一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法

摘要

本发明公开了一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法。包括：(1)为EF、AF、BF LSP报文创建三种队列，每种队列含若干队列；(2)创建三个调度器，将EF、AF、BF的三种队列挂到三个调度器下；(3)为端口分配调度资源；(4)判断EF调度器下各队列是否有报文需发送，若否，到步骤(5)；若是，到步骤(7)；(5)判断AF调度器下各队列是否有报文需发送，若否，到步骤(6)；若是，到步骤(7)；(6)判断BF调度器下各队列是否有报文需发送，若否，结束；若是，到步骤(7)；(7)确定需要调度的队列调度，直到调度完所有存在报文的队列，执行下一优先级调度器内队列的判断。

说明书

技术领域

本发明涉及多协议标签交换协议MPLS(Multiprotocol Lable Switch)领域，具体地说，是涉及一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法。

背景技术

随着互联网的发展，数据通信量正在呈爆炸式的增长。要适应这种增长，通信网络正在进行种种技术革新。由于互联网的流行，IP应用日益广泛，IP网络已经渗入各种传统的通信范围，基于IP构建一个多业务网络成为可能。但是，不同的业务对网络的要求是不同的，例如语音、视频等业务对QoS(服务质量，Quality of Service)就有很高的要求。如何在分组化的IP网络实现多种实时和非实时业务成为一个重要话题，人们提出了QoS的概念，提供带宽保证，低时延等。由于IP网络本身的尽力而为的机制，因此引入了MPLS技术来保证QOS。

目前在多协议标签交换协议中保证服务质量，比较成熟的解决方案是采用DiffServ(差分服务)，即在网络的边缘对业务流进行流量监控及分类，并且根据分类的结果对报文进行标记，即选择不同的标记交换通路(LSP)，在中间LSR设备上，根据MPLS标签中的试验域(EXP域)所指明的优先级进行队列调度。对于一个虚拟专用网VPN的业务而言，不同的站点之间传递的数据在骨干网络中采用标记交换通路(LSP)的方式通过。因此在边缘设备(PE设备)与骨干网络之间的QoS控制可以基于标记交换通路(LSP)实现。但是，EXP值具体的定义目前还只是一个草案，可能不同厂家对于EXP值可能理解不同，因此使用EXP值进行优先级调度在对接上有一定风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法。本发明所述方法能够实现为不同数据通信业务提供带宽保证，降低时延。

为了解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，包括如下步骤：

步骤一：为快速转发、保证转发、尽力转发三类标记交换通路报文分别创建三种队列，每种队列包含一个或多个队列；

步骤二：创建三个不同优先级的调度器，将快速转发、保证转发、尽力转发三类标记交换通路报文分别对应的三种队列分别挂到所述三个调度器下；

步骤三：为端口分配调度资源；

步骤四：判断快速转发类标记交换通路报文对应的调度器下各个队列是否存在报文需要发送，若不存在，则执行步骤五；若存在，则执行步骤七；

步骤五：判断保证转发类标记交换通路报文对应的调度器下各个队列是否存在报文需要发送，若不存在，则执行步骤六；若存在，则执行步骤七；

步骤六：判断尽力转发类标记交换通路报文对应的调度器下各个队列是否存在报文需要发送，若不存在，则不做任何处理，结束；若存在，则执行步骤七，执行对下一优先级调度器内队列的判断；

步骤七：找到所有报文的队列，确定当前需要调度的队列进行调度，并从端口发送出去，直到调度完所有存在报文的队列。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法中，在所述步骤一和步骤二之间增加一个步骤：为标记交换通路队列创建一个漏桶，报文经过标记交换通路时先经过漏桶进行速率限制；若标记交换通路所在的节点为边缘节点，则所述漏桶生效，进行速率限制；若该标记交换通路所在的节点为核心节点，则所述漏桶不生效，不进行速率限制。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法中，将标记交换通路报文的最大带宽限制参数、突发速率参数添入所述漏桶中。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法中，所述步骤二中所述三个调度器按快速转发调度器＞保证转发调度器＞尽力转发调度器的绝对优先级进行调度。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法中，所述步骤三中所述为端口分配调度资源是确保端口调度带宽大于或等于所有快速转发类标记交换通路报文带宽和保证转发类标记交换通路报文保证带宽之和。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，所述步骤七中，如果当前调度器为快速转发调度器时，下一优先级调度器为保证转发调度器。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，所述步骤七中，如果当前调度器为保证转发调度器时，下一优先级调度器为尽力转发调度器。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，所述步骤七中，如果当前调度器为尽力转发调度器时，不执行对下一优先级调度器内队列的判断操作，结束。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法中，所述步骤七中，是通过同一个调度器内的多个队列之间按照带权重轮循调度算法来确定当前需要调度的队列进行调度的。

本发明所述的在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法中，保证转发类标记交换通路报文对应的调度器的调度权重根据标记交换通路报文的保证带宽值来设置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，不需要判断EXP值，利用在边缘节点(PE节点)和核心节点(P节点)采用同样的机制，直接针对LSP的不同QOS设置进行不同的调度，来实现对不同业务提供带宽保证和降低时延。

本发明所要解决的技术问题、技术方案要点及优点，将结合实施例，参照附图作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程图。

