專利名稱：：一種彈性分組環(huán)上節(jié)點帶寬公平分配的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及城域網(wǎng)絡(luò)的彈性分組環(huán)(RPR，ResilientPacketRing)網(wǎng)絡(luò)資源的公平分配技術(shù)，尤其涉及RPR上對各節(jié)點實現(xiàn)帶寬的公平分配方法。
背景技術(shù)：
：RPR是一種新型的城域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠優(yōu)化當前城域網(wǎng)絡(luò)上分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。彈性分組環(huán)網(wǎng)技術(shù)融合了千兆以太網(wǎng)的經(jīng)濟性、靈活性及可擴展性等特點，同時也吸收了同步數(shù)字體系(SDH,SynchronousDigitalHierarchy)或同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET,SynchronousOpticalNetwork)50ms快速保護的優(yōu)占彈性分組環(huán)研究了一種為城域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸而優(yōu)化的新的介質(zhì)存取控制(MAC,MediaAccessControl)協(xié)議，具有共享介質(zhì)傳輸、自動拓樸發(fā)現(xiàn)、空間重用以及公平的動態(tài)帶寬管理等特性，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障保護時的彈性功能。彈性分組環(huán)采用雙纖反向光纖傳輸環(huán)的拓樸結(jié)構(gòu)，兩根光纖上可以分別以順、逆時針方向同時傳輸數(shù)據(jù)或控制分組。彈性分組環(huán)運行時在一條光纖上既可以發(fā)送數(shù)據(jù)，同時也可以傳輸同向控制信號而不依賴于反向光纖，因此彈性分組環(huán)的內(nèi)外兩根光纖都可以同時傳輸數(shù)據(jù)或控制信號，使利用率有所提高。彈性分組環(huán)中采用的空間重用技術(shù)可以提高整個環(huán)網(wǎng)的利用效率，而公平性與動態(tài)帶寬分配特性能夠保證彈性分組環(huán)中的節(jié)點公平地共享整個環(huán)網(wǎng)的帶寬資源。通過自動拓樸發(fā)現(xiàn)、環(huán)網(wǎng)帶寬的公平分配以及可靠地保護倒換技術(shù)的協(xié)同作用，彈性分組環(huán)能夠智能化地自動調(diào)整網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，確保環(huán)網(wǎng)中分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的正常傳輸。在任何網(wǎng)絡(luò)中，只要存在不同用戶對網(wǎng)絡(luò)資源(如節(jié)點緩存器容量、節(jié)點處理能力及鏈路帶寬等)的共享，就會存在對資源的竟爭，因此，也就存在資源占用的公平性問題。公平性是和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點擁塞聯(lián)系在一起的在低負載情況下，任何用戶的需求都能得到滿足，所以不需要考慮資源的公平分配。當不同的用戶共享同一資源而又不能滿足需求時，公平性問題也就隨之出現(xiàn)了。針對用戶的不同需求，RPR協(xié)議中提供了三個優(yōu)先級等級，即等級A、B和C。對于等級A和等級B的未超額流量業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)為其分配足夠大的節(jié)點緩存器容量、保證節(jié)點對其的處理、并采用預留的方式保證其對鏈路帶寬的占用。因此，公平性算法只針對等級C和等級B超額流量的業(yè)務(wù)，其目的是當該等級流量從不同源節(jié)點同時接入網(wǎng)絡(luò)時，為它們提供"公平"接入的機會；或者說，調(diào)整MAC層的接入，為該等級的流量或4妄入該等級流量的源節(jié)點，按比例或者加權(quán)地分配網(wǎng)絡(luò)資源，同時使帶寬利用率最大化，避免某些節(jié)點無限制接入數(shù)據(jù)而使得其它節(jié)點處于"饑餓"狀態(tài)。正EE802.17工作組在制定RPRMAC協(xié)議標準的過程中，提出了多種公平性算法，如DPT、Gandalf、Aladdin、Darwin和DVJ等提案中所采用的公平性算法，IKN、DVSR公平性算法等。經(jīng)審定，在RPR協(xié)議草案D3.0中，除對公平性算法的基本功能進行規(guī)定之外，還給出了兩種RPRMAC協(xié)議公平性算法AM算法和CM算法?，F(xiàn)有的這些算法大都是基于單阻塞點機制的公平算法，所謂單阻塞點機制是指如果一個擁塞節(jié)點的下游節(jié)點中有多個節(jié)點發(fā)生了擁塞，公平算法只考慮其中最擁塞節(jié)點的影響，即用最擁塞節(jié)點的公平速率來調(diào)整本地插入的流和經(jīng)過最擁塞節(jié)點的業(yè)務(wù)速率；等到該擁塞節(jié)點不再擁塞后，再用下一個最擁塞節(jié)點的公平速率來調(diào)整本地插入的并經(jīng)過新的最擁塞節(jié)點的業(yè)務(wù)，直到環(huán)路擁塞消失。如圖l所示，假設(shè)有三個阻塞點分別為節(jié)點2、4、6,而發(fā)生阻塞時節(jié)點1要向節(jié)點5傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流。如果阻塞點6的公平速率在三個阻塞點中為最小，即節(jié)點6最阻塞，那么在單阻塞點機制下，即使流(1，5)不經(jīng)過阻塞點6，但它的速率仍然會受到節(jié)點6所發(fā)出的公平速率的影響而受到限制，這顯然對流(l，5)來說是不公平的。顯然，基于單阻塞點機制的公平算法進行帶寬的公平分配方式會使得RPR內(nèi)某些節(jié)點業(yè)務(wù)受到了限制，浪費了鏈路帶寬而影響實現(xiàn)帶寬的公平分配。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的方法，能夠克服現(xiàn)有的RPR節(jié)點帶寬分配公平算法的不足，有效地解決環(huán)網(wǎng)中帶寬的公平分配問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的方法，其步驟為彈性分組環(huán)才艮據(jù)本地節(jié)點的擁塞狀態(tài)，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流總數(shù)目A:，根據(jù)&依次確認到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，并根據(jù)確認的公平速率值從系統(tǒng)當前剩余帶寬中為各業(yè)務(wù)流分配帶寬，阻塞節(jié)點將確認的業(yè)務(wù)流公平速率值封裝在多阻塞點公平幀MCFF中向其上游節(jié)點發(fā)送。進一步地，若本地節(jié)點為阻塞節(jié)點，則針對到達該節(jié)點的所有A:條業(yè)務(wù)流，計算當前第/條業(yè)務(wù)流的公平速率值；根據(jù)下游節(jié)點發(fā)送的業(yè)務(wù)流的相應的MCFF[/]調(diào)整確認業(yè)務(wù)流的公平速率值，并將確認的7>平速率值向其上游節(jié)點發(fā)送；同時，為下一條業(yè)務(wù)流帶寬的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前剩余帶寬值，直至所有業(yè)務(wù)流的公平速率值均得到確認并分配。