專利名稱：提高信元傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法和通信實現(xiàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種網(wǎng)絡(luò)傳輸方法及其通信實現(xiàn)系統(tǒng)，尤其是一種采用信元為信息傳輸單位的分組網(wǎng)絡(luò)傳輸方法和通信實現(xiàn)系統(tǒng)。
ATM傳輸網(wǎng)絡(luò)提供直到ATM協(xié)議層為止的功能，這些功能通過信頭來實現(xiàn)，在傳送信息時只對信頭進(jìn)行操作而不處理信息字段(凈荷)的內(nèi)容。ATM只通過信頭提供有限的差錯檢測操作，不提供反饋重傳。這種分層處理原則簡化了ATM的網(wǎng)絡(luò)處理，對于提高網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模擴(kuò)展能力是必要的。但是當(dāng)前的層次劃分過于簡單，終端處理能力提高以后，網(wǎng)絡(luò)在傳輸質(zhì)量控制方面就顯得能力不足，產(chǎn)生了一些難以克服的問題。
首先ATM協(xié)議是一個鏈路層的傳輸技術(shù)，它負(fù)責(zé)在兩通信端點之間通過虛連接進(jìn)行信元傳遞。早期ATM終端只支持少量并發(fā)通信，在兩通信端點之間建立連接等價于在兩個用戶終端之間建立連接，用戶應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量要求等價于用戶終端連接的服務(wù)質(zhì)量要求。但是隨著終端智能化程度的提高，目前一個ATM終端已經(jīng)可以同時運(yùn)行數(shù)以百計的應(yīng)用和成千上萬的進(jìn)程，終端之間的并發(fā)通信數(shù)量也很多。如果仍然為每一個應(yīng)用會話建立一條通信虛連接，將很快耗盡網(wǎng)絡(luò)的連接識別號資源。實際上從網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的角度來看，通信網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)是在兩通信終端之間傳遞信元，因此在任意兩通信終端之間只需要建立一條連接。為每一個應(yīng)用會話都建立一條端到端的連接，不必要地加重了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。但是如果不為每個應(yīng)用會話建立連接，ATM將無法通過連接建立過程進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量協(xié)商，不能支持有定時關(guān)系的業(yè)務(wù)類型，也會限制ATM的應(yīng)用范圍。
互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)使用了兩個獨立的協(xié)議層來解決一個終端中的多個應(yīng)用并發(fā)通信問題。在分組包的網(wǎng)絡(luò)層控制頭中，標(biāo)明了終端的網(wǎng)絡(luò)地址，傳輸網(wǎng)絡(luò)根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行分組包尋路和轉(zhuǎn)發(fā)。在分組包的傳輸層控制頭中，用端口號來區(qū)分每個不同的應(yīng)用。終端可以據(jù)此把到達(dá)分組包送到合適的應(yīng)用。但是這種方法在各層都要設(shè)置和處理控制頭開銷，并且在每一個分組包中都要傳輸這些控制頭開銷，降低了鏈路傳輸效率。
其次ATM信頭中沒有定義序列號字段，不能恢復(fù)由于傳輸引起的信元亂序。這就要求在網(wǎng)絡(luò)的任何地方，同一個虛信道中后發(fā)出的信號決不超越先到達(dá)的信號。絕對的信元“先發(fā)先至保證”增加了信元交換的復(fù)雜性，限制了一些有效技術(shù)的采用。顯然經(jīng)過不同物理路徑的信元流不能保證一致的信元順序，這意味著同一個虛信道不能由多條物理通道來實現(xiàn)，也不能在幾條物理通道之間動態(tài)切換。前者排除了將幾條低速鏈路合成一條高速鏈路來使用的可能，后者大大增加了實現(xiàn)動態(tài)路由、無線應(yīng)用中的越區(qū)切換以及管理交換機(jī)中的交換緩存的難度。
