專利名稱：一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器ns2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中，實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)仿真器版本2(NS2)是一種目前非常流行的仿真器。它是開源的、免費(fèi)的軟件模擬平臺(tái)，主要被研究機(jī)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)公司以及大專院校用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)，研究和教學(xué)服務(wù)。它在許多領(lǐng)域都能提供廣泛的支持，例如它能模擬多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、路由過程、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)已及衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用等等。它主要被用在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)流量的研究和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的比較。 NS2是一個(gè)面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)仿真器，由南加州大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院(USC-ISI)負(fù)責(zé)開發(fā)和維護(hù)，用C++和0Tcl (MIT開發(fā))寫成。為了提高效率，NS2將控制部分和數(shù)據(jù)操作分離，后臺(tái)大部分基本的網(wǎng)絡(luò)組件和事件調(diào)度器用C++實(shí)現(xiàn)，如報(bào)頭，報(bào)文的處理及復(fù)雜算法的實(shí)現(xiàn)。NS2的前端是0Tcl解釋器，它能夠方便的修改參數(shù)及配置來實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。。++編譯器和0Tcl解釋器是緊密聯(lián)系和一一對應(yīng)的。 服務(wù)質(zhì)量(QoS)目前是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中比較復(fù)雜和難理解的課題之一。綜合服務(wù)(Integrated Services)提供了一種解決方案，它能夠預(yù)定和分配資源來滿足實(shí)時(shí)的應(yīng)用的技術(shù)；它所涉及的應(yīng)用有網(wǎng)絡(luò)電話和數(shù)字化的視頻會(huì)議等。 傳統(tǒng)的因特網(wǎng)(Internet)只是提供盡力服務(wù)(Best Effort)模式，在現(xiàn)有的帶寬下它的數(shù)據(jù)包是否有延遲和丟失情況是依靠即時(shí)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素都是用先入先出的隊(duì)列策略來處理報(bào)文。傳統(tǒng)的文件傳輸協(xié)議和電子郵件服務(wù)數(shù)據(jù)就是例子，它們對數(shù)據(jù)包傳送的可靠性和延遲不做任何保障。 但隨著多媒體時(shí)代的到來，許多的實(shí)時(shí)應(yīng)用被發(fā)展，而它們對延遲和包的丟失都相當(dāng)敏感，盡力服務(wù)(Best Effort)的服務(wù)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足固定的端對端的延遲要求。很多新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都在忍受這樣的事實(shí)數(shù)據(jù)包的傳送時(shí)間不能被保證，一些數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)會(huì)被丟棄。綜合服務(wù)是解決這個(gè)問題的技術(shù)之一，它能夠保證端對端的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。綜合服務(wù)(IntegratedServices)是一種能夠預(yù)定和分配資源來滿足實(shí)時(shí)的應(yīng)用的技術(shù)，它包括控制荷載服務(wù)(Controlled-load Services)和保障服務(wù)(GuaranteedServices)。 綜合服務(wù)(Integrated Services)能提供有保障的端對端服務(wù)。其中之一就是保障服務(wù)(Guaranteed Services)，它能夠保證比較理想的帶寬和延遲，適用于一些對延遲敏感的實(shí)時(shí)應(yīng)用如高質(zhì)量的語音和視頻應(yīng)用。 保障服務(wù)(Guaranteed Services)可提供有保證的帶寬， 一個(gè)固定的可預(yù)期的端對端延遲以及所有的數(shù)據(jù)包流沒有隊(duì)列損失。而控制荷載服務(wù)(Controlled-loadServices)只是好于盡力服務(wù)(Best Effort)，提供網(wǎng)絡(luò)未過載類似的服務(wù)，保證應(yīng)用的報(bào)
