在网络中路由数据的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及:在网络中递送数据流的方法，该网络包括经由适配器连接到网络的装置；用于递送数据流的系统，其中系统包括经由适配器被附着到网络的装置的网络；以及用于装置的网络的控制器，其中装置经由适配器被附着到网络。
【背景技术】
[0002]出于通信的目的通过彼此耦合或连接装置的选择来形成局域网或LAN是已知的。可以彼此连接或耦合的装置的示例包含计算机、台式机和膝上型电脑两者、打印机、大体上处理信息的电子装置、以及还有手持装置诸如移动电话、平板装置和个人助理。特别地，这样的网络能够被建立在家庭环境中，并且包含个人计算机、膝上型电脑、视频记录器、DVD播放器、电视机机顶盒和处理对居住在住宅中的人们有用的信息的其它装置。如由技术人员已知的，有时候网络中的装置被称为节点。
[0003]装置之间的物理网络的安装能够是复杂的并且要求高深的知识和技能。此外，有时候在网络中提供附加的线缆来接上或耦合装置既不适当也不期望。在这样的情况下，如果现有的共享网络(诸如电力线网络、使用现有的同轴电缆或混合式光纤同轴电缆的网络例如DOCSIS网络、或总线网络)中的任何一个已经存在于其中要求装置的网络的物理位置中，则能够使用这些网络来建立网络。例如在Md.Mustafizur Rahman等人在2011年7月的 IEEE Communicat1ns Magazine 的页 183-191 的‘‘Medium Access Control for PowerLine Communicat1ns: An Overview of the IEEE 1901 and ITU-T G.hn Standards，，中描述电力线网络。
[0004]共享网络具有有限的物理容量，并且将在任何一个时间具有由于它正承载的信号引起的有限的带宽。带宽不能够被超出，因此当被附着到这样的共享物理网络的装置试图在网络内彼此递送数据并且在网络的共享段中不存在足够的带宽时，信号的递送被中断。
[0005]这个问题能够通过优先化例如通过使用区分服务(DiffServ)(如在本领域中已知的那样)来克服，然而，存在若干不同的优先化调度，并且如果从不同装置构建局域网，则可能是不同装置使用彼此不同的优先化调度或者在一些情况下根本不使用任何一个。
[0006]然而，除此之外，在这样的共享网络中装置经由适配器而被连接到网络。适配器是相对不太复杂的装置，其可以具有或不具有应用或执行数据流的优先化的能力。
[0007]因此，确保局域网中的信号递送是一个问题。
【发明内容】
[0008]该问题由在权利要求中描述的本发明来解决。
[0009]一组装置典型地是联网的，因为在将它们耦合用于数据的传输中对于用户而言存在某一优势。在网络中，数据典型地在联网的装置之间传输，并且在国内环境中的住宅网络的情况下这些装置将会包含家用计算机、膝上型电脑、用于控制和递送针对例如电视的广播内容的互联网广播控制器、以及其它装置。
[0010]网络中的装置典型地使用数据的流(即数据流)彼此进行通信。在该情况下，数据流能够是被用来在装置之间进行通信的数据、信息、或例如位的任何序列。这样的数据流包含传输在装置之间的例程信令而且还有更复杂的流，例如程序、视频剪辑和视频流、游戏程序和音乐流等。
[0011]优先化调度对技术人员是已知的。优先化调度的典型示例是区分服务。替选方案包含来自802.1p的优先权点代码(PCP)、如在802.1D中指定的并且在IEEE 1901中使用的用户优先权(user_pr1rity)参数、在1901 FFT MAC和ITU-T G.hn中的信道访问优先权或Homeplug信道访问(CA)优先权。优先化方案使用优先权参数来指示数据或数据流之间的相对优先权。在一些文献中，优先权参数被称为QoS或服务质量参数并且优先权方案被称为QoS控制。
[0012]如技术人员已知的那样，优先权参数的使用允许一个数据流优先于另一个数据流。典型地，这意味着具有更高优先权的数据流将在更低优先权的流之前被递送。实际上，具有更高优先权的数据被允许在更低优先权的数据之前访问带宽。如果更高优先权的数据功能上用完带宽，则其它数据可能根本不被递送或者可能仅被部分地递送。如技术人员已知的那样，优先权调度(另外被称为优先权方案)允许一个数据流被给予优于另一个的通行权。
[0013]如技术人员已知的那样，将优先权给予某一数据流或数据流动是多步骤过程。首先，必须确定特定流或流动的优先权。为此，可能从查找表、数据库或其它数据表或存储器必须首先识别流并且然后识别正确的优先权。典型地，某些类型的流动将被给予优于其它类型的优先权。优先权的分配正常在方案内以某种方式来正规化。例如，视频或语音业务将正常具有优于文件下载的优先权。照此，如果视频或语音流被识别，则它将是由于比比如说升级的下载更高的优先权。在另一个示例中，如果VoIP会话被发起，则语音业务可以要求优于所有其它类型的业务的优先权，使得参与者之间的实时讨论能够在没有过度的延迟或中断的情况下进行。可替代地，优先权可以被分配到某些装置或某些类型的装置或某些程序。
