專利名稱：用于提高網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于提高網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量管理的方法。
背景技術(shù)：
不僅可以針對(duì)計(jì)算機(jī)，而且可以針對(duì)消費(fèi)電子設(shè)備，建立用于交換數(shù)據(jù)和共享硬件資源的連接設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。將分離的設(shè)備稱作網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)?？梢詫⒕W(wǎng)絡(luò)分類為基于客戶端-服務(wù)器或?qū)Φ?P2P)體系結(jié)構(gòu)的，在對(duì)等結(jié)構(gòu)中，也將節(jié)點(diǎn)稱作對(duì)等端。而在客戶端-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)中，將每個(gè)節(jié)點(diǎn)定義為客戶端或服務(wù)器，P2P網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等端包括服務(wù)器和客戶端的功能，并能夠向網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)或資源，或者使用由網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)或資源。
P2P網(wǎng)絡(luò)通常并不受限于特定的應(yīng)用或下層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，而可以將其理解為依賴于某個(gè)特定協(xié)議組的一組節(jié)點(diǎn)或?qū)Φ榷?。P2P網(wǎng)絡(luò)的特征在于對(duì)等端直接與其他對(duì)等端進(jìn)行通信，因而不需要任何中央網(wǎng)絡(luò)組織。P2P網(wǎng)絡(luò)可以支持對(duì)等端能夠隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)相連或從網(wǎng)絡(luò)上斷開(kāi)。
基本網(wǎng)絡(luò)組織需要上述P2P協(xié)議，如發(fā)現(xiàn)其他相連對(duì)等端、向其他對(duì)等端提供服務(wù)或資源(通告)、或者理解其他對(duì)等端的通告消息等。而且，存在使一組對(duì)等端能夠合作、從而形成對(duì)等端組的協(xié)議。在歐洲專利申請(qǐng)EP02027122中描述了一種基于這種P2P技術(shù)將家庭網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建為對(duì)等端組的方法。例如，在WO 02/057917中詳細(xì)公開(kāi)了普通的P2P網(wǎng)絡(luò)和機(jī)制。
服務(wù)質(zhì)量(QoS)是規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)不同點(diǎn)之間的連接的特性和質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)，例如，表示在特定的時(shí)間內(nèi)從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一地點(diǎn)的數(shù)據(jù)量的保證吞吐量等級(jí)、傳輸數(shù)據(jù)的最小帶寬或最大延遲。通常，定義了多種QoS等級(jí)，并且按照其所能提供的QoS等級(jí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行分類。不同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)利用不同的策略和協(xié)議。例如，開(kāi)發(fā)了IEEE 1394協(xié)議，用于以保證吞吐量進(jìn)行視聽(tīng)(AV)數(shù)據(jù)處理，而以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)使用簡(jiǎn)單的“盡力而為”(best effort)解決方案。為了在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)QoS功能，存在為數(shù)據(jù)傳送指定優(yōu)先級(jí)或分配網(wǎng)絡(luò)資源的模型。
但是，已知的QoS策略需要知道當(dāng)前所使用的物理網(wǎng)絡(luò)。目前已知的針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的QoS管理方案需要考慮所有層的QoS，也包括網(wǎng)絡(luò)層。

發(fā)明內(nèi)容
需要的是，即使在下層網(wǎng)絡(luò)不能確保特定的QoS時(shí)，針對(duì)對(duì)等端組中的QoS，與下層物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o(wú)關(guān)的、對(duì)P2P網(wǎng)絡(luò)的要求也是有效的。根據(jù)本發(fā)明的QoS管理系統(tǒng)可以在下層網(wǎng)絡(luò)之上進(jìn)行操作，并因而與下層網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。因此，可以將其看作邏輯QoS管理系統(tǒng)。因此，將本發(fā)明的方法應(yīng)用于任何物理網(wǎng)絡(luò)都將改善QoS功能。
