CN1622524A

CN1622524A - 移动ip突发流量的缓解调节方法

Info

Publication number: CN1622524A
Application number: CN 200410101340
Authority: CN
Inventors: 李昕; 金跃辉; 陈山枝; 胡博; 王飞
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd; Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: CN1294723C

Abstract

一种移动IP突发流量的缓解调节方法，在移动节点MN的接入本地网络的标记边缘路由器SLER和本地网络的各个边界网关标记交换路由器DLSR之间，利用本地网络中所有可达路径中的链路能够提供的可用带宽建立多条标记交换路径LSP，再将突发的移动IP数据流分散到这些LSP上，使之在本地网络中经过分流后汇聚在相应的边界网关标记交换路由器DLSR处；包括两个步骤：利用SLER和DLSR之间所有可达路径所能提供的可用带宽寻找和建立多条LSP的集合，以及在各个移动IP用户之间分配可用带宽。该方法在确保本地流量特性保持稳定的前提下，采用隔离与疏导相结合的方法，将集中于某一点的突发流量尽量“稀释”到整个本地网络中去，以达到消除拥塞的目的。

Description

移动IP突发流量的缓解调节方法

技术领域

本发明涉及一种移动IP突发流量的缓解调节方法，属于移动IP网络互连通信技术领域。

背景技术

移动IP(MIP，Mobile IP)协议是最近几年兴起的一个崭新研究领域，该技术的核心是确保终端设备(例如笔记本电脑、PDA)无需更改IP地址即可接入其他子网，并保持在原有网络中的通信能力。MIP技术的实现机制是：移动终端每一次变更位置，都要从接入路由器(即外地代理)获得一个新的IP地址，并向其原始所在地网络的路由器(即宿主代理)进行注册；移动终端与其他节点之间的通信也必须经由宿主代理进行认证后才能建立。也就是说，无论终端移动到哪里，也无论其当前获得的临时IP地址如何变化，移动终端和宿主代理之间始终保持着一条类似于隧道的连接，并以此为代价来消弥终端移动对已有路由协议和路由结构的冲击。

MIP技术在为用户提供IP层无缝漫游能力的同时，也在某种程度上改变了传统IP网络中的流量分布特性。移动终端所产生流量，不可避免地对本地网络产生程度不同的影响。当大量的移动终端(或称节点)汇聚在某个地区，产生较大的集中突发流量时，必然对本地业务造成不可忽视的冲击，影响用户业务的服务质量。

目前，现有的流量调节技术主要包括两种：策略路由和多协议标记交换MPLS(MultiProtocol Label Switching)流量工程。

策略路由侧重于对汇聚流进行调节和控制，通过人工干预IP层的路径选择机制，实现提高安全性和资源利用率以及拥塞避免等目标。其缺点是配置复杂，且缺乏灵活性，只能实现极为有限的目标。

MPLS技术融合了IP路由、QoS及第二层的交换技术，能够根据流量需求进行网络资源的排队管理，以较低的成本创建一个确定性的网络，提供多种业务类型。根据流量需求和链路承载能力，MPLS能够将数据流被映射到相应的标记交换路径，这些预留的路径占用特殊的网络资源，既可被手工设定为显式路径，也可根据需要自动生成最佳的路径。数据流通过哪条路径转发取决于该数据流被分配了什么样的标记，实现了路由(即控制)和转发(即转移数据)间的完全分离，在流量调节和拥塞避免方面表现出优良的特性。

传统MPLS流量工程的优势是能够调节具有长期统计规律性的流量，但缺乏应付突发流量的机制。从这个意义上来说，MPLS流量工程仍然是一种宏观层面上的流量调节机制。因为突发的MIP流量没有什么统计规律性可言，尽管其影响有可能波及较大的范围；但是，由于持续时间短，后效性小，因此仍然属于微观层面，传统MPLS流量工程对其无能为力。

由于MIP业务尚未进入实际运营领域，因此没有任何实测数据可供研究。尽管如此，MIP业务与用户行为之间的紧密联系还是为人们推测其概貌提供了可能。通过研究有关移动通信业务流量、公路交通流量和公共场所客流量特点的三篇论文《Traffic engineering experience in a nation-wide cellular servicenetwork》(刊于IEEE 2003)、《北京西客站客流预测及广场交通分流》(刊于《铁道运输与经济》第25卷，第二期)和《Traffic engineering experience from operatingcellular networks》(刊于IEEE Communications Magazine，1997)不难把握MIP业务的大致特性。通常，在机场、码头、大型赛事、展览和演出、各种突发事故等场合容易发生大量移动终端(或称节点)聚集于某一狭小地区的情况，尽管受到移动终端性能的限制，每一个移动节点所产生的数据流非常有限，但这些微流汇聚之后对本地网络所产生的压力却不容忽视。下面的表格对上述各种不同场合下的MIP业务特点进行了比较。

