用以在网络中管理流量的计算机实施的方法、计算机系统、计算机程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本描述一般性地指向诸如远程通信网络和/或机器对机器(M2M)网络的网络，特别指向用以优化网络容量的针对这种网络的流量管理，并且特别指向用以在网络中管理流量的计算机实施的方法、计算机系统、以及计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]在一个网络中，节点、链路和任何中间节点的集合经由该网络的链路而连接以便实现它们之间的远程通信(也被称为通信)。网络中的节点间的这种通信通常被称为网络流量或流量。将节点连接在一起的链路能够是无线的或者有线的，并且这些节点使用电路交换、消息交换、和/或分组交换而通过正确的链路和节点来传递数据和/或信号以到达正确的目的地节点。网络中的每个节点通常具有唯一的地址，因此消息能够被路由到正确的(多个)接收者节点。
[0003]网络中的节点之间的链路可以定义这些节点之间的(通信)信道。信道也可以被称为频带并且能够通过它的带宽或针对流量的容量来描述。这些节点可以是任何种类的(技术/电子)设备和/或(计算机)系统。
[0004]网络的示例是远程通信网络，诸如计算机网络、互联网、电话网络、以及全球电报网络。
[0005]网络的其他示例是机器对机器(M2M)网络。M2M是指允许无线、有线和混合(即有线和无线两者)的系统彼此通信的技术。M2M通信能够是一对一的连接(诸如将信息中继回到中央集线器用于处理的机器的远程网络，该信息将被重新路由到诸如PC的计算机系统中)或者将数据传输给个人器具的网络的系统。M2M网络在过去已经被用于自动化和仪器，但是现今更通常地使用在远程传送(telematics)应用中。事实上，M2M具有众多应用。例如，全部互连的无线M2M网络能够用来改进在诸如如下机械的各种领域中的生产和效率，该机械从事于建造汽车和/或从事于让产品的开发者知道那些产品何时需要为了维护和/或为了其他原因(诸如报告性能指示)而被接纳。另一个示例性应用是使用无线M2M技术来监测诸如用度表(utility meter)的系统。进一步的示例性的应用是使用无线M2M网络来更新广告牌。并且，如上面所注意到的，远程传送和车载娱乐对于M2M开发者也是关注的领域。
[0006]流量管理系统被用来控制和/或管理网络中的流量，特别是当可用的网络容量是有限的时，从而网络的性能能够被优化。流量管理系统因此能够被用来，例如，就网络中的和/或跨越不同网络的节点之间的失败连接和/或网络的服务质量的方面来说，最小化高峰使用的影响。服务质量是指(电话和/或计算机)网络的几个相关方面，这些相关方面使得具有具体要求的流量(诸如语音流量)的运送优先。网络容量涉及用以将数据从网络中的一个节点传输到网络中的另一个节点的该网络的一个或多个信道的最大容量。流量管理系统能够被用来针对与带宽有关的性能调整特殊性而优化网络的网络容量。网络容量能够基于网络中的信道中的每个信道的信道容量，并且信道容量可以对能够通过信道可靠传输的数据速率定义最严格的上界。
[0007]如由流量管理系统所执行的容量管理是一种过程，该过程被用来管理网络容量以用一种有效的方式来满足当前和未来的要求。因为对网络中的节点和/或信道的使用甚至在短时间段内、在更长的时段内变化，所以节点功能随着处理功率、存储器、带宽需求等的量变化而演化。如果例如在特定时间的带宽需求中存在尖峰，则在合适的位置必须存在如下的过程，这些过程用以分析在那时发生了什么并且对流量分布做出改变以最大化可用的网络容量。
[0008]在被用来控制网络(在这些网络中可用的网络容量是有限的)上的流量的流量管理系统中，基于实时收集的与网络流量有关的数据来实时做出控制决定。这样的流量管理系统需要也被称为容量模型的网络容量模型、网络拥塞场景的模型(当网络的信道和/或节点承载太多的数据以致其服务质量恶化时，网络拥塞可能发生)、如由流量控制器所执行的控制网络访问的能力、以及实时测量当前网络利用率的能力。容量模型能够定义网络的容量，并且能够规定网络中的无线电频率的最大数量、网络中的有源电路的最大数量、网络中的并发会话的最大数量、和/或网络的最大允许带宽。
[0009]作为需要能够实时收集网络信息的结果，当前可用的流量管理系统是复杂的。这是由于如下的需求:从网络的大量信道和/或设备取回实时数据并且使用这种实施数据来计算当前(即在给定的时间点)可用的网络容量。这种计算需要不断探测网络和实时数据的细化。换句话说，当前的流量管理系统被要求从大量的网络信道和/或节点取回实时数据来确定当前的网络容量。结果，当前可用的流量管理系统可能(关于处理时间和/或存储器、计算资源)是低效的，并且昂贵的。
