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流量控制范文第1篇

關(guān)鍵詞:RTP/RTCP;流量控制

中圖分類號(hào):TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)25-7075-02

Flow Control Algorithm for RTP/RTCP

LIANG Hong-bo

(Anhui Communications Technology Institute,Hefei 230051,China)

Abstract:On the base of research on RTP/RTCP, four flow control algorithm are proposed consisting: constant multiplicative increase and constant multiplicative decrease, constant additive increase and constant multiplicative decrease, variable increase and constant decrease, and variable increase and variable decrease.

Key words:RTP/RTCP; flow control

目前,視頻會(huì)議、在線視頻、VOIP(Voice on IP)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警等網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)非常廣泛,這些環(huán)境需要數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。隨著用戶的增加,帶寬資源顯得非常有限和十分緊張,網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)常出現(xiàn)。對每個(gè)用戶而言,因特網(wǎng)是一個(gè)公平的,不限制數(shù)據(jù)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)。但如果用戶向因特網(wǎng)中發(fā)送大量的數(shù)據(jù),而不考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的話,就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞,因而對用戶數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制是必須的。

目前,考慮到網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的廣播特性和實(shí)時(shí)的特性,一般用UDP協(xié)議作為其傳輸層協(xié)議。由于UDP協(xié)議缺少擁塞控制機(jī)制,當(dāng)大量的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí),網(wǎng)絡(luò)可能產(chǎn)生嚴(yán)重的擁塞,給UDP增加流量控制成為當(dāng)務(wù)之急[1-3]。而RTP/RTCP(Real-time Transport Protocol/ Real-time Transport Control Protocol)協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供了一種解決的方法[4-5]。

由于RTP流的速度和編碼方式可以反映媒體流的質(zhì)量。用戶一般不希望媒體流速度變化較快,所以要合理調(diào)節(jié)發(fā)送速度,減少流的抖動(dòng),提高平穩(wěn)性。

1 RTP/RTCP協(xié)議

RTP/RTCP協(xié)議是用于Internet上針對多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。RTP/RTCP協(xié)議被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作其目的是提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。RTP/RTCP協(xié)議通常使用UDP來傳送數(shù)據(jù),但RTP/RTCP協(xié)議也可以在TCP或其他協(xié)議之上工作。

RTP/RTCP協(xié)議本身包括兩部分:RTP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和RTCP傳輸控制協(xié)議。為了可靠、高效地傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),RTP和RTCP必須配合使用。通常RTCP傳輸控制協(xié)議包的數(shù)量占所有傳輸量的5%。

RTCP傳輸控制協(xié)議主要用于周期的傳送RTCP包,監(jiān)視RTP傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量(Qos)。

1.1 RTP協(xié)議

RTP實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議主要用于負(fù)載多媒體數(shù)據(jù)并通過包頭時(shí)間參數(shù)的配置使其具有實(shí)時(shí)的特征。RTP協(xié)議的數(shù)據(jù)包格式[4]如圖1所示。

RTP報(bào)文格式中包括固定的RTP報(bào)文頭,可選用的作用標(biāo)識(shí)(CSRC項(xiàng))和負(fù)載數(shù)據(jù)。如果RTP所依賴的底層協(xié)議對RTP報(bào)文的格式有所要求, RTP報(bào)文的格式必須進(jìn)行修改或重新定義。RTP報(bào)文中參數(shù)的意義如下:

1) extension (X,1 bit,擴(kuò)展位):若設(shè)置擴(kuò)展位,在固定頭部后將有一個(gè)頭部擴(kuò)展位,這在RFC1889有詳細(xì)的定義。

2) CSRC count (CC,4 bits,CSRC數(shù)):包含CSRC標(biāo)示符的個(gè)數(shù)。

3) marker (M,1 bit,標(biāo)記位):在數(shù)據(jù)流中標(biāo)記一些重大的事情,比如幀邊界。也可以定義其他的標(biāo)記位。如果無標(biāo)記位,可以通過改變payload type位的數(shù)目來設(shè)定標(biāo)記位。

