端到端的網(wǎng)絡QoS控制系統(tǒng)、通信設備和端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于通信【技術領域】，提供了一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法，包括以下步驟：在發(fā)送端，將待發(fā)送的IP分組進行流分類；對分類后的同一類流的整個數(shù)據(jù)塊進行包復用；將復用后的整個數(shù)據(jù)塊進行FEC冗余編碼處理；將編碼后的數(shù)據(jù)塊進行交織；對交織后的數(shù)據(jù)塊進行分包封裝，形成待發(fā)送的IP分組報文發(fā)送到傳輸網(wǎng)。通過本發(fā)明實施例提供的技術方案，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡丟包抑制，提升數(shù)據(jù)傳輸質量。
【專利說明】端到端的網(wǎng)絡QoS控制系統(tǒng)、通信設備和端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術領域】，尤其涉及一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制系統(tǒng)、通信設備和端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法。
【背景技術】
[0002]IP (Internet Protocol,網(wǎng)絡協(xié)議)是目前網(wǎng)絡應用最廣泛的協(xié)議，由于IP協(xié)議不面向連接，可靠性差，不能保證應用層業(yè)務的QoS (Quality of Service,服務質量)
[0003]為了提升使用IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的QoS，現(xiàn)有技術中提出了 FEC(前向糾錯，F(xiàn)orwardError Correction)技術。FEC技術經常用于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸,FEC通過冗余編碼，糾正傳輸中的錯誤比特問題。在出現(xiàn)錯誤比特的情況下，可以使用FEC譯碼進行識別錯誤、糾正錯誤。FEC常用于一個數(shù)據(jù)段(例如幾百個bit)的編碼，而且一定的編碼能力下，其糾錯能力是有限的。例如(255，239)的R-S編碼做FEC的情況下，源數(shù)據(jù)每239比特作為一個編碼塊，經過編碼后，長度為255比特。其糾錯能力為8比特，即在255比特的編碼塊內，錯誤8個比特以下，都可以通過FEC技術糾正。
[0004]由于FEC采用冗余編碼方式，會增加數(shù)據(jù)丟包率，如果丟包率過高，數(shù)據(jù)塊將無法恢復，使得數(shù)據(jù)傳輸質量下降。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制系統(tǒng)、通信設備和，端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法，可以提升數(shù)據(jù)傳輸質量。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制系統(tǒng)，包括，
[0007]發(fā)送端通信設備，用于將待發(fā)送的網(wǎng)絡協(xié)議IP數(shù)據(jù)包進行流分類，將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的payload(有效載荷)進行包復用；將進行了包復用的所述payload進行前向糾錯FEC編碼，得到編碼后的數(shù)據(jù)塊；將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，得到交織后的報文；對所述交織后的報文進行分包封裝，形成IP分組報文，并發(fā)送至傳輸網(wǎng)；
[0008]其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流；
[0009]接收端通信設備，用于從所述傳輸網(wǎng)接收所述IP分組報文；記錄所述IP分組報文的報頭的流分類標記，根據(jù)所述流分類標記，重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)，獲取重組后的payload ;對所述重組后的payload進行解交織處理；對解交織后的payload進行FEC譯碼處理；對譯碼后的payload進行解復用，并將所述流分類標記重新組成IP頭，獲取用戶IP數(shù)據(jù)包。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通信設備，所述通信設備包括:
[0011]流分類模塊，用于將待發(fā)送的因特網(wǎng)協(xié)議IP數(shù)據(jù)包進行流分類，其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流；
[0012]包復用模塊，用于將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的有效載荷payload進行包復用；
[0013]編碼處理模塊，用于將進行了包復用的所述payload進行前向糾錯FEC編碼，得到編碼后的數(shù)據(jù)塊；
[0014]交織模塊，用于將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，得到交織后的報文；
[0015]分包封裝模塊，用于對所述交織后的報文進行分包封裝，形成IP分組報文發(fā)送至傳輸網(wǎng)，以使得接收端接收并重組所述IP分組報文，得到重組后的payload，對所述重組后的payload進行解交織及FEC譯碼。
