CN101964796B - 无显式控制协商的服务质量分组处理 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为“无显式控制协商的服务质量分组处理”。公开处理无线业务的QoS分组而无显式控制协商的设备、方法、系统和计算机程序产品。一实施例可包括具有无线通信能力的移动计算装置。移动计算装置可以是与接入点关联或连接的或与另一个客户端装置(例如具有无线能力的外围装置)通信的客户端。移动计算装置可以监视正在从移动计算装置传送的无线分组业务。例如，移动计算装置可监视正在从视频流传送应用传送到外围装置的分组，外围装置可包括具有无线通信能力的LCD监视器。移动计算装置可将视频流的分组标记为QoS分组(即使视频流传送应用可能没有这么做)，并将标记的分组放在QoS队列中以用于优先级处理。

Description

无显式控制协商的服务质量分组处理
技术领域
本公开主要涉及通信的领域。更具体地说，本公开涉及无显式控制协商的无线业务的服务质量(QoS)处理。
发明内容
本发明提供一种方法，包括：由第一站的元件从连网应用接收报头数据和有效负载数据，其中所述有效负载数据要在分组中经由所述第一站的无线传送器传送到第二站，其中所述报头数据指定所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联；由所述第一站分析所述报头数据或所述有效负载数据以将所述分组与第二QoS类别关联，其中所述第二QoS类别的优先级高于所述第一QoS类别的优先级；以及由所述第一站基于所述分析为所述分组设置所述IP报头的至少一个比特以标记所述分组并将所述分组与所述第二QoS类别关联。
本发明还提供一种设备，包括：接收器模块，接收用于分组的报头数据和有效负载数据，其中连网应用经由所述报头数据将所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联，此外其中所述分组将被无线传送到接收站；分析模块，分析所述报头数据和所述有效负载数据中的至少一个；以及QoS模块，基于所述分析通过设置所述报头数据的至少一个比特来标记所述分组，其中所述分组的所述标记将所述分组的关联从所述第一QoS类别改变到第二QoS类别，此外其中所述第二QoS类别相比所述第一QoS类别是更高的优先级类别。
本发明还提供一种系统，包括：无线通信装置，耦合到天线，所述天线配置成将分组传送到无线通信网络的站，其中所述分组包括报头数据和有效负载数据；此外其中连网应用将所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联；动态随机存取存储器(DRAM)，存储所述无线通信装置的驱动器的优先级处理引擎(prioritization engine)的编码指令；以及处理器，耦合到所述DRAM，所述处理器执行所述编码指令以分析所述分组并标记所述分组，其中所述标记将基于所述分析将所述分组的关联从所述第一QoS类别改变到第二QoS类别。
本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机可用的有形媒体，具有包含于其的计算机可用的程序代码，所述计算机可用的程序代码包括：配置成执行操作的计算机可用的程序代码，所述操作包括：从连网应用接收报头数据和有效负载数据，其中所述有效负载数据将在分组中经由无线传送器传送到站，其中所述报头数据指定所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联；分析所述报头数据或所述有效负载数据以将所述分组与第二QoS类别关联，其中所述第二QoS类别的优先级高于所述第一QoS类别的优先级；以及基于所述分析来设置所述报头数据的至少一个比特，其中所述设置将标记所述分组并将所述分组与所述第二QoS类别关联。
附图说明
在阅读以下详细描述并在参考附图后，实施例的方面将变得明显，附图中相似的标号可指示相似的要素：
图1示出可配置成为无线业务处理QoS分组而无显式控制协商的系统的一实施例；
图2示出在无线网络中处理QoS分组的膝上型计算机的一实施例；
图3示出优先级处理引擎可如何实现非协商的QoS(NNQ)方案并经由无线网络适配器的驱动器来处理QoS分组；
图4示出NNQ优先级处理引擎可如何实现QoS策略；
图5示出在NNQ环境中接收、分类和转发分组时一实施例可采用的过程；
图6A示出根据许多实施例的因特网协议(IP)分组格式；
图6B示出因特网协议(IP)版本6(IPv6)报头；以及
图7示出使得能够进行无线业务的QoS处理而无显式控制协商的设备。
具体实施方式
下面是附图中示出的新颖实施例的详细描述。然而，提供的细节的量并非旨在限制描述的实施例的预期变化；相反，权利要求和详细描述要覆盖落入如所附权利要求所定义的本教导的范围和精神内的所有的修改、等效物和备选。下面的详细描述设计成使这些实施例对于本领域技术人员可理解。
一般来说，设想处理无线业务的QoS分组而无显式控制协商的系统、设备、方法和计算机程序产品。设备实施例可以是具有移动通信能力的移动计算装置。移动计算装置可以是与接入点关联或连接的并与接入点通信的客户端。备选或附加的是，移动计算装置可以是与另一个客户端装置(例如，具有无线能力的外围装置)通信的客户端装置。
