專利名稱：提供資源準入控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中對分組流提供資源準入控制 的方法和 一種用以執(zhí)行所述方法的接入控制器。
背景技術(shù)：
隨著IP網(wǎng)絡(luò)越來越多地用來傳送具有硬QoS (即服務(wù)質(zhì)量)保 障的實時的彈性限度內(nèi)的業(yè)務(wù)，適當?shù)臉I(yè)務(wù)管理變得越來越具挑戰(zhàn) 性(IP即網(wǎng)際協(xié)議)。前瞻性業(yè)務(wù)管理方案依賴于對必須建立的新 會話的RAC (即資源準入控制)。RAC的目的在于確定網(wǎng)絡(luò)是否可 以以適當?shù)腝oS傳送新會話而不影響已經(jīng)在進行中的實時會話的 QoS規(guī)范。尤其是后者在IP網(wǎng)絡(luò)中極為重要，因為在(主要使用的) DiffServ類模型中，被準許以最高的QoS等級級別來運行而在網(wǎng)絡(luò) 中沒有充足的資源支持新會話的該會話將不僅將受到該資源缺乏的 不利影響而且也將影響在同一 QoS等級級別運行的其它會話。
當前預(yù)想的解決方案假設(shè)了以不可能出現(xiàn)問題或者依賴于中央 資源管理器這樣的方式來設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，其中該中央資源管理器 具有該網(wǎng)絡(luò)中可用資源的(理論)模型、并且在每次新會話建立時 都被查詢以便得到接受，該中央資源管理器例如TISPAN RAC功能 和架構(gòu)(TISPAN即用于高級網(wǎng)絡(luò)的電信和因特網(wǎng)融合服務(wù)及協(xié)議)。
過量設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模這一假設(shè)出于各種原因而不實際，比如 隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長，保證在網(wǎng)絡(luò)中總有足夠的資源以避免任何 擁塞問題并非無關(guān)緊要。即使平均業(yè)務(wù)將是可預(yù)測的，集中性事件 如遠程投票仍將造成其中可能會出現(xiàn)問題的業(yè)務(wù)高峰。出于經(jīng)濟原 因，接入網(wǎng)絡(luò)和聚合網(wǎng)絡(luò)并非無阻塞而如果不采取措施則會造成業(yè) 務(wù)擁塞。
在具有中央資源控制器的模型中，必須查詢中央實體以接受或 者拒絕各個新會話請求。這導(dǎo)致如下缺點。在會話建立時增加復(fù)雜
度和增加時延用于建立會話的信令流必須與到資源控制器的資源 查詢相交織，增加了端到端的建立延遲(多個往返信令平面交互)。
另一缺點在于對中央資源控制器服務(wù)的接入的失敗導(dǎo)致了服務(wù) 的不可用。由于不能授予資源，所以將拒絕所有新會話。
又一缺點在于資源控制器使用網(wǎng)絡(luò)資源的(預(yù)配置)模型，它 基于該模型來準許或者拒絕新會話請求(資源占用)。網(wǎng)絡(luò)拓樸的
使得網(wǎng)絡(luò)資源控制器以與實際情況不符的模型工作特定的 一 段時 間。
另一缺點在于基于RAC的解決方案可能導(dǎo)致可用網(wǎng)絡(luò)容量的低 效利用，因為應(yīng)用會傾對于保留比有效所需更多的資源，比如就如 同基于非CBR業(yè)務(wù)的服務(wù)那樣(CBR即恒定比特率)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的資源準入控制。 本發(fā)明的目的通過一種在通信網(wǎng)絡(luò)中對與會話相關(guān)聯(lián)的分組流 提供資源準入控制的方法來實現(xiàn)，該通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)分配給分組的優(yōu) 先級級別來處理分組，并且優(yōu)先級級別至少包括第一優(yōu)先級級別和 第二優(yōu)先級級別，其中第一優(yōu)先級級別高于第二優(yōu)先級級別，其中 該方法包括如下步驟當與新會話、特別是新實時會話相關(guān)聯(lián)的分 組流的分組進入通信網(wǎng)絡(luò)時識別分組流；將第二優(yōu)先級級別分配給 所識別的分組流，并且在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)根據(jù)第二優(yōu)先級級別來處理所 述分組流；測量通信網(wǎng)絡(luò)中的擁塞水平；如果所測量的擁塞水平保 持于預(yù)定的閾值以下，則將與新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流的優(yōu)先級 級別從第二優(yōu)先級級別升級到第一優(yōu)先級級別；以及在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 根據(jù)第一優(yōu)先級級別來處理所述分組流直至分組流終止。本發(fā)明的 目的還通過一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中對與會話相關(guān)聯(lián)的分組流提供資
源準入控制的接入控制器來實現(xiàn)，該通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)分配給分組的優(yōu) 先級級別來處理分組，并且優(yōu)先級級別至少包括第一優(yōu)先級級別和 第二優(yōu)先級級別，其中第一優(yōu)先級級別高于第二優(yōu)先級級別，其中
