[发明专利]一种基于数据包的计费方法

说明书

技术领域

本发明是一种用于在开放的网络环境中，采用基于数据包的准动态方法，实现计费的准确性、公正性、透明性的技术方案。属于计算机网络的应用领域。

背景技术

网络计费系统对于各运营商(ISP)来说都是一个极其重要的系统，其不仅可以统计网络用户的费用，而且可以监控网络数据流量，优化网络资源分配。先进的计费系统是提供优质网络服务的重要保证。随着宽带网络的迅速普及，使用网络资源的用户越来越多，他们对网络服务的质量和应用需求提出了不同的要求。网络计费方法大体上可以分为：包月制计费系统、按流量或者时长的包月制、实时计费系统、基于内容的实时计费系统。前几种计费系统存在计费方法简单、计费规则不合理等问题，严重制约网络用户和新业务的发展；而基于内容的计费系统，由于每个运营商提供的内容业务都有一定的特殊性，因此对于内容的管理和控制要求较高。为解决这些问题，人们纷纷在深入研究现有计费技术的基础上展开下一代网络计费技术，尤其是保证端到端的QoS计费技术的开发。

与本发明相关的现有技术分析

在Internet网络中，价格是拥塞控制的一种立竿见影的有效工具，因而网络拥塞因素是QoS计费技术考虑的一个重要参数。为了快速准确计算网络拥塞引起的数据传输成本，人们提出了众多的解决方案，归纳起来可以分为两类：一类是根据网络的拥塞情况实时计算数据在网络传输的成本，这种计算方式就是动态计费模式。动态计费考虑了网络拥塞情况，同时动态计费引入了网络使用的最优化问题，因而可以准确计算网络费用，最优化网络资源配置。但其缺点是占用资源较多，计算复杂，实用性不够；另一类是对网络拥塞因子制定固定的价格，计算时直接根据网络拥塞的状况查表计算，即静态计费模式。静态计费模式的价格因子一般是由网络运营商基于历史数据的统计和分析计算出来的，它与真实网络的负载情况是不相符的。静态计费的优点是实施简单，占用资源少。

根据计费测量的不同粒度，静态计费的价格费用可以以字节(per-byte)、数据包(per-packet)或会话连接(per-session)等作为基本单位进行计算。基于字节的优先级计费是对流量进行计费的一个具体应用，通过预先设定每个优先级单字节的价格，可以很容易地计算出每个用户使用网络的费用。基于数据包的静态计费主要基于不同服务级别的数据包的传送个数来进行计费，研究显示数据包的单价越低，网络利用率越高；如果对用户使用网络制定一个预算的上限，运营商的收益曲线显示随着数据包单价的增加，收益先升高随后降低。

在基于数据包的静态计费方法中，网络服务商根据历史数据的统计分析预先制定不同服务级别的费率，其制定的计费方式并没有真实地反映网络的当前负载，因而人们普遍认为静态计费在网络拥塞控制方面不够灵敏；同时，该方法预先将用户划分为不同的服务等级，用户使用网络时，网络服务商根据用户的服务等级和现有网络的可用资源进行分配，并没有考虑用户业务的实际需求，从而可能造成有限网络资源闲置。例如，当高等级用户使用低网络资源要求的业务时，由于网络运营商过多分配网络资源，导致其中部分资源空闲。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于数据包的准动态计费方法，来解决基于数据包的静态计费缺点，使之达到动态计费控制网络拥塞的效果，并且可以在不降低网络运营商收益的前提下充分保证用户QoS需求的最佳性价比。

技术方案：本发明的方法是一种改进性和综合性的方法，通过对现有的基于数据包静态计费的改进和综合而提出。本计费思想类似于高速公路上的汽车收费。如果将数据包看作高速公路上的汽车，路由器比作收费站，汽车使用的车道对应于网络提供的带宽。现有的路由器计费主要是基于IP地址的流量计费，这就有三个不足：①用户可能用同一IP地址，无法区分出用户；②需要在路由器内设置大的缓存，路由器参与计费，这样就影响其路由性能；③基于流量的计费太简单，不精确，未考虑到网络的拥塞情况。为了与现有路由器概念加以区别，我们将路由器分为主干路由器和普通路由器，其中主干路由器是指对于网络拥塞状况影响较大的路由器，其它则为普通路由器。在数据包传输过程中，对于主干路由器：记录路由路径和拥塞情况；对于普通路由器：记录其跳数。通过发送探测流，得到数据包跳数和路由器拥塞情况，计算出单个数据包的费用，与计费上限比较，进行接纳判断，若可以接纳该业务，则以该费用为参数，结合流量计算出该探测周期内数据包的总费用，周期性重复上述过程，直到该业务服务结束。