專利名稱：動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，該方法可根據(jù)用戶的應(yīng)用請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)順序和用戶的優(yōu)先級(jí)順序，動(dòng)態(tài)分配和回收交換機(jī)的接口帶寬，可保證全網(wǎng)端到端的QoS-Quality of Service(服務(wù)質(zhì)量)。
背景技術(shù)：
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上越來越多的數(shù)據(jù)、語音和視頻等應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)需要根據(jù)不同應(yīng)用的自身特點(diǎn)保證重要應(yīng)用的優(yōu)先傳送。這種處理方式類似于人腦對(duì)于大量事件的處理過程，會(huì)根據(jù)事件的重要和緊急程度加以區(qū)分、排隊(duì)，優(yōu)先處理最重要、最緊急的事件。如圖1所示，目前小區(qū)駐地網(wǎng)采用的中心交換設(shè)備主要是支持網(wǎng)管功能的三層交換機(jī)，為了實(shí)現(xiàn)用戶優(yōu)先級(jí)的管理，通常邊緣交換機(jī)采用支持應(yīng)用級(jí)QoS(服務(wù)質(zhì)量)的交換機(jī)，這種方式可以根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流，支持802.1P和DifferServ優(yōu)先級(jí)標(biāo)記方式，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)可以保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口出現(xiàn)擁塞的時(shí)候，基于第二層交換的優(yōu)先級(jí)管理就可以發(fā)生作用。IEEE 802.1P協(xié)議中定義了8個(gè)優(yōu)先級(jí)(從0到7)。交換機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)流優(yōu)先級(jí)的不同，進(jìn)行數(shù)據(jù)流排隊(duì)。由基于硬件的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)集成電路首先對(duì)入口的數(shù)據(jù)流進(jìn)行線速的數(shù)據(jù)包分類，之后根據(jù)用戶定制的策略將不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)包劃分成不同的優(yōu)先等級(jí)，并為其打上不同的802.1P或DifferServ標(biāo)記，然后將不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)送到不同的硬件優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中進(jìn)行處理。
新一代的桌面智能交換機(jī)能識(shí)別IP數(shù)據(jù)包第四層(TCP/UDP層)及以下的信息，既可以識(shí)別至少80個(gè)字節(jié)的包頭長(zhǎng)度，又可根據(jù)TCP/UDP端口號(hào)來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包的應(yīng)用類型，從而可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)的訪問控制或QoS保證。
數(shù)據(jù)包的二層IEEE802.1P字段或三層IP TOS字段可以用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包本身的優(yōu)先級(jí)，但對(duì)于桌面層交換機(jī)，由于直接連接最終用戶，目前大多數(shù)用戶網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序還不支持IEEE802.1P或IP TOS標(biāo)記類型，因此大多數(shù)用戶發(fā)過來的數(shù)據(jù)包中不含有這兩種優(yōu)先級(jí)標(biāo)記；另外，對(duì)于QoS保證要有全局的概念，某個(gè)用戶認(rèn)為重要的應(yīng)用未必真正是重要的，因此即使用戶發(fā)過來的數(shù)據(jù)包中含有IEEE802.1P或IP TOS優(yōu)先級(jí)標(biāo)記，也不能以此為準(zhǔn)，還是需要按照整個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的QoS策略來執(zhí)行。
整個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的QoS策略需要網(wǎng)絡(luò)中所有交換機(jī)來遵照?qǐng)?zhí)行，智能二層桌面交換機(jī)能識(shí)別應(yīng)用流，并將其QoS策略映射到全網(wǎng)的DiffServ信令，從而實(shí)現(xiàn)端到端的QoS，并為其提供相應(yīng)的服務(wù)。