典型场合	移动节点数量	MIP流量占本地流量的比例	服务质量保证级别	持续时间	能否预测	流量是否具有统计规律性	MPLSTE能否调节
典型场合	移动节点数量	MIP流量占本地流量的比例	服务质量保证级别	持续时间	能否预测	流量是否具有统计规律性	MPLSTE能否调节	机场、码头、火车站	大量	很高	中等	长期	是	是	是
大型赛事、演出、展览	大量	较高	中等	短期	是	否	是	机场、码头、火车站	大量	很高	中等	长期	是	是	是
大型赛事、演出、展览	大量	较高	中等	短期	是	否	是	交通堵塞等公共突发事件	大量	较高	最低	短期	否	否	否
突发性公共安全事件	大量	较高	最高	短期	否	否	否	交通堵塞等公共突发事件	大量	较高	最低	短期	否	否	否

其中，机场、码头、火车站等交通枢纽长年有大量的流动人口，导致MIP业务成为本地数据流量的主体。由于人口的流动通常遵循特定的规律，因此MIP流量具有较为明显的统计规律性，这些规律不仅可以用来指导本地网络的建设，而且非常有利于采取传统的MPLS流量工程技术进行调节。

大型赛事、演出、展览也是引起大量MIP流量的典型场合，其显著特点是突发性极强而突然性极弱，尽管短期内产生的业务量足以对本地网络造成巨大压力，但是，由于这种事件都是早就预先知悉的，因此完全可以通过事先增加接入设备、预留信道带宽等传统措施以缓解压力。

交通堵塞等公共突发事件和突发性公共安全事件都具有极大的突然性和不可预知性，这种短时间突然聚集的大量移动节点所产生的流量的特点是持续时间短，而且毫无规律性可言。虽然传统MPLS流量工程技术能够对具有长期统计规律性的流量进行调节，以优化资源的利用，保证用户的服务质量。但是，在应对短期突发流方面几乎束手无策，因此，需要以一种新的机制或方法来应对这类问题。近年来，如何解决移动IP突发流量的调节和控制已经成为业内许多人士所关注和急需解决的问题。

为了更进一步地明确研究对象，需要先对本地网络、需要进行调节的突发MIP流量和可用资源等概念进行界定。本发明中所谓的本地网络是一定数量路由转发设备的集合，这些设备遵循相同的路由策略，处于同一机构管理之下。本地网络以内的通信经由集合内的节点转发，与其他网络内节点的通信则由边界网关节点转发，这些边界网关节点位于本地网络和其他网络的衔接处，同时运行网内和网间的路由策略。对于本地网络来说，移动节点所引起的流量包含两部分：穿越网络边界的流量和局限于网络内部的流量，本发明所提供的方法仅限于对前者(穿越网络边界的流量)进行调节。

所谓可用资源，是指在保证本地业务流服务质量的前提下，网络所能提供的资源(主要指带宽)。参见图1，本发明定义的每一条链路的可用带宽如下：

可用带宽≡链路带宽-确保本地用户服务质量所需带宽

≠链路带宽-本地流量实际占用带宽

因为确保本地用户服务质量所需的带宽通常大于实际流量的统计平均值，冗余的带宽用来应付用户偶发的峰值流量。用户流量的动态特性使这部分冗余带宽也会随时间而波动。为了提高分析和决策的精确性，本发明不考虑这部分冗余带宽，而仅仅将确保本地用户服务质量所需带宽以外的部分视为可用带宽。

本地网络的全部可用带宽是各条链路上可用带宽的集合。为了便于描述，可以将该集合视为从本地网络中衍生出的一个虚拟子网。本发明的方法是要将集中于某一条路径的突发MIP流量分散到该虚拟子网的多条路径中去，既消除拥塞，又尽量满足MIP用户的服务质量要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种移动IP突发流量的缓解调节方法，该方法在确保本地流量特性保持稳定的前提下，采用隔离与疏导相结合的方法，将集中于某一点的突发流量尽量“稀释”到整个本地网络中去，以达到消除拥塞的目的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种移动IP突发流量的缓解调节方法，其技术方案是：在移动节点接入本地网络的标记边缘路由器SLER和本地网络的各个边界网关的标记交换路由器DLSR之间，利用所有可达路径中的链路能够提供的可用带宽建立多条标记交换路径LSP，再将突发的移动IP数据流分散到这些LSP上，最后汇聚在相应的边界网关标记交换路由器DLSR处；包括下列步骤：

