專利名稱：一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法
—種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法本發(fā)明涉及網絡通信領域，特別涉及一種IP網QoS控制方法。
背景技術：
雖然IP網已經提出許多保證QoS的方法和協(xié)議，但是這些方法和協(xié)議只對于一定范圍的網絡有效，而且網絡為此增加的成本較大，所以整體上說目前還沒有能夠很好地解決整個IP網絡QoS的有效方法。主要問題是(I)IP網是一種無連接網絡，通信路徑不確定，如果建立QoS機制首要的任務是補充協(xié)議內容使IP網有確定的通信路徑，使得可以預留資源。這種用“打補丁” 方法把IP網改變成一定意義上的有連接網絡，使得IP網變得同有連接的網絡(比如ATM)一樣復雜；(2)目前的QoS方法的復雜性與數(shù)據流的個數(shù)成正比，在高速的網絡干線問題復雜得很難實現(xiàn)，在實踐中寧愿用超量帶寬提供，保持網絡輕載運行來解決問題?？傊p載運行的IP網網絡帶寬利用率低，重載條件下支持QoS的IP網被復雜化，而且需要針對每個流進行逐點控制，成本過高不現(xiàn)實。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種有效的IP網QoS控制機制，可以實現(xiàn)網絡的絕對QoS，有了這種QoS控制機制，網絡可以重負載地同時保證QoS地工作，大大提高網絡帶寬利用率，而且這一 QoS機制的實現(xiàn)成本較低。IP網是一種無連接網絡，通信路徑不確定，但是同一數(shù)據流的數(shù)據包在一定時間段內實際上是具體的、確定的，尤其是在網絡拓撲相對穩(wěn)定情況下，雖然用戶無法知道占用了哪條路經，但是同一數(shù)據流的數(shù)據包實際上沿某個確定路徑行進，這條暫時的實際上的通信路徑稱為既成路徑。換句話說，既成路徑是用戶無法知道，但是數(shù)據包實際經過的、客觀存在的IP網中的通信路徑。本發(fā)明給出一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，在IP網的既成路徑上帶寬資源緊缺的網絡對象配備資源預留軟狀態(tài)及其維持設施，形成帶寬資源預留點，用一種信令探測方法在每個帶寬資源預留點進行資源預留和接納控制，而且資源預留和接納控制針對網絡對象進行，使資源預留和接納控制機制的復雜性與承載的數(shù)據流個數(shù)無關?！N既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，所述資源預留軟狀態(tài)就是一個帶寬資源預留軟狀態(tài)變量，所述帶寬資源預留軟狀態(tài)變量利用端到端發(fā)送的帶寬保持包觸發(fā)維持，所述維持設施的具體方法步驟如下數(shù)據流的源點根據申請的帶寬按比例不斷發(fā)出帶寬保持包，帶寬保持包將沿用戶數(shù)據包的數(shù)據傳送路徑即既成路徑傳送，向既成路徑上的所有帶寬資源預留點不斷聲明該帶寬保持包關聯(lián)的數(shù)據流的預留帶寬，帶寬資源預留點用累加衰減的方法估計通過該帶寬資源預留點的當前的總預留帶寬。