[发明专利]流量控制系统和流量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种流量控制系统和一种流量控制方法。

背景技术

智能管道技术已成为互联网发展趋势。智能管道建立在对网络流量的深度分析的基础之上，达到对互联网管道流量可视、可控、可运营的目的。DPI设备在智能管道的建设中起到至关重要的作用，DPI设备需要在流量内容分析的基础上，实现流量内容的精准控制。

令牌桶算法是DPI设备在流量管理和控制时的一种常用算法，其通过监督进入网络端口的流量速率，对超出部分的流量进行丢弃，从而限制流量经过的速率。例如将P2P流量速率限制到100M之内。

如图1所示，对于需要从某端口传输的数据包的流量大小，通过设置令牌桶来进行限制。一方面，按一定速度向令牌桶内添加令牌，但令牌桶的大小有限，超出该大小的令牌将被丢弃。另一方面，网络上每接收到数据包时，根据该数据包的大小，需要消耗掉令牌桶内相应数量的令牌，才能够被转发；而当数据包所需要消耗的令牌数过大，超出了令牌桶内的令牌总数，则数据包无法被立即转发，甚至需要被丢弃。

对于某个由多个数据包构成的数据流而言，其中的每个数据包都需要进行协议类型识别。一方面，对于完成识别的数据包，需要根据上述步骤，将其所需的令牌数与令牌桶内的令牌总数进行比较，以确定是否能够转发；另一方面，对于未识别的数据包，则不经过上述比较，直接转发。

可见，现有的令牌桶流量控制方法，能够做到对识别后的数据包的流量进行精确控制，但对于未识别的数据包则由于直接转发，无法计算在控制流量之内，并且由于多条数据流的建立、数据流之间的老化状态交替等原因，从而导致实际通过的流量多于流量控制的设定值，流量控制并不精确。

因此，需要一种新的流量控制技术，可以对数据流中未识别的数据包同样进行流量统计和控制，从而更精确地实现应用协议的流量控制。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种新的流量控制技术，可以对数据流中未识别的数据包同样进行流量统计和控制，从而更精确地实现应用协议的流量控制。

有鉴于此，本发明提出了一种流量控制装置，基于令牌桶算法控制数据传输流量，所述装置包括：类型识别单元，用于对一条数据流中的每个数据包分别进行协议类型识别；数据包转发单元，用于直接转发所述类型识别单元无法识别的数据包；信息记录单元，用于记录所述无法识别的数据包的数据流量；令牌更新单元，用于利用所述无法识别的数据包的数据流量所需占用的令牌数，更新令牌桶中的令牌总量。

在该技术方案中，通过对未识别的数据包也进行流量统计，并据此对令牌桶内的令牌总量进行更新，实际上是对这部分的数据包也进行了流量控制，从而使得对于数据传输流量的控制更加准确。

在上述技术方案中，优选地，还包括：数量获取单元，用于获取所述令牌桶中的实时令牌总量X1，以及指定的已识别数据包的数据流量所需占用的令牌数X2；其中，所述数据包转发单元还用于：当X1≥X2时，转发所述指定的已识别数据包，当X1＜X2时，丢弃所述指定的已识别数据包，或等待所述实时令牌总量X1增长至满足X1≥X2时转发所述指定的已识别数据包。

在该技术方案中，已识别数据包即完成了协议类型识别的数据包，这部分数据包需要通过对所需令牌数量和剩余令牌总量进行比较后，才能够判断是否转发。对于令牌总量足够的情况下，可以直接转发；而对于令牌总量不足的情况下，可以直接丢弃该数据包，但由于令牌桶内的令牌总量是不断被注入而增长的，因而可以等待到令牌总量足够的时候再转发，而无需丢弃该数据包，确保数据流的完整性。

在上述技术方案中，优选地，所述令牌更新单元还用于：在所述令牌桶内的实时令牌总量小于所述无法识别的数据包对应的令牌数的情况下，使所述令牌桶保持置空，直至后续注入的令牌数与所述无法识别的数据包对应的令牌数相抵。

在该技术方案中，假定令牌桶内的令牌总量为a，而无法识别的数据包对应的令牌数为b，且令牌桶内的令牌注入速度为v，则当b＞a时，在t=(b-a)/v的时间内，都需要保持令牌桶内的令牌总量为0，以确保对未识别的数据包所占用的令牌数(实际上即占用的流量)进行精准的记录。

在上述技术方案中，优选地，所述令牌更新单元用于：在每个无法识别的数据包被转发之后，分别利用这个被转发的数据包的数据流量所需占用的令牌数更新所述令牌桶中的令牌总量。