專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)的交換中的流量控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種通信系統(tǒng)中的流量控制。

背景技術(shù)：
如果沒有對網(wǎng)絡(luò)過載進行有效的控制，則網(wǎng)絡(luò)過載可以嚴重地降低電信業(yè)務(wù)的質(zhì)量或可用性。需要有效的自動控制來保護業(yè)務(wù)平臺的范圍不受日益變得不穩(wěn)定且不可預知的需求水平的影響。
在電話網(wǎng)絡(luò)中，下列原因(以單獨或組合方式)可以引起過載 ·媒體激發(fā)的大眾呼叫事件，例如，遠距離投票、慈善呼吁、競賽和市場營銷， ·緊急事件， ·網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障， ·自動調(diào)度的呼叫， 在缺少有效的過載控制的情況下，這種過載會威脅網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且導致成功完成的呼叫嚴重減少。最后，系統(tǒng)因丟失任務(wù)而發(fā)生故障，并且客戶不能使用服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)運營商不能經(jīng)濟地提供足夠的能力來管理這種可能出現(xiàn)的呼叫率峰。此外，在過載中，因為終端線路很忙，所以不能成功地終止大多數(shù)服務(wù)請求。因此，需要過載控制來管理呼叫率峰。
這種現(xiàn)象的一個示例是TV機頂盒同時開始(例如，在2am)對互聯(lián)網(wǎng)上的一服務(wù)器進行撥號以上載或下載客戶數(shù)據(jù)。問題在于通常終端線路僅足以處理每單位時間提供的呼叫的小部分；并且瞬時峰需求可能超過可用的信令或處理能力。這種自動調(diào)度事件的一個挑戰(zhàn)性特征是機頂盒都可以精確地跟隨同一呼叫腳本，使得在無法建立第一呼叫嘗試之后，所有的機頂盒接著以相同的內(nèi)部重復延遲來精確地跟隨同一重復序列。
對于任一特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，導致資源過載的節(jié)點數(shù)量可以隨事件而變化很大。結(jié)論是在許多環(huán)境中，有效的過載控制必須能夠按照流量分布在過載源上的方式自動地處理變化，該控制可以隨事件而改變或甚至在一事件過程中改變。
在網(wǎng)絡(luò)中，特定類型的資源的不同實例可以具有(通過設(shè)計)大大不同的容量。ISUP ACC例如可以用于保護(容量相對小的)端節(jié)點以及(容量較大的)轉(zhuǎn)接節(jié)點。此外，以服務(wù)請求/秒為單位的單個目標資源的容量可以隨時間而變化。因此，好的控制應(yīng)當能夠進行調(diào)整以自動處理目標容量的這種變化。
在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在多個不同的處理資源集之間分配呼叫處理。例如，在電話交換中，通常在處理流量路由集的外圍處理器與處理呼叫路由、計費等的負載平衡中央處理器的池之間進行分配。因此，不同的處理資源集可能成為呼叫混合以及通過系統(tǒng)的呼叫流量的模式變化時的瓶頸。因此，為了使得無論何內(nèi)部處理資源過載都保持短的響應(yīng)時間并且保證正確的呼叫處理，系統(tǒng)的內(nèi)部負載控制需要拒絕呼叫。
對于所提供的需求的特定混合，圖1中示出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的典型吞吐量曲線。資源可以是電話交換、業(yè)務(wù)控制點(SCP)、信號轉(zhuǎn)接點(STP)、ATM節(jié)點、萬維網(wǎng)服務(wù)器等。
許可率曲線的準確形狀取決于哪個內(nèi)部處理資源是所提供的需求混合的瓶頸。然而，通常，當所提供的請求速率增大時，將出現(xiàn)以下點資源調(diào)用其內(nèi)部過載控制來拒絕所提供的負載的某些部分以限制許可負載從而導致在阻塞的處理資源處的延遲的點。因此，在該點處，許可率開始下降到提供速率以下，并最終在某個確定的提供速率(在圖1中由LM表示)處達到最大許可率(因為拒絕服務(wù)請求消耗處理工作量)。
進一步增大提供速率導致許可率實際上下降。最終出現(xiàn)不能保證正確的呼叫處理并拒絕所有的呼叫的速率(由LC服務(wù)請求/秒表示)。這例如可能出現(xiàn)在內(nèi)部任務(wù)排隊溢出的電話交換中，并且交換可能必須重新開始或者重新運行以使其自身恢復到“健全”狀態(tài)。為了使資源恢復到正常工作，需要將提供速率減小到資源不再處于過載的水平。
另外，如圖1所示，目標資源對請求的響應(yīng)時間將隨著內(nèi)部擁塞的建立而開始增加。對于特定范圍的提供速率，可以通過減小整個處理接受呼叫的速率的目標的許可控制來將該響應(yīng)時間保持在可接受的低(并且大致恒定的)水平。然而，最終，拒絕或放棄呼叫的處理工作量可以自身用盡可用的處理能力來拒絕呼叫(當提供負載為LC時出現(xiàn)這種情況)。在該點處，響應(yīng)時間可以開始迅速且不可控制地爬升，觸發(fā)高速率的客戶放棄和重試。
重要的是使目標的許可率最大化(以保持響應(yīng)時間足夠小為條件)，以使客戶重試最小化。這也避免了產(chǎn)生不必要的客戶重復嘗試的、資源對前往目標的請求流的過節(jié)流。
對于任一特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，導致資源過載的節(jié)點數(shù)量可以隨事件而變化很大。此外，以服務(wù)請求/秒為單位的單個目標資源的容量可以隨時間而變化。
“智能網(wǎng)絡(luò)”的最初想法是能夠限定支持快速建立大范圍的新業(yè)務(wù)并將其部署到電話網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)容量。業(yè)務(wù)包括具有高級呼叫分配特征(例如，呼叫排隊)的業(yè)務(wù)。ITU-T結(jié)合INAP(智能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議，[3])而規(guī)定了限定這種容量的一系列建議。BT Technical Journal關(guān)于網(wǎng)絡(luò)智能的專刊提供了智能網(wǎng)絡(luò)的概述、標準和業(yè)務(wù)[1]。
盡管可能簡單地因為未向期望的需求提供足夠的容量而出現(xiàn)過載，但更普遍的是，過載由某些不可預料的快速出現(xiàn)的事件而導致。這些事件包括網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)故障、流量改變以及已被調(diào)度為同步出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理。這些事件還包括在IN上部署的業(yè)務(wù)類型，例如，媒體激發(fā)的事件或者自然緊急事件(例如，惡劣天氣)，因此流量可能非常不穩(wěn)定。呼叫客戶或系統(tǒng)重試行為通常放大流量，使情況變得更壞。為了避免響應(yīng)時間過長和吞吐量降低乃至故障，任一系統(tǒng)都需要有效的過載控制。在IN的情況下，對于為什么特別容易出現(xiàn)過載，存在體系結(jié)構(gòu)上的原因，如下所述。
