專利名稱：用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道的方法和分配單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道的方法以及對應(yīng)的分配単元。通信網(wǎng)絡(luò)包括通過多個鏈路互連的多個節(jié)點。
背景技術(shù)：
當前，通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)快速增長。業(yè)務(wù)流(以下也稱為流、業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)流或網(wǎng)絡(luò)流)應(yīng)當通過通信網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)地路由，以便保證一定量的QoS (Qos=服務(wù)質(zhì)量)，這會是一項挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因為業(yè)務(wù)可能比通信網(wǎng)絡(luò)硬件改進增長得更快
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種改進的用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道的方法。本發(fā)明的另ー個目的是提供一種改進的用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道的分配単元。本發(fā)明的目的可通過用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道的方法實現(xiàn)，其中通信網(wǎng)絡(luò)包括通過多個鏈路互連的多個節(jié)點，分配単元將ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流分配給通信管道，該ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有相同的源節(jié)點和相同的目的地節(jié)點，分配単元根據(jù)與該ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量和根據(jù)與該一個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的ー個或多個最低服務(wù)質(zhì)量要求，確定通信管道所需要的容量，分配單元將多個鏈路中的一個或多個鏈路分配給通信管道，用于將該一個或多個網(wǎng)絡(luò)流從源節(jié)點路由到目的地節(jié)點。本發(fā)明的目的還可通過用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道的分配単元實現(xiàn)，其中通信網(wǎng)絡(luò)包括通過多個鏈路互連的多個節(jié)點，分配単元用于將ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流分配給通信管道，其中該ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有相同的源節(jié)點和相同的目的地節(jié)點，根據(jù)與該一個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量和根據(jù)與該一個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的ー個或多個最低服務(wù)質(zhì)量要求，確定通信管道所需要的容量，將多個鏈路中的一個或多個鏈路分配給通信管道，用于將該一個或多個網(wǎng)絡(luò)流從源節(jié)點路由到目的地節(jié)點。優(yōu)選地，通信網(wǎng)絡(luò)是基于分組的通信網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)、核心網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和/或電信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)的鏈路可被通信網(wǎng)絡(luò)的物理層和/或更低層包括。通信網(wǎng)絡(luò)的通信管道(也稱為管道)可被通信網(wǎng)絡(luò)的抽象層和/或更高層包括。根據(jù)本發(fā)明的實施例可提供基于組合管道估算(pipe-dimensioning)方法的接入控制算法，以便處理業(yè)務(wù)流的數(shù)量和QoS要求，特別是實際或期望的數(shù)量和QoS要求。根據(jù)本發(fā)明的方法可執(zhí)行互恵(reciprocal)管道容量分配或互恵管道分配以反映管道的質(zhì)量。這樣，大多數(shù)的業(yè)務(wù)可以被分配給最佳管道，而少量的業(yè)務(wù)被分配給具有較低質(zhì)量的管道。根據(jù)本發(fā)明的實施例可執(zhí)行互惠鏈路業(yè)務(wù)流分配或互惠鏈路分配以反映鏈路的業(yè)務(wù)流。這樣，大多數(shù)的業(yè)務(wù)流可被分配給最佳鏈路，而少量的業(yè)務(wù)流被分配給具有較低質(zhì)量的鏈路。另外，本發(fā)明的實施例可提供反映所測量的管道質(zhì)量的容量分配。本發(fā)明的實施例還可提供改進的負載平衡方法、改進的QoS方法、改進的帶寬方法、改進的多路徑路由方法和/或改進的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。
