專利名稱：通信網(wǎng)絡中利用附加的通信量類的網(wǎng)絡接入控制的制作方法
通信網(wǎng)絡中禾,附加的通信量類的網(wǎng)鄉(xiāng)線入控制
本發(fā)明涉及一種用于在禾擁多個網(wǎng)絡組件構成的通信網(wǎng)絡中進行網(wǎng),入 控制的方法、網(wǎng)^制單^卩通信網(wǎng)絡。
目前網(wǎng)絡領域中最重要的發(fā)展是用于傳輸實時通信量(如語音、視頻數(shù)據(jù) 或音 據(jù))的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的進一步發(fā)展。
數(shù)據(jù)網(wǎng)絡領域中的最流行的和使用最多的網(wǎng)絡技^S于借助所謂的IP協(xié)議
(網(wǎng)際協(xié)議)傳輸數(shù)據(jù)分組。這種網(wǎng)絡技術的體要的應用情況敲; 謂的因特網(wǎng)，
其實是其中可以通過彼此相連的網(wǎng)絡(也稱自治系統(tǒng)，英文為autonomous system)實際上在世界范圍內(nèi)交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡復合體(Netzveibund)。傳統(tǒng)他， 面向分組的網(wǎng)絡(如因特網(wǎng))被設置用于在戶/fi胃時'盡力而為(best effort)"范圍 內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，也就是用于在不保證業(yè)務品質特征的情況下的數(shù)據(jù)傳輸。針對在 實時業(yè)務傳輸方面對面向分組的網(wǎng)絡的擴展，必須提供用于保i正業(yè)務品質特征 的機制。
一種用于保證業(yè)務品質特征以通過面向分組的網(wǎng)絡進行傳輸?shù)闹匾椒ㄊ?對、駄網(wǎng)絡并且再次從網(wǎng)絡流出的通信量進行嚴^ 制(英文中，表近'policing (監(jiān)管)"也是常用的)。接著，常常還利用其它措施(例如用于對干擾瞎況作出 快速反應的措施)來擴展接入控制，以便能保i正業(yè)務品質。
在國際專利申請WO2004/021947和WO2004/021648中說明了一種更為新 穎的在面向分組網(wǎng)絡中的接入控制方法。在此，針對要通過分組網(wǎng)絡路由的通 信量確定入口節(jié)點和出口節(jié)點，并且與這些入口節(jié)點和出口節(jié)點相關地執(zhí)行接
入控制。這例如可fflil以下方式實現(xiàn)對在入口節(jié)點與出口節(jié)點之間流動的通
信量進行限制(WO 2004/021647)或者單拠也針對在輸入節(jié)點iaA的通信量和 針對在輸出節(jié)點出來的通信量執(zhí)行控制(WO2004/021648)。 M這種接入控制 可保證在網(wǎng)絡之內(nèi)避免過載隋形并且由ilW業(yè)務品質實現(xiàn)可靠斷言。通過這 種方式，針對在維持業(yè)務品質特征的情況下進行傳輸育樹網(wǎng)絡復合體的各個網(wǎng) 絡或自治系統(tǒng)進行擴展。為此，對于鵬多個網(wǎng)絡的傳輸，還須保證，在各個 網(wǎng)絡之間進行傳輸時同樣保證在這些網(wǎng)絡之內(nèi)所實現(xiàn)的業(yè)務品質特征(在專業(yè)
4行話中又稱為"服務質量(Quality of Service) QoS")。這一方面涉及用于避^M 載的通信量限制，另一方面涉及用于截取干擾或故障的冗余。
