CN107920031A - 接入带宽自适应调整方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接入带宽自适应调整方法和装置，涉及网络通信领域。该方法包括：根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的网络负载情况；根据用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对用户线路的带宽进行调整，其中，调整参数根据用户线路的历史流量数据确定。从而实现对用户线路的带宽的自适应调整，满足专线业务的带宽灵活性的要求。

Description

接入带宽自适应调整方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种接入带宽自适应调整方法和装置。

背景技术

政企客户专线业务是运营商的核心业务之一。近年来接入组网技术飞速发展，然而网络能力却仍然不够开放。专线业务的线下开通模式一直没有改变，运营商往往会为客户开通固定带宽的专线。当客户在使用过程中发现有扩容需要时，才会向运营商申请更大的带宽。现实情况是，很多客户对自己的流量模型并不清楚，也无法明确应当申请开通多少带宽，而且，很多客户的流量特征会随着日期、时间甚至很多不可预测的因素影响下，会发生显著变化，这对专线业务的带宽提出了很高的灵活性要求。

智能专线(BoD)业务是一种基于软件定义光网络(SDON)的创新业务，支持对业务带宽进行调整，甚至允许政企客户通过终端界面自主地进行带宽的在线调整。

然而，政企客户难以确定合适的带宽值，若带宽调整过高会提高专线的租赁成本，若带宽调整过低会导致网络拥塞等情况出现。此外，对于动态变化的网络流量，也很难套用固定的带宽模板来匹配业务，例如电商在特定时段的促销活动可能会带来显著的流量变化，这种变化往往是很难精确预测的。

因此，诸多技术上的门槛导致智能专线业务在落地推广时遇到一定阻力，难以满足客户对带宽灵活性的要求。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是：如何满足专线业务的带宽灵活性的要求。

本发明第一方面提出一种接入带宽自适应调整方法，包括：根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的网络负载情况；根据用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对用户线路的带宽进行调整，其中，调整参数根据用户线路的历史流量数据确定。

其中，根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的网络负载情况包括：根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的带宽利用率；将用户线路当前的带宽利用率与预先设定的至少一个带宽利用率阈值进行比较，并根据比较结果确定用户线路当前的网络负载情况。

其中，根据用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对用户线路的带宽进行调整包括：根据用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对用户线路的带宽进行调整。

优选的，在节省带宽优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第一加性因子μ₁为步长，线性增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第一乘性因子ν₁为倍数，成倍下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变；在网络性能优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第二乘性因子ν₂为倍数，成倍增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第二加性因子μ₂为步长，线性下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变。

其中，用户线路的历史流量数据包括吞吐量的平均值、最大值、标准差；根据用户线路的历史流量数据确定调整参数包括：在节省带宽优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第一加性因子μ₁，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第一乘性因子ν₁；在网络性能优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第二加性因子μ₂，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第二乘性因子ν₂。

其中，用户线路当前的吞吐量通过光传送网设备内置的操作管理维护OAM单元检测得到。

本发明第二方面提出一种接入带宽自适应调整装置，包括：负载确定模块，用于根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的网络负载情况；带宽调整模块，用于根据用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对用户线路的带宽进行调整，其中，调整参数根据用户线路的历史流量数据确定。

其中，负载确定模块，用于：根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的带宽利用率；将用户线路当前的带宽利用率与预先设定的至少一个带宽利用率阈值进行比较，并根据比较结果确定用户线路当前的网络负载情况。

其中，带宽调整模块，用于：根据用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对用户线路的带宽进行调整。

其中，带宽调整模块包括：第一带宽调整单元，和/或，第二带宽调整单元；

第一带宽调整单元，用于在节省带宽优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第一加性因子μ₁为步长，线性增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第一乘性因子ν₁为倍数，成倍下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变；

第二带宽调整单元，用于在网络性能优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第二乘性因子ν₂为倍数，成倍增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第二加性因子μ₂为步长，线性下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变。

