專利名稱：與ip業(yè)務處理有關的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在包括多個通^f言網(wǎng)絡和/或網(wǎng)絡域的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中 控制數(shù)據(jù)包通信的準入控制裝置。本發(fā)明還涉及一種用于在由一個或 多個網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域構成的通信網(wǎng)絡中控制數(shù)據(jù)包通信的方法，背景技術今天，在IP網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)中的業(yè)務很大程度上由具有突發(fā)性特征的數(shù)據(jù)業(yè)務構成，也表示為自相似，例如來自web瀏覽、電子郵件、 文件傳送等。已知并實現(xiàn)了一些用以對突發(fā)性業(yè)務(即業(yè)務太多時) 進行控制的機制。此類已知機制涉及諸如緩沖、擁塞包丟棄、補償 /TCP(傳輸控制協(xié)議)流控制等概念。對于所謂的突發(fā)性業(yè)務，在不同 時間，不同分鐘，不同秒及不同的十分之一秒等之間業(yè)務量會有很大 的變化。由于在一個時間點與另一時間點之間會有如此大的差別，很 難控制突發(fā)性自相似業(yè)務。因此，為如上所述的擁塞控制實現(xiàn)了很粗 糙的機制，表現(xiàn)為例如只是在擁塞和TCP補償時丟棄包，以在包丟棄 被識別時暫時將業(yè)務減半。迄今為止，此類方法一直是僅有的能夠處 理突發(fā)性自相似業(yè)務的嚴厲性質的機制。然而，今天的電信和數(shù)據(jù)通信匯聚程度越來越高，并且越來越多 的部分，或甚至主要部分的業(yè)務包括IP話音、IP視頻和其它類似業(yè) 務。此類業(yè)務類型的共同點在于它們不是突發(fā)性的，而是以相當固定 的比特率發(fā)射的較穩(wěn)定的IP包流。這些種類的業(yè)務通常要滿足對實時 業(yè)務的一般要求，如低延遲、低抖動等。如上所述的已知并用于控制突發(fā)性業(yè)務的機制，對于實時業(yè)務通 常并不適用。相反，需要其它類型的機制。用于實時業(yè)務控制的已知機制是基于DiffServ、 IntServ(例如，作為IETF協(xié)議的RSVP資源預 留協(xié)議)、準入控制、業(yè)務與資源監(jiān)測、網(wǎng)絡規(guī)模、超量部署 (over-provisioning)等的方法。已知的準入控制機制涉及節(jié)點之間或用 戶設備(UE)與網(wǎng)絡之間的信令。RSVP信令協(xié)議例如可與準入控制請 求集成。要讓最終用戶很好地感覺到基于IP的實時業(yè)務，必需保持涉 及的IP流在整個會話內(nèi)有最小的干擾(即，丟失的包，延遲變化/抖動 等)。另外，很重要的是保持流端對端不受干擾，由于例如IP流路徑 經(jīng)常涉及由不同運營商操作的幾個網(wǎng)絡域的事實，因此，這可能是最 嚴重的問題。迄今為止， 一直無法在電信/數(shù)據(jù)通信內(nèi)找到可獲得所需 端對端QoS的方法或一組方法并達成一致意見。 一些方法無法在大型 網(wǎng)絡內(nèi)使用和/或無法在必需程度內(nèi)提供全部保證，或者它們太復雜， 且實現(xiàn)和/或操作的成本太高等。發(fā)明內(nèi)容因此，需要一種裝置，通過它可控制實時業(yè)務或非突發(fā)業(yè)務。具 體而言，需要一種裝置，通過它可控制端對端的實時或非突發(fā)性業(yè)務， 或者通過它可提供端對端服務質量(QoS)。具體而言，需要一種裝置， 通過它可讓最終用戶很好地感覺到基于IP的實時業(yè)務。另外，需要一 種裝置，通過它可保持在整個會話內(nèi)實時IP業(yè)務有盡可能少的干擾， 例如，丟失包、延遲變化/抖動等。具體而言，需要一種裝置，通過它 可保持流的不受干擾的端對端。具體而言，需要一種裝置，通過它可 提供端對端QoS，而不考慮網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域的規(guī)模，并且通過它可在所 需程度內(nèi)保證QoS。除此之外，需要一種裝置，它易于實現(xiàn)和操作， 也不會帶來高的實現(xiàn)和操作成本，并且可以不管沿IP流路徑涉及到不 同運營商而實現(xiàn)。真體而言，需要一種能夠改進準入控制的裝置，這 里需要的并被改進的呼叫準入控制(CAC)是一種保護網(wǎng)絡不過載的機 制。此外，需要一種與現(xiàn)有IP技術兼容的裝置。還需要一種能讓網(wǎng)絡 以步進式升級的裝置。因此，還需要一種通過它可實現(xiàn)一個或多個上述目的方法。 因此，提供了如最初所述的一種裝置或準入控制裝置，它包括用 于識別屬于實時或非突發(fā)性流的數(shù)據(jù)包的部件。可以用許多不同的方 式進行識別，例如實時數(shù)據(jù)包或屬于突發(fā)性業(yè)務的數(shù)據(jù)包或兩者可一皮 識別。件和用于控制實時數(shù)據(jù)包的進入的控制部件，該控制部件包括用于保 持關于可準入的實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量(例如準入和/或非準入的實時數(shù) 據(jù)包流的準許數(shù)量和當前數(shù)量)的信息的部件或者與該部件通信。此 類部件可為組合的、集成的或單獨的。它們也可碎見為控制部件的形成 部分，或者與控制部件分開。還提供了用于確定是否準許實時數(shù)據(jù)包流的包的部件(包括在控 制部件中或獨立設置)，以能夠準許或拒絕實時IP流的大體上所有的 包。在一個實施例中，該分隔部件適于物理地將實時或非突發(fā)性業(yè)務 與突發(fā)性業(yè)務相互分隔。在一個特定實施例中，該分隔部件適于通過 使用單獨的鏈路或單獨的接口或單獨的路由器、單獨的節(jié)點等將實時 IP流與突發(fā)性IP流分隔。在另一實施例中，分隔部件適于在虛擬地或邏輯地將實時、非突 發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務與突發(fā)性業(yè)務分隔。在一個實施例中，從一個端點到另一個端點分隔實時業(yè)務與突發(fā) 性業(yè)務。在另一實施例中，至少從例如聚合路由器等一個聚合節(jié)點到 另 一 聚合節(jié)點或端點分隔實時業(yè)務與突發(fā)性業(yè)務，反之亦然。具體而言，(在內(nèi)部或外部)i殳有用于標記IP包的標記部件，例如，可進行Diffserv DSCP標記法，即DiffServ類(DSCP)和相關聯(lián)調 度或隊列，從而允許邏輯分隔。具體而言，DiffServ調度程序用于從 歸類為突發(fā)性業(yè)務的包標記/分隔出實時包，并且共用節(jié)點、鏈路、路 由器等可用于實時及突發(fā)性業(yè)務。PDP上下文的QoS類在3GPP網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域中可用作分隔的基 礎。如果分隔基于PDP上下文類執(zhí)行，具體而言，對話式或流式類的 IP包被定義為實時包，而交互式和背景類的包^^見為突發(fā)性業(yè)務。具體而言，該識別部件適于根據(jù)目的地址和源地址來識別包數(shù)據(jù) 流。在一個備選實現(xiàn)方式中，該識別部件適于根據(jù)目的地址、源地址 和協(xié)議標識，即所謂的3元組來識別包數(shù)據(jù)流。該識別部件也適于根 據(jù)例如目的地址、源地址、協(xié)議ID 、目的地端口和源端口等所謂的5 元組或更多信息的7元組或更高元組來識別包數(shù)據(jù)流?？刂撇考糜诒３钟嘘P實時IP流信息的流信息保持部件，或 者與該部件通信，并且還包括用于設置指示路由器、節(jié)點、接口或鏈 路等可準入流最大數(shù)量的流量限制的流準入容量指示部件，或者與該 部件通信。