例如當(dāng)用戶的QoS策略是要保證數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的優(yōu)先傳送時(shí)，桌面交換機(jī)的處理過程如下(1)流分類及標(biāo)記根據(jù)用戶定義的策略來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包，可以基于四層及四層以下的信息，如果識(shí)別出是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，則定義為高優(yōu)先級(jí)，可在數(shù)據(jù)包802.1P或IP TOS字段加以標(biāo)記，以便于網(wǎng)絡(luò)中其它交換機(jī)來識(shí)別，便于實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的QoS策略。
(2)流控制基于在交換機(jī)上定義的策略可以允許數(shù)據(jù)包通過或被禁止，以及可以對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行帶寬控制等策略控制。
(3)流排隊(duì)交換機(jī)每端口支持4/8個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，根據(jù)第(1)步流分類及標(biāo)記的結(jié)果，將高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包放在高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，例如數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)據(jù)包被放在高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列當(dāng)中，其它應(yīng)用數(shù)據(jù)包按照其優(yōu)先級(jí)高低依次放在不同的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列當(dāng)中。
(4)流調(diào)度交換機(jī)通常支持兩種隊(duì)列調(diào)度方式WFQ和PQ，WFQ是加權(quán)公平隊(duì)列調(diào)度方式，即輪流處理不同優(yōu)先級(jí)隊(duì)列當(dāng)中的數(shù)據(jù)，保證每個(gè)隊(duì)列當(dāng)中的數(shù)據(jù)都能夠被處理到；PQ是嚴(yán)格優(yōu)先級(jí)隊(duì)列調(diào)度方式，該調(diào)度方式是保證關(guān)鍵應(yīng)用的優(yōu)先處理，只要高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列當(dāng)中有數(shù)據(jù)，交換機(jī)就會(huì)一直處理該隊(duì)列，直到該隊(duì)列變空，才依次處理其它隊(duì)列。用戶如果要求必須保證數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量，則可以采取PQ調(diào)度方式。
桌面交換機(jī)處理完的數(shù)據(jù)包被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的其它交換機(jī)上，其它交換機(jī)可以根據(jù)數(shù)據(jù)包當(dāng)中的IEEE802.1P或IP TOS標(biāo)記來加以區(qū)分其優(yōu)先級(jí)。重復(fù)完成上述的(2)、(3)、(4)步過程，這樣就可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)端到端的應(yīng)用級(jí)QoS策略。
由于一般的寬帶運(yùn)營(yíng)商的規(guī)模較小，資金實(shí)力、技術(shù)力量和維護(hù)人員不足，所以可能采用更為簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的QoS策略。這種管理一般以Web頁面的形式提供了界面友好的終端用戶自助業(yè)務(wù)。通過終端用戶自助，由用戶本人管理自己的賬號(hào)及相關(guān)屬性信息，定制申請(qǐng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這樣既減輕了寬帶運(yùn)營(yíng)商的工作量和人力成本，又體現(xiàn)了個(gè)性化，可以“按需分配”網(wǎng)絡(luò)資源，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)使用。
比如，用戶可以根據(jù)需要修改自己的網(wǎng)絡(luò)帶寬和QoS優(yōu)先級(jí)策略(不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬和QoS優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)不同的費(fèi)率)，如1)上網(wǎng)瀏覽時(shí)可以設(shè)置較低的網(wǎng)絡(luò)帶寬和QoS優(yōu)先級(jí)；
2)下載文件時(shí)可以設(shè)置較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬，較低的QoS優(yōu)先級(jí)；3)打網(wǎng)絡(luò)電話時(shí)可以設(shè)置較低的網(wǎng)絡(luò)帶寬，較高的QoS優(yōu)先級(jí)；4)VOD點(diǎn)播時(shí)可以設(shè)置較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬和QoS優(yōu)先級(jí)。