其中，用户线路的历史流量数据包括吞吐量的平均值、最大值、标准差；接入带宽自适应调整装置还包括：调整参数确定模块，用于在节省带宽优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第一加性因子μ₁，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第一乘性因子ν₁；在网络性能优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第二加性因子μ₂，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第二乘性因子ν₂。

根据用户线路当前的网络负载情况以及依据该用户线路的历史流量数据确定的调整参数，对用户线路的带宽进行自适应调整，可以满足专线业务的带宽灵活性的要求。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明接入带宽自适应调整方法一个实施例的流程图。

图2为本发明依据用户线路的带宽利用率确定网络负载情况的示意图。

图3A为本发明基于节省带宽优先的调整模式的接入带宽自适应调整方法流程图。

图3B为节省带宽优先的调整模式的结果示意图。

图4A为本发明基于网络性能优先的调整模式的接入带宽自适应调整方法流程图。

图4B为网络性能优先的调整模式的结果示意图。

图5为本发明接入带宽自适应调整装置一个实施例的结构图。

图6为本发明软件定义光网络(SDON)系统的网络架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

针对智能专线业务中带宽调整模式僵化，不能满足政企客户对带宽灵活性要求的问题，本发明提出一种接入带宽自适应调整方法，满足专线业务的带宽灵活性的要求。

图1为本发明接入带宽自适应调整方法一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：

S102，根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的网络负载情况。

其中，用户线路当前的带宽值可以从用户线路的配置信息中获得。用户线路当前的吞吐量可以通过光传送网(OTN)设备内置的操作管理维护(OAM)单元检测得到。

用户线路当前的网络负载情况的一种确定方法为：

1)根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的带宽利用率，公式表示如下：

其中，TP表示当前的吞吐量，B表示当前的带宽值，α表示当前的带宽利用率。

2)将用户线路当前的带宽利用率与预先设定的至少一个带宽利用率阈值进行比较，并根据比较结果确定用户线路当前的网络负载情况。

例如，设定带宽利用率阈值p和q，p＜q。p和q可以根据实际情况灵活调整。根据带宽利用率α的不同取值，将网络运行状态划分为重载、轻载和带宽过剩三种情况。参考图2所示，当α＜p时，对应带宽过剩状态，此时分配给客户的带宽没有得到充分利用，应当考虑释放部分资源；当α＞q时，带宽利用率过高，甚至接近或达到100％，处于重载状态，会导致网络拥塞的情况出现，影响客户体验，应该考虑增大带宽；当α介于p与q之间时，可以认为带宽的取值与客户业务的流量是基本匹配的，网络处于轻载状态。

显然，参考本发明的方案，本领域技术人员根据业务需要可以将网络负载划分为不同的情况。

S104，根据用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对用户线路的带宽进行调整，其中，调整参数根据用户线路的历史流量数据确定。例如，根据用户线路历史吞吐量的平均值、最大值、标准差等信息确定需要上调带宽或下调带宽，以及上调或下调的幅度等。

从而，根据用户线路当前的网络负载情况以及依据该用户线路的历史流量数据确定的调整参数，对用户线路的带宽进行自适应调整，可以满足专线业务的带宽灵活性的要求。

依据用户选择的带宽调整模式的不同，调整参数的确定方法以及参数值也不同。因此，在S104中，具体可以根据用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对用户线路的带宽进行调整。

本发明提供了两种示例性的带宽调整模式，分别为节省带宽优先的调整模式和网络性能优先的调整模式。下面分别描述每种调整模式下的调整参数确定方法以及带宽自适应调整方法。

图3A为本发明基于节省带宽优先的调整模式的接入带宽自适应调整方法流程图。如图3A所示，该实施例的方法包括：

S302，收集用户线路历史吞吐量的平均值、最大值、标准差等历史流量数据。

S304，在节省带宽优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第一加性因子μ₁，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第一乘性因子ν₁。