4文高通過和低延時(shí)。 目前在NS2中，只有部分綜合服務(wù)的模塊被實(shí)現(xiàn)，其中只包括控制荷載服務(wù)(Controlled-Load Services)，只能處理兩種信息流(Traffic):控制荷載服務(wù)Controlled-Load Services和盡力服務(wù)(Best Effort)信息流，而保障服務(wù)則始終不能在NS2中實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中尚未見到實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方案，因此本發(fā)明的目的在于拓展NS2，使它完全支持綜合服務(wù)，以致能夠?qū)崿F(xiàn)保障服務(wù)(Guaranteed 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括以下六個(gè)模塊， 數(shù)據(jù)包定義模塊，用于對進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行ID定義； 分類器模塊，用于將進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包按照定義好的ID進(jìn)行分類； 信令支持模塊，用于傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素(如各路由器)來實(shí)現(xiàn)資源的預(yù)留，
協(xié)調(diào)端與端之間網(wǎng)絡(luò)元素的服務(wù)質(zhì)量； 隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊，用于在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素上滿足不同應(yīng)用的不同的端對端的服務(wù)質(zhì)量，其所調(diào)度的服務(wù)質(zhì)量包括載荷控制服務(wù)、盡力服務(wù)和保障服務(wù)；
準(zhǔn)入控制模塊，用來決定是否允許新的數(shù)據(jù)包使用網(wǎng)絡(luò)資源，以保證系統(tǒng)所要求的服務(wù)質(zhì)量； 數(shù)據(jù)包測量和評估模塊，用于檢驗(yàn)經(jīng)過此系統(tǒng)后產(chǎn)生出來的信息流是否滿足服務(wù)質(zhì)量需要，從而結(jié)合準(zhǔn)入控制模塊來判斷什么時(shí)候開始對新的數(shù)據(jù)包流量加以限制。
與本發(fā)明一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)相適應(yīng)的方法，包括以下幾個(gè)程序 程序一 .將數(shù)據(jù)包所需的服務(wù)分為盡力服務(wù)、載荷控制服務(wù)和保障服務(wù)，為數(shù)據(jù)包按其所需的三種服務(wù)類型分別定義數(shù)據(jù)包ID ; 程序二 .將進(jìn)入系統(tǒng)地?cái)?shù)據(jù)包流按其ID進(jìn)行分類并傳輸； 程序三.對進(jìn)入傳輸隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行隊(duì)列管理和調(diào)度，根據(jù)其所需服務(wù)類型，對盡力服務(wù)和載荷負(fù)載控制服務(wù)，采用簡單優(yōu)先隊(duì)列管理和調(diào)度策略，而對于保障服務(wù)，采用加權(quán)公平隊(duì)列管理和調(diào)度策略； 程序四.對傳輸中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行測量和評估，測量控制載荷服務(wù)類的數(shù)據(jù)包和保
障服務(wù)類數(shù)據(jù)包的量，對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值； 程序五.讀取程序四對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬作出的估值，
評估系統(tǒng)中現(xiàn)有流量的速率和新數(shù)據(jù)包的令牌的速率，以決定新的數(shù)據(jù)流是否被允許進(jìn)入系統(tǒng)。 本發(fā)明的有益效果是 通過分類器對不同服務(wù)需求的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，并通過信令支持模塊傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素(如各路由器)來實(shí)現(xiàn)資源的預(yù)留，決定是否允許新的數(shù)據(jù)流使用網(wǎng)絡(luò)資源以保證系統(tǒng)所要求的服務(wù)質(zhì)量，協(xié)調(diào)端與端之間網(wǎng)絡(luò)元素的服務(wù)質(zhì)量。