一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，在端系統(tǒng)增加有連接維持模塊，維持本端系統(tǒng)到有通信關系的其他端系統(tǒng)的虛擬通信連接列表，當本端系統(tǒng)請求一個新的數(shù)據流通信服務時，連接維持模塊首先發(fā)出帶寬探測信令，探測有無足夠帶寬資源可用，帶寬探測信令作為一個IP包用IP路由方法向目的地路由傳送，途經帶寬資源預留點時會檢查其帶寬申請大小，根據剩余帶寬決定是否接納該數(shù)據流；如果途經的所有帶寬資源預留點全部接納該申請，則虛擬通信連接成功建立，否則通知用戶該申請失敗，拒絕申請的通信服務；一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，經過安全認證過程網絡確信所述連接維持模塊是一個經過認證的模塊，值得信任，它代表網絡對所屬端系統(tǒng)的各種行為進行控制和審計，確保每個數(shù)據流建立是合法的，確保每個已經建立的數(shù)據流不超過申請的帶寬即實現(xiàn)流量整形，確保每個已經建立的數(shù)據流按比例發(fā)出帶寬保持包。一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，如果安全認證被攻破，網絡中出現(xiàn)違規(guī)數(shù)據流，還有另外一種QoS監(jiān)督機制去發(fā)現(xiàn)攻破的違規(guī)者，、具體方法是在端系統(tǒng)所連接的網絡端口處增加擁塞監(jiān)督設施，當違規(guī)數(shù)據流在其既成路徑上產生擁塞時，擁塞監(jiān)督設施會收到報告丟包的ICMP包，用丟包的多少和大小來衡量所述端系統(tǒng)違規(guī)的程度，違規(guī)程度高的前若干名被通知施以處罰，達到處罰違規(guī)者的目的，只要對所述端系統(tǒng)處罰的力度足夠，就可以迫使其遵守QoS秩序，即不超過申請到的帶寬，而且按比例發(fā)出帶寬保持包。一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網Q0S控制方法，其特征在于，引入競價計費方法，帶寬資源預留點的收費費率是帶寬資源緊張程度的函數(shù)，資源越緊張費率越高，以此調節(jié)一部分用戶主動暫時放棄通信請求。所述網絡對象可以是節(jié)點的輸入端口、節(jié)點的輸出端口、節(jié)點的輸入輸出端口之間的繩路、節(jié)點本身或若干節(jié)點組成的子網等。在IP網的既成路徑上帶寬資源緊缺的網絡對象配備資源預留軟狀態(tài)，帶寬資源不緊缺的網絡對象不用配備資源預留軟狀態(tài)，這樣可以節(jié)省成本。本QoS控制方法用一種信令探測方法進行資源預留和接納控制，不修改IP網的無連接特性即可實現(xiàn)絕對的QoS機制，根本上解決了 IP網QoS機制實現(xiàn)復雜的問題。另一方，引入競價計費方法，加大通過資源緊張點的通信費用，調節(jié)一部分用戶在資源緊張時放棄通信請求，進一步在整體上改進了用戶的QoS體驗。本QoS控制方法中有三種功能模塊網絡中的帶寬資源預留點、端系統(tǒng)在網絡出口配備連接維持模塊，和端系統(tǒng)所連接的網絡端口處的擁塞監(jiān)督設施，前兩種功能模塊相互配合實現(xiàn)資源預留、接納控制，并且確保每個數(shù)據流建立是合法的，確保每個已經建立的數(shù)據流不超過申請的帶寬即實現(xiàn)流量整形，確保每個已經建立的數(shù)據流按比例發(fā)出帶寬保持包。以上“確保”的前提是所述連接維持模塊完全可信，通過設計可靠的安全認證機制，所述連接維持模塊必須通過安全認證，否則網絡端口拒絕保證QoS的數(shù)據包通過，只能允許盡力而為的數(shù)據包通過。任何安全認證機制原理上都可能突破是，為此設計了第三種功能模塊即所述擁塞監(jiān)督設施，一旦安全認證機制被突破，網絡中出現(xiàn)擁塞，擁塞監(jiān)督設施可以在概率意義上發(fā)現(xiàn)違規(guī)者，施以足夠處罰，維持正常的QoS秩序。如果連接維持模塊的絕對可信，對端的擁塞監(jiān)督設施可以不要。維持關于每個帶寬資源預留點的帶寬資源預留軟狀態(tài)，目的是為了能夠判斷是否接納新的數(shù)據流通過該帶寬資源預留點。