
图9为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法的示意图；
图10为本申请实施例提供的又一种业务转发的方法的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种第一网络设备的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的又一种第一网络设备的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的又一种第一网络设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。
本申请实施例可以应用于分组交换网络(packet switching network,PSN)，例如：MPLS网络。图1a示出了一种MPLS网络的拓扑结构，该MPLS网络由运营商边缘(provideredge，PE)设备以及运营商(provider，P)设备组成。其中，P设备是MPLS网络的中间节点设备。P设备主要用于处理业务的转发。P设备可以是路由器、交换机等。PE设备是MPLS网络边缘节点设备。PE设备可以是入口节点，也可以是出口节点。PE设备主要用于处理业务的接入或输出。PE设备可以是路由器、交换机、光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)、多用户居住单元(Multiple Dwelling Unit，MDU)设备或者宽带远程接入服务器(BroadbandRemote Access Server，BRAS)。具体的，MPLS网络通过PE设备接入用户侧边缘(customeredge，CE)设备，为用户提供高效、高速和高可靠性的数据传输业务。CE设备为用户侧的设备.CE设备可以是个人宽带接入客户端设备、或企业的出口网关、或数据中心的出口网关等。CE设备所在的网络可以是一个用户网络、或是企业网络，或数据中心，或是云网络。而PE设备与CE设备的连接链路可以是以太网链路、或是无源光纤网络(Passive OpticalNetwork，PON)链路，或是各种类型的数字用户线路(Digital Subscriber Line，DSL)链路等。
可选的，图1b所示的另一种MPLS网络的拓扑结构，该MPLS网络包括控制器，例如可以是软件定义网络(software-defined networking,SDN)控制器。该控制器用于接收业务请求，根据业务请求建立转发该业务的路径，并向路径上的各个网络设备发送建路请求。
需要说明的是，在本申请实施例中，MPLS网络可以预先部署频率同步和时间同步的协议，例如：以太网同步(Synchronous Ethernet，SyncE)协议或精确时间协议(Precision Time Protocol，PTP)。这样，该MPLS网络中的各个网络设备都能够有精确的全网同步的频率和时间，有利于各个网络设备根据同步的时间进行业务数据的传输。
此外，图1a和图1b中仅示出了两个PE设备和五个P设备，然而本申请实施例并不限定MPLS网络中PE设备和P设备的数量和具体的连接关系。并且一个PE设备也可以和多个CE设备连接，而每个CE设备上可同时有多个业务的数据。
MPLS网络可以基于优先级对不同的业务数据实现差别服务，但现有的优先级调度的方法，例如：严格优先级调度和WRR调度方法都不能保证业务数据流使用MPLS网络传输的延迟一定低于某个传输延时值。然而，随着第四代(4th Generation，4G)移动通信技术的发展，更多的业务都要求网络传输时需能够满足精确的延迟值要求，例如：演出或比赛的现场直播，通常要求延迟低于15毫秒。在这种情况下，可以采用本申请实施例提供的方法来保证使用MPLS网络传输该类业务的延迟值低于15毫秒。
若本申请实施例提供的方法运用于如图1a所示的网络中，则在转发业务的数据包之前，还包括建立用于转发业务数据包的路径的过程，如图2a所示，具体包括：
101、第一网络设备获取第一业务的业务请求。
举例说明，第一网络设备为用于转发第一业务的路径在MPLS网络的入口节点，例如可以是与CE1直接相连的PE1。第一业务为低延迟业务，所述低时延业务是指在网络传输时延的指标上有特定要求的实时性业务，例如可以是金融和电子交易、视频会议、触摸式互联网、车联网业务、第五代(5th Generation，5G)移动承载网络业务或者比赛的现场直播业务等。
具体的，第一网络设备可以从用户设备处获取到第一业务的业务请求。该业务请求包括第一延时(tm)和时间区间。其中，第一延时(tm)为第一业务从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值。第一延时(tm)包括用于转发第一业务的路径的物理链路产生的传输延迟值和该路径上包括的每个节点产生的传输延迟值。时间区间为在该路径上传输第一业务的数据包的时间段，例如:(t1,t2)。那么，第一业务的网络传输要求为在(t1,t2)上用于转发第一业务的路径上的总传输延时应低于或等于第一延时(tm)。