以上的方法雖然可以保證全網(wǎng)端到端的QoS，但顯然存在弊端。為了能夠識(shí)別IP數(shù)據(jù)包第四層(TCP/UDP層)及以下的信息，必須要求交換機(jī)的處理芯片有強(qiáng)大的運(yùn)算功能，無形中增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的成本。眾所周知，相同級(jí)別的不同品牌交換機(jī)在沒有QoS管理的情況下往往并沒有多少速度差異，但是在打開QoS管理功能后速度差異就變得非常明顯。首先，看QoS管理是通過軟件方式實(shí)現(xiàn)還是通過硬件方式實(shí)現(xiàn)，硬件方式基本可以維持線速上的QoS管理，但價(jià)格高昂；軟件方式就要使網(wǎng)絡(luò)性能大大降低，其結(jié)果經(jīng)常是得不償失。如果讓用戶自動(dòng)去設(shè)置需要的帶寬，無疑增加了用戶的負(fù)擔(dān)，不應(yīng)當(dāng)把用戶作為全網(wǎng)QoS策略的一環(huán)。
目前為止沒有一種方法能同時(shí)兼顧到用戶優(yōu)先級(jí)和應(yīng)用優(yōu)先級(jí)。同時(shí)帶寬管理的方法仍然處于不斷完善之中，目前主要有兩種帶寬管理方法RSVP和Peak Bandwidth。RSVP為特定應(yīng)用、IP地址或端口設(shè)置了相應(yīng)的最低速率或最低帶寬占用率，從而預(yù)留了相應(yīng)的資源。由于預(yù)留了帶寬，可以充分保證關(guān)鍵應(yīng)用或關(guān)鍵用戶的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間，但是在這些特定應(yīng)用或用戶不工作時(shí)會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)骨干帶寬在特定時(shí)間的部分帶寬閑置，從而增加了高峰時(shí)間碰撞和擁塞的機(jī)會(huì)。隨后出現(xiàn)的Peak Bandwidth定義了特定應(yīng)用、IP地址或端口的最高速率、最大帶寬占用率，可以針對(duì)低速度的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行優(yōu)化，避免給速率轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)造成擁塞和數(shù)據(jù)包丟失，但是無法保證在數(shù)據(jù)傳輸高峰時(shí)間的正常響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，該方法可根據(jù)用戶提出的應(yīng)用，通過用戶主機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)管軟件、網(wǎng)管交換機(jī)四者之間的相互通訊機(jī)制和優(yōu)先級(jí)判斷程序，能夠動(dòng)態(tài)的分配和回收網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，同時(shí)保證用戶的優(yōu)先級(jí)順序。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，在網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件中嵌入一個(gè)分析配置程序，負(fù)責(zé)提供對(duì)外接口，分析用戶優(yōu)先級(jí)的配置策略，對(duì)配置信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并向交換機(jī)發(fā)出控制包；該程序由接口控制單元、控制引擎、優(yōu)先級(jí)策略分析和對(duì)外接口所組成；在交換機(jī)的操作系統(tǒng)中嵌入一個(gè)執(zhí)行程序，該執(zhí)行程序負(fù)責(zé)接收網(wǎng)管工作站發(fā)出的控制包，并對(duì)該控制包進(jìn)行分析，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的控制程序；所述接口控制單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行，從控制引擎、優(yōu)先級(jí)策略分析和對(duì)外接口收集系統(tǒng)信息，并對(duì)其發(fā)送相應(yīng)的控制命令，還可以通過內(nèi)部的消息傳遞與網(wǎng)絡(luò)管理的其它模塊交換消息；所述控制引擎負(fù)責(zé)進(jìn)行策略處理，接收控制系統(tǒng)發(fā)來的控制消息；所述對(duì)外接口用來提供對(duì)外的接口，以使其它系統(tǒng)可以利用本系統(tǒng)作一些上層開發(fā)；按如下步驟進(jìn)行動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理1)終端用戶向應(yīng)用服務(wù)器提出應(yīng)用請(qǐng)求；2)由應(yīng)用服務(wù)器通過調(diào)用網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件的對(duì)外接口部分通知網(wǎng)管軟件，告知網(wǎng)管軟件目前用戶正在使用網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