具體而言，該流信息保持部件包括單獨的信息保持部件， 或者該流信息保持部件可實現(xiàn)為擴展轉發(fā)表。優(yōu)選的方式是，控制部件適于為每個到達的包檢查它是否屬于當 前準入流，若不屬于則向流準入容量指示部件驗證是否可接受新流， 并在流信息保持部件中形成有關新流的條目，至少指示是否準許它。 具體而言，流信息保持部件中提供與非準入包有關的指示，例如，被 禁止或被拒絕包及標記。甚至更具體地說，指示部件適于只為非準入 流的第一個包提供被禁止包標記，隨后的包纟皮控制部件寂靜地丟棄。 備選的方式是，也可寂靜地丟棄第一包。控制部件可包含計數(shù)器，對 于信息保持部件中用于準入流的每個被轉發(fā)包的每個條目，計數(shù)器會 加一或遞增，所述計數(shù)器還適于指示流的結束，例如通過這樣的方式， 在給定時期內(nèi)未發(fā)射任何包時，這用于指示特定流中沒有包。為避免 在一個方向上缺少已發(fā)射包(即，在一個方向或另一方向上寂靜時)， 形成流的結束指示，以給定周期發(fā)送所謂的刷新包。具體而言，對于 信息保持部件中的每個條目，在條目中保存時戳，以及在預定期間一 過就刪除被禁止流的條目。備選的方式是，它包括第二計數(shù)器，而每 次接收相應的被禁止或非準入流的包時，第二計數(shù)器會遞增，并且控制部件適于在非準入流的第二計數(shù)器值在指定期間內(nèi)未更改時刪除 非準許條目，從而準許嘗試再次建立呼叫。在一個實施例中，控制部件適于例如在向資源容量指示部件核查后，將例如ICMP包的指示包返回到確定無法準入流的發(fā)送主機。在一備選實施例中，控制部件不采取措施通知發(fā)送主機。源主機隨后必 須用其它部件標識該流已被阻塞(即不準許)的狀態(tài)，例如，將初始探 測包從源發(fā)送到目的地并返回。具體而言， 一些探測包會被發(fā)送，因 此，提高了關于是否有資源可用的確定性程度。在一實施例中，流容量指示部件包含在控制部件中即包含內(nèi)部流 量限制的設置部件，所述流量限制的設置部件適于測量裝置或所述節(jié)點中不同資源的利用。在一些備選實現(xiàn)方式中，在外部設有容量指示 部件并與裝置通信，例如在管理系統(tǒng)或操作和維護系統(tǒng)中，或者，由此基于外部收集的性能或使用數(shù)據(jù)信息進行流量限制的設置。在又一實現(xiàn)方式中， 一個裝置適于通過外部及內(nèi)部設置來設置流量限制。在一個特定實現(xiàn)方式中，裝置在例如邊緣路由器、接入路由器等路由器或GGSN(網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點)、CGSN(組合GPRS支持節(jié)點)、 SGSN(服務GPRS支持節(jié)點)、MGW(媒體網(wǎng)關)或SBG(會話邊界網(wǎng)關) 或一個或多個上述節(jié)點類型中或具有類似功能的其它節(jié)點中提供。本發(fā)明還涉及包括具有上述任何一個實施例特性的多個裝置的系 統(tǒng)。準入控制裝置可包括或實現(xiàn)在多個接入路由器、邊緣路由器、常 規(guī)路由器或所有路由器、GGSN、 MGW或SBG等中。因此，本發(fā)明建議了一種本文開頭所述的方法，它包括以下步驟 識別實時或非突發(fā)性IP數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包；分隔實時IP數(shù)據(jù)包業(yè)務與 突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務；通過確定或估計可處理的數(shù)據(jù)包流的數(shù)量并設置 對應的限制，在節(jié)點或與節(jié)點關聯(lián)的裝置中確定IP數(shù)據(jù)包流的準入 性；在準入控制裝置中確定當前準許數(shù)據(jù)包流的數(shù)量；檢測到達的數(shù) 據(jù)包是否屬于當前流，或者它是否屬于新數(shù)據(jù)包流的包；接受并轉發(fā) 屬于當前流的數(shù)據(jù)包，或者拒絕流并(寂靜地)丟棄包；為屬于新數(shù)據(jù)包流的包檢查是否留有用于新流的容量；并且如果有，準許或轉發(fā)數(shù) 據(jù)包；如果沒有，拒絕流并丟棄數(shù)據(jù)包。優(yōu)選的方式是，檢測步驟還包括檢測到達的包是否屬于已被拒 絕流或非準入流，即它是否為被拒絕的數(shù)據(jù)包流中的第一包；如果是， 則丟棄該包。在一個有利的實施例中，所述方法包括以下步驟如果 包是^皮拒絕數(shù)據(jù)包流中的第一包，將例如ICMP包等指示消息返回到 前面的節(jié)點等，或者返回到所迷包的始發(fā)源或主機。在一個特別有利的實現(xiàn)方式中，分隔步驟包括例如通過在至少 網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域所需部分的不同節(jié)點、路由器、鏈路等上進行分隔，物 理地分隔屬于實時流的包與屬于突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的包。具體而言， 在另一實現(xiàn)方式中，所述方法包括以下步驟在仍為實時業(yè)務和突發(fā) 性數(shù)據(jù)包業(yè)務兩種業(yè)務使用相同鏈路、節(jié)點、路由器等的同時，邏輯 或虛擬地分隔屬于實時業(yè)務的包與屬于突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的包。在一 個實現(xiàn)方式中，DiffServ碼點(DiffServ Code Point)用于將實時業(yè)務 與屬于突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的包分隔。具體而言，分隔步驟包括從一個端點到另一個端點將實時數(shù)據(jù) 包流從突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務分隔；或者從一個聚合節(jié)點到另一聚合節(jié)點 將實時數(shù)據(jù)業(yè)務從突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務分隔。在一個特定實現(xiàn)方式中，所 述方法包括在3G域中基于PDP上下文QoS類將實時業(yè)務從突發(fā)性業(yè) 務分隔，例如，將對話式和流式類業(yè)務從交互式和背景PDP上下文類 型分隔，其中，對話式和流式包含實時業(yè)務。在一個特定實現(xiàn)方式中，流識別步驟包括用至少目的地址和源 地址識別實時數(shù)據(jù)包流。如以上所述一樣，也可用所謂的3元組或5 元組或甚至較高的元組，但也可使用其它相關信息。具體而言，所述方法包括以下步驟在流信息保持部件中為每個 新實時數(shù)據(jù)包保持一個條目以跟蹤至少所有當前實時流；對每個到達 的屬于當前流的包而遞增計數(shù)器。在一特定實施例中，所述方法還包 括以下步驟還在流信息保持部件中為屬于非準入實時數(shù)據(jù)包流的每個包形成一個條目。更具體地說，所述方法包括以下步驟在信息保持部件中創(chuàng)建的每個條目中保存時戳。在一備選實施例中，所述方法包括以下步驟還為被拒絕或被禁止的流的每個包而遞增計數(shù)器。具 體而言，所述方法可包括以下步驟例如通過測量資源利用，或通過 從例如管理系統(tǒng)或操作和維護系統(tǒng)等外部系統(tǒng)接收的信息，或者通過 兩者的組合，即內(nèi)部設置與外部設置的組合，設置對應于可在裝置中 內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)包流的數(shù)量的流量限制。如果時戳被用于準入流和被 禁止流，則例如通過在設置的流量限制與該時間點當前流的數(shù)量之間 的比較，通過以后是否有資源可用的指示，沒有收到被禁止流包后預 定期間一過，時戳就可用于刪除條目，以允許再次建立此類流。對于 準入流，時戳用于在例如無包來釋放資源的情況下，在給定時期經(jīng)過 后，準許在流信息保持部件中刪除條目。它也可只用于性能監(jiān)測目的， 例如，用以獲知呼叫或流的平均長度。如果計數(shù)器也用于被禁止流， 則這是時戳實現(xiàn)的一種備選實現(xiàn)方式。隨后，在包到達時遞增(用于被 禁止流的)計數(shù)器，并在預定期間內(nèi)未更改后，刪除條目，并且隨后可 如上述所述進行新嘗試。在該情況下，無需時戳，且每個流使用更少 的內(nèi)存。


