專(zhuān)利名稱(chēng)：控制數(shù)據(jù)通信會(huì)話(huà)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，特別涉及在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)通信會(huì)話(huà)和包含數(shù)據(jù)通信會(huì)話(huà)的單一流的控制。
背景技術(shù)：
大型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包括由諸如交換機(jī)、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)和路由器等設(shè)備互連的多重網(wǎng)絡(luò)。一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠單獨(dú)執(zhí)行所有這些功能。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要用途為從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端或用戶(hù)端向另一個(gè)終端傳輸數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括專(zhuān)門(mén)的模塊，用于確保數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地之間的最優(yōu)路徑準(zhǔn)確和有效地傳輸。對(duì)數(shù)據(jù)以多個(gè)綁定(bundles) 或數(shù)據(jù)包(packets)的形式進(jìn)行傳輸或轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)符合一定的協(xié)議，諸如網(wǎng)際協(xié)議版本4 (IPv4或IP)或多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)。目前，大型IP網(wǎng)絡(luò)很少只受單獨(dú)一個(gè)權(quán)限的控制，而是多個(gè)獨(dú)立控制和管理的網(wǎng)絡(luò)被連接在一起。如梅特卡夫法則(Metcalfe)那樣，網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值隨與其連接的其它網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量而以指數(shù)方式增長(zhǎng)。當(dāng)IP網(wǎng)絡(luò)被連接在一起時(shí)，相互連接的接口必須具有一定功能。 這些功能使各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理員能夠控制他們各自的網(wǎng)絡(luò)被其它網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)的方式，由此對(duì)其它網(wǎng)絡(luò)保密某些信息。在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠檢測(cè)每個(gè)數(shù)據(jù)包頭部中的字段，該字段將多個(gè)數(shù)據(jù)包關(guān)聯(lián)成為一個(gè)整體，通常被稱(chēng)為流。能夠識(shí)別數(shù)據(jù)流和維持必要的流狀態(tài)信息的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被稱(chēng)為流感知型或流狀態(tài)型設(shè)備。流中的數(shù)據(jù)包經(jīng)常作為有兩個(gè)終端參與的特定會(huì)話(huà)的一部分在兩個(gè)終端之間傳輸。如果單一流或多個(gè)流通過(guò)控制協(xié)議信號(hào)信息、或通過(guò)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)中的簽名相關(guān)，則其可與會(huì)話(huà)關(guān)聯(lián)。該流-會(huì)話(huà)的關(guān)聯(lián)存在于網(wǎng)關(guān)路由器等的會(huì)話(huà)感知型設(shè)備。會(huì)話(huà)的一個(gè)實(shí)際例子可以是用戶(hù)“播放器”計(jì)算機(jī)與視頻“服務(wù)器”計(jì)算機(jī)之間的視頻會(huì)話(huà)，后者起到視頻庫(kù)的功能。在視頻會(huì)話(huà)中，視頻用戶(hù)端和服務(wù)器可以具有針對(duì)視頻部分和音頻部分的分開(kāi)的流。一個(gè)單獨(dú)的視頻會(huì)話(huà)可以是包含發(fā)往網(wǎng)絡(luò)中不同終端的上百個(gè)視頻和音頻流所組成的多方會(huì)話(huà)視頻會(huì)議應(yīng)用的一部分。視頻會(huì)議信號(hào)協(xié)議諸如會(huì)話(huà)初始化協(xié)議(Session Initiation Protocol :SIP)能夠提供用于將發(fā)到各個(gè)視頻會(huì)話(huà)的流關(guān)聯(lián)的網(wǎng)關(guān)路由機(jī)制。一個(gè)多功能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠利用一個(gè)單獨(dú)的物理單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)， 感知流，感知會(huì)話(huà)。網(wǎng)關(guān)也能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換。兩個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)可以使用不同的協(xié)議，比如IP版本4和6，需要將網(wǎng)關(guān)功能在這兩個(gè)協(xié)議之間轉(zhuǎn)換。例如，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可能希望對(duì)于其它網(wǎng)絡(luò)隱藏某些用戶(hù)的地址。網(wǎng)關(guān)能夠提供網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(“NAT”)或網(wǎng)絡(luò)地址協(xié)議轉(zhuǎn)換(“NAPT”)