根據(jù)本發(fā)明，安裝針對(duì)對(duì)等端組中的QoS管理的特定組服務(wù)。此組服務(wù)針對(duì)每個(gè)對(duì)等端，確定并分配每個(gè)特定時(shí)間單元的“預(yù)算”。這種時(shí)間單位可以在毫秒或幾秒鐘或更長(zhǎng)的范圍內(nèi)。在對(duì)等端使用帶寬時(shí)，即在其發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，其預(yù)算減小。當(dāng)對(duì)等端已經(jīng)用盡其預(yù)算時(shí)，其必須降低其發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，直到重新補(bǔ)充其預(yù)算為止，或者直到其他對(duì)等端的預(yù)算更低為止。如果對(duì)等端未保持這種狀態(tài)，則QoS服務(wù)試圖以相關(guān)的對(duì)等端來(lái)管理負(fù)載。如果對(duì)等端之間未達(dá)成一致，例如，所有對(duì)等端具有相同的優(yōu)先級(jí)和預(yù)算，則QoS服務(wù)可以通知用戶對(duì)等端使網(wǎng)絡(luò)過(guò)載。然后，用戶具有如何處理的選擇，如改變特定對(duì)等端的優(yōu)先級(jí)等。
具體地，本發(fā)明的用于控制合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法，具有可用作針對(duì)所述組中的節(jié)點(diǎn)的“組服務(wù)”的至少一個(gè)服務(wù)功能，包括以下步驟首先，所述服務(wù)功能(例如，將其稱作“QoS服務(wù)”)將各個(gè)數(shù)字值作為“預(yù)算”分配給所述組中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
然后，將各個(gè)預(yù)算或數(shù)字值傳輸?shù)礁鱾€(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)其數(shù)字預(yù)算值。
在下一步驟中，想要發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檢查其已存儲(chǔ)的數(shù)字值是否在閾值以上，并在確定情況如此時(shí)，根據(jù)所述數(shù)字值，確定或計(jì)算數(shù)據(jù)速率值，其中所確定的數(shù)據(jù)速率值依賴于所述數(shù)字值，即，所述數(shù)字值越高，所述數(shù)據(jù)速率值越高。這意味著節(jié)點(diǎn)的剩余預(yù)算值是對(duì)補(bǔ)充預(yù)算之前節(jié)點(diǎn)可分配的帶寬的測(cè)量值，或是對(duì)補(bǔ)充預(yù)算之前節(jié)點(diǎn)可發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)量的測(cè)量值；例如，只要其預(yù)算值高，節(jié)點(diǎn)就可以分配更多的帶寬，而在其預(yù)算減小時(shí)，降低其數(shù)據(jù)速率，從而使其能夠連續(xù)地發(fā)送和/或接收。對(duì)于節(jié)點(diǎn)的另一種可能是只要預(yù)算為正，就分配其所需的帶寬，而與實(shí)際的預(yù)算值無(wú)關(guān)。在這種情況下，當(dāng)其預(yù)算為空時(shí)，其可能不得不中斷其傳送，或者向服務(wù)功能請(qǐng)求例外。
作為下一步，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在以所確定的數(shù)據(jù)速率發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，減小已存儲(chǔ)的預(yù)算值，以便記住其預(yù)算。因此，其存儲(chǔ)了減小的數(shù)字值，重復(fù)以下步驟根據(jù)當(dāng)前數(shù)值確定數(shù)據(jù)速率，以所確定的速率發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，以及相應(yīng)地減少預(yù)算，直到補(bǔ)充預(yù)算為止。優(yōu)選地，可以按照有規(guī)律的時(shí)間間隔進(jìn)行補(bǔ)充，或者可以在所述組中的所有節(jié)點(diǎn)的總預(yù)算在閾值以下時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。
可以通過(guò)以下步驟擴(kuò)展本發(fā)明的方法當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)根據(jù)其當(dāng)前預(yù)算值確定數(shù)據(jù)速率值時(shí)，其可以向QoS服務(wù)功能發(fā)送消息，包含此數(shù)據(jù)速率值，并且通常還包含數(shù)據(jù)傳輸或接收、或帶寬分配請(qǐng)求。然后，QoS服務(wù)功能將具有同意或不同意聲明的消息發(fā)送回節(jié)點(diǎn)。此消息還可以包含節(jié)點(diǎn)的可允許數(shù)據(jù)速率，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只能根據(jù)來(lái)自第一服務(wù)功能的同意聲明傳輸或接收數(shù)據(jù)。這意味著QoS服務(wù)功能可以減少或增加，從而控制節(jié)點(diǎn)所使用的帶寬。
