通过分组网络的路径构造的制作方法

文档序号:7580905阅读:244来源:国知局
专利名称:通过分组网络的路径构造的制作方法
技术领域
本发明涉及通过分组网络的路径构造,尤其是用于获得想要的服务质量(QoS)。
把诸如电子邮件和文件下载之类的传统的非实时因特网通信量设计成用于在接收分组时调节分组丢失和延迟。如IP电话中的诸如视频传输和语音通信量之类的新的因特网应用要求例如在路由器上通信量的优先次序,并且这通过指定QoS的特定等级来完成。例如,在小容量链路中采用资源保留协议(RSVP)或综合服务(intserv)来进行资源保留。参照

图1,其示意地示出了在分组网络中互连链路,而图2示意地示出了在链路中建立的保留,主机A是连接在大容量以太网1上的PC,其通过小容量链路2(一般是拨号调制解调器连接或DSL(数字用户线路)访问网络)连接到因特网服务供应商(I SP)的大容量网络4上。主机B是类似地经由大容量网络3和小容量链路7连接到ISP网络5的PC。两个ISP网络还通过小容量链路6互连。由于在小容量链路上的通信流量以及由此产生的拥塞,可能在每个方向上是不同的,所以单独在每个方向上考虑小容量链路,这样还示出了返回小容量链路8到10。在每个相邻链路对之间提供了路由器(未示出)。
为了通过这种网络建立QoS路径,必须检查将由路径遍历的每个链路内的可用资源。诸如RSVP、综合服务之类的简单的资源保留协议使用许可控制装置来检查沿着路径的所有路由器。
在图1中,使用后来的标准(诸如组合的Intserve/Diffserve网络)只检查小容量链路的入口。为此在正向上提供了许可控制装置11到13,而在反向上提供了14到16。
参照图2,使用后来的标准,一个请求从主机A发信号到主机B,依次从许可控制装置11到13的每一个转发该请求。在每个这种收缩点,检查可用的网络资源,并且允许或拒绝请求。成功的建立路径导致把保留状态存储在对收缩点的许可进行控制的每个中介装置中,以及在该主机对中(第一对线)。在完成使用QoS路径之后,进一步要求发信号来破坏该路径并且释放保持在每个许可控制装置中的状态(第二对线),依次在每个许可控制装置转发释放消息。
随后的保留,例如主机A到也在大容量网络3上的主机C,将要求对呼叫建立(第三对线)和呼叫破坏(第四对线)进行相同处理。
对于诸如视频之类的高带宽应用,其中视频信号具有几个兆比特/秒的数量级,并入路由器的处理设备往往是足够的,但是对于电话来说,其可能需要数百万个10千比特/秒的呼叫,处理设备往往不够。
可以通过延迟破坏保留,以希望可以在不久对另一会话再使用该路径来降低处理设备的使用,但是由于在第一会话之后不久要求的在相同的主机对之间进行第二会话的概率非常低,所以这往往不会提供非常大的改进。
本发明提供了一种试图从源主机地址到目的主机地址构造通过分组网络的路径的设备,包括向用于对想要路径部分的许可进行控制的设备发信号,并且返回关于由该许可控制装置控制的主机地址范围的信息的设备。
本发明还提供了一种试图从源主机地址到目的主机地址构造通过分组网络的路径的方法,包括向用于对想要路径部分的许可进行控制的设备发信号,并且返回关于由该许可控制装置控制的主机地址范围的信息。
不久之后要求的与在地址范围中另一主机的第二会话的机会将更大,这使得能够实现为保留和释放而减少向许可控制装置发信号。
优选地是,当许可控制装置是在路径中最后的许可控制装置时,该许可控制装置控制目的主机地址。
想要的路径部分的速率可以是在所述路径先前部分的速率的二分之一,优选地为十分之一。
现在将以举例形式并参考附图详细地描述本发明,其中图1示意地示出了在已知的分组网络中的互连链路,其中进行了QoS保留;
