專利名稱：數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、賦予和提供路徑特性描述量度的方法和反饋節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)，例如，諸如互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并涉及網(wǎng)絡(luò)中的路由。本發(fā)明涉及ad hoc網(wǎng)絡(luò)并涉及固定網(wǎng)絡(luò)，涉及可以是其他更大網(wǎng)絡(luò)的一部分的網(wǎng)絡(luò)，涉及諸如內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的有界網(wǎng)絡(luò)，并且涉及諸如互聯(lián)網(wǎng)的無界網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明涉及用于傳送信息或其他資源的網(wǎng)絡(luò)，所述信息或其他資源可以是數(shù)字或模擬形式的，并且可以是分組或非分組形式的。更具體地，本發(fā)明的多個(gè)方面涉及用于提供信息或用于促進(jìn)信息提供的方法和系統(tǒng)，所述信息可用于描述通過網(wǎng)絡(luò)的路徑的特性，并且本發(fā)明涉及該信息的使用。這種信息的應(yīng)用與對通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)的處理相關(guān)，具體地，與對通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和其他項(xiàng)目進(jìn)行的路由相關(guān)，并且與確定沿通過網(wǎng)絡(luò)的路徑的能力的存在相關(guān)，與針對網(wǎng)絡(luò)用戶的收費(fèi)、優(yōu)先級、服務(wù)質(zhì)量和擁塞問題相關(guān)。
背景技術(shù)：
通常，將諸如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)按塊從源發(fā)送至目的地，通常將塊稱為分組或數(shù)據(jù)報(bào)，這些術(shù)語通常可以互換地使用。為了使得能夠經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)在源點(diǎn)與目的地點(diǎn)之間進(jìn)行通信而不考慮它們之前是否進(jìn)行過通信，使用被稱為網(wǎng)際協(xié)議(IP，Internet Protocol)的協(xié)議。這是一種由源和目的地主機(jī)或服務(wù)器使用的面向數(shù)據(jù)的協(xié)議，用于通過分組交換網(wǎng)絡(luò)來傳送數(shù)據(jù)，從而確保在作為源的主機(jī)試圖向作為所期望的目的地或所期望的多個(gè)目的地的主機(jī)發(fā)送分組之前不需要任何特定的設(shè)置處理，而不論它們之前是否進(jìn)行過通信，也不論所傳送的數(shù)據(jù)的類型如何。網(wǎng)際協(xié)議是一種涉及在與分組相關(guān)的“頭部”中如何以特定的方式包含特定類型的信息的協(xié)議。其先于分組中的數(shù)據(jù)，并使得這些數(shù)據(jù)可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)從源被路由到正確的目的地。
網(wǎng)際協(xié)議頭部參照圖1，與符合網(wǎng)際協(xié)議的當(dāng)前版本(被稱為IPv4)的數(shù)據(jù)報(bào)相關(guān)聯(lián)的頭部包括表示該版本的最開始的4位字段。第二字段是4位“互聯(lián)網(wǎng)頭部長度”(IHL，Internet Header Length)字段，其表示IPv4頭部中的32位字的數(shù)量。接下來的8位已被分配給包含6位區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)(DSCP，Differentiated Service Code Point)和2位“顯式擁塞通知”(ECN，Explicit Congestion Notification)字段的“區(qū)分服務(wù)”字段。DSCP使得可以指定當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)如何對其進(jìn)行處理(例如，低延遲、高優(yōu)先級等)。ECN字段按照概率設(shè)置在擁塞資源處，以使得目的地可以通過一系列分組推斷所通過路徑的擁塞級別。接下來的16位IPv4字段以8位字節(jié)定義了包括頭部和數(shù)據(jù)在內(nèi)的整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)大小。最小長度數(shù)據(jù)報(bào)為20字節(jié)而最大長度數(shù)據(jù)報(bào)為65535字節(jié)。
下一字段為16位“識別”字段。該字段主要用于唯一識別原始IP數(shù)據(jù)報(bào)的片段。已經(jīng)建議可以將該字段用于其他目的，例如用于向數(shù)據(jù)報(bào)添加分組跟蹤信息。其后的3位“標(biāo)志”字段用于控制或識別這些片段。其后是13位“片段偏移字段”，其使得接收者可以確定特定片段在原始IP數(shù)據(jù)報(bào)中的位置。
下一字段為8位“生存時(shí)間”(TTL，Time-To-Live)字段，其目的在于防止數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)繼續(xù)存在(例如，在環(huán)路中來回)。在歷史上，TTL字段以秒為單位來限定數(shù)據(jù)報(bào)的壽命，但是其已變?yōu)椤疤?jì)數(shù)”字段，并通過使得它們自己看上去像多跳的方式，使用在長距離上的多個(gè)跳來進(jìn)行保持最初的含義的某些嘗試。該值可以初始地設(shè)定為255。該數(shù)據(jù)報(bào)所通過的各個(gè)分組交換機(jī)(或路由器)都使該TTL字段遞減一(或者在與長距離鏈路的接口處可以遞減更多)。如果TTL字段在到達(dá)其期望目的地之前變?yōu)榱?，則分組交換機(jī)不再轉(zhuǎn)發(fā)該分組，由此將該分組丟棄。
接下來是8位協(xié)議字段。該字段定義了在IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分中要使用的下一個(gè)協(xié)議?；ヂ?lián)網(wǎng)賦號授權(quán)(Internet Assigned NumbersAuthority)保持協(xié)議號的列表。公共協(xié)議包括ICMP、TCP和UDP。
IPv4數(shù)據(jù)報(bào)頭部中接下來的字段是16位“校驗(yàn)和”字段。IPv4數(shù)據(jù)報(bào)頭部中的某些值可能在每次分組交換跳躍時(shí)發(fā)生改變，所以可能需要求和校驗(yàn)在其通過網(wǎng)絡(luò)的路徑上進(jìn)行調(diào)節(jié)。求和校驗(yàn)之后分別是32位“源地址”和32位“目的地地址”字段。
目的地地址字段之后可以有多個(gè)附加頭部字段(被稱為“可選項(xiàng)”)，但是這些字段不常用。
網(wǎng)絡(luò)中的可靠性應(yīng)該注意，網(wǎng)際協(xié)議本身并不提供或保證可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，而是“盡力(best effort)”服務(wù)一其幾乎不保證分組會(huì)到達(dá)它們的目的地。分組可能以受損、亂序、復(fù)制的狀態(tài)到達(dá)，或者可能被完全丟棄。為了提供網(wǎng)絡(luò)中的可靠性，還可以有“傳送”層。它負(fù)責(zé)端到端錯(cuò)誤恢復(fù)和流控制，并且其目的在于確保完整的數(shù)據(jù)傳送，盡管由于與容量、基礎(chǔ)設(shè)施問題、濫用等相關(guān)的各種原因中的任何原因，仍無法保證完整的數(shù)據(jù)傳送。在IP協(xié)議棧中，該功能是通過面向連接的傳輸控制協(xié)議(TCP，Transmission Control Protocol)來實(shí)現(xiàn)的。另選地，可以通過用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP，User Datagram Protocol)來提供基本的數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。
網(wǎng)絡(luò)中的路由在網(wǎng)絡(luò)中的源點(diǎn)與目的地點(diǎn)之間，通常存在多個(gè)中間點(diǎn)，這些中間點(diǎn)中的某些是主動(dòng)(active)的，因?yàn)樗鼈兛梢栽谂c路由(可以通過該路由將它們接收到的數(shù)據(jù)朝向目的地轉(zhuǎn)發(fā))有關(guān)的決策中起作用。在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，這些中間點(diǎn)可以被稱為分組交換機(jī)，或互聯(lián)網(wǎng)路由器。其他中間點(diǎn)可以是被動(dòng)的，因?yàn)樗鼈儾粎⑴c該決策—數(shù)據(jù)可以在其通過網(wǎng)絡(luò)的路徑上簡單地通過它們。在以上意義上為“主動(dòng)”中間點(diǎn)，可以查看數(shù)據(jù)中的信息或與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的信息，特別是目的地地址，以確定隨后的路徑，或者至少該數(shù)據(jù)為了朝向其目的地前進(jìn)而應(yīng)當(dāng)采取的路徑的下一支路(leg)。除了對于特定數(shù)據(jù)項(xiàng)的這種決策以外，中間點(diǎn)還可以彼此連續(xù)地進(jìn)行通信，以共享與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)有關(guān)的信息。通常這種信息涉及到各個(gè)目的地網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)，并且可以包括其他信息，例如與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是否希望提供到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由轉(zhuǎn)接相關(guān)的策略。中間點(diǎn)還可以連續(xù)地共享與更多病態(tài)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)有關(guān)的信息，例如基礎(chǔ)設(shè)施問題、擁塞級別和在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同區(qū)域處發(fā)生的延遲。應(yīng)該注意，網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中的“區(qū)域”不必是地理上的區(qū)域，或者甚至不必是物理上互連的一組節(jié)點(diǎn)的含義—它們可以是覆蓋真實(shí)物理鏈路的虛擬網(wǎng)絡(luò)中的連通性區(qū)域，這些區(qū)域僅具有要執(zhí)行的功能或要提供的服務(wù)，與互聯(lián)網(wǎng)幾乎一樣，是覆蓋下層物理鏈路的虛擬鏈路的網(wǎng)絡(luò)。
可以進(jìn)行路由決策來平衡網(wǎng)絡(luò)的不同區(qū)域上的負(fù)載，或者對問題區(qū)域周圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。除此以外，如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在商業(yè)基礎(chǔ)上，并對所提供的服務(wù)進(jìn)行收費(fèi)，則可以進(jìn)行路由決策，以找到通過該網(wǎng)絡(luò)的最廉價(jià)的、最快的或者最可靠的路由。與此相關(guān)，操作或者已經(jīng)提出了各種方案(例如“擁塞收費(fèi)”方案)，來確定可以或者應(yīng)當(dāng)收取多少這種費(fèi)用，但是在創(chuàng)建可工作和公平的系統(tǒng)時(shí)存在重要的問題，至少是因?yàn)椋瑢τ陔x開發(fā)送者并到達(dá)其目的地的數(shù)據(jù)分組，可能需要通過可能為各種不同類型(即，固定的、ad hoc等)的一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)部分。這些網(wǎng)絡(luò)可能通過多個(gè)不同的國家或經(jīng)由衛(wèi)星而延伸，在不同實(shí)體的控制下，或者符合各種不同的規(guī)則設(shè)置(技術(shù)上和法律上的)。對于在這種環(huán)境下成功操作的收費(fèi)方案，可能需要能夠在不考慮實(shí)體之間的信任級別的情況下進(jìn)行操作，并且可能需要能夠抵抗所涉及的任意實(shí)體的濫用或他們的不誠實(shí)行為。
已經(jīng)提出了基于顯式擁塞通知(ECN)字段的收費(fèi)方案。如果發(fā)送者(在與接收者進(jìn)行協(xié)商后)使能ECN能力，則將2位ECN字段初始化為01或10(其被認(rèn)為對于擁塞控制的目的是相當(dāng)?shù)?的二進(jìn)制值?？梢栽诟怕噬细鶕?jù)數(shù)據(jù)分組所通過的任意路由器當(dāng)前所經(jīng)歷的擁塞的級別，來通過該路由器將ECN字段設(shè)為二進(jìn)制11(經(jīng)歷擁塞-CE，CongestionExperience)。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)其目的地時(shí)，被設(shè)定為CE的分組的相對比例可以向接收者提供這些數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過的路徑上的擁塞的總體級別的指示。這可以解釋為與經(jīng)由該特定路徑傳送數(shù)據(jù)相關(guān)的“成本”，該特定路徑可以被分配給接收實(shí)體、發(fā)送實(shí)體或者一個(gè)或更多個(gè)其他實(shí)體。無論任意實(shí)體是否真正進(jìn)行了考慮，對于接收者可用的信息也可以在允許要進(jìn)行的路由決策中使用。然而，應(yīng)該注意，對于根據(jù)最終值采取任意動(dòng)作或決策的任意其他實(shí)體，它們通常需要能夠根據(jù)接收實(shí)體來傳送正確的信息。
在支持使用以上類型的擁塞收費(fèi)的文獻(xiàn)中，通過爭論將發(fā)送者與接收者之間的安排作為一個(gè)單獨(dú)問題討論，已經(jīng)基本上解決了僅接收者能夠支付擁塞費(fèi)用或直接依賴基于顯式擁塞通知數(shù)據(jù)的信息的問題。該問題被用作反對擁塞收費(fèi)的論據(jù)，但是上述文獻(xiàn)中沒有給出解決該問題的嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