當有端系統(tǒng)經過帶寬資源預留點申請一定帶寬的保證QoS的通信服務時，帶寬資源預留點依據本地的帶寬資源預留軟狀態(tài)所指示的帶寬資源剩余量確定接納或拒絕該申請。在網絡的所 有端系統(tǒng)自覺限制自己的每個數(shù)據流不超過申請而且被接納的帶寬情況下，即可完全維持整個網絡的QoS秩序。所謂“自覺限制”不是簡單的相信，是基于安全認證的可信的“自覺限制”。所述帶寬資源預留軟狀態(tài)，最簡單情況是帶寬資源預留軟狀態(tài)變量，復雜情況包括(1)多個數(shù)據級別的帶寬資源預留軟狀態(tài)變量組成的數(shù)組，(2)還包括資源預留的以往統(tǒng)計數(shù)據等，依靠統(tǒng)計數(shù)據確定計劃分配出去帶寬比例。以單個帶寬資源預留軟狀態(tài)變量為例說明軟狀態(tài)維持設施的原理。每個虛擬通信連接關聯(lián)的程序線程將負責發(fā)送用戶數(shù)據(從網絡角度看，該程序線程扮演數(shù)據源點角色)，而且發(fā)送速率限制在申請的帶寬以下，并按規(guī)定比例發(fā)送帶寬保持包。注意帶寬保持包按申請的總預留帶寬的比例發(fā)送，而不是按實際發(fā)送數(shù)據的比例，即使沒有發(fā)送用戶數(shù)據也必須不斷發(fā)送帶寬保持包，以便路徑上的帶寬資源預留點能夠不斷維護保持資源預留軟狀態(tài)。當用戶關閉數(shù)據流通信服務時，通知虛擬通信連接撤銷對應的帶寬預留部分，虛擬通信連接將按新的帶寬預留量按比例發(fā)出帶寬保持包。數(shù)據源點非正常撤離，比如端系統(tǒng)斷電是必需考慮的情況，本QoS控制方法可以應對這種情況。如果端系統(tǒng)斷電，虛擬通信連接不存在，就不再發(fā)出與之對應帶寬保持包，數(shù)據路徑上的所有帶寬資源預留點經過一定時間將自動衰減撤銷該虛擬通信連接對應的帶寬預留部分，所以不會發(fā)生帶寬資源泄漏問題，即不會發(fā)生永遠沒有使用者的資源預留，不會出現(xiàn)浪費資源的情況。本QoS控制方法可以做到，帶寬資源預留點的資源不會出現(xiàn)無序競爭情況，所以如果所有的網絡對象都是帶寬資源預留點，那么整個網絡就沒有一處無序競爭的情況，整個網絡的QoS可以保證。實際中帶寬資源預留點的部署可以大大簡化，原因是通過各個網絡對象的數(shù)據流相互關聯(lián)，如果把網絡對象分成A和B組，這樣的情況可能出現(xiàn)，只要A組沒有一個網絡對象出現(xiàn)過載則B組的所有網絡對象就不會出現(xiàn)過載，這樣只要配置A組的所有網絡對象全部為帶寬資源預留點，就可以保證網絡不出現(xiàn)擁塞。比如，如果已知出現(xiàn)帶寬資源緊缺的所有網絡對象，其他網絡對象從來不出現(xiàn)帶寬資源緊缺情況，那么只把出現(xiàn)帶寬資源緊缺的所有網絡對象作為帶寬資源預留點即可，不需要全部節(jié)點都成為帶寬資源預留點，就可以完全保證整個網絡的QoS。所謂帶寬資源緊缺是指網絡對象的帶寬資源剩余率較低的狀態(tài)。引入的競價計費方法的原理如下。每個帶寬資源預留點根據帶寬占用率在基礎通信服務費率基礎上適當調整，輕載時費率低，資源緊張時費率高，每個數(shù)據流總的費率是通過的各個帶寬資源預留點費率的和值，建立通信連接時用戶被提示當前的費率，用戶可以根據自己愿意承擔的費率選擇繼續(xù)或放棄建立通信連接。當然也可以根據實時的當前費率隨時停止通信，這樣在通信資源緊張時有一部分不愿意承擔高費率的用戶主動暫時放棄通信服務，可以提高愿意承擔高費率的用戶申請通信成功的概率，既增加了運營商的收益，又在整體上提高了服務用戶的水平。關于路徑發(fā)生變化。本專利假設既成路徑在一段時間內不發(fā)生變化，但是如果發(fā)生變化會造成什么后果？