下面將以非限制性方式并參考附圖進一步描述本發(fā)明，其中 圖1表示一例在鏈路/中繼線上的突發(fā)性業(yè)務； 圖2表示一例在鏈路/中繼線上的非突發(fā)性或實時業(yè)務； 圖3表示一例網(wǎng)絡，其中用邊緣路由器實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明概念的準 入控制裝置；圖4表示一例網(wǎng)絡，其中在接入和邊緣路由器中實現(xiàn)準入控制裝 置，并且該準入控制裝置根據(jù)一實施例實現(xiàn)流量限制的內(nèi)部設置；圖5表示一例網(wǎng)絡，其中在所有路由器中實現(xiàn)準入控制裝置，并 且在所有這些節(jié)點中實現(xiàn)內(nèi)部流量限制的設置；圖6表示本發(fā)明的一實現(xiàn)方式，其中在接入和邊緣路由器中實現(xiàn)準入控制裝置，并且實現(xiàn)了外部流量限制的設置；圖7表示本發(fā)朋的一實施例，其中在3GPP網(wǎng)絡域中的GGSN、SGSN等中實現(xiàn)準入控制裝置；圖8表示一例實現(xiàn)為擴展轉發(fā)表的流信息保持部件；圖9表示一例其中兩個進程在操作的擴展轉發(fā)表；圖10表示本發(fā)明的 一例裝置，其中信息保持部件實現(xiàn)為擴展轉發(fā)表；圖11是說明本發(fā)明一個實施例中的流的順序圖； 圖12是示意描述本發(fā)明的一例過程和該例的轉發(fā)引擎部分的流 程圖；以及圖13是示意描述圖12的示例中的表維護進程部分的流程圖。
具體實施方式
業(yè)務是被認為其性質自相似的業(yè)務。這意味著業(yè)務量在不同時間、不 同分鐘、不同秒和不同十分之一秒等之間有很大的變化。由于在一個 時間點與另一時間點之間可能有如此大的差別，因此，控制突發(fā)性自相似業(yè)務很困難。如上所述，可用于控制突發(fā)性業(yè)務的機制不適于控 制實時非突發(fā)性業(yè)務。實時業(yè)務或非突發(fā)性業(yè)務主要是由于使用傳送 IP技術將音頻和/或視頻從一個位置傳送到另一個位置而產(chǎn)生的。它在 一個位置編碼，并且已編碼信息;改入IP包中并發(fā)送到下一位置，在該 位置，它被解碼并再次變換成音頻/枧頻。音頻/視頻傳送可以為單向 或雙向方式。包在發(fā)送端以固定或幾乎固定的包速率產(chǎn)生。實時流因 此具有明晰的開始、會話進行期間及明晰的停止，之后不發(fā)送包。在 該方面，實時業(yè)務與非實時突發(fā)性業(yè)務完全不同。這就是需要用不同 的機制來處理實時業(yè)務的理由。由于實時業(yè)務生成的方式，它具有的特征是每個流不是由只有一個或幾個包構成而是由通常在幾分鐘等較長時期內(nèi)發(fā)送的很大數(shù)量 的包構成。因此，實時業(yè)務典型的情況是具有長的持續(xù)時間，并且它 具有固定或幾乎固定的比特率。這意味著每秒要處理的新流較少，且 每秒要處理的終止流也較少。實時流具有相當高的比特率，這意味著 在達到接口上限前接口上有更少的同時流。圖1以很示意的方式表示鏈路/中繼線上的突發(fā)性自類似或非實時 業(yè)務。圖2表示一例鏈路/中繼線上的實時(非突發(fā)性)業(yè)務。本發(fā)明概念的主要思想是至少通過部分網(wǎng)絡或通過網(wǎng)絡域等保持非突發(fā)性業(yè)務上應用特定的方法。實際上，即使流由IP包構成，用于 處理傳統(tǒng)網(wǎng)絡中電話業(yè)務的統(tǒng)計方法在修改后也可應用。根據(jù)所述裝 置，例如可在實時節(jié)點中在給定某個業(yè)務和容量的條件下計算阻塞概 率，反之亦然，在給定某個業(yè)務和所需阻塞概率的條件下計算所需容 量。這意味著可應用如本發(fā)明的基于(分布式)自主流的準入控制一樣 的機制。上述所有情況均基于在《連路上或路由器等中的所有IP流具有 明晰的開始、有固定或幾乎固定的包速率的中間期以及之后的明晰的 停止的事實。在本發(fā)明的一個實現(xiàn)方式中，準入控制裝置設在沿端對端路徑的 一些路由器或其它節(jié)點或裝置中以識別和跟蹤所有實時IP流。在某個 流已被識別時，例如在路由器中，它會被準許或拒絕(視路由器中的 當前資源情況而定)。如果被準"i午，則它在整個會話或IP流壽命期內(nèi) 保持被準許。然而，如果某個流被拒絕，則不發(fā)送該流中的包。在本 發(fā)明的一個實現(xiàn)方式中，正如下面將描述的一樣，可發(fā)送回例如 ICMP(互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議)消息等指示包，指示缺少網(wǎng)絡資源。這樣， 例如UE(用戶設備)等主機只需通過開始發(fā)送是完全流或單包等的IP 包，可沿端對端路徑輕私M也保留資源。如果包通過，則資源在端對端 所有域中保留。然而，如果ICMP包被返回，指示包業(yè)務未通過，則沿端對端路徑?jīng)]有足夠的資源，并且呼叫被阻塞。備選的方式是，即 使包不被準許也不提供指示，而在此后進行關于流已^l禁止或拒絕的 間接檢測。因此，可實現(xiàn)關于是否準入流的直接(指示消息或類似)或 間接認知。此外，在使用間接認知時，可采用在發(fā)送方與接收方之間 使用往返發(fā)送的初始探測包的機制。由于需要實時處理的業(yè)務量很大，在路由器中或通常在本發(fā)明的 裝置中擁有每個流的狀態(tài)信息一般并不現(xiàn)實，這樣的信息通常設在路由器、GGSN、媒體網(wǎng)關等中。但本發(fā)明的一個實施例，由于只有實 時業(yè)務進入接口的事實，這變得有可能實現(xiàn)。如上所述，每個實時流 包括通常在幾分鐘等較長時期內(nèi)發(fā)送的很大數(shù)量的包，這意味著流具 有長持續(xù)時間，并且也具有幾乎完全固定的比特率，因此，如上所述， 每秒要處理的新流更少，并且每秒要處理的終止流更少。由于比特率 高，因此，在到達接口上限前在接口上要同時處理的流的數(shù)量也較低。 因此，由于正如下面將詳盡描述的一樣，實時業(yè)務保持與非實時業(yè)務 分開(物理地或虛擬地)的事實，這準許使用新QoS(服務質量)，如基于 流的自主準入控制。圖3示意說明應用本發(fā)明概念的多個網(wǎng)絡或IP網(wǎng)絡域。它包括第 一1P網(wǎng)絡域A和第二 IP網(wǎng)絡域B。準入控制裝置11A、 IIB、 IIC、 IID在接入路由器IOA和為主機B提供接入的接入路由器10B中實 現(xiàn)，而主機A可通過路由器IOA接入。接入路由器IOA、 10B包括只 示意表示的準入控制裝置IIA、 IIB。準入控制裝置IIC、 IID也在 邊緣路由器10C、 ]OD中實現(xiàn)。IP網(wǎng)絡域A、 B還各自分別包括多個 路由器30A-30E和31A-31E。 iP網(wǎng)絡域A、 B是具有分隔實時業(yè)務的 網(wǎng)絡。邊緣路由器10C、 IOD之間的鏈路只用于實時業(yè)務傳送。在例如圖3示意表示的準入控制裝置中，這些流被分隔。根據(jù)第 一實施例，這里的準入控制裝置包括通過為實時業(yè)務而使用不同鏈 路、接口、路由器等而物理地分隔流的部件。業(yè)務因此從一端到另一 端保持被分隔，或者采用備選的方式在其它一些實施例中，從一端的聚合路由器到另 一 端的聚合路由器或至少分別到任 一 端中的聚合 路由器保持分隔。