圖2中示出了ITU-T IN功能模塊的基本組成部分。SCF(業(yè)務(wù)控制功能)包含呼叫控制功能，呼叫控制功能由基礎(chǔ)業(yè)務(wù)構(gòu)造塊(buildingblock)組成。它們與業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)相互作用并且連接到包括SSF和SRF的其他功能。SSF(業(yè)務(wù)交換功能)擴展并修改呼叫控制功能，以使得可以識別IN業(yè)務(wù)控制“觸發(fā)”，以詢問SCF并管理呼叫控制與SCF之間的信令。由觸發(fā)的“檢測點”產(chǎn)生的信令消息是從SSF發(fā)送到SCF的IDP(初始檢測點)。SRF(專用資源功能)提供執(zhí)行IN提供的業(yè)務(wù)(例如，數(shù)字接收器和廣播)所需的資源。作為SCF的主機的節(jié)點通常稱為SCP(業(yè)務(wù)控制點)，作為SSF的主機(即，交換系統(tǒng))的節(jié)點通常稱為SSP(業(yè)務(wù)交換點)。
雖然ITU標準規(guī)定了分布式智能網(wǎng)絡(luò)，但是與物理實現(xiàn)無關(guān)的是，典型的IN體系結(jié)構(gòu)集中于以下認知通常只存在少量的SCF實例而每個SCF存在很多(可能數(shù)百)SSF實例。這種與各SSP的通常容量相結(jié)合的高連接性意味著SSP可以產(chǎn)生的總需求可以容易地遠大于SCP的容量。此外，SCP的總?cè)萘客ǔ＿h大于(比方說)SCP指示要連接的目的地交換系統(tǒng)的容量。因此，如果實際上過載集中(即，流量集中到一個或幾個目的地系統(tǒng)上)，則存在兩種可能的結(jié)果 目的地或中間網(wǎng)絡(luò)可能不具有充分的過載控制來限制所處理的負載，導致性能劣化(響應(yīng)時間過長或吞吐量降低)； 即使控制充分，因為目的地資源(線路)很忙，所以經(jīng)SCF處理的大量呼叫也可能無效。于是，SCF將處理大量無效的工作量，這可能導致否則將具有很好的競爭機會的其他呼叫被拒絕。因此，降低了SCF的有效吞吐量。
本發(fā)明人設(shè)計的自動、集中過載控制方案涉及以BT的名義提交的專利申請[4]的主題。該方案一般稱為“自動呼叫限制”或“動態(tài)呼叫限制”，用于使資源具有在其利用變高時本地地拒絕需求(內(nèi)部限制)的方式以及拒絕流量源處的需求以限制拒絕率(外部限制)的方式。內(nèi)部限制可以被設(shè)計成限制系統(tǒng)的響應(yīng)時間，同時，外部限制對被拒絕的或無效的需求進行限制，因而保持對資源的高效利用。在該發(fā)明中，規(guī)定了目標拒絕(故障)率，并使用漏桶算法(leaky bucket)來監(jiān)視實際拒絕。僅當接收到對被拒絕呼叫的指示時才分配一監(jiān)視桶。桶計數(shù)穿過閾值的上升和下降分別指示限制等級(即，控制許可的速率)是增大還是減小。有效的是，根據(jù)觀察到的拒絕率是在目標率以上還是以下來調(diào)整許可率。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種控制器，該控制器用于根據(jù)控制最大平均許可率的控制值來控制通信系統(tǒng)中向一節(jié)點傳送的消息的許可率，其中，該控制器包括用于定期更新所述控制值的裝置，其中，更新后的控制值是前一控制值的遞增函數(shù)和前一許可率的遞增函數(shù)中的較小者。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述更新后的控制值是所述前一控制值及從前一更新起的時間段的遞增函數(shù)和前一許可率的遞增函數(shù)中的較小者。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更新之間的時間段是可變的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，下一間隔的控制值μi+1被設(shè)置為 μi+1＝min{aγi，μi+cδt} 其中，a是控制速率系數(shù)，γi是前一許可率，c是增大系數(shù)，δt是從前一更新起的時間段。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，下一間隔的控制值μi+1被設(shè)置為 μi+1＝min{f(γi)，g(μi，δt)}，其中，f和g是遞增函數(shù)。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種用于控制通信系統(tǒng)中到一節(jié)點的消息的流量控制器，其中，該控制器包括拒絕監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述節(jié)點的消息拒絕率；傳送監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述控制器向所述節(jié)點傳送的消息的速率；以及控制裝置，用于基于監(jiān)視到的拒絕率和監(jiān)視到的傳送速率來控制向所述節(jié)點傳送消息的速率，使得拒絕率趨向目標值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述控制裝置將傳送消息的最大速率限制在控制值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述控制值是相對于監(jiān)視到的向所述節(jié)點傳送的消息的速率來計算的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述控制值是相對于監(jiān)視到的所述節(jié)點接受的消息的速率來計算的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述控制值是正的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如果監(jiān)視到的拒絕率在所述目標值以下，則放松對到所述節(jié)點的消息的流量的控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如果監(jiān)視到的拒絕率在所述目標值以下，則增大所述控制值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如果監(jiān)視到的拒絕率在所述目標值以上，則減小所述控制值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述向所述節(jié)點傳送消息的速率被定期更新。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更新時段隨所述節(jié)點接收到的消息的速率的改變率而變化。