專利名稱：用于吞吐量－阻塞最優(yōu)性的鏈路容量共享的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及通信網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及這種網(wǎng)絡(luò)中的鏈路容量和鏈路帶寬分配。
背景如今的許多通信網(wǎng)支持所謂的彈性業(yè)務(wù)，如基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的網(wǎng)絡(luò)中提供的“最大努力”業(yè)務(wù)或ATM網(wǎng)中的可用比特率(ABR)業(yè)務(wù)量。彈性業(yè)務(wù)典型地為數(shù)字對(duì)象的傳輸而建立，如數(shù)據(jù)文件、WEB頁(yè)面或用于本地重放的視頻片，其可以以最多到鏈路容量施加的限制的任何速率傳送。特別是互聯(lián)網(wǎng)上的Web瀏覽是彈性業(yè)務(wù)的一個(gè)很好并且具有代表性的例子。這里，因?yàn)橛脩羧缭谙螺d一個(gè)web頁(yè)面時(shí)感覺(jué)到的吞吐量(通常由單位時(shí)間的發(fā)送比特或字節(jié)給出)依整個(gè)系統(tǒng)負(fù)載隨時(shí)間波動(dòng)，因此業(yè)務(wù)的“彈性”顯而易見(jiàn)。
由基于IP的網(wǎng)絡(luò)并且特別是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的業(yè)務(wù)稱為“最大努力”，因?yàn)檫@樣的網(wǎng)絡(luò)通常對(duì)應(yīng)用程序接收的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)不提供任何保證。IP網(wǎng)僅盡最大努力提供請(qǐng)求的業(yè)務(wù)。例如，如果應(yīng)用程序請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)從一個(gè)端點(diǎn)向另一端發(fā)送IP分組，則網(wǎng)絡(luò)通常不能說(shuō)對(duì)該分組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)會(huì)是什么樣的延遲。實(shí)際上，該網(wǎng)絡(luò)甚至不能夠保證該分組的發(fā)送。
因此，連接到IP網(wǎng)的終端必須處理分組丟失以及過(guò)度的分組延遲情況。當(dāng)有太多的應(yīng)用程序同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)會(huì)出現(xiàn)這些情況。在基于IP的網(wǎng)絡(luò)中這些擁塞情況有一個(gè)非零的概率，因?yàn)镮P網(wǎng)不進(jìn)行呼叫接納控制(CAC)。換句話說(shuō)，IP網(wǎng)不限制同時(shí)連接的用戶數(shù)，并且因此如果有太多的用戶使用網(wǎng)絡(luò)資源，則會(huì)出現(xiàn)擁塞和分組丟失。
但是，隨著IP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和QoS需求的出現(xiàn)，需要執(zhí)行呼叫接納控制(CAC)以便限制在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)出現(xiàn)的連接數(shù)。
呼叫或連接接納控制的一個(gè)重要方面是會(huì)拒絕到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的新的呼叫的業(yè)務(wù)，以便保護(hù)進(jìn)行中的呼叫。總而言之，如那些通常用于傳統(tǒng)ATM網(wǎng)中剛性業(yè)務(wù)的CAC算法提供一個(gè)基本的裝置來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)中的用戶數(shù)，因此保證了允許的用戶得到需要的帶寬以提供簽定的QoS。因此，CAC算法代表阻塞新呼叫的可能性與為進(jìn)行中的呼叫提供吞吐量之間的折衷。換句話說(shuō)，CAC算法接納網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)越多(這減少了阻塞的可能性)，因?yàn)橛懈嗟挠脩粢蚕碚麄€(gè)帶寬，則為已有每個(gè)用戶提供的吞吐量越小，反之亦然。
最近的研究表明，即使對(duì)彈性業(yè)務(wù)執(zhí)行呼叫接納控制也有意義，因?yàn)镃AC算法提供了一種防止TCP會(huì)話過(guò)度的吞吐量降低的方法。
在參考文獻(xiàn)[1-3]Massoulie和Roberts的文章中已經(jīng)談到了將CAC應(yīng)用到彈性連接，并且從而為互聯(lián)網(wǎng)中的傳輸控制協(xié)議(TCP)連接提供最小吞吐量的問(wèn)題。這里，帶寬根據(jù)某個(gè)公平的標(biāo)準(zhǔn)分配給不同的用戶。
在參考文獻(xiàn)[4-5]中，Gibbens和Kelly已經(jīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)于彈性業(yè)務(wù)吞吐量和阻塞概率之間有密切的關(guān)系，并且這個(gè)折衷與計(jì)費(fèi)問(wèn)題有關(guān)聯(lián)。
由Feng等人在參考文獻(xiàn)[6]中還說(shuō)明為彈性業(yè)務(wù)提供最小速率保證是有用的，因?yàn)樵谶@種情況下TCP協(xié)議的性能可以得到優(yōu)化。
隨著互聯(lián)網(wǎng)從支持單一最大努力業(yè)務(wù)類型的分組網(wǎng)絡(luò)向數(shù)個(gè)業(yè)務(wù)類型的集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)展，人們?cè)谠O(shè)計(jì)帶寬共享策略方面也有了更多的興趣，這滿足保證峰值速率的業(yè)務(wù)和彈性業(yè)務(wù)的各種需要。
類似地，現(xiàn)代ATM網(wǎng)需要支持不同的業(yè)務(wù)類型，如恒定比特率(CBR)和可用比特率(ABR)類型，并且如何在不同業(yè)務(wù)類型中最優(yōu)地共享鏈路容量仍是一個(gè)尚未解決的問(wèn)題。
通常，在動(dòng)態(tài)到達(dá)和離開(kāi)業(yè)務(wù)流并且特別是當(dāng)用戶有不同的吞吐量和阻塞需求時(shí)的環(huán)境中，帶寬共享的問(wèn)題，是傳統(tǒng)多速率電路交換結(jié)構(gòu)一個(gè)尤其復(fù)雜的問(wèn)題。
發(fā)明概述本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)方案的這些以及其他缺點(diǎn)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一種在剛性-彈性混合業(yè)務(wù)環(huán)境中滿足剛性和彈性業(yè)務(wù)不同需要的鏈路容量/帶寬共享策略。
特別地，希望處理公用結(jié)構(gòu)中彈性業(yè)務(wù)的帶寬共享和阻塞概率的問(wèn)題。在這一方面，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供考慮彈性業(yè)務(wù)的吞吐量-阻塞折衷的鏈路容量共享機(jī)制。特別地，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用一種優(yōu)化吞吐量-阻塞折衷的鏈路容量共享算法會(huì)非常有益。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)傳送彈性業(yè)務(wù)的傳輸鏈路的合適的呼叫層模型，以及將該呼叫層模型用于量定吞吐量-阻塞最優(yōu)性的鏈路帶寬共享。
如附帶的專利權(quán)利要求定義的本方明實(shí)現(xiàn)了這些以及其他目的。
本發(fā)明涉及在剛性-彈性混合業(yè)務(wù)環(huán)境中用于共享鏈路帶寬的一種有效策略，以及用于在彈性業(yè)務(wù)流中共享帶寬的策略。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的思想是通過(guò)基于接收的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量輸入而將鏈路容量劃分為用于彈性和剛性(非彈性)業(yè)務(wù)的第一個(gè)公用部分以及專用于彈性業(yè)務(wù)的第二部分，從而共享網(wǎng)絡(luò)中的鏈路容量。隨后，基于鏈路容量的劃分以及接收的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入確定用于彈性業(yè)務(wù)的一個(gè)或多個(gè)接納控制參數(shù)。
鏈路容量的劃分通常用來(lái)在剛性和彈性業(yè)務(wù)之間共享鏈路容量，并且特別是為彈性業(yè)務(wù)保留一部分鏈路容量。優(yōu)選地，給定剛性業(yè)務(wù)的最大允許阻塞概率確定與剛性業(yè)務(wù)相關(guān)的公用部分最少需要的容量。這樣保證了鏈路中剛性業(yè)務(wù)的呼叫層的特定業(yè)務(wù)級(jí)別(GoS)。
為彈性業(yè)務(wù)確定的接納控制參數(shù)通常用來(lái)限制鏈路中同時(shí)存在的彈性業(yè)務(wù)流的數(shù)量。特別地，通過(guò)用公式表示一個(gè)用于彈性業(yè)務(wù)的呼叫層模型并且基于與吞吐量和/或阻塞相關(guān)的對(duì)于彈性業(yè)務(wù)量的呼叫層限制確定可接納的彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)，從而完全考慮了吞吐量-阻塞折衷。在這個(gè)方面，本發(fā)明在吞吐量限制下阻塞概率最小的意義上，或在相反的方向，在阻塞限制下吞吐量最大的意義上，能夠在彈性連接中最優(yōu)地分配鏈路帶寬。這樣，在吞吐量限制下的最小阻塞方面或者在阻塞限制下的最大吞吐量方面，本發(fā)明提供最大化的鏈路帶寬利用。
因此，提供了在剛性-彈性混合業(yè)務(wù)環(huán)境中共享帶寬的一種有效策略。特別地，帶寬共享算法保證了剛性業(yè)務(wù)的最大阻塞以及彈性業(yè)務(wù)的最小吞吐量和/或最大阻塞。
本發(fā)明一個(gè)重要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足剛性業(yè)務(wù)和彈性業(yè)務(wù)的不同需要。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)橛脩艉途W(wǎng)絡(luò)提供商提供可預(yù)測(cè)的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò)提供商的高收入。
通過(guò)僅考慮剛性-彈性業(yè)務(wù)環(huán)境中整體業(yè)務(wù)的彈性業(yè)務(wù)，或替代地通過(guò)將公用帶寬部分減少為零以便為彈性業(yè)務(wù)保留整個(gè)鏈路，整個(gè)鏈路容量共享機(jī)制減少為彈性業(yè)務(wù)的一個(gè)或多個(gè)接納控制參數(shù)的確定。然后請(qǐng)求的新的彈性連接的接納控制可以基于這些接納控制參數(shù)來(lái)進(jìn)行。特別地，通過(guò)最小化關(guān)于彈性業(yè)務(wù)的給定吞吐量限制下的可接納彈性連接數(shù)的阻塞概率，避免了過(guò)度的阻塞概率，同時(shí)保證了給定的用戶吞吐量。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及支持彈性業(yè)務(wù)的鏈路的呼叫層模型的應(yīng)用，用于在接納控制的IP網(wǎng)中量定用于吞吐量-阻塞最優(yōu)性的鏈路帶寬共享。特別地，彈性業(yè)務(wù)流模型化為在業(yè)務(wù)流的占用期間具有在最小帶寬和峰值帶寬之間波動(dòng)的一個(gè)帶寬。此外，彈性業(yè)務(wù)與至少一個(gè)最小被接受吞吐量和最大被接收阻塞概率相關(guān)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及用于確定對(duì)大狀態(tài)空間尤其有利的馬爾可夫鏈穩(wěn)態(tài)分布的計(jì)算方法。馬爾可夫鏈描述傳輸包括非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)的許多業(yè)務(wù)類型的鏈路的動(dòng)態(tài)，并且該計(jì)算方法基于馬爾可夫鏈乘積形式計(jì)算提供了穩(wěn)態(tài)分布的很好的初始近似值。
