[发明专利]一种网络数据传输速率控制设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，尤其涉及对网络数据的传输速率进行控制的网络数据传输速率控制设备及方法。

背景技术

在传统基于TCP/IP协议的网络通信中，诸如路由器之类的网络数据转发设备通常采用FIFO(先进先出)、尽最大努力传输的处理机制来传输IP数据包。在早期网络数据量和关键业务数据不多的时候，这种处理机制并没有体现出非常大的缺点，网络数据转发设备简单地把数据报丢弃来处理拥塞。但是随着计算机网络的发展、要传输数据量的急剧增长，以及多媒体和VOIP数据等对延时要求高的应用的增加，网络数据转发设备简单丢弃数据包的处理方法已经不再适合当前的网络。单纯的增加网络带宽也不能从根本上解决问题。因此，网络的开发者们提出了服务质量QoS(quality of service)的概念，即针对各种不同网络应用需求，提供不同服务质量的网络服务功能。提供QoS能力将是对未来IP网络的基本要求。

目前已经存在各种满足QoS要求的处理方式，例如在诸如Linux之类的操作系统中，通过将要发送的数据包进行重新入队排列，然后通过一系列算法运算之后重新出队，从而达到对不同的QoS需求提供不同的网络服务质量的功能。在当前Linux操作系统中，这些算法包括：pfifo_fast、令牌桶过滤器(TBF)、随机公平(SFQ)、分层令牌桶(HTB)等等。对于实际的网络应用，可以通过使用一个算法或者综合使用多个算法达到其要求。然而，系统管理员通常需要对Linux操作系统进行很繁琐的配置以便获得令人满意的网络服务质量。这在网络环境日趋复杂的情况下变得尤其困难。

例如，在一种常见的网络环境中，例如在办公室环境中，多个网络数据终端共享一个网络带宽，而随着P2P技术的出现，部分进行P2P通信的数据终端通常占用了大部分的网络带宽，从而导致其它网络数据终端无法正常进行网络数据传输。如果利用现有的网络数据传输速率控制方式进行流量控制，以便保证每个网络数据终端能以正常的网络带宽进行数据传输时，就需要针对每一个网络数据终端进行限流规则配置。图1中示出了一种在现有技术中常用的针对每个网络数据终端的限流方式，由于每个网络数据终端都具有一个I P地址，通过为每个IP地址设置一种流量控制规则，可以达到限流的要求。但是会随使共享网络带宽的网络数据终端的数目的增加，这种方式需要配置的规则数目也相应增加，从而导致对网络数据传输的管理工作变得难以维护。

因此，需要一种新的网络数据传输速率控制设备和方法，可以方便且高效地对网络数据传输速率进行控制，以便于共享网络带宽的多个网络数据终端可以正常传输速率进行网络数据传输，同时还方便系统管理员进行配置和维护。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的网络数据传输速率控制设备及方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种网络数据传输速率控制方法，包括步骤：获取要传输的I P数据包；根据该I P数据包的源或者目的I P地址来获取与该I P数据包相关联的流量控制信息，所述流量控制信息具有基于所述源或者目的IP地址的标识值以及指示允许传输数据大小的容许值；根据所述相关联的流量控制信息中的容许值和所述IP数据包的大小来确定是否允许传输所述要传输的IP数据包；如果允许传输该IP数据包，则根据该IP数据包的大小来更新所述相关联的流量控制信息中的容许值，并且传输该IP数据包；以及如果不允许传输该IP数据包，则缓存该IP数据包以便稍后重试传输所述IP数据包或者丢弃所述IP数据包。

可选地，在根据本发明的网络数据传输速率控制方法中，根据要传输的IP数据包和与相同流量控制信息相关联的前一个要传输的IP数据包的时间间隔，来更新流量控制信息中的容许值，其中该流量控制信息中的容许值随着所述时间间隔的增大而线性增大，但不超过最大容许值。

因此，与每个IP数据包相关联的流量控制信息中的容许值的大小取决于要传输的IP数据包的大小和传输频率，并且不会超过最大容许值。因此，可以利用容许值的大小来控制与每个IP相关的流量传输速率，并且可以限定每个IP最大的瞬时传输速率，这在多个网络通信终端共享网络带宽的情况下尤其有效。

另外，流量控制信息的标识值可以基于所述IP数据包的源或者目的IP地址和相应的子网掩码，这样，每个流量控制信息可以对应于一个IP网段，从而使得根据本发明的网络数据传输速率控制方法可以针对每个网段进行流量控制，使得本发明可以很好适用于复杂的网络应用环境。