3功能。網(wǎng)關(guān)的另一個(gè)作用為啟動(dòng)或終止封裝數(shù)據(jù)包到附加的頭部分的通道，以便透明地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)段。這樣的應(yīng)用在每個(gè)需要進(jìn)行IPv4-IPv6轉(zhuǎn)換或IPv6-IPv4轉(zhuǎn)換的流上維持流的狀態(tài)。這樣的應(yīng)用也可以包括維持會(huì)話(huà)狀態(tài)信息，使來(lái)自共同源地址或目標(biāo)地址的多個(gè)流歸于單個(gè)“用戶(hù)(subscriber) ”或“終端使用者”會(huì)話(huà)之下。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢測(cè)到流的存在后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行關(guān)于該流的多種功能(以下，稱(chēng)為 “流狀態(tài)功能”、“流狀態(tài)監(jiān)視”或“流狀態(tài)控制”)，比如報(bào)告該流相關(guān)的統(tǒng)計(jì)量(例如，該流中被傳送的數(shù)據(jù)量，該流存在的持續(xù)時(shí)間)或監(jiān)視該流是否超出分配給該流或與該流相關(guān)的會(huì)話(huà)的服務(wù)等級(jí)協(xié)議(SLA)帶寬。如果超出SLA的帶寬，該流中的一些數(shù)據(jù)可能被丟棄來(lái)將該流恢復(fù)到協(xié)議帶寬的限制下。在一些情形下，例如IPv4的源或目標(biāo)地址等數(shù)據(jù)包頭部的靜態(tài)字段足夠使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備啟動(dòng)或禁止所希望的流狀態(tài)功能。但在另外的情形下，啟動(dòng)或禁止所希望的流狀態(tài)功能的判斷可能僅需要查找一些數(shù)據(jù)包中的頭部字段。在進(jìn)一步另外的一些情形下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢查與流或與該流相關(guān)的會(huì)話(huà)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包和傳輸特性，比如被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的大小、 被傳輸?shù)乃俾省⒒蛘吡骰驎?huì)話(huà)存在的持續(xù)時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也可使用不同的控制或路徑協(xié)議， 比如，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)或SIP，交換與“帶外”的會(huì)話(huà)及其流相關(guān)的信息。由關(guān)于進(jìn)行中的終端對(duì)終端會(huì)話(huà)的控制協(xié)議取得的信息能夠用來(lái)以前述的方式監(jiān)視或控制會(huì)話(huà)的特征。流感知型和會(huì)話(huà)感知型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠識(shí)別和響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和會(huì)話(huà)及流自身的條件的變化。要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是，這些流和會(huì)話(huà)存在于網(wǎng)絡(luò)的程度，以及它們的動(dòng)態(tài)性質(zhì) (dynamic nature)(例如，有多少流和會(huì)話(huà)與網(wǎng)絡(luò)連接和斷開(kāi))尺度。要為成千上萬(wàn)的這些事件以及數(shù)百萬(wàn)同時(shí)發(fā)生的流和會(huì)話(huà)維持狀態(tài)信息的流感知型和會(huì)話(huà)感知型路由器需要數(shù)量龐大的硬件和軟件資源及容量。在現(xiàn)有技術(shù)中，改進(jìn)網(wǎng)關(guān)功能所亟待解決的問(wèn)題是設(shè)計(jì)必要的功能的尺度。網(wǎng)關(guān)功能通常必須應(yīng)用于數(shù)據(jù)包流中的每個(gè)數(shù)據(jù)包。網(wǎng)關(guān)必須快速地工作，因?yàn)槿粞訒r(shí)超出一定范圍將導(dǎo)致受到影響的會(huì)話(huà)失敗。特別是對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用，例如，交互式聲音和視頻， 這一問(wèn)題更為突出。另外，網(wǎng)關(guān)必須將跨過(guò)多個(gè)單一接口的多個(gè)會(huì)話(huà)多重化。網(wǎng)關(guān)必須為每個(gè)數(shù)據(jù)包查找與會(huì)話(huà)關(guān)聯(lián)的信息、向數(shù)據(jù)包適用與該信息相關(guān)的指令、更新與數(shù)據(jù)包相關(guān)的會(huì)話(huà)配置信息、向目的地發(fā)送數(shù)據(jù)包。因?yàn)闀?huì)話(huà)參數(shù)由于配置的改變或會(huì)話(huà)控制協(xié)議狀態(tài)的改變而可能隨時(shí)改變，網(wǎng)關(guān)必須能夠快速更新會(huì)話(huà)環(huán)境(session context)。需要一種用于更新所希望的流性能的“帶內(nèi)”機(jī)制，或會(huì)話(huà)中的“處理”，以便其能夠隨當(dāng)今的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)中需要的流和會(huì)話(huà)的數(shù)量以及連接和斷開(kāi)連接的數(shù)量而高度擴(kuò)展?，F(xiàn)有的技術(shù)通常在數(shù)據(jù)和控制層之間使用共享內(nèi)存來(lái)通信流狀態(tài)的改變。然而， 使用直接“注入”更新信息到數(shù)據(jù)路徑，來(lái)方便流狀態(tài)信息改變的方法和裝置對(duì)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和分類(lèi)等其它功能只有有限的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種方法和裝置，其適用于存在于大型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的、流感知型和會(huì)話(huà)感知型網(wǎng)絡(luò)傳輸流(traffic)的路由、切換或網(wǎng)關(guān)設(shè)備，或者一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視的設(shè)備。