)管軟件則根據(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用請(qǐng)求，通過優(yōu)先級(jí)策略分析確定應(yīng)該分配給該用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；3)通過發(fā)送控制消息通知交換機(jī)給該用戶分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；4)用戶使用完資源后，應(yīng)用服務(wù)器通過調(diào)用網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件的對(duì)外接口部分通知網(wǎng)管軟件該用戶的應(yīng)用請(qǐng)求已經(jīng)結(jié)束，請(qǐng)求回收網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；5)網(wǎng)管軟件通過發(fā)送控制消息通知交換機(jī)回收已經(jīng)分配給該用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。
所述控制引擎包括策略存儲(chǔ)，用于將用戶的優(yōu)先級(jí)策略信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)；策略查詢，用于根據(jù)需求查詢應(yīng)該提供的服務(wù)類別，區(qū)分用戶優(yōu)先級(jí)；策略分析，負(fù)責(zé)在收到應(yīng)用服務(wù)器請(qǐng)求時(shí)確定需要操作的對(duì)象；策略執(zhí)行，負(fù)責(zé)根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)操作對(duì)象發(fā)出控制命令，以使其響應(yīng)操作。
所述優(yōu)先級(jí)策略分析采用用戶級(jí)QoS、應(yīng)用級(jí)QoS、用戶級(jí)QoS和應(yīng)用級(jí)QoS相結(jié)合三種方式之一。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，故有以下優(yōu)點(diǎn)1)自動(dòng)分配和回收網(wǎng)絡(luò)資源，保證網(wǎng)絡(luò)的最大利用率。
2)用戶和應(yīng)用兩種優(yōu)先級(jí)判斷，同時(shí)兼顧用戶優(yōu)先級(jí)和應(yīng)用優(yōu)先級(jí)。最大可能性的保證網(wǎng)絡(luò)端到端的QoS策略。
3)減小用戶在邊緣交換機(jī)上的資金投入，同時(shí)減輕了邊緣交換機(jī)的工作量。邊緣交換機(jī)可以采用支持網(wǎng)管功能和步進(jìn)帶寬調(diào)整的交換機(jī)即可以實(shí)現(xiàn)以上描述的功能。
4)應(yīng)用廣泛，不僅可以用于駐地網(wǎng)用戶優(yōu)先級(jí)管理，同時(shí)可以應(yīng)用于其它承載敏感或特殊應(yīng)用數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)中去。


圖1為現(xiàn)有支持用戶優(yōu)先級(jí)的駐地網(wǎng)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框3為本發(fā)明的處理流程圖具體實(shí)施方式
動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法可以動(dòng)態(tài)的分配和回收網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的帶寬資源，同時(shí)可以根據(jù)請(qǐng)求服務(wù)的用戶優(yōu)先等級(jí)分配和回收網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的帶寬資源。
用戶一旦對(duì)應(yīng)用服務(wù)器提出應(yīng)用請(qǐng)求，應(yīng)用交換機(jī)立即將用戶請(qǐng)求的服務(wù)類型、用戶所在位置信息通過網(wǎng)管軟件提供的接口傳送給網(wǎng)管軟件所在的網(wǎng)管工作站，網(wǎng)管軟件通過分析，制定出網(wǎng)絡(luò)帶寬分配的方案，向用戶連接的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)出提高該用戶接入的帶寬的命令，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)根據(jù)網(wǎng)管軟件下達(dá)的命令，動(dòng)態(tài)的提高該用戶接入的帶寬。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器檢測(cè)出用戶已經(jīng)停止使用應(yīng)用服務(wù)器所提供的應(yīng)用時(shí)，立即將該用戶所在位置信息通過網(wǎng)管軟件提供的接口傳送給網(wǎng)管軟件所在的網(wǎng)管工作站，網(wǎng)管軟件向用戶連接的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)出降低該用戶接入的帶寬的命令，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)根據(jù)網(wǎng)管軟件下達(dá)的命令，動(dòng)態(tài)的降低該用戶接入的帶寬，網(wǎng)絡(luò)帶寬資源被實(shí)時(shí)有效的回收。在網(wǎng)絡(luò)比較繁忙的狀態(tài)下，如果兩個(gè)用戶所請(qǐng)求的服務(wù)相同，則考慮用戶的優(yōu)先級(jí)，保證處于高優(yōu)先級(jí)的用戶可以優(yōu)先享受到網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。
