專利名稱：一種用于在分布的網(wǎng)元中均等地調(diào)整帶寬的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及通信網(wǎng)絡(luò)，并且更特別地涉及用于通信網(wǎng)絡(luò)中對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行負(fù)載均衡的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代通信網(wǎng)比以往任何時(shí)候更加多樣化，并且更集中地使用帶寬。非常需要高帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)，原因是不同類型的服務(wù)需要共享同一傳輸媒介，并從而共享同一帶寬。此外，現(xiàn)代通信網(wǎng)必須支持根據(jù)性能特征而區(qū)分的各種不同類型的服務(wù)，這些性能特征如所分配的帶寬、延遲和包丟失率等。用戶可以(從服務(wù)供應(yīng)商那里)購買確保一定級(jí)別的性能的服務(wù)包，這種一定級(jí)別的性能通常稱為服務(wù)質(zhì)量(QoS)。服務(wù)包是由帶寬和服務(wù)等級(jí)(CoS)決定的。為了確保足夠的帶寬，用戶通常定制分布的信道，每個(gè)信道能夠處理各自的數(shù)據(jù)流量的最大期望帶寬需求。信道和從源網(wǎng)元(NE)到目的地網(wǎng)元(NE)的單一鏈路相關(guān)聯(lián)。
現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)面臨一些共同的問題，其中的一些問題和業(yè)務(wù)擁塞有關(guān)。業(yè)務(wù)擁塞可能發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)的輸入端、輸出端或者內(nèi)部節(jié)點(diǎn)中。具體地說，當(dāng)太多的業(yè)務(wù)發(fā)往網(wǎng)絡(luò)的輸入端時(shí)，就會(huì)發(fā)生輸入擁塞。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沒有足夠的吞吐帶寬以處理信息包的路由時(shí)，就會(huì)發(fā)生內(nèi)部業(yè)務(wù)擁塞。當(dāng)太多的業(yè)務(wù)發(fā)往同一網(wǎng)絡(luò)輸出端時(shí)，就會(huì)發(fā)生輸出擁塞。
為解決這些問題，現(xiàn)有技術(shù)中已公開了一些負(fù)載均衡“LB”(或帶寬管理)技術(shù)。這些技術(shù)為每個(gè)信道分配帶寬并且動(dòng)態(tài)調(diào)整各種服務(wù)的帶寬，以保證CoS的要求并在各種服務(wù)之間保持均等。所公開的技術(shù)基于輸入速率和可用帶寬來調(diào)整業(yè)務(wù)速率。其他技術(shù)可以包括通常使用運(yùn)行、管理與維護(hù)(OAM)跟蹤器來測(cè)量網(wǎng)絡(luò)擁塞，并且基于這些測(cè)量來調(diào)整用于每個(gè)信道的帶寬。美國專利6,690,678、6,687,228、6,282,562、6,011，776、5,940,372和5,815,492中公開了負(fù)載均衡技術(shù)的例子。
現(xiàn)有技術(shù)解決方案的缺點(diǎn)在于與現(xiàn)有帶寬和擁塞成正比地調(diào)整帶寬，并且沒有在信道調(diào)度器中考慮諸如均等性或者擁塞等其他參數(shù)。此外，這些解決方案中的一些解決方案是基于例如帶寬管理服務(wù)器等中央單元的，這些帶寬管理服務(wù)器定期地確定可以分配給每個(gè)信道或可以取消分配給每個(gè)信道的附加帶寬。
因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)中引入的缺點(diǎn)，有利的是提供一種用于在擁塞網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行負(fù)載均衡的有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在通信網(wǎng)的分布的源網(wǎng)元(NE)之間均等地調(diào)整帶寬的方法，包括步驟由每個(gè)源NE從各自的目的地NE接收公共最大擁塞值(CV)；由每個(gè)源NE計(jì)算滿意度值；以及由每個(gè)源NE使用公共最大CV和各自的滿意度值來調(diào)整通過公共擁塞網(wǎng)段(即中間NE)發(fā)送的一組數(shù)據(jù)流的帶寬，從而提供在各個(gè)分布的源NE之間均等地調(diào)整的帶寬而不必使用外部控制單元。