CN1859306A - 一种提供QoS服务的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本说明书公开了一种提供QoS服务的方法和系统。采用信令分拣方式，分析各种软终端/硬终端向系统注册和呼叫的信令报文，提取出信令中的用户特征码，如用户的电话号码或者域名以及音频、视频和数据等信息，然后分析系统是否已经配置了针对该特征码的QoS信息，如果匹配到该用户的配置信息，则根据QoS信息做带宽限制和带宽保证，这样保证了各用户之间带宽不会相互影响，保证了用户的通话质量。

Description

一种提供QoS服务的方法和系统
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提供QoS服务的方法和系统。
背景技术
随着通信技术的发展，NGN(下一代网络)技术已经得到广泛的应用，语音、图像、视频、数据等业务都通过IP来承载，已经成为一个大的趋势，于是出现了许多协议，来支持在IP网络上的多媒体应用，这些协议与其他协议一起共同组建了完整的多媒体通信系统。多媒体IP电话以及一些运行在计算机上的软终端/硬终端越来越多，随着多媒体实时业务的逐步丰富，如何保证合法用户的带宽，限制非法用户的带宽就显得十分重要。
已有技术一般是通过传统的流分类方式(分为简单流分类和复杂流分类)识别不同的数据流。基于流分类方式的QoS系统如图1所示，流分类方式一般是对访问控制列表ACL分类规则进行配置，对报文进行分类，并对相应的报文按照分类结果进行标识，供后续QoS机制(如约定访问速度CAR、拥塞管理、带宽保证)使用，所述方式适于对符合配置规则的IP报文统一做带宽限制。
简单流分类一般是根据IPv4报文头部的服务类型字段TOS(TOS：Type OfService，)域对报文进行分类，随着DifferServ模型的应用，DifferServ模型重新定义了IPv4的ToS域为DS域(DS：Differentiated Service，)，简称为DSCP域(DS Code Pointer)。
复杂流分类是按照报文的多个属性域进行分类。一般是根据IP报文自身的5个特征域：IP目的地址、IP源地址、IP报文承载的载荷的协议类型、传输控制协议TCP或者用户数据包协议UDP的目的端口、TCP或者UDP的源端口来配置，之后在5元组的基础上增加了IP头中的DSCP域(Diffserv code point)。
已有技术基于流分类方式的QoS系统的工作流程如图2所示，其中，
步骤201：
用户通过网管站或者控制台配置流分类规则以及各规则对应的QoS参数信息，控制层的流分类规则管理模块接收并处理上述信息，并将规则以及各规则对应的QoS信息下发到转发层。
步骤220：
转发层收到报文，查找报文所对应的流分类规则，匹配到已经配置的规则后做带宽限制和DSCP标记。
步骤230：
根据DSCP标记的结果进行相应级别的带宽保证。
虽然已有技术已经提出了系统的解决方案，但是仍然无法解决以下问题：
(1)因为无法为每个用户分别配置ACL分类规则，所以无法区分用户做带宽限制和带宽保证。在IP网络中根据IP地址和TCP或UDP的源端口来唯一确定一个用户，因为该源端口号是在每次用户发起呼叫或者作为被叫应答时由信令分配的，事前无法得知该用户的源端口号，所以无法为每个用户配置好ACL分类规则；又由于符合同一个ACL分类规则的用户可以有多个，所以上述方案是对所有符合该ACL分类规则的用户统一做了带宽限制，这样就会导致某用户的带宽会被其他用户占用的问题。
(2)无法针对用户的不同业务分别限速.如图3所示，用户的音频、视频和数据作为信令报文的特征码字段是存在于IP报文的传输层之上的信令会话描述信息(SDP，Session Description Protocol)中，现有的流分类方式最多只会匹配到IP报文的传输层，所以无法识别出不同的用户特征，也无法实现对用户音频、视频和数据等不同业务分别限速。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种提供QoS服务的方法和系统。使系统针对不同用户及相同用户的不同业务类型保证服务质量，从而实现设备对用户流量的智能控制。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种提供QoS服务的方法，其特征在于，该方法包括：
