一種帶寬資源分配系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶寬資源分配系統(tǒng)，包括優(yōu)先級劃分策略存儲模塊、數(shù)據(jù)包分類器、數(shù)據(jù)包處理器、剩余帶寬估計(jì)模塊；其中，數(shù)據(jù)包分類器從優(yōu)先級劃分策略存儲模塊讀取優(yōu)先級劃分策略，并對外部傳輸而來的、經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包實(shí)現(xiàn)分類，分類后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)包處理器中，數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)所述剩余帶寬估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加以處理，以保證高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包優(yōu)先處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包最終被分配到外部對應(yīng)的應(yīng)用中。本發(fā)明無需事先假設(shè)系統(tǒng)的接入帶寬大小和預(yù)留帶寬，可以根據(jù)優(yōu)先級對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)粒度的調(diào)度，在高優(yōu)先級應(yīng)用得到最大可能的帶寬資源的前提下利用剩余帶寬更為低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
【專利說明】一種帶寬資源分配系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)，特別涉及一種帶寬資源分配系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著“三網(wǎng)融合”的全面推進(jìn)，各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)了能夠承載融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的嵌入式終端的發(fā)展，具有網(wǎng)絡(luò)接入能力、支持各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的嵌入式終端受到了科研、運(yùn)營機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)部門的關(guān)注。
[0003]各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，特別一些流媒體服務(wù)或下載服務(wù)，需要大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。盡管近年來用戶接入帶寬得到很大的提升，但針對如此多對網(wǎng)絡(luò)資源高需求的應(yīng)用仍顯得捉襟見肘。嵌入式終端多采用Linux平臺或者Android平臺進(jìn)行開發(fā)。Linux操作系統(tǒng)處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包采用FCFS (First Come First Serve，先進(jìn)先服務(wù))的策略。它本身并不區(qū)分網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，只是簡單地通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理，然后遞交到應(yīng)用層。這樣做的好處是可以最大化系統(tǒng)吞吐量，獲得最高的網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接入帶寬資源耗盡時(shí)，部分應(yīng)用的QoS得不到保證，而這些業(yè)務(wù)有可能是用戶最為關(guān)注的業(yè)務(wù)。
[0004]針對帶寬資源的使用，現(xiàn)有的一些技術(shù)通過預(yù)留帶寬的方式以保證用戶關(guān)注業(yè)務(wù)的帶寬資源，如windows上的一些管理程序預(yù)留出帶寬以保證瀏覽器訪問網(wǎng)頁的性能。這種方法雖然能夠一定程度上保證某一業(yè)務(wù)的QoS需求，但如何確定預(yù)留的帶寬值是一個(gè)難題，當(dāng)預(yù)留出的帶寬大于業(yè)務(wù)需求，則造成帶寬資源的浪費(fèi)，反之則業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求得不到滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的帶寬分配方法或者容易造成帶寬資源浪費(fèi)，或者使得業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求無法得到滿足的缺陷，從而提供一種更為高效、合理的帶寬資源分配系統(tǒng)與方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種帶寬資源分配系統(tǒng)，包括優(yōu)先級劃分策略存儲模塊、數(shù)據(jù)包分類器、數(shù)據(jù)包處理器、剩余帶寬估計(jì)模塊；其中，
[0007]所述的數(shù)據(jù)包分類器從所述的優(yōu)先級劃分策略存儲模塊讀取優(yōu)先級劃分策略，并對外部傳輸而來的、經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包實(shí)現(xiàn)分類，分類后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)包處理器中，所述數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)所述剩余帶寬估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果對所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加以處理，以保證高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包優(yōu)先處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包最終被分配到外部對應(yīng)的應(yīng)用中。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述的優(yōu)先級劃分策略包括依據(jù)應(yīng)用程序?qū)捹Y源的占用特點(diǎn)將應(yīng)用程序劃分為三個(gè)固定優(yōu)先級:時(shí)間敏感型、突發(fā)型和普通型；時(shí)間敏感型的應(yīng)用優(yōu)先級最高，突發(fā)型的應(yīng)用優(yōu)先級次之，普通型的應(yīng)用優(yōu)先級最低；