然而，這里假設在主機與它所連接的聚合路由器之 間的接入無擁塞。業(yè)務分隔可以不同的方式完成。例如，它可基于例如通過所謂Diffserv DSCP標記法而標記的IP包。在3GPP(第三代合 作伙伴項目)中，可基于PDP上下文的QoS類進行分隔。對話式和流 式上下文類的IP包隨后可例如歸類為實時IP業(yè)務，而交互式和背景 類的IP包被定義為突發(fā)性業(yè)務。如果分隔不是最佳，或者使用的分隔 算法不是完全最佳，并且一些突發(fā)性IP流混入實時業(yè)務中，本發(fā)明概 念仍將起作用，除非錯誤流的數(shù)量變大，此時會發(fā)生資源的網(wǎng)絡利用 退化。在一備選實施例中，邏輯或虛擬地#^亍實時業(yè)務與非實時業(yè)務 之間的分隔。例如，自主流準入控制可被實現(xiàn)并與DiffServ調度程序 集成，并且它只對歸類為實時包的包進行控制。在此類實施例中，可 使用兩種類型的業(yè)務的共用鏈路和共用設備。圖3中，本發(fā)明的自主準入控制裝置11A、 11B、 ]1C、 HD表示 為設在例如接入路由器10A、 10B和邊緣路由器10C、 IOD等路由器 中。無論本發(fā)明的準入控制裝置在何處實現(xiàn)即在路由器或在一些其它 節(jié)點或裝置等中實現(xiàn)，其作用是類似的。首先，假設一個用以實現(xiàn)所述裝置的路由器(此例中)例如通過控 制裝置獲知或獲悉其自身在可接受的流的數(shù)量上的最大限制。它隨后 在流信息保持部件(圖3中未示出)中跟蹤所有進行中的流，該部件可 實現(xiàn)為單獨的信息保持部件，或者例如以擴展轉發(fā)表形式或類似形式 實現(xiàn)。對于由例如路由器IOA轉發(fā)的每個包，如果某個流已,皮接受， 則在流信息保持部件中執(zhí)行檢查，例如在擴展轉發(fā)表(圖3中未示出) 中。如果尚未被接受，并且該包是新流的第一包，則執(zhí)行檢查以了解 是否有足夠的資源接受另一個流。如何設置限制將在申請下面論述， 它可以不同的方式完成。如果這是新流的第一包，則用于該流的新條 目被插入流信息保持部件，例如，擴展轉發(fā)表。如果檢測到?jīng)]有足夠 的可用資源，則丟棄該包。在一個實施例中， 一個ICMP包被返回到指示缺少網(wǎng)絡資源的源，并且在此實施例中，用于該流的新條目被插 入流信息保持部件。此類條目^皮標為被禁止或被拒絕流。如果存在被 禁止流的后續(xù)包，優(yōu)選的方式是，將它們寂靜地丟棄而不返回任何 ICMP包。若采用此類實現(xiàn)方式，這種情況下，只有流的第一包觸發(fā)指示消息的發(fā)送以不使網(wǎng)絡充滿ICMP包或類似消息。然而，在一些 備選實施例中，不返回ICMP包或類似包，而是例如用在兩個主機之 間發(fā)送的初始探測包來間接地提供指示。優(yōu)選的方式是，每次轉發(fā)包時，計數(shù)器為其在流信息保持部件中 的條目而遞增。正如下面將進一步描述的一樣，該計數(shù)器用于識別何 時流已制止。每次在流信息保持部件中，具體而言在擴展轉發(fā)表中創(chuàng) 建條目時，可在該條目中保存時戳。對于被禁止流，此類時戳用于在 給定時期經(jīng)過后刪除條目，即以允許再次建立流和執(zhí)行其它嘗試，以 了解在以后是否有足夠的資源。對于準入流，該時戳用于性能監(jiān)測目 的，例如，以獲知呼叫或流的平均長度。在一備選實現(xiàn)方式中，不但對準入流，而且也對,皮禁止流使用了 第二計數(shù)器。對于準入流，第二計時器使檢測已制止流更有效。對于 被禁止流，第二計時器在備選實現(xiàn)方式中可用于統(tǒng)計阻塞時間。這樣， 時戳由于對例如準入流無任何特殊用途，因而可省去。這樣，有利地 減少了每個流的存儲消耗?？刂撇考舶髯R別部件(或與其通信)。 一個流可以許多不同 的方式識別。在一個實現(xiàn)方式中，目的地址和源地址用于識別相應的 流，以實現(xiàn)本發(fā)明的基于流的自主準入控制。在另一實現(xiàn)方式中，使 用了目的地址、源地址和協(xié)議ID即所謂的3元組。在又一實現(xiàn)方式 中，為識別目的而使用了目的地址、源地址、協(xié)議ID、目的地端口及 源端口即所謂的完整5元組。其它實現(xiàn)方式也是可能的。如上所述，在裝置或其所實現(xiàn)的節(jié)點等中需要這樣的信息，即關 于可被接受即可準入的實時數(shù)據(jù)包流的最大數(shù)量或數(shù)量及當前流的 數(shù)量的信息。對于路由器/接口 /鏈路等可準入的最大流的數(shù)量限制可以不同的方式設置。在第一實施例中，通過測量節(jié)點自身中不同資源 的利用而在內(nèi)部設置流量限制。這被稱為流量限制的內(nèi)部設置。內(nèi)部 設置(例如在路由器中)可用不同方式完成。在一個實施例中，包丟 棄被監(jiān)測，設有監(jiān)測例如由于路由器中擁塞而發(fā)生的包丟棄的部件， 并且基于此設置了流量限制。因此，它是"硬"限制，并且流不可增大 到更多，而是要設為稍低的值。在一優(yōu)選實現(xiàn)方式中，為一實時路由 器設有監(jiān)測部件，使得正好在擁塞發(fā)生即無包丟失之前就制止新流成 為可能。通過獲知接口或鏈路的最大帶寬，測量總共已用的帶寬并統(tǒng) 計同時流的數(shù)量，也可預測達到流量限制的時間。在又一實現(xiàn)方式中， 流量限制可通過測量其它限制因素(諸如用于轉發(fā)硬件的CPU使用率 等)了解。即使IP域中的流可具有不同的比特率或包速率，通過計算當前流 的平均帶寬也可實現(xiàn)較好的預測，并隨后基于此來設置流量限制。隨 后將每個新的準入流視為具有平均比特率，并且使用一些容限。借助于一些容限，可在每個時刻有一個流量限制，通過該限制可避免包丟失。圖4表示一例網(wǎng)絡，其中在接入和邊緣路由器IOE、 10F中設有 準入控制裝置ACM IIE、 IIF，并如上所述實現(xiàn)了流量限制的內(nèi)部設 置。這意味著接入路由器10E包含內(nèi)部流量限制的設置部件12E。邊 緣路由器10F也包含內(nèi)部流量限制的設置部件12F。因此，該網(wǎng)絡可 相對于接入/邊緣路由器IOE、 10F的容量來確定規(guī)模(dimensioning)。 在正常操作中沒有擁塞。因此，相對于分別在接入和邊緣處的接入和 邊緣路由器IOE和10F中的內(nèi)部流設置部件12E、 12F中設置的流量 限制，為網(wǎng)絡確定規(guī)才莫，從而可避免在網(wǎng)絡內(nèi)路由器和裝置中的擁塞。 這意味著網(wǎng)絡的規(guī)模確定為使得它能夠處理通過接入/邊緣路由器 IOE、 IOF進入的已知最大業(yè)務。這樣的網(wǎng)絡通?？蔁o擁塞地工作。如 果出現(xiàn)鏈路或節(jié)點故障，則可能必需進行接入和邊緣路由器中流量限 制的手動設置以克服擁塞情況。網(wǎng)絡隨后將以降低的容量操作。此重設也可用其它方式和以自動方式等處理。在出現(xiàn)故障時，本發(fā)明并不 限于任一特定的重設流量限制的方式。圖5示出一種實現(xiàn)方式，其中準入控制裝置ACM 11G、 11H、 36廣36s在接入路由器0G和邊^(qū)彖路由器10H中實現(xiàn)，但除此之外， 也在網(wǎng)絡中所有其它路由器35r35s中實現(xiàn)。在一個這樣的實施例中， 如果出現(xiàn)網(wǎng)絡故障，則自動在較低容量級別上重新獲得無擁塞操作。 過多的流在通過其新路徑路由時將一皮立即制止。在一些備選實現(xiàn)方式中，可在外部設置流量限制。外部設置例如 可通過一操作與維護操作系統(tǒng)手動配置到節(jié)點中，或者它可從某種管-理系統(tǒng)定期設置，該系統(tǒng)例如可將此限制基于在網(wǎng)絡中收集到的一些 性能統(tǒng)計資料。借助于在外部即通過外部裝置設置的流量限制，這可通過不同方 式完成。它可由0&M系統(tǒng)設為固定值。它可從管理系統(tǒng)定期設置， 反之亦然。 