102、第一网络设备根据业务请求建立用于转发第一业务数据包的路径，并确定周期(T1)和阈值。
具体的，第一网络设备在接收到第一业务的业务请求后，根据该业务请求中携带的信息，例如：第一延时(tm)、用户设备的网络地址、第一业务的带宽要求等信息，确定用于转发第一业务的数据包的路径。在建立该路径后，第一网络设备会按照相关的协议确定第二延时(td)，即该路径包括的物理链路产生的传输延迟值，以及该路径中包括的网络设备的数量。该路径中包括的网络设备的数量等于该路径包括的跳数(h)加1。然后，第一网络设备根据第一延时(tm)、第二延时(td)和跳数(h)确定周期(T1)。可选的，周期(T1)的值可小于(tm-td)/(h+1)的值。
举例说明，如图1a中，假设第一业务的从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值，即第一延时为15毫秒。该MPLS网络为该转发第一业务的数据包所建立的路径为PE1-P1-P2-PE2。跳数为3。整个路径上的物理链路产生的传输延迟值，即第二延时为5毫秒。第一网络节点为转发第一业务的周期小于2.5毫秒，例如可为2.4毫秒，也可为2毫秒。
具体的，阈值的确定方法具体如下：
1、第一网络设备获取第一速率(P)和包长(M)。
其中，第一速率(P)为单位时间该路径所允许发送的数据包个数的最大值，第一速率可以为用户设备获取的经验值或统计值。如果是这样，第一网络设备可以从业务请求中获取到第一速率(P)。第一速率还可以为该MPLS网络为第一业务分配的，那么，入口节点或控制器可直接从网络的配置中获取第一速率(P)。
其中，包长(M)为路径所允许发送的最大数据包的大小。第一网络设备在建立路径时，可通过执行路径的最大传输单元(Maximum Transmission Unit，MTU)发现来获取包长(M)。通常，包长(M)与通信接口有关，例如：网络接口卡、串口等。
2、第一网络设备根据第一速率(P)和包长(M)来确定第二速率。
其中，第二速率为单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，第二速率例如可确定为第一速率(P)和包长(M)的乘积。
3、第一网络设备根据周期(T1)与第二速率确定阈值。其中，该阈值小于或等于周期(T1)与第二速率的乘积。
103、第一网络设备根据业务请求判断在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到该阈值，若能支持，则向第二网络设备发送第一建路请求。
其中，第二网络设备为用于转发第一业务的数据包的路径上第一网络设备的下一跳节点。第一建路请求中包括时间区间、周期(T1)以及第二速率。
具体的，第一网络设备根据业务请求中携带的信息以及确定后的阈值判断本地资源能否支持第一业务的数据包的传输，例如：第一网络设备是否满足相应的带宽要求，是否能为第一业务分配相应的分组队列等等，以便确定第一网络设备在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到该阈值。若能，则第一网络设备预留用于转发第一业务的数据包的资源，并向第二网络设备发送第一建路请求。若不能，则第一网络设备向用户设备回复拒绝消息，以便用户设备选择其他的传输路径。
104a、第二网络设备确定在该时间区间内能支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到该阈值，则向第三网络设备发送第二建路请求。
其中，第二建路请求中包括时间区间、周期(T1)以及第二速率。第三网络设备为用于转发第一业务的数据包的路径中，第二网络设备的下一跳节点。
具体的，第二网络设备接收到第一建路请求后，可从第一建路请求中获取时间区间、周期(T1)以及第二速率的信息，阈值为小于或等于周期(T1)和第二速率的乘积。进一步的，判断第二网络设备在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到该阈值。具体的判断过程参考步骤103，在此不重复赘述。若支持，则第二网络设备预留用于转发第一业务的数据包的资源，并向该路径中下一跳节点，即第三网络设备发送第二建路请求，图中以104a示出。若不支持，则第二网络设备向第一网络设备返回拒绝请求，以便第一网络设备重新确定用于转发第一业务的数据包的路径，图中以104b示出。
104b、第二网络设备确定在该时间区间内不能持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到该阈值，则向第一网络设备发送拒绝消息。