為了確定預(yù)算值，可以如下評(píng)估網(wǎng)絡(luò)上的當(dāng)前業(yè)務(wù)狀況首先，QoS服務(wù)功能監(jiān)測(cè)指定時(shí)間期間所述組中的節(jié)點(diǎn)所使用的數(shù)據(jù)速率，并累計(jì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)速率，以便得出網(wǎng)絡(luò)上的總工作負(fù)載。然后，根據(jù)累計(jì)數(shù)據(jù)速率，確定表示組預(yù)算的數(shù)值，并根據(jù)組預(yù)算，確定針對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)數(shù)字值。
在權(quán)利要求10中公開(kāi)了一種作為利用本發(fā)明的方法的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或其組件的設(shè)備。
這種設(shè)備可以是能夠與作為節(jié)點(diǎn)組的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)合作的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中至少一個(gè)服務(wù)功能可用于所述組中的所述節(jié)點(diǎn)，所述設(shè)備包括接口裝置，用于從第一服務(wù)功能接收各個(gè)數(shù)字值；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所接收到的各個(gè)數(shù)字值；確定裝置，用于確定所存儲(chǔ)的數(shù)字值是否在閾值以上；計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述數(shù)字值，確定數(shù)據(jù)速率值，其中所述數(shù)字值越高，所確定的數(shù)據(jù)速率值越高；控制裝置，用于修改所述接口裝置的數(shù)據(jù)速率，以符合所確定的數(shù)據(jù)速率；計(jì)算裝置，用于減小已存儲(chǔ)的數(shù)字值；以及存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)減小的數(shù)字值。
在從屬權(quán)利要求、以下描述和附圖中公開(kāi)了本發(fā)明的有利實(shí)施例。


將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1是在基于以太網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)上面的虛擬網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)；圖2是分配給對(duì)等端的優(yōu)先級(jí)或預(yù)算；以及圖3是包含預(yù)算相關(guān)數(shù)據(jù)速率控制的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了作為疊加在物理網(wǎng)絡(luò)Phy_N(如交換以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò))上的一類網(wǎng)絡(luò)的邏輯或虛擬網(wǎng)絡(luò)VN。物理節(jié)點(diǎn)N1、…、N6在邏輯層面上具有各自的標(biāo)識(shí)符Node_ID1、…、Node_ID6，并形成對(duì)等端組，例如，具體地，其可以為歐洲專利申請(qǐng)EP02027122中所描述的“擁有者區(qū)域”O(jiān)Z。這意味著其成員對(duì)等端具有公共的組標(biāo)識(shí)符，并且可以彼此進(jìn)行通信，但不能與其他對(duì)等端進(jìn)行通信。此外，其可以使用如WO02/057917中所描述的JXTA協(xié)議組。本發(fā)明也可以應(yīng)用于其中使用了公共服務(wù)的其他網(wǎng)絡(luò)類型。以下的描述通常將擁有者區(qū)域也稱作對(duì)等端組。
對(duì)等端組使用對(duì)等端組通告(PGA)消息來(lái)分配與對(duì)等端組內(nèi)可用的服務(wù)Svc有關(guān)的信息。這些典型地是針對(duì)通常與對(duì)等端組有關(guān)的管理任務(wù)的擁有者區(qū)域服務(wù)OZ_Svc，例如，用于管理對(duì)等端組中的已分配存儲(chǔ)的存儲(chǔ)服務(wù)Stor_Svc，以及根據(jù)本發(fā)明的服務(wù)質(zhì)量服務(wù)QoS_Svc。在對(duì)等端組內(nèi)公布包含服務(wù)列表的PGA消息，從而使所有成員對(duì)等端得知可用的服務(wù)以及如何訪問(wèn)這些服務(wù)。
本發(fā)明的針對(duì)OZ或更一般地對(duì)等端組內(nèi)的QoS管理的方法或服務(wù)針對(duì)OZ或?qū)Φ榷私M中的每個(gè)對(duì)等端，確定、分配和管理每個(gè)所定義的時(shí)間單位的預(yù)算。
首先，QoS服務(wù)QoS_Svc確定對(duì)等端組的預(yù)算。這可以通過(guò)監(jiān)測(cè)并計(jì)量對(duì)等端組中的數(shù)據(jù)傳送來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，測(cè)量特定測(cè)試分組序列的往返時(shí)間(RTT)，優(yōu)選地，在OZ空閑且業(yè)務(wù)量較低時(shí)進(jìn)行。但是，也可以與正在進(jìn)行的傳送并行地測(cè)量RTT。對(duì)于RTT測(cè)量，向接收機(jī)發(fā)送專用的測(cè)試分組，接收機(jī)將所述分組發(fā)回，并測(cè)量回復(fù)時(shí)間。測(cè)量到的回復(fù)時(shí)間用作估計(jì)“預(yù)期”時(shí)間段的基礎(chǔ)。如果在預(yù)期時(shí)間段內(nèi)，回復(fù)并未到達(dá)，則認(rèn)為分組丟失，并重傳數(shù)據(jù)。
