專(zhuān)利名稱(chēng)：Ip網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的控制方法和裝置，確切地說(shuō)，涉及一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋的控制方法和裝置，屬于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
IP網(wǎng)絡(luò)，尤其是部署在3G或者軟交換系統(tǒng)中作為承載層的IP網(wǎng)絡(luò)，規(guī)模龐大，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量要求苛刻。但是，傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)(Internet)的數(shù)據(jù)傳輸采用盡力而為的策略，無(wú)法實(shí)現(xiàn)差別服務(wù)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織IETF提出了DiffServ體系、IntServ體系和MPLS-TE等技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)有服務(wù)質(zhì)量保證的業(yè)務(wù)。其中DiffServ體系的主要特征是將IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的流量進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)不同的分類(lèi)采取不同的轉(zhuǎn)發(fā)策略，從而體現(xiàn)出不同類(lèi)型流量的服務(wù)質(zhì)量差別。IntServ體系的主要特征是在網(wǎng)絡(luò)的端到端之間通過(guò)信令建立一條虛電路，該虛電路有一定的帶寬和時(shí)延保證，所有與該虛電路相關(guān)的路由器都要維持這條虛電路的狀態(tài)信息，直到其銷(xiāo)毀。MPLS-TE技術(shù)的主要特征是在網(wǎng)絡(luò)邊緣標(biāo)記報(bào)文，在報(bào)文穿越網(wǎng)絡(luò)核心部分的路由器時(shí)，這些路由器只在OSI七層參考模型的第二層進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；而TE技術(shù)則在部署了MPLS的網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)均衡指定鏈路的流量。上述IntServ和DiffServ體系框架，都只是說(shuō)明了該體系的實(shí)施目標(biāo)以及網(wǎng)絡(luò)對(duì)其應(yīng)該提供的支持，沒(méi)有說(shuō)明如何具體實(shí)施的技術(shù)措施。目前現(xiàn)有的實(shí)施方案均是通過(guò)人對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)之后，再由人工完成調(diào)整操作。
但是，要使IP網(wǎng)絡(luò)能夠提供服務(wù)質(zhì)量保障，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的瓶頸鏈路和瓶頸節(jié)點(diǎn)，并且能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整這些瓶頸鏈路和瓶頸節(jié)點(diǎn)，包括采用更新設(shè)備或者重新規(guī)劃瓶頸處的資源使用方法等。目前的這種人工調(diào)整操作是不可能實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的。另外，在IP網(wǎng)絡(luò)上部署DiffServ體系(包括混合采用DiffServ體系與任何其它技術(shù))后，還需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)調(diào)整鏈路上不同流量類(lèi)的帶寬。但是，在規(guī)模龐大的網(wǎng)絡(luò)中，如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，并且依據(jù)監(jiān)控結(jié)果推斷網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，繼而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，以提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率和保證服務(wù)質(zhì)量，這一系列任務(wù)如果只是通過(guò)人工完成是極為困難和不可思議的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中的閉環(huán)反饋的控制方法和裝置，該方法是根據(jù)控制論的原理，基于網(wǎng)絡(luò)測(cè)量得到的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，自動(dòng)反饋調(diào)整和分配網(wǎng)絡(luò)資源，降低目前IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障過(guò)程中過(guò)于依賴(lài)人工操作的現(xiàn)狀，以保障業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，使得網(wǎng)絡(luò)處于健康狀態(tài)運(yùn)行。
本發(fā)明的方法是這樣實(shí)現(xiàn)的一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于當(dāng)經(jīng)過(guò)接納控制裝置許可的用戶(hù)業(yè)務(wù)流進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)，從而改變IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，采用網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置采集IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析這些運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些決策規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施調(diào)整，以及判斷是否接納新的用戶(hù)業(yè)務(wù)；即每個(gè)用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)之前，必須通過(guò)接納控制裝置的許可，而接納控制裝置判斷的依據(jù)—網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的決策數(shù)據(jù)則是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、規(guī)劃得到的。