A.基于信令特征码构建用户业务QoS配置库；
B.查询所述用户业务QoS配置库，带宽保证，转发业务报文。
其中，用户业务QoS配置库包含用户信息，业务类型信息及所述各用户的各业务类型对应的QoS信息。
其中，所述的QoS信息，包括带宽、延时和优先级标记DSCP值，由网管站或者控制台配置。
其中，步骤A包括：
A1.信令分拣模块识别待处理的信令报文，送到控制层；
A2.特征码提取模块提取所述信令报文的信令特征码；
A3.用户媒体及QoS信息管理模块匹配与所述信令特征码对应的QoS信息，将匹配得到的该用户的信息以及相应业务类型的QoS信息下发到转发层的用户业务QoS配置库。
其中，所述信令特征码包括用户标识和业务类型标识。
其中，步骤B包括：
转发层的用户媒体报文分类处理模块收到用户的业务报文，识别出所述报文所属的业务类型，并按照用户业务QoS配置库中该业务类型对应的QoS信息做带宽保证和优先级DSCP标记。
其中，步骤B所述转发业务报文，进一步包括：根据所述业务报文的DSCP值进入带宽保证模块中相应的优先级队列，根据优先级进行队列调度，转发所述业务报文。
其中，如果收到用户的关闭呼叫信令报文，由控制层删除转发层该用户的信息。
其中，如果有用户发起攻击，用户带宽限制模块丢弃该攻击报文，阻止该用户抢占其他正常用户的带宽。
一种提供QoS服务的系统，其特征在于，该系统包括：网管或者控制台、特征码QoS配置库、信令分析处理模块、信令特征码提取模块、用户媒体及QoS信息管理模块、信令分拣处理模块、用户媒体报文分类处理模块、用户带宽限制、优先级标记模块、用户带宽保证模块以及用户业务QoS配置库，网管或者控制台与特征码QoS配置库关联，用于配置特征码QoS信息，信令分析处理模块与信令特征码提取模块关联，对信令报文进行分析及提取所述信令的特征码，用户媒体报文分类处理模块接收来自用户的业务报文，对所述报文进行分类。
本发明通过采用信令分拣方式，分析各种软终端/硬终端向系统注册和呼叫的信令报文，提取出信令报文中的用户信息，如用户的电话号码或者域名以及音频、视频和数据等信息，然后分析系统是否已经配置了针对该特征码的QoS信息，如果匹配到该用户的配置信息，则根据QoS信息做带宽限制和带宽保证，保证了各用户之间带宽不会相互影响，使系统针对用户的音频、视频和数据等不同的业务类型保证不同的带宽和不同的DSCP优先级标记，从而实现设备对用户流量的智能控制。
附图说明
图1为已有技术基于流分类方式的QoS系统示意图；
图2为已有技术处理流程图；
图3为已有技术信令报文示意图；
图4为本发明中基于信令特征码的QoS系统示意图；
图5为本发明中的方法处理流程图。
具体实施方式
本发明提供一种提供QoS服务的系统，整体上分为控制层和转发层两部分。控制层包括信令分析处理模块、信令特征码提取模块、用户媒体及QoS信息管理模块、网管站或控制台；转发层包括信令分拣处理模块、用户媒体报文分类处理模块、用户带宽限制、优先级标记模块和用户带宽保证模块。
本发明提供一种提供QoS服务的方法具体工作流程如图5所示，其中，
步骤510：
首先通过网管站或者控制台配置信令特征码、不同特征码对应的QoS参数(如音频保证64Kbps带宽，视频保证2Mbps带宽等QoS参数)、以及相应的DSCP值，存于特征码QoS配置库中；即QoS信息，包括带宽、延时等QoS参数和优先级标记DSCP值，由网管站或者控制台配置；
会话发起协议SIP，媒体网关控制协议MGCP等协议标准与IP层其他协议一起共同组建了完整的多媒体通信系统，这些协议，是用来建立、改变、或者结束多媒体会话的应用层协议，通常我们称之为信令协议。信令协议采用文本编码，支持音频、视频、即时消息、游戏等多媒体通信功能。
系统从信令协议中能够提取的一些比较重要的特征码字段，如表1所示，以会话发起协议SIP为例。
表1：
  特征码   注释
  Call-ID   呼叫的标识
  From   逻辑的主叫实体
  To   逻辑的被叫实体(和From，Call-ID进行呼叫匹配用)
  Contact   真实的物理地址，用做路由用
  Via   呼叫经过的地方，用作响应的路由
  Route   呼叫的路由信息
  Cseq   呼叫的序列号
  Content-Length   消息体的长度
  Content-Type   消息体的类型
