BRPI0314671B1 - Network management method based on service quality - Google Patents

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BRPI0314671B1
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Kou Erping
Wang Nian
Li Qiao
Xu Bo
Xiong Anyuan
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Huawei Technologies Co., Ltd.
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Abstract

"método de gerenciamento de rede baseado na qualidade do serviço". a invenção descreve um método de gerenciamento de rede que é baseado na qualidade do serviço, tal método expande o servidor de rádio como um estágio de gerenciamento de tráfego, o qual ajuda na aplicação de rede específica de uma política qos correspondente ao feito sob encomenda. quando na aplicação do usuário, a qualidade do serviço e a autorização para o idc, fornecem a informação seletiva do tráfego, onde o idc armazenará a informação, e transmite esta para o servidor de rádio. o servidor de rádio autenticará o usuário, ao mesmo tempo, determinará e fornecerá a política qos do usuário baseada no atributo do usuário e no tipo de tráfego da aplicação. quando interage a informação com o equipamento de convergência, este transmitirá a configuração da política qos para o equipamento de convergência, o equipamento de convergência determinará a configuração de política qos correspondente, e o equipamento de convergência reconfigurará a configuração de política qos correspondente da camada de acesso. por último, pré-fabricar a política qos que será usada para o tráfego do usuário, o esquema é capaz de combinar o gerenciamento qos com o gerenciamento do usuário e o gerenciamento de tráfego, este melhorará a qualidade e a eficiência do serviço de rede.

Description

"MÉTODO DE GERENCIAMENTO DE REDE BASEADO NA QUALIDADE DO SERVIÇO”.
Campo da Invenção [0001] A presente invenção relaciona a um método de gerenciamento de rede, particularmente a um gerenciamento de rede baseado na Qualidade do Serviço (QoS, Quality of Service).
Descrição da Técnica Anterior [0002] Nos dias de hoje, a rede de área metropolitana de banda larga, usualmente toda a rede compreende um dispositivo na camada de acesso, um dispositivo na camada de convergência, um dispositivo na camada backbone, e uma plataforma de gerenciamento de rede. Quando os tráfegos são fornecidos através da rede, o IDC (Internet Data Çenter/Çentro de Dados Internet, o qual fornece o serviço de conteúdo de rede) é também requerido para prover as características específicas do serviço. Para gerenciar os usuários, usualmente a plataforma de gerenciamento de usuário (exemplo, o servidor radius (servidor de autenticação e contabilidade) ou outro dispositivo similar) é também necessária; o gerenciamento unificado e a contabilidade para os usuários da rede são executados através de um protocolo de autenticação especial e de contabilidade (protocolo radius: Serviço de Autenticação Remota de Discagem do Usuário, RFC 2865 e RFC 2866) entre a plataforma e os dispositivos de rede e entre a plataforma e o IDC.
[0003] Na rede tradicional do Protocolo Internet (IP, Internet Protocol), todas as mensagens são tratadas identicamente; cada roteador trata todas as mensagens com a política FIFO, esta exerce o seu melhor esforço para enviar as mensagens para o destino, mas não prove qualquer garantia para o desempenho de transmissão da mensagem (exemplo, confiabilidade, retardo, etc.). Como as novas aplicações sobre a rede IP crescem rapidamente, tal como VolP (Voice over IP/Voz sobre IP), vídeo conferência, rede privada virtual (VPN, Virtual Private NetWork), tráfego de dados crucial, elas podem agrupar os novos requerimentos para o QoS da rede IP. Os serviços de melhor-esforço da rede tradicional IP não podem satisfazer a demanda destas aplicações. Por exemplo, os usuários são intolerantes ao tempo de retardo muito longo da transmissão da mensagem para o serviço VolP. Comparativamente falando, os serviços de acesso comuns, tal como o correio eletrônico (e-mail) e o Protocolo de Transferência de Arquivo (FTP, File Transfer Protocol) são insensíveis ao tempo de retardo. QoS significa diferentes níveis de QoS para diferentes demandas, por exemplo, menor taxa de perda da mensagem, evitar e gerenciar o congestionamento da rede, modelagem do fluxo, estabelecer a prioridade da mensagem, e outras exigências de aplicação da rede.