所述網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置采集IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)的定量數(shù)據(jù)至少有包括但不限于業(yè)務(wù)流占用網(wǎng)絡(luò)路由器和/或交換機(jī)的處理時(shí)間的狀態(tài)信息，包括但不限于業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中傳輸所占的帶寬、傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)流量狀態(tài)，端到端和/或點(diǎn)到點(diǎn)鏈路中的包括但不限于時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。
所述網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置分析其所采集的IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)是指按照設(shè)定的時(shí)間粒度匯聚所采集的數(shù)據(jù)，分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而至少得到下述分析結(jié)果或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)瓶頸鏈路和瓶頸節(jié)點(diǎn)的位置，各個(gè)鏈路上每種流量類(lèi)的吞吐-時(shí)間關(guān)系圖，端到端和/或點(diǎn)到點(diǎn)的時(shí)延-時(shí)間關(guān)系圖和時(shí)延抖動(dòng)-時(shí)間關(guān)系圖，鏈路的丟包率-時(shí)間關(guān)系圖。
所述根據(jù)決策規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的調(diào)整至少包括分配帶寬、控制訪(fǎng)問(wèn)、調(diào)度隊(duì)列。
所述閉環(huán)反饋控制方法有兩種流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法和網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法。
所述流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法的操作步驟如下(1)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量部件采集網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)信息，所述測(cè)量信息包括但不限于網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各種流量類(lèi)在一定間隔的時(shí)間點(diǎn)上的吞吐、丟包率，各種流量類(lèi)的絕對(duì)帶寬以及相對(duì)帶寬，各種流量類(lèi)的端到端的時(shí)延、抖動(dòng)；(2)所采集的全部或者部分網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息被送到流量類(lèi)規(guī)劃部件，由流量類(lèi)規(guī)劃部件定期根據(jù)流量類(lèi)規(guī)劃算法對(duì)該網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行計(jì)算規(guī)劃，得到每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各種流量類(lèi)的新的帶寬，這些帶寬數(shù)據(jù)構(gòu)成了流量類(lèi)狀態(tài)矩陣；(3)部署部件按照該新的流量類(lèi)帶寬配置路由節(jié)點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入新的運(yùn)行狀態(tài)；至此完成流量類(lèi)規(guī)劃的閉環(huán)反饋控制；(4)判斷是否繼續(xù)執(zhí)行反饋控制操作，若是，返回步驟(1)；若否，結(jié)束操作。
所述網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬規(guī)劃規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法的操作步驟如下(1)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量部件采集網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)信息，所述測(cè)量信息包括但不限于網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口在一定間隔的時(shí)間點(diǎn)上的吞吐、丟包率，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口的物理帶寬和可用帶寬，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的路由信息；(2)所采集的全部或者部分網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息被送到瓶頸帶寬規(guī)劃部件，由瓶頸帶寬規(guī)劃部件定期根據(jù)瓶頸節(jié)點(diǎn)鏈路發(fā)現(xiàn)算法發(fā)現(xiàn)瓶頸節(jié)點(diǎn)和瓶頸鏈路，再依據(jù)瓶頸帶寬規(guī)劃算法為與所述瓶頸節(jié)點(diǎn)/瓶頸鏈路相連接的節(jié)點(diǎn)/鏈路分配帶寬，得到流量矩陣；(3)接納控制部件根據(jù)流量矩陣判斷是否接納用戶(hù)業(yè)務(wù)，如果接納控制部件決定接納用戶(hù)業(yè)務(wù)，則在用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由部署部件對(duì)該業(yè)務(wù)流執(zhí)行標(biāo)記和整形操作，使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入新的運(yùn)行狀態(tài)；至此完成瓶頸帶寬規(guī)劃的閉環(huán)反饋控制；(4)判斷是否繼續(xù)執(zhí)行反饋控制操作，若是，返回步驟(1)；若否，結(jié)束操作。
