CN1630270A - 基于网络服务质量动态调整数据分组长度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态调整数据分组长度的方法，包括步骤：源端向目的端发送含有时间戳信息的时间戳分组；目的端收到所述时间戳分组后，判断是否需要改变数据分组长度；如果需要改变数据分组长度，则所述目的端计算新的数据分组长度，并向所述源端发送请求改变数据分组长度的请求分组；所述源端根据所述请求分组的内容，或者将数据分组长度改为新的数据分组长度或使其保持不变，并向所述目的端发送响应分组；所述目的端根据所述响应分组的内容，对数据分组长度做相应处理。根据本发明的方法，可以动态监测网络服务质量的变化，动态调整数据分组长度，最大限度地减小网络服务质量变化对用户业务质量的影响。另外，本发明的方法提高了网络带宽利用率。

Description

基于网络服务质量动态调整数据分组长度的方法

技术领域

本发明涉及分组交换网络，尤其涉及分组交换网络中传输时分复用业务时根据网络服务质量动态调整数据分组长度的方法。

背景技术

传统的时分复用(TDM)电路交换业务具有传输延迟小、实时响应能力高等特点，适于传输语音、视频等实时性业务，在现代电信网中具有极为重要的作用和极大市场份额。但是TDM交换业务采用信道独享，所以资源利用率低。如果能将TDM业务通过分组交换网络进行传输，则可在很大程度上提高线路利用率，降低传输成本。

在异步的分组交换网络中传输同步或准同步的TDM电路仿真业务，需要解决两个主要问题：一是如何解决发送端与接收端的时钟同步，即时钟恢复问题；二是如何尽可能地减小延时，更好地保证业务特性。

影响时钟恢复精度的主要原因是分组交换网络中数据分组的分组时延。所谓分组时延是指数据分组从发送端传到接收端所需的时间。分组时延包括以下几方面的内容：发送端封装的等待时延；信号线路传输时延；由于网路拥塞等原因造成的时延抖动。

目前，消除时延抖动的主要方法是通过在接收端设置一定大小的抖动缓冲区，以牺牲时延特性来减小抖动，换取恢复时钟精度的提升。为了便于处理，现有的解决方案是将TDM流中的字节封装在固定长度的数据分组中，而一个数据分组中封装的TDM字节数由用户根据实际网络状况决定。

当网络带宽利用率较低和用户要求TDM业务有较小的延时时，可以将数据分组长度设置为尽可能小，这样就不会因为封装时需要等待更多的TDM帧而造成时延的增大。相反，如果用户对业务实时性无严格要求或者网络环境较好，则可将封装TDM流的数据分组长度设置得大一些以节省带宽资源。

但是上述方法对用户而言，不仅操作起来较为复杂，而且由于网络结构和流量特征是随着用户的需求和发展而不断变化的，用户不可能实时监控网络实际流量和结构的变化对分组长度做出必要的调整，因而这种方法可操作性不强，不能更好地为TDM仿真业务提供质量保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既便于操作又能动态调整数据分组长度的方法，从而更好地为时分复用业务提供质量保证。

为实现上述目的，本发明提供一种动态调整数据分组长度的方法，其特征在于包括以下步骤：

源端向目的端发送含有时间戳信息的时间戳分组；

目的端收到所述时间戳分组后，判断是否需要改变数据分组长度；

如果需要改变数据分组长度，则所述目的端计算新的数据分组长度，并向所述源端发送请求改变数据分组长度的请求分组；

所述源端根据所述请求分组的内容，对数据分组长度做相应处理，并向所述目的端发送响应分组。

本发明的方法还包括一个步骤：所述目的端根据所述响应分组的内容，对数据分组长度做相应处理。

根据本发明的方法，可以动态监测网络服务质量的变化，动态调整数据分组长度，使数据分组长度根据网络实时流量状况和用户的业务质量的要求，作动态改变，从而最大限度地减小网络服务质量变化对用户TDM业务质量的影响。另外，本发明的方法更加有效地利用了网络带宽。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明的动态调整数据分组长度的方法的示意流程图；

