基于IP接入网实现上行QoS的方法和多业务接入网关转让专利
申请号 : CN201010005909.8
文献号 : CN101789880A
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 陈文华 , 易昀
申请人 : 中国电信股份有限公司
摘要 :
本发明公开了一种基于IP接入网实现上行QoS的方法和多业务接入网关。其中，该方法包括多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。本发明能够有效地防止上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本满足高优先级业务的上行流量的服务质量。
权利要求 :
1.一种基于IP接入网实现上行QoS的方法，其特征在于，所述方法包括：多业务接入网关根据客户端至所述多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自所述客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
如果流过所述多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过所述任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由所述多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，以保证所述客户端上行高优先级业务流量的QoS。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行流量所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述多业务接入网关为所述客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值；
所述多业务接入网关为所述客户端至所述多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值的步骤包括：根据所述CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过所述CVLAN上行链路预警阈值；
根据所述PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过所述PVLAN上行链路预警阈值；
根据所述多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过所述多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由所述多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量的步骤包括：在流过所述CVLAN链路节点的上行流量超过所述CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低所述客户端发送的低优先级业务的流量；
在流过所述PVLAN链路节点的上行流量超过所述PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过所述PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；
在流过所述物理端口链路节点的上行流量超过所述多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过所述物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在由所述多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量后，所述方法还包括：所述客户端判断发送的报文是否发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时；
如果发生所述低优先级业务的TCP连接定时响应超时，则所述客户端通过流控机制降低上行低优先级业务的流量。
7.一种多业务接入网关，其特征在于，所述多业务接入网关包括：
预警判断模块，用于根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自所述客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
预警处理模块，用于在流过所述多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过所述任何一个链路节点的上行链路预警阈值的情况下，降低上行低优先级业务的流量，以保证所述客户端上行高优先级业务流量的QoS。
8.根据权利要求7所述的多业务接入网关，其特征在于，所述上行流量所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
9.根据权利要求8所述的多业务接入网关，其特征在于，所述多业务接入网关还包括：接入速率设置模块，用于为所述客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值；
预警阈值设置模块，用于为所述客户端至所述多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
10.根据权利要求9所述的多业务接入网关，其特征在于，所述预警判断模块包括：CVLAN上行链路预警判断单元，用于根据所述CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过所述CVLAN上行链路预警阈值；
PVLAN上行链路预警判断单元，用于根据所述PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过所述PVLAN上行链路预警阈值；
物理端口上行链路预警判断单元，用于根据所述多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过所述多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
11.根据权利要求10所述的多业务接入网关，其特征在于，所述预警处理模块包括：CVLAN预警处理单元，用于在流过所述CVLAN链路节点的上行流量超过所述CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低所述客户端发送的低优先级业务的流量；
PVLAN预警处理单元，用于在流过所述PVLAN链路节点的上行流量超过所述PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过所述PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；
物理端口预警处理单元，用于在流过所述物理端口链路节点的上行流量超过所述多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过所述物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
说明书 :
技术领域
本发明涉及互联网的融合业务网络领域，更具体地，涉及一种基于IP接入网实现上行服务质量(Quality of Service，QoS)的方法和多业务接入网关。
背景技术