本發(fā)明的裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋的控制裝置，包括實(shí)時(shí)采集IP網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置，其特征在于該裝置還包括有根據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置提供的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的瓶頸帶寬規(guī)劃部件和流量類(lèi)規(guī)劃部件，接收瓶頸帶寬規(guī)劃部件控制的接納控制部件，接收流量類(lèi)規(guī)劃部件和接納控制部件雙重控制以便完成網(wǎng)絡(luò)調(diào)整任務(wù)的部署部件。
所述瓶頸帶寬規(guī)劃部件的功能是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將瓶頸鏈路的帶寬按照規(guī)劃算法的比例劃分，再將劃分后的帶寬指定給瓶頸節(jié)點(diǎn)的其他鏈路，形成一個(gè)邏輯上的流量矩陣表，用作接納控制部件的控制依據(jù)；所述流量類(lèi)規(guī)劃部件的功能是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)鏈路上各種流量類(lèi)的比例關(guān)系，再根據(jù)一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的比例變動(dòng)趨勢(shì)，重新分配鏈路的流量類(lèi)之間的比例，以及依據(jù)比例關(guān)系和鏈路的實(shí)際帶寬計(jì)算各流量類(lèi)的絕對(duì)帶寬值，形成流量類(lèi)狀態(tài)矩陣，用作部署部件控制流量的依據(jù)，即由部署部件將這些流量類(lèi)的帶寬值配置到路由節(jié)點(diǎn)上；所述接納控制部件是在簽訂某業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)協(xié)議時(shí)判斷網(wǎng)絡(luò)資源是否足夠，以便在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之前控制其是否被接納和整形；所述部署部件用于完成網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)入口對(duì)該業(yè)務(wù)流量執(zhí)行標(biāo)記和整形操作；以及依照瓶頸帶寬規(guī)劃和流量類(lèi)規(guī)劃的結(jié)果，改變相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者鏈路的配置。
所述部署部件的功能是由節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件將該部件的相關(guān)參數(shù)部署到路由器和交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)的，所述節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件是面向各種不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備，用于改變不同生產(chǎn)廠(chǎng)家設(shè)備的配置，屏蔽不同網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備的配置指令的差異，為閉環(huán)控制模塊提供統(tǒng)一配置接口的裝置。
本發(fā)明適用的目標(biāo)IP網(wǎng)絡(luò)是采用DiffServ體系、或者DiffServ與其它IPQoS技術(shù)的混合體系，采用本發(fā)明的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)該目標(biāo)IP網(wǎng)絡(luò)的QoS保障自動(dòng)化，而且，本發(fā)明方法中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整對(duì)于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)而言，是目標(biāo)IP網(wǎng)絡(luò)帶寬資源(各種流量類(lèi))的全網(wǎng)調(diào)整，而不是類(lèi)似MPLS-TE或者OSPF負(fù)載均衡等技術(shù)只是對(duì)特定鏈路的單一調(diào)整。同時(shí)，本發(fā)明方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的路由協(xié)議是透明的，無(wú)論目標(biāo)IP網(wǎng)絡(luò)采用RIP、OSPF、BGP等路有協(xié)議的任意一種或者數(shù)種。本發(fā)明方法能夠改善目前IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障過(guò)程中依靠人工操作的低水平運(yùn)維現(xiàn)狀，降低服務(wù)質(zhì)量保障對(duì)網(wǎng)絡(luò)層異構(gòu)技術(shù)的依賴(lài)性，能夠保障業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，使得網(wǎng)絡(luò)處于健康狀態(tài)運(yùn)行。因此，本發(fā)明具有的很好的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明閉環(huán)反饋控制實(shí)現(xiàn)方法的控制流程示意圖。
圖2是本發(fā)明閉環(huán)反饋控制裝置的組成部件結(jié)構(gòu)及其控制數(shù)據(jù)流的示意圖。
圖3是流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制流程中的信息傳遞過(guò)程示意圖。
圖4是流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制流程中的相關(guān)部件協(xié)作關(guān)系示意圖。
圖5是流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制流程的操作步驟方框圖。
圖6是瓶頸帶寬規(guī)劃閉環(huán)反饋控制流程中的信息傳遞過(guò)程示意圖。
圖7是瓶頸帶寬規(guī)劃閉環(huán)反饋控制流程中的相關(guān)部件協(xié)作關(guān)系示意圖。
