CN101399787A - 选择终端设备和互联网网关之间的服务品质级别的方法 - Google Patents

选择终端设备和互联网网关之间的服务品质级别的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种选择服务品质级别的方法，对每个服务品质级别都为互联网网关分配互联网地址和安全层的地址信息，并在管理终端设备的框架下向这些终端设备分配互联网网关的对应于该服务品质的互联网地址。在从终端设备向互联网网关启动的、对应于所确定的服务品质级别的地址查询中，将对应的互联网地址分配给终端设备，在终端设备中借助地址解析方法获得互联网网关的安全层的地址信息。在终端设备中向数据分组流添加所获得的地址信息。在网络设备中通过所添加的互联网网关的地址信息，按照所分配的服务品质级别处理数据分组流。主要优点是借助本发明的方法可以根据数据流的服务品质级别处理数据流，即使在网络终端设备中没有为此设置协议。

Description

选择终端设备和互联网网关之间的服务品质级别的方法
背景技术
在接入网络中通常为了用IP协议将终端设备连接到通信网络而设置网络连接设备，在专业领域也称为顾客预置设备(Customer PremisesEquipment)。网络连接设备大多实施为DSL技术(数字用户线)的调制解调器，并且通过常用的电话线与互联网网关连接，在互联网网关中为网络连接设备中的每个DSL调制解调器实现中央DSL调制解调器。互联网网关可以直接连接到互联网或通过BRAS(Broadband RemoteAccess Server，宽带远程接入服务器)单元连接到互联网。为了从终端设备用IP协议传送数据分组或数据分组流，在网络连接设备和互联网网关之间设置按照ATM(Asynchron Transfer Modus，异步传输模式)技术的逻辑传输信道，其中为每个连接到网络连接设备的终端设备针对不同的数据分组流、如语音数据流或视频数据流提供不同的逻辑传输信道。
为了传输不同的数据流，长久以来尤其是通过传输优先权控制地在IP网络中设置不同的服务品质级别，或称QoS级别，例如为了用VoIP协议传输语音而比为了传输视频数据流设置更高的服务品质级别。例如，在IEEE标准802.1p中，在计算机网络中用不同的优先权或称服务品质级别调节用IP协议进行的数据分组的传输。该标准处于OSI参考模型的第二层或称安全层，而且将数据分组或数据分组流分为7个优先权级别。该标准仅确定了优先权，但是对数据分组的处理仍然是开放的。设置优先权是在负担很重的网络中也能获得很小的延迟或很高的数据可靠性所必需的，其中尤其是为诸如网络电话VoIP的应用分配很高的优先权。标准802.1p尤其是为按照IEEE标准802.1Q的物理网络内的虚拟局域网络设计的。借助该虚拟局域网可以在一个或多个交换机上运行虚拟分离的网络，也适用于通过ATM传输信道进行位置覆盖的联网。所属的协议是扩展的以太网协议，并包括协议字段，其中可以加入代表不同服务品质级别的用户优先权。
DSL技术的简单调制解调器可能无法处理在标准802.1p中定义以及在协议802.1Q中定义的优先权，或者不能完成对数据分组流的特定于优先权的查询。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在具有简单DSL调制解调器的接入网络中实现由优先权控制的数据分组流传输，或为不同的数据分组流实现不同的服务品质级别。
本发明方法的一个重要方面在于，对每个服务品质级别都为互联网网关分配互联网地址和安全层的地址信息，并在管理终端设备的框架下在互联网网关中向这些终端设备分配对应于该服务品质的互联网地址。在从终端设备到互联网网关启动的、对应于所确定的服务品质级别的地址查询中，将对应的互联网地址分配给终端设备，而且在终端设备中借助地址解析方法获得互联网网关的安全层的地址信息。接着在终端设备中向数据分组添加所获得的地址信息，并且在网络设备中通过所添加的互联网网关的地址信息，按照所分配的服务品质级别处理数据分组。