進一步地，若本地節(jié)點不為阻塞節(jié)點，則針對到達阻塞節(jié)點的每一條業(yè)務(wù)流，確認當前第/條業(yè)務(wù)流的公平速率值，若當前業(yè)務(wù)流被分配了公平速率，即下游節(jié)點發(fā)送的業(yè)務(wù)流相應的MCFF[/]不為0,則以MCFF[。作為當前業(yè)務(wù)流的7>平速率值；若當前業(yè)務(wù)流未凈皮分配了^^平速率，則計算當前業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于系統(tǒng)當前剩余帶寬占該業(yè)務(wù)流分配權(quán)值的權(quán)重；同時，根據(jù)確認的所述公平速率值為下一條業(yè)務(wù)流的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前帶寬值，直至所有業(yè)務(wù)流的公平速率值均得到確認并分配。進一步地，節(jié)點的擁塞狀態(tài)是根據(jù)對節(jié)點緩存器次發(fā)送隊列STQ的長度及本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率的監(jiān)測判斷，若緩存器STQ的長度大于STQ的低門限值，或者本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率大于環(huán)路非預留帶寬，則該節(jié)點為阻塞節(jié)點；若緩存器STQ的長度小于STQ的低門限值，且本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率小于等于環(huán)路非預留帶寬，則該節(jié)點不為阻塞節(jié)點。進一步地，本發(fā)明方法包括步驟(a)計算第條業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于系統(tǒng)當前的剩余帶寬乘以業(yè)務(wù)流的權(quán)重，該業(yè)務(wù)流的權(quán)重等于業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值除以流經(jīng)阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總權(quán)值；(b)將計算出的第/條業(yè)務(wù)流的公平速率值與業(yè)務(wù)流相應的MCFF[/]進行比較，取二者中較小值作為確認的公平速率值分配；(c)計算下一狀態(tài)的剩余帶寬，等于當前狀態(tài)的剩余帶寬減去確認的公平速率值，同時將業(yè)務(wù)流的總數(shù)目減1，且業(yè)務(wù)流序號移動到下一業(yè)務(wù)流，返回步驟(a)執(zhí)行，直至業(yè)務(wù)流的總數(shù)目減至O。進一步地，步驟(a)業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值等于對阻塞節(jié)點產(chǎn)生影響的節(jié)點的權(quán)值與到阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流的權(quán)值的乘積；流經(jīng)阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總權(quán)值等于所有業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值的和。進一步地，阻塞節(jié)點向其上游節(jié)點發(fā)送公平速率值前，需將公平速率值歸一化處理為速率控制因子RCF后發(fā)送，即RCF等于公平速率值除以一個衰減系數(shù)；當上游節(jié)點接收到MCFF后，將MCFF中的RCF乘以衰減系數(shù)還原成下一個流量更新周期內(nèi)允許插入的經(jīng)過阻塞節(jié)點的帶寬。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的系統(tǒng)，包括依次連接的控制部分、被控對象以及反^"部分，其中控制部分，用于根據(jù)反饋部分反饋的被控對象多個本地節(jié)點及其業(yè)務(wù)流確定的公平速率值，對流向阻塞節(jié)點的各節(jié)點業(yè)務(wù)流的速率值進行調(diào)節(jié)；同時，才艮據(jù)反饋部分反饋的阻塞節(jié)點序號，指示被控對象中的阻塞節(jié)點；被控對象，用于在控制部分的控制下，以調(diào)節(jié)的業(yè)務(wù)流的速率值向彈性分組環(huán)上發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，阻塞節(jié)點根據(jù)控制部分的指示，將確認的業(yè)務(wù)流公平速率值封裝在多阻塞點公平幀MCFF中向其上游節(jié)點發(fā)送；反饋部分，用于監(jiān)測被控對象中本地節(jié)點的擁塞狀態(tài)，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流總數(shù)目A:，根據(jù)A依次確認到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，根據(jù)確認的公平速率值從系統(tǒng)當前剩余帶寬中為各業(yè)務(wù)流分配帶寬，并將分配的帶寬反々貴給控制部分，同時，指示控制部分阻塞節(jié)點的序號。進一步地，反饋部分進一步包括相互連接的擁塞監(jiān)測單元、計算單元以及調(diào)整單元，其中擁塞監(jiān)測單元，用于進行擁塞狀態(tài)的監(jiān)測和業(yè)務(wù)流總數(shù)目的統(tǒng)計，并指示出阻塞節(jié)點的序號；計算單元，用于依次為到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流計算其/>平速率值，等于系統(tǒng)當前的剩余帶寬乘以業(yè)務(wù)流的權(quán)重，該業(yè)務(wù)流的權(quán)重等于業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值除以流經(jīng)所述阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總4又值；調(diào)整單元，用于將計算單元計算出的業(yè)務(wù)流的7>平速率^(直與下游節(jié)點發(fā)送的該業(yè)務(wù)流的相應的MCFF[/]進行比較，若MCFF[/]小于計算的業(yè)務(wù)流的公平速率值，則將MCFF[z']調(diào)整確認為該業(yè)務(wù)流的公平速率值；同時，為下一條業(yè)務(wù)流帶寬的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前剩余帶寬值，等于當前狀態(tài)的剩余帶寬減去確認的業(yè)務(wù)流的^^平速率值。進一步地，擁塞監(jiān)測單元根據(jù)對節(jié)點緩存器次發(fā)送隊列STQ的長度及本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率的監(jiān)測，若緩存器STQ的長度大于STQ的低門限值，或者本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率大于環(huán)路非預留帶寬，則判斷該節(jié)點處于擁塞狀態(tài)，為阻塞節(jié)點；若緩存器STQ的長度小于STQ的低門限值，且本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率小于等于環(huán)路非預留帶寬，則判斷該節(jié)點不為阻塞節(jié)點。本發(fā)明基于反饋控制的多阻塞點機制的RPR上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配方法，可以提高系統(tǒng)抵抗外部干擾的能力，降低系統(tǒng)對其內(nèi)部參數(shù)變化的敏感度，實現(xiàn)帶寬的動態(tài)公平分配，使所有節(jié)點按照本地節(jié)點的權(quán)重值公平地占用帶寬，同時使帶寬利用率最大化，避免了某些節(jié)點無限制接入數(shù)據(jù)而使得下游節(jié)點處于資源饑餓狀態(tài)。