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述更新時段作為從上次更新起的時間和從上次更新起接收到的拒絕的數(shù)量的函數(shù)而變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述控制器由下式?jīng)Q定 μi+1＝max{γi+α(R-ωi)，0}，其中， γi是在第一時段中所述控制器傳送的消息的速率；ωi是在所述第一時段中所述節(jié)點的消息拒絕率；μi+1是在所述第一時段之后的第二時段中所述控制器傳送的消息的速率的上限；R是控制參數(shù)，其等于所述目標值；α是漸近系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種被設(shè)置用于控制通信系統(tǒng)中到多于一個節(jié)點的消息的流量的控制器，該控制器包括拒絕監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述多于一個節(jié)點中的每一個的消息拒絕率；傳送監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述控制器向所述多于一個節(jié)點中的每一個傳送的消息的速率；以及控制裝置，用于基于針對各節(jié)點的監(jiān)視到的拒絕率和該節(jié)點的監(jiān)視到的傳送速率來控制向所述多于一個節(jié)點傳送消息的速率，使得各節(jié)點的拒絕率趨向目標值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，各節(jié)點與單獨的目標值相關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明還適合于包括根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的控制器的通信系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述消息拒絕率與漸近函數(shù)傳送的消息的速率有關(guān)，并且其中，所述漸近系數(shù)α是該函數(shù)的漸近線的梯度s的倒數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述漸近線的梯度s由給出，其中，r是所述節(jié)點拒絕一消息所需的工作量與該節(jié)點接受一消息所需的工作量的比。
根據(jù)優(yōu)選實施方式，第一方面的控制器和另一方面的控制器布置在所述網(wǎng)絡(luò)中分離的點處。
根據(jù)優(yōu)選實施方式，第一方面的控制器和另一方面的控制器協(xié)作以產(chǎn)生與根據(jù)第一方面和另一方面的控制器而產(chǎn)生的兩個值中的最小值相等的控制值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如所附權(quán)利要求所述，提供了控制通信系統(tǒng)中到一節(jié)點的消息的流量的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述通信系統(tǒng)包括多個控制器，其中，各控制器包括拒絕監(jiān)視器，該拒絕監(jiān)視器用于監(jiān)視所述節(jié)點對所述控制器傳送到該節(jié)點的消息的拒絕率。



圖1示出了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的典型吞吐量的曲線圖； 圖2以示意形式示出了傳統(tǒng)智能網(wǎng)絡(luò)的元素； 圖3和圖4示出了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拒絕特性的曲線圖； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的拒絕率如何收斂的曲線圖； 圖6、圖7(a)、圖7(b)、圖7(c)、圖8(a)、圖8(b)以及圖8(c)以示意形式示出了根據(jù)本發(fā)明不同方面的過程； 圖9到圖12以示意形式示出了根據(jù)本發(fā)明不同方面的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。

具體實施例方式 下面將闡述上述針對過載問題的兩種方法。第一種方法不使用反饋，可以稱為“開環(huán)”。第二種方法使用反饋，可以稱為“閉環(huán)”。可以單獨或者一起應(yīng)用這些方案。每種方法針對一種不同的過載情況。兩種過載情況可以單獨或同時出現(xiàn)。同時出現(xiàn)不僅使收斂到期望水平花費較長時間，而且可能引入可能花費很長時間來消失的不穩(wěn)定性。考慮具有大的應(yīng)答容量(線路數(shù)量)的業(yè)務(wù)供應(yīng)商，該業(yè)務(wù)供應(yīng)商起初傳輸非常少的流量或者不傳輸流量，并經(jīng)受呼叫率的突然增大。因為占用起初很低，所以接受全部第一批呼叫導致線路占用的快速增加。因為沒有拒絕呼叫，所以源處的限制性控制未被激活，并且目的地處的到達速率未受到限制。然而，線路群一變滿就開始拒絕。實際上，因為到達速率如此高并且因為在達到占用時間之前不清除任何線路，所以存在所有新到達的呼叫都被拒絕的時段。因此，拒絕率幾乎瞬時從零到極高的水平。
這種非常高的拒絕水平將導致源處的控制被激活。到達速率也非常高，并且可能導致系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)中的其他問題。當非常高的拒絕率持續(xù)了約占用時間時，源處的控制在該時間間隔中可以顯著減小。在另一時段之后，開始清除線路。如果占用時間完全一致，則可以幾乎同時清除所有的線路。即使現(xiàn)在到達速率很低并且線路只是很慢地填充，因為拒絕率現(xiàn)在歸零，所以控制也開始迅速向上調(diào)整許可率。在線路被再次充滿時，到達速率可以再次很高并且將重復整個循環(huán)。
顯然，這種效果的嚴重性取決于線路的數(shù)量和占用時間，并且具體地說，如果占用時間分布具有低方差(典型的是許多大眾應(yīng)答的情況)，則這種效果的嚴重性更壞?？梢栽O(shè)計控制參數(shù)，來為特定條件集給出較好的性能，但是控制可能不是可以有效地響應(yīng)于任何預先未知的條件的通用控制。這種通用控制在使網(wǎng)絡(luò)管理最小化、資源以及魯棒性方面顯然非常有利。
開環(huán) 過載的公共特性是負載的非常突然的增大，在極端情況下，這可以等同于呼叫率的階躍增大。由于提供反饋的延遲，可能導致系統(tǒng)的下述問題僅在過載資源產(chǎn)生了拒絕請求的指示并在控制點處接收到這個指示時才激活控制。可能發(fā)生以下情況在控制接收到反饋并向許可率施加限制之前，下游資源中的消息/信號排隊溢出。當存在大量流量源和控制點時，這將混合，因為需要在它們都可以施加限制之前向每一個提供反饋。這不僅是過載資源和居間網(wǎng)絡(luò)上的開銷，而且引入延遲。
一般原理 這里描述的方案通過監(jiān)視請求到達控制(限制)點的速率并對稱為控制速率的最大許可率進行調(diào)整來工作?？梢岳萌我环N限制方法(例如，具有適當特性的漏桶算法)。漏桶控制系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)是漏率，對該參數(shù)的控制確定控制系統(tǒng)的行為。漏率設(shè)置的值是控制值。