需要说明的是，若第一网络设备为用于转发第一业务的数据包的路径上的中间节点，例如P1，则第一网络设备还可以用于执行步骤104a和104b。
若本申请实施例提供的方法运用于如图1b所示的网络中，在转发业务的数据包之前，还包括建立用于转发业务数据包的路径的过程，如图2b所示，具体包括：
201、控制器获取第一业务的业务请求。
其中，第一业务为低延迟业务，所述低时延业务是指在网络传输时延的指标上有特定要求的实时性业务，例如可以是金融和电子交易、视频会议、触摸式互联网、车联网业务、第五代(5th Generation，5G)移动承载网络业务或者比赛的现场直播业务等。
具体的，控制器可从用户设备处获取第一业务的业务请求，该业务请求包括第一延时(tm)和时间区间等信息。其中，第一延时(tm)为第一业务从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值。第一延时(tm)包括用于转发第一业务的路径的物理链路产生的传输延迟值和该路径上包括的每个节点产生的传输延迟值。时间区间为在该路径上传输第一业务的数据包的时间段，例如:(t1,t2)。那么，第一业务的传输要求为在(t1,t2)上在用于转发第一业务的路径上的总传输延时应低于或等于第一延时(tm)。
202、控制器根据业务请求建立用于转发第一业务的数据包的路径，并确定周期(T1)和阈值。
具体实现方式可参考步骤102，在此，不重复赘述。
203、控制器向该路径上的所有网络设备发送建路请求。
具体的，控制器向确定的用于转发第一业务数据包的路径上的所有网络设备发送建路请求，该建路请求中包括时间区间、周期(T1)和第二速率。
204、路径上的各个网络设备分别根据接收到的建路请求，分别判断自己在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到阈值。
具体的，路径上的各个网络设备中的每个网络设备可根据建路请求，获取时间区间、周期(T1)和第二速率的信息，阈值为小于或等于周期(T1)和第二速率的乘积。进一步的，判断自己在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到阈值，具体的判断方法与步骤103中的第一网络设备根据业务请求判断在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到该阈值的实现方式类似。
举例说明，如图1b中，假设该MPLS网络为该转发第一业务的数据包所建立的路径为PE1-P1-P2-PE2，那么控制器在确定周期(T1)和阈值后，向PE1、P1、P2和PE2发送建路请求，该建路请求中包括时间区间、周期(T1)和第二速率。PE1、P1、P2和PE2在接收到该建路请求后，分别判断自己在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到阈值。
205、路径上的各个网络设备根据各自的判断结果分别向控制器回复确认消息或拒绝消息。
具体的，若路径上的网络设备判断在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到阈值，则预留相应的资源，并向控制器回复确认消息。若不能，则向控制器回复拒绝消息，以便控制器重新确定用于转发第一业务的数据包的路径。
举例说明，结合步骤204所举示例，假设PE1、P1、P2和PE2都判断为在该时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到阈值，则分别向控制器发送确认消息，则控制器收到4个确认消息，确定用于转发第一业务的数据包的路径建立成功。若该路径上有任一个网络设备回复拒绝消息，例如PE1回复的为拒绝消息，而P1、P2和PE3回复的都是确认消息，那么控制器也会重新计算路由，确定一条新的用于转发第一业务的数据包的路径。
在用于转发第一业务的数据包的路径建路完成后，本申请实施例提供的业务的转发方法，如图3所示，具体包括：
301、第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包。
举例说明，第一网络设备可为用于转发第一业务的路径在MPLS网络的入口节点，也可以为中间节点。第二网络设备则为用于转发第一业务的路径上第一网络设备的下一跳节点。
具体的，第一网络是设备在接收到第一业务的数据包后，在t1时刻开启定时器，定时器的定时时长为周期(T1)，并开始向第二网络设备发送第一业务的数据包。
其中，周期(T1)为根据转发所述第一业务的数据包的设备所允许的延时确定的数值。若第一网络设备为入口节点，则周期(T1)的获取可参考步骤102或者204；若第一网络设备为中间节点，则周期(T1)的获取可参考步骤104或者204。在此，不再重复赘述。
302、第一网络设备在周期(T1)发送的第一业务的数据量达到阈值后，向第二网络设备发送第二业务的数据包。