4) payload type (PT,7 bits,負(fù)載類型):定義了RTP負(fù)載的格式,由應(yīng)用程序決定其含義。最初為視頻和音頻定義的映射集合在Internet-Draft draft-ietf-avt-profile中,后又被the Assigned Numbers RFC的后來版本中進(jìn)行了擴(kuò)展。RTP發(fā)送者可以在任何時(shí)候發(fā)送一個(gè)單獨(dú)的RTP負(fù)載類型,PT不是專為合成單獨(dú)媒體流而設(shè)置的。

5) sequence number(16 bits,序列號(hào)):每個(gè)發(fā)出數(shù)據(jù)包都有一個(gè)序列號(hào),且是按1遞增的。有時(shí)也被接受者用來檢查包的丟失和修復(fù)包的順序。序列號(hào)的初始值是隨機(jī)的(不可預(yù)測的),這使得對加密的純文本的攻擊變得更加困難(即使沒有加密的文本),因?yàn)閿?shù)據(jù)包是通過翻譯器進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>

6) timestamp(32 bits,時(shí)間戳):時(shí)間戳反映了RTP包第一個(gè)字節(jié)的直接抽樣。時(shí)間戳為同步不同的媒體流提供采樣時(shí)間用于重新建立原始音頻或視頻的時(shí)序。另外它還可以幫助接收方確定數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間的同步或抖動(dòng)。

7) SSRC(32 bits,同步資源):幫助接收方利用發(fā)送方生成的唯一的數(shù)值來區(qū)分多個(gè)同時(shí)的數(shù)據(jù)流。必須是一個(gè)嚴(yán)格的隨機(jī)數(shù)。在同一個(gè)RTP報(bào)文中,沒有兩個(gè)同步資源具有相同的SSRC標(biāo)識(shí)。

8) CSRC (作用標(biāo)識(shí)):CC給出了標(biāo)識(shí)符的個(gè)數(shù)。如果有多于15個(gè)的貢獻(xiàn)資源,只有15個(gè)可被標(biāo)識(shí)。CSRC的標(biāo)識(shí)是利用貢獻(xiàn)資源的SSRC標(biāo)識(shí),由混頻器嵌入的。

就整個(gè)RTP所提供的應(yīng)用類中,就一般情況所需要的功能來說,現(xiàn)有的RTP數(shù)據(jù)包頭是完善的。但是,為了與ALF設(shè)計(jì)協(xié)議一致,報(bào)文頭部還可以通過改變、增加參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化或適應(yīng)特殊應(yīng)用。

1.2 RTCP協(xié)議

RTCP是建立在在一個(gè)會(huì)議中需要周期地向每個(gè)參會(huì)者傳輸控制包,運(yùn)用的是數(shù)據(jù)包的分發(fā)機(jī)制。RTCP主要支持以下四種功能[4]:

1) 提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量反饋。是作為RTP傳輸協(xié)議的一部分,與其他傳輸協(xié)議的流和阻塞控制有關(guān)。反饋對自適應(yīng)編碼控制直接起作用,但I(xiàn)P組播經(jīng)驗(yàn)表明,從發(fā)送者收到反饋對診斷發(fā)送錯(cuò)誤是致關(guān)重要的。給所有參加者發(fā)送接收反饋報(bào)告允許問題觀察者估計(jì)那些問題是局部的,還是全局的。反饋功能由RTCP發(fā)送者和接收者報(bào)告執(zhí)行。

2) RTCP帶有稱作規(guī)范名字(CNAME)的RTP源持久傳輸層標(biāo)識(shí)。如發(fā)現(xiàn)沖突,或程序重新啟動(dòng),既然SSRC標(biāo)識(shí)可改變,接收者需要CNAME跟蹤參加者。接收者也需要CNAME 與相關(guān)RTP連接中給定的幾個(gè)數(shù)據(jù)流聯(lián)系

3) 用于控制RTCP包數(shù)量的數(shù)量用語。前兩種功能要求所有參加者發(fā)送包,因此,為了RTP擴(kuò)展到大規(guī)模數(shù)量,速率必須受到控制。讓每個(gè)參加者給其它參加者發(fā)送控制包,就大獨(dú)立觀察參加者數(shù)量。該數(shù)量用語計(jì)算包發(fā)送的速率。

