專利名稱：用于執(zhí)行維持分組交換電信中的業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1所述的用于執(zhí)行維持分組交換電信中業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形的方法。
本發(fā)明也涉及一種按照權(quán)利要求3所述的用于執(zhí)行維持分組交換電信中業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形的設(shè)備。
在本公開中，下列縮寫被用在現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的描述中CBS當(dāng)超過(guò)承諾信息流時(shí)的承諾突發(fā)尺寸(最大允許突發(fā)尺寸[bit])，CIR承諾信息速率(最大允許平均業(yè)務(wù)量速度[bit/s])，CoS業(yè)務(wù)類FIFO先進(jìn)先出規(guī)則MP測(cè)量點(diǎn)，其中業(yè)務(wù)流量的速度特性被測(cè)量(例如平均業(yè)務(wù)量速度、瞬間業(yè)務(wù)量速度、突發(fā)尺寸)，PIR峰值信息速率(最大允許瞬時(shí)業(yè)務(wù)量速度[bit/s])，PKS以比特為單位的分組大小V1，V2...業(yè)務(wù)流量1，2...
VTS最早時(shí)刻，在該最早時(shí)刻之后可以轉(zhuǎn)發(fā)表示特定業(yè)務(wù)流量的下一分組，以便甚至連一個(gè)為上述業(yè)務(wù)流量的速度特性所設(shè)定的規(guī)則也不會(huì)違反(發(fā)送的有效時(shí)間)，VTS_CIR最早時(shí)刻，在該最早時(shí)刻之后可以轉(zhuǎn)發(fā)下一分組，以便不會(huì)超過(guò)最大允許平均速度和/或最大允許突發(fā)尺寸，VTS_PIR最早時(shí)刻，在該最早時(shí)刻之后可以轉(zhuǎn)發(fā)下一分組，以便不會(huì)超過(guò)最大允許瞬時(shí)速度。
在分組交換電信系統(tǒng)中，如果一方面根據(jù)使用電信業(yè)務(wù)的應(yīng)用的要求、另一方面根據(jù)電信業(yè)務(wù)提供商(業(yè)務(wù)提供商)與其客戶所訂立的業(yè)務(wù)質(zhì)量協(xié)定的種類，把被傳輸?shù)姆纸M分類成不同的業(yè)務(wù)類(CoS)，則這通常是有利的。例如，在電話應(yīng)用(基于因特網(wǎng)的語(yǔ)音通信)中，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸延遲和延遲變化必需的是保持在允許極限值之下。該允許極限值經(jīng)常在業(yè)務(wù)質(zhì)量協(xié)定中被定義。然而，當(dāng)下載www網(wǎng)頁(yè)時(shí)，例如數(shù)據(jù)傳輸延遲和其變化是不太關(guān)鍵的量。
經(jīng)常希望監(jiān)控和限制從要被傳輸?shù)姆纸M中所形成的業(yè)務(wù)量的速度特性。例如如果希望為特定客戶保留傳輸鏈路的數(shù)據(jù)傳輸容量的特定部分，則這種情形會(huì)發(fā)生，使得不允許上述客戶的業(yè)務(wù)量超過(guò)為其所保留的傳輸容量。因此，被分析的業(yè)務(wù)流量包括表示上述客戶業(yè)務(wù)量的分組，所述分組可以表示不同的業(yè)務(wù)類。換句話說(shuō)，對(duì)上述客戶形成虛擬傳輸鏈路，該虛擬傳輸鏈路的傳輸容量是用于實(shí)施的物理傳輸鏈路的容量的一部分。速度特性例如可以涉及業(yè)務(wù)量的平均速度(CIR)、突發(fā)尺寸(CBS)(可能以該突發(fā)尺寸瞬時(shí)超過(guò)平均速度)、或者瞬時(shí)速度(PIR)。更一般地，業(yè)務(wù)流量例如可以包括要被路由到特定傳輸鏈路的分組、具有特定源地址并且由特定終端用戶發(fā)送的分組、或者屬于特定業(yè)務(wù)類(CoS)并且要被路由到特定傳輸鏈路的分組。在該公開的其余部分中，可被用于監(jiān)控和限制業(yè)務(wù)流量的速度特性的系統(tǒng)被稱為‘整形器’，其中監(jiān)控和限制業(yè)務(wù)流量的速度特性的操作被稱為‘整形’。
