业务传输方法、系统和计算机可读存储介质与流程

1.本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种用于业务传输线路的业务传输方法、业务传输网管系统和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.以太网端口的限速一般只需针对cpe(customer premise equipment，客户前置设备)接入设备(例如，交换机、路由器等)，但在otn(optical transport network，光传送网)网络中，对于小颗粒以太网业务(例如不超过1000m)，往往会在多个otn设备中做以太网分组处理。
3.目前，端口限速主要通过令牌桶算法的优化或参数的调节来实现。但是，在otn网络中，由于odu(optical data unit，光数据单元)为刚性管道，对于以太网业务设置不同cir(committed information rate，承诺信息率)和pir(peak information rate，最高信息率)没有意义，一般取cir＝pir，这导致无法通过令牌桶算法实现更为精细的限速模式。


技术实现要素：

4.本公开的发明人发现，已知的业务传输线路因设备对报文进行添加svlan等处理时导致的字节膨胀有可能导致限速不精确，容易导致资源浪费或丢包。
5.鉴于此，本公开的发明人提出一种用于业务传输线路的业务传输方法，从而使得业务传输线路能够更加准确地限速。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种用于业务传输线路的业务传输方法，其中，所述业务传输线路包括客户前置设备cpe设备和与所述cpe设备通信连接的局端光传送网otn设备，所述业务传输方法包括：在所述cpe设备的用户网络侧接口处设置第一限速点，使得业务流量在所述用户网络侧接口以第一限速带宽传输，其中，所述第一限速带宽为承诺信息率cir；在所述局端otn设备处设置第二限速点，使得所述业务流量在所述局端otn设备以第二限速带宽传输，所述第二限速带宽的初始值为cir
×
α，其中，α为所述业务流量在经过所述cpe设备增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值；在检测时间窗口内统计所述局端otn设备接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据所述总字节数和所述数据包数计算数据包的平均长度；以及根据所述数据包的平均长度调整所述第二限速带宽。
7.在一些实施例中，所述检测时间窗口的设置范围为t0至t
max
，其中，t0为所述检测时间窗口的初始值，t
max
为所述检测时间窗口的最大值；所述业务传输方法还包括：以δt为步进时间，将所述检测时间窗口从所述t0逐渐增大到所述t
max
，其中，δt》0。
8.在一些实施例中，所述业务传输方法还包括：判断在上一个检测时间窗口t
n-1
内是否发生丢包现象，其中，n为大于或等于1的正整数；若在所述上一个检测时间窗口t
n-1
内没有发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝min(t
n-1
δt,t
max
)，其中，tn≤t
max
；若在所述上一个检测时间窗口t
n-1
内发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝β
×
t
n-1
，其中，0＜β＜1。
9.在一些实施例中，计算所述数据包的平均长度l
pkt
的关系式为：其中，r
byte
为接收的业务流量的总字节数，r
num
为接收的数据包数；根据所述数据包的平均长度l
pkt
调整所述第二限速带宽b2为其中，b1为所述第一限速带宽，γ为业务流量在经过所述cpe设备后增加的字节数。
10.在一些实施例中，所述α的范围为1＜α≤1.06；所述γ为4。
11.根据本公开的另一个方面，提供了一种用于业务传输线路的业务传输网管系统，其中，所述业务传输线路包括客户前置设备cpe设备和与所述cpe设备通信连接的局端光传送网otn设备，所述业务传输网管系统包括：第一限速点设置单元，用于在所述cpe设备的用户网络侧接口处设置第一限速点，使得业务流量在所述用户网络侧接口以第一限速带宽传输，其中，所述第一限速带宽为承诺信息率cir；第二限速点设置单元，用于在所述局端otn设备处设置第二限速点，使得所述业务流量在所述局端otn设备以第二限速带宽传输，所述第二限速带宽的初始值为cir
×
α，其中，α为所述业务流量在经过所述cpe设备增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值；统计单元，用于在检测时间窗口内统计所述局端otn设备接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据所述总字节数和所述数据包数计算数据包的平均长度；以及带宽调整单元，用于根据所述数据包的平均长度调整所述第二限速点的第二限速带宽。
