專利名稱：幀的優(yōu)先權(quán)分類方法
發(fā)明目的如本說明書的標(biāo)題所示，本發(fā)明涉及按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀的分類方法。
本發(fā)明的方法適用于與通信所采用的物理媒體無關(guān)的通信系統(tǒng)。
該方法的主要特征在于它允許實(shí)現(xiàn)一種可以根據(jù)分組內(nèi)容確定分組的優(yōu)先級(jí)，而無需指定分組的內(nèi)容、位置及其長度的通用通信系統(tǒng)。該特征允許很大的靈活性，因?yàn)榭梢园磪f(xié)議、大小、任何首部的任何字段以及甚至按專有數(shù)據(jù)內(nèi)容或任何專有協(xié)議來設(shè)置優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)級(jí)別數(shù)可以與所需要的一樣大。再者，它是一個(gè)需要較少資源的簡單系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，電信系統(tǒng)的許多應(yīng)用需要在如下方面從物理媒體得到某種保證例如最大時(shí)延、最大分組丟失數(shù)等。大多數(shù)通信系統(tǒng)基于分組交換系統(tǒng)，分組交換系統(tǒng)到目前為止還不具有允許根據(jù)如上參數(shù)確保某種服務(wù)質(zhì)量的機(jī)制。目前越來越多的機(jī)制正在出現(xiàn)，它們?cè)试S按不同的級(jí)別區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流優(yōu)先級(jí)或執(zhí)行資源預(yù)留。
目前尚不存在用于以不同優(yōu)先級(jí)對(duì)數(shù)據(jù)分組分類的任何標(biāo)準(zhǔn)通用系統(tǒng)，以便以后可以實(shí)現(xiàn)會(huì)在仲裁對(duì)物理媒體的接入權(quán)時(shí)應(yīng)用那些優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)。許多制造商采用用于分配優(yōu)先級(jí)的規(guī)則的系統(tǒng)，但它們是基于已知協(xié)議的固定系統(tǒng)，因此不具靈活性。例如，CISCO應(yīng)用取決于協(xié)議(它是ip還是arp等)的優(yōu)先級(jí)，取決于端口(在已知協(xié)議的情況下)的優(yōu)先級(jí)，取決于輸入接口的優(yōu)先級(jí)，取決于隊(duì)列大小的優(yōu)先級(jí)或取決于上述條件組合的優(yōu)先級(jí)。換言之，它們都是固定的已知規(guī)則，這些規(guī)則很少考慮分組內(nèi)容(僅僅查看諸如協(xié)議等參數(shù)而不可能查看其他字段)。再者，優(yōu)先級(jí)數(shù)量有限。例如，在CISCO的情況中，優(yōu)先級(jí)數(shù)量為四(高、中、低、空)。
其他專利系統(tǒng)根據(jù)時(shí)延、分組大小和其他方法來檢查流的類型，并且它們按流來分配標(biāo)識(shí)符(例如3-COM公司在其專利US6363429中提出的用于自動(dòng)確定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)流的方法和系統(tǒng))。
本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，它允許建立可以根據(jù)內(nèi)容確定分組的優(yōu)先級(jí)，而無需指定分組的內(nèi)容、位置及其長度的通用系統(tǒng)。這便允許很大的靈活性，因?yàn)榭梢园磪f(xié)議、大小、任何首部的任何字段以及甚至按專有數(shù)據(jù)內(nèi)容或任何專有協(xié)議來設(shè)置優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)的級(jí)別數(shù)可以與所需要的一樣大。再者，它是一個(gè)需要較少資源的簡單系統(tǒng)。
發(fā)明的詳細(xì)說明為了實(shí)現(xiàn)上述目的以及避免所述缺點(diǎn)，本發(fā)明包括按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，用于支持執(zhí)行區(qū)分服務(wù)類進(jìn)行發(fā)送的操作的任何通信系統(tǒng)，其中所述幀包括OSI層次結(jié)構(gòu)的含首部和尾部的第2層分組。該方法的特征在于應(yīng)用多個(gè)規(guī)則，其中每個(gè)規(guī)則與在每個(gè)規(guī)則中無關(guān)的多個(gè)優(yōu)先級(jí)子規(guī)則相關(guān)聯(lián)，以便分析每個(gè)幀的內(nèi)容并根據(jù)所述分析為所述幀分配優(yōu)先級(jí)。