例如，可以將以下判據(jù)用于確定擁有者區(qū)域內(nèi)的最大傳送預(yù)算1、數(shù)據(jù)分組的延遲。對(duì)于特定的保證QoS等級(jí)，數(shù)據(jù)分組的延遲不能超過(guò)預(yù)定的閾值。
2、數(shù)據(jù)分組的丟失。對(duì)于特定的保證QoS等級(jí)，數(shù)據(jù)分組的丟失率不能超過(guò)預(yù)定的閾值。
對(duì)于RTT測(cè)量，QoS服務(wù)增加對(duì)等端之間的傳送速率，直到達(dá)到上述判據(jù)之一，從而能夠估計(jì)出對(duì)等端組中的對(duì)等端之間的所有連接的最大預(yù)算。QoS服務(wù)包括將RTT測(cè)量并行地分配給幾個(gè)對(duì)等端，以便估計(jì)既不會(huì)使網(wǎng)絡(luò)過(guò)載也不會(huì)使網(wǎng)絡(luò)“欠載”(即，防止擁塞和空閑狀態(tài))的實(shí)際最大預(yù)算的策略。
作為估計(jì)最大對(duì)等端組預(yù)算的示例，對(duì)等端組可以由100個(gè)對(duì)等端構(gòu)成，并且分組延遲閾值將達(dá)到90Mb/s，例如30Mb/s的3個(gè)連接。于是，每個(gè)對(duì)等端的預(yù)算為90Mb/s/100個(gè)對(duì)等端*TU＝0.9Mb/s*TU其中TU是時(shí)間單位，如1小時(shí)等。
與此估計(jì)一起，能夠估計(jì)出一個(gè)P2P連接的最大傳送速率值和幾個(gè)P2P連接的同時(shí)數(shù)據(jù)傳送值，并保持在列表中。所述列表是QoS服務(wù)的一部分。QoS服務(wù)將預(yù)算的一部分分配給每個(gè)對(duì)等端，從而使對(duì)等端從QoS服務(wù)接收其預(yù)算值。例如，這可以是有規(guī)律的當(dāng)前值、初始值和掉線率等。當(dāng)對(duì)等端發(fā)起傳送時(shí)，其可以將具有傳送特性的消息發(fā)送到QoS服務(wù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)等端針對(duì)每次傳送發(fā)送這種消息。因此，QoS服務(wù)能夠批準(zhǔn)、控制和管理對(duì)等端組或OZ內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送，其中通常由每個(gè)對(duì)等端負(fù)責(zé)保持其自身的預(yù)算。QoS服務(wù)可以控制不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)，從而通過(guò)延遲或阻止分組來(lái)平滑業(yè)務(wù)量狀況。
最后，QoS服務(wù)可以改進(jìn)用于確定對(duì)等端組的最大預(yù)算和最大傳送速率的策略。例如，這可以通過(guò)確定對(duì)等連接的不同組合的最大預(yù)算、保持RTT測(cè)量的歷史列表或找出下層網(wǎng)絡(luò)的瓶頸來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)對(duì)等端試圖超過(guò)其預(yù)算，即盡管其預(yù)算已經(jīng)用盡或?yàn)榭?，其仍然試圖傳輸或接收數(shù)據(jù)時(shí)，其可以向QoS服務(wù)請(qǐng)求額外的預(yù)算，并且能夠總覽當(dāng)前數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的QoS服務(wù)可以同意該請(qǐng)求，例如，如果當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較低。當(dāng)QoS服務(wù)觀察到網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量過(guò)載時(shí)，其試圖以相關(guān)的對(duì)等端來(lái)管理負(fù)載，即發(fā)送、接收和等待對(duì)等端。如果對(duì)等端之間未能就負(fù)載達(dá)成一致，QoS服務(wù)可以通知用戶對(duì)等端使網(wǎng)絡(luò)過(guò)載。然后，用戶將具有如何處理的選擇，或者可以設(shè)置優(yōu)先級(jí)例如，停止一個(gè)傳送，并稍后恢復(fù)，或者將特定的傳送切換到較低的傳送速率，例如，針對(duì)SDTV而不是HDTV中的媒體再現(xiàn)、回放等。在正?；胤诺那闆r下，自動(dòng)執(zhí)行媒體再現(xiàn)，以便節(jié)約預(yù)算。
通過(guò)這些測(cè)量，QoS服務(wù)能夠得知有關(guān)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊恍┲R(shí)。如果QoS服務(wù)發(fā)現(xiàn)具有受限帶寬連接的對(duì)等端，對(duì)于整個(gè)OZ更為有效的是通過(guò)降低其權(quán)重或優(yōu)先級(jí)，將較低的預(yù)算分配給這些對(duì)等端。QoS服務(wù)可以將優(yōu)先級(jí)分配給對(duì)等端。所以，具有較快連接的對(duì)等端具有較高的可用預(yù)算。