  Record-Route   呼叫所经过的路由(Route用于指示呼叫的路由，而Record-Route用于构造Route)
步骤520：
转发层的信令分拣模块识别出网管站或控制台配置的需要处理的信令报文，并上送到控制层；
步骤530：
该信令报文依次经过控制层的信令分析处理模块和特征码提取模块，获得该信令报文的特征码，然后，用户媒体及QoS信息管理模块综合特征码QoS配置库信息，得到与该特征码所匹配的QoS信息，如果匹配到特征码的QoS信息，则将该用户的信息以及该特征码对应QoS信息下发到转发层；
步骤540：
用户的业务报文经过转发层的用户媒体报文分类处理模块对来自用户的业务报文进行分类，系统识别出该用户的不同业务报文，如语音、视频或数据报文，并按照各业务的QoS信息分别做带宽限制和DSCP优先级标记等处理；
步骤550：
根据DSCP优先级标记的结果进入用户带宽保证模块中的相应的队列。排队原则是：高优先级用户入高优先级的队列，低优先级的入低优先级队列。然后系统根据优先级进行队列调度后转发报文。
如果收到用户的关闭呼叫信令报文，由控制层将转发层该用户的相应信息删除。
如果有用户发起攻击，用户带宽限制模块识别出来后就将该攻击用户的攻击报文丢弃，不会抢占其他正常用户的带宽，从而不会影响其他用户的通话，在系统受到攻击的情况下，对于注册成功的用户，也能够很好的保证其通话质量。

Claims (10)

1.一种提供QoS服务的方法，其特征在于，该方法包括：
A.基于信令特征码构建用户业务QoS配置库；
B.查询所述用户业务QoS配置库，带宽保证，转发业务报文。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用户业务QoS配置库包含用户信息，业务类型信息及所述各用户的各业务类型对应的QoS信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的QoS信息，包括带宽、延时和优先级标记DSCP值，由网管站或者控制台配置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括：
A1.信令分拣模块识别待处理的信令报文，送到控制层；
A2.特征码提取模块提取所述信令报文的信令特征码；
A3.用户媒体及QoS信息管理模块匹配与所述信令特征码对应的QoS信息，将匹配得到的该用户的信息以及相应业务类型的QoS信息下发到转发层的用户业务QoS配置库。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信令特征码包括用户标识和业务类型标识。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤B包括：
转发层的用户媒体报文分类处理模块收到用户的业务报文，识别出所述报文所属的业务类型，并按照用户业务QoS配置库中该业务类型对应的QoS信息做带宽保证和优先级DSCP标记。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B所述转发业务报文，进一步包括：根据所述业务报文的DSCP值进入带宽保证模块中相应的优先级队列，根据优先级进行队列调度，转发所述业务报文。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果收到用户的关闭呼叫信令报文，由控制层删除转发层该用户的信息。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果有用户发起攻击，用户带宽限制模块丢弃该攻击报文，阻止该用户抢占其他正常用户的带宽。
10.一种提供QoS服务的系统，其特征在于，该系统包括：网管或者控制台、特征码QoS配置库、信令分析处理模块、信令特征码提取模块、用户媒体及QoS信息管理模块、信令分拣处理模块、用户媒体报文分类处理模块、用户带宽限制、优先级标记模块、用户带宽保证模块以及用户业务QoS配置库，网管或者控制台与特征码QoS配置库关联，用于配置特征码QoS信息，信令分析处理模块与信令特征码提取模块关联，对信令报文进行分析及提取所述信令的特征码，用户媒体报文分类处理模块接收来自用户的业务报文，对所述报文进行分类。
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