按照某個(gè)先前確定的順序應(yīng)用這些規(guī)則和與它們相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級(jí)子規(guī)則。應(yīng)用某個(gè)規(guī)則包括，在所述幀中該幀上的位移所標(biāo)記的某個(gè)位置上搜索特定的已知比特圖案。此比較可能被滿足也可能未被滿足。如果該規(guī)則被滿足，則應(yīng)用與該特定規(guī)則相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級(jí)子規(guī)則。如果規(guī)則的評(píng)估結(jié)果是否定的，則評(píng)估預(yù)定順序中的后續(xù)規(guī)則。
應(yīng)用優(yōu)先級(jí)子規(guī)則包括，對(duì)于每個(gè)子規(guī)則，將所述幀的定義位置上的比特集合與優(yōu)先級(jí)圖案比較。如果比較被滿足，則為該幀分配與比較中所用優(yōu)先級(jí)圖案相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級(jí)。如果比較未滿足于任何優(yōu)先級(jí)子規(guī)則的優(yōu)先級(jí)圖案，則為該幀選擇性地分配缺省優(yōu)先級(jí)或檢查預(yù)定順序中的后續(xù)規(guī)則。
如果該系統(tǒng)中的規(guī)則中一個(gè)都沒有被滿足，則分配缺省優(yōu)先級(jí)。
結(jié)合按優(yōu)先級(jí)排序的隊(duì)列使用該方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于可有效地管理內(nèi)部存儲(chǔ)器資源以及按優(yōu)先級(jí)區(qū)分業(yè)務(wù)。此外，它是一個(gè)需要較少資源的基于比較、位移和掩碼的需要較少物理資源的簡單方法，它也是允許多種配置的靈活方法按業(yè)務(wù)類型區(qū)分優(yōu)先級(jí)、按幀類型區(qū)分優(yōu)先級(jí)、按協(xié)議區(qū)分優(yōu)先級(jí)、按原始MAC(媒體訪問控制)區(qū)分優(yōu)先級(jí)、按目的地端口區(qū)分優(yōu)先級(jí)等，具體取決于規(guī)則和子規(guī)則。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它允許創(chuàng)建高級(jí)專有優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)，因?yàn)閮?yōu)先級(jí)區(qū)分可以基于分組的任何點(diǎn)上的內(nèi)容(還有數(shù)據(jù))來進(jìn)行。
下文中為便于更好地理解本說明書以及為使其完整，包括了一些附圖，其中以說明而非限定的方式來顯示本發(fā)明的目的。
附圖簡介

圖1顯示具有兩個(gè)規(guī)則且每個(gè)規(guī)則有八個(gè)子規(guī)則的示例的規(guī)則和子規(guī)則的應(yīng)用過程。
圖2顯示應(yīng)用執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)的實(shí)例。
發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說明通過參考附圖中采用的編號(hào)，下文描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例。
在本實(shí)施例方案中，將所述方法應(yīng)用于將電子網(wǎng)絡(luò)用作傳輸媒體的通信系統(tǒng)。
圖2是用于電子線路上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目赡艿腛SI第2層系統(tǒng)的示意圖，其中引用號(hào)(25)表示第2層的方框(28)的外部輸入(例如，來自局域網(wǎng)或目的地設(shè)備的網(wǎng)段)，引用號(hào)(26)表示系統(tǒng)(的處理器)的內(nèi)部輸入，(27)是來自電子網(wǎng)絡(luò)的輸入。方框(28)執(zhí)行第2層特有的處理，如路由選擇。這些處理將分組不按優(yōu)先級(jí)順序置于外部輸出(29)，按優(yōu)先級(jí)順序置于至系統(tǒng)的處理器(30)的輸出中或置于至電子網(wǎng)絡(luò)(32)的輸出中，其中，這些分組按優(yōu)先級(jí)順序排列在隊(duì)列中。置于按優(yōu)先級(jí)排序的這些隊(duì)列(32)之前的是利用本發(fā)明方法的分類元素(31)。另一個(gè)方框利用通過分類器獲得的優(yōu)先級(jí)來按優(yōu)先級(jí)在所述輸出隊(duì)列中對(duì)分組排序。
