一种基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法
专利汇可以提供一种基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于Hose软管技术的VPN用户宽带控制方法，在CE增加了用户宽带控制单元，其特征在于，该控制单元包括发送数据控制单元和接收数据控制单元，所述发送数据控制单元检测发送数据所需带宽，发送带宽查询消息、带宽调整 申请 消息和带宽控制消息， 修改 Hose软管发送数据带宽，其设有 定时器 模式、增加发送带宽模式和减小发送带宽模式，所述接收数据控制单元检测Hose软管当前数据流量，发送带宽控制消息，修改Hose软管接收数据带宽，设置有定时器模式，减小接收带宽模式和增大接收带宽模式。本发明在满足了用户要求的需求的同时，使提供商网络资源的使用最小化，节省了网络资源。，下面是一种基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法专利的具体信息内容。
1、一种基于Hose软管的VPN用户宽带控制方法，在CE端增加了用户 宽带控制单元，其特征在于，该控制单元包括发送数据控制单元和接收数据控 制单元，其中：
所述发送数据控制单元检测发送数据所需带宽，发送带宽查询消息、带宽 调整申请消息和带宽控制消息，修改Hose软管发送数据带宽，其设有定时器模 式、增加发送带宽模式和减小发送带宽模式：发送数据控制单元根据判别门限Bth 判断是否进入定时器模式，在判别条件|BS-need-BS-Hose|＜Bth成立的条件下，进入定 时器模式，在判别条件|BS-need-BS-Hose|＜Bth不成立情况下，当判别式BS-need＞BS-Hose成 立时，发送数据控制单元进入增大发送带宽模式；否则进入减小发送带宽模式， 其中BS-need为发送数据所需要的带宽速率；BS-Hose为当前CE端Hose软管的发送 带宽速率；
所述接收数据控制单元检测Hose软管当前数据流量，发送带宽控制消息， 修改Hose软管接收数据带宽，设置有定时器模式，减小接收带宽模式和增大接 收带宽模式：接收数据控制单元在收到带宽调整申请消息时进入增大接收带宽 模式；否则进入定时器模式；在定时器模式出来后，根据判别条件 BR-Hose-Breal-time＜Bth判断是否进入减小接收带宽模式：其中BR-Hose为CE端Hose软 管接收带宽速率；Breal-time为当前CE端实际接收带宽速率。
2、根据权利要求1所述的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特 征在于，所述增大发送带宽模式为：
a.当前CE发送带宽查询消息到对应的PE端查询提供商网络能否提供所需 增加的带宽速率；
b.当前CE端根据带宽查询应答消息发送带宽调整申请消息到远端CE申请 增加远端CE的软管接收速率；
c.当前CE端根据带宽调整申请应答消息发送带宽控制消息到对应PE申请 调整该PE端Hose软管接收带宽以及远端CE对应PE的Hose软管发送带宽；
d.当前CE根据带宽控制应答消息调整CE端的软管发送带宽，并进入定时 器模式。
3、根据权利要求1所述的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特 征在于，所述减小发送带宽模式为：
a.CE端在Hose软管发送带宽等于默认配置情况下进入定时器模式；
b.CE端在Hose软管发送带宽大于默认配置的情况下，首先减小CE端的软 管发送带宽，以防止在减小发送带宽模式下有大流量数据发送；
c.其次，CE端发送带宽控制消息到对应PE端申请减小PE端的Hose软管 接收带宽；
d.CE端在接收到带宽控制应答消息后，减小发送带宽模式结束，进入定时 器模式。
4、根据权利要求1所述的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特 征在于，所述减小接收带宽模式为：
a.远端CE的接收数据控制单元在软管接收带宽等于默认配置情况下进入 定时器模式；
b.远端CE的接收数据控制单元在软管接收带宽大于默认配置情况下发送 控制消息到对应的PE申请减小PE的Hose软管发送带宽；