[0004] Usualmente, diferentes tipos de usuários têm diferentes exigências para o QoS. Para alcançar um acordo mútuo nas exigências do usuário e na implementação atual do QoS na rede, o acordo do nível de serviço (SLA, Service Levei Agreement) tem de ser assinado entre o usuário e o Provedor de Serviço Internet (ISP, Internet Service Provider), que cobre a alocação da largura de banda, o alcance do tempo de retardo, e a prioridade da mensagem, etc. Na rede baseada na política, para controlar os dispositivos de rede nas diferentes camadas efetivamente assim como estabelecer os parâmetros relacionados com o QoS como especificado no SLA, uma plataforma especial denominada de servidor de política (PS, Policy Server) é necessária, a qual incorpora com o dispositivo na camada backbone da rede e na camada de convergência através de um protocolo especial (COPS, Çommon Open Policy Service/Serviço de Política Aberta Comum, RFC 2748).
[0005] Uma vez que o gerenciamento do usuário, o gerenciamento do trafego, e o gerenciamento QoS de rede são distribuídos em dispositivos diferentes, a incorporação entre a tecnologia QoS da rede existente e as aplicações atuais não são tão sólidas. Devido à desvantagem do projeto, um meio para a interação uniforme mútua entre os dispositivos de controle de serviço e os dispositivos de controle de rede não está disponível, resultando na dificuldade no gerenciamento unificado e na rede de controle QoS e dos usuários, impedindo assim o desenvolvimento da rede de banda larga. Em adição, a complexidade do servidor de política e seu protocolo e do fluxo de processamento não apenas agravam a carga da rede, mas também torna impossível gerenciar os serviços da sub-camada (exemplo, o switch L2); consequentemente, em algumas condições, o servidor de política é também incapaz de assegurar uma QoS de ponto-a-ponto adequada.
Resumo da invenção [0006] Um objeto da presente invenção é prover um método de gerenciamento de rede baseado em QoS, o qual pode incorporar o gerenciamento QoS da rede com o gerenciamento do usuário e o gerenciamento do tráfego, para melhorar a QoS da rede e a eficiência.
[0007] Para alcançar o objetivo, o método de gerenciamento de rede baseado no QoS de acordo com a presente invenção compreende as etapas a seguir: [0008] Etapa 1: o servidor de autenticação e de contabilidade (servidor radius) customiza a política QoS correspondente para uma aplicação de rede específica;
[0009] Etapa 2: o usuário aplica uma QoS e uma autoridade requeridas do Centro de Dados Internet (IDC) e provê a informação de seleção de tráfego; o IDC armazena a informação e direciona a informação para o servidor radius;
[0010] Etapa 3: o servidor radius autentica 0 usuário e determina a política QoS para o usuário de acordo com o atributo do usuário e o tipo de tráfego aplicado, e, durante a troca da informação de autenticação do usuário com o dispositivo na camada de convergência, envia a política QoS específica para o dispositivo na camada de convergência, e configura o dispositivo na camada de convergência com a política QoS, enquanto o dispositivo na camada de convergência configura o dispositivo na camada de acesso com a política QoS;
[0011] Etapa 4: o servidor radius coopera com o dispositivo na camada de acesso, na camada de convergência e na camada backbone, para prover o serviço para o usuário de acordo com o tipo de tráfego do usuário e com a política QoS pré-customizada.
[0012] O usuário aplica a QoS e a autoridade requeridas do IDC na etapa 2, que é realizado através do layout de página do portal fornecido pelo IDC.