A.利用SLER和DLSR之间所有可达路径中的链路能够提供的可用带宽寻找和建立多条LSP的集合；

B.在各个移动IP用户之间分配可用带宽。

所述链路的可用带宽是在确保本地用户业务流的服务质量的前提下，链路所能提供的带宽，即：

可用带宽≡链路带宽-确保本地用户服务质量所需带宽。

所述方法只适用于对穿越本地网络边界、并引起网络拥堵的移动IP流量进行调节，对只局限在本地网络内部、并引起网络拥堵的移动IP流量无能为力。

所述步骤A包括下列步骤：

(A1)用于执行MIP流量调节功能的服务器M-SERVER从移动节点的接入标记边缘路由器SLER连接本地网络端口的流量监测设备中提取MIP流量特征信息，对该SLER到本地网络的各个边界网关标记交换路由器DLSRi的每个MIP数据流Ti进行分析，其中表示边界网关标记交换路由器DLSR序号的自然数i的范围为[1，K]，K是本地网络中的边界网关标记交换路由器DLSR的数量；如果该过程刚刚开始，则按照序号由1到K从T₁开始顺序进行，此时i＝1；如果该过程已处于运行过程中，则根据后续步骤中返回的i值对Ti进行分析：如果发现Ti≥Vi，Vi是为各个Ti设置的对应链路的阈值变量，该阈值大小取决于本地网络的承载能力；则进入步骤A2；如果发现Ti＜Vi，并且Ti正在接受调节时，则进入步骤A10；如果发现Ti＜Vi，并且Ti没有调节时，则将i的数值加1，并检查i＞k是否成立，如果i＞k，说明已经完成对Ti的一轮循环检测，应再次从T₁开始检测，此时i＝1，返回步骤A1的起点；如果i＜K，说明本轮检测还未结束，直接返回步骤A1的起点，开始对下一个Ti进行检测；

(A2)M-SERVER利用本地网络拓扑信息库和弗罗埃德算法，先计算本地网络的最短径长矩阵W和转接矩阵R；再根据跳数必须小于本地网络直径D倍和不允许出现环路两个限制条件，利用最短径长矩阵W和转接矩阵R，查找出该SLER至DLSRi之间所有可用路径的集合Pi；其中表示对路径长度容忍度的数值D是根据需要设置的；

(A3)M-SERVER先从所述可用路径的集合Pi中减去调节之前MIP数据流Ti所经由的路径Li，再将从Pi减去Li后得到的各条路径对应的显式路由信息与该MIP数据流Ti的流量特征信息以及其在优先级上的要求传递给SLER；

(A4)SLER将Ti映射为与Ti相对应的转发等价类FECi，再对从Pi减去Li后得到的每一条路径发起针对FECi的标记请求过程；该标记请求消息中的显式路由类型-长度-值TLV携带完整的路径信息，业务量参数TLV携带Ti的流量参数值，再将路径替代TLV中建立和保持的优先级设为最低等级7，同时将路径锁定TLV中用于指明需要固定某一个显式路由标记交换路径ER-LSP的P比特设置为1，表明该路径需要锁定，并且指明业务量参数可以协商；

(A5)SLER根据返回的标记映射消息，获得从Pi减去Li后得到的各条路径所能提供的带宽信息，同时建立与这些路径相对应的标记交换路径LSP，然后，SLER将从Pi减去Li后得到的各条路径所能提供的可用带宽之和Bi’的值传递给M-SERVER；

(A6)M-SERVER判断Bi’-Ti≥0是否成立，如果成立，则通知SLER利用可用带宽分配方法将Ti转移到从Pi减去Li后得到的各条路径所对应的各条LSP上，并进入步骤A9；如果不成立，则进入步骤A7；

(A7)M-SERVER通知SLER在Li上为FECi发起标记请求过程，使用与步骤A4相同的标记请求消息；

(A8)SLER根据返回的标记映射消息，获得路径Li所能提供的带宽，同时建立与其对应的LSP，SLER利用可用带宽分配算法将MIP数据流Ti重新分配到所有可用路径的集合Pi内的各条LSP上；

(A9)M-SERVER通过SLER的端口流量监测设备监测MIP数据流Ti是否小于规定的阈值Vi，即Ti＜Vi是否成立，如果不成立，则进入步骤A12；否则，说明路径Li已经恢复承载Ti的能力，进入步骤A10；