本发明的主要优点在于，服务质量级别与IP地址的对应仅需要在终端设备(例如个人计算机)启动时执行。而且接下来涉及哪个终端设备使用哪些服务品质、何时响应地址请求的网关行为不需要存储起来，因为终端设备自动执行该行为，并查询安全层的地址信息和对应的网关互联网地址，其中网关互联网地址显示了对应的服务品质级别或服务级别。
替换的，服务品质级别与安全层的IP地址之间的对应在使用DHCP(动态主机配置协议)协议时叠加到DHCP服务器中，或者在按照IEE标准化802.1x的协议中叠加到半径服务器中。在此，在采用BRAS(宽带远程地址服务器)时该服务器将IP地址简单地映射为ATM传输信道，尤其是映射为永久的虚拟连接，并且将IP地址映射为安全层的地址信息。
而且，优选的向针对多个数据分组流具有多个服务品质级别的终端设备分配多个互联网网关互联网地址和安全层的地址信息。
按照本发明的实施方式，将安全层的地址信息分配给永久的虚拟ATM连接，其中将数据分组中的地址信息分配给不同的永久虚拟连接是按照IEEE标准802.1D进行的，并且互联网网关影响了该分配，其中该网关周期性地将具有分配给该互联网网关的安全层的地址信息的数据分组发送到永久的虚拟连接中。由此，终端设备可以识别具有对应分配的服务品质级别的永久虚拟逻辑连接，或借助地址解析协议确定安全层的地址信息，即MAC地址。在此，所发送的安全层的地址信息被存储在网络连接设备中，并且在传输终端设备的数据流时，借助所存储的地址信息确定为了传输数据分组流而设置的永久虚拟ATM连接，由此根据为各数据流设置的服务品质级别来处理该数据流。
本发明方法尤其涉及优选采用的协议的扩展可从其他方面得出。
附图说明
下面借助两个附图详细解释本发明及其扩展。
图1以结构框图示出用于执行本发明方法的通信系统，
图2示出解释用于该通信系统的本发明方法的流程图。
具体实施方式
图1以结构框图示出通信系统，在该通信系统中实现本发明的方法，其中仅示出实施本发明方法或者对于解释本发明的方法必需的部件。
在图1中，多个终端设备EG与网络连接设备CPE(在专业领域也称为顾客预置设备)连接，其中网络连接设备CPE例如通过以DSL技术具有路由器功能的调制解调器DSLM实现。终端设备EG涉及通过IP协议与其它终端设备EG通信的终端设备EG，在专业领域这种终端设备也称为客户机。例如示出4个终端设备EG，其中第一和第二终端设备EG分别通过第一和第二个人计算机PC1、PC2实现，第三终端设备EG通过IP电话Phone实现，第四终端设备EG通过机顶盒STB实现。每个终端设备EG可以形成数据流ds1...ds4，并通过接入网络ACCESS发送给互联网IN，或者从互联网通过接入网络ACCESS接收，在图1中四个数据流ds1...ds4通过4个不同的虚线和点划线的线段表示。
网络连接设备CPE通过连接线路L与多路复用装置DSLAM连接，在该多路复用装置DSLAM中为了与网络连接设备CPE的调制解调器DSLM通信而实现多个或称1...n个用DSL技术实现的调制解调器，在图1中通过符号1...n表示。这些调制解调器之一与线路L连接，其中线路L在图1中显示为管状，以便用通信业务符号表示数据流ds1...ds4。在网络连接设备CPE和多路复用装置DSLAM之间设置4个虚拟的永久连接PVC1...PVC4来用于4个不同的终端设备EG，其中虚拟的永久连接PVC1...PVC4以ATM(异步传输模式)技术或按照ATM协议实现。
在多路复用装置DSLAM中，在虚拟的永久连接PVC1...PVC4中传送的涉及ATM协议的数据分组流ds1...ds4结束，并对提取的数据流多路复用到至少一个其它的线路LW上。与此类似，在相反的传输方向上将多路复用的数据流解除多路复用，并按照ATM协议传送给所涉及的虚拟永久连接PVC1...PVC4。这也适用于所有连接到多路复用装置DSLAM的网络连接设备(未示出)。其它线路LW例如直接与互联网IN的接入装置(未示出)或者直接与接入网络ACCESS的其它装置连接。这种装置例如是宽带随机存取服务器BRAS(未示出)，该宽带随机存取服务器可以连接到至少一个多路复用装置DSLAM并且连接到互联网IN，在图1通过符号BRAS(IN)表示。