該接入控制器包括控制單元，該控制單元適于當與新會話、特別 是新實時會話相關(guān)聯(lián)的分組流的分組進入竭信網(wǎng)絡(luò)時識別分組流； 將第二優(yōu)先級級別分配給所識別的分組流，并且在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)根據(jù) 第二優(yōu)先級級別來處理所述分組流；測量通信網(wǎng)絡(luò)中的擁塞水平； 如果測量的擁塞水平保持于預(yù)定的閾值以下，則將與新會話相關(guān)聯(lián) 的所述分組流的優(yōu)先級級別從第二優(yōu)先級級別升級到第一優(yōu)先級級 別；以及在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)根據(jù)第 一優(yōu)先級級別來處理所述分組流直至 分纟且流終止。
利用本發(fā)明，總是立即允許新會話以第二最高優(yōu)先級級別在通 信網(wǎng)絡(luò)中運行。因而，在針對會話的會話建立時沒有附加時延。本 發(fā)明對于實時會話可能特別有用。就本發(fā)明而言，實時會話可以是 傳送具有時間關(guān)4建內(nèi)容的分組的任何分組流，例如VoIP電話會話、 IP-TV會話或者視頻點播會話(TV即電視)。
本發(fā)明不依賴于中央資源模型，即不存在中央資源控制器的概 念。因此，遵循本發(fā)明的方式的系統(tǒng)可能從來不會受制于服務(wù)完全 不可用或者服務(wù)中斷。只有斷開的網(wǎng)絡(luò)單元或者鏈路才可能影響該 系統(tǒng)并且僅影響會需要該網(wǎng)絡(luò)單元或者這些鏈路的流。
由于本發(fā)明不使用可能為預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)資源模型，其中它基于該 模型來準許或者拒絕新會話請求，所以在理論網(wǎng)絡(luò)資源模型與實際 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)或者實際隊列行為之間沒有失配問題。
另外，因為不需要使用于建立會話的呼叫信令與對資源控制器 的資源查詢相交織，本發(fā)明防止了信令平面復(fù)雜度的增加并且確保 了低時延的會話建立。多個往返信令平面交互不是必要的。
進而言之，本發(fā)明滿足如下用戶的需要，這些用戶實際上偏好 于在不使它們的會話請求遭到拒絕的情況下具有略低的質(zhì)量。
廣而言之，本發(fā)明促成了對轉(zhuǎn)發(fā)平面容量的更佳利用并且利用
網(wǎng)絡(luò)中可用的實際資源來工作(例如通過傳送業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)單元來完 成擁塞信令)。
通過本發(fā)明的實施例來實現(xiàn)更多優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，接入控制器在準許分組接入到網(wǎng)絡(luò) 之前以業(yè)務(wù)等級標識符來標記到達的分組?？梢栽诰W(wǎng)絡(luò)中區(qū)別兩個
不同優(yōu)先級級別較低優(yōu)先級級別和較高優(yōu)先級級別。假設(shè)到達接 入控制器的分組與建立好的進行中的會話相關(guān)聯(lián)。然后將以表示較 高優(yōu)先級級別的標識符來標記分組。作為替代，如果分組與新會話 相關(guān)聯(lián)，則將以表示較低優(yōu)先級級別的標識符來標記分組。
就本發(fā)明而言，"建立好的會話"或者"已建立的話"意味著該會話 不是新會話，而是該會話已經(jīng)進行了相當 一段時間并且已經(jīng)被分配 以高于新會話的優(yōu)先級級別。
根據(jù)另一實施例，該網(wǎng)絡(luò)可以包括多于兩個優(yōu)先級級別。然后， 與更重要的會話相關(guān)聯(lián)的分組將被分配以相對較高的優(yōu)先級級別，
級級別。例如，在接入控制器處，用于新流的所有到來分組在被允 許進入網(wǎng)絡(luò)中之前都將被重新標記為業(yè)務(wù)等級"hi-l",即"高減1"。 這將確保來自新流的分組決不會影響屬于較高優(yōu)先級等級"hi"、即 "高"的建立好的會話。
還有可能的是，通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)還可以實施多個不同優(yōu)先級級別。 除了 "新的，，和"建立好的，，以外，在第一參數(shù)的基礎(chǔ)上可以有兩 個或者更多不同的基本優(yōu)先級等級。在各上述基本優(yōu)先級等級內(nèi)， 除了 "新的，，和"建立好的，，以外，將在第二參數(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用一 組第二優(yōu)先級級別。在任何上述第二優(yōu)先級等級中，可以根據(jù)標準 "實時或者非實時，，來對分組流進行歸類。這一優(yōu)先級架構(gòu)可以向下 繼續(xù)到如下級別，在該級別處將根據(jù)分組流是"新的還是建立好的，， 將它們歸類到不同級別。由此，可以利用本發(fā)明來實現(xiàn)基于多個分 類參數(shù)的多層優(yōu)先級級別系統(tǒng)，由此將根據(jù)分組流是新的還是建立 好的來施行歸類。