其中，阈值为在周期(T1)内所述路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值。若第一网络设备为入口节点，则阈值的获取可参考步骤102或者204；若第一网络设备为中间节点，则阈值的获取可参考步骤104或者204。在此，不再重复赘述。
需要说明是，第一网络设备用于传输第二业务的数据包的路径，与第一网络设备用于传输第一业务的数据包的路径存在重合，例如：用于传输第一业务的数据包的路径包括第一网络设备、第二网络设备以及这两个网络设备之间的路径。而用于传输第二业务的数据包的路径包括第一网络设备、第二网络设备以及这两个网络设备之间的路径。那么，第一网络设备、第二网络设备以及这两个网络设备之间的路径就是重合部分的路径。由于转发第一业务和第二业务的路径存在重合部分，所以第一网络设备不能同时传输第一业务和第二业务。又由于需要优先保证转发第一业务的数据包的传输延迟等于或低于第一延时，所以，第一网络设备优先转发第一业务的数据包。
当在周期(T1)内发送的第一业务的数据量达到阈值时，表明第一网络设备能够确保转发第一业务的数据包的传输延迟等于或低于第一延时，则可以暂停发送第一业务的数据包，开始发送第二业务的数据包。或者发送的第一业务的数据包的数据量虽未达到阈值，但此时第一业务的所对应的分组队列为空，表示此时没有需要传输的第一业务的数据包时，则第一网络设备开始传输第二业务的数据包。
但需要注意的是，若不限制第一网络设备在周期(T1)内发送第一业务的数据量，则很可能造成第一网络设备一直传输第一业务的数据包，只有第一业务的数据包传输完后才能传输其他业务的数据包，这将严重影响到其他业务的服务质量。例如：第二业务和第三业务，其中，第二业务为非低延迟业务，所述非低延迟是在网络传输时延的指标上无特定要求的业务。第三业务的允许传输延迟值低于第一业务。因此，需要为第一网络设备转发第一业务的数据量设置一个阈值。这样，既能保证第一业务的网络传输能够满足低于第一延迟的要求，又能保证不影响其他业务的传输。
由此，在t1至t2的时间内，通过定时器周期性的重启，在每个周期(T1)内，第一网络设备都优先转发第一业务的数据包，并且可发送第一业务的数据量能够达到阈值，这样可以保证第一业务在MPLS网络中的传输延迟总是等于或低于第一业务所允许的传输延时。
本申请实施例提供一种业务转发的方法，相比较于现有技术中，第一网络设备只是优先转发低延迟业务的所对应的分组队列，并不能保证对低延业务的网络传输能够低于第一延时。而本申请通过将发送低延迟业务的时间区间分成多个周期，周期为T1，在T1内优先转发低延迟业务的数据包，并保证所转发的低延迟业务的数据量能够达到阈值。这样，本申请能够准确地控制对低延迟业务从入口节点到出口节点的传输延迟值，进而能够保证低延迟业务的传输延迟值低于第一延时，满足低延迟业务的服务质量要求。
考虑到存在第一网络设备中同一时间段内有多个低延迟业务需要传输的情况，如图4所示，假设用于转发第一业务的数据包的路径为PE1-P4-P3-P2-PE2；用于转发第三业务的数据包的路径为P4-P3-P5。那么P4和P3可能在同一时间段接收到第一业务的数据包和第三业务的数据包。那么，本申请实施例还提供一种业务转发的方法，如图5所示，包括：
401、第一网络设备分别为每个低延迟业务开启对应的定时器。
其中，每个低延迟业务的周期分别由第一网络设备根据各个低延迟业务的数据包所允许的延时确定，具体确定方法可参考步骤101，在此，不重复赘述。
举例说明，如图6所示，假设第一网络设备在同时间段内需传输第一业务的数据包、第二业务的数据包以及第三业务的数据包。其中，第一业务和第三业务为低延迟业务，第二业务为非低延迟业务。根据前述方法可确定第一业务的周期为T1，第三业务的周期为T2，其中，T1小于T2。那么，第一网络设备为第一业务启动第一定时器，第一定时器的定时时长为T1，为第三业务启动第二定时器，第二定时器的定时时长为T2。
402、第一网络设备根据各自对应的定时器转发各自低延迟业务。
举例说明，如图6所示，根据前述方法可确定第一业务单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值(B1)。那么，第一网络设备在第一定时器的定时时长T1内，优先转发第一业务的数据包，当转发的第一业务的数据量达到T1*B1时，或者第一业务所对应的分组队列为空时，才开始转发第二业务的数据包。在第一定时器的定时时长达到T1后，第一网络设备重第一启定时器，定时时长仍为T1，第一网络设备继续优先转发第一业务的数据包。以此类推，直到第一业务的发送时间结束为止。
与此同时，根据前述方法可确定第三业务，第三业务单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值(B2)。那么，第一网络设备在第二定时器的定时时长T2内，优先转发第三业务的数据包。当第一网络设备转发的第三业务的数据量达到T2*B2，或者第三业务所对应的分组队列为空时，第一网络设备开始转发第二业务的数据包。在第二定时器的定时时长达到T2时，第一网络设备重启第二定时器，定时时长仍为T2，第一网络设备继续优先转发第三业务的数据包。以此类推，直到第三业务的发送时间结束为止。可见，第一网络设备转发第一业务的数据包和转发第三业务的数据包的两个过程是完全独立的，互不干扰的。