流感知型和會(huì)話(huà)感知型路由、切換、網(wǎng)關(guān)，或監(jiān)視設(shè)備能夠使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸流(traffic)通過(guò)，在監(jiān)視設(shè)備的情形下，如果傳輸在上游節(jié)點(diǎn)被鏡像或復(fù)制，該傳輸可以終止于該監(jiān)視設(shè)備，而使得該傳輸?shù)囊粋€(gè)副本傳給被分配的目的地、一個(gè)副本被傳給監(jiān)視設(shè)備來(lái)搜集關(guān)于該傳輸流的統(tǒng)計(jì)量和/或特征。本發(fā)明的設(shè)備可編程、可配置，具有專(zhuān)門(mén)的軟件和硬件來(lái)提供配置和執(zhí)行所需要的流和會(huì)話(huà)的狀態(tài)監(jiān)視和控制功能的手段。本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可包括三個(gè)基本的功能模塊1.數(shù)據(jù)層其進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、分類(lèi)、簽名識(shí)別、和流狀態(tài)維持(即，“流感知型”)， 其能夠以有限的碼復(fù)雜度以及存儲(chǔ)元件被優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高速和確定的運(yùn)行速度。2.控制層其為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠使用的專(zhuān)門(mén)的控制和路由協(xié)議維持會(huì)話(huà)狀態(tài)信息 (即，“會(huì)話(huà)感知型”)，以與其它設(shè)備通信，并能以大的可利用的存儲(chǔ)器和不確定的碼運(yùn)行速度針對(duì)碼復(fù)雜度被優(yōu)化。3.管理層其配置和管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并可被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)人-機(jī)交互的靈活性。配置信息能夠被下傳給數(shù)據(jù)層和控制層，并能夠命令每一層如何管理和控制流和會(huì)話(huà)狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)包傳輸流進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)層硬件和軟件能夠識(shí)別數(shù)據(jù)包頭部中的字段和數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部中的簽名。數(shù)據(jù)層硬件和軟件將數(shù)據(jù)包的序列或數(shù)據(jù)包流(stream)指定為流(flow)的一部分。頭部的字段或簽名的數(shù)據(jù)層的識(shí)別能夠引發(fā)一個(gè)傳遞到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制層的事件。一旦控制層通過(guò)數(shù)據(jù)層得知該流的存在，其可基于靜態(tài)配置信息或動(dòng)態(tài)事件響應(yīng)機(jī)制， 修改該流所屬的會(huì)話(huà)的數(shù)據(jù)層的處理。通過(guò)控制協(xié)議信息的交換引發(fā)這些事件響應(yīng)機(jī)制。 事件響應(yīng)也可以由于流或會(huì)話(huà)自身特征改變而引起，例如越過(guò)一定的閾值、或與由配置或控制協(xié)議信息交換定義的某個(gè)二級(jí)或三級(jí)簽名模式匹配?？刂茖幽軌蛲ㄟ^(guò)將帶內(nèi)消息發(fā)送到應(yīng)用于會(huì)話(huà)的特定的流的數(shù)據(jù)層來(lái)修改數(shù)據(jù)層流處理。這些消息可在流的存在期內(nèi)重復(fù)發(fā)送，從而多次修改同一個(gè)流的狀態(tài)信息，或在流的存在期內(nèi)在不同時(shí)段修改流狀態(tài)信息的不同片段。這是本發(fā)明的方法和裝置的一個(gè)特征對(duì)數(shù)據(jù)層流狀態(tài)進(jìn)行會(huì)話(huà)感知型控制層的修改。


圖1為本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的高層階概要圖；圖Ia為數(shù)據(jù)包的說(shuō)明圖；圖2為數(shù)據(jù)包流進(jìn)入數(shù)據(jù)層處理元件和數(shù)據(jù)包相關(guān)的流狀態(tài)的建立的說(shuō)明圖；圖3為表示本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中流和會(huì)話(huà)層級(jí)的圖表；圖4為本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要內(nèi)部元件的說(shuō)明圖；圖5為向流添加狀態(tài)信息的各數(shù)據(jù)層元件的說(shuō)明圖；圖6為控制層會(huì)話(huà)狀態(tài)信息和控制協(xié)議狀態(tài)信息的說(shuō)明圖；圖7為表示控制層如何更新由流過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)包的流建立的流狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖8為可實(shí)現(xiàn)圖1 7所示的系統(tǒng)和方法的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 8說(shuō)明本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法的各實(shí)施方式。如圖1所示，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)100具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102，比如交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、路由器或其它任何已知的和/或適宜的設(shè)備。設(shè)備102能夠從發(fā)起源106向指定的目的地106，或向使用諸如網(wǎng)際協(xié)議版本4(IP v4)或其它任何已知的和/或適宜的協(xié)議的互連線(xiàn)路110上的目的地發(fā)送基于數(shù)據(jù)包的傳輸流(traffic) 104。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包104的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102也可作為網(wǎng)絡(luò)中繼102。