图2示意地示出了在图1的链路中建立的保留;图3是依照本发明并在其中进行了QoS保留的分组网络的一部分的表示图;图4示意地示出了在图3的分组网络中建立的保留;和图5示意地示出了在依照本发明的另一分组网络中的互连链路,在所述分组网络中构造通道。
参照图3,把多个主机17、18、19连接在大容量以太网20中,并且例如对于因特网电话来说把所述主机之一即主机17通过分组网络连接到主机36,其还与其它主机37、38、39一起连接在大容量网络29中。把大容量网络20、29与相应的大容量ISP网络23、26连接。由21、22;27、28和24、25表示的小容量链路分别互连网络20、23;26、29和23、26。在小容量链路上的通信流量并由此导致的拥塞,在每个方向上可能是不同的,这样在每个方向上单独示出了小容量链路。小容量网络21、22;27、28可以是以64千比特/秒操作的拨号连接。大容量网络20、23,26、29可以以100兆比特/秒操作。在网络的互连上提供了路由器(未示出)。分组网络一般是无连接网络。
在来自主机17的输出方向上在小容量链路21、24、27的输入端提供了许可控制装置30到32,而在返回方向上在小容量链路28、25、22的输入端提供了许可控制装置33到35。
参照图3和4,当主机17请求与主机36(其IP地址是200.150.70.40)的原始连接时,发信号和存储设备(未示出)沿着在图3中示出的路由从主机17发信号并且再次返回到主机17以便在所述许可控制装置检查网络资源是否可用。如果网络资源可用,那么进行保留。每个许可控制装置依次转发所述消息(图4,第一对线)。发信号使用RSVP的扩展形式,但是如果想要的话还可以使用RSVP本身或其它保留协议。由于大容量网络已经被设计成具有足够的容量以便确保将不会出现拥塞,所以不对所述大容量网络的输入端进行检查。成功的建立路径导致保留状态被存储在许可控制装置30到35中以及在主机17和36中。
依照本发明,在建立原始路径的发信号中传送的信息包括对于保留也是有效的其它主机地址的地址列表(图4,第一对线)。例如,在已经进行了保留的大容量网络上的其它主机37到39也是可用的。从而,将主机37到39的地址,地址200.150.70.39、200.150.70.38和200.150.70.37返回到主机17。作为选择,返回地址可以是200.150.70.X,表明在包含主机36的子网内的任何地址。另外,在建立原始路径的发信号中传送的信息包括身份,即在路径中最后的许可控制装置的地址。其用来在通过由在许可控制装置上的保留创建的“管道”通信时,识别发信号应该指向的装置。
当所述主机17终止与主机36的连接时,不是发信号来破坏路径并释放至今在每个许可控制装置中保持的状态,而是发信号只破坏在本地大容量网络29中与主机36的连接,但却维持在每个许可控制装置30到35中保持的状态(图4,第二对线)。使用返回的具有地址列表的许可控制装置32的地址来使释放消息能够从主机17直接被发送到许可控制装置32,而不是在每个中间许可控制装置30、31将其转发。把释放消息从许可控制装置32转发到主机36,并且返回到许可控制装置32,并且从那里直接返回到主机17。主机36的释放信号穿过许可控制装置30-35但是不改变在它们上保持的状态,从而保持通过许可控制装置30-35的部分路径,以便再使用。一般地,根据当前通信量等级,所述状态在被破坏之前往往被维持几分钟(图4,最后一对线)。在不用的保留中浪费网络容量和过载具有过多发信号的许可控制装置之间存在权衡。
如果主机17希望建立与主机37或者在本地大容量网络29中的另一主机的通信,那么不要求进一步的发信号,除了向所讨论的新主机发信号之外(图4,第三对线)。这意味着已经避免了为破坏和保留而向许可控制装置30到35发信号。把从主机17发送给许可控制装置32的信号转发到主机37,并且经由许可控制装置33返回到所述主机17。