圖8是瓶頸帶寬規(guī)劃閉環(huán)反饋控制流程的操作步驟方框圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明是一種根據(jù)控制論的原理，通過(guò)閉環(huán)控制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的各種服務(wù)質(zhì)量參數(shù)的方法。當(dāng)經(jīng)過(guò)接納控制裝置許可的用戶(hù)業(yè)務(wù)流量進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)，改變了IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明通過(guò)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，再經(jīng)過(guò)對(duì)這些狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析得到一些網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策數(shù)據(jù)。再將這些決策規(guī)劃數(shù)據(jù)用于網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和用戶(hù)業(yè)務(wù)接納的判斷。而用戶(hù)業(yè)務(wù)不能隨意進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)，必須通過(guò)接納控制機(jī)制的許可之后，才能進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)。接納控制裝置判斷的依據(jù)—網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的決策數(shù)據(jù)則是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、規(guī)劃得到的決策數(shù)據(jù)。
用戶(hù)業(yè)務(wù)流量對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的影響主要體現(xiàn)在占用傳輸帶寬；占用網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機(jī)的處理時(shí)間，從而改變了網(wǎng)絡(luò)鏈路的時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率。而管理系統(tǒng)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的調(diào)整主要包括帶寬分配、訪(fǎng)問(wèn)控制、隊(duì)列調(diào)度方案等。這些調(diào)整使得網(wǎng)絡(luò)性能不會(huì)由于用戶(hù)業(yè)務(wù)流量的改變而產(chǎn)生突變。
參見(jiàn)圖2，介紹本發(fā)明的一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋控制的裝置，包括如下部件實(shí)時(shí)采集IP網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置提供的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的瓶頸帶寬規(guī)劃部件和流量類(lèi)規(guī)劃部件，接收瓶頸帶寬規(guī)劃部件控制的接納控制部件，接收流量類(lèi)規(guī)劃部件和接納控制部件雙重控制以便完成網(wǎng)絡(luò)調(diào)整任務(wù)的部署部件。圖中的空心箭頭表示網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流，中間帶有三角形的細(xì)實(shí)線(xiàn)表示控制流，粗實(shí)線(xiàn)箭頭表示用戶(hù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求和部署指令，粗虛線(xiàn)箭頭表示流量類(lèi)規(guī)劃部署指令。
其中網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置使用鏈路吞吐測(cè)量、端到端流量類(lèi)的吞吐測(cè)量、端到端時(shí)延及抖動(dòng)測(cè)量、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)吞吐測(cè)量等技術(shù)采集IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)的定量數(shù)據(jù)。測(cè)量方法包括有使用SNMP協(xié)議獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)信息；使用Netflow/CFlow等流量采集工具獲取網(wǎng)絡(luò)流量狀態(tài)使用Cisco路由器支持的SAA技術(shù)和探針工具(具備主動(dòng)測(cè)量能力的計(jì)算機(jī)或者嵌入式設(shè)備)獲取網(wǎng)絡(luò)端到端的服務(wù)質(zhì)量特性。所采集的數(shù)據(jù)至少有包括但不限于業(yè)務(wù)流占用網(wǎng)絡(luò)路由器和/或交換機(jī)的處理時(shí)間的狀態(tài)信息，包括但不限于業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中傳輸所占的帶寬、傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)流量狀態(tài)，端到端和/或點(diǎn)到點(diǎn)鏈路中的包括但不限于時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。然后，網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置按照設(shè)定的時(shí)間粒度(比如每15分鐘)匯聚所采集的數(shù)據(jù)，分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而至少得到下述分析結(jié)果或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)瓶頸鏈路和瓶頸節(jié)點(diǎn)的位置，各個(gè)鏈路上每種流量類(lèi)的吞吐-時(shí)間關(guān)系圖，端到端和/或點(diǎn)到點(diǎn)的時(shí)延-時(shí)間關(guān)系圖和時(shí)延抖動(dòng)-時(shí)間關(guān)系圖，鏈路的丟包率-時(shí)間關(guān)系圖。
瓶頸帶寬規(guī)劃部件的功能是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將瓶頸鏈路的帶寬按照規(guī)劃算法的比例劃分，再將劃分后的帶寬指定給瓶頸節(jié)點(diǎn)的其他鏈路，形成一個(gè)邏輯上的流量矩陣表，用作接納控制部件的控制依據(jù)；在此不對(duì)瓶頸帶寬規(guī)劃算法展開(kāi)描述。