以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明的詳細(xì)模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1.數(shù)據(jù)包定義模塊、2.分類器模塊、3.信令支持模塊、4.隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊、5.準(zhǔn)入控制模塊、6.數(shù)據(jù)包測量和評估模塊、7.第一信令支持模塊、8.第二信令支持模塊、9.簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊、10.加權(quán)公平隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊、11.第一分類器模塊、12.第二分類器模塊、13.控制載荷服務(wù)類測量模塊、14.保障服務(wù)類測量模塊、15.控制載荷服務(wù)類評估模塊、16.保障服務(wù)類評估模塊
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例，一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)，包括以下六個(gè)模塊， 數(shù)據(jù)包定義模塊l，用于對進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行ID定義； 分類器模塊2，用于將進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包按照定義好的ID進(jìn)行分類；本實(shí)施例中分類器模塊2包括第一分類器模塊11、以及第二分類器模塊12 ; 信令支持模塊3，用于傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素來實(shí)現(xiàn)資源的預(yù)留，協(xié)調(diào)端與端之間網(wǎng)絡(luò)元素的服務(wù)質(zhì)量；信令支持模塊3包括采用三方握手協(xié)議的第一信令支持模塊7、以及采用資源協(xié)議RSVP的第二信令支持模塊8，其中第一信令支持模塊7供載荷控制服務(wù)使用、第二信令支持模塊8供保障服務(wù)使用。 隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊4，用于在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素上滿足不同應(yīng)用的不同的端對端的服務(wù)質(zhì)量，其所調(diào)度的服務(wù)質(zhì)量包括載荷控制服務(wù)、盡力服務(wù)和保障服務(wù)；本實(shí)施例中隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊4包括簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊9、以及加權(quán)公平隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊10 ;其中簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊9位于第一信令支持模塊7之后，供載荷控制服務(wù)和盡力服務(wù)兩種包流量使用；加權(quán)公平隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊10位于第二信令支持模塊8之后，它對流經(jīng)的所有數(shù)據(jù)包排隊(duì)并進(jìn)行監(jiān)控，從而分配加權(quán)值，平均公平地分配帶寬，以滿足保障服務(wù)所要求的服務(wù)質(zhì)量； 準(zhǔn)入控制模塊5，用來決定是否允許新的數(shù)據(jù)包使用網(wǎng)絡(luò)資源，以保證系統(tǒng)所要求的服務(wù)質(zhì)量； 數(shù)據(jù)包測量和評估模塊6，用于檢驗(yàn)經(jīng)過此系統(tǒng)后產(chǎn)生出來的信息流是否滿足服務(wù)質(zhì)量需要，從而結(jié)合準(zhǔn)入控制模塊5來判斷什么時(shí)候開始對新的數(shù)據(jù)包流量加以限制。
在本發(fā)明實(shí)施例中，第一分類器模塊11位于數(shù)據(jù)包定義模塊1和信令支持模塊3之間，分別與第一信令支持模塊7和第二信令支持模塊8相連，將數(shù)據(jù)包按照數(shù)據(jù)包定義模塊1分配的ID值分流到第一信令支持模塊7和第二信令支持模塊8 ;第二分類器模塊12位于隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊4之后，分別連接簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊9、以及加權(quán)公平隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊10，將從不同隊(duì)列中出來的數(shù)據(jù)包分別傳送到數(shù)據(jù)包測量和評估模塊6，或直接傳送到終點(diǎn)端抵達(dá)目標(biāo)地址； 本發(fā)明實(shí)施例中，數(shù)據(jù)包測量和評估模塊6包括控制載荷服務(wù)類測量模塊13、保障服務(wù)類測量模塊14，以及控制載荷服務(wù)類評估模塊15和保障服務(wù)類評估模塊16 ;其中控制載荷服務(wù)類測量模塊13和保障服務(wù)類測量模塊14均與第二分類器模塊12相連接，分別測量控制載荷服務(wù)類的數(shù)據(jù)包和保障服務(wù)類數(shù)據(jù)包的量；控制載荷服務(wù)類評估模塊15和保障服務(wù)類評估模塊16對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值；