如果小容量链路27、28的许可控制装置是不可用的,以致拒绝保留而不是准许保留,那么至于当其被准许时将返回相同的地址列表。这可用于避免对也将被拒绝的类似的路径作无用的请求。其还可以充当触发器,用于开始诸如呼叫间隙的其它流量控制机制。呼叫间隙是在现有电话网内当遇到拥塞时使用的技术。其通过在源进行交换以便拒绝在对拥塞目的地的先前呼叫的几秒内出现的所有呼叫尝试,来降低所述呼叫的目的地附近的负载。这通常是很难与诸如电视电话接入投票热线之类的流行的目的地联系的一个原因。
在描述的实施例中,许可控制装置只位于限定容量的网络的输入端,但是也还可以把许可控制装置放置在大容量网络的输入端,诸如从小容量链路27、28连接到大容量网络29。当建立连接并且据此存储保留和释放的状态时,可以发信号表示这些。
在描述的实施例中,以软件的形式实现发信号和存储设备,并且可以把可用/不可用地址和在管道中最后的许可控制装置的地址的列表存储在主机17中。这意味着每个主机将能存储这种地址列表。作为替代或此外,可以把可用的地址列表存储在每个许可控制装置中,所述许可控制装置沿着从源主机17到目的主机36以及返回的路径控制小容量链路的入口。初始部署将试图避免改变每个主机,因此将使用在许可控制装置中存储所述列表的选项。这种方法的缺点是主机将为每个新的连接联系离它最接近的许可控制装置。由于出现了改变主机的机会,可以通过把地址列表存储在主机中来避免这些消息。
可以把所述许可控制装置依次并入邻近于所述小容量链路的路由器中。
如果边缘网络20、29是大容量共享介质,诸如以太网,并且在其中,主机17等、36等不主动参与建立服务质量路径,那么根本不要求为再使用而发信号,也不向在网络29中的任何主机36-39或从在网络20中的任何主机17-20发信号。在这种情况下,往往没有必要返回许可控制装置32的地址。
在大部分网络中,把重发信号限制在第一和最后的许可控制装置以及相关联的主机。由于在中间许可控制装置不要求任何动作,所以增强了服务质量网络的整体容量和可扩展性。
在上述实施例的变型中,ISP网络26可以具有其它与链路27、28相似的小容量链路40、41;42、43(用点示出)。提供许可控制装置45以便控制从ISP网络26到链路42上的通信量的入口,但是控制在网络29上地址的许可控制装置32还被用来控制对链路41的访问和借此到达的地址。其它许可控制装置(未示出)控制反方向上的数据流。
对于未修改的图3的实施例,返回的地址列表将取决于是否需要附加的发信号来完成进一步的保留。
如果不要求附加的发信号,那么将返回可以到达的主机地址的地址范围。根据网络地址的分配,这可以是主机地址的列表、通配符地址的列表或单个通配符地址。如果诸如32的许可控制装置控制一个以上链路,那么将使用多个通配符地址,诸如200.150.70.X(表示在子网29上的任何地址)和200.150.71.X(表示经由小容量链路40、41访问的在所述子网上的任何地址)。如果单个的许可控制装置控制来自网络26的所有链路,那么可以使用单个的通配符地址,诸如200.150.X.X。
如果进一步的保留要求附加的发信号,那么连同表明由许可控制装置控制的范围的在以上表明的地址列表,返回所述许可控制装置的地址。
在任何情况下,地址范围表明可以到达的主机地址。如果需要用于进一步的保留,那么单独返回许可控制装置的地址。