又如何應對？設兩個端系統(tǒng)A和B可以經過X和Y兩條通信路徑建立通信,設A和B首先占用路徑X進行通信，在X上分配需要的資源比如IMbps帶寬，突然由于某種原因X斷開，IP網會自動迂回到Y，結果在沒有資源預留情況下Y增加IMbps帶寬，如果Y剛好處于幾乎滿負載條件就發(fā)生過載情況，將出現(xiàn)擁塞！解決辦法是，根據網絡故障率確定每個帶寬資源預留點可能承載的迂回帶寬(以某一要求的概率P承載)，使每個帶寬資源預留點限制分配最大帶寬加上迂回帶寬小于物理帶寬，即Bmax+Bby < Bph 其中Bby是可能承載的迂回帶寬；Bmax是帶寬資源預留點可以分配的最大總帶寬，如果當前實際預留帶寬超過Bmax就拒絕分配帶寬；Bph是物理帶寬，當前實際預留帶寬小于Bph可以保證不產生擁塞。只要(Bmax+Bby < Bph)成立,那么在任何迂回發(fā)生時,使整個網絡發(fā)生過載的情況概率保證小于所述要求的概率P。比如所述要求的概率是P，路徑Y上的其中一個帶寬資 源預留點I的帶寬是100Mbps，根據網絡拓撲和網絡故障率情況計算出以概率p迂回到y(tǒng)的迂回帶寬為Bby = IOMbps,那么y正常接納的總帶寬限制在Bmax = 90Mbps以下,只要滿足以上條件，I出現(xiàn)擁塞的概率就小于P，路徑Y出現(xiàn)擁塞的概率約為pN(當p很小時)，N是路徑Y上的帶寬資源預留點個數(shù)。對于多個數(shù)據級別的網絡情況，每個帶寬資源預留點把總的可分配帶寬分配個每個數(shù)據級別，帶寬探測信令包和帶寬保持包中增加表示數(shù)據級別的字段，當帶寬資源預留點收到帶寬探測信令包和帶寬保持包時按數(shù)據級別分類，針對每個數(shù)據級別獨立應用以上QoS控制方法，每個數(shù)據級別即可相互隔離地各自實現(xiàn)以上QoS機制。對于多個數(shù)據級別的網絡情況，每個數(shù)據級別有一個帶寬資源預留軟狀態(tài)變量，每個帶寬資源預留點的多個軟狀態(tài)變量組成一個數(shù)組，正是帶寬資源預留軟狀態(tài)的另一種較為復雜的情況。本發(fā)明實施例提供的技術方案的有益效果是采用本方法使得網絡可以承諾絕對QoS，有了這種QoS控制機制，網絡可以重負載地同時保證QoS地工作，大大提高網絡帶寬利用率，而且這一 QoS機制的實現(xiàn)成本較低。其中QoS機制的實現(xiàn)成本較低，主要原因是資源預留只針對網絡對象，不是針對每個數(shù)據流；流量整形只在數(shù)據源點進行，網絡轉發(fā)設備一般不做流量整形。


圖I 一個IP網示例，節(jié)點端口為帶寬資源預留點。圖2端系統(tǒng)的連接維持模塊。圖3有兩個節(jié)點為帶寬資源預留點示例。圖4子網端口為帶寬資源預留點示例。圖5部分子網端口為帶寬資源預留點示例。
圖6有QoS監(jiān)督機制的IP網絡
具體實施例方式實施例1，端口為資源預留對象圖I是一個IP網示例，其中空心圓圈代表IP路由器，標有字母的方框代表端系統(tǒng)，小黑點代表帶寬資源預留點。本實施例假設節(jié)點內部的交換無阻塞，則只要節(jié)點的所有輸入和輸出端口配置為帶寬資源預留點即可，這是實際中比較典型的情況。為了建立QoS機制，每個IP路由器的每個端口(輸入或輸出端口)和每個端系統(tǒng)的每個端口都配置兩個帶寬資源預留軟狀態(tài)變量，記為R ;另外，每個端系統(tǒng)增加一個連接維持模塊，如圖2所示，連接維持模塊是插在TCP/IP驅動模塊和端系統(tǒng)端口之間的程序模塊，包括四種主要對象TCPSock、UDPSock、Connection、OPort 和 IPort,其中 Connection 稱為虛擬通 信連接，多個Connection組成虛擬通信連接列表List。