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的一個(gè)特征，接收公共最大CV的步驟包括在每個(gè)中間NE上生成網(wǎng)段CV；比較所有的網(wǎng)段CV以確定公共最大CV；以及通過其各自的目的地NE將公共最大CV轉(zhuǎn)發(fā)給每個(gè)源NE。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的另一個(gè)特征，該方法還包括步驟在每個(gè)源NE上生成帶有默認(rèn)CV的負(fù)載均衡(LB)包。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的另一個(gè)特征，生成網(wǎng)段CV還包括在每個(gè)中間NE中計(jì)算CV；比較計(jì)算出的CV和在每個(gè)LB包中接收到的CV；以及假如計(jì)算出的CV值較大，則用計(jì)算出的CV替代在其相應(yīng)LB包中接收到的CV，或者假如計(jì)算出的CV值較小，則保持接收到的CV值不變。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的又一個(gè)特征，網(wǎng)段CV的計(jì)算基于使用帶寬計(jì)數(shù)器和緩沖器深度而進(jìn)行的NE擁塞測(cè)量。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的又一個(gè)特征，計(jì)算滿意度值的步驟包括計(jì)算基于隊(duì)列占用率的值。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的又一個(gè)特征，調(diào)整帶寬的步驟包括使用現(xiàn)有帶寬BWcurrent以及最大CV和滿意度值的函數(shù)F[CV，Sat]來計(jì)算新的帶寬BWnew，下文中將進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。
根據(jù)用于在通信網(wǎng)的分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的本方法的又一個(gè)特征，新帶寬是根據(jù)公式BWnew＝BWcurrent+F[CV，Sat]計(jì)算的，下文中將進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于通過中間網(wǎng)元(NE)沿路由傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流的通信網(wǎng)絡(luò)中，每條路由將源NE連接到目的地NE，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)帶寬調(diào)整模塊，該帶寬調(diào)整模塊包括在每個(gè)源NE內(nèi)，并且用于調(diào)整一組數(shù)據(jù)流的帶寬；以及至少一個(gè)公共中間NE，該公共中間NE被至少兩條路由共享，該中間NE為每個(gè)帶寬調(diào)整模塊提供最大擁塞值，以用于調(diào)整中；其中在不同的分布的源NE之間執(zhí)行對(duì)帶寬的均等調(diào)整而不必采用外部控制，并且不需要源NE彼此通信。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)特征，每個(gè)帶寬調(diào)整模塊包括信道模塊，該信道模塊用于執(zhí)行與在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)擁塞進(jìn)行均衡有關(guān)的所有任務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個(gè)特征，所述任務(wù)包括對(duì)用于帶寬調(diào)整中的滿意度函數(shù)和壓力函數(shù)的計(jì)算。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在分布的NE之間均等地調(diào)整帶寬的方法，這些分布的NE包括第一組源NE和第二組目的地NE，每個(gè)源NE和目的地NE由通過一組中間NE的路由連接，該方法包括步驟在每個(gè)源NE上生成LB包，每個(gè)LB包包括默認(rèn)的CV，通過各自路由上的中間NE將LB包發(fā)送給各自的目的地NE；在各自路由上的每個(gè)中間NE上生成網(wǎng)段CV；確定網(wǎng)段CV的公共最大CV；以及使用公共最大CV和在每個(gè)源NE上計(jì)算的滿意度值在每個(gè)源NE上分配新的帶寬。
