CN101582839A - 数据流量调节的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供了一种数据流量调节的方法、装置及系统。首先接收带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示数据接收方的传输带宽；然后根据所述带宽指示信息，获知数据接收方的传输带宽；再根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收方的数据流量。按照这样的操作步骤，就可以根据数据接收方，也就是通信设备传输带宽的变化适应性的调节所接收到的数据流量，避免了通信设备内部流量的拥塞，保证了业务传输的稳定性；同时也避免了对高优先级业务传输带来的不利影响，提高了系统的传输性能。

Description

数据流量调节的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种数据流量调节的方法、装置及系统。

背景技术

目前在很多的通信设备中，都可以根据通信设备信道的传输条件，实时的调整通信设备的传输带宽以适应信道条件的变化。如图1所示为通信设备传输带宽随信道条件变化的示意图，图中：当信道的传输条件比较好，如在晴朗的天气条件下时，就可以配置较大的传输带宽，从而支持各种业务应用的传输工作；而当信道的传输条件比较差，如在暴雨的天气条件下时，就必须配置较小的传输带宽以适应恶劣的传输条件。在这种传输带宽很小的情况下，可以通过流量分类和流量管理技术来保证部分高优先级业务的传输不受影响，而其余的低优先级业务则随着信道条件的变化而动态的调整，例如减少甚至完全终止这些低优先级的业务传输。

然而出于成本和需求等各方面因素的考虑，目前很多通信设备内部的流量分类和流量管理功能还比较简单，甚至缺乏这方面的管理能力。这样当具备带宽调节功能的通信设备根据信道条件自动调整了设备的传输带宽之后，由于连接到该通信设备的上游设备，例如外部路由交换等数据设备无法得知该通信设备传输带宽的改变，仍然会以原速率向该通信设备传送业务，这样就有可能造成进入该通信设备的流量大于该通信设备所发出去的流量，使该通信设备内部数据包的缓存量增加，甚至造成流量拥塞。

举例来说，以无线微波设备的通信传输为例，如图2所示为以太微波设备通信传输的结构示意图，图中：以太微波设备(Ethernet MicroWave)接收来自上游的IP/MPLS(Internet Protocol/Multi-Protocol Label Switching)数据设备所传输的业务数据后，通过室外单元(ODU，Out-Door Unit)和天线从空口将该业务数据发送出去。当以太微波设备的信道条件变差，例如在大雨的天气条件下时，该微波设备就会通过自适应调制技术自动切换到一个低等级的传输参数配置方案上工作，进而导致该微波设备的传输带宽会有一定程度的减小；但是由于连接到该微波设备的上游设备，即IP/MPLS数据设备并不知道传输带宽的这种变化，仍以原速率向该微波设备输送业务数据，这样就会造成通过以太网链路进入该微波设备的流量大于通过ODU和天线从空口上发送出去的流量，其内部数据包的缓存水位也会逐渐上涨，当上涨到一定程度时，就会造成内部流量的拥塞，严重影响到系统的传输性能。

同时，由于很多通信设备内部的流量分类和流量管理功能还比较简单，甚至缺乏这样的管理功能，所以通信设备内部有可能根本无法区分各种业务流量的优先级，当通信设备内部的缓存已经被大量的低优先级数据报文占据时，高优先级的数据报文就只能等待低优先级数据报文发送完之后才能发送，这样就会影响高优先级业务的数据传输，造成很大的时延，降低了系统的传输性能。

综上所述，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术方案中，通信设备不能够准确的根据自身传输带宽的变化适应性的调节所接收到的数据流量，这样就有可能造成内部流量的拥塞；同时也会对高优先级的业务传输带来影响，降低了系统的传输性能。

发明内容

本发明实施方式所要解决的技术问题在于提供一种数据流量调节的方法、装置及系统，能够根据通信设备传输带宽的变化适应性的调节该通信设备所接收到的数据流量，保证了业务传输的稳定性，同时也避免了对高优先级业务传输带来的不利影响，提高了系统的传输性能。

本发明实施方式是通过以下技术方案实现的：

一种数据流量调节的方法，包括：

接收带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示数据接收方的传输带宽；

根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收方的传输带宽；

根据所述数据接收方的传输带宽，调节发往所述数据接收方的数据流量。

本发明实施方式还提供了一种数据接收装置，所述装置包括：

帧扩展单元，用于对以太网帧进行定义扩展，在扩展后的以太网帧中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽；