四種對象的關系是每個TCPSock或UDPSock 一定而且只綁定一個Connection,多個TCPSock和多個UDPSock可以綁定同一個Connection,條件是綁定同一個Connection的所有TCPSock和UDPSock必須是到達同一臺端系統(tǒng)，而且數(shù)據包的優(yōu)先級等屬性相同(Connection的概念與MPLS網絡的FEC定義相同)。OPort是輸出端口，由內部路由模塊具體選擇數(shù)據包經過的輸出端口。另外還有若干IPort，通常與OPort的數(shù)量相同且成對出現(xiàn)，但也可以不同，IPort根據數(shù)據包的套接字端口號和協(xié)議字段提交數(shù)據包給TCPSock或UDPSock。連接維持模塊維持虛擬通信連接列表List，其格式如下List SourcelP，Connection(I)，Connection(2)，…，Connection (N)；Connection (i) DestIP (i) , Ro ( i) , Priority (i) , De IayMax (i ),timeVisited(i)；以上兩行的格式是A:B,表示A由組成B,比如A = List, B就是上面“List : ”之后同一行的所有內容。其中Connection (i), i = 1,2, -“,N,是虛擬通信連接Connection,DestIP (i)、Ro (i)、Priority (i)、DelayMax (i)、timeVisited (i)分別是第 i 個虛擬通信連接的目的IP地址、輸出預留帶寬、數(shù)據轉發(fā)優(yōu)先級、連接的端到端最大時延、最近被訪問時間。注意，每個Connection關聯(lián)的輸出預留帶寬Ro (i)和每個輸出端口關聯(lián)的軟狀態(tài)變量Ro不同，經過一個端口輸出數(shù)據流的所有Connection的Ro (i)之和等于這個端口的Ro。開始端系統(tǒng)List為空表，當本地端系統(tǒng)第一次請求與目的地址為DestIP (I)的端系統(tǒng)進行通信時，倉Il建Connection(I),以后進一步創(chuàng)建其它Connection。當List的成員數(shù)量超出最大值時，依據timeVisited(i)刪除長期不用最舊的Connection,騰出空間。每個Connection的建立、運行使用和結束的過程如下。(I)Connection的建立應用程序請求創(chuàng)建網絡套接字接口(Socket),目的端是DestIP,請求的速率是Bandwith,數(shù)據優(yōu)先級為Priority,最大時延是DelayMax。Socket進而觸發(fā)連接維持模塊建立或更新Connection。為此首先檢查連接維持模塊的List是否有DestIP有關的符合數(shù)據優(yōu)先級等要求的Connection,無則創(chuàng)建新Connection,初始設定其 Ro(i) = 0,其它變量 timeVisited(i)=當前時間，Priority(i) = Priority 和DelayMax (i) = DelayMax按要求設定。在Connection存在條件下發(fā)出帶寬探測信令,探測并擴展已有Connection的帶寬,如果擴展成功則Socket創(chuàng)建成功,Ro (i)增加請求的帶寬Bandwith,可以開始通信,不成功則通知Socket驅動程序,拒絕通信。帶寬探測信令主要包括信息Bandwith、Priority和DelayMax,意義類似上述定義，即Bandwith是申請帶寬，Priority為申請的數(shù)據優(yōu)先級，DelayMax是申請允許的最大時延。