根據(jù)用于在包括第一組源NE和第二組目的地NE的分布的NE之間均等地調(diào)整帶寬的方法的一個(gè)特征，生成網(wǎng)段CV的步驟包括生成指定的網(wǎng)段CV，假如在中間NE上計(jì)算出的CV值比接收到的LB包中的CV大，則用該指定的網(wǎng)段CV替代接收到的LB包中的CV。
根據(jù)用于在包括第一組源NE和第二組目的地NE的分布的NE之間均等地調(diào)整帶寬的方法的另一個(gè)特征，生成網(wǎng)段CV的步驟包括假如在中間NE上計(jì)算出的CV比接收到的LB包中的CV小，則保持接收到的LB包中的CV不變。


圖1是用于描述本發(fā)明原理的通信網(wǎng)絡(luò)的示例性圖示；圖2是源網(wǎng)元中的帶寬調(diào)整模塊的示例性框圖；圖3(A)、圖3(B)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的負(fù)載均衡方法的(a)非限制性流程圖和(b)詳細(xì)的流程圖。
圖4是滿意度函數(shù)和壓力函數(shù)的非限制性的和示例性的曲線圖。
圖5(A)、圖5(B)是LB包的示例性格式。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開了一種用于在分布的網(wǎng)元間均等調(diào)整帶寬的負(fù)載均衡系統(tǒng)和方法。此外，對(duì)每個(gè)信道，該方法向各個(gè)服務(wù)(即數(shù)據(jù)流組)動(dòng)態(tài)地分配帶寬，同時(shí)保證所需的服務(wù)等級(jí)并且保持各種服務(wù)間的均等。與網(wǎng)絡(luò)擁塞、現(xiàn)有帶寬和排隊(duì)占用率成正比地調(diào)整業(yè)務(wù)速率。
圖1示出了用于描述本發(fā)明原理的通信網(wǎng)絡(luò)100的示例性圖示。網(wǎng)絡(luò)100示例性地包括四個(gè)邊緣網(wǎng)元110-1、110-2、110-3和110-4，這些邊緣網(wǎng)元和中間網(wǎng)元120-1、120-2和120-3相連。NE 110和NE120通過通信鏈路130進(jìn)行通信。在網(wǎng)絡(luò)100中，兩組具有相同CoS的數(shù)據(jù)流A和B各自通過路由A和B發(fā)送。通過中間NE 120-1和中間NE 120-3從NE 110-1(其用作源NE)到NE 110-3(其用作目的地NE)建立路由A。同樣，通過中間NE 120-2和中間NE 120-3從源NE 110-2到目的地NE 110-4建立路由B。注意，NE 120-3是兩條路由公用的。數(shù)據(jù)流是經(jīng)過分析的數(shù)據(jù)包或者服務(wù)幀，這種分析的目的是確定包或者幀所屬的處理流、應(yīng)當(dāng)對(duì)包或者幀進(jìn)行處理的方式以及應(yīng)當(dāng)將包或者幀路由到的目的地。例如，處理流可以是一系列全都基于文件傳輸協(xié)議(FTP)信令的包。通常，數(shù)據(jù)流包括CoS優(yōu)先級(jí)不同的數(shù)據(jù)，范圍從例如不能容忍顯著時(shí)延的語音通信等高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)，到例如文件傳輸?shù)鹊蛢?yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)100可以是但不局限于多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)網(wǎng)絡(luò)和異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)等。每個(gè)源NE 110-1和110-2可以包括多個(gè)帶寬調(diào)整模塊，其中每個(gè)模塊能夠處理單組數(shù)據(jù)流。
圖2示出了源NE中的帶寬調(diào)整模塊200的示例性方框圖。帶寬調(diào)整模塊200包括至少一個(gè)連接到單一隊(duì)列250的策略器240(優(yōu)選地是多個(gè)策略器240-1到240-n)、整形器260和信道模塊270。每個(gè)策略器240以輸入速率(InRate)和超額信息速率(EIR)作為參數(shù)。每個(gè)策略器能夠處理單組數(shù)據(jù)流，并且能夠計(jì)算出將實(shí)施的新EIR，即以等于新計(jì)算的EIR的速率從策略器240向隊(duì)列250傳送各數(shù)據(jù)流的包。新EIR是按照下列公式計(jì)算的EIRnew＝min[InRate，stress×EIRcurrent](1)其中參數(shù)stress(壓力)代表隊(duì)列250的占用率(以下稱為“Qocc值”)，并且由壓力函數(shù)來確定，下面將進(jìn)行更詳細(xì)的描述。EIRcurrent是策略器240-1當(dāng)前正實(shí)施的EIR。策略器240的例子可以在R.Zeitak等人的名為“一種用于資源整合的策略器和方法”(A Policer and Method forResource Bundling)的轉(zhuǎn)讓給共同受讓人的PCT申請(qǐng)No.PCT/112004/00781中找到，在此通過引用的方式包含其內(nèi)容。