QoS服務(wù)確定對(duì)等端組的預(yù)算，并將部分預(yù)算作為初始值分配給每個(gè)對(duì)等端。具有較高優(yōu)先級(jí)的更為重要的對(duì)等端可以得到更高的預(yù)算。此外，用戶可以影響對(duì)等端所能得到多少預(yù)算，例如，通過(guò)將優(yōu)先級(jí)分配給對(duì)等端或連接，于是，QoS服務(wù)可以使用所述優(yōu)先級(jí)來(lái)確定預(yù)算。對(duì)等端的優(yōu)先級(jí)在其使用帶寬時(shí)減小，即每個(gè)所定義的時(shí)間單位內(nèi)對(duì)等端消耗的預(yù)算越多，其優(yōu)先級(jí)與其他對(duì)等端相比就越小。在所定義的時(shí)間單位之后，可以補(bǔ)充對(duì)等端的預(yù)算。所定義的時(shí)間單位可以針對(duì)所有對(duì)等端同時(shí)過(guò)去，或者可以針對(duì)每個(gè)對(duì)等端或?qū)Φ榷私M單獨(dú)過(guò)去?？蛇x地，當(dāng)在對(duì)等端組內(nèi)已經(jīng)傳送了特定的數(shù)據(jù)量時(shí)，即，所述組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)預(yù)算的和在閾值以下時(shí)，補(bǔ)充預(yù)算。
圖2以簡(jiǎn)化的方式示出了如何及時(shí)地改變不同對(duì)等端的預(yù)算。在時(shí)刻t0，QoS服務(wù)為四個(gè)對(duì)等端P1、…、P4分配各自的預(yù)算。對(duì)等端P1、…、P4分別得到10、8、7和5的預(yù)算。也可以將預(yù)算值理解為一類優(yōu)先級(jí)值。在傳送期間預(yù)算的減少可以理解為“傳送成本”。在圖2所示的示例中，一個(gè)對(duì)等端P1在時(shí)刻t0開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)，并因而使用網(wǎng)絡(luò)中的帶寬。在其傳送數(shù)據(jù)時(shí)，其預(yù)算減少。不久，在t1，第二對(duì)等端P2開(kāi)始進(jìn)行傳送，向QoS服務(wù)發(fā)送消息，以請(qǐng)求帶寬，QoS服務(wù)重新計(jì)算或評(píng)估當(dāng)前的預(yù)算，并在本示例中，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)過(guò)載，并且第二對(duì)等端P2具有比第一對(duì)等端P1更高的預(yù)算。因此，本示例中，第一對(duì)等端P1必須在t1降低其傳送速率，從而使其預(yù)算較慢地減小或者保持恒定，而第二對(duì)等端P2可以傳送數(shù)據(jù)。QoS服務(wù)可以通過(guò)發(fā)送消息來(lái)進(jìn)行控制。不久之后，在t2，第三對(duì)等端P3具有要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并具有最高的預(yù)算，并因而可以傳送數(shù)據(jù)。稍后，在t3，第一對(duì)等端P1可以繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)，因?yàn)槠浯丝叹哂凶罡叩氖Ｓ囝A(yù)算，以及在t4，第四對(duì)等端P4可以傳送數(shù)據(jù)。在前一預(yù)算分配之后的預(yù)定時(shí)間(在t5)，所有對(duì)等端獲得新的預(yù)定預(yù)算，并重復(fù)此循環(huán)。
盡管圖2所示的實(shí)施例從原理上示出了本發(fā)明的主要效果，但是其在以下方面進(jìn)行了簡(jiǎn)化盡管在圖2中，只有一個(gè)對(duì)等端在特定的時(shí)刻占用帶寬，通常的情況是，兩個(gè)或更多個(gè)對(duì)等端共享可用帶寬，并且QoS服務(wù)根據(jù)優(yōu)先級(jí)或預(yù)算確定對(duì)等端獲得多少份額。在非過(guò)載網(wǎng)絡(luò)的情況下，即可以為所有優(yōu)先級(jí)服務(wù)，服務(wù)請(qǐng)求的次序可以依賴于節(jié)點(diǎn)的預(yù)算，從而可以將預(yù)算看作惟一的優(yōu)先級(jí)值。當(dāng)QoS服務(wù)確定網(wǎng)絡(luò)過(guò)載且不能實(shí)現(xiàn)帶寬縮減的自組織解決方案時(shí)，QoS服務(wù)根據(jù)對(duì)等端的預(yù)算決定其獲得多少帶寬。具體地，如果兩個(gè)對(duì)等端具有相同的優(yōu)先級(jí)，則QoS服務(wù)將根據(jù)對(duì)等端的剩余預(yù)算，決定每個(gè)對(duì)等端所獲得的可用帶寬的份額。
盡管在圖2中，只減少了傳輸對(duì)等端的預(yù)算，也可以減少接收對(duì)等端的預(yù)算，或者二者可以共享“傳送成本”。此外，引起或發(fā)起傳送的對(duì)等端可能并不包括在該傳送中。在這種情況下，也可以索取引起對(duì)等端的預(yù)算。
盡管在圖2中，所有對(duì)等端具有將其各自的預(yù)算補(bǔ)充到的固定值，也可以隨時(shí)重新計(jì)算預(yù)算，并在下一補(bǔ)充循環(huán)中，將修改后的預(yù)算分配給對(duì)等端。
此外，盡管在圖2中，所有對(duì)等端同時(shí)被分配預(yù)算，QoS服務(wù)也可以在單獨(dú)的時(shí)刻將預(yù)算分配給不同的對(duì)等端。
盡管在圖2中，對(duì)等端的預(yù)算隨著時(shí)間的增加線性下降，也可以根據(jù)其暫時(shí)使用的數(shù)據(jù)速率、按照非線性的方式下降。
盡管在圖2中，在進(jìn)行補(bǔ)充時(shí)，忽略了對(duì)等端的剩余預(yù)算，也可以累計(jì)所分配的新預(yù)算值和剩余預(yù)算，從而使具有較低預(yù)算的對(duì)等端也能聚集到較高的優(yōu)先級(jí)?？梢詫r(shí)間增量定義為非常短，如幾毫秒或微秒或者網(wǎng)絡(luò)中分組的典型傳輸時(shí)間，重新分配預(yù)算之間的增量數(shù)可以非常高，例如在幾萬(wàn)或更多的范圍內(nèi)。此外，將預(yù)算重新分配給對(duì)等端之間的時(shí)間不必是恒定的。代替地，QoS服務(wù)可以觀察當(dāng)前預(yù)算發(fā)展，累計(jì)對(duì)等端可用的全部預(yù)算，并且只在累計(jì)和在閾值以下時(shí)，才分配新預(yù)算。