換言之，一旦將系統(tǒng)所處理的各分組存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，則由嚴(yán)格意義上的路由模塊對(duì)其進(jìn)行處理(28)，以便選定與之對(duì)應(yīng)的輸出端口。如果目的地是朝向電子線路的輸出，則在將該分組置于適當(dāng)?shù)年?duì)列之前，在分類器中對(duì)其進(jìn)行處理(31)。
一旦分類器已獲得對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，則它將該分組發(fā)送到其目的地隊(duì)列。另一個(gè)方框必須適當(dāng)?shù)靥幚矸纸M的優(yōu)先級(jí)，始終規(guī)定隊(duì)列配置為具有優(yōu)先級(jí)，并且以使最高優(yōu)先級(jí)的分組第一個(gè)離開隊(duì)列的方式?jīng)Q定將每個(gè)新分組引入具有優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列的哪個(gè)位置。在擁塞的情況中，當(dāng)確定因內(nèi)部資源不足而必須丟棄分組時(shí)，在具有優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列中，優(yōu)先級(jí)最低的一個(gè)總是會(huì)被丟棄。如果新分組具有較隊(duì)列中已有分組高的優(yōu)先級(jí)，則將優(yōu)先級(jí)最低的分組從該隊(duì)列中移除，以便為新的更高優(yōu)先級(jí)分組創(chuàng)建空間。
分類器根據(jù)某些規(guī)則確定分組的優(yōu)先級(jí)。在示范實(shí)施例中，采用兩種不同的規(guī)則，以便簡化描述(雖然可以存在不限數(shù)目的規(guī)則)。首先，確定具體將哪個(gè)規(guī)則應(yīng)用于分組，然后根據(jù)該規(guī)則計(jì)算優(yōu)先級(jí)。
借助圖案、位移和掩碼來選定哪個(gè)規(guī)則適用。換言之，在分組的某個(gè)位置上搜索某種圖案。如果對(duì)于任一規(guī)則發(fā)生符合的情況，則該規(guī)則是適用規(guī)則；否則，為該分組分配缺省優(yōu)先級(jí)。
一旦知道應(yīng)用哪些規(guī)則，隨后便搜索優(yōu)先級(jí)。為了確定優(yōu)先級(jí)，我們具有新的位移或新的比特掩碼，但現(xiàn)在根據(jù)本實(shí)例，存在八個(gè)不同的圖案。符合的圖案確定優(yōu)先級(jí)分配矢量中的某個(gè)位置。換言之，每個(gè)圖案與一個(gè)優(yōu)先級(jí)相關(guān)聯(lián)(但并非以固定方式，兩個(gè)圖案可以與相同優(yōu)先級(jí)相關(guān)聯(lián))。如果存在任何優(yōu)先級(jí)圖案的符合，則將相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級(jí)分配給該分組；如果沒有圖案符合，則為該分組分配缺省優(yōu)先級(jí)。
在本實(shí)例中，規(guī)則的使用不是累積性的，如果第一個(gè)規(guī)則適用但是沒有圖案符合，則不在第二個(gè)規(guī)則中搜索它；而是直接應(yīng)用缺省優(yōu)先級(jí)。但另一種選擇是，如果某個(gè)規(guī)則的子規(guī)則中沒有一個(gè)適用，則在后續(xù)規(guī)則中搜索它，并依此類推。
圖1中表示了所述方法。這里，引用號(hào)(0)標(biāo)記所有位移的起始點(diǎn)。(1)、(2)和(3)分布是分組的一部分(1)是電子線路所傳輸?shù)姆纸M的首部，(2)是第2層的首部以及(3)是分組的數(shù)據(jù)。箭頭(4)指示對(duì)應(yīng)于第一個(gè)規(guī)則的位移，(5)是該位移上必須搜索以滿足該規(guī)則的圖案，以及(6)是比較時(shí)應(yīng)用于分組和圖案的比特掩碼。
如果此規(guī)則未被滿足，則前進(jìn)到下一個(gè)規(guī)則，它將具有另一個(gè)位移(7)、另一個(gè)圖案(8)和另一個(gè)掩碼(9)。
如果第一個(gè)規(guī)則被滿足，則在該規(guī)則的子規(guī)則的位移上搜索，如圖中(10)所示，并通過應(yīng)用子規(guī)則(14)的掩碼，比較子規(guī)則(11)、(12)至(13)的圖案。如果圖案(11)符合，則該分組具有(15)指示的優(yōu)先級(jí)，如果(12)符合，則優(yōu)先級(jí)為(16)，依此類推到(17)、(18)、...