随着互联网的发展和普及，互联网作为未来融合网络的发展趋势越发明显。语音、视频等多媒体通信以及其他诸如视频监控等互联网关键应用业务将由互联网统一承载，这将改变传统的互联网网络只是尽力而为的传送模式，要对需要保障的所谓关键业务流实施动态的端到端的业务带宽及质量保障。对于多媒体通信及视频监控等必须保障的关键业务，需要在IP网络骨干层面和接入层面均提供动态的业务质量保障。目前，骨干层面已经出现多种较为可行的动态质量保障的解决方案。
在接入层面，下行方向可以通过接入网源头的多业务网关的接入侧端口的下行方向上部署H-QoS(层次化QoS)初步实现动态的下行QoS保障，这也较好地满足了以下行为主的互联网业务模式。但是，面对对称型或者上行为主的业务时，就无法满足需求了。由于接入网内设备种类复杂、数量巨大、问题复杂。因此在接入网内从源头全面逐点部署上行QoS机制比较困难。
在接入层面，下行方向可以通过接入网源头的多业务网关的接入侧端口的下行方向上部署H-QoS(层次化QoS)初步实现动态的下行QoS保障，这也较好地满足了以下行为主的互联网业务模式。但是，面对对称型或者上行为主的业务时，就无法满足需求了。由于接入网内设备种类复杂、数量巨大、问题复杂。因此在接入网内从源头全面逐点部署上行QoS机制比较困难。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种基于IP接入网实现上行QoS的方法，能够在IP接入网内满足对称型或者以上行为主的业务对上行流量的QoS要求。
本发明提供了一种基于IP接入网实现上行QoS的方法，该方法包括：多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过其对应的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
根据本发明方法的一个实施例，上行流量所携带的多个标识包括CVLAN(Customer VLAN)标识、PVLAN(Provider VLAN)标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
根据本发明方法的另一实施例，该方法还包括：多业务接入网关为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值；多业务接入网关为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明方法的又一实施例，判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值的步骤包括：根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明方法的再一实施例，由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量的步骤包括：在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
根据本发明方法的再一实施例，在由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量后，利用上层流量控制机制降低发端的发送量，该方法还包括：客户端判断发送的报文是否发生低优先级业务的TCP(Transmission Control Protocol)连接定时响应超时；如果发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时，则客户端通过流控机制降低上行低优先级业务的流量并重发。
本发明提供的基于IP接入网实现上行QoS的方法，通过多业务接入网关来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过每个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型或者以上行为主的业务的上行流量的QoS，从而能够有效地防止上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本满足高优先级业务的上行流量的服务质量。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种多业务接入网关，能够在IP接入网内满足对称型或者以上行为主的业务对上行流量的QoS要求。
本发明还提供了一种多业务接入网关，该网关包括：预警判断模块，用于根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；预警处理模块，用于在流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值的情况下，降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
根据本发明多业务接入网关的一个实施例，上行流量所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
根据本发明多业务接入网关的另一实施例，该多业务接入网关还包括：接入速率设置模块，用于为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值；预警阈值设置模块，用于为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明多业务接入网关的又一实施例，预警判断模块包括：CVLAN上行链路预警判断单元，用于根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；PVLAN上行链路预警判断单元，用于根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；物理端口上行链路预警判断单元，用于根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明多业务接入网关的再一实施例，预警处理模块包括：CVLAN预警处理单元，用于在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；PVLAN预警处理单元，用于在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；物理端口预警处理单元，用于在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
本发明提供的多业务接入网关，通过预警判断模块和预警处理模块来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过每个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型或者以上行为主的业务的上行流量的QoS，从而能够有效地防止上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本满足高优先级业务的上行流量的服务质量。
本发明提供了一种基于IP接入网实现上行QoS的方法，该方法包括：多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过其对应的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
根据本发明方法的一个实施例，上行流量所携带的多个标识包括CVLAN(Customer VLAN)标识、PVLAN(Provider VLAN)标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