準(zhǔn)入控制模塊5分別與數(shù)據(jù)包測量和評估模塊6中的控制載荷服務(wù)類評估模塊15和保障服務(wù)類評估模塊16，以及信令支持模塊3中的第一信令支持模塊7和第二信令支持模塊8相連。 本發(fā)明一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方法，包括以下幾個(gè)程序 程序一 .將數(shù)據(jù)包所需的服務(wù)分為盡力服務(wù)、載荷控制服務(wù)和保障服務(wù)，為數(shù)據(jù)包按其所需的三種服務(wù)類型分別定義數(shù)據(jù)包ID ;在本實(shí)施例中定義ID = 0的為盡力服務(wù)，ID = 1的為載荷控制服務(wù)，ID大于等于2的為保障服務(wù)。 程序二 .將進(jìn)入系統(tǒng)地?cái)?shù)據(jù)包流按其ID進(jìn)行分類并傳輸，并傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素； 程序三.對進(jìn)入傳輸隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行隊(duì)列管理和調(diào)度，根據(jù)其所需服務(wù)類型，對盡力服務(wù)和載荷負(fù)載控制服務(wù)，采用簡單優(yōu)先隊(duì)列管理和調(diào)度策略，而對于保障服務(wù)，采用加權(quán)公平隊(duì)列管理和調(diào)度策略； 程序四.對傳輸中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行測量和評估，測量控制載荷服務(wù)類的數(shù)據(jù)包和保
障服務(wù)類數(shù)據(jù)包的量，對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值； 程序五.讀取程序四對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬作出的估值，
評估系統(tǒng)中現(xiàn)有流量的速率和新數(shù)據(jù)包的令牌的速率，以決定新的數(shù)據(jù)流是否被允許進(jìn)入系統(tǒng)。 本發(fā)明實(shí)施例，程序二中的網(wǎng)絡(luò)元素為路由器。 在本發(fā)明實(shí)施例中，程序二中傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素的工作是由信令支持模塊3完成的，信令支持模塊3包括第一信令支持模塊7和第二信令支持模塊8，它們都是來協(xié)調(diào)端對端之間的網(wǎng)絡(luò)元素而為信息流提供所需的服務(wù)質(zhì)量QoS，因此信令支持模塊3是本系統(tǒng)的核心之一。 第一分類器模塊11將ID值小于2的數(shù)據(jù)包分流到第一信令支持模塊7，這其中包括載荷控制服務(wù)數(shù)據(jù)包和盡力服務(wù)數(shù)據(jù)包，而將ID值大于等于2的分流到第二信令支持模塊8，這其中包括保障服務(wù)的數(shù)據(jù)包。 對于第一信令支持模塊7，它是供載荷控制服務(wù)使用的，由于對載荷控制服務(wù)沒有
嚴(yán)格的限制，所以這里使用了簡單的三方握手協(xié)議來實(shí)現(xiàn)所要求的服務(wù)質(zhì)量。
在此模塊中，發(fā)送方驅(qū)使，使用四種報(bào)文 請求報(bào)文PT_REQUEST、回復(fù)報(bào)文PT_REPLY、確認(rèn)報(bào)文PT_C0NFIRM、失敗報(bào)文PT_TEARDOWN來傳遞預(yù)留流量資源所用的參數(shù)來生成端對端信號連接。發(fā)送方發(fā)送一個(gè)PT_REQUEST,在其中包括令牌桶參數(shù)。數(shù)據(jù)包經(jīng)過線路中的網(wǎng)絡(luò)元素到達(dá)接收方，接收方收到PT_REQUEST后發(fā)送PT_REPLY作為對發(fā)送方的回復(fù)，發(fā)送方收到后再發(fā)送PT_C0NFIRM包給接收方，P乙REPLY回復(fù)包會(huì)暗示連接的建立是否成功，如果成功，發(fā)送方將開始發(fā)送數(shù)據(jù)包到接收方，如果不成功，發(fā)送方將發(fā)送一個(gè)PT_TEARD0WN包給接收方，這樣沒有連接建立沒
7有包被發(fā)送方發(fā)送。因不符合所要求的服務(wù)質(zhì)量。這類似于傳統(tǒng)的三方握手協(xié)議。
對于第二信令支持模塊8，它是供保障服務(wù)使用的。要想通知路線上所有的路由器要達(dá)到所需的服務(wù)質(zhì)量，我們在此系統(tǒng)中使用資源預(yù)留協(xié)議RSVP作為信令支持來達(dá)到這個(gè)目的。它使發(fā)送者，接收者，以及中間的路由器可以相互通信從而設(shè)置路由器的狀態(tài)，預(yù)留達(dá)到特定服務(wù)質(zhì)量所需的資源從而達(dá)到保障服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。而且它能動(dòng)態(tài)地建立端對端的服務(wù)質(zhì)量，它允許應(yīng)用動(dòng)態(tài)地申請網(wǎng)絡(luò)帶寬等。并且在路由發(fā)生變化后，它會(huì)做出調(diào)整并在新路徑上申請預(yù)留資源。但它本身不完成這些服務(wù)質(zhì)量的要求實(shí)現(xiàn)，而是通過不同的隊(duì)列策略來完成。 如果要滿足保障服務(wù)，端對端最壞情況下延遲必須滿足以下表達(dá)式