實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理有三個(gè)要素要考慮，它們是優(yōu)先級(jí)策略、操作對(duì)象和操作方法，下面分別進(jìn)行說明(一)優(yōu)先級(jí)策略這是本發(fā)明需要解決的核心問題，管理員在網(wǎng)管軟件上設(shè)置各種優(yōu)先級(jí)的處理方法，由系統(tǒng)提供相應(yīng)的配置接口(用戶界面)，管理員只需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行設(shè)置即可，可以根據(jù)應(yīng)用類型來設(shè)定優(yōu)先級(jí)，例如可以將IP語音數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高，因?yàn)镮P語音對(duì)于延遲比較敏感，這樣可以保證其優(yōu)先傳輸；另外也可以根據(jù)用戶MAC地址/IP地址/VLAN標(biāo)識(shí)，將某些重要用戶的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高，保證其無延遲地訪問網(wǎng)絡(luò)。也可以將應(yīng)用優(yōu)先級(jí)和用戶優(yōu)先級(jí)綜合考慮來制訂優(yōu)先級(jí)策略。通過該優(yōu)先級(jí)策略網(wǎng)絡(luò)管理功能可以很方便地實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)QoS策略的布置和實(shí)施。
這些策略的合理制定是整網(wǎng)實(shí)現(xiàn)QoS的重要依據(jù)和保障。這些策略將被存儲(chǔ)在網(wǎng)管工作站上，便于網(wǎng)管軟件隨時(shí)的進(jìn)行查詢。應(yīng)用類型的種類可以根據(jù)網(wǎng)內(nèi)所能提供的應(yīng)用種類進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。
(二)操作對(duì)象進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)帶寬控制時(shí)，需要定位到特定的交換機(jī)的特定接口。我們操作的對(duì)象包含中心交換機(jī)和邊緣交換機(jī)。
(三)操作方法采用集中--分布的命令方式，向操作對(duì)象發(fā)出命令包(命令包是標(biāo)準(zhǔn)的SNMP的command類型包)，操作對(duì)象中的嵌入式軟件對(duì)命令進(jìn)行接收、分析并執(zhí)行。
本發(fā)明使用的硬件環(huán)境是由應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)管工作站、交換機(jī)和終端用戶所組成的局域網(wǎng)。
本發(fā)明由兩部分組成，一部分是運(yùn)行在網(wǎng)管工作站上的分析配置程序，該分析配置程序嵌入在網(wǎng)管工作站上的SNMP網(wǎng)絡(luò)管理軟件中；另一部分是運(yùn)行在交換機(jī)上的執(zhí)行程序，該執(zhí)行程序嵌入在交換機(jī)的操作系統(tǒng)中。
分析配置程序的任務(wù)是1)提供用戶界面，收集配置信息；2)存儲(chǔ)，分析配置信息；3)使管理員的配置生效，有事件發(fā)生時(shí)分析并向交換機(jī)發(fā)出相應(yīng)的控制包；4)提供上層應(yīng)用接口，接受由應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送的應(yīng)用服務(wù)請(qǐng)求消息。執(zhí)行程序的任務(wù)是1)接收網(wǎng)管工作站發(fā)送的控制包；2)分析控制包，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的SNMP的控制程序。
如圖2所示，運(yùn)行在網(wǎng)管工作站上的配置程序由接口控制單元、控制引擎、優(yōu)先級(jí)策略分析和對(duì)外接口所組成。
接口控制單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行，從控制引擎、觸發(fā)條件和對(duì)外接口收集系統(tǒng)信息，并對(duì)其發(fā)送相應(yīng)的控制命令。還可以通過內(nèi)部的消息傳遞與網(wǎng)絡(luò)管理的其它模塊交換消息。
控制引擎負(fù)責(zé)進(jìn)行策略處理，接收控制系統(tǒng)發(fā)來的控制消息。主要由以下幾個(gè)部分組成1)策略存儲(chǔ)對(duì)收集的策略信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)。存儲(chǔ)信息保存在ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所有配置進(jìn)行記錄，記錄信息由兩張表組成，第一張表為應(yīng)用優(yōu)先級(jí)表，具體包括應(yīng)用類別，需要使用的帶寬資源；第二張表為用戶優(yōu)先級(jí)表，具體包括用戶使用IP地址、MAC地址、連接的交換機(jī)的IP地址、連接的端口號(hào)、優(yōu)先級(jí)等級(jí)以及策略所需的參數(shù)。