并且，由于采用了反饋控制方法及模塊化設(shè)計，使得本發(fā)明的RPR上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的方法具有良好的穩(wěn)定性和可擴展性。圖1用于說明RPR網(wǎng)中發(fā)生多個阻塞點時釆用單阻塞才幾制的公平算法的局限性以及采用多阻塞機制的公平算法的原理；圖2所示為RPR網(wǎng)中只有一個阻塞點的場景模型；圖3所示為RPR網(wǎng)中兩個出口停車場場景模型；圖4所示為RPR網(wǎng)中多阻塞點公平算法實現(xiàn)空間重用的場景；圖5所示為本發(fā)明的彈性分組環(huán)上節(jié)點帶寬公平分配方法實施例流程圖；圖6本發(fā)明的彈性分組環(huán)上節(jié)點帶寬公平分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式本發(fā)明的彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬7>平分配的方法，其步驟為彈性分組環(huán)上節(jié)點根據(jù)擁塞狀態(tài)，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流數(shù)目，根據(jù)該數(shù)目依次確認到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，并據(jù)此為各業(yè)務(wù)流從系統(tǒng)當前剩余帶寬中公平分配帶寬，阻塞節(jié)點還需將確認的公平速率值封裝在多阻塞點公平幀(MCFF,Multi-ChokeFairFrame)中向其上游節(jié)點發(fā)送。若本節(jié)點為阻塞節(jié)點，則針對到達阻塞節(jié)點的每一條業(yè)務(wù)流，計算當前業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于系統(tǒng)當前剩余帶寬占該業(yè)務(wù)流分配權(quán)值的權(quán)重；根據(jù)下游節(jié)點發(fā)送的該業(yè)務(wù)流的MCFF的控制值的內(nèi)容進一步確認該業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于計算出的當前業(yè)務(wù)流的公平速率值與MCFF[z'](特指封裝到多阻塞點公平幀中的第z'條業(yè)務(wù)流的公平速率值)中最小值，并將確認的該業(yè)務(wù)流的公平速率值向其上游節(jié)點發(fā)送；同時，為下一條業(yè)務(wù)流的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前剩余帶寬值，直至所有到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流的公平速率值均得到確認并分配；若本節(jié)點不為阻塞節(jié)點，則針對到達阻塞節(jié)點的每一條業(yè)務(wù)流，確認當前業(yè)務(wù)流的公平速率值，即查詢當前業(yè)務(wù)流是否分配了公平速率(相應的MCFF[/]不為0，MCFF為O:特指該業(yè)務(wù)流未流經(jīng)下游的阻塞節(jié)點)，若分配了則以MCFF[!']作為當前業(yè)務(wù)流的公平速率值，若未分配則計算當前業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于系統(tǒng)當前剩余帶寬占該業(yè)務(wù)流的權(quán)重；根據(jù)確認的當前業(yè)務(wù)流的公平速率值調(diào)整系統(tǒng)當前帶寬值，直至所有到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流的公平速率值均得到確認并分配。本發(fā)明通過采用基于多阻塞點機制的公平算法，能有效地解決前述現(xiàn)有的基于單阻塞點機制的公平算法所帶來的問題，只要某個節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送速率不大于源節(jié)點和目的節(jié)點之間所有擁塞點的公平速率，就允"i午源節(jié)點以此速率向目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。采用多阻塞公平算法能避免業(yè)務(wù)流受到排頭阻塞的影響，且能實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)帶寬的空間重用。下面結(jié)合圖示舉例說明本發(fā)明釆用多阻塞點才幾制帶寬/>平控制的原理。仍如圖l所示，假設(shè)有三個阻塞點分別在節(jié)點2、4、6,而節(jié)點l要向節(jié)點5傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流。在多阻塞點機制控制下，首先將針對阻塞點2的允許速率a//ow_rate，對通往目的節(jié)點3,4,5，...的整個上環(huán)速率a^W—rate相比較，如果測試通過，即節(jié)點2的"http://0—rate小于節(jié)點3，4，5,...的"^/—rate(如果"http://ow—mte不小于^W一rate,就降低節(jié)點2的rate),將繼續(xù)針對節(jié)點4的a〃ow—rate，對通往目的節(jié)點5,6,…的整個fl必一rate才目比4交，以確保節(jié)點4的小于節(jié)點5,6，...的a^/—rate。隨后，將所有節(jié)點的速率與最大速率max—rate相比較，以確保鏈路有帶寬剩余。當所有的測試通過后，節(jié)點1即允許發(fā)送業(yè)務(wù)至節(jié)點5?？梢钥闯?，多阻塞點機制下業(yè)務(wù)流(1，5)并不受阻塞點6的影響。為了消除非平衡流的問題，本發(fā)明采用了阻塞判斷函凄tIsCongested()進行阻塞監(jiān)測，是以節(jié)點緩存器次發(fā)送隊列(STQ,SubordinateTransmittingQueue)的長度為監(jiān)測對象，判定條件為(1)如果STQ緩存器的隊列長度大于STQ的低門限值，或者，本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率大于環(huán)路非預留帶寬，則判斷節(jié)點發(fā)生阻塞，處于阻塞狀態(tài)，函數(shù)返回值1;(2)如果STQ緩存器的隊列長度小于STQ的低門限值，且本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率小于等于環(huán)路非預留帶寬，則阻塞解除，處于非阻塞狀態(tài)，函凄t返回值0。當使用IsCongested()函數(shù)檢測到RPR環(huán)網(wǎng)發(fā)生阻塞后，計算公平分配鏈路的剩余帶寬是實現(xiàn)本發(fā)明多阻塞點機制帶寬公平分配的關(guān)鍵。下面先討論環(huán)網(wǎng)中只有一個阻塞點的情況下，公平帶寬的分配方式，后述分析的多阻塞點情況，正是基于此分析拓展而來。以圖2所示環(huán)網(wǎng)中只有一個阻塞點的場景;f莫型為例，在w+l個節(jié)點(So~S)的RPR環(huán)網(wǎng)中，分析阻塞點Sn的帶寬分配方法。設(shè)S"為阻塞節(jié)點，即節(jié)點Sn和So間的鏈路發(fā)生了阻塞，鏈路剩余帶寬為1,節(jié)點So，ShS2…到節(jié)點Sm(0<m《w)的業(yè)務(wù)流如圖2中yZow(O,m),y7ow(l，m),yow(2，m),…。除了節(jié)點S。外，其它每個節(jié)點都有業(yè)務(wù)流通過節(jié)點S;即節(jié)點So最多有O條業(yè)務(wù)流經(jīng)過節(jié)點S，節(jié)點Si最多有1條業(yè)務(wù)流經(jīng)過阻塞節(jié)點S"，......，節(jié)點S^最多有m條業(yè)務(wù)流經(jīng)過阻塞節(jié)點Sw，......