本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法的是根據(jù)應(yīng)用會話的通信請求和服務(wù)質(zhì)量要求，通過信令協(xié)商建立通信虛連接，其特征在于將通信虛連接分成兩層，其中一層識別通信虛連接在兩通信終端主機(jī)之間的部分，用鏈路識別號表示，另一層進(jìn)一步識別通信虛連接從終端主機(jī)到本地終端應(yīng)用的部分，用會話識別號表示。傳輸網(wǎng)絡(luò)只根據(jù)鏈路識別號轉(zhuǎn)發(fā)信元，終端主機(jī)和終端應(yīng)用同時使用鏈路識別號和會話識別號來識別通信虛連接。其特征還在于發(fā)送端在產(chǎn)生和發(fā)送信元數(shù)據(jù)時，同一個通信虛連接中數(shù)據(jù)信元的信元序列號依次遞增，接收端根據(jù)信元序列號的值對接收到的數(shù)據(jù)信元重新排序，糾正在信元傳輸過程中產(chǎn)生的信元亂序。上述的鏈路識別號、會話識別號和信元序列號都放在信頭中傳送，使用同一個信頭校驗編碼加以保護(hù)。
本發(fā)明改進(jìn)的方法的特征在于將通信虛連接分成兩層，其中一層識別通信虛連接在兩通信終端主機(jī)之間的部分，用鏈路識別號表示，另一層進(jìn)一步識別通信虛連接從終端主機(jī)到本地終端應(yīng)用的部分，用會話識別號表示。傳輸網(wǎng)絡(luò)只根據(jù)鏈路識別號轉(zhuǎn)發(fā)信元，終端主機(jī)和終端應(yīng)用同時使用鏈路識別號和會話識別號來識別通信虛連接。其特征還在于發(fā)送端在產(chǎn)生和發(fā)送信元數(shù)據(jù)時，同一個通信虛連接中數(shù)據(jù)信元的信元序列號依次遞增，接收端根據(jù)信元序列號的值對接收到的數(shù)據(jù)信元重新排序，糾正在信元傳輸過程中產(chǎn)生的信元亂序。上述的鏈路識別號、會話識別號和信元序列號都放在信頭中傳送，使用同一個信頭校驗編碼加以保護(hù)。發(fā)送端通過主動查詢了解接收端的信元序列號完整情況，重傳使信元序列號不連續(xù)的信元。
本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的方法的特征是所述的信元包括信頭和信元凈荷25兩部分，信頭中包括通信虛連接識別號21、信元序列號22、信元類型字段23和信頭糾錯校驗編碼24，通信虛連接識別號中包括網(wǎng)絡(luò)鏈路識別號(NLI)211和終端應(yīng)用會話識別號(TAI)212，網(wǎng)絡(luò)鏈路識別號中包括虛通路識別號(VPI)2111和虛信道識別號(VCI)2112，信元類型字段中包括信令/數(shù)據(jù)指示字段23 1和其它控制字段232。
本發(fā)明的通信實現(xiàn)系統(tǒng)包括用戶終端和傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述系統(tǒng)包括用戶終端(11、13)和傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述的傳輸網(wǎng)絡(luò)包括通信傳輸鏈路(121、122)和傳輸節(jié)點交換機(jī)12，其特征在于所述的各用戶終端中包括在通信前根據(jù)應(yīng)用會話的通信請求和服務(wù)質(zhì)量要求，通過與傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的信令協(xié)商而建立通信虛連接的多個終端應(yīng)用(111、113)和(131、133)。所建立的通信虛連接分為兩層，其中一層識別通信虛連接在兩通信終端主機(jī)之間的部分，用鏈路識別號表示，另一層進(jìn)一步識別通信虛連接從終端主機(jī)到本地終端應(yīng)用的部分，用會話識別號表示，傳輸網(wǎng)絡(luò)只根據(jù)鏈路識別號轉(zhuǎn)發(fā)信元，終端主機(jī)和終端應(yīng)用同時使用鏈路識別號和會話識別號來識別通信虛連接，其特征還在于發(fā)送端處的用戶終端在產(chǎn)生和發(fā)送信元數(shù)據(jù)時，同一個通信虛連接中數(shù)據(jù)信元的信元序列號依次遞增，接收端處的用戶終端根據(jù)信元序列號的值對接收到的數(shù)據(jù)信元重新排序，糾正在信元傳輸過程中產(chǎn)生的信元亂序，所述的鏈路識別號、會話識別號和信元序列號都放在信頭中傳送，使用同一個信頭校驗編碼加以保護(hù)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1.適合于大量并發(fā)通信本發(fā)明將通信虛連接分成了兩個層次來識別和處理，其中一個層次用鏈路識別號來標(biāo)識通信虛連接在兩通信終端主機(jī)之間的部分，另一個層次用終端應(yīng)用會話識別號來進(jìn)一步標(biāo)識通信虛連接從終端主機(jī)到本地終端應(yīng)用的部分。這樣兩相同通信終端主機(jī)之間的多個并發(fā)通信虛連接可以公用相同的鏈路識別號，傳輸網(wǎng)絡(luò)只處理通信虛連接中的鏈路識別號部分，這就大大降低了傳輸網(wǎng)絡(luò)處理的工作量，而且使網(wǎng)絡(luò)處理的連接數(shù)量與并發(fā)通信數(shù)量無關(guān)，適合于大量并發(fā)通信的情況。