c.远端CE根据带宽控制应答消息判别PE是否已经减小PE端的软管发 送带宽；
d.在PE已经减小PE端软管发送带宽条件下，远端CE减小当前CE端 Hose软管接收带宽，并进入定时器模式。
5、根据权利要求1所述的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特 征在于，所述增大接收带宽模式为：
a.远端CE首先根据带宽调整申请消息和自身的接收能力确定是否可增 加远端CE端的Hose软管接收带宽；
b.远端CE在不能增加远端CE Hose软管接收带宽的情况下，直接发送 带宽调整申请应答消息，并进入定时器模式；
c.远端CE在可增加远端CE Hose软管接收带宽的情况下，首先增加CE 端的Hose软管接收带宽，然后发送带宽调整申请应答消息，并进入定时器模式。
6、根据权利要求1所述的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特 征在于，在数据接收控制单元中，定时器模式的定时时延大于带宽调整申请应 答消息、带宽控制消息、带宽控制应答消息的传播延时以及相应的处理延时之 和。
技术领域
本发明涉及基于Hose软管的虚拟专用网络，具体涉及一种基于Hose软管 VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)的用户宽带控制方法。
背景技术
基于Hose的VPN模型如图1所示，用户端和提供商网络之间使用Hose软 管相连。Hose软管技术的核心思想是用户和提供商网络之间的软管带宽是固定 的，提供商网络根据各个用户的软管带宽来计算路由带宽。在基于Hose软管的 提供商网络中，一种算法是以每个发端软管为根，收端软管为叶为每个发端软 管构造一棵树，每条链路的带宽取根的带宽和经过这条链路的叶的最大带宽的 最小值。这种算法相对于传统的管道技术节省了网络资源，但在多个根节点同 时向一个叶节点发送数据时，该叶节点由于软管接收速率的有限而不得不丢弃 大部分数据，造成了网络资源的浪费。另一种算法是在提供商网络中形成一个 VPN图，各个连接用户软管的PE通过VPN图相连，图中每条链路的上行或者 下行带宽取决于经过这条链路所有发送/接收软管带宽的最小值，使得部分数据 在Hose软管接收带宽资源紧张的早期就被丢弃，从而提高网络效能。
Hose软管VPN对于提供商来说最大化了网络的资源的利用率，但是对于用 户来说，当用户租用的Hose软管带宽较大时，由于用户并不是随时都会传送大 数据量，从而造成用户VPN网络资源的浪费；当用户租用的Hose软管带宽较 小时，在用户需要传送大数据量时，VPN又不能满足用户的需求。同时，对于 VPN中闲置浪费的资源，提供商可以租给其他VPN用户，从而大大的提高了网 络的利用率。对于VPN用户的这种需求，用户可控是一个很好的选择，用户可 以首先建立一个基于Hose软管VPN，在默认的配置下满足用户的基本需求；同 时，当用户有大量的数据要传送时，用户可以提出申请增加某些Hose软管的发 送或者接收数据带宽，在不用时再恢复到默认配置状态下，这种方法既节省了 提供商网络资源，也减小了VPN用户的代价。
本发明针对这样一个需求，提出了基于Hose软管VPN的用户可控模型， 实现了在资源允许的情况下用户可以增加或者减小VPN内部的Hose软管发送 和接收带宽，完成了用户对Hose软管接口的可控。
发明内容
本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种基于Hose软管VPN的 用户宽带控制方法，在CE端(Customer Edge，客户端)增加了用户宽带控制单元， 其特征在于，该控制单元包括发送数据控制单元和接收数据控制单元，其中：
所述发送数据控制单元检测发送数据所需带宽，发送带宽查询消息、带宽 调整申请消息和带宽控制消息，修改Hose软管发送数据带宽，其设有定时器模 式、增加发送带宽模式和减小发送带宽模式：发送数据控制单元根据判别门限Bth 判断是否进入定时器模式，在判别条件|BS-need-BS-Hose|＜Bth成立的条件下，进入定 时器模式，在判别条件|BS-need-BS-Hose|＜Bth不成立情况下，当判别式BS-need＞BS-Hose成 立时，发送数据控制单元进入增大发送带宽模式；否则进入减小发送带宽模式， 其中BS-need为发送数据所需要的带宽速率；BS-Hose为当前CE端Hose软管的发送 带宽速率；