流量類(lèi)規(guī)劃部件的功能是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)鏈路上各種流量類(lèi)的比例關(guān)系，再根據(jù)一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的比例變動(dòng)趨勢(shì)，重新分配鏈路的流量類(lèi)之間的比例，以及依據(jù)比例關(guān)系和鏈路的實(shí)際帶寬計(jì)算各流量類(lèi)的絕對(duì)帶寬值，形成流量類(lèi)狀態(tài)矩陣，用作部署部件控制流量的依據(jù)，即由部署部件將這些流量類(lèi)的帶寬值配置到路由節(jié)點(diǎn)上；接納控制部件的功能是在簽訂某業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)協(xié)議時(shí)判斷網(wǎng)絡(luò)資源是否足夠，以便在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之前控制其是否被接納和整形；部署部件用于完成網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，包括兩個(gè)功能a)用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)入口對(duì)該業(yè)務(wù)流量執(zhí)行標(biāo)記、整形等工作。b)依照瓶頸帶寬規(guī)劃和流量類(lèi)規(guī)劃得到的結(jié)果，改變相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者鏈路的配置。部署部件的功能是由節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件將該部件的相關(guān)參數(shù)部署到路由器和交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)的。節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件是面向各種不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備，該節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件至少包括有CLI接口、SNMP接口和COPS接口，用于改變不同生產(chǎn)廠(chǎng)家設(shè)備的配置，屏蔽不同網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備的配置指令的差異，為閉環(huán)控制模塊提供統(tǒng)一配置接口的裝置。
本發(fā)明的閉環(huán)反饋控制方法有兩種，下面分別介紹之參見(jiàn)圖3～圖5所示的流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法的信息傳遞、狀態(tài)轉(zhuǎn)移以及各種操作執(zhí)行的順序流程。在該流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)控制過(guò)程中，先由網(wǎng)絡(luò)測(cè)量部件采集網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)信息，例如使用SNMP協(xié)議獲得網(wǎng)絡(luò)鏈路的實(shí)際帶寬、流量類(lèi)的數(shù)量和特性、流量類(lèi)的帶寬分配數(shù)據(jù)，使用Netflow/CFlow等工具獲取端到端流量類(lèi)的吞吐，使用Cisco路由器的SAA功能以及主動(dòng)測(cè)量探針(自行開(kāi)發(fā)的能夠執(zhí)行指定流量類(lèi)端到端時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測(cè)量的計(jì)算機(jī))等工具獲取流量類(lèi)的端到端時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率等特性。上述的數(shù)據(jù)提供給流量類(lèi)規(guī)劃部件。流量類(lèi)規(guī)劃部件定期(例如每周)根據(jù)流量類(lèi)規(guī)劃算法得到每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各種流量類(lèi)的帶寬數(shù)據(jù)，這些帶寬數(shù)據(jù)構(gòu)成了流量類(lèi)狀態(tài)矩陣；然后由部署部件按照這些新的流量類(lèi)帶寬配置路由節(jié)點(diǎn)。至此完成流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制。
參見(jiàn)圖6～圖8所示的網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法，在該瓶頸鏈路規(guī)劃閉環(huán)反饋控制過(guò)程中使用SNMP技術(shù)獲取每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口在一定間隔的時(shí)間點(diǎn)上的吞吐、丟包率，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口的物理帶寬和可用帶寬，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的路由信息等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息被提供給瓶頸鏈路規(guī)劃部件，瓶頸鏈路規(guī)劃部件定期(例如每周)執(zhí)行瓶頸鏈路節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)算法，發(fā)現(xiàn)瓶頸節(jié)點(diǎn)和瓶頸鏈路，然后執(zhí)行瓶頸鏈路規(guī)劃算法，將這些瓶頸節(jié)點(diǎn)/鏈路的帶寬重新分配，生成流量矩陣，并且進(jìn)一步提供給接納控制部件，用作在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之前控制其是否被接納和整形的依據(jù)。
本發(fā)明的方法進(jìn)行了試驗(yàn)實(shí)施，試驗(yàn)方案是在一個(gè)有2臺(tái)服務(wù)器、4臺(tái)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量服務(wù)器的環(huán)境中部署的，管理一個(gè)有20臺(tái)路由器的網(wǎng)絡(luò)(路由器型號(hào)包括Cisco、Juniper和華為)，方案中各個(gè)部件均被設(shè)計(jì)為一個(gè)或者多個(gè)CORBA對(duì)象，通過(guò)CORBA這種分布式軟件系統(tǒng)提供的機(jī)制進(jìn)行消息通信。