一種滿足在這些網(wǎng)絡之間進行傳輸時的質量標準的可能性是在不同網(wǎng)絡之 間設置兩個鞭多鋪路，這^J 各是相互的預留鏈路(Reseivelink)或備用鏈 路，并且同時確定通信量的大小，以致在正常運行時和在不同干擾情形下不出 J販載。這種對不同網(wǎng)絡之間的M或者域間鏈路的處理被證明很難與種網(wǎng) 絡之內(nèi)的接入控制(或域內(nèi)接入控制)相協(xié)調(diào)，因為這兩個問題相互聯(lián)系。接 著，域內(nèi)接入控制中的參數(shù)確定會按照域間情7誠實現(xiàn)。
在針對QoS通信量存在帶寬預留的面向分組通信網(wǎng)絡中，原則上還 存在以下問題在傳輸路線(例如由于線路故障)改變之后在新的路徑上重新 設立預留。在故障與設立新預留之間的這段時間中，盡管采取上述例行程序， 也無制呆證QoS通信量的業(yè)務品質，因為改變線路后的QoS通信量或者作為沒 有區(qū)分優(yōu)先次序的盡力而為通信量(Best-Effort-Verkehr)被引導并且因此必須 與其它盡力而為通信量分享可用帶寬，財卜，改變線路后的QoS通信量棘被 M為QoS通信量，但是在網(wǎng)絡邊緣因為缺乏預留而被丟棄。因而，這兩種情 況tP"SJ極大地損害針對所預留的通信量流的業(yè)務品質。
因此，本發(fā)明所基于的任務在于給出一種用于在由多個網(wǎng)絡組件構成的通 信網(wǎng)絡中進行網(wǎng)絡接入控制的方法、網(wǎng)絡控制單元和通信網(wǎng)絡，該方法、網(wǎng)絡 控制單元和通信網(wǎng)絡至少暫時防iblk務品質由于不可1頓的網(wǎng)絡組件而降低。
根據(jù)本發(fā)明，該任務通過一種在利用多個網(wǎng)絡組件構成的通信網(wǎng)絡中進行 網(wǎng)雜入控制的方法來解決，該方法包括下列步驟
a) 除了沒有區(qū)靴先7嬌的通信量類(特別是盡力而為)和提供QoS的 通信量類之外，弓l入附加的通信量類；
b) 為了傳輸附加的通信量類中的通信量而隨可預定的帶寬；
c) 將附卩的通信量類定位在沒有區(qū)分優(yōu)先次序的通信量類之上和提供 QoS的通信量類之下或與提供QoS的通信量類相同的水平上；以及
d) 允許將可預定的帶寬用于在可預定的離時間內(nèi)傳輸附啲通信量類 中的通信量。
通過這種方式，例如網(wǎng)絡組件故障后出現(xiàn)的"溢出"通信量可持續(xù)預定的持
續(xù)時間在沒有Qos損失的情況下通過新的路徑被路由，;ts有新的成功的預留。
5因此，針對QoS通信量顯著加快域間故P章響應，因為帶寬預留須在重新路由之 后才能被理解。同時，時間上的限制和帶寬限制阻止濫用對附加的通信量類的 接入，由ltbB^方法不可被誤用(komimpierbar)。
在本發(fā)明的有利改進方案中，所述附加的通信量類可供因為由于事件而不 可使用的網(wǎng)絡組件被改變線路的通信量使用。也就是說，如果例如線路故障， 貝嗵過該線路展開的通信量按照缺省被改變分類到附加的通信量類，并在戰(zhàn) 邊界條件下被傳輸。在此，也可以在事先未進行預留的情況下針對該通信量可 4頓敝啲通信穀，由此可特別有效地構造這個通信量的調(diào)度和監(jiān)管。
如果通過剩余網(wǎng)絡傳輸具新的預留的改變標記后的通信量，貝贓網(wǎng)絡組件 故障時能可靠地避免QoS損失。因此，特別適宜的是可預定的,時間的長度 被設計來使得可在不再包括不可供使用的網(wǎng)絡組件的通信網(wǎng)絡中進行新的帶寬 預留。為了確定這個持續(xù)時間，可以例如采用通常對于計算新的接納控制預算 (Admission Control Budget)和預留所需的平均持續(xù)時間。
在本發(fā)明的有利擴展方案中，為了能在監(jiān)管中利用有限帶寬和有限的持續(xù) 時間設立附加的通信量類中的通信量，可借助雙漏桶管制器(Dual Leaky Bucket Policer)給附力啲通信量類分配用于可預定的辦賣時間的有限帶寬，其方式是將 這個雙漏桶管制器的高比特率部分設計為在突發(fā)容差(Burst-Tderanz)低的情 況下將帶寬限制到第一比特率并將雙漏桶管制器的低比特率部分設計為在突發(fā) 容差高的情況下將帶寬限制到第二比特率，其中，第一比特率大于第二比特率。
