在網(wǎng)絡(luò)中路由數(shù)據(jù)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及:在網(wǎng)絡(luò)中遞送數(shù)據(jù)流的方法，該網(wǎng)絡(luò)包括經(jīng)由適配器連接到網(wǎng)絡(luò)的裝置；用于遞送數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括經(jīng)由適配器被附著到網(wǎng)絡(luò)的裝置的網(wǎng)絡(luò)；以及用于裝置的網(wǎng)絡(luò)的控制器，其中裝置經(jīng)由適配器被附著到網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]出于通信的目的通過彼此耦合或連接裝置的選擇來形成局域網(wǎng)或LAN是已知的?？梢员舜诉B接或耦合的裝置的示例包含計(jì)算機(jī)、臺式機(jī)和膝上型電腦兩者、打印機(jī)、大體上處理信息的電子裝置、以及還有手持裝置諸如移動(dòng)電話、平板裝置和個(gè)人助理。特別地，這樣的網(wǎng)絡(luò)能夠被建立在家庭環(huán)境中，并且包含個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、視頻記錄器、DVD播放器、電視機(jī)機(jī)頂盒和處理對居住在住宅中的人們有用的信息的其它裝置。如由技術(shù)人員已知的，有時(shí)候網(wǎng)絡(luò)中的裝置被稱為節(jié)點(diǎn)。
[0003]裝置之間的物理網(wǎng)絡(luò)的安裝能夠是復(fù)雜的并且要求高深的知識和技能。此外，有時(shí)候在網(wǎng)絡(luò)中提供附加的線纜來接上或耦合裝置既不適當(dāng)也不期望。在這樣的情況下，如果現(xiàn)有的共享網(wǎng)絡(luò)(諸如電力線網(wǎng)絡(luò)、使用現(xiàn)有的同軸電纜或混合式光纖同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)例如DOCSIS網(wǎng)絡(luò)、或總線網(wǎng)絡(luò))中的任何一個(gè)已經(jīng)存在于其中要求裝置的網(wǎng)絡(luò)的物理位置中，則能夠使用這些網(wǎng)絡(luò)來建立網(wǎng)絡(luò)。例如在Md.Mustafizur Rahman等人在2011年7月的 IEEE Communicat1ns Magazine 的頁 183-191 的‘‘Medium Access Control for PowerLine Communicat1ns: An Overview of the IEEE 1901 and ITU-T G.hn Standards，，中描述電力線網(wǎng)絡(luò)。
[0004]共享網(wǎng)絡(luò)具有有限的物理容量，并且將在任何一個(gè)時(shí)間具有由于它正承載的信號引起的有限的帶寬。帶寬不能夠被超出，因此當(dāng)被附著到這樣的共享物理網(wǎng)絡(luò)的裝置試圖在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)彼此遞送數(shù)據(jù)并且在網(wǎng)絡(luò)的共享段中不存在足夠的帶寬時(shí)，信號的遞送被中斷。
[0005]這個(gè)問題能夠通過優(yōu)先化例如通過使用區(qū)分服務(wù)(DiffServ)(如在本領(lǐng)域中已知的那樣)來克服，然而，存在若干不同的優(yōu)先化調(diào)度，并且如果從不同裝置構(gòu)建局域網(wǎng)，則可能是不同裝置使用彼此不同的優(yōu)先化調(diào)度或者在一些情況下根本不使用任何一個(gè)。
[0006]然而，除此之外，在這樣的共享網(wǎng)絡(luò)中裝置經(jīng)由適配器而被連接到網(wǎng)絡(luò)。適配器是相對不太復(fù)雜的裝置，其可以具有或不具有應(yīng)用或執(zhí)行數(shù)據(jù)流的優(yōu)先化的能力。
[0007]因此，確保局域網(wǎng)中的信號遞送是一個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]該問題由在權(quán)利要求中描述的本發(fā)明來解決。