(2) Connection的運行使用為每個Connection (i)服務的程序線程將負責發(fā)送用戶數(shù)據，而且發(fā)送速率限制在申請的帶寬Ro(i)以下，并按規(guī)定比例發(fā)送帶寬保持包。注意帶寬保持包按申請的預留帶寬Ro(i)的比例發(fā)送，而不是實際發(fā)送數(shù)據的比例，即使Connection沒有發(fā)送用戶數(shù)據也必須不斷發(fā)送帶寬保持包，提供一定維持帶寬的貢獻值，以便使得路徑上的帶寬資源預留點能夠不斷維護保持資源預留軟狀態(tài)。帶寬保持包是源端定時發(fā)出的信令，主要包括信息Bandwith和S，分別代表帶寬和費率累計值，Bandwith和單位時間內帶寬保持包的多少決定所述貢獻值，S用于計費結笪
o(3) Connection的結束只有利用Connection通信的最后一個Socket關閉(即最后一個 TCPSock 或 UDPSock 關閉)，Connection 才被置為“不活動” (timeVisited = -I)，最后一個之前的Socket關閉只觸發(fā)Connection線程發(fā)出帶寬撤銷信令，數(shù)據路徑上的帶寬資源預留點的R(R代表Ri或Ro，對于輸入端口為Ri，對于輸出端口為Ro)，以及兩端的Connection (i)的 Ro(i)均減去 Bandwith。每個端口的軟狀態(tài)變量R按照時間長度為T的節(jié)拍進行更新，一方面累加帶寬保持包的貢獻值，另一方面，自動衰減。第(n+1)節(jié)拍的帶寬預留資源值R(n+1)的計算公式如下R(n+1)=入 R(n) + (1-入)A(I)其中R(n)是前一節(jié)拍的值，A G (0,1)是控制算法平均范圍大小的參數(shù)，A是當前節(jié)拍內所有帶寬保持包的貢獻值的總和。式(I)表達的帶寬預留狀態(tài)變量的估計方法稱為累加衰減的方法，Ri和Ro均用累加衰減的方法估計計算。實施例2，節(jié)點為資源預留對象除了端口外，節(jié)點可以作為帶寬資源預留點。如，一個IOOM局域網加上每個端系統(tǒng)的IP驅動程序可以看成邏輯上的一個等效IP路由器，這個等效IP路由器的特征是每個輸出端口最大帶寬是100Mbps，整個等效IP路由器所有輸出端口帶寬之和的最大值也是100Mbps，所以只要限制總帶寬為100Mbps就可以滿足所有要求，總帶寬不屬于任何端口，它屬于整個等效IP路由器。如圖3所示，實施例2如實施例1，但是IP路由器E和F整體作為一個帶寬資源預留點，而不是每個輸入和輸出端口，E和F各自只配備一個配置帶寬資源預留點，各自只有一個帶寬資源預留軟狀態(tài)變量R，代表穿過IP路由器數(shù)據流要求預留的帶寬之和；除了器E和F把節(jié)點作為帶寬資源預留點之外，其它方面同實施例1，不再贅述。節(jié)點可以作為帶寬資源預留點只有一個軟狀態(tài)變量R，R用累加衰減的方法估計計算。實施例3，子網端口為資源預留對象實施例3如實施例1，但是以每個IP子網端口為帶寬資源預留點。為了建立QoS機制首先把整個IP網劃分成若干個子網，如圖4所示是三個子網的例子，包括IP子網I、、IP子網2和IP子網3，每個子網的對外端口配置一個邊界設備(實心圓點)。如果把實施例3的每個子網看作實施例I的IP路由器，而子網的端口看作IP路由器端口配置成帶寬資源預留點，則實施例3的原理與實施例I的原理相同，所以不再贅述。實施例4，子網部分端口為資源預留對象如圖5所示，端系統(tǒng)A、B和C連接網絡的鏈路兩端的流量一定相同，所以只要有一端進行資源預留即可，可以省掉其中一端的相應設施，圖中省掉網絡一側的設施。鏈路X和Y的情況類似，省掉鏈路一側的設施。另一種情況是如果鏈路Z的帶寬足夠大比如10G，網絡的所有可能流量之和不會超過這個帶寬，那么該鏈路兩端端口不用配置為帶寬資源預留點。