图2是图1所示方法在信令数据分组丢失情况下的示意流程图；

图3是根据本发明的动态调整数据分组长度的方法在接收端的示意流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

图1是根据本发明的动态调整数据分组长度的方法的示意流程图。图1中左侧所示的处理过程是在源端(发送端)执行的，右侧所示的处理过程是在目的端(接收端)执行的。图1所示的流程图实际上是源端与目的端之间，为了实现动态调整数据分组长度的目的，而进行的信令信息交互过程。

首先，对包括源端和目的端的分组交换网络进行初始化，设置业务的服务质量要求q及相关系统参数。分组交换网络的初始化过程与本发明的实质无关，并且是本领域普通技术人员熟知的。

在分组交换网络初始化之后，源端定期发送时间戳分组。即在步骤101，源端采用带内或带外的方式以频率f定时向目的端发送含有时间戳信息的时间戳分组T。

目的端收到包含有时间戳信息的时间戳分组T后，在步骤102，利用包含在时间戳分组T中的时间戳信息，并且利用时间戳分组T到达时刻对应的时间戳，计算时间戳分组T的传输时延t、时延抖动d。

然后，目的端在步骤103根据传输时延t、时延抖动d、原数据分组长度l和业务的服务质量要求q，应用控制策略f1(l，t，d，q)，判断是否需要改变数据分组长度。

传输时延t和时延抖动d属于高频变化参量，不能因为某一次数据传输过程中的传输时延或时延抖动的变化较大，就改变数据分组长度。相反，应该以某一预定时间段内的平均传输时延、平均时延抖动作为参考，结合其他参数，决定是否改变数据分组长度。否则，可能造成数据分组长度频繁改变，以致影响系统稳定性。

步骤103中的判断有两种结果。

第一种判断结果是不改变数据分组长度。这种情况下，不向源端发送任何信息，返回到步骤102之前的状态，目的端等待从源湍接收新的数据分组。

第二种判断结果是改变数据分组长度。这种情况下，处理过程进行到步骤104。

在步骤104，即在决定改变数据分组长度的情况下，目的端确定数据分组的最佳长度lnew，然后进行到步骤105。

在步骤105，将新的数据分组长度包含在请求改变分组长度的数据分组Req内，然后将数据分组Req发送给源端，并等待源端的应答。

在步骤106，当源端收到目的端发来的请求改变分组长度的数据分组Req后，应用本地规则g(l，lnew)，判断是否接受改变分组长度的请求。这种判断有两种结果。

第一种判断结果是拒绝改变分组长度的请求。在这种情况下，在步骤107，源端向目的端发送拒绝请求的响应分组Ack。

第二种判断结果是接受改变分组长度的请求。在这种情况下，在步骤107，源端向目的端发送接受请求的响应分组Ack，并且从该时刻起第一预定时间间隔t1之后，执行步骤109。之所以等待第一预定时间间隔t1后才执行步骤109，是为了保证目的端有足够的时间接收响应分组Ack并根据响应分组Ack的内容做相应处理。例如，为接收按新的分组长度封装的数据分组做好准备。

如果步骤106中决定接受改变分组长度的请求，则在步骤109，源端开始发送以新的分组长度lnew封装的数据分组。在所发送的数据分组中，分组长度改变标志位被置位。

另一方面，在步骤108，目的端收到发送端返回的响应分组后，根据响应分组内容做相应处理，如将数据分组长度设定为新长度或使其保持不变。具体地说，如果收到源端接受请求的响应，则目的端确认本地接收数据分组的分组长度将从收到第一个分组长度改变标志位被置位的数据分组(即步骤109发送的数据分组)时刻起设定为新的数据分组长度lnew。如果收到源端拒绝请求的响应，则目的端确认仍将本地接收数据分组的分组长度保持为原数据分组长度l不变。