一個這樣的管理系統(tǒng)可收集網(wǎng)絡中的性能統(tǒng)計資料，例如， 擁塞情況，并基于該統(tǒng)計資料為包含的本發(fā)明的準入控制裝置的網(wǎng)絡 中的路由器、節(jié)點或裝置定期或在需要時計算新的流量限制。圖6示出了一個網(wǎng)絡的實施例，該網(wǎng)絡具有接入路由器IOK和邊 緣路由器10L及簡單表示為"R"的多個"內(nèi)部"路由器，其中，流量限 制在外部設置并分別傳遞到接入路由器IOK和邊緣路由器IOL。在這 種情況下，假設流量限制由管理系統(tǒng)40設置。管理系統(tǒng)40持續(xù)收集 性能統(tǒng)計資料，指示是否從網(wǎng)絡中路由器、節(jié)點和裝置等發(fā)生了擁塞。 基于收集的數(shù)值，定期重新計算接入和邊緣路由器IOK、 10L的流量 限制并隨后分別下載到接入路由器IOK和邊緣路由器10L中。通過完 全控制進入網(wǎng)絡的業(yè)務量，可實現(xiàn)對網(wǎng)絡中擁塞情況的完全控制。若 只在接入和邊緣路由器設有本發(fā)明的準入控制裝置，這是一種有利的 實現(xiàn)方式。在一個為網(wǎng)絡中所有路由器提供本發(fā)明的準入控制裝置的實施例 中，可能是最適用于流量限制的內(nèi)部設置方式。然而，任何情況下，每種組合是可能的，并且外部設置也可使用。如果所有節(jié)點或大致上 所有路由器(無論是哪些節(jié)點或裝置)配有或設有準入控制裝置，或者如果只有接入路由器或只有邊緣路由器或MGW或GGSN或任何其它 裝置配有本發(fā)明的準入控制裝置，則也可采用外部及內(nèi)部設置或兩者 的組合。例如， 一些節(jié)點/路由器等可支持內(nèi)部設置，其它節(jié)點/路由 器不支持，或者它在一些節(jié)點、路由器等中可以是可選的(外部和/或 內(nèi)部設置)。使用內(nèi)部設置、外部設置或其組合，可取決于節(jié)點、路由 器等的類型。如上所述，如果準入控制裝置在接入和邊緣路由器中實現(xiàn)，使用 基于其它路由器或節(jié)點的性能統(tǒng)計資料的流量限制的外部設置，則可 在較低容量級別上自動重新獲得無擁塞操作。在管理系統(tǒng)能夠做出反 應前，將發(fā)生短期擁塞。通常，對最終用戶主機無特定要求以使它們能夠獲得網(wǎng)絡中的端 對端資源，實現(xiàn)本發(fā)明的概念。然而，在一個有利的實施例中，如果 為最終用戶主機提供有某個特定行為，則可實現(xiàn)與網(wǎng)絡更平滑的交 互，例如，包括在注意到?jīng)]有資源可處理新流或者資源保留已失敗時 實現(xiàn)ICMP消息傳遞的情況下，對例如ICMP消息適當反應的能力。 最終用戶主機隨后將立即制止發(fā)送IP包，并讓最終用戶獲知實時通信 在當時是不可能的，例如，可顯示消息，指示"請稍后重試"或類似指 示?？商峁┝硪粋€有利的特性，從而能夠通過往返發(fā)送單個或幾個IP 包(一種"探測，，)來啟動實時流，以保留資源。這將告訴端主機在網(wǎng)絡 中是否有資源，并且因此是否可啟動呼叫(雙向流)。如果探測的包返 回，則為流的資源被保留。應明白，這些特性只與特定的有利實現(xiàn)方 式有關。一個這種探測的實現(xiàn)方式由三次往返發(fā)送一個或幾個包構成，即 三程探測(three-leg probe )。也就是^兌，例如始發(fā)端主4幾的一個端主 機發(fā)送幾個探測包到終止端主機。終止端主機將所有探測包返回始發(fā)端主機。始發(fā)端主機接收返回的探測包時，獲知網(wǎng)絡有用于雙向流的 資源。始發(fā)端主機仍不知雙向流是否能實現(xiàn)。始發(fā)端主機因此也將探 測包返回到終止端主機即在始發(fā)與終止端主機之間第三次發(fā)送包。始 發(fā)端主機在探測包中指示這是它第二次發(fā)送探測包。終止端主機接收 具有此類指示的探測包，隨后，它也獲知網(wǎng)絡有用于雙向流的資源。 因此，兩個端主機均獲知可以建立呼叫。通常，問題在于讓路由器保持關于IP網(wǎng)絡中流量的狀態(tài)信息。然 而，通過引入本發(fā)明概念，通常就足以在與在高容量核心路由器中相 比流的數(shù)量受限的接入路由器和邊緣路由器中使用或實現(xiàn)準入控制 裝置。在一些實現(xiàn)方式中(或者在一般情況下)，不必將準入控制功 能引入網(wǎng)絡的真正核心。除此之外，通過分隔實時業(yè)務和突發(fā)性業(yè)務， 路由器中同時流的數(shù)量將低得多。估計在僅為實時的裝置中，在某個時間內(nèi)流將少10到IOOO倍。當然，確切的因素取決于網(wǎng)絡裝置、用戶設備文件等。然而，須知，如上所述，本發(fā)明的功能也可在接入路 由器和邊緣路由器外的其它路由器或裝置或節(jié)點中引入。此外，由于 上述原因，不但在例如路由器中，而且在其它節(jié)點或裝置中將更易于 保持狀態(tài)信息。具有本發(fā)明的準入控制裝置功能(也稱為基于流的自主準入控制(AFAC))的路由器或節(jié)點或其它設備或裝置，用于一個專用于實時業(yè) 務的實施例中。在另一實施例中，至少能夠使用單獨的鏈路、連接、 接口、 CPU或其它硬件和軟件來單獨處理實時業(yè)務(在如本申請中前 面所述的實現(xiàn)物理分隔的情況)。在又一實施例中，路由器或設備等能 夠處理實時和突發(fā)性兩種業(yè)務。然而，因此也應設計成使得突發(fā)性端 的過載情況不會影響路由器的實時端或無論任何裝置。下面將參照圖10，舉例說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的裝置。 然而， 一個裝置(此處假設為包括本發(fā)明功能的路由器)需要具 有如上所述的信息保持部件。在一個實施例中，假設它是可保持條目 的擴展轉發(fā)表，不是直到主機條目，而是直到包括目的地和源地址或整個3元組的條目或者在一些實現(xiàn)方式中甚至整個5元組(目的地和源地址、協(xié)議、目的地和源端口)或在其它實現(xiàn)方式中甚至更高元組的條目。圖7示意表示在網(wǎng)絡的3GPP域中本發(fā)明概念的一種實現(xiàn)方式。 須知，準入控制裝置lh-ll7也可在其它節(jié)點、 一些這些類型的節(jié)點等 中提供。此外，準入控制裝置llx也可在處理有效負荷的3GPP特定 節(jié)點中實現(xiàn)。通常，ACM(ll,，...,)在IP層次上在節(jié)點中的路由功能中提供，此 處，例如在RNC(無線電網(wǎng)絡控制)202、 SGSN(服務GPRS支持節(jié)點) 203、 GGSN(網(wǎng)關GSN) 204、 MRF(媒體資源功能)205、 (S)BG(會話) 邊界網(wǎng)關206中提供。在圖11中，還示出了UE(用戶設備)201通過 RAN(無線電接入網(wǎng)絡)接入到i或。在一些實現(xiàn)方式中，它例如可在 MSC(移動交換中心)等中實現(xiàn)。須知，圖7只是為了給出可實現(xiàn)本發(fā) 明的功能的一些示例。圖8示意表示實施為擴展轉發(fā)表的信息保持部件一個實施例(盡 管它當然也可實現(xiàn)為單獨的表)。在圖8中，示出了在外部轉發(fā)表中設 置的字段。在一個實現(xiàn)方式中，這些字段是目的地/源/協(xié)議〃D端口/S 端口(此處它包含整個5元組)、準許/禁止標志、包計數(shù)器及具有創(chuàng)建 時間的時戳。在一些實現(xiàn)方式中，還提供了表示前一包計數(shù)器的字段。 因此，這里每個新條目具有用于新流的5元組、準許/禁止標志、包計 數(shù)器和具有創(chuàng)建時間的時戳以及用于前一包的計數(shù)器。包括本發(fā)明的功能的路由器需要有兩個并行的活動，轉發(fā)引擎和 表維護進程。這兩個進程均需要訪問擴展轉發(fā)表(如果使用此類表)。 轉發(fā)引擎需要讀取表以查找源/目的地址(或3元組、5元組等)，它需 要更新時戳，需要為發(fā)現(xiàn)的條目增大包計數(shù)器，并且需要能夠將新條 目插入表中(并刪除條目)。