此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)等端必須在其可以傳送數(shù)據(jù)之前，明確地請(qǐng)求帶寬，并且在所述請(qǐng)求中，其指出所需的數(shù)據(jù)速率和/或數(shù)據(jù)量。然后，QoS服務(wù)將根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)狀態(tài)，將特定的優(yōu)先級(jí)分配給具體的傳送。當(dāng)對(duì)等端試圖在較短的時(shí)間內(nèi)傳送海量數(shù)據(jù)時(shí)(即，具有非常高的數(shù)據(jù)速率)，此傳送可能會(huì)阻礙其他傳送。為了防止這種情況，可以通過(guò)上限來(lái)限制單一對(duì)等連接的最大傳送速率，例如，可以是高清晰度視頻傳送的傳送速率。當(dāng)對(duì)等端想要分配更高的數(shù)據(jù)速率時(shí)，可以降低該傳送的優(yōu)先級(jí)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)等端的預(yù)算在傳送期間保持恒定，并在完成傳送后，向其索取傳送成本，從而即使在節(jié)點(diǎn)的預(yù)算為空時(shí)，也不會(huì)中斷正在進(jìn)行的傳送。
當(dāng)對(duì)等端的預(yù)算用盡時(shí)，為了其他具有較高預(yù)算的對(duì)等端的利益，相應(yīng)的對(duì)等端不得不減少其活動(dòng)?？刂拼胧┛梢灶A(yù)見(jiàn)對(duì)等端并未保持該條件的情況，例如，其他對(duì)等端可以通過(guò)延遲確認(rèn)消息等，拒絕向和從該對(duì)等端的數(shù)據(jù)傳送?？梢栽试S完成正在進(jìn)行的傳送，或者可以通過(guò)超時(shí)終止正在進(jìn)行的傳送。這可以在由于錯(cuò)誤而導(dǎo)致對(duì)等端不合作時(shí)，保持網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。作為懲罰，QoS服務(wù)可以將較低的預(yù)算分配給該對(duì)等端。當(dāng)對(duì)等端繼續(xù)破壞該條件時(shí)，QoS服務(wù)可以請(qǐng)求用戶將該對(duì)等端從網(wǎng)絡(luò)上斷開(kāi)，以便保持高效工作的對(duì)等端組。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備如圖3所示。其是能夠通過(guò)如網(wǎng)絡(luò)總線NW_B與執(zhí)行服務(wù)質(zhì)量管理的服務(wù)功能QoS相連的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)NW_N或其組件。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)NW_N包含網(wǎng)絡(luò)接口NW_IF、處理單元μP、存儲(chǔ)單元MEM和數(shù)據(jù)處理單元DPROC，可以通過(guò)內(nèi)部通信總線CB彼此進(jìn)行通信。此外，網(wǎng)絡(luò)接口NW_IF可以通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線DB向或從數(shù)據(jù)處理單元DPROC發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，所述內(nèi)部數(shù)據(jù)總線DB通常是高容量總線。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，網(wǎng)絡(luò)接口單元NW_IF包含與處理單元μP相連的數(shù)據(jù)速率控制器DRC。
網(wǎng)絡(luò)接口NW_IF從服務(wù)功能QoS接收包含針對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)NW_N的預(yù)算值的消息。處理單元μP評(píng)估所述消息，提取出預(yù)算值，并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器MEM中，所述存儲(chǔ)器也可以位于容易對(duì)其進(jìn)行存取的處理單元中。然后，處理單元根據(jù)預(yù)算值計(jì)算數(shù)據(jù)速率值，其可以將數(shù)據(jù)速率值傳送給網(wǎng)絡(luò)接口NW_IF的數(shù)據(jù)速率控制單元DRC。但是，其也可以自己評(píng)估該數(shù)值，并且在簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，通過(guò)根據(jù)剩余預(yù)算啟用或禁用網(wǎng)絡(luò)接口NW_IF，來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)接口NW_IF的數(shù)據(jù)速率，從而數(shù)據(jù)速率控制單元DRC是網(wǎng)絡(luò)接口的使能開(kāi)關(guān)。在更為復(fù)雜的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)速率控制單元DRC從處理單元接收目標(biāo)數(shù)據(jù)速率值，并調(diào)整網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)際數(shù)據(jù)速率，以滿足目標(biāo)數(shù)據(jù)速率。