需要注意的是，若第一业务和第三业务在某个时间上重合时，可以预先规定先转发最先到达的低延迟业务的数据包，再转发后到的低延迟业务的数据包。或者先转发允许延迟值更小的业务，本申请实施例不做限定。
这样一来，当第一网络设备在同一时间段内，有多个低延迟业务的数据包需要转发的时候，本申请也能保证对各个低延迟业务的网络传输都能满足各自最小允许延迟值的要求，满足多个业务的服务需求。
针对第一网络设备中同时间段内有多个低延迟业务需要传输，如图4所示，假设用于转发第一业务的数据包的路径为PE1-P4-P3-P2-PE2；用于转发第三业务的数据包的路径为P4-P3-P5。那么P4和P3可能在同时间段接收到第一业务的数据包和第三业务的数据包。那么，本申请实施例还提供了一种业务转发的方法，如图7所示，具体包括：
501、第一网络设备开启定时器，定时时长为多个低延迟业务中对应周期最短的时间长度。
具体的，第一网络设备只采用一个定时器，根据具体传输低延迟业务的情况，对定时器的定时时长可适应性的调整。
举例说明，如图8所示，假设第一网络设备在同时间段内需传输第一业务、第二业务以及第三业务。其中，第一业务和第三业务为低延迟业务，第二业务为非低延迟业务。且第三业务所允许传输延迟值大于第一业务所允许传输延迟值。根据前述方法可确定第一业务的周期为T1，第三业务的周期为T2，其中，T1小于T2。那么，第一网络设备开启定时器，将定时器的定时时长设置为T1。
502、第一网络设备在定时器定时时长内开始转发多个低延迟业务的数据包。
举例说明，如图8所示，第一网络设备在T1内，开始转发第一业务和第三业务的数据包。
503、若在定时时长内，第一网络设备转发的多个低延迟业务的数据包的数据量达到阈值时，或者低延迟业务的所对应的分组队列为空时，第一网络设备开始转发第二业务的数据包。
其中，阈值为这几个低延迟业务单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值之和与定时器定时时长的乘积。
举例说明，如图8所示，根据前述方法可确定第一业务单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值(B1)，第三业务单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值(B2)。那么，第一网络设备优先保证传输第一业务和第三迟业务的数据量达到T1*(B1+B2)。当第一低业务和第三低延迟业务的字节数达到T1*(B1+B2)，或者第一业务所对应的分组队列和第三业务所对应的分组队列为空时，才开始转发第二业务的数据包。
504、若定时时长结束后，低延迟业务的数据包未传输完，则第一网络设备重启定时器，继续传输低延迟业务的数据包。若低延迟业务中有低频的低延迟业务的数据包先传输完，则第一网络设备重新确定阈值，即执行步骤505。若低延迟业务中有高频的低延迟业务的数据包先传输完，则第一网络设备重新确定周期和阈值，即执行步骤506。
举例说明，如图8所示，由于T1小于T2，所以第一业务为高频低延迟业务，第三业务为低频延迟业务。
505、第一网络设备调整阈值。
举例说明，如图9所示，若第三业务的数据包先传输完，则第一网络设备将阈值调整到T1*B1。这样，在保证第一业务所允许的传输延迟值的情况下，还能提高非延迟业务的传输效率。
506、第一网络设备调整定时器的定时时长和阈值。
举例说明，如图10所示，若第一业务的数据包先传输完，可选的，第一定时器的定时时长也可以保持在T1，只调整阈值为T1*B2。可选的，第一网络设备将定时器的定时时长调整为T2，阈值调整为T2*B2。图10中示出了后一种方法。这样，在保证第三业务所允许的传输延迟值的情况下，还能提高非延迟业务的传输效率。
由此，当第一网络设备在同一时间段内，有多个低延迟业务的数据包需要转发的时候，本申请也能保证对各个低延迟业务的网络传输都能满足各自所允许的传输延迟值的要求。并且，在满足多个低延迟业务的网络传输要求的前提下，也能适当提高了第二业务的传输效率。
上述主要从各个网络设备之间交互的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各个网络设备，为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，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，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，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。