閱讀了下面本發(fā)明實(shí)施方案的描述就可以理解本發(fā)明的其他方面或優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述通過(guò)結(jié)合附圖參考下面的描述，可以最好地理解本發(fā)明，以及其更多的目的和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案在剛性-彈性混合IP業(yè)務(wù)環(huán)境中應(yīng)用的整體鏈路容量共享算法的一個(gè)示意流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的IP路由器的有關(guān)部分的示意框圖；圖4是用于說(shuō)明傳輸鏈路系統(tǒng)的馬爾可夫鏈狀態(tài)空間圖；圖5是對(duì)于傳輸鏈路系統(tǒng)說(shuō)明例子的說(shuō)明作為業(yè)務(wù)時(shí)間的函數(shù)的自適應(yīng)彈性流的吞吐量的平均值和方差的一個(gè)曲線圖；圖6是對(duì)于傳輸鏈路系統(tǒng)說(shuō)明例子的說(shuō)明滿足給定QoS需求的彈性截止參數(shù)的示意圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案用于CBR-ABR混合業(yè)務(wù)環(huán)境的整個(gè)鏈路容量共享算法的示意流程圖。
發(fā)明實(shí)施方案詳述所有附圖中，相同的參考符號(hào)用于相應(yīng)地或類似的元件。
公開(kāi)內(nèi)容從始至終，術(shù)語(yǔ)連接和流對(duì)于傳統(tǒng)所指的呼叫可以或多或少地互換使用。
說(shuō)明性的通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)概述為更好地理解，現(xiàn)在參照?qǐng)D1進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明性的通信網(wǎng)絡(luò)的一般概述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖。這里的通信網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明為一個(gè)基于IP的網(wǎng)絡(luò)，但是可以是ATM網(wǎng)形式或其他網(wǎng)絡(luò)形式或能夠支持彈性業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)的組合。通信網(wǎng)10基于形成核心網(wǎng)絡(luò)的許多互聯(lián)的IP路由器20(在ATM網(wǎng)的情況下是ATM交換機(jī))。核心網(wǎng)由不同的用戶30(計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等)通過(guò)接入點(diǎn)利用定義為IP路由器和用戶設(shè)備之間交互的所謂用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)接入。典型地，許多用戶連接到某個(gè)形式的匯聚點(diǎn)，如作為終端用戶和核心網(wǎng)之間媒介的接入路由器(AR)40。
鏈路容量共享，在網(wǎng)絡(luò)上下文中還稱做帶寬控制，以及分組調(diào)度通常位于UNI的網(wǎng)絡(luò)側(cè)的IP路由器20中。特別地，帶寬控制和分組調(diào)度優(yōu)選地在路由器20的輸出端口側(cè)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)帶寬控制有兩個(gè)主要功能。首先，帶寬控制用來(lái)在不同業(yè)務(wù)類型之間共享帶寬。其次，帶寬控制用來(lái)限制業(yè)務(wù)類型中同時(shí)有效的連接數(shù)。后一個(gè)功能在下面稱做呼叫接納控制(CAC)，并且通常在IP路由器20的輸入端口側(cè)執(zhí)行，這里根據(jù)某個(gè)CAC算法接受或拒絕連接。包括CAC算法的整個(gè)帶寬控制算法例如可以作為硬件、軟件、固件或其任何合適的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
用戶網(wǎng)絡(luò)合同(UNC)典型地在UNI中定義。UNC通常表示授予用戶的QoS以及業(yè)務(wù)規(guī)范，用戶將其與補(bǔ)充數(shù)據(jù)一起注入網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)充數(shù)據(jù)包括，例如，每天用戶接入特定業(yè)務(wù)的時(shí)間等。例如，UNC可規(guī)定網(wǎng)絡(luò)丟失的用戶注入的IP分組(或ATM信元)不能超過(guò)1％以及用戶通過(guò)UNI在任何一秒期間可以發(fā)送10M比特。
帶寬控制算法的CAC部分利用多個(gè)用戶的UNC信息提供基本裝置以控制網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)存在的用戶數(shù)，從而保證允許的用戶接收到提供合同簽定QoS需要的帶寬。CAC算法代表阻塞概率和提供的吞吐量之間的一個(gè)折衷；CAC算法允許進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的用戶越多(這降低了阻塞概率)，則因?yàn)楦鄶?shù)量的用戶要共享網(wǎng)絡(luò)帶寬，所以每個(gè)用戶提供的吞吐量變得越小。
CAC可以利用例如組成傳統(tǒng)通信電路交換網(wǎng)的傳統(tǒng)信令交換實(shí)現(xiàn)。但是，如果網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)的彈性流是短的，如目前互聯(lián)網(wǎng)商的許多TCP流，則引入傳統(tǒng)的信令交換來(lái)執(zhí)行接納控制會(huì)導(dǎo)致大量的開(kāi)銷。因此，如參考文獻(xiàn)[3]建議的動(dòng)態(tài)決定來(lái)接受還是丟掉流的第一個(gè)分組將更有益。出于這個(gè)原因，提供基于例如已有的資源保留協(xié)議(RSVP)的一種機(jī)制來(lái)跟蹤當(dāng)前有效流的身份，并且用來(lái)根據(jù)這些身份在分組到達(dá)時(shí)對(duì)其分類。為了確定流是否是新的，將其標(biāo)識(shí)符與有效流的一個(gè)專門列表上的流相比較就足夠了。如果在給定的超時(shí)期間對(duì)于某個(gè)流沒(méi)有接收到任何分組，則該流將從有效流列表中刪除。接納控制優(yōu)選地通過(guò)基于系統(tǒng)中主要的流情況確定接納流的最大數(shù)，并且從而設(shè)置有效流列表的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果列表滿了，則新的流會(huì)被拒絕。否則，該流會(huì)被接收并且進(jìn)入該列表。
鏈路容量共享算法-IP網(wǎng)絡(luò)例子下面，將參照傳送剛性以及彈性業(yè)務(wù)的基于IP的網(wǎng)絡(luò)的特定應(yīng)用描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的一個(gè)鏈路容量共享算法。
首先，需要用公式表示一個(gè)正確的呼叫層業(yè)務(wù)模型。不幸地是，用于彈性業(yè)務(wù)管理的傳統(tǒng)多速率呼叫層模型的應(yīng)用，如IP網(wǎng)中的最大努力業(yè)務(wù)或ATM網(wǎng)中的ABR業(yè)務(wù)不夠簡(jiǎn)單。例如，不可能將彈性業(yè)務(wù)與恒定帶寬相關(guān)聯(lián)。代替地，彈性業(yè)務(wù)流占用的帶寬依賴鏈路的當(dāng)前負(fù)載以及在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用的調(diào)度和速率控制算法隨時(shí)間波動(dòng)。阻塞的概念，當(dāng)應(yīng)用到彈性業(yè)務(wù)流時(shí)，因?yàn)榈竭_(dá)的彈性流即使在到達(dá)時(shí)刻沒(méi)有可用帶寬，也會(huì)進(jìn)入業(yè)務(wù)，所以不象應(yīng)用到剛性業(yè)務(wù)那樣簡(jiǎn)單。除此之外，對(duì)于許多業(yè)務(wù)，彈性流的實(shí)際駐留時(shí)間依賴于彈性流實(shí)際接收到的吞吐量。
剛性-彈性混合業(yè)務(wù)的傳輸鏈路的多類型模型下面，用公式說(shuō)明為保證的峰值帶寬(剛性或非彈性)和彈性業(yè)務(wù)類型服務(wù)的傳輸鏈路的可行馬爾可夫模型的一個(gè)例子。為簡(jiǎn)單和清楚起見(jiàn)，僅考慮一個(gè)單一的剛性業(yè)務(wù)類型和兩個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型。應(yīng)該指出，模型以及相應(yīng)的鏈路共享算法可以擴(kuò)展到更普遍的情況，并且當(dāng)然包括更簡(jiǎn)單的情況。
考慮的系統(tǒng)包括容量為C的傳輸鏈路，例如可以看作某個(gè)合適帶寬單元的一個(gè)整數(shù)，比方說(shuō)Mbps。在這個(gè)例子中，到達(dá)鏈路的呼叫通常屬于下面三種業(yè)務(wù)類型中的一種類型1-剛性業(yè)務(wù)類型流，其特征在于峰值帶寬需求b1、流到達(dá)速率λ1以及離開(kāi)速率μ1。
類型2-自適應(yīng)彈性類型流，其特征在于峰值帶寬需求b2、最小帶寬需求b2min，流到達(dá)速率λ2以及離開(kāi)速率μ2。雖然自適應(yīng)彈性流占用的帶寬可作為鏈路負(fù)載的函數(shù)波動(dòng)，但是其實(shí)際占用時(shí)間不受其在系統(tǒng)整個(gè)駐留期間接收的吞吐量的影響。例如自適應(yīng)視頻編解碼器就是這種情況，其在吞吐量降低的情況下降低視頻圖象的質(zhì)量因此占用更少的帶寬。
類型3-非自適應(yīng)彈性類型流，其特征在于其峰值帶寬需求b3、最小帶寬需求b3min，流到達(dá)速率λ3以及離開(kāi)速率μ3。當(dāng)?shù)玫椒逯祹挄r(shí)經(jīng)歷理想的離開(kāi)速率。實(shí)際的瞬時(shí)離開(kāi)速率與流的帶寬成比例。
我們將分配(保留)給給定系統(tǒng)中類型-2和類型-3流的實(shí)際帶寬表示為b2r和b3r，兩者隨流的到達(dá)和離開(kāi)在時(shí)間上變化。我們還使用與具有最小帶寬需求的彈性流相關(guān)聯(lián)的量rmin＝bimin/bi(i＝2或i＝3)。
人們可能把非自適應(yīng)彈性類型流看作一到達(dá)就有從具有分布為G(x)=1-e-b3μ3x]]>的指數(shù)分布業(yè)務(wù)需求采樣的要傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)量(W)，在整個(gè)流期間可獲得峰值帶寬b3的情況下，其導(dǎo)致平均值為1/μ3的指數(shù)分布業(yè)務(wù)時(shí)間。因?yàn)殒溌返目臻e容量根據(jù)運(yùn)行中瞬時(shí)的流數(shù)隨時(shí)間波動(dòng)，所以給非自適應(yīng)彈性流的帶寬可能下降到低于峰值帶寬需求，這種情況下流的實(shí)際占用時(shí)間增加。
所有三種類型的流根據(jù)獨(dú)立的泊松點(diǎn)過(guò)程到達(dá)，并且剛性和自適應(yīng)流的占用時(shí)間是指數(shù)分布的。如我們所看到的，可以利用馬爾可夫效益過(guò)程理論確定非自適應(yīng)流的占用時(shí)間的時(shí)刻。簡(jiǎn)而言之，考慮兩種類型的彈性業(yè)務(wù)。只要滿足最小帶寬需求，彈性業(yè)務(wù)就只與峰值和最小帶寬需求以及允許進(jìn)入的業(yè)務(wù)相關(guān)。兩種彈性業(yè)務(wù)類型主要在其駐留時(shí)間如何依賴已獲得的吞吐量方面不同。