除了適當?shù)木W(wǎng)絡尺寸確定之外，特別有利的是以如下方式確定接納控制預 算的大小為了傳輸附加的通信量類中的通信量所必需的帶寬被考慮到。由此 能夠以足夠大的概率使偶爾必需的帶寬可供附啲通信量類中的通信量使用， 由此同時阻止具有預留的QoS通信量占滿網(wǎng)絡的旨帶寬。
為了也能與相鄰運營商結算以附卩的通信量類傳輸?shù)耐ㄐ帕?，適宜的是按 容量檢測(erfassen)以附加的通信量l^刑專輸?shù)耐ㄐ帕俊?br> 在另一有利,方案中，附加的通信量類與提供QoS的通信量類可以被同 等對待，而不是對附加的通信量類在提供QoS的通信fi^與沒有區(qū)皿先7， 的通信量類(盡力而為類)之間區(qū)靴先7辨，其中，附加的通信量類中的所 M31的通信量和通信網(wǎng)絡中允許的QoS通信量被設計為最大可供使用的傳輸容 量。正是在維，一邊界劍牛下，才能為了獲得業(yè)務品質而對雙漏桶預算進行相對最佳地調(diào)整。
為了也能以令人滿意的帶寬傳輸未登記的(nicht-angemeldet)通信量，規(guī)定標記附加的通信量類中的附在通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡終端上的未登i3M信量?？商鎿Q;tM者也是補充地，同樣針對到達網(wǎng)絡邊緣的帶有QoS標記的(可是不具有預留的)數(shù)據(jù)分組進行改變標記到附加的通信量類。在此，如果這些數(shù)據(jù)分組在離開最初規(guī)劃的路線的地方被轉交，則可以在之前的通信網(wǎng)絡中已經(jīng)進行這種改變標記。
本發(fā)明的主IK包括一種網(wǎng)絡控制單元，該網(wǎng)絡控制單元具有用于執(zhí)行本
發(fā)明方法的裝置。這樣的網(wǎng)絡控制單元可以M;下列設備給出-
按本發(fā)明方法工作的用于進行通信量限偉iJ/接入控制的設備或者接納控制單元，例如被放置在路由器旁邊的旁側計算機(Beistellrechner)或者取消的資源管理單元、所謂的帶寬代理(Bandwidth Broker)或者路由器中的軟件組件。
網(wǎng)絡管理單元或者網(wǎng)絡控制服務器(Netwoik-Control-Server)，所述網(wǎng)絡控制服務器計算和/或在戰(zhàn)單元中配置接入控制的極限值(所謂的接納控制預算)。
*網(wǎng)絡規(guī)劃工具，該網(wǎng)絡規(guī)劃工 針對給出的通信量確定必需的 容量或者在確定網(wǎng)絡內(nèi)允許的通信量的情況下使用本發(fā)明方法。
(例如網(wǎng)絡管理器中的g在其它位置上的)單元，該單元將改變線路的通信量標iB/改變標記到附卩的通信量類中并針對該通信量的傳輸在預定的持續(xù)時間內(nèi)同意纟含予(einraeumen)批準的帶寬。
此外，本發(fā)明主題還包括一種通信網(wǎng)絡，該通信網(wǎng)絡具有用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的裝置。這種通信網(wǎng)絡尤其是可以包括具有用于執(zhí)行本發(fā)明方法的^g的網(wǎng)絡控制單元。
本發(fā)明的其飾利的艦方案育縱其余的從屬權利要求得知。
借助附圖進一步解釋本發(fā)明的實施例。在此


圖1示出通信網(wǎng)絡的示意亂
圖2示出通信量類在調(diào)度方面區(qū)靴先 嬌的示意圖；以及
圖3示出雙漏桶管串螺的隨的示意圖。
在圖l中示出三個網(wǎng)絡或自治系統(tǒng)AS1、 AS2和AS3。通信量可以ffl^ii緣節(jié)點進出這些網(wǎng)絡。在附圖中示例性地繪出數(shù)個用ER (ER:出口路由器