節(jié)點S^最多有w-l條業(yè)務(wù)流經(jīng)過阻塞節(jié)點S;假設(shè)節(jié)點S。,Si，…S"的權(quán)值為"o,"i,fl2,…,a",令阻塞節(jié)點S計算得到的每條聚合流實際分配到的帶寬分配矩陣為w附m也就是說阻塞節(jié)點S"預留給節(jié)點S^的最大帶寬為與^有密切關(guān)系，"M的數(shù)值越大，此值就越大。設(shè)、為每一條業(yè)務(wù)流的權(quán)值，即節(jié)點/發(fā)往節(jié)點_/的一條業(yè)務(wù)流的權(quán)值。那么，總的權(quán)值矩陣為6006mZj,01乂02126206,'6.21勺200006"。6"162(3)實際上，Z)oo-^尸…Z^-0，而且公式(3)中的上半角系數(shù)都為0(不通過阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流不參與帶寬分配)，但根據(jù)阻塞節(jié)點位置的不同，其流加權(quán)的系數(shù)矩陣都為A2經(jīng)過初等變換(主要包括初等行變換與初等列變換)后的子集(經(jīng)過該初等變換后，矩陣變換為類階梯形式，上半角或下半角全為0，而并不改變矩陣行列的相關(guān)性，包括矩陣的值、秩等重要參數(shù))。進一步設(shè)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(4)所有業(yè)務(wù)流在對應的聚合流內(nèi)所占用的帶寬比例為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>那么，在節(jié)點加權(quán)和流加權(quán)下的帶寬分配矩陣為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>從公式(6)很容易得出在理想狀態(tài)下，每一條業(yè)務(wù)流實際分配的帶寬大<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>為了表述的一般化，進而假設(shè)環(huán)路總的鏈路帶寬為C,環(huán)上共有"個站點(即節(jié)點)，如果第/個節(jié)點預留的A類業(yè)務(wù)和B-CIR(承諾速率)類業(yè)務(wù)的帶寬m,,其剩余的C類和B-EIR(額外速率)類的某一業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值為>^(區(qū)別于節(jié)點權(quán)值a,和業(yè)務(wù)流的權(quán)值^.),由式(1)和式(4)有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>fl,也稱為活躍節(jié)點(即對阻塞節(jié)點產(chǎn)生影響的節(jié)點)的權(quán)值。由式(8)可見/與7'無關(guān)，因此計算yow(zV)公平值的復雜度為0("+/)。實際算法實現(xiàn)中，可設(shè)3個指針嚴l、/^2及/7r3，其中，/^l指向fl/,;r2、嚴3分別指向~行與列。當/r2指到第/行后，/rl對a,的所有值求和，戶r3對第/行的所有列的值求和，然后把兩個和相乘，即可求出mA的值。為了方便描述，筒化公式表示，令w『flA.;那么每一業(yè)務(wù)流的本地公平帶寬C>。—》.)可以表示為C,(,v尸(C-尤附,.)^_(當且僅當/=/時)(9)i=。SIX即第z'個節(jié)點中，分配權(quán)值為^的一條業(yè)務(wù)流的本地公平速率值(即本地公平帶寬)v),等于環(huán)路給C類和B-EIR額外速率類剩余的帶寬占分配權(quán)值,在總權(quán)值下的比例。顯然，當節(jié)點發(fā)生阻塞后，除了要對本地插入的業(yè)務(wù)帶寬進行調(diào)整外，還要將本地公平帶寬C/。一》)以速率控制因子(RCF,RateControlFactor)的形式向環(huán)上各節(jié)點發(fā)送，以調(diào)整其它節(jié)點發(fā)向該節(jié)點的業(yè)務(wù)。本地公平帶寬Qfo—力經(jīng)過歸一化處理(即把需要處理的數(shù)據(jù)通過某種算法處理后限制在需要的一定范圍內(nèi)，既保證了運算的便捷，又能凸現(xiàn)出物理量的本質(zhì)含義)后即為ACF:ACF=C/A(10)其中A為衰減系數(shù)。根據(jù)實際情況i殳定，如1000,10000等。當上游源節(jié)點接收到反饋回來的公平控制消息幀后，通過速率調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)速率控制器，得到在下一個流量更新周期內(nèi)允許插入的經(jīng)過阻塞節(jié)點的C類和B-EIR類的帶寬Ceb為Ccb=iCFxA(11)公式(10)和公式(11)的意義在于公平幀中控制值的實際大小只有16位，最大只能表示64KB的速率。為了能表示大于64KB的速率，需要除以一個系數(shù)A，使iCF在064KB范圍內(nèi)。接收端接收到iCF后，需要乘以系數(shù)A,才能得到實際計算到的公平速率值。以圖3所示的兩個出口停車場場景為例(所謂停車場，RPR定義了多種場景一一停車場場景，每一種場景都至少說明了一種與性能相關(guān)的問題。兩個出口停車場場景即意味著存在一個節(jié)點，譬如圖3所示的節(jié)點4，它有2條發(fā)往不同目的地的業(yè)務(wù)流)，考察同一源節(jié)點的不同業(yè)務(wù)流如何受到業(yè)務(wù)流權(quán)值^.的影響。具體分析如下假設(shè)節(jié)點S4和Ss間的鏈路發(fā)生了擁塞，節(jié)點Si、S2、S3的權(quán)值都是l，節(jié)點S4的權(quán)值為2，流(1,5)、流(2，5)、流(3，5)的權(quán)值都為1,流(4，5)的權(quán)值為2，流(4，6)的權(quán)值為4，剩余帶寬為1,則根據(jù)公式(9)可如下求解業(yè)務(wù)流^/7ow(4,6)的公平值在—4時，只有645和646的值不為0(分別為2和4),所以/=/時的值為4，分子的值為a4x646=2x4=8，分母中E"產(chǎn)a!+"2+化+a^5;有:C/z。w(4,6)=8/|>,(645+646)=8/(5x6)=0.2667/=1即R46=0.2667，同理得出矩陣A5中其它元素的值(其它業(yè)務(wù)流的公平值)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>(12)即R15=0.2;R25=0.2;R35=0.2;&5=0.1333;R46=0.2667。在上述的計算中，由于節(jié)點Se沒有業(yè)務(wù)流通過阻塞節(jié)點S4,所以不考慮節(jié)點S6的權(quán)值?？梢?，上述算法滿足了RIAS(RingIngressAggregatedwithSpatialReuse)評價準則，同時實現(xiàn)了擁塞鏈路的剩余帶寬的最大分配，即在矩陣As中不為0的公平帶寬之和等于1:0.2+0.2+0.2+0.1333+0.2667=1,此值與假設(shè)的剩余帶寬1相同，故實現(xiàn)了剩余帶寬的最大分配。所謂RIAS準則是RPRMAC協(xié)議中一種針對流傳送速率的公平性評價準則，其基本思想是在給出網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬和流量需求的前提下，首先針對每條鏈路，以節(jié)點為分配對象，按照最大最小公平性(所謂最大最小公平性是在有著各自資源需求的多個相互竟爭的實體間分配資源的一種策略。此策略試圖為當前接受最少資源的實體提供更多資源，并保證沒有實體獲得超過其需求的資源。同時，剩下的任何資源則在所有需求尚未滿足的實體間平均共享，一是才艮據(jù)每個實體的需求超出最少資源多少，二是根據(jù)在每個實體收到其最少資源后，還剩下多少有效資源這兩個數(shù)據(jù)來實現(xiàn)這種資源的平均共享)分配帶寬資源；其次，對于具有同一源節(jié)點的不同流，根據(jù)不同的目的節(jié)點，對前一步分配得到的帶寬進行調(diào)整；然后，對經(jīng)上兩步之后未分配的帶寬資源進行聲明并重復上述處理過程，最后實現(xiàn)公平的再分配?