[0016]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通信設備，所述通信設備包括，
[0017]分片重組模塊，用于接收IP分組報文，其中，所述IP分組報文由發(fā)送端經過包復用、FEC編碼及交織處理得到；記錄所述IP分組報文的報頭的流分類標記；
[0018]組裝模塊，用于根據(jù)所述流分類標記，重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)，獲取重組后的有效載荷payload ；
[0019]解交織模塊，用于對所述重組后的payload進行解交織處理；
[0020]譯碼模塊，用于對解交織后的payload進行FEC譯碼處理；
[0021]解復用模塊，用于對譯碼后的payload進行解復用，并將所述流分類標記重新組成IP報頭，獲取IP數(shù)據(jù)包。
[0022]本發(fā)明的另一目的在于提供一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法，所述方法包括以下步驟:
[0023]將待發(fā)送的因特網(wǎng)協(xié)議IP數(shù)據(jù)包進行流分類，其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流；
[0024]將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的有效載荷payload進行包復用；
[0025]將進行了包復用的所述payload進行前向糾錯FEC編碼，得到編碼后的數(shù)據(jù)塊；
[0026]將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，得到交織后的報文；
[0027]對所述交織后的報文進行分包封裝，形成IP分組報文發(fā)送到傳輸網(wǎng)，以使得接收端接收并重組所述IP分組報文，得到重組后的payload，對所述重組后的payload進行解交織及FEC譯碼。
[0028]采用本發(fā)明實施例提供的技術方案，通過將前向糾錯編碼后的數(shù)據(jù)進行交織處理以及進行對應的解調及解交織，以實現(xiàn)網(wǎng)絡丟包抑制，大幅度提高互聯(lián)網(wǎng)應用質量。特別在TCP傳輸場景下，由于無需丟包重傳和降速，因此極大提高TCP吞吐率，提升數(shù)據(jù)傳輸質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明實施例一提供的端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法的實現(xiàn)流程示意圖。
[0030]圖2是本發(fā)明實施例二提供的端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法的實現(xiàn)流程示意圖。
[0031]圖3是本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)塊的形式的示意圖。
[0032]圖4是本發(fā)明實施例三提供的通信設備的結構示意圖。
[0033]圖5是本發(fā)明實施例四提供的通信設備的結構示意圖。[0034]圖6及圖7是本發(fā)明實施例五提供的端到端的網(wǎng)絡QoS控制系統(tǒng)的結構示意圖。
[0035]圖8是本發(fā)明實施例六提供的發(fā)送端通信設備的結構示意圖。
[0036]圖9是本發(fā)明實施例七提供的接收端通信設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038]在本發(fā)明實施例中，本發(fā)明實施例所描述的技術方案是應用在IP層的“分片重組”之前；即本發(fā)明實施例處理的都是未被分片的IP報文。
[0039]本發(fā)明實施例應用在TCP傳輸場景下或者在無線承載網(wǎng)場景下，采用如下技術方案，來提高TCP吞吐率，以及提高無線承載對傳輸網(wǎng)丟包的容忍能力。
[0040]實施例一:
[0041]請參閱圖1，為本發(fā)明實施例一提供的端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法的實現(xiàn)流程，涉及一種數(shù)據(jù)發(fā)送端，包括以下步驟:
[0042]在步驟SlOl中，在發(fā)送端，將待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)包進行流分類，其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流。
[0043]在本發(fā)明實施例中，上述流分類標記包括SIP(Session Initiazation Protocol,會話發(fā)起協(xié)議)參數(shù)、DIP (Dynamic Inspection Protocol,動態(tài)監(jiān)視協(xié)議)參數(shù)、PT (凈荷類型，Payload Type)參數(shù)，TOS (服務類型，Terms of Service)參數(shù)。即可以將有相同的{SIP, DIP, PT, T0S}的數(shù)據(jù)包分成一類流。同一類流將流入同一個處理模塊中。
[0044]在本發(fā)明實施例中，流分類可以配置，可以開關，可以配置流的粒度，其分別采用如下方式:
[0045].{SIP, DIP}
[0046].{SIP, DIP, PT}
[0047].{SIP, DIP, PT, T0S}
[0048]配置好的流在經過本發(fā)明實施例描述的發(fā)送端處理流程后，發(fā)送的報文中的IP頭中的{SIP，DIP，T0S}域，將按照不同的流填充相應的值。如果TOS未作為流分類依據(jù)，則經過本文發(fā)送端處理后，發(fā)送的報文中TOS值可以配置指定，或者取默認值(全O )。