試驗(yàn)是成功的，初步實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于當(dāng)經(jīng)過(guò)接納控制裝置許可的用戶(hù)業(yè)務(wù)流進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)，從而改變IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，采用網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置采集IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析這些運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些決策規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施調(diào)整，以及判斷是否接納新的用戶(hù)業(yè)務(wù)；即每個(gè)用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)之前，必須通過(guò)接納控制裝置的許可，而接納控制裝置判斷的依據(jù)—網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的決策數(shù)據(jù)則是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、規(guī)劃得到的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置采集IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)的定量數(shù)據(jù)至少有包括但不限于業(yè)務(wù)流占用網(wǎng)絡(luò)路由器和/或交換機(jī)的處理時(shí)間的狀態(tài)信息，包括但不限于業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中傳輸所占的帶寬、傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)流量狀態(tài)，端到端和/或點(diǎn)到點(diǎn)鏈路中的包括但不限于時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置分析其所采集的IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)是指按照設(shè)定的時(shí)間粒度匯聚所采集的數(shù)據(jù)，分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而至少得到下述分析結(jié)果或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)瓶頸鏈路和瓶頸節(jié)點(diǎn)的位置，各個(gè)鏈路上每種流量類(lèi)的吞吐-時(shí)間關(guān)系圖，端到端和/或點(diǎn)到點(diǎn)的時(shí)延-時(shí)間關(guān)系圖和時(shí)延抖動(dòng)-時(shí)間關(guān)系圖，鏈路的丟包率-時(shí)間關(guān)系圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于所述根據(jù)決策規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的調(diào)整至少包括分配帶寬、控制訪(fǎng)問(wèn)、調(diào)度隊(duì)列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于所述閉環(huán)反饋控制方法有兩種流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法和網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于所述流量類(lèi)規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法的操作步驟如下(1)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量部件采集網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)信息，所述測(cè)量信息包括但不限于網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各種流量類(lèi)在一定間隔的時(shí)間點(diǎn)上的吞吐、丟包率，各種流量類(lèi)的絕對(duì)帶寬以及相對(duì)帶寬，各種流量類(lèi)的端到端的時(shí)延、抖動(dòng)；(2)所采集的全部或者部分網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息被送到流量類(lèi)規(guī)劃部件，由流量類(lèi)規(guī)劃部件定期根據(jù)流量類(lèi)規(guī)劃算法對(duì)該網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行計(jì)算規(guī)劃，得到每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各種流量類(lèi)的新的帶寬，這些帶寬數(shù)據(jù)構(gòu)成了流量類(lèi)狀態(tài)矩陣；(3)部署部件按照該新的流量類(lèi)帶寬配置路由節(jié)點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入新的運(yùn)行狀態(tài)；至此完成流量類(lèi)規(guī)劃的閉環(huán)反饋控制；(4)判斷是否繼續(xù)執(zhí)行反饋控制操作，若是，返回步驟(1)；若否，結(jié)束操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閉環(huán)反饋的控制方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬規(guī)劃規(guī)劃閉環(huán)反饋控制方法的操作步驟如下(1)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量部件采集網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)信息，所述測(cè)量信息包括但不限于網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口在一定間隔的時(shí)間點(diǎn)上的吞吐、丟包率，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口的物理帶寬和可用帶寬，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的路由信息；(2)所采集的全部或者部分網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息被送到瓶頸帶寬規(guī)劃部件，由瓶頸帶寬規(guī)劃部件定期根據(jù)瓶頸節(jié)點(diǎn)鏈路發(fā)現(xiàn)算法發(fā)現(xiàn)瓶頸節(jié)點(diǎn)和瓶頸鏈路，再依據(jù)瓶頸帶寬規(guī)劃算法為與所述瓶頸節(jié)點(diǎn)/瓶頸鏈路相連接的節(jié)點(diǎn)/鏈路分配帶寬，得到流量矩陣；(3)接納控制部件根據(jù)流量矩陣判斷是否接納用戶(hù)業(yè)務(wù)，如果接納控制部件決定接納用戶(hù)業(yè)務(wù)，則在用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由部署部件對(duì)該業(yè)務(wù)流執(zhí)行標(biāo)記和整形操作，使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入新的運(yùn)行狀態(tài)；至此完成瓶頸帶寬規(guī)劃的閉環(huán)反饋控制；(4)判斷是否繼續(xù)執(zhí)行反饋控制操作，若是，返回步驟(1)；若否，結(jié)束操作。