這在圖9中示意表示，圖中兩個進程示為在圖8的擴展轉發(fā)表上 操作。表維護進程的主要任務是刪除已變得太舊的條目。流中沒有更多的包發(fā)射(在兩個方向上)時，即流的所有包已發(fā)射時，該流需要/人 表中刪除以能夠準許新流通過路由器或任何實現(xiàn)本發(fā)明概念(即釋》丈 路由器資源)的裝置。由于實時流"表現(xiàn)良好"，即除對于抖動外它們具有大致固定的包 速率，在包之間有固定的時間，因此，在流已#^制止或停止時它應當 容易以一定的精度識別。實際上，對小部分流做出錯誤判定并不會有 太多害處，因為隨后就以正常方式創(chuàng)建流的新條目。在一些現(xiàn)有技術的實現(xiàn)方式中，載送話音的實時流(例如VoIP電 話呼叫)經(jīng)常使用靜音抑制。也就是說，在雙方呼叫中，最常見的是每 次只有一個人在說話。話音編解碼器因而可在該人員在聽而不發(fā)聲時在方向之一上制止發(fā)送包。如果此類靜音期變長，即長于在AFAC啟 用路由器中為刪除流而設置的時間，則必須特別考慮以免沿流路徑丟 失在AFAC路由器(等)中的資源保留。未進行靜音抑制的端主機隨后 必須發(fā)送"更新包"以使流的資源得以保留。更新包必須至少以這樣的 頻度發(fā)送，以使用于在AFAC路由器(等)中刪除流的計時器從未被達 到。參照圖9，表維護進程例如可如下操作。它可按順序并以循環(huán)方 式讀取擴展轉發(fā)表。到達末尾時，它再次從頭開始，在開始下一次掃 描前可能有一個等待期。例如，如果認為一秒足以識別結束的流(即， 已終止呼叫)，則進程每隔一秒掃描表一次。須知，這只是為說明而提 供的一個數(shù)值，并且它也可比每秒一次更頻繁或更不頻繁。在一次掃 描期間，檢查條目時，它先檢查準許/禁止標志。如果設置了禁止流， 則它檢查創(chuàng)建時戳。如果經(jīng)過了不止某個時間，例如5秒鐘的流阻塞 時間，則條目會^^皮刪除。同樣地，須知，可^f吏用比5秒更短及更長的 流阻塞時間，例如，3或4或7或8或9秒等或甚至更短或更長的時 間。否則，不進行任何其它操作。如果未設置禁止標志，即該流被準 許，則比較兩個包計數(shù)器，即包計數(shù)器和前一包計數(shù)器。如果相等， 則條目被刪除即流已制止。另一方面，如果它們不相等，則包計數(shù)器的值被復制到前一包計數(shù)器，并且掃描對表等中的隨后條目繼續(xù)進 行。這樣，擴展轉發(fā)表將始終是最新的，具有當前在通過路由器(此處) 的所有流。在一個實施例中，轉發(fā)引擎和表維護進程實現(xiàn)為使用共享內(nèi)存的單獨硬件。它在標準CPU環(huán)境或在例如ASIC等專用硬件環(huán)境或混合 環(huán)境中均應能實現(xiàn)。倘若每個進程在擴展轉發(fā)表上在進行有限和特定 操作，該共享內(nèi)存處理能以有效的方式有利地實現(xiàn)。在一個有利的實 現(xiàn)方式中，內(nèi)容可尋址存儲器(CAM)用于共享內(nèi)存。備選的方式是， 它實現(xiàn)為與專用硬件一起的高速緩存。所需內(nèi)存的大小取決于每個條 目的大小和通過路由器的同時流的數(shù)量。由轉發(fā)引擎識別的新條目的插入，可由表維護進程用從轉發(fā)引擎 到表維護進程的信令完成，以使共享內(nèi)存處理的實現(xiàn)更有效。須知， 這僅涉及一個有利的實現(xiàn)方式D優(yōu)選的方式是，表維護進程也維護進入許可標志，該標志由轉發(fā) 可1擎使用。在通過路由器(或接口 /鏈路等)的最大準許同時實時流已達 到時，標志設為"否"。在同時流的數(shù)量低于流量限制或降到低于流量 限制時，標志應設為"是"。如上所述，流量限制能以不同的方式定義。它可在內(nèi)部定義或設系統(tǒng)或政策服務器設置。 一個接近路由器中資源最佳使用的筒單實現(xiàn) 包括監(jiān)測路由器(或接口/鏈路等)中的資源利用，比較擴展轉發(fā)表(或某 個單獨的信息保持部件)中當前的流總數(shù)。這能夠以給定頻度定期地重 復進行，并且可以獲得最大限制，該限制將適應改變的實時流平均比 特率。例如，某個VoIP流的數(shù)量將比相同數(shù)量的高分辨率視頻流消 耗更少的帶寬。例如，如上所述實現(xiàn)的路由器將產(chǎn)生較高的轉發(fā)容量， 且延遲所受影響可以忽略。圖10示出根據(jù)本發(fā)明一個特定實施例的裝置。如圖IO的實施例 中實現(xiàn)的流準入控制裝置11包括用于分隔實時業(yè)務包與非實時業(yè)務包的分隔部件，Pi用于表示實時及非實時包。識別部件最好(但不必一定)包含在分隔部件中；不同類型包之間如何識別可以如本申請中 前面所述的不同方式完成，例如，基于某一標記(例如，DiffServ)或指 示。可知，非實時包在分隔步驟后單獨處理。此處，假設實現(xiàn)了邏輯 或虛擬分隔。流控制部件14包括用于將包歸類的子功能部件14A， 即例如基于2元組、3元組等確定它屬于哪個流。經(jīng)表處理程序15A, 通過與此處實現(xiàn)為擴展轉發(fā)表的流信息保持部件15的通信，檢查它 是新流還是當前(現(xiàn)有)流。下面例如參照圖11，解釋不同的可能過程。 對于新流或當前流的所有準入包，計數(shù)器通過表處理程序而遞增。子 功能部件業(yè)務測量部件16測量總準入實時業(yè)務。資源控制部件12提 供有關流量限制(FL)的信息，該限制可如本申請中前面所述在內(nèi)部或 經(jīng)外部部件設置。通常，資源控制部件12只在新流的情況下會涉及， 但它們也能夠通過比較FL和當前流而控制準入性，或者需要設置。 流量限制可通過0&M接口 18或在內(nèi)部獲得。圖]1所示順序圖表示根據(jù)本發(fā)明一個特定實現(xiàn)方式的四種不同 的情況，即已建立流包(此處為Pl)到達時的過程(I)、轉發(fā)新流包(此處 為Pll)時的過程(II)、未留有資源而丟棄新流包(此處為P21)時的過程 以及(III)最后丟棄以前已登記流包(此處為P3l)時的過程(IV)。轉發(fā)已建立流的包包Pl到達業(yè)務分隔器子功能部件，并歸類 為實時或非實時業(yè)務包。歸類例如是基于DSCP。此處P1;故斷定為實 時包，并且Pl因此被發(fā)送到流控制器子功能部件。流控制器子功能 部件用定義流的元組(2元組、3元組、5元組等)來歸類Pl所屬的流。 隨后，它向表處理程序核查以了解這是現(xiàn)有流還是新流。表處理程序 子功能部件檢查該流是否為現(xiàn)有流，如果是，則遞增包計數(shù)器并增加 時戳。隨后，它向流控制器返回一個確認。流控制器隨后準入Pl并 將它轉發(fā)到業(yè)務測量程序子功能部件。業(yè)務測量程序子功能部件遞增 任何計數(shù)器以跟蹤實時業(yè)務的總量，并將包放置在輸出隊列上。轉發(fā)新流的包包Pll到達業(yè)務分隔器子功能部件，并被歸類為實時或非實時。歸類例如基于DSCP進行。Pll-故斷定為實時包，并且它因此一皮發(fā)送到流控制器子功能部件。流控制器子功能部件使用定義流的元組(2元組、3元組、5元組等)來歸類Pll所屬的流。隨后， 它向表處理程序核查以了解這是現(xiàn)有流還是新流。表處理程序子功能 部件檢查流并發(fā)現(xiàn)它不是當前流即它以前不存在。隨后，它向流控制 器返回一個否定確認，指示該流以前不存在。流控制器向資源控制器 核查是否可準許新流即是否有用于新流的足夠資源。資源控制器用已 實現(xiàn)使用的任何部件決定資源利用的當前量和最大量。具有"準入"或 "丟棄，，決定的回復被返回到流控制器。資源可用時，流控制器請求表 處理程序將流的新條目插入擴展轉發(fā)表。流控制器隨后準入包并將它 轉發(fā)到業(yè)務測量程序子功能部件。業(yè)務測量程序子功能部件遞增任何 計數(shù)器以跟蹤實時業(yè)務的總量，并將PH放置在輸出隊列上。在未留有資源時丟棄新流的包包P21到達業(yè)務分隔器子功能部 件，并被歸類為實時或非實時。歸類例如基于DSCP進行。