如果第二個(gè)規(guī)則被滿足，則必須應(yīng)用(19)標(biāo)記的位移和(23)上指示的掩碼，并與子規(guī)則(20)、(21)至(22)的圖案比較，以便分配優(yōu)先級(jí)(24)等，依此類推。
這樣，我們?nèi)〉昧藰O大的靈活性，并且例如可以對(duì)不同類型的業(yè)務(wù)應(yīng)用不同的優(yōu)先級(jí)表。因此，例如可以這樣實(shí)施第一個(gè)規(guī)則在第3層的首部內(nèi)搜索它封裝的協(xié)議類型，以便作為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)生成的第4層業(yè)務(wù)的TCP業(yè)務(wù)按照ToS即服務(wù)類型字段的內(nèi)容區(qū)分優(yōu)先級(jí)，Tos字段是屬于IP標(biāo)準(zhǔn)的首部的字段之一，換言之，第一規(guī)則的優(yōu)先級(jí)方案在IP首部的該字段中搜索；而作為根據(jù)上述TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的第4層業(yè)務(wù)的UDP業(yè)務(wù)按照另一字段或數(shù)據(jù)中的某些內(nèi)容區(qū)分優(yōu)先級(jí)，換言之，第二個(gè)規(guī)則搜索UDP類型，以及第二個(gè)規(guī)則的優(yōu)先級(jí)體系搜索另一個(gè)字段或數(shù)據(jù)中的優(yōu)先級(jí)。
權(quán)利要求
1.用于支持區(qū)分服務(wù)類進(jìn)行發(fā)送的任何系統(tǒng)的幀分類方法，所述幀包括OSI層次結(jié)構(gòu)的含首部和尾部的第2層分組；其特征在于包括應(yīng)用多個(gè)規(guī)則，其中每個(gè)規(guī)則與在每個(gè)規(guī)則無關(guān)的多個(gè)優(yōu)先級(jí)子規(guī)則相關(guān)聯(lián)，以便分析每個(gè)幀的內(nèi)容并根據(jù)所述分析為所述幀分配優(yōu)先級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于所述規(guī)則以及與每個(gè)規(guī)則相關(guān)聯(lián)的所述優(yōu)先級(jí)子規(guī)則按照某個(gè)先前確定的順序應(yīng)用。
3.如權(quán)利要求2所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于應(yīng)用每個(gè)規(guī)則包括，在所述幀中該幀上的位移所標(biāo)記的某個(gè)位置上搜索特定的已知的比特圖案。
4.如權(quán)利要求3所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于當(dāng)那時(shí)在所述幀上評(píng)估的某個(gè)規(guī)則被滿足時(shí)，應(yīng)用與所述規(guī)則相關(guān)聯(lián)的所述優(yōu)先級(jí)子規(guī)則。
5.如權(quán)利要求3所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于當(dāng)那時(shí)在所述幀上評(píng)估的某個(gè)規(guī)則未被滿足時(shí)，評(píng)估預(yù)定順序中的后續(xù)規(guī)則。
6.如權(quán)利要求4所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于對(duì)于每個(gè)子規(guī)則，應(yīng)用所述優(yōu)先級(jí)子規(guī)則包括將所述幀的定義位置上的比特集合與優(yōu)先級(jí)圖案比較。
7.如權(quán)利要求6所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于當(dāng)所述與該圖案的比較在所述優(yōu)先級(jí)子規(guī)則之一中被滿足時(shí)，將與某個(gè)優(yōu)先級(jí)圖案相關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級(jí)分配給所述幀。
8.如權(quán)利要求6所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于如果所述優(yōu)先級(jí)子規(guī)則的所述優(yōu)先級(jí)圖案中一個(gè)都沒有被滿足，則為所述幀分配缺省的優(yōu)先級(jí)。
9.如權(quán)利要求6所述的按優(yōu)先級(jí)對(duì)幀分類的方法，其特征在于如果所述優(yōu)先級(jí)子規(guī)則的所述優(yōu)先級(jí)圖案中一個(gè)都沒有被滿足，則繼續(xù)對(duì)所述預(yù)定順序中的后續(xù)規(guī)則進(jìn)行執(zhí)行。
10.如權(quán)利要求9所述的按優(yōu)先對(duì)級(jí)幀分類的方法，其特征在于如果所述規(guī)則中一個(gè)都沒有被滿足，則分配缺省優(yōu)先級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及根據(jù)其內(nèi)容將個(gè)體幀(OSI第2層分組)歸類為不同優(yōu)先級(jí)級(jí)別的方法。本發(fā)明方法基于應(yīng)用用于分析每個(gè)幀的內(nèi)容和相應(yīng)為該幀分配優(yōu)先級(jí)級(jí)別的規(guī)則和子規(guī)則集合。這樣，本發(fā)明允許構(gòu)造一種低成本系統(tǒng)，它可以根據(jù)分組的任何元素，即始發(fā)點(diǎn)、目的地、第3層數(shù)據(jù)流、較高層的應(yīng)用、任何類型的較高級(jí)別的優(yōu)先級(jí)分類(如IP ToS)，以及首要的是根據(jù)任何類型的標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ袃?yōu)先級(jí)協(xié)議來提供服務(wù)質(zhì)量或服務(wù)類別。本發(fā)明還可以用于設(shè)計(jì)不同的優(yōu)先級(jí)層次結(jié)構(gòu)，以便可以根據(jù)具體情況分配賦予一個(gè)或其他優(yōu)先級(jí)集合(例如用于TCP分組的一個(gè)層次結(jié)構(gòu)以及用于UDP分組的另一個(gè)層次結(jié)構(gòu))。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1784869SQ200480011859
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者J·V·布拉斯科克拉雷特, J·C·里韋羅因蘇亞, F·戈麥斯馬丁內(nèi)斯, A·滕塞夫里安 申請(qǐng)人:硅系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司