在以下方面，諸如數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送者可以被認(rèn)為是主動(dòng)的，而接收者可以是被動(dòng)的。能夠發(fā)送數(shù)據(jù)項(xiàng)的節(jié)點(diǎn)可能能夠控制其所發(fā)送的內(nèi)容、試圖將這些內(nèi)容發(fā)送至何處、以及多久發(fā)送這些內(nèi)容一次，但是幾乎不對接收的內(nèi)容、從哪接收以及多久接收數(shù)據(jù)報(bào)一次進(jìn)行控制。另一方面，發(fā)送者通常位于獲知它將數(shù)據(jù)所發(fā)送到的網(wǎng)絡(luò)的最差的自然位置，而接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可能至少具有能夠接收描述到達(dá)數(shù)據(jù)所采取的路徑的特性的信息(路徑擁塞、跳轉(zhuǎn)等)的益處。在這一方面，可以認(rèn)為發(fā)送者具有控制而無知識，而接收者具有知識而無控制。因此，接收者需要向發(fā)送者提供與其獲知的路徑知識相關(guān)的反饋，以將路徑知識傳送到控制所在處。互聯(lián)網(wǎng)目前就是這么工作的。這里存在兩個(gè)問題(i)如果接收者沒有反饋該信息的動(dòng)機(jī)，并且誠實(shí)地反饋該信息，則它完全可以不這樣做；(ii)中間節(jié)點(diǎn)既是接收者又是發(fā)送者(在轉(zhuǎn)發(fā)僅是將所接收的內(nèi)容發(fā)送出去的意義上)，但是端到端反饋僅將路徑知識傳送給該路徑上的第一發(fā)送者，而不將路徑知識傳送給每個(gè)中間發(fā)送者。盡管互聯(lián)網(wǎng)基于端到端原理(其中不希望對中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能控制)，但是通常希望這些中間節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行智能轉(zhuǎn)發(fā)決策，該路由信息實(shí)質(zhì)上應(yīng)當(dāng)包括下游路徑的知識。還希望這些中間節(jié)點(diǎn)按照它們轉(zhuǎn)發(fā)不同類型數(shù)據(jù)的速率來進(jìn)行決策，該速率理想地也通過下游路徑知識來通知。
如下面將更詳細(xì)說明的，本發(fā)明的實(shí)施例使得可以為這些問題當(dāng)中的可以被認(rèn)為獨(dú)立但相關(guān)的兩個(gè)一般性問題之一或兩者提供解決方案。這些問題可以概括如下1)如何安排從這些節(jié)點(diǎn)向描述下游路徑的特性的節(jié)點(diǎn)提供信息；以及2)如果防止該信息被偽造。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)或者向接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；其中所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分；所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于將初始狀態(tài)賦予與由該節(jié)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度；所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于對與它們所轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于使提供者節(jié)點(diǎn)可以得到以下信息，該信息表示與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)與該路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異；并且其中所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為在其從所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到表示這種差異的信息的情況下，將不同的初始狀態(tài)賦予與由其提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度。
與此相對應(yīng)，還提供了一種用于向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)賦予路徑特性描述量度的方法，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，該提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者向接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分，所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；該方法包括以下步驟
將初始狀態(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度；對與由所述中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；對與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并確定表示所述最終狀態(tài)與路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的度量(measure)；以及在所述度量表示與以前的數(shù)據(jù)相關(guān)的這種差異的情況下，將不同的初始狀態(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度。
與上述密切相關(guān)地，還提供了一種使得能夠?qū)⒊跏紶顟B(tài)賦予與要通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的反饋節(jié)點(diǎn)，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分；所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向與數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，并將所述數(shù)據(jù)提供給所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者提供給所述接收者節(jié)點(diǎn)；所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從一個(gè)或更多個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，對與由它們接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)；而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并使得反饋節(jié)點(diǎn)可以得到有關(guān)與其接收到的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的信息；其中所述反饋節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于，在所述反饋節(jié)點(diǎn)接收到表示所述路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)與和由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的以前數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)之間的差異的信息的情況下，使得能夠?qū)⒉煌某跏紶顟B(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度。
與此相對應(yīng)，還提供了一種在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中提供數(shù)據(jù)的方法，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分；所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或從一個(gè)或更多個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，對與它們接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)；而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并使得提供者節(jié)點(diǎn)可以得到以下信息，該信息表示與由其接收到的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)與該路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異；該方法包括以下步驟向與數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)；向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)提供所述數(shù)據(jù)；接收有關(guān)與所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到的以前提供的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)的信息；以及在接收到表示路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的信息的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
應(yīng)該理解，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提供者節(jié)點(diǎn)或接收者節(jié)點(diǎn)還可以作為“反饋節(jié)點(diǎn)”(即，反饋節(jié)點(diǎn)不必是如上所述的網(wǎng)絡(luò)的提供者節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)和接收者節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn))。然而，是提供者節(jié)點(diǎn)還是接收者節(jié)點(diǎn)作為反饋節(jié)點(diǎn)會(huì)影響到它如何使得能夠賦予不同的初始狀態(tài)。
通常，應(yīng)該理解，針對路徑特性描述量度的變量“狀態(tài)”和“預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)”通常是多個(gè)值，其示例在下面詳細(xì)提供。然而，可以預(yù)見，本發(fā)明的特定實(shí)施例還可以使用其本身不是值的類型的狀態(tài)，例如，光網(wǎng)絡(luò)中的光信號的幅值或相位。
以上實(shí)施例使得可以實(shí)現(xiàn)以下操作1)向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息，所述信息與所關(guān)心的節(jié)點(diǎn)下游的一條或多條路徑的各種可能特性中的任何一個(gè)相關(guān)。為實(shí)現(xiàn)該操作，可以不需要上游通信量超過從數(shù)據(jù)的目的地端到端地反饋到適當(dāng)源的通信量。這在路由為非對稱的情況下尤其有用，特別是在不可能通過特定的單向鏈路(例如，衛(wèi)星鏈路)向上游發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下。但是在可以通過去除路由信息的開銷來增大可用容量的情況下也很有用。
2)對于控制任意中間節(jié)點(diǎn)或端節(jié)點(diǎn)的個(gè)體的收益，確?？梢苑乐怪T如上述的信息被偽造。
本發(fā)明的實(shí)施例自然可應(yīng)用于數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)或分組網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)或光分組網(wǎng)絡(luò))，但是也存在各種其他可能的應(yīng)用領(lǐng)域。
顯然，盡管路徑特性描述量度可以利用其相關(guān)的(例如，數(shù)據(jù)分組的頭部中的)數(shù)據(jù)項(xiàng)有效地通過網(wǎng)絡(luò)“行進(jìn)”，但是例如根據(jù)網(wǎng)際協(xié)議的最新版本，不必是這種情況。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的路徑可以只是虛擬數(shù)據(jù)信道，而無需將任何路徑特性描述信息的“位置”(在該信息確實(shí)具有位置的情況下)限制在該信道內(nèi)。例如，許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將控制信息與其所參照的數(shù)據(jù)分離。使用獨(dú)立的協(xié)議(其參照它們進(jìn)行特性描述的相關(guān)數(shù)據(jù)信道)，在獨(dú)立的消息中傳送諸如特性描述路徑的控制信息。某些控制信息甚至在與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備不同的控制設(shè)備之間的獨(dú)立物理鏈路上傳送。更一般地，在同一物理鏈路上的獨(dú)立虛擬電路中傳送控制信息。因此，上述本發(fā)明的變型例可以遠(yuǎn)離網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行路徑特性描述，而不是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)執(zhí)行。