，F(xiàn)在，將RPR網(wǎng)絡(luò)的阻塞情況拓展到更一般情況，即多阻塞點情況。當環(huán)上有多個節(jié)點阻塞，而同一條業(yè)務(wù)流在各個阻塞節(jié)點分配到的公平帶寬不一樣，因此為了確保某一業(yè)務(wù)流分配到的公平帶寬不大于源節(jié)點和目的節(jié)點之間所有擁塞點的公平速率，需要進一步修改公式(9)。對于某一阻塞點來說，它對接收到的下游阻塞節(jié)點廣播的公平信息幀的內(nèi)容和自己計算的本地公平速率進行比較，選擇其中較小的速率作為本地公平速率，廣播給上游節(jié)點。因而，假設(shè)某一業(yè)務(wù)流經(jīng)過調(diào)整后已分配到的公平帶寬為v,,g為RPR環(huán)網(wǎng)中阻塞點的個數(shù)，那么本地的^^平帶寬vy:v廣m/"(C一柳,C^7—》)2，.,Cy—,力g)(16)式中，Cyz。一,)g表示業(yè)務(wù)流y/0H^V)在第g個阻塞節(jié)點時期待的公平速率。顯然，經(jīng)過7>式(16)調(diào)節(jié)后，確保了某一業(yè)務(wù)流本地的^^平帶寬不大于源節(jié)點和目的節(jié)點之間所有擁塞點的公平速率，這樣會使鏈路有多的帶寬空閑，為了最大限度地利用鏈路帶寬，實現(xiàn)空間重用，本地阻塞節(jié)點經(jīng)公式(16)計算后，剩下的業(yè)務(wù)流應該分配到的帶寬也需要進一步調(diào)整，如圖4所示。從圖4觀察可知，僅有業(yè)務(wù)流/7ow(2,7)和yow(3,7)通過兩阻塞鏈路[S3,S4]、[S6,S7],所以需調(diào)整這2條業(yè)務(wù)流，得到它們的最小值公平速率，確保它們被分配到的公平帶寬不大于源節(jié)點和目的節(jié)點之間所有擁塞點的公平速率。那么yow(1,4)、yow(2，4)要共享剩余的帶寬(不小于公式(9)得到的分配帶寬)。具體實現(xiàn)過程如下分析。目前，沒有有效的辦法根據(jù)實際情況解決節(jié)點權(quán)值與業(yè)務(wù)流權(quán)值分配，其難點在于系統(tǒng)沒辦法智能地識別隨時間而改變的實際情況，動態(tài)分配節(jié)點與業(yè)務(wù)流的權(quán)值。假設(shè)節(jié)點1發(fā)送1條A等級的業(yè)務(wù)流，節(jié)點3發(fā)送3條C等級的業(yè)務(wù)流，如果在某個時間段內(nèi)按業(yè)務(wù)流的高低等級(A-BX:)判斷，那么節(jié)點l分配的權(quán)值相對要大，從而限制了節(jié)點3獲得的帶寬，顯然節(jié)點3無法長時間忍受這樣的分配方式；如果在某個時間段內(nèi)按業(yè)務(wù)流的多寡判斷，節(jié)點3將獲得更多的帶寬，便限制了節(jié)點l對帶寬的渴望，節(jié)點l也不能長時間忍受這樣的分配方式(節(jié)點1發(fā)送的業(yè)務(wù)流為A等級的，重要性要比節(jié)點3的業(yè)務(wù)流高)。因此在具體實現(xiàn)時，一般默認節(jié)點的權(quán)值與業(yè)務(wù)流的權(quán)值分別相等，以確保算法能夠?qū)崿F(xiàn)，并降低開發(fā)成本，這里也同樣如此設(shè)定。對于公式(9),令"尸"，~-6，則<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>為通過某一節(jié)點的業(yè)務(wù)流的最大總數(shù)(包括自身發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)流)。又令W為某一業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值顯然w產(chǎn)W。所以本地阻塞節(jié)點經(jīng)公式(16)調(diào)節(jié)后，剩余的業(yè)務(wù)流分配到的帶寬C*—./:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>m為在某一阻塞節(jié)點上經(jīng)過^^式(16)調(diào)節(jié)(通過本地阻塞節(jié)點而未流經(jīng)下游的阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流，在本地節(jié)點中不需要調(diào)節(jié))的業(yè)務(wù)流總數(shù)，即首先經(jīng)過式(9)算出本地節(jié)點公平速率，再經(jīng)式(16)調(diào)節(jié)；W為業(yè)務(wù)流的分配^又Y直；《為第/行中^不等于0的業(yè)務(wù)流的個數(shù)，其中不包含經(jīng)公式(16)調(diào)整過的業(yè)務(wù)流；p為產(chǎn)生未經(jīng)過^^式(16)調(diào)節(jié)的業(yè)務(wù)流的節(jié)點總數(shù)。由于<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>/與"y無關(guān)，同時，7>式(17)與/相關(guān)，因此公式(17)的算法復雜度為0("+/+/)(第z'行中，6是隨機分布的，所以算法復雜度是0("+!'+/)，而不是0(《+,'+/))。令<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>則公式(9)、(16)、(17)可進一步轉(zhuǎn)換為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>其中v/(m)=0特指yow(/，力沒有流經(jīng)下游的阻塞節(jié)點。公式(18)由自上而下的順序計算，主要意思為(1)通過式(D)求出業(yè)務(wù)流y/mv(V)的當前本地節(jié)點估算的公平速率值(也稱為分配給業(yè)務(wù)流y7o—^)的帶寬)CAw0/)°，等于當前狀態(tài)的剩余帶寬占分配權(quán)值,在總權(quán)值下的權(quán)重；(2)通過式(G)計算下一個狀態(tài)(指環(huán)上業(yè)務(wù)流經(jīng)過一次分配帶寬后，再將剩余帶寬分配給其他業(yè)務(wù)流)的剩余帶寬C/7,1,同時業(yè)務(wù)流的總數(shù)目m"w自動減1(當前已經(jīng)計算出了一條業(yè)務(wù)流/7ow0',力的公平速率值)；(3)v/把CyU/力o和v,(w)中的最小值作為業(yè)務(wù)流yo—'，力的公平速率值封裝到多阻塞點公平幀(MCFF，Multi-ChokeFairFrame)中，發(fā)送給上游節(jié)點。其中-.mw":當前流經(jīng)阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流的總數(shù)目，每計算處理一個業(yè)務(wù)流，膽w自動減1(mww—);Cyz，(0〕G:當前計算的公平速率值；Q,:下一狀態(tài)的剩余帶寬；當前狀態(tài)的剩余帶寬；v/:當前節(jié)點向上游節(jié)點發(fā)送的MCFF的公平速率；v/(/w):當前節(jié)點接收到下游阻塞節(jié)點發(fā)送的公平速率。上面描述意味著，本發(fā)明的RPR上節(jié)點帶寬公平分配方法不再靠統(tǒng)計業(yè)務(wù)流公平幀的總數(shù)目進行分配，而是在本地節(jié)點一發(fā)生阻塞或接收到公平幀，就將經(jīng)過該節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流都按公式(18)處理一次，式(18)計算的是所有經(jīng)過該阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流，所有A:值的范圍是[O,WM"]。通過式(18)的處理后，系統(tǒng)的實時性獲得較大提高，即減少了統(tǒng)計公平幀總數(shù)目所帶來的時延，由此降低了硬件實現(xiàn)的難度和開發(fā)成本，同時算法計算某一業(yè)務(wù)流的復雜度為0(1)，即公式(18)只與mw"相關(guān)，與z'，y'無關(guān)(公式(18)中的式(D)可簡化成C/7。