CN101626344A - 用于资源分配的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于资源分配的方法和设备。所述方法包括以下步骤：在所述服务器处接收对用于建立所述客户端－服务器通信会话的网络资源的请求，所述请求至少包括所述客户端的标识；在所述服务器处收集关于所述客户端－服务器通信会话的可用网络资源的信息；以及考虑关于可用网络资源的所述信息，与所述客户端建立所述通信会话。

Description

用于资源分配的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及数据流的流量管理领域。
背景技术
对要求不同服务质量(QoS)的通信，现今的IP网络处理地非常好。网络供给富足，或者应用像IntServ和DiffServ的流量管理技术。IntServ和DiffServ是本领域中已知的技术。
IntServ(集成服务)是一种指定单元来保证网络上的服务质量(QoS)的细颗粒系统。IntServ可以例如被用于允许视频和声音无中断地到达接收者。IntServ的观念是系统中的每个路由器实现IntServ，并且要求某种保证的每个应用必须各自做出预留。所谓的“流规范”描述了为何进行预留。IntServ被认为是基于流的。因为每流粒度，IntServ体系结构很难与服务提供商网络中要求的规模成比例。按比例缩放问题也是该体系结构未被广泛部署的主要原因之一。
DiffServ(区分服务)是一种计算机组网体系结构，它指定用于在现代IP网络上分类、管理网络流量和提供服务质量(QoS)保证的简单的、可缩放的、基于种类的、粗颗粒机制。DiffServ可以例如被用于向诸如语音或视频的关键网络流量提供低延迟的、有保证的服务，同时向诸如web流量或文件传送的非关键服务提供简单的、尽最大努力的流量保证。它尤其在大量流量流被聚合或跨骨干网传输的地方工作良好，因为所有流量被分组成有限的种类集，并且给定种类的所有流量被视为是平等的(与IntServ相反，在IntServ中，每个流量流将需要各自的处理)。DiffServ已被广泛认为是可缩放的、可实现的体系结构，并且可以在遍及全球的多数服务提供商IP骨干网中被发现。
在一些客户端-服务器应用会话中，基于流的分配是唯一的选择，因为所要求的网络资源需要与可用的网络资源进行比较以用于适当的服务保障。注意，基于种类的机制不隐含这样的比较，因为关于如何关于QoS处理分组的决定是在每分组和每种类基础上被采用的。如果因为网络限制(例如，对宽带接入的第一英里带宽约束)没有选择这样的应用超量预订，则现今只可以选择IntServ流量管理。由于它的复杂性，IntServ解决方案不是很容易被按比例缩放，如以上已经提到的。IntServ的进一步的问题是需要资源分配阶段，这影响了客户端-服务器交互性，并且因而影响了资源分配机制的速度。IntServ也不允许服务器利用多少资源可用于服务客户端请求的知识。
思科(Cisco)在关于他们的视觉质量体验概念的公共白皮书(见http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns524/ns610/net_implementation_white_paper0900aecd8057f290.html)中描述了呼叫准入控制(CAC)的路径上过程(on-path procedure)。它基于RSPV(资源预留协议)，RSPV是由IETF(RFC 2205)指定的、支持IntServ的协议。该协议还提出对客户请求的响应性。然而，所提出的解决方案有这样的重要缺陷，即，资源分配机制被减速，因为它仍然是基于握手的，握手对响应性有负面影响。所提出的解决方案的进一步缺陷如下：
-它不允许使用关于资源的可用性的信息来优化服务器(即，可缩放性)。
-它旨在用于在核心网中而不是在接入/第一英里中使用。
-它只能被用于3层路由环境中，不能跨MPLS(多协议标记交换)或一般路由封装隧道使用，并且不能跨诸如分层-VPLS/VPLS(虚拟专用局域网服务)或其它2层聚合技术的2层结构使用。
动态主机配置协议(DHCP)和基于以太网点到点协议(PPPoE)选择82允许插入关于第一英里接入(电路)的带宽信息。该信息被限于链路的物理容量，并且因此对于服务器了解可用带宽并适当地反应是不够的。