因此，根據(jù)本發(fā)明的變型例，提供了一種用于向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該多個(gè)節(jié)點(diǎn)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，該提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者向接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給接收者節(jié)點(diǎn)，而該接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；該方法包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的情況下，向路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述路徑特性描述量度與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；在所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)；以及確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)與預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間是否存在差異；其中，在確定為所述最終狀態(tài)與所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間存在差異的情況下，所述方法還包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)隨后提供了進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，向進(jìn)一步的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)，所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度與所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，對所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；以及使得所述中間節(jié)點(diǎn)可以得到表示所述經(jīng)更新的狀態(tài)的信息。
應(yīng)該注意，如果除了表示進(jìn)一步的路徑特性描述量度的經(jīng)更新狀態(tài)的信息以外，還使得中間節(jié)點(diǎn)可以得到與以前的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)和所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異相關(guān)的信息，則還可以使得可以得到與根據(jù)以上方法(該方法使得可以推導(dǎo)與下游路徑相關(guān)的信息)使得中間節(jié)點(diǎn)可得到的信息相對應(yīng)的信息，而不需要向進(jìn)一步的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。使用這兩條信息，對于特定的中間節(jié)點(diǎn)，可以類似地推導(dǎo)出與下游路徑相關(guān)的信息。
因此，根據(jù)本發(fā)明的另一變型例，還提供了一種用于向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該多個(gè)節(jié)點(diǎn)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者向接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給接收者節(jié)點(diǎn)，而接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從提供者節(jié)點(diǎn)或者從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；該方法包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的情況下，向路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述路徑特性描述量度與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；
在所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)；以及確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)與預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間是否存在差異；其中，在確定為所述最終狀態(tài)與所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間存在差異的情況下，所述方法還包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)隨后提供了進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，向進(jìn)一步的路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度與所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，對所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；以及使得所述中間節(jié)點(diǎn)可以得到表示所述經(jīng)更新的狀態(tài)的信息；以及使得所述中間節(jié)點(diǎn)可以得到與以前的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)和所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異相關(guān)的信息。
還提供了與以上兩種方法相對應(yīng)的用于提供與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的路徑特性描述信息的系統(tǒng)。
應(yīng)該注意，盡管有必要以各種方式來定義本發(fā)明，但是在所有定義之間存在統(tǒng)一的概念，即，所有定義都使得可以將信息用于與決策相關(guān)的應(yīng)用，該決策與節(jié)點(diǎn)相關(guān)，這種信息與該特定節(jié)點(diǎn)的以前使用過的下游路徑的特性相關(guān)，但是除了從接收者節(jié)點(diǎn)到提供者節(jié)點(diǎn)的信息以外，無需將信息向上游傳送。所有定義都要求提供者節(jié)點(diǎn)對于進(jìn)一步的中間節(jié)點(diǎn)重新插入其通過反饋(該反饋涉及到其最近使用的返回到網(wǎng)絡(luò)的路徑)獲知的信息，以作為與數(shù)據(jù)相關(guān)的控制信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，該控制信息是在數(shù)據(jù)分組的頭部傳送或者在獨(dú)立的控制消息中傳送的。
參照本發(fā)明所有上述方面，應(yīng)該注意，在本發(fā)明的上下文中，“網(wǎng)絡(luò)”不必是整個(gè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，或者任何特定的有界或無界網(wǎng)絡(luò)。對于本發(fā)明的目的，“網(wǎng)絡(luò)”可以是另一更大的網(wǎng)絡(luò)的一部分。類似地，“提供者節(jié)點(diǎn)”不必是負(fù)責(zé)產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。在其對從別處接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的意義上來講，它本身可以被提供數(shù)據(jù)。根據(jù)“提供者節(jié)點(diǎn)”不同于另一節(jié)點(diǎn)的特征可以僅是在本發(fā)明的以上描述中闡述的。同樣，“接收者節(jié)點(diǎn)”不必是數(shù)據(jù)的所期望的最終目的地。從“提供者節(jié)點(diǎn)”經(jīng)由任意中間節(jié)點(diǎn)到“接收者節(jié)點(diǎn)”的路徑可以僅是從數(shù)據(jù)的產(chǎn)生源到其期望的最終目的地的總路徑的子部分。
在這點(diǎn)上，只要隧道端點(diǎn)之間可以存在反饋流，本發(fā)明的實(shí)施例就可以像應(yīng)用于隧道及其端點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)一樣，應(yīng)用于在兩個(gè)隧道端點(diǎn)之間進(jìn)行了隧道化(tunnelled)的數(shù)據(jù)流。
已經(jīng)提交了要求同一英國專利申請GB0407144.5的優(yōu)先權(quán)的共同未決國際專利申請，并且要求保護(hù)相關(guān)的發(fā)明。該相關(guān)發(fā)明(下面將簡要概述)涉及對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。在進(jìn)行路由決策或者與網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)的處理相關(guān)的其它決策時(shí)，諸如根據(jù)上述方法獲得的路徑特性描述信息能夠由網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)使用。如果這些中間節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)它們接收到的路徑特性描述信息中得到適當(dāng)?shù)男畔?，則這種決策可以基于比以前可能的信息更直接相關(guān)、更有用和更新的信息。
因此，根據(jù)該共同未決申請最初提交的權(quán)利要求，提供了一種用于對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行控制的中間節(jié)點(diǎn)，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括所述中間節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)上游節(jié)點(diǎn)，以及多個(gè)下游節(jié)點(diǎn)，所述上游節(jié)點(diǎn)或所述多個(gè)上游節(jié)點(diǎn)之一被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述上游節(jié)點(diǎn)或所述多個(gè)上游節(jié)點(diǎn)之一被設(shè)置用于所述中間節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息，而所述下游節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于經(jīng)由下游路徑從所述中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述中間節(jié)點(diǎn)包括用于從上游節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)的裝置；用于從上游節(jié)點(diǎn)接收路徑特性描述信息，并從該路徑特性描述信息得到表示所述中間節(jié)點(diǎn)的下游路徑的特性信息的裝置；被設(shè)置用于根據(jù)表示下游路徑的所述特性的所述信息，選擇對要在下游路徑上轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的優(yōu)選方式的裝置；以及用于根據(jù)所述優(yōu)選方式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到下游節(jié)點(diǎn)的裝置。
與此相對應(yīng)，該共同未決申請最初提交的權(quán)利要求還涉及一種用于對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的要從中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行控制的方法，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括所述中間節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)上游節(jié)點(diǎn)、以及多個(gè)下游節(jié)點(diǎn)，該上游節(jié)點(diǎn)或多個(gè)上游節(jié)點(diǎn)之一被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，該上游節(jié)點(diǎn)或多個(gè)上游節(jié)點(diǎn)之一被設(shè)置用于所述中間節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息，而所述下游節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于經(jīng)由下游路徑從所述中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述方法包括以下步驟從上游節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；從上游節(jié)點(diǎn)接收路徑特性描述信息，并從該路徑特性描述信息得到表示所述中間節(jié)點(diǎn)的下游路徑的特性的信息；根據(jù)表示下游路徑的所述特性的所述信息，選擇對要在下游路徑上轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的優(yōu)選方式；以及根據(jù)所述優(yōu)選方式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至下游節(jié)點(diǎn)。
對要在下游路徑上轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的優(yōu)選方式可以僅涉及該數(shù)據(jù)的優(yōu)選下游路徑的選擇(即，對與數(shù)據(jù)的前向路由相關(guān)的數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行控制的方法)，或者涉及該數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)發(fā)至的優(yōu)選節(jié)點(diǎn)的選擇。然而，其可以涉及同一路徑上的不同類型的處理或服務(wù)之間的選擇。其他類型的服務(wù)(其可以允許選擇一個(gè)或更多個(gè)不同類型的處理級別)的示例包括如下(i)流量工程；(ii)路由廣告(advert)驗(yàn)證；(iii)合同驗(yàn)證；(iv)區(qū)別服務(wù)網(wǎng)關(guān)。