4) 傳送最小連接控制信息,如參加者辨識(shí)。最可能用在"松散控制"連接,那里參加者自由進(jìn)入或離開,沒有成員控制或參數(shù)協(xié)調(diào),RTCP充當(dāng)通往所有參加者的方便通道,但不必支持應(yīng)用的所有控制通訊要求。

在IP組播場合應(yīng)用RTP時(shí),前3個(gè)功能是必須的,推薦用于所有情形。類似于RTP數(shù)據(jù)包,每個(gè)RTCP包以固定部分開始,緊接著的是可變長結(jié)構(gòu)元素,但以一個(gè)32位邊界結(jié)束。包含安排要求和固定部分中長度段,使RTCP包可堆疊,不需要插入任何分隔符將多個(gè)RTCP包連接起來形成一個(gè)RTCP組合包,以低層協(xié)議用單一包發(fā)送出去。RTCP包主要包含五種類型[4]:

1) SR:發(fā)送報(bào)告,當(dāng)前活動(dòng)發(fā)送者發(fā)送、接收統(tǒng)計(jì)。

2) RR:接收報(bào)告,非活動(dòng)發(fā)送者接收統(tǒng)計(jì)。

3) SDES:源描述項(xiàng),包括CNAME

4) BYE:表示結(jié)束。

5) APP:應(yīng)用特定函數(shù)。

其中最主要的報(bào)文是SR和RR。通常SR報(bào)文占總RTCP包數(shù)量的25%,RR報(bào)文占75%。

由于RTCP包含了含有已發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失數(shù)據(jù)包的數(shù)量、傳輸間隔等統(tǒng)計(jì)資料。因此,我們可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率,實(shí)現(xiàn)流量控制或擁塞控制。

2 RTP/RTCP流量控制算法

本文介紹四種常用的流量控制算法:常數(shù)乘增長和常數(shù)乘減少,常數(shù)加增長和常數(shù)乘減少,變常數(shù)增長和常數(shù)減少,變常數(shù)增長和變常數(shù)減少。

2.1 常數(shù)乘增長和常數(shù)乘減少

文獻(xiàn)[6]采用了乘增長和乘減少的方法進(jìn)行流量控制,如公式(1)。

(1)

其中,currentRate為當(dāng)前的發(fā)送速率;packetLoss為丟包率,可有RTCP報(bào)文得出;threshold為閾值,可以取值為[0,0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3]%;alpha為乘減少因子,一般小于1,文獻(xiàn)[6]設(shè)alpha=0.9;beat為乘增加因子,文獻(xiàn)[6]設(shè)beta=1.2。

該算法在一定程度上可以減少報(bào)文的擁塞,但是,當(dāng)丟報(bào)率較小時(shí),發(fā)送速度的快速增加會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的擁塞,以致發(fā)送速度的快速減少,容易導(dǎo)致流的較大抖動(dòng),不能保證流的平穩(wěn)性。

2.2 常數(shù)加增長和常數(shù)乘減少

為了保證每個(gè)流的公平性,自適應(yīng)算法應(yīng)該采用加增長和乘減少的策略,如公式(2)。

(2)

aI為常數(shù)加增長因子,bD為乘減少因子,一般小于1。

常數(shù)加增長和常數(shù)乘減少控制算法可以保證每個(gè)流的公平性,但是,如果常數(shù)aI和bD設(shè)定得太大,RTP流的抖動(dòng)會(huì)很大,也會(huì)加劇網(wǎng)絡(luò)的擁塞;如果設(shè)定得太小,RTP流的速度增加就會(huì)太慢或減小的太快,不利于網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的提高。

2.3 變常數(shù)增長和常數(shù)減少

一種平穩(wěn)的、變常數(shù)增長的自適應(yīng)算法,如公式(3)。

(3)

其中aI不再為常數(shù),而是按如下的邏輯變換:

(1) 如果網(wǎng)絡(luò)中未曾發(fā)生過擁塞,即RTP流第一次進(jìn)入網(wǎng)絡(luò),則

aI=radd(4)