以下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行討論，兩個(gè)業(yè)務(wù)流量V1和V2到達(dá)該系統(tǒng)。到達(dá)該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量V1表示延遲臨界業(yè)務(wù)量(例如基于因特網(wǎng)的語(yǔ)音傳輸)，針對(duì)該延遲臨界業(yè)務(wù)量已經(jīng)定義了最大允許延遲和延遲變化。與流V1的業(yè)務(wù)量相比，到達(dá)該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量V2表示不是太延遲臨界的業(yè)務(wù)量。業(yè)務(wù)流量V1和V2被多路復(fù)用到離開系統(tǒng)的公共傳輸鏈路S。基于優(yōu)先級(jí)以如下方式執(zhí)行多路復(fù)用，即表示業(yè)務(wù)流量V1的分組以比表示業(yè)務(wù)流量V2的分組所具有的更高優(yōu)先級(jí)被轉(zhuǎn)發(fā)，因?yàn)闃I(yè)務(wù)流量V1表示延遲臨界業(yè)務(wù)量。希望監(jiān)控和限制被傳輸?shù)絺鬏旀溌稴的聚合流A的速度特性。


圖1示出一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)控和限制聚合流A的速度特性的途徑。在闡明主題的下面分析中，術(shù)語(yǔ)速度特性被用于包括平均速度(CIP[bit/s])、突發(fā)尺寸(CBS[bit])(可能以該突發(fā)尺寸瞬時(shí)超過(guò)平均速度)、和瞬時(shí)速度(PIR[bit/s])。當(dāng)分組已經(jīng)開始被傳輸通過(guò)在圖1中所標(biāo)記的測(cè)量點(diǎn)(MP)時(shí)(也即當(dāng)分組的第一比特被傳輸通過(guò)點(diǎn)MP時(shí))，為下一分組計(jì)算變量VTS_CIR和VTS_PIR的值。VTS_CIR給出下一分組可能開始被傳輸通過(guò)MP時(shí)的最早允許時(shí)刻，以便不超過(guò)CIR或者CBS限制。相應(yīng)地，VTS_PIR給出下一分組可能開始被傳輸通過(guò)MP時(shí)的最早允許時(shí)刻，以便不超過(guò)PIR限制。方程式1和2示出通常用于計(jì)算VST_CIR和VTS_PIR值的原理。
VTS_CIRnext＝max(t-CBS/CIR，VTS_CIRed)+PKSed/CIR， (1)和VRS_PIRnext＝max(t，VTS_PIRed)+PKSed/PIR， (2)其中t是時(shí)間，PKS是以比特為單位的分組大小，下標(biāo)‘next’指的是下一分組，下標(biāo)‘ed’指的是其第一比特在時(shí)刻t被傳輸通過(guò)點(diǎn)MP的分組。
當(dāng)所有速度特性都被考慮時(shí)，下一分組可能開始被傳輸通過(guò)點(diǎn)MP時(shí)的最早允許時(shí)刻(VTS)從方程式3中來(lái)獲得。
VTS＝max(VTS_CIR，VTS_PIR). (3)一旦已經(jīng)過(guò)了足夠時(shí)間、即t[$]≥VTS，則多路復(fù)用器SP只選擇要被傳輸?shù)南乱环纸M。
在圖1所示的系統(tǒng)中的一個(gè)問(wèn)題是表示業(yè)務(wù)流量V1的分組也被延遲。這可能引起表示業(yè)務(wù)流量V1的分組的傳輸延遲增加超過(guò)所允許的極限值。這已經(jīng)導(dǎo)致圖2所示的系統(tǒng)，其中只有一旦已經(jīng)過(guò)了足夠的時(shí)間、即如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通常所使用的系統(tǒng)那樣被確定的t≥VTS，存儲(chǔ)表示業(yè)務(wù)流量V2的分組的FIFO隊(duì)列2才把分組提供給多路復(fù)用器SP。在圖2中所示的系統(tǒng)不延遲表示業(yè)務(wù)流量V1的分組，并且從而不降低業(yè)務(wù)流量V1的延遲特性。換句話說(shuō)，對(duì)業(yè)務(wù)流量V1所要求的業(yè)務(wù)質(zhì)量被保持。系統(tǒng)的功能取決于以下假設(shè)，即到達(dá)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量V1的速度特性充分地處于所期望的極限內(nèi)。在該情況下，由于其他子要素(業(yè)務(wù)流量V2)的速度極限被監(jiān)控和限制，所以聚合流A的速度特性將會(huì)充分地處于所期望的極限內(nèi)。當(dāng)然，一個(gè)問(wèn)題是關(guān)于業(yè)務(wù)流量V1的速度特性的不確定性，另一問(wèn)題是以下事實(shí)，即業(yè)務(wù)流量V1的速度特性的時(shí)間變化直接表現(xiàn)為聚合流A的速度特性中的時(shí)間變化(圖3)。
本發(fā)明旨在消除上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，為此產(chǎn)生一種完全新類型的方法和設(shè)備，以用于執(zhí)行保持分組交換電信中的業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形。本發(fā)明的目的是用于如此執(zhí)行整形的方法和設(shè)備，以便避免與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的前述問(wèn)題。