12.在一些实施例中，所述检测时间窗口的设置范围为t0至t
max
，其中，t0为所述检测时间窗口的初始值，t
max
为所述检测时间窗口的最大值；所述业务传输网管系统还包括：时间窗口调整单元，用于以δt为步进时间，将所述检测时间窗口从所述t0逐渐增大到所述t
max
，其中，δt》0。
13.在一些实施例中，所述时间窗口调整单元用于判断在上一个检测时间窗口t
n-1
内是否发生丢包现象，其中，n为大于或等于1的正整数，若在所述上一个检测时间窗口t
n-1
内没有发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝min(t
n-1
δt,t
max
)，其中，tn≤t
max
，若在所述上一个检测时间窗口t
n-1
内发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝β
×
t
n-1
，其中，0＜β＜1。
14.在一些实施例中，所述统计单元计算所述数据包的平均长度l
pkt
的关系式为：其中，r
byte
为接收的业务流量的总字节数，r
num
为接收的数据包数；以及所述带宽调整单元根据所述数据包的平均长度l
pkt
调整所述第二限速带宽b2为其中，b1为所述第一限速带宽，γ为业务流量在经过所述cpe设备后增加的字节数。
15.在一些实施例中，所述α的范围为1＜α≤1.06；所述γ为4。
16.根据本公开的另一个方面，提供了一种用于业务传输线路的业务传输网管系统，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如前所述的方法。
17.根据本公开的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如前所述的方法。
18.在上述业务传输方法中，在cpe设备的用户网络侧接口处设置第一限速点，使得业务流量在用户网络侧接口以第一限速带宽传输，其中，第一限速带宽为cir；在局端otn设备处设置第二限速点，使得业务流量在局端otn设备以第二限速带宽传输，第二限速带宽的初始值为cir
×
α，其中，α为业务流量在经过所述cpe设备增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值；在检测时间窗口内统计局端otn设备接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据总字节数和数据包数计算数据包的平均长度；以及根据数据包的平均长度调整第二限速带宽。因此，第二限速点的限速带宽可以动态变化。上述方法可以使得业务传输线路(例如otn专线网络)根据用户的带宽需求更加准确地限速，节省局端otn设备的odu资源，从而降低线路的业务成本，并且也可以尽量防止出现丢包现象的发生。
19.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
20.构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
21.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
22.图1是示出根据本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输方法的流程图；
23.图2是示出根据本公开一些实施例的业务传输线路的结构示意图；
24.图3是示出根据本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输网管系统的结构示意图；
25.图4是示出根据本公开另一些实施例的用于业务传输线路的业务传输网管系统的结构示意图；
26.图5是示出根据本公开另一些实施例的用于业务传输线路的业务传输网管系统的结构示意图。
具体实施方式
27.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
28.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
29.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
30.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
31.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不
是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
33.本公开的发明人发现，由于odu的刚性管道特性，尽管不同以太网业务可以共享odu0通道，但在配置单站时会固定以太网业务的占用带宽，如果仅对cpe设备限速，则由于cpe添加svlan(service virtual local area network，服务虚拟局域网)导致出口的业务速率增加，会要求cpe上联的局端otn设备配置更大带宽来保证不丢包，此值过高会产生资源浪费，导致otn专线业务成本较高；但如果对局端otn设备采用相同限速，又会由于cpe设备添加svlan导致限速不准确。因此，本公开的发明人已知的业务传输线路的限速因设备对报文进行添加svlan等处理时导致的字节膨胀有可能导致限速不精确，容易导致资源浪费或丢包。
