專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)中對于不同業(yè)務(wù)類別的靈活許可控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及許可控制的方法，尤其涉及但非專用于具有由差分業(yè)務(wù)(differentiated service)機(jī)制所提供的服務(wù)質(zhì)量的分組交換網(wǎng)絡(luò)中的許可控制和調(diào)度加權(quán)管理。
背景技術(shù)：
很多接入網(wǎng)中的最后一英里包括例如租用鏈路的窄帶鏈路。差分業(yè)務(wù)(DiffServ)有助于以最為有效的方式來利用這些鏈路。差分業(yè)務(wù)為因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供差分業(yè)務(wù)類別以支持各種類型的應(yīng)用和特定商業(yè)需求。其他的解決方案趨于不可伸縮。
差分業(yè)務(wù)在例如的1998年12月S.Black，D.Black，M.Carlson，E.Davis，Z.Wang和W.Weiss的“An Architecture for DifferentiatedServices”，請求注解2475(IETF因特網(wǎng)工程任務(wù)組文件)，中描述，其在此引入作為參考。差分業(yè)務(wù)通過服務(wù)級協(xié)議(SLA)來管理。如果這些網(wǎng)絡(luò)不具有如在此引入作為參考的2000年3月在以色列特拉維夫舉行的IEEE信息大會2000，pp.1233-1242，L.Breslau，S.Jamin和S.Shenker的“Comments on the Performance ofMeasurement-based Admission Control Algorithms”中所討論的動態(tài)許可控制的話，窄帶接入網(wǎng)就可能嚴(yán)重?fù)砣?根本沒有許可控制)或者未被充分利用(過于嚴(yán)格的基于參數(shù)的許可控制)。
在基于差分業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中的許可控制可以利用帶寬經(jīng)紀(jì)人(bandwidth brokers)完成(參見例如1999年7月K.Nichols，V.Jacobson(思科系統(tǒng))和L.Zhang(UCLA)的“A Two-bit DifferentiatedServices Arthitecture for the Intrnet”請求注解RFC 2638(IETF文件)，或參見在此引入作為參考的1998年8月盧雷亞技術(shù)學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)與電機(jī)工程系的計(jì)算機(jī)通信部博士論文，Schelén的“Quality ofService Agents in the Computer Science and ElectricalEngineering”)，其在此引入作為參考。
在IETF RFC 2638中，Nichols等人引入了具有特定域中所有資源信息的帶寬經(jīng)紀(jì)人代理的概念。可以在許可控制判定中咨詢帶寬經(jīng)紀(jì)人。除RFC 2638之外，在此引入作為參考的Qbone帶寬經(jīng)紀(jì)人咨詢理事會主頁(Qbone帶寬經(jīng)紀(jì)人咨詢理事會主頁，2003年6月)提供了帶寬經(jīng)紀(jì)人方面的信息。
O.Schelén在他的論文中介紹了用于帶寬經(jīng)紀(jì)人的許可控制方案，其中客戶端可通過服務(wù)質(zhì)量(即帶寬經(jīng)紀(jì)人)代理在任何兩點(diǎn)之間做出預(yù)約。每個(gè)路由域具有其自身的、維護(hù)在其路由域中的每條鏈路之上有關(guān)預(yù)約資源的信息的服務(wù)質(zhì)量代理。帶寬經(jīng)紀(jì)人通過監(jiān)聽OSPF，開放式最短路徑優(yōu)先路由協(xié)議，消息而得知域的拓?fù)洹?參見J.T.Moy的OSPF因特網(wǎng)路由協(xié)議分析，第三次印刷，Addison-Wesley，Reading，MA，1998，ISBN 0-201-63472-4，其在此引入作為參考)，而鏈路帶寬通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)獲得。從不同的源到相同目的地的預(yù)約被聚集作為指向該目的地的它們路徑的合并。帶寬經(jīng)紀(jì)人負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)邊緣上設(shè)置監(jiān)視點(diǎn)。
由于Schelén設(shè)計(jì)其方案用于支持在先的預(yù)約，選擇了基于參數(shù)的許可控制(PBAC)而非基于測量的許可控制。此外，PBAC提供了非?？释摂M租用線路的硬保證。在如今的差分業(yè)務(wù)框架中，例如，虛擬租用線路可能意味著如在此引入作為參考的2002年三月，B.Davie，A.Charny，J.C.R.Bennett，K.Benson，J.Y.Le Boudec，W.Courtney，S.Davari，V.Firoiu和D.Stiliadis的“An ExpeditedForwarding PHB”請求注解3246(已廢棄的RCF 2598)-以及IETF文件中所描述的加速轉(zhuǎn)發(fā)(EF)聚集。
在諾基亞的IP RAN(因特網(wǎng)協(xié)議無線電接入網(wǎng))中，ITRM(IP傳輸資源管理器)通過提供有關(guān)該傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)載水平的信息(帶寬限制)而支持CAC(連接許可控制)。當(dāng)前的ITRM SFS系統(tǒng)特征規(guī)范CAC算法保證了用于實(shí)時(shí)(RT)無線電接入承載(RAB)的帶寬。這些RT RAB屬于會話或流式3G(所謂的第三代)業(yè)務(wù)類別。在IPRAN中，會話Iu和所有Iur的業(yè)務(wù)被映射到EF，而流式Iu業(yè)務(wù)被映射到AF4。
在ITRM SFS中，假定AF4調(diào)度加權(quán)以“嚴(yán)格優(yōu)先級-方式”配置。這意味著AF4的調(diào)度加權(quán)比其它AF加權(quán)的比值接近0.99∶0.01。與當(dāng)前的ITRM SFS CAC算法一起，這將確保用于會話和流式業(yè)務(wù)類別的帶寬保證。然而，一些隸屬于3G交互業(yè)務(wù)類別的非實(shí)時(shí)(NRT)連接(映射到AF3、AF2和AF1)可能會反過來受到由“類似嚴(yán)格優(yōu)先級”的AF4加權(quán)引發(fā)的延遲和抖動的影響。
在2002年7-8月美國波士頓SPIE ITCom 2002會議論文集，J.Lakkakorpi的“Simple Measurement-Based Admission Control forDiffserv Access Networks”一文中提及了不要求“類似嚴(yán)格優(yōu)先級”AF4加權(quán)的CAC算法(用于帶寬經(jīng)紀(jì)人)。
加速傳發(fā)EF是一種每一跳行為PHB。PHB是差分業(yè)務(wù)架構(gòu)中的基本構(gòu)建塊。EF意圖通過確保EF聚集以一定的配置速率被服務(wù)而為低延遲、低抖動和低損耗服務(wù)提供構(gòu)建塊。由此EF就是在給定輸出接口上EF業(yè)務(wù)被服務(wù)的速率，因而EF應(yīng)當(dāng)是至少超過適當(dāng)定義的時(shí)間間隔的所配置的速率R，而與到那個(gè)接口的非EF業(yè)務(wù)的所提供的負(fù)載無關(guān)。
確保轉(zhuǎn)發(fā)AF PHB在四個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)發(fā)的AF類中提供IP分組的發(fā)送。在每個(gè)AF類內(nèi)，IP分組可以被分配三個(gè)不同等級的丟棄優(yōu)先次序中的一個(gè)。確保轉(zhuǎn)發(fā)(AF)PHB組是一種用于提供商差分業(yè)務(wù)域，以便為從客戶差分業(yè)務(wù)域接收的IP分組提供不同等級的轉(zhuǎn)發(fā)保證的方法。定義了四個(gè)AF類，其中每個(gè)AF類在每個(gè)差分業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中被分配了一定數(shù)量的轉(zhuǎn)發(fā)資源(緩存空間和帶寬)。希望使用由AF PHB組所提供服務(wù)的IP分組根據(jù)客戶所預(yù)約的服務(wù)，通過客戶或提供商差分業(yè)務(wù)域被分配到一個(gè)或多個(gè)這些AF類中。