在保持于本發(fā)明的框架內(nèi)的同時，就具有兩個優(yōu)先級級別的網(wǎng) 絡(luò)而言在本說明書中使用的術(shù)語"最高優(yōu)先級/第二最高優(yōu)先級級別，， 或者"hi/hi-l"可以與就具有多個優(yōu)先級級別的網(wǎng)絡(luò)而言的術(shù)語"較高
優(yōu)先級級別/較低優(yōu)先級級別"或者"hi-x/hi-y，，互換,其中x, y=l， 2， 3等并且x<y,反之亦然。
根據(jù)本發(fā)明的另 一優(yōu)選實施例，監(jiān)視與分組流相關(guān)聯(lián)的擁塞水 平是否超過某一限制?？梢酝ㄟ^在網(wǎng)絡(luò)的入口或者出口處的接入控 制器和/或通過通信網(wǎng)絡(luò)的任何其它網(wǎng)絡(luò)單元來完成這一監(jiān)視。如果 在監(jiān)視過程中，與新會話相關(guān)聯(lián)的擁塞問題沒有超過預(yù)定的水平， 或者與新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流的分組都沒有經(jīng)歷任何擁塞，則 接入控制器將與新會話相關(guān)聯(lián)的分組流例如從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的第二最高優(yōu) 先級級別升級到最高優(yōu)先級級別。
在 一 個優(yōu)選實施例中，接入控制器通過針對第二最高優(yōu)先級級 別的 一個或者多個分組流來檢驗是否已經(jīng)出現(xiàn)顯式擁塞信令來監(jiān)視 與分組流相關(guān)聯(lián)的(接近)擁塞的出現(xiàn)。做到這一點的一種方法是 出口接入控制器、即在網(wǎng)絡(luò)的出口處的接入控制器檢驗分組上的(接 近)擁塞標記，并且用信號向入口接入控制器、即在網(wǎng)絡(luò)的入口處 的接入控制器通報某個流具有相關(guān)聯(lián)的擁塞。在第二最高優(yōu)先級級 別的優(yōu)選為預(yù)定/配置的非擁塞時間之后，將會話從"新的，，升級到"建 立好的"，并且在高優(yōu)先級級別隊列中處理對應(yīng)分組。在第二最高優(yōu) 先級級別隊列處檢測到擁塞的情況下，不對對應(yīng)的一個或者多個會 話進行升級。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，有對從一個或者多個網(wǎng)絡(luò)單元和/或出口 接入控制器到入口接入控制器的與特定流相關(guān)聯(lián)的擁塞的通報。優(yōu) 選地，測量通信網(wǎng)絡(luò)中的擁塞水平可以包括如下步驟檢測是否出 現(xiàn)了對從一個或者多個網(wǎng)絡(luò)單元和/或出口接入控制器到入口接入控 制器的與特定流相關(guān)聯(lián)的擁塞的通報。
根據(jù)又一優(yōu)選實施例，只有接入控制器才具有流/會話認知，.并 且其它網(wǎng)絡(luò)單元僅看到兩個優(yōu)先級級別的分組。如果網(wǎng)絡(luò)單元由于
(接近)擁塞而標記"hi-r，分組，則出口接入控制器可以將這一標記 的分組關(guān)聯(lián)到流，并且通知入口接入控制器與該流相關(guān)聯(lián)的擁塞狀態(tài)。
優(yōu)選地，接入控制器將針對等級"hi-1 ，，的所有分組流監(jiān)視顯式擁 塞信令。當某個流在(可配置的)時間段內(nèi)都沒有因擁塞而被標記 的任何分組，則該流被網(wǎng)絡(luò)解釋為"可吸收的"(因為它看上去不會
被任何等級"hi，，的流所干擾)，因此如果它在"hi"等級運行也將不會
影響該級別的流。因此，接入控制器將該流"升級，，到"hi，，等級。從該 時刻繼續(xù)下去，屬于進入網(wǎng)絡(luò)的分組流的所有分組都將被標記為業(yè)
務(wù)等級"hi"。
在等級"hi"運行的流將保持于該級別直至會話終止。會話終止可 以用信號明確地通報給網(wǎng)絡(luò)或者由接入控制器基于預(yù)定的非活動時 段(即沒有用于該流的分組的時段)而檢測到。
根據(jù)本發(fā)明的另 一優(yōu)選實施例，網(wǎng)絡(luò)的各網(wǎng)絡(luò)單元包括第 一隊 列和第二隊列，由此第一隊列和第二隊列被耦合并一起處理。在第 一隊列中放入網(wǎng)絡(luò)的建立好的會話的分組，該隊列處理具有網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 最高優(yōu)先級級別的建立好的會話的分組。另一方面，在第二隊列中 放入新會話的分組，該隊列處理具有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)第二最高優(yōu)先級級別的 新會話的分組而不會負面地影響建立好的會話的分組。這保證了新 會話決不會影響、即負面地影響已建立的會話。
來計算或者確定擁塞水平(^;擁塞狀態(tài))，;該擁塞水;:或、者 擁塞狀態(tài))與預(yù)定的闞值做比較以對針對一個或者多個新會話而通 報的擁塞進行判決。數(shù)據(jù)速率可以是對與特定隊列相關(guān)聯(lián)的 一個或 者多個分組流的每單位時間的傳輸量的測量。優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)單元一 不是接入控制器一僅負責監(jiān)視擁塞狀態(tài)并且用信號通報它。流升級 僅由(入口 )接入控制器來完成。 還有可能的是，僅存在單個隊列，其中放入了分配以較高優(yōu)先 級級別的分組和分配以較低優(yōu)先級級別的分組。該隊列可以用優(yōu)先