根据本发明方法的另一实施例，该方法还包括：多业务接入网关为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值；多业务接入网关为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明方法的又一实施例，判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值的步骤包括：根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明方法的再一实施例，由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量的步骤包括：在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
根据本发明方法的再一实施例，在由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量后，利用上层流量控制机制降低发端的发送量，该方法还包括：客户端判断发送的报文是否发生低优先级业务的TCP(Transmission Control Protocol)连接定时响应超时；如果发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时，则客户端通过流控机制降低上行低优先级业务的流量并重发。
本发明提供的基于IP接入网实现上行QoS的方法，通过多业务接入网关来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过每个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型或者以上行为主的业务的上行流量的QoS，从而能够有效地防止上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本满足高优先级业务的上行流量的服务质量。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种多业务接入网关，能够在IP接入网内满足对称型或者以上行为主的业务对上行流量的QoS要求。
本发明还提供了一种多业务接入网关，该网关包括：预警判断模块，用于根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；预警处理模块，用于在流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值的情况下，降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
根据本发明多业务接入网关的一个实施例，上行流量所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
根据本发明多业务接入网关的另一实施例，该多业务接入网关还包括：接入速率设置模块，用于为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值；预警阈值设置模块，用于为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明多业务接入网关的又一实施例，预警判断模块包括：CVLAN上行链路预警判断单元，用于根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；PVLAN上行链路预警判断单元，用于根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；物理端口上行链路预警判断单元，用于根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
根据本发明多业务接入网关的再一实施例，预警处理模块包括：CVLAN预警处理单元，用于在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；PVLAN预警处理单元，用于在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；物理端口预警处理单元，用于在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
本发明提供的多业务接入网关，通过预警判断模块和预警处理模块来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过每个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型或者以上行为主的业务的上行流量的QoS，从而能够有效地防止上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本满足高优先级业务的上行流量的服务质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：
图1是本发明方法的一个实施例的流程示意图。
图2是本发明方法的另一实施例的流程示意图。
图3是本发明方法的又一实施例的流程示意图。
图4是应用本发明方法的一个实例的网络架构示意图。
图5是应用本发明方法实现三级H-QoS的另一实例的策略示意图。
图6是本发明多业务接入网关的一个实施例的结构示意图。
图7是本发明多业务接入网关的另一实施例的结构示意图。
图8是本发明多业务接入网关的又一实施例的结构示意图。
图9是本发明多业务接入网关的再一实施例的结构示意图。
图1是本发明方法的一个实施例的流程示意图。
图2是本发明方法的另一实施例的流程示意图。
图3是本发明方法的又一实施例的流程示意图。
图4是应用本发明方法的一个实例的网络架构示意图。
图5是应用本发明方法实现三级H-QoS的另一实例的策略示意图。
图6是本发明多业务接入网关的一个实施例的结构示意图。
图7是本发明多业务接入网关的另一实施例的结构示意图。
图8是本发明多业务接入网关的又一实施例的结构示意图。
图9是本发明多业务接入网关的再一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。
由于多业务接入网关MSE(Multi-Service Edge)是在接入网的末端，一般认为数据在没有到达MSE之前就已经发生拥塞了，所以MSE是不能对上行业务流进行QoS保障的。但是，实际上数据包的发送是瞬间的，而数据流量由小到大也有个时间过程，即，在接入发生拥塞之前，MSE是可以监测到相关业务流量及其变化的。本发明在发现某处有拥塞的趋势时，就开始降低流经此处的低优先级业务流量。这些被延迟或者丢弃的数据包所属的应用进程或者TCP连接通过流控机制(诸如滑动窗口协议)降低这些低优先级业务的发送量，从而达到避免拥塞并保障高优先级业务流量的QoS目的。
本发明的关键是在多业务接入网关MSE的接入侧端口的上行方向，增加三级QoS调度模块，以克服MSE是位于接入网末端而不是上行方向的源头而难以达到QoS调度控制效果的难关。接入网在用户组设(备例如，DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer))之上一般都是上下行带宽对称的，而总体上用户的流量是下行远大于上行。因此，在进行上行方向的三级QoS调度时，设置各级的最大带宽要小于实际对应的物理带宽(例如，为DSLAM上行中继FE(Fast Ethernet)/GE(Gigabit Ethernet)的50％，MSE的接入侧端口GE/10GE的50％)。这样MSE可以在接入网还远没有发生拥塞时，但是监测到流量有上升趋势并可能产生拥塞时，开始对相应的非保障性流量(例如，低优先级业务流量)进行及早丢弃。上述带宽的预留，即，为源头客户端发送数据并探测到网络中出现瓶颈需要降低发送流量留出时间和带宽空间。