对路径建立发信号的进一步增强允许只有许可控制装置控制特定的收缩点时才建立路径,其中必须使用收缩点来到达特定范围的地址。这允许在没有远程主机名字的情况下构造路径,继而随后再用于新的会话。这通过路由器检查在用于多个保留的发信号中返回的地址范围,并且检测来自并行会话的重叠范围来完成。然后路由器可以在不要求知道在该范围内任何单个主机地址的情况下,对该范围构造新的保留。作为一个例子,使用图3的网络的改进版本,其中许可控制装置32控制链路27和链路41,由主机17到主机36产生保留,导致来自许可控制装置32的表明(200.150.70.X,200.150.71.X)的地址列表的响应。经由链路41访问的对在网络中主机的第二保留将从许可控制装置32返回相同的地址范围。这表明到这两个地址列表的公共点的通道可用于进一步的通信量。因此可以进行对200.150.X.X的通配符请求。
除再使用单个保留之外,本发明可以应用于构造通道(例如在RSVP-TE中)。构造通道允许利用中间路由器上的最小发信号在单个通道保留内建立多个保留。本发明提供了关于到通道末端的地址范围局部的附加信息,借此简化可以受益于使用通道的新的保留的标识。
可以使用下列操作序列响应于改变的通信量模式来自动地构造这种通道。首先,按主机应用要求构造许多单个保留。比较在构造这些保留期间返回的地址范围信息,识别通常使用的目的地的地址范围,并且评估构造到这些流行的目的地的通道的可能性。如果要求通道,那么可以使用参考图3和4描述的地址范围保留技术来构造通道。然后可以在通道内构造新的保留,并且当现有的各个保留的应用会话终止时将它们删除。
例如参照图5,在大容量网络46、51中的主机可以经由小容量链路43-47连接到大容量网络48、49,其可以是ISP。大容量链路可以以100兆比特/秒操作,而小容量链路以512千比特/秒或更少来操作。在每个流向上在小容量链路的输入端处提供许可控制装置(未示出)。
在图5的网络中,可以经由中间网络48、49和链路52-54从网络46中的主机到网络51中的主机构造几个单独的保留。对于所有这些保留返回的地址范围信息将是相同的,表明由网络51占据的范围。如果在网络46和51之间建立通道保留并且在该通道内构造将来的保留,那么将降低在与链路52-54相关联的许可控制装置的发信号负载。如前所述,在网络46内的装置可以使用指定网络51的子网地址的保留来建立该通道。
在保留消耗了稀少资源的网络中,用这种方式可能会有问题。各个保留可能消耗如此多的可用资源,以致只有很少的空间留给构造通道。尽管可以在最初构造小通道并且随后当删除各个保留的每一个时修改它以便增加其大小,但是还可能在扩展通道以使用由各个保留所空闲出来的资源之前,将由在网络中的其它装置来消耗这些资源。本发明包括附加的发信号,用于如原子操作(即非断电操作)那样把单个保留移动到通道中,以致扩展通道来包括单个保留的资源。这允许构造最初只消耗少量(乃至是零)网络资源的通道,并且可以把单个保留移入该通道内。所产生的通道扩展为只略大于现有保留的总数的大小。
因此,参考通过参考图5描述的各个保留和自动产生的通道保留,如果现有的保留占据一个链路(如链路54)的大部分资源,那么不可能建立所要求大小的通道并同时在网络46和51之间保存现有的保留。如果建立小型通道,并打算当破坏现有的保留时扩展它,那么可能在删除保留和扩展通道之间的时间期间,在链路54上这样空闲出的容量可以留作在网络47和50之间的路径中使用。在最后段落中提到的附加发信号是用于把从单个保留中空闲出来的资源传送到通道保留中的机制,所述通道保留在不可能被出现在网络内的其它保留活动中断的情况下遍历相同的路径。
权利要求
1.一种试图从源主机地址到目的主机地址通过分组网络构造路径的设备,包括向用于对想要路径部分的许可进行控制的装置发信号,并且返回关于由该许可控制装置控制的主机地址范围的信息的设备。
2.如权利要求1所述的路径构造设备,包括用于对所述路径另一部分的许可进行控制的第二装置,并且其中当对由第一次提及的许可控制装置控制的另一主机地址建立保留时,在使用中维持在许可控制装置中的保留状态。