信道模塊270執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)100中和對(duì)擁塞進(jìn)行均衡相關(guān)的所有任務(wù)。這些任務(wù)包括對(duì)從策略器240接收到的包進(jìn)行排隊(duì)和取消排隊(duì)，計(jì)算滿意度函數(shù)和壓力函數(shù)，生成負(fù)載均衡(LB)包，向網(wǎng)絡(luò)100傳送LB包，從網(wǎng)絡(luò)100接收LB包，以及計(jì)算BWnew。下面將更詳細(xì)地描述這些任務(wù)。整形器260基于計(jì)算出的BWnew值調(diào)整信道速率。
如上所述，信道模塊270計(jì)算壓力函數(shù)和滿意度函數(shù)，信道模塊270是本發(fā)明的系統(tǒng)的創(chuàng)新單元。將滿意度定義為壓力值的非遞增函數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這些函數(shù)基于隊(duì)列250的Qocc值。在本實(shí)施例中，壓力函數(shù)是Qocc的單調(diào)非遞增函數(shù)，對(duì)于較低的Qocc值，壓力函數(shù)值較高，且壓力函數(shù)值隨著Qocc值的增加而遞減。滿意度函數(shù)是Qocc的單調(diào)非遞減函數(shù)，對(duì)于較低的Qocc值，滿意度函數(shù)值較高，且滿意度函數(shù)值隨著Qocc值的增加而遞增。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可以將壓力值視為所有EIR都必須減少的因子，以防止調(diào)度器溢出。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于任意權(quán)重的均等排隊(duì)調(diào)度器，該因子可以作為待發(fā)數(shù)據(jù)流的利用率與其配置EIR的比值進(jìn)行計(jì)算。
圖4中提供了滿意度函數(shù)410和壓力函數(shù)420的非限制性示例性曲線圖?？梢钥闯觯瑝毫χ档姆秶?～1之間，滿意度(“Sat”)值的范圍從預(yù)定的負(fù)值“a”到1。將該壓力值作為輸入提供給每個(gè)策略器240。
這種負(fù)載均衡方法的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是它能夠均等地對(duì)共享同一擁塞網(wǎng)段(瓶頸)的多個(gè)數(shù)據(jù)流路由進(jìn)行均衡，而不需要這些路由的源NE相互通信。例如，在圖1中，NE 120-3是一個(gè)瓶頸。均等性的基本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)在同一網(wǎng)段中持續(xù)的數(shù)據(jù)流是一視同仁的，和它們的源NE或者目的地NE無關(guān)。此外，該負(fù)載均衡方法的主要目標(biāo)是保證共享同一瓶頸的數(shù)據(jù)流得到盡可能多的帶寬，同時(shí)壓力值盡可能均等。這一目標(biāo)是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的根據(jù)上文中的公式(1)調(diào)整每個(gè)數(shù)據(jù)流的帶寬(即在策略器240中)，并與現(xiàn)有帶寬、滿意度值(由滿意度函數(shù)提供)和網(wǎng)絡(luò)擁塞情況成正比按地調(diào)整通過公共路由傳送的多組數(shù)據(jù)流的帶寬(即在整形器260)，因此所有信道(這些信道共享同一瓶頸)將具有相同的壓力值。該壓力值是針對(duì)每個(gè)信道獨(dú)立確定的，其中具有相同壓力值的信道會(huì)以均等排隊(duì)的方式運(yùn)行。