這時(shí),RTP流按常量增長。

(2) 如果網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生過擁塞,則

(5)

其中R發(fā)送端到接收端之間可以利用的最大帶寬,它可以是發(fā)送端的先驗(yàn)知識(shí)得出;Xcong為上次發(fā)生擁塞的速度。

變常數(shù)增長和常數(shù)減少的控制方法在一定程度上可以保證流的平穩(wěn)性,但由于其增長函數(shù)設(shè)置不合理,使傳輸?shù)膸捪拗圃谇耙淮螕砣l(fā)生時(shí)的擁塞帶寬之下,不能適合網(wǎng)絡(luò)帶寬動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn),不利于提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。

2.4 變常數(shù)增長和變常數(shù)減少

一種自適應(yīng)流量控制算法,如公式(6)。

(6)

其中v0為初始的發(fā)送速度,r為綜合預(yù)測量,如公式(7)。

(7)

J可以直接從RTCP報(bào)文中獲取,J=jitter [4],而L的計(jì)算方法如(8)式所示

(8)

其中:cumu_lostn表示從會(huì)話開始到第n個(gè)傳輸間隔內(nèi)所丟失的RTP 包總數(shù);highest_mum_receiven表示從會(huì)話開始到第n個(gè)傳輸間隔內(nèi)所接收到的RTP包的最大序列號(hào)[4]。

變常數(shù)增長和變常數(shù)減少的方法綜合考慮長期的網(wǎng)絡(luò)背景和當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),采用變常數(shù)增長和變常數(shù)減少的方法對發(fā)送速度進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,避免網(wǎng)絡(luò)的擁塞,在一定程度上保證了流的平穩(wěn)性。

3 結(jié)論

流量控制算法在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中的具有非常重要的地位,在介紹RTP/RTCP協(xié)議的基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究了四種常用的流量控制算法,這些控制方法在一定程度上解決了RTP/RTCP中的流量控制問題,曾用于視頻會(huì)議、在線視頻、VOIP(Voice on IP)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警等網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。

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流量控制范文第2篇

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)；流量控制；性能分析

中圖分類號(hào)TP392 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）69-0187-01

1數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)的流量控制技術(shù)分析

1.1數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)絡(luò)中的位置部署分析

在數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)的設(shè)備布置中，流量控制設(shè)備往往在網(wǎng)絡(luò)出口、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)接點(diǎn)的地方。在部署的過程中，可以采用分期的部署方法。在數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)初期可以選擇少數(shù)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行部署，在后期可以逐漸增多。

1.2流量控制設(shè)備的連接方法

一般情況下，寬帶網(wǎng)流量控制設(shè)備的連接方式是透傳方式。透傳方式就是串接入網(wǎng)路鏈路中，路由交換設(shè)備端口的IP地址不需要進(jìn)行相應(yīng)的修改，通常情況下包括多種接口類型，例如：POS光接口、1000M以太光接口等。流量控制設(shè)備主要是由光旁路器、后臺(tái)服務(wù)器以及設(shè)備主機(jī)幾個(gè)部分組成。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的過程中，網(wǎng)絡(luò)管理人員能夠通過相應(yīng)的終端登錄軟件或者是Web瀏覽器登錄流量控制設(shè)備的服務(wù)器，進(jìn)而根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的情況對設(shè)備進(jìn)行操作、監(jiān)控和相應(yīng)的管理。在流量控制的過程中，為了確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全可靠性，在光鏈路中可以適當(dāng)增加光旁路器，如果在流量監(jiān)控的時(shí)候一旦發(fā)生故障，光旁路器就能夠防止網(wǎng)絡(luò)的中斷。

1.3數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)流量控制的環(huán)節(jié)

首先，業(yè)務(wù)識(shí)別環(huán)節(jié)。流量控制的第一個(gè)環(huán)節(jié)就是對各種網(wǎng)路業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行識(shí)別和分類，由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的種類非常多，一般都要采用高級(jí)應(yīng)用分類技術(shù)；