其它的優(yōu)點可通過由從屬權(quán)利要求所表示的本發(fā)明的實施例實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，分配單元計算用于將ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流對應(yīng)地分配給通信管道的互恵通信管道分配因子。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，分配單元計算用于將通信管道所需要的容量對應(yīng)地分配給ー個或多個鏈路中的一個鏈路的互惠鏈路因子。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，分配單元確定與ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的一個或多個服務(wù)。該ー個或多個服務(wù)的每ー個具有最低服務(wù)質(zhì)量要求。分配単元根據(jù)ー個或 多個所確定的具有最低服務(wù)質(zhì)量要求的服務(wù)設(shè)置與通信管道相關(guān)聯(lián)的最低服務(wù)質(zhì)量要求。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，與多個鏈路中的一個或多個鏈路相關(guān)聯(lián)的多個節(jié)點中的一個節(jié)點發(fā)送用于ー個或多個鏈路的每ー個的到達率和鏈路服務(wù)比率。優(yōu)選地，到達率和鏈路服務(wù)比率與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流中的至少ー個相關(guān)聯(lián)。分配単元接收用于ー個或多個鏈路的每ー個的到達率和鏈路服務(wù)比率。分配単元向通信管道分配最大延遲時間約束。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所需要的容量通過計算平均數(shù)據(jù)速率與補充數(shù)據(jù)速率的最大值的和來確定。平均數(shù)據(jù)速率和補充數(shù)據(jù)速率與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流中的至少ー個相關(guān)聯(lián)。補充數(shù)據(jù)速率與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流的至少ー個峰值數(shù)據(jù)速率有關(guān)，所需要的容量的計算受到最大延遲時間約束的限制。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，和的被加數(shù)用服務(wù)相關(guān)因子和/或業(yè)務(wù)類別相關(guān)開銷因子加權(quán)。優(yōu)選地，服務(wù)相關(guān)因子和/或業(yè)務(wù)類別相關(guān)開銷因子與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流中的至少ー個相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，分配単元向路由模塊請求通信管道。該通信管道提供所需要的容量。路由模塊將ー個或多個鏈路分配給通信管道，作為所分配的ー個或多個鏈路。路由模塊通過該ー個或多個鏈路路由與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。ー個或多個鏈路中提供大容量的鏈路傳輸大量的數(shù)據(jù)。一個或多個鏈路中提供低容量的鏈路傳輸少量的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，大容量大于低容量。大容量可以是低容量的至少兩倍。優(yōu)選地，大量的數(shù)據(jù)是少量的數(shù)據(jù)的至少兩倍。大量的數(shù)據(jù)可以是少量的數(shù)據(jù)的至少兩倍。優(yōu)選地，低容量是至少16kbps。少量的數(shù)據(jù)包括至少16kbps。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，路由模塊將多個鏈路中的鏈路預(yù)分配給ー個或多個通信管道，用于將ー個或多個鏈路分配給通信管道。分配単元在通信管道的分配期間向路由模塊請求用于ー個或多個鏈路的每ー個的所需要的容量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，路由模塊在分配給通信管道的一個或多個鏈路之間分發(fā)ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流。通信管道提供超過所需要的容量的容量。優(yōu)選地，所述容量最大程度地超過所需要的容量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當由分配単元使通信管道適應(yīng)于改變的和/或新的一個或多個網(wǎng)絡(luò)流時，如果ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有新的相同的源節(jié)點和/或新的相同的目的地節(jié)點和/或新的所需要的容量已由分配単元確定，則路由模塊將所述鏈路再分配給ー個或多個通信管道，用于將ー個或多個鏈路分配給通信管道。


通過閱讀以下結(jié)合附圖詳細描述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的這些以及其它特征和優(yōu)點將更加清楚，其中圖I示出表示包括通過多個鏈路互連的多個節(jié)點和通信管道的通信網(wǎng)絡(luò)的圖。
具體實施例方式圖I示出表示通信網(wǎng)絡(luò)I的圖，其包括通過多個鏈路LI，…，L7互連的多個節(jié)點NI，…，N5以及通信管道3。另外，節(jié)點N5包括分配單元2和路由模塊4。通信網(wǎng)絡(luò)I的鏈路LI，…，L7可被通信網(wǎng)絡(luò)的物理層和/或更低層包括。通信網(wǎng)絡(luò)的通信管道3可被通信網(wǎng)絡(luò)的抽象層和/或更高層包括。優(yōu)選地，通信網(wǎng)絡(luò)I是基于IP分組的通信網(wǎng)絡(luò)(IP =因特網(wǎng)協(xié)議)。例如，通信網(wǎng)絡(luò)I是電信網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)和/或核心網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，節(jié)點NI，…，N5提供TCP/IP棧(TCP=傳輸控制協(xié)議)。節(jié)點NI，…，N5可以是路由器、交換機、橋接器、個人計算機、網(wǎng)關(guān)、代理和/或移動設(shè)備(如蜂窩電話或基站)。