在与步骤109对应的步骤110，目的端接收到分组长度改变标志位被置位的、以新数据分组长度lnew封装的数据分组，然后将本地合法接收数据分组时使用的数据分组长度设置为新数据分组长度lnew。

图2是图1所示方法在信令数据分组丢失情况下的示意流程图。图2中的步骤与图1中的步骤大致相同，所不同的是在图2中考虑了信令数据分组丢失的情况。例如，在步骤105中发送了请求改变分组长度的请求分组Req之后，请求分组Req有可能丢失，如图2中所示。另外，在步骤107中由源端发送响应分组Ack后，响应分组Ack也有可能丢失，如图2中所示。在这两种情况下，都使得目的端在发送了请求改变分组长度的请求分组Req之后得不到响应，从而达不到动态调整数据分组长度的目的。

为此，在步骤105之后，所述目的端对第二预定时间间隔t2进行监视。如果在第二预定时间间隔t2内没有收到任何响应分组Ack，则在步骤1052重新发送请求改变分组长度的请求分组Req。

源端在第一次收到请求分组Req后，从步骤106开始处理。源端第一次收到的请求分组Req可能是目的端在步骤105发送的请求分组Req，也可能是目的端在步骤1052重新发送的请求分组Req。本领域内普通技术人员容易理解到，重新发送请求分组Req的步骤可以不限于一次。

步骤106与107的处理与图1中相同。

如果在第一预定时间间隔t1内，源端再次收到来自目的端的请求分组Req(这种情况表明响应分组Ack丢失，且目的端已执行步骤1052)，则源端在步骤1072重新发送响应分组Ack。本领域内普通技术人员容易理解到，重新发送响应分组Ack的步骤可以不限于一次。

之后的步骤108、109、110与图1中相同。

图2中要求，第一预定时间间隔t1大于第二预定时间间隔t2。这一要求既保证了目的端有足够的时间接收响应分组Ack并根据响应分组Ack的内容做相应处理(例如，为接收按新的分组长度封装的数据分组做好准备)，又保证了源端在收到目的端因响应分组Ack丢失而重新发送的请求分组Req之前不会改变数据分组的长度。

图3是根据本发明的动态调整数据分组长度的方法在接收端的示意流程图。如图3所示，在步骤301，处理过程开始。在步骤302，设置系统参数，包括业务的服务质量要求q和其他参数。然后在步骤303判断是否收到含有时间戳信息的时间戳分组T。如果步骤303的判断结果是“是”，则处理过程进行到步骤304；否则，在步骤303等待，直到收到含有时间戳信息的时间戳分组T。

在步骤304，计算时间戳分组T的传输时延t、时延抖动d。该步骤也可以包括计算预定时间段内收到的时间戳分组的平均传输时延和平均时延抖动。

在步骤305，根据控制策略f1(l，t，d，q)，判断是否改变数据分组的长度。判断标准与图1中相同。如果步骤305的判断结果是“否”，则处理过程返回步骤303，等待接收下一个含有时间戳信息的时间戳分组T；否则处理过程进行到步骤306。

在步骤306，根据上述控制策略，计算新的数据分组长度lnew。

在步骤307，向源端发送含有新的数据分组长度lnew的请求分组Req。

在步骤308，判断是否收到响应分组Ack。如果步骤308的判断结果是“是”，则处理过程进行到步骤310；否则，进行到步骤309。

在步骤309，判断是否超过预定时间段，比如图2所示的第二预定时间间隔t2。如果步骤309的判断结果是“是”，则处理过程返回到步骤307；否则返回到步骤308。

在步骤310，根据响应分组Ack的内容，目的端判断源端是否接受请求，若判断结果为“否”，源端拒绝了请求，则处理过程进行到311；否则进行到步骤312。

在步骤311，目的端使数据分组长度保持不变，之后返回步骤303。

在步骤312，目的端将数据分组长度改变为lnew，或者确认本地接收数据分组的分组长度将从收到第一个分组长度改变标志位被置位的数据分组时刻起设定为新的数据分组长度lnew。之后，处理过程返回到步骤303。