本申请实施例可以根据上述方法示例对网络设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，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。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图11示出了上述实施例中所涉及的第一网络设备的一种可能的结构示意图，该第一网络设备1100包括：第一发送单元1101、和第二发送单元1102。其中，第一发送单元1101用于在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包，其中，第一业务为低延迟业务，周期(T1)根据转发第一业务的数据包的设备所允许的延时确定。第二发送单元1102用于在周期(T1)发送的第一业务的数据量达到阈值后，向第二网络设备发送第二业务的数据包，其中，第二业务为非低延迟业务，阈值为根据第一业务的最高传输速率确定的数值。
在本申请实施例中，可选的，若第一网络设备为入口节点，则第一网络设备还包括：
第一获取单元1103，用于获取第一业务的业务请求，其中，业务请求包括第一延时(tm)，第一延时(tm)为第一业务从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值。
第二获取单元1104，用于获取第二延时(td)和跳数(h)，其中，第二延时(td)为路径包括的物理链路产生的传输延迟值，跳数(h)为路径包括的跳数，该路径用于发送第一业务的数据包。
第一确定单元1105，用于根据第一延时(tm)、第二延时(td)和跳数(h)，确定周期(T1)，周期(T1)的取值小于(tm-td)/(h+1)。
在本申请实施例中，可选的，若第一网络设备为入口节点，则第一网络设备还包括：
第三获取单元1106，用于获取第一速率(P)和包长(M)，其中，第一速率(P)为单位时间路径所允许发送的数据包个数的最大值，包长(M)为路径所允许发送的最大数据包的大小，该路径用于发送第一业务的数据包。
第四获取单元1107，用于根据第一速率(P)和包长(M)，获得第二速率，第二速率为单位时间该路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值。
第二确定单元1108，用于根据周期(T1)与第二速率，确定阈值，阈值小于或等于周期(T1)与第二速率的乘积。
在本申请实施例中，可选的，业务请求还包括时间区间，时间区间为在该路径上传输第一业务的数据包的时间段。若第一网络设备为入口节点，则第一网络设备还包括：第三发送单元1109，用于向第二网络设备发送第一建路请求，第一建路请求包括时间区间、周期(T1)以及第二速率，第二速率为单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，第一建路请求用于建立路径。
在本申请实施例中，可选的，若第一网络设备为入口节点，则第一网络设备还包括：
接收单元1110，用于在同一时间段内接收到第一业务的数据包和第三业务的数据包。
第三确定单元1111，还用于若在同一设备上发送第三业务的数据包所需的延时大于或等于发送第一业务的数据包所需的延时，则根据周期(T1)、第二速率和第三速率，确定阈值，阈值小于或等于第二速率和第三速率的和与周期(T1)的乘积，其中，第二速率为单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，第三速率为单位时间路径所允许发送的第三业务的数据包总字节数的最大值。第三速率的获取方式可参见第二速率的获取方式，在此不再赘述。
在本申请实施例中，可选的，若第一网络设备为中间节点，如图12所示，则第一网络设备还包括：
第五获取单元1112，用于获取第二建路请求，其中，第二建路请求用于建立路径，第二建路请求包括时间区间、周期(T1)以及第二速率，第二速率为单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包的最大值，时间区间为在路径上传输第一业务的数据包的时间段。
判断单元1113，用于判断第一网络设备在时间区间内能否支持周期(T1)发送的第一业务的数据包达到阈值，阈值为周期(T1)和第二速率的乘积。
第四发送单元1114，用于若确定能支持，则向第二网络设备发送第三建路请求，第三建路请求包括时间区间、周期(T1)以及第二速率。