分配單元2和/或路由模塊4可由軟件和/或硬件裝置實現(xiàn)。分配單元2和/或路由模塊4也可以由專用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和/或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NI，…，N5中的另ー個節(jié)點(例如N2)通過中間件技術(shù)提供。優(yōu)選地，不要求分配単元2和/或路由模塊4由分配給通信管道3的節(jié)點提供和/或位于該節(jié)點上。優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)流。網(wǎng)絡(luò)流可以與網(wǎng)絡(luò)和/或通過通信網(wǎng)絡(luò)I提供的電信服務(wù)有夫。例如，這種服務(wù)是基于IP的語音服務(wù)、視頻會議或視頻流服務(wù)、電子郵件服務(wù)、可被保護的超文本或文件傳輸協(xié)議服務(wù)或移動電信服務(wù)。在包括通過多個鏈路LI，…，L7互連的多個節(jié)點NI，…，N5的通信網(wǎng)絡(luò)I中分配通信管道3的優(yōu)選方法在下面更詳細地描述。用于AC (AC=接入控制)的資源是管道容量，即通信管道容量，其優(yōu)選地包括邏輯鏈路L1-L5，其中邏輯鏈路L1-L5具有某些路由屬性，例如，如源節(jié)點NI的起始點、如目的地節(jié)點N5的結(jié)束點、以及與某個TC (TC=業(yè)務(wù)類別)相關(guān)聯(lián)的明確的QoS保證。用語“管道”或“流管道”可在下面用于通信管道。為了能夠使每個流管道的選擇和QoS參數(shù)能夠被考慮，管道可以用顯式路由的類MPLS LSP路徑模擬(MPLS=多協(xié)議標簽交換，LSP =標簽交換路徑)。因此，通信管道可對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的MPLS隧道。所需要的管道容量被通知給路由模塊4，其然后啟動網(wǎng)絡(luò)范圍的路由以分配所需要的容量。本發(fā)明的實施例基于兩步法來分配容量。在第一歩中，管道容量用管道估算方法獲取和/或確定。然后，所獲取或確定的容量被分配，優(yōu)選地，根據(jù)互惠管道容量分配方法。如果沒有可用的管道容量，則新的管道容量和可能的路由必須通過分配邏輯鏈路容量來提供，優(yōu)選地，根據(jù)互惠鏈路容量分配方法。因此，分配通信管道3的方法可以被理解為基于組合管道估算方法并優(yōu)選地使用互恵容量分配和/或互惠鏈路分配的接入控制。根據(jù)該方法的優(yōu)選實施例，基本思想是基于組合管道估算方法定義接入控制算法，以處理業(yè)務(wù)流(即流)的實際或期望的數(shù)量和QoS要求，并執(zhí)行兩步互恵管道和鏈路容量分配以便反映管道和鏈路的質(zhì)量。以下作為本發(fā)明的示例性例子，當前優(yōu)選的組合管道估算方法如下描述。
引入了管道估算方法，其用于通過在統(tǒng)計上復(fù)用聚合流的需求來估計所需要的容量。這導(dǎo)致在管道容量分配上的節(jié)省。所估計的容量必須滿足所有流請求的QoS要求。在業(yè)務(wù)簡檔內(nèi)，流q可用平均數(shù)據(jù)速率fa;和峰值數(shù)據(jù)速率描述。假定峰值不是同時出現(xiàn)的，只有最高的峰值必須根據(jù)所分配的容量確保。假定每次只有一個需求獲得其峰值。每個流可以用ー對平均數(shù)據(jù)速率fa和補充數(shù)據(jù)速率 ,描述。優(yōu)選的業(yè)務(wù)模型可以準確地描述在最大延遲上有預(yù)定限制的泊松到達率的情形。使用到達率λ和鏈路服務(wù)比率μ，所期望的延遲時間為

權(quán)利要求
1.一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)(I)中分配通信管道(3)的方法，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)(I)包括通過多個鏈路(LI，…，L7)互連的多個節(jié)點(NI，…，N5)，所述方法包括以下步驟 由分配単元(2)將ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流分配給所述通信管道(3)，所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有相同的源節(jié)點(NI)和相同的目的地節(jié)點(N2 ); 由所述分配単元(2)根據(jù)與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量以及根據(jù)與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的ー個或多個最低服務(wù)質(zhì)量要求，確定所述通信管道(3)所需要的容量；以及 由所述分配單元(2)將所述多個鏈路(LI，…，L7)中的一個或多個鏈路(L6，L5，L3)分配給所述通信管道(3)，用于將所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流從所述源節(jié)點(NI)路由到所述目的地節(jié)點(N2)。
2.如權(quán)利要求I所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 由所述分配単元(2)計算用于將所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流對應(yīng)地分配給所述通信管道(3)的互恵通信管道分配因子；和/或 由所述分配単元(2)計算用于將所述通信管道(3)所需要的容量對應(yīng)地分配給所述一個或多個鏈路(L6，L5，L3)中的一個鏈路的互惠鏈路因子。
3.如權(quán)利要求I所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 由所述分配単元(2)確定與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的一個或多個服務(wù)，所述一個或多個服務(wù)的每ー個具有最低服務(wù)質(zhì)量要求；以及 由所述分配単元(2)根據(jù)ー個或多個所確定的具有最低服務(wù)質(zhì)量要求的服務(wù)設(shè)置與所述通信管道(3)相關(guān)聯(lián)的最低服務(wù)質(zhì)量要求。
4.如權(quán)利要求I所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 由與所述多個鏈路(LI，…，L7)中的一個或多個鏈路相關(guān)聯(lián)的多個節(jié)點(NI，…，N5)中的一個節(jié)點發(fā)送用于所述一個或多個鏈路(L6，L5，L3)的每ー個的到達率和鏈路服務(wù)比率，優(yōu)選地，所述到達率和所述鏈路服務(wù)比率與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流中的至少ー個相關(guān)聯(lián)； 由所述分配単元(2)接收用于所述ー個多個鏈路(L6，L5，L3)的每ー個的到達率和鏈路服務(wù)比率；以及 由所述分配単元(2)向所述通信管道(3)分配最大延遲時間約束。