2)策略查詢當(dāng)收到應(yīng)用服務(wù)器的請(qǐng)求后，根據(jù)應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送過來的信息，在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)。
3)策略分析當(dāng)收到應(yīng)用服務(wù)器的請(qǐng)求后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確定需要操作的對(duì)象。如應(yīng)用服務(wù)器發(fā)過來一個(gè)某用戶需要進(jìn)行VOD點(diǎn)播的消息，則進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，查看該應(yīng)用被配置的優(yōu)先級(jí)策略，再查看當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況，以決定如何進(jìn)行優(yōu)先級(jí)配置策略。
4)策略執(zhí)行根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)操作對(duì)象發(fā)出控制命令，以使其響應(yīng)操作。控制命令被分析后，根據(jù)SNMP的命令要求，打成SNMP的command包的格式，發(fā)送到控制實(shí)體(交換機(jī))。
該系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)策略分析可以根據(jù)需要采用以下三種方式之一1)用戶級(jí)QoS以用戶的優(yōu)先級(jí)作為判斷條件，決定交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)資源分配策略；2)應(yīng)用級(jí)QoS以用戶請(qǐng)求的應(yīng)用服務(wù)的優(yōu)先級(jí)作為判斷條件，決定交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)資源分配策略；3)用戶級(jí)QoS和應(yīng)用級(jí)QoS相結(jié)合綜合考慮用戶的優(yōu)先級(jí)和用戶請(qǐng)求的應(yīng)用服務(wù)的優(yōu)先級(jí)，以決定交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)資源分配策略。
對(duì)外接口主要用來提供對(duì)外的接口，應(yīng)用服務(wù)器可以通過對(duì)外接口和網(wǎng)管軟件進(jìn)行通訊，同時(shí)其它系統(tǒng)可以利用本系統(tǒng)作一些上層開發(fā)，如可以開發(fā)相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)配置系統(tǒng)。
如圖3所示，本實(shí)施例所采用的優(yōu)先級(jí)策略分析方式是用戶級(jí)QoS和應(yīng)用級(jí)QoS兩者的結(jié)合。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器判斷出有用戶請(qǐng)求服務(wù)時(shí)(如用戶要求下載服務(wù))，應(yīng)用服務(wù)器通過網(wǎng)管軟件的接口，將用戶請(qǐng)求的相關(guān)信息發(fā)送到網(wǎng)管軟件，策略分析部分根據(jù)用戶請(qǐng)求的相關(guān)信息對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)信息進(jìn)行檢索，查看這個(gè)用戶請(qǐng)求被配置的設(shè)置信息、操作端口和用戶所在交換機(jī)的資源使用狀況，如果資源能夠滿足，則構(gòu)造一個(gè)SNMP的command包，發(fā)給給對(duì)應(yīng)的交換機(jī)，以驅(qū)動(dòng)其執(zhí)行相應(yīng)的操作，交換機(jī)收到命令后，將相應(yīng)的接口帶寬提高或降低，并向網(wǎng)管工作站返回成功的消息。如果資源不能滿足，首先檢索該用戶提出的應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)，將該用戶提出的應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)與網(wǎng)絡(luò)上正在運(yùn)行的應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行比較，若該用戶提出的應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)較低，則查詢其用戶優(yōu)先級(jí)并與網(wǎng)絡(luò)上的用戶比較用戶優(yōu)先級(jí)，若提出請(qǐng)求的用戶優(yōu)先級(jí)低，則告知該用戶其應(yīng)用請(qǐng)求被取消；若提出請(qǐng)求的用戶優(yōu)先級(jí)高，則降低其它低級(jí)用戶的網(wǎng)絡(luò)使用帶寬，以使該用戶提出的應(yīng)用能夠得到滿足，如降低其它低級(jí)用戶接口帶寬后的資源能滿足，交換機(jī)嵌入系統(tǒng)發(fā)出指令以提高該用戶的接口帶寬，并向網(wǎng)管工作站返回成功的消息，當(dāng)數(shù)據(jù)流通過后，再降低該用戶的接口帶寬；若還是不能滿足，則通知該用戶請(qǐng)求應(yīng)用服務(wù)失敗。