級設(shè)定較高的分組相對于優(yōu)先級設(shè)定較低的分組而言享有優(yōu)先權(quán)的 智能方式來處理等待分組。這樣的單個隊列的方式包括用以監(jiān)督隊 列中所有分組的邏輯。
根據(jù)本發(fā)明的另 一優(yōu)選實施例，接入控制器可以識別新實時流 何時進入網(wǎng)絡(luò)?？梢允褂檬軕?yīng)用支.持的顯式帶外信令交互(例如用
于多媒體會話的SIP)或者通過使用IP報頭中的DSCP比特或者通 過應(yīng)用透明的自治流識別來完成實時流的識別(SIP即會話發(fā)起協(xié) 議；DSCP即差異化服務(wù)代碼點)。對新流的識別可以基于流在信令 消息內(nèi)部的表征(例如SDP描述)或者按照5元組<源地址、源端 口、目的地地址、目的地端口、傳輸協(xié)議>不為接入控制器所知的事 實(SDP即會話描述協(xié)議)。
優(yōu)選地，也稱為監(jiān)管器(policer)的網(wǎng)內(nèi)接入控制器負責以正確 的優(yōu)先級級別來標記分組流并且對升級到第一優(yōu)先級的建立好的會 話或者新會話施加業(yè)務(wù)限制，例如BW (即帶寬)速率限制、峰值 BW、泄漏存儲桶(leaky bucket)參數(shù)。例如，對于各實時流，接入 控制器將安裝和操作帶寬監(jiān)督及速率限制功能?？梢愿鶕?jù)(可選) 帶外信令交互(例如SIP消息中的SDP描述)、網(wǎng)絡(luò)運營商策略(例 如用于語音呼叫的固定BW預(yù)算)和流的實際BW使用(基于測量) 的組合來推斷速率限制器參數(shù)。
可以在對流進行升級之前安裝業(yè)務(wù)限制器?？梢酝ㄟ^在0與流 結(jié)尾之間的時間箭頭上的三個時間點tl、 t2、 t3來描述時序序列。 在第一時間段[O, tl]中，按照BW/吞吐量行為來表征該流。流在第 二優(yōu)先級級別運行。在tl時，在入口處安裝業(yè)務(wù)過濾器。在一些情 況下，tl可以等于O,例如有用于該流的顯式信令。Tl可以對于所 有新流都是固定的，或者視特定流特征而定。在第二時間段[t2， t3] 中，測量(接近)擁塞，即流中是否有任何分組會造成接近擁塞事 件，比如越過邊界的隊列填充水平。 一般而言，0<t2《tl (理論上， t2可以大于tl，但是[tl， t2]是在其中不采取動作的丟失時間。最有 用的是當t2等于tl時)。在t3時，如果沒有檢測到針對此流的擁
塞，則將該流升級到第一優(yōu)先級級別。
一般而言，t3大于tl。在第
三時間段[3,流結(jié)尾]，該流在第一優(yōu)先級運行，并且在入口接入控
制器中的業(yè)務(wù)限制器是活動的。
可以丟棄或者在第二優(yōu)先級級別上傳遞與安裝的速率限制器不 相符的分組。
必須慎重對待在速率限制器與擁塞信令機制之間的交互必須 確保分組流一旦被升級到級別"hi"就不會如它在級別"hi-l"運行時那 樣使用更多BW。這意味著流應(yīng)當在"hi-l"階段過程中到達它的最大 值(取決于速率限制器)足量時間。否則，在"hi-l"階段過程中的非 擁塞標記對在后階段(例如在流的BW會增加的情況下)不會有任 何保障，而是仍然保持于.速率限制以下。
與新會話相關(guān)聯(lián)的分組流的BW消耗可以被監(jiān)視特定的時間段。 監(jiān)視新會話的特定時間段可以是預(yù)定的但并不必須是恒定的。監(jiān)視 時間可以-f見流特征而定。例如，低BW的穩(wěn)、定流可能需要比高BW 的波動流更少的監(jiān)^見。在監(jiān)視時間段結(jié)束之后，如果做出應(yīng)當對向所述分組流的分組 分配的優(yōu)先級級別進行升級這 一 判決，則可以對新會話的所述分組 流和/或者對在網(wǎng)絡(luò)中運行的建立好的會話的一個或者多個分組流施 加BW限制?？梢杂嬎阈聲挼姆纸M流在監(jiān)視的時間段過程中消耗 的BW的平均值并且將該平均值作為帶寬限制施加到已升級的新會 話。


通過閱讀與附圖相結(jié)合的對當前優(yōu)選的示例性實施例的如下具 體描述，將更好地理解本發(fā)明的這些以及更多特征和優(yōu)點，在附圖
中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的網(wǎng)絡(luò)的框圖，
圖2是根據(jù)本發(fā)明 一 個實施例的對分組流的處理的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了具有客戶端31、 32、 41、 42的電信系統(tǒng)1,這些客 戶端使用包括接入控制器21和22以及至少一個網(wǎng)絡(luò)單元23的基于 分組的通信網(wǎng)絡(luò)2。另外，還有也可能的是，通信網(wǎng)絡(luò)2不包括網(wǎng)絡(luò) 單元而僅存在接入控制器。在電信系統(tǒng)l中，通過網(wǎng)絡(luò)2經(jīng)由接入 控制器21和22以及網(wǎng)絡(luò)單元23傳輸與在第一客戶端31與第二客 戶端41之間的建立好的實時會話相關(guān)聯(lián)的分組流11和與在第三客 戶端32與第四客戶端42之間的新實時會話相關(guān)聯(lián)的另 一分組流12。
客戶端31、 32、 41、 42可以是電信設(shè)備，例如用于進行VoIP 電話呼叫(VoIP即IP語音)的軟件電話或硬j牛電話才幾。