H^)^Q^丄)而mww由系統(tǒng)記錄的公式(3)得出，但與公式(9)、公式(16)和式(17)相結(jié)合的算法比較，公式(18)犧牲了某些業(yè)務(wù)流的公平性(參考下文的方案1與方案2的比較)。根據(jù)公式(16)得到的公平速率值的控制因子iC尸'為/CF=v/A'(19)根據(jù)公式(17)得到的本地公平速率Cyw^)''的速率控制因子iCF'為群'C何,/7B(20)根據(jù)公式(18)得到的MCFF的公平速率v/的速率控制因子尺CF"為AO^v/VC(21)A'、B、C:衰減系數(shù)，如1000,10000等。相對應地，在下一個流量更新周期內(nèi)允許插入的經(jīng)過阻塞節(jié)點的C類和B-EIR額外速率類的帶寬Ccb'、Ccb"和Ccb'"為Ccb=iCFxA'(22)Ccb'=WCF'xB(23)Ccb"=iCF"'xC(24)(22、23、24)式的計算與(11)式是一致的，即接收端接收到ACF后，需要乘以系數(shù)A,才能得到實際計算到的公平速率值。如圖4所示，設(shè)剩余帶寬為l,每條業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值為1,節(jié)點S3和節(jié)點S6為阻塞節(jié)點。方案1:由公式(9)、公式(16)和公式(17)獲取多阻塞點的業(yè)務(wù)流的公平速率值通過式(9),得到節(jié)點S6的帶寬公平分配矩陣為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>節(jié)點S3最初的帶寬公平分配矩陣為以yow(2,4)為例當盧2時，只有624,627的值不為0,所有分子的值"2x624=l,分母中ZZ功^(a一a2+a3)(Z)24+627h6(僅有節(jié)點S2和Ss的業(yè)務(wù)流對阻塞節(jié)點S;/生影響，所以=ai+a2+fl3=3)所以R24=1/6,'其他業(yè)務(wù)流的值同理，求得如下速率分配矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>則,R14=R37=l/3,R24=R27=l/6。當節(jié)點S6的公平幀反饋回到節(jié)點S3后，經(jīng)過比較，得知1127>1127';1137<R37'，依據(jù)公式(16),R"和R37'調(diào)整為R27=R27=l/6;R37=R37=0.2(27)為了最大P艮度地利用剩余帶寬,根據(jù)公式(17),R14'、R24'重新計算為其中；=2(y/ovv(1,4),ymv(2,4)分別由節(jié)點S!，Sz產(chǎn)生)，"^=1x1=1。第l行中，剩余的未經(jīng)過公式(16)調(diào)節(jié)的業(yè)務(wù)流只有yow(1,4),所以此時《=1,則<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>同理R24=19/60所以，系統(tǒng)構(gòu)建新的矩陣A3"為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(29)則最終的公平速率R14=R24=19/60-0.3167,R27=l/6-0.167，R37=R47=R57=R67=0.2(30)方案2:由公式(18)獲取多阻塞點的公平速率值觀察圖4可知，wf^=l,經(jīng)過阻塞節(jié)點S6的業(yè)務(wù)流總數(shù)為5。那么由公式(l8)得到R27=R37=R47=R57=R67=0.2。當阻塞節(jié)點S6將/7ow(2,7)的公平速率值0.2反饋回到阻塞節(jié)點S3后，阻塞節(jié)點S3由公式(18)中的式(D)得到公平速率估算值為R27-hV^=1/4=0.25(31)經(jīng)比較0.2<0.25，節(jié)點S3將0.2封裝到MCFF中，發(fā)送給上游節(jié)點，即R"最終的公平速率值R27=0.2此時的剩余帶寬1-0.2=0.8，經(jīng)過阻塞節(jié)點S3的業(yè)務(wù)流的總數(shù)目變?yōu)?。同理，又當阻塞節(jié)點S6將y/ow(3，7)的公平速率值0.2反饋回到阻塞節(jié)點S3后，阻塞節(jié)點S3通過計算，得到公平速率的估算值為R37=(0.8x=0.2667(32)經(jīng)比較得出R37'最終的公平速率值R37=0.2此時的剩余帶寬0.8-0.2=0.6,經(jīng)過阻塞節(jié)點S3的業(yè)務(wù)流的總數(shù)目變?yōu)?。由于y/ow(1,4)、/7ow(2,4)沒流經(jīng)阻塞節(jié)點S6，對節(jié)點S6不產(chǎn)生影響，所以它們的公平速率值由公式(l8)求得R14=R24=0.3(33)則最終的公平速率R14=R24=0.3,R27=0.2,R37=R47=R57=R67=0.2(34)通過方案1與方案2的比較可以看出2個方案的算法都實現(xiàn)了多阻塞點剩余帶寬的公平分配，且實現(xiàn)了阻塞鏈路的剩余帶寬的最大分配(流經(jīng)阻塞節(jié)點S3、S6的業(yè)務(wù)流公平速率和為1)。但方案1需要對yJmv(2,7)、y7ow(3,7)調(diào)節(jié)完成后，才能求出y/ow(1，4)、y7ow(2,4)的最終z^平速率值。方案2則沒有方案l的要求，所以方案2中的算法復雜度低，但方案2卻犧牲了某些業(yè)務(wù)流的^平性(如比較式(30)和式(34)可知，y7ow(1,4)、y/ow(2,4)渴望的公平速率值為方案1中速率0.3167，但實際只分配了0.3);也放大了某些業(yè)務(wù)流的公平帶寬值(如ymv(2，7)，它期待的公平速率為方案1中的速率0.167，實際上卻放大到了0.2)?？傮w上看，由于方案2的算法復雜度低，因此該算法具有更好的實時性，能減少網(wǎng)絡(luò)因計算公平速率而帶來的時延，對快速解決網(wǎng)絡(luò)中的阻塞狀態(tài)具有更大的優(yōu)勢。圖5給出了本發(fā)明的方法一實施例流程圖，該流程包括以下步驟步驟501:判斷本節(jié)點是否發(fā)生擁塞，若是執(zhí)行步驟502,若否則執(zhí)行步驟511;步驟502:統(tǒng)計到達本阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流數(shù)目m;步驟503:計算第/條業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于系統(tǒng)當前的剩余帶寬乘以業(yè)務(wù)流的權(quán)重，該業(yè)務(wù)流的權(quán)重等于該業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值除以流經(jīng)本阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總權(quán)值；步驟504:判斷計算出的公平速率值是否小于來自下游節(jié)點的MCFF[O,若是執(zhí)行步驟505,若否則執(zhí)行步驟506;步驟505:將計算出的公平速率值確認為該業(yè)務(wù)流的公平速率值分配，然后執(zhí)行步驟507;步驟506:將MCFF[i]確認為該業(yè)務(wù)流的公平速率值分配；步驟507:將該業(yè)務(wù)流的公平速率值封裝到MCFF[/],并向上游節(jié)點發(fā)送；步驟508:調(diào)整鏈路的剩余帶寬，且將業(yè)務(wù)流數(shù)目m-l;步驟509:判斷是否所有的業(yè)務(wù)流都經(jīng)過處理，若是結(jié)束流程，若否則執(zhí)行步驟510;步驟510:將業(yè)務(wù)流序號/移動(加1)后，返回步驟503執(zhí)行；步驟511:非阻塞節(jié)點統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流數(shù)目k;步驟512:判斷k是否為O,若是結(jié)束流程，若否則執(zhí)行步驟513;步驟513:查詢是否已為當前第/條業(yè)務(wù)流分配了公平速率，即反饋回的業(yè)務(wù)流/相應的MCFF[i]是否為0，若是說明未分配，執(zhí)行步驟514;若否說明已分配，則執(zhí)行步驟515;步驟514:計算到阻塞節(jié)點業(yè)務(wù)流!'