在每個(gè)AF類中，IP分組使用三個(gè)可能的丟棄優(yōu)先次序值中的一個(gè)進(jìn)行標(biāo)記(再次通過差分業(yè)務(wù)域的客戶或提供商)。在擁塞的情況下，分組的丟棄優(yōu)先次序決定AF類內(nèi)部的分組的相對重要性。
擁塞的差分業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)試圖通過優(yōu)選地丟棄具有更高丟棄優(yōu)先次序值的分組，保護(hù)具有更低丟棄優(yōu)先次序值的分組不被丟棄。
在差分業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中，IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)保證級別就依賴于(1)有多少轉(zhuǎn)發(fā)資源已經(jīng)被分配給該分組隸屬的AF類，(2)AF類和在該類內(nèi)部有擁塞的情況下的當(dāng)前負(fù)載是多少，(3)該分組的丟棄優(yōu)先次序是什么。
例如，如果提供商差分業(yè)務(wù)域入口的業(yè)務(wù)調(diào)節(jié)活動確認(rèn)該差分業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中的AF類僅適度地由具有最低丟棄優(yōu)先次序值的分組加載，并且沒有被具有兩個(gè)最低丟棄優(yōu)先次序值的分組過載的話，那么該AF類就可以為預(yù)約簡表內(nèi)的分組提供高級別的轉(zhuǎn)發(fā)保證(即，以最低的丟棄優(yōu)先次序值標(biāo)記)，并給超出的業(yè)務(wù)提供多至兩個(gè)的更低級別的轉(zhuǎn)發(fā)保證。
已知的方案存在有問題。首先是存在有關(guān)正常的(相對于類似嚴(yán)格優(yōu)先級)調(diào)度加權(quán)使用的問題，其次是突發(fā)連接到達(dá)的問題。
特別是，嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度的使用偏好于流式類(AF4)。副作用就是交互類(類似于AF3中)將看到較長的傳輸延遲。這不是很好，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候交互類(如游戲)會從較低的延遲中受益，而流式類在延遲上并不具有如此嚴(yán)格的要求。對于嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度的原因是利用優(yōu)先級，流式類可以獲得足夠的帶寬BW以處理所需要的高吞吐量。然而通過調(diào)度的BW分配也與更高優(yōu)先級類的更低延遲聯(lián)合。
應(yīng)當(dāng)注意的是，目標(biāo)定于AF3的服務(wù)可能不比AF4類中的流克服更長的延遲。由此如果延遲預(yù)算不夠充分的話(也許是因?yàn)閭鬏斁W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì))則該延遲對于AF3應(yīng)當(dāng)更短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是解決一個(gè)或更多上述提及的問題。
本發(fā)明的各方面可以從所附權(quán)利要求書得到了解到。


為了更好的理解本發(fā)明以及本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在將通過例子的方式參考附圖，其中圖1示出了帶寬經(jīng)紀(jì)人、其他CAC代理以及他們的路由域；圖2示出了負(fù)載/預(yù)約限制分層結(jié)構(gòu)；圖3示出了具有用于EF、AF1和AF2連接許可判定的靈活CAC算法的例子；圖4示出了接入網(wǎng)拓?fù)涞睦?；圖5示出了對EF、AF1和AF2的接合許可比率的仿真結(jié)果；圖6示出了對平均EF、AF1和AF2負(fù)載的仿真結(jié)果；圖7示出了對AF1瓶頸鏈路延遲的仿真結(jié)果；圖8示出了對AF2瓶頸鏈路延遲的仿真結(jié)果；圖9示出了對AF1分組丟失率的仿真結(jié)果；圖10示出了對AF2 TCP吞吐量的仿真結(jié)果；圖11示出了對AF3 TCP吞吐量的仿真結(jié)果；圖12示出了自適應(yīng)AF1和AF2加權(quán)；圖13示出了自適應(yīng)的EF和RT預(yù)約限制；以及圖14示出了具體表達(dá)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可用在IP RAN中用于為流式業(yè)務(wù)提供帶寬保證，同時(shí)為交互性業(yè)務(wù)提供更好的等待時(shí)間的方案。除了更為傳統(tǒng)的基于參數(shù)的許可控制(PBAC)之外，本發(fā)明的實(shí)施例使得能夠使用基于測量的許可控制(MBAC)?，F(xiàn)在將描述用于改進(jìn)的帶寬經(jīng)紀(jì)人架構(gòu)的兩種連接許可控制方案簡單CAC和靈活CAC。兩種方案都已證明當(dāng)在“MBAC模式”下使用時(shí)在瓶頸鏈路利用方面是非常有效的。兩個(gè)問題得到了解決-正常(相對于類似嚴(yán)格優(yōu)先級)調(diào)度加權(quán)的使用和突發(fā)連接到達(dá)。前者可以通過使用自適應(yīng)調(diào)度加權(quán)處理，而后者能夠解決自適應(yīng)預(yù)約限制。
由于事實(shí)上平均比特率可以大大低于對應(yīng)的請求的峰值速率，使用基于參數(shù)的許可控制可能使得網(wǎng)絡(luò)未得到充分利用。為了更加有效的網(wǎng)絡(luò)利用需要鏈路負(fù)載測量。EF和盡力服務(wù)(best effort，BE)負(fù)載已被提議用于Qbone體系結(jié)構(gòu)。理論上說，有可能所有允許的業(yè)務(wù)源在同一時(shí)刻以它們的峰值速率開始發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，這種情況的可能性相當(dāng)?shù)男?特別是如果業(yè)務(wù)源的數(shù)量非常大的話。此外，有可能通過小心地組合MBAC和PBAC而防止這種事件的發(fā)生。
本發(fā)明的實(shí)施例通過擴(kuò)展和修改現(xiàn)有的帶寬經(jīng)紀(jì)人架構(gòu)，為差分業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)提供靈活的許可控制機(jī)制?；跍y量的許可控制決策所需要的信息-鏈路負(fù)載-從路由器統(tǒng)計(jì)而重新獲得，并且其被周期性發(fā)送到路由域的帶寬經(jīng)紀(jì)人代理。作為第二次增強(qiáng)，提供了多業(yè)務(wù)類別，例如EF、AF1和AF2的連接許可控制。為所選擇的確保轉(zhuǎn)發(fā)(AF)業(yè)務(wù)執(zhí)行CAC的動機(jī)在于，存在著具有不嚴(yán)格的QoS要求的實(shí)時(shí)應(yīng)用。這些業(yè)務(wù)源(例如，視頻或音頻數(shù)據(jù)流)不需要“虛擬線路”(EF)處理。然而應(yīng)當(dāng)提供一些統(tǒng)計(jì)的保證措施。
參考圖1，圖1以圖式方式示出了本發(fā)明的實(shí)施例。在具體體現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)的帶寬經(jīng)紀(jì)人架構(gòu)中，在所有路由域節(jié)點(diǎn)內(nèi)提供連接許可控制(CAC)代理2。圖1中顯示了具有路由節(jié)點(diǎn)的三個(gè)路由域4。路由節(jié)點(diǎn)被標(biāo)為CAC或BB。標(biāo)為CAC 2的節(jié)點(diǎn)提供連接許可控制功能。在每個(gè)路由域之內(nèi)的這些CAC代理的其中之一將通過保存路由域內(nèi)的預(yù)約信息和所測量的鏈路負(fù)載，充當(dāng)帶寬經(jīng)紀(jì)人BB 6。帶寬經(jīng)紀(jì)人BB 6通過監(jiān)聽OSPF消息獲知路由拓?fù)洹Ｂ酚捎騼?nèi)的鏈路帶寬通過SNMP獲得。