上述三级QoS主要对用户的应用流间(即，用户线路)、用户间(即，用户组，例如，DSLAM中继端口FE/GE)、以及用户组间(即，MSE端口GE或10GE)这三个层面进行流量监控，并及时进行反馈，保证符合规格的保障性流量(例如，高优先级业务流量)能够顺利通过，同时确保各级的总流量不超过为各级设定的最大带宽，以避免在MSE之下的网元产生拥塞而不受控制的乱丢包。如果超出为各级设定的最大带宽则在MSE内丢弃非保障性流量，并均匀丢弃每个用户、每用户组中的非保障性流量。
图1是本发明方法的一个实施例的流程示意图。
如图1所示，该实施例包括以下步骤：
S102，由于网络中实际的瓶颈点(即，某个链路节点)与MSE在物理上是分开，但是流经这些瓶颈点的流量都要流到MSE，因此需要在这些瓶颈点为流经的流量分别打上不同的标识，MSE可以根据这些标识进行数据包的统计与检测了，其中，上行数据包中所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识，CVLAN标识为里层VLAN标识，用于在局端设备的用户端口上标识一个用户线路的流量，PVLAN标识为外层VLAN标识，用于在汇聚交换机端口上标识一个用户组(即，DLSAM中继端口)的流量，该端口一般为FE或者GE，多业务接入网关的下行物理端口标识用于标识MSE自身的接入侧端口，一般为GE或者10GE，多业务接入网关在收到来自客户端的上行流量后根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
S104，如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过该任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，由客户端通过流控机制感知网络拥挤而降低发送流量，从而使其总流量降到预警阀值以下，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS，进而防止出现网络拥塞，可选地，可以采用成倍减少TCP连接发送量的流控机制。
目前，接入网的设备参差且数量非常庞大(例如，涉及数量众多的汇聚交换机、DSLAM及宽带客户端网关等设备)，是实施网络端到端QoS的难点。现有的上行QoS的做法是对所有网元升级以支持优先级服务类别并进行静态配置，同时对数量众多的客户端网关进行动态策略下发控制，该方案难度很大且非常复杂。
而本发明的该实施例易于在现有的网络上快速开展与部署，且无需对现有MSE之下的接入网络中的所有网元进行改造，通过多业务接入网关来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型或者以上行为主的高优先级业务的上行流量的QoS。
图2是本发明方法的另一实施例的流程示意图。
如图2所示，该实施例包括以下步骤：
S202，多业务接入网关为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值，例如，为语音业务和视频通信等高优先级业务设置承诺接入速率CAR(Committed Access Rate)，以防止用户使用未经申请的过多的带宽资源；
S204，多业务接入网关为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值；
S206，多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
S208，如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过该任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
具体地，判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值的步骤包括：根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
另外，由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量的步骤包括：在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
该实施例通过多业务接入网关监控并管理上行链路接入网中可能发生拥塞的三个链路节点，由普通上网业务流的发端通过成倍减少TCP连接发送量的流控机制，利用这种“反压”的方法来提前丢弃上网等低优先级业务报文，从而避免接入网上行链路的拥塞。该实施例不需要在接入网络中部署上行QoS策略，只需对MSE做较少的改造就能以较低的成本满足语音、视频等对称型或者以上行为主的业务中高优先级业务的上行服务质量，从而为提高端到端的业务质量以进一步提高用户体验而提供重要条件。
图3是本发明方法的又一实施例的流程示意图。
如图3所示，该实施例包括以下步骤：
S302，多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
S304，如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过该任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量(即，进行相应的包延发和丢弃等动作)，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS；
S306，客户端通过流控机制感知网络是否拥挤，例如，客户端判断发送的报文是否发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时；
S308，如果网络拥挤(例如，发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时)，则客户端通过成倍减少TCP连接发送量的流控机制降低上行低优先级业务的流量，从而使其总流量降到预警阀值以下。
通过该实施例中成倍减少TCP连接发送量的流控机制来迅速降低低优先级业务的流量，从而提前避免上行链路中多个链路节点处的拥塞。
图4是应用本发明方法的一个实例的网络架构示意图。
如图4所示，该实例的整个网络架构包括：用户终端11(例如，PC机)、语音终端12、视频通信终端13等，分别作为数据、语音及视频通信的客户端。为后面描述方便，将语音及视频通信等需要保障质量的业务称为高优先级业务，普通上网等数据业务称为低优先级业务。该网络架构中还包括家庭网关设备14(Residential Gateway，RG)，用于实现上述用户终端11、语音终端12及视频通信终端13等的接入功能；接入网络(包括DSLAM15、交换机SW16、ONU(Optical Network Unit)17或OLT(Optical Line Terminal)18)，一般采用逻辑树型结构，统一采用PUPV方式(即，每个用户一个PVC(Permanent Virtual Circuit)/PVLAN)承载；多业务接入网关MSE19相当于整个逻辑树型结构的根节点，用于管理用户业务的网络接入、为用户分配IP地址以及实现H-QoS(Hierarchical QoS)策略。
上述网络架构针对运营商接入网络的树型网络架构特点，提出在接入网络的根节点设备MSE上实现基于CVLAN标识、PVLAN标识及多业务接入网关的下行物理端口标识的三级上行H-QoS策略，由MSE实时监控接入网络内可能发生拥塞的三个链路节点，再结合成倍减少TCP连接发送量的流控机制(据统计，基于TCP连接的上网业务占互联网总流量的90％左右)来控制低优先级业务的流量。通过这种“反压”的方法来提前丢弃上网等低优先级业务报文，能够有效地防止接入网上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本就能满足语音及视频通信等高优先级业务的上行服务质量。