本發(fā)明方法通過(guò)在權(quán)利要求1特征部分所述的方法來(lái)表征。
而本發(fā)明設(shè)備通過(guò)在權(quán)利要求5的特征部分所述的設(shè)備來(lái)表征。
下面，借助于實(shí)施例根據(jù)附圖來(lái)更詳細(xì)地分析本發(fā)明。
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)系統(tǒng)的框圖，通過(guò)其可以監(jiān)控和限制聚合流A的速度特性。
圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二系統(tǒng)的框圖，通過(guò)其可以監(jiān)控和限制聚合流A的速度特性。
圖3示出根據(jù)圖2的系統(tǒng)的操作。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)的框圖，通過(guò)其可以監(jiān)控和限制聚合流A的速度特性。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)的操作。
本發(fā)明方法的理論基礎(chǔ)可以從下面分析中來(lái)了解。
傳統(tǒng)上，流整形機(jī)器以下列方式來(lái)運(yùn)行，即結(jié)合被監(jiān)控的業(yè)務(wù)流量，例如如在方程式1、2和3中所示的那樣來(lái)更新相應(yīng)的VTS值，必要時(shí)延遲轉(zhuǎn)發(fā)與被監(jiān)控的業(yè)務(wù)流量有關(guān)的分組。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于結(jié)合一個(gè)或者多個(gè)特定業(yè)務(wù)流量，整形機(jī)器以下列方式運(yùn)行，即該整形機(jī)器只更新VTS值，而不延遲表示有關(guān)業(yè)務(wù)流量的分組?；谙嚓P(guān)的VTS值所執(zhí)行的延遲適用于表示其他業(yè)務(wù)流量的分組的轉(zhuǎn)發(fā)。
本發(fā)明方法的操作借助于在圖4中所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)來(lái)分析。當(dāng)表示業(yè)務(wù)流量V1的分組被傳輸通過(guò)測(cè)量點(diǎn)MP1時(shí)，VTS值以根據(jù)方程式1、2和3的方式來(lái)更新。相應(yīng)地，當(dāng)把表示業(yè)務(wù)流量V2的分組傳輸通過(guò)測(cè)量點(diǎn)MP2時(shí)，所述VTS值以根據(jù)方程式1、2和3的方式來(lái)更新。至于當(dāng)FIFO隊(duì)列1能夠把分組提供給多路復(fù)用器SP的輸入端x時(shí)，不對(duì)存儲(chǔ)表示業(yè)務(wù)流量V1的分組的FIFO隊(duì)列1設(shè)置限制。另一方面，如果被分析的時(shí)刻t至少與VTS值一樣大(t≥VTS)，則存儲(chǔ)表示業(yè)務(wù)流量V2的分組的FIFO隊(duì)列2只把分組提供給多路復(fù)用器SP的輸入端y。這意味著，在業(yè)務(wù)流量V1的傳輸速度高的情形中，當(dāng)VTS值完全由于表示業(yè)務(wù)流量V1的分組的轉(zhuǎn)發(fā)的影響而快速增加時(shí)，業(yè)務(wù)流量V2的傳輸速度被限制。相應(yīng)地，在業(yè)務(wù)流量V1的傳輸速度低的情形下，當(dāng)表示業(yè)務(wù)流量V1的分組的轉(zhuǎn)發(fā)在VTS值增加的方面具有很小影響時(shí)，業(yè)務(wù)流量V2的傳輸速度相對(duì)少地被限制。因此，可以實(shí)現(xiàn)圖5中所示的操作，其中業(yè)務(wù)流量V2的傳輸速度要適應(yīng)業(yè)務(wù)流量V1的傳輸速度中的變化。因此，在不要求延遲表示業(yè)務(wù)流量V1的分組的情況下，聚合流A的速度特性能夠被監(jiān)控和限制。
當(dāng)使用與基于優(yōu)先級(jí)的多路復(fù)用器不同的某一多路復(fù)用器、例如基于加權(quán)系數(shù)的多路復(fù)用器(WFQ，加權(quán)公平隊(duì)列)[1]時(shí)，也可以使用本發(fā)明方法。
參考文獻(xiàn)[1]Pawan Goyal，Harric M.Vin，Haichen Cheng.Start-timeFair QueuingA Scheduling Algorithm for Integrated ServicesPacket Switching Networks.Technical Report TR-96-02，Department of Computer Sciences，Unversity of Texas Austin.