通常，參照數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，但是應(yīng)該注意，本發(fā)明的某些實(shí)施例可以應(yīng)用于其他形式的網(wǎng)絡(luò)，例如工作流路由、發(fā)電或甚至諸如鐵路網(wǎng)的交通網(wǎng)絡(luò)。然而，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在以下情況下更為明顯為了使網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)被持續(xù)通知下游事件的狀態(tài)，而沿各個(gè)鏈路向網(wǎng)絡(luò)中的正常流提供對于各個(gè)消息或事件的中間反饋存在問題。在網(wǎng)絡(luò)傳送非信息項(xiàng)(工作、電流、車輛等)的情況下，通常不能夠沿網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)鏈路進(jìn)行反向反饋，因?yàn)榉答佂ǔＪ羌冃畔ⅲ摼W(wǎng)絡(luò)并沒有設(shè)計(jì)用來傳送純信息。然而，安排通過網(wǎng)絡(luò)向前流動(dòng)的項(xiàng)來傳送信息(即使這些項(xiàng)(例如，車輛)本身不是純信息)，并且有策略地將通信鏈路安排為跨越網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出，以使得反饋能夠返回到相關(guān)輸入并重新進(jìn)入(re-inserted)到網(wǎng)絡(luò)中，可以獲得足夠的成本效率。在這些情況下，可以證明本發(fā)明的實(shí)施例在逐跳的基礎(chǔ)上返回到源方面是有用的。假定工作流比分組慢得多地到達(dá)，在該處理的每一步驟之后，將信息直接發(fā)送回工作流的源可能比將信息僅背載(piggy back)在通過該系統(tǒng)向前流動(dòng)的工作流上更加有效。區(qū)別特征在于，經(jīng)過工作流路由系統(tǒng)進(jìn)行處理的消息發(fā)送的“基本單位(atom)”比到源的反饋所需的大得多。這是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而提供的反饋在諸如分組網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中尤其有用的原因。優(yōu)選地，盡量避免像在下游方向上發(fā)送數(shù)據(jù)那樣經(jīng)常地在上游方向上發(fā)送反饋。
但是，顯然，本發(fā)明的實(shí)施例還可以應(yīng)用于面向連接的網(wǎng)絡(luò)，其中連接包括信元(cell)、幀或分組(例如，ATM、幀中繼、SDH等)。其可以應(yīng)用于對未來的全光分組網(wǎng)絡(luò)的控制，全光分組網(wǎng)絡(luò)難以設(shè)計(jì)，因?yàn)椴荒軐ν瑫r(shí)到達(dá)交換機(jī)的光分組進(jìn)行緩沖以使得可以順序?qū)λ鼈冞M(jìn)行處理。盡管在不將光轉(zhuǎn)換為電信息的情況下不能對光進(jìn)行存儲(chǔ)，但是可以使其減速(slow-down)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的反饋可以提供一種在其到達(dá)競爭交換輸出之前使其減速的機(jī)制，因?yàn)椴荒艽鎯?chǔ)光意味著必須在需要之前促使該減速，而不是光剛到達(dá)該輸出就促使該減速。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而提供的反饋完全可以應(yīng)用于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上的路由覆蓋(routed overlay)網(wǎng)絡(luò)，例如以對等方式創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)，例如以下出版物中描述的CAN、PASTRY、Chord和SWANChord參見“ChordA Scalable Peer-to-Peer Lookup Service forIntemet Applications”，Hari Balakrishnan，M.Frans Kaashoek，David Karger，Robert Morris and Ion Stoica，Proc.ACM SIGCOMM’01，ComputerCommunication Review 31(4)pp.149-160(Oct 2001)；SWAN參見“Fully Decentralised，Scalabel Look-Up in a Network ofPeers Using Small World Networks”，Erwin Bonsma，“Proc.of the 6thWorldMulti Conf.On Systemics，Cybernetics and Informatics(SCI2002)”，pp.147-152(July，2002)；CAN參見“A Scalable Content-Addressable Network”，SylviaRatnasamy，Paul Francis，Mark Handley，Richard Karp and Scott Shenker，Proc.ACM SIGCOMM’01，Computer Communication Review 31(4)pp.161-172(Oct 2001)；以及PASTRY參見“PastryScalable，Distributed Object Location andRouting for Large-Scale Peer-to-Peer Systems”，Antony Rowstron and PeterDruschel，IFIP/ACM“International Conference on Distributed SystemsPlatforms(Middleware)”，pp.329-350(Nov 2001)。


圖1是示出與符合網(wǎng)際協(xié)議的當(dāng)前版本(IPv4)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的頭部中的字段的表；圖2是示出網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特征的拓?fù)浔硎荆粓D3示出了用于說明如何進(jìn)行路由決策的網(wǎng)絡(luò)的簡化表示；圖4是例示了根據(jù)顯式擁塞級別(ECL，Explicit Congestion Level)來使用路徑特性描述量度的曲線圖；圖5、6和7是表示使用丟棄算法的應(yīng)用和效果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖2，示出了網(wǎng)絡(luò)的特定特征的拓?fù)浔硎?。按照該附圖以說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性網(wǎng)絡(luò)21，但是應(yīng)該注意，本發(fā)明適用于各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)，例如固定、移動(dòng)、ad hoc和其他類型，還適用于本身包含多個(gè)不同類型的通信信道的網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)21實(shí)際上可以是諸如互聯(lián)網(wǎng)本身的更大網(wǎng)絡(luò)的子部分。網(wǎng)絡(luò)21包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)22、24、26、28，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以用來完成以下與將數(shù)據(jù)從一個(gè)位置傳送到另一個(gè)位置的特定嘗試有關(guān)的任務(wù)中的一個(gè)或更多個(gè)提供數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、以及接收數(shù)據(jù)；或者可以不涉及它們。在不同時(shí)刻，或者并行地但與傳送數(shù)據(jù)的不同嘗試相關(guān)地，或者與在另選位置之間傳送數(shù)據(jù)的嘗試相關(guān)地，節(jié)點(diǎn)當(dāng)然可以起到不同的作用。因此除了它們在特定時(shí)刻的功能以外，在不同類型的節(jié)點(diǎn)之間可以沒有差異。然而，為了說明本實(shí)施例，將按照包括提供者節(jié)點(diǎn)22、接收者節(jié)點(diǎn)26和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)24的方式來說明網(wǎng)絡(luò)21。
提供者節(jié)點(diǎn)22和接收者節(jié)點(diǎn)26不必是數(shù)據(jù)的原始源或者數(shù)據(jù)的最終目的地。在這種情況下，數(shù)據(jù)的原始源被表示為位于節(jié)點(diǎn)20處(在網(wǎng)絡(luò)21的外部)，而數(shù)據(jù)的所期望最終目的地被表示為位于節(jié)點(diǎn)27處(也在網(wǎng)絡(luò)21的外部)。提供者節(jié)點(diǎn)和接收者節(jié)點(diǎn)的唯一區(qū)別特征涉及以下事實(shí)接收者節(jié)點(diǎn)向提供者節(jié)點(diǎn)發(fā)送包括路徑特性描述信息的反饋。
節(jié)點(diǎn)之間是各個(gè)通信信道23、29，可以通過這些通信信道來傳送數(shù)據(jù)。為了說明本實(shí)施例，將對用于將數(shù)據(jù)從提供者節(jié)點(diǎn)22傳送至接收者節(jié)點(diǎn)26的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鏈接的信道稱為跳23。在提供者節(jié)點(diǎn)22與接收者節(jié)點(diǎn)26之間，可以采用各種另選路徑，在這種情況下，將通信信道23、29以外的其他通信信道視為該路徑上的跳23。
在IPv4頭部中，使用兩個(gè)字段來描述路徑的特性TTL和ECN字段(針對該目的還設(shè)計(jì)了諸如“時(shí)間戳(Timestamp)”選項(xiàng)的某些選項(xiàng))。用于根據(jù)跳數(shù)和擁塞量度來描述路徑特性的本發(fā)明的實(shí)施例可能需要對用于處理IP頭部的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。因此，可以將IP版本字段設(shè)定為某些未來版本，例如8。我們將使用包括8位實(shí)數(shù)的新“顯式擁塞級別”(ECL)字段代替兩位ECN字段(這里我們無需關(guān)心其如何適合于該頭部)來描述該實(shí)施例。TTL字段可以保持相同大小，但是TTL和ECN字段都可以與它們在IPv4中的標(biāo)準(zhǔn)化語義不同地進(jìn)行使用。如從以下說明中可以理解，這種ECL字段將能夠向任意節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息，這種路徑特性描述信息提供了來自所關(guān)心的節(jié)點(diǎn)的上游的信息，該信息表示可能由所關(guān)心的節(jié)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)分組在所關(guān)心的節(jié)點(diǎn)的下游路徑上經(jīng)歷的擁塞量。
當(dāng)提供第一數(shù)據(jù)分組時(shí)，提供者節(jié)點(diǎn)22向與該數(shù)據(jù)分組相關(guān)聯(lián)的頭部中的各個(gè)字段賦值，這些字段可以包括以上參照網(wǎng)際協(xié)議IPv4說明的字段中的任何一個(gè)或全部，并且與剛描述的相似地進(jìn)行了更改。提供者節(jié)點(diǎn)22向被稱為“路徑特性描述量度”的字段賦初值。如將要說明的，路徑特性描述量度的語義以基本的方式不同于IPv4頭部的語義，即，將路徑特性描述量度的公共參照級別設(shè)置為位于接收者節(jié)點(diǎn)26而不是提供者節(jié)點(diǎn)22。
為了說明該差異，下面將再次簡要參照網(wǎng)際協(xié)議頭部中的“生存時(shí)間”(TTL)字段。如上所述，在發(fā)送者處使用值255進(jìn)行當(dāng)前初始化，并且由各個(gè)分組所經(jīng)過的各個(gè)節(jié)點(diǎn)遞減。因此，在網(wǎng)絡(luò)中的任一節(jié)點(diǎn)處，該差異(255-TTL)描述了分組所經(jīng)過的上游跳的數(shù)量特性。如果分組在45跳之后到達(dá)其期望的目的地，則TTL值已經(jīng)遞減為210，并被用來向該路徑上的中間節(jié)點(diǎn)指示該分組已經(jīng)過不超過45跳。然而，如果該分組未被正確地路由并且/或者進(jìn)入循環(huán)，從而對TTL值執(zhí)行了足夠的跳(例如，255跳)而使其達(dá)到零，則這將對后續(xù)中間節(jié)點(diǎn)指示該分組將被丟棄。在這種情況下，可以向提供者節(jié)點(diǎn)發(fā)送該分組無法到達(dá)其目的地的指示，但是仍然為后續(xù)的分組賦予初始TTL值255。
與此相反，提供者節(jié)點(diǎn)22將對與TTL字段相對應(yīng)的路徑特性描述量度賦予初始值，以使得如果該分組在后續(xù)場合經(jīng)過相同或相似的路徑，并且該路徑上的每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)24都使其遞減1，則它將在接收者處以例如零的預(yù)定公共參照級別結(jié)束。為了實(shí)現(xiàn)該操作，接收者節(jié)點(diǎn)26應(yīng)該將路徑特性描述量度的實(shí)際接收值與接收者處的預(yù)定公共參照級別(例如，零)之間的差異反饋給提供者節(jié)點(diǎn)22。提供者節(jié)點(diǎn)22隨后可以將與到相同目的地的未來分組相關(guān)聯(lián)的路徑特性描述量度的初始值調(diào)節(jié)或校正為，使得分組應(yīng)該大致以零或者接近于零的值到達(dá)接收者節(jié)點(diǎn)26。應(yīng)該注意，所發(fā)送的第一分組或在接收到任何反饋之前發(fā)送的其他分組不可能達(dá)到零目標(biāo)，并且因此可能被標(biāo)記為“猜測(guess)”分組。當(dāng)提供者節(jié)點(diǎn)已接收到與“猜測”分組相關(guān)的反饋并且該反饋被用于調(diào)節(jié)或校正與后續(xù)分組相關(guān)聯(lián)的路徑特性描述量度的初始值，該量度的值(由后續(xù)中間節(jié)點(diǎn)24根據(jù)該分組經(jīng)過的跳進(jìn)行了更新)將向各個(gè)后續(xù)中間節(jié)點(diǎn)傳遞與相對于目的地的剩余跳數(shù)相關(guān)的信息(即，與節(jié)點(diǎn)有關(guān)的“下游路徑”)。