在该网络架构中，MSE设备是解决运营商接入网络上行流量QoS策略的关键节点。接入网络上行方向可能发生拥塞的三个链路节点分布在①、②、③上。其中，链路节点①指的是RG与ONU或DSLAM之间的链路，可能由单个家庭用户的语音、视频通信、数据及其他等多种业务引起拥塞，通过配置的内层VLAN(定义为CVLAN)来唯一标识此链路；链路节点②指的是ONU或DSLAM与OLT或汇聚交换机之间的链路，可能由聚合的多个家庭用户的语音、视频通信、数据及其他等多种业务引起拥塞，通过配置的外层VLAN(定义为PVLAN)来唯一标识此链路；此链路除DSLAM与汇聚交换机之间仍然可能是FE链路外，一般采用GE链路；链路节点③指的是OLT或汇聚交换机与MSE之间的链路，一般是GE链路，未来可以升级到10GE链路，该链路进一步汇聚家庭用户的多种业务流量，通过MSE下行物理端口唯一标识此链路。
该实例中的MSE通过CVLAN标识、PVLAN标识以及多业务接入网关的下行物理端口标识来判断流过每个链路节点的流量是否超过各自的预警阈值，在超过预警阈值的情况下通过成倍减少TCP连接发送量的流控机制来降低低优先级业务的流量，从而提前避免上行链路的拥塞。
图5是应用本发明方法实现三级H-QoS的另一实例的策略示意图。
如图5所示，在该实例中，包括用户1-4，用户1和用户2均有语音和普通上网业务，语音的承诺接入速率CAR为100k，用户3和用户4均有视频通信和普通上网业务，视频通信的承诺接入速率CAR为2M。用户1的上行流量经CVLAN1上行链路节点、PVLAN1上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点；用户2的上行流量经CVLAN2上行链路节点、PVLAN1上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点；用户3的上行流量经CVLAN3上行链路节点、PVLAN2上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点；用户4的上行流量将CVLAN4上行链路节点、PVLAN2上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点。
在用户1至4的上行流量流经MSE后，在MSE上实现基于CVLAN标识、PVLAN标识及多业务接入网关的下行物理端口标识的三级上行H-QoS策略，以实时监控接入网络中可能发生拥塞的三个链路节点。
MSE对每个用户的语音及视频通信等高优先级业务进行相应的限速，以防止用户使用未经申请的过多的带宽资源；并且对三个链路节点的上行链路带宽分别预设预警阈值。当任何一个链路节点的上行流量超过其预警阈值时，减小低优先级业务的流量，例如，开始丢弃普通上网业务的报文；普通上网业务一般基于TCP连接，源端设备(例如，用户PC机)应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，即，源端设备每次发送报文后，若因为网络拥塞丢弃报文导致TCP连接超时后，源端设备将TCP拥塞窗口的值设置为当前值的一半，通过这种成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起接入网中普通上网业务的上行流量迅速减少，从而提前避免上行链路发生拥塞。
若采用上述机制后发现诸如上网流量等低优先级业务的流量仍然无法降低，则可以认为用户终端可能感染病毒，再结合多业务接入网关的下行物理端口标识、PVLAN标识及CVLAN标识三个参数来定位终端的位置，通知网管将终端流量强制降低到相对小的带宽。
以下通过两个具体实例来进一步说明MSE是如何实现三级H-QoS策略的。
以ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)接入的家庭用户为例，假设同时申请语音与普通上网业务，其中，语音业务流量的上下行带宽均为100k，数据业务的下行带宽为4M，上行方向由于P2P(Peer toPeer)等应用可能会超过600k；而对于ADSL2+技术在铜缆1.5公里以内上行带宽理论最大值为850k。MSE实现基于CVLAN标识、PVLAN标识及多业务接入网关的下行物理端口标识的三级上行H-QoS策略，其中，将CVLAN标识应用于ADSL链路，即，RG与DSLAM之间的CVLAN上行链路，并由MSE为CVLAN1、CVLAN2上行链路节点设置预警阈值500k；当MSE分别监控这两段CVLAN上行链路，当其中一段CVLAN上行链路的上行流量超过500k时，开始丢弃这段CVLAN上行链路上的普通上网报文，上网业务终端应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起接入网络上行链路上网流量的大幅减少，提前避免ADSL上行链路发生拥塞，从而保障语音等高优先级业务的上行流量的QoS。
同理，将PVLAN标识应用于DSLAM与汇聚交换机之间的PVLAN上行链路(通常为FE上行链路)，并由MSE为PVLAN1上行链路节点设置预警阈值60M，当MSE监控到PVLAN1上行链路的上行流量超过60M时，开始均匀丢弃通过此链路汇聚上行的所有接入用户的上网报文，所有接入的上网业务终端应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起此PVLAN标识的接入网络上行链路上网流量的大幅减少，提前避免上行链路发生拥塞，从而保障语音业务的上行流量的QoS。
上述过程同样适用于MSE下行物理端口链路。将多业务接入网关的下行物理端口标识应用于汇聚交换机与MSE之间的多业务接入网关物理端口上行链路，并由MSE为MSE物理端口1上行链路节点设置预警阈值600M，当MSE监控到此段上行链路的上行流量超过600M时，开始均匀丢弃通过此链路汇聚上行的所有接入用户的上网报文，所有接入的上网业务终端应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起此接入网关物理端口标识的上行链路上网流量的大幅减少，提前避免上行链路发生拥塞，从而保障语音业务的上行流量的QoS。
以PON(Passive Optical Network)接入的家庭用户为例，假设同时申请视频通信与普通上网业务，其视频通信的上行流量相对较大，可以采用与ADSL接入的家庭用户相同的配置方法，只是MSE上设置的预警阈值会相应增大。考虑到RG与ONU之间的链路带宽为FE，不会由于上行带宽资源不足而引起上行链路拥塞，因此，MSE为此链路对应的CVLAN3、CVLAN4上行链路节点设置的预警阈值可以为链路带宽的最大值FE。
图6是本发明多业务接入网关的一个实施例的结构示意图。
如图6所示，该实施例的多业务接入网关包括预警判断模块21，用于根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；预警处理模块22，用于在流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值的情况下，降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
其中，上行流量所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
该实施例易于在现有的网络上快速开展与部署，且无需对现有MSE之下的接入网络中的所有网元进行改造，通过多业务接入网关来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过每个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型业务的上行高优先级业务流量的QoS。