(A10)M-SERVER通知SLER利用约束路由标记分发协议CR-LDP的约束路由表记交换路径CR-LSP修改方法为与Ti相对应的转发等价类FECi沿Li发起新的LSP建立过程；

(A11)LSP建立完成后，SLER将Ti全部转移到Li，并将从Pi减去Li后得到的各条路径所对应的LSP资源全部释放；

(A12)将Ti的序号i加1，准备对下一个Ti进行检测，此时先判断i是否大于K，如果不大于K，则回到步骤A1，开始对下一个Ti进行检测调节；如果大于K，则表明已经完成对Ti的一轮循环检测和调节，应再次从T₁开始检测，故设置i＝1，并返回步骤A1。5、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述步骤A1中的SLER安装有能够实时监测和分析数据包的器件；执行MIP流量调节功能的服务器M-SERVER中存储有包含本地网络的拓扑信息，该拓扑信息是从网络管理***中提取，或直接从网络设备中得到。

所述步骤B在各个移动IP用户之间分配可用带宽是采用先入先出的FIFO管理方法，此时各个MIP用户的数据流Ti不区分优先级。

所述步骤B在各个移动IP用户之间分配可用带宽是采用基于概率的队列调度方法，此时各个MIP用户的数据流区分为不同的优先级，需要区别对待。

当把各个用户的MIP数据流区分为N个不同优先级且需要区别对待时，所述步骤B进一步包括下列步骤：

(B1)M-SERVER为各个优先级的MIP数据流分配一个与其优先级相对应的抢先概率Q_j，用于标明当优先级为j的数据包到达队列时，能够被***到该队列中所有优先级小于j的数据包前面的概率；之后，M-SERVER将该信息传递给SLER；其中N≥j≥1，j为自然数，N为优先级数量，且N为最高优先级，1为最低优先级；

(B2)SLER为流向DLSRi的MIP数据流Ti建立单独的缓存队列，该缓存队列和步骤A中确定的标记交换路径LSP集合一起构成单队列多窗口混合服务***；并由M-SERVER对该单队列多窗口混合服务***进行管理；该队列的长度与Ti的阈值Vi的大小相同；

(B3)SLER检查与Ti对应缓存队列中到达的每个数据包的优先级，以相应的抢先概率Q_j把该数据包***到该队列中所有优先级较低的数据包的前面；

(B4)因为分配给该数据流Ti的缓存空间大小有限，因此，***只允许有限个数据包排队等候处理；当缓存中无空闲位、即该队列已满时，SLER就丢弃新到达的数据包。

所述缓存队列的管理方法取决于M-SERVER，而由SLER负责执行。

本发明是一种移动IP突发流量的缓解调节方法，该方法的特点是将突发MIP流量视为独立的实体进行处理。采用这种粗粒度划分方式的好处是能够简化处理程序和提高效率。在MIP业务广泛进入运营领域之后，根据移动通信运营商从漫游业务中所获得的经验不难推测，MIP流量也会呈现出某种规律性，并成为本地流量中的一部分，因此也可以使用传统的流量工程策略进行调节。但是，本发明并不会因此而失去意义。必须注意到，本发明所要缓解调节的对象是不具备统计规律性的突发MIP流量，正是这种流量在网络中扮演着秩序破坏者的角色。网络中一旦出现严重的拥塞，不仅各个QoS级别用户的服务质量都会出现严重的下降，而且传统的流量工程调节机制也不能及时解决问题。本发明的方法不仅能够迅速地抑制和隔离突发流量，尽量缩短拥塞的持续时间，而且，采用疏导的手段是尽最大可能满足移动用户的需求，把损失降低到最低的限度，体现出“疏堵结合”的思想，因而具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明中定义的可用带宽示意图。

图2是现有网络的分层结构组网方式示意图。

图3是本发明移动IP突发流量的缓解调节方法的操作步骤方框图。图4是本发明对流出本地网络的MIP流量进行调节的说明示意图。

图5是本发明方法中寻找和建立多条LSP的集合的流程图。

图6是本发明方法中在各个MIP用户之间分配可用带宽的流程图。

图7是本发明队列调节的说明示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参见图2，现有的路由协议可以划分为两类，即扁平化的路由协议和层次化的路由协议。扁平化的路由协议要求每一个路由器收集全网的路由信息，当网络规模增大到一定的程度时，每个路由器需要存储和处理的路由信息的数量将超过其存储器和处理器的能力，造成数据包转发效率的急剧下降。同时，过大的网络规模也不利于抑制广播风暴和防止环回路由。因此，实际运营网络都采用层次化的路由协议和组网方式，根据拓扑、地理等因素将网络中的路由器划分为多个独立的群组。每个群组的规模较小，各群组内的路由器(图2中的圆盘形图标)不需要处理过多的路由信息。群组之间的通信依靠位于不同群组衔接处的边界网关路由器(即图2和图4中的矩形体图标)处理。图2是一个两层网络，实际运营的网络可以包含多层，结构也更加复杂。但是无论是两层或多层，基本的分层原则是相同的。