其次，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析是流量控制的第二個(gè)環(huán)節(jié)，通過相應(yīng)的檢測分析，掌握數(shù)據(jù)鏈上每個(gè)用戶的寬帶使用情況，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的性能分析。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員要把數(shù)據(jù)分析的結(jié)果作為流量控制的主要依據(jù)，同時(shí)也為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了依據(jù)；

再次，進(jìn)行流量控制。通過第二個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分析，對相關(guān)的寬帶流量進(jìn)行合理分配和控制，從而能更好地確保網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的流暢運(yùn)行，防止網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的中斷。在寬帶數(shù)據(jù)流量控制的過程中，一般都是采取直接丟棄的方式對超出控制門限的UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。對超出控制門限的TCP數(shù)據(jù)包有兩種不同的處理方式：一種是直接丟棄，另一種是把TCP數(shù)據(jù)包參數(shù)改小，從而使得傳輸速率降低，保證寬帶網(wǎng)流量的穩(wěn)定運(yùn)行。

2數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)的性能分析

2.1對數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)進(jìn)行性能分析的必要性

通過對數(shù)據(jù)寬帶系統(tǒng)的流量監(jiān)控，進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)端口的流量以及網(wǎng)絡(luò)線路的利用率等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過對數(shù)據(jù)結(jié)果的掌握，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員要把數(shù)據(jù)分析的結(jié)果作為流量控制的主要依據(jù)，同時(shí)也為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了依據(jù)。但是，隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜化，網(wǎng)絡(luò)病毒不斷增多，各種網(wǎng)絡(luò)攻擊也層出不窮，面對這種情況，一定要對數(shù)據(jù)寬帶的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行深入分析，最重要的就是對寬帶流量進(jìn)行分析。

2.2數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)流量性能分析的步驟

首先，通過多種途徑確定數(shù)據(jù)來源。在確定寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)來源的過程中有多種方法：主要包括：RMON、SNMP、NetFlow等，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的過程中，通過采用串接到數(shù)據(jù)鏈路等方式獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的流量分析和記錄；

其次，對數(shù)據(jù)流量分析的部署。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)運(yùn)行中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的需要選擇相應(yīng)的配置，網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵部門一般都是采用SNMP和NetFlow相互結(jié)合的方法。然后通過對獲取數(shù)據(jù)方式的系統(tǒng)分析，綜合探究網(wǎng)絡(luò)各個(gè)部位出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性能分析，從而能夠保證數(shù)據(jù)更加具有深度和廣度，保證信息傳輸?shù)牧鲿承裕?/p>

再次，進(jìn)行故障預(yù)防和排除。在數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)的性能分析中，故障預(yù)防和排除非常重要。要從實(shí)際出發(fā)及時(shí)了解寬帶的流量情況，然后對數(shù)據(jù)情況進(jìn)行系統(tǒng)分析和掌握，如果發(fā)展異常流量要及時(shí)進(jìn)行檢測，進(jìn)而查找出網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有沒有制造異常流量的終端，以及網(wǎng)絡(luò)性能劣化是否來自不友善的流量。于此同時(shí)，要對數(shù)據(jù)寬帶的流量進(jìn)行比較分析，利用流量分析可盡早發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，這樣就有利于縮短故障處理時(shí)間，減小業(yè)務(wù)受到的影響；

最后，對網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和分析。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的過程中，要及時(shí)掌握下轄網(wǎng)絡(luò)里各個(gè)IP區(qū)段的流量使用情況，根據(jù)寬帶流量的不同情況分析IP區(qū)域內(nèi)的流量增長情況，把相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行列表和比對，進(jìn)行趨勢分析，從而能夠更好地支持網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃的決策。能夠保證網(wǎng)絡(luò)分析員掌握網(wǎng)絡(luò)流量從哪里來，到哪里去，發(fā)現(xiàn)是哪些業(yè)務(wù)或應(yīng)用造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞，有利于幫助決策如何通過調(diào)整路由、QoS參數(shù)等方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和資源分配。