图13示出了上述实施例中涉及到的一种网络设备1300的结构示意图。该网络设备1300包括：处理器1301、通信接口1302、存储器1303以及总线1304。其中，通信接口1302、处理器1301以及存储器1303通过总线1304相互连接；总线1304可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图13中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
结合本申请公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存、只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。
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。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种业务转发的方法，其特征在于，包括：
第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包，所述第一业务为低延迟业务，所述周期(T1)根据第一延时(tm)、第二延时(td)和跳数(h)确定，所述第一延时(tm)为所述第一业务从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值，所述第二延时(td)为路径包括的物理链路产生的传输延迟值，所述跳数(h)为所述路径包括的跳数，所述路径用于发送所述第一业务的数据包；所述第二网络设备为所述路径上所述第一网络设备的下一跳节点；
所述第一网络设备在周期(T1)发送的所述第一业务的数据量达到阈值后，向所述第二网络设备发送第二业务的数据包，所述第二业务为非低延迟业务，所述阈值为根据所述第一业务的最高传输速率和所述周期(T1)确定的数值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备为入口节点，在所述第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包之前，所述方法还包括：
所述第一网络设备获取所述第一业务的业务请求，所述业务请求包括所述第一延时(tm)；
所述第一网络设备获取所述第二延时(td)和所述跳数(h)；
所述第一网络设备根据所述第一延时(tm)、所述第二延时(td)和所述跳数(h)，确定所述周期(T1)，所述周期(T1)的取值小于(tm-td)/(h+1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一网络设备获取第一速率(P)和包长(M)，所述第一速率(P)为单位时间路径所允许发送的数据包个数的最大值，所述包长(M)为所述路径所允许发送的最大数据包的大小，所述路径用于发送所述第一业务的数据包；
所述第一网络设备根据所述第一速率(P)和所述包长(M)，获得第二速率，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值；
所述第一网络设备根据所述周期(T1)与所述第二速率，确定所述阈值，所述阈值小于或等于所述周期(T1)与所述第二速率的乘积。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述业务请求还包括时间区间，所述时间区间为在所述路径上传输所述第一业务的数据包的时间段，所述方法还包括：
所述第一网络设备根据所述业务请求判断在所述时间区间内能支持所述周期(T1)发送的所述第一业务的数据包达到所述阈值时，所述第一网络设备向所述第二网络设备发送第一建路请求，所述第一建路请求包括所述时间区间、所述周期(T1)以及第二速率，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，所述第一建路请求用于建立所述路径。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包之前，所述方法还包括：
所述第一网络设备在同一时间段内接收到所述第一业务的数据包和第三业务的数据包；
若在同一设备上发送所述第三业务的数据包所需的延时大于或等于发送所述第一业务的数据包所需的延时，则所述第一网络设备根据所述周期(T1)、第二速率和第三速率，确定所述阈值，所述阈值小于或等于所述第二速率和所述第三速率的和与所述周期(T1)的乘积，所述第二速率为单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，所述第三速率为单位时间所述路径所允许发送的第三业务的数据包总字节数的最大值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备为中间节点，在所述第一网络设备在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包之前，所述方法还包括：