通常，在经过较长时间的运行之后，网络中的业务流量会在时间和空间上呈现出较为稳定的统计规律性，流量工程的控制策略是网络管理者针对这种长期特性而采取的一系列调节措施的综合，目的在于优化网络资源的利用，最大限度满足用户需求，实现最佳收益。突发MIP流量之所以能够迅速造成拥塞，一方面是其不具备长期的统计规律性而难以预测；另一方面是它爆发力强，能够在较短的时间内严重地改变本地业务流量特性，使流量调节策略与实际情况脱节，不仅不能发挥原有控制策略的积极作用，反而恶化拥塞状况、扩大波及的范围，造成类似“雪崩”的效应。针对这些特点，本发明采用隔离与疏导相结合的方法，在确保本地流量保持稳定的前提下，将集中于某一点的突发流量尽量“稀释”到整个本地网络中去，以达到消除拥塞的目的。

因此，本发明的MIP流量调节方法的原则包括以下几个具体内容：

①调节突发MIP流量的策略应能有效地“隔离”本地流量和突发流量，保证本地流量的分布特性和流量工程策略不受影响或尽量减少其影响。

②主要通过分散突发流量的方式消除其冲击效应，如果该方法仍不能完全解决问题，则丢弃多余的数据包。

③在突发MIP流量的内部应能区分对待不同优先级的业务。根据用户的交费订购的优先级和业务特性等因素的影响，用户的业务享受的优先级有所不同。为了使问题简单明了，本发明仅仅将MIP流量视为若干优先级业务的混合体，至于优先级的划分方式则不在讨论范围之内。

④突发MIP流量冲击力强，持续时间短，调节机制和方法应尽量简单有效，并能适应网络可用资源的动态变化。

由于突发MIP流量持续时间很短，因此调节方法必须优先考虑如何迅速做出反应，而不是如何获得最佳的效果。传统的最短路径优先协议往往使流量过分地集中于某一条路径，极易造成拥塞，而如果要考察每个MIP用户的流量，又显然过于复杂，时间也不允许，不能解决问题。

受到现有路由协议的影响，IP网络通常采用层次化的组织结构(参见图2所示)。各种规模子网的嵌套和组合共同构成了运营网络的整体。其中，本地网络规模最小，也最为接近用户(参见图3所示)。本地MPLS网络通过为数不多的边界网关标记交换路由器(DLSR，Destination Label Switching Router)与外部互联，所有需要进出本地网络的流量，包括MIP流量都要在这些边界网关标记交换路由器DLSR处汇集。如图3中共有3个DLSR，按照通常的选路原则，所有源自SLER并且离开本地网络的MIP流量分别经过路径L1、L2、L3在这三个DLSR处汇集。因此，按照上面所述的原则，本发明采用的缓解和调节突发MIP流量的方法就是直接在移动节点(MN，Mobile Node)接入本地网络的标记边缘路由器(SLER，Source Label Switching Router)和本地网络的各个边界网关标记交换路由器DLSR(图4中的矩形体图标)之间，利用所有可达路径中链路的可用带宽建立多条标记交换路径(LSP，Label Switched Path)，再将突发MIP数据流分散到这些LSP上，使之在本地网络中经过分流后汇聚在相应的边界网关DLSR处。这个简单高效的方法中包含两个关键步骤(参见图3)：

B.在各个MIP用户之间分配可用带宽。

为了能够提高执行上述步骤A的时效性，本发明采用拓扑驱动的方式，直接根据本地网络拓扑确定可用路径集合。本发明要求在移动节点接入本地网络的SLER上安装能够实时监测和分析数据包的器件，并由专门的服务器M-SERVER执行MIP流量调节功能。该M-SERVER中包含本地网络的拓扑信息，这些信息既可以从网络管理***中提取，也可以直接从网络设备中得到。