網(wǎng)絡(luò)2是通信網(wǎng)絡(luò)，例如基于IP的網(wǎng)絡(luò)，其中以分組形式無連 接地傳送數(shù)據(jù)。第一客戶端31已經(jīng)建立跨網(wǎng)絡(luò)2的與第二客戶端41 的會話，例如VoIP會話。例如，已經(jīng)借助SIP來執(zhí)行會話建立，并 且正在使用例如傳輸協(xié)議RTP (即實時傳輸協(xié)議)經(jīng)由該會話來交 換分組流ll。該會話被稱為建立好的是因為電信系統(tǒng)1已經(jīng)將該會 話歸類為具有高優(yōu)先級級別并且向該會話分配與該會話所需一樣多 的帶寬。
網(wǎng)絡(luò)單元23可以是處理分組流11和12的任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，比如 路由器或者交換機。接入控制器21和22代表用于進入網(wǎng)絡(luò)2的接 入節(jié)點。針對分組的源、目的地和傳輸協(xié)議對在接入控制器21處進 入網(wǎng)絡(luò)2的分組進4于^r查。類似地，還針對分組的源、目的地和傳 輸協(xié)議對在接入控制器22處進入網(wǎng)絡(luò)2的分組進行檢查。對應(yīng)于檢 查結(jié)果，接入控制器21和22分別將優(yōu)先級級別分配給進入網(wǎng)絡(luò)2 的分組。
從分組源自于客戶端31、 32并且發(fā)往客戶端41、 42的觀點來 看，接入控制器21可以被視為入口接入控制器并且接入控制器22 可以一皮一見為出口接入控制器，由此入口和出口與經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)2的傳輸 方向有關(guān)。
第三客戶端32最近才建立了與其它客戶端42的新實時會話，
的分組流12發(fā)送到第四客戶端42。
圖2示出了到達接入控制器21的分組序列50。該分組序列50 包括與源自于第一客戶端31的分組流11相關(guān)聯(lián)的分組和源自于第 三客戶端32的分組流12相關(guān)聯(lián)的分組。第一客戶端31參與建立好 的實時會話而第三客戶端32參與新實時會話。分組流包括具有同一 源和同 一 目的地并且屬于同 一會話的單獨分組。
接入控制器21的接口 211接收分組序列50的分組并且將分組 轉(zhuǎn)發(fā)到接入控制器21的控制單元210。
控制單元210檢查所接收的分組流是否屬于實時會話，原因是 實時會話是時間關(guān)鍵的并且必須以比其它非實時會話更高的優(yōu)先級 來加以處理。如果到來分組流屬于實時會話，則控制單元210還檢 查分組流是與建立好的會話相關(guān)聯(lián)還是與新會話相關(guān)聯(lián)。如果接收 的分組不屬于實時會話則不執(zhí)行這一檢查。實時會話可以是用于傳 輸語音、視頻或者其它流數(shù)據(jù)的會話。
出于4全查的目的，控制單元210針對分組的源、目的地和傳輸 協(xié)議來檢查分組序列50的分組。優(yōu)選地，控制單元210針對各到達 分組檢驗如下可以包含于分組的報頭內(nèi)的信息五元組源地址、源 端口、目的地地址、目的地端口、傳輸協(xié)議。如果控制單元210發(fā) 現(xiàn)分組擁有控制單元210所不知的五元組，則控制單元210將該分 組歸類為與新會話的分組流相關(guān)聯(lián)。還有可能的是，借助由控制單 元210接收和檢查的對應(yīng)信令消息來識別新會話的分組流。
另外，如果控制單元210發(fā)現(xiàn)分組擁有控制單元210已知的五 元組，則控制單元210意識到該分組不屬于新會話?？刂茊卧?10 區(qū)別三種情況該分組有可能屬于建立好的會話的分組流。作為替 代，該分組可能屬于尚未更新到第一優(yōu)先級級別"hi，，的會話，原因要 么在于它仍然在檢測階段中，要么在于分組流具有與它相關(guān)聯(lián)的擁 塞并且因此沒有獲得升級。
才艮據(jù)檢查結(jié)果，控制單元210將接收的實時分組和對應(yīng)分組流
歸類為與建立好的會話相關(guān)聯(lián)或不相關(guān)聯(lián)。在前一情況下控制單元
"0將第一優(yōu)先級級別"hi，，分配給分組51,在后一情況下控制單元 210將第二優(yōu)先級級別"hi-l，，分配給分組52。例如，第一優(yōu)先級級別
"hi"代表網(wǎng)絡(luò)中的最高優(yōu)先級級別，而第二優(yōu)先級級別"hi-r，代表網(wǎng)
絡(luò)中的第二最高優(yōu)先級級別。優(yōu)選地，控制單元210在各分組的報 頭字段中標記所分配的優(yōu)先級級別。例如，與在差異化服務(wù)(即 DiffServ)中相似，控制單元210使用IPv4分組的報頭中ToS字節(jié) 的或者IPv6分組的IP報頭中等級字段的前六個比特(ToS即服務(wù)類 型;IPv4/6即IP版本4/6 )。
一般而言，網(wǎng)絡(luò)2邊緣上的具有流認知的接入控制器21負責在 正確業(yè)務(wù)等級51和52中對到來分組50進行歸類。總是立即允許新 實時會話的分組流在第二最高優(yōu)先級級別運行。在這一級別，數(shù)據(jù) 流可能是端到端的，但是會話可能受網(wǎng)絡(luò)中其它會話影響。在最低 優(yōu)先級級別處理盡力而為型數(shù)據(jù)，因此不在本說明書的范圍內(nèi)。盡 力而為型業(yè)務(wù)將繼續(xù)到通過經(jīng)證實的交互性業(yè)務(wù)管理如TCP e2e機 制(TCP即傳輸控制協(xié)議；e2e即端到端)來操作。