[0010]因此，存在如下的需求:提供用于解决上面的问题的系统和方法来向用于网络的流量管理提供增强的性能(关于处理时间/存储器、计算资源、带宽使用)，其仅需要仅根据具体条件的对实时数据的访问(这也能够被称为“准时化”分析)以减小所需要的实时数据和实时分析的量，以便相比于当前可用的流量管理系统和方法较不复杂并且也更便宜。
【发明内容】
[0011]根据一个一般性的方面，提供了一种用以在网络中管理流量的计算机实施的方法。该方法包括:从网络上的节点接收容量请求，其中该容量请求包括对于网络上的容量的请求；鉴于网络上当前使用中的网络容量的测量，来评估利用该容量请求所请求的容量是否会超过阈值水平；如果该阈值水平不会被超过，则该容量请求被满足使得对应的网络请求能够被许可用于通过网络的传输；并且如果该阈值水平会被超过，则取回并且分析实时容量数据以确定该网络的可用网络容量，来与该容量请求中所请求的容量相比较。
[0012]能够使用用以取回与所请求的容量有关的统计数据的标准分析工具，来评估请求用以处理该网络上的相应网络请求的网络容量的该容量请求。该统计数据能够包括处理该网络请求所要求的带宽、需要用于处理该网络请求的所估计的参数、和/或需要用于处理该网络请求的平均时间。
[0013]该阈值水平确定对于网络的最优网络容量，并且通过将服务水平估计模型(诸如，本文进一步描述的报童模型)应用到对应于容量请求的统计数据来计算。能够使用用于网络的容量模型来估计网络的当前使用中的网络容量的测量，该容量模型能够是用于将网络容量建模的标准模型。
[0014]该方法管理和/或控制网络(例如，远程通信网络、M2M网络)中的流量(诸如通信)来优化网络容量，特别是，在该网络的可用容量是有限的场合。这允许了，就网络中的节点之间的和/或连接至所述网络中的节点的来自不同网络的节点之间的连接失败和/或网络的服务质量的方面来说，最小化高峰使用的影响。
[0015]该方法优化了包括信道容量和/或节点容量的网络的容量。该方法实现网络容量的优化，而不需要不断探测网络和实时数据细化。换句话说，避免了从大量的网络信道和/或节点的对实时数据的不断取回以确定当前的网络容量。以这种方式，减小了网络流量并且改进了网络的性能(关于处理时间/存储器、计算资源、带宽利用)。进一步地，因为使用服务水平估计模型来执行准时化分析以确定用于容量请求的阈值水平，所以处理容量请求被性能调整。这减小了所需要的实时数据和实时分析的量，以便相比于当前可用的流量管理系统和方法较不复杂并且也更便宜。
[0016]优选地，该阈值水平对应于网络容量将不被超过的置信水平。
[0017]优选地，通过将服务水平估计模型应用到利用该容量请求所请求的容量和网络上的当前使用中的网络容量的测量，来执行鉴于网络上的当前使用中的网络容量的测量而评估利用该容量请求所请求的容量是否会超过阈值水平。
[0018]优选地，通过将该容量请求中所请求的容量和网络的当前使用中的网络容量的测量应用到服务水平估计模型，该服务水平估计模型被用来确定该阈值。使用该服务水平估计模型，从该容量请求和/或网络的当前使用中的容量所取回和/或所得到的下列数据(或数据值)中的一个或多个或所有数据(或数据值)，能够使用如下的服务水平估计模型而被估计:用于容量单元(例如网络的节点)的平均利用时间=T和/或容量单元的利用时间的标准偏差=σ。也被称为置信因子或信任水平“k”的输入参数被利用。“k”涉及服务水平(称为α)，即实际容量利用时间将不超过Τ+Κ* σ的概率。在正态分布的假设下，月艮务水平:95%— K=L 64,99%^ K = 2.32,99.9%— K = 3.09。
[0019]优选地，该服务水平估计模型是报童模型的实施方式。
[0020]优选地，该网络是远程通信网络。
[0021 ] 优选地，该网络是机器对机器网络。
[0022]根据另一个一般性的方面，提供了一种用以在网络中管理流量的计算机系统(本文也称为流量管理系统)。该系统包括:请求接口(或网络接口)，可操作为接收容量请求，其中该容量请求包括对于网络上的容量的请求；以及分析引擎，可操作为鉴于网络上当前使用中的网络容量的测量，来评估利用该容量请求所请求的容量是否会超过阈值水平。如果该阈值水平不会被超过，则该容量请求被满足使得对应的网络请求能够被许可用于通过网络的传输。如果该阈值水平会被超过，则与网络容量有关的实时数据被取回并且被分析，以确定该网络的可用网络容量。将该可用网络容量与该容量请求中所请求的容量相比较。
[0023]优选地，该系统可操作为实施所定义的方法中的任何方法。
[0024]在另一个一般性的方面，提供有一种包括计算机可读指令的计算机程序产品，当这些计算机可读指令被加载并且运行在计算机系统和/或计算机网络系统中时，促使该计算机系统和/或该计算机网络系统执行如所描述的方法。
[0025]在本说明书中所描述的主题能够实施为方法