图7是本发明多业务接入网关的另一实施例的结构示意图。
如图7所示，与图6中的实施例相比，该实施例的多业务接入网关还包括接入速率设置模块31，用于为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值，例如，为语音业务和视频通信等高优先级业务设置承诺接入速率CAR，以防止用户使用未经申请的过多的带宽资源；预警阈值设置模块32，用于为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
该实施例通过预警阈值设置模块为上行链路中的每个链路节点设置预警阈值，可以容易地控制低优先级业务的上行流量，从而能够保证上行高优先级业务流量的QoS。
图8是本发明多业务接入网关的又一实施例的结构示意图。
如图8所示，与图7中的实施例相比，该实施例的预警判断模块41包括CVLAN上行链路预警判断单元411，用于根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；PVLAN上行链路预警判断单元412，用于根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；物理端口上行链路预警判断单元413，用于根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
该实施例通过CVLAN上行链路预警判断单元、PVLAN上行链路预警判断单元以及物理端口上行链路预警判断单元来分别判断上行链路上的三个链路节点处的上行流量是否超过各自的预警阈值，提前避免上行链路发生拥塞，以保证上行高优先级业务流量的QoS。
图9是本发明多业务接入网关的再一实施例的结构示意图。
如图9所示，与图8中的实施例相比，该实施例的预警处理模块51包括CVLAN预警处理单元511，用于在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；PVLAN预警处理单元512，用于在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；物理端口预警处理单元513，用于在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
该实施例由CVLAN预警处理单元、PVLAN预警处理单元以及物理端口预警处理单元分别针对CVLAN上行链路预警判断单元、PVLAN上行链路预警判断单元以及物理端口上行链路预警判断单元的判断结果进行预警处理，在超过各自预警阈值时，通过降低低优先级业务流量的方法来保证上行高优先级业务流量的QoS。
上述实施例不需要在接入网络中部署上行QoS策略，只需对MSE做较少的改造就能以较低的成本满足语音、视频等对称型业务的上行服务质量，从而为提高端到端的业务质量以进一步提高用户体验而提供重要条件。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
由于多业务接入网关MSE(Multi-Service Edge)是在接入网的末端，一般认为数据在没有到达MSE之前就已经发生拥塞了，所以MSE是不能对上行业务流进行QoS保障的。但是，实际上数据包的发送是瞬间的，而数据流量由小到大也有个时间过程，即，在接入发生拥塞之前，MSE是可以监测到相关业务流量及其变化的。本发明在发现某处有拥塞的趋势时，就开始降低流经此处的低优先级业务流量。这些被延迟或者丢弃的数据包所属的应用进程或者TCP连接通过流控机制(诸如滑动窗口协议)降低这些低优先级业务的发送量，从而达到避免拥塞并保障高优先级业务流量的QoS目的。
本发明的关键是在多业务接入网关MSE的接入侧端口的上行方向，增加三级QoS调度模块，以克服MSE是位于接入网末端而不是上行方向的源头而难以达到QoS调度控制效果的难关。接入网在用户组设(备例如，DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer))之上一般都是上下行带宽对称的，而总体上用户的流量是下行远大于上行。因此，在进行上行方向的三级QoS调度时，设置各级的最大带宽要小于实际对应的物理带宽(例如，为DSLAM上行中继FE(Fast Ethernet)/GE(Gigabit Ethernet)的50％，MSE的接入侧端口GE/10GE的50％)。这样MSE可以在接入网还远没有发生拥塞时，但是监测到流量有上升趋势并可能产生拥塞时，开始对相应的非保障性流量(例如，低优先级业务流量)进行及早丢弃。上述带宽的预留，即，为源头客户端发送数据并探测到网络中出现瓶颈需要降低发送流量留出时间和带宽空间。
上述三级QoS主要对用户的应用流间(即，用户线路)、用户间(即，用户组，例如，DSLAM中继端口FE/GE)、以及用户组间(即，MSE端口GE或10GE)这三个层面进行流量监控，并及时进行反馈，保证符合规格的保障性流量(例如，高优先级业务流量)能够顺利通过，同时确保各级的总流量不超过为各级设定的最大带宽，以避免在MSE之下的网元产生拥塞而不受控制的乱丢包。如果超出为各级设定的最大带宽则在MSE内丢弃非保障性流量，并均匀丢弃每个用户、每用户组中的非保障性流量。
图1是本发明方法的一个实施例的流程示意图。
如图1所示，该实施例包括以下步骤：
S102，由于网络中实际的瓶颈点(即，某个链路节点)与MSE在物理上是分开，但是流经这些瓶颈点的流量都要流到MSE，因此需要在这些瓶颈点为流经的流量分别打上不同的标识，MSE可以根据这些标识进行数据包的统计与检测了，其中，上行数据包中所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识，CVLAN标识为里层VLAN标识，用于在局端设备的用户端口上标识一个用户线路的流量，PVLAN标识为外层VLAN标识，用于在汇聚交换机端口上标识一个用户组(即，DLSAM中继端口)的流量，该端口一般为FE或者GE，多业务接入网关的下行物理端口标识用于标识MSE自身的接入侧端口，一般为GE或者10GE，多业务接入网关在收到来自客户端的上行流量后根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
S104，如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过该任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，由客户端通过流控机制感知网络拥挤而降低发送流量，从而使其总流量降到预警阀值以下，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS，进而防止出现网络拥塞，可选地，可以采用成倍减少TCP连接发送量的流控机制。
目前，接入网的设备参差且数量非常庞大(例如，涉及数量众多的汇聚交换机、DSLAM及宽带客户端网关等设备)，是实施网络端到端QoS的难点。现有的上行QoS的做法是对所有网元升级以支持优先级服务类别并进行静态配置，同时对数量众多的客户端网关进行动态策略下发控制，该方案难度很大且非常复杂。
而本发明的该实施例易于在现有的网络上快速开展与部署，且无需对现有MSE之下的接入网络中的所有网元进行改造，通过多业务接入网关来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型或者以上行为主的高优先级业务的上行流量的QoS。
图2是本发明方法的另一实施例的流程示意图。
如图2所示，该实施例包括以下步骤：
S202，多业务接入网关为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值，例如，为语音业务和视频通信等高优先级业务设置承诺接入速率CAR(Committed Access Rate)，以防止用户使用未经申请的过多的带宽资源；