2.鏈路傳輸效率高本發(fā)明通過建立通信虛連接，只用很少的比特就可以識別通信的轉(zhuǎn)發(fā)目的地，與IP網(wǎng)絡(luò)每一個包都要攜帶冗長的源和目的地址相比，大大減少了傳輸?shù)目刂崎_銷。本發(fā)明還將與終端應(yīng)用有關(guān)的識別信息和信元序列號都放在信頭中，并使用信頭糾錯編碼統(tǒng)一加以保護(hù)，避免了將這兩部分信息分在兩個獨立的協(xié)議層中分別處理帶來的額外開銷。通過減少控制開銷，本發(fā)明提高了鏈路傳輸效率。
3.能夠同時支持實時與非實時業(yè)務(wù)本發(fā)明通過建立連接時的信令協(xié)商過程，為每一個通信虛連接預(yù)留必要的網(wǎng)絡(luò)資源，可以保證以較低的傳輸延遲支持實時業(yè)務(wù)。同時本發(fā)明利用信元序列號來重傳丟失和出錯的信元，可以保證非實時的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)較高的可靠性要求。因此本發(fā)明能夠同時支持實時與非實時業(yè)務(wù)。
4.傳輸性能穩(wěn)定可靠本發(fā)明通過在通信前建立連接和預(yù)留必要的網(wǎng)絡(luò)資源，使得每一個通信連接都可以保留一個最小傳輸帶寬。即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，仍然能夠使用這個最小傳輸帶寬，保證少量信令信元及時準(zhǔn)確地傳遞到通信對端，確保通信雙方能夠可靠地實施傳輸流量和差錯控制，實現(xiàn)通信傳輸性能的穩(wěn)定可靠。
5.易于實施采用本發(fā)明的方法，傳輸網(wǎng)絡(luò)只需要象ATM那樣根據(jù)鏈路識別號進(jìn)行信元轉(zhuǎn)發(fā)，即可實現(xiàn)主機(jī)之間的信元傳輸，終端主機(jī)再進(jìn)一步通過應(yīng)用會話識別號尋址和分發(fā)信元，就可以實現(xiàn)終端應(yīng)用端到端的通信。而且本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)傳輸比ATM更容易，因為本發(fā)明不需要處理全部長度的虛連接識別號，只需要處理其中的鏈路識別號部分即可，同時還取消了對信元傳輸次序的嚴(yán)格要求。在用戶終端部分，不再需要區(qū)分實時與非實時業(yè)務(wù)，用一種方法就能夠支持多種ATM業(yè)務(wù)類型，降低了終端應(yīng)用的復(fù)雜性。由于可以通過反饋重傳來確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_可靠，因此實施本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中還可以包含一些傳輸可靠性較低的鏈路，如銅纜和無線鏈路，從而方便了實施方案選擇。
圖2是用于本發(fā)明的信元幀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的連接建立過程示意圖。
圖4是本發(fā)明中節(jié)點交換機(jī)12的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是發(fā)送端和接收端緩存隊列的變化示意圖。
圖6是查詢控制信元和狀態(tài)應(yīng)答信元的信元凈荷格式圖。
考慮終端應(yīng)用111與終端應(yīng)用131之間的會話通信。通信前終端應(yīng)用參照國際電信聯(lián)盟建議的Q.2931通信協(xié)議，通過默認(rèn)的信令傳輸連接建立用于傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)的通信虛連接。其連接過程如圖3所示，其中包括連接步驟31-38，圖中還顯示了主叫終端應(yīng)用111、主叫終端主機(jī)11、節(jié)點交換機(jī)12、被叫終端主機(jī)13、被叫終端應(yīng)用131、終端應(yīng)用的會話識別號A212和B212、以及網(wǎng)絡(luò)鏈路識別號A211和B211。
