[发明专利]一种分布式流量限速方法及系统

说明书

本发明公开一种分布式流量限速方法及系统，方法步骤包括：接收报文，判断当前令牌数量是否足够，令牌数量足够，则将报文转发，令牌桶内减去与报文长度同等数量的令牌数量得到剩余令牌数量，若令牌桶内剩余令牌数量小于或等于rcir值，则触发限速设备发送同步报文；每个限速设备接收到同步报文，将自身令牌数量值生成回应报文并发给其他限速设备；限速设备接收到回应报文，选择符合条件的限速设备后，发送请求交换令牌数量的请求报文，选择的限速设备收到请求报文，将其令牌数量与请求的限速设备交换。本发明部署每个节点的限速设备都产生令牌，使得报文无论经过哪个节点都有令牌进行转发，保证报文转发的时延不增加。

技术领域

本发明涉及云计算流量控制技术领域，特别涉及一种基于组播令牌同步的分布式流量限速方法及系统。

背景技术

互联网的普及，云计算的浪潮，让我们越来越离不开网络环境。云计算和虚拟化网络作为未来的发展方向，将会使得组网和服务部署变得更加简便，而对于云计算中心来说，用户对于宽带的使用，也需要具备弹性的需求，即宽带可以根据用户的需要进行灵活的调整和分配，所以限速的实现是云计算一个重要环节，并且实现限速功能的设备将会至关重要，因为其位于所有网络流量的总出入口，性能和稳定性是实现限速功能设备的最基本和最重要的要求。

目前业内一般使用令牌桶来实现流量限速和调整的功能，而令牌桶一般都是在单设备环境下使用，并没有常用的分布式设计使用方法或者冗余方案，目前有的分布式令牌桶方案是使用一个主令牌桶节点+若干个分布式令牌桶节点的方式，这种方案中只有主节点生产令牌，分布式节点都向主节点申请令牌，以这种方式来实现分布式或者冗余的特性。但是这种方式有很明显的缺点，首先必须得有主节点和分节点之分，这可能会通过人为设定或者选举，但无论哪种方式都会增加系统的复杂度；然后分节点本身不产生令牌，必须每次都要向主节点申请令牌，这就会导致报文将会增加等待的时延。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种分布式流量限速方法及系统，部署每个节点的限速设备都可以产生令牌，使得报文无论经过哪个节点都能够有令牌进行转发，保证了报文转发的时延不会增加。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种分布式流量限速方法，包括以下步骤：

S1、限速设备的令牌桶模块预先设置令牌桶参数以及令牌桶的令牌数量，并开始生产令牌；令牌桶模块计算实际的令牌生产速率rcir值和实际的令牌桶大小rcbs值；

S2、限速设备的报文处理模块接收报文，判断当前令牌桶内令牌数量是否足够，若令牌数量不够，则丢弃报文，令牌数量不变；若令牌数量足够，则直接将报文转发出去，同时，根据报文长度，令牌桶内减去与报文长度同等数量的令牌数量得到剩余令牌数量，若令牌桶内剩余令牌数量小于或等于rcir值，则触发令牌桶模块向其他限速设备采用组播方式发送一个请求令牌数量值的同步报文，并进入下一步，此时发送同步报文的限速设备称为请求限速设备，其他接收同步报文的限速设备称为回应限速设备；若令牌桶内剩余令牌数量大于rcir值，则不作处理；

S3、每个回应限速设备接收到同步报文，将自身令牌桶中的令牌数量值生成一个回应报文并采用组播方式发送给请求限速设备和其他回应限速设备；

S4、请求限速设备接收到所有回应限速设备的回应报文，对自身令牌桶内的令牌数量进行如下判断：

若自身令牌桶内的令牌数量小于或等于rcir，则从所有回应限速设备中选择拥有令牌数量最大且大于rcir的回应限速设备；若自身令牌桶内的令牌数量大于或等于rcbs-rcir，则从所有回应限速设备中选择剩余令牌数量最小且小于rcbs-rcir的回应限速设备；其中，rcbs-rcir大于rcir；

S5、请求限速设备向所选择的回应限速设备采用单播方式发送一个请求交换令牌桶内所有令牌数量的请求报文；