若該用戶提出的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)較高，則向交換機(jī)嵌入系統(tǒng)發(fā)出降低其它低級(jí)應(yīng)用接口帶寬的指令，如降低其它低級(jí)應(yīng)用接口帶寬后的資源能滿足，交換機(jī)嵌入系統(tǒng)發(fā)出提高該用戶接口帶寬的指令以提高該用戶的接口帶寬，并向網(wǎng)管工作站返回成功的消息，當(dāng)數(shù)據(jù)流通過后，再降低該用戶的接口帶寬；如果降低其它低級(jí)應(yīng)用接口帶寬后的資源仍不能滿足，則檢索其用戶優(yōu)先級(jí)，將其用戶優(yōu)先級(jí)與網(wǎng)絡(luò)上用戶的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行比較，若提出請(qǐng)求的用戶優(yōu)先級(jí)較低，則告訴該用戶請(qǐng)求應(yīng)用服務(wù)失?。蝗籼岢稣?qǐng)求的用戶優(yōu)先級(jí)較高，則降低其它低級(jí)用戶的網(wǎng)絡(luò)使用帶寬，以使該用戶提出的應(yīng)用能夠得到滿足；若還是不能滿足，則通知該用戶請(qǐng)求應(yīng)用服務(wù)失敗。
下面舉例說明假設(shè)A用戶向應(yīng)用服務(wù)器提出了需要進(jìn)行VOD點(diǎn)播的請(qǐng)求，應(yīng)用服務(wù)器立即通過網(wǎng)管軟件提供的接口向網(wǎng)管軟件發(fā)出A用戶需要進(jìn)行VOD服務(wù)的請(qǐng)求。網(wǎng)管軟件接收到此信息，立即通過策略查詢，在用戶優(yōu)先級(jí)表中找到A用戶的相關(guān)信息用戶名UserA；該用戶的優(yōu)先級(jí)是1；該用戶所連接的邊緣交換機(jī)的IP地址是192.168.88.22；接口號(hào)是5；該用戶的IP地址是192.168.12.35；該用戶的MAC地址是12345678。
策略存儲(chǔ)系統(tǒng)將這些資料形成一條控制記錄存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。該記錄的相關(guān)字段為UserNameuserA
UserRights1DevIP192.168.88.22CtrlPort5UserIP192.168.12.35UserMAC12345678并且同時(shí)查找應(yīng)用優(yōu)先級(jí)表，找出該應(yīng)用所需的網(wǎng)絡(luò)資源信息應(yīng)用類型VOD應(yīng)用優(yōu)先級(jí)2所需帶寬2000Bps策略存儲(chǔ)系統(tǒng)將這些資料形成一條控制記錄存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。該記錄的相關(guān)字段為AppTypeVODAppRights2AppBandWidth2000此時(shí)策略分析，首先查詢用戶所在交換機(jī)的資源使用狀況，查看資源是否夠用，如果不夠，則找出正在使用資源的用戶優(yōu)先級(jí)較小且應(yīng)用優(yōu)先級(jí)也較小的用戶，通過策略執(zhí)行機(jī)構(gòu)相應(yīng)減小他們的帶寬，直到能夠滿足A用戶的需求；如果夠用，則通過策略執(zhí)行機(jī)構(gòu)將A用戶接入端口帶寬動(dòng)態(tài)增大到2000Bps，保證A用戶的所請(qǐng)求的服務(wù)得到滿足。如果A用戶的用戶優(yōu)先級(jí)比較低，同時(shí)又無法滿足A用戶的要求，則通知A用戶請(qǐng)求此服務(wù)失敗。
當(dāng)A用戶一旦使用完資源，則由策略執(zhí)行機(jī)構(gòu)將A用戶的帶寬相應(yīng)減小，將A用戶占用的資源釋放出來。
策略執(zhí)行根據(jù)所需操作的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的IP地址、需要操作的端口、需要操作的內(nèi)容(提高或降低該端口的網(wǎng)絡(luò)帶寬)，按照SNMP的規(guī)范，打成Command類型的數(shù)據(jù)包，發(fā)出。
控制執(zhí)行這部分由交換機(jī)中的SNMP代理來執(zhí)行。解析命令包，并執(zhí)行相應(yīng)的操作(提高或降低該端口的網(wǎng)絡(luò)帶寬)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。任何基于本發(fā)明技術(shù)方案上的等效變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，其特征在于在網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件中嵌入一個(gè)分析配置程序，負(fù)責(zé)提供對(duì)外接口，分析用戶優(yōu)先級(jí)的配置策略，對(duì)配置信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并向交換機(jī)發(fā)出控制包；該程序由接口控制單元、控制引擎、優(yōu)先級(jí)策略分析和對(duì)外接口所組成；在交換機(jī)的操作系統(tǒng)中嵌入一個(gè)執(zhí)行程序，該執(zhí)行程序負(fù)責(zé)接收網(wǎng)管工作站發(fā)出的控制包，并對(duì