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)100的運(yùn)營(yíng)者可能對(duì)知道網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包傳輸流104的類(lèi)型和范圍感興趣。網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)者還會(huì)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者與源與目的地設(shè)備106之間達(dá)成一致的服務(wù)級(jí)別、并且/或者基于其它任何已知和/或適當(dāng)?shù)脑?，?duì)于一定類(lèi)型的傳輸流104給予優(yōu)惠處理(例如，增加帶寬)或施以懲罰處理(例如，丟棄超出一定帶寬閾值的數(shù)據(jù)包)很有用。此外，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者也可自主地對(duì)終端用戶(hù)106的流108的類(lèi)型分類(lèi)，并對(duì)這些被分類(lèi)的流108的類(lèi)型給予優(yōu)惠或懲罰處理。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者還可在網(wǎng)絡(luò)，比如路由器網(wǎng)關(guān)114或其它任何已知和/或適宜設(shè)備的會(huì)話(huà)感知型節(jié)點(diǎn)中，對(duì)一定類(lèi)型的會(huì)話(huà)112給予優(yōu)惠或懲罰處理。在上述情況和例子中，使用本方法的機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102能夠在流108 的存在期間對(duì)傳輸流進(jìn)行識(shí)別，并且/或者將其分類(lèi)到流108和/或維護(hù)歷史狀態(tài)信息。如圖Ia所示，數(shù)據(jù)包104包括數(shù)據(jù)包頭部118中固定的預(yù)定義的字段116和包數(shù)據(jù)122中未固定的公知簽名120，其不僅能夠唯一識(shí)別源和目的地設(shè)備106，也能夠唯一地識(shí)別正在設(shè)備問(wèn)進(jìn)行處理的流108。而且，改變數(shù)據(jù)包頭部118字段來(lái)“標(biāo)記”(marking)數(shù)據(jù)包104，可作為另一種可以應(yīng)用的處理的類(lèi)型，下游網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102可利用該處理類(lèi)型將其自身獨(dú)特處理應(yīng)用于數(shù)據(jù)包104。因?yàn)橄朐跀?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)100中看到并調(diào)整數(shù)據(jù)包傳輸流104，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者可配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102以對(duì)數(shù)據(jù)包傳輸流104進(jìn)行識(shí)別、分類(lèi)和處理。如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102的管理層200可方便配置，以便操縱載體(bearer)的元件實(shí)時(shí)控制傳輸流104，數(shù)據(jù)層204和控制層202分別對(duì)數(shù)據(jù)包傳輸流104執(zhí)行需要的操作。數(shù)據(jù)層204的配置信息208包括識(shí)別指定的傳輸流104的類(lèi)型或模式的“識(shí)別”的詳細(xì)信息?？刂茖?02的配置信息206包括“識(shí)別”和“處理”的詳細(xì)信息。控制層202對(duì)數(shù)據(jù)層204提供觸發(fā)機(jī)制來(lái)從流狀態(tài)408 的創(chuàng)建時(shí)間(例如當(dāng)數(shù)據(jù)包104第一次被識(shí)別時(shí))所建立的缺省信息412更改與流108中的數(shù)據(jù)包104相關(guān)的狀態(tài)信息。當(dāng)控制層202和數(shù)據(jù)層204配置好時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連線(xiàn)路110的載體和控制數(shù)據(jù)包104進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100。可編程并可配置的數(shù)據(jù)層處理元件410掃描數(shù)據(jù)包104，尋找預(yù)先定義的數(shù)據(jù)包頭部字段400和/或動(dòng)態(tài)包數(shù)據(jù)簽名404，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)包104所屬的流108進(jìn)行分類(lèi)。靜態(tài)頭部字段400可被存儲(chǔ)于流狀態(tài)存儲(chǔ)元件408且能夠在流108中與其它具有相同的頭部字段400的數(shù)據(jù)包104關(guān)聯(lián)。此外，包數(shù)據(jù)簽名404可存在于為流接收到的“原始”或“第一”數(shù)據(jù)包104中，因而該數(shù)據(jù)包的頭部靜態(tài)字段400是將數(shù)據(jù)包104與流108 關(guān)聯(lián)的主要機(jī)制。流108的“原始”或“第一”數(shù)據(jù)包104還可經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)路徑處理元件410。 數(shù)據(jù)路徑處理器416提取至少一些數(shù)據(jù)包頭部字段400并將其存儲(chǔ)到流狀態(tài)存儲(chǔ)器元件 408。另外，數(shù)據(jù)路徑處理器416也可訪(fǎng)問(wèn)流狀態(tài)存儲(chǔ)元件408來(lái)初始創(chuàng)建并存儲(chǔ)流108的狀態(tài)信息。數(shù)據(jù)路徑處理器416從一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器獲取關(guān)于流108的信息。轉(zhuǎn)發(fā)信息存儲(chǔ)器422存儲(chǔ)下一跳102的識(shí)別符和/或作為流狀態(tài)418的一部分的專(zhuān)用協(xié)議封裝信息。利用策略路由(PBR)中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包頭部字段400，或者使用單一字段400、比如IP目的地訪(fǎng)問(wèn)前綴(在IPv4最長(zhǎng)前綴匹配查詢(xún)的情況下)或MPLS標(biāo)簽(在MPLS數(shù)據(jù)包402 的情況下)的信息可獲得上述信息。