[0009]其中，時(shí)間敏感型對應(yīng)于前臺應(yīng)用，即用戶正在關(guān)注的應(yīng)用；突發(fā)型對應(yīng)于對網(wǎng)絡(luò)流量要求不多的后臺應(yīng)用，包括后臺通信進(jìn)程；普通型對應(yīng)于占用網(wǎng)絡(luò)帶寬大的后臺應(yīng)用，包括后臺下載。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述的數(shù)據(jù)包分類器在接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，提取該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性，包括數(shù)據(jù)包的源端口、源IP、目的端口及目的IP，將所接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性與預(yù)知的應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的屬性進(jìn)行比較，得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬應(yīng)用，進(jìn)而得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分類。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述的數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬的應(yīng)用類型和當(dāng)前剩余帶寬資源，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包增加不同的時(shí)間延遲，優(yōu)先級越高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所增加的時(shí)間延遲越小。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述的數(shù)據(jù)包處理器在處理數(shù)據(jù)包時(shí)，首先判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，對于時(shí)間敏感型的數(shù)據(jù)包，處理延遲為0，對于其他兩種類型的數(shù)據(jù)包，接著判斷當(dāng)前剩余帶寬是否大于閾值，若大于且在較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列中尚有未處理的數(shù)據(jù)包，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲，若大于且較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列為空，則減少當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲；若當(dāng)前剩余帶寬小于閾值，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述剩余帶寬估計(jì)模塊在計(jì)算當(dāng)前所能使用的帶寬資源時(shí)，采用利用估計(jì)的總帶寬減去當(dāng)前使用的帶寬資源的方法。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述剩余帶寬估計(jì)模塊在估計(jì)總帶寬時(shí)，首先設(shè)定總帶寬為初始值為Btl ;接著統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)已經(jīng)使用的帶寬資源B’;再探測當(dāng)前系統(tǒng)的剩余帶寬；最后更新總帶寬值B:當(dāng)剩余帶寬不足時(shí)，總帶寬值為單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)已使用的帶寬，SPB=B’，否則，總帶寬Β=Β’ + Λ B。
[0015]本發(fā)明還提供了一種在所述的帶寬資源分配系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的帶寬資源分配方法，包括:
[0016]步驟I)、數(shù)據(jù)包分類器從外部接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，對其進(jìn)行處理，獲取所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性信息，包括源ΙΡ，源端口，目的IP和目的端口 ；
[0017]步驟2)、將所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性信息以及預(yù)知的應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的屬性信息進(jìn)行比較，得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬應(yīng)用，進(jìn)而得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，將不同優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包存儲到不同的優(yōu)先級隊(duì)列中；
[0018]步驟3)、依據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級和當(dāng)前的帶寬資源狀況，分別計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理延遲；
[0019]步驟4)、根據(jù)處理延遲和當(dāng)前時(shí)間，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的到期時(shí)間，按照到期時(shí)間的先后，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包放入數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中；所述數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列按照先進(jìn)先出的順序處理數(shù)據(jù)；
[0020]步驟5)、檢測所述數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列，獲取首包的到期時(shí)間；
[0021]步驟6)、判斷當(dāng)前時(shí)間是否大于數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中首個(gè)包的到期時(shí)間，若是執(zhí)行下一步，否則重新執(zhí)行步驟5)；
[0022]步驟7)、將數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中的首個(gè)包放入緩沖區(qū)；
[0023]步驟8)、應(yīng)用程序讀取該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。
[0024]上述技術(shù)方案中，所述的步驟3)包括:
[0025]步驟3-1)、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，對于時(shí)間敏感型的數(shù)據(jù)包，處理延遲為O，對于其他兩種類型的數(shù)據(jù)包，執(zhí)行后續(xù)操作；(
