[发明专利]支持概率性端到端时延保证的资源管理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及分组交换网络QoS保证方法，具体地说是一种 概率性保证业务端到端时延的方法，它依据路由器实时统计的“分配带宽-分组时延 分布”映射关系能够动态分配各段链路的带宽资源，为传输业务提供概率性端到端时 延保证，提高链路带宽资源的使用效率，可用于军事通信网络和IP交换网等分组交 换网络。

背景技术

当今因特网状况日趋复杂，业务的多样性导致网络资源需求的差异很大，如何在 IP网络上保证用户信息传输的质量成为一个不容忽视的重要问题。为解决这一问题， 网络服务质量(QoS，Quality of Service)便应运而生。

如今，随着下一代网络(NGN，Next Generation Network)网络架构的逐步完善， 为应用业务提供了统一的平台，新业务可通过开放的接口平滑地加入到网络中，IP网 络如何提供QoS支持这一问题现已成为业界关注的焦点。然而，在宽带接入网络中， 由于语音、可视通信、视频等实时业务的实时性的特点决定其与Email、FTP等传统 数据业务有着不同的QoS要求，即语音、可视通信、视频等实时业务对承载网络的 带宽保证、时延、抖动、包丢失率等关键QoS指标有着较高的要求。Kartik Gopalan 在论文“Effcient Network Resource Allocation With QoS Guarantees”中明确指出：在 传统QoS保证机制中，为了在峰值速率这种最差情况下确定性地满足分组的端到端 QoS指标，网络需要预留过多的网络资源，导致资源使用效率较低。传统的确定性 QoS保证方法没有充分考虑业务的动态特性，即各个业务同时处于峰值速率的概率是 非常低的，同时忽略了业务自身对于QoS指标的弹性，导致网络资源的浪费。在未 来的网络环境中，新型业务不断产生，网络状态更加复杂，如何在这种动态的网络环 境下提供QoS保证，实现网络资源的高效实用，是网络资源管理系统而对的关键问 题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的问题，提供一种支持概率性端到端时延 保证的资源管理系统及其方法，依据路由器实时计算的“分配带宽-分组时延分布” 映射关系，由策略资源管理器PRM根据业务传输路径上各段链路的负载状态分配较 少的带宽资源来概率性地保证业务的端到端时延要求，以在不降低用户业务质量的条 件下，避免确定性服务质量保证的过度资源占用，大幅度地提高链路带宽资源的使用 效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一、术语说明

QoS：Quality of Service，服务质量

PRM：Policy Resource Manager，策略资源管理器

二、本发明提出的支持概率性端到端时延保证的资源管理系统，包括：

策略资源管理器PRM模块，用于侦听并提取业务请求信息、从路由器模块中获 取实时“分配带宽-分组时延分布”映射关系和链路实时负载状态信息，计算业务传 输路径端到端的各段链路的带宽资源分配参数，并将计算结果回复给业务请求信息以 及传递给业务传输路径上相应的路由器模块；

路由器模块，用于提取网络实时运行状态信息，并将运行状态信息中的链路实时 负载状态信息以及实时计算的“分配带宽-分组时延分布”映射关系传递给策略资源 管理器PRM模块，并按照策略资源管理器PRM模块计算得到的业务传输路径端到端 的各段链路的带宽资源分配参数执行带宽资源的分配，并在各段链路上按照分配的带 宽资源分配参数份额处理和传送业务数据包。

三、实现本发明支持概率性端到端时延保证的资源管理方法，包括如下步骤：

(1)网络中各路由器计算各自的“分配带宽-分组时延分布”映射关系；

(2)PRM监测链路实时负载状态信息，侦听业务请求信息，若侦听到业务请求 信息，则执行步骤3；否则，继续侦听；

(3)从业务请求信息中提取业务分组时延要求和路径信息；

(4)依据从业务传输路径端到端的各段链路上的路由器得到的“分配带宽-分组 时延分布”映射关系，及链路实时负载状态信息和业务分组时延要求，对业务传输路 径端到端的各段链路，按如下公式计算带宽资源分配参数：