[发明专利]一种粗粒度动态带宽分配方法

说明书

技术领域

本发明属于数据通信领域，涉及共享信道中对多个网络接入设备带宽的分配方法，具体是一种粗粒度动态带宽分配方法，可应用于需要根据网络业务流量特性和当前系统状态为网络接入设备实时分配带宽，并尽可能小的引入额外带宽计算开销的网络环境中。

背景技术

通信技术的飞速发展，使得越来越多的用户可以方便的接入互联网。与此同时，多媒体业务的快速增长，使得用户对网络的需求呈现出多样化的趋势。因此，如何将有限的带宽合理、快速的分配给有需求的用户，从而为更多的用户提供服务，提高网络资源的利用率以及获得更好的用户体验，已经成为各个网络服务提供商迫切需要解决的问题。

带宽分配方式主要分为静态和动态两种类型。静态带宽分配通过定义CIR(承诺信息速率)为用户分配固定带宽，不论此时是否有数据传输以及数据传输的带宽实际为多少，都占用了分配到的固定带宽。动态带宽分配根据数据流的带宽和QoS策略，由系统根据DBA(动态带宽分配)算法，对系统的可用带宽进行动态分配。

静态带宽分配方法简单，但灵活性差，不能根据业务负载状态合理的分配带宽，降低了通信系统带宽的利用率。一般的实时动态带宽分配方式，虽然很好的克服了上述缺点，但实现起来过于精细，需要实时精确的获得各个用户实际需要的带宽值，然后根据这个带宽值为用户分配所需带宽。因此要求执行DBA算法的CPU有较强的处理能力，并且随着接入用户数量的增多、带宽的增加以及需求带宽值的大幅度变化，都会使执行DBA算法的CPU的计算量急剧增加，超出通信系统的可控范围。所以需要提出一种既能减轻通信系统的处理压力，又能很好的根据业务流的动态特性为各个用户快速、合理分配带宽的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述动态带宽分配方式的不足，提供一种粗粒度动态带宽分配方法。本方法采用的粗粒度动态带宽分配方法不需要精确计算用户需要的带宽值，只需要通过对业务流量特性的统计以及对当前缓存中等待传输的数据队列状态的采集，在规定的带宽分配周期到来时为各个用户分配带宽，并且每次带宽值的变化量是带宽更新步长的整数倍。

实现本发明目的的技术方案如下：

本发明粗粒度动态带宽分配方法包括如下步骤：

(1)根据用户的需求和网络环境，配置系统带宽分配周期t、用户的带宽参数、缓存队列门限、加权系数β以及阻尼系数p，m，n的值，将用户的带宽分配标志F初始化为0；

(2)判断是否有用户举手，即举手用户为第一次有数据需要传输，如果没有，转到步骤(3)，如果有，为举手用户分配协议带宽B_c，并开始统计该用户的加权平均带宽B_a，在第一个统计周期t内不做加权处理，经过M个带宽分配周期t，获得稳定的加权平均带宽B_a，举手用户不执行以下的带宽分配算法；

(3)对没有举手但满足统计M个带宽分配周期t以及上一周期分配带宽值B_n-1大于初始带宽B_min条件的用户，根据统计的加权平均带宽和当前队列状态执行以下的带宽分配操作，对没有举手不满足上述条件的用户，不执行以下的带宽分配算法；

(3.1)按照当前缓存队列长度G_n将用户分为两组，G_n小于等于保证门限G_o的分为A组，G_n大于G_o的分为B组；

(3.2)对A组中的用户进行带宽分配，按照用户的带宽分配标志F将用户分为两组，将F为0的用户分为A0组，将F为1的用户分为A1组；

3.2.1)对A0组中的用户进行带宽分配；

3.2.1.a)为该用户的带宽判决门限上限G_(n-1)u赋值保证门限G_o，带宽判决门限下限G_(n-1)d赋值G_d1，分配带宽为协议带宽B_c，并置带宽分配标志F为1，转到步骤3.2.1.b)；

3.2.1.b)判断是否在此次带宽分配周期内对所有的A0组用户完成了带宽分配，如果是，完成对A0组用户的带宽分配，如果不是，为下一个A0组内的用户循环执行3.2.1.a)；

3.2.2)采取快增慢减策略对A1组中的用户进行带宽分配；