市场中存在快速频道切换(FCC)解决方案(例如，微软的瞬时频道切换(ICC)、思科的快速频道切换(RCC))。这些解决方案没有一个考虑了第一英里上的可用带宽，以便优化按比例缩放。
ETSI TISPAN讨论了集中式RACF(资源接受控制功能)，以在对VoD和LPTV的混合支持中解决第一英里视频带宽分配。然而，所描述的解决方案相对缓慢并且相当复杂(例如，由于每客户要维护的配置数据和中心服务器的需要)。
本发明目的在于提供一种用于数据流量管理的方法和设备，其中，在客户端和服务器之间建立通信会话，同时避免或克服以上提到的现有技术解决方案的缺陷。
发明内容
本发明提供了一种用于在客户端和服务器之间建立通信会话的方法。所述方法包括以下步骤：
所述服务器接收对用于建立所述客户端-服务器通信会话的网络资源的请求，所述请求至少包括所述客户端的标识；
在所述服务器处收集关于所述客户端-服务器通信会话的可用网络资源的信息；以及
考虑关于可用网络资源的所述信息，与所述客户端建立所述通信会话。
在有利的实施例中，关于可用资源的所述信息的至少一部分被包括在对网络资源的所述请求中。优选地，所述信息的至少一部分通过所述客户端被添加到所述请求。在沿所述客户端和所述服务器之间的传输路径上，所述信息的至少一部分可以有利地被添加到所述请求。
在一个实施例中，所述信息的至少一部分由所述服务器提供。
有利地，所述信息的至少一部分由能够实施通信管理的外部设备提供。
在优选实施例中，所述通信会话是视频点播。所述通信会话然后有利地经由从所述服务器到所述客户端的单播流被建立。
在另一优选实施例中，所述通信会话是线性编程TV服务。
在另一实施例中，所述通信会话至少部分地在突发模式中被实施。
在另一方面，本发明涉及一种被配置为在客户端-服务器通信会话中充当服务器的设备。所述设备包括用于从客户端接收对网络资源的请求的装置，并且特征在于它进一步被配置用于接收关于所述客户端-服务器通信会话的可用网络资源的信息，并且用于考虑关于可用网络资源的所述信息建立所述通信会话。
在进一步的实施例中，本发明涉及一种用于在客户端和服务器之间的通信会话中使用的设备，所述设备特征在于它被配置用于将关于可用网络资源的信息添加到请求中，所述请求是到所述服务器的、对网络资源的请求。有利地，所述设备被进一步配置用于生成对网络资源的所述请求。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例将可用(带宽)资源的信息添加到对服务器的请求中。
具体实施方式
在本发明中，提出了一般的基于流的流量管理机制，其中，根据优选实施例，关于可用网络资源的信息变成客户端-服务器会话请求本身的一部分，并且服务器可以反作用于它而不需要任何握手或来回的消息传递。
为了保证客户端-服务器应用的非常快速的交互性，所述客户端-服务器应用使用TCP/IP协议族，并且为此需要保证(IP)网络资源，本发明在一个实施例中提出了将信息单元添加到客户端请求中，所述信息单元通知可用的资源(输出信息)。这些信息单元可以在起点处(即，在客户端处)被添加或沿到服务器的路径(可能在多个点处)被插入。服务器一接收就可以立即相应地响应，同时可能还考虑在服务器本身处已知的限制，即，通过使用可用资源或其一部分用于所述客户端-服务器应用。
插入关于可用资源的信息的客户端或任何网络设备或者知道可用的资源，或者由用于与客户端-服务器会话相关的接口的外部资源管理实体(或多个实体)通知。为了使整体反应性高(快速发出请求和后续服务器动作)，资源使用更新的延迟对于使解决方案适用于特定服务是重要的。
存在与客户端-服务器会话相关的可用资源的一部分不(经常)改变的特定情形，在这种情况下，该部分没有额外的延迟(以输出关于该部分可用资源的信息)。如果可用资源仅以缓慢的速率改变(即，很多客户端-服务器请求在稳定周期期间发生)，也存在这样的静态情形，但是客户端保持由非实时或准实时系统(例如，通过电信管理平台)通知。
另一特定情况是，服务器本身例如被外部资源管理实体通知关于与给定客户端请求相关的可用资源的信息。在这种情况下，服务器可以自发行动，假定客户端请求揭示了可以被关联到在服务器处已知的信息的客户端标识。
以下讨论本发明在IPTV上下文中的一些特定实施例。