[0026]步驟3-2)、若當(dāng)前剩余帶寬大于閾值，而在較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列中尚有未處理的數(shù)據(jù)包，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲，若較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列為空，則減少當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲；
[0027]步驟3-3)、若當(dāng)前剩余帶寬小于閾值，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲。
[0028]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0029]1、本發(fā)明通過對應(yīng)用使用的帶寬資源進(jìn)行管理，利用有限的帶寬資源為多個(gè)應(yīng)用提高有效的帶寬資源分配策略，有效保證了用戶關(guān)注業(yè)務(wù)的帶寬資源；
[0030]2、本發(fā)明無需事先假設(shè)系統(tǒng)的接入帶寬大小和預(yù)留帶寬，可以根據(jù)優(yōu)先級對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)粒度的調(diào)度，在高優(yōu)先級應(yīng)用得到最大可能的帶寬資源的前提下利用剩余帶寬更為低優(yōu)先級的業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的嵌入式帶寬資源分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0033]參考圖1，本發(fā)明的嵌入式帶寬資源分配系統(tǒng)包括:優(yōu)先級劃分策略存儲模塊、數(shù)據(jù)包分類器、數(shù)據(jù)包處理器、剩余帶寬估計(jì)模塊；其中，所述的數(shù)據(jù)包分類器能夠從所述的優(yōu)先級劃分策略存儲模塊讀取優(yōu)先級劃分策略，并對外部傳輸而來的、經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包實(shí)現(xiàn)分類，分類后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)包處理器中，所述數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)剩余帶寬估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果對所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加以處理，以保證高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包優(yōu)先處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包最終被分配到對應(yīng)的應(yīng)用程序中。
[0034]下面對系統(tǒng)中各個(gè)模塊的功能做進(jìn)一步說明。
[0035]所述的數(shù)據(jù)包分類器依據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性以及優(yōu)先級劃分策略對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，并將其存放到對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中。其中，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性包括數(shù)據(jù)包的源端口、源IP、目的端口及目的IP。在所述的優(yōu)先級劃分策略中，依據(jù)應(yīng)用程序?qū)捹Y源的占用特點(diǎn)將應(yīng)用程序劃分為三個(gè)固定優(yōu)先級:時(shí)間敏感型、突發(fā)型和普通型。時(shí)間敏感型對應(yīng)于前臺應(yīng)用，即用戶正在關(guān)注的應(yīng)用；突發(fā)型對應(yīng)于對網(wǎng)絡(luò)流量要求不多的后臺應(yīng)用，如后臺通信進(jìn)程；普通型對應(yīng)于占用網(wǎng)絡(luò)帶寬大的后臺應(yīng)用，如后臺下載。對于時(shí)間敏感型應(yīng)用，應(yīng)保證其得到最高優(yōu)先級的處理，突發(fā)型次之，最后是普通型。
[0036]數(shù)據(jù)包分類器在接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，提取該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性，包括數(shù)據(jù)包的源端口、源IP、目的端口及目的IP，將所接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性與預(yù)知的應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的屬性(包括該應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所對應(yīng)的IP、端口信息)進(jìn)行比較，得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬應(yīng)用，進(jìn)而得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分類。具有不同優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包被放入不同的優(yōu)先級隊(duì)列中。
[0037]所述的數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)數(shù)據(jù)包所屬的應(yīng)用類型和當(dāng)前剩余帶寬資源，增加不同的處理延遲，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級調(diào)度，優(yōu)先級越高的數(shù)據(jù)包延遲越小。
[0038]具體而言，數(shù)據(jù)包處理器對當(dāng)前所要處理的處理包執(zhí)行如下操作:(I)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，對于時(shí)間敏感型的數(shù)據(jù)包，處理延遲為O，對于其他兩種類型的數(shù)據(jù)包，執(zhí)行后續(xù)操作；(2)若當(dāng)前剩余帶寬大于閾值，而在較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列中尚有未處理的數(shù)據(jù)包，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲，若較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列為空，則減少當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲；(3)若當(dāng)前剩余帶寬小于閾值，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲。