除了用于不同業(yè)務(wù)類別的預(yù)約鏈路容量之外，許可判定是基于端點(diǎn)之間的路徑之上測量的鏈路負(fù)載。如果在該路徑上沒有足夠的未占用和未預(yù)約帶寬的話，連接就被阻塞。鏈路上的最大可預(yù)約帶寬可能超過鏈路容量。由此，當(dāng)最大可預(yù)約帶寬足夠高時(shí)，問題就僅僅是未占用帶寬了。最大可預(yù)約帶寬和鏈路帶寬之間的關(guān)系對每個(gè)業(yè)務(wù)類別都是可配置的。
所有的CAC代理通過使用從它們的本地路由器得到的統(tǒng)計(jì)的指數(shù)平均值，監(jiān)測并更新它們的鏈路負(fù)載。參見公式(1)和(2)。利用例如SNMP獲得采樣周期(s)的出列比特?cái)?shù)。適當(dāng)?shù)膕值可能是例如500ms。在單個(gè)測量周期(p)內(nèi)，采樣鏈路負(fù)載p/s次，而在每次測量周期的結(jié)束，選擇最大值用于表示當(dāng)前的負(fù)載。測量周期(p)值的適當(dāng)范圍可以是從1到10秒。應(yīng)當(dāng)仔細(xì)選擇指數(shù)平均加權(quán)(w)、測量周期和采樣周期。w和p的最優(yōu)值依賴于業(yè)務(wù)模式和它們適應(yīng)鏈路負(fù)載中的變化能有多快。較小的s值使得該方案對突發(fā)更加敏感，而較大值可能給出更好的平均負(fù)載估計(jì)。CAC代理每p秒將它們的鏈路負(fù)載發(fā)送到該域的帶寬經(jīng)紀(jì)人。應(yīng)當(dāng)就延遲和分組丟失而言給出這些分組的最優(yōu)可能處理。無論在何時(shí)負(fù)載報(bào)告到達(dá)了帶寬經(jīng)紀(jì)人代理，該鏈路數(shù)據(jù)庫都通過如公式(3)中那樣為每個(gè)業(yè)務(wù)類別重新計(jì)算可應(yīng)用的未占用鏈路帶寬被更新。Bw為帶寬。無論何時(shí)預(yù)約建立或取消都如公式(4)中那樣更新未預(yù)約帶寬。僅在當(dāng)有對特定路徑的資源請求時(shí)利用公式(5)計(jì)算可用帶寬。
loadclass＝(1-w)*loadclass+w*currentLoadclass(1)currentLoadclass＝max(dequeuedBitsclass(1)，...，dequeuedBitsclass(p/s))/(s*bw)(2)unoccupiedBwclass＝bw*(loadLimitclass-loadclass) (3)unreservedBwclass＝bw*(reservationLimitclass-reservedclass) (4)avialableBwclass，path＝min(unoccupiedBwclass，link，unreservedBwclass，link|l(wèi)ink∈path) (5)利用bw可表示鏈路帶寬(bps-比特每秒)，loadclass表示對給定類別的測量鏈路負(fù)載(0...1)，而reservedclass表示對給定類別的預(yù)約鏈路容量(0...1)。對于AF類，可用帶寬的計(jì)算可能更加復(fù)雜。這是由于AF隊(duì)列之間加權(quán)的調(diào)度。當(dāng)利用公式(6)為每條鏈路計(jì)算未占用帶寬值的時(shí)候，或者是可以以嚴(yán)格優(yōu)先級方式配置所有AF隊(duì)列的加權(quán)并應(yīng)用使用公式(3)、(4)和(5)，或者是可以考慮AF加權(quán)(weightAFi)。所有AF加權(quán)的和為1。
unoccupiedBwAFi＝bw*min((loadLimitAFi-loadAFi)，(1-loadEF-loadAFi/weightAFi)) (6)在本發(fā)明另外的實(shí)施例中，提供了靈活的連接許可控制。在簡單CAC(其為靈活CAC的子集)中，僅對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(映射到EF和AF1)執(zhí)行許可控制。這樣，在CAC判定中使用商業(yè)或任何其他目標(biāo)可能會很困難或者甚至不可能-有必要集中在實(shí)時(shí)應(yīng)用要求上。在靈活CAC中，由于RT和NRT(非實(shí)時(shí))之間的鏈路帶寬是動態(tài)共享的，實(shí)時(shí)連接不能要求占用所有的帶寬。RT業(yè)務(wù)的負(fù)載限制不是一個(gè)常值，而是小于NRT業(yè)務(wù)負(fù)載的總負(fù)載限制以及使用公式(7)的最大RT負(fù)載限制中的最小值。類似地，NRT業(yè)務(wù)的負(fù)載限制將會是小于RT業(yè)務(wù)負(fù)載的總負(fù)載限制和如公式(8)所定義的最大NRT負(fù)載限制的最小值。沒有大的延遲的話，整個(gè)鏈路帶寬對RT業(yè)務(wù)可能都是不可利用的?？傌?fù)載限制是為了保護(hù)盡力服務(wù)業(yè)務(wù)(或任何非許可控制的業(yè)務(wù))-如果有人想要保護(hù)它的話。此外，可以在許可判定中考慮預(yù)約的鏈路容量-對RT和NRT業(yè)務(wù)的預(yù)約限制就類似于負(fù)載限制那樣使用公式(9-10)計(jì)算?；趨?shù)的或者基于測量的許可控制可以通過調(diào)整可以在鏈路上為給定業(yè)務(wù)類別預(yù)約的最大容量(reservationLimitclass)而劃分優(yōu)先級。如果預(yù)約限制足夠小的話，起支配作用的將會是基于參數(shù)的許可控制。
圖2舉例說明了負(fù)載/預(yù)約限制分層結(jié)構(gòu)。三種限制可能影響到每次許可判定總限制-參考標(biāo)記為10并表示總的帶寬。接下來的后者被劃分為分別參考標(biāo)記為12和14的兩個(gè)RT/NRT限制。RT限制12在下一層中被劃分為多個(gè)限制，顯示了其中的兩個(gè)16和18。第一個(gè)限制16可以是EF限制，而第二個(gè)限制18可以是AF1限制。NRT限制14在下一層中可以被劃分為多個(gè)限制，顯示了其中的兩個(gè)20和22。限制20表示AF2限制，限制22表示AF4限制。應(yīng)當(dāng)理解，這僅僅是限制分層結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，而任何其他適當(dāng)?shù)姆謱咏Y(jié)構(gòu)都可以使用，其中層次的數(shù)量、層次中限制的數(shù)量和用于提供該層次的準(zhǔn)則都可以改變。
應(yīng)當(dāng)理解的是，分層結(jié)構(gòu)中的每一層都不是必須要發(fā)生作用，即，例如NRT限制可以被設(shè)置為等于總的限制。注意一個(gè)限制不能超過其父類限制。
loadLimitRT＝min((loadLimittotal-loadNRT)，loadLimitRT_MAX) (7)loadLimitNRT＝min((loadLimittotal-loadRT)，loadLimitNRT_MAX) (8)reservationLimitRT＝min((reservationLimittotal-reservedNRT)，reservationLimitRT_MAX)(9)reservationLimitNRT＝min((reservationLimittotal-reservedRT)，reservationLimitNRT_MAX) (10)應(yīng)用靈活CAC的一種方式是以嚴(yán)格優(yōu)先級的方式配置所有的AF調(diào)度加權(quán)，以便AF1具有最大的加權(quán)-這導(dǎo)致不同AF類之間的延遲差別，而且其消除了2002年7月美國MA波士頓的SPIE ITCom2002會議論文集，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)III的因特網(wǎng)性能和控制，pp.108-119，J.Lakkakorpi的“Simple Measurement-Based Admission Control forDiffserv Access Networks”中所討論的“被盜帶寬”現(xiàn)象。
