CN1486019A - 基于服务质量的网络管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于服务质量的网络管理方法，该方法扩充radius server作为业务管理平台，针对具体的网络应用定制相应的QoS策略；在用户向IDC申请所要获得的服务质量和权限，并提供业务选择信息时，IDC存储上述信息，并将该信息发给radius server；radius server对用户进行认证，同时根据用户的属性和申请的业务类型确定为该用户提供的QoS策略，在与会聚层设备交互用户认证消息时，将具体的QoS策略下发到会聚层设备上，对会聚层设备做相应的QoS策略配置，会聚层设备再向接入层设备配置针对接入层设备制定的QoS策略；最后，利用预制的QoS策略为用户服务；上述方案能够将QoS管理和用户管理、业务管理结合起来，提高网络的服务质量和效率。

Description

基于服务质量的网络管理方法
技术领域
本发明涉及网络管理方法，具体地说涉及到基于服务质量(QoS)的网络管理方法。
背景技术
在目前的宽带城域网中，通常整个网络由接入层设备、汇聚层设备、骨干层设备、网管平台组成。在开展业务时，还需要IDC(网络数据中心，提供网络内容服务)来提供特定的业务功能，为了管理上网用户，一般还存在一套用户管理平台(如radius server：认证和计费服务器，或其他类似的设备)，它和网络设备、IDC间通过专门的认证计费协议(radius协议：Remote Authentication Dial-In User Service远端拨入用户验证服务，RFC2865、RFC2866)，对使用网络的用户进行统一管理和计费。
在传统的IP网络中，所有的报文都无区别的等同对待，每个路由器对所有的报文采用先入先出(FIFO)的策略处理，它尽最大的努力(best-effort)将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。随着IP网络上新的应用不断出现，如基于IP的语音(VoIP，Voice over IP)、会议电视、虚拟私有网络(VPN)、关键数据业务等，对IP网络的服务质量也提出了新的要求。传统的IP网络的尽力服务已不能满足应用的需要。如VoIP业务，报文传送如果延时太长，将是用户所不能接受的。相对而言，电子邮件(email)和基于文件传输协议(FTP)的报文等普通上网服务对时间延迟并不敏感。QoS就是针对各种不同的需求，提供不同的服务质量的，例如：减少报文的丢失率、避免和管理网络拥塞、流量整形、设置报文的优先级以及其它各种网络应用要求。
通常，不同的用户类型对QoS有不同的要求，为了在用户要求和网络对服务质量的具体实施上达成一致，用户和互联网服务供应商(ISP)对于服务质量间需要签定服务水平协议(service level agreement，SLA)，包括为用户提供带宽的大小、一定限度内的时延、报文的优先级等内容。在基于策略的网络中，为了能够有效的控制不同层次的网络设备，使之能按照和用户预定的SLA设置QoS相关参数，还需要一种称为策略服务器(policyserver，PS)的专用平台，它和网络骨干层、会聚层的设备间通过专门的协议——公共开放策略服务协议(Common Open Policy Service，COPS，RFC2748)进行QoS策略的申请和下发。
由于用户和业务管理、网络服务质量的管理分布在不同的设备上，使得现有的网络服务质量技术和实际应用结合的不够紧密，由于设计思想的问题，业务控制和网络控制设备之间缺乏统一的相互交互的手段，造成整个网络服务质量和用户难以统一管理和控制，影响宽带网络的进一步发展。而且策略服务器及其协议和处理流程复杂，不仅会增加网络的负担，也无法管理到底层如二层交换机的设备，因此在某种程度上，它仍然无法确保端到端的严格QoS保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于服务质量的网络管理方法，使用该方法能够将网络服务质量管理和用户管理、业务管理有机结合起来，提高网络的服务质量和效率。
为达到上述目的，本发明提供的基于服务质量的网络管理方法，包括下述步骤：
步骤1：认证和计费服务器(radius server)针对具体的网络应用定制相应的服务质量(QoS)策略；