S204，多业务接入网关为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值；
S206，多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
S208，如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过该任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
具体地，判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值的步骤包括：根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
另外，由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量的步骤包括：在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
该实施例通过多业务接入网关监控并管理上行链路接入网中可能发生拥塞的三个链路节点，由普通上网业务流的发端通过成倍减少TCP连接发送量的流控机制，利用这种“反压”的方法来提前丢弃上网等低优先级业务报文，从而避免接入网上行链路的拥塞。该实施例不需要在接入网络中部署上行QoS策略，只需对MSE做较少的改造就能以较低的成本满足语音、视频等对称型或者以上行为主的业务中高优先级业务的上行服务质量，从而为提高端到端的业务质量以进一步提高用户体验而提供重要条件。
图3是本发明方法的又一实施例的流程示意图。
如图3所示，该实施例包括以下步骤：
S302，多业务接入网关根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；
S304，如果流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过该任何一个链路节点的上行链路预警阈值，则由多业务接入网关降低上行低优先级业务的流量(即，进行相应的包延发和丢弃等动作)，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS；
S306，客户端通过流控机制感知网络是否拥挤，例如，客户端判断发送的报文是否发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时；
S308，如果网络拥挤(例如，发生低优先级业务的TCP连接定时响应超时)，则客户端通过成倍减少TCP连接发送量的流控机制降低上行低优先级业务的流量，从而使其总流量降到预警阀值以下。
通过该实施例中成倍减少TCP连接发送量的流控机制来迅速降低低优先级业务的流量，从而提前避免上行链路中多个链路节点处的拥塞。
图4是应用本发明方法的一个实例的网络架构示意图。
如图4所示，该实例的整个网络架构包括：用户终端11(例如，PC机)、语音终端12、视频通信终端13等，分别作为数据、语音及视频通信的客户端。为后面描述方便，将语音及视频通信等需要保障质量的业务称为高优先级业务，普通上网等数据业务称为低优先级业务。该网络架构中还包括家庭网关设备14(Residential Gateway，RG)，用于实现上述用户终端11、语音终端12及视频通信终端13等的接入功能；接入网络(包括DSLAM15、交换机SW16、ONU(Optical Network Unit)17或OLT(Optical Line Terminal)18)，一般采用逻辑树型结构，统一采用PUPV方式(即，每个用户一个PVC(Permanent Virtual Circuit)/PVLAN)承载；多业务接入网关MSE19相当于整个逻辑树型结构的根节点，用于管理用户业务的网络接入、为用户分配IP地址以及实现H-QoS(Hierarchical QoS)策略。
上述网络架构针对运营商接入网络的树型网络架构特点，提出在接入网络的根节点设备MSE上实现基于CVLAN标识、PVLAN标识及多业务接入网关的下行物理端口标识的三级上行H-QoS策略，由MSE实时监控接入网络内可能发生拥塞的三个链路节点，再结合成倍减少TCP连接发送量的流控机制(据统计，基于TCP连接的上网业务占互联网总流量的90％左右)来控制低优先级业务的流量。通过这种“反压”的方法来提前丢弃上网等低优先级业务报文，能够有效地防止接入网上行链路的拥塞，以较少的改造与较低的成本就能满足语音及视频通信等高优先级业务的上行服务质量。
在该网络架构中，MSE设备是解决运营商接入网络上行流量QoS策略的关键节点。接入网络上行方向可能发生拥塞的三个链路节点分布在①、②、③上。其中，链路节点①指的是RG与ONU或DSLAM之间的链路，可能由单个家庭用户的语音、视频通信、数据及其他等多种业务引起拥塞，通过配置的内层VLAN(定义为CVLAN)来唯一标识此链路；链路节点②指的是ONU或DSLAM与OLT或汇聚交换机之间的链路，可能由聚合的多个家庭用户的语音、视频通信、数据及其他等多种业务引起拥塞，通过配置的外层VLAN(定义为PVLAN)来唯一标识此链路；此链路除DSLAM与汇聚交换机之间仍然可能是FE链路外，一般采用GE链路；链路节点③指的是OLT或汇聚交换机与MSE之间的链路，一般是GE链路，未来可以升级到10GE链路，该链路进一步汇聚家庭用户的多种业务流量，通过MSE下行物理端口唯一标识此链路。
该实例中的MSE通过CVLAN标识、PVLAN标识以及多业务接入网关的下行物理端口标识来判断流过每个链路节点的流量是否超过各自的预警阈值，在超过预警阈值的情况下通过成倍减少TCP连接发送量的流控机制来降低低优先级业务的流量，从而提前避免上行链路的拥塞。
图5是应用本发明方法实现三级H-QoS的另一实例的策略示意图。
如图5所示，在该实例中，包括用户1-4，用户1和用户2均有语音和普通上网业务，语音的承诺接入速率CAR为100k，用户3和用户4均有视频通信和普通上网业务，视频通信的承诺接入速率CAR为2M。用户1的上行流量经CVLAN1上行链路节点、PVLAN1上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点；用户2的上行流量经CVLAN2上行链路节点、PVLAN1上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点；用户3的上行流量经CVLAN3上行链路节点、PVLAN2上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点；用户4的上行流量将CVLAN4上行链路节点、PVLAN2上行链路节点到达MSE物理端口1上行链路节点。
在用户1至4的上行流量流经MSE后，在MSE上实现基于CVLAN标识、PVLAN标识及多业务接入网关的下行物理端口标识的三级上行H-QoS策略，以实时监控接入网络中可能发生拥塞的三个链路节点。
MSE对每个用户的语音及视频通信等高优先级业务进行相应的限速，以防止用户使用未经申请的过多的带宽资源；并且对三个链路节点的上行链路带宽分别预设预警阈值。当任何一个链路节点的上行流量超过其预警阈值时，减小低优先级业务的流量，例如，开始丢弃普通上网业务的报文；普通上网业务一般基于TCP连接，源端设备(例如，用户PC机)应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，即，源端设备每次发送报文后，若因为网络拥塞丢弃报文导致TCP连接超时后，源端设备将TCP拥塞窗口的值设置为当前值的一半，通过这种成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起接入网中普通上网业务的上行流量迅速减少，从而提前避免上行链路发生拥塞。