為保證不同彈性類型(通常，峰值和最小帶寬不同，也就是b2≠b3，b2min≠b3min)的給定QoS，需要建立一些策略，其通常在不同彈性類型中管理帶寬共享。出于這個(gè)原因，我們?cè)趶椥灶愋椭g定義下面的公用帶寬共享規(guī)則。下面的介紹僅涉及兩個(gè)彈性類型，但是其自然可擴(kuò)展到不止兩個(gè)彈性類型。
·如果有足夠的帶寬使所有的流得到其各自的峰值帶寬需要，則類型-2和類型-3流分別占用b2和b3帶寬單元。
·如果需要帶寬壓縮，也就是n1·b1+n2·b2+n3·b3＞C，則只要最小速率限制滿足兩個(gè)彈性類型(也就是說(shuō)b2min/b2≤r2≤1并且b3min/b3≤r3≤1)，則彈性流的帶寬壓縮是r2＝r3，其中r2＝b2r/b2并且，r3＝b3r/b3。
·如果還需要帶寬的進(jìn)一步壓縮，但是兩個(gè)彈性類型的任何一個(gè)在新流到達(dá)時(shí)都不能容忍進(jìn)一步的帶寬降低(也就是對(duì)于i＝2或i＝3，ri已經(jīng)是bimin/bi)，則只要保持對(duì)業(yè)務(wù)類型的最小帶寬限制，容忍進(jìn)一步壓縮的業(yè)務(wù)類型就同等地降低其流占用的帶寬。
上述示例模型的以下假設(shè)是值得注意的。首先，假設(shè)兩種類型的彈性流在其總是占用鏈路的最大可能帶寬的意義上都是貪婪的，最大可能帶寬是其峰值帶寬需求(分別是b2和b3)和對(duì)剛性流留給彈性流的(依賴于使用的鏈路分配策略)均等共享(在上述意義上)帶寬中小的一個(gè)。其次，假設(shè)所有進(jìn)行中的彈性流共享他們中相等比例(也就是ri’s相等)的可用帶寬，也就是新到達(dá)的彈性流和進(jìn)行中的彈性流被擠壓為相同的ri值。這一假設(shè)，如我們所看到的，在彈性流中提供了一個(gè)相當(dāng)“公平”的資源共享。為使不同的彈性業(yè)務(wù)類型具有顯著不同的QoS，需要修改這個(gè)假設(shè)。如果新到達(dá)的流將彈性流帶寬降低到b2min和b3min(也就是兩個(gè)彈性類型都?jí)嚎s到其各自的最小值)之下，則流不允許進(jìn)入該系統(tǒng)，而是被阻塞并且丟失。只要保持最小帶寬限制，到達(dá)的剛性以及彈性流就允許“壓縮”在用的彈性流。第三點(diǎn)，該模型假設(shè)在任何系統(tǒng)狀態(tài)改變(也就是流到達(dá)和離開(kāi))后的極小時(shí)間彈性業(yè)務(wù)源重新調(diào)整了其在鏈路上的當(dāng)前帶寬的意義上，進(jìn)行中的彈性流的速率控制是理想的。雖然這明顯地是一個(gè)理想化的假設(shè)，但I(xiàn)P分組層的緩存可以大得足以吸收IP分組，直到TCP遏制住發(fā)送方。模型假設(shè)在任何可能的時(shí)候立即源速率增加的事實(shí)使得即將到來(lái)的吞吐量和阻塞計(jì)算是保守的而不是樂(lè)觀的。
直觀地清楚的是本系統(tǒng)中非自適應(yīng)彈性流的駐留時(shí)間不僅依賴想要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，還依賴其駐留期間其接收的帶寬，反之亦然，通過(guò)自適應(yīng)彈性流發(fā)送的數(shù)據(jù)量依賴于接收帶寬。為了規(guī)定這種關(guān)系我們定義了下面的量·θ2(t)和θ3(t)分別定義了在時(shí)間t的自適應(yīng)和非自適應(yīng)流的瞬時(shí)吞吐量。例如，如果分別有n1、n2和n3的剛性、自適應(yīng)和非自適應(yīng)流，則在系統(tǒng)的時(shí)刻t，自適應(yīng)和非自適應(yīng)流的瞬時(shí)吞吐量分別是min(b2，(C-n1b1-n3r3b3)/n2)和min(b3，(C-n1b1-n2r2b2)/n3)。注意對(duì)于任何t≥0，θ2(t)和θ3(t)是離散的隨機(jī)變量。·θ~t=1t∫0tθ2(τ)dτ]]>定義占用時(shí)間等于t的自適應(yīng)流的吞吐量?！?amp;theta;~=∫0∞θ~τdF(τ)=μ2∫0∞θ~τe-μ2τdτ]]>(隨機(jī)變量)定義自適應(yīng)流的吞吐量，其中F(t)是指數(shù)分布占用時(shí)間?！x=inf{t|∫0tθ3(τ)dτ≥x}]]>(隨機(jī)變量)給出系統(tǒng)通過(guò)彈性非適應(yīng)流傳輸量為x的數(shù)據(jù)需要的時(shí)間?！?amp;theta;^x=x/Tx]]>定義在x數(shù)據(jù)單元傳輸期間非自適應(yīng)流的吞吐量。注意θx是連續(xù)隨機(jī)變量。·θ^=∫0∞θ^xdG(x)=μ3/b3∫0∞θ^xe-xμ3/b3dx]]>(隨機(jī)變量)定義非自適應(yīng)流的吞吐量，其中傳輸數(shù)據(jù)的量是參數(shù)為μ3/b3的指數(shù)分布。
雖然上面定義了許多常用的帶寬共享規(guī)則，但是還需要提出更特殊的鏈路容量共享策略，特別是考慮了剛性和彈性業(yè)務(wù)各種需求的一種策略。
鏈路容量共享算法根據(jù)本發(fā)明，在參考文獻(xiàn)[7]中描述用于在傳統(tǒng)多速率電路交換結(jié)構(gòu)中進(jìn)行模擬分析的POL策略的部分重疊(POL)鏈路分配策略，被采用并修改用于包括彈性業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)環(huán)境。根據(jù)新的所謂彈性POL策略，鏈路容量C被分為兩部分，用于剛性以及彈性業(yè)務(wù)的公用部分CCOM以及專用部分CELA，專用部分僅為彈性流保留，這樣C＝CCOM+CELA。
而且，在新的彈性POL策略中引入了接納控制參數(shù)，系統(tǒng)中出現(xiàn)的每個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型一個(gè)參數(shù)。在這個(gè)特定例子中，NEL2表示自適應(yīng)彈性流的接納控制參數(shù)，并且NEL3表示非自適應(yīng)彈性流的接納控制參數(shù)。每個(gè)接納控制參數(shù)代表對(duì)應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型的接納流的最大數(shù)量。因?yàn)橹灰阪溌飞铣霈F(xiàn)某個(gè)類型的同時(shí)彈性流的最大數(shù)，新的彈性流就被拒絕；一種取舍形式，所以接納控制參數(shù)還稱作截止參數(shù)。
在考慮過(guò)的彈性POL策略下，鏈路上進(jìn)行中的流的數(shù)量(n1、n2、n3)受到下列限制n1·b1≤CCOM(1)NEL2·b2min+NEl3·b3min≤CELA(2)n2≤NEL2(3)n3≤NEL3(4)在(1)中保護(hù)彈性流不受剛性流的影響。在(2-4)中彈性流的最大數(shù)受到三個(gè)限制。表達(dá)式(2)保護(hù)剛性流不受彈性流影響，而(3-4)保護(hù)進(jìn)行中的彈性流不受到達(dá)的彈性流的影響。新的彈性POL策略由CCOM以及接納控制參數(shù)NEL2、NEL3規(guī)定的鏈路容量的劃分完全確定。這些參數(shù)稱為系統(tǒng)的輸出參數(shù)。彈性POL策略的性能可由輸出參數(shù)調(diào)態(tài)，并且特別地，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到輸出參數(shù)CCOM、NEL2和NEL3的設(shè)置考慮了彈性業(yè)務(wù)類型的吞吐量-阻塞折衷的調(diào)態(tài)。
關(guān)于彈性業(yè)務(wù)的吞吐量-阻塞折衷，本發(fā)明通常指在與至少一個(gè)彈性吞吐量和彈性阻塞概率相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)呼叫層限制下提供高鏈路帶寬的利用。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，鏈路容量共享算法的目標(biāo)是以這樣的方式設(shè)置彈性POL策略的輸出參數(shù)，即最小化彈性流的呼叫阻塞概率B2和B3，同時(shí)能夠考慮剛性流的阻塞概率限制(GoS)以及彈性流的最小吞吐量限制。介紹彈性流的吞吐量限制是因?yàn)橐呀?jīng)認(rèn)識(shí)到有一個(gè)最小可接受吞吐量，在該吞吐量下用戶沒(méi)有獲得實(shí)際的正效用。
因此，剛性業(yè)務(wù)類型與最大可接受呼叫阻塞概率B1max有關(guān)，并且彈性自適應(yīng)和彈性非自適應(yīng)業(yè)務(wù)類型分別與最小可接受吞吐量 和 相關(guān)。優(yōu)選地，吞吐量限制構(gòu)成為在傳輸特定數(shù)量的數(shù)據(jù)期間用戶感覺(jué)的吞吐量落在給定門限之下的概率上的限制。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)這樣的性能測(cè)量比參考文獻(xiàn)[1-3]中討論的傳統(tǒng)公平標(biāo)準(zhǔn)更易于驗(yàn)證。
雖然彈性業(yè)務(wù)的阻塞概率被最小化，然而雖然不是必須的，但是通?？扇〉氖牵瑢?duì)彈性業(yè)務(wù)有一個(gè)最壞情況保證，并且將兩個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型與最大允許阻塞概率B2max和B3max相關(guān)聯(lián)。
在這種情況下，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)是從網(wǎng)絡(luò)獲得的到達(dá)速率(λ1、λ2、λ3)和離開(kāi)速率(μ1、μ2、μ3)組，帶寬(b1、b2、b3)，最小彈性帶寬命令(b2min、b3min)，阻塞概率限制(B1max或整個(gè)B1max、B2max和B3max組)以及彈性吞吐量限制( 和 )。非自適應(yīng)類型的離開(kāi)速率可以在非自適應(yīng)流的帶寬等于b3的假設(shè)下估計(jì)。
下面的表I總結(jié)了與剛性業(yè)務(wù)類型和兩個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型相關(guān)的參數(shù)和性能測(cè)量。
表I 下面參照?qǐng)D2概述了在阻塞和吞吐量限制下確定彈性POL策略的輸出參數(shù)的問(wèn)題，圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的整體鏈路容量共享算法的示意流程圖。在第一步101，提供了想要的輸入?yún)?shù)，如當(dāng)前到達(dá)和離開(kāi)速率，帶寬需要以及加在業(yè)務(wù)上的限制。在步驟102，由CCOM的正確設(shè)置保證了剛性業(yè)務(wù)的GoS(呼叫阻塞)需要。特別地，我們確定保證所需阻塞概率B1max的剛性流的最小需要容量CCOMmin{CCOMB1≤B1max} (5)其中B1是彈性流的阻塞概率。例如，可以使用有名的厄蘭-B公式來(lái)基于到達(dá)和離開(kāi)速率以及用于剛性業(yè)務(wù)的峰值帶寬需求估算這樣的一個(gè)CCOM值作為輸入。除此之外，可基于厄蘭-B分析確定可接納的剛性流的最大NCOM值并且用于剛性業(yè)務(wù)的接納控制。
接著，我們必須確定在滿足想要的吞吐量和阻塞需求的同時(shí)在系統(tǒng)中同時(shí)出現(xiàn)的彈性流(NEL2、NEL3)的最大數(shù)。直觀地清楚的是如果自適應(yīng)彈性流的最大數(shù)NEL2增加，則自適應(yīng)彈性流的阻塞概率B2就減少并且吞吐量也減少。不幸地是，改變NEL2影響阻塞概率B2和非自適應(yīng)彈性流的吞吐量，并且反之亦然。
在這個(gè)特殊實(shí)施方案中，鏈路容量共享算法目的在于在吞吐量閾值限制下最小化彈性業(yè)務(wù)類型的阻塞概率。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，本發(fā)明提出迭代過(guò)程，通常由步驟103-107定義，用于調(diào)節(jié)截止參數(shù)以便不多不少，剛好滿足吞吐量閾值限制。首先，在步驟103，估計(jì)截止參數(shù)的初始值。接著，分析(步驟104)關(guān)于彈性吞吐量的系統(tǒng)性能。特別地，分析(步驟104)了由截止參數(shù)的初始值控制的系統(tǒng)中提供的吞吐量 和 ，并且與吞吐量閾值限制 和 相聯(lián)系(步驟105)。如果提供的吞吐量太低，則降低截止參數(shù)(步驟106)，增加阻塞概率并且增加吞吐量。另一方面，如果提供的吞吐量比吞吐量閾值高，則增加(步驟107)截止參數(shù)以便降低阻塞概率(以及吞吐量)。這樣，通過(guò)迭代地重復(fù)步驟104、105和106/107，阻塞概率可以減少到最小值，同時(shí)仍遵守吞吐量限制。一旦限制滿足到一個(gè)令人滿意的程度，該算法就輸出參數(shù)CCOM、(CELA)、(NCOM)、NEL2、NEL3用于控制考慮的傳輸鏈路的實(shí)際帶寬共享。