所述接收数据控制单元检测Hose软管当前数据流量，发送带宽控制消息， 修改Hose软管接收数据带宽，设置有定时器模式，减小接收带宽模式和增大接 收带宽模式：接收数据控制单元在收到带宽调整申请消息时进入增大接收带宽 模式；否则进入定时器模式；在定时器模式出来后，根据判别条件 BR-Hose-Breal-time＜Bth判断是否进入减小接收带宽模式：其中BR-Hose为CE端Hose软 管接收带宽速率；Breal-time为当前CE端实际接收带宽速率。
按照本发明所提供的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特征在 于，所述增大发送带宽模式为：
a.当前CE发送带宽查询消息到对应的PE端查询提供商网络能否提供所需 增加的带宽速率；
b.当前CE端根据带宽查询应答消息发送带宽调整申请消息到远端CE申请 增加远端CE的软管接收速率；
c.当前CE端根据带宽调整申请应答消息发送带宽控制消息到对应PE申请 调整该PE端Hose软管接收带宽以及远端CE对应PE的Hose软管发送带宽；
d.当前CE根据带宽控制应答消息调整CE端的软管发送带宽，并进入定时 器模式。
按照本发明所提供的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特征在 于，所述减小发送带宽模式为：
a.CE端在Hose软管发送带宽等于默认配置情况下进入定时器模式；
b.CE端在Hose软管发送带宽大于默认配置的情况下，首先减小CE端的 软管发送带宽，以防止在减小发送带宽模式下有大流量数据发送；
c.其次，CE端发送带宽控制消息到对应PE端申请减小PE端的Hose软 管接收带宽；
d.CE端在接收到带宽控制应答消息后，减小发送带宽模式结束，进入定 时器模式。
按照本发明所提供的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特征在 于，所述减小接收带宽模式为：
a.远端CE的接收数据控制单元在软管接收带宽等于默认配置情况下进入 定时器模式；
b.远端CE的接收数据控制单元在软管接收带宽大于默认配置情况下发送 控制消息到对应的PE申请减小PE的Hose软管发送带宽；
c.远端CE根据带宽控制应答消息判别PE是否已经减小PE端的软管发送 带宽；
d.在PE已经减小PE端软管发送带宽条件下，远端CE减小当前CE端Hose 软管接收带宽，并进入定时器模式。
按照本发明所提供的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特征在 于，所述增大接收带宽模式为：
a.远端CE首先根据带宽调整申请消息和自身的接收能力确定是否可增加 远端CE端的Hose软管接收带宽；
b.远端CE在不能增加远端CE Hose软管接收带宽的情况下，直接发送带宽 调整申请应答消息，并进入定时器模式；
c.远端CE在可增加远端CE Hose软管接收带宽的情况下，首先增加CE端 的Hose软管接收带宽，然后发送带宽调整申请应答消息，并进入定时器模式。
按照本发明所提供的基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，其特征在 于，在数据接收控制单元中，定时器模式的定时时延大于带宽调整申请应答消 息、带宽控制消息、带宽控制应答消息的传播延时以及相应的处理延时之和。
本发明给出了一种基于Hose软管VPN的用户宽带控制方法，在CE端增加 了用户带宽控制单元，该控制单元包括发送数据控制单元和接收数据控制单元， 其中发送数据控制单元主要用来检测发送数据所需带宽，发送带宽查询消息、 带宽调整申请消息和带宽控制消息，修改Hose软管发送数据带宽，实现发送数 据接口的用户可控功能；接收数据控制单元主要用来检测Hose软管当前数据流 量，发送带宽控制消息，修改Hose软管接收数据带宽，实现接收数据的接口的 用户可控功能。