網(wǎng)段(如中間NE 120)的擁塞情況由絕對(duì)擁塞值(CV)表示。CV由路由上的每個(gè)NE確定，其中將最大測(cè)量CV值發(fā)回源NE中的信道模塊270。這樣，共享同一最擁塞網(wǎng)段(瓶頸)的多個(gè)信道接收到相同的最大CV。通過負(fù)載均衡(LB)包在網(wǎng)絡(luò)上傳送CV，通過每個(gè)信道的路由對(duì)CV進(jìn)行發(fā)送。作為非限制性例子，可以考慮圖1中示出的均通過NE 120-3發(fā)送數(shù)據(jù)和LB包的路由A和路由B。假設(shè)NE 120-1、NE 120-2和NE 120-3測(cè)量到的CV依次是示例性的1、2和5。因此，NE 120-3測(cè)量到的CV是最大CV，所以NE 120-3被認(rèn)為是最擁塞網(wǎng)段。因此，可將該最大CV提供給源NE 110-1和源NE 110-2。
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的負(fù)載均衡方法的基本步驟的非限制流程圖，并且圖3B示出了該負(fù)載均衡方法的更詳細(xì)的流程圖。圖3A描述了每個(gè)源NE執(zhí)行的基本步驟在步驟S302中，源NE從其各自路由的目的地NE接收公共最大擁塞值。應(yīng)從多個(gè)路由共享的最擁塞網(wǎng)段(中間NE)接收該最大CV。下面將詳細(xì)描述，每個(gè)中間NE計(jì)算其網(wǎng)段CV，但是只將最大CV發(fā)送給源NE。在步驟S304中，每個(gè)源NE計(jì)算滿意度值，詳述如下。在步驟S306中，每個(gè)源NE使用公共最大擁塞值和各自的滿意度值調(diào)整它通過公共擁塞網(wǎng)段而發(fā)送的一組數(shù)據(jù)流的帶寬。本發(fā)明方法的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行所述在多個(gè)分布的NE之間均等地調(diào)整帶寬的方法不需要使用外部控制單元，并且不需要在不同源NE之間進(jìn)行通信，同時(shí)保證了共享相同瓶頸的信道具有相同的壓力值。
圖3b更詳細(xì)地示出了本方法的步驟。在步驟S310中，壓力值是使用基于Qocc的壓力函數(shù)而計(jì)算的。如步驟S320所示，可將壓力值可發(fā)送給每個(gè)策略器240用于對(duì)到來的包進(jìn)行計(jì)算并對(duì)這些包實(shí)施新的EIR。在步驟S330中，每個(gè)源NE生成LB包并且沿它的每條路由發(fā)送LB包。LB包由信道單元270按與輸入速率成正比的速率生成。也就是說，輸入速率較高的信道生成的LB包遠(yuǎn)多于輸入速率較低的信道生成的LB包。在發(fā)送預(yù)設(shè)數(shù)量的字節(jié)后，將每個(gè)LB包發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)100。圖5A示出了LB包500的示例性格式，包括包括路由信息的路由頭510、LB標(biāo)記520、源標(biāo)簽530和包括CV以及與該CV相關(guān)聯(lián)的NE的擁塞段540。LB標(biāo)記520表明該包包含運(yùn)行、管理與維護(hù)(OAM)信息。源標(biāo)簽530是源NE的標(biāo)簽(或者地址)。將從源NE發(fā)送的LB包中的CV設(shè)置成默認(rèn)值，并且在此稱為“默認(rèn)CV”。
回到圖3b，在步驟340中，接收到LB包的中間NE通過測(cè)量其容量即所用帶寬和等待發(fā)送的包的數(shù)量來判斷其自身的擁塞情況。在步驟S345中，通過將測(cè)量到的擁塞值轉(zhuǎn)換成絕對(duì)值來確定網(wǎng)段CV。為了判決多個(gè)擁塞網(wǎng)段中的哪個(gè)網(wǎng)段是最擁塞的，所有NE使用相同比例將測(cè)量到的擁塞值轉(zhuǎn)換成各自的網(wǎng)段CV。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用兩個(gè)計(jì)數(shù)器來測(cè)量NE的擁塞值，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器是位于同一NE中的帶寬計(jì)數(shù)器和緩沖器深度。使用二維表將這些計(jì)數(shù)器的值映射到網(wǎng)段CV。該映射按如下方式執(zhí)行帶寬和緩沖器深度的測(cè)量值越高，CV值越高；帶寬或者緩沖器深度的測(cè)量值越低，CV值越低。
表1提供了一個(gè)用于映射擁塞值的例子