在现今的IPTV应用中，典型地均支持视频点播和LPTV(LinearProgramming TV，线性编程电视)，如电缆或陆缆上已知的模仿(mimicking)广播TV。由于末端用户对这些服务的实时期望以及结合现今的有限接入带宽(例如，VDSL上的)，本发明的以下实施例适用于这种环境。
快速频道切换
当末端用户在LPTV服务中从一个节目切换到另一节目时，他期望在遥控器上按下所选择的频道(遥控)后立刻看到新图像。在没有任何特殊配置的情况下，不仅由于从客户端向服务器本身发信号(LPTV广播)中的延时，而且因为在客户端处建立新画面的延时，延时快速形成。实际中，高度压缩数字视频信号要求所谓的锚帧来在解码器处快速建立新画面，客户端必须等待(在转换后)下一个锚帧来适当地在屏幕上建立新画面。
可以通过使用快速频道切换(FCC)服务器来实现快速频道切换。这样的服务器能够发送从有关的(所选择的)LPTV频道获得的单播流。后者正常地在多播中被发送到请求了该频道的所有客户端。当特定客户端(即，在机顶盒(STB)上运行的软件)切换到该频道时，它首先从前者(the past)接收以锚帧开始的单播流，以允许立即建立画面，因此快速切换到所选择的频道。一旦来自前者的所有分组已被发送到客户端/STB，即，已实现追上多播流，所述单播流就可以停止。
出于按比例缩放目的，来自FCC服务器的同时单播流的数量需要被最小化。可以采用来实现此目的的一个措施是，通过最大化单播服务器发送(突发)的带宽：实际中，突发越高，突发周期越短，这返过来可能减少对突发的(其它)同时请求的数量。
服务器按比例缩放还可能受到短会话(即，FCC突发周期)的正面影响，因为这要求更小的服务器处理能力(来保持会话开放)。
FCC应用因此可以通过考虑沿客户端和服务器之间的路径的可用带宽被优化。在实际实现中，在服务器侧可以容易知道可用带宽的约束(见图1)。以下情况可能是相关的(该列表不是穷举性的)：
-可用带宽是每客户端静态的，并且经由中心管理器被使得在FCC服务器处可用。
-可用带宽在接入复用器处是已知的，并且经由协议被输出到FCC服务器(例如，由IETF定义的、允许输出DSL同步速率的接入节点控制协议(ANCP)；后者仅是知道FCC的可用带宽的部分信息)。
-可用带宽在接入复用器处是已知的，并且被输出到调制解调器或FCC客户端(取决于是调制解调器还是客户端将把该信息插入到FCC请求中)。
-可用带宽在调制解调器处是已知的，并且被输出到FCC客户端。
-可用带宽在调制解调器或接入复用器处是已知的，并且被插入到FCC请求中。
-可用带宽在接入复用器和FCC服务器之间的聚合实体处是已知的，并且被插入到FCC请求中。
通过将可用带宽信息插入到FCC请求中，FCC服务器可以独自确定它可以突发多少。由于对资源的请求本身将在按比例缩放优化中引入太高的延时(由于握手)，使用IntServ的现有技术机制将是次优的。
作为特定实现，可以将客户端分成许多类，所述许多类在任何时刻标识第一英里中的最小可用带宽。每一类然后可以轻松地在FCC请求中被隐式编码(例如，通过使用不同的目的地IP地址集，每类一个，所有都路由向相同的FCC服务器)。这是被添加到请求的显式信息单元的备选方案。例如，DSL接入，其一直在例如8Mbps同步并且为此预留了1Mbps的尽最大努力流量，可以并行地承载两个2Mbps的视频频道，仍旧保持3Mbps的可用带宽。换言之，每个视频频道可以增加1.5Mbps的超额速率，或者允许3.5Mbps的突发。
用于IPTV的第一英里资源分配
由于第一英里接入(例如，VDSL)的有限带宽，用于末端用户的同时视频会话的数量是有限的。当末端用户请求新的视频会话时，典型地依靠网络例如基于第一英里上的空闲资源验证该请求是否可以被准许。
在IPTV部署中，仅检查第一英里带宽资源来看看视频流是否可行可能就足够了。在第一英里的可用带宽在视频点播请求中被编码的情况下(如根据本发明)，相关联的VOD-服务器可以立即检查服务是否可行，并且或者流出所请求的内容，或者发信号通知末端用户没有可用的资源了。这比通过(中心)资源代理的备选方案快得多也容易得多。在这种方案中，资源代理需要维护所有的用户简档，并且与一个或多个网络节点接口来了解实际的带宽使用。