主叫終端應(yīng)用111首先向主叫終端主機(jī)11提出通信請求(步驟31)，請求中包括被叫終端主機(jī)13的網(wǎng)絡(luò)地址、被叫終端應(yīng)用的內(nèi)部識別地址132和傳輸服務(wù)質(zhì)量要求。終端主機(jī)使用主機(jī)代理子模塊來實現(xiàn)終端主機(jī)的功能。因此這個通信請求實際上由終端主機(jī)11中的主機(jī)代理115受理。
主叫終端主機(jī)11通過其主機(jī)代理115為終端應(yīng)用111分配一個應(yīng)用會話識別號A212，然后使用信令傳輸連接向交換機(jī)12提出連接建立請求(步驟32)，連接請求中包括了主叫終端主機(jī)11的網(wǎng)絡(luò)地址、主叫終端應(yīng)用會話識別號A212、被叫終端主機(jī)13的網(wǎng)絡(luò)地址、被叫終端應(yīng)用131的本地識別地址132和所需要的服務(wù)質(zhì)量。
交換機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中包括交換矩陣123、信令數(shù)據(jù)通道124、連接控制模塊125、資源控制模塊126、用戶數(shù)據(jù)通道127和多優(yōu)先級隊列128。
主叫終端主機(jī)11發(fā)出的連接請求到達(dá)交換機(jī)12以后，交換矩陣123將它沿著信令數(shù)據(jù)通道124送到連接控制模塊125。連接控制模塊125根據(jù)收到的連接請求識別出被叫終端主機(jī)13；又通過查本地存儲的連通關(guān)系資料，得知被叫終端主機(jī)13與其有直達(dá)鏈路相連。連接控制模塊125還通過資源控制模塊126檢查交換機(jī)的可用資源數(shù)量當(dāng)交換機(jī)12有建立新連接并支持所需服務(wù)質(zhì)量的資源時，為到達(dá)鏈路121和轉(zhuǎn)發(fā)鏈路122分別分配鏈路識別號A211和B211，同時通過資源控制模塊126預(yù)留必要的網(wǎng)絡(luò)資源，然后再經(jīng)交換矩陣123、用戶數(shù)據(jù)通道127和多優(yōu)先級隊列128，向終端主機(jī)13轉(zhuǎn)發(fā)連接建立請求(步驟33)。交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的連接建立請求中包括了轉(zhuǎn)發(fā)鏈路122的鏈路識別號B211、主叫終端應(yīng)用會話識別號A212和被叫終端應(yīng)用131的本地識別地址132。
被叫終端主機(jī)13通過其主機(jī)代理135處理收到的連接請求。它根據(jù)連接請求中的應(yīng)用識別地址132，識別出被叫終端應(yīng)用131，為被叫終端應(yīng)用131分配一個應(yīng)用會話識別號B212，然后將主叫終端應(yīng)用111的通信請求傳遞給被叫終端應(yīng)用131(步驟34)。
如果終端應(yīng)用131接受終端應(yīng)用111的通信請求，就向被叫終端主機(jī)13反饋一個肯定的應(yīng)答(步驟35)，并由被叫終端主機(jī)13使用信令傳輸連接向交換機(jī)12回送連接確認(rèn)信號(步驟36)。連接確認(rèn)信號中包括被叫終端應(yīng)用會話識別號B212、主叫終端應(yīng)用會話識別號A212和轉(zhuǎn)發(fā)鏈路識別號B211。
交換機(jī)12收到被叫終端主機(jī)13的肯定應(yīng)答以后，通過信令傳輸連接向主叫終端主機(jī)11發(fā)送連接確認(rèn)信號(步驟37)，連接確認(rèn)信號中包括被叫終端應(yīng)用會話識別號B212、主叫終端應(yīng)用會話識別號A212和鏈路識別號A211。
主叫終端主機(jī)11在收到連接確認(rèn)信號以后，根據(jù)主叫終端應(yīng)用會話識別號A212識別出主叫終端應(yīng)用111，然后向其反饋通信請求已被被叫終端應(yīng)用131接受的確認(rèn)消息(步驟38)，該確認(rèn)消息中包括主叫終端應(yīng)用會話識別號A212、被叫終端應(yīng)用會話識別號B212和鏈路識別號A211。
經(jīng)過上述步驟31-38，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用的會話通信請求和服務(wù)質(zhì)量要求，通過信令協(xié)商建立了傳輸層的通信虛連接。在這個通信虛連接中，終端主機(jī)到交換機(jī)之間的部分，即終端主機(jī)之間屬于傳輸網(wǎng)絡(luò)的部分用鏈路識別號(A211和B211)加以識別，而通信虛連接從終端主機(jī)到內(nèi)部應(yīng)用會話之間的部分，用終端應(yīng)用會話識別號(A212和B212)進(jìn)一步加以識別。