自然地，響應(yīng)改變業(yè)務(wù)條件重復(fù)步驟101至108，以便使帶寬共享靈活地適應(yīng)主要的業(yè)務(wù)情況。
通常，截止參數(shù)必須降低以滿足吞吐量限制。另一方面，因?yàn)槟康氖亲钚』瘡椥宰枞怕?，并且因?yàn)榭尚械氖菍?duì)彈性業(yè)務(wù)有阻塞概率的最壞情況保證，所以截止參數(shù)必須同時(shí)盡可能的高，并且至少高到足以滿足最壞情況阻塞限制。依賴模型參數(shù)和給定界限，情況可能是不能同時(shí)滿足所有的限制，這意味著該鏈路就GoS需要而論是過(guò)載的。
圖3是IP路由器(或ATM交換機(jī))的有關(guān)部分的示意框圖，其中實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的鏈路容量共享算法。IP路由器20與輸入鏈路和輸出鏈路相關(guān)。路由器20具有控制單元21、CAC單元22、用于剛性業(yè)務(wù)的輸出端口緩存23、用于彈性業(yè)務(wù)的輸出端口緩存24，以及輸出端口調(diào)度程序25。
控制單元21雖然不是必須地，但是優(yōu)選地以運(yùn)行在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件可以以幾乎任何一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)編寫，如C、C++、Java或甚至是特定的專有語(yǔ)言。實(shí)際上，鏈路容量算法映射到軟件程序，當(dāng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行時(shí)，其響應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)中接收的合適的業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)以及傳統(tǒng)裝置的UNC生成一組輸出控制參數(shù)C_ELA、C_COM、N_EIA、N_COM。
N_ELA、N_COM參數(shù)分別表示剛性業(yè)務(wù)和彈性業(yè)務(wù)的截止參數(shù)。在圖3的例子中，僅考慮了單一的彈性業(yè)務(wù)類型，并且因此控制單元21僅生成了一個(gè)單一的彈性業(yè)務(wù)的截止參數(shù)N_ELA。截止參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAC單元22，其基于轉(zhuǎn)發(fā)的截止參數(shù)接受或拒絕新的流。對(duì)于每個(gè)想要的新流，確定流的業(yè)務(wù)類型，以便可以基于相關(guān)截止參數(shù)進(jìn)行接納控制。屬于接受剛性流的IP分組(由N_COM限制)轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口緩存23用于輸出端口調(diào)度程序25的后續(xù)安排。按同樣的方式，屬于接受彈性流的IP分組(由N_ELA限制)轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口緩存24。
C_ELA、C_COM參數(shù)從控制單元21轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口調(diào)度程序25。輸出端口調(diào)度程序25代表輸出鏈路的帶寬，并且由C_ELA、C_COM參數(shù)確定在業(yè)務(wù)調(diào)度中使用的實(shí)際帶寬表示。在輸出端口調(diào)度程序25中，輸出鏈路的帶寬劃分為公用部分C_COM，以及僅為彈性業(yè)務(wù)保留的專用部分C_ELA。在安排IP分組時(shí)，輸出端口調(diào)度程序25可以對(duì)來(lái)自剛性流的輸出端口緩存23的IP分組僅使用通用帶寬部分C_COM。對(duì)于來(lái)自彈性流的輸出端口緩存24的IP分組，調(diào)度程序25可以使用專用帶寬部分C_ELA以及公用帶寬部分C_COM。這樣，輸出端口輸出端口調(diào)度程序25決定每時(shí)間單位和業(yè)務(wù)類型在輸出鏈路上可以發(fā)送多少個(gè)IP分組。
彈性流的吞吐量和阻塞概率測(cè)量的分析估算步驟105(圖2)中使用的吞吐量限制可以例如是平均吞吐量的限制，其中如果滿足下式，則截止參數(shù)滿足吞吐量限制E(θ~)≥θ~min,E(θ^)≥θ^min---(6)]]>其中E代表預(yù)期值。為了給這種類型的限制一個(gè)似乎合理的解釋，我們假設(shè)θ的分布在E(θ)周圍是相當(dāng)對(duì)稱的。換句話說(shuō)，θ的中值接近E(θ)。在這種情況下，彈性流獲得小于θmin帶寬的概率大約是0.5。
但是，用戶通常想要更有益的吞吐量限制，并且替代的限制要求自適應(yīng)和非自適應(yīng)流的吞吐量在預(yù)定的概率(1-ε2)和(1-ε3)時(shí)獨(dú)立于相關(guān)的業(yè)務(wù)需求(x)或占用時(shí)間(t)，分別大于 和 Pr(θ~t≥θ~min)≥(1-ϵ2),Pr(θ^x≥θ^min)≥(1-ϵ3)---(7)]]>彈性阻塞概率上的最壞情況限制可簡(jiǎn)單表示為B2≤B2max，B3≤B3max(8)為了獲得彈性吞吐量測(cè)量(步驟104)以及可能地還有截止參數(shù)給定值的彈性阻塞測(cè)量，以便能夠在給定限制下估算(步驟105)，需要確定描述剛性-彈性混合業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)的馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布。如與上述多類型模型的公式表示相關(guān)的暗示所指，研究的系統(tǒng)可以表示為連續(xù)時(shí)間馬爾可夫鏈(CTMC)，其狀態(tài)的獨(dú)特特征在于不同業(yè)務(wù)類型(n1、n2、n3)的流數(shù)。清楚的是為了獲得系統(tǒng)的性能測(cè)量，必須確定CTMC的生成器矩陣Q及其穩(wěn)態(tài)分布P＝{Pi}，其中PT·Q＝0并且∑iPi＝1。生成器矩陣的概念以及馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布被認(rèn)為對(duì)技術(shù)人員是熟知的。對(duì)于損耗網(wǎng)絡(luò)、馬爾可夫理論以及一般的隨機(jī)背分組問(wèn)題的一般介紹參見(jiàn)[8]，特別是其中第1-69頁(yè)。對(duì)于參數(shù)CCOM、NEL2、NEL3的給定值，滿足由(1-4)給出的彈性POL策略限制的三元組(n1、n2、n3)組成由S表示的系統(tǒng)的可行狀態(tài)組。狀態(tài)空間的基數(shù)(cardinality)可確定如下#S(CCOMb1+1)·(NEL2+1)·(NEL3+1)---(9)]]>因?yàn)樵谙旅娴囊饬x上僅允許“臨近狀態(tài)”之間的轉(zhuǎn)變，所以很容易認(rèn)識(shí)到生成器矩陣Q有一個(gè)很好的結(jié)構(gòu)。令qi，j表示從狀態(tài)i到狀態(tài)j的轉(zhuǎn)變速率。然后，考慮由彈性POL策略定義的系統(tǒng)中流的數(shù)量上的限制(1-4)，狀態(tài)之間的非零轉(zhuǎn)變速率是qi，ik+＝λkk＝1，2，3 (10)qi，ik-＝nk·μkk＝1，2(11)qi，i3-＝n3·r3·μ3(12)其中當(dāng)i＝(n1、n2、n3)；ik+和ik-＝(k＝1，2，3)相似定義時(shí)，i1+＝(n1+1，n2，n3)。表達(dá)式(10)表示因呼叫到達(dá)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，而(11)和(12)表示因呼叫離開(kāi)的轉(zhuǎn)變。在(12)中定義的數(shù)量表示當(dāng)系統(tǒng)在狀態(tài)i時(shí)，非自適應(yīng)流的總帶寬?；?10-12)中定義的轉(zhuǎn)變速率來(lái)構(gòu)建CTMC的生成器矩陣Q。
為說(shuō)明的目的，我們考慮一個(gè)帶有剛性類型、自適應(yīng)彈性類型和非自適應(yīng)彈性類型的小系統(tǒng)，其中鏈路容量C＝7。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)鏈路容量的劃分為n1＝1保持固定，也就是彈性流的可用帶寬是6個(gè)帶寬單位。而且，b1＝1，b2＝3并且b3＝2。彈性流的特征在于其最小可接受帶寬，這里設(shè)置為b2min＝1.8并且b3min＝0.8。截止參數(shù)設(shè)置為NEL2＝2并且NEL3＝3，如圖4的馬爾可夫鏈狀態(tài)空間圖所示導(dǎo)致12個(gè)可用的狀態(tài)。有5個(gè)(灰色)狀態(tài)其中至少一個(gè)彈性流被壓縮到由b2和b3規(guī)定的峰值帶寬之下。由有效連接(n1，n2，n3)數(shù)確定狀態(tài)。低于狀態(tài)識(shí)別符的值指示自適應(yīng)和非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)(r2，r3)的帶寬壓縮。狀態(tài)(1，2，3)是其中自適應(yīng)類型和非自適應(yīng)類型的帶寬壓縮因不同的最小帶寬需要(r2min＝0.6，r3min＝0.4)而不同的唯一的狀態(tài)。
可以使用不同數(shù)字的解來(lái)獲得所謂的多維馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布。直接的方法如高斯排除法以固定數(shù)量的操作計(jì)算解。但是，當(dāng)考慮實(shí)際有趣的情況的狀態(tài)空間大小，也就是大約為104或更高的大狀態(tài)空間時(shí)，直接方法的計(jì)算復(fù)雜性通常難以接受。因此，迭代的方法，如這里使用的雙共軛梯度方法，對(duì)于穩(wěn)態(tài)分析更可行。在參考文獻(xiàn)[9]中有雙共軛梯度方法的詳細(xì)描述。
迭代方法的計(jì)算時(shí)間依賴于如收斂速度以及每個(gè)迭代步驟的復(fù)雜度等因素。計(jì)算時(shí)間還高度依賴于初始猜測(cè)。一個(gè)好的初始猜測(cè)會(huì)顯著減少整體計(jì)算時(shí)間。為這個(gè)原因，根據(jù)本發(fā)明，采用一種啟發(fā)式直接方法來(lái)計(jì)算將應(yīng)用于迭代方法中的相當(dāng)接近的初始猜測(cè)。某些特殊的多維馬爾可夫鏈展示出一種所謂的乘積形式解，其意味著狀態(tài)(i，j)的穩(wěn)態(tài)概率可以在乘積形式中用f(i)·g(j)代替h(i，j)而被有效地確定。不幸地是，因?yàn)榉亲赃m應(yīng)彈性流帶寬(以及相應(yīng)離開(kāi)速率)的偶然減少，研究系統(tǒng)的CTMC不能展示很好的可逆性特性和乘積形式解，但是就象馬爾可夫鏈展示的乘積形式一樣計(jì)算提出的用于隨后迭代數(shù)字過(guò)程的初始猜測(cè)。換句話說(shuō)，基于馬爾可夫鏈乘積形式計(jì)算確定描述包括非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布的初始形式，并且應(yīng)用在迭代穩(wěn)態(tài)分析方法中。
利用僅非自適應(yīng)彈性流妨礙可逆性的事實(shí)，并且描述系統(tǒng)中剛性和自適應(yīng)彈性流的數(shù)量的馬爾可夫鏈?zhǔn)强赡娴?，并且從下列獲得p(n1,n2)=Σi=0NEL3p(n1,n2,i),∀(n1,n2)∈S]]>