QoS服務(wù)確定傳送的優(yōu)先級(jí)，例如，根據(jù)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)類型；節(jié)點(diǎn)在其請(qǐng)求帶寬時(shí)提供數(shù)據(jù)類型信息。因此，不必優(yōu)選具有最高預(yù)算的節(jié)點(diǎn)。預(yù)算主要是對(duì)等端進(jìn)行自組織的手段。當(dāng)具有相同優(yōu)先級(jí)的兩個(gè)對(duì)等端傳送具有相同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)時(shí)，QoS服務(wù)可以根據(jù)其預(yù)算，增強(qiáng)或抑制它們中的每一個(gè)，例如，分配更多或更少的帶寬。
對(duì)等端組可以是對(duì)等端可以任意加入和離開(kāi)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，類似于在擁有者區(qū)域中。QoS服務(wù)可以將部分預(yù)算作為對(duì)新加入對(duì)等端的預(yù)留，或者其可以在新對(duì)等端加入對(duì)等端組時(shí)重新分配每個(gè)對(duì)等端的預(yù)算。對(duì)于對(duì)等端頻繁進(jìn)入和離開(kāi)的對(duì)等端組(例如，當(dāng)對(duì)等端是移動(dòng)設(shè)備時(shí))，保持預(yù)留是有利的。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的邏輯“服務(wù)質(zhì)量”管理系統(tǒng)與下層物理網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。例如，在將本發(fā)明用在作為擁有者區(qū)域的對(duì)等端組中時(shí)，對(duì)等端組可以通過(guò)處理上述計(jì)量和監(jiān)測(cè)，自適應(yīng)地控制其數(shù)據(jù)傳送性能，并且可以通過(guò)控制其預(yù)算，指示與其合作行為有關(guān)的對(duì)等端。
尤為有利的是將本發(fā)明用于包括電子存儲(chǔ)設(shè)備且基于對(duì)等技術(shù)的多媒體家庭網(wǎng)絡(luò)。例如，對(duì)等端組或擁有者區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。但是，本發(fā)明也可以用在其他類型的對(duì)等組中。
權(quán)利要求
1.一種用于控制合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組(N1、…、N6)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法，其中至少一個(gè)服務(wù)功能可用于所述組中的所述節(jié)點(diǎn)，所述方法包括以下步驟-通過(guò)第一服務(wù)功能(QoS_Svc)將各個(gè)數(shù)字值分配給所述組中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)；-將各個(gè)數(shù)字值傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)；-將其分配的各個(gè)數(shù)字值存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)中；-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)確定其已存儲(chǔ)的數(shù)字值是否在閾值以上，并根據(jù)所述數(shù)字值，確定數(shù)據(jù)速率值，其中所述數(shù)字值越高，所確定的數(shù)據(jù)速率值越高；-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)以所確定的數(shù)據(jù)速率發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；以及-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)減小已存儲(chǔ)的數(shù)字值，并存儲(chǔ)減小的數(shù)字值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下步驟-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向第一服務(wù)功能(QoS)發(fā)送消息，包含所確定的數(shù)據(jù)速率值和數(shù)據(jù)傳輸或接收請(qǐng)求；-第一服務(wù)功能將包含同意或不同意聲明、或所述節(jié)點(diǎn)的可允許數(shù)據(jù)速率的消息發(fā)送回所述節(jié)點(diǎn)，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只能根據(jù)來(lái)自第一服務(wù)功能的同意聲明傳輸或接收數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于還包括以下步驟-第一服務(wù)功能(QoS_Svc)監(jiān)測(cè)指定時(shí)間期間所述組中的節(jié)點(diǎn)所使用的數(shù)據(jù)速率；-累計(jì)所述監