步骤2：用户向网络数据中心(IDC)申请所要获得的服务质量和权限，并提供业务选择信息，IDC存储上述信息，并将该信息发给radiusserver；
步骤3：radius server对用户进行认证，同时根据用户的属性和申请的业务类型确定为该用户提供的QoS策略，在与会聚层设备交互用户认证消息时，将具体的QoS策略下发到会聚层设备上，对会聚层设备做相应的QoS策略配置，同时会聚层设备向接入层设备配置针对接入层设备制定的QoS策略；
步骤4：radius server根据用户的业务，结合接入层、会聚层、骨干层设备，利用预制的QoS策略为用户服务。
步骤2所述用户向网络数据中心(IDC)申请获得的服务质量和权限，是通过IDC提供给用户的门户(portal)页面完成的。
所述步骤3进一步包括下述步骤：
步骤31：radius server根据用户业务选择消息，结合针对该类业务预制的QoS策略，确定为该用户提供的QoS策略，并将策略和相应的设备端口信息发给会聚层设备，同时radius server还根据用户的个人信息和申请的业务来设置用户的计费策略；
步骤32：会聚层设备收到上述策略和相应的设备端口信息后在相应的设备端口上设置相应QoS处理方式，并向二层设备下发设置用户相应端口和优先级使用标记的QoS策略；
步骤33：会聚层设备和接入层设备分别向上层设备回送QOS策略配置成功消息，骨干层设备直接根据会聚层设备上为IP分组标记的优先级标志来进行队列调度，然后在所有设备配置成功后，开始执行具体的业务，同时radius server根据已制订的计费策略开始对用户进行计费。
所述步骤31还包括：如果用户的业务为双向的业务，将为该用户提供的QoS策略发给被叫方的会聚层设备。
步骤32所述在相应的设备端口上设置相应QoS处理方式，包括制订区分特定用户流量的流分类规则，以及制订针对该流量的QoS策略。
在步骤32中，如果用户终端自己标记QoS策略的优先级，配置相应的用户端口信任用户流量的优先级为高优先级。
由于本发明利用现有网络的radius server，针对具体的网络应用定制相应的服务质量(QoS)策略，在对用户进行认证时，根据用户的属性和申请的业务类型确定为该用户提供的QoS策略，并将具体的QoS策略下发到会聚层、接入层设备上，最后根据用户的业务，结合接入层、会聚层、骨干层设备，利用预制的QoS策略为用户服务；采用上述方案，即可以充分利用现有的网络设备，简化策略配置流程，还可以将业务管理和网络管理结合起来，具体实现时只需软件上的少量改动，而不需添置专门而昂贵的策略服务器，即可完成网络的QoS策略配置和网络服务质量的紧密结合，并且可以管理到网络接入层的设备，弥补了传统的策略服务器只能管理网络汇聚层和骨干层设备的缺点，提高网络设备的利用效率，在一定程度上保护了运营商的建网投资，使运营商从网络中能够寻找新的商机，促进网络的良性发展；可见，本发明能够将网络服务质量管理和用户管理、业务管理有机结合起来，提高网络的服务质量和效率。
附图说明
图1是本发明所述方法的实施例流程图；
图2是应用本发明所述方法的网络结构图。
具体实施方式
本发明的实质是利用网络已有的认证和计费服务器(radius server)和宽带接入服务器(BAS)等设备，将与QoS策略有关的信息，通过一套交互流程使网络服务质量管理和用户、业务管理有机的结合起来，而省略了策略服务器这种复杂的控制方式，降低了网络的复杂性，并解决了业务和控制分离而导致的问题。
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图2是应用本发明所述方法的网络结构图。图2中，骨干层一般采用吉比特交换路由器(GSR，Gigabits switch router)实现，网状联结，要求网络具有大容量、高速高效和强大的路由能力等；接入层尽量一般采用低成本设备，如二层交换机、ADSL(非对称用户环路)接入设备等；要求管理简单、环境适应能力强；汇聚层作为城域网二、三层网络的分界，应具备智能特征和用户管理能力，是实现基于服务质量的网络管理特性的关键。IDC(网络数据中心)为整个网络提供具体的业务和服务，如e-mail服务器、视频点播服务器等。