p*(0，0)＝1 (13)p*(n1,n2)=p*(n1-1,n2)·λ1n1·μ1=p*(n1,n2-1)·λ2n2·μ2---(14)]]>p(n1,n2)=p*(n1,n2)Σ(a,b)∈Sp*(a,b)---(15)]]>其中非標(biāo)準(zhǔn)化穩(wěn)態(tài)概率的P*(n1，n2)是迭代方法的輔助變量。從剛性和自適應(yīng)流(P(n1，n2))的穩(wěn)態(tài)分布中，可以通過(guò)固定剛性流的數(shù)量(n1＝i)以及假設(shè)獲得的馬爾可夫鏈?zhǔn)强赡娴?即使不是這樣)而獲得整體穩(wěn)態(tài)行為(P(n1，n2，n3))。這個(gè)假設(shè)使我們可以按下列方法估算迭代方法的初始猜測(cè)。對(duì)于所以可能的固定值n1(n1＝i)p*(i，0，0)＝1 (16)p*(i,n2,n3)=p*(i,n2-1,n3)·λ2+p*(i,n2,n3-1)·λ3n2·μ2+n3·μ3·r3---(17)]]>p(i,n1,n2)=p*(i,n1,n2)Σa∈Sp*(i,a)Σ(a,b)∈Sp*(i,a,b)---(18)]]>換句話說(shuō)，我們將狀態(tài)按公用n1，n2參數(shù)分組，將其概率相加，以獲得一個(gè)新的2維馬爾可夫鏈。獲得的2維馬爾可夫鏈展示乘積形式，并且利用等式(13-15)計(jì)算其穩(wěn)態(tài)分布。接著，我們?cè)谑褂玫仁?16-18)定義狀態(tài)組的各個(gè)狀態(tài)之間“共享”狀態(tài)組的概率。
除了非自適應(yīng)業(yè)務(wù)類型的業(yè)務(wù)類型的穩(wěn)態(tài)分布就象系統(tǒng)中沒(méi)有非自適應(yīng)業(yè)務(wù)一樣被計(jì)算，并且然后在其他業(yè)務(wù)類型中的一個(gè)以及非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型的進(jìn)入和流出業(yè)務(wù)之間平衡的假設(shè)下計(jì)算狀態(tài)概率。在當(dāng)前例子中，就象系統(tǒng)中沒(méi)有非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)一樣計(jì)算剛性業(yè)務(wù)類型和自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型的穩(wěn)態(tài)分布，并且假設(shè)進(jìn)入和流出的自適應(yīng)和非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)是平衡的來(lái)確定狀態(tài)概率。應(yīng)該理解的是等式(13-18)可以適用于各種應(yīng)用，例如帶有幾個(gè)剛性業(yè)務(wù)類型但是僅有一個(gè)單一彈性業(yè)務(wù)類型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
還應(yīng)該理解，上述用于計(jì)算穩(wěn)態(tài)分布的初始近似值的過(guò)程通常適用于任何多維馬爾可夫鏈并且能夠適合于不同的應(yīng)用。
獲得的穩(wěn)態(tài)分布的初始近似值用于作為迭代方法的一個(gè)好的初始猜測(cè)，如基于雙共軛梯度的方法，其將初始猜測(cè)逐步改善到一個(gè)適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度。
基于CTMC的穩(wěn)態(tài)分布，呼叫阻塞概率可以計(jì)算如下B‾k=Σi∈S,ik+∉Spi,k=1,2,3---(19)]]>一旦CTMC的穩(wěn)態(tài)分布確定，自適應(yīng)和非自適應(yīng)彈性流的平均吞吐量的計(jì)算就非常簡(jiǎn)單E(θ~)=Σ(n1,n2,n3)∈Sn2p(n1,n2,n3)b2r2(n1,n2,n3)Σ(n1,n2,n3)∈Sn2p(n1,n2,n3)---(20)]]>E(θ^)=Σ(n1,n2,n3)∈Sn3p(n1,n2,n3)b3r3(n1,n2,n3)Σ(n1,n2,n3)∈Sn3p(n1,n2,n3)---(21)]]>因此，可以估算出(5)和(8)中的阻塞概率限制以及(6)中的平均吞吐量限制。
不幸地是，因?yàn)榛谏厦嫜芯康鸟R爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布， 和 的分布以及更高的矩(moment)都不能分析，所以很難檢測(cè)(7)中的吞吐量閾值限制。因此，采用一種新的分析方法?？梢曰?的分布檢測(cè)自適應(yīng)彈性流上的吞吐量閾值限制，并且基于Tx的分布可以檢測(cè)非自適應(yīng)彈性流上的吞吐量閾值限制，因?yàn)镻r(θ^x≥θ^min)=Pr(x/Tx≥θ^min)=Pr(Tx≤x/θ^min)---(22)]]>因?yàn)橛?jì)算上很難估計(jì)實(shí)際模型的Tx和 的分布，但是有有效的數(shù)字方法獲得其矩，我們通過(guò)采用如參考文獻(xiàn)[10]中公開(kāi)的以及在下列表II中總結(jié)的基于矩的分布估算方法檢測(cè)吞吐量閾值限制。在表II中，μn表示第n個(gè)矩的隨機(jī)變量X，并且公式表明X分布的上下限。表II對(duì)于任何非負(fù)的隨機(jī)變量是有效的，也就是說(shuō)我們不利用Tx和 在系統(tǒng)中被上限的事實(shí)。
表II 估算Tx和 的矩的方法是基于標(biāo)記到達(dá)系統(tǒng)的彈性流，并且仔細(xì)地檢查從這個(gè)標(biāo)記的流進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)刻直到其離開(kāi)系統(tǒng)期間可能的轉(zhuǎn)變。在標(biāo)記的流的業(yè)務(wù)期間的系統(tǒng)行為可以由一個(gè)稍微修改的馬爾可夫鏈描述。為了分析 ，考慮一個(gè)標(biāo)記的自適應(yīng)彈性流，而為了分析Tx，考慮一個(gè)標(biāo)記的非自適應(yīng)彈性流。用于估算 (或Tx)的改變的系統(tǒng)具有下列屬性·因?yàn)榧僭O(shè)系統(tǒng)中至少存在標(biāo)記的彈性流，所以我們排除n2＝0(或n3＝0)的狀態(tài)。
·對(duì)于狀態(tài)空間的每個(gè)狀態(tài)有一個(gè)相關(guān)的進(jìn)入概率，其是改變的CTMC從該狀態(tài)開(kāi)始的事件的概率。當(dāng)標(biāo)記的彈性流在狀態(tài)(n1，n2，n3)中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)，除非狀態(tài)(n1，n2，n3)恰好是標(biāo)記流的阻塞狀態(tài)，否則其將系統(tǒng)帶入狀態(tài)(n1，n2+1，n3)(或狀態(tài)((n1，n2，n3-1))。
假設(shè)標(biāo)記的彈性流一直沒(méi)有離開(kāi)在生成器B的有限狀態(tài)空間F上的系統(tǒng)，令{Z(t)，t≥0}是修改的CTMC。F可定義為
0≤n1·b1≤CCOM(23)1(或0)≤n2≤NEL2(24)0(或1)≤n3≤NEL3(25)實(shí)際上，F(xiàn)＝S\S0，其中S0是S中n2＝0(或n3＝0)的狀態(tài)。B中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變速率與Q中合適的速率密切相關(guān)bi，ik+＝λkk＝1，2，3 (26)bi，i1-＝n1·μ1(27)bi，i2-＝(n2-1)·μ2(或n2·μ2(28)bi，i3-＝n3·r3·μ3(或(n3-1)·r3·μ3) (29)通過(guò)考慮標(biāo)記的流一進(jìn)入系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)之后的系統(tǒng)狀態(tài)獲得修改后的馬爾可夫鏈P+(n1，n2，n3)的初始概率。這意味著標(biāo)記流的到達(dá)之后系統(tǒng)處于狀態(tài)(n1，n2，n3)中的概率與狀態(tài)(n1，n2-1，n3)(或(n1，n2，n3-1))的穩(wěn)態(tài)概率是成比例的。因此p2+(n1,n2,n3)=p(n1,n2-1,n3)Σi∈Fp(n1,n2,n3)---(30)]]>p3+(n1,n2,n3)=p(n1,n2,n3-1)Σi∈Fp(n1,n2,n3)---(31)]]>為了獲得 的矩，根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]在{Z(t)，t≥0}上定義了馬爾可夫報(bào)答(reward)模型。 是一個(gè)依賴于如B所描述的剛性、自適應(yīng)和非自適應(yīng)彈性流隨機(jī)到達(dá)和離開(kāi)的隨機(jī)變量。與修改的馬爾可夫鏈的狀態(tài)相關(guān)的報(bào)答速率代表該狀態(tài)中標(biāo)記的自適應(yīng)彈性流的帶寬。令ti是狀態(tài)i中的報(bào)答速率(標(biāo)記自適應(yīng)彈性流的帶寬)并且T是由ti項(xiàng)組成的對(duì)角矩陣。ti＝r2(i)·b2，其中r2(i)是狀態(tài)i中的帶寬壓縮。這樣，由修改的馬爾可夫鏈描述標(biāo)記流的業(yè)務(wù)期間系統(tǒng)中的流的動(dòng)態(tài)數(shù)量，并且由瞬時(shí)報(bào)答速率描述標(biāo)記流的瞬時(shí)帶寬。如果系統(tǒng)中有更多的流，則標(biāo)記流的帶寬向b2min減少，并且如果有更少的流，則其向b2增加。生成器矩陣B和報(bào)答矩陣T定義以間隔(0，t)累加的報(bào)答的 的量的馬爾可夫報(bào)答模型。這意味著以間隔(0，t)累積的報(bào)答表示以這個(gè)間隔通過(guò)標(biāo)記流傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量，并且 是傳輸數(shù)據(jù)數(shù)量/t。
Tx是通過(guò)標(biāo)記流傳輸x個(gè)單位數(shù)據(jù)占用的隨機(jī)時(shí)間量。通過(guò)如上所述定義馬爾可夫報(bào)答模型，間隔(0，t)中累積的報(bào)答表示通過(guò)標(biāo)記流傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的隨機(jī)量，并且因此Tx是累積x數(shù)量的報(bào)答占用的時(shí)間。這個(gè)測(cè)量通常稱作完成時(shí)間。
使用參考文獻(xiàn)[11]中提出的具有初始概率分布P2+(n1，n2，n3)和P3+(n1，n2，n3)、生成器矩陣B和報(bào)答矩陣T的數(shù)字分析方法來(lái)估算 和Tx的矩。這種數(shù)字方法適合于具有大狀態(tài)空間(-106個(gè)狀態(tài))的馬爾可夫報(bào)答模型。
鏈路容量共享算法的應(yīng)用的數(shù)字例子作為例子，考慮容量為C＝100Mbps并且支持三種不同業(yè)務(wù)類型剛性、自適應(yīng)彈性和非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型的傳輸鏈路。假設(shè)系統(tǒng)的作為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入給出和由鏈路共享算法確定的參數(shù)如下CCOM＝20Mbps，CELA＝80Mbps；b1＝1Mbps，b2＝5Mbps，b3＝3Mbps；λ1＝λ3＝12l/min；μ1＝μ2＝μ3＝1l/min；r2min＝0.05，r3min＝0.001；NCOM＝20，NEL2＝20，NEL3＝20.
在下面的表III中說(shuō)明了自適應(yīng)彈性流的到達(dá)速率λ2在最小可接受吞吐量的許多個(gè)值的相應(yīng)阻塞概率上的影響。
表III 當(dāng)自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)的最小可接受吞吐量 被賦予越來(lái)越高的值時(shí)，自適應(yīng)彈性流獲得這個(gè)吞吐量的概率就下降。自適應(yīng)彈性流到達(dá)速率的增加導(dǎo)致系統(tǒng)中有更多的自適應(yīng)彈性流，并且因此吞吐量與自適應(yīng)彈性流獲得想要的帶寬的概率一起下降。
在下面的表IV中說(shuō)明了非自適應(yīng)彈性流的到達(dá)速率λ3在最小可接受吞吐量的許多個(gè)值的相應(yīng)阻塞概率上的影響。在這種情況下，系統(tǒng)參數(shù)為C＝250Mbps；CCOM＝50Mbps，CELA＝200Mbps；b1＝1Mbps，b2＝3Mbps，b3＝5Mbps；λ1＝40l/min，λ2＝25l/min；μ1＝μ2＝μ3＝1l/min；r2min＝0.4，r3min＝0.05；NCOM＝50，NEL2＝120，NEL3＝180.