[0009]一組裝置典型地是聯(lián)網(wǎng)的，因?yàn)樵趯⑺鼈凂詈嫌糜跀?shù)據(jù)的傳輸中對于用戶而言存在某一優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)典型地在聯(lián)網(wǎng)的裝置之間傳輸，并且在國內(nèi)環(huán)境中的住宅網(wǎng)絡(luò)的情況下這些裝置將會包含家用計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、用于控制和遞送針對例如電視的廣播內(nèi)容的互聯(lián)網(wǎng)廣播控制器、以及其它裝置。
[0010]網(wǎng)絡(luò)中的裝置典型地使用數(shù)據(jù)的流(即數(shù)據(jù)流)彼此進(jìn)行通信。在該情況下，數(shù)據(jù)流能夠是被用來在裝置之間進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)、信息、或例如位的任何序列。這樣的數(shù)據(jù)流包含傳輸在裝置之間的例程信令而且還有更復(fù)雜的流，例如程序、視頻剪輯和視頻流、游戲程序和音樂流等。
[0011]優(yōu)先化調(diào)度對技術(shù)人員是已知的。優(yōu)先化調(diào)度的典型示例是區(qū)分服務(wù)。替選方案包含來自802.1p的優(yōu)先權(quán)點(diǎn)代碼(PCP)、如在802.1D中指定的并且在IEEE 1901中使用的用戶優(yōu)先權(quán)(user_pr1rity)參數(shù)、在1901 FFT MAC和ITU-T G.hn中的信道訪問優(yōu)先權(quán)或Homeplug信道訪問(CA)優(yōu)先權(quán)。優(yōu)先化方案使用優(yōu)先權(quán)參數(shù)來指示數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)流之間的相對優(yōu)先權(quán)。在一些文獻(xiàn)中，優(yōu)先權(quán)參數(shù)被稱為QoS或服務(wù)質(zhì)量參數(shù)并且優(yōu)先權(quán)方案被稱為QoS控制。
[0012]如技術(shù)人員已知的那樣，優(yōu)先權(quán)參數(shù)的使用允許一個(gè)數(shù)據(jù)流優(yōu)先于另一個(gè)數(shù)據(jù)流。典型地，這意味著具有更高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)流將在更低優(yōu)先權(quán)的流之前被遞送。實(shí)際上，具有更高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)被允許在更低優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)之前訪問帶寬。如果更高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)功能上用完帶寬，則其它數(shù)據(jù)可能根本不被遞送或者可能僅被部分地遞送。如技術(shù)人員已知的那樣，優(yōu)先權(quán)調(diào)度(另外被稱為優(yōu)先權(quán)方案)允許一個(gè)數(shù)據(jù)流被給予優(yōu)于另一個(gè)的通行權(quán)。
[0013]如技術(shù)人員已知的那樣，將優(yōu)先權(quán)給予某一數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)流動(dòng)是多步驟過程。首先，必須確定特定流或流動(dòng)的優(yōu)先權(quán)。為此，可能從查找表、數(shù)據(jù)庫或其它數(shù)據(jù)表或存儲器必須首先識別流并且然后識別正確的優(yōu)先權(quán)。典型地，某些類型的流動(dòng)將被給予優(yōu)于其它類型的優(yōu)先權(quán)。優(yōu)先權(quán)的分配正常在方案內(nèi)以某種方式來正規(guī)化。例如，視頻或語音業(yè)務(wù)將正常具有優(yōu)于文件下載的優(yōu)先權(quán)。照此，如果視頻或語音流被識別，則它將是由于比比如說升級的下載更高的優(yōu)先權(quán)。在另一個(gè)示例中，如果VoIP會話被發(fā)起，則語音業(yè)務(wù)可以要求優(yōu)于所有其它類型的業(yè)務(wù)的優(yōu)先權(quán)，使得參與者之間的實(shí)時(shí)討論能夠在沒有過度的延遲或中斷的情況下進(jìn)行?？商娲兀瑑?yōu)先權(quán)可以被分配到某些裝置或某些類型的裝置或某些程序。