图1是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1实施本发明，先在步骤1扩展radius server，使其作为业务管理平台，在它上面针对具体的网络应用定制相应的QoS策略，在定制策略时，区分用户的属性和业务类型，首先确定QoS服务等级，再根据QoS等级确定对应的QoS策略，具体策略的制定要参考用户的流分类方式、用户所申请的带宽、带宽上下限、时延抖动、用户业务的优先级、流量监管参数、可提供服务的时长、是否双向业务等，以及相应的计费策略等；对于计费策略来说，通常不同的业务有不同的计费策略、相同的业务如果服务等级不同、服务时间不同，也可以有不同的计费策略。
在用户接入网络时，汇聚层的宽带接入服务器(BAS)会对用户进行基本的网络接入认证，为用户分配网络地址，用户即获得访问网络的基本权限；同时，通过标准的radius协议在业务管理平台上记录该上网用户的基本信息。同时通过在BAS上配置缺省的访问控制规则，对用户的任何流量均按最大努力原则(bast effort)进行流量处理。如果用户需要获得服务提供商，即网络数据中心(IDC)提供的QoS保证服务时，在步骤2向IDC申请获得服务的权限，这可以通过IDC提供给用户的门户(portal)页面实现。在该页面上，用户选择需要获得的QoS服务方式，如QoS等级，并输入相应的用户名、密码，提供所要完成的业务，BAS设备将获得的用户个人信息、业务选择信息及用户所属的设备端口转发给IDC。IDC存储上述信息，并将该信息发给radius server。radius server在步骤3对用户进行认证，同时根据用户的属性和申请的业务类型确定为该用户提供的QoS策略，在与会聚层设备交互用户认证消息时，将具体的QoS策略下发到会聚层的BAS设备上，对会聚层的BAS设备做相应的QoS策略配置，同时由BAS向接入层设备配置针对接入层设备制定的相应业务的QoS策略，如配置相关用户接入端口的优先级、配置相关用户业务流的优先级等；最后在步骤4，Radius server根据用户的业务，结合接入层、会聚层、骨干层设备，利用预制的QoS策略为用户服务。
在上述过程中，还要判断申请QoS的用户是否为合法用户，有两种方式：一是IDC根据用户的签约信息，判断是否是合法用户。如果是，则通过与radius server间接口，将用户认证通过信息发给radius server，同时将用户选择的业务类型和用户所属的设备端口也发给radius server，二是IDC不对用户的合法性做验证，而是直接将用户的所有信息，都发给radius server，由radius serever对照记录的签约用户信息，来判断用户是否合法。
如果用户通过了IDC或radius server的认证，则radius server根据从IDC获取的用户业务选择消息，结合业务管理平台上针对该类业务预制的QoS策略，(如VoD业务需要的带宽、时延、优先级参数等)确定该用户的QoS服务策略，并将策略和相应的设备端口信息与用户认证通过的radius消息一并发给BAS设备。如果是双向的业务流(如会议电视)，业务管理平台还需向被叫方的BAS设备下发类似策略。同时radius server还需根据用户的个人信息和申请的业务来设置用户的计费策略。
汇聚层的BAS收到上述策略后，即可在相应的设备端口上设置相应的QoS处理方式，如：制订流分类规则以区分特定用户的流量；制订针对该流量的QoS策略(带宽限制、优先级标志更改方式，违约流量的处理方式等)。
汇聚层的BAS向二层，即接入层设备下发设置用户相应端口和优先级使用标记的QoS策略，如设置该端口的流量为高优先级，如果用户终端自已标记QoS策略的优先级，也可配置相应的用户端口信任用户流量的优先级为高优先级
如果QoS策略的下发并设置成功，会聚层的设备，即BAS，和接入层设备分别向上层设备回送QOS策略配置成功消息，骨干层设备不用做任何针对具体用户的配置，直接根据会聚层设备上为IP分组标记的优先级标志来进行队列调度，然后在所有设备配置成功后，开始执行具体的业务，同时radius server根据已制订的计费策略开始对用户进行计费。
当业务结束时，如用户主动下线、用户资费不够或服务自行停止(如用户点播的电影放完)及服务时限已到等情况，radius server通知汇聚层设备删除和该用户相关的QoS策略，同时使用户的业务流不再做QoS处理。并且，汇聚层通知用户接入的二层交换机端口删除相关的QoS策略。如果QoS策略删除成功，各级设备分别向上层设备回送QOS策略删除成功消息。业务管理平台根据用户类型、给用户提供的服务类型(带宽、优先级)和具体的计费策略进行计费操作。如果是由BAS进行计费，业务管理平台在向BAS下发删除QoS策略消息外，还需通知BAS结束计费。