34.鉴于此，本公开的发明人提出一种用于业务传输线路的业务传输方法，从而使得业务传输线路能够更加准确地限速。
35.图1是示出根据本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输方法的流程图。如图1所示，该方法包括步骤s102至s108。图2是示出根据本公开一些实施例的业务传输线路的结构示意图。如图2所示，业务传输线路包括cpe设备210和与cpe设备210通信连接的局端otn设备220。例如，该cpe设备210和该局端otn设备220均可以实现eth(ethernet，以太网)连接。另外，图2中还示出了城域或骨干otn 230。
36.下面结合图1和图2详细描述本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输方法。
37.如图1和图2所示，在步骤s102，在cpe设备210的用户网络侧接口211处设置第一限速点，使得业务流量在该用户网络侧接口211以第一限速带宽传输。该第一限速带宽为cir。这里，cir即为业务承诺带宽。
38.如图1和图2所示，在步骤s104，在局端otn设备220处设置第二限速点，使得业务流量在局端otn设备220以第二限速带宽传输。第二限速带宽的初始值为cir
×
α，其中，α为业务流量在经过cpe设备增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值。在一些实施例中，α的范围为1＜α≤1.06。例如，α＝1.06。
39.例如，svlan报文长度计算如下：
40.根据802.3协议，原始以太网报文长度为64字节至1518字节。
41.根据802.1q协议，添加一层vlan(例如，cvlan(customer vlan，用户虚拟局域网)，4字节)后报文长度为68字节至1522字节。
42.根据802.1ad协议，允许以qinq方式在cvlan外层继续添加4字节的svlan。
43.例如，进入cpe设备210的报文已添加cvlan，报文长度范围为68字节-1522字节。而在cpe设备的nni(network to network interface，网络结点接口)212，对每个报文添加svlan(固定4字节)。因此，经过cpe设备再次添加svlan会导致报文长度至多增加4/68≈5.89％，至少增加4/1522≈0.26％。上述α即为业务流量在经过cpe设备增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值。
44.考虑到部分设备或仪表允许在添加cvlan后最小报文仍为64字节，并且考虑到不同标准对报文长度定义的差别，本公开不对报文长度做限定，即本公开的方法对任何报文
长度范围的以太网报文均适用。在上述实施例中，取6％为最大影响值。因此，α取值的范围可以为1＜α≤1.06。
45.如图1和图2所示，在步骤s106，在检测时间窗口内统计局端otn设备220接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据该总字节数和该数据包数计算数据包的平均长度。
46.例如，计算数据包的平均长度l
pkt
的关系式为：
[0047][0048]
其中，r
byte
为接收的业务流量的总字节数，r
num
为接收的数据包数。
[0049]
如图1和图2所示，在步骤s108，根据数据包的平均长度调整第二限速带宽。
[0050]
在一些实施例中，根据数据包的平均长度l
pkt
调整第二限速带宽b2为
[0051][0052]
其中，b1为第一限速带宽，γ为业务流量在经过cpe设备后增加的字节数。例如，γ为4。这里，4个字节为报文经过cpe设备添加svlan的字节数。
[0053]
至此，提供了根据本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输方法。业务传输线路包括cpe设备和与cpe设备通信连接的局端otn设备。业务传输方法包括：在cpe设备的用户网络侧接口处设置第一限速点，使得业务流量在用户网络侧接口以第一限速带宽传输，其中，第一限速带宽为cir；在局端otn设备处设置第二限速点，使得业务流量在局端otn设备以第二限速带宽传输，第二限速带宽的初始值为cir
×
α，其中，α为业务流量在经过所述cpe设备增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值；在检测时间窗口内统计局端otn设备接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据总字节数和数据包数计算数据包的平均长度；以及根据数据包的平均长度调整第二限速带宽。因此，第二限速点的限速带宽可以动态变化。上述方法可以使得业务传输线路(例如otn专线网络)根据用户的带宽需求更加准确地限速，节省局端otn设备的odu资源，从而降低线路的业务成本，并且也可以尽量防止出现丢包现象的发生。