當測量到的到達速率緩慢變化時，控制速率被設(shè)置為充分高于到達速率，使得拒絕請求的概率很小?？膳渲玫膮?shù)確定控制速率大多少以及該概率的值。當?shù)竭_速率開始更快地增大時，允許控制速率增大，但是增大速率受限。通常，所允許的增大速率是當前控制速率和測量到的許可率的函數(shù)，但是對于下面描述的特定實現(xiàn)，所允許的增大速率是線性函數(shù)。
概述 基于不連續(xù)的步驟之間的時間間隔上的測量和前一控制值，在這些不連續(xù)的步驟上進行對控制值的更新。在從步驟i到步驟i+1的長度為δt的時間間隔上，使測量到的平均許可率為γi(即，在控制已拒絕了任何請求之后)，并令控制值為μi。則下一間隔的控制值被設(shè)置為 μi+1＝min{f(γi)，g(μi，δt)} 其中，f和g是滿足下列條件的遞增函數(shù) ·對于固定的平均到達速率，f應(yīng)當使拒絕一呼叫的概率足夠低，即，低于對業(yè)務(wù)損耗的某些限制； ·函數(shù)g是兩個自變量的遞增函數(shù)，使得許可率可以隨時間進展而增大。
數(shù)學術(shù)語“遞增”函數(shù)如下定義。對于一個或更多個變量的函數(shù)，如果這些變量中特定的一個增大而其他變量保持恒定時，該函數(shù)的值增大或者保持相同，則這種函數(shù)被認為是隨該特定變量遞增。這隱含了如果同一變量減小，則函數(shù)的值減小或保持相同。如果多于一個變量的函數(shù)隨每一個變量而遞增，則該函數(shù)是遞增的。對于多個變量的函數(shù)，如果這些變量中特定的一個增大而其他變量保持恒定時，該函數(shù)的值增大而不保持相同，則該函數(shù)隨該特定變量嚴格遞增。這隱含了如果同一變量減小，則函數(shù)的值減小而不保持相同。
可以使步驟間的時間間隔δt如下變化在到達速率變化不大時增大，而在到達速率快速增大時減小。這使得最大許可率可以與函數(shù)g所允許的一樣快地增大。這可以通過在對控制的服務(wù)請求的到達計數(shù)達到指定閾值時或者在更新之間的時間達到指定最大時間δtmax時(無論哪個先出現(xiàn))，對控制速率進行從μi到μi+1的更新來實現(xiàn)?？斓牡竭_速率將導致由前一條件引起的控制更新，而慢的到達速率將導致由后者引起的控制更新，分別對應(yīng)于δt的較小值和較大值。作為示例，已發(fā)現(xiàn)，如果兩個函數(shù)都是線性的，則給出很好的性能，所以設(shè)置 μi+1＝min{aγi，μi+cδt} 其中，分別將系數(shù)a和c稱作“控制速率系數(shù)”和“增大系數(shù)”。
可以導出確定要針對下一控制速率μi+1應(yīng)用哪個值的閾值時間。因此，使用上述表達式，條件為 μi+1＝aγi，當aγi≤μi+cδt或者等價地δt≥(aγi-μi)/c時， μi+1＝μi+cδt，當aγi≥μi+cδt或者等價地δt≤(aγi-μi)/c時， 應(yīng)當注意，如果許可率接近恒定，使得對于兩個連續(xù)的步驟i和i+1，對某些“小”值ε有|ri+1-ri|＜ε占并且在步驟i應(yīng)用μi+1＝aγi，則對于下一步驟i+1有 (aγi+1-μi+1)/c＜(a(ri+ε)-ari)/c＝aε/c 這也是“小”的，使得δt可能大于該值，其中，再次應(yīng)用 這說明對于緩慢變化的流量，控制速率保持不變。
實際上，還想要對控制值分別設(shè)置極限上界和下界(即，μmax和μmin)，因此，還在上述更新之后應(yīng)用以下調(diào)整 μi+1＝min{max{μi+1，μmin}，μmax) 示例實現(xiàn) 下面將參考圖6中的非正式SDL(規(guī)范設(shè)計語言)符號對一示例實現(xiàn)進行描述(在本說明書的附錄中給出了SDL符號的概要)。這定義了具有單個狀態(tài)OPEN的稱作“開環(huán)速率適配器”處理的單個處理，其通過信號傳送與外部處理連接。具體地說，其必須與進行速率限制(拒絕請求)的控制器相連接，這里將其稱作“限制器”。這里，將術(shù)語ControlRate用于最大控制值，并且其被限制器調(diào)整和使用。
開環(huán)速率適配器可以接收三個信號 RestartRateAdaptor其用于開始或重新開始處理并初始化所有的變量，傳送ControlRate的初始值。
AdmitCommit其表示限制器已許可一請求。
ControlReject其表示限制器已拒絕一請求。
發(fā)送一個信號 UpdateControl其是限制器改變ControlRate的指示，ControlRate與該信號一起被傳送。
使得更新(即，限制器改變ControlRate的指示)之間的時間間隔可以按最大長度UpdateIntervalMax改變。為了ControlRate可以與IncreaseCoeff所允許的一樣快地增大，對(受控制之前的)到達進行監(jiān)視并將其計數(shù)為ArrivalCount。還計算從上次更新起的時間UpdateInterval。因此，在UpdateInterval超過UpdateIntervalMax或者ArrivalCount超過ArrivalCountMax時，進行更新。
許可呼叫也被計數(shù)為AdmitCount。對于各更新時間，上一間隔的許可率被計算為 AdmitRate＝AdmitCount/UpdateInterval 然后，可以對速率進行平滑以獲得移動平均速率MeanAdmitRate。在這個示例實現(xiàn)中，使用具有系數(shù)pO(其中0＜pO≤1)的幾何平滑，其僅應(yīng)用于減小速率，而不對增大速率進行平滑，以使得ControlRate可以快速增大 MeanAdmitRate＝pO×AdmitRate+(1-pO)×MeanAdmitRate 然而，可選擇對于增大或減小進行平滑，并且在任一情況下可以使用不同的系數(shù)(沒有平滑與將系數(shù)設(shè)置為1相同)。
確定了MeanAdmitRate，現(xiàn)在可以確定下一時間間隔的ControlRate。如上所述，應(yīng)用下式 ControlRate＝min{ControlRateCoeff×MeanAdmitRate，ControlRate+IncreaseCoeff×UpdateInterval} 最后，將ControlRate限制在ControlRateMin與ControlRateMax之間。一旦進行了更新，就必須重置變量 ArrivalCount＝0 AdmitCount＝0 UpdateInterval＝NOW 分別在表1和表2(見附錄)中總結(jié)了在控制中使用的控制參數(shù)和動態(tài)變量，并且圖6中的SDL指定了邏輯。
閉環(huán) 限制拒絕率單獨用于調(diào)整控制許可率的控制方案的有效性的另一因素是過載目的地資源的容量可以極大且不可預知地變化。例如，語音呼叫可以指向單個終端線路或者具有數(shù)千條線路的應(yīng)答中心。此外，呼叫的占用時間可以顯著地變化。雖然這種方案不需要為了收斂到最佳許可率(R3)而知道目的地的容量，但是收斂速度通常不能與目的地容量已知的方案一樣快。下面描述的“閉環(huán)”控制方案被設(shè)計成用于克服這種限制，在無需預先知道過載資源的容量的情況下提供快得多的收斂。
如上所述，對閉環(huán)控制方案的有效性的測量是它們收斂到目標率有多快。所描述的本發(fā)明使用了新的適應(yīng)方式，使得快速且簡單地實現(xiàn)(低開銷)向目標率的收斂。