這樣只有部分子網端口有帶寬資源預留設施，降低了系統(tǒng)復雜性。實施例4意味著網絡中只有零散的部分端口是帶寬資源預留點，它們不一定圍成一個個子網。換句話說，只要把網絡的帶寬資源緊缺的網絡對象配置帶寬資源預留設施，這些網絡對象就不會出現(xiàn)擁塞，整個網絡就不會出現(xiàn)擁塞，就可以達到保證QoS的目的。 實施例5，有QoS監(jiān)督機制的IP網絡在端系統(tǒng)所連接的網絡端口處增加擁塞監(jiān)督設施，如圖6所示的小方實心點所示，擁塞監(jiān)督設施就是一定數(shù)量的統(tǒng)計變量及其統(tǒng)計方法，當擁塞監(jiān)督設施收到源抑制ICMP包(類型4)時，統(tǒng)計丟包的個數(shù)和大小來衡量所述端系統(tǒng)違規(guī)的程度，在一定時間長度的考評期內(比如一個月)，整個網絡的所有端系統(tǒng)中違規(guī)程度較高的前若干名被通知施以處罰，如果擁有被處罰端系統(tǒng)的用戶接受處罰，則處罰了事，如果用戶不接受處罰，則不處罰，不處罰情況下網絡設備擁有者可以選擇用專門設備完全監(jiān)控該用戶，獲得證據以確認該用戶是否違規(guī)，確認違規(guī)則降低該用戶的信譽級別，必要時禁止該用戶使用網絡，或提高其使用費率，得到足夠合理處罰，使用戶感受到違規(guī)得不償失。實施例6，競價計費方式首先設計一種帶寬占用計費方法，本計費方法基本積數(shù)和金額兩步計算。設獲取數(shù)據的端系統(tǒng)支付通信費，計算公式如下Sf = k*SS = Ss (i)s (i) = f [B (i), t]其中Sf——通信費；k——用戶費率；S——通信路徑的基本積數(shù)；s(i)---通信路徑上第i個帶寬資源預留點的基本積數(shù)；E s(i)一一通信路徑上所有帶寬資源預留點的基本積數(shù)之和；B(i)一一通信路徑上第i個帶寬資源預留點的當前資源預留值；t----時間變量；f[b, t]――二元函數(shù)，代表了時刻t和當前預留帶寬決定的基本積數(shù)，比如白天基本積數(shù)高和晚上基本積數(shù)低，當前預留帶寬接近最大帶寬時基本積數(shù)高。通信路徑的基本積數(shù)S積累記錄在帶寬保持包中，目的端得到后進一步累計記錄，一定時間內(比如一個月內)的累計值乘以用戶費率即可計算用戶應繳通信服務費。
本實施例根據當前預留帶寬調節(jié)積數(shù)s (i)，比如當帶寬資源緊張時提高積數(shù)值，增大計費費率，引入一定程度的“市場行為”，使得愿意付高價的用戶能得到更好的服務。以下是計算積數(shù)值s的方法之一，即函數(shù)f [b，t]的具體例子之一

權利要求
1.一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，在IP網的既成路徑上帶寬資源緊缺的網絡對象配備資源預留軟狀態(tài)及其維持設施，形成帶寬資源預留點，用一種信令探測方法在每個帶寬資源預留點進行資源預留和接納控制，而且資源預留和接納控制針對網絡對象進行，使資源預留和接納控制機制的復雜性與承載的數(shù)據流個數(shù)無關。
2.如權利要求I所述一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，所述資源預留軟狀態(tài)就是一個帶寬資源預留軟狀態(tài)變量，所述帶寬資源預留軟狀態(tài)變量利用端到端發(fā)送的帶寬保持包觸發(fā)維持，所述維持設施的具體方法步驟如下數(shù)據流的源點根據申請的帶寬按比例不斷發(fā)出帶寬保持包，帶寬保持包將沿用戶數(shù)據包的數(shù)據傳送路徑即既成路徑傳送，向既成路徑上的所有帶寬資源預留點不斷聲明該帶寬保持包關聯(lián)的數(shù)據流的預留帶寬，帶寬資源預留點用累加衰減的方法估計通過該帶寬資源預留點的當前的總預留帶寬。