[0054]
在一些实施例中，检测时间窗口的设置范围为t0至t
max
，其中，t0为检测时间窗口的初始值，t
max
为检测时间窗口的最大值。所述业务传输方法还可以包括：以δt为步进时间，将检测时间窗口从t0逐渐增大到t
max
，其中，δt》0。即，将检测时间窗口逐渐地增加δt，从而从t0逐渐增大到t
max
。这样实现了检测时间窗口的动态调整。
[0055]
在一些实施例中，所述业务传输方法还可以包括：判断在上一个检测时间窗口t
n-1
内是否发生丢包现象，其中，n为大于或等于1的正整数。
[0056]
所述业务传输方法还包括：若在上一个检测时间窗口t
n-1
内没有发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为
[0057]
tn＝min(t
n-1
δt,t
max
)，其中，tn≤t
max
。这里min(t
n-1
δt,t
max
)表示取t
n-1
δt和t
max
这二者中的较小值。这样可以保证在没有丢包时，检测时间窗口逐渐增大，收敛于较大值t
max
，从而尽可能避免频繁调整带宽。
[0058]
所述业务传输方法还包括：若在上一个检测时间窗口t
n-1
内发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝β
×
t
n-1
，其中，0＜β＜1。例如，β＝0.5。这样可以保证在有丢包
发生时，能够迅速缩小检测时间窗口，尽快通过重新统计平均包长的方式，计算并下发新的第二限速带宽，从而尽快调整至合理限速。
[0059]
在上述实施例中，第二限速点以检测时间窗口t为周期进行动态限速，该检测时间窗口t采用了加性增、乘性减(additive increase multiplicative decrease，简称为aimd)的确定规则。通过按照这样的确定规则设置检测时间窗口t，可以尽量保证在没有丢包时，检测时间窗口逐渐增大，收敛于较大值t
max
，尽可能避免频繁调整带宽，以及尽量保证在有丢包时，迅速将检测时间窗口降低，尽快通过重新统计平均包长的方式，计算并下发新的第二限速带宽，从而尽快调整至合理限速。
[0060]
在上述业务传输方法中，设置了两个限速点，分别对cpe设备和局端otn设备进行限速。第一限速点按业务承诺带宽限速，第二限速点考虑到cpe设备添加例如svlan导致报文长度增加，且增加幅度与报文长度有关，初始限速值按业务流全部为最短报文长度计，后续在检测时间窗口内统计接收总字节数和接收数据包数，计算平均包长，根据平均包长进行动态限速。第二限速点的检测时间窗口允许动态调整，保证无丢包时避免频繁调整带宽，有丢包时尽快收敛至合理限速。
[0061]
例如，假定用户业务带宽需求为100m，报文长度范围64字节-1518字节，进入专线cpe设备时数据包携带cvlan，otn网络内需要添加svlan标识，则第一限速点可以限速100m，第二限速点可以初始限速100m*6％，然后在t0内统计平均包长，根据前述计算原则在下一个时间窗口调整第二限速点的限速带宽值，而且时间窗口t的值也可以根据前述方法调整。
[0062]
图3是示出根据本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输网管系统的结构示意图。如图3所示，业务传输线路包括cpe设备210和与该cpe设备210通信连接的局端otn设备220。
[0063]
如图3所示，业务传输网管系统300包括：第一限速点设置单元302、第二限速点设置单元304、统计单元306和带宽调整单元308。
[0064]
第一限速点设置单元302用于在cpe设备210的用户网络侧接口处设置第一限速点，使得业务流量在该用户网络侧接口以第一限速带宽传输。该第一限速带宽为cir。
[0065]
第二限速点设置单元304用于在局端otn设备220处设置第二限速点，使得业务流量在该局端otn设备220以第二限速带宽传输。该第二限速带宽的初始值为cir
×
α，其中，α为业务流量在经过cpe设备210增加字节后的字节数与增加字节前的字节数的比值。例如，α的范围为1＜α≤1.06。
[0066]
统计单元306用于在检测时间窗口内统计局端otn设备220接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据该总字节数和该数据包数计算数据包的平均长度。
[0067]
例如，统计单元306计算数据包的平均长度l
pkt
的关系式为：
[0068]
其中，r
byte
为接收的业务流量的总字节数，r
num
为接收的数据包数。
[0069]
带宽调整单元308用于根据数据包的平均长度调整第二限速点的第二限速带宽。
[0070]
例如，带宽调整单元308根据数据包的平均长度l
pkt
调整第二限速带宽b2为其中，b1为第一限速带宽，γ为业务流量在经过cpe设备后增加的字节数。例如，γ为4。