一般原理 在向網(wǎng)絡(luò)資源提供請求的速率增大時，其利用通常增加。例如，對利用的測量可以是語音傳輸線路(電路)群中占用的線路的平均數(shù)或者CPU(處理器)的占用率和/或消息排隊的長度。在利用增加時，資源(或者相關(guān)聯(lián)的資源)通常具有通過向發(fā)送節(jié)點(例如，呼叫的發(fā)起者)并且還有可能向中間節(jié)點返回拒絕信號來明確地拒絕請求的能力。
對請求嘗試的明確拒絕會消耗資源的一些容量。如果資源是處理器則將是這種情況。另一方面，例如當資源是可以各自為語音呼叫占用的線路(電路)群時，不需要用于信號拒絕的資源容量。
在任一情況下，拒絕請求的速率通常具有圖3中示出的漸近行為。圖3示出了在一節(jié)點處提供的呼叫的數(shù)量與拒絕的呼叫的數(shù)量之間的關(guān)系?？梢允境鲋本€漸近線的斜率(梯度)為 其中，r是用于拒絕一請求的工作量與用于接受一請求的工作量的比。應(yīng)當注意關(guān)于該曲線的作為確定要描述的方案的收斂性的重要因素的下列特性 ·拒絕率的梯度總是小于s，并且是提供速率的遞增函數(shù)； ·只要r嚴格為正(s＞1)，就存在提供速率的上限。超過該上限，系統(tǒng)進入不能再拒絕流量的“崩潰”狀態(tài)； ·如果比率r＝1，則s無窮大。實際上，要描述的方案不起作用，但是這將是很拙劣的設(shè)計系統(tǒng)，其中，拒絕需求的成本與接受需求的成本相同； 如果比率r＝0(s＝1)，則實際上不存在所示出的提供速率的上限，并且曲線從不達到漸近線。
這種漸近行為是控制器“下游”的任一資源的特性。任意一個或者更多個這樣的資源可能變成瓶頸(盡管可能性較小，但每次多于一個是可能的)。
最后一種情況，不需要資源容量來拒絕請求(通常稱作“溢出”)，通過被提供語音呼叫的線路群來例示，其中各呼叫對線路占用的時段為占用時間平均值。溢出率具有與溢出流量(厄蘭)相同的漸進行為，并且在圖2中例示，其中通過除以線路的數(shù)量來對提供的和溢出的流量進行歸一化(因此，它們從不超過1)。這使得可以容易地看到曲線的形狀如何隨線路數(shù)量的改變而改變，但是應(yīng)當注意，在每一種情況下都滿足上面列出的性質(zhì)。
圖4示出了作為10條線路的提供速率和10秒的占用時間的函數(shù)的實際拒絕率?？刂频哪康氖鞘諗康侥繕?或目的)拒絕率，在該示例中，目標拒絕率被設(shè)置為0.5呼叫/秒。這出現(xiàn)在等于目標拒絕率的恒定率的曲線與拒絕率曲線相交的地方。
基于在不連續(xù)的步驟之間的時間間隔上的測量和前一控制值，在這些步驟處進行對控制的更新。假定步驟i與i+1之間的平均提供速率(即，向過載資源發(fā)送呼叫的速率)被測量為γi，并且同一時間間隔的溢出(拒絕)率為ωi。那么第i+1次更新的控制速率被設(shè)置為 μi+1＝max{γi+α(R-ωi)，0} 即，這是期望對γi+1測量的，使得ωi+1是對稱為目標率的控制參數(shù)R的近似。另一參數(shù)α是漸近線的梯度s的倒數(shù)，稱為漸近系數(shù)。
圖5例示了α＝1但是其他值類似的特殊情況。如圖5所示，可以通過從與當前提供速率相對應(yīng)的溢出率曲線上的一點對向與漸近線相平行的線直到與目標拒絕率曲線(其采取與提供速率軸相平行的直線的形式)相交為止，來獲得對控制速率的更新。與目標率曲線的交點與要施加給過載資源的下一控制值(即，提供速率)相一致。
可以表明，因為溢出率曲線的梯度總是正的并且小于1，所以無論是從目標率的上面還是下面，這種方法總是收斂的。理論上，更新速率不應(yīng)是負的，但是因為測量到的速率經(jīng)受隨機可變性，所以需要考慮這種可能性。因此，在上式中應(yīng)用下界0。
實際上，由于拒絕數(shù)量必須小于或等于發(fā)送數(shù)量，因此不期望從資源接收到的測量拒絕率大于向該資源發(fā)送的速率，所以可以強加大于零的下界。
μi+1＝max{γi+α(R-ωi)，R} 實際上，還想要對控制值μ分別設(shè)置極限上界和下界(即，μmax和μmin)，因此，還在上述更新之后應(yīng)用以下調(diào)整 μi+1＝min{max{μi+1，μmin}，μmax} 可以看到，收斂的速率將取決于目標拒絕率是多高以及起始點是多高。從目標拒絕率上方的收斂明顯更快，這是因為在目標拒絕率上方時，拒絕率曲線的梯度比在目標拒絕率下方時更接近于漸近線的梯度。
上述方法必需通過精確地限定應(yīng)當如何測量速率以及應(yīng)當何時開始和停止控制來實現(xiàn)。
下面使用圖7中的包括圖7(a)并且在圖7(b)和圖7(c)中延續(xù)的非正式SDL(規(guī)范設(shè)計語言)來描述示例實現(xiàn)。在附錄中給出了SDL符號的概要。在(附錄中的)表3和表4中分別總結(jié)了所使用的控制參數(shù)和變量。
SDL定義了具有三種狀態(tài)UNCONTROLLED、CLOSED2、CLOSED1的這里稱作“閉環(huán)速率適配器”的處理。該閉環(huán)速率適配器通過信號傳送與外部處理連接。具體地說，它必需與進行速率限制(拒絕請求)的速率控制器連接，將該速率控制器簡稱為“限制器”。這里，將術(shù)語ControlRate用于最大控制值，并且其被限制器調(diào)整和使用。
驅(qū)動閉環(huán)控制的以呼叫/連接請求拒絕或故障形式的反饋被稱為“事件”。應(yīng)當注意，這些事件指的不是本地限制器本身的拒絕而是“下游”(即，來自資源的)反饋。
在進行更新方面，限制(控制)被激活時使用的兩種封閉狀態(tài)CLOSED2和CLOSED1是相同的。使用兩種狀態(tài)的原因是要確保系統(tǒng)在返回UNCONTROLLED狀態(tài)之前，在封閉狀態(tài)中停留足夠長的時段(由參數(shù)CLOSED1_Duration表示)。
控制器可以接收三個信號 RestartRateAdaptor其用于開始或重新開始處理并初始化所有的變量，傳送ControlRate的初始值。
AdmitCommit其表示限制器已許可一請求。
EventReport其表示對一事件的接收。
控制器發(fā)送三個信號 StartControl其是啟動利用ControlRate給出的最大速率的限制的指示，ControlRate與該信號一起被傳送。
UpdateControl其是限制器改變ControlRate的指示，ControlRate與該信號一起被傳送。
StopControl其是停止施加限制的指示。
在所有的狀態(tài)中將許可的請求和事件分別計數(shù)為變量AdmitCount和EventCount，它們具有對應(yīng)的移動平均速率MeanAdmitCount和MeanEventCount。允許對這些速率的更新之間的時間間隔(UpdateInterval)變化最大長度UpdateIntervalMax。這也是對ControlRate的更新之間的(變化的)時間間隔，但是僅在兩種封閉狀態(tài)中或者向它們的轉(zhuǎn)變中進行這種變化。
在UNCONTROLLED狀態(tài)中，在UpdateInterval超過UpdateIntervalMax時或者EventCount超過EventCountMax時進行對平均速率的更新。這種想法是為了快速響應(yīng)事件速率的突然增大。因此，無論是何事件，速率都以時段UpdateIntervalMax定期進行更新，但是如果事件速率增大，則將根據(jù)EventCount，較快地強制更新。