在建立起來的通信虛連接上，終端應(yīng)用111和131之間可以進(jìn)行雙向通信。
與ATM類似，從終端應(yīng)用111發(fā)往終端應(yīng)用131的數(shù)據(jù)，由終端應(yīng)用111封裝在圖2所示的信元中進(jìn)行傳輸。信頭中的鏈路識別號字段211填鏈路識別號A211，會話識別號字段212填被叫會話識別號B212。取一個隨機(jī)數(shù)作為第1個數(shù)據(jù)信元的信元序列號，填入信元序列號字段22。后繼的每一個數(shù)據(jù)信元，信元序列號依次遞增1。運(yùn)算溢出時舍棄超出表達(dá)范圍的運(yùn)算進(jìn)位，只保留序列號的有效尾數(shù)部分。信令/數(shù)據(jù)指示字段231填表示用戶數(shù)據(jù)的數(shù)值0。信頭校驗編碼字段24填信頭數(shù)據(jù)的校驗編碼數(shù)據(jù)。信元凈荷部分25裝載終端應(yīng)用真正的消息數(shù)據(jù)。
交換機(jī)12收到終端主機(jī)11傳來的信元，交換矩陣123根據(jù)連接識別號21中的鏈路識別號A211，確定下一跳向鏈路122轉(zhuǎn)發(fā)。交換矩陣123用下一段鏈路識別號B211置換鏈路識別號字段211中的A211，然后沿著用戶數(shù)據(jù)通道127，通過多優(yōu)先級隊列128將信元沿著鏈路122轉(zhuǎn)發(fā)出去。
終端主機(jī)13收到交換機(jī)12發(fā)來的信元以后，主機(jī)代理135根據(jù)鏈路識別號B211確認(rèn)終端主機(jī)13是信元的正確接收方，然后將具有相同會話識別號的信元按照它們信元序列號遞增的順序進(jìn)行排序。會話識別號212為B212的信元經(jīng)過排序以后，被送到終端應(yīng)用131。
終端應(yīng)用131發(fā)往終端應(yīng)用111的數(shù)據(jù)也封裝成信元進(jìn)行傳輸。信頭中的鏈路識別字段211填鏈路識別號B211，會話識別號字段212填接收終端應(yīng)用會話識別號A212。第一個數(shù)據(jù)信元的信元序列號取一個隨機(jī)數(shù)，填入信元序列號字段22。后繼的數(shù)據(jù)信元信元序列號依次遞增1，只保留字段長度以內(nèi)的有效尾數(shù)部分。信令/數(shù)據(jù)指示字段231填表示用戶數(shù)據(jù)的數(shù)值0。信頭校驗編碼字段填信頭數(shù)據(jù)的校驗編碼數(shù)據(jù)。信元凈荷部分裝載終端應(yīng)用真正的消息數(shù)據(jù)。
交換機(jī)12收到終端主機(jī)13傳來的信元，交換矩陣123根據(jù)連接識別號21中的鏈路識別號B211，確定下一跳向鏈路121轉(zhuǎn)發(fā)。交換矩陣123用下一段鏈路識別號A211置換鏈路識別號字段211中的B211，然后沿著用戶數(shù)據(jù)通道127，通過多優(yōu)先級隊列128將信元沿著鏈路121轉(zhuǎn)發(fā)出去。
終端主機(jī)11收到交換機(jī)12發(fā)來的信元以后，根據(jù)鏈路識別號A211確認(rèn)自己是信元的正確接收方，然后將具有相同會話識別號的信元按照它們信元序列號遞增的順序進(jìn)行排序。會話識別號212為A212的信元經(jīng)過排序以后，被送到終端應(yīng)用111。
根據(jù)上述步驟，實施方案給出的通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)終端應(yīng)用之間雙向的通信和數(shù)據(jù)傳輸。對于數(shù)據(jù)傳輸可靠性要求較高的終端應(yīng)用，本發(fā)明使用查詢反饋重傳的方法確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。
本發(fā)明的查詢反饋重傳方法在終端應(yīng)用的發(fā)送端維持2個信元緩沖隊列，包括發(fā)送緩存隊列T5和已發(fā)送緩存隊列S5，在接收端維持1個信元緩沖隊列R5。實現(xiàn)方法可以用圖5所示的緩存隊列狀態(tài)變化來說明，圖中包括接收信元緩存隊列狀態(tài)R51和R52，已發(fā)送信元緩存隊列S51-S54，發(fā)送信元緩存隊列T51-T54。隊列狀態(tài)中用Cxx代表信元，下標(biāo)xx代表該信元的信元序列號，接收隊列中信元帶陰影表示已經(jīng)收到，信元無陰影表示尚未正確接收，已發(fā)送隊列中信元帶陰影表示已被證實收到，信元無陰影表示信元是否被收到尚無法證實。