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)速率；-根據(jù)累計(jì)數(shù)據(jù)速率，確定表示組預(yù)算的數(shù)值，并根據(jù)所述組預(yù)算，確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)數(shù)字值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于還包括以下步驟-測(cè)量所述節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)連接的往返時(shí)間，其中往返時(shí)間是從第一向第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組和在第一節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自第二節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答之間的時(shí)間，或者檢測(cè)在指定的時(shí)間之后未接收到應(yīng)答；-根據(jù)測(cè)量出的往返時(shí)間，確定表示組預(yù)算的數(shù)值，并根據(jù)所述組預(yù)算，確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)數(shù)字值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的方法，其特征在于將一部分預(yù)算不分配給對(duì)等端，而是為加入所述組的新節(jié)點(diǎn)預(yù)留。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的方法，其特征在于所述第一服務(wù)功能(QoS_Svc)按照所定義的有規(guī)律的時(shí)間間隔，確定所述組的預(yù)算和/或?qū)⒏鱾€(gè)數(shù)字值重新分配給節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1、…、N6)將其各自的已分配數(shù)字值與其前一次分配的各自的剩余數(shù)字值相加，并存儲(chǔ)上述和。
8.根據(jù)權(quán)利要求2到7之一所述的方法，其特征在于服務(wù)功能(QoS)累計(jì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)速率，并在累計(jì)數(shù)據(jù)速率在閾值以上時(shí)，確定所述組的預(yù)算和/或?qū)⒏鱾€(gè)數(shù)字值分配給節(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等端。
10.一種能夠與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)合作作為節(jié)點(diǎn)組的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NW_N)，其中至少一個(gè)服務(wù)功能(QoS)可用于所述組中的所述節(jié)點(diǎn)，所述設(shè)備包括-接口裝置(NW_IF)，用于從第一服務(wù)功能(QoS)接收各個(gè)數(shù)字值；-存儲(chǔ)裝置(MEM)，用于存儲(chǔ)所接收到的各個(gè)數(shù)字值；-確定裝置(μP)，用于確定所存儲(chǔ)的數(shù)字值是否在閾值以上；-確定裝置(μP)，用于根據(jù)所述數(shù)字值，確定數(shù)據(jù)速率值，其中所述數(shù)字值越高，所確定的數(shù)據(jù)速率值越高；-修改裝置(DRC)，用于修改所述接口裝置(NW_IF)的數(shù)據(jù)速率，以符合所確定的數(shù)據(jù)速率；-減小裝置(μP)，用于減小已存儲(chǔ)的數(shù)字值；以及-存儲(chǔ)裝置(MEM)，用于存儲(chǔ)減小的數(shù)字值。
全文摘要
一種針對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(OZ)的邏輯服務(wù)質(zhì)量(QoS)管理方法，使用特定的組服務(wù)來(lái)進(jìn)行對(duì)等端組內(nèi)的QoS管理。此組服務(wù)針對(duì)每個(gè)對(duì)等端，確定并分配每個(gè)時(shí)間單位的預(yù)算。這種時(shí)間單位可以在毫秒或幾秒的范圍內(nèi)。還可以確定對(duì)等端組的組預(yù)算。在對(duì)等端(N1、…、N6)使用帶寬時(shí)，即在其發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，其預(yù)算減小。當(dāng)對(duì)等端已經(jīng)用盡其預(yù)算時(shí)，其不得不降低其發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。由每個(gè)對(duì)等端負(fù)責(zé)保持其自身的預(yù)算。如果對(duì)等端未保持這種狀態(tài)，其他對(duì)等端有權(quán)利拒絕來(lái)自該對(duì)等端的數(shù)據(jù)傳送。在對(duì)等端組通告(PGA)消息中通告QoS服務(wù)功能。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1744575SQ20051009655
公開(kāi)日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
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