一种基于数据包的计费方法

摘要

一种基于数据包的计费方法是一种用于在开放的网络环境中，采用基于数据包的准动态方法，实现计费的准确性、公正性、透明性的技术方案。将基于数据包的细粒度计费和基于流量的粗粒度计费有机结合，综合考虑了单个数据包的费用、传输流量和网络拥塞状况，体现了按流量计费、针对业务计费和路由器拥塞计费的准动态计费策略，本发明的方法是一种改进性和综合性的方法，通过对现有的基于数据包静态计费的改进和综合而提出。本计费思想类似于高速公路上的汽车收费。为了与现有路由器概念加以区别，我们将路由器分为主干路由器和普通路由器，其中主干路由器是指对于网络拥塞状况影响较大的路由器，其它则为普通路由器。

主权项

一种基于数据包的计费方法，其特征在于将基于数据包的细粒度计费和基于流量的粗粒度计费有机结合，综合考虑了单个数据包的费用、传输流量和网络拥塞状况，体现了按流量计费、针对业务计费和路由器拥塞计费的准动态计费策略，该方法所包含的步骤为：步骤1).用户登录，接入网关上的用户认证和配置模块对用户身份加以认证，非法用户拒绝登录；合法用户成功登录，用户认证和配置模块按照数据库中的用户SLA信息配置用户参数；这里的参数包括：是否同意降级、用户可以使用的业务类型和该业务对应的服务等级及QoS参数；步骤2).用户提出业务请求，接入网关上的业务感知模块接收该网络业务流，并对业务流进行协议分析，提取出“源、目的IP地址，源、目的端口，协议类型”五元组和关键净荷，以流的形式交到流量识别层；步骤3).分组头部识别子模块匹配协议分析层发来的五元组，进行端口匹配或协议头部匹配，如果识别成功，则转到步骤8)，进行接纳控制；否则，继续；步骤4).若匹配不成功，进行流量特征识别，对关键净荷信息使用应用层深度检测DPI子模块进行识别，若识别成功，则转到步骤8)，进行接纳控制；否则，继续；步骤5).若流量特征信息识别不成功，则进行连接特征识别，主要通过IP地址和端口的相应关系识别P2P业务，若识别成功，则转到步骤8)，进行接纳控制；否则，继续；步骤6).若连接模式识别不成功，则进行拓扑特性识别，通过识别该业务不同通信实体之间的连接拓扑特性来识别此业务，若识别成功，则转到步骤8)，进行接纳控制；否则，继续；步骤7).若上述步骤都不能确认用户申请的业务类型，则根据用户默认的服务级别进行接纳，转步骤9)；步骤8).根据识别出的业务类型查询用户的SLA配置参数，得到用户当前使用业务的服务等级；步骤9).开始探测，探测时，根据探测数据包到达目的网关的跳数、主干路由器的拥塞状态等因素利用如下公式计算传输当前业务等级单个数据包的费用p， p = M × ( L × F + Σ i = 0 n ( K × Y × u ) ) 其中，M为当前的业务等级因子；L为数据包到达目的网关的跳数；F为每一跳的费用；K为拥塞等级因子；Y为服务权重Y＝ri/μi，ri为第i级服务的带宽；μi为第i级服务队列中数据包的转发速率；ri/μi相当于数据包占用带宽乘以数据包期望获得的服务时间；u为拥塞单价；n为数据包所经过的发生拥塞的主干路由器个数；步骤10).进行接纳判断，将单个数据包的费用p与用户在SLA中签订的费用上限进行比较，确认数据包能否被接纳。如果能接纳，则转步骤11)；若不能，判断用户是否签订降级，若同意降级，则降低一个服务等级，转步骤9)，按新业务等级重新探测；若不同意降级，则拒绝接入，转步骤16)；步骤11).接纳后，根据QoS原则对当前业务进行合理的的资源分配和业务调度；步骤12).业务流离开接入网关，进入到网络环境之中，直至到达对方网关，最后转发到目的主机；步骤13).在用户使用业务的过程中，为了准确计算在当前网络状态下的费用，需要及时了解网络的变化情况，则接入网关进行周期性的探测，重新计算在当前网络状态下传输单个数据包的费用，当超过A签订的数据包费用上限时，将当前网络状况反馈给接纳控制模块；步骤14).同时，在用户使用业务的过程中，接入网关周期性地把流量等计费相关数据存入计费数据库；网络节点和目的网关分别有一个计费模块用于数据采集、处理，将信息记入计费数据库，计费模块根据单个数据包的费用和本周期流量实时计算本周期的费用；步骤15).用户完成业务，计费模块根据如下公式计算出用户本次服务的费用C； C = Σ i = 1 m ( p × R ) 其中，p为经探测得到的单个数据包的费用，为保证费用的准确性，p的值会根据周期性探测的结果而变化；R为接入网关上一个周期内记录的数据包个数，则p×R为一个周期内的费用；m为本次服务包含的计费周期的个数；步骤16).全过程结束。