<formula>formula see original document page 8</formula> <formula>formula see original document page 8</formula>
r :令牌進(jìn)入桶的速率
b :桶的尺寸
p :數(shù)據(jù)包被傳送的最大速率
m:數(shù)據(jù)包最小的尺寸
M:數(shù)據(jù)包的最大尺寸 C， D :都是錯(cuò)誤量，或誤差量，用來描述網(wǎng)絡(luò)元素實(shí)現(xiàn)保障服務(wù)與理想的流體模式的偏差。 Ct。t and Dt。t是在整個(gè)路線中總的偏差或錯(cuò)誤量的總和 在此過程中我們需要兩個(gè)重要參數(shù)來完成，并將這些參數(shù)傳遞到網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)元素(路由器) 流量說明參數(shù)(TSpec):實(shí)際就是令牌桶TOKEN_BUCKET_TSPEC中的5個(gè)參數(shù)令牌進(jìn)入桶的速率r，桶的尺寸b，數(shù)據(jù)包被傳送的最大速率p，數(shù)據(jù)包最小的尺寸m，數(shù)據(jù)包的最大尺寸M。
預(yù)留說明參數(shù)(RSpec):用兩個(gè)參數(shù)來說明帶寬也就是服務(wù)速率R?？臻e量
延時(shí)S。 在此系統(tǒng)中我們對于網(wǎng)絡(luò)上的元素都要求符合以上的延時(shí)要求，從而真正實(shí)現(xiàn)真正的保障服務(wù)。 在發(fā)明本實(shí)施例中，對于簡單優(yōu)先隊(duì)列管理和調(diào)度策略模塊9，它是供載荷控制服務(wù)和盡力服務(wù)兩種包流量使用的。本系統(tǒng)使用了一種簡單的隊(duì)列管理和調(diào)度來滿足不同的應(yīng)用來滿足不同服務(wù)質(zhì)量一個(gè)簡單的優(yōu)先隊(duì)列(priorityqueuing)管理和調(diào)度策略，它將通信量分成高低兩種等級用，控制荷載服務(wù)(Controlled-Load Services)用高優(yōu)先隊(duì)列而盡力服務(wù)(Best Effort)信息流用低優(yōu)先隊(duì)列，這個(gè)策略是首先讓高優(yōu)先級的隊(duì)列的包優(yōu)先發(fā)送，直到高優(yōu)先級隊(duì)列中的包發(fā)送完畢，然后發(fā)送低優(yōu)先級的包。在隊(duì)列策略過程中，所有的信令包必須不能被舍棄或丟失。 對于加權(quán)公平隊(duì)列管理和調(diào)度策略模塊IO，它被應(yīng)用到保障服務(wù)的包流量中。為了滿足保障服務(wù)更加嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)用加權(quán)公平隊(duì)列管理和調(diào)度來滿足。在此系統(tǒng)中它對流經(jīng)的所有數(shù)據(jù)包流排隊(duì)并進(jìn)行監(jiān)控，從而分配加權(quán)值，平均公平地分配帶寬。另外，它是一種近似的通用處理器共享系統(tǒng)。而使允許不同的會(huì)話有不同的服務(wù)分享。而這些就可以保障端對端的延時(shí)，這正是保障服務(wù)所要求的。同時(shí)，這個(gè)模塊還提供每一個(gè)數(shù)據(jù)包流的帶寬保證而且每一流都互不影響，一個(gè)流如果擁堵了，它不會(huì)影響到其它流。它也能提供好的平衡性，也就是當(dāng)有資源沒有被特定的流使用時(shí)，它們能夠被其他流使用。而且它能同時(shí)被控制荷載服務(wù)(Controlled-load Services)和保障服務(wù)(GuaranteedServices)使用。它能滿足特定類的帶寬和會(huì)話或者類的分隔，以及服務(wù)質(zhì)量的一致性。
第二分類模塊12用來分流從不同隊(duì)列中出來的數(shù)據(jù)包，它將ID等于1的載荷控制服務(wù)類的數(shù)據(jù)包分流到控制載荷服務(wù)類測量模塊13，將ID大于等于2的保障服務(wù)類數(shù)據(jù)包分流到保障服務(wù)類測量模塊14，將ID等于0的盡力服務(wù)數(shù)據(jù)包直接傳送到終點(diǎn)端。
在本發(fā)明實(shí)施例中，程序四中對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值采用時(shí)間窗口算法。 本發(fā)明實(shí)施例，準(zhǔn)入控制模塊5是用來決定新的數(shù)據(jù)流是否將被允許進(jìn)入系統(tǒng)。此決定是基于數(shù)據(jù)包測量和評估模塊6上的負(fù)載的評估。在本系統(tǒng)中采用測量和(Measured Sum)算法，它使用時(shí)間窗口 (Time Window)的評估模塊來評估系統(tǒng)中現(xiàn)有流量的速率。本系統(tǒng)中，如果新的數(shù)據(jù)包流的令牌的速率的和加上系統(tǒng)中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)流的評估速率的總和小于連接的帶寬乘以一個(gè)利用率，那么新的數(shù)據(jù)流就可被允許進(jìn)入系統(tǒng)。