在每次更新時，將上一間隔的許可率和事件速率計算為 AdmitRate＝AdmitCount/UpdateInterval EventRate＝EventCount/UpdateInterval 然后，對速率進行平滑以分別獲得移動平均速率MeanAdmitRate和MeanEventRate。在這個示例中，在UNCONTROLLED狀態(tài)中使用了具有系數(shù)pU的幾何平滑 MeanAdmitRate＝pU×AdmitRate+(1-pU)×MeanAdmitRate MeanEventRate＝pU×EventRate+(1-pU)×MeanEventRate 在這些更新之后，如果MeanEventRate超過GoalEventRate，則根據(jù)上述方法來計算ControlRate ControlRate＝ max{MeanAdmitRate+AsymptoticCoeff×(GoalEventRate-MeanEventrate)， GoalEventRate} 然后，通過與ControlRate的值一起發(fā)送StartControl信號來啟動控制，并進入CLOSED2狀態(tài)。在ClosedMacro中定義在兩種封閉狀態(tài)中使用的公用邏輯。這兩種狀態(tài)之間的差別在于它們的可能轉(zhuǎn)變。
在ClosedMacro中，對速率的更新與UNCONTROLLED狀態(tài)中的更新相似。差別在于允許幾何更新系數(shù)的差值pC并且總是根據(jù)上述公式來進行對ControlRate的更新，導致生成攜帶該更新后的值的待發(fā)送的UpdateControl信號。下一動作取決于系統(tǒng)處于哪種封閉狀態(tài)。
在CLOSED2狀態(tài)中，將得到的MeanEventRate的值與稱作LowerEventRate的參數(shù)進行比較。如果MeanEventRate較大(或相等)，則不采取行動，并且系統(tǒng)保持在CLOSED2狀態(tài)中。另一方面，如果MeanEventRate較小，則發(fā)生向CLOSED1狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，并且該轉(zhuǎn)變的時間被記錄為CLOSED1_EntryTime。
如果在CLOSED1狀態(tài)中，則再次將MeanEventRate與稱作LowerEventRate的參數(shù)進行比較。這時，如果MeanEventRate較大(或相等)，則系統(tǒng)回到CLOSED2狀態(tài)，但是如果MeanEventRate較小，則進行測試以查看系統(tǒng)在CLOSED1狀態(tài)中的持續(xù)時間是否大于參數(shù)CLOSED1_Duration。如果是這樣，則通過向限制器發(fā)送StopControl信號來停止限制，并且系統(tǒng)進入UNCONTROLLED狀態(tài)。
兩種封閉狀態(tài)的使用確保了系統(tǒng)在封閉狀態(tài)中停留得“足夠長”并且不過早地彈回UNCONTROLLED狀態(tài)。
本發(fā)明的另一方面包括對限制監(jiān)視到的事件速率的增強。對于許多系統(tǒng)來說，自動產(chǎn)生由事件構(gòu)成的明確反饋。在某些應(yīng)用中，必須要求這種增強，并且在這樣做時將會有一些開銷。為了提高后一種情況下的效率，可以僅請求許可的請求的子集的EventReport。下面將描述兩種這樣的方法，它們可以一起使用。它們都具有在封閉狀態(tài)中時總是請求EventReport的性質(zhì)。這在確保調(diào)整ControlRate時不使事件流變小得太多方面通常很重要，否則結(jié)果是引起統(tǒng)計偏差并且因此導致控制不穩(wěn)定性。
在圖7的SDL圖中，以灰色表示這種增強。接收及發(fā)送請求的應(yīng)用可以詢問閉環(huán)速率適配器是否做出對事件報告的請求。這由信號ReqER_Query來表示。響應(yīng)是攜帶稱作ReqER_State的變量的信號ReqER_Resp，ReqER_State可以取具有顯而易見的含義的兩個值REQUEST或NO_REQUEST。
第一種方法是在測量到的許可率(MeanAdmitRate)大于控制參數(shù)閾值RequestEventRate時，簡單地僅請求EventReport。在連接器0下的SDL中可以看到，如果MeanAdmitRate低于閾值，則ReqER_State被設(shè)置為NO_REQUEST。
否則，可以做出請求，并且這是應(yīng)用第二種方法的情況。這種方法允許對事件報告請求的采樣。每當已發(fā)送(許可)了特定數(shù)量的請求時請求EventReport。“特定數(shù)量”是稱作ReqER_CountMaxCurrent的變量，并且利用變量ReqER_Count對可能的請求事件報告進行計數(shù)。當控制首先在UNCONTROLLED狀態(tài)中啟動時，ReqER_CountMaxCurrent被設(shè)置為控制參數(shù)ReqER_CountMax的值。例如，它可以是值5，使得僅針對每5個許可的請求中的1個請求事件報告。但是一接收到EventReport，ReqER_CountMaxCurrent就被設(shè)置為1，使得針對每個許可請求事件報告。時間間隔ReqER_IntervalMax用于回到采樣的請求。在UNCONTROLLED狀態(tài)中無論何時接收到ReqER_Query，首先進行速率閾值測試，如上述第一種方法中所述。如果事件請求是可能的，則ReqER_Count增加1，然后與ReqER_CountMaxCurrent進行比較。如果計數(shù)已達到這個限制，則通過將ReqER_State設(shè)置為具有值REQUEST并發(fā)送信號ReqER_Resp來進行請求，并且把計數(shù)重置為零。另外，進行檢查，以查看從接收上一事件報告起的時間是否大于ReqER_IntervalMax。如果是這樣，則將ReqER_CountMaxCurrent的值重置為較大的值ReqER_CountMax，以再次開始采樣。
組合的開環(huán)和閉環(huán)控制 可以把上述開環(huán)控制和閉環(huán)控制的新方法有利地結(jié)合為單個控制方案，從而獲得增多的益處。
原理是相同的，但是對兩個方法的結(jié)合包括一些改變。開環(huán)方案僅具有限制性控制總是被激活的一種行為(狀態(tài))，然而，對于閉環(huán)方案，限制性控制可以不被激活或者被激活(封閉型行為)。綜合控制方案具有實質(zhì)上具有兩種行為的控制開環(huán)行為和閉環(huán)行為，但是，與閉環(huán)布置不同的是，其總是被激活，所以限制器總是能夠拒絕請求。
示例實現(xiàn) 使用圖8中的包括圖8(a)并且在圖8(b)和圖8(c)中延續(xù)的SDL來描述示例實現(xiàn)。在表5和表7中分別總結(jié)了所使用的控制參數(shù)和變量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的處理稱為“速率適配器”。速率適配器具有三種狀態(tài)OPEN、CLOSED2以及CLOSED1，分別與開環(huán)方案的單個狀態(tài)和閉環(huán)方案的兩種封閉狀態(tài)相似。