指示信息发送单元，用于发送所述带宽指示信息。

本发明实施方式还提供了一种数据发送装置，包括：

指示信息接收单元，用于接收包含有数据接收装置传输带宽的带宽指示信息，所述带宽指示信息携带于以太网帧的扩展部分；

扩展帧识别单元，用于识别所述以太网帧的扩展部分，得到所述带宽指示信息，并根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收装置的传输带宽；

流量调节单元，用于根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收装置的数据流量。

本发明实施方式还提供了一种数据传输系统，所述系统包括数据发送装置和数据接收装置，其中：

所述数据接收装置中包括帧扩展单元和指示信息发送单元，

所述帧扩展单元，用于对以太网帧进行定义扩展，在扩展后的以太网帧中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽；

所述指示信息发送单元，用于发送所述带宽指示信息至所述数据发送装置。

由上述所提供的技术方案可以看出，首先接收带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示数据接收方的传输带宽；然后根据所述带宽指示信息，获知数据接收方的传输带宽；再根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收方的数据流量。按照这样的操作步骤，就可以根据数据接收方，也就是通信设备传输带宽的变化适应性的调节所接收到的数据流量，避免了通信设备内部流量的拥塞，保证了业务传输的稳定性；同时也避免了对高优先级业务传输带来的不利影响，提高了系统的传输性能。

附图说明

图1为通信设备传输带宽随信道条件变化的示意图；

图2为以太微波设备通信传输的结构示意图；

图3为本发明实施方式所述数据流量调节方法的流程示意图；

图4为普通的OAM帧结构示意图；

图5为本发明具体实施例中扩展后的OAM帧结构示意图；

图6为本发明具体实施例中数据流量调节的结构示意图；

图7为本发明实施方式所述数据接收装置的结构示意图；

图8为本发明实施方式所述数据发送装置的结构示意图；

图9为本发明实施方式所述数据传输系统的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施方式提供了一种数据流量调节的方法、装置及系统。通信系统中的数据接收方可以采用实时和/或周期性的方式发送带宽指示信息到其上游设备，所述的带宽指示信息中包含有数据接收方的传输带宽信息，即可用带宽；然后上游设备，也就是数据发送方在收到该带宽指示信息后，根据该带宽指示信息，就可以获知数据接收方的传输带宽信息；此时数据发送方就可以对发送到所述数据接收方的数据流量进行适应性调节，使其和数据接收方当前的传输带宽相适配。通过这样的流量调节方式，就避免了数据接收方内部流量的拥塞，保证了业务传输的稳定性；同时由于数据发送方可以利用自身具备的丰富的流量分类和流量管理功能，选择丢弃部分低优先级的数据流量以适配外部传输带宽的变化，这样也就避免了对高优先级业务传输带来的不利影响，保证了高优先级数据流量的稳定传输，从而提高了系统的传输性能。

另外，以上所述数据发送方对数据流量进行的调节，可以利用集成软件来执行流量调节的适配过程，也可以由单独的功能实体来自动完成，例如特殊应用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等硬件实体来完成。

为更好的描述本发明实施方式，现结合附图对本发明的具体实施方式进行说明，如图3所示为所述数据流量调节方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤31：接收带宽指示信息。

具体来说可以是由特定的功能模块来对数据接收方所发出的信息进行监控，当数据接收方发出带宽指示信息后，特定的功能模块接收该带宽指示信息，并将其传递给数据发送方，该带宽指示信息用于指示数据接收方的传输带宽。当然，以上所述的特定的功能模块也可以直接集成在数据发送方中，由数据发送方来对数据接收方所发出的信息进行监控。

以上数据接收方所发出的带宽指示信息可以是对现有以太网帧进行的自定义，只要数据发送方和数据接收方都能够识别该自定义的以太网帧，就可以满足要求，例如可以对操作管理维护帧(OAM帧)进行扩展，将所述带宽指示信息设置在所述操作管理维护帧中的数据域中，并使数据发送方和数据接收方都能识别对该操作管理维护帧所进行的扩展。

所扩展的带宽指示信息中可以包括类型域、长度域、信息速率域和突发长度域等信息，所述的类型域用于标识所述带宽指示信息的类型；所述的长度域用于指示所述带宽指示信息的长度；所述的信息速率域用于指示所述数据接收方当前的传输带宽；而所述的突发长度域是用于指示在当前传输带宽下允许的最大突发长度，其单位一般用字节(byte)来表示。

另外，在上述扩展的带宽指示信息中也可以包括速率等级域，所述的速率等级域是用于指示所述数据接收方当前传输带宽的等级，通过该速率等级域所指示的等级就可以获知相应等级的传输带宽值和最大突发长度值。