利用這種新的結(jié)構(gòu)，盡管在一次往返時(shí)間以前，但是網(wǎng)絡(luò)中的任意節(jié)點(diǎn)(不論是提供者22、中間節(jié)點(diǎn)24還是接收者節(jié)點(diǎn)26)都可以將任意“非猜測(non-guess)”分組中的路徑特性描述量度的值讀取為所預(yù)測的相對于目的地的剩余跳數(shù)。
下面將參照對通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分組的“路由”來說明以上述方式使用諸如上述的路徑特性描述量度的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)(如果不是基本優(yōu)點(diǎn)的話)。如將顯見的，本發(fā)明的實(shí)施例使得用作互聯(lián)網(wǎng)路由器的中間節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)與到目的地的下游路徑(即，所關(guān)心的中間節(jié)點(diǎn)與所期望的接收者之間的路徑)的動(dòng)態(tài)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信息，對它們接收到的分組的前向路由進(jìn)行所通知的決策。它們能夠這樣做而無需沿著除了從最終接收者節(jié)點(diǎn)返回到提供者節(jié)點(diǎn)的路徑以外的正使用路徑的上游路由消息。以前，根據(jù)IPv4，通常每30秒在中間節(jié)點(diǎn)之間向上游傳送路由消息。通過利用如上所述的路徑特性描述量度，無需這種上游路由消息，就可以幾乎連續(xù)地(盡管經(jīng)過了一次往返的延遲)獲知下游路徑的變化狀態(tài)。即使在當(dāng)前沒有以特定目的地為目的地的數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)處，也只需從連續(xù)更新的附近節(jié)點(diǎn)發(fā)送顯式附加路由消息。因此，可以將路由連續(xù)調(diào)整和收斂為下游變化，而無需等待來自正使用路徑的常規(guī)路由更新。這些優(yōu)點(diǎn)適用于提高各種類型的網(wǎng)絡(luò)中的路由收斂性和效率，但是該優(yōu)點(diǎn)尤其與更動(dòng)態(tài)的場景相關(guān)，例如在存在網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性或者在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的情況下，或者在使用諸如擁塞的更動(dòng)態(tài)的量度以及諸如跳數(shù)的更穩(wěn)定的量度來優(yōu)化路由的情況下。
通常，互聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議的目的是維護(hù)與可以用作路由器的任意節(jié)點(diǎn)上的或與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)的“路由表”。這使得能夠經(jīng)由正確的接口來轉(zhuǎn)發(fā)攜帶任意目的地地址的數(shù)據(jù)分組。路由協(xié)議的目的是確保路由表盡可能最新。如果可以實(shí)現(xiàn)該目的而無需在所有路由器之間的過度大量的路由更新消息，則是有利的。
參照圖3，為了說明本發(fā)明的實(shí)施例如何可以向節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息(該路徑特性描述信息使得這些節(jié)點(diǎn)能夠與通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的路由相關(guān)地進(jìn)行所通知的決策)，而示出了網(wǎng)絡(luò)的簡化表示。
圖3示出了如何使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而得到的路徑特性描述信息來進(jìn)行路由決策。其示出了如何利用這種路徑特性描述信息來通過“最佳”可能路由將信息朝向接收者進(jìn)行路由。詞語“最佳”看起來暗示了該選擇是主觀的，但是可以通過選擇與多種類型中的任何一種相對應(yīng)的量度來選擇其中被看作為最佳的路由。根據(jù)所使用的量度的類型，“最佳”由此可以對應(yīng)于“最廉價(jià)”、“最少擁塞”、“最直接”或者“最少傳播延遲”等，或者甚至是這些的加權(quán)組合。為了簡化說明，我們將僅基于一種類型的路徑特性描述量度(例如“傳播延遲”)來考慮數(shù)據(jù)的路由。在這種情況下，假設(shè)“傳播延遲”字段存在于正使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)頭部中。
如將要理解的，可以進(jìn)行“最佳”路由(根據(jù)所選擇的“最佳”的理解)的選擇，因?yàn)橄掠瘟髁繋砼c將信息進(jìn)一步向下游發(fā)送至接收者的狀態(tài)有關(guān)的信息。
在圖3中，發(fā)送者S1至S4(正方形)表示可能的提供者節(jié)點(diǎn)，它們可能是可以從中發(fā)出數(shù)據(jù)的單個(gè)主機(jī)或其他網(wǎng)絡(luò)。接收者R1表示接收者節(jié)點(diǎn)。路由器RT1至RT6(大圓圈)表示從發(fā)送者到接收者的路徑上的可能中間節(jié)點(diǎn)。示出了各個(gè)路由器的每個(gè)接口(小圓圈)，并保持其本地連接的下游鏈路的鏈接成本Δmi。在存在兩個(gè)可能的接口并且需要在它們之間進(jìn)行選擇的情況下，以相應(yīng)的小圓圈來表示相應(yīng)的下游鏈路的鏈接成本。利用傳播延遲的示例，例如，這可以通過沿根部(boot)處的各個(gè)鏈路(有線或無線)的簡單應(yīng)答請求來進(jìn)行測量。對于固定鏈路，例如，如果基本的邏輯鏈路改變了其拓?fù)?，則可以觸發(fā)該延遲的重新測量。對于無線鏈路，可以根據(jù)移動(dòng)的可能性適當(dāng)?shù)馗幸?guī)律地測量傳播延遲。
當(dāng)各個(gè)路由器接收到數(shù)據(jù)時(shí)，其使“傳播延遲”字段遞減通過其發(fā)送該數(shù)據(jù)的鏈路的傳播延遲Δmi。為了簡化，在本示例中將“傳播延遲”字段的目標(biāo)值mz取為零。于是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第一次往返之后，朝向各個(gè)路由器處的接收者R1流動(dòng)的其他數(shù)據(jù)分組可以在其頭部中攜帶“對于目的地的傳播延遲”(PDTD，propagation delay to destination)值mi，該值表示最后一次往返對于R1的剩余延遲。這由“在數(shù)據(jù)頭部中的內(nèi)容(in-data header)”(標(biāo)有數(shù)字的較大箭頭的頭部中的數(shù)字)來表示，并且被路由器作為路徑特性描述量度(PCM)來進(jìn)行處理。因此，路由器可以保持其內(nèi)部路由表中的一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)接口的PDTD值(參見大圓圈內(nèi)部的數(shù)字)。在保存有兩個(gè)(或更多個(gè))值的情況下，各個(gè)路由器僅需要向其鄰居“廣告”其單個(gè)“最低成本”或“最佳”路由，但是在路由器自身可能需要在不同接口之間進(jìn)行選擇的情況下，可以在任意時(shí)刻通過對“最低成本”路由和“次最低成本”路由進(jìn)行比較，或者(在其他方面)對“最佳”路由和“次最佳”路由進(jìn)行比較，來在任意時(shí)刻進(jìn)行該操作。
可以從R1向外從路由器有規(guī)律地(例如，每30秒)發(fā)送路由消息，除非變化觸發(fā)了即時(shí)消息，該路由消息使用與當(dāng)前“路由信息協(xié)議”(RIP，Routing Information Protocol)相似的協(xié)議并包含針對R1的PDTD值。這些路由消息被表示為黑色箭頭內(nèi)的數(shù)字。然而，在數(shù)據(jù)沿朝向R1的鏈路流動(dòng)的情況下，可以抑制這些路由消息，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明可以隨后提供路徑特性描述信息。
(A)首先假定發(fā)送者S1向R1發(fā)送常規(guī)信息流。將各個(gè)分組的初始值設(shè)為PCM＝7，并且各個(gè)分組以PCM＝0的值到達(dá)目的地R1。中間節(jié)點(diǎn)RT1可以從指向R1的分組的PCM中獲知RT1與R1之間的鏈路成本為PCM＝7。將PCM字段減小4(即，4為RT1和RT5之間的鏈路成本。該值例如可以與該鏈路上的RT1的擁塞成比例，或者與對于所關(guān)心的鏈路而建立的傳播延遲成比例)。隨后，將分組轉(zhuǎn)發(fā)至RT5，并且PCM＝(7-4)＝3，RT5將該信息轉(zhuǎn)發(fā)給R1，并使PCM減小3(3是RT5與R1之間的鏈路成本)。
重要的是應(yīng)該注意，一旦路由器RT1獲知了RT1與R1之間的路徑成本(即，組合各個(gè)鏈路成本的結(jié)果)為PCM＝7，就可以將該信息發(fā)送給路由器RT2、RT5、RT6。標(biāo)有數(shù)字的較小箭頭表示“在路由消息中的內(nèi)容(in route messages)”，這可以根據(jù)所選擇的協(xié)議通過最適當(dāng)?shù)氖侄蝸韺?shí)現(xiàn)，以在鄰近路由器之間廣播路徑成本。
(B)假定發(fā)送者S3和S4向R1發(fā)送常規(guī)信息流。這將使得路由器RT3和RT4能夠發(fā)現(xiàn)它們對于R1的路徑成本分別為6和3。重要的是應(yīng)該注意，RT3會(huì)將流量轉(zhuǎn)發(fā)至RT4而不是RT6，因?yàn)镽T3與RT4之間的鏈路成本為3，低于RT3與RT6之間的鏈路成本(其為8)。出于同樣的原因，RT4會(huì)將信息直接轉(zhuǎn)發(fā)給R1而不經(jīng)由RT5。
同樣，重要的是應(yīng)該注意，路由器RT3和RT4獲知它們與R1之間的路徑成本分別為PCM＝6和PCM＝3?？梢岳谩奥酚蓛?nèi)消息”將該信息再次發(fā)送給鄰近路由器。
(C)假定發(fā)送者S2向R1發(fā)送常規(guī)流。各個(gè)分組的初始值為PCM＝7，并且各個(gè)分組以PCM＝0的值到達(dá)目的地R1。重要的是應(yīng)該注意，因?yàn)椤俺杀尽陛^低，所以RT2將經(jīng)由RT3而不經(jīng)由RT2來發(fā)送信息。
與來自鄰近路由器的某些路由消息一起使用路徑特性描述信息使得可以幾乎實(shí)時(shí)地(即，僅延遲了一次往返時(shí)間(RTT))發(fā)現(xiàn)從路由器到目的地的成本。與目前的路由協(xié)議相比，該方法可以實(shí)現(xiàn)更快的收斂。
在進(jìn)一步說明路徑特性描述量度的概念之前，應(yīng)該注意，盡管以上路徑特性描述量度在某些方面看上去與IPv4頭部中的TTL值相對應(yīng)，但是以上路徑特性描述量度與它的基本區(qū)別在于，用作反饋的路徑特性描述信息相對于接收者而不是發(fā)送者進(jìn)行了有效的歸一化。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，該基本區(qū)別將更加明顯，本發(fā)明的其他實(shí)施例可以涉及與各種其他頭部值或其他與數(shù)據(jù)分組相關(guān)聯(lián)的特性中的任意一個(gè)相對應(yīng)的路徑特性描述量度，通過將基準(zhǔn)點(diǎn)的上述變化應(yīng)用于這些值或其他特性來對路徑特性描述量度進(jìn)行調(diào)整，以使得它們可以描述通過網(wǎng)絡(luò)的“下游路徑”(即，從所關(guān)心的路徑上的任意節(jié)點(diǎn)開始)而不是“上游路徑”的特性，該“上游路徑”的特性是由諸如傳統(tǒng)TTL值的量度來描述的。下面給出了可與本發(fā)明的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)使用的可能候選的非排他性列表以及對各個(gè)候選的簡要注釋1)傳播延遲用于確定到目的地的最佳路徑的理想量度2)擁塞延遲當(dāng)前由于擁塞而導(dǎo)致的排隊(duì)延遲3)單向延遲下游路徑上的排隊(duì)和傳播延遲的總和
4)跳數(shù)如上所述，對于用于進(jìn)行路由的傳播延遲的簡單且實(shí)用的整數(shù)近似5)擁塞影子價(jià)格(shadow price)當(dāng)前分組使得任意其他分組不能實(shí)現(xiàn)其所需服務(wù)級別(例如，使得低延遲分組太晚到達(dá)，或者使盡力(besteffort)分組被丟棄等)的概率6)顯式擁塞通知(ECN)對于擁塞影子價(jià)格的實(shí)用近似7)可用容量任意下游節(jié)點(diǎn)上可用的最小空閑容量8)丟失率當(dāng)前分組在到達(dá)其目的地之前被丟棄的概率9)錯(cuò)誤率當(dāng)前分組在到達(dá)其目的地之前被破壞的概率(主要對由于衰減而導(dǎo)致的無線鏈路上的丟失和擁塞丟失進(jìn)行區(qū)分)10)下游服務(wù)可用性以前，當(dāng)已對互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和用于請求這些服務(wù)的協(xié)議進(jìn)行了更新時(shí)，不能獲知是否兩個(gè)端點(diǎn)之間的路徑上的所有節(jié)點(diǎn)都能夠支持新的服務(wù)。本發(fā)明的實(shí)施例使得可以引入該問題的解決方案。
來自以上列表的必需且足夠運(yùn)作簡單但完整的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的這些量度將依賴于所需網(wǎng)絡(luò)的類型、大小和復(fù)雜度。該列表例如可以包括與傳播延遲、擁塞影子價(jià)格和錯(cuò)誤率相對應(yīng)的路徑特性描述量度。
本發(fā)明的特定實(shí)施例可以使用當(dāng)前協(xié)議頭部中已存在的字段(例如，IPv4分組中的用于跳數(shù)的8位TTL字段或者用于擁塞影子價(jià)格的2位ECN字段)，或者可以要求引入用于已在使用的量度的新字段，這些新字段更適用于有效運(yùn)行我們稱為“再反饋”機(jī)制的機(jī)制(例如，如果需要，可以引入IPv6中的具有8位或者可能32位大小的更大的影子價(jià)格擁塞字段)，或者可以要求引入更適用于當(dāng)前根本未處理的量度的新字段(例如，IPv6分組中的用于傳播延遲的字段)。
在與TTL值或跳數(shù)相對應(yīng)的路徑特性描述量度通常根據(jù)所經(jīng)過的每一跳而遞減的情況下，可以根據(jù)其他量度而適當(dāng)采用其他數(shù)學(xué)函數(shù)。以上量度可以在所有下游節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行組合的典型方式包括以下1)Sum()2)Difference()3)Max()