[0013] A etapa 3 também compreende as etapas a seguir: [0014] Etapa 31: o servidor radius determina a política QoS para o usuário de acordo com a informação de seleção de tráfego do usuário e da política QoS pré-customizada para o tipo de tráfego, enviando a política e a informação de porta correspondente do dispositivo para o dispositivo na camada de convergência, e configura o usuário com a política de contabilidade de acordo com a informação privada do usuário e o serviço aplicado;
[0015] Etapa 32: após receber a política e a informação de porta correspondente do dispositivo, o dispositivo na camada de convergência configura o modo de processamento QoS correspondente na porta do dispositivo correspondente, e envia a política QoS para configurar a porta correspondente do usuário e o sinal de prioridade para o dispositivo da L2;
[0016] Etapa 33: o dispositivo na camada de convergência e o dispositivo na camada de acesso retornam uma mensagem de reconhecimento para o dispositivo na camada superior respectivamente para indicar que a política QoS é configurada com sucesso; o dispositivo na camada backbone executa a consulta despachando diretamente de acordo com o sinal de prioridade designado para os pacotes IP pelo dispositivo na camada de convergência, e então, após todos os dispositivos serem configurados com sucesso, executa o serviço específico; ao mesmo tempo, o servidor radius começa a executar a contabilidade para o usuário de acordo com a política de contabilidade configurada.
[0017] A etapa 31 também compreende: se o serviço para o usuário for bidirecional, envia a política QoS fornecida para o usuário para o dispositivo na camada de convergência onde esta a parte chamada.
[0018] Ao configurar o modo de processamento QoS correspondente na porta do dispositivo correspondente na etapa 32 compreende: configurar o fluxo do tráfego classificando a regra usada para distinguir o tráfego do usuário especifico, e configurar a política QoS para o tráfego.
[0019] Na etapa 32, se o terminal do usuário estabelece a prioridade da política QoS por si próprio, a porta do usuário correspondente será configurada para confiar o trafego do usuário com prioridade alta.
[0020] A presente invenção utiliza o servidor radius na rede tradicional para customizar a política QoS correspondente para uma aplicação de rede específica, que compreende: determinar a política QoS para o usuário de acordo com o atributo do usuário e o tipo de tráfego aplicado durante a autenticação do usuário, e envia a política QoS específica para o dispositivo na camada de convergência e na camada de acesso, e finalmente, de acordo com o tráfego do usuário, coopera com o dispositivo na camada de acesso, na camada de convergência, e na camada backbone para prover o serviço para o usuário utilizando a política QoS pré-customizada, a solução não pode levar toda a vantagem dos dispositivos de rede existentes e simplificar o processo de configuração da política, mas também pode incorporar o gerenciamento de tráfego com o gerenciamento de rede. Na implementação atual, para alcançar uma incorporação fechada entre a configuração de política QoS da rede e a QoS da rede, apenas uma modificação trivial no software e requerida, ao invés de adicionar servidores de política especiais e caros; em adição, a solução suporta o gerenciamento para a camada de acesso; consequentemente, este soluciona a desvantagem do servidor de política tradicional (i.e., apenas suporta o gerenciamento na camada de convergência e na camada backbone), melhorando a taxa de utilização dos dispositivos de rede, e protege o investimento de rede do operador em um determinado grau, de forma que o operador pode procurar novas oportunidades comerciais para a rede e então promover o desenvolvimento da rede; pode ser visto que a presente invenção pode incorporar o gerenciamento QoS da rede com o gerenciamento do usuário e o gerenciamento do tráfego e melhorar a QoS da rede e a eficiência.
Breve Descrição das Figuras [0021] Figura 1 - é um fluxograma de uma incorporação do método de acordo com a presente invenção;
[0022] Figura 2 - é um diagrama estrutural de uma rede implementada com o método da presente invenção Descrição Detalhada da Invenção [0023] A presente invenção na sua natureza é para utilizar os dispositivos existentes (exemplo, o servidor radius e o servidor de acesso de banda larga (BAS, Broadband Access Server)) na rede, para incorporar o gerenciamento da QoS da rede com o usuário e o gerenciamento do tráfego através de um fluxo de interarão para a informação relacionada à política QoS, de forma a evitar o modo de controle complexo do servidor de política, diminuir a complexidade de rede, e solucionar os problemas resultantes da separação entre o serviço e o controle.
[0024] A seguir a presente invenção será descrita com referencia aos desenhos apensos.