[0049]在步驟S102中，將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的payload (有效載荷)進行包復用。
[0050]在本發(fā)明實施例中，包復用即將同一個流的多個報文合并成一個。為分割不同的報文，使用復用頭標示所述payload中的不同報文塊。
[0051]在經過包復用的payload中，復用的報文的{SIP，DIP，PT，T0S}會被保留，填充到最終發(fā)送的報文中去。報文前面會加入復用頭，用來隔離開各個原始包塊，并包含原始包的部分信息(例如長度)。復用的包個數(shù)和預期網(wǎng)絡丟包率相關。例如，1%的丟包率，要有約100個包復用。
[0052]復用頭的方式1:在每個所述報文塊前配置獨立復用頭，然后串接起來。如下表所示:
【權利要求】
1.一種端到端的網(wǎng)絡服務質量QoS控制系統(tǒng)，其特征在于，包括， 發(fā)送端通信設備，用于將待發(fā)送的網(wǎng)絡協(xié)議IP數(shù)據(jù)包進行流分類，將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的有效載荷payload進行包復用；將進行了包復用的所述payload進行前向糾錯FEC編碼，得到編碼后的數(shù)據(jù)塊；將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，得到交織后的報文；對所述交織后的報文進行分包封裝，形成IP分組報文，并發(fā)送至傳輸網(wǎng)； 其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流； 接收端通信設備，用于從所述傳輸網(wǎng)接收所述IP分組報文；記錄所述IP分組報文的報頭的流分類標記，根據(jù)所述流分類標記，重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)，獲取重組后的payload ;對所述重組后的payload進行解交織處理；對解交織后的payload進行FEC譯碼處理；對譯碼后的payload進行解復用，并將所述流分類標記重新組成IP頭，獲取用戶IP數(shù)據(jù)包。
2.一種通信設備，其特征在于，包括: 流分類模塊，用于將待發(fā)送的因特網(wǎng)協(xié)議IP數(shù)據(jù)包進行流分類，其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流； 包復用模塊，用于將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的有效載荷payload進行包復用； 編碼處理模塊，用于 將進行了包復用的所述payload進行前向糾錯FEC編碼，得到編碼后的數(shù)據(jù)塊； 交織模塊，用于將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，得到交織后的報文； 分包封裝模塊，用于對所述交織后的報文進行分包封裝，形成IP分組報文發(fā)送至傳輸網(wǎng)，以使得接收端接收并重組所述IP分組報文，得到重組后的payload，對所述重組后的payload進行解交織及FEC譯碼。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，所述包復用模塊具體用于， 在所述payload中加入復用頭,所述復用頭用于標示所述payload中的不同報文塊。
4.根據(jù)權利要求3所述的設備，其特征在于，所述包復用模塊具體用于， 在每個所述報文塊前配置獨立復用頭，并串接配置了所述獨立復用頭的報文塊；或者， 串接所述不同報文塊，并為串接后的報文塊配置統(tǒng)一復用頭。
5.根據(jù)權利要求2-4所述的設備，其特征在于，所述包復用模塊具體用于， 在經過包復用的payload中保留所述IP數(shù)據(jù)包的流參數(shù)。
6.根據(jù)權利要求2-5所述的設備，其特征在于，所述分包封裝模塊具體用于，以端到端的路徑最大傳輸單元PMTU進行分包。
7.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，所述交織模塊具體用于，以比特位Bit為單位進行交織處理，且以所述編碼后的數(shù)據(jù)塊整體作為交織深度。
8.根據(jù)權利要求2-7所述的設備，其特征在于，所述流分類模塊具體用于， 將配置有相同的會話發(fā)起協(xié)議SIP參數(shù)，動態(tài)監(jiān)視協(xié)議DIP參數(shù)，凈荷類型PT參數(shù)以及服務類型TOS參數(shù)的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流。
9.一種通信設備，其特征在于，包括， 分片重組模塊，用于接收IP分組報文，其中，所述IP分組報文由發(fā)送端經過包復用、FEC編碼及交織處理得到；記錄所述IP分組報文的報頭的流分類標記；組裝模塊，用于根據(jù)所述流分類標記，重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)，獲取重組后的有效載荷payload ； 解交織模塊，用于對所述重組后的payload進行解交織處理； 譯碼模塊，用于對解交織后的payload進行FEC譯碼處理； 解復用模塊，用于對譯碼后的payload進行解復用，并將所述流分類標記重新組成IP報頭，獲取IP數(shù)據(jù)包。
10.根據(jù)權利要求9所述的設備，其特征在于，所述分片重組模塊具體用于， 對所述IP分組報文進行分片重組，將分片重組后得到的報文轉發(fā)到指定的用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議UDP端口。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的設備，其特征在于，所述分片重組模塊具體用于， 根據(jù)所述IP分組報文中的分包頭信息，將多個所述IP分組報文串接組裝成完整的payloado