下面参见图4，先介绍第一个步骤：本地网络中的路由器通常分为两类：直接为终端用户提供接入服务的标记边缘路由器LER(Label Switching Router)和仅仅负责数据转发、不与用户相连的标记交换路由器LSR(Label SwitchingRouter)。其中，位于本地网络和外地网络的衔接处，并与外地网络中的LSR存在连接关系的LSR称为边界网关DLSR。本地用户与本地网络以外节点的通信必须经由边界网关DLSR转发。根据本地的路由策略，在某一个LER和特定的边界网关DLSR之间存在着一条确定的路径。通常情况下，该路径是LER与该边界网关DLSR之间的最短路径。在图4中，为了描述清楚，以SLER表征负责接入MIP用户的标记边界路由器。尽管从SLER到DLSR2存在着多条可选路径，但由于SLER-LSR0-LSR2-DLSR2(即调节之前的路径L2)所包含的跳数最少，因而从SLER到外地网络2的数据流T2全部经由这条路径转发。当MIP流量突然增加，使发往外地网络2的数据流量超出该条路径的承载能力时，拥塞便发生了。本发明的目的就是要消除此类拥塞。具体的实施方式，以图4为例，首先要找出SLER到DLSR2之间所有可达的路径，其中包括：

SLER-LSR1-LSR4-LSR5-DLSR2；

SLER-LSR3-LSR6-LSR2-DLSR2；

SLER-LSR3-DLSR3-LSR6-LSR0-LSR4-DLSR1-LSR5-LSR2-DLSR2；

SLER-LSR0-LSR1-LSR4-LSR0-LSR2-DLSR2；

……

根据前文中所提到的跳数必须小于本地网络直径D倍和不允许出现环路两个限制条件(其中D表示对路径长度容忍度的数值，可根据需要设置，例如D＝1.5)，上面的第三条路径过长，第四条路径中存在环路，因此都应当被剔除。这样经过筛选后将会得到所有可用路径的集合P2。由于流量调节的目的是消除SLER-LSR0-LSR2-DLSR2(即调节之前的路径L2)上的拥塞，因此首先考察集合P2中除了L2以外的路径是否能够提供和满足从SLER到外地网络2的数据流T2所需的带宽。如果能够提供，则无需使用L2，只要将数据流T2直接分配到P2减去L2所剩余的各条路径中。如果不能提供，则将L2也考虑在内。由于本发明的方法仅仅调用L2上的可用带宽，并不占用本地用户的任何资源，因此将数据流T2中的部分流量分配到L2，不会令其重新陷入拥塞。

当数据流T2被疏导到多条LSP上之后，执行MIP流量调节功能的服务器M-SERVER仍需监测该数据流T2的变化情况。一旦T2恢复到了正常的状态，就不必继续为其维护多条LSP。此时可以将T2重新分配到原来的路径L2上，同时释放路径集合P2中其他LSP上的资源。

参见图5，具体说明其中A步骤的各个操作：

(1)执行MIP流量调节功能的服务器M-SERVER从移动节点的接入标记边缘路由器SLER连接本地网络端口的端口流量监测设备中提取MIP流量特征信息，对该SLER到本地网络的各个边界网关标记交换路由器DLSRi的MIP数据流Ti进行分析，其中表示边界网关标记交换路由器DLSR序号的自然数i的范围为[1，K]，K是本地网络中的边界网关标记交换路由器DLSR的数量；如果该过程刚刚开始，则按照序号由1到K从T₁开始顺序进行，此时i＝1；如果该过程已处于运行过程中，则根据后续步骤中返回的i值对Ti进行分析：如果发现Ti≥Vi，Vi是为各个Ti设置的对应链路的阈值变量，该阈值大小取决于本地网络的承载能力；则进入步骤(2)；如果发现Ti＜Vi，并且Ti正在接受调节时，则进入步骤(10)；如果发现Ti＜Vi，并且Ti没有调节时，则将i的数值加1，并检查i＞k是否成立，如果i＞k，说明已经完成对Ti的一轮循环检测，应再次从T₁开始检测，此时i＝1，返回步骤A1的起点；如果i＜K，说明本轮检测还未结束，直接返回步骤(1)的起点，开始对下一个Ti进行检测；

(2)M-SERVER利用本地网络拓扑信息库和弗罗埃德算法，先计算本地网络的最短径长矩阵W和转接矩阵R；再根据跳数必须小于本地网络直径D倍和不允许出现环路两个限制条件，利用最短径长矩阵W和转接矩阵R查找出该SLER至DLSRi之间所有可用路径的集合Pi，其中D的大小反映了对路径长度的容忍度，可根据需要进行设置；

(3)M-SERVER从可用路径的集合Pi中减去调节之前MIP数据流Ti所经由的路径Li，再将从Pi减去Li得到的各条路径对应的显式路由信息与该MIP数据流Ti的流量特征信息以及其在优先级上的要求传递给SLER；