对该实施例假定，为每个终端设备EG设置不同的服务品质级别或称服务级别SERC1…SERC4。这意味着在网络连接设备CPE和多路复用装置DSLAM之间的线路上对4个数据流ds1…ds4尤其是在优先级方面不同地处理。由于在调制解调器DSLM是简单的实现时没有设置对不同服务品质级别SERC1…SERC4的这种处理，因此采用本发明的方法。替换或优选的，按照IEEE标准802.1p分配服务品质级别SERC1…SERC4或与之相关的优先级。
借助图2所示的流程图解释本发明的方法。在此分别通过垂直的点划线代表终端设备EG、对应的网络连接设备CPE和多路复用装置DSLAM。
按照本发明，在多路复用装置DSLAM中向每个服务品质级别SERC分配该多路复用装置DSLAM或称网关的互联网地址INAD1…INAD4以及安全层的地址信息MAC1…MAC4。按照标准化的ISO层模型，安全层是7层模型的第二层L2。地址信息在此是MAC(Medium Address Control，介质地址控制)地址，其中MAC地址是网络部件的硬件地址，用于在相应的网络中唯一地识别该网络部件。对于该实施例来说，MAC地址MAC1…MAC4涉及网络连接设备CPE和多路复用装置DSLAM之间的局域网如以太网。
如图1所示，在管理关系上向第一个人计算机PC1分配第一服务品质级别SERC1，向第二个人计算机PC2分配第二服务品质级别SERC2，向网络电话Phone分配第三服务品质级别SERC3，向机顶盒分配第四服务品质级别SERC4。这意味着在终端设备EG以及在多路复用装置DSLAM中都知道和存储了该分配对应关系。替换的，该分配对应关系还存储在未示出的服务器中。
在第一流程步骤中，借助DHCP(动态主机配置协议)协议在相应的终端设备EG启动时向该终端设备EG分配根据其管理的服务品质级别SERC1…SERC4对应的网关或称多路复用装置DSLAM的互联网地址IPA1…IPA4，在图2中通过用DHCP(IPA1…4)表示的双箭头示出。该分配可以借助多路复用装置DSLAM或者DHCP服务器(未示出)进行，该DHCP服务器在互联网IN中设置在多路复用装置DSLAM或BRAS之后。DHCP协议定义在RFC标准2131中。
接着借助由相关的终端设备EG启动的地址解析协议ARP由多路复用装置DSLAM查询或获得对应的安全层的地址信息，即对应于各服务品质级别SERC1…SERC4的MAC地址MAC1…MAC4。由此各终端设备EG知道其MAC地址MAC1…MAC4，利用该地址该终端设备EG可以向多路复用装置DSLAM传送其数据流ds1…ds4，在图2中通过用ARP(MAC1…MAC4)表示的双箭头表示。
为了分配给永久的虚拟连接PVC1…PVC4，由多路复用装置DSLAM在启动时向该永久的虚拟连接PVC1…PVC4分别发送不同的MAC地址MAC1…MAC4。网络连接设备CPE接收该MAC地址MAC1…MAC4，并将该MAC地址录入到表格中，在图2中通过用MAC1…MAC4表示的箭头示出。因此在该表格中向4个永久的虚拟连接PVC1…PVC4分别分配一个MAC地址MAC1…MAC4，例如向第一永久的虚拟连接PVC1分配第一MAC地址MAC1，向第二永久的虚拟连接PVC2分配第二MAC地址MAC2，依此类推。通过这种分配同时引起永久的虚拟连接PVC1…PVC4与服务品质级别SERC1…SERC4之间的对应。根据该实施例例如向IP电话Phone分配具有高优先级的服务品质级别SERC3，以用于通过线路L传输第三数据分组流ds3，因为对于通过互联网连接的语音连接要求引起很小的延迟。为了例如从第一个人计算机PC1进行数据传输，在传输第一数据流ds1时分配较低的优先级。根据与服务品质级别SERC2、SERC4的对应，第二个人计算机PC2和机顶盒STB使用相应的优先级来传输第二和第四数据流。
由此通过本发明的方法，可以为来自不同终端设备EG的不同的数据流ds设置具有不同优先级的不同的服务品质级别SERC或称不同的服务级别。通过本发明的受控于优先级地处理网络连接设备CPE和多路复用装置DSLAM之间的数据流ds，即使在简单的网络连接设备CPE或DSL调制解调器DSLM中没有实现服务品质级别SERC或没有为处理服务品质级别设置队列的情况下，也能实现服务品质级别。
本发明的方法还可以用于数据终端设备，从这些数据终端设备分别通过网络连接设备或称DSL调制解调器向多路复用装置或称网关传送多个具有不同服务品质级别的数据流。

