[发明专利]一种提高网络流量控制性能的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络技术，尤其涉及一种提高网络流量控制性能的方法及其设备。

背景技术

流量控制是一种主动调整流量输出速率的措施，其典型的作用是限制流出某一网络的某些流量与突发，使这类报文以均匀的速度向外发送。

流量控制通常使用队列和令牌桶算法来完成，当报文的发送速度过快时，首先在队列进行缓存，在令牌桶的控制下再均匀地发送这些被缓冲的报文。

现有技术中用到的分层令牌桶(Hierarchical Token Bucket，HTB)是一种流量分类控制的经典算法，它可以有效提高带宽利用率和限制P2P等海量下载软件的使用。对于正常上网的内网主机，系统将允许它突破最小限速，但不能突破最大限带；相反，对于长期使用P2P等软件的内网主机，系统将会减小它的带宽，使其不能突破其最小限速，对其他主机的影响降到最低。每个HTB的类(CLASS)都有三种状态：绿色、黄色和红色状态。绿色状态指当前速率小于或等于稳定速度，该状态下的CLASS有充足的令牌桶用于发送队列中的数据包；黄色状态指当前速率大于稳定速率但不大于最大速率，该状态下的CLASS没有足够的令牌桶用于发送队列中的数据包，需向其上级CLASS借用令牌，其所有的上级CLASS被称为父类。当黄色状态下的CLASS积累了足够多的令牌桶时再发送队列中的数据包，如果其父类也处于黄色状态，则继续此规则；红色状态指当前速率超过了最大速率，此CLASS不能从其父类分得任何数目的令牌桶。

图1A为HTB算法中等待树模型图。该等待树创建有CLASS1:2和CLASS1:5，其中CLASS1:2下又创建有CLASS1:3和CLASS1:4。如图所示，CLASS1:2和CLASS1:4都处于红色状态，该状态下进来的数据包将不会被马上发送甚至被丢弃；CLASS1:3和CLASS1:5处于黄色状态，该状态下的进来的数据包将需要向其父类借用令牌桶发送。每隔一段时间HTB算法都会刷新一次等待树，它会检查CLASS的刷新时间与当前时间的差是否超过一定的值，如果超过则先去更新CLASS的令牌桶数，并更新CLASS的状态和当前CLASS的更新时间，当其状态变为绿色状态时，将其从等待树删除。因此等待树状态为黄色或者红色的CLASS组成，且为二叉树。

图2为HTB算法中的就绪树模型图。等待树在经过刷新后，原来处于黄色状态的CLASS1:5可能变成了绿色状态，其将从等待树上删除；原来处于红色状态的CLASS1:2也变成了绿色状态，它也将从等待树上删除，而原来处于红色状态的CLASS1:4变成了黄色。

现有技术的流量控制设备通过遍历就绪树，就绪树是由状态为黄色和绿色状态的CLASS组成，黄色的CLASS通过其绿色状态的祖先CLASS挂到就绪树上，而绿色状态的CLASS则直接挂到就绪树上。遍历的原则是两纬的，一个是层次，另外一个是优先级。由于黄色的CLASS是通过其祖先挂到就绪树上的，因此其层次更深，而绿色状态的CLASS层次更浅，因此绿色状态的CLASS将被优先遍历到，在遍历绿色状态的CLASS时，按照CLASS所指定的优先级进行遍历，从就绪树中选择到CLASS后，将CLASS的队列中的数据包进行发送，然后根据数据包的长度再算出要消耗的令牌桶数目，再更新CLASS和其父类的令牌桶数和它们的状态。

由于现有技术流量控制设备需要频繁刷新等待树，且遍历就绪树的复杂性，降低了设备的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提高网络流量控制性能的方法及其设备。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种提高网络流量控制性能的方法，该方法包括以下步骤：接收数据包；根据配置的系统策略将数据包打上其所属的CLASS标签；根据CLASS标签找到相应CLASS；当CLASS的状态为可发送状态时，根据数据包的长度再算出要消耗的令牌桶数目，根据当前时间更新CLASS当前所拥有的令牌桶数，然后用CLASS当前所拥有的令牌桶数减去数据包所消耗的令牌桶数，对CLASS的父类也做此操作，更新CLASS和其父类的状态；最后发送数据包。