然后，所標記的分組53被接入控制器21準入到網(wǎng)絡(luò)2。假設(shè)所 標記的分組53在它們的路由路徑上遇到網(wǎng)絡(luò)單元23。可以例如是路 由器或者交換機的網(wǎng)絡(luò)單元23包括用于接收分組53的接口 230。接 口 230將分組53轉(zhuǎn)發(fā)到控制單元233,該控制單元根據(jù)各接收分組 的優(yōu)先級級別標記將各接收分組放入對應(yīng)隊列54、 55中以供進一步 處理。
圖2示出了包括最高優(yōu)先級級別"hi"的分組的第一隊列54和包 括第二最高優(yōu)先級級別"hi-l"的第二隊列55這兩個隊列。只要第一 隊列54不是空的，在處理單元231中就不處理在第一隊列54內(nèi)包 含的分組。第 一隊列54的分組被分配以網(wǎng)絡(luò)2內(nèi)的最高優(yōu)先級級別。 無論何時有未使用的資源可用，都在處理單元232中也處理在第二 隊列55內(nèi)包含的分組。第二隊列55的分組^L分配以網(wǎng)絡(luò)2內(nèi)的第 二最高優(yōu)先級。
網(wǎng)絡(luò)可以不僅僅提供兩個優(yōu)先級等級，比如"hi，，和"hi-r，，而是
將分組歸類在一組更精細的等級如"hi"、 "hi-l"、 "hi-2"、 "hi-3"等中。 類似地，可以在不同分組類型之間劃分網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，并且可以 在各分組類型內(nèi)應(yīng)用單獨的優(yōu)先級方式。例如，網(wǎng)絡(luò)可以在與緊急 呼叫、實時分組、非實時分組有關(guān)的分組與傳送與Web (網(wǎng)絡(luò))下 載有關(guān)的數(shù)據(jù)的分組之間區(qū)分。在這些等級中的各等級內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)可以施行一組等級。然而，為了簡化本發(fā)明的描述，將該描述限 于僅包括兩個不同優(yōu)先級級別即最高優(yōu)先級級別和第二最高優(yōu)先級 級別的示例性系統(tǒng)。有時也提及最高優(yōu)先級級別和第二最高優(yōu)先級 級別，其含義是相同的，即具有不同偏好級別的兩個或者更多優(yōu)先 級等級。
網(wǎng)絡(luò)內(nèi)單元如網(wǎng)絡(luò)單元23通過使用具有優(yōu)先級hi和hi-l的兩個 隊列、并且通過針對在第二最高優(yōu)先級級別隊列hi-l中的分組基于 閾值應(yīng)用某一形式的AQM擁塞信令方法(如ECN、 XCP或VCP) 來處理實時業(yè)務(wù)，這些閾值使用了兩個隊列填充水平的組合(AQM 即活動隊列管理；ECN即顯式擁塞通知；XCP即顯式控制協(xié)議；VCP 即結(jié)構(gòu)可變的擁塞控制協(xié)議)。
接入控制器21監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)單元23中的處理，尤其是監(jiān)視第二最 高優(yōu)先級級別隊列55中的分組是否遇到擁塞事件。例如，接入控制 器在將新會話準入到網(wǎng)絡(luò)2之后監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)單元23 —個限定的時間 段?？梢栽诶缫环昼娀蛘呤昼姷臅r間段過程中維持監(jiān)視。監(jiān)視 維持得越久，則新會話將如何表現(xiàn)、即它會需要多少帶寬就被預(yù)測 得越好，即越精確。
該監(jiān)視還可以在任何網(wǎng)絡(luò)單元中發(fā)生，例如通過檢驗網(wǎng)絡(luò)單元 中提供的隊列的填充水平來發(fā)生監(jiān)視，并且可以將任何擁塞問題報 告給其它相關(guān)網(wǎng)絡(luò)單元，例如接入控制器21、 22。還有可能的是， 網(wǎng)絡(luò)2的邊緣處的接入控制器21 、 22在它們收到與擁塞問題有關(guān)的 信令消息的情況下意識到已經(jīng)出現(xiàn)擁塞問題。在實踐中，網(wǎng)絡(luò)單元 23例如會使用ECN、 XCP或者VCP來標記超出隊列級別的分組。
出口接入控制器22將識別所標記的分組以及它們所歸屬的流，并且 向入口接入控制器21通知經(jīng)歷擁塞的流。
如果第二最高優(yōu)先級級別隊列55中新會話的分組在監(jiān)視時間段 過程中沒有經(jīng)受到擁塞事件，則到達接入控制器21的該會話的新分 組由接入控制器21從第二最高優(yōu)先級級別升級到最高優(yōu)先級級別。 一旦會話升級，新會話就被分配以第一優(yōu)先級級別上的帶寬，該帶 寬取決于在第二優(yōu)先級級別上的監(jiān)視過程中該會話所需的帶寬。
然而，如果第二最高優(yōu)先級級別隊列55中新會話的分組在監(jiān)視 時間段過程中遇到擁塞事件，則到達接入控制器21的會話的新分組 繼續(xù)保持于迄今為止的優(yōu)先級級別，即處于第二最高優(yōu)先級級別。
這意味著可以基于網(wǎng)絡(luò)中的測量擁塞水平將會話升級到最高優(yōu) 先級級別。由此，優(yōu)先級歸類遵循網(wǎng)絡(luò)實際容量和可用資源。優(yōu)選 地，例如在定期的基礎(chǔ)上重復(fù)監(jiān)視以便針對網(wǎng)絡(luò)容量的當前變化來 調(diào)節(jié)將分組處理。在另一優(yōu)選實施例中，執(zhí)行監(jiān)視以檢驗是否可能 在最高優(yōu)先級級別檢測到任何擁塞問題。擁塞問題可能意味著隊列 正在被充滿。