[0025] A Figura 2 é um diagrama estrutural da rede implementada com o método da presente invenção. Como apresentado na Figura 2, a camada backbone é usualmente implementada com um roteador de comutação de gigabits (GSR, Roter Switch Gigabits) por conexões de malha, e a rede terá capacidade alta, velocidade alta, eficiência elevada, e capacidade de roteamento potente, a camada de acesso empregará os dispositivos de baixo custo quando possível, tal como o switch da L2 (L2, Layer 2/Camada 2), os dispositivos de acesso ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Loop/ Laço do Assinante Digital Assimétrico), etc., o qual será fácil de gerenciar e altamente adaptativo para a incorporação; a camada de convergência, tal como a demarcação entre L2 e L3 na MAN (Metropolitan Area Network), terá característica inteligente e capacidade de gerenciamento do usuário, e é a chave para implementar a característica do gerenciamento de rede baseado na QoS. O IDC prove os serviços específicos para toda a rede, incluindo o servidor de e-mail, o servidor de demanda de vídeo, etc.
[0026] A Figura 1 é um fluxograma de uma incorporação do método da presente invenção. Ao implementar a presente invenção de acordo com a Figura 1 requer as etapas a seguir: [0027] Etapa 1: expandir o servidor radius como uma plataforma de gerenciamento de tráfego, e então customizar a política QoS correspondente para uma aplicação de rede específica; durante o processo de customização da política, o nível QoS devera ser determinado primeiro de acordo com o atributo do usuário e o tipo de tráfego, então, a política QoS correspondente será determinada de acordo com o nível QoS, com referência ao vários fatores incluindo o tipo de trafego do usuário, a largura de banda aplicada, os limites superior e inferior da largura de banda, a flutuação de fase, a prioridade do serviço, os parâmetros de monitoração do trafego, a duração disponível do serviço, se o serviço for bidirecional e a política de contabilidade correspondente, etc., usualmente diferentes serviços requerem políticas de contabilidade específicas; mesmo o mesmo serviço pode requerer diferentes políticas de contabilidade se existirem diferentes níveis de serviço ou horas de serviço configuradas para este.
[0028] Quando o usuário acessa a rede, o servidor de acesso de banda larga (BAS) na camada de convergência executa uma autenticação fundamental de acesso de rede para o usuário e então designa o endereço de rede para o usuário, de forma que o usuário obtém a autoridade básica para o acesso de rede; ao mesmo tempo, a informação de acesso da rede fundamental do usuário é logada na plataforma de gerenciamento de tráfego. Com as regras de controle de acesso default configurada na BAS, qualquer tráfego do usuário é tratado no principio de "melhor-esforço". Se o usuário requer a garantia QoS do provedor de serviço (i.e, IDC), o usuário aplica a autoridade de serviço do IDC através do layout da pagina do portal fornecida pelo IDC na etapa 2. Do layout da página, o usuário escolhe o modo de serviço QoS esperado, exemplo, o nível QoS, e entra com o numero do usuário correspondente e a senha, e então provê o serviço solicitado, o BAS direciona a informação privada do usuário obtida, a informação de seleção do tráfego, e a porta do dispositivo conectando o usuário ao IDC. O IDC armazena a informação acima, e direciona a informação para o servidor radius. Na etapa 3, o servidor radius autentica o usuário, determina a política QoS para o usuário de acordo com o atributo do usuário e o tipo de tráfego aplicado, e envia a política QoS para o dispositivo BAS na camada de convergência ao trocar a informação de autenticação do usuário com o dispositivo na camada de convergência, e configura o dispositivo BAS na camada de convergência com a política QoS adequadamente; o BAS configura o dispositivo na camada de acesso com a política QoS, correspondente ao serviço, customizado para isto, ex., configura a prioridade da porta de acesso do usuário correspondente, a prioridade do tráfego do usuário correspondente, etc., finalmente, na etapa 4, o servidor radius coopera com os dispositivos na camada de acesso, na camada de convergência e na camada backbone para prover o serviço para o usuário utilizando a política QoS pré-customizada.