在用户控制单元中，给出了发送数据控制单元和接收数据控制单元的状态 机。发送数据单元在默认状态下检测到有大流量数据要发送时，进入增加发送 带宽模式；在检测到要发送的数据远远小于Hose软管的当前发送带宽且当前 Hose软管的发送带宽大于默认配置的情况下，发送数据控制单元进入减小发送 带宽模式。在接收数据控制单元的状态机中，远端CE在接收到带宽调整申请消 息时，根据自己接收和处理能力，确定增加的带宽容量，并进入增加接收带宽 模式；在当前数据远远小于Hose软管的当前接收带宽且当前的Hose软管接收 带宽大于默认配置的情况下，接收数据控制单元进入减小接收带宽模式。
附图说明
图1基于Hose的VPN模型；
图2用户带宽控制单元；
图3CE用户控制单元中发送数据控制单元状态机；
图4CE用户控制单元中接收数据控制单元状态机；
图5可控模型中增加发送带宽模式的信令流程；
图6可控模型中减小发送带宽模式、减小接收带宽模式的信令流程；
图7带宽查询、控制以及应答消息一般数据格式；
图8CE1发往PE1的带宽查询消息数据格式；
图9PE1返回CE1的带宽查询应答消息数据格式；
图10CE1发往PE1的带宽控制消息数据格式；
图11PE1返回CE1的带宽控制应答消息数据格式；
图12CE1发往PE1的带宽控制消息数据格式；
图13PE1返回CE1的带宽控制应答消息数据格式；
图14CE2发往PE2的带宽控制消息数据格式；
图15PE2返回CE2的带宽控制应答消息数据格式；
图16带宽调整申请及应答消息一般数据格式；
图17CE1发往CE2的带宽调整请求消息数据格式；
图18CE1发往CE3的带宽调整请求消息数据格式；
图19CE2返回CE1的带宽调整请求应答消息数据格式；
图20CE3返回CE1的带宽调整请求应答消息数据格式。
具体实施方式
我们假设CE1用户带宽控制单元中的发送数据控制单元检测出大量的数据 要发送CE2和CE3，需要在当前的基础上分别增加10M和8M的带宽容量到 CE2和CE3。由于到CE2、CE3所要增加的带宽容量大于我们所规定的门限值 Bth：1M并且之和小于Hose软管可增加的带宽20M，所以CE1的发送数据单元 状态机进入增加发送带宽模式(如图3所示)，发送带宽查询消息到PE1(如图5 所示)，查询提供商网络所能使用的带宽容量。带宽查询、控制及应答消息的一 般数据格式如图7所示，包括源地址、目的地址、消息属性、远端CE地址和调 整大小域，其中消息属性分为带宽查询以及应答消息、带宽增加控制以及应答 消息、发送带宽减小以及应答消息和接收带宽减小以及应答消息；远端CE地址 为空表明只调整本端软管带宽。带宽CE1所发送的带宽查询消息如图8所示， 源、目的地址对应于CE1、PE1地址，消息属性对应于带宽查询消息，远端CE2、 CE3对应的调整大小域分别为10M、8M。
PE1在接收到带宽查询信息后，根据远端CE2、CE3地址查出对应的提供 商网络端分别是PE2、PE3，因此，提供商网络查询PE1到PE2、PE3之间能否 分别增加10M、8M的带宽资源。我们假设PE1到PE2之间可以增加10M容量， 到PE3之间只能增加5M带宽容量，则PE1返回带宽查询应答消息到CE1端(如 图5所示)。PE1返回的带宽查询应答消息如图9所示，源、目的地址对应于PE1、 CE1地址，消息属性对应于带宽查询应答消息，远端CE2、CE3对应的调整大 小域分别为10M、5M。
CE1接收到提供商网络的带宽查询应答消息后，根据提供商网络的可增加 带宽资源情况，确定到远端CE的增加带宽容量。在本例中，CE1增加向CE2 的带宽10M，增加向CE3的带宽5M，并通过自己的VPN分别向CE2和CE3 发送带宽调整申请消息(如图5所示)，申请增加到该VPN用户的带宽容量。带 宽调整申请消息通过VPN内部网络传送，中间提供商网络对VPN内部数据做 透明传输。带宽调整申请及应答消息的一般数据格式如图8所示，包括源地址、 目的地址、消息属性、调整属性和调整大小。对于发往CE2的带宽调整申请消 息如图17所示，源、目的地址对应于CE1、CE2地址，消息属性为带宽调整申 请消息，调整属性为增加，调整大小为10M；对于发往CE3的带宽调整申请消 息如图18所示，源、目的地址对应于CE1、CE3地址，消息属性为带宽调整申 请消息，调整属性为增加，调整大小为5M。