图3所示的流程，尤其是步骤307至309，有效地处理了如图2所示的信令数据分组(即请求分组Req或响应分组Ack)丢失的情况。

与图3所示的流程相应地，在源端执行相对比较简单的处理过程，即先执行图1所示的步骤101，并等待。如果收到请求改变分组长度的请求分组Req，则执行图1中的步骤106和107，以及在步骤106中决定接受改变分组长度的请求的情况下，在第一预定时间间隔t1后执行步骤109。步骤101是以频率f周期性地执行的。而步骤106和107的执行取决于目的端的请求、请求分组Req是否丢失、响应分组Ack是否丢失、是否超时等许多因素。在第一预定时间间隔t1内再次收到请求分组Req的情况下，也可以执行图2所示的步骤1072。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (12)

1.一种动态调整数据分组长度的方法，其特征在于包括以下步骤：

源端向目的端发送含有时间戳信息的时间戳分组；

目的端收到所述时间戳分组后，判断是否需要改变数据分组长度；

如果需要改变数据分组长度，则所述目的端计算新的数据分组长度，并向所述源端发送请求改变数据分组长度的请求分组；

所述源端根据所述请求分组的内容，对数据分组长度做相应处理。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述判断是否需要改变数据分组长度的步骤包括以下步骤：

计算所述时间戳分组的传输时延和时延抖动；

至少根据业务服务质量要求、所述传输时延、所述时延抖动，判断是否需要改变数据分组长度。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于所述发送含有时间戳信息的时间戳分组的步骤是以预定频率由所述源端进行的。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述判断是否需要改变数据分组长度的步骤包括以下步骤：

计算所述时间戳分组的传输时延和时延抖动；

计算预定时间段内收到的时间戳分组的平均传输时延和平均时延抖动；

至少根据业务服务质量要求、所述平均传输时延、所述平均时延抖动，判断是否需要改变数据分组长度。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述向所述源端发送请求改变数据分组长度的请求分组的步骤之前包括将所述新的数据分组长度加到所述请求分组中的步骤。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于所述对数据分组长度做相应处理的步骤包括以下步骤：

至少根据原数据分组长度、所述新的数据分组长度，判断是否接受所述请求分组；

如果接受所述请求分组，则向所述目的端发送接受所述请求分组的响应；以及

在第一预定时间间隔后，将本地发送的数据分组长度设置为所述新的数据分组长度。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于还包括以下步骤：

所述目的端收到所述接受所述请求分组的响应分组后，在适当时刻将本地接收的合法的数据分组的长度设置为所述新的数据分组长度。

8.根据权利要求6的方法，其特征在于还包括以下步骤：

所述目的端在向所述源端发送请求改变数据分组长度的请求分组之后的第二预定时间间隔内，监视是否收到从所述源端发出的所述响应分组；以及

在所述第二预定时间间隔内未收到所述响应分组的情况下，所述目的端向所述源端重新发送所述请求改变数据分组长度的请求分组。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于所述第一预定时间间隔大于所述第二预定时间间隔。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于所述对数据分组长度做相应处理的步骤包括以下步骤：

至少根据原数据分组长度、所述新的数据分组长度，判断是否接受所述请求分组；

如果拒绝所述请求分组，则向所述目的端发送拒绝所述请求分组的响应分组。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于还包括以下步骤：

所述目的端收到所述拒绝所述请求分组的响应分组后，使本地发送的数据分组的长度保持不变。

12.根据权利要求10的方法，其特征在于还包括以下步骤：

所述目的端在向所述源端发送请求改变数据分组长度的请求分组之后的第二预定时间间隔内，监视是否收到从所述源端发出的所述响应分组；以及

在所述第二预定时间间隔内未收到所述响应分组的情况下，所述目的端向所述源端重新发送所述请求改变数据分组长度的请求分组。

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