图2为本发明报文发送时端口、调度器、队列的调度示意图。

图3为创建一条LSP时的处理过程。

具体实施方式

参照图1，本发明所述方法的流程图。

一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，包括如下步骤：

步骤1、为快速转发、保证转发、尽力转发三类标记交换通路报文分别创建三种队列，每种队列包含一个或多个队列；

步骤2、为标记交换通路队列创建一个漏桶，报文经过标记交换通路时先经过漏桶进行速率限制；

这里，我们将标记交换通路报文的最大带宽限制参数、突发速率等参数添入所述漏桶中。

如果标记交换通路所在的节点为边缘节点，则所述漏桶生效，进行速率限制；若该标记交换通路所在的节点为核心节点，则所述漏桶不生效，不进行速率限制。

步骤3、创建三个不同优先级的调度器，将快速转发、保证转发、尽力转发三类标记交换通路报文分别对应的三种队列分别挂到所述三个调度器下；

这里，所述的三个调度器按快速转发调度器＞保证转发调度器＞尽力转发调度器的绝对优先级进行调度。

步骤4、为端口分配调度资源；

这里，所述为端口分配调度资源是确保端口调度带宽大于或等于所有快速转发类标记交换通路报文带宽和保证转发类标记交换通路报文保证带宽之和。例如，端口调度能力为100M。

步骤5、判断快速转发类标记交换通路报文对应的调度器下各个队列是否存在报文需要发送，若不存在，则执行步骤6；若存在，则执行步骤8；

步骤6、判断保证转发类标记交换通路报文对应的调度器下各个队列是否存在报文需要发送，若不存在，则执行步骤7；若存在，则执行步骤8；

步骤7、判断尽力转发类标记交换通路报文对应的调度器下各个队列是否存在报文需要发送，若不存在，则不做任何处理，结束；若存在，则执行步骤8；

步骤8、找到所有报文的队列，确定当前需要调度的队列进行调度，并从端口发送出去，直到调度完所有存在报文的队列，执行对下一优先级调度器内队列的判断。

在这里，如果当前调度器为快速转发调度器时，则下一优先级调度器为保证转发调度器；如果当前调度器为保证转发调度器时，则下一优先级调度器为尽力转发调度器；如果当前调度器为尽力转发调度器时，则不执行对下一优先级调度器内队列的判断操作，结束。

上述步骤8中，通过同一个调度器内的多个队列之间按照带权重轮循调度算法来确定当前需要调度的队列进行调度的。

例如，快速转发类标记交换通路报文对应的调度器的调度权重设置为1。保证转发类标记交换通路报文对应的调度器的调度权重根据标记交换通路报文的保证带宽值来设置。尽力转发类标记交换通路报文对应的调度器的调度权重根据标记交换通路报文的限制带宽值来设置。

我们知道，根据LSP的不同QOS设置：可以划分为三个转发行为集：快速转发(EF)，用于实时性多媒体业务，如语音、视频等；保证转发(AF)，用于可靠性较高的业务如电子商务和VPN用户数据；尽力转发(BF)，用于一般性Internet业务。

其中，EF类LSP进行带宽限制，并且优先转发，保证低时延；AF类LSP有一个限制带宽和保证带宽；BF类LSP只有一个限制带宽，并且调度优先级最低，不能进行带宽保证。

参照图2，根据端口、调度器、队列进行三级调度，调度器之间按照绝对优先级关系进行调度，即如果EF类LSP发送队列上有报文需要发送的话，优先发送EF类LSP的报文，其次为AF类的，再次为BF类LSP的报文。对于PE节点，队列前有个漏桶，对每个LSP进行速率限制，只有符合带宽设置时才能够把报文存放到队列中；但对于P节点则此漏桶不起作用。

参照图3，创建一条LSP时，首先为这条LSP创建一个队列，转发到此LSP的报文入此队列，根据LSP的QOS属性，将此队列挂到相应的调度器下，如LSP为EF类时，此队列挂在EF类LSP对应的调度器A下，LSP为AF类时，此队列挂在AF类LSP对应的调度器B下，LSP为BF类时，此队列挂在BF类LSP对应的调度器C下。

为此LSP创建一个漏桶，根据LSP的最大带宽限制参数和突发速率参数等填入到此漏桶中，报文入LSP时首先经过这个漏桶，进行速率限制，如果此LSP在此节点为P节点的话，那么此漏桶不生效，不进行速率限制。

由于调度器下有多个队列，调度器按照按权重轮循(WRR)算法调度所挂的队列，因此要为这个队列指定一个权重，如果为EF类LSP，权重都为1，如果为AF类LSP，权重为保证带宽的值，如果为BF类LSP，权重为限制带宽的值。

当端口得到调度资源时，首先调度EF类LSP对应的调度器A下的队列，找出该调度器A下所有存在报文的队列，根据带权重轮循调度WRR算法，找出一个当前要调度的队列，把此队列中的报文发送出去，这次调度结束。如果EF类LSP对应的调度器A下所有队列中没有报文的话，那么需要调度AF类LSP对应的调度器B下的队列，找出该调度器B下所有有报文的队列，同样，根据WRR算法，找出一个当前要调度的队列，把此队列中的报文发送出去，这次调度结束。如果EF类LSP对应的调度器A和AF类LSP对应的调度器B下所有队列都没有报文的话，那么需要调度BF类LSP对应的调度器C下的队列，找出该调度器C下所有有报文的队列，同样，根据WRR算法，找出一个当前要调度的队列，把此队列中的报文发送出去，此次调度结束。

本发明所述的一种在多协议标签交换协议中保证服务质量的方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。