[0039]所述的剩余帶寬估計(jì)模塊用于計(jì)算當(dāng)前所能使用的帶寬資源。該模塊在計(jì)算當(dāng)前所能使用的帶寬資源時(shí)，采用了用估計(jì)的總帶寬減去當(dāng)前使用的帶寬資源的方法。目前已有多種技術(shù)可探測系統(tǒng)的剩余帶寬，但考慮到頻繁的探測流需要浪費(fèi)一定的帶寬資源以及實(shí)時(shí)性不夠的問題，本發(fā)明采用定期探測剩余帶寬(不需要過于頻繁)和統(tǒng)計(jì)探測期間使用的帶寬資源來估算總帶寬，在實(shí)時(shí)調(diào)整的時(shí)候，再根據(jù)估算出來的總帶寬減去當(dāng)前占用的帶寬來得到實(shí)時(shí)的剩余帶寬。估算總帶寬的具體步驟包括:(I)設(shè)定總帶寬為初始值為B0 ； (2)統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)已經(jīng)使用的帶寬資源B’；(3)探測當(dāng)前系統(tǒng)的剩余帶寬；(4)更新總帶寬值B:當(dāng)剩余帶寬不足時(shí)，總帶寬值為單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)已使用的帶寬，即B=B’，否貝U，總帶寬Β=Β’ +ΛΒ。另外，當(dāng)前使用的帶寬情況可以通過統(tǒng)計(jì)得到。
[0040]以上是對本發(fā)明的嵌入式帶寬資源分配系統(tǒng)的說明，下面結(jié)合該系統(tǒng)對帶寬資源分配方法進(jìn)行描述。
[0041]步驟201)、數(shù)據(jù)包分類器從外部接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，對其進(jìn)行處理，獲取所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性信息，包括源IP，源端口，目的IP和目的端口 ；
[0042]步驟202)、將所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性信息以及預(yù)知的應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的屬性信息進(jìn)行比較，得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬應(yīng)用，進(jìn)而得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，將不同優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包存儲到不同的優(yōu)先級隊(duì)列中；
[0043]步驟203)、依據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級和當(dāng)前的帶寬資源狀況，分別計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理延遲；
[0044]步驟204)、根據(jù)處理延遲和當(dāng)前時(shí)間，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的到期時(shí)間，按照到期時(shí)間的先后，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包放入數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中；所述數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列按照先進(jìn)先出的順序處理數(shù)據(jù)；
[0045]步驟205)、檢測所述數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列，獲取首包的到期時(shí)間；
[0046]步驟206)、判讀當(dāng)前時(shí)間是否大于數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中首個(gè)包的到期時(shí)間，若是執(zhí)行下一步，否則重新執(zhí)行步驟205)；
[0047]步驟207)、將數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中的首個(gè)包放入緩沖區(qū)；
[0048]步驟208)、應(yīng)用程序讀取該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。
[0049]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，包括優(yōu)先級劃分策略存儲模塊、數(shù)據(jù)包分類器、數(shù)據(jù)包處理器、剩余帶寬估計(jì)模塊；其中， 所述的數(shù)據(jù)包分類器從所述的優(yōu)先級劃分策略存儲模塊讀取優(yōu)先級劃分策略，并對外部傳輸而來的、經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包實(shí)現(xiàn)分類，分類后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)包處理器中，所述數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)所述剩余帶寬估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果對所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加以處理，以保證高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包優(yōu)先處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包最終被分配到外部對應(yīng)的應(yīng)用中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，所述的優(yōu)先級劃分策略包括依據(jù)應(yīng)用程序?qū)捹Y源的占用特點(diǎn)將應(yīng)用程序劃分為三個(gè)固定優(yōu)先級:時(shí)間敏感型、突發(fā)型和普通型；時(shí)間敏感型的應(yīng)用優(yōu)先級最高，突發(fā)型的應(yīng)用優(yōu)先級次之，普通型的應(yīng)用優(yōu)先級最低； 