[0014]第二，识别的优先权必须被分配到数据流。这典型地通过优先权参数的分配来完成，典型地通过将参数插入到数据流中(正常到数据流的报头中)来完成。例如，在区分服务中，优先权使用被称为区分服务代码点或DSCP的索引来标记。
[0015]第三，优先权必须被执行。这能够例如并且如将会由技术人员已知的那样通过优先权排队技术来完成，在该优先权排队技术中装置读取附着到数据流的优先权参数并且按它们的插入的优先权参数的顺序来对数据流进行排队。在这样的情况下，含有更高优先权参数的流将在队列中被放置在具有更低优先权参数的流前面。
[0016]然而，不是网络中的所有装置将必要地所有都使用优先化的方法，或者所有必要地使用相同的方法。
[0017]即使网络中的所有装置能够依赖于使用优先化和所有使用相同的方案两者，但是当网络使用共享网络来形成时附加问题也出现。
[0018]网络中的使用共享网络段的装置经由适配器来连接到网络。适配器在两种类型的网络之间转换信号并且因此能够在局域网和比如说共享网络段上的装置之间转换信号。有时候适配器被建立到装置中，在该情况下适配器允许装置具有到共享段的直接连接。在网络使用电力线技术的情况中，例如，适配器典型地将会是电力线适配器。其它形式的共享网络将会要求其它形式的适配器。适配器通常是相对不太复杂的装置并且不存在适配器将能够应用优先权执行的保证。因此，出现以下问题:网络中的装置可以能够优先化数据流，但是数据流经过其馈入网络的适配器可以不能够优先化数据流。
[0019]在用这样的网络(例如电力线通信网络或同轴电缆网络)出现的另外的问题中，网络中的所有电线或电缆被互连并且因此构成共享介质。进入到电线或电缆中任何一个上的任何信号将到达网络内的所有其它点。这意味着带宽必须潜在地在不同数据流当中被共享并且比如说因为其它信号占用网络中的带宽而具有减少可用于一个信号的带宽的可能性。
[0020]所有这些问题能够通过经过网络中的单个装置重新路由业务流动来解决，该单个装置被选择以操作为针对网络的控制器，并且其中比如说优先化或减少的带宽的问题能够被解决。
[0021]如果所有数据流在被路由到数据流的预期接收者之前被重新路由到控制器，则控制器能够监督和管理优先化功能。承担的这样的功能包含确定优先权、插入优先权参数、转变优先权参数并且执行优先化，并且所有这些功能能够在必要时并且如果必要的话被承担。
[0022]然而，控制器也经由适配器被附着到网络。由控制器承担的责任取决于在控制器的自己的适配器中可用的功能性。如果控制器适配器被编程或另外知道在网络内使用的所有优先化方案或技术(或者被用在重新路由到控制器的数据流中的至少那些)的功能性，则出现本发明的两个主要的实施例。然而，优选的实施例的工作取决于在数据流被路由到控制器之前优先权参数的内容是否已经在网络装置处被插入到数据流中。
[0023]本发明涉及在网络中递送数据流的方法。网络典型地包括经由适配器被连接到网络的装置，并且至少一些装置被编程以使用相应的优先权参数类型的优先权参数值来指示数据流的优先权。技术人员知道优先权参数类型。一个装置操作为控制器，实际上被指定为控制器和控制器适配器，即经过其控制器耦合到网络的适配器，被配置成依据在网络中的数据流内使用的所有优先权参数类型对数据流进行优先权执行，或者被配置成依据在网络中的数据流内使用的至少一个但不是所有的优先权参数类型对数据流进行优先权执行，或者不被配置成依据在网络内使用的任何优先权参数类型优先化数据流。在方法中，优先权参数被插入到网络中的装置中的数据流中，并且数据流在装置处被引入到网络中。这将经过这些装置处的适配器出现。这些数据流是用于递送到网络内的相应的目的地址。然而，代替被直接地寻址到它们的相应的目的地址或最终目的地址，数据流首先被路由到控制器。这能够通过下述来执行:首先将数据流寻址到控制器并且将每个流的预期的最终目的地址进一步插入到数据流的每个分组的报头下面。如技术人员将会领会的那样，这能够意味着将分组寻址到一个层上的控制器并且将分组寻址到另一个层中的预期的目的地。特别地，分组能够在比被用来将分组寻址到控制器的层更低的层处被寻址到它们的预期的目的地。作为替代方案，装置能够建立它本身与控制器之间的IP通道，如技术人员将会知道的那样，或者网络能够用以控制器装置为中心的星型拓扑被建立在IP层上。
[0024]在控制器适配器被配置成依据在网络中的数据流内使用的所有优先权参数类型对数据流进行优先权执行的情况下，一旦分组已