注意在這種情況下，描述在標(biāo)記非自適應(yīng)彈性流的業(yè)務(wù)期間系統(tǒng)行為的修改的馬爾可夫鏈具有1,116,951個(gè)狀態(tài)以及6,627,100個(gè)轉(zhuǎn)變。
表IV 類似于表III中說(shuō)明的影響，當(dāng)非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)的最小可接受吞吐量被賦予越來(lái)越高的值時(shí)，非自適應(yīng)彈性流獲得這個(gè)吞吐量的概率就下降。同樣，到達(dá)速率的增加導(dǎo)致非自適應(yīng)彈性流獲得想要帶寬的概率降低。
為了獲得平均吞吐量和吞吐量閾值限制的關(guān)系的印象，參見(jiàn)圖5，其說(shuō)明了作為其業(yè)務(wù)時(shí)間函數(shù)的自適應(yīng)彈性流的吞吐量的均值和方差。圖5的曲線圖與表III中考慮的系統(tǒng)在λ2＝14時(shí)有關(guān)。實(shí)線顯示平均吞吐量，而虛線顯示方差。因此可以看到對(duì)于“短”(相對(duì)于業(yè)務(wù)時(shí)間)連接，吞吐量的方差非常小，并且因此，平均吞吐量和吞吐量閾值限制有顯著的不同意義。對(duì)于“長(zhǎng)”連接，吞吐量的方差幾乎為零，并且平均吞吐量提供了自適應(yīng)彈性流可用帶寬的有意義的描述。注意隨著t趨于無(wú)窮大， 試圖接近一個(gè)確定值，穩(wěn)態(tài)吞吐量。
最后，我們研究一個(gè)如何選擇NEL2和NEL3以提供想要的QoS參數(shù)的例子。假設(shè)在劃分了鏈路容量和衡量了剛性類型的尺寸之后，系統(tǒng)參數(shù)值如下C＝100Mbps；CCOM＝20Mbps，CELA＝80Mbps；b1＝1Mbps，b2＝5Mbps，b3＝3Mbps；λ1＝12l/min，λ2＝12l/min，λ3＝12l/min；μ1＝μ2＝μ3＝1s(這里表達(dá)為平均占用時(shí)間)；b3min＝0.1Mbps；
參數(shù)NEL2和NEL3必須使彈性阻塞概率小于1％(B2＜0.01，B3＜0.01)，并且平均吞吐量參數(shù)滿足 并且 在圖6的灰色區(qū)域描述了滿足QoS需要的NEL2和NEL3的參數(shù)設(shè)置。自適應(yīng)彈性類型的阻塞概率限制是因獨(dú)立于非自適應(yīng)彈性類型負(fù)載的垂直線。非自適應(yīng)彈性類型的阻塞概率限制是水平線。由于考慮的低級(jí)整體負(fù)載，平均彈性吞吐量對(duì)給定限制后的NEL2和NEL3參數(shù)幾乎不敏感。在這個(gè)例子中，確定可接受NEL2和NEL3值的兩個(gè)帶寬限制中更嚴(yán)格的是 界限。
優(yōu)化任務(wù)的反轉(zhuǎn)新的彈性POL策略允許優(yōu)化任務(wù)的自然反轉(zhuǎn)，以便代替吞吐量限制下最小化彈性業(yè)務(wù)的阻塞概率，彈性吞吐量在阻塞概率限制下最大化。與圖2中的流程圖所示的鏈路容量共享方法類似，接收業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)(類似步驟101)，確定公共鏈路容量CCOM(類似步驟102)，并且選擇截止參數(shù)的初始值(類似步驟103)。接著，分析系統(tǒng)的性能(類似步驟104)，但是現(xiàn)在主要涉及彈性阻塞概率。特別地，分析系統(tǒng)的彈性阻塞概率并且與阻塞概率限制相關(guān)聯(lián)(類似步驟105)。如果阻塞概率太高，則增加截止參數(shù)，減低阻塞概率并且還降低吞吐量，另一方面，如果阻塞概率低于阻塞限制，則可以降低截止參數(shù)，以便阻塞概率以及吞吐量增加。這樣，利用迭代，吞吐量可以增加到最大值，同時(shí)仍滿足彈性流的阻塞限制。因?yàn)楝F(xiàn)在的目的是最大化彈性吞吐量，并且可行地是對(duì)彈性業(yè)務(wù)的吞吐量有一個(gè)最壞情況保證，所以截止參數(shù)必須盡可能的低，并且至少低到足以滿足最壞情況吞吐量限制，同時(shí)仍滿足加在彈性業(yè)務(wù)上的阻塞概率限制。
自然地，鏈路容量共享算法，不管其是適合最小化彈性阻塞還是最大化彈性吞吐量，都僅適合于彈性業(yè)務(wù)。例如，在缺少剛性業(yè)務(wù)時(shí)，CCOM減少到零，并且整個(gè)鏈路容量共享算法減少為在吞吐量/阻塞限制下確定截止參數(shù)的算術(shù)公式。而且，在單一彈性業(yè)務(wù)類型的情況下，根據(jù)上述迭代鏈路共享算法僅需確定一個(gè)單一的截止參數(shù)。
鏈路容量共享算法-ATM網(wǎng)絡(luò)例子雖然在上面參照傳送單一剛性業(yè)務(wù)類型和兩個(gè)不同的彈性業(yè)務(wù)類型的IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)描述了鏈路容量共享算法，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于此，并且該算法適合于其他類型的網(wǎng)絡(luò)以及其他業(yè)務(wù)類型。實(shí)際上，
下面概述了應(yīng)用于傳送窄帶CBR(恒定比特率)業(yè)務(wù)和寬帶CBR業(yè)務(wù)、以及ABR(可用比特率)業(yè)務(wù)的ATM網(wǎng)上的一個(gè)彈性POL算法的例子。
在這個(gè)例子中，到達(dá)傳輸鏈路的呼叫一般屬于下列三種業(yè)務(wù)類型之·類型1-窄帶CBR呼叫，特征在于其峰值帶寬需求b1，呼叫到達(dá)速率λ1以及離開(kāi)速率μ1。
·類型2-寬帶CBR呼叫，特征在于其峰值帶寬需求b2，呼叫到達(dá)速率λ2以及離開(kāi)速率μ2。
·類型3-ABR呼叫，特征在于其峰值帶寬需求b3，最小帶寬需求b3min，呼叫到達(dá)速率λ3以及理想離開(kāi)速率μ3。當(dāng)峰值帶寬在整個(gè)呼叫期間可用時(shí)經(jīng)歷理想離開(kāi)速率。
應(yīng)該指出，可以把CBR類型比作上述IP網(wǎng)絡(luò)例子的剛性業(yè)務(wù)類型，并且把ABR類型比作上述與IP網(wǎng)絡(luò)例子相聯(lián)系的非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型。在這方面，在IP網(wǎng)絡(luò)例子中用公式表示的模型的假設(shè)同樣適用于本例中。
上述彈性POL策略適合于考慮的ATM網(wǎng)絡(luò)中的CBR-ABR業(yè)務(wù)混合業(yè)務(wù)環(huán)境中。這意味著鏈路容量C劃分為兩部分，用于CBR和ABR呼叫的公共部分CCOM，以及為ABR呼叫保留的專用部分CABR，這樣C＝CCOM+CABR。在ABR呼叫中引入接納控制參數(shù)NABR，也稱作截止參數(shù)。在彈性POL策略下，分別在鏈路上進(jìn)行中的窄帶CBR寬帶CBR和ABR呼叫的數(shù)n1、n2、n3受到下列限制n1·b1+n2·b2≤CCOM(32)NABR·b3min≤CABR(33)n3≤NABR(34)在(1)中保護(hù)ABR呼叫不受CBR呼叫的影響。在(2-3)中，ABR呼叫的最大數(shù)受到兩個(gè)限制。表達(dá)式(2)保護(hù)CBR呼叫不受ABR呼叫影響，而(3)保護(hù)進(jìn)行中的ABR呼叫不受新的ABR呼叫的影響。在這種情況下，通過(guò)劃分由CCOM規(guī)定的鏈路容量，以及接納控制參數(shù)NABR，可以完全確定彈性POL策略。彈性POL策略的性能可由這些參數(shù)調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，鏈路容量共享算法的目的是以這樣的方式設(shè)置彈性POL策略的輸出參數(shù)CCOM和NABR，即最小化ABR呼叫的呼叫阻塞概率，同時(shí)能夠考慮不同類型的CBR呼叫的阻塞概率限制(GoS)以及ABR呼叫的最小吞吐量限制。因此，每個(gè)CBR類型與最大可接受呼叫阻塞概率B1max和B2max有關(guān)，并且ABR類型與最小可接受吞吐量θmin相關(guān)，其可以類似IP網(wǎng)絡(luò)例子中用于非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)的最小可接收吞吐量

被對(duì)待。
雖然ABR的阻塞概率被最小化，然而雖然不是必須的，但是通常可取的是，對(duì)ABR呼叫的呼叫阻塞概率有一個(gè)最壞情況保證，并且還將ABR類型與最大允許阻塞概率B3max相關(guān)聯(lián)。
下表V中總結(jié)了與CBR類型和ABR類型相關(guān)的參數(shù)和性能測(cè)量。
表V

下面參照?qǐng)D7概述了在上述限制下確定彈性POL策略的輸出參數(shù)的問(wèn)題，圖7是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的用于CBR-ABR混合業(yè)務(wù)環(huán)境的整體鏈路容量共享算法的示意流程圖。在第一步201，提供了想要的輸入?yún)?shù)，在步驟202，由CCOM的正確設(shè)置保證了CBR業(yè)務(wù)的GoS(呼叫阻塞)需要。特別地，我們確定保證所需阻塞概率B1max和B2max的CBR呼叫的最小需要容量CCOMmin{CCOMB1≤B1max，B2≤B2max}(35)例如，可以使用有名的厄蘭-B公式來(lái)基于到達(dá)和離開(kāi)速率以及用于CBR類型的峰值帶寬需求估算這樣的一個(gè)CCOM值作為輸入。
接著，我們必須確定在滿足想要的吞吐量和阻塞需求的同時(shí)在系統(tǒng)中同時(shí)出現(xiàn)的ABR呼叫(NABR)的最大數(shù)。
在這個(gè)特殊實(shí)施方案中，鏈路容量共享算法目的在于在最小吞吐量限制下最小化ABR呼叫的阻塞概率。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，本發(fā)明提出迭代過(guò)程，總體上由步驟203-207定義，用于調(diào)節(jié)截止參數(shù)以便不多不少，剛好滿足吞吐量閾值限制。首先，在步驟203，估計(jì)截止參數(shù)的初始值。接著，分析(步驟204)關(guān)于ABR吞吐量的系統(tǒng)性能，并且與吞吐量閾值限制相聯(lián)系(步驟205)。如果ABR吞吐量太低，則降低截止參數(shù)(步驟206)，增加阻塞概率并且增加吞吐量。另一方面，如果ABR吞吐量比吞吐量閾值高，則增加(步驟207)截止參數(shù)以便降低阻塞概率(以及吞吐量)。這樣，通過(guò)迭代地重復(fù)步驟204、205和206/207，ABR阻塞概率可以減少到最小值，同時(shí)仍符合吞吐量限制。
優(yōu)選地，或多或少以與上述IP網(wǎng)絡(luò)例子相聯(lián)系的同樣的方式分析了性能測(cè)量、ABR吞吐量并且可能還有ABR阻塞。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這意味著確定描述CBR-ABR混合環(huán)境的動(dòng)態(tài)和行為的馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布，以及基于確定的分布計(jì)算阻塞和吞吐量測(cè)量。應(yīng)該指出，這里利用參考文獻(xiàn)[11]中提到的數(shù)字方法并且應(yīng)用馬爾可夫不等式基于描述CBR-ABR混合環(huán)境的馬爾可夫鏈的瞬變檢查這里的吞吐量閾值限制，類似表達(dá)式(7)。
當(dāng)然可以按用于解釋上述IP網(wǎng)絡(luò)例子基本相同的方式為ATM網(wǎng)絡(luò)例子反轉(zhuǎn)優(yōu)化任務(wù)。鏈路容量共享算法應(yīng)用的數(shù)字例子作為例子，考慮容量為C＝155Mbps并且支持三種不同的業(yè)務(wù)類型的ATM傳輸鏈路兩種CBR類型和一種ABR類型，如上所述。這個(gè)ATM傳輸鏈路系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)是b1(n-CBR)＝3Mbps，b2(w-CBR)＝6Mbps，b3(ABR)＝10Mbps；λ1＝6l/s，λ2＝3l/s，λ3＝12l/s；μ1＝μ2＝μ3＝1l/min；r2min＝0.05，r3min＝0.001；NCOM＝50.