P21被斷 定為實時包，并且P21因此纟皮發(fā)送到流控制器子功能部件。流控制器 子功能部件用定義流的元組(2元組、3元組、5元組等)來歸類P21所 屬的流。隨后，它向表處理程序核查以了解這是現(xiàn)有流還是新流。表 處理程序子功能部件檢查流并發(fā)現(xiàn)它不是當前流即它以前不存在。隨 后，它向流控制器返回一個否定確i人，指示該流以前不存在。流控制 器向資源控制器核查是否可準許新流即是否有用于新流的足夠資源。 未留有資源時，具有"丟棄"決定的回復4皮返回到流控制器。無資源可 用時，流控制器丟棄P21。如果有用于它的部件，則流控制器子功能 部件向包的發(fā)送方回送指示已丟棄的會話，否則包只是寂靜地丟棄。 流控制器也請求表處理程序將纟支拒絕流的新條目插入擴展轉發(fā)表。這 樣，可更快地丟棄該流的另外的包。丟棄以前被拒絕流的包包P31到達業(yè)務分隔器子功能部件，并 且4皮歸類為實時或非實時。歸類例如基于DSCP進行。P31 ;故斷定為 實時包，并且它因此被發(fā)送到流控制器子功能部件。流控制器子功能部件用定義流的元組(2元組、3元組、5元組等)來歸類P31所屬的流。 隨后，它向表處理程序核查以了解這是現(xiàn)有流還是新流。表處理程序 子功能部件檢查流并發(fā)現(xiàn)它存在但以前已被拒絕。隨后，它將此信息 返回流控制器。流控制器寂靜地丟棄該包?，F(xiàn)在參照圖12和圖13的流程圖，簡要地描述根據(jù)本發(fā)明概念的 過程。須知，這些圖只示出執(zhí)行本發(fā)明概念的示范方式。在圖12中，假設在本發(fā)明的準入控制啟用節(jié)點中接收數(shù)據(jù)包， 100。如本申請中前面所述，節(jié)點可以為路由器或GGSN等。隨后， 檢查它是否為實時業(yè)務數(shù)據(jù)包，101。如果不是即它是突發(fā)性業(yè)務數(shù) 據(jù)包，則它與實時業(yè)務分開處理，101B,這將不再論迷。換言之，此 處在實時與非實時數(shù)據(jù)業(yè)務包之間完成分隔。然而，假設它是實時業(yè) 務數(shù)據(jù)包，則執(zhí)行流識別，102。由于如本申請中前面更詳盡所述， 它可用許多不同的方式完成，例如，基于源地址和目的地址或5元組， 因此，這也將不再論述。隨后，檢查該流是否為當前準入流或非準入 流(已登記流)，即它在流信息保持部件中有條目，103。如果是，則檢 查它是否為準入流，104。如果是準入流，則包計數(shù)器遞增，105,并 且包被轉發(fā)，105，而非準入包則被寂靜地丟棄，104B,如果它不是 當前流，則確定流量限制FL(隨后或同時)，104A。這也可以如本申請 中前面所述的幾種方式完成，即在某個時刻在節(jié)點上可同時準許的流 的最大數(shù)量。在步驟104A之后或同時或之前，通過也如本申請中前 面所述向例如擴展轉發(fā)表等流信息保持部件或單獨的表核查，105A， 或者通過向業(yè)務測量部件核查，得到在節(jié)點中也表示為CF的當前準 許實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量。條目在用于條目的流信息保持部件中創(chuàng)建。 下一步驟是檢查新流是否將標為準入還是非準入流。這通過檢查CF+ A是否(等于或)小于FL而確定，107A, A是估計容限，以防止擁塞 和丟失包等。如果是，則該流被標為準入，108A2，并且包被轉發(fā)， 109A2。如果不是，則該流被標為非準入或:f皮拒絕，時戳設置 成使得流阻塞時間可被保持，109A。備選的方式是，第二包計數(shù)器被設置并用于非準入流，以確定流阻塞時間。隨后，表維護進程每掃 描一次，第二包計數(shù)器加一，并且在第二計數(shù)器達到對應于流阻塞時 間的預定值時，該條目被刪除。此外，在此特定實現(xiàn)方式中，指示消 息或包被返回源或發(fā)送節(jié)點，110A,。該包隨后被丟棄，111A,。在圖13中，進一步簡要描迷了本發(fā)明概念。具有從流信息保持部 件刪除流任務的是表維護進程部分。準入流在流的最后包已發(fā)送后預 定的時間被刪除。非準許或被拒絕流在流阻塞時間截止時^皮刪除。表維護進程每隔預定的秒數(shù)掃描流信息保持部件中的所有條目一 次。掃描后，在下一次掃描開始前，可能需要等待x秒才進行下一次 掃描。掃描開始時，200,逐一4僉查所有條目。在沒有條目未掃描時， 它等待下一次掃描開始，200。。對于每個條目(未掃描，201)，檢查它 是否被準許，202。如果被準許，則在使用輔助包計數(shù)器的此實現(xiàn)方 式中，檢查該包計數(shù)器是否等于第二(或前一)包計數(shù)器，203B。如果 它們相等，則自上次掃描完成以來無包轉發(fā)，因此可將流視為已制止。 條目隨后被刪除，204B2。如果計數(shù)器不相等，則自上一次掃描以來 已在轉發(fā)包。隨后，輔助(或前一)包計數(shù)器設為等于該包計數(shù)器， 204Bt 。掃描繼續(xù)對流信息保持部件中的下 一條目進行即檢查是否有 任何條目未掃描等，201。另一方面，如果流條目為非準入流，則檢查時戳以了解流阻塞時 間是否已過，203A。如果該時間已過，則刪除條目，204A。掃描繼續(xù) 對流信息保持部件中的下一條目進行，或者檢查是否有任何條目未掃 描，201。本發(fā)明的一個優(yōu)點是配有本發(fā)明的裝置的路由器、節(jié)點等將能夠 以很有利的方式處理實時業(yè)務。如果該裝置在路由器中實現(xiàn)，則在路 由器過載時，流的所有包將被丟棄，或者無包將被丟棄。這意味著一 些流將被準許，并且一些流將被完全制止。這是很有利的。本發(fā)明的另 一個優(yōu)點是資源可以很簡單的方式端對端保留，它簡 單地開始發(fā)送流，或者一個探測包被往返發(fā)送(或一些探測包)。如果成功即它返回(在探測包的情況下)，則資源將在流整個壽命期被保持。 如果失敗即探測包未通過并且例如返回ICMP或者得以其它方式檢測 到有故障(例如，間接)，則包將不被通過，并且呼叫遇到類似于傳統(tǒng) 電話中的阻塞。此外， 一個優(yōu)點是它端對端工作，并且具體而言，一 個優(yōu)點是設置端對端QoS無需信令。又一個優(yōu)點是它對IP話音及IP 視頻起作用，并且流可具有任意比特率以及具有不同比特率的流可混 合在一起。除此之外，該概念與現(xiàn)有IP技術兼容，并且它準許平滑遷 移，并且網(wǎng)絡可逐步升級。此外，它可以標準化，或者它可實現(xiàn)為專 有解決方案，并且由于它自主操作，因此，它不會對網(wǎng)絡中的其它裝 置產(chǎn)生任何特定要求。根據(jù)本發(fā)明，實時和突發(fā)性業(yè)務被分隔(物理地或虛擬地)或至少 在必須確保實時QoS的網(wǎng)絡部分中保持分隔。須知，本發(fā)明當然不限于專門顯示的實施例，而是可在隨附權利 要求書范圍內(nèi)以多種方式進行改變。
權利要求
1.一種用以控制通過一個或多個通信網(wǎng)絡或通信域的數(shù)據(jù)包的通信的裝置，其特征在于，所述裝置包括用以識別實時或非突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的識別部件、用以分隔實時數(shù)據(jù)包業(yè)務與突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的分隔部件以及用以控制實時數(shù)據(jù)包的進入的控制部件，并且所述裝置還包括用以保持關于準入的實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量的信息的部件以及用以保持關于準入和/或非準入的實時數(shù)據(jù)包流的當前數(shù)量的信息的流信息保持部件，或者該兩個部件通信，還設有用以確定許實時數(shù)據(jù)包流的一個或多個包是否被準許的部件，使得一個實時IP流的所有包可大體上被準許或被拒絕。
2. 如權利要求l所述的裝置，其特征在于，務。 " - 一 .