Claims (7)

1.一种用于选择对应于网络连接设备(CPE)的终端设备(EG)和互联网网关(DSLAM)之间的服务品质级别(SERC1...SERC4)的方法，其中
对每个服务品质级别(SERC1...SERC4)都为该互联网网关(DSLAM)分配互联网地址(INA1...INA4)和安全层(L2)的地址信息(MAC1...MAC4)，
在管理终端设备(EG)的框架下向这些终端设备分配互联网网关(DSLAM)的对应于该服务品质(SERC1...SERC4)的互联网地址(INA1...INA4)，
在从终端设备向互联网网关(DSLAM)启动的、对应于所确定的服务品质级别(SERC1...SERC4)的地址查询(DHCP)中，将对应的互联网地址(INA1...INA4)分配给该终端设备(EG)，
在终端设备(EG)中借助地址解析方法(ARP)获得互联网网关(DSLAM)的安全层(L2)的地址信息(MAC1...MAC4)，
在终端设备中向数据分组流(ds1...ds4)添加所获得的地址信息(MAC1...MAC4)，
在网络设备(CPE)中通过所添加的互联网网关(DSLAM)的地址信息(MAC1...MAC4)，按照对应的服务品质级别(SERC1...SERC4)处理数据分组流(ds1...ds4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将安全层(L2)的地址信息(MAC1...MAC4)分配给设置在网络连接设备(CPE)和互联网网关(DSLAM)之间的永久虚拟ATM连接(PV1...PV4)，其中将数据分组流(ds1...ds4)中的地址信息(MAC1...MAC4)分配给不同的永久虚拟ATM连接(PV1...PV4)是根据IEEE标准802.1d进行的，而且互联网网关(DSLAM)影响该分配，该影响的方式是互联网网关周期性地将具有分配给互联网网关(DSLAM)的安全层(L2)的地址信息(MAC1...MAC4)发送到永久虚拟ATM连接(PV1...PV4)中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所发送的安全层(L2)的地址信息(MAC1...MAC4)被存储在网络连接设备(CPE)中，并且在传输终端设备(EG)的数据分组流(ds1...ds4)时，借助所存储的地址信息(MAC1...MAC4)确定为了传输数据分组流(ds1...ds4)而设置的永久虚拟ATM连接(PV1...PV4)，由此相应于为该数据分组流(ds1...ds4)设置的服务品质级别(SERC1...SERC4)来处理该数据分组流(ds1...ds4)。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述服务品质级别(SERC1...SERC4)通过ATM网络或者互联网(IN)或者其它面向分组网络中的服务质量级别来表示。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，终端设备的地址查询(DHCP)按照标准化的动态主机配置协议(DHCP)借助DHCP服务器进行。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，互联网网关(DSLAM)的互联网地址(INA1...INA4)的地址解析(ARP)是按照标准化的地址解析协议(ARP)进行的。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在通过多路复用装置(DSLAM)实现的互联网网关中对数据分组流(ds1...ds4)执行多路复用和分离多路，其中在网络终端设备(CPE)中采用的传输协议(ATM)结束，按照互联网协议形成的数据分组流(ds1...ds4)被传送给互联网(IN)或其它集中数据分组流的装置(BRAS)，该装置将数据分组流(ds1...ds4)转发给互联网。
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