可以接收到的信號集是開環(huán)方案和閉環(huán)方案接收到的信號集的并集。發(fā)送的信號僅僅是開環(huán)方案的那些信號。這是因為控制從不啟動或停止，因此不需要StartControl和StopControl。
OPEN狀態(tài)類似于來自上述開環(huán)方案的OPEN狀態(tài)與來自上述閉環(huán)方案的UNCONTROLLED狀態(tài)的混合。然而，根據(jù)綜合控制方案，允許更新時間間隔在各狀態(tài)中不同，使得具有OpenUpdateIntervalMax和ClosedUpdateIntervalMax。
特定示例應(yīng)用 在下面示出的示例中，參照圖9到圖12，總體布置由向過載資源/節(jié)點傳送消息(請求)或嘗試向過載資源/節(jié)點傳送信息(請求)的許多流量源節(jié)點(它們自身可以對來自別處的流量進行中繼，而不必是流量的起始源)組成。每一種控制(開環(huán)或閉環(huán))具有三個主要功能 ·監(jiān)視控制許可的速率γ(由M表示)； ·更新控制速率μ(由U表示)； ·通過應(yīng)用速率控制算法來限制流量(由R表示)。
這些控制功能可以在節(jié)點兩端被復制，并且可以設(shè)置在源節(jié)點處或過載節(jié)點處。
監(jiān)視到的許可率可以是例如在一個或更多個源節(jié)點處監(jiān)視到的對于過載資源來說許可的總速率的一部分，或者是例如在過載節(jié)點處監(jiān)視到的總許可率的一部分。類似地，可以按某些方式在許多限制點之間分配通過進行更新而導出的控制速率。
在下面的表中示出了實際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用的示例 表控制的示例應(yīng)用，包括源節(jié)點和過載節(jié)點功能以及協(xié)議開環(huán)速率控制 可以將所有的開環(huán)功能共同地設(shè)置。這在圖9和圖10中示出，其中，圖9示出了將所有的功能設(shè)置在過載點處的開環(huán)控制，圖10示出了將所有的功能設(shè)置在源處的開環(huán)控制。作為另一種選擇，可以分離地設(shè)置這些功能，例如，過載節(jié)點可以監(jiān)視許可率并向源節(jié)點傳送源控制速率。
閉環(huán)速率控制 圖11示出了閉環(huán)功能在源與過載點之間分開的布置。
綜合閉環(huán)和開環(huán)速率控制 可以按各種方式來構(gòu)造組件功能。作為示例，圖12示出了所有的開環(huán)功能設(shè)置在源處而閉環(huán)功能在過載點與源之間分開。開環(huán)和閉環(huán)控制方案可以在網(wǎng)絡(luò)中的不同點處串聯(lián)組合或在單個點處組合。如果施加在網(wǎng)絡(luò)中的同一點處，則控制值取各方案所指示的值的最小值。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過除拒絕率自身之外還測量向過載資源發(fā)送的速率并使用上述算法來調(diào)整向過載資源發(fā)送的速率，來獲得向目的(目標)拒絕率R的更快收斂。具體地說，該算法利用了拒絕率的漸近行為。選擇最小拒絕率確保目標資源具有高的利用等級，從而提高網(wǎng)絡(luò)的效率。
上述觀點起源于控制電話網(wǎng)絡(luò)中的過載的領(lǐng)域。因此，在這種環(huán)境中進行了大量的描述。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)稍加修改就可以使這里所闡述的本發(fā)明應(yīng)用于廣泛的業(yè)務(wù)和技術(shù)，并且可以有效地應(yīng)用于較新的業(yè)務(wù)和技術(shù)。盡管上面主要針對智能網(wǎng)絡(luò)來描述本發(fā)明，但是本發(fā)明普遍適用于容易發(fā)生過載的資源(包括處理器)以及其他通信技術(shù)領(lǐng)域，例如，ATM、ISUP、SIP、HTTP以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。具體地說，所述開環(huán)方案潛在地適用于對任意消息流的控制。
表 表1在開環(huán)速率適配器的SDL定義中使用的控制參數(shù) 表2在開環(huán)速率適配器的SDL定義中使用的變量 表3在閉環(huán)速率控制的SDL定義中使用的控制參數(shù) 表4閉環(huán)速率控制的SDL定義中使用的變量 表5在綜合閉環(huán)和開環(huán)速率控制的SDL定義中使用的控制參數(shù) 表6在綜合閉環(huán)和開環(huán)速率控制的SDL定義中使用的變量
參考文獻T W Abernethy and A C Munday，‘Intelligent Networks，standardsand services’，BT Technology JournalNetwork intelligence，Vol.13 Nol2-April 1995.P M Williams and M J Whitehead，‘Adaptive rate-based controls forgeneric network overload control’，BTTJ paper.ITU-T，Q.1214Distributed Functional Plane for Intelligent NetworkCS-1，§5.4.2 Call Gap Capability，§6.4.2.9 Call Gap；Q.1224DistributedFunctional Plane for Intelligent Network Capability Set 2，§11.4.2 Call gapcapability，§12.4.3.12 Call Gap.‘A method of controlling overload in a telecommunications network’，patent applicationEP 93309185.2；priority date18 Nov 1993. 縮寫 ATM 異步傳輸模式 CISL 公共智能業(yè)務(wù)層 HTTP 超文本傳輸協(xié)議 IDP 初始檢測點 INAP 智能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議 ISUP ISDN用戶方 SDL 規(guī)范設(shè)計語言 SIP 會話發(fā)起協(xié)議 SSP 業(yè)務(wù)交換點 SCP 業(yè)務(wù)控制點 SDL (規(guī)范設(shè)計語言)符號 非正式地使用SDL。使用傳統(tǒng)的SDL符號，這些符號包括 當前狀態(tài) 宏的開始 宏的結(jié)束 宏
權(quán)利要求
1.一種用于控制通信系統(tǒng)中到一節(jié)點的消息的流量的控制器，其中，該控制器包括
拒絕監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述節(jié)點的消息拒絕率；
許可監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述控制器向所述節(jié)點傳送的消息的速率；以及