然而，也有可能應(yīng)用公式(6)用于為AF類計(jì)算未占用帶寬。后一種方法將最有可能導(dǎo)致更低的許可率和資源利用，但當(dāng)使用AF的目標(biāo)并非是延遲區(qū)別而是其它的目標(biāo)-類似于帶寬共享時(shí)，其可能是有用的。
除了動態(tài)RT和NRT限制之外，還有用戶為給定服務(wù)付費(fèi)的價(jià)格的函數(shù)的系數(shù)。所請求帶寬(峰值速率)乘以這個(gè)系數(shù)，并且將結(jié)果與可用帶寬相比較。如果，例如，f(price)＝1.0的話，就會偏向于具有最小峰值速率的連接。
在靈活CAC中，RT可以表示例如聚集的EF和AF1業(yè)務(wù)類別。然而，RT的范圍可以延伸到覆蓋更多的業(yè)務(wù)類別。與之類似，NRT可僅包括AF2業(yè)務(wù)，但是其范圍可以延伸到覆蓋更多的業(yè)務(wù)類別(參見圖2)。可調(diào)整的參數(shù)如下loadLimittotal，loadLimitRT_MAX，loadLimitNRT_MAX，reservationLimittotal，reservationLimitRT_MAX，reservationLimitNRT_MAX以及各個(gè)業(yè)務(wù)類別(例如，EF、AF1、AF2)的負(fù)載和預(yù)約限制。
圖3舉例說明了在具有三個(gè)業(yè)務(wù)類別的示例的靈活CAC實(shí)例中許可判定是怎樣做出的。新的連接從它們自己的路由域的帶寬經(jīng)紀(jì)人那里請求資源(從源到目的地的峰值速率)。如果該目的地不在同一域中的話，可能還必須考慮其他的帶寬經(jīng)紀(jì)人。如果具有足夠的資源，對許可連接的請求帶寬就增加到沿著該路徑的所有連接的預(yù)約值。否則，就拒絕該連接。監(jiān)視對所有所許可數(shù)據(jù)流都是所需的，以保持它們的峰值比特率低于確定的一個(gè)值。
更加詳細(xì)的，在圖3中，帶寬代理為每個(gè)許可請求執(zhí)行以下步驟將連接歸類-就是對每個(gè)許可請求是否是EF、AF1或AF2admit＝true如果(class is AF2)那么計(jì)算availableBwcalss，pathand availableBwRT，path-如果((availableBwcalss，path＜f(price)*requestedRate)或(avaliableBwRT，path＜f(price)*requestedRate))admit＝false-就是說連接不被允許否則計(jì)算avaliableBwNRT，path如果(availableBwNRT，path＜f(price)*requestedRate)admit＝false-就是說連接不被允許如果(admit＝＝true)對路徑上的所有鏈接reservedclass＝+requestedRate重新計(jì)算unreservedBwclass，unreservedBwRT，unreservedBwNRT對每個(gè)關(guān)閉的連接歸類連接(class＝EF/AF1/AF2)對路徑上的所有鏈接
reservedclass＝-requestedRate重新計(jì)算unreservedBwclass，unreservedBwRT，unreservedBwNRT對每個(gè)負(fù)載更新到達(dá)更新鏈路數(shù)據(jù)庫重新計(jì)算unoccupiedBws對所有的CAC代理(包括帶寬經(jīng)紀(jì)人)當(dāng)定時(shí)器超時(shí)時(shí)1.更新鏈路負(fù)載2.發(fā)送更新到帶寬經(jīng)紀(jì)人3.經(jīng)過p秒后將定時(shí)器設(shè)置為超時(shí)如前所釋，簡單CAC和靈活CAC都為AF類提供兩種運(yùn)行模式用于計(jì)算可用帶寬或者是類似嚴(yán)格優(yōu)先級的AF加權(quán)并且它們在計(jì)算中被忽略不計(jì)，或者是當(dāng)在計(jì)算可用帶寬時(shí)考慮正常AF加權(quán)。如果是要保護(hù)盡力服務(wù)業(yè)務(wù)的話(也是在較短的時(shí)間標(biāo)度之內(nèi)-總限制在較長時(shí)間標(biāo)度之內(nèi)照顧該保護(hù))，優(yōu)選后一種模式。
利用簡單CAC，就不必要調(diào)整調(diào)度加權(quán)，因?yàn)槭聦?shí)上僅有兩個(gè)AF類-并且另外一個(gè)(AF2)是盡力服務(wù)。由此，固定的加權(quán)分配應(yīng)該足夠了。然而，利用靈活CAC，可能就希望調(diào)整AF1和AF2加權(quán)?，F(xiàn)在描述具有三個(gè)類的靈活CAC的例子，其中EF和AF1類屬于RT超類。如果為盡力服務(wù)類AF3給予公平的轉(zhuǎn)發(fā)資源配額，就說10％的話，有可能為這三個(gè)AF類分配類似嚴(yán)格優(yōu)先級加權(quán)(例如，90:9:1)。此外，靜態(tài)的AF加權(quán)可能導(dǎo)致較低的瓶頸鏈路利用。
AF加權(quán)針對每條鏈路單獨(dú)調(diào)整。調(diào)整過程接收關(guān)于帶寬經(jīng)紀(jì)人區(qū)域內(nèi)每條鏈路的未占用AF帶寬的定期輸入。如果達(dá)到了一定極限值的話，就會為所涉及的鏈路和CAC算法計(jì)算新的AF調(diào)度加權(quán)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，保持了非實(shí)時(shí)AF類的加權(quán)比率。應(yīng)當(dāng)理解的是，也可以使用諸如隊(duì)列填充級別、分組丟失和吞吐量的一些其它輸入。一旦計(jì)算了新的AF加權(quán)，它們就立刻被投入使用。
帶寬經(jīng)紀(jì)人連續(xù)監(jiān)測(當(dāng)新的路由器通知到達(dá)時(shí))unoccupiedBwAFi值。測量周期TW(例如，10秒)期間來自每條鏈路的最小值被保存到鏈路數(shù)據(jù)庫中。在每次定期檢查之后(每TW秒)，這些值就被重置。如果達(dá)到了某個(gè)極限值的話，為所涉及的鏈路計(jì)算新的AF加權(quán)。如果最小的unoecupiedBwAFi/bw值小于lowThreshold(例如，0.05)或大于highThreshold(例如，0.15)的話，則更新weightAFi。
weightAFi＝loadAFi/(1-loadEF-unoccupied) (11)EF和AF負(fù)載來自具有最小unoccupiedBwAFi的時(shí)刻。unoccupied表示我們希望總是可用的未占用容量的數(shù)量，例如0.1?？傊?，lowThreshold＜unoccupied＜highThreshold。負(fù)的unoccupiedBwAFi值將立即(與定期檢查相對)觸發(fā)AF加權(quán)調(diào)整。最終的AF加權(quán)依賴于AF類的數(shù)量(N)，不包含“盡力服務(wù)”類(12)。
weightAFi:=weightAFi/(Σj=1NweightAFj)*(1-weightBE)---(12)]]>然而，AF加權(quán)的最小(0.1*(1.0-weightBE))和最大(0.9*(1.0-weightBE))值得到增強(qiáng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，也可以為AF加權(quán)選擇或另外使用其它的最小和最大值。盡力服務(wù)加權(quán)是可配置的-例如它可以是0.1。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的另外的實(shí)施例，其中可能將IP傳輸資源管理器(ITRM)中的連接許可控制(CAC)和限制AF3隊(duì)列吞吐量的速率限制器的調(diào)整鏈接到一起。速率調(diào)整是基于由ITRM所計(jì)算的未使用的AF4帶寬值。
為了提供帶寬保證，用于具體表現(xiàn)本發(fā)明的ITRM的CAC算法不需要對AF4隊(duì)列的“類似嚴(yán)格優(yōu)先級”加權(quán)。為了給交互式的業(yè)務(wù)提供更小的延遲，為AF3隊(duì)列提供“類似嚴(yán)格優(yōu)先級”加權(quán)。然而，為了給AF4提供帶寬保證，為AF3隊(duì)列提供諸如思科的CAR(參見在此引入作為參考的2003年4月思科系統(tǒng)公司的“承諾的接入速率”)的速率限制器或類似的東西。