本發(fā)明可以在網(wǎng)絡(luò)仿真器版本2(NS2)的綜合服務(wù)中實(shí)現(xiàn)保障服務(wù)，使用戶在NS2中體驗(yàn)到順暢的多媒體實(shí)時(shí)應(yīng)用體驗(yàn)。
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權(quán)利要求
一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括以下六個(gè)模塊，數(shù)據(jù)包定義模塊，用于對進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行ID定義；分類器模塊，用于將進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包按照定義好的ID進(jìn)行分類；信令支持模塊，用于傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素(如各路由器)來實(shí)現(xiàn)資源的預(yù)留，協(xié)調(diào)端與端之間網(wǎng)絡(luò)元素的服務(wù)質(zhì)量；隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊，用于在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素上滿足不同應(yīng)用的不同的端對端的服務(wù)質(zhì)量，其所調(diào)度的服務(wù)質(zhì)量包括載荷控制服務(wù)、盡力服務(wù)和保障服務(wù)；準(zhǔn)入控制模塊，用來決定是否允許新的數(shù)據(jù)包使用網(wǎng)絡(luò)資源，以保證系統(tǒng)所要求的服務(wù)質(zhì)量；數(shù)據(jù)包測量和評估模塊，用于檢驗(yàn)經(jīng)過此系統(tǒng)后產(chǎn)生出來的信息流是否滿足服務(wù)質(zhì)量需要，從而結(jié)合準(zhǔn)入控制模塊來判斷什么時(shí)候開始對新的數(shù)據(jù)包流量加以限制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系 統(tǒng)，其特征在于所述信令支持模塊包括采用三方握手協(xié)議的第一信令支持模塊、以及采用資源協(xié)議 RSVP的第二信令支持模塊，其中第一信令支持模塊供載荷控制服務(wù)使用、第二信令支持模塊供保障服務(wù)使用；所述隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊包括簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊、以及加權(quán)公平 隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊；其中簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊位于第一信令支持模塊 之后，供載荷控制服務(wù)和盡力服務(wù)兩種包流量使用；加權(quán)公平隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊位 于第二信令支持模塊之后，它對流經(jīng)的所有數(shù)據(jù)包排隊(duì)并進(jìn)行監(jiān)控，從而分配加權(quán)值，平均 公平地分配帶寬，以滿足保障服務(wù)所要求的服務(wù)質(zhì)量；所述分類器模塊包括第一分類器模塊、以及第二分類器模塊；其中第一分類器模塊位 于數(shù)據(jù)包定義模塊和信令支持模塊之間，分別與第一信令支持模塊和第二信令支持模塊相 連，將數(shù)據(jù)包按照數(shù)據(jù)包定義模塊分配的ID值分流到第一信令支持模塊和第二信令支持 模塊；第二分類器模塊位于隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊之后，分別連接簡單優(yōu)先隊(duì)列管理調(diào) 度和策略模塊、以及加權(quán)公平隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊，將從不同隊(duì)列中出來的數(shù)據(jù)包分 別傳送到數(shù)據(jù)包測量和評估模塊，或直接傳送到終點(diǎn)端抵達(dá)目標(biāo)地址；所述數(shù)據(jù)包測量和評估模塊包括控制載荷服務(wù)類測量模塊、保障服務(wù)類測量模塊，以 及控制載荷服務(wù)類評估模塊和保障服務(wù)類評估模塊；其中控制載荷服務(wù)類測量模塊和保障 服務(wù)類測量模塊均與第二分類器模塊相連接，分別測量控制載荷服務(wù)類的數(shù)據(jù)包和保障服 務(wù)類數(shù)據(jù)包的量；控制載荷服務(wù)類評估模塊和保障服務(wù)類評估模塊對控制載荷類和保障服 務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值；所述準(zhǔn)入控制模塊分別與數(shù)據(jù)包測量和評估模塊中的控制載荷服務(wù)類評估模塊和保 障服務(wù)類評估模塊，以及信令支持模塊中的第一信令支持模塊和第二信令支持模塊相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的 系統(tǒng)，其特征在于所述準(zhǔn)入控制模塊不多于2個(gè)。