7(Egress Router))豐斜己的ii^節(jié)點。通常，針對在兩個自治系統(tǒng)(例如AS1和AS2)之間的傳輸^l故障安全性，其方式是分另lHOT這些網(wǎng)絡的兩個邊緣節(jié)點，并且4腿四個節(jié)點中的齡節(jié)點都彼附目連，例如A、 B、 C禾口D。如果現(xiàn)在例如^ilil自治系統(tǒng)AS1和自治系統(tǒng)AS2從邊緣節(jié)點^界點X向邊界點Y傳輸通信量，并且從邊界點Y將該通信量傳輸?shù)阶灾蜗到y(tǒng)AS3中，則邊界點A、B、 C禾D D提供從自治系統(tǒng)AS1到自治系統(tǒng)AS2的域間過渡的故障安全聯(lián)網(wǎng)。如果例如A與C之間的鵬故障，貝僧直接從A向C傳導的通信量現(xiàn)在可間接:W過B或D向C傳導。可是，這種傳統(tǒng)方法帶來以下困難^i4行與網(wǎng)絡相關的允許性限制(Zulaessigkeitsbeschraenkung)鄉(xiāng)管時，應同時考慮可能的干擾情況。也就是說，例如在A與C之間的鏈路故障時，通過B改變線路的通信量不會導致點B中的，。在涉及邊緣節(jié)點皿界點(例如X和A或X和B)進行允許性檢驗的網(wǎng)絡中，這個問翻艮難解決，但是根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在相對簡單地實施。
為此，圖2以示意圖示出通信量類的示例性區(qū)皿先次序，其中利用服務質量預留至QoSn、被布置在其下的附加的ID突發(fā)類EC禾口優(yōu)先7嬌最低的盡力而為類BE對通信量類區(qū)分優(yōu)先 娘。在傳輸帶寬預留方面，優(yōu)先 辨在所示的圖中根據(jù)箭頭P從下向上升高，也就是說，用通信量類Qo&稱己的通信量享有最高業(yè)務品質；相應地，只要在優(yōu)先次序較高的通信量類中還有用于借助路由器R進行傳送的通信ft^待處理，就只有最小帶寬還可供用標記有通信量類BE的通信量4頓?，F(xiàn)在，可以頓信量類EC中防止例如當前通過突發(fā)故障的鏈路L展開的通信量。為此預留的帶寬隨 路L的故障突然消失，并且在不釆用根據(jù)本發(fā)明的預防措施的情況下通常會導致數(shù)據(jù)分組因連接中斷而損失?，F(xiàn)在，根據(jù)戰(zhàn)調(diào)麟取一種策略，其中中斷的通信量的標記例如從QoS^t一被改變到ID突發(fā)類EC，并且該中斷的通信量現(xiàn)在以被保證的帶寬BS在最大持續(xù)時間TT內(nèi)被傳輸。
為此，圖3以示意性形式示出雙漏桶管制器的配置。所同意給予的框架條件在于ID突發(fā)類EC中的分組流只能使用有限帶寬BS，而且也只能在預定的持續(xù)時間TT (耐受時間(Tolerance Time))內(nèi)使用這個有限帶寬。在此，這個預定的持續(xù)時間TT被構M使得在這個又被稱為耐受時間的,時間TT期間可能在相關的網(wǎng)絡AS1、 AS2或AS3中進纟豫的帶寬預留。因此，在事先未進行預留的情況下，特別是在域間過渡中也針對源自其它網(wǎng)絡的通信量實現(xiàn)接入
這個ID突發(fā)類。
下面借助三個實例1至3對這一行為方式進1豫釋。實現(xiàn)雙漏桶t^J器，i^^漏桶管律螺的高比特率部分LBS被設計為在突發(fā)容差PS相對低的情況下將帶寬限制到BS，而該雙漏桶管制器的低比特率部分LBN在突發(fā)容差相對大的情況下被設計到非常低的比特率BN BS，以致在持續(xù)時間TT期間在ID突發(fā)類EC中能以帶寬BS進行傳輸。在此，雙漏桶管葡鵬理解為^^隊列，這個虛擬隊列在每個至腿的分組處被相應占滿，并且以針對管制器所配置的比特率BS、 BN重新被清空。如果虛擬隊列被占滿鼓極限(桶大小)，則丟棄避IJ達的分組。