在一些實(shí)施例中可能使用靜態(tài)AF3速率，但是由于動態(tài)業(yè)務(wù)混合以及要求，這可能是可用資源的非有效使用。這樣，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于調(diào)整AF3速率的機(jī)制。
速率限制器調(diào)整過程接收有關(guān)用于每條鏈路在ITRM區(qū)域內(nèi)的未使用AF4帶寬的定期輸入。如果達(dá)到某極限值的話，就為相關(guān)的AF3隊(duì)列計(jì)算新的速率。以下例子就是完成這種計(jì)算的一種方法。
將描述本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)例子。本發(fā)明的實(shí)施例在諾基亞的ITRM許可控制架構(gòu)和在此引入作為參考的2002年7-8月美國波士頓的SPIE ITCom 2002會議論文集，J.Lakkakorpi的“SimpleMeasurement-Based Admission Control for Diffserv AccessNetworks”中所描述的改進(jìn)的帶寬經(jīng)紀(jì)人架構(gòu)中都可使用。ITRM案例在此作為例子表述。
做出以下假設(shè)。增強(qiáng)的CAC算法沒有為AF4假定“類似嚴(yán)格優(yōu)先級”加權(quán)。假設(shè)存在針對所有映射到EF的業(yè)務(wù)的CAC-包括NRTIur的業(yè)務(wù)。然而，此處關(guān)鍵的增強(qiáng)是AF3吞吐量在未使用AF4帶寬上具有影響。
○UnusedBwEF＝bw×(TLimEF-throughputEF)○UnusedBwAF4＝bw×min((TLimAF4-throughputAF4)，(1-throughputEF-throughputAF4-throughputAF3))○UnusedBwRT＝bw×(TLimRT-throughputEF-throughputAF4)○UnusedBwCLASS:=UnusedBwCLASS*1xITRM_prm_share]]>○B(yǎng)LimCLASS，path＝min(UnusedBwCLASS，link|l(wèi)ink∈path)+allocatedCLASS，path對于EF連接，在BTS處檢查所請求的速率+allocatedEF，path≤BLimEF，path所請求的速率+allocatedRT，path≤BLimRT，path對于AF4連接，在BTS處檢查所請求的速率+allocatedAF4，path≤BLimAF4，path所請求的速率+allocatedRT，path≤BLimRT，path
此處UnusedBw為帶有指示其是否是用于EF，AFn或類的下標(biāo)的未使用帶寬bw為帶寬TLim是帶有指示其涉及AFn或EF的下標(biāo)的時(shí)間限制BLim是帶有指示其是否是用于路徑的AFn、EF或RT或類的下標(biāo)的帶寬限制其他的術(shù)語自我說明。
應(yīng)當(dāng)理解的是，allocatedRT＝allocatedEF+allocatedAF4。
現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明實(shí)施例的流程圖的圖14。在步驟S1，ITRM在測量周期(PLength)監(jiān)測最小的UnusedBwAF4值。在每次定期檢查之后，這些值將被重置。
每PLength(例如，10)分鐘進(jìn)行一次定期檢查。如果達(dá)到了某門限值的話，為AF3隊(duì)列計(jì)算新的速率。
在步驟S2，判斷最小UnusedBwAF4值是否小于LowBwTh更低帶寬門限(例如，0.05)。如果是，則下一步驟為S3，其中rateAF3被更新(應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致更小的AF3速率)。
如果不是，則下一步驟為S4，在此判斷最小UnusedBwAF4值是否大于HighBwTh更高帶寬門限(例如，0.15)。如果是，則下一步驟為S5，其中rateAF3被更新(應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致更大的AF3速率)。如果不是，則如由步驟S6所示意的不做改變。該方法接著重復(fù)下一次時(shí)間周期。
應(yīng)當(dāng)理解的是，依賴于結(jié)果，這種方法可以組合步驟S2和S4與作為下一步驟的S3、S5或S6。可選的，可以在步驟S2之前執(zhí)行步驟S4。
rateAF3＝max(ratemin，min(ratemax，1-throughputEF-throughputAF4-UnusedBwAF4a))，其中EF和AF4吞吐量值來自具有最小UnusedBwAF4的時(shí)刻。UnusedBwAF4a代表應(yīng)當(dāng)總是可用的未使用AF4帶寬的數(shù)量。例如0.1的值可以用于UnusedBwAF4a。
總之，LowBwTh＜UnusedBwAF4a＜HighBwTh。
負(fù)的UnusedBwAF4值應(yīng)當(dāng)立即(相對于定期檢查)觸發(fā)AF3速率調(diào)整。通過這樣做，可以阻止阻塞。
應(yīng)當(dāng)理解的是，所有的參數(shù)值都是可配置的，并且與用作示例的值不同的其它值也是可能的。
響應(yīng)于觸發(fā)，由給定ITRM管理的所有(或一些)鏈路被配置以新的AF3速率，或者引入QoS策略管理器(QPM)來完成這些事情。
性能評估仿真案例和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟韵滤膫€(gè)案例使用八種不同的連接到達(dá)強(qiáng)度仿真類似嚴(yán)格優(yōu)先級AF加權(quán)(在可用帶寬計(jì)算中不考慮類似嚴(yán)格優(yōu)先級AF加權(quán))、正常AF加權(quán)、自適應(yīng)AF加權(quán)和具有自適應(yīng)預(yù)約限制的類似嚴(yán)格優(yōu)先級AF加權(quán)。以下八個(gè)案例僅使用單個(gè)到達(dá)強(qiáng)度仿真具有自適應(yīng)預(yù)約限制的正常AF加權(quán)、具有自適應(yīng)預(yù)約限制的自適應(yīng)AF加權(quán)以及所有后面提及的具有突發(fā)連接到達(dá)的六種情形。對于許可控制，使用了具有三個(gè)類EF、AF1和AF2(EF和AF1屬于RT超類)的靈活CAC實(shí)例。表I中列出了許可控制參數(shù)，同時(shí)在圖4中舉例說明了仿真拓?fù)洹?br> 接入網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)具有110Mbps帶寬的光纖鏈路30和一個(gè)具有充分小帶寬的微波(或租用線路)分支(從光纖的第一跳3218Mbps，從光纖的第二跳346Mbps)。
表1許可控制參數(shù)

網(wǎng)絡(luò)配備所有的路由器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的每一跳行為(PHB)；EF被實(shí)現(xiàn)為優(yōu)先級隊(duì)列，而AF具有包含三個(gè)隊(duì)列的Deficit Round Robin(如在此引入作為參考的1996年6月，IEEE/ACM網(wǎng)絡(luò)會刊，vol.4，pp.375-385，M.Shreedhar和G.Varghese的“Efficient Fair QueueingUsing Deficit Round-Robin”中所討論)系統(tǒng)。這是實(shí)現(xiàn)路由器中的EF和AF的最常見的方式。一個(gè)例子在此引入作為參考的2003年6月，思科的LLQ思科系統(tǒng)公司，“低等待時(shí)間排隊(duì)”。