此外，配置信息存儲(chǔ)器420存儲(chǔ)期望僅應(yīng)用于專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102組的、專(zhuān)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102的信息。缺省流108超時(shí)間隔可作為“節(jié)點(diǎn)專(zhuān)用”的信息等的一個(gè)例子。分類(lèi)信息存儲(chǔ)器4M獲取流108專(zhuān)用的數(shù)據(jù)包處理信息504。作為流108專(zhuān)用的分類(lèi)信息有，例如，拒絕或接受服務(wù)的處理、服務(wù)等級(jí)協(xié)議 (例如，為流108的最大帶寬)、流108所屬的用戶(hù)或終端用戶(hù)組、所使用的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先序列、和刻度(peg)計(jì)數(shù)器的識(shí)別符。將多個(gè)數(shù)據(jù)包頭部字段400作為唯一識(shí)別符對(duì)存儲(chǔ)器4M做索引。它們可以是相同的用于識(shí)別流108的字段，或數(shù)據(jù)包104中的其它靜態(tài)或動(dòng)態(tài)字段(比如差分服務(wù)代碼點(diǎn)或DSCP)。需要注意的是，雖然轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)器422和分類(lèi)存儲(chǔ)器4M可使用類(lèi)似的數(shù)據(jù)包頭部字段400來(lái)索引各自的存儲(chǔ)器，但由各存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)(如分別為下一跳識(shí)別符500和初始數(shù)據(jù)包處理502)產(chǎn)生的信息實(shí)際上是唯一的。本發(fā)明中， 帶內(nèi)流狀態(tài)418的更新機(jī)制可在流108的存在期的任意時(shí)刻更新流狀態(tài)信息418的任何部分。多流108可以是單一的會(huì)話(huà)112的一部分。由于控制層202可維護(hù)控制協(xié)議狀態(tài)信息 608和關(guān)于會(huì)話(huà)112的配置信息206，因此控制層202對(duì)于會(huì)話(huà)112是可見(jiàn)的。此外，控制層202還可維護(hù)會(huì)話(huà)狀態(tài)信息610，該會(huì)話(huà)狀態(tài)信息610包括用于帶內(nèi)更新700數(shù)據(jù)層204 流狀態(tài)418所必需的流信息612?？刂茖?02中的控制處理器600具有配置在其本地存儲(chǔ)器中的策略610?？刂铺幚砥飨蛞活?lèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102發(fā)送消息，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102例如是使用標(biāo)準(zhǔn)的、直徑協(xié)議(Diameter)、介質(zhì)網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(Megaco/H. M8)、和遠(yuǎn)程用戶(hù)撥號(hào)認(rèn)證服務(wù)(RADIUS)、或其它任何已知的和/或適當(dāng)?shù)膮f(xié)議控制協(xié)議614等的策略服務(wù)器。控制處理器600參與或訪(fǎng)問(wèn)視頻/音頻呼叫或會(huì)話(huà)112建立。控制處理器600還可使用會(huì)話(huà)信號(hào)控制協(xié)議614，比如可使用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)、會(huì)話(huà)初始化協(xié)議(SIP)、介質(zhì)網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)、H. 323協(xié)議、或其它任何已知的和/或適當(dāng)?shù)膮f(xié)議等。控制處理器600，與對(duì)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102交換控制協(xié)議數(shù)據(jù)包614，根據(jù)從控制協(xié)議數(shù)據(jù)包614獲得的控制協(xié)議狀態(tài)信息608決定對(duì)會(huì)話(huà)112進(jìn)行的控制。在控制處理器600中，通過(guò)協(xié)議軟件獲得由已知和 /或適宜標(biāo)準(zhǔn)定義的用于控制會(huì)話(huà)112的信息，可以參照例如互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)和 /或國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)等組織定義的標(biāo)準(zhǔn)。該軟件具有必需的狀態(tài)機(jī)和協(xié)議定義來(lái)適當(dāng)?shù)刈R(shí)別每個(gè)會(huì)話(huà)112和可被會(huì)話(huà)112利用的數(shù)據(jù)包104的協(xié)議?？刂铺幚砥?00使用標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議，比如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)或標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(LDP)、和/或其它任何已知的和/ 或適宜的路由協(xié)議，從而與相鄰的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102通信?？刂铺幚砥?00，還可通過(guò)觀測(cè)與會(huì)話(huà)112自身相關(guān)的數(shù)據(jù)包104的流，并通過(guò)從流特征(stream characteristics)得到會(huì)話(huà)狀態(tài)信息610和/或通過(guò)決定會(huì)話(huà)狀態(tài)信息 610怎樣與位于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102中的策略信息610聯(lián)系，決定怎樣控制會(huì)話(huà)112。數(shù)據(jù)路徑處理器416根據(jù)流配置420方案向控制層202周期性地發(fā)送流建立消息428。這些消息428 可包括關(guān)于流108的信息，比如靜態(tài)字段400、數(shù)據(jù)簽名404、和/或其它任何已知的適宜的信息以及流存在時(shí)間、數(shù)據(jù)包和字節(jié)計(jì)數(shù)器、和/或其它靜態(tài)的流108的信息和/或其它任何已知的適宜的和/或希望的信息。