Claims (10)

1、一种基于服务质量的网络管理方法，包括下述步骤：
步骤1：认证和计费服务器(radius server)针对具体的网络应用定制相应的服务质量(QoS)策略；
步骤2：用户向网络数据中心(IDC)申请所要获得的服务质量和权限，并提供业务选择信息，IDC存储上述信息，并将该信息发给radiusserver；
步骤3：radius server对用户进行认证，同时根据用户的属性和申请的业务类型确定为该用户提供的QoS策略，在与会聚层设备交互用户认证消息时，将具体的QoS策略下发到会聚层设备上，对会聚层设备做相应的QoS策略配置，同时会聚层设备向接入层设备配置针对接入层设备制定的QoS策略；
步骤4：radius server根据用户的业务，结合接入层、会聚层、骨干层设备，利用预制的QoS策略为用户服务。
2、根据权利要求1所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在于：步骤2所述用户向网络数据中心(IDC)申请获得的服务质量和权限，是通过IDC提供给用户的门户(portal)页面完成的。
3、根据权利要求2所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在于所述步骤3进一步包括下述步骤：
步骤31：radius server根据用户业务选择消息，结合针对该类业务预制的QoS策略，确定为该用户提供的QoS策略，并将策略和相应的设备端口信息发给会聚层设备，同时radius server还根据用户的个人信息和申请的业务来设置用户的计费策略；
步骤32：会聚层设备收到上述策略和相应的设备端口信息后在相应的设备端口上设置相应QoS处理方式，并向二层设备下发设置用户相应端口和优先级使用标记的QoS策略；
步骤33：会聚层设备和接入层设备分别向上层设备回送QOS策略配置成功消息，骨干层设备直接根据会聚层设备上为IP分组标记的优先级标志来进行队列调度，然后在所有设备配置成功后，开始执行具体的业务，同时radius server根据已制订的计费策略开始对用户进行计费。
4、根据权利要求3所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在于所述步骤31还包括：如果用户的业务为双向的业务，将为该用户提供的QoS策略发给被叫方的会聚层设备。
5、根据权利要求3所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在于步骤32所述在相应的设备端口上设置相应QoS处理方式，包括制订区分特定用户流量的流分类规则，以及制订针对该流量的QoS策略。
6、根据权利要求3所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在于：在步骤32中，如果用户终端自己标记QoS策略的优先级，配置相应的用户端口信任用户流量的优先级为高优先级。
7、根据权利要求3、4、5或6所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在所述方法还包括：当业务结束时，如用户主动下线、用户资费不够、服务自行停止或服务时限已到时，radius server通知汇聚层设备删除和该用户相关的QoS策略，使用户的业务流不再做QoS处理。
8、根据权利要求7所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在所述方法还包括：当业务结束时，汇聚层设备通知接入层设备删除与该业务有关的QoS策略。
9、根据权利要求8所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在所述方法还包括：如果是由BAS进行计费，radius server在向BAS下发删除QoS策略消息时，还通知BAS结束计费。
10、根据权利要求9所述的基于服务质量的网络管理方法，其特征在于：所述会聚层设备为宽带接入服务器(BAS)，所述接入层设备为二层网络交换机。
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