在實例l中，最上面的圖示出位于ID突發(fā)類中盼'SOS通信量"，該"SOS通信量"的比特率位于有限比特率BS與非常低的比特率BN之間，并且該'SOS通信量"的麟時間短于預定的搟賣時間TT。因而，高比特率部分LBS的水平(Fuellstand)留在相對低的突發(fā)容差PS之下。低比特率部分LBN的水平線性上升，并且隨著SOS通信量的衰減重新下降。最下面的圖示出實際上被傳送的所接受的通信量正好對應于SOS通信量。
在實例2中，SOS通信量的比特率暫時趣過比特率BS。但是，SOS通信量的旨持續(xù)時間還總是小于預定義的持續(xù)時間TT。對于高比特率部分LBS的ZK平，這意歸急劇上升直至突發(fā)容差PS，變化曲線錢SOS通信量衰減到比特率BS之下而保持在該突發(fā)容差PS上，并且該變化曲線此后才以所選的比特率重新下降。低比特率部分LBN再次線性衡臠，并當SOS通信量下降時下降。被接受的通信量現(xiàn)在示出需要解釋的但合乎邏輯的變化曲線。隨著超過SOS通信量的比特率BS，還傳輸該SOS通信量，直到突發(fā)容差PS達到LBS的水平為止。接著，比特率被復位到BS，并且一部分SOS通信量在此損失。隨著低于突發(fā)容差PS ，也重新1:1地傳輸SOS通信量。
實例3現(xiàn)在也與第一實例相聯(lián)系，只是SOS通信量想要求比持續(xù)時間TT更長的持續(xù)時間。在持續(xù)時間TT期間，作為被接受的通信量同延地(inhaltsgleich)傳輸SOS通信量。但是，隨著也被稱為耐受時間的驗時間TT的過去，被接受的通信量也從高比特率BS下降到低比特率BN。但是，如果現(xiàn)
在在持續(xù)時間tt期間在沒有鏈路故障的情況下計算出新的預留，則此^a皮標
9記為ID突發(fā)類中的SOS通信量的通信量例如再次作為QoS類QoS!至QoSn中的常規(guī)QoS通信量被展開。
如在圖3的實例1至3中所示，因此可以在不損失QoS的情況下在持續(xù)時間TT內(nèi)傳輸新提出的ID突發(fā)類EC中的在域間故障后出現(xiàn)的要改變線路的通信量，直至採取成功的新預留策略為止。因此，顯著加速Q(mào)oS通信量的域間故障響應，因為新的帶寬預留在重新路由后才幵始。同時，通自^ffi持續(xù)時間進行時間上柳艮制以及mW ID突發(fā)類EC進行帶寬限制而提出一種有效的方式來將這個類中的通信量保持在可認同的并且輞鵬的界限中。
10
權利要求
1. 一種用于在利用多個網(wǎng)絡組件(A至D，ER，X，Y)構成的通信網(wǎng)絡(AS1，AS2，AS3)中進行網(wǎng)絡接入控制的方法，所述方法包括下列步驟a)除了沒有區(qū)分優(yōu)先次序的通信量類(BE)和提供QoS的通信量類(QoS1至QoSn)之外，引入附加的通信量類(EC)；b)為了傳輸所述附加的通信量類(EC)中的通信量而配置能被預定的帶寬(BS，BN)；c)將所述附加的通信量類(EC)定位在所述沒有區(qū)分優(yōu)先次序的通信量類(BE)之上和所述提供QoS的通信量類(QoS1至QoSn)之下或與所述提供QoS的通信量類(QoS1至QoSn)相同的水平上；以及d)允許將所述能被預定的帶寬用于在能被預定的持續(xù)時間(TT)內(nèi)傳輸所述附加的通信量類(EC)中的通信量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述附加的通信量類(EC) 肖娥因由于事件而不能使用的網(wǎng)絡組件(A至D， ER， X， Y)而改變線路的通 信量艦。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在事先未進行預留的情況下 也針對所i^l信量使用附加的通信量類(EC)。
