[发明专利]一种基于令牌桶的流量监管方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输领域，尤其涉及一种应用于无源光网络(GPON)中的基于 令牌桶的流量监管方法及设备。

背景技术

随着因特网的发展，IP业务不断快速增长。GPON技术受到广泛关注，它以前所 未有的经济性以原有格式支持传统电信业务，也支持着未来向全分组/全IP网络的 演进。

如何提高信息在传输中的质量(QoS)也是一个关键所在。QoS技术就是为用户 业务提供端到端的服务质量保证，已成为近几年业界研究的热点。目前存在多种QoS 服务模型，其中应用最广的是区分服务模型(DiffServ)。DiffServ模型通过数据 包分类、拥塞管理、拥挤避免、速率限制和流量整形技术来实现服务质量控制，在 其速率限制和流量整形中，主要使用了令牌桶算法来评估流量速率是否超过规定值。

令牌桶流量监管机制在数据传输领域中使用的相当普遍，其基本原理是以一定 的填充速率往令牌桶填充令牌数，然后将需要通过的报文长度与令牌桶的令牌数进 行比较，如果令牌桶中的令牌数大于或等于报文长度，则允许报文通过，否则禁止 报文通过，从而达到限制流量的目的。

RFC中定义了两种令牌桶算法——单速率三色标记算法和双速率三色标记算 法，其评估结果都是为报文打上红、黄、绿三色标记。根据报文的颜色，设置报文 的丢弃优先级，其中单速率三色标记算法比较关心报文尺寸的突发，而双速率三色 标记算法则关注速率上的突发，两种算法都可工作于色盲模式和非色盲模式。

单速率三色标记算法采用单桶或双桶结构，令牌添加方式和报文处理流程比较 简单；双速率三色记算法采用双桶结构，令牌添加方式和报文处理流程相对复杂。 前者关注报文尺寸上的突发，后者关注速率上的突发，两者各有优点。其中，双漏 桶的结构如图1所示。

目前，人们通常采用单一的单速率三色标记算法或者双速率三色标记算法来进 行流量监管，针对于不同种类的报文，这种采用单一算法的监管方法并不适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于令牌桶的流量监管方法，还提供一 种基于令牌桶的流量监管设备，同时支持双漏桶单速率三色标记算法和双漏桶双速 率三色标记算法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于令牌桶的流量监管方法，包括步骤：

(1)预先设置不同漏桶算法规则的各项参数，同时建立流ID与所述漏桶算法 规则的映射关系表；

(2)获取待监管的报文，以此报文的流ID为索引查找其对应的漏桶算法规则 及漏桶参数，据此确定当前平均漏桶和峰值漏桶中可使用的令牌数，将所述报文的 长度与平均漏桶和峰值漏桶中可使用的令牌数分别比较，采用相应的漏桶算法规则 根据比较结果对所述报文进行着色，同时更新并保存所述漏桶参数以作为处理下一 级具有相同流ID的报文的待用参数，然后根据着色结果对所述报文进行丢弃或者 转发处理。

其中，步骤(1)中，所述漏桶算法规则的参数包括：着色规则选择位、平均漏 桶填充速率、峰值漏桶填充速率、平均漏桶的深度、峰值漏桶的深度；其中，所述 着色规则位用于标识采用的算法为单速率三色标记算法还是双速率三色标记算法；

所述漏桶参数包括流ID、添加令牌的时间标签、平均漏桶中的剩余令牌数、峰 值漏桶中的剩余令牌数。

其中，所述步骤(2)中包括以下并行处理的三个步骤：

①由第一流水模块进行以下处理：按级读取待监管的报文，以其流ID为索引 查找并获取对应的漏桶算法规则的各项参数；然后将所述报文及其对应的漏桶算法 规则的各项参数发送给第二流水模块进行处理；