終端應(yīng)用的發(fā)送端每發(fā)送4～64個數(shù)據(jù)信元就向通信對端發(fā)送一個查詢控制信元。查詢控制信元信頭中的連接識別號21與正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信元相同，但是信元序列號22保持與前一個數(shù)據(jù)信元相同，并且信令/數(shù)據(jù)指示字段231填表示信令數(shù)據(jù)的數(shù)值1。查詢控制信元凈荷部分按圖6所示的格式解釋，其中包括命令代碼61、命令參數(shù)62、其他參數(shù)63-67。所述查詢控制信元中的命令代碼61用十六進(jìn)制數(shù)1表示查詢控制，其余未用到的部分填0。
終端應(yīng)用的接收端收到發(fā)送端發(fā)來的查詢控制信元時，接收緩存隊列R5正處于狀態(tài)R51。接收端使用狀態(tài)應(yīng)答信元向發(fā)送端回報信元差錯情況。狀態(tài)應(yīng)答信元的連接識別號與正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信元相同，但是信元序列號保持與前一個數(shù)據(jù)信元相同，并且信令/數(shù)據(jù)指示字段231填表示信令數(shù)據(jù)的數(shù)值1。由于已經(jīng)收到了信元序列號為9的信元C9，因此接收端認(rèn)為信元序列號小于9的信元都應(yīng)該已經(jīng)被正確接收。在狀態(tài)應(yīng)答信元凈荷部分，命令代碼61用2表示查詢應(yīng)答，命令參數(shù)62填3表示有3個重傳信元序列號。其他參數(shù)63用來匯報已經(jīng)連續(xù)接收到的最后一個信元序列號，這里填2。其他參數(shù)64用來匯報最后收到的信元序列號，這里填9。它們之間沒有正確接收的3個信元序列號3、4和8依次填入其他參數(shù)65、66和67。
終端應(yīng)用的發(fā)送端收到通信對端反饋回來的狀態(tài)應(yīng)答信元時，發(fā)送緩存隊列T5正處于狀態(tài)T51，其中有兩個信元C11和C12正等待發(fā)送，已發(fā)送緩存隊列S5正處于狀態(tài)S51，其中信元C1尚沒有被證實收到。根據(jù)收到的狀態(tài)應(yīng)答信元，發(fā)送端得知序列號小于等于2的信元都已被正確接收，因此把它們從已發(fā)送緩存隊列中刪除。同時它將未正確接收的信元C3和C4插到發(fā)送緩存隊列T5的最前面，以便能夠盡快發(fā)送。信元C8盡管沒有正確接收，但是因為它與接收到的最后一個信元C9的序列號非常接近，發(fā)送端認(rèn)為這可能是網(wǎng)絡(luò)傳輸亂序造成的，因此可以不發(fā)以減少不必要的重傳。這樣已發(fā)送緩存隊列S5變成狀態(tài)S52，發(fā)送緩存隊列T5變成狀態(tài)T52。
發(fā)送端發(fā)送了4個信元以后，又發(fā)出了一個查詢控制信元。當(dāng)接收端收到這個查詢信元時，它已經(jīng)收到了重新發(fā)來的信元C3和C4，于是它把序列號連續(xù)的信元都送給終端應(yīng)用。信元C8仍未收到，因此接收緩存隊列成為R52所示的狀態(tài)。接收端通過狀態(tài)應(yīng)答信元向發(fā)送端表明序列號連續(xù)的最后一個信元序列號是7，目前收到的最后一個信元序列號是12，需要重傳的信元的序列號是8。
當(dāng)發(fā)送端收到狀態(tài)應(yīng)答信元時，發(fā)送緩存隊列T5正處于狀態(tài)T53，已發(fā)送緩存隊列S5正處于狀態(tài)S53。根據(jù)收到的狀態(tài)應(yīng)答信元提供的信息，發(fā)送端將信元C8插入到發(fā)送緩存隊列T5的最前端，發(fā)送緩存隊列狀態(tài)變成T54；同時將已經(jīng)被證實收到的信元C3～C7從已發(fā)送緩存隊列S5中刪除，已發(fā)送緩存隊列狀態(tài)變成S54。
這樣經(jīng)過對差錯和丟失信元的反復(fù)重傳，可以將差錯和丟失信元的概率減小到可接受的程度，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。
終端應(yīng)用還可以采用其它查詢策略，例如每隔一段時間(如0.1～1秒)發(fā)送一個查詢控制信元，這樣查詢控制信元的速率就不會隨傳輸帶寬的變化而改變。也可以選擇在發(fā)送了特別重要的數(shù)據(jù)信元以后才發(fā)送查詢控制信元，從而減少查詢控制信元占用的傳輸鏈路帶寬。
權(quán)利要求