[0014]第二，識別的優(yōu)先權(quán)必須被分配到數(shù)據(jù)流。這典型地通過優(yōu)先權(quán)參數(shù)的分配來完成，典型地通過將參數(shù)插入到數(shù)據(jù)流中(正常到數(shù)據(jù)流的報(bào)頭中)來完成。例如，在區(qū)分服務(wù)中，優(yōu)先權(quán)使用被稱為區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)或DSCP的索引來標(biāo)記。
[0015]第三，優(yōu)先權(quán)必須被執(zhí)行。這能夠例如并且如將會由技術(shù)人員已知的那樣通過優(yōu)先權(quán)排隊(duì)技術(shù)來完成，在該優(yōu)先權(quán)排隊(duì)技術(shù)中裝置讀取附著到數(shù)據(jù)流的優(yōu)先權(quán)參數(shù)并且按它們的插入的優(yōu)先權(quán)參數(shù)的順序來對數(shù)據(jù)流進(jìn)行排隊(duì)。在這樣的情況下，含有更高優(yōu)先權(quán)參數(shù)的流將在隊(duì)列中被放置在具有更低優(yōu)先權(quán)參數(shù)的流前面。
[0016]然而，不是網(wǎng)絡(luò)中的所有裝置將必要地所有都使用優(yōu)先化的方法，或者所有必要地使用相同的方法。
[0017]即使網(wǎng)絡(luò)中的所有裝置能夠依賴于使用優(yōu)先化和所有使用相同的方案兩者，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)使用共享網(wǎng)絡(luò)來形成時(shí)附加問題也出現(xiàn)。
[0018]網(wǎng)絡(luò)中的使用共享網(wǎng)絡(luò)段的裝置經(jīng)由適配器來連接到網(wǎng)絡(luò)。適配器在兩種類型的網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)換信號并且因此能夠在局域網(wǎng)和比如說共享網(wǎng)絡(luò)段上的裝置之間轉(zhuǎn)換信號。有時(shí)候適配器被建立到裝置中，在該情況下適配器允許裝置具有到共享段的直接連接。在網(wǎng)絡(luò)使用電力線技術(shù)的情況中，例如，適配器典型地將會是電力線適配器。其它形式的共享網(wǎng)絡(luò)將會要求其它形式的適配器。適配器通常是相對不太復(fù)雜的裝置并且不存在適配器將能夠應(yīng)用優(yōu)先權(quán)執(zhí)行的保證。因此，出現(xiàn)以下問題:網(wǎng)絡(luò)中的裝置可以能夠優(yōu)先化數(shù)據(jù)流，但是數(shù)據(jù)流經(jīng)過其饋入網(wǎng)絡(luò)的適配器可以不能夠優(yōu)先化數(shù)據(jù)流。
[0019]在用這樣的網(wǎng)絡(luò)(例如電力線通信網(wǎng)絡(luò)或同軸電纜網(wǎng)絡(luò))出現(xiàn)的另外的問題中，網(wǎng)絡(luò)中的所有電線或電纜被互連并且因此構(gòu)成共享介質(zhì)。進(jìn)入到電線或電纜中任何一個(gè)上的任何信號將到達(dá)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有其它點(diǎn)。這意味著帶寬必須潛在地在不同數(shù)據(jù)流當(dāng)中被共享并且比如說因?yàn)槠渌盘栒加镁W(wǎng)絡(luò)中的帶寬而具有減少可用于一個(gè)信號的帶寬的可能性。
[0020]所有這些問題能夠通過經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)裝置重新路由業(yè)務(wù)流動(dòng)來解決，該單個(gè)裝置被選擇以操作為針對網(wǎng)絡(luò)的控制器，并且其中比如說優(yōu)先化或減少的帶寬的問題能夠被解決。
[0021]如果所有數(shù)據(jù)流在被路由到數(shù)據(jù)流的預(yù)期接收者之前被重新路由到控制器，則控制器能夠監(jiān)督和管理優(yōu)先化功能。承擔(dān)的這樣的功能包含確定優(yōu)先權(quán)、插入優(yōu)先權(quán)參數(shù)、轉(zhuǎn)變優(yōu)先權(quán)參數(shù)并且執(zhí)行優(yōu)先化，并且所有這些功能能夠在必要時(shí)并且如果必要的話被承擔(dān)。