表1在步驟S350中，一旦確定了網(wǎng)段CV，就檢查新計(jì)算的CV是否大于接收到的LB包中指定的CV。如果新計(jì)算的CV大于接收到的LB包中指定的CV，則在步驟S360中，將新的“指定”網(wǎng)段CV插入收到的LB包中，該LB包攜帶了默認(rèn)CV或者前指定的網(wǎng)段CV(在路由上的前一個(gè)中間NE上)。在步驟S370中，將該包被發(fā)送給根據(jù)路由信息確定的下一個(gè)NE，否則(也就是說，如果CV沒有改變)就在步驟370中將接收到的(原始的)LB包轉(zhuǎn)發(fā)給路由上的下一個(gè)NE。路由上的每個(gè)NE都執(zhí)行步驟S340～S370。假如LB包到達(dá)了目的地NE(該LB包具有默認(rèn)CV或者沿各自路由的最近“指定的”CV)，將該包直接發(fā)送給各自的源NE。例如，在路由A上，從源NE 110-1通過NE 120-2和NE 120-3將LB包發(fā)送給目的地NE 110-3。從目的地NE 110-3將LB包轉(zhuǎn)發(fā)給源NE 110-1。如圖5B所示，發(fā)送給源NE的LB包不包括路由頭510。在步驟S380中，一旦在源NE上接收到LB包，就從到來的包中提取CV，并且使用基于Qocc的滿意度函數(shù)來計(jì)算Sat值。在步驟S390中，給定網(wǎng)段CV(從接收到的LB包中提取)和Sat值，使用下式計(jì)算新的信道帶寬BWnewBWnew＝BWcurrent+F[CV，Sat].(2)函數(shù)F[CV，Sat]輸出將要向當(dāng)前信道帶寬增加或者從當(dāng)前信道帶寬中減少的信道寬度的改變量(ΔBW)。具體地說，對(duì)于每個(gè)CV值和Sat值，函數(shù)F[CV，Sat]使用例如二維表等方法計(jì)算出(Δbw)。該函數(shù)確保，當(dāng)隊(duì)列占用率提高(即對(duì)應(yīng)于較高的Sat值)時(shí)BWnew增加，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞增加(即對(duì)應(yīng)于較高的CV)時(shí)BWnew減少。
例如，CV的范圍可以在0～6之間，Sat函數(shù)的范圍可以在0～1之間。F函數(shù)的一個(gè)示例性實(shí)施例可以是F[CV，Sat]＝(5×Sat-CV)×100(3)其結(jié)果是，對(duì)于CV＝6，無論Sat指示的隊(duì)列占用率是多少，F(xiàn)函數(shù)總是負(fù)數(shù)，從而引起信道帶寬減少。對(duì)于CV＝0，任何一個(gè)非負(fù)值Sat都會(huì)引起信道速率增加。假如CV＝2，則初始Sat＝1的擁塞信道將增加其信道帶寬直到將擁塞減小為使得Sat＝0.4(0.4×5＝2)。值100用于將F函數(shù)轉(zhuǎn)換為以Kbps為單位而測(cè)量的速率。
在步驟S395中，將計(jì)算出的BWnew輸入整形器260，整形器260相應(yīng)地調(diào)整信道速率。應(yīng)當(dāng)注意，信道速率不能減小到低于最小速率且不能增大到高于最大速率。最小速率和最大速率是預(yù)先配置的參數(shù)。
以下是一個(gè)用于對(duì)兩個(gè)分布的站點(diǎn)進(jìn)行均衡的非限制性例子。有兩個(gè)源NE A和B，將NE A配置為EIR＝10,000Kbps且以10,000Kbps的速率進(jìn)行發(fā)送，并將NE B配置為EIR＝20,000Kbps且以10,000Kbps的速率進(jìn)行發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)帶寬限制是15,000Mbps。一種加權(quán)均等共享規(guī)則將為NE A生成5Mbps帶寬，為NE B生成10Mbps帶寬。所公開的方法通過對(duì)NE A和NE B都要求5×SAT＝CV來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。無論CV的精確值是多少，顯然這兩個(gè)NE A和B應(yīng)該具有同樣的壓力值，并且Stress×(EIR(A)+EIR(B))是大約15,000，所以相互壓力大約是0.5。這實(shí)際上將NE A限制為0.5×10000＝5000Kbps，并將NE B限制為0.5×20,000＝10,000Kbps。結(jié)果的穩(wěn)定性是有保證的，原因是當(dāng)CV較高或當(dāng)Sat較低時(shí)，F(xiàn)函數(shù)會(huì)減小帶寬。
現(xiàn)在已經(jīng)參考特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，其中在一個(gè)信道中使用了單一的隊(duì)列。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地想到在一個(gè)信道中連接多個(gè)隊(duì)列的其他實(shí)施例。然而，在這些實(shí)施例中，可以使用其它形式的壓力函數(shù)和滿意度函數(shù)，這些實(shí)施例并沒有偏離所公開的本發(fā)明的范圍，并且特別地作為所公開的本發(fā)明的一部分而包括在內(nèi)。