[0071]
至此，提供了根据本公开一些实施例的用于业务传输线路的业务传输网管系统。在该业务传输网管系统中，第一限速点设置单元在cpe设备的用户网络侧接口处设置第一限速点，使得业务流量在用户网络侧接口以第一限速带宽传输，其中，第一限速带宽为承诺信息率cir；第二限速点设置单元在局端otn设备处设置第二限速点，使得业务流量在局端otn设备以第二限速带宽传输，第二限速带宽的初始值为cir
×
α；统计单元在检测时间窗口内统计局端otn设备接收的业务流量的总字节数和接收的数据包数，根据该总字节数和该数据包数计算数据包的平均长度；以及带宽调整单元根据数据包的平均长度调整第二限速点的第二限速带宽。上述系统可以使得业务传输线路(例如otn专线网络)根据用户的带宽需求更加准确地限速，节省局端otn设备的odu资源，从而降低线路的业务成本，并且也可以尽量防止出现丢包现象的发生。
[0072]
在一些实施例中，检测时间窗口的设置范围为t0至t
max
，其中，t0为检测时间窗口的初始值，t
max
为检测时间窗口的最大值。
[0073]
在一些实施例中，如图3所示，所述业务传输网管系统300还可以包括时间窗口调整单元310。该时间窗口调整单元310用于以δt为步进时间，将检测时间窗口从t0逐渐增大到t
max
，其中，δt》0。
[0074]
在一些实施例中，时间窗口调整单元310用于判断在上一个检测时间窗口内t
n-1
是否发生丢包现象，其中，n为大于或等于1的正整数，若在上一个检测时间窗口t
n-1
内没有发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝min(t
n-1
δt,t
max
)，其中，tn≤t
max
，若在上一个检测时间窗口t
n-1
内发生丢包现象，则将当前检测时间窗口tn调整为tn＝β
×
t
n-1
，其中，0＜β＜1。
[0075]
在本公开的实施例中，可以在不改变otn设备软硬件的前提下，通过上层网管采集已有性能参数(例如，报文数、字节数等)，计算出合理的带宽速率，对第二限速点进行限速，实现限速功能的精细化控制，提高带宽利用率。本公开的方法和系统可以对所有支持端口限速的otn设备均适用，不需要改变otn设备的软硬件即可支持。
[0076]
本公开实施例的上述方法和网管系统中，局端otn设备可以承担汇聚小颗粒以太网专线业务的功能，对每个业务精细化限速管理，在保证客户服务的前提下，节省odu资源，降低专线成本。
[0077]
在上述方法和网管系统中，第一限速点确保按业务带宽准确限速；第二限速点动态检测报文长度，确保添加svlan后的业务流量在承诺速率内不丢包的前提下占用最少资源。
[0078]
图4是示出根据本公开另一些实施例的用于业务传输线路的业务传输网管系统的结构示意图。该业务传输网管系统包括存储器410和处理器420。其中：
[0079]
存储器410可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储图1所对应实施例中的指令。
[0080]
处理器420耦接至存储器410，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器420用于执行存储器中存储的指令，可以使得业务传输线路根据用户的带宽需求更加准确地限速，节省局端otn设备的odu资源，从而降低线路的业务成本。
[0081]
在一些实施例中，还可以如图5所示，业务传输网管系统500包括存储器510和处理器520。处理器520通过bus总线530耦合至存储器510。该业务传输网管系统500还可以通过
存储接口540连接至外部存储装置550以便调用外部数据，还可以通过网络接口560连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)，此处不再进行详细介绍。
[0082]
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，可以使得业务传输线路根据用户的带宽需求更加准确地限速，节省局端otn设备的odu资源，从而降低线路的业务成本。
[0083]
在另一些实施例中，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现图1所对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0084]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0085]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0086]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0087]
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0088]
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。