4)Min()5)Logical AND()6)Logical OR()7)Combinatorial product()8)Combinatorial quotient()每個(gè)路徑特性描述量度m都由頭部值h來表示。該頭部值通常對于路徑上的所有節(jié)點(diǎn)與最有用的函數(shù)進(jìn)行組合，例如以上列出的函數(shù)之一。Logical AND()可能對于“下游服務(wù)可用性”最合適，Min()對于“可用容量”最合適，Combinatorial product()對于“擁塞影子價(jià)格”最合適，Difference()對于“無負(fù)載延遲”最合適，等等。
參照圖4，以示例的方式示出了表示基于顯式擁塞級別(ECL)的路徑特性描述量度的應(yīng)用的曲線圖。
表示了跨越由一系列節(jié)點(diǎn)(v0，v1，...vi，...vn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的路徑，其中，源為v0，而目的地為vn。本示例中使用了在所有數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡(luò)層頭部中的顯式擁塞級別(ECL)多位字段“h”中使用的量度“m”，而不是用來通知擁塞的單個(gè)位。該字段應(yīng)該足夠地寬，以表示合理數(shù)量的離散值(正值和負(fù)值)。值mi表示該字段在由第i節(jié)點(diǎn)處理之前的值。根據(jù)對于所有節(jié)點(diǎn)公用的組合函數(shù)f(.)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行更新，hi+1(t)＝f(hi+1(t)，mi(t))，其中mi(t)是對于端到端路徑特性描述量度的本地分配。例如，mi(t)可以是相對于單個(gè)下游鏈路的已知值(例如，無負(fù)載延遲)，或者反映節(jié)點(diǎn)的某些動(dòng)態(tài)狀況(例如，可以給出本地?fù)砣墑e作為RED算法的丟棄概率)。
對于每個(gè)量度定義基準(zhǔn)值hz作為目的地處的頭部字段的目標(biāo)。在圖4中，為了簡化，使hz＝0?，F(xiàn)在考慮分組的“流”的開始(圖4中由圓圈標(biāo)記的步驟(1))，發(fā)送者或提供者(圖2中的22)應(yīng)當(dāng)估計(jì)ECL的初始值h0，以將其設(shè)置在分組中并存儲(chǔ)該值。在通過該路徑進(jìn)行傳輸后，到達(dá)目的地的ECL將為hn。
隨后，接收者(圖2中的26)使用網(wǎng)絡(luò)層上的相關(guān)端到端協(xié)議將hn反饋回發(fā)送者(由圓圈標(biāo)記的步驟(2))。當(dāng)該反饋到達(dá)發(fā)送者時(shí)，hn與hz之間的任何差異都將要求發(fā)送者對在其發(fā)送的數(shù)據(jù)分組中的其對頭部字段設(shè)定的初始值進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于hn在目的地達(dá)到hz的約束給出了源初始化函數(shù)g(.)的定義，即h0(t+T)＝g(hn(t)，hz，f(.))。注意，該調(diào)節(jié)在發(fā)送了分組最后確認(rèn)之后一次往返時(shí)間發(fā)生。
發(fā)送者因此可以根據(jù)擁塞控制算法(參見下文)來調(diào)節(jié)其發(fā)送后續(xù)分組的速率。發(fā)送者也可以將用于在該路徑上發(fā)送的下一分組的初始ECL的估計(jì)值調(diào)節(jié)為m0(t+T)＝m0(t)-mf(t)，以盡量確保在該分組到達(dá)目的地時(shí)使ECL精確降為零(由圓圈標(biāo)記的步驟(3))。
對于該下一個(gè)分組和所有后續(xù)分組，如果路徑擁塞保持不變，則hn＝hz。然而，如果路徑擁塞發(fā)生改變，則必須在以后的往返時(shí)間中對h0再次進(jìn)行更新，以確保在該分組到達(dá)目的地時(shí)ECL字段仍然為零。發(fā)送者可以根據(jù)來自以前發(fā)送的分組的最近反饋預(yù)測出其針對后續(xù)分組的ECL估計(jì)值，以確保hn繼續(xù)近似為零。然而，與此無關(guān)，可以看出，以上處理已經(jīng)朝向?qū)崿F(xiàn)以下的重要目標(biāo)邁出了重要的一步路徑上的任意點(diǎn)處的hi值始終可以給出該點(diǎn)的下游量度的指示，盡管是在一次往返時(shí)間之后。為了進(jìn)行該操作，流的路徑上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以使用下游路徑量度提取函數(shù)j(.)來得到各個(gè)分組的下游路徑上的量度的估計(jì)值mi~(t)=j(hi(t),hz,f(·))]]>針對不同的組合函數(shù)，在表1中給出了這三個(gè)函數(shù)的示例。

表1.實(shí)現(xiàn)不同類型的組合函數(shù)的“再反饋”所需函數(shù)的定義應(yīng)該注意，要依賴這些值，就必須確保反饋循環(huán)中的每個(gè)人(或每個(gè)節(jié)點(diǎn))都有要誠實(shí)的動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)的問題在下面討論。
鑒于以上內(nèi)容，下面將參照擁塞收費(fèi)，以及在向網(wǎng)絡(luò)的其他部分提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息時(shí)忠實(shí)地進(jìn)行操作的動(dòng)機(jī)來按照上述方式對使用諸如上述的路徑特性描述量度的其他重要優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。這些優(yōu)點(diǎn)如下1)以前，對于擁塞的正確反應(yīng)取決于自愿遵從標(biāo)準(zhǔn)算法的所有端節(jié)點(diǎn)。已經(jīng)開發(fā)出了以下解決方案，在該解決方案中，對分組中的顯式擁塞通知施加一價(jià)格，從而給出了負(fù)責(zé)任地進(jìn)行操作的動(dòng)機(jī)。然而，這些解決方案依賴于對目的地收費(fèi)，并希望其與源具有信任關(guān)系，以鼓勵(lì)正確的源行為。這導(dǎo)致了目的地受到來自源的惡意攻擊的可能性，該惡意攻擊可能迫使其“受害者”在其控制以外支付擁塞費(fèi)用。本發(fā)明的實(shí)施例使得可以針對下游路徑上的擁塞直接對源進(jìn)行收費(fèi)，因?yàn)楸硎驹摀砣男畔⒖梢栽谠春推涮峁┱咧g的接口處獲得，而不是僅可以在目的地獲得。這還為互連擁塞收費(fèi)和路由提供了正確的動(dòng)機(jī)和本地最新信息。目前，每個(gè)接收網(wǎng)絡(luò)都必須與具有在ECN字段中設(shè)定的經(jīng)歷擁塞碼點(diǎn)的分組的數(shù)量成比例地對其緊上游的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行支付。但是下游網(wǎng)絡(luò)具有上游擁塞信息，但不能選擇誰路由給它，并且上游網(wǎng)絡(luò)不具有下游擁塞信息，但能夠選擇路由給誰。所以下游網(wǎng)絡(luò)必須向上游網(wǎng)絡(luò)支付擁塞費(fèi)用，無論下游網(wǎng)絡(luò)是否選擇了從上游網(wǎng)絡(luò)接收流量。
2)當(dāng)在新路徑上開始新的流時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例提供了在接收到足夠反饋之前謹(jǐn)慎行進(jìn)的正確動(dòng)機(jī)。目前，網(wǎng)際協(xié)議要求在要使用的路徑接近或已經(jīng)處在擁塞狀態(tài)的情況下與擁塞控制初始化算法自愿一致。這種控制導(dǎo)致保守行為，浪費(fèi)了在路徑實(shí)際上并未接近擁塞時(shí)的傳送時(shí)間，如果在來自第一分組的反饋到達(dá)之前完成了大多數(shù)對象傳送，則這在未來將是相當(dāng)嚴(yán)重的問題。這些控制還導(dǎo)致濫用，并且節(jié)點(diǎn)由于“自私”的原因而具有忽略這些控制的動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的實(shí)施例使得缺乏路徑狀態(tài)的知識的風(fēng)險(xiǎn)可以反映在所收取的影子價(jià)格中，該影子價(jià)格可以實(shí)現(xiàn)為實(shí)際擁塞收費(fèi)，或者可以實(shí)現(xiàn)為具有較高影子價(jià)格的流量的去優(yōu)先化(deprioritisation)。本發(fā)明的實(shí)施例還使得可以向中間節(jié)點(diǎn)提供正確的動(dòng)機(jī)來對多個(gè)流進(jìn)行累計(jì)，該多個(gè)流中的每一個(gè)都不知道路徑狀態(tài)，但是可以對其進(jìn)行集中處理，從而通過最近從舊流獲知的路徑狀態(tài)中獲知新流的可能路徑狀態(tài)。
在該階段，我們可以重點(diǎn)關(guān)注在沒有任何反饋的益處的情況下發(fā)送的流中的初始分組中所報(bào)告的擁塞級別。盡管我們已經(jīng)建議應(yīng)該將這些值標(biāo)記為猜測，但是我們?nèi)匀唤ㄗh應(yīng)該像任意其他分組那樣來單獨(dú)處理它們。即，如果他們的下游擁塞級別mzi持續(xù)降到0以下，則監(jiān)管系統(tǒng)(policing system)應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行懲罰(丟棄)，而不考慮它們的“猜測”狀態(tài)。所以，發(fā)送者必須夸大初始影子價(jià)格mz0，以確保這些分組具有通過其未知路徑的整個(gè)長度的可能性。但是它們所具有的夸大影子價(jià)格mzi應(yīng)當(dāng)授權(quán)它們對任意擁塞資源的較少共享，假定其高于相同類型的其他分組。這有效地加強(qiáng)了與TCP的慢啟動(dòng)階段相似的行為，直到正確地描述了路徑的特性為止。這種嚴(yán)格的制度確保了進(jìn)入未知路徑的風(fēng)險(xiǎn)由新的流來承擔(dān)，而不是在其遇到的其他流之間擴(kuò)散。
3)因?yàn)橄掠温窂降闹R可以在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的下游數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)層頭部信息中獲得，所以中間節(jié)點(diǎn)可以使用下游路徑的知識，以充當(dāng)針對提供者的擁塞控制代理。已經(jīng)發(fā)明了專用區(qū)分服務(wù)網(wǎng)關(guān)，其可以選擇性地對最有可能在其有效下游路徑上遭遇(并因此導(dǎo)致)擁塞的流量進(jìn)行去優(yōu)先化并最終將其丟棄。以前，代理所需的信息位于從目的地到源端到端地向上游傳送的反饋數(shù)據(jù)中，通常位于與下游流不同的路徑上。因此代理發(fā)現(xiàn)難以訪問該信息，因?yàn)闊o法保證它們恰好位于該數(shù)據(jù)的路徑上。在使用這些代理的情況下，還要求這些代理了解所有可能的高層反饋協(xié)議，從而有效地限制了新協(xié)議的引入。本發(fā)明的實(shí)施例使得可以在正確的層、正確的方向并因此在正確的路徑上保持相關(guān)信息。
以上討論總體上涉及本發(fā)明的實(shí)施例如何使得能夠解決上述兩個(gè)一般性問題中的第一個(gè)，涉及描述要對于各個(gè)節(jié)點(diǎn)可用的下游路徑的特性的信息的提供。下面將說明本發(fā)明的實(shí)施例如何解決上述兩個(gè)一般性問題中的第二個(gè)，即，如何防止該信息被偽造。
防止路徑特性描述信息被偽造下面將參照具體量度，即，基于未來網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的擁塞通知字段的路徑特性描述量度來進(jìn)行說明。對于該說明，假設(shè)擁塞節(jié)點(diǎn)使該量度的值遞減了表示這些擁塞節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前擁塞級別的值。可以預(yù)見下述的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，沿路徑發(fā)送數(shù)據(jù)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)(注意，所有中間節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)都用作發(fā)送者和接收者)都為其在所發(fā)送的流量中轉(zhuǎn)發(fā)的擁塞級別進(jìn)行支付，并且各個(gè)接收者都為其接收的流量中的擁塞級別進(jìn)行支付(除了最終接收者以外—參見下文)。在這種系統(tǒng)中，中間節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)他們作為“擁塞收費(fèi)”對各個(gè)分組中的擁塞字段進(jìn)行遞減的級別來獲得收入(revenue)，并且它們具有沿著最小擁塞的路徑并因此是最廉價(jià)的下游路徑來對分組進(jìn)行路由的動(dòng)機(jī)。每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)都可以運(yùn)行監(jiān)管算法，如果它們的擁塞級別遞減到零以下(零是該情況下的商定目標(biāo)級別)，則該監(jiān)管算法可能丟棄該分組。稍后將討論丟棄算法。
在這種系統(tǒng)中，根據(jù)不同的節(jié)點(diǎn)在從提供者到接收者的數(shù)據(jù)通信中所起的作用，而不同的動(dòng)機(jī)應(yīng)用于不同的節(jié)點(diǎn)。這些動(dòng)機(jī)可以如下應(yīng)用對于提供者節(jié)點(diǎn)的動(dòng)機(jī)-提供者節(jié)點(diǎn)具有不過高地聲明擁塞的動(dòng)機(jī)，否則其必須進(jìn)行太多的支付。
-提供者節(jié)點(diǎn)還具有不過低地聲明擁塞的動(dòng)機(jī)，否則其所發(fā)送的分組可能在它們到達(dá)其目的地之前被丟棄。
對于中間節(jié)點(diǎn)的動(dòng)機(jī)-中間節(jié)點(diǎn)不具有使擁塞級別遞減少于實(shí)際經(jīng)歷的級別的動(dòng)機(jī)，這有可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的擁塞，并將拒絕節(jié)點(diǎn)本身從擁塞收費(fèi)獲得收入。
-中間節(jié)點(diǎn)不具有使擁塞級別遞減多于實(shí)際經(jīng)歷的級別的動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗鼈兪沟蒙嫌螕砣刂扑惴p少具有朝向它們的流量的收入，并且還存在失去它們到競爭路由的流量的風(fēng)險(xiǎn)。
對于接收者的動(dòng)機(jī)-第一眼看去，似乎接收者能夠在它們的反饋中過高地聲明擁塞，以使得它們的對應(yīng)提供者在擁塞費(fèi)用方面進(jìn)行太多的支付，但是這將傾向于使得發(fā)送者降低其速率，這并不是接收者感興趣的。
-接收者不具有在它們的反饋中過低地聲明擁塞的動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@將導(dǎo)致未來的流量在到達(dá)它們之前被丟棄。