而且，要求窄帶和寬帶CBR呼叫的阻塞概率分別小于B1max＝2％和B2max＝4％。因此提供這些阻塞概率必須的CCOM的最小帶寬必然是60Mbps，留給ABR呼叫的是CABR＝95Mbps。
為檢驗(yàn)ABR業(yè)務(wù)的吞吐量和阻塞概率之間的折衷，參照下表VI，其說(shuō)明了對(duì)于不同NABR值的ABR業(yè)務(wù)類型的平均吞吐量E(θ)以及阻塞概率B3。
表VI

從表VI中，吞吐量和阻塞之間的折衷是顯而易見(jiàn)的；高阻塞率＝高吞吐量，并且低阻塞率＝低吞吐量。在根據(jù)本發(fā)明的彈性POL策略中，可以利用NABR折衷參數(shù)方便地控制這個(gè)折衷，正如從表VI中看到的。例如，當(dāng)平均吞吐量上的限制θmin設(shè)置為2.2Mbps時(shí)，同時(shí)有效的ABR呼叫的最大數(shù)(NABR)限制為100。
在模擬中，觀察到彈性POL策略在阻塞概率和ABR吞吐量方面都優(yōu)于所有負(fù)載下的眾所周知的完全分區(qū)(CP)策略。這部分是因?yàn)镻OL策略允許ABR呼叫使用CBR呼叫目前不用的CCOM部分的任何帶寬的事實(shí)。
最后，為檢驗(yàn)CCOM參數(shù)對(duì)ABR業(yè)務(wù)的阻塞概率和平均吞吐量的影響，參見(jiàn)下面的表VII。
表VII

CCOM參數(shù)提供一種控制一方面在CBR阻塞概率之間，另一方面ABR阻塞概率和吞吐量之間折衷的方式。從表VII可以看出，在降低CBR阻塞概率的代價(jià)下，ABR吞吐量(增加)和ABR阻塞(下降)都得到了改善。
理解前面的描述的目的是作為理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)很重要。上述實(shí)施方案僅給出了例子，應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于此。符合這里要求權(quán)利保護(hù)的和公開(kāi)的基本原則的更多修改、變化和完善都在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。
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權(quán)利要求
1.一種用于在網(wǎng)絡(luò)(10)中共享鏈路容量的方法，其特征在于所述方法包括步驟接收(101；201)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)；基于至少部分所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)而將所述鏈路容量劃分為對(duì)彈性業(yè)務(wù)和非彈性業(yè)務(wù)公用的第一部分(CCOM)以及專用于彈性業(yè)務(wù)的第二部分(CELA；CABR)；以及基于所述鏈路容量劃分以及至少部分所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)來(lái)確定(103-108；203-208)至少一個(gè)所述彈性業(yè)務(wù)的接納控制參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述方法還包括基于所述確定的一個(gè)或多個(gè)接納控制參數(shù)來(lái)對(duì)彈性業(yè)務(wù)流使用接納控制的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述劃分步驟包括步驟在對(duì)所述非彈性業(yè)務(wù)給定至少一個(gè)最大允許阻塞概率的情況下，確定(102；202)與非彈性業(yè)務(wù)相關(guān)的所述公用部分的最小需要容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述確定至少一個(gè)接納控制參數(shù)的步驟包括步驟基于加在所述彈性業(yè)務(wù)上的至少一個(gè)呼叫層限制來(lái)確定可接納的彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)(NEL2，NEL3，NABR)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)的步驟是基于彈性業(yè)務(wù)的呼叫層模型，并且所述呼叫層的一個(gè)或多個(gè)限制與所述彈性業(yè)務(wù)的吞吐量和阻塞概率中的至少一個(gè)有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)的步驟包括步驟確定(103；203)所述網(wǎng)絡(luò)的鏈路上可接納彈性業(yè)務(wù)流數(shù)量的初始值；迭代地執(zhí)行以下步驟i)基于可接納的彈性業(yè)務(wù)流數(shù)量的初始/當(dāng)前值來(lái)估算(105；205)加在所述彈性業(yè)務(wù)上的一個(gè)或多個(gè)吞吐量/阻塞限制；以及ii)基于所述估算來(lái)調(diào)整可接納彈性業(yè)務(wù)流的所述數(shù)量；以及當(dāng)滿足所述限制時(shí)，終止所述迭代過(guò)程并且提取(108；208)所述可接納彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述基于所述估算來(lái)調(diào)整可接納彈性業(yè)務(wù)流的所述數(shù)量的步驟包括步驟如果與所述彈性業(yè)務(wù)流相關(guān)的值低于由所述一個(gè)或多個(gè)吞吐量/阻塞限制給定的預(yù)定閾值，則減少(106；206)所述可接納彈性業(yè)務(wù)流的數(shù)量；以及如果與所述吞吐量相關(guān)值高于所述閾值，則增加(107；207)所述可接納彈性業(yè)務(wù)流的數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于確定可接納的彈性連接的所述最大數(shù)的所述步驟是基于在對(duì)于進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)吞吐量閾值限制下最小化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接相關(guān)的所請(qǐng)求彈性業(yè)務(wù)連接的阻塞概率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于在至少一個(gè)吞吐量閾值限制下彈性業(yè)務(wù)的阻塞概率的所述最小化也是在彈性業(yè)務(wù)的最大允許阻塞概率的至少一個(gè)給定限制下執(zhí)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)的步驟是基于在對(duì)所請(qǐng)求彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)阻塞概率限制下最大化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接數(shù)有關(guān)的彈性業(yè)務(wù)吞吐量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述彈性業(yè)務(wù)包括許多彈性業(yè)務(wù)類型，并且所述確定至少一個(gè)可接納控制參數(shù)的步驟包括對(duì)于每個(gè)所述彈性業(yè)務(wù)類型基于加在彈性業(yè)務(wù)類型上的各個(gè)吞吐量/阻塞概率限制來(lái)確定可接納彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)包括至少所述鏈路容量，至少一個(gè)非彈性業(yè)務(wù)的阻塞概率限制，以及至少一個(gè)彈性業(yè)務(wù)的吞吐量/阻塞限制。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)還包括非彈性和彈性業(yè)務(wù)的到達(dá)和離開(kāi)速率以及峰值帶寬需求，以及彈性業(yè)務(wù)的最小帶寬需求。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述彈性業(yè)務(wù)包括下列中的至少一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)流，IP網(wǎng)絡(luò)的非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)流，以及ATM網(wǎng)絡(luò)的可用比特率(ABR)流。
15.一種用于在網(wǎng)絡(luò)(10)的不同業(yè)務(wù)類型之間和內(nèi)部分配鏈路帶寬的方法，其中所述業(yè)務(wù)類型包括至少一個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型，其特征在于所述方法包括步驟將所述鏈路帶寬劃分為對(duì)所有業(yè)務(wù)類型公用的第一部分(CCOM)，以及專用于所述一個(gè)或多個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型連接的第二部分(CELA；CABR)；以及基于加在所述一個(gè)或多個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型連接上的至少一個(gè)吞吐量/阻塞限制下的鏈路帶寬利用而將所述鏈路帶寬的所述第二專用部分(CELA；CABR)分配給所述一個(gè)或多個(gè)彈性業(yè)務(wù)的連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述方法還包括步驟在為所述非彈性業(yè)務(wù)連接給定至少一個(gè)最大允許阻塞概率的情況下，為非彈性業(yè)務(wù)類型的連接分配所述公用部分的最小需要帶寬。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述方法還包括步驟(103-108；203-208)基于所述一個(gè)或多個(gè)吞吐量/阻塞限制來(lái)確定鏈路上可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)(NEL2；NEL3；NABR)，其中為所述彈性業(yè)務(wù)類型連接分配帶寬的所述步驟是基于所述可接納彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)的步驟是基于在對(duì)于進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)吞吐量閾值限制下，最小化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接相關(guān)的彈性業(yè)務(wù)連接的阻塞概率。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)的步驟是基于在對(duì)請(qǐng)求的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)阻塞概率限制下，最大化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接數(shù)有關(guān)的進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的吞吐量。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)的步驟包括步驟確定(103；203)所述鏈路上可接納彈性業(yè)務(wù)連接數(shù)量的初始值；迭代地執(zhí)行以下步驟i)基于所述鏈路上可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的數(shù)量的初始/當(dāng)前值來(lái)確定(104；204)吞吐量/阻塞概率測(cè)量；ii)基于確定的吞吐量/阻塞測(cè)量來(lái)估算(105；205)加在所述彈性業(yè)務(wù)上的一個(gè)或多個(gè)吞吐量/阻塞限制；以及iii)基于所述估算來(lái)調(diào)整(106/107；206/207)可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述數(shù)量；以及當(dāng)實(shí)際上滿足所述一個(gè)或多個(gè)限制時(shí)，終止所述迭代過(guò)程并且提取(108；208)可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)。
21.一種用于在網(wǎng)絡(luò)(10)的彈性業(yè)務(wù)連接之間共享鏈路容量的電子實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述方法包括步驟接收(101；201)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)；基于所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)來(lái)確定(103-108；203-208)可接納彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)(NEL2；NEL3；NABR)，所述接入?yún)?shù)包括至少一個(gè)加在所述彈性業(yè)務(wù)上的吞吐量/阻塞限制；在所述網(wǎng)絡(luò)的鏈路上接收彈性業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求；以及基于可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述確定的最大數(shù)來(lái)對(duì)所述請(qǐng)求的彈性業(yè)務(wù)連接使用接納控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性連接的最大數(shù)的步驟是基于在對(duì)于進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)吞吐量閾值限制下，最小化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接相關(guān)的請(qǐng)求的彈性業(yè)務(wù)連接的阻塞概率。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性連接的最大數(shù)的步驟是基于在對(duì)請(qǐng)求的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)阻塞概率限制下，最大化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接數(shù)有關(guān)的進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的吞吐量。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述確定可接納的彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)的步驟包括步驟初始地確定(103；203)所述鏈路上可接納彈性業(yè)務(wù)連接的數(shù)量；迭代地執(zhí)行以下步驟i)基于所述鏈路上可接納彈性業(yè)務(wù)連接的當(dāng)前數(shù)量來(lái)估算(105；205)加在所述彈性業(yè)務(wù)上的吞吐量/阻塞限制；以及ii)基于所述估算來(lái)調(diào)整(106/107；206/207)可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述數(shù)量；以及當(dāng)滿足所述一個(gè)或多個(gè)限制時(shí)，終止所述迭代過(guò)程并且提取(108；208)可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于基于所述估算來(lái)調(diào)整可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述數(shù)量的所述步驟包括步驟依賴吞吐量/阻塞測(cè)量和所述吞吐量/阻塞限制之間的關(guān)系，來(lái)選擇地減少(106；206)或增加(107；207)可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述數(shù)量。