的公平速率值，然后調(diào)整鏈路剩余帶寬，且將k-l，然后執(zhí)行步驟516;步驟515:將MCFF[i]作為到阻塞節(jié)點業(yè)務(wù)流i的公平速率值，調(diào)整鏈路剩余帶寬，且將k-l;步驟516:判斷是否所有的業(yè)務(wù)流都經(jīng)過處理，若是結(jié)束流程，若否則執(zhí)行步驟517;步驟517:將業(yè)務(wù)流序號/移動(加1)后，返回步驟512執(zhí)行。如圖6所示，為本發(fā)明的彈性分組環(huán)上節(jié)點帶寬公平分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)600包括依次連接的控制部分610、被控對象620以及反饋部分630,其中控制部分610,用于根據(jù)反饋部分反饋的被控對象多個節(jié)點及其業(yè)務(wù)流確定的公平速率值對流向阻塞節(jié)點的各節(jié)點業(yè)務(wù)流的速率值進行調(diào)節(jié)；同時，根據(jù)反饋部分反饋的阻塞節(jié)點序號，指示被控對象中的阻塞節(jié)點；被控對象620，用于在控制部分510的控制下，以調(diào)節(jié)的業(yè)務(wù)流的公平速率值向彈性分組環(huán)上發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，阻塞節(jié)點控制部分610的指示將確認的所述業(yè)務(wù)流公平速率值封裝在多阻塞點公平幀MCFF中向其上游節(jié)點發(fā)送；反饋部分630，用于對被控對象中節(jié)點的擁塞狀態(tài)進行監(jiān)測，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流總數(shù)目，根據(jù)該業(yè)務(wù)流總數(shù)目依次確認到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，根據(jù)確認的公平速率值從系統(tǒng)當前剩余帶寬中為各業(yè)務(wù)流分配帶寬，并將分配的帶寬反々貴給控制部分610，同時，指示控制部分610阻塞節(jié)點的序號。反饋部分630進一步包括相互連接的擁塞監(jiān)測單元、計算單元以及調(diào)整單元，其中擁塞監(jiān)測單元，用于進行擁塞狀態(tài)監(jiān)測和業(yè)務(wù)流總數(shù)目的統(tǒng)計，并指示出阻塞節(jié)點的序號；計算單元，用于依次為到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流計算其公平速率值，等于系統(tǒng)當前的剩余帶寬乘以該業(yè)務(wù)流的權(quán)重，該業(yè)務(wù)流的權(quán)重等于該業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值除以流經(jīng)阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總權(quán)值；調(diào)整單元，用于將計算單元計算出的業(yè)務(wù)流的公平速率值與下游節(jié)點發(fā)送的該業(yè)務(wù)流的相應的MCFF[z']進行比較，若MCFF[f]小于計算的業(yè)務(wù)流的公平速率值，則將MCFF[/]調(diào)整確認為該業(yè)務(wù)流的公平速率值；同時，為下一條業(yè)務(wù)流帶寬的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前剩余帶寬值。圖6中的"時延"是指RPR上各業(yè)務(wù)流的傳輸時間延遲。本發(fā)明基于反饋控制機制多阻塞點的環(huán)上節(jié)點帶寬公平分配方法，提高了系統(tǒng)抵抗外部干擾的能力，實現(xiàn)了帶寬的動態(tài)公平分配，使所有節(jié)點按照本地節(jié)點的權(quán)重值公平地占用帶寬，同時使帶寬利用率最大化，避免了某些節(jié)點無限制地接入數(shù)據(jù)而使得下游節(jié)點處于資源々幾餓狀態(tài)。由于采用了反饋控制方法及模塊化設(shè)計，使得本發(fā)明的RPR上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的方法具有良好的穩(wěn)定性和可擴展性。本發(fā)明設(shè)計的彈性分組環(huán)網(wǎng)多阻塞點公平算法，根據(jù)彈性分組環(huán)的特點，對算法進行了闡述和理論說明，解決了環(huán)網(wǎng)中帶寬的公平分配問題。并且采用了控制理論的反饋控制方法，采用模塊化設(shè)計，使得該算法具有良好的穩(wěn)定性和可擴展性。權(quán)利要求1、一種彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的方法，其特征在于，所述彈性分組環(huán)根據(jù)本地節(jié)點的擁塞狀態(tài)，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流總數(shù)目k，根據(jù)所述k依次確認到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，并根據(jù)確認的所述公平速率值從系統(tǒng)當前剩余帶寬中為各業(yè)務(wù)流分配帶寬，阻塞節(jié)點將確認的所述業(yè)務(wù)流公平速率值封裝在多阻塞點公平幀MCFF中向其上游節(jié)點發(fā)送。2、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若所述本地節(jié)點為阻塞節(jié)點，則針對到達該節(jié)點的所有&條業(yè)務(wù)流，計算當前第z'條業(yè)務(wù)流的公平速率值；根據(jù)下游節(jié)點發(fā)送的所述業(yè)務(wù)流的相應的MCFF[z']調(diào)整確認所述業(yè)務(wù)流的公平速率值，并將確認的所述公平速率值向其上游節(jié)點發(fā)送；同時，為下一條業(yè)務(wù)流帶寬的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前剩余帶寬值，直至所有所述業(yè)務(wù)流的公平速率值均得到確認并分配。3、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若所述本地節(jié)點不為阻塞節(jié)點，則針對到達所述阻塞節(jié)點的每一條業(yè)務(wù)流，確認當前第z'條業(yè)務(wù)流的公平速率值，若當前業(yè)務(wù)流被分配了公平速率，即下游節(jié)點發(fā)送的所述業(yè)務(wù)流相應的MCFF[/]不為0,則以所述MCFF[/]作為當前業(yè)務(wù)流的公平速率值；若當前業(yè)務(wù)流未被分配了公平速率，則計算所述當前業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于系統(tǒng)當前剩余帶寬占該業(yè)務(wù)流分配權(quán)值的權(quán)重；同時，根據(jù)確認的所述公平速率值為下一條業(yè)務(wù)流的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前帶寬值，直至所有所述業(yè)務(wù)流的公平速率值均得到確認并分配。