丟棄算法參照圖5、6和7概括了丟棄算法的示例。一般來講，其首先測量到目的地的分組中的當(dāng)前移動(dòng)平均擁塞級別。其還測量該級別的當(dāng)前變化，或者使用根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)被發(fā)現(xiàn)是典型的固定值。使用該測得的平均數(shù)作為參數(shù)來確定任意將丟棄任意特定分組的概率。如果該平均值為正或零，則不會(huì)丟棄任何分組。如果該平均值為負(fù)，則將按照由丟棄者(dropper)的概率分布所給出的概率來丟棄具有負(fù)值的分組。任意特定分組中的擁塞級別越負(fù)，其被丟棄的機(jī)會(huì)就越大。該平均值越負(fù)，丟棄策略越嚴(yán)格。
眾所周知，諸如擁塞收費(fèi)的動(dòng)態(tài)定價(jià)的價(jià)目表對于顧客并不受歡迎，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)致不可預(yù)測的收費(fèi)?？梢允褂孟?broker)可變定價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)的擁塞控制網(wǎng)關(guān)。它可以位于發(fā)送者的下游，代表發(fā)送者吸收擁塞定價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)。如果它從發(fā)送者接收到的累積正常收入降低至低于其必須向其下游的互連提供者支付的可變擁塞費(fèi)用，則它將對以最擁塞的下游路徑為目的地的分組進(jìn)行緩沖并最終將其丟棄。因此，它將以恒定的價(jià)格提供恒定級別的服務(wù)，除了在它要降低服務(wù)的級別時(shí)最后保持的擁塞級別以外，在每單位時(shí)間內(nèi)保持價(jià)格恒定。
如果使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反饋，則通?？梢愿菀椎卦O(shè)計(jì)提供不同價(jià)目表或服務(wù)合同的其他網(wǎng)關(guān)，因?yàn)榭梢栽诎l(fā)送網(wǎng)關(guān)的控制點(diǎn)處獲得下游路徑知識。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；其中所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分；所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于將初始狀態(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度；所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于對與它們所轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于使所述提供者節(jié)點(diǎn)可以獲得表示與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)和該路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的信息；并且其中所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為在其從所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到表示這種差異的信息的情況下，將不同的初始狀態(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，節(jié)點(diǎn)處的路徑特性描述量度的狀態(tài)表示預(yù)期該節(jié)點(diǎn)的下游路徑上的數(shù)據(jù)要經(jīng)歷的擁塞的度量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，在所述提供者節(jié)點(diǎn)向與由其提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)的情況下，對所述不同的初始狀態(tài)進(jìn)行賦值，以減小與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的所述后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的對應(yīng)差異。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，對所述不同的初始狀態(tài)進(jìn)行賦值，以使得與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的所述后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的所述對應(yīng)差異為零的概率最大化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于響應(yīng)于與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)的路徑特性，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，所述路徑特性涉及與所述節(jié)點(diǎn)相關(guān)的路徑上的擁塞的度量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，所述路徑特性涉及所述節(jié)點(diǎn)的下游路徑上的擁塞的度量。
9.一種用于向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)賦予路徑特性描述量度的方法，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分，所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述方法包括以下步驟將初始狀態(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度；對與由所述中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；對與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并確定表示所述最終狀態(tài)與該路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的度量；以及在所述度量表示與以前的數(shù)據(jù)相關(guān)的這種差異的情況下，將不同的初始狀態(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
11.一種反饋節(jié)點(diǎn)，該反饋節(jié)點(diǎn)使得能夠?qū)⒊跏紶顟B(tài)賦予與要通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分；所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向與數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，并將所述數(shù)據(jù)提供給所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者提供給所述接收者節(jié)點(diǎn)；所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從一個(gè)或更多個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，對與由它們接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)；而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并使得所述反饋節(jié)點(diǎn)可以獲得有關(guān)與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的信息；其中所述反饋節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于在所述反饋節(jié)點(diǎn)接收到表示所述路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)與和所述接收者節(jié)點(diǎn)所接收的以前數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)之間的差異的信息的情況下，使得能夠?qū)⒉煌某跏紶顟B(tài)賦予與由所述提供者節(jié)點(diǎn)提供的后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反饋節(jié)點(diǎn)，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的反饋節(jié)點(diǎn)，其中，在向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)的情況下，對所述不同的初始狀態(tài)進(jìn)行賦值，以減小與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的所述后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的對應(yīng)差異。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任意一項(xiàng)所述的反饋節(jié)點(diǎn)，所述反饋節(jié)點(diǎn)還用作所述網(wǎng)絡(luò)中的所述提供者節(jié)點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反饋節(jié)點(diǎn)，所述反饋節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為在其從所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述路徑特性描述量度的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)與和所述接收者節(jié)點(diǎn)所接收的以前數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)之間的差異的度量的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反饋節(jié)點(diǎn)，所述反饋節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為在其從所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到表示與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的以前數(shù)據(jù)有關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)的信息，并確定出在該路徑特性描述量度的所述狀態(tài)與該路徑特性描述量度的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間存在差異的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)有關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任意一項(xiàng)所述的反饋節(jié)點(diǎn)，所述反饋節(jié)點(diǎn)還用作所述網(wǎng)絡(luò)中的所述接收者節(jié)點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反饋節(jié)點(diǎn)，所述反饋節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為使得所述提供者節(jié)點(diǎn)可以獲得所述路徑特性描述量度的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)與和所述接收者節(jié)點(diǎn)所接收的以前數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)之間的差異，由此使得所述提供者節(jié)點(diǎn)能夠向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反饋節(jié)點(diǎn)，所述反饋節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為使得所述提供者節(jié)點(diǎn)可以獲得表示與和所述接收者節(jié)點(diǎn)所接收的以前數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)的信息，由此使得所述提供者節(jié)點(diǎn)能夠在所述提供者節(jié)點(diǎn)確定出在該路徑特性描述量度的所述狀態(tài)與該路徑特性描述量度的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間存在差異的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
