本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法。
背景技术：
伴随光纤到户技术的发展，结合了以太网的简单性和高普及率与无源光网结构的经济性的epon技术成为了接入网的主流技术；随着网络多媒体技术的飞速发展，ip业务趋于多样化，如ip电话、电子商务、视频会议、视频点播、远程教育等多媒体实时业务，而qos性能中，带宽性能指标为核心指标；随着宽带网络技术的发展，如何有效管理和控制带宽，以控制日趋严重的带宽滥用、误用，从而提高网络资源利用率，一直是一个比较棘手的问题；
由于在运营商或者企业用户的网络中，网络带宽资源非常宝贵，而目前所使用的带宽管理方法较为简单，难以多层次、细粒度的进行有效带宽控制，不能合理利用网络带宽资源，数据发送不够平稳，速率难以得到提升，有待进行改进。
技术实现要素：
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，优化了带宽管理方法，通过主通道、子通道、微通道三重嵌套通道管理机制和分级借用机制，实现层次化的流量整形，满足用户细粒度的带宽管理要求，并且充分考虑了基站传输数据的特性，将基站中用户及用户下的每个空口承载中的数据分为上传和下载两类，采取不同的整形机制，很好的解决了并发业务时数据流量的整形及速率提升，保证了数据发送的平稳性，简化了算法，使用效果极佳。
(二)技术方案
本发明提出了一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，包括以下步骤：
s1、计算基站在每个运行周期内发送上传数据包的第一数量阈值和发送下载应答数据包的第二数量阈值；
s2、根据物理组网结构对接口进行域划分，并为接口进行接口管道划分，接口管道为该接口所属域中对应应用的传输路径；
s3、为每一域制定域带宽策略，具体操作如下：
s31、在内接口到外接口方向和外接口到内接口方向上为每一域制定域允许带宽；
s32、在每一方向上，根据用户信息制定第一允许带宽；
s33、根据应用信息制定第二允许带宽，第二允许带宽与相应应用的接口管道适配；
s4、根据数据所属域的域带宽策略进行带宽控制，并采用缓冲区和令牌桶来完成流量整形，将数据发送通道划分为主通道、子通道和微通道，限制流出某一网络的某一连接的流量与突发，使这类数据以比较均匀的速度向外发送；
当数据的发送速度过快时，将数据在缓冲区进行缓存，并在令牌桶的控制下均匀地发送这些被缓冲的数据。
优选的，在s1中，第一数量阈值根据上行传输速率、上传数据包长度和基站运行周期计算得出，第二数量阈值根据下行传输速率、下载应答数据包长度、基站运行周期和应答频率计算得出。
优选的，在s2中，任一域包括一组内接口和一组外接口，且每组接口数目为一个或多个。
优选的，在s2中，每一接口管道与一应用对应。
优选的，在s4中，带宽控制的具体操作如下：
若所属域当前方向上的使用带宽超出域允许带宽，则丢弃数据包；若所属域当前方向上的所属用户使用带宽超出第一允许带宽，则丢弃数据包；若所属域当前方向上所属应用使用带宽超出第二允许带宽，则丢弃数据包；
倘若上述均满足，则将通过带宽控制的数据包发送到所属域的另一组接口。
优选的，在s4中，缓冲区包括第一缓冲区和第二缓冲区，第一缓冲区中缓存上传数据包，第二缓冲区中缓存下载应答数据包。
当优选的，第一缓冲区中上传数据包的数量大于第一数量阈值时，根据第一数量阈值对上传数据包的发送速率进行流量整形；
当第一缓冲区中的上传数据包的数量不大于第一数量阈值，直接将第一缓存中的上传数据包发送出去。
优选的，当第二缓冲区中下载应答数据包的数量大于第二数量阈值时，根据第二数量阈值对下载应答数据包的发送速率进行流量整形；
当第二缓冲区中下载应答数据包的数量不大于第二数量阈值，直接将下载应答数据包发送出去。
优选的，在s4中，根据预先设置的匹配规则对数据包进行分类，若数据包没有规定流量特性，就直接继续发送，并不需要经过令牌桶的处理。
优选的，在s4中，当令牌桶中充满令牌的时候，桶中所有令牌代表的数据包都可以被发送，即允许数据的突发性传输；
当令牌桶中没有令牌的时候，数据包将不能被发送直至令牌桶中生成新的令牌，即数据包的流量只能是小于等于令牌生成的速度，达到限制流量的目的。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
首先计算出基站在每个运行周期内发送上传数据包的第一数量阈值和发送下载应答数据包的第二数量阈值；然后根据物理组网结构对接口进行域划分，并为接口进行接口管道划分，接口管道为该接口所属域中对应应用的传输路径；之后为每一域制定域带宽策略；最后根据数据所属域的域带宽策略进行带宽控制，并采用缓冲区和令牌桶来完成流量整形，将数据发送通道划分为主通道、子通道和微通道，限制流出某一网络的某一连接的流量与突发，使这类数据以比较均匀的速度向外发送；