4、按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述節(jié)點的擁塞狀態(tài)是根據(jù)對節(jié)點緩存器次發(fā)送隊列STQ的長度及本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率的監(jiān)測判斷，若所述緩存器STQ的長度大于STQ的低門限值，或者所述本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率大于環(huán)路非預留帶寬，則所述節(jié)點為阻塞節(jié)點；若所述緩存器STQ的長度小于所述STQ的低門限值，且所述本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率小于等于所述環(huán);洛非預留帶寬，則所述節(jié)點不為阻塞節(jié)點。5、按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括步驟(a)計算所述第/條業(yè)務(wù)流的公平速率值，等于所述系統(tǒng)當前的剩余帶寬乘以所述業(yè)務(wù)流的權(quán)重，所述業(yè)務(wù)流的權(quán)重等于所述業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值除以流經(jīng)所述阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總;f又值；(b)將計算出的所述第z'條業(yè)務(wù)流的公平速率值與所述業(yè)務(wù)流相應的MCFF[z']進行比較，取二者中較小值作為所述確認的公平速率值分配；(c)計算下一狀態(tài)的剩余帶寬，等于當前狀態(tài)的剩余帶寬減去所述確認的公平速率值，同時將所述業(yè)務(wù)流的總凄史目減1,且業(yè)務(wù)流序號移動到下一業(yè)務(wù)流，返回步驟(a)執(zhí)行，直至所述業(yè)務(wù)流的總數(shù)目減至O。6、按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(a)所述業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值等于對所述阻塞節(jié)點產(chǎn)生影響的節(jié)點的權(quán)值與到所述阻塞節(jié)點的所述業(yè)務(wù)流的權(quán)值的乘積；所述流經(jīng)阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總權(quán)值等于所有所述業(yè)務(wù)流的分配^又值的和。7、按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述阻塞節(jié)點向其上游節(jié)點發(fā)送所述公平速率值前，需將所述公平速率值歸一化處理為速率控制因子RCF后發(fā)送，即所述RCF等于所述公平速率值除以一個衰減系數(shù)；當所述上游節(jié)點接收到所述MCFF后，將所述MCFF中的所述RCF乘以所述衰減系數(shù)還原成下一個流量更新周期內(nèi)允許插入的經(jīng)過阻塞節(jié)點的帶寬。8、一種彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的系統(tǒng)，包括依次連接的控制部分、被控對象以及反饋部分，其中所述控制部分，用于根據(jù)所述反饋部分反饋的所述被控對象多個本地節(jié)點及其業(yè)務(wù)流確定的公平速率值，對流向阻塞節(jié)點的各節(jié)點業(yè)務(wù)流的速率值進行調(diào)節(jié)；同時，根據(jù)所述反饋部分反饋的阻塞節(jié)點序號，指示所述被控對象中的所述阻塞節(jié)點；所述被控對象，用于在控制部分的控制下，以調(diào)節(jié)的所述業(yè)務(wù)流的速率值向所述彈性分組環(huán)上發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述阻塞節(jié)點根據(jù)所述控制部分的所述指示，將確認的所述業(yè)務(wù)流公平速率值封裝在多阻塞點公平幀MCFF中向其上游節(jié)點發(fā)送；所述反饋部分，用于監(jiān)測被控對象中本地節(jié)點的擁塞狀態(tài)，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流總數(shù)目A,根據(jù)所述A:依次確認到達所述阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，根據(jù)確認的所述公平速率值從系統(tǒng)當前剩余帶寬中為各業(yè)務(wù)流分配帶寬，并將分配的所述帶寬反饋給控制部分，同時，指示所述控制部分所述阻塞節(jié)點的序號。9、按照權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋部分進一步包括相互連接的擁塞監(jiān)測單元、計算單元以及調(diào)整單元，其中所述擁塞監(jiān)測單元，用于進行所述擁塞狀態(tài)的監(jiān)測和所述業(yè)務(wù)流總數(shù)目的統(tǒng)計，并指示出所述阻塞節(jié)點的序號；所述計算單元，用于依次為到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流計算其公平速率值，等于系統(tǒng)當前的剩余帶寬乘以所述業(yè)務(wù)流的權(quán)重，所述業(yè)務(wù)流的權(quán)重等于所述業(yè)務(wù)流的分配權(quán)值除以流經(jīng)所述阻塞節(jié)點的所有業(yè)務(wù)流的總權(quán)值；所述調(diào)整單元，用于將計算單元計算出的所述業(yè)務(wù)流的/>平速率值與下游節(jié)點發(fā)送的該業(yè)務(wù)流的相應的MCFF[z']進行比較，若MCFF[/]小于計算的業(yè)務(wù)流的公平速率值，則將MCFF[/]調(diào)整確認為該業(yè)務(wù)流的/^平速率值；同時，為下一條業(yè)務(wù)流帶寬的公平分配調(diào)整系統(tǒng)當前剩余帶寬值，等于當前狀態(tài)的剩余帶寬減去確認的所述業(yè)務(wù)流的公平速率值。10、按照權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擁塞監(jiān)測單元根據(jù)對節(jié)點緩存器次發(fā)送隊列STQ的長度及本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率的監(jiān)測，若所述緩存器STQ的長度大于STQ的低門限值，或者所述本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率大于環(huán)路非預留帶寬，則判斷所述節(jié)點處于擁塞狀態(tài)，為阻塞節(jié)點；若所述緩存器STQ的長度小于所述STQ的低門限值，且所述本地接入和轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)速率小于等于所述環(huán)路非預留帶寬，則判斷所述節(jié)點不為阻塞節(jié)點。全文摘要一種彈性分組環(huán)上節(jié)點實現(xiàn)帶寬公平分配的方法，其步驟為彈性分組環(huán)RPR根據(jù)本地節(jié)點的擁塞狀態(tài)，統(tǒng)計到達阻塞節(jié)點的業(yè)務(wù)流總數(shù)目k，根據(jù)k依次確認到達阻塞節(jié)點的各業(yè)務(wù)流的公平速率值，并根據(jù)確認的公平速率值從系統(tǒng)當前剩余帶寬中為各業(yè)務(wù)流分配帶寬，阻塞節(jié)點將確認的業(yè)務(wù)流公平速率值封裝在多阻塞點公平幀MCFF中向其上游節(jié)點發(fā)送。本發(fā)明提高系統(tǒng)抵抗外部干擾的能力，降低系統(tǒng)對其內(nèi)部參數(shù)變化的敏感度，實現(xiàn)帶寬動態(tài)地公平分配，使所有節(jié)點按照本地節(jié)點的權(quán)重值公平地占用帶寬，同時使帶寬利用率最大化。文檔編號H04L12/42GK101227369SQ20081000593公開日2008年7月23日申請日期2008年2月18日優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日發(fā)明者張治中,方程,郁志勇申請人:中興通訊股份有限公司