S306，参考步骤S102，设定带宽利用率阈值p和q，根据用户线路带宽利用率α的不同取值，将网络运行状态划分为重载、轻载和带宽过剩三种情况。

S308，在节省带宽优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第一加性因子μ₁为步长，线性增加带宽(S308a)；当网络处于带宽过剩状态时，以第一乘性因子ν₁为倍数，成倍下调带宽(S308b)；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变(S308c)，保持带宽调整算法的收敛性。带宽调整算法表示如下：

其中，B(T)表示当前周期T的带宽值，B(T+1)表示下一周期T+1的带宽值，其他符号含义参考前述。

图3B为节省带宽优先的调整模式的结果示意图。初始带宽为50MB/s，共经历了20个调整周期。加性因子取值为50(上调带宽)，乘性因子取值为0.5(下调带宽)。可以看出，平均带宽占用为157.5MB/s，拥塞时间占比为30％。总体来看，占用的平均带宽比较少(特别是相对于图4B来说)。

通过上述方案，不仅可以实现对用户线路带宽的自适应调整，而且可以尽量满足用户节省带宽的需求。

图4A为本发明基于网络性能优先的调整模式的接入带宽自适应调整方法流程图。如图4A所示，该实施例的方法包括：

S402，收集用户线路历史吞吐量的平均值、最大值、标准差等历史流量数据。

S404，在网络性能优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第二加性因子μ₂，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第二乘性因子ν₂。

S406，参考步骤S102，设定带宽利用率阈值p和q，根据用户线路带宽利用率α的不同取值，将网络运行状态划分为重载、轻载和带宽过剩三种情况。

S408，在网络性能优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第二乘性因子ν₂为倍数，成倍增加带宽(S408a)；当网络处于带宽过剩状态时，以第二加性因子μ₂为步长，线性下调带宽(S408b)；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变(S408c)，保持带宽调整算法的收敛性。带宽调整算法表示如下：

其中，各个符号含义参考前述。

图4B为网络性能优先的调整模式的结果示意图。初始带宽为50MB/s，共经历了20个调整周期。，加性因子取值为-50(下调带宽)，乘性因子取值为2(上调带宽)，可以看到，平均带宽占用为235MB/s，拥塞时间占比为15％。总体来看，拥塞时间较少，网络性能比较好(特别是相对于图3B来说)。

通过上述方案，不仅可以实现对用户线路带宽的自适应调整，而且可以尽量保障用户拥有较好的网络性能。

图5为本发明接入带宽自适应调整装置一个实施例的结构示意图。如图5所示，该接入带宽自适应调整装置500包括：

负载确定模块502，用于根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的网络负载情况；以及

带宽调整模块504，用于根据用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对用户线路的带宽进行调整，其中，调整参数根据用户线路的历史流量数据确定。

其中，负载确定模块502，用于：根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定用户线路当前的带宽利用率；将用户线路当前的带宽利用率与预先设定的至少一个带宽利用率阈值进行比较，并根据比较结果确定用户线路当前的网络负载情况。

其中，带宽调整模块504，用于：根据用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对用户线路的带宽进行调整。

其中，带宽调整模块504包括：第一带宽调整单元504a，和/或，第二带宽调整单元504b；

第一带宽调整单元504a，用于在节省带宽优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第一加性因子μ₁为步长，线性增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第一乘性因子ν₁为倍数，成倍下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变。

第二带宽调整单元504b，用于在网络性能优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第二乘性因子ν₂为倍数，成倍增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第二加性因子μ₂为步长，线性下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变。

其中，用户线路的历史流量数据包括吞吐量的平均值、最大值、标准差；接入带宽自适应调整装置500还包括：调整参数确定模块503，用于在节省带宽优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第一加性因子μ₁，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第一乘性因子ν₁；在网络性能优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第二加性因子μ₂，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第二乘性因子ν₂。