另外，除可以包含以上信息外，在所述带宽指示信息中还可以包括流标识域，所述的流标识域是用于当处于同一传输带宽中的数据流量被划分成若干组集合时，标识所述带宽指示信息所应用的数据流量集合。

下面以对操作管理维护帧(OAM帧)进行的扩展来进行举例说明，如图4所示为普通的OAM帧结构示意图，图中：Destination Address用于表示目标地址，如图中标识的01-80-c2-00-00-02；Source Address用于表示源地址；Length/Type表示的是帧的长度/类型；Subtype表示的是慢速协议子类型；标记Flags域用于指示各种协议状态以及一些紧急事件；码字Code域被用于标识特定类型的OAM协议数据单元，例如环回、MIB访问请求、或紧急事件指示等；FCS域用来表示帧的冗余校验机制；以上的部分都是普通OAM帧结构中所包含的内容。

在本例中是在上述OAM帧结构的基础上，对数据Data域进行相应的扩展，在进行扩展时，相应的码字Code域的数值为0xFE，表示对OAM帧进行了特定情况的扩展。如图5所示为扩展后的OAM帧结构示意图，图中：数据Data域的前3个字节是组织统一标识符OUI，而数据域扩展的其余部分的格式和功能就取决于具体OUI的数值；其中，其余部分的扩展信息可以包括：

类型Type域，用于标识此带宽指示信息的类型，其长度可以是1字节。

长度Length域，用于以字节为单位指示该带宽指示信息的长度，该长度域的长度也可以是1字节。

速率等级Class of Rate域，用于标识数据接收方当前可用传输带宽的等级，该域的长度可以为1字节。

信息速率Information Rate域，用于指示数据接收方当前的最大传输带宽，单位是比特每秒bit/s，该域的长度可以为4字节。

突发长度Burst Size域，用于指示在当前传输带宽下允许的最大突发长度，其单位是字节byte，该域的长度也可以为4字节。

除了包含以上所述的信息域之外，还可以包含一个流标识Traffic ID域，所述的流标识域用来标识该带宽指示信息所应用的业务流集合。在某些场景下，可能需要将同一链路中的流量划分成若干个集合，如果带宽调节是以组为单位独立进行的，此时就可以通过流标识域来指明的一个具体的业务流集合；如果不需要基于组进行带宽调节，那么该流标识域的值可以设置为0，表明对所有流量的全集有效。

按照以上的扩展方式对OAM帧进行扩展后，当数据接收方的传输带宽发生变化时，数据接收方就可以发送该扩展后的OAM帧，所述扩展后的OAM帧中包含所述数据接收方当前传输带宽的带宽指示信息；而数据发送方就可以通过特定的功能模块来接收该带宽指示信息，并进行后继操作。

步骤32：根据所述带宽指示信息，获知数据接收方的传输带宽。

具体来说就是，当数据发送方通过特定的功能模块接收到带宽指示信息之后，就可以通过解析该带宽指示信息来获知数据接收方的传输带宽。

步骤33：根据所述的传输带宽，调节发往所述数据接收方的数据流量。

具体来说就是，在数据发送方获知数据接收方的传输带宽后，就可以调节自身发往数据接收方的数据流量，使该数据流量与数据接收方当前的传输带宽相适应。

具体进行调节的方法可以是通过重新配置与数据传输有关的服务等级QoS参数，来调节发送到所述数据接收方的数据流量，以适应所述数据接收方当前的传输带宽。例如可以按照数据流量优先级由低至高的顺序进行丢弃，将低优先级的数据流量丢弃掉，优先保证高优先级数据流量的传输，这样即可以使发送到数据接收方的数据流量适应数据接收方当前的传输带宽，又可以使高优先级的数据流量始终得到带宽保证。

通过以上操作步骤的实施，就避免了数据接收方内部流量的拥塞，保证了业务传输的稳定性；同时由于数据发送方可以利用自身具备的丰富的流量分类和流量管理功能，选择丢弃部分低优先级的数据流量以适配外部传输带宽的变化，这样也就避免了对高优先级业务传输带来的不利影响，保证了高优先级数据流量的稳定传输，从而提高了系统的传输性能。

另外，以上所述的带宽指示信息可以在数据接收方传输带宽改变时，由数据接收方主动发送；也可以是以一个固定的时间间隔周期性的发送，以固定的时间间隔上报数据接收方当前的传输带宽。

以上所述的数据接收方可以是具备自适应调制功能的传输设备，例如以太微波设备等。下面以数据接收方为以太微波设备，数据发送方为与以太微波设备相连的IP/MPLS设备为例，对带宽调节的过程进行详细说明：