流量控制范文第3篇

關(guān)鍵詞：智能卡；流量控制器；模塊

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.117

0 引言

長期以來，我國居民家用水表多為普通機(jī)械旋翼濕式水表，該水表用于供水工程中小管道內(nèi)的中小流量的測量，家用水表多為此類。旋翼濕式水表市場價(jià)格低廉，性能比較穩(wěn)定，但是我國大多還是采用人工抄表、按戶收費(fèi)的模式，這種方式存在著很大的缺點(diǎn)。隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，水表系統(tǒng)的智能化在生產(chǎn)生活中已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用。它是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能IC卡技術(shù)對用水量進(jìn)行計(jì)量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機(jī)械指針顯示用水量的功能相比，是很大的進(jìn)步。水表系統(tǒng)的智能化在技術(shù)上為節(jié)約用水合理用水造了條件。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)方案介紹

本智能卡流量控制器采用AT89S52單片機(jī)開發(fā)板為平臺(tái)，通過增加射頻模塊、流量控制模塊、溫度模塊、時(shí)鐘模塊等功能模塊，實(shí)現(xiàn)流量的智能控制。主控模塊檢測射頻模塊區(qū)域是否存在IC卡，若沒有，則顯示水溫和當(dāng)前時(shí)間并關(guān)閉閥門。當(dāng)用戶放上IC卡，主控模塊就可以控制射頻模塊對IC卡的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀或?qū)憽Ｖ骺啬K會(huì)根據(jù)讀出的數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前IC卡是否有余額，有則打開閥門，對水流量檢測，顯示模塊則顯示水溫和余額，并實(shí)時(shí)更新顯示。否則主控模塊一直關(guān)閉閥門，顯示余額為零，并伴有聲音提示。每當(dāng)消費(fèi)完畢，消費(fèi)信息會(huì)被保存，同時(shí)會(huì)發(fā)送到上位機(jī)作二次備份。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2.1 主控模塊（MCU）

以AT89S52單片機(jī)的開發(fā)板為主控板。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。

1.2.2 顯示模塊

采用了與開發(fā)板配套的顯示模塊，該顯示模塊可用于顯示余額、水溫、時(shí)間。顯示模塊采用了八個(gè)七段數(shù)碼管，具有亮度高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。待機(jī)狀態(tài)下數(shù)碼管用于顯示當(dāng)前水溫和時(shí)間。工作狀態(tài)下數(shù)碼管的前兩位用于顯示當(dāng)前水溫，而后六位為當(dāng)前IC卡的余額，精度可顯示到分.

1.2.3 流量檢測模塊

采用霍爾傳感器為核心的流量檢測模塊。由于霍爾開關(guān)具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。所以可以使用直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)模擬水流量的變化，產(chǎn)生的脈沖通過光耦保護(hù)輸入至單片機(jī)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理模塊

數(shù)據(jù)處理模塊包括AT89C2051，HD74LS373P，AT24C64，MAX232。主控模塊把數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份并將消費(fèi)數(shù)據(jù)通過232接口實(shí)時(shí)上傳到上位機(jī)進(jìn)行備份。

1.2.5 射頻模塊

由于射頻模塊的制作條件要求較高，會(huì)延長開發(fā)周期?？梢圆捎昧耸袌霈F(xiàn)有的射頻模塊作為開發(fā)工具，有效縮短開發(fā)周期。該模塊可以實(shí)現(xiàn)對IC卡的數(shù)據(jù)讀寫。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件的主流程圖、中斷函數(shù)流程圖分別如2所示。

流量控制范文第4篇

關(guān)鍵詞：P2P；結(jié)構(gòu)模式；流量；功能模塊

中圖分類號(hào)：TP393.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 17-0000-01

P2P-based Flow Control Study

Zhou Huiqiang,Li Hongmei

(Zhengzhou Technical College,Zhengzhou450121,China)

Abstract:With the continuous increase of P2P services,the network bandwidth is consumed,and even the network congestion is caused,which reduces the performance of other businesses and causes a huge waste of IT resources.In order to realize the maximization of resource utilization,a kind of P2P control model is introduced to achieve the classification,identification and control of P2P traffic.