3.如权利要求1或2所述的路径构造设备,其中发信号设备被设置来返回第一次提及的许可控制装置的地址。
4.如权利要求3所述的路径构造设备,其中所述发信号设备被设置来在对由第一次提及的许可控制装置控制的对另一主机地址建立保留时,直接向所述第一次提及的许可控制装置发信号。
5.如权利要求1到4中任何一个所述的路径构造设备,其中所述许可控制装置具有释放状态和保留状态,其被设置来实现想要的服务质量。
6.如权利要求1到5中任何一个所述的路径构造设备,其中所述发信号设备被设置来返回与试图在源主机和目的主机之间建立保留中传送的信息结合的信息。
7.如权利要求1到6中任何一个所述的路径构造设备,包括用于检查从多个保留返回的地址范围,并且检测来自并行会话的重叠范围的设备。
8.如权利要求1到7中任何一个所述的路径构造设备,其中构造通道保留。
9.如权利要求8所述的路径构造设备,其中所述第一次提及的许可控制装置被设置来提供到所述通道末端的局部地址信息。
10.如权利要求8或权利要求9所述的路径构造设备,包括把在网络中的另一保留移动到所述通道中的设备。
11.如权利要求1到10中任何一个所述的路径构造设备,其中想要路径部分的速率是所述路径先前部分的速率的一半。
12.如权利要求11所述的路径构造设备,其中想要路径部分的速率是所述路径先前部分的速率的十分一。
13.一种用于试图从源主机地址到目的主机地址通过分组网络构造路径的方法,包括向用于对想要路径部分的许可进行控制的装置发信号,并且返回关于由该许可控制装置控制的主机地址范围的信息。
14.如权利要求13所述的方法,包括用于对所述路径另一部分的许可进行控制的第二装置,其中当对由第一次提及的许可控制装置控制的另一主机地址建立保留时,维持在许可控制装置中的保留状态。
15.如权利要求13或14所述的方法,其中所述发信号设备返回第一次提及的许可控制装置的地址。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述发信号设备在对由第一次提及的许可控制装置控制的另一主机地址建立保留时,直接向所述第一次提及的许可控制装置发信号。
17.如权利要求13到16中任何一个所述的方法,其中所述许可控制装置具有释放状态和保留状态,其被设置来实现想要的服务质量。
18.如权利要求13到17中任何一个所述的方法,其中所述发信号设备返回与试图在源主机和目的主机之间建立保留中传送的信息结合的信息。
19.如权利要求13到18中任何一个所述的方法,包括检查从多个保留返回的地址范围,并且检测来自并行会话的重叠范围。
20.如权利要求13到19中任何一个所述的方法,其中构造通道保留。
21.如权利要求20所述的方法,其中第一次提及的许可控制装置提供到通道末端的局部地址信息。
22.如权利要求20或权利要求21所述的方法,包括把在网络中另一保留移动到所述通道中。
23.如权利要求13到22中任何一个所述的方法,其中想要路径部分的速率是所述路径先前部分的速率的一半。
24.如权利要求23所述的方法,其中想要路径部分的速率是所述路径先前部分的速率的十分之一。
全文摘要
为了经由至少一个小容量链路(27,28),由至少一个许可控制装置(32,33)控制来构造从例如源主机地址(17)到目的主机地址(29)的通过分组网络的路径,返回由所述许可控制装置控制的其它主机地址的列表,以便允许再使用具有降低发信号的路径部分。
文档编号H04L12/54GK1711731SQ200380103389
公开日2005年12月21日 申请日期2003年11月13日 优先权日2002年11月16日
发明者J·A·阿伦 申请人:马科尼英国知识产权有限公司
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