12.根據(jù)權利要求9-11所述的設備，其特征在于，所述分片重組模塊具體用于， 當出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包時，使用隨機數(shù)據(jù)填充在數(shù)據(jù)傳輸過程中丟失的比特。
13.根據(jù)權利要求9-12所述的設備，其特征在于，所述分片重組模塊具體用于， 記錄所述IP分組報文的報頭的流分類標記，包括，會話發(fā)起協(xié)議SIP參數(shù)，動態(tài)監(jiān)視協(xié)議DIP參數(shù)，凈荷類型PT參數(shù)以及服務類型TOS參數(shù)。
14.一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法，其特征在于，所述方法包括步驟: 將待發(fā)送的因特網(wǎng)協(xié)議IP數(shù)據(jù)包進行流分類，其中，所述流分類包括，將配置有相同流分類標記的IP數(shù)據(jù)包確定為同一數(shù)據(jù)流； 將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的有效載荷payload進行包復用； 將進行了包復用的所述payload進行前向糾錯FEC編碼，得到編碼后的數(shù)據(jù)塊； 將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，得到交織后的報文； 對所述交織后的報文進行分包封裝，形成IP分組報文發(fā)送到傳輸網(wǎng)，以使得接收端接收并重組所述IP分組報文，得到重組后的pay load，對所述重組后的pay load進行解交織及FEC譯碼。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的payload進行包復用，包括,在所述payload中加入復用頭,所述復用頭用于標示所述payload中的不同報文塊。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其特征在于，所述在所述payload中加入復用頭包括，在每個所述報文塊前配置獨立復用頭，并串接配置了所述獨立復用頭的報文塊；或者， 串接所述不同報文塊，并為串接后的報文塊配置統(tǒng)一復用頭。
17.根據(jù)權利要求14-16所述的方法，其特征在于， 所述將屬于所述同一數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包的payload進行包復用，包括， 在經過包復用的payload中保留所述IP數(shù)據(jù)包的流參數(shù)。
18.根據(jù)權利要求14-17所述的方法，其特征在于，所述對所述交織后的報文進行分包封裝，包括，以端到端的路徑最大傳輸單元PMTU進行分包。
19.根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述將所述編碼后的數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)塊交織處理，包括，以比特位Bit為單位進行交織處理，且以所述編碼后的數(shù)據(jù)塊整體作為交織深度。
20.根據(jù)權利要求14-19所述的方法，其特征在于， 所述流分類標記包括，會話發(fā)起協(xié)議SIP參數(shù),動態(tài)監(jiān)視協(xié)議DIP參數(shù),凈荷類型PT參數(shù)以及服務類型TOS參數(shù)。
21.一種端到端的網(wǎng)絡QoS控制方法，其特征在于，所述方法包括， 接收IP分組報文，其中，所述IP分組報文由發(fā)送端經過包復用、FEC編碼及交織處理得到； 記錄所述IP分組報文的報頭的流分類標記； 根據(jù)所述流分類標記，重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)，獲取重組后的payload ； 對所述重組后的payload進行解交織處理； 對解交織后的pay load進行FEC譯碼處理； 對譯碼后的信息題進行解復用，并將所述流分類標記重新組成IP報頭，獲取IP數(shù)據(jù)包。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其特征在于，所述接收IP分組報文包括， 所述IP分組報文由所述發(fā)送端進行分片重組，將分片重組后得到的報文轉發(fā)到指定的用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議UDP端口。
23.根據(jù)權利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)包括， 根據(jù)所述IP分組報文中的分包頭信息，將多個所述IP分組報文串接組裝成完整的payloado
24.根據(jù)權利要求21-23所述的方法，其特征在于，所述重組所述IP分組報文中的用戶數(shù)據(jù)包括， 當出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包時，使用隨機數(shù)據(jù)填充在數(shù)據(jù)傳輸過程中丟失的比特。
25.根據(jù)權利要求21-24所述的方法，其特征在于， 所述流分類標記包括，會話發(fā)起協(xié)議SIP參數(shù),動態(tài)監(jiān)視協(xié)議DIP參數(shù),凈荷類型PT參數(shù)以及服務類型TOS參數(shù)。
【文檔編號】H04L12/857GK103975551SQ201480000121
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】王江勝 申請人:華為技術有限公司