EF隊(duì)列配備有令牌存儲桶速率限制器(速率0.8*鏈路帶寬，存儲桶大小3*MTU＝4500字節(jié))。AF1、AF2和AF3隊(duì)列的缺省類似嚴(yán)格優(yōu)先級的量子如下1800、180，和20(90:9:1)。所有的隊(duì)列大小都以字節(jié)的形式給出對EF為5000，對AF1為15000，對AF2為20000，對AF3為25000。針對AF隊(duì)列應(yīng)用了如在此引入作為參考的1993年8月，IEEE/ACM網(wǎng)絡(luò)會刊，vol.1，pp.397-413，S.Floyd和V.Jacobson的“Random Early Detection Gateways forCongestion Avoidance”中所討論的加權(quán)的隨機(jī)早期檢測(WRED)。所有的WRED隊(duì)列都使用1.0的AQS(接入隊(duì)列大小)加權(quán)(瞬時(shí)隊(duì)列大小支配)。其它WRED參數(shù)(對所有AF隊(duì)列)如下MinThreshDP1＝MaxThreshDP1＝1.0*AQS，MinThreshDP2＝MaxThreshDP2＝0.883*AQS，MinThreshDP3＝MaxThreshDP3＝0.767*AQS，MaxDropPrDP1-DP3＝1.0。這些參數(shù)會導(dǎo)致不具有隊(duì)列大小平均值或隨機(jī)丟棄的簡化的WRED。
業(yè)務(wù)特征連接在接入網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和邊緣路由器之間建立。新的連接按指數(shù)分布的時(shí)間間隔，以1.2-1.9秒的平均值到達(dá)每個(gè)邊緣路由器。這將導(dǎo)致3.68-5.831/s的總到達(dá)強(qiáng)度。持有時(shí)間也以對RT(EF和AF1)連接平均100秒和對其他連接250秒指數(shù)分布。使用簡單的兩態(tài)馬爾可夫鏈創(chuàng)建(當(dāng)需要時(shí))突發(fā)到達(dá)，其中從正常狀態(tài)到突發(fā)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及反過來的轉(zhuǎn)換的概率均為0.1。正常狀態(tài)下的連接間隔時(shí)間是以平均1.2秒指數(shù)分布，而在突發(fā)狀態(tài)下的間隔時(shí)間總是為0。這將導(dǎo)致更高的平均到達(dá)強(qiáng)度。
業(yè)務(wù)混合包括IP話音(VoIP)呼叫、可視電話、視頻流(在此引入作為參考的1988年7月IEEE通信會刊，vol.36，pp.834-844，B.Maglaris，D.Anastassiou，P.Sen，G.Karlsson和J.Robbins的“Performance Models of Statistical Multiplexing in Packet VideoCommunications”)，web瀏覽器(僅在此引入作為參考的2000年5-6月，IEEE網(wǎng)絡(luò)，vol.12，pp.46-55，M.Molina，P.Castelli和G.Foddie的“Web Traffic Modeling Exploiting TCP Connections’TemporalClustering through HTML-REDUCE”)，以及電子郵件下載(在此引入作為參考的1999年6月英國愛丁堡第16屆國際電視業(yè)務(wù)會議論文集，pp.887-894，V.Bolotin的“Characterizing Data Connection andMessages by Mixtures of Distribution on Logarithmic Scale”)。
在每個(gè)AF類內(nèi)部存在三種不同的服務(wù)等級-它們的選擇是基于預(yù)約信息的。服務(wù)等級不對許可控制判定產(chǎn)生任何影響。帶寬經(jīng)紀(jì)人和所有其他CAC代理之間的信令業(yè)務(wù)也被建模-以半現(xiàn)實(shí)(semi-realistic)的方式。CAC代理的確發(fā)送真實(shí)的路由器負(fù)載報(bào)告到帶寬經(jīng)紀(jì)人，但是資源請求與應(yīng)答都是以統(tǒng)計(jì)的方式模擬的。帶寬經(jīng)紀(jì)人代理物理上位于將接入網(wǎng)連接到服務(wù)提供商核心網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)處。服務(wù)映射根據(jù)表II執(zhí)行。
表II業(yè)務(wù)混合與服務(wù)映射

仿真方法使用了ns-2仿真器的改進(jìn)版本(UCB/LBNL/VINT，“網(wǎng)絡(luò)仿真器-ns(版本2)”，2003年6月)。在每個(gè)仿真案例中運(yùn)行了具有不同種子值的六次仿真(使用了95％的置信區(qū)間)。仿真時(shí)間一直都是1200秒，其第一個(gè)600秒被作為熱身周期丟棄。感興趣的是連接阻塞可能性和瓶頸鏈路利用水平之間的折衷。此外，為不同的業(yè)務(wù)聚集檢驗(yàn)以下QoS度量瓶頸延遲、瓶頸分組丟失和基于TCP(傳輸控制協(xié)議)的實(shí)際比特率-基于業(yè)務(wù)源，即TCP吞吐量。使用簡單令牌存儲桶監(jiān)視器(帶有整形和降落)限制所允許基于TCP的源的發(fā)送速率。在仿真期間中，觀察到存儲桶大小應(yīng)當(dāng)為零-否則該TCP源就會獲取過多的帶寬，這對許可控制會有負(fù)面影響。
仿真結(jié)果不同到達(dá)強(qiáng)度圖5至11舉例說明了聯(lián)合的EF+AF1+AF2許可率(圖5)、平均EF+AF1+AF2瓶頸鏈路負(fù)載(圖6)、通過瓶頸鏈路的AF1和AF2分組延遲(圖7和圖8)、瓶頸鏈路上的AF1分組丟失(圖9)和TCP吞吐量(圖10和圖11)。所有的圖給出了不同連接到達(dá)強(qiáng)度下四種不同的許可控制方案的性能。
可以看出，正常的非自適應(yīng)AF加權(quán)的使用會導(dǎo)致圖6中所示的更低的平均瓶頸鏈路負(fù)載。圖5中所示的EF+AF1+AF2連接的許可率看起來并非是許可控制方案性能的特別好的指示器，因?yàn)樗械倪B接在帶寬使用方面并不平等。自適應(yīng)AF加權(quán)會導(dǎo)致如類似嚴(yán)格優(yōu)先級AF加權(quán)的瓶頸鏈路負(fù)載，這是意想不到好的結(jié)果。然而，自適應(yīng)EF和RT預(yù)約限制看起來降低了性能(更低的瓶頸鏈路負(fù)載)。這在考慮了它們提供對突發(fā)連接到達(dá)的保護(hù)的情況下是可接受的。
圖7和圖8中示出了AF1和AF2分組的最大延遲圖。然而，AF1和AF2延遲之間的差別并不很大-在一些實(shí)施例中可能沒有必要將AF1和AF2類分開。這在單一瓶頸的情況下可能是真的。然而，如果有多條瓶頸鏈路的話，端對端延遲中的差別就會比較大。
圖9中示出了分組丟失(僅畫出了AF1分組的丟失-其他AF業(yè)務(wù)通過TCP傳輸，在此分組丟失很正常)看起來對任何所測試的算法來說不是主要的問題。正如所期望的那樣，自適應(yīng)預(yù)約限制導(dǎo)致最小的分組丟失。如果渴望更低的分組丟失率的話，可以向下調(diào)整負(fù)載和預(yù)約限制。在圖10中也可以看出AF2類TCP連接在高負(fù)載期間也接收它們的請求資源-這不是圖11中所示的具有AF3(盡力服務(wù))類TCP連接的情況下是很自然的。
單一到達(dá)強(qiáng)度(5.83l/s)對AF1和AF2的加權(quán)以及對EF和RT的預(yù)約限制分別在圖12和圖13中示意。由于業(yè)務(wù)混合在仿真期間沒有大的改變，這些加權(quán)和預(yù)約限制相當(dāng)穩(wěn)定。使用不同的到達(dá)強(qiáng)度，可能會有不同的值。這些圖的目的在于舉例說明AF加權(quán)與預(yù)約限制是如何調(diào)整的。只對六個(gè)仿真運(yùn)行中的第一個(gè)進(jìn)行了圖示-圖例提供了來自所有仿真運(yùn)行的平均值。表III說明了組合AF加權(quán)和預(yù)約限制調(diào)整的效果。這種“組合方案”的性能至少與其它方案的性能一樣好。此外，沒有觀察到負(fù)面的副作用。
突發(fā)到達(dá)的效果由于正常情況即具有泊松(Poisson)連接到達(dá)的仿真沒有給出足夠明確的答案，就需要突發(fā)連接到達(dá)來找出所測試方案之間的差別。表IV說明了主要的結(jié)果當(dāng)預(yù)約限制調(diào)整與類似嚴(yán)格優(yōu)先級AF加權(quán)一起使用時(shí)AF1分組丟失就(自然地)最小化了。利用正常AF加權(quán)，AF1分組丟失就要更多一些。當(dāng)AF加權(quán)與預(yù)約限制相結(jié)合進(jìn)行調(diào)整時(shí)，AF1分組丟失就減少了。這表明兩種調(diào)整過程相互之間互不干擾。