權(quán)利要求
1.用于執(zhí)行維持分組交換電信中的業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形的方法，在所述方法中，-數(shù)字信息作為恒量或者變量長(zhǎng)度分組被傳輸，-分組至少作為兩個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)流量(V1-VL，業(yè)務(wù)流量)到達(dá)系統(tǒng)，-到達(dá)所述系統(tǒng)的分組從所述系統(tǒng)沿著一條或者多條傳輸鏈路(S)被轉(zhuǎn)發(fā)，其特征在于，-作為到達(dá)所述系統(tǒng)的表示特定業(yè)務(wù)流量(V1)的分組的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果，至少一個(gè)這種變量(VTS)被更新，其中所述變量(VTS)也作為到達(dá)所述系統(tǒng)的表示特定第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果而被更新，和-表示所述第一業(yè)務(wù)流量(V1)的分組與所述變量(VTS)無(wú)關(guān)地被轉(zhuǎn)發(fā)，和-轉(zhuǎn)發(fā)表示所述第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組的最早允許時(shí)刻至少部分地基于所述變量(VTS)被確定。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)發(fā)所述第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組的最早允許時(shí)刻單獨(dú)地基于所述變量(VTS)來(lái)確定。
3.按照權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，VTS值(發(fā)送的有效時(shí)間)被用作所述變量。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，表示所述第一業(yè)務(wù)流量(V1)的分組以比表示所述第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組要更高的優(yōu)先級(jí)(嚴(yán)格優(yōu)先級(jí))從所述系統(tǒng)被轉(zhuǎn)發(fā)。
5.用于執(zhí)行維持分組交換電信中的業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括-用于接收載有數(shù)字信息的恒量或者變量長(zhǎng)度分組的裝置，-用于把到達(dá)所述系統(tǒng)的分組分類為表示到達(dá)所述系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量(V1，V2)之一(業(yè)務(wù)流量)的裝置，和-用于把分組轉(zhuǎn)發(fā)到一條或者多條外向鏈路(S)的裝置，其特征在于，所述設(shè)備包括-裝置，借助于該裝置，作為表示特定業(yè)務(wù)流量(V1)的分組的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果能夠更新一種變量(VTS)，而作為表示特定第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果也能夠更新所述這種變量(VTS)，并且借助于所述裝置，表示所述第一業(yè)務(wù)流量(V1)的分組可以與所述變量(VTS)無(wú)關(guān)地被轉(zhuǎn)發(fā)，借助于所述裝置，能夠定義表示所述第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組可以至少部分地基于所述變量(VTS)被轉(zhuǎn)發(fā)的最早允許時(shí)刻。
6.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括以下裝置，借助于該裝置能夠定義所述表示所述第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組能夠單獨(dú)地基于所述變量(VTS)被轉(zhuǎn)發(fā)的最早允許時(shí)刻。
7.按照權(quán)利要求5或者6所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括以下裝置，借助于該裝置，VTS(發(fā)送的有效時(shí)間)值能夠被用作所述變量。
8.按照上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括以下裝置，借助于該裝置，表示所述第一業(yè)務(wù)流量(V1)的分組能夠以比表示所述第二業(yè)務(wù)流量(V2)的分組要更高的優(yōu)先級(jí)(嚴(yán)格優(yōu)先級(jí))從所述系統(tǒng)被轉(zhuǎn)發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行維持分組交換電信中的業(yè)務(wù)質(zhì)量的流整形的方法和設(shè)備。利用本發(fā)明方法，在聚合流包含延遲臨界業(yè)務(wù)量(V1)而表示該延遲臨界業(yè)務(wù)量的分組的轉(zhuǎn)發(fā)不能被延遲的情形下，聚合流(A)的速度特性(CIR，PIR，CBS)能夠被監(jiān)控和限制。本發(fā)明以以下事實(shí)為基礎(chǔ)，即當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)表示聚合流的分組時(shí)，變量被更新，該變量的值表達(dá)了表示不同于延遲臨界業(yè)務(wù)量的業(yè)務(wù)量(V2)的分組可以被轉(zhuǎn)發(fā)的最早允許時(shí)刻。在這種情況下，不同于延遲臨界業(yè)務(wù)量的業(yè)務(wù)量(V2)的傳輸速度適應(yīng)于延遲臨界業(yè)務(wù)量的傳輸速度中的變化，以允許聚合流的速度特性被監(jiān)控和限制。
文檔編號(hào)G06F5/06GK1868182SQ200480030541
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者J·韋奈寧, M·勞萊寧 申請(qǐng)人:泰勒比斯股份公司