其中，時(shí)間敏感型對應(yīng)于前臺應(yīng)用，即用戶正在關(guān)注的應(yīng)用；突發(fā)型對應(yīng)于對網(wǎng)絡(luò)流量要求不多的后臺應(yīng)用，包括后臺通信進(jìn)程；普通型對應(yīng)于占用網(wǎng)絡(luò)帶寬大的后臺應(yīng)用，包括后臺下載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)包分類器在接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，提取該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性，包括數(shù)據(jù)包的源端口、源IP、目的端口及目的IP，將所接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性與預(yù)知的應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的屬性進(jìn)行比較，得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬應(yīng)用，進(jìn)而得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)包處理器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬的應(yīng)用類型和當(dāng)前剩余帶寬資源，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包增加不同的時(shí)間延遲，優(yōu)先級越高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所增加的時(shí)間延遲越小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)包處理器在處理數(shù)據(jù)包時(shí)，首先判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，對于時(shí)間敏感型的數(shù)據(jù)包，處理延遲為O，對于其他兩種類型的數(shù)據(jù)包，接著判斷當(dāng)前剩余帶寬是否大于閾值，若大于且在較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列中尚有未處理的數(shù)據(jù)包，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲，若大于且較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列為空，則減少當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲；若當(dāng)前剩余帶寬小于閾值，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，所述剩余帶寬估計(jì)模塊在計(jì)算當(dāng)前所能使用的帶寬資源時(shí)，采用利用估計(jì)的總帶寬減去當(dāng)前使用的帶寬資源的方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶寬資源分配系統(tǒng)，其特征在于，所述剩余帶寬估計(jì)模塊在估計(jì)總帶寬時(shí)，首先設(shè)定總帶寬為初始值為Btl ;接著統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)已經(jīng)使用的帶寬資源B’ ；再探測當(dāng)前系統(tǒng)的剩余帶寬；最后更新總帶寬值B:當(dāng)剩余帶寬不足時(shí)，總帶寬值為單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)已使用的帶寬，即B=B’，否則，總帶寬Β=Β’ +ΛΒ。
8.—種在權(quán)利要求1-7之一的帶寬資源分配系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的帶寬資源分配方法，包括: 步驟I)、數(shù)據(jù)包分類器從外部接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，對其進(jìn)行處理，獲取所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性信息，包括源IP，源端口，目的IP和目的端口 ； 步驟2)、將所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的屬性信息以及預(yù)知的應(yīng)用所需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的屬性信息進(jìn)行比較，得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包所屬應(yīng)用，進(jìn)而得到該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，將不同優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包存儲到不同的優(yōu)先級隊(duì)列中； 步驟3)、依據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級和當(dāng)前的帶寬資源狀況，分別計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理延遲； 步驟4)、根據(jù)處理延遲和當(dāng)前時(shí)間，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的到期時(shí)間，按照到期時(shí)間的先后，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包放入數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中；所述數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列按照先進(jìn)先出的順序處理數(shù)據(jù)； 步驟5)、檢測所述數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列，獲取首包的到期時(shí)間； 步驟6)、判斷當(dāng)前時(shí)間是否大于數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中首個(gè)包的到期時(shí)間，若是執(zhí)行下一步，否則重新執(zhí)行步驟5)； 步驟7)、將數(shù)據(jù)包等待隊(duì)列中的首個(gè)包放入緩沖區(qū)； 步驟8)、應(yīng)用程序讀取該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶寬資源分配方法，其特征在于，所述的步驟3)包括: 步驟3-1)、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級類型，對于時(shí)間敏感型的數(shù)據(jù)包，處理延遲為O，對于其他兩種類型的數(shù)據(jù)包，執(zhí)行后續(xù)操作； 步驟3-2)、若當(dāng)前剩余帶寬大于閾值，而在較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列中尚有未處理的數(shù)據(jù)包，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲，若較當(dāng)前數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級更高的隊(duì)列為空，則減少當(dāng)前數(shù)據(jù) 包的處理延遲； 步驟3-3)、若當(dāng)前剩余帶寬小于閾值，則增加當(dāng)前數(shù)據(jù)包的處理延遲。
【文檔編號】H04L12/865GK103841052SQ201210491521
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】朱小勇, 姜艷, 孫鵬, 程鋼 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所, 上海尚恩華科網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司