表IV AF加權(quán)和EF&RT預(yù)約限制調(diào)整的效果


返回到第一個(gè)任務(wù)概況的示例，定義了這一任務(wù)概況之后，錨泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可確定每一情況中涉及什么關(guān)鍵部件(絞盤、電動機(jī)、齒輪系統(tǒng)、軸、軸承、鋼索等)，以及在每一使用情況中每一關(guān)鍵部件需要什么操作條件。大多數(shù)部件將在一個(gè)以上情況中涉及，且對不同的情況以不同的操作條件來操作。這允許每一部件對假定的任務(wù)概況和總體設(shè)計(jì)壽命計(jì)算任務(wù)概況要求。設(shè)計(jì)者然后可選擇具有允許該部件在至少總體設(shè)計(jì)壽命中用于假定的任務(wù)概況的使用壽命特征的部件。在某些情況下，可用部件可能不完全適合總體設(shè)計(jì)壽命，且可選擇被確定為在假定的任務(wù)概況下具有超過總體設(shè)計(jì)壽命的使用壽命的部件。在其它情況下，如果部件必須滿足總體設(shè)計(jì)壽命而不作替換，則部件可能不可用，或者可能是成本相當(dāng)高的。在這一情況下，可計(jì)算假定任務(wù)概況(包括假定操作條件)下的部件使用壽命，并可規(guī)劃總體使用壽命中這一部件的不定時(shí)替換。
然而，用于設(shè)備的實(shí)際操作條件可能比對原始設(shè)計(jì)假定的任務(wù)概況更嚴(yán)重或更不嚴(yán)重。對于設(shè)備的擁有者或操作者，這可有若干種實(shí)現(xiàn)?？赡芤蟊仍家?guī)劃的更早或更晚的部件維護(hù)。不預(yù)期需要設(shè)計(jì)壽命中的維護(hù)的某些部件在任務(wù)概況比原始設(shè)計(jì)中使用的任務(wù)概況更嚴(yán)重時(shí)需要維護(hù)。在調(diào)度的基礎(chǔ)上執(zhí)行這一維護(hù)比在對設(shè)備的規(guī)劃的生產(chǎn)性使用中途具有緊急維護(hù)期(現(xiàn)在必須中斷設(shè)備)或者具有設(shè)備故障要好得多。后者可能涉及遠(yuǎn)超出設(shè)備的使用損失的導(dǎo)致?lián)p傷或損壞的損失。
過去，解決這一情況的方法包括簡單地觀察設(shè)備操作以及在接近的故障或故障變?yōu)榭捎^察時(shí)進(jìn)行干預(yù)?；蛘撸谀承┣闆r下，可使用傳感器來檢測設(shè)備部件何時(shí)接近故障，例如，由于變形或要求比正常的操作力更大，或者其特征另外改變。這些方法可將維護(hù)推遲到需要時(shí)，但是它們也會導(dǎo)致設(shè)備操作到故障點(diǎn)或接近故障點(diǎn)，其中需要立即的、非計(jì)劃的緊急中斷。
B.本發(fā)明的綜述本發(fā)明試圖減少或避免這樣的非計(jì)劃干預(yù)，以及在計(jì)劃的基礎(chǔ)上執(zhí)行部件替換，即使在實(shí)際使用的任務(wù)概況與總體使用壽命的原始設(shè)計(jì)中使用的任務(wù)概況有很大的不同。
圖1是示出依照本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和管理系統(tǒng)的元件的示意性框圖。該系統(tǒng)旨在為設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)零件管理部件替換。圖1示出了起重機(jī)300以及絞車或錨泊系統(tǒng)400作為示例；其它類型的設(shè)備以及設(shè)備的兩個(gè)以上零件可由該系統(tǒng)來管的定期輸入。應(yīng)當(dāng)理解的是，也可使用其它一些輸入，例如隊(duì)列填充等級、分組丟失和吞吐量。如果達(dá)到了某門限的話，就為AF4隊(duì)列計(jì)算新的調(diào)度加權(quán)(以及也為其它AF隊(duì)列，維持現(xiàn)有的AF3∶AF2∶AF1加權(quán)比率)和CAC算法。以下的實(shí)施例是完成這一工作的一種方法。
一旦已經(jīng)計(jì)算了新的AF加權(quán)，給定ITRM/帶寬經(jīng)紀(jì)人管理之下的所有(或者可選的，只是一些)鏈路就配置以新的AF加權(quán)。ITRM/帶寬經(jīng)紀(jì)人中運(yùn)行的CAC算法也利用新的AF4加權(quán)更新。
本發(fā)明的實(shí)施例能夠用在諾基亞的ITRM許可控制架構(gòu)以及用在改進(jìn)的帶寬經(jīng)紀(jì)人架構(gòu)中(參見2002年7-8月，美國波士頓，SPIEITCom 2002會議論文集，J.Lakkakorpi的“SimpleMeasurement-Based Admission Control for DiffServ AccessNetworks”)。ITRM案例在此作為例子呈現(xiàn)。
ITRM控制的AF4加權(quán)調(diào)整一種新的CAC算法不為AF4假定“類似嚴(yán)格優(yōu)先級”加權(quán)。其假定對所有映射到EF-包括NRT Iur的業(yè)務(wù)的所有業(yè)務(wù)都有CAC。
○UnusedBwEF＝bw×(TLimEF-throughputEF)○UnusedBwAF4=bw×min((TLimAF4-throughputAF4),(1-]]>throughputEF-throughputAF4wAF4))]]>○UnusedBwRT＝bw×(TLimRT-throughputEF-throughputAF4)○wAF4是AF4隊(duì)列的調(diào)度加權(quán)(合理的范圍可以為，例如，從wmin＝0.3到wmax＝0.99-非常小的wAF4值可能對UnusedBwAF4產(chǎn)生太大的影響)以便所有AF加權(quán)的和為1?；蛘呤强梢詫λ墟溌肥褂孟嗤膚AF4，或者是對不同的鏈路使用不同的加權(quán)。
○UnusedBwCLASS:=UnusedBwCLASS*1xITRM_prm_share]]>○B(yǎng)LimCLASS，path＝min(UnusedBwCLASS，link|l(wèi)ink∈path)+allocatedCLASS，path○對于EF連接，在BTS處檢查
√請求的速率+allocatedEF，path≤BLimEF，path√請求的速率+allocatedRT，path≤BLimRT，path○對于AF4連接，在BTS處檢查√請求的速率+allocatedAF4，path≤BLimAF4，path√請求的速率+allocatedRT，path≤BLimRT，path應(yīng)當(dāng)注意的是，allocatedRT＝allocatedEF+allocatedAF4。
觸發(fā)器ITRM在測量周期(PLength)內(nèi)監(jiān)測AF4連接阻塞率(對于BTS到ITRM的BTS通知可以延伸到包含所提供的數(shù)字和在每個(gè)PLength間隔的最后一個(gè)SWLength期間阻塞的AF4連接，以便ITRM可以在每PLength間隔計(jì)算總的AF4阻塞率)和最小的UnusedBwAF4/bw值。這可以依賴于是否應(yīng)用了相同的還是不同的AF連接。在每次定期檢查之后，這個(gè)值(或這些值)被重置。
○SWLength的滑動窗口(例如，30)分鐘被用來收集AF4連接阻塞率統(tǒng)計(jì)。
○每PLength(例如，10)分鐘進(jìn)行定期檢查。如果達(dá)到了某極限值的話，就為AF4隊(duì)列計(jì)算新的加權(quán)。
√如果AF4阻塞率太大的話(＞BlockingTh，例如，2％)，或最小UnusedBwAF4/bw值小于LowBwTh(例如，0.05)的話，更新wAF4(將導(dǎo)致更大的加權(quán))。
√如果AF4阻塞率為零并且最小UnusedBwAF4/bw值大于HighBwTh(例如，0.15)的話，更新wAF4(將導(dǎo)致更小的加權(quán))。
√wAF4=max(wmin,min(wmax,throughputAF41-throughputEF-UnusedBwAF4a)),]]>其中EF和AF4吞吐量值從具有最小UnusedBwAF4/bw的時(shí)刻開始。UnusedBwAF4表示我們希望一直可用的未使用AF4帶寬的數(shù)量。例如值0.1可以用于UnusedBwAF4?？傊?，LowBwTh＜UnusedBwAF4a＜HighBwTh。