通過(guò)使會(huì)話(huà)狀態(tài)信息610位于控制層202，使與會(huì)話(huà)112相關(guān)的數(shù)據(jù)包104的流從數(shù)據(jù)層204開(kāi)始。流108的第一或原始數(shù)據(jù)包104使得在數(shù)據(jù)層處理元件410中創(chuàng)建流狀態(tài)408信息，頭部和簽名識(shí)別單元414識(shí)別數(shù)據(jù)包的頭部字段400和關(guān)于流108的包數(shù)據(jù)簽名404。數(shù)據(jù)路徑處理器416執(zhí)行在轉(zhuǎn)發(fā)422、分類(lèi)424、會(huì)話(huà)426、配置420存儲(chǔ)器中的查詢(xún)，并將結(jié)果存儲(chǔ)于流狀態(tài)存儲(chǔ)器408。在向下一跳102轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包104之前，數(shù)據(jù)路徑處理器416對(duì)任何數(shù)據(jù)包頭部402或數(shù)據(jù)430執(zhí)行由處理信息504識(shí)別的修改。處理信息504中表示出流108所不能超出的一定帶寬，若超出數(shù)據(jù)包104可能會(huì)丟失。也可以根據(jù)數(shù)據(jù)包處理504進(jìn)行數(shù)據(jù)包頭部402的修改(hi 508)或包數(shù)據(jù)的修改(bl 510)。數(shù)據(jù)路徑處理器416也可通過(guò)發(fā)送流建立消息428，在對(duì)原始數(shù)據(jù)包104的處理過(guò)程中向控制層202通知流108的存在。該通知可發(fā)生于原始數(shù)據(jù)包104到達(dá)和/或其它任何希望的時(shí)間和/或希望的周期。數(shù)據(jù)路徑配置存儲(chǔ)器420方案允許周期性的通知，即每 N(N可任意設(shè)定)個(gè)數(shù)據(jù)包104被接收時(shí)，向控制層202通知流108的存在。這樣可減少消息4 在從數(shù)據(jù)層204到控制層202的傳輸中丟失的可能性。重復(fù)通知可使控制層202 分析流108的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也可以包含于消息4 中，該統(tǒng)計(jì)量比如為流存在多長(zhǎng)時(shí)間(存在期)、和在其存在期有多少數(shù)據(jù)包104和數(shù)據(jù)字節(jié)已被傳輸進(jìn)流108。發(fā)到控制層202的通知消息4 可包括相關(guān)的流信息418，在發(fā)送帶內(nèi)流狀態(tài)控制信息700時(shí)控制層 202需要該流信息418來(lái)準(zhǔn)確地定位數(shù)據(jù)層204中的正確的流108。由流1 616指定的流 108的控制層通知消息4 包括數(shù)據(jù)包頭部字段(字段1 43 和關(guān)于流108的包數(shù)據(jù)簽名 (簽名1434)。通過(guò)發(fā)送完整的數(shù)據(jù)包頭部400的副本和包括進(jìn)一步的流信息418的、初始的包數(shù)據(jù)430的數(shù)據(jù)的一部分能夠提供具體的細(xì)節(jié)信息。將發(fā)送到控制層202的數(shù)據(jù)量限制于需要識(shí)別的流1616及其特征。通過(guò)限制數(shù)據(jù)傳輸量可提升本方法的可擴(kuò)展性?？刂铺幚砥?00接收流通知消息4 并優(yōu)先將流1616與會(huì)話(huà)1所示現(xiàn)有的會(huì)話(huà)狀態(tài)存儲(chǔ)器元件618關(guān)聯(lián)。根據(jù)由控制處理器600從會(huì)話(huà)配置存儲(chǔ)元件606和控制協(xié)議狀態(tài)存儲(chǔ)元件604獲得的信息，進(jìn)行該關(guān)聯(lián)。控制處理器600通過(guò)檢查通知消息428中的數(shù)據(jù)包頭部字段400(字段143 和簽名404字段(簽名1434)，確定有關(guān)會(huì)話(huà)112的流108。 下面的具體例子并不限定本發(fā)明的方法，例如在IPv4的頭部402中協(xié)議字段設(shè)為傳輸控制協(xié)議(TCP)、TCP源和目的地端口數(shù)為30000、IP 源地址為 10. 1. 2. 3將流108與VoIP (網(wǎng)絡(luò)電話(huà))會(huì)話(huà)1關(guān)聯(lián)，根據(jù)與對(duì)等設(shè)備620的交換的RSVP控制協(xié)議614在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備102創(chuàng)建該VoIP會(huì)話(huà)1?？刂铺幚砥?00在其會(huì)話(huà)狀態(tài)信息610中將流616與會(huì)話(huà)1關(guān)聯(lián)。一旦會(huì)話(huà)112和流108被關(guān)聯(lián)，將消息428中的信息保存于會(huì)話(huà)狀態(tài)存儲(chǔ)器元件618。當(dāng)控制層處理元件602完成會(huì)話(huà)112和流108的關(guān)聯(lián)時(shí)，數(shù)據(jù)層處理元件410繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)與流108相關(guān)的數(shù)據(jù)包。根據(jù)在接收到原始數(shù)據(jù)包104后獲得的流狀態(tài)信息418轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包104。在流108存在期的任何時(shí)刻，控制處理器600對(duì)于已關(guān)聯(lián)的會(huì)話(huà)112從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者接收配置的更新或從對(duì)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備620接收控制協(xié)議狀態(tài)608的更新。然后，控制處理器600根據(jù)發(fā)到數(shù)據(jù)層204的帶內(nèi)流狀態(tài)更新消息700更新已關(guān)聯(lián)的流狀態(tài)信息418。 控制處理器600為數(shù)據(jù)路徑處理器416整合具有消息700功能的數(shù)據(jù)包104。數(shù)據(jù)包104 具有用于識(shí)別將要被更新的流108的數(shù)據(jù)包頭部字段400。控制處理器600還可以在數(shù)據(jù)包104的包數(shù)據(jù)430中放置需要的流狀態(tài)更新參數(shù)。