控制裝置，用于基于監(jiān)視到的拒絕率和監(jiān)視到的許可率來控制向所述節(jié)點傳送消息的速率，使得所述拒絕率趨向目標值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述控制裝置將傳送消息的最大速率限制在控制值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述控制值是相對于監(jiān)視到的向所述節(jié)點傳送的消息的速率來計算的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的控制器，其中，所述控制值是相對于監(jiān)視到的所述節(jié)點接受的消息的速率來計算的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的控制器，其中，所述控制值是正的。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制器，其中，如果監(jiān)視到的拒絕率在所述目標值以下，則放松對到所述節(jié)點的消息的流量的控制。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制器，其中，如果監(jiān)視到的拒絕率在所述目標值以下，則增大所述控制值。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制器，其中，如果監(jiān)視到的拒絕率在所述目標值以上，則減小所述控制值。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制器，其中，所述向所述節(jié)點傳送消息的速率被定期更新。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制器，其中，更新時段隨所述節(jié)點接收到的消息的速率的改變率而變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的控制器，其中，所述更新時段作為從上次更新起的時間和從上次更新起接收到的拒絕的數(shù)量的函數(shù)而變化。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制器，該控制器由下式?jīng)Q定
μi+1＝max{γi+α(R-ωi)，0}，其中，
γi是在第一時段中所述控制器傳送的消息的速率；
ωi是在所述第一時段中所述節(jié)點的消息拒絕率；
μi+1是在所述第一時段之后的第二時段中，所述控制器傳送的消息的速率的上限；
R是控制參數(shù)，其等于所述目標值；并且
α是漸近系數(shù)。
13.一種被設(shè)置用于控制通信系統(tǒng)中到多于一個節(jié)點的消息的流量的控制器，該控制器包括
拒絕監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述多于一個節(jié)點中的每一個的消息拒絕率；
許可監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述控制器向所述多于一個節(jié)點中的每一個傳送的消息的速率；以及
控制裝置，用于基于針對各節(jié)點的監(jiān)視到的所述拒絕率和該節(jié)點的監(jiān)視到的許可率來控制向所述多于一個節(jié)點傳送消息的速率，使得各節(jié)點的所述拒絕率趨向目標值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制器，其中，各節(jié)點與單獨的目標值相關(guān)聯(lián)。
15.一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的通信系統(tǒng)，其中，所述消息拒絕率與所述節(jié)點的漸近函數(shù)傳送的消息的速率有關(guān)，并且其中，所述漸近系數(shù)α是該函數(shù)的漸近線的梯度s的倒數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的通信系統(tǒng)，其中，所述漸近線的梯度s由下式給出
其中，r是所述節(jié)點拒絕一消息所需的工作量與該節(jié)點接受一消息所需的工作量的比。
18.一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括多個根據(jù)權(quán)利要求1或14中的任一項所述的控制器，所述控制器用于控制向所述節(jié)點傳送的消息的許可率，其中，各控制器包括拒絕監(jiān)視器，該拒絕監(jiān)視器用于監(jiān)視所述節(jié)點對所述控制器向該節(jié)點傳送的消息的拒絕率。
19.一種用于控制通信系統(tǒng)中到一節(jié)點的消息的流量的方法，該方法包括以下步驟
監(jiān)視所述節(jié)點的消息拒絕率；
監(jiān)視所述控制器向所述節(jié)點傳送的消息的速率；以及
基于監(jiān)視到的所述拒絕率和監(jiān)視到的許可率來控制向所述節(jié)點傳送消息的速率，使得所述拒絕率趨向目標值。
20.一種用于控制通信系統(tǒng)中從多個源到一節(jié)點的消息的流量的方法，該方法包括以下步驟
監(jiān)視所述節(jié)點對來自各源的消息的消息拒絕率；
監(jiān)視從各源向所述節(jié)點傳送的消息的速率；以及
基于監(jiān)視到的所述拒絕率和監(jiān)視到的許可率來控制從各源向所述節(jié)點傳送消息的速率，使得所述拒絕率趨向目標值。
21.一種用于控制通信系統(tǒng)中到多于一個節(jié)點的消息的流量的方法，該方法包括以下步驟
監(jiān)視所述多于一個節(jié)點中的每一個的消息拒絕率；
監(jiān)視控制器向所述多于一個節(jié)點中的每一個傳送的消息的速率；以及
基于針對各節(jié)點的監(jiān)視到的所述拒絕率和該節(jié)點的監(jiān)視到的許可率來控制向所述多于一個節(jié)點傳送消息的速率，使得各節(jié)點的所述拒絕率趨向目標值。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中的任一項所述的方法，該方法包括以下步驟基于監(jiān)視到的所述拒絕率和監(jiān)視到的許可率來對控制最大平均許可率的控制值進行定期更新。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)的交換中的流量控制。提出了一種用于控制通信系統(tǒng)中到一節(jié)點的消息的流量的控制器，其中，該控制器包括拒絕監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述節(jié)點的消息拒絕率；許可監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述控制器向所述節(jié)點傳送的消息的速率；以及控制裝置，用于基于監(jiān)視到的拒絕率和監(jiān)視到的許可率來控制向所述節(jié)點傳送的消息的速率，使得拒絕率趨向目標值。所述控制裝置將傳送消息的最大速率限制在控制值。
文檔編號H04L12/54GK101199167SQ200680016176
公開日2008年6月11日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者菲利浦·馬克·威廉斯 申請人:英國電訊有限公司