本发明通过避免现有的资源分配阶段允许客户端-服务器会话非常快速地交互。这通过将关于可用资源的信息单元插入到客户端-服务器请求中(显式地、隐式地、或通过引用唯一客户端标识符；所述标识符链接着如何使关于资源的信息对服务器可用的备选方法)的能力来实现。本发明允许快速的服务器响应，而不需要首先经客户端请求检查网络资源。它进一步允许通过按(可用)资源调谐的服务递送优化服务器，即，它的可缩放性。可以避免对末端用户和网络数据(例如，用户简档)的中心维护。
尽管通过引用特定实施例已示出了本发明，对本领域的技术人员将明显的是，本发明不限于以上的说明性实施例的细节，并且在不背离其精神和范围的情况下，可以以各种改变和修改体现本发明。本发明实施例因此在所有方面要被视为是说明性的，而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是以上的描述指示，进入权利要求的等价性的意义和范围内的所有改变因此旨在被包含在其中。换言之，它预期覆盖落入基本底层原理的精神和范围内的、并且本质属性在本专利申请中被权利要求了的任何的和所有的修改、变化、或等价物。此外，本专利申请的读者将理解，词语“包括了”或“包括”不排除其它单元或步骤，词语“一”或“一种”不排除多个，以及诸如计算机系统、处理器的单个单元或另一集成单元可以满足在权利要求中陈述的几个装置的功能。权利要求中的任何引用标记不应当被解释为限制各有关权利要求。术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”以及类似术语，当在描述中或在权利要求中被使用时，被引入在类似的单元或步骤之间区分，并且不一定描述连续的或时间先后的顺序。类似地，术语“顶部”、“底部”、“上”、“下”以及类似术语被引入用于描述性目的，不一定指示相关位置。要理解，这样使用的术语在适当情形下是可互换的，并且本发明的实施例能够根据本发明以其它顺序操作，或者以不同于以上描述的或示出的方向操作。

Claims (14)

1.一种用于在客户端和服务器之间建立通信会话的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述服务器处接收对用于建立所述客户端-服务器通信会话的网络资源的请求，所述请求至少包括所述客户端的标识；
在所述服务器处收集关于所述客户端-服务器通信会话的可用网络资源的信息；以及
考虑关于可用网络资源的所述信息，与所述客户端建立所述通信会话。
2.根据权利要求1所述的建立通信会话的方法，其中，关于可用资源的所述信息的至少一部分被包括在对网络资源的所述请求中。
3.根据权利要求2所述的建立通信会话的方法，其中，所述信息的至少一部分通过所述客户端被添加到所述请求。
4.根据权利要求2或3所述的建立通信会话的方法，其中，在沿所述客户端和所述服务器之间的传输路径上，所述信息的至少一部分被添加到所述请求。
5.根据权利要求1至4任一项所述的建立通信会话的方法，其中，所述信息的至少一部分由所述服务器提供。
6.根据之前权利要求的任一项所述的建立通信会话的方法，其中，所述信息的至少一部分由能够实施通信管理的外部设备提供。
7.根据之前权利要求的任一项所述的建立通信会话的方法，其中，所述通信会话是视频点播或线性编程TV服务。
8.根据之前权利要求的任一项所述的建立通信会话的方法，其中，所述通信会话经由从所述服务器到所述客户端的单播流被建立。
9.根据之前权利要求的任一项所述的建立通信会话的方法，其中，所述通信会话至少部分地在突发模式中被实施。
10.一种在线性编程TV服务中实现由客户端请求的快速频道切换的方法，其中，根据权利要求8所述的方法被应用，并且其中，所述服务器在单播中向所述客户端发送锚帧以允许快速建立画面。
11.一种被配置为在客户端-服务器通信会话中充当服务器的设备，所述设备包括用于从客户端接收对网络资源的请求的装置，其特征在于，所述设备进一步被配置用于接收关于所述客户端-服务器通信会话的可用网络资源的信息，并且用于考虑关于可用网络资源的所述信息建立所述通信会话。
12.一种用于在客户端和服务器之间的通信会话中使用的设备，其特征在于，所述设备被配置用于将关于可用网络资源的信息添加到请求中，所述请求是到所述服务器的、对网络资源的请求。
13.根据权利要求12所述的设备，其进一步被配置用于生成对网络资源的所述请求。
14.根据权利要求12所述的设备，其是调制解调器或接入复用器。
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