1.提高信元傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，所述的方法根據(jù)應(yīng)用會話的通信請求和服務(wù)質(zhì)量要求，通過信令協(xié)商建立通信虛連接，其特征在于將通信虛連接分成兩層，其中一層識別通信虛連接在兩通信終端主機(jī)之間的部分，用鏈路識別號表示，另一層進(jìn)一步識別通信虛連接從終端主機(jī)到本地終端應(yīng)用的部分，用會話識別號表示，傳輸網(wǎng)絡(luò)只根據(jù)鏈路識別號轉(zhuǎn)發(fā)信元，終端主機(jī)和終端應(yīng)用同時使用鏈路識別號和會話識別號來識別通信虛連接，所述通信終端中的發(fā)送端在產(chǎn)生和發(fā)送信元數(shù)據(jù)時，同一個通信虛連接中數(shù)據(jù)信元的信元序列號依次遞增，接收端根據(jù)信元序列號的值對接收到的數(shù)據(jù)信元重新排序，糾正在信元傳輸過程中產(chǎn)生的信元亂序，所述的鏈路識別號、會話識別號和信元序列號都放在信頭中傳送，使用同一個信頭校驗編碼加以保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高信元傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，其特征在于發(fā)送端通過主動查詢了解接收端接收數(shù)據(jù)的信元序列號完整情況，重傳使信元序列號不連續(xù)的信元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高信元傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法，其特征在于所述的信元包括信頭和信元凈荷兩部分，信頭中包括通信虛連接識別號(21)、信元序列號(22)、信元類型字段(23)和信頭糾錯校驗編碼(24)，通信虛連接識別號中包括網(wǎng)絡(luò)鏈路識別號(211)和終端應(yīng)用會話識別號(212)，網(wǎng)絡(luò)鏈路識別號中包括虛通路識別號(2111)和虛信道識別號(2112)，信元類型字段中包括信令/數(shù)據(jù)指示字段(231)和其它控制字段(232)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高信元傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法而提出的通信實現(xiàn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用戶終端(11、13)和傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述的傳輸網(wǎng)絡(luò)包括通信傳輸鏈路(121、122)和傳輸節(jié)點交換機(jī)12，其特征在于所述的各用戶終端中包括在通信前根據(jù)應(yīng)用會話的通信請求和服務(wù)質(zhì)量要求，通過與傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的信令協(xié)商而建立通信虛連接的多個終端應(yīng)用(111、113)和(131、133)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高信元傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法和通信實現(xiàn)系統(tǒng),它屬于以信元為信息傳輸單位的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法及其通信實現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于該方法顯式地將虛電路號分解成鏈路識別和會話識別兩部分,網(wǎng)絡(luò)只根據(jù)鏈路識別號部分尋路;終端主機(jī)和終端應(yīng)用根據(jù)鏈路識別號和會話識別號識別通信連接。在信頭中設(shè)置信元序列號,同一個會話連接的信元序列號依次遞增,會話應(yīng)用據(jù)此對到達(dá)信元排序,并通過反饋重傳進(jìn)一步提高傳輸可靠性。采用該方法能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模擴(kuò)展能力,提高數(shù)據(jù)的傳輸可靠性。
文檔編號H04L12/54GK1390017SQ0212560
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者陳相寧, 王京 申請人:清華大學(xué)