Keywords:P2P;Structural mode;Traffic;Function module

P2P是英文Peer-to-Peer（對等）的簡稱，又被稱為“點(diǎn)對點(diǎn)”。“對等”技術(shù)，是一種近幾年興起的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，屬于覆蓋層網(wǎng)絡(luò)（Overlay Network）的范疇，是相對于客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式來說的一種網(wǎng)絡(luò)信息交換方式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)（Peer）處于平等的位置，節(jié)點(diǎn)之間可以共享計(jì)算機(jī)硬件資源、軟件資源和信息資源。在P2P網(wǎng)絡(luò)中，依賴網(wǎng)絡(luò)中參與者的計(jì)算能力和帶寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾臺(tái)服務(wù)器上。P2P網(wǎng)絡(luò)模式可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)中每一臺(tái)電腦的性能，大幅度地提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。

一、P2P的結(jié)構(gòu)模式

P2P模式的主要結(jié)構(gòu)形式有三種：集中式P2P、分布式P2P和混合式P2P，具體概括如下：

（一）集中式P2P

集中式P2P模型形式上有一個(gè)中心服務(wù)器負(fù)責(zé)記錄共享信息以及應(yīng)答對這些信息的查詢。每一個(gè)對等實(shí)體對它將要共享的信息以及進(jìn)行的通信負(fù)責(zé)，根據(jù)需要下載它所需要的其它對等實(shí)體上的信息。

（二）分布式P2P模型

由于存在中心服務(wù)器，集中式P2P模型系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上取決于該服務(wù)器的穩(wěn)定性。這種形式不需要有中心服務(wù)器和中心路由器，其中的每一個(gè)Peer都作為對等實(shí)體，地位是完全平等的。每一個(gè)Peer既可以作為客戶機(jī)又可以作為服務(wù)器，并且它們與相鄰的Peer有相同的能力。同時(shí)，P2P應(yīng)用開發(fā)者也在不斷力求技術(shù)創(chuàng)新，避免不必要的麻煩。

（三）混合式P2P模型

混合式P2P模型結(jié)合了集中式和分布式模型的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)思想和處理能力上都得到了進(jìn)一步優(yōu)化。將節(jié)點(diǎn)分為用戶節(jié)點(diǎn)、搜索節(jié)點(diǎn)和索引節(jié)點(diǎn)3類，既避免了提供中心服務(wù)器帶來的麻煩，又保留了中心服務(wù)器的優(yōu)勢。一方面，由于組合了多于一種方法，混合式模型增加了復(fù)雜性；另外，設(shè)計(jì)者克服了純粹P2P方法的限制，混合式模型顯示出了對環(huán)境條件的高度適應(yīng)性。同時(shí)混合式模型也解決了大規(guī)模動(dòng)態(tài)和異構(gòu)P2P應(yīng)用中所出現(xiàn)的大量沖突問題。

二、P2P流量檢測

國外P2P流量檢測方面的研究工作和產(chǎn)品化工作都做得很好，特別是深層數(shù)據(jù)包檢測技術(shù)己經(jīng)發(fā)展得非常成熟。Subhabrata Sen等人于2004年初提出基于應(yīng)用簽名的P2P流量檢測方法，實(shí)際上是深層數(shù)據(jù)包檢測方法的一種，該方法把payload特征分為固定偏移量（fixed offset）特征和變化偏移量（variable offset）特征，第一步檢查固定偏移量，第二步檢查變化偏移量，在性能和精度上都取得了令人滿意的效果。國外網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商都推出了相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)，縱觀這些產(chǎn)品，全部都使用了自行研發(fā)的深層數(shù)據(jù)包檢測技術(shù)，除了性能的識(shí)別精度商存在差別外，其技術(shù)的本質(zhì)是相同的。

數(shù)據(jù)包分類就是根據(jù)數(shù)據(jù)包本身攜帶的信息或與數(shù)據(jù)包有關(guān)的信息（主要指IP包頭和傳輸層頭部攜帶的信息）索引預(yù)先設(shè)置的分類器，查找匹配的規(guī)則來達(dá)到區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包的目的。數(shù)據(jù)包分類的結(jié)果決定了這個(gè)數(shù)據(jù)包屬于哪一數(shù)據(jù)流以及此數(shù)據(jù)包應(yīng)達(dá)到什么樣的服務(wù)等級(jí)，然后轉(zhuǎn)發(fā)引擎根據(jù)分類的結(jié)果采用相應(yīng)的處理來滿足用戶的需求。這些處理可能包括丟棄未授權(quán)的分組、進(jìn)行特殊的排隊(duì)和調(diào)度處理或者作為路由選擇的依據(jù)等。許多網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)包分類，如尋路、防火墻訪問控制、策略路由和業(yè)務(wù)賬單等。