例如，若希望新的數(shù)據(jù)包處理504，可將新處理702置于包數(shù)據(jù)706。若已選定新的下一跳102，可將新的下一跳識(shí)別符704置于包數(shù)據(jù)706?？刂铺幚砥?00以注入數(shù)據(jù)包的方式向數(shù)據(jù)層處理元件410發(fā)送消息700，在數(shù)據(jù)層處理元件410中，頭部和簽名識(shí)別單元414將“消息” 700數(shù)據(jù)包與要更新的流108 關(guān)聯(lián)。之后，數(shù)據(jù)路徑處理器416可訪(fǎng)問(wèn)“消息” 700數(shù)據(jù)包關(guān)聯(lián)的流狀態(tài)信息418并根據(jù)包數(shù)據(jù)706中的參數(shù)更新流狀態(tài)418。由數(shù)據(jù)路徑處理器416接收的流108的所有連續(xù)的數(shù)據(jù)包104，可使用最新更新的流狀態(tài)參數(shù)708。控制層202在流108的存在期持續(xù)發(fā)送這些流狀態(tài)更新消息700。在流108 “結(jié)束”和、流狀態(tài)存儲(chǔ)器408被清空或被另一個(gè)流108重新使用的情況下，在流108的任何新數(shù)據(jù)包104到達(dá)網(wǎng)絡(luò)互連線(xiàn)路110時(shí)，流狀態(tài)更新消息700總是重新創(chuàng)建流狀態(tài)418。流狀態(tài)更新消息700具有創(chuàng)建流108所需要的所有的數(shù)據(jù)包頭部字段400，這樣可在新的流狀態(tài)存儲(chǔ)元件408重建流狀態(tài)418。圖8表示在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800中執(zhí)行的用于實(shí)施本實(shí)施方式的指令序列的情形。由單計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800執(zhí)行指令序列。此外，也可以利用以通信線(xiàn)路815連接的兩個(gè)或更多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800，而與另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800合作執(zhí)行指令序列。盡管下述僅為一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，利用任意數(shù)量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800來(lái)實(shí)施本實(shí)施方式是可想而知的。以下參照?qǐng)D8說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800，圖8為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800的功能模塊的框圖。在此，專(zhuān)用名詞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800被廣泛用于描述任何可存儲(chǔ)并獨(dú)立運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)程序的計(jì)算機(jī)設(shè)備。各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800都具有與總線(xiàn)806連接的通信接口 814。通信接口 814為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800之間提供雙路(two-way)通信。各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800的通信接口 814發(fā)送和接收電子、電磁或光學(xué)信號(hào)，這些信號(hào)中包含各種類(lèi)型的信號(hào)信息的數(shù)據(jù)流，例如指令、消息和數(shù)據(jù)。通信線(xiàn)路815連接一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800與另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800。例如，通信線(xiàn)路 815可以為L(zhǎng)AN，這時(shí)通信接口 814可為L(zhǎng)AN卡，或者通信線(xiàn)路815也可以為PSTN，這時(shí)通信接口 814可為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡或調(diào)制解調(diào)器，或者通信線(xiàn)路815也可以為互聯(lián)網(wǎng)，這時(shí)通信接口 814可為撥號(hào)器、電纜或無(wú)線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800通過(guò)各自的通信線(xiàn)路815和通信接口 814發(fā)送并接收消息、數(shù)據(jù)、 及包括程序的例如應(yīng)用程序、代碼的指令。在接收到程序代碼后，由各自的處理器807執(zhí)行，和/或?yàn)檫M(jìn)行后續(xù)操作而保存到存儲(chǔ)設(shè)備810或其它不揮發(fā)性(non-volatile)介質(zhì)。在本實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800結(jié)合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)831進(jìn)行操作，例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)831包括易于被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)832。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800通過(guò)數(shù)據(jù)接口 833與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)831通信。與總線(xiàn)806相連的數(shù)據(jù)接口 833發(fā)送和接收電子、電磁的或光學(xué)信號(hào)，這些信號(hào)中包含各種類(lèi)型的信號(hào)信息的數(shù)據(jù)流，例如指令、消息和數(shù)據(jù)。另外，也可以由通信接口 814實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口 833的功能。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800包括總線(xiàn)806或其它用于全部的指令、消息和數(shù)據(jù)、以及信息的通信裝置；一個(gè)或多個(gè)經(jīng)總線(xiàn)806連接的用于處理信息的處理器807。