3. 如權利要求2所述的裝置，其特征在于， 所述分隔部件適于通過至少在所述網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域的一個或多個部分上使用單獨的鏈路和/或單獨的接口和/或單獨的路由器等來分隔 實時IP流與突發(fā)性IP業(yè)務。
4. 如權利要求3所述的裝置，其特征在于， 從一個端點到另 一個端點分隔實時業(yè)務與突發(fā)性業(yè)務。
5. 如權利要求3或4所述的裝置，其特征在于，至少從例如聚合路由器等一個聚合節(jié)點到另 一聚合節(jié)點或端點 分隔實時業(yè)務與突發(fā)性業(yè)務，反之亦然。
6. 如權利要求2所述的裝置，其特征在于， 所述分隔部件適于虛擬地或邏輯地或物理地分隔實時或非突發(fā)性業(yè)務與突發(fā)性業(yè)務。
7. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，設有用以標記IP包的標記部件，例如通過Diffserv DSCP標記法進行標記的部件。
8. 如前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于， PDP上下文的QoS類用作分隔的基礎。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特征在于， "對話式"或"流式"PDP上下文類的IP包標記為實時包，而歸類或標記為"交互式"和"背景"的包則標記為突發(fā)性業(yè)務。
10. 如權利要求6所述的裝置，其特征在于，DifflServ調度程序用以標i己/分隔實時包/人歸類與突發(fā)性業(yè)務的 包，且共用節(jié)點、鏈路、路由器等至少通過所述網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域的一部 分被用于實時及突發(fā)性業(yè)務。
11. 如前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述識別部件適于根據(jù)目的地址和源地址來識別包數(shù)據(jù)流。
12. 如權利要求1-10中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述識別部件適于根據(jù)目的地址、源地址和協(xié)議標識，例如所謂的3元組，來識別包lt據(jù)流。
13. 如權利要求1-10中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述識別部件適于至少根據(jù)目的地址、源地址、協(xié)議ID、目的端口、源端口，例如所謂的5元組，來識別包數(shù)據(jù)流。
14. 如前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述控制部件包含用以保持關于當前準入的實時IP流的信息的流信息保持部件，或者與該部件通信，還包含用以設置指示在路由器、 節(jié)點、接口或鏈路等中的許可流的最大數(shù)量的流量限制的流準入容量 指示部件，或者與該部件通信。
15. 如權利要求14所述的裝置，其特征在于， 所述流信息保持部件包括單獨的信息保持部件。
16. 如權利要求14所述的裝置，其特征在于， 所述流信息保持部件實現(xiàn)為擴展轉發(fā)表。
17. 如權利要求14-16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述控制部件適于為每個到達的包檢查它是否屬于當前準入的 流，在不屬于時向所述流準入容量指示部件驗證是否可接受新流，并 在所述流信息保持部件中形成有關該新流的條目，至少指示該新流是 否準許。
18. 如權利要求17所述的裝置，其特征在于， 在所述流信息保持部件中設置與非準入包有關的指示，例如，被禁止或被拒絕包標記。
19. 如權利要求17所述的裝置，其特征在于， 所述指示部件適于只為非準入流的第 一個包提供被禁止或被拒絕標記，隨后的包被所述控制部件寂靜地丟棄。
20. 如權利要求17-19任一項所述的裝置，其特征在于， 所迷控制部件包含流包計數(shù)器或者與之通信，且對于所述信息保持部件中的每個條目，相應的流包計數(shù)器為準入流的每個被轉發(fā)包遞 增，計數(shù)器還用來確定流的結束。
21. 如權利要求18-19或20所述的裝置，其特征在于， 對于所述信息保持部件中的每個條目，在所述條目中保存時戳，且預定期間一過，就刪除被禁止或被拒絕流的條目。
22. 如權利要求20所述的裝置，其特征在于， 它包含第二流計數(shù)器， 一個第二計數(shù)器因相應的被禁止或非準入流而遞增，且如此設置的第二計時器適于纟皮定期更新，所述控制部件 適于在所述包計數(shù)器值在預定期間未更改時刪除一個準入流條目，這 通過所述第二流計數(shù)器與所述流包計數(shù)器的比較而確定。
23. 如前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述控制部件適于將例如ICMP包等指示包返回到前面的節(jié)點、路由器等，或者例如在向所述資源容量指示部件核查時一旦最初確定 一個流無法被準許就返回到源，或者所述控制部件不采取措施通知前 面的節(jié)點/所述源，即寂靜地丟棄初始流的包。
24. 至少如權利要求14所迷的裝置，其特征在于， 所述控制部件包含所述流容量指示部件，即包含內(nèi)部流量限制設置部件，且所述流量限制設置部件適于測量所述裝置或節(jié)點或鏈路或 路由器等中不同資源的利用。
25. 至少如權利要求14及權利要求15-23中任一項所述的裝置， 其特征在于，所述容量指示部件設于外部并與所述裝置通信，例如設于管理系 統(tǒng)或操作及維護系統(tǒng)中，且所述流量限制設置基于外部收集的性能/ 使用信息。
26. 如權利要求24和25所述的裝置，其特征在于， 它適于根據(jù)外部和內(nèi)部設置來設置流量限制。
27. 如前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于， 對于準入流，在一個方向上無包被發(fā)送的期間內(nèi)發(fā)送刷新包，以避免在進行中的準入流期間斷開連接。
28. 如前面權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述裝置設在路由器中，例如設在邊緣路由器、接入路由器等路由器、GGSN、 SGSN或CGSN、 MGW或SBG中。
29. —種包含多個如權利要求1-26中任一項所述的裝置的系統(tǒng)， 其特征在于，所述裝置包含于或實現(xiàn)于多個接入路由器和/或邊緣路由器和/或 路由器和/或GGSN和/或SGSN和/或MGW和/或SBG中。
30. —種用以在由一個或多個相互通信的網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域構成的通 信網(wǎng)絡中控制數(shù)據(jù)包的通信的方法，其特征在于，包括以下步驟-識別實時或非突發(fā)性IP^:據(jù)流的數(shù)據(jù)包； -分隔實時IP數(shù)據(jù)包業(yè)務與突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務； -通過確定或估計可處理的實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量并設置流量限 制，在路由器、節(jié)點等中的準入控制裝置中確定實時IP數(shù)據(jù)包流的準入性；-在所述準入控制裝置或所述節(jié)點路由器或類似裝置中，確定當 前準入的實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量；-檢測到達的數(shù)據(jù)包是否屬于當前流，或包是否屬于一個新數(shù)據(jù) 包流；-接受并轉發(fā)屬于當前準入流的數(shù)據(jù)包；-為屬于新數(shù)據(jù)包流的包^r查是否為該新流留有容量，如果有，-則準許所述數(shù)據(jù)包，如果沒有，-則拒絕所述數(shù)據(jù)包。
31. 如權利要求30所述的方法，其特征在于， 所述^r測步驟還包括-檢測到達的包是否屬于已被拒絕的或非準入的流，即不是一個 流的4皮拒絕的第一個包，如果是， -則拒絕所述包。
32. 如權利要求30或31所述的方法，其特征在于， 包括以下步驟-如果包是被拒絕的數(shù)據(jù)包流的第一包，則將例如ICMP包等指 示消息返回到前面的節(jié)點等，或者返回到所述包的始發(fā)源。
33. 如權利要求30-32中任一項所述的方法，其特征在于， 所述分隔步驟包括-例如通過在至少用以部分網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域的不同節(jié)點和/或路由 器和/或鏈路等上進行分隔，物理地分隔屬于實時流的包與屬于突發(fā)性 數(shù)據(jù)包業(yè)務的包。
34. 如權利要求30-33中任一項所述的方法，其特征在于， 包括以下步驟-在實時和非實時流仍使用相同鏈路、節(jié)點、路由器等的同時， 根據(jù)例如IP包的DiffServ標記或類似標記，虛擬地或邏輯地分隔屬于 實時流的包與屬于突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的包。
35. 如權利要求30-34中任一項所述的方法，其特征在于， 所述分隔步驟包括-從一個端點到另 一個端點分隔實時數(shù)據(jù)包流與突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務；或者-從 一 個聚合節(jié)點到另 一 聚合節(jié)點分隔實時數(shù)據(jù)業(yè)務與突發(fā)性 數(shù)據(jù)業(yè)務。
36. 如權利要求30-32中任一項所述的方法，其特征在于， 它在3GPP網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域中包括以下步驟-根據(jù)PDP上下文類來分隔實時業(yè)務與突發(fā)性業(yè)務，例如，分隔 對話式和流式與交互式和背景PDP上下文類型。
37. 如權利要求30-36中任一項所述的方法，其特征在于， 所述流識別步驟包括用至少目的地址和源地址來識別實時數(shù)據(jù)包流。
38. 如權利要求30-37任一項所述的方法，其特征在于， 它包括以下步驟-在流信息保持部件中為每個新準入的實時數(shù)據(jù)包形成 一 個條 目，以跟蹤至少所有當前準入的流；-為屬于當前準入流的每個到達的包而遞增計數(shù)器。
39. 如權利要求38所述的方法，其特征在于， 它還包括以下步驟-在所述流信息保持部件中，還為屬于非準許實時數(shù)據(jù)包流的每 個新數(shù)據(jù)包形成一個條目。
40. 如權利要求38或39所述的方法，其特征在于， 它包括以下步驟- 一旦在所述信息保持部件中被創(chuàng)建，就在每個條目中保存時戳。
41. 如權利要求39所述的方法，其特征在于， 它包括以下步驟-為被拒絕或被禁止流的每個包而遞增計數(shù)器。
42. 如權利要求30-41中任一項所述的方法，其特征在于， 它包括以下步驟-設置與可在所述裝置中內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)包流的數(shù)量對應的流 量限制，例如通過測量資源利用，或通過從例如管理系統(tǒng)或操作及維 護系統(tǒng)等外部系統(tǒng)接收的信息，或通過內(nèi)部和外部設置的組合。
43. 如權利要求30-42中任一項所述的方法，其特征在于，-發(fā)送一個或多個探測包以片全查資源可用性和/或保留資源。
44. 如權利要求43所述的方法，其特征在于， 它包括以下步驟-往返發(fā)送一個或多個探測包；和/或 -同時從每個端主機發(fā)送一個或多個探測包；或者 -以三程方式發(fā)送一個或多個探測包；開始從始發(fā)端到終止端主 機；終止端主機將它們返回到所述始發(fā)端主機；并且所述始發(fā)端主機 隨后將它們連同指示一起返回到所述終止端主機，或者從所述終止端 主機等的終止開始，以通知兩個主機資源是否可用。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制通過一個或多個通信網(wǎng)絡或網(wǎng)絡域的數(shù)據(jù)包的通信的裝置。它包括用于識別實時或非突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的部件、用于分隔實時數(shù)據(jù)包業(yè)務與突發(fā)性數(shù)據(jù)包業(yè)務的部件、用于控制實時數(shù)據(jù)包的進入的部件，并且它還包括用于保持關于準許的實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量的信息的部件和用于保持關于當前準入和/或非準入的實時數(shù)據(jù)包流的數(shù)量的信息的部件，或者與此類部件通信。還提供了確定準許或不準許實時數(shù)據(jù)包流的包的部件，使得可大體上準許或拒絕一個實時IP數(shù)據(jù)包流的所有包。
文檔編號H04L12/54GK101223738SQ200580051071
公開日2008年7月16日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權日2005年7月14日
發(fā)明者H·朗尼克 申請人:艾利森電話股份有限公司