其中，用户线路当前的吞吐量通过光传送网设备内置的操作管理维护OAM单元检测得到。

通过上述方案，不仅可以实现对用户线路带宽的自适应调整，而且根据不同的带宽调整模式，可以尽量满足用户节省带宽的需求，或者尽量保障用户拥有较好的网络性能。

如图6所示，本发明的接入带宽自适应调整装置500可以应用在软件定义光网络(SDON)系统中，接入带宽自适应调整装置500通过SDON控制器602提供的北向接口适配到SDON系统，进行接入带宽自适应调整的控制工作。SDON系统还包括光传送网(OTN)设备604等，在本发明中，可以在光传送网设备内置操作管理维护OAM单元，OAM单元用来检测并上报用户线路当前的吞吐量等信息。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种接入带宽自适应调整方法，其特征在于，包括：

根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定所述用户线路当前的网络负载情况；

根据所述用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对所述用户线路的带宽进行调整，

其中，所述调整参数根据所述用户线路的历史流量数据确定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定所述用户线路当前的网络负载情况包括：

根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定所述用户线路当前的带宽利用率；

将所述用户线路当前的带宽利用率与预先设定的至少一个带宽利用率阈值进行比较，并根据比较结果确定所述用户线路当前的网络负载情况。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对所述用户线路的带宽进行调整包括：

根据所述用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对所述用户线路的带宽进行调整。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对所述用户线路的带宽进行调整包括：

在节省带宽优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第一加性因子μ₁为步长，线性增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第一乘性因子ν₁为倍数，成倍下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变；

在网络性能优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第二乘性因子ν₂为倍数，成倍增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第二加性因子μ₂为步长，线性下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述用户线路的历史流量数据包括吞吐量的平均值、最大值、标准差；

所述根据所述用户线路的历史流量数据确定调整参数包括：

在节省带宽优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第一加性因子μ₁，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第一乘性因子ν₁；

在网络性能优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第二加性因子μ₂，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第二乘性因子ν₂。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户线路当前的吞吐量通过光传送网设备内置的操作管理维护OAM单元检测得到。

7.一种接入带宽自适应调整装置，其特征在于，包括：

负载确定模块，用于根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定所述用户线路当前的网络负载情况；

带宽调整模块，用于根据所述用户线路当前的网络负载情况以及调整参数对所述用户线路的带宽进行调整，

其中，所述调整参数根据所述用户线路的历史流量数据确定。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述负载确定模块，用于：

根据用户线路当前的带宽值和吞吐量确定所述用户线路当前的带宽利用率；

将所述用户线路当前的带宽利用率与预先设定的至少一个带宽利用率阈值进行比较，并根据比较结果确定所述用户线路当前的网络负载情况。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述带宽调整模块，用于：

根据所述用户线路当前的网络负载情况以及调整模式对应的调整参数对所述用户线路的带宽进行调整。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述带宽调整模块包括：第一带宽调整单元，和/或，第二带宽调整单元；

第一带宽调整单元，用于在节省带宽优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第一加性因子μ₁为步长，线性增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第一乘性因子ν₁为倍数，成倍下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变；

第二带宽调整单元，用于在网络性能优先的调整模式下，当网络处于重载状态时，以第二乘性因子ν₂为倍数，成倍增加带宽；当网络处于带宽过剩状态时，以第二加性因子μ₂为步长，线性下调带宽；当网络处于轻载状态时，带宽保持不变。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述用户线路的历史流量数据包括吞吐量的平均值、最大值、标准差；

还包括：调整参数确定模块，用于

在节省带宽优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第一加性因子μ₁，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第一乘性因子ν₁；

在网络性能优先的调整模式下，将吞吐量的标准差作为第二加性因子μ₂，将吞吐量的最大值与平均值的比值作为第二乘性因子ν₂。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述用户线路当前的吞吐量通过光传送网设备内置的操作管理维护OAM单元检测得到。