在此通過引用到說明書中的方式包含本說明書中所涉及的所有專利的全部內(nèi)容，其效果與具體地和個(gè)別地通過引用的方式包含每個(gè)單獨(dú)專利的內(nèi)容相同。此外，本說明書中的任何引用或表示都不應(yīng)解釋為承認(rèn)這些參考文獻(xiàn)可以作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)而獲得。
盡管已經(jīng)針對(duì)有限數(shù)目的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種變更、修改并得到本發(fā)明的其他應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于在分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的方法，所述方法用于通過中間網(wǎng)元(NE)沿路由傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流的通信網(wǎng)絡(luò)中，每條所述路由將源NE連接到目的地NE，所述方法以任意順序包括步驟由每個(gè)源NE從各自的目的地NE接收公共最大擁塞值(CV)；由每個(gè)源NE計(jì)算滿意度值；以及由每個(gè)源NE使用所述公共最大CV和所述各自的滿意度值來調(diào)整通過公共擁塞網(wǎng)段發(fā)送的一組所述數(shù)據(jù)流的帶寬，從而提供在各個(gè)分布的源NE之間均等地調(diào)整的帶寬而不必使用外部控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接收公共最大CV的步驟包括在每個(gè)所述中間NE上生成網(wǎng)段CV；比較所有的所述網(wǎng)段CV以確定所述公共最大CV；以及通過所述各自的目的地NE將所述公共最大CV轉(zhuǎn)發(fā)給每個(gè)源NE。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟每個(gè)所述源NE生成包括默認(rèn)CV的負(fù)載均衡(LB)包，并且發(fā)送每個(gè)所述LB包給各自路由上的每個(gè)所述中間NE。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述生成網(wǎng)段CV的步驟還包括在每個(gè)所述中間NE中計(jì)算CV；比較所述計(jì)算出的CV和在每個(gè)LB包中接收到的CV；以及假如所述計(jì)算出的CV值較大，則用所述計(jì)算出的CV替代所述接收到的CV，從而提供帶有指定的網(wǎng)段CV的LB包。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述生成網(wǎng)段CV的步驟還包括在每個(gè)所述中間NE中計(jì)算CV；比較所述計(jì)算出的CV和在每個(gè)LB包中接收到的CV；以及假如所述計(jì)算出的CV值比所述接收到的CV值小，則保留所述接收到的CV值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述計(jì)算是基于使用帶寬計(jì)數(shù)器和緩沖器深度來測(cè)量的NE擁塞值而執(zhí)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述計(jì)算是基于使用帶寬計(jì)數(shù)器和緩沖器深度來測(cè)量的NE擁塞值而執(zhí)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述滿意度值是壓力值的函數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)整帶寬的步驟包括使用現(xiàn)有帶寬BWcurrent以及所述最大CV和所述滿意度值的函數(shù)F[CV，Sat]來計(jì)算新的帶寬BWnew。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述計(jì)算是根據(jù)公式BWnew＝BWcurrent+F[CV，Sat]進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述滿意度值是所述壓力值的非遞增函數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述壓力值基于隊(duì)列的占用率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述壓力值基于待發(fā)數(shù)據(jù)流的速率和其配置超額信息速率(EIR)之間的比值。