)該控制包進(jìn)行分析，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的控制程序；所述接口控制單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行，從控制引擎、優(yōu)先級(jí)策略分析和對(duì)外接口收集系統(tǒng)信息，并對(duì)其發(fā)送相應(yīng)的控制命令，還可以通過內(nèi)部的消息傳遞與網(wǎng)絡(luò)管理的其它模塊交換消息；所述控制引擎負(fù)責(zé)進(jìn)行策略處理，接收控制系統(tǒng)發(fā)來的控制消息；所述對(duì)外接口用來提供對(duì)外的接口，以使其它系統(tǒng)可以利用本系統(tǒng)作一些上層開發(fā)；按如下步驟進(jìn)行動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理1) 終端用戶向應(yīng)用服務(wù)器提出應(yīng)用請(qǐng)求；2) 由應(yīng)用服務(wù)器通過調(diào)用網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件的對(duì)外接口部分通知網(wǎng)管軟件，告知網(wǎng)管軟件目前用戶正在使用網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)管軟件則根據(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用請(qǐng)求，通過優(yōu)先級(jí)策略分析確定應(yīng)該分配給該用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；3) 通過發(fā)送控制消息通知交換機(jī)給該用戶分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；4) 用戶使用完資源后，應(yīng)用服務(wù)器通過調(diào)用網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件的對(duì)外接口部分通知網(wǎng)管軟件該用戶的應(yīng)用請(qǐng)求已經(jīng)結(jié)束，請(qǐng)求回收網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；5) 網(wǎng)管軟件通過發(fā)送控制消息通知交換機(jī)回收已經(jīng)分配給該用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，其特征在于所述控制引擎包括策略存儲(chǔ)，用于將用戶的優(yōu)先級(jí)策略信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)；策略查詢，用于根據(jù)需求查詢應(yīng)該提供的服務(wù)類別，區(qū)分用戶優(yōu)先級(jí)；策略分析，負(fù)責(zé)在收到應(yīng)用服務(wù)器請(qǐng)求時(shí)確定需要操作的對(duì)象；策略執(zhí)行，負(fù)責(zé)根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)操作對(duì)象發(fā)出控制命令，以使其響應(yīng)操作。
3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，其特征在于所述優(yōu)先級(jí)策略分析采用用戶級(jí)QoS、應(yīng)用級(jí)QoS、用戶級(jí)QoS和應(yīng)用級(jí)QoS相結(jié)合三種方式之一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)用戶優(yōu)先級(jí)管理的方法，該方法在網(wǎng)管工作站上的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理軟件中嵌入一個(gè)分析配置程序，該程序可提供對(duì)外接口，分析用戶優(yōu)先級(jí)的配置策略，對(duì)配置信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并向交換機(jī)發(fā)出控制包，在交換機(jī)的操作系統(tǒng)中嵌入一個(gè)執(zhí)行程序，該執(zhí)行程序負(fù)責(zé)接收網(wǎng)管工作站發(fā)出的控制包，并對(duì)該控制包進(jìn)行分析，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的控制程序。運(yùn)用該方法可根據(jù)用戶提出的應(yīng)用，通過用戶主機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)管軟件、網(wǎng)管交換機(jī)四者之間的相互通訊機(jī)制和優(yōu)先級(jí)判斷程序，能夠動(dòng)態(tài)的分配和回收網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，同時(shí)保證用戶的優(yōu)先級(jí)順序。
文檔編號(hào)G06F9/44GK1527538SQ0310513
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月5日
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