本发明优化了带宽管理方法，通过主通道、子通道、微通道三重嵌套通道管理机制和分级借用机制，实现层次化的流量整形，满足用户细粒度的带宽管理要求，并且充分考虑了基站传输数据的特性，将基站中用户及用户下的每个空口承载中的数据分为上传和下载两类，采取不同的整形机制，很好的解决了并发业务时数据流量的整形及速率提升，保证了数据发送的平稳性，简化了算法，使用效果极佳。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本发明提出的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，包括以下步骤：
s1、计算基站在每个运行周期内发送上传数据包的第一数量阈值和发送下载应答数据包的第二数量阈值；
s2、根据物理组网结构对接口进行域划分，并为接口进行接口管道划分，接口管道为该接口所属域中对应应用的传输路径；
s3、为每一域制定域带宽策略，具体操作如下：
s31、在内接口到外接口方向和外接口到内接口方向上为每一域制定域允许带宽；
s32、在每一方向上，根据用户信息制定第一允许带宽；
s33、根据应用信息制定第二允许带宽，第二允许带宽与相应应用的接口管道适配；
s4、根据数据所属域的域带宽策略进行带宽控制，并采用缓冲区和令牌桶来完成流量整形，将数据发送通道划分为主通道、子通道和微通道，限制流出某一网络的某一连接的流量与突发，使这类数据以比较均匀的速度向外发送；
当数据的发送速度过快时，将数据在缓冲区进行缓存，并在令牌桶的控制下均匀地发送这些被缓冲的数据。
在一个可选的实施例中，在s1中，第一数量阈值根据上行传输速率、上传数据包长度和基站运行周期计算得出，第二数量阈值根据下行传输速率、下载应答数据包长度、基站运行周期和应答频率计算得出。
在一个可选的实施例中，在s2中，任一域包括一组内接口和一组外接口，且每组接口数目为一个或多个；每一接口管道与一应用对应。
在一个可选的实施例中，在s4中，带宽控制的具体操作如下：若所属域当前方向上的使用带宽超出域允许带宽，则丢弃数据包；若所属域当前方向上的所属用户使用带宽超出第一允许带宽，则丢弃数据包；若所属域当前方向上所属应用使用带宽超出第二允许带宽，则丢弃数据包；倘若上述均满足，则将通过带宽控制的数据包发送到所属域的另一组接口。
在一个可选的实施例中，在s4中，缓冲区包括第一缓冲区和第二缓冲区，第一缓冲区中缓存上传数据包，第二缓冲区中缓存下载应答数据包；当第一缓冲区中上传数据包的数量大于第一数量阈值时，根据第一数量阈值对上传数据包的发送速率进行流量整形；当第一缓冲区中的上传数据包的数量不大于第一数量阈值，直接将第一缓存中的上传数据包发送出去；当第二缓冲区中下载应答数据包的数量大于第二数量阈值时，根据第二数量阈值对下载应答数据包的发送速率进行流量整形；当第二缓冲区中下载应答数据包的数量不大于第二数量阈值，直接将下载应答数据包发送出去。
在一个可选的实施例中，在s4中，根据预先设置的匹配规则对数据包进行分类，若数据包没有规定流量特性，就直接继续发送，并不需要经过令牌桶的处理。
在一个可选的实施例中，在s4中，当令牌桶中充满令牌的时候，桶中所有令牌代表的数据包都可以被发送，即允许数据的突发性传输；当令牌桶中没有令牌的时候，数据包将不能被发送直至令牌桶中生成新的令牌，即数据包的流量只能是小于等于令牌生成的速度，达到限制流量的目的。
本发明中，首先计算出基站在每个运行周期内发送上传数据包的第一数量阈值和发送下载应答数据包的第二数量阈值，且第一数量阈值根据上行传输速率、上传数据包长度和基站运行周期计算得出，第二数量阈值根据下行传输速率、下载应答数据包长度、基站运行周期和应答频率计算得出；
然后根据物理组网结构对接口进行域划分，并为接口进行接口管道划分，接口管道为该接口所属域中对应应用的传输路径，每一接口管道与一应用对应；任一域包括一组内接口和一组外接口，且每组接口数目为一个或多个；
之后为每一域制定域带宽策略，在内接口到外接口方向和外接口到内接口方向上为每一域制定域允许带宽，在每一方向上根据用户信息制定第一允许带宽，根据应用信息制定第二允许带宽，第二允许带宽与相应应用的接口管道适配；