14.一種用于在分布的源NE之間均等地調(diào)整帶寬的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于通過中間網(wǎng)元(NE)沿路由傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流的通信網(wǎng)絡(luò)中，每條所述路由將源NE連接到目的地NE，所述系統(tǒng)包括a.至少一個(gè)帶寬調(diào)整模塊，所述帶寬調(diào)整模塊包括在每個(gè)所述源NE內(nèi)，并且用于調(diào)整一組數(shù)據(jù)流的帶寬；以及b.至少一個(gè)公共中間NE，所述公共中間NE被至少兩條所述路由共享，所述中間NE為每個(gè)所述帶寬調(diào)整模塊提供最大擁塞值，以用于所述調(diào)整中；其中在不同的所述分布的源NE之間執(zhí)行對(duì)帶寬的均等調(diào)整而不必采用外部控制，并且不需要所述源NE彼此通信。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述帶寬調(diào)整模塊包括信道模塊，所述信道模塊用于執(zhí)行與在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)擁塞進(jìn)行均衡有關(guān)的所有任務(wù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述任務(wù)包括對(duì)用于所述均等帶寬調(diào)整中的滿意度函數(shù)和壓力函數(shù)的計(jì)算。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述壓力函數(shù)提供了壓力值和滿意度值，所述滿意度值是作為所述壓力值的非遞增函數(shù)而確定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述壓力值基于隊(duì)列的占用率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述壓力值基于待發(fā)數(shù)據(jù)流的速率和數(shù)據(jù)流的配置超額信息速率(EIR)之間的比值。
20.一種用于在分布的網(wǎng)元(NE)之間均等地調(diào)整帶寬的方法，所述分布的NE包括第一組源NE和第二組目的地NE，每個(gè)源NE和目的地NE由通過一組中間NE的路由連接，所述方法以任意順序包括步驟在每個(gè)所述源NE上生成負(fù)載均衡(LB)包，每個(gè)所述LB包包括至少一個(gè)默認(rèn)LB包擁塞值(CV)，通過各自路由上的所述中間NE將所述LB包發(fā)送給各自的目的地NE；在所述各自路由上的每個(gè)所述中間NE上生成網(wǎng)段CV；根據(jù)所有網(wǎng)段CV確定公共最大CV；以及使用所述公共最大CV和在每個(gè)所述源NE上計(jì)算的滿意度值在每個(gè)所述源NE上分配新的帶寬。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述生成網(wǎng)段CV的步驟包括生成指定的網(wǎng)段CV，假如在所述中間NE上計(jì)算出的CV值比接收到的LB包中的CV大，則用所述指定的網(wǎng)段CV替代所述接收到的LB包中的CV。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述生成網(wǎng)段CV的步驟包括假如在所述中間NE上計(jì)算出的CV比所述接收到的LB包中的CV小，則保留所述接收到的LB包中的CV。
全文摘要
一種用于在分布的網(wǎng)元(NE)之間均等地調(diào)整帶寬的方法。從每個(gè)源NE沿?cái)?shù)據(jù)流的路由向中間NE發(fā)送攜帶指定擁塞值(CV)的負(fù)載均衡(LB)包。假如網(wǎng)段CV比指定的CV大，則中間NE為每個(gè)接收到的LB包標(biāo)上網(wǎng)段CV，并且將該LB包轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)NE，直到該包到達(dá)各自的目的地NE，目的地NE將該包返回給源NE。然后，將在每個(gè)源NE上接收到的CV和相關(guān)聯(lián)的信道隊(duì)列的狀態(tài)用于調(diào)整信道速率，從而可以減小擁塞網(wǎng)段的業(yè)務(wù)負(fù)載。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1848812SQ20061006690
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者魯文·蔡塔克 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司