三、P2P系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

針對日前城域網(wǎng)100G以上的流量，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu)時(shí)就需要特別考慮。選擇一種最適合的架構(gòu)來滿足城域網(wǎng)上對100G流量性能的要求。由于P2P應(yīng)用協(xié)議類型、實(shí)現(xiàn)機(jī)理的多樣性，為了徹底監(jiān)管和控制P2P流，只能采取綜合性解決方案，在綜合考察了最新P2P流量控制技術(shù)及設(shè)備的前提下，設(shè)計(jì)了P2P流量綜合控制系統(tǒng)。

該系統(tǒng)采用分布的架構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)想。系統(tǒng)主要由五大功能模塊組成，每個(gè)模塊又含有若干部件。包括：（1）WEB服務(wù)器模塊（2）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器模塊（3）業(yè)務(wù)管理模塊（計(jì)費(fèi)器、監(jiān)視器、策略控制器三個(gè)部件）（4）業(yè)務(wù)識(shí)別模塊（DIP識(shí)別器、流量特征識(shí)別器、報(bào)頭識(shí)別器三個(gè)部件）（5）業(yè)務(wù)執(zhí)行模塊（封閉器、內(nèi)存緩沖器、流量整形器三個(gè)部件）。映射到具體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，各設(shè)備的P2P控制功能就是由這些部件組合而實(shí)現(xiàn)的。由于設(shè)備性能的限制，要處理100G以上的大流量，只能考慮采用分布式部署的方案。這樣將分布式部署多個(gè)業(yè)務(wù)識(shí)別模塊和業(yè)務(wù)執(zhí)行模塊。各個(gè)業(yè)務(wù)識(shí)別模塊的識(shí)別、統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息都統(tǒng)一上報(bào)給業(yè)務(wù)管理模塊，由該模塊匯總所有的流量信息，然后根據(jù)管理員設(shè)置的各種控制策略，有效地限制和阻斷P2P流量數(shù)據(jù)，保障網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的安全性。

四、結(jié)論

P2P流量的控制與反控制是一個(gè)不斷發(fā)展的過程。最初的P2P流量是可以通過其固定服務(wù)器IP地址及端口號(hào)加以識(shí)別的，很快便大量出現(xiàn)了采用隨機(jī)動(dòng)態(tài)端口、偽裝端口的分布式P2P應(yīng)用軟件，并且己出現(xiàn)了加密的P2P流，甚至出現(xiàn)了在安全的套階層SSL通道上傳輸?shù)腜2P流，越來越不易被識(shí)別。

參考文獻(xiàn)：

流量控制范文第5篇

暖氣流量表（也就是熱量表）是無法調(diào)節(jié)的，僅用來計(jì)算熱量。暖氣流量計(jì)安裝在流體入口或回流管上，流量計(jì)發(fā)出與流量成正比的脈沖信號(hào)，一對溫度傳感器給出表示溫度高低的模擬信號(hào)，而積算儀采集來自流量和溫度傳感器的信號(hào)，利用計(jì)算公式算出熱交換系統(tǒng)獲得的熱量。

暖氣熱量表采用韋根型流量計(jì)，由溫度傳感器測量的溫度信號(hào)和流量傳感器測量的流量信號(hào)最終都送到微處理機(jī)中，由它的軟件來完成相乘、相減、累加等運(yùn)算。最后把結(jié)果用數(shù)字顯示在儀表的窗口里，甚至可以進(jìn)一步通過網(wǎng)絡(luò)送到銀行，自動(dòng)從戶頭里把供暖費(fèi)扣掉，既省心又省事。

（來源：文章屋網(wǎng) ）