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800還包括例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或其他動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)裝置等主存儲(chǔ)器808，主存儲(chǔ)器808與總線(xiàn)806連接，用于存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和由處理器807執(zhí)行的指令。主存儲(chǔ)器808也可用于存儲(chǔ)例如變量等臨時(shí)數(shù)據(jù)或處理器807執(zhí)行指令時(shí)的其它中間信息。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800還包括只讀存儲(chǔ)器(ROM) 809或其它靜態(tài)存儲(chǔ)裝置，這些存儲(chǔ)器與總線(xiàn)806連接，用于存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)和處理器807的指令。還可具有例如磁盤(pán)或光盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備810，其與總線(xiàn)806連接，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和處理器807的指令。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800通過(guò)總線(xiàn)806連接用于向用戶(hù)顯示信息的顯示設(shè)備811，比如陰極射線(xiàn)管(CRT)，但不限于此。具有字母數(shù)字或其它按鍵的輸入設(shè)備812與總線(xiàn)806連接，用于為處理器807提供通信信息和指令選擇。根據(jù)本實(shí)施方式，單獨(dú)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800利用各自的處理器807執(zhí)行保存在主存儲(chǔ)器808中的一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列，從而完成確定的操作?？蓮睦鏡OM 809 或存儲(chǔ)設(shè)備810等計(jì)算機(jī)用介質(zhì)將上述指令讀取到主存儲(chǔ)器808。通過(guò)執(zhí)行主存儲(chǔ)器808 中的指令序列，使處理器807完成上述的處理。除此以外，也可用硬件電路代替或軟件指令，或與軟件指令結(jié)合進(jìn)行處理。因此，本實(shí)施方式并不限于任何將硬件電路和/或軟件以特定方式結(jié)合的情形。此處使用的專(zhuān)業(yè)詞語(yǔ)“計(jì)算機(jī)用介質(zhì)”是任何提供信息或處理器807可使用的介質(zhì)。介質(zhì)包括多種形式，不限于不揮發(fā)性、揮發(fā)性、和傳輸介質(zhì)。不揮發(fā)性介質(zhì)是指可在斷開(kāi)電源后保留信息的介質(zhì)，包括ROM 809、⑶ROM、磁帶、和磁盤(pán)。揮發(fā)性介質(zhì)是指在斷開(kāi)電源后不能保留信息的介質(zhì)，包括主存儲(chǔ)器808。傳輸介質(zhì)包括構(gòu)成總線(xiàn)806線(xiàn)路的同軸電纜、銅線(xiàn)和光纖。而且，傳輸介質(zhì)也可以是載波的形式，比如可調(diào)制頻率、振幅或相位的電磁波來(lái)傳輸信息信號(hào)。傳輸介質(zhì)可使用聲波或光波的形式，比如無(wú)線(xiàn)電波和紅外線(xiàn)數(shù)據(jù)通信中所使用的載波。在上述說(shuō)明中，描述了本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式。在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)可對(duì)本發(fā)明所做的多種修改和替換。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，如處理流的圖中的特定的順序和處理動(dòng)作的組合僅為一個(gè)示例，通過(guò)使用不同的或額外的處理動(dòng)作、或使處理動(dòng)作采用不同的組合或順序同樣可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因而該說(shuō)明書(shū)和附圖只是示例而不具有限定的意義。還應(yīng)該注意可由多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在此所述的多種技術(shù)可以是通過(guò)硬件、軟件或兩者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。優(yōu)選由計(jì)算機(jī)實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種信息流控制方法，其包括以下步驟接收包括頭部和數(shù)據(jù)部的第一數(shù)據(jù)包；確定與所述第一數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的所述數(shù)據(jù)部相關(guān)的簽名；至少部分根據(jù)所述簽名確定控制信號(hào)；以及至少部分根據(jù)所述控制信號(hào)修改所述第一數(shù)據(jù)包的所述數(shù)據(jù)部。
全文摘要
一種用于更新與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的新的或正在進(jìn)行的會(huì)話(huà)相關(guān)的流內(nèi)的狀態(tài)信息的、高度可擴(kuò)展的帶內(nèi)機(jī)制。本方法通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備固有的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和流狀態(tài)能力來(lái)為流狀態(tài)信息進(jìn)行配置和事件響應(yīng)的更新，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的更新問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102461094SQ201080030921
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者保羅，耶焦蘭斯基, 杰弗里，馬特森 申請(qǐng)人:紫貂網(wǎng)絡(luò)有限公司