在又 一 優(yōu)選實施例中，同時監(jiān)視在網(wǎng)絡(luò)中考慮的兩個或者更多 優(yōu)先級級別上、優(yōu)選為所有優(yōu)先級級別上的擁塞情形。如果在優(yōu)先 級級別上出現(xiàn)擁塞問題，則將擁塞問題報告給相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)單元，例 如接入控制器。
還有可能的是，即在監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)單元23的隊列中分組流的(接近) 擁塞的情況下，網(wǎng)絡(luò)單元23以(接近)擁塞標記來標記對應(yīng)分組。 一旦所標記的分組到達出口接入控制器22、即在網(wǎng)絡(luò)2的出口處的 接入控制器2，出口接入控制器22就檢測分組上的(接近)擁塞標 記并且用信號向入口接入控制器21、即在網(wǎng)絡(luò)2的入口處的接入控 制器21通報某個流具有關(guān)聯(lián)擁塞。
從包含的所有資源的觀點來看，為了監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)2中的擁塞，需 要將所有現(xiàn)有隊列納入考慮之中。根據(jù)這一實施例，從包括網(wǎng)絡(luò)2 的所有優(yōu)先級級別的全面觀點來看待網(wǎng)絡(luò)2的帶寬資源。
在處理了網(wǎng)絡(luò)單元23中的分組、例如對給定優(yōu)先級級別中的分 組進行路由之后，經(jīng)處理的分組56繼續(xù)去往它們的目的地，并且可 能遇到另 一 網(wǎng)絡(luò)單元，在這里同樣根據(jù)它們的優(yōu)先級級別標記來處 理它們。
一經(jīng)升級，會話就不再受到其它一已建立的或者新的一會話影 響。第二優(yōu)先級分組不會影響第一優(yōu)先級分組的處理。因此，有必 要的是接入控制器安裝和操作帶寬監(jiān)督及速率限制功能。
在一個優(yōu)選實施例中， 一旦系統(tǒng)已經(jīng)判決將新會話升級到第一 優(yōu)先級級別，就對網(wǎng)絡(luò)的建立好的會話施行帶寬速率限制。這些帶 寬限制可以是預(yù)定的或者可以根據(jù)對分組流的觀察來確定。
在本領(lǐng)域中已知的任何帶寬速率限制機制都可以用于在并行運 行的會話之間共享網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬資源。
權(quán)利要求
1.一種在通信網(wǎng)絡(luò)(2)中對與會話相關(guān)聯(lián)的分組流(11，12，50)提供資源準入控制的方法，所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)根據(jù)分配給分組的優(yōu)先級級別來處理所述分組，并且所述優(yōu)先級級別至少包括第一優(yōu)先級級別和第二優(yōu)先級級別，其中所述第一優(yōu)先級級別高于所述第二優(yōu)先級級別，其特征在于所述方法包括如下步驟當與新會話、特別是新實時會話相關(guān)聯(lián)的分組流(12)的分組進入所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)時識別所述分組流(12)；將所述第二優(yōu)先級級別分配給所述識別的分組流，并且在所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)內(nèi)根據(jù)所述第二優(yōu)先級級別來處理所述分組流(12)；測量所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)中的擁塞水平；如果所述測量的擁塞水平保持于預(yù)定的閾值以下，則將與所述新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流(12)的優(yōu)先級級別從所述第二優(yōu)先級級別升級到所述第一優(yōu)先級級別；以及在所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)內(nèi)根據(jù)所述第一優(yōu)先級級別來處理所述分組流(12)直至所述分組流(12)終止。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于基于如下步驟測量 所述擁塞水平監(jiān)視與所述第二優(yōu)先級級別和/或所述第一優(yōu)先級級別上的所有 分組流相關(guān)聯(lián)的擁塞水平。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于基于如下步驟測量 所述擁塞水平在一個預(yù)定的和/或可變的時間段內(nèi)監(jiān)一見與所述識別的分組流相 關(guān)聯(lián)的擁塞水平。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括如下 步驟監(jiān)視與所述識別的分組流相關(guān)聯(lián)的擁塞的出現(xiàn)；以及如果在所述監(jiān)視過程中所述分組流的所述分組都沒有經(jīng)歷擁塞，則將與所述新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流的優(yōu)先級級別從所述第 二優(yōu)先級級別升級到所述第一優(yōu)先級級別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括如下步驟在所述通信網(wǎng)絡(luò)(2 )中監(jiān)視分配給所述第 一 優(yōu)先級級別和/或所 