(4)SLER将Ti映射为与Ti相对应的转发等价类FECi，再对从Pi减去Li后得到的每一条路径发起针对FECi的标记请求过程；该标记请求消息中的显式路由类型-长度-值(TLV，Type Length Value)携带完整的路径信息，业务量参数TLV携带Ti的流量参数值，再将路径替代TLV中建立和保持的优先级设为最低等级7，表明该FECi所建立的LSP不能抢占其他LSP的资源，且在建好后不能保障其占有的资源；同时将路径锁定TLV中用于指明需要固定某一个显式路由标记交换路径ER-LSP的P比特设置为1，表明该路径需要锁定，并且指明业务量参数可以协商；

(5)SLER根据返回的标记映射消息，获得从Pi减去Li后得到的各条路径所能提供的带宽信息，同时建立与这些路径相对应的标记交换路径LSP，然后，SLER将从Pi减去Li后得到的各条路径所能提供的可用带宽之和Bi’的值传递给M-SERVER；

(6)M-SERVER判断Bi’-Ti≥0是否成立，如果成立，则通知SLER利用可用带宽分配方法将Ti转移到从Pi减去Li后得到的各条路径相对应的各条LSP上，并进入步骤(9)；如果不成立，则进入步骤(7)；

(7)M-SERVER通知SLER在Li上为FECi发起标记请求过程，使用与步骤(4)相同的标记请求消息；

(8)SLER根据返回的标记映射消息，获得路径Li所能提供的带宽，同时建立与其对应的LSP，SLER利用可用带宽分配算法将MIP数据流Ti重新分配到所有可用路径的集合Pi内对应的各条LSP上；

(9)M-SERVER通过SLER的端口流量监测设备监测MIP数据流Ti是否小于规定的阈值Vi，即Ti＜Vi是否成立，如果不成立，则进入步骤(12)；否则，说明路径Li已经恢复承载Ti的能力，进入步骤(10)；

(10)M-SERVER通知SLER利用约束路由标记分发协议CR-LDP的约束路由表记交换路径CR-LSP修改方法为与Ti相对应的转发等价类FECi沿Li发起新的LSP建立过程；

(11)LSP建立完成后，SLER将Ti全部转移到Li，并将从Pi减去Li后得到的各条路径相对应的LSP资源全部释放；

(12)将Ti的序号i加1，准备对下一个Ti进行检测，此时先判断i是否大于K，如果不大于K，则回到步骤(1)，开始对下一个Ti进行检测调节；如果大于K，则表明已经完成对Ti的一轮循环检测和调节，应再次从T₁开始检测，故设置i＝1，并返回步骤(1)。

参见图6，介绍步骤B：在各个移动P用户之间分配可用带宽。

如果各个MIP用户的数据流不区分优先级，本发明在各个移动MIP用户之间分配可用带宽是采用先入先出的FIFO管理方法，

如果各个MIP用户的数据流区分为不同的优先级，需要区别对待时，本发明通过控制缓存中数据包的排队规则，即采用基于概率的队列调度分配方法，为MIP用户提供不同等级的服务质量。具体步骤如下：

(21)M-SERVER为各个优先级的MIP数据流分配一个与其优先级相对应的抢先概率Q_i，用于标明当优先级为j的数据包到达队列时，能够被***到该队列中所有优先级小于j的数据包前面的概率；之后，M-SERVER将该信息传递给SLER；其中N≥j≥1，j为表示优先级等级的自然数，N为优先级数量，且N为最高优先级，1为最低优先级；

(22)SLER为流向DLSRi的MIP数据流Ti建立单独的缓存队列，该缓存队列和步骤A中确定的标记交换路径LSP集合一起构成单队列多窗口混合服务***；并由M-SERVER对该单队列多窗口混合服务***进行管理；该队列的长度与Ti的阈值Vi的大小相同；

(23)SLER检查与Ti对应缓存队列中到达的每个数据包的优先级，以相应的抢先概率Q_i把该数据包***到该队列中所有优先级较低的数据包的前面；

(24)因为分配给该数据流Ti的缓存空间大小有限，因此，***只允许有限个数据包排队等候处理；当缓存中无空闲位、即该队列已满时，SLER就丢弃新到达的数据包。所述缓存队列的管理方法取决于M-SERVER，而由SLER负责执行。