如图6所示为本实施例中数据流量调节的结构示意图，图中：

在进程1中：数据接收方，例如可以是以太微波设备不断实时地监视微波信道的传播条件，当信道条件发生劣化并导致信噪比降低到一个预定义的阈值时，数据接收方内置的自适应调制引擎就会切换到一个更低等级的调制和编码方式上去工作，这就会导致数据接收方当前传输带宽相应的减小。

在进程2中：数据接收方会向与其互联的数据发送方发出带宽指示信息，这里所述的数据发送方可以是IP/MPLS设备，通过该带宽指示信息来通知数据发送方降低发送的数据流量。所述的带宽指示信息可以是按照以上方法对OAM帧的扩展，也可以是其他形式的传递类似信息的消息帧或报文，例如可以对现有以太网帧进行相应的自定义，只要数据发送方和数据接收方都能够识别该自定义的以太网帧，就可以满足要求。

在进程3中：数据发送方接收和解析该带宽指示信息，获知数据接收方当前最大的传输带宽；然后根据该最大的传输带宽，调节自身发送到数据接收方的数据流量，使该数据流量与所述数据接收方当前的传输带宽相适应。

具体可以是通过重新配置与数据传输有关的服务等级QoS参数，如端口级Shaping的CIR/CBS参数，以适应新的传输带宽。利用相应的QoS参数和调度机制，部分低优先级数据流量将会被丢弃，例如优先级较低的3G R99 PS或HSDPA等数据流量，传输带宽减小得越多，就会有更多的低优先级数据流量被丢弃；然而，那些高优先级数据流量，例如2G或3G R99 CS等数据流量始终可以得到带宽保证。从而就避免了数据接收方内部流量的拥塞，保证了业务传输的稳定性；又可以利用数据发送方自身具备的丰富的流量分类和流量管理功能，选择丢弃部分低优先级的数据流量以适应外部传输带宽的变化，保证了高优先级数据流量的稳定传输，提高了系统的传输性能。

以上所述的带宽指示信息可以采用实时和周期性相结合的方式来发送。通常情况下，带宽指示信息以一个固定的间隔时间，例如每秒一次周期性的发送；当数据接收方的传输带宽发生变化时，一个包含当前传输带宽信息的带宽指示信息将被实时地发送出来，以便通知数据发送方启动对发送数据流量的调整。

本发明实施方式还提供了一种数据接收装置，如图7所示为本发明实施方式所述数据接收装置的结构示意图，所述装置包括帧扩展单元71和指示信息发送单元72，其中：

所述帧扩展单元71用于对以太网帧进行定义扩展，在扩展后的以太网帧中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽，具体定义扩展的方式如上方法实施方式中所述。

所述指示信息发送单元72用于发送所述带宽指示信息。其中，当所述数据接收装置的传输带宽发生变化时，所述指示信息发送单元72发送所述带宽指示信息；或，所述指示信息发送单元72也可以一个固定的时间间隔周期性的发送所述带宽指示信息；或采用以上两种方式相结合来进行发送。

以上所述的帧扩展单元71具体可以是操作管理维护帧扩展单元711，所述的操作管理维护帧扩展单元711用于对操作管理维护帧进行扩展，在扩展后的操作管理维护帧的数据域中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽。

以上所述数据接收装置具体可以是具备自适应调制功能的以太微波设备。

本发明实施方式还提供了一种数据发送装置，如图8所示为本发明实施方式所述数据发送装置的结构示意图，所述装置包括指示信息接收单元81、扩展帧识别单元82和流量调节单元83，其中：

所述指示信息接收单元81用于接收包含有数据接收装置传输带宽的带宽指示信息，所述带宽指示信息携带于以太网帧的扩展部分。

所述扩展帧识别单元82用于识别所述以太网帧的扩展部分，得到所述带宽指示信息，并根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收装置的传输带宽。

所述流量调节单元83用于根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收装置的数据流量。具体进行调节的方法可以是通过重新配置与数据传输有关的服务等级QoS参数，来调节发送到所述数据接收方的数据流量，以适应所述数据接收方当前的传输带宽；也可以按照数据流量优先级由低至高的顺序进行丢弃，将低优先级的数据流量丢弃掉，优先保证高优先级数据流量的传输，这样即可以使发送到数据接收方的数据流量适应数据接收方当前的传输带宽，又可以使高优先级的数据流量始终得到带宽保证。

本发明实施方式还提供了一种数据传输系统，如图9所示为本发明实施方式所述系统的结构示意图，所述系统包括数据发送装置和数据接收装置，其中：

所述数据接收装置中包括帧扩展单元和指示信息发送单元，

所述帧扩展单元，用于对以太网帧进行定义扩展，在扩展后的以太网帧中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽。