[0022]然而，控制器也經(jīng)由適配器被附著到網(wǎng)絡(luò)。由控制器承擔(dān)的責(zé)任取決于在控制器的自己的適配器中可用的功能性。如果控制器適配器被編程或另外知道在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用的所有優(yōu)先化方案或技術(shù)(或者被用在重新路由到控制器的數(shù)據(jù)流中的至少那些)的功能性，則出現(xiàn)本發(fā)明的兩個(gè)主要的實(shí)施例。然而，優(yōu)選的實(shí)施例的工作取決于在數(shù)據(jù)流被路由到控制器之前優(yōu)先權(quán)參數(shù)的內(nèi)容是否已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)裝置處被插入到數(shù)據(jù)流中。
[0023]本發(fā)明涉及在網(wǎng)絡(luò)中遞送數(shù)據(jù)流的方法。網(wǎng)絡(luò)典型地包括經(jīng)由適配器被連接到網(wǎng)絡(luò)的裝置，并且至少一些裝置被編程以使用相應(yīng)的優(yōu)先權(quán)參數(shù)類型的優(yōu)先權(quán)參數(shù)值來指示數(shù)據(jù)流的優(yōu)先權(quán)。技術(shù)人員知道優(yōu)先權(quán)參數(shù)類型。一個(gè)裝置操作為控制器，實(shí)際上被指定為控制器和控制器適配器，即經(jīng)過其控制器耦合到網(wǎng)絡(luò)的適配器，被配置成依據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流內(nèi)使用的所有優(yōu)先權(quán)參數(shù)類型對數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先權(quán)執(zhí)行，或者被配置成依據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流內(nèi)使用的至少一個(gè)但不是所有的優(yōu)先權(quán)參數(shù)類型對數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先權(quán)執(zhí)行，或者不被配置成依據(jù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用的任何優(yōu)先權(quán)參數(shù)類型優(yōu)先化數(shù)據(jù)流。在方法中，優(yōu)先權(quán)參數(shù)被插入到網(wǎng)絡(luò)中的裝置中的數(shù)據(jù)流中，并且數(shù)據(jù)流在裝置處被引入到網(wǎng)絡(luò)中。這將經(jīng)過這些裝置處的適配器出現(xiàn)。這些數(shù)據(jù)流是用于遞送到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的相應(yīng)的目的地址。然而，代替被直接地尋址到它們的相應(yīng)的目的地址或最終目的地址，數(shù)據(jù)流首先被路由到控制器。這能夠通過下述來執(zhí)行:首先將數(shù)據(jù)流尋址到控制器并且將每個(gè)流的預(yù)期的最終目的地址進(jìn)一步插入到數(shù)據(jù)流的每個(gè)分組的報(bào)頭下面。如技術(shù)人員將會領(lǐng)會的那樣，這能夠意味著將分組尋址到一個(gè)層上的控制器并且將分組尋址到另一個(gè)層中的預(yù)期的目的地。特別地，分組能夠在比被用來將分組尋址到控制器的層更低的層處被尋址到它們的預(yù)期的目的地。作為替代方案，裝置能夠建立它本身與控制器之間的IP通道，如技術(shù)人員將會知道的那樣，或者網(wǎng)絡(luò)能夠用以控制器裝置為中心的星型拓?fù)浔唤⒃贗P層上。
[0024]在控制器適配器被配置成依據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流內(nèi)使用的所有優(yōu)先權(quán)參數(shù)類型對數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先權(quán)執(zhí)行的情況下，一旦分組已