在远端的CE2、CE3用户带宽控制单元中，接收数据控制单元接收到CE1 发送的带宽调整请求消息后，接收数据控制单元进入增加接收数据模式(如图4 所示)，根据自己的接收和处理能力，确定要增加的接收容量，并返回带宽调整 请求应答消息(如图5所示)，并调整相应Hose软管的接收带宽容量。我们假设 CE2，CE3所能增加的接收带宽分别为8M，10M，根据带宽申请消息中的申请 增加的带宽容量，CE2、CE3最终确定增加的带宽分别为8M、5M，并分别调整 Hose1、Hose2软管的接收带宽分别为8M，5M。对应于CE2的带宽调整申请应 答消息如图19所示，源、目的地址分别为CE2、CE1地址，消息属性为带宽调 整申请应答消息，调整属性为增加，调整大小为8M；对应于CE3的带宽调整申 请应答消息如图20所示，源、目的地址分别为CE3、CE1地址，消息属性为带 宽调整申请应答消息，调整属性为增加，调整大小为5M。
CE1接收到带宽调整请求应答消息后，根据CE2、CE3最终确定的增加带 宽容量，发送带宽控制消息到PE1申请增加带宽容量。带宽控制消息如图10所 示，对应的源、目的地址分别为CE1、PE1地址，消息属性为带宽增加控制消 息，CE2对应的调整大小域为8M，CE3对应的调整大小域为5M。
PE1在接收到带宽控制消息后，调整提供商网络PE1到PE2和PE3接口的 带宽容量，增加PE1的Hose软管入口容量13M，分别增加PE2、PE3的Hose 软管出口容量8M、5M，并返带宽控制应答消息如图11所示，对应的源、目的 地址分别为PE1、CE1地址，消息属性为带宽增加控制应答消息，CE2对应的 调整大小8M，CE3对应的调整大小为5M。
CE1在接收到带宽调整应答消息后，增加Hose软管带宽13M，开始大数据 流发送数据。
我们假设经过时间T后，CE1发往CE2的流量减小了2M，发往CE3的数 据流量没有变化。在一个定时器循环过程中，CE1检测到需要发送数据带宽小 于Hose1软管的发送带带宽2M，由于该值大于判别门限值Bth，CE1的发送数 据单元进入减小发送带宽模式(如图3所示)。因为目前CE1的Hose1软管发送 带宽大于默认配置，所以CE1首先减小Hose1软管发送带宽，然后发带宽控制 消息到PE1，申请减小Hose1软管的发送带宽。该带宽控制消息如图12所示， 对应的源、目的地址分别为CE1、PE1地址，消息属性为发送带宽减小控制消 息，远端CE地址对应为空，调整大小域为2M。
PE1在接收到带宽控制消息后，根据控制消息的要求，减小PE1对应的Hose1 软管入口带宽2M，并进行路由和算法更新，优化提供商网络资源。在完成CE1 控制消息的要求后，返回带宽控制应答消息。该带宽控制应答消息如图13所示， 对应的源、目的地址分别为PE1、CE1地址，消息属性为发送带宽减小控制消 息，远端CE地址为空，调整大小域为2M。
在CE1减小发往CE2的数据同时，CE2的接收数据控制单元在一个定时周 期内检测到当前接收的数据流量小于Hose2软管的接收带宽2M，由于该值大于 判别门限值Bth，接收数据控制单元进入减小接收数据模式(如图4所示)。由于 当前Hose2软管接收数据带宽远远大于默认值，所以CE2接收数据控制单元发 送控制消息申请减小接收数据带宽。该控制消息如图14所示，对应的源、目的 地址分别为CE2、PE2地址，消息属性为接收带宽减小控制消息，远端CE地址 对应为空，调整大小域为2M。
PE2在接收到带宽控制消息后，根据控制消息要求，减小PE2对应的Hose2 软管出口带宽2M，并进行路由更新，优化提供商网络资源。在完成CE2的消息 要求后，返回带宽控制应答消息。该带宽控制应答消息如图15所示，对应的源、 目的地址分别为PE2、CE2地址，消息属性为接收带宽减小控制消息，远端CE 地址为空，调整大小域为2M。
在可控模型中，增加带宽只需要发送数据端发送控制消息，提供商网络完 成对各个客户端的软管接口的配置；减小带宽需要各个接口自动检测需要减小 的信息，分别发送控制消息，减小各个软管接口的发送或者接收带宽。
在本发明中，各个VPN用户可以在增加Hose软管带宽的基础上再增加Hose 软管带宽，具体操作与以上例同，最终若每个VPN用户都没有发送数据，Hose 软管的发送和接收带宽最终恢复到默认配置下。
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