所述指示信息发送单元，用于发送所述带宽指示信息至所述数据发送装置。

另外，所述数据发送装置中包括指示信息接收单元、扩展帧识别单元和流量调节单元，其中：

所述指示信息接收单元，用于接收包含有所述数据接收装置传输带宽的带宽指示信息，所述带宽指示信息携带于以太网帧的扩展部分；

所述扩展帧识别单元，用于识别所述以太网帧的扩展部分，得到所述带宽指示信息，并根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收装置的传输带宽；

所述流量调节单元，用于根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收装置的数据流量。

综上所述，本发明实施方式可以避免数据接收方内部流量的拥塞，保证业务传输的稳定性；同时由于数据发送方可以利用自身具备的丰富的流量分类和流量管理功能，选择丢弃部分低优先级的数据流量以适配外部传输带宽的变化，这样也避免了对高优先级业务传输带来的不利影响，保证了高优先级数据流量的稳定传输，从而提高了系统的传输性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1、一种数据流量调节的方法，其特征在于，

接收带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示数据接收方的传输带宽；

根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收方的传输带宽；

根据所述数据接收方的传输带宽，调节发往所述数据接收方的数据流量。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述带宽指示信息设置于操作管理维护帧的数据域中。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述带宽指示信息包括：

类型域，用于标识所述带宽指示信息的类型；

长度域，用于指示所述带宽指示信息的长度；

信息速率域，用于指示所述数据接收方的传输带宽；

突发长度域，用于指示在当前传输带宽下允许的最大突发长度。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述带宽指示信息还包括：

速率等级域，用于指示所述数据接收方传输带宽的等级；

流标识域，用于当处于同一传输带宽中的数据流量被划分成若干组集合时，标识所述带宽指示信息所应用的数据流量集合。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节发往所述数据接收方的数据流量，具体包括：

通过重新配置与数据传输有关的服务等级QoS参数，调节所述数据接收方的数据流量，以适应所述数据接收方的传输带宽。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节发往所述数据接收方的数据流量，具体包括：

按照数据流量优先级由低至高的顺序进行选择，丢弃低优先级的数据流量，并保证高优先级数据流量的传输。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收带宽指示信息，具体为：

当数据接收方的传输带宽发生变化时，接收包含所述数据接收方传输带宽的带宽指示信息。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收带宽指示信息，具体为：

以一个固定的时间间隔周期性的接收包含所述数据接收方传输带宽的带宽指示信息。

9、一种数据接收装置，其特征在于，所述装置包括：

帧扩展单元，用于对以太网帧进行定义扩展，在扩展后的以太网帧中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽；

指示信息发送单元，用于发送所述带宽指示信息。

10、如权利要求9所述的数据接收装置，其特征在于，所述帧扩展单元具体为：

操作管理维护帧扩展单元，用于对操作管理维护帧进行扩展，在扩展后的操作管理维护帧的数据域中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽。

11、如权利要求9或10所述的数据接收装置，其特征在于，所述数据接收装置具体为：具备自适应调制功能的以太微波设备。

12、一种数据发送装置，其特征在于，包括：

指示信息接收单元，用于接收包含有数据接收装置传输带宽的带宽指示信息，所述带宽指示信息携带于以太网帧的扩展部分；

扩展帧识别单元，用于识别所述以太网帧的扩展部分，得到所述带宽指示信息，并根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收装置的传输带宽；

流量调节单元，用于根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收装置的数据流量。

13、一种数据传输系统，其特征在于，所述系统包括数据发送装置和数据接收装置，其中：

所述数据接收装置中包括帧扩展单元和指示信息发送单元，

所述帧扩展单元，用于对以太网帧进行定义扩展，在扩展后的以太网帧中设置带宽指示信息，所述带宽指示信息用于指示所述数据接收装置的传输带宽；

所述指示信息发送单元，用于发送所述带宽指示信息至所述数据发送装置。

14、如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述数据发送装置中包括指示信息接收单元、扩展帧识别单元和流量调节单元，其中：

所述指示信息接收单元，用于接收包含有所述数据接收装置传输带宽的带宽指示信息，所述带宽指示信息携带于以太网帧的扩展部分；

所述扩展帧识别单元，用于识别所述以太网帧的扩展部分，得到所述带宽指示信息，并根据所述带宽指示信息，获知所述数据接收装置的传输带宽；

所述流量调节单元，用于根据所获知的传输带宽，调节发往所述数据接收装置的数据流量。

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