述第二優(yōu)先級級別的隊列的填充水平和/或與所述隊列相關(guān)聯(lián)的實際 數(shù)據(jù)速率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括如 下步驟當在所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)內(nèi)根據(jù)所述第二優(yōu)先級級別來處理與所 述新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流時，監(jiān)視所述分組流的帶寬消耗； 基于所述監(jiān)視的帶寬消耗來設(shè)置單獨業(yè)務(wù)限制；以及 按照所述設(shè)置的業(yè)務(wù)限制來處理升級到所述第一優(yōu)先級級別的 所述分組流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括如 下步驟基于所述分組流在信令消息內(nèi)部的表征或者按照所述分組的報 頭中的地址信息不為控制對所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)的接入的網(wǎng)絡(luò)單元所 知的事實來識別與所述新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流。
8. —種用于在通信網(wǎng)絡(luò)(2)中對與會話相關(guān)聯(lián)的分組流(11, 12, 50)提供資源準入控制的接入控制器(21， 22),所述通信網(wǎng) 絡(luò)(2)才艮據(jù)分配給分組的優(yōu)先級級別來處理所述分組，并且所述優(yōu) 先級級別至少包括第一優(yōu)先級級別和第二優(yōu)先級級別，其中所述第 一優(yōu)先級級別高于所述第二優(yōu)先級級別，其特征在于所述接入控制 器(21, 22)包括控制單元，所述控制單元適于當與新會話、特別是新實時會話相關(guān)聯(lián)的分組流(12)的分組 進入所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)時識別所述分組流(12);將所述第二優(yōu)先級級別分配給所述識別的分組流，并且在所述 通信網(wǎng)絡(luò)(2)內(nèi)根據(jù)所述第二優(yōu)先級級別來處理所述分組流(12); 測量所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)中的擁塞水平；如果所述測量的擁塞水平保持于預(yù)定的閾值以下，則將與所述 新會話相關(guān)聯(lián)的所述分組流(12)的優(yōu)先級級別從所述第二優(yōu)先級 級別升級到所述第一優(yōu)先級級別；以及在所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)內(nèi)根據(jù)所述第一優(yōu)先級級別來處理所述分 組流(12)直至所述分組流(12)終止。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的接入控制器，其特征在于所述控制單 元還適于在準許所述分組接入到所述通信網(wǎng)絡(luò)(2)之前以所述分組 的報頭中的優(yōu)先級級別標識符來標記所述分組。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的接入控制器，其特征在于所述控制 單元還適于對所述第 一 優(yōu)先級級別的分組流施加業(yè)務(wù)限制；以及 如果所述分組流不符合所述業(yè)務(wù)限制則丟棄所述分組流的分組 或者使所述分組流的分組降級。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在通信網(wǎng)絡(luò)中對與會話相關(guān)聯(lián)的分組流提供資源準入控制的方法以及一種用以執(zhí)行這一方法的接入控制器。通信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)分配給分組的優(yōu)先級級別來處理分組。優(yōu)先級級別至少包括第一優(yōu)先級級別和較低的第二優(yōu)先級級別。首先，當與新會話相關(guān)聯(lián)的分組流的分組進入通信網(wǎng)絡(luò)時識別分組流。優(yōu)選地，新會話是實時會話。將第二優(yōu)先級級別分配給所識別的分組流，并在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)根據(jù)第二優(yōu)先級級別來處理分組流。在通信網(wǎng)絡(luò)中測量擁塞水平。如果所測量的擁塞水平保持于預(yù)定的閾值以下，則在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)將與新會話相關(guān)聯(lián)的分組流的優(yōu)先級級別從第二優(yōu)先級升級到第一優(yōu)先級。一經(jīng)升級，就在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)根據(jù)第一優(yōu)先級級別來處理分組流直至分組流終止。
文檔編號H04L12/54GK101115013SQ20071012900
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者A·范厄維日克, A·雷扎基, J·范德恩·阿貝勒, S·屈斯泰, W·范勒厄克維日克 申請人:阿爾卡特朗訊