参见图7，不同优先级的数据包以随机顺序到达SLER的输出端口存储器后，队列调度机构根据M-SERVER所提供的队列调度策略，即针对不同优先级的抢先概率Q_j重新安排数据包在缓存队列中的位置。为了使描述简单明了，图6中只考虑两种优先级的情况。高优先级数据包(图7中的深色矩形条)所对应的抢先概率越高，该类数据包到达后排在队首的可能性越大，如果其概率为1，则无论高优先级数据包何时到达，均被置于低优先级数据包(图7中的浅灰色矩形条)的前面。换句话说，此时只要队列中尚存在高优先级数据包，低优先级数据包便得不到服务。当该概率小于1时，高优先级数据包也有可能被排在低优先级数据包的后面，就像图6中所显示的那样。因此，通过改变抢先概率，可以控制各个优先级数据包享受服务的次序，从而达到资源分配的目的。

Claims

1、一种移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：在移动节点接入本地网络的标记边缘路由器SLER和本地网络的各个边界网关的标记交换路由器DLSR之间，利用所有可达路径中的链路能够提供的可用带宽建立多条标记交换路径LSP，再将突发的移动IP数据流分散到这些LSP上，最后汇聚在相应的边界网关标记交换路由器DLSR处；包括下列步骤：

B.在各个移动IP用户之间分配可用带宽。

2、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述链路的可用带宽是在确保本地用户业务流的服务质量的前提下，链路所能提供的带宽，即：

可用带宽≡链路带宽-确保本地用户服务质量所需带宽。

3、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述方法只适用于对穿越本地网络边界、并引起网络拥堵的移动IP流量进行调节，对只局限在本地网络内部、并引起网络拥堵的移动IP流量无能为力。

4、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述步骤A包括下列步骤：

(A1)用于执行MIP流量调节功能的服务器M-SERVER从移动节点的接入标记边缘路由器SLER连接本地网络端口的流量监测设备中提取MIP流量特征信息，对该SLER到本地网络的各个边界网关标记交换路由器DLSRi的MIP数据流Ti进行分析，其中表示边界网关标记交换路由器DLSR序号的自然数i的范围为[1，K]，K是本地网络中的边界网关标记交换路由器DLSR的数量；如果该过程刚刚开始，则按照序号由1到K从T₁开始顺序进行，此时i＝1；如果该过程已处于运行过程中，则根据后续步骤中返回的i值对Ti进行分析：如果发现Ti≥Vi，Vi是为各个Ti设置的对应链路的阈值变量，该阈值大小取决于本地网络的承载能力，则进入步骤A2；如果发现Ti＜Vi，并且Ti正在接受调节时，则进入步骤A10；如果发现Ti＜Vi，并且Ti没有调节时，则将i的数值加1，并检查i＞k是否成立，如果i＞k，说明已经完成对所有Ti的一轮循环检测，应再次从T₁开始检测，此时i＝1，返回步骤A1的起点；如果i＜K，说明本轮检测还未结束，直接返回步骤A1的起点，开始对下一个Ti进行检测；

(A12)将Ti的序号i加1，准备对下一个Ti进行检测，此时先判断i是否大于K，如果不大于K，则回到步骤A1，开始对下一个Ti进行检测调节；如果大于K，则表明已经完成对Ti的一轮循环检测和调节，应再次从T₁开始检测，故设置i＝1，并返回步骤A1。

5、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述步骤A1中的SLER安装有能够实时监测和分析数据包的器件；执行MIP流量调节功能的服务器M-SERVER中存储有包含本地网络的拓扑信息，该拓扑信息是从网络管理***中提取，或直接从网络设备中得到。

6、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述步骤B在各个移动IP用户之间分配可用带宽是采用先入先出的FIFO管理方法，此时各个MIP用户的数据流Ti不区分优先级。

7、根据权利要求1所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述步骤B在各个移动IP用户之间分配可用带宽是采用基于概率的队列调度方法，此时各个MIP用户的数据流区分为不同的优先级，需要区别对待。

8、根据权利要求1或7所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：当把各个用户的MIP数据流区分为N个不同优先级且需要区别对待时，所述步骤B进一步包括下列步骤：

(B2)SLER为流向DLSRi的MIP数据流Ti建立单独的缓存队列，该缓存队列和步骤A中确定的标记交换路径LSP集合一起构成单队列多窗口混合服务***；并由M-SERVER对该单队列多窗口混合服务***进行管理；该队列的长度与Ti的阈值Vi大小相同；

(B3)SLER检查与Ti对应缓存队列中到达的每个数据包的优先级，以相应的抢先概率Q_i把该数据包***到该队列中所有优先级较低的数据包的前面；

(B4)当缓存中无空闲位、即该队列已满时，SLER就丢弃新到达的数据包。

9、根据权利要求8所述的移动IP突发流量的缓解调节方法，其特征在于：所述缓存队列的管理方法取决于M-SERVER，而由SLER负责执行。