5.如權(quán)利要求I所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所需要的容量通過計算平均數(shù)據(jù)速率與補充數(shù)據(jù)速率的最大值的和來確定，所述平均數(shù)據(jù)速率和補充數(shù)據(jù)速率與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流中的至少ー個相關(guān)聯(lián)，并且所述補充數(shù)據(jù)速率與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流的至少ー個峰值數(shù)據(jù)速率有關(guān)，所需要的容量的計算受到最大延遲時間約束的限制。
6.如權(quán)利要求5所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述和的被加數(shù)用服務(wù)有關(guān)因子和/或業(yè)務(wù)類別有關(guān)開銷因子加權(quán)，優(yōu)選地，所述服務(wù)有關(guān)因子和/或所述業(yè)務(wù)類別有關(guān)開銷因子與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流中的至少ー個相關(guān)聯(lián)。
7.如權(quán)利要求I所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 由所述分配単元(2)向路由模塊(4)請求提供所需要的容量的通信管道(3)； 由過所述路由模塊(4)向所述通信管道(3)分配所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)，作為所分配的一個或多個鏈路(L6，L5，L3);以及由所述路由模塊(3)通過所述一個或多個鏈路(L6，L5，L3)路由與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，其中，所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)中提供大容量的鏈路傳輸大量的數(shù)據(jù)，所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)中提供低容量的鏈路傳輸少量的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求I所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 由所述路由模塊(4)將多個鏈路(LI，…，L7)中的鏈路預(yù)先分配給ー個或多個通信管道，用于將所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)分配給所述通信管道(3);以及 由所述分配単元(2)在所述通信管道(3)的分配期間向所述路由模塊(4)請求用于所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)的每ー個的所需要的容量。
9.如權(quán)利要求8所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 由所述路由模塊(4)在分配給所述通信管道(3)的所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)之間分發(fā)所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流，其中，所述通信管道(3)提供超過所需要的容量的容量，優(yōu)選地，提供最大程度地超過所需要的容量的容量。
10.如權(quán)利要求8所述的分配通信管道(3)的方法，其中，所述方法包括以下步驟 當由所述分配単元使所述通信管道(3)適應(yīng)于改變的和/或新的一個或多個網(wǎng)絡(luò)流時，如果所述一個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有新的相同的源節(jié)點(NI)和/或新的相同的目的地節(jié)點(N2)時和/或新的所要求的容量已由分配単元(2)確定，則由所述路由模塊(4)將所述鏈路再分配給ー個或多個通信管道，用于將所述ー個或多個鏈路(L6，L5，L3)分配給所述通信管道(3)。
11.一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)(I)中分配通信管道(3)的分配単元(2)，所述通信網(wǎng)絡(luò)(I)包括通過多個鏈路(LI，…，L7)互連的多個節(jié)點(NI，…，N5)，其中，所述分配單元用于將一個或多個網(wǎng)絡(luò)流分配給所述通信管道(3)，其中所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有相同的源節(jié)點(NI)和相同的目的地節(jié)點(N2);根據(jù)與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量以及根據(jù)與所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的ー個或多個最低服務(wù)質(zhì)量要求，確定所述通信管道(3)所需要的容量；將所述多個鏈路(LI，…，L7)中的一個或多個鏈路(L6，L5，L3)分配給所述通信管道(3)，用于將所述ー個或多個網(wǎng)絡(luò)流從所述源節(jié)點(NI)路由到所述目的地節(jié)點(N2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中分配通信管道(3)的方法以及對應(yīng)的分配單元(2)。通信網(wǎng)絡(luò)包括通過多個鏈路(L1，…，L7)互連的多個節(jié)點(N1，…，N5)。分配單元(2)將一個或多個網(wǎng)絡(luò)流分配給通信管道(3)。一個或多個網(wǎng)絡(luò)流具有相同的源節(jié)點(N1)和相同的目的地節(jié)點(N2)。分配單元(2)根據(jù)與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量和根據(jù)與一個或多個網(wǎng)絡(luò)流相關(guān)聯(lián)的一個或多個最低服務(wù)質(zhì)量要求，確定通信管道(3)所需要的容量。分配單元(2)將多個鏈路(L1，…，L7)中的一個或多個鏈路(L6，L5，L3)分配給通信管道(3)，用于將一個或多個網(wǎng)絡(luò)流從源節(jié)點(N1)路由到目的地節(jié)點(N2)。
文檔編號H04L12/56GK102668470SQ201080058073
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者H·格羅布-利普斯基 申請人:阿爾卡特朗訊公司