○負(fù)的UnusedBwAF4/bw值應(yīng)當(dāng)立即(相對于定期檢查)觸發(fā)AF4加權(quán)調(diào)整。通過這樣做，可以防止阻塞。
○因?yàn)椴槐匾ㄟ^未使用帶寬值顯示的可能的阻塞高容量AF4請求，需要使用AF4阻塞率作為指示器。
所有參數(shù)值都是可配置的，并且也可能是與作為例子使用的值不同的其它值。
以下操作被實(shí)現(xiàn)使用新的AF4加權(quán)配置給定ITRM/帶寬經(jīng)紀(jì)人管理之下的所有(或一些)鏈路，或告知QoS策略管理器(QPM)來完成這些事情。
使用新AF4加權(quán)更新運(yùn)行在ITRM之內(nèi)的CAC算法。(如果策略管理器已經(jīng)接受了該新的加權(quán)的話。)在這個(gè)實(shí)施例中，鏈接ITRM/帶寬經(jīng)紀(jì)人中的CAC和路由器調(diào)度加權(quán)的調(diào)整。除了路由器統(tǒng)計(jì)之外-例如隊(duì)列填充等級、分組丟失和吞吐量-調(diào)度加權(quán)的調(diào)整是基于連接阻塞率和未使用帶寬值的。無論何時(shí)調(diào)整了調(diào)度加權(quán)，CAC算法也就被更新以反映新的加權(quán)。
已經(jīng)在使用AF和/或EF PHB的IP分組網(wǎng)絡(luò)的上下文中描述了本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以與業(yè)務(wù)類別的其它例子一同使用。這些類別可能不是基于IP分組的，或者可能使用IP分組和非基于IP的分組的混合。本發(fā)明的實(shí)施例已經(jīng)在差分業(yè)務(wù)系統(tǒng)的上下文中描述了。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以在不同的系統(tǒng)中使用。
已經(jīng)在一個(gè)占用了帶寬主要部分的類別和依賴于所述一個(gè)類別的活動中調(diào)整的第二個(gè)類別的上下文中描述了本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以檢驗(yàn)多于一個(gè)類別的活動，并且可以調(diào)整多于一個(gè)的類別。
權(quán)利要求
1.一種用于控制連接許可的方法，包括a)提供多個(gè)類別；b)為至少一個(gè)類別預(yù)約部分帶寬；c)通過已經(jīng)為其預(yù)約所述帶寬的相應(yīng)部分的至少一個(gè)所述類別，確定使用相關(guān)信息；以及d)控制與其使用已經(jīng)被確定的所述至少一個(gè)類別不同的至少一個(gè)類別的許可，所述許可考慮了所述確定的使用相關(guān)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述確定步驟包括確定被分配了所述帶寬的大部分的類別的使用相關(guān)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述確定步驟包括確定實(shí)時(shí)類別的使用相關(guān)信息。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中其許可在步驟d)中受到控制的所述至少一個(gè)類別包括非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)類別。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中至少一個(gè)類別被劃分為多個(gè)子類。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中步驟c和d以有規(guī)則的時(shí)間間隔重復(fù)。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述使用相關(guān)信息通過預(yù)定的周期確定。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述確定步驟包括確定所述使用相關(guān)信息是否滿足預(yù)定的準(zhǔn)則，并且只有所述預(yù)定的準(zhǔn)則被滿足才執(zhí)行步驟d)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述確定步驟包括以下步驟的至少一個(gè)確定分配給所述至少一個(gè)類別的未使用帶寬；為所述至少一個(gè)類別確定阻塞率；以及為所述至少一個(gè)類別確定所述分配的帶寬的未使用部分。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中步驟d)考慮以下因素的至少一個(gè)其使用被確定的至少一個(gè)類別的吞吐量；以及，其許可將在步驟d)中被確定的所述至少一個(gè)類別的吞吐量。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述確定步驟包括為所述至少一個(gè)類別確定調(diào)度加權(quán)。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中與其使用已經(jīng)被確定的至少一個(gè)類別不同的所述至少一個(gè)類別被預(yù)約了在步驟d)中可改變的基本帶寬分配。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中在步驟d)中為許可預(yù)約的帶寬的一部分被設(shè)置成小于或等于預(yù)定的最大值。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，包括依賴于所述使用相關(guān)信息，配置路由節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)鏈路的步驟。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，包括依賴于所述使用相關(guān)信息，更新連接許可控制算法的步驟。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述類別包括在差分業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的IP分組的業(yè)務(wù)類別。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述類別包括AF確保轉(zhuǎn)發(fā)類別和EF加速轉(zhuǎn)發(fā)類別中的一個(gè)或多個(gè)。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述許可步驟被設(shè)置成考慮將被許可的類別的使用信息。
19.一種路由網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)所述路由節(jié)點(diǎn)被設(shè)置成提供連接許可控制，并且至少一個(gè)所述路由節(jié)點(diǎn)被設(shè)置成為至少一個(gè)業(yè)務(wù)類別控制部分帶寬的預(yù)約；對已經(jīng)為其預(yù)約所述帶寬的相應(yīng)部分的至少一個(gè)所述類別，進(jìn)行接收和確定使用相關(guān)信息中的至少一個(gè)；以及，控制與其使用相關(guān)信息已經(jīng)被確定的所述至少一個(gè)業(yè)務(wù)類別不同的至少一個(gè)業(yè)務(wù)類別的許可，所述許可考慮了所述確定的使用相關(guān)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于控制連接許可的方法，包括a)提供多個(gè)類別；b)為至少一個(gè)類別預(yù)約部分帶寬；c)通過已經(jīng)為其預(yù)約所述帶寬的相應(yīng)部分的至少一個(gè)所述類別確定使用相關(guān)信息；d)控制與其使用已經(jīng)確定的所述至少一個(gè)類別不同的至少一個(gè)類別的許可，所述許可考慮了所述確定的使用相關(guān)信息。
文檔編號H04L12/54GK1868181SQ200480030238
公開日2006年11月22日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者佳尼·拉卡科爾皮, 歐弗·斯特蘭德伯格, 朱卡·V·塞洛寧 申請人:諾基亞公司