3.如權利要求I所述一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，在端系統(tǒng)增加有連接維持模塊，維持本端系統(tǒng)到有通信關系的其他端系統(tǒng)的虛擬通信連接列表，當本端系統(tǒng)請求一個新的數(shù)據流通信服務時，連接維持模塊首先發(fā)出帶寬探測信令，探測有無足夠帶寬資源可用，帶寬探測信令作為一個IP包用IP路由方法向目的地路由傳送，途經帶寬資源預留點時會檢查其帶寬申請大小，根據剩余帶寬決定是否接納該數(shù)據流；如果途經的所有帶寬資源預留點全部接納該申請，則虛擬通信連接成功建立，否則通知用戶該申請失敗，拒絕申請的通信服務；
4.如權利要求3所述一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，經過安全認證過程網絡確信所述連接維持模塊是一個經過認證的模塊，值得信任，它代表網絡對所屬端系統(tǒng)的各種行為進行控制和審計，確保每個數(shù)據流建立是合法的，確保每個已經建立的數(shù)據流不超過申請的帶寬即實現(xiàn)流量整形，確保每個已經建立的數(shù)據流按比例發(fā)出帶寬保持包。
5.如權利要求4所述一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，如果安全認證被攻破，網絡中出現(xiàn)違規(guī)數(shù)據流，還有另外一種QoS監(jiān)督機制去發(fā)現(xiàn)攻破的違規(guī)者，具體方法是在端系統(tǒng)所連接的網絡端口處增加擁塞監(jiān)督設施，當違規(guī)數(shù)據流在其既成路徑上產生擁塞時，擁塞監(jiān)督設施會收到報告丟包的ICMP包，用丟包的多少和大小來衡量所述端系統(tǒng)違規(guī)的程度，違規(guī)程度高的前若干名被通知施以處罰，達到處罰違規(guī)者的目的，只要對所述端系統(tǒng)處罰的力度足夠，就可以迫使其遵守QoS秩序，即不超過申請到的帶寬，而且按比例發(fā)出帶寬保持包。
6.如權利要求I所述一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，其特征在于，引入競價計費方法，帶寬資源預留點的收費費率是帶寬資源緊張程度的函數(shù)，資源越緊張費率越高，以此調節(jié)一部分用戶主動暫時放棄通信請求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種既成路徑上設置帶寬資源預留點的IP網QoS控制方法，屬于網絡通信領域，可以在相對重負載條件下實現(xiàn)絕對QoS，大大提高網絡帶寬利用率，而且QoS機制的實現(xiàn)成本低。具體方法是在IP網的既成路徑上帶寬資源緊缺的網絡對象配備資源預留軟狀態(tài)及其維持設施，形成帶寬資源預留點(比如子網的邊界設備)，用一種信令探測方法進行資源預留和接納控制，而且資源預留和接納控制針對網絡對象進行，資源預留和接納控制機制的復雜性與承載的數(shù)據流個數(shù)無關。引入競價計費方法，每個流的費率等于既成路徑上帶寬資源預留點的費率之和，資源越緊張費率越高，以此調節(jié)一部分用戶主動暫時放棄通信請求。
文檔編號H04L12/56GK102739509SQ20111009434
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權日2011年4月15日
發(fā)明者許利芳 申請人:北京市翌晨通信技術研究所