所述第一网络设备获取第二建路请求，所述第二建路请求用于建立路径，所述第二建路请求包括时间区间、所述周期(T1)以及第二速率，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包的最大值，所述时间区间为在所述路径上传输所述第一业务的数据包的时间段；
所述第一网络设备判断所述第一网络设备在所述时间区间内能否支持所述周期(T1)发送的所述第一业务的数据包达到所述阈值，所述阈值为所述周期(T1)和所述第二速率的乘积；
若能支持，则所述第一网络设备向所述第二网络设备发送第三建路请求，所述第三建路请求包括时间区间、所述周期(T1)以及所述第二速率。
7.一种第一网络设备，其特征在于，包括：
第一发送单元，用于在周期(T1)向第二网络设备发送第一业务的数据包，所述第一业务为低延迟业务，所述周期(T1)根据第一延时(tm)、第二延时(td)和跳数(h)确定，所述第一延时(tm)为所述第一业务从入口节点到出口节点所允许的传输延迟值，所述第二延时(td)为路径包括的物理链路产生的传输延迟值，所述跳数(h)为所述路径包括的跳数，所述路径用于发送所述第一业务的数据包；所述第二网络设备为所述路径上所述第一网络设备的下一跳节点；
第二发送单元，用于在周期(T1)发送的所述第一业务的数据量达到阈值后，向所述第二网络设备发送第二业务的数据包，所述第二业务为非低延迟业务，所述阈值为根据所述第一业务的最高传输速率和所述周期(T1)确定的数值。
8.根据权利要求7所述的第一网络设备，其特征在于，所述第一网络设备为入口节点，所述第一网络设备还包括：
第一获取单元，用于获取所述第一业务的业务请求，所述业务请求包括第一延时(tm)；
第二获取单元，用于获取所述第二延时(td)和所述跳数(h)；
第一确定单元，用于根据所述第一延时(tm)、所述第二延时(td)和所述跳数(h)，确定所述周期(T1)，所述周期(T1)的取值小于(tm-td)/(h+1)。
9.根据权利要求7或8所述的第一网络设备，其特征在于，还包括：
第三获取单元，用于获取第一速率(P)和包长(M)，所述第一速率(P)为单位时间路径所允许发送的数据包个数的最大值，所述包长(M)为所述路径所允许发送的最大数据包的大小，所述路径用于发送所述第一业务的数据包；
第四获取单元，用于根据所述第一速率(P)和所述包长(M)，获得第二速率，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值；
第二确定单元，用于根据所述周期(T1)与所述第二速率，确定所述阈值，所述阈值小于或等于所述周期(T1)与所述第二速率的乘积。
10.根据权利要求8所述的第一网络设备，其特征在于，所述业务请求还包括时间区间，所述时间区间为在所述路径上传输所述第一业务的数据包的时间段，所述第一网络设备还包括：
第三发送单元，用于所述第一网络设备根据所述业务请求判断在所述时间区间内能支持所述周期(T1)发送的所述第一业务的数据包达到所述阈值时，向所述第二网络设备发送第一建路请求，所述第一建路请求包括所述时间区间、所述周期(T1)以及第二速率，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，所述第一建路请求用于建立所述路径。
11.根据权利要求7或8所述的第一网络设备，其特征在于，还包括：
接收单元，用于在同一时间段内接收到所述第一业务的数据包和第三业务的数据包；
第三确定单元，还用于若在同一设备上发送所述第三业务的数据包所需的延时大于或等于发送所述第一业务的数据包所需的延时，则根据所述周期(T1)、第二速率和第三速率，确定所述阈值，所述阈值小于或等于所述第二速率和所述第三速率的和与所述周期(T1)的乘积，所述第二速率为单位时间路径所允许发送的第一业务的数据包总字节数的最大值，所述第三速率为单位时间所述路径所允许发送的第三业务的数据包总字节数的最大值。
12.根据权利要求7所述的第一网络设备，其特征在于，所述第一网络设备为中间节点，所述第一网络设备还包括：
第五获取单元，用于获取第二建路请求，所述第二建路请求用于建立路径，所述第二建路请求包括时间区间、所述周期(T1)以及第二速率，所述第二速率为单位时间所述路径所允许发送的第一业务的数据包的最大值，所述时间区间为在所述路径上传输所述第一业务的数据包的时间段；
判断单元，用于判断所述第一网络设备在所述时间区间内能否支持所述周期(T1)发送的所述第一业务的数据包达到所述阈值，所述阈值为所述周期(T1)和所述第二速率的乘积；
第四发送单元，用于若确定能支持，则向所述第二网络设备发送第三建路请求，所述第三建路请求包括时间区间、所述周期(T1)以及所述第二速率。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1至6任一项所述的方法。
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