[发明专利]一种带宽资源分配系统与方法

权利要求书

1.一种带宽资源分配系统，其特征在于，包括优先级划分策略存储模块、数据包分类器、数据包处理器、剩余带宽估计模块；其中，

所述的数据包分类器从所述的优先级划分策略存储模块读取优先级划分策略，并对外部传输而来的、经过网络协议栈处理的网络数据包实现分类，分类后的网络数据包被传输到所述数据包处理器中，所述数据包处理器根据所述剩余带宽估计模块的估计结果对所述的网络数据包加以处理，以保证高优先级的数据包优先处理，网络数据包最终被分配到外部对应的应用中。

2.根据权利要求1所述的带宽资源分配系统，其特征在于，所述的优先级划分策略包括依据应用程序对带宽资源的占用特点将应用程序划分为三个固定优先级：时间敏感型、突发型和普通型；时间敏感型的应用优先级最高，突发型的应用优先级次之，普通型的应用优先级最低；

其中，时间敏感型对应于前台应用，即用户正在关注的应用；突发型对应于对网络流量要求不多的后台应用，包括后台通信进程；普通型对应于占用网络带宽大的后台应用，包括后台下载。

3.根据权利要求2所述的带宽资源分配系统，其特征在于，所述的数据包分类器在接收到网络数据包后，提取该网络数据包的属性，包括数据包的源端口、源IP、目的端口及目的IP，将所接收网络数据包的属性与预知的应用所需网络服务的属性进行比较，得到该网络数据包所属应用，进而得到该网络数据包的优先级类型，从而实现对网络数据包的分类。

4.根据权利要求1所述的带宽资源分配系统，其特征在于，所述的数据包处理器根据网络数据包所属的应用类型和当前剩余带宽资源，为网络数据包增加不同的时间延迟，优先级越高的网络数据包所增加的时间延迟越小。

5.根据权利要求4所述的带宽资源分配系统，其特征在于，所述的数据包处理器在处理数据包时，首先判断当前网络数据包的优先级类型，对于时间敏感型的数据包，处理延迟为0，对于其他两种类型的数据包，接着判断当前剩余带宽是否大于阈值，若大于且在较当前数据包的优先级更高的队列中尚有未处理的数据包，则增加当前数据包的处理延迟，若大于且较当前数据包的优先级更高的队列为空，则减少当前数据包的处理延迟；若当前剩余带宽小于阈值，则增加当前数据包的处理延迟。

6.根据权利要求1所述的带宽资源分配系统，其特征在于，所述剩余带宽估计模块在计算当前所能使用的带宽资源时，采用利用估计的总带宽减去当前使用的带宽资源的方法。

7.根据权利要求6所述的带宽资源分配系统，其特征在于，所述剩余带宽估计模块在估计总带宽时，首先设定总带宽为初始值为B₀；接着统计单位时间内系统已经使用的带宽资源B’；再探测当前系统的剩余带宽；最后更新总带宽值B：当剩余带宽不足时，总带宽值为单位时间内系统已使用的带宽，即B=B’，否则，总带宽B=B’+△B。

8.一种在权利要求1-7之一的带宽资源分配系统上实现的带宽资源分配方法，包括：

步骤1)、数据包分类器从外部接收到网络数据包后，对其进行处理，获取所述网络数据包的属性信息，包括源IP，源端口，目的IP和目的端口；

步骤2)、将所述网络数据包的属性信息以及预知的应用所需网络服务的属性信息进行比较，得到该网络数据包所属应用，进而得到该网络数据包的优先级类型，将不同优先级的网络数据包存储到不同的优先级队列中；

步骤3)、依据网络数据包的优先级和当前的带宽资源状况，分别计算网络数据包的处理延迟；

步骤4)、根据处理延迟和当前时间，计算网络数据包的到期时间，按照到期时间的先后，将网络数据包放入数据包等待队列中；所述数据包等待队列按照先进先出的顺序处理数据；

步骤5)、检测所述数据包等待队列，获取首包的到期时间；

步骤6)、判断当前时间是否大于数据包等待队列中首个包的到期时间，若是执行下一步，否则重新执行步骤5)；

步骤7)、将数据包等待队列中的首个包放入缓冲区；

步骤8)、应用程序读取该网络数据包。

9.根据权利要求8所述的带宽资源分配方法，其特征在于，所述的步骤3)包括：

步骤3-1)、判断当前数据包的优先级类型，对于时间敏感型的数据包，处理延迟为0，对于其他两种类型的数据包，执行后续操作；

步骤3-2)、若当前剩余带宽大于阈值，而在较当前数据包的优先级更高的队列中尚有未处理的数据包，则增加当前数据包的处理延迟，若较当前数据包的优先级更高的队列为空，则减少当前数据包的处理延迟；

步骤3-3)、若当前剩余带宽小于阈值，则增加当前数据包的处理延迟。