4. 根據(jù)il^權利要^t—所述的方法，其特征在于，所述能被預定的持續(xù) 時間(TT)的長度被設計來使得在不再包括所述不能4頓的網(wǎng)絡組件(A至D， ER， X， Y)的通信網(wǎng)絡(AS1至AS3)中進4豫的帶寬預留。
5. 根據(jù)上述權利要粒一所述的方法，其特征在于，借助雙漏桶管第幡給 所述附加的通信量類(EC)分配用于所述能被預定的持續(xù)時間(TT)的有限帶 寬，其方式是所《漏桶管制器的高比特率部分(LBS)被設計為在低突發(fā)容 差(PS)的情況下將所述帶寬限制到第一比特率(BS)，并且所述雙漏桶管制 器的低比特率部分(LBN)被設計為在高突發(fā)容差(PN)的情況下將所述帶寬 限制到第二比特率(BN)，其中，所述第一比特率(BS)大于所鄉(xiāng)二比特率 (BN)。
6. 根據(jù)上述權利要&一所述的方法，其特征在于，接納控制預算被確定 大小，所述接納控制預賴慮為了傳輸所述附力啲通信量類(EC)中的通信量所必需的帶寬。
7. 根據(jù)上述權利要粒一所述的方法，其特征在于，按容量檢測以所述附 加的通信量類(EC)傳輸?shù)耐ㄐ帕俊?br> 8. 根據(jù)上述權利要粒一所述的方法，其特征在于，所述附卩的通信量類 (EC)與所述提供QoS的通信量類(QoS!至QoSn)被同樣對待，其中，所述附 加的通信量類(EC)中的所通過的通信量和^^M信網(wǎng)絡中允許的QoS通信量被設計為最大能使用的傳輸容量。
9. 根據(jù)J^y^利要^t一戶員的方法，其特征在于，在所i^il信網(wǎng)絡(ASl 至AS3)的網(wǎng)絡終端(ER)上，未登記的通信量被*琉到所述附加的通信量類 (EC)中。
10. 根據(jù)Jd^權禾腰粒一所述的方法，其特征在于，針對到達網(wǎng)絡邊緣的 帶有QoS |祝的可是不具有預留的 分組，改變標記到所述附加的通信量類 (EC)。
11. 根據(jù)上述權利要fe—所述的方法，其特征在于，如果所述i^分組在 離開最初規(guī)劃的路線的地方被轉交，則在之前的通信網(wǎng)絡中已經(jīng)進^^種改變 標記。
12. —種網(wǎng)絡控制單元，其具有用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至11之一所述的 方法的裝置。
13. —種通信網(wǎng)絡，其具有用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至11之一所述的方法 的裝置。
全文摘要
本發(fā)明所基于的任務在于給出一種用于在由多個網(wǎng)絡組件構成的通信網(wǎng)絡中進行通信量優(yōu)化的方法、網(wǎng)絡控制單元和通信網(wǎng)絡，該方法、網(wǎng)絡控制單元和通信網(wǎng)絡至少暫時防止業(yè)務品質由于不可使用的網(wǎng)絡組件而降低。這個任務通過一種用于在利用多個網(wǎng)絡組件構成的通信網(wǎng)絡中進行網(wǎng)絡接入控制的方法來解決，所述方法包括下列步驟a)除了沒有區(qū)分優(yōu)先次序的通信量類(特別是盡力而為)和提供QoS的通信量類之外，還引入附加的通信量類；b)為了傳輸所述附加的通信量類中的通信量而配置可預定的帶寬；c)將所述附加的通信量類定位于所述沒有區(qū)分優(yōu)先次序的通信量類之上和所述提供QoS的通信量類之下或與所述提供QoS的通信量類相同的水平上；以及d)允許將所述可預定的帶寬用于在可預定的持續(xù)時間內(nèi)傳輸所述附加的通信量類中的通信量。
文檔編號H04L12/54GK101467400SQ200780010936
公開日2009年6月24日 申請日期2007年3月21日 優(yōu)先權日2006年3月30日
發(fā)明者C·格魯伯, J·查辛斯基, T·恩格爾, T·施瓦布 申請人:諾基亞西門子通信有限責任兩合公司