8.一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋的控制裝置，包括實(shí)時(shí)采集IP網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置，其特征在于該裝置還包括有根據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置提供的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的瓶頸帶寬規(guī)劃部件和流量類(lèi)規(guī)劃部件，接收瓶頸帶寬規(guī)劃部件控制的接納控制部件，接收流量類(lèi)規(guī)劃部件和接納控制部件雙重控制以便完成網(wǎng)絡(luò)調(diào)整任務(wù)的部署部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)反饋的控制裝置，其特征在于所述瓶頸帶寬規(guī)劃部件的功能是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將瓶頸鏈路的帶寬按照規(guī)劃算法的比例劃分，再將劃分后的帶寬指定給瓶頸節(jié)點(diǎn)的其他鏈路，形成一個(gè)邏輯上的流量矩陣表，用作接納控制部件的控制依據(jù)；所述流量類(lèi)規(guī)劃部件的功能是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)鏈路上各種流量類(lèi)的比例關(guān)系，再根據(jù)一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的比例變動(dòng)趨勢(shì)，重新分配鏈路的流量類(lèi)之間的比例，以及依據(jù)比例關(guān)系和鏈路的實(shí)際帶寬計(jì)算各流量類(lèi)的絕對(duì)帶寬值，形成流量類(lèi)狀態(tài)矩陣，用作部署部件控制流量的依據(jù)，即由部署部件將這些流量類(lèi)的帶寬值配置到路由節(jié)點(diǎn)上；所述接納控制部件是在簽訂某業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)協(xié)議時(shí)判斷網(wǎng)絡(luò)資源是否足夠，以便在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之前控制其是否被接納和整形；所述部署部件用于完成網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)入口對(duì)該業(yè)務(wù)流量執(zhí)行標(biāo)記和整形操作；以及依照瓶頸帶寬規(guī)劃和流量類(lèi)規(guī)劃的結(jié)果，改變相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者鏈路的配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閉環(huán)反饋的控制裝置，其特征在于所述部署部件的功能是由節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件將該部件的相關(guān)參數(shù)部署到路由器和交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)的，所述節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)部件是面向各種不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備，用于改變不同生產(chǎn)廠(chǎng)家設(shè)備的配置，屏蔽不同網(wǎng)絡(luò)路由和交換設(shè)備的配置指令的差異，為閉環(huán)控制模塊提供統(tǒng)一配置接口的裝置。
全文摘要
一種IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中閉環(huán)反饋的控制方法和裝置，該方法是用網(wǎng)絡(luò)測(cè)量裝置采集IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析這些運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)得到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些規(guī)劃決策數(shù)據(jù)對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)施調(diào)整，以及判斷是否接納新的用戶(hù)業(yè)務(wù)；即每個(gè)用戶(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)之前，必須通過(guò)接納控制裝置的許可，而接納控制裝置判斷的依據(jù)——網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的決策數(shù)據(jù)則是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、規(guī)劃得到的。閉環(huán)反饋控制有兩種方法流量類(lèi)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)瓶頸帶寬規(guī)劃。該方法改善了目前IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障過(guò)程中依靠人工操作的低水平運(yùn)維現(xiàn)狀，降低了服務(wù)質(zhì)量保障對(duì)網(wǎng)絡(luò)層異構(gòu)技術(shù)的依賴(lài)性，能夠保障業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，使得網(wǎng)絡(luò)處于健康狀態(tài)運(yùn)行。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1588881SQ20041006231
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者崔毅東, 焦利, 王文東, 林宇, 闕喜戎, 黃曉慧, 田慧蓉, 肖峻峰, 程時(shí)端 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)