最后根据数据所属域的域带宽策略进行带宽控制，并采用缓冲区和令牌桶来完成流量整形，缓冲区包括第一缓冲区和第二缓冲区，第一缓冲区中缓存上传数据包，第二缓冲区中缓存下载应答数据包，再将数据发送通道划分为主通道、子通道和微通道，限制流出某一网络的某一连接的流量与突发，使这类数据以比较均匀的速度向外发送；当数据的发送速度过快时，将数据在缓冲区进行缓存，并在令牌桶的控制下均匀地发送这些被缓冲的数据；
本发明优化了带宽管理方法，通过主通道、子通道、微通道三重嵌套通道管理机制和分级借用机制，实现层次化的流量整形，满足用户细粒度的带宽管理要求，并且充分考虑了基站传输数据的特性，将基站中用户及用户下的每个空口承载中的数据分为上传和下载两类，采取不同的整形机制，很好的解决了并发业务时数据流量的整形及速率提升，保证了数据发送的平稳性，简化了算法，使用效果极佳。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
1.一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、计算基站在每个运行周期内发送上传数据包的第一数量阈值和发送下载应答数据包的第二数量阈值；
s2、根据物理组网结构对接口进行域划分，并为接口进行接口管道划分，接口管道为该接口所属域中对应应用的传输路径；
s3、为每一域制定域带宽策略，具体操作如下：
s31、在内接口到外接口方向和外接口到内接口方向上为每一域制定域允许带宽；
s32、在每一方向上，根据用户信息制定第一允许带宽；
s33、根据应用信息制定第二允许带宽，第二允许带宽与相应应用的接口管道适配；
s4、根据数据所属域的域带宽策略进行带宽控制，并采用缓冲区和令牌桶来完成流量整形，将数据发送通道划分为主通道、子通道和微通道，限制流出某一网络的某一连接的流量与突发，使这类数据以比较均匀的速度向外发送；
当数据的发送速度过快时，将数据在缓冲区进行缓存，并在令牌桶的控制下均匀地发送这些被缓冲的数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s1中，第一数量阈值根据上行传输速率、上传数据包长度和基站运行周期计算得出，第二数量阈值根据下行传输速率、下载应答数据包长度、基站运行周期和应答频率计算得出。
3.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s2中，任一域包括一组内接口和一组外接口，且每组接口数目为一个或多个。
4.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s2中，每一接口管道与一应用对应。
5.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s4中，带宽控制的具体操作如下：
若所属域当前方向上的使用带宽超出域允许带宽，则丢弃数据包；若所属域当前方向上的所属用户使用带宽超出第一允许带宽，则丢弃数据包；若所属域当前方向上所属应用使用带宽超出第二允许带宽，则丢弃数据包；
倘若上述均满足，则将通过带宽控制的数据包发送到所属域的另一组接口。
6.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s4中，缓冲区包括第一缓冲区和第二缓冲区，第一缓冲区中缓存上传数据包，第二缓冲区中缓存下载应答数据包。
7.根据权利要求6所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，当第一缓冲区中上传数据包的数量大于第一数量阈值时，根据第一数量阈值对上传数据包的发送速率进行流量整形；
当第一缓冲区中的上传数据包的数量不大于第一数量阈值，直接将第一缓存中的上传数据包发送出去。
8.根据权利要求6所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，当第二缓冲区中下载应答数据包的数量大于第二数量阈值时，根据第二数量阈值对下载应答数据包的发送速率进行流量整形；
当第二缓冲区中下载应答数据包的数量不大于第二数量阈值，直接将下载应答数据包发送出去。
9.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s4中，根据预先设置的匹配规则对数据包进行分类，若数据包没有规定流量特性，就直接继续发送，并不需要经过令牌桶的处理。
10.根据权利要求1所述的一种基于多通道层次化流量整形的带宽细粒度管理方法，其特征在于，在s4中，当令牌桶中充满令牌的时候，桶中所有令牌代表的数据包都可以被发送，即允许数据的突发性传输；
当令牌桶中没有令牌的时候，数据包将不能被发送直至令牌桶中生成新的令牌，即数据包的流量只能是小于等于令牌生成的速度，达到限制流量的目的。
技术总结