4. 一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方法，其特征在于該方法 包括以下幾個(gè)程序程序一 .將數(shù)據(jù)包所需的服務(wù)分為盡力服務(wù)、載荷控制服務(wù)和保障服務(wù)，為數(shù)據(jù)包按 其所需的三種服務(wù)類型分別定義數(shù)據(jù)包ID ;程序二 .將進(jìn)入系統(tǒng)地?cái)?shù)據(jù)包流按其ID進(jìn)行分類并傳輸，并傳遞參數(shù)到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素；程序三.對進(jìn)入傳輸隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行隊(duì)列管理和調(diào)度，根據(jù)其所需服務(wù)類型，對盡 力服務(wù)和載荷負(fù)載控制服務(wù)，采用簡單優(yōu)先隊(duì)列管理和調(diào)度策略，而對于保障服務(wù)，采用加 權(quán)公平隊(duì)列管理和調(diào)度策略；程序四.對傳輸中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行測量和評估，測量控制載荷服務(wù)類的數(shù)據(jù)包和保障服 務(wù)類數(shù)據(jù)包的量，對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值；程序五.讀取程序四對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬作出的估值，評 估系統(tǒng)中現(xiàn)有流量的速率和新數(shù)據(jù)包的令牌的速率，以決定新的數(shù)據(jù)流是否被允許進(jìn)入系 統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方 法，其特征在于所述程序三中采用的簡單優(yōu)先隊(duì)列管理和調(diào)度策略是將通信量分成高低 兩種等級用，控制荷載服務(wù)用高優(yōu)先隊(duì)列而盡力服務(wù)用低優(yōu)先隊(duì)列，這個(gè)策略是首先讓高 優(yōu)先級的隊(duì)列的包優(yōu)先發(fā)送，直到高優(yōu)先級隊(duì)列中的包發(fā)送完畢，然后發(fā)送低優(yōu)先級的包。 在隊(duì)列策略過程中，所有的信令包必須不能被舍棄或丟失。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方 法，其特征在于所述程序三中采用的加權(quán)公平隊(duì)列管理和調(diào)度策略是對流經(jīng)的所有數(shù)據(jù) 包流排隊(duì)并進(jìn)行監(jiān)控，分配加權(quán)值，平均公平地分配帶寬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方法，其特征在于所述程序四中對控制載荷類和保障服務(wù)類的數(shù)據(jù)流所占帶寬進(jìn)行估值采用時(shí)間窗口算法。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的方法，其特征在于所述程序二中的網(wǎng)絡(luò)元素為路由器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在網(wǎng)絡(luò)仿真器NS2中實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)中的保障服務(wù)的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)包定義模塊；分類器模塊；信令支持模塊；隊(duì)列管理調(diào)度和策略模塊；準(zhǔn)入控制模塊；數(shù)據(jù)包測量和評估模塊。與本發(fā)明系統(tǒng)相適應(yīng)的方法，包括程序一.將數(shù)據(jù)包所需的服務(wù)分為盡力服務(wù)、載荷控制服務(wù)和保障服務(wù)，為數(shù)據(jù)包按其所需的三種服務(wù)類型分別定義數(shù)據(jù)包ID；程序二.將進(jìn)入系統(tǒng)地?cái)?shù)據(jù)包流按其ID進(jìn)行分類并傳輸；程序三.對進(jìn)入傳輸隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行隊(duì)列管理和調(diào)度；程序四.對傳輸中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行測量和評估；程序五.評估系統(tǒng)中現(xiàn)有流量的速率和新數(shù)據(jù)包的令牌的速率，以決定新的數(shù)據(jù)流是否被允許進(jìn)入系統(tǒng)。
文檔編號H04L12/26GK101741716SQ20081022706
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者李耀輝 申請人:北京瑞佳晨科技有限公司