26.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述彈性業(yè)務(wù)包括許多彈性業(yè)務(wù)類型；在所述鏈路上確定可接納彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)的所述步驟包括步驟對(duì)于每個(gè)所述彈性業(yè)務(wù)類型，基于加在所討論的彈性業(yè)務(wù)類型上的各自的吞吐量/阻塞概率限制來(lái)確定可接納彈性業(yè)務(wù)流的業(yè)務(wù)類型特定最大數(shù)(NEL2，NEL3)；以及所述方法還包括步驟為每個(gè)所述請(qǐng)求的連接來(lái)確定相關(guān)業(yè)務(wù)類型；以及基于可接納彈性連接的相應(yīng)業(yè)務(wù)類型特定最大數(shù)來(lái)控制每個(gè)請(qǐng)求的連接的接納。
27.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)包括鏈路容量、到達(dá)和離開(kāi)速率、彈性業(yè)務(wù)的峰值帶寬和最小帶寬需求以及加在所述彈性業(yè)務(wù)上的至少一個(gè)吞吐量/阻塞限制。
28.一種用于網(wǎng)絡(luò)(10)中共享鏈路容量的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括用于接收網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)的裝置；用于基于至少部分所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)而將所述鏈路容量劃分為彈性業(yè)務(wù)和非彈性業(yè)務(wù)公用的第一部分和彈性業(yè)務(wù)專用的第二部分的裝置(21；21，25)；以及基于鏈路容量的所述劃分以及至少部分所述網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)而為所述彈性業(yè)務(wù)確定至少一個(gè)接納控制參數(shù)的裝置(21)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括用于基于所述確定的接納控制參數(shù)來(lái)對(duì)彈性業(yè)務(wù)流進(jìn)行接納控制的裝置(22)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征在于所述劃分裝置包括用于在對(duì)所述非彈性業(yè)務(wù)給定至少一個(gè)最大允許阻塞概率的情況下，確定與非彈性業(yè)務(wù)相關(guān)的所述公用部分的最小需要容量的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征在于用于確定至少一個(gè)接納控制參數(shù)的所述裝置包括用于基于加在所述彈性業(yè)務(wù)上的至少一個(gè)吞吐量/阻塞限制來(lái)確定可接納的彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)的裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的設(shè)備，其特征在于用于確定可接納彈性業(yè)務(wù)流最大數(shù)的所述裝置配置為初始地確定所述網(wǎng)絡(luò)中鏈路上可接納彈性業(yè)務(wù)流的數(shù)量；基于可接納彈性業(yè)務(wù)流的當(dāng)前數(shù)量來(lái)迭代地估算加在所述彈性業(yè)務(wù)上的所述一個(gè)或多個(gè)吞吐量/阻塞限制，并且基于所述估算來(lái)調(diào)整可接納彈性業(yè)務(wù)流的所述數(shù)量；以及當(dāng)滿足所述一個(gè)或多個(gè)限制時(shí)，終止所述迭代過(guò)程并且提取可接納彈性業(yè)務(wù)流的所述最大數(shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的設(shè)備，其特征在于用于確定可接納彈性業(yè)務(wù)流最大數(shù)的所述裝置配置為在對(duì)進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)吞吐量-閾值限制下，基于最小化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)相關(guān)的所請(qǐng)求彈性業(yè)務(wù)連接的阻塞概率來(lái)確定所述最大數(shù)量。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的設(shè)備，其特征在于用于確定可接納彈性業(yè)務(wù)流最大數(shù)的所述裝置配置為在對(duì)彈性業(yè)務(wù)的至少一個(gè)阻塞概率限制下，基于最大化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)相關(guān)的彈性業(yè)務(wù)吞吐量來(lái)確定所述最大數(shù)量。
35.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征在于所述接收裝置接收包括所述鏈路容量、到達(dá)和離開(kāi)速率以及非彈性以及彈性業(yè)務(wù)的峰值帶寬需求、彈性業(yè)務(wù)的最小帶寬需求、對(duì)非彈性業(yè)務(wù)的至少一個(gè)阻塞概率限制、以及對(duì)彈性業(yè)務(wù)的至少一個(gè)吞吐量/阻塞限制的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，其特征在于所述彈性業(yè)務(wù)包括下列中的至少一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)流、IP網(wǎng)絡(luò)的非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)流、以及ATM網(wǎng)絡(luò)的可用比特率(ABR)流。
37.一種用于在網(wǎng)絡(luò)(10)的不同業(yè)務(wù)類型之間和內(nèi)部分配鏈路帶寬的電子系統(tǒng)，所述不同業(yè)務(wù)類型中至少有一個(gè)是彈性業(yè)務(wù)類型，其特征在于所述電子系統(tǒng)包括處理器(21)，其被配置為將所述鏈路帶寬劃分為對(duì)所有業(yè)務(wù)類型公用的第一部分，以及專用于所述一個(gè)或多個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型連接的第二部分；以及基于在加在所述一個(gè)或多個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型的連接上的至少一個(gè)吞吐量/阻塞限制下的鏈路帶寬利用來(lái)將所述鏈路帶寬的所述第二專用部分分配給所述一個(gè)或多個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型的連接。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)配置為在給定所述非彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)最大運(yùn)行阻塞概率的情況下，為非彈性業(yè)務(wù)類型的連接分配所述公用部分的最小需要帶寬。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)還配置為基于所述吞吐量/阻塞限制來(lái)確定鏈路上可接納彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)，以及基于所述鏈路帶寬的專用部分和可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)來(lái)為所述彈性業(yè)務(wù)連接分配帶寬。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)還配置為在對(duì)進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)吞吐量-閾值限制下，基于最小化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接的數(shù)量相關(guān)的彈性業(yè)務(wù)連接的阻塞概率來(lái)確定可接納彈性連接的所述最大數(shù)量。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)還配置為在對(duì)彈性業(yè)務(wù)的至少一個(gè)阻塞概率限制下，基于最大化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接的數(shù)量相關(guān)的彈性業(yè)務(wù)連接的吞吐量來(lái)確定可接納彈性連接的所述最大數(shù)量。
42.一種用于在網(wǎng)絡(luò)(10)中的彈性業(yè)務(wù)連接之間共享鏈路容量的電子系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括一個(gè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)輸入?yún)?shù)進(jìn)行響應(yīng)的處理器(21)并且配置為基于加在所述彈性業(yè)務(wù)上的至少一個(gè)吞吐量/阻塞限制來(lái)確定可接納彈性業(yè)務(wù)連接的最大數(shù)；接收彈性業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求；以及基于可接納彈性業(yè)務(wù)流的所述確定的最大數(shù)來(lái)對(duì)所述請(qǐng)求的彈性業(yè)務(wù)連接進(jìn)行接納控制。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)還配置為在所述一個(gè)或多個(gè)吞吐量/阻塞限制下，基于迭代地改善鏈路帶寬利用來(lái)確定可接納彈性連接的所述最大數(shù)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)還配置為在對(duì)進(jìn)行中的彈性業(yè)務(wù)連接的至少一個(gè)吞吐量-閾值限制下，基于最小化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)相關(guān)的所請(qǐng)求的彈性業(yè)務(wù)連接的阻塞概率來(lái)確定可接納彈性連接的所述最大數(shù)量。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的電子系統(tǒng)，其特征在于所述處理器(21)還配置為在對(duì)彈性業(yè)務(wù)的至少一個(gè)阻塞概率限制下，基于最大化與可接納彈性業(yè)務(wù)連接的所述最大數(shù)相關(guān)的彈性業(yè)務(wù)吞吐量來(lái)確定可接納彈性連接的所述最大數(shù)量。
46.一種在能夠進(jìn)行接納控制的IP網(wǎng)(10)中用于鏈路帶寬共享的方法，其特征在于所述方法包括步驟應(yīng)用(101-108)傳送n個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型的呼叫層模型，其中n是等于或大于1的一個(gè)整數(shù)，來(lái)為吞吐量-阻塞最優(yōu)化量定鏈路帶寬共享，其中所述呼叫層模型由下述內(nèi)容定義具有一個(gè)預(yù)定的帶寬容量C的所述鏈路；并且對(duì)于所述n個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型的每一個(gè)，彈性業(yè)務(wù)建模為i)具有峰值帶寬需求和最小帶寬需求；ii)在所述峰值和最小帶寬需求中占用最大可能的帶寬；以及iii)與至少一個(gè)最小可接受吞吐量和最大可接受阻塞概率相關(guān)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其特征在于對(duì)于所述n個(gè)業(yè)務(wù)類型中的每一個(gè)，彈性業(yè)務(wù)還建模為iv)根據(jù)泊松過(guò)程動(dòng)態(tài)到達(dá)并且與到達(dá)速率和離開(kāi)速率相關(guān)；v)在彈性流中比例相等地共享彈性業(yè)務(wù)類型可用的帶寬；以及vi)與最小占用時(shí)間相關(guān)。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其特征在于所述n個(gè)彈性業(yè)務(wù)類型包括用于自適應(yīng)彈性流的第一業(yè)務(wù)類型，以及用于非自適應(yīng)彈性流的第二業(yè)務(wù)類型。
49.一種方法，用于確定描述傳送包括非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型的許多業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)鏈路動(dòng)態(tài)的馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布，其特征在于所述方法包括步驟確定所述鏈路的鏈路容量共享策略；根據(jù)由所述鏈路共享策略施加的限制來(lái)為所述業(yè)務(wù)類型的有效連接數(shù)確定具有一組可能狀態(tài)的多維馬爾可夫鏈；基于馬爾可夫鏈乘積形式計(jì)算來(lái)計(jì)算所述馬爾可夫鏈的穩(wěn)態(tài)分布的一個(gè)初始近似值；以及從穩(wěn)態(tài)分布的所述初始近似值開(kāi)始迭代地確定穩(wěn)態(tài)分布。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其特征在于所述計(jì)算穩(wěn)態(tài)分布的初始近似值的步驟包括步驟就象系統(tǒng)中沒(méi)有非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)一樣地確定除所述非自適應(yīng)業(yè)務(wù)類型之外的業(yè)務(wù)類型的穩(wěn)態(tài)分布；以及假設(shè)所述其他業(yè)務(wù)類型中一個(gè)和所述非自適應(yīng)彈性業(yè)務(wù)類型的進(jìn)入和流出業(yè)務(wù)平衡的情況下確定狀態(tài)概率。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其特征在于所述迭代地確定穩(wěn)態(tài)分布的步驟是基于雙共軛梯度方法的。
52.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其特征在于基于從所述迭代確定得出的穩(wěn)態(tài)分布來(lái)計(jì)算所述業(yè)務(wù)類型的阻塞概率。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在剛性－彈性混合業(yè)務(wù)環(huán)境中共享鏈路帶寬的有效策略,以及用于在彈性業(yè)務(wù)流中共享帶寬的策略。根據(jù)本發(fā)明的思想是通過(guò)將鏈路帶寬劃分為彈性和剛性業(yè)務(wù)公用的第一部分(C－COM)和彈性業(yè)務(wù)專用的第二部分(C－ELA)而在剛性和彈性業(yè)務(wù)之間共享鏈路帶寬。接著,確定彈性業(yè)務(wù)的一個(gè)或多個(gè)接納控制參數(shù)(N－ELA),以便限制鏈路上同時(shí)出現(xiàn)的彈性業(yè)務(wù)流的數(shù)量。特別地,通過(guò)用公式表示彈性業(yè)務(wù)的一個(gè)呼叫層模型并且基于與吞吐量和/或阻塞相關(guān)的彈性業(yè)務(wù)的呼叫層限制來(lái)確定可接納彈性業(yè)務(wù)流的最大數(shù)(N－ELA),可以充分考慮彈性業(yè)務(wù)的所謂的吞吐量－阻塞折衷。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1379940SQ0081426
公開(kāi)日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月14日
發(fā)明者G·福多爾, M·特勒克, S·拉茨 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司