若采用上述机制后发现诸如上网流量等低优先级业务的流量仍然无法降低，则可以认为用户终端可能感染病毒，再结合多业务接入网关的下行物理端口标识、PVLAN标识及CVLAN标识三个参数来定位终端的位置，通知网管将终端流量强制降低到相对小的带宽。
以下通过两个具体实例来进一步说明MSE是如何实现三级H-QoS策略的。
以ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)接入的家庭用户为例，假设同时申请语音与普通上网业务，其中，语音业务流量的上下行带宽均为100k，数据业务的下行带宽为4M，上行方向由于P2P(Peer toPeer)等应用可能会超过600k；而对于ADSL2+技术在铜缆1.5公里以内上行带宽理论最大值为850k。MSE实现基于CVLAN标识、PVLAN标识及多业务接入网关的下行物理端口标识的三级上行H-QoS策略，其中，将CVLAN标识应用于ADSL链路，即，RG与DSLAM之间的CVLAN上行链路，并由MSE为CVLAN1、CVLAN2上行链路节点设置预警阈值500k；当MSE分别监控这两段CVLAN上行链路，当其中一段CVLAN上行链路的上行流量超过500k时，开始丢弃这段CVLAN上行链路上的普通上网报文，上网业务终端应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起接入网络上行链路上网流量的大幅减少，提前避免ADSL上行链路发生拥塞，从而保障语音等高优先级业务的上行流量的QoS。
同理，将PVLAN标识应用于DSLAM与汇聚交换机之间的PVLAN上行链路(通常为FE上行链路)，并由MSE为PVLAN1上行链路节点设置预警阈值60M，当MSE监控到PVLAN1上行链路的上行流量超过60M时，开始均匀丢弃通过此链路汇聚上行的所有接入用户的上网报文，所有接入的上网业务终端应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起此PVLAN标识的接入网络上行链路上网流量的大幅减少，提前避免上行链路发生拥塞，从而保障语音业务的上行流量的QoS。
上述过程同样适用于MSE下行物理端口链路。将多业务接入网关的下行物理端口标识应用于汇聚交换机与MSE之间的多业务接入网关物理端口上行链路，并由MSE为MSE物理端口1上行链路节点设置预警阈值600M，当MSE监控到此段上行链路的上行流量超过600M时，开始均匀丢弃通过此链路汇聚上行的所有接入用户的上网报文，所有接入的上网业务终端应用成倍减少TCP连接发送量的流控机制，引起此接入网关物理端口标识的上行链路上网流量的大幅减少，提前避免上行链路发生拥塞，从而保障语音业务的上行流量的QoS。
以PON(Passive Optical Network)接入的家庭用户为例，假设同时申请视频通信与普通上网业务，其视频通信的上行流量相对较大，可以采用与ADSL接入的家庭用户相同的配置方法，只是MSE上设置的预警阈值会相应增大。考虑到RG与ONU之间的链路带宽为FE，不会由于上行带宽资源不足而引起上行链路拥塞，因此，MSE为此链路对应的CVLAN3、CVLAN4上行链路节点设置的预警阈值可以为链路带宽的最大值FE。
图6是本发明多业务接入网关的一个实施例的结构示意图。
如图6所示，该实施例的多业务接入网关包括预警判断模块21，用于根据客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点的上行链路预警阈值和来自客户端的上行流量所携带的多个标识分别判断流过每个链路节点的上行流量是否超过每个链路节点的上行链路预警阈值；预警处理模块22，用于在流过多个链路节点中的任何一个链路节点的上行流量超过任何一个链路节点的上行链路预警阈值的情况下，降低上行低优先级业务的流量，以保证客户端上行高优先级业务流量的QoS。
其中，上行流量所携带的多个标识包括CVLAN标识、PVLAN标识和多业务接入网关的下行物理端口标识。
该实施例易于在现有的网络上快速开展与部署，且无需对现有MSE之下的接入网络中的所有网元进行改造，通过多业务接入网关来监控客户端至多业务接入网关的上行链路上的可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量，在流过可能发生拥塞的多个链路节点的上行流量超过每个链路节点的上行链路预警阈值时，降低发送的低优先级业务的流量，保证对称型业务的上行高优先级业务流量的QoS。
图7是本发明多业务接入网关的另一实施例的结构示意图。
如图7所示，与图6中的实施例相比，该实施例的多业务接入网关还包括接入速率设置模块31，用于为客户端的高优先级业务设置接入速率的门限值，例如，为语音业务和视频通信等高优先级业务设置承诺接入速率CAR，以防止用户使用未经申请的过多的带宽资源；预警阈值设置模块32，用于为客户端至多业务接入网关的上行链路上的多个链路节点分别设置CVLAN上行链路预警阈值、PVLAN上行链路预警阈值和多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
该实施例通过预警阈值设置模块为上行链路中的每个链路节点设置预警阈值，可以容易地控制低优先级业务的上行流量，从而能够保证上行高优先级业务流量的QoS。
图8是本发明多业务接入网关的又一实施例的结构示意图。
如图8所示，与图7中的实施例相比，该实施例的预警判断模块41包括CVLAN上行链路预警判断单元411，用于根据CVLAN标识判断流过CVLAN链路节点的上行流量是否超过CVLAN上行链路预警阈值；PVLAN上行链路预警判断单元412，用于根据PVLAN标识判断流过PVLAN链路节点的上行流量是否超过PVLAN上行链路预警阈值；物理端口上行链路预警判断单元413，用于根据多业务接入网关的下行物理端口标识判断流过物理端口链路节点的上行流量是否超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值。
该实施例通过CVLAN上行链路预警判断单元、PVLAN上行链路预警判断单元以及物理端口上行链路预警判断单元来分别判断上行链路上的三个链路节点处的上行流量是否超过各自的预警阈值，提前避免上行链路发生拥塞，以保证上行高优先级业务流量的QoS。
图9是本发明多业务接入网关的再一实施例的结构示意图。
如图9所示，与图8中的实施例相比，该实施例的预警处理模块51包括CVLAN预警处理单元511，用于在流过CVLAN链路节点的上行流量超过CVLAN上行链路预警阈值的情况下，降低客户端发送的低优先级业务的流量；PVLAN预警处理单元512，用于在流过PVLAN链路节点的上行流量超过PVLAN上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过PVLAN链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量；物理端口预警处理单元513，用于在流过物理端口链路节点的上行流量超过多业务接入网关物理端口上行链路预警阈值的情况下，均匀降低流过物理端口链路节点的每个客户端的低优先级业务的流量。
该实施例由CVLAN预警处理单元、PVLAN预警处理单元以及物理端口预警处理单元分别针对CVLAN上行链路预警判断单元、PVLAN上行链路预警判断单元以及物理端口上行链路预警判断单元的判断结果进行预警处理，在超过各自预警阈值时，通过降低低优先级业务流量的方法来保证上行高优先级业务流量的QoS。
上述实施例不需要在接入网络中部署上行QoS策略，只需对MSE做较少的改造就能以较低的成本满足语音、视频等对称型业务的上行服务质量，从而为提高端到端的业务质量以进一步提高用户体验而提供重要条件。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。