20.一種在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中提供數(shù)據(jù)的方法，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括與路徑特性描述量度相關(guān)的至少一部分；所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或從一個(gè)或更多個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并對與由它們接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)；而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者從所述提供者節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，并使得所述提供者節(jié)點(diǎn)可以獲得表示與由所述接收者節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)與該路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的信息；所述方法包括以下步驟向與數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)；向所述中間節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)提供所述數(shù)據(jù)；接收與和所述接收者節(jié)點(diǎn)所接收的以前提供的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)有關(guān)的信息；以及在接收到表示所述路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與所述路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的信息的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為使得所述提供者節(jié)點(diǎn)可以獲得所述路徑特性描述量度的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)與和以前接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)之間的差異的度量，由此使得所述提供者節(jié)點(diǎn)能夠向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置為使得所述提供者節(jié)點(diǎn)可以獲得表示與以前接收的數(shù)據(jù)相關(guān)的所述最終路徑特性描述量度的狀態(tài)的信息，由此使得所述提供者節(jié)點(diǎn)能夠在所述提供者節(jié)點(diǎn)確定出在所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)與所述路徑特性描述量度的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間存在差異的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
24.一種用于向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該多個(gè)節(jié)點(diǎn)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，所述中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述方法包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的情況下，向路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述路徑特性描述量度與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；在所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)；以及確定所述路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間是否存在差異；其中，在確定所述最終狀態(tài)與所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間確實(shí)存在差異的情況下，所述方法還包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)隨后提供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，向進(jìn)一步的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)，所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度與所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，對所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；以及使得所述中間節(jié)點(diǎn)可以獲得表示所述經(jīng)更新的狀態(tài)的信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
26.一種用于向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供路徑特性描述信息的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該多個(gè)節(jié)點(diǎn)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述方法包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的情況下，向路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述路徑特性描述量度與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；在所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)；以及確定所述路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間是否存在差異；其中，在確定所述最終狀態(tài)與所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間確實(shí)存在差異的情況下，所述方法還包括以下步驟在所述提供者節(jié)點(diǎn)隨后提供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，向進(jìn)一步的路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度與所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；在中間節(jié)點(diǎn)接收到所述進(jìn)一步的數(shù)據(jù)的情況下，對所述進(jìn)一步的路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；使得所述中間節(jié)點(diǎn)可以獲得表示所述經(jīng)更新的狀態(tài)的信息；以及使得所述中間節(jié)點(diǎn)可以獲得與以前的路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)和所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異相關(guān)的信息。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
28.一種路徑特性描述系統(tǒng)，該路徑特性描述系統(tǒng)用于提供與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的路徑特性描述信息，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該多個(gè)節(jié)點(diǎn)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述路徑特性描述系統(tǒng)包括路徑特性描述量度狀態(tài)賦予裝置，其與所述提供者節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并被設(shè)置為在所述提供者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的情況下，向路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)；路徑特性描述量度更新裝置，其與中間節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并被設(shè)置為在所述節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)的情況下，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；以及路徑特性描述量度反饋裝置，其與所述接收者節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并被設(shè)置為在所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)，并且使得所述路徑特性描述量度狀態(tài)賦予裝置可以獲得表示所述路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與所述路徑特性描述量度的預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的差異的信息；其中所述路徑特性描述量度狀態(tài)賦予裝置被設(shè)置為在使得所述反饋可以表示所述路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與和以前路徑特性描述量度相關(guān)的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的這種差異的情況下，向與后續(xù)數(shù)據(jù)相關(guān)的路徑特性描述量度賦予不同的初始狀態(tài)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的路徑特性描述系統(tǒng)，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
30.一種用于提供與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的路徑特性描述信息的路徑特性描述系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該多個(gè)節(jié)點(diǎn)包括提供者節(jié)點(diǎn)、接收者節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，所述提供者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于向至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)或者向所述接收者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)，中間節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給至少一個(gè)其他中間節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)給所述接收者節(jié)點(diǎn)，而所述接收者節(jié)點(diǎn)被設(shè)置用于從所述提供者節(jié)點(diǎn)或者從至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)；所述路徑特性描述系統(tǒng)包括路徑特性描述量度狀態(tài)賦予裝置，其與所述提供者節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并被設(shè)置為在所述提供者節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的情況下，向路徑特性描述量度賦予初始狀態(tài)，所述路徑特性描述量度與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；路徑特性描述量度更新裝置，其與能夠接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并被設(shè)置為在所述節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)的情況下，對所述路徑特性描述量度的狀態(tài)進(jìn)行更新；以及路徑特性描述量度反饋裝置，其與所述接收者節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，并被設(shè)置為在所述接收者節(jié)點(diǎn)接收到所述數(shù)據(jù)的情況下，確定所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)，并使得所述路徑特性描述量度狀態(tài)賦予裝置可以獲得與所述路徑特性描述量度的最終狀態(tài)相關(guān)的信息；其中所述路徑特性描述量度狀態(tài)賦予裝置被設(shè)置為在使得所述反饋可以表示所述路徑特性描述量度的所述最終狀態(tài)與和以前路徑特性描述量度相關(guān)的所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)之間的這種差異的情況下，提供與和以前數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的路徑特性描述量度的最終狀態(tài)相關(guān)的信息。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的路徑特性描述系統(tǒng)，其中，賦予所述路徑特性描述量度的所述狀態(tài)是一值，并且所述預(yù)定目標(biāo)狀態(tài)是一值。
全文摘要
本發(fā)明提供了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、賦予和提供路徑特性描述量度的方法和反饋節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并涉及構(gòu)成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一部分的節(jié)點(diǎn)，本發(fā)明被設(shè)置用于得到與數(shù)據(jù)在該網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間行進(jìn)所采用的路徑的特性描述相關(guān)的信息。將路徑特性描述信息從數(shù)據(jù)的接收者反饋給數(shù)據(jù)的提供者，并將下游路徑的特性通知給后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。另外還描述了路由和相關(guān)控制節(jié)點(diǎn)，以及在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)使用這種路徑特性描述信息進(jìn)行所通知的路由和其他決策的方法。
文檔編號H04L12/14GK1939012SQ200580010757
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者鮑勃·布里斯科, 安德列·亞索伯拉, 阿諾·雅凱, 塞巴斯蒂安·卡扎勒特 申請人:英國電訊有限公司