[0029] No processo acima, é necessário determinar se o usuário que aplica um QoS é um legal em qualquer uma das duas formas a seguir: 1) o IDC determina se o usuário é um legal de acordo com a informação de assinatura do usuário; se sim, o IDC envia a mensagem de autenticação do usuário, juntamente com a informação sobre o tipo de tráfego escolhido e a porta do dispositivo conectando o usuário ao servidor radius através da interface entre o IDC e o servidor radius; 2) o IDC não executa a autenticação para o usuário, este envia toda a informação do usuário para o servidor radius diretamente, o qual compara a informação recebida com a informação de assinatura do usuário gravada para determinar se o usuário é legal.
[0030] Se o usuário tiver passado a autenticação com sucesso no IDC ou no servidor radius, o servidor radius determina a política QoS para o usuário de acordo com a informação de seleção de tráfego obtida do IDC, com referencia a política QoS (ex., a largura de banda requerida para o serviço VolP, o tempo de retardo e os parâmetros de prioridade) para o tipo de tráfego pré-customizado na plataforma de gerenciamento de tráfego, e envia a política e a informação de porta do dispositivo correspondente para o BAS, juntamente com a mensagem de radio para o reconhecimento da autenticação. Se o serviço requer os fluxos de tráfego bidirecionais (ex., conferência de vídeo), a plataforma de gerenciamento de tráfego também enviará uma política similar para o dispositivo BAS para a parte chamada. Ao mesmo tempo, o servidor radius estabelecera uma política de contabilidade para o usuário de acordo com a informação privada do usuário e o serviço aplicado.
[0031] Ao receber a política acima, o BAS na camada de convergência pode configurar o modo de processamento QoS correspondente na porta do dispositivo correspondente, exemplo, ao estabelecer as regras de classificação do tráfego para distinguir o tráfego de um usuário específico e estabelecer a política QoS (ex., a limitação da largura de banda, o modo para modificar o sinal da prioridade, o modo para processar a tráfego breaching, etc.) para o tráfego.
[0032] o BAS na camada de convergência envia a política QoS para estabelecer a porta e o sinal de prioridade (ex., estabelecer uma prioridade alta para o tráfego do/para a porta) para o dispositivo na L2 (i.e., a camada de acesso); se o terminal do usuário estabelece a prioridade da política QoS por si próprio, o tráfego do usuário seguro da porta correspondente pode ser estabelecido com prioridade alta.
[0033] Se a política QoS é enviada e configurada com sucesso, o dispositivo na camada de convergência (i.e., BAS) e o dispositivo na camada de acesso retorna uma mensagem de reconhecimento para o dispositivo na camada superior respectivamente para indicar que a política QoS tem sido configurada com sucesso; o dispositivo na camada backbone não executa qualquer configuração específica para o usuário, ao invés, este executa a consulta despachando diretamente de acordo com o sinal de prioridade estabelecido para os pacotes IP pelo dispositivo na camada de convergência; então, quando todos os dispositivos forem configurados com sucesso, 0 serviço será fornecido, e o servidor radius executará a contabilidade para o usuário de acordo com a política de contabilidade estabelecida.
[0034] Quando o serviço termina (ex., o usuário desconecta, o usuário tem pouco crédito, ou o serviço termina automaticamente (ex., o filme demandado pelo usuário termina), ou o limite do tempo de serviço tem sido alcançado), o servidor radius informa ao dispositivo na camada de convergência para apagar a política QoS relacionada com o usuário, e, ao mesmo tempo, termina o tratamento QoS para o fluxo de tráfego do usuário. Em adição o dispositivo na camada de convergência informa ao switch da L2 para apagar a política QoS relevante na porta. Se a política QoS for apagada com sucesso, os dispositivos nas camadas retomarão, respectivamente, um reconhecimento para a deleção da política QoS para os dispositivos nas camadas superiores. A plataforma de gerenciamento de tráfego executará a contabilidade para o usuário de acordo com o tipo do usuário, o tipo de tráfego (largura de banda, prioridade, etc.), e a política de contabilidade correspondente. Se a contabilidade é para ser executada pelo BAS, a plataforma de gerenciamento de tráfego também informará ao BAS do termino da contabilidade, em adição ao envio da mensagem para apagar a política QoS.
REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Método de gerenciamento de rede baseado na qualidade do serviço QoS é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas: customizar, por um servidor radius, a política QoS correspondente para uma aplicação de rede específica,onde o servidor radius é um servidor de autenticação e de contabilidade; aplicar, por um usuário, uma QoS e uma autoridade requeridas de um Centro de Dados Internet (IDC) e prover a informação de seleção de tráfego; autenticar, pelo servidor radius, o usuário e determinar, pelo servidor radius, a política QoS para o usuário de acordo com o atributo do usuário e o tipo de tráfego aplicado, e, durante a troca da informação de autenticação do usuário com o dispositivo na camada de convergência, enviar, pelo servidor radius, a política QoS específica para o dispositivo na camada de convergência, e configurar, pelo servidor radius, o dispositivo na camada de convergência com a política QoS, enquanto o dispositivo na camada de convergência configura o dispositivo na camada de acesso com a política QoS; Cooperar, pelo servidor radius, com o dispositivo na camada de acesso, na camada de convergência e na camada backbone, para prover o serviço para o usuário de acordo com o tipo de tráfego do usuário e com a política QoS previa mente customizada,
2. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a aplicação, do usuário, da QoS e da autoridade requeridas do IDC é realizada através do layout da página do portal fornecido pelo IDC.
3. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o método também compreende as seguintes etapas: determinar, pelo servidor radius, a política QoS para o usuário de acordo com a informação de seleção de trafego do usuário e da política QoS previamente customizada para o tipo de tráfego, enviar, pelo servidor radius, a política QoS e a informação da porta correspondente do dispositivo para o dispositivo na camada de convergência, e configurar uma política de contabilidade para o usuário de acordo com a informação privada do usuário e o serviço aplicado; após receber a política e a informação da porta correspondente do dispositivo, o dispositivo na camada de convergência configura o modo de processamento QoS correspondente na porta do dispositivo correspondente, e enviar a política QoS para configurar a porta correspondente do usuário e o sinal de prioridade para o dispositivo (L2); o dispositivo na camada de convergência e o dispositivo na camada de acesso retornam uma mensagem de reconhecimento para o dispositivo na camada superior, respectivamente, para indicar que a política QoS está configurada com sucesso; o dispositivo na camada backbone executa a consulta despachando diretamente de acordo com o sinal designado para os pacotes IP pelo dispositivo na camada de convergência, e então, após todos os dispositivos serem configurados com sucesso, executa o serviço específico; ao mesmo tempo, o servidor radius começa a executar a contabilidade para o usuário de acordo com a política de contabilidade configurada.
4. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o método também compreende: se o serviço para o usuário for bidirecional, enviar a política de QoS fornecida para o usuário para o dispositivo na camada de convergência onde está a parte chamada.
5. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que ao configurar o modo de processamento QoS correspondente na porta do dispositivo correspondente compreende: configurar a regra de classificação do fluxo de tráfego usada para distinguir o tráfego do usuário específico, e configurar a política QoS para o tráfego.
6. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que se o terminal do usuário estabelece a prioridade da política QoS por si próprio, a prioridade do tráfego do usuário seguro da porta correspondente é configurada como prioridade alta.
7. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: quando o serviço termina, informar, pelo servidor radius, ao dispositivo na camada de convergência para apagar a política QoS relacionada com o usuário, e terminar, pelo servidor radius, o tratamento QoS para o fluxo de trafego do usuário.
8. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: quando o serviço termina, informar, pelo dispositivo na camada de convergência, ao dispositivo na camada de acesso para apagar a política QoS relacionada com o serviço.
9. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: se a contabilidade for executada pelo servidor de acesso banda larga (BAS), informar, pelo servidor radius, ao BAS para terminar a contabilidade ao enviar a mensagem para a deleção da política QoS para o BAS.
10. Método de gerenciamento de rede baseado na QoS de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo na camada de convergência é um servidor de acesso de banda larga (BAS); e o dito dispositivo na camada de acesso é um switch de rede do dispositivo (L2).
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