[发明专利]一种基于业务感知的自适应令牌桶的标记方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于业务感知的自适应令牌桶的标记方法，确切地说，涉 及一种用于IP数据网的网络服务质量QoS(Quality of Service)中的区分服务 DiffServ(Differentiated Service)模型中的自适应令牌桶的标记方法，属于网 络互连通信技术领域。

背景技术

随着网络技术的飞速发展和网络业务的不断丰富，IP网络正在成为承载多 种业务、服务于多类用户群体的公共信息传输平台。然而，传统互联网固有的 无连接特性和尽力而为的服务原则，使得其无法向用户提供有效的服务质量 QoS保障。因此，作为未来网络发展的需求之一，IP网络的QoS保障问题已 成为目前急需解决的工程技术实实际问题。

当前，IP网络中QoS的实现主要采用DiffServ体系架构。在RFC 2475中 对DiffServ架构作了明确定义，它是一种能够在互联网上实施的可扩展的服务 分类的体系结构。在DiffServ架构中，边缘路由器可根据分组的包括时延、抖 动或用户提出的其他需求的流量特性对其进行分类，并把有相似QoS需求的分 组划分到同一转发等价类中。接着，边缘路由器对完成分类的分组根据其所属 业务流的特点(如：承诺的信息传输速率、允许的突发度等)执行标记操作。 标记的目的是对同一业务流中的各个分组区分不同的丢弃优先级。标记后的分 组通常分为红、黄、绿三类，其中红色分组的丢弃优先级最高，黄色分组次之， 绿色分组最低。分类和标记的结果用IP分组头中的区分服务代码点DSCP (Differential Services Code Point)字段进行标识。在转发过程中，每个支持 DiffServ的路由器都会根据这个DSCP值把分组映射到称之为逐跳行为PHB (Per-Hop Behavior)的一类转发行为中，并在转发过程中区别对待之。DiffServ 网络的最大特征是将许多复杂的控制转移到网络边界来执行，而使内部的核心 路由器只需对叠加以后的汇聚流进行处理，从而大大减少网络内部应该记录的 不同状态，简化了网络内部节点的操作。

然而，正是由于DiffServ针对汇聚流执行转发操作的特点，使其对于每个 单流，仅能提供粗粒度的QoS保证，因而会产生一些新的问题。例如：各个流 之间的公平性问题，每个单流的QoS保证问题等等。

当前，对DiffServ的改进重点大多是在解决各个流之间的公平性问题，例 如：传输控制协议TCP流和用户数据报协议UDP流之间的公平性，一个汇聚 流内部的各个单流之间的公平性，以及各个汇聚流之间的公平性等等。但是， 这样的改进通常只是对一个或若干个业务流产生影响，即在提高了一种业务的 传输性能的同时，势必会降低其它业务的传输性能。此外，由于存在着公平性 定义不明确的问题，也不一定能保证提高总体业务的QoS性能。

另一方面，出于复杂度的考虑，较之上述公平性方面的改进，目前针对每 个单流QoS保证的改进则较为少见。然而，由于最终呈现给用户的业务是分离 的单个业务流，因此，如何从用户角度出发，尽可能地提高单流QoS的方法就 成为业内许多科技人员考虑和研究的焦点。其中，在多媒体业务领域，南卡罗 来纳大学计算机科学系的Krishanu Seal和Suresh Singh通过对用户感知QoS的 实验进行调研分析后，得出结论：不同业务流中被丢弃分组的分布，以及被丢 弃分组的类型，都会对用户感知到的QoS产生重大影响。

下面，以视频和音频业务为例，进行具体说明：

参见图1，在被丢弃分组的分布方面，用户对于视频业务更倾向于接受分 布式(Distributed)的丢弃方式，而对于音频业务更乐于接受突发式(Burst) 的丢弃方式；图中，带有斜纹的窄长条形方块表示丢弃的分组，空白的窄长条 形方块表示未丢弃的分组。因此，可以对视频业务和音频业务分别采取不同的 丢弃方式，来提高用户感知到的QoS，为了能够描述不同的丢包分布方式，他 们还建议了一个新的QoS需求参数：lossProfile。