在与接入点或另一个客户端装置建立通信链路后，移动计算装置可以监视正在从该移动计算装置传送的无线分组业务。例如，移动计算装置可以监视正在从视频流传送应用传送到外围装置的分组，外围装置可包括具有移动通信能力的液晶显示器(LCD)监视器。移动计算装置可将来自视频流传送应用的流标识为QoS数据业务流，将视频流的分组标记为QoS分组(即使视频流传送应用可能没有这么做)，并且将标记的分组放在QoS队列中以用于优先级处理。
本文公开的多种实施例可用于多种应用中。一些实施例可与多种装置和系统协力使用，例如，传送器、接收器、收发器、传送器-接收器、无线通信站、无线通信装置、无线接入点(AP)、调制解调器、无线调制解调器、个人计算机(PC)、桌上型计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持装置、个人数字助理(PDA)装置、手持PDA装置、网络、无线网络、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、城域网(MAN)、无线MAN(WMAN)、广域网(WAN)、无线WAM(WWAN)、根据现有IEEE802.16e、802.20、3GPP长期演进(LTE)等和/或上述标准的未来版本和/或衍生和/或长期演进(LTE)来操作的装置和/或网络、个人局域网(PAN)、无线PAN(WPAN)、作为上述WLAN和/或PAN和/或WPAN网络的部分的单元和/或装置、单向和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电电话通信系统、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(PCS)装置、结合无线通信装置的PDA装置、多输入多输出(MIMO)收发器或装置、单输入多输出(SIMO)收发器或装置、多输入单输出(MISO)收发器或装置，多接收器链(MRC)收发器或装置、具有“智能天线”技术或多天线技术的收发器或装置或诸如此类。
一些实施例可连同一个或多个类型的无线通信信号和/或系统来使用，例如，射频(RF)、红外线(IR)、频分复用(FDM)、正交FDM(OFDM)、正交频分多址(OFDMA)、时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、扩展TDMA(E-TDMA)、码分多址(CDMA)、多载波调制(MDM)、离散多音(DMT)、蓝牙(RTM)、ZigBee(TM)、或诸如此类。实施例可用于多种其它设备、装置、系统和/或网络中。
虽然下面描述的一些特定的实施例将参考具有特定配置的实施例，但本领域的技术人员将认识到本公开的实施例在相似难题或问题的情况下可有利地用其它配置来实现。
现在转到图1，示出系统100的实施例，其具有处理器150、存储器控制器中心(MCH)130、存储器102和I/O控制器中心(ICH)134。在一些实施例中，系统100可包括计算机系统，例如笔记本或桌上型计算机。在其它实施例中，系统100可包括不同类型的计算设备，例如掌上型计算机、个人数字助理(PDA)、或移动计算装置(作为示例)。系统100可经由例如通信装置192来处理用于无线业务的QoS分组而没有显式控制协商。
处理器150可具有与高速缓存154耦合的一个或多个核152。例如，处理器150可具有与内部处理器高速缓存存储器耦合的四个核。处理器150可为由系统100的用户执行的应用和程序执行操作指令，例如字处理应用、计算机辅助设计(CAD)应用、文件传输协议(FTP)应用或web浏览器(经作为少数几个示例)的指令。此类软件程序和相关的指令可存储在存储器102中。软件程序可生成要无线传送的数据的分组。用于一个或多个程序的一些分组可能需要优先级处置，以便提供系统100的用户可接受的体验，例如音频或视频流传送应用。换句话说，如果流传送应用的数据没有在处理器150可能正在执行的其它应用的业务之前被无线传送，结果可能是不连贯的视频和/或音频。
处理器150通过与MCH130交互，可执行存储器102中的指令。包括存储器102的存储器装置的类型在不同的实施例中可以变化。在一些实施例中，存储器102可包括易失性存储器元件，例如两个1千兆字节(GB)动态随机存取存储器(DRAM)棒。在其它实施例中，存储器102可包括非易失性存储器。例如在一些实施例中，存储器102可包括闪速存储器模块，例如4GB闪速存储器卡。
ICH 134可以允许处理器150与本地耦合的外部外围装置交互，例如键盘、扫描仪、数据存储装置。正在由处理器150执行的应用和程序可以与外部外围装置交互。处理器150、存储器102和耦合到ICH 134的多种装置可全部消耗多种功率量。为了保存功率，系统100可基于NNQ业务来执行多种平台级别的功率管理活动，并进入一个或多个各种模式以节省或保存功率。例如，在至少一个实施例中，系统100可关闭核152中的三个核，并且仅继续运行处理器150的一个核以保存功率。系统100可以能够基于正在执行的应用的活动和/或装置(例如通信装置192)的活动来保存功率。
系统100可通过基于通信装置192和/或应用的活动将核152中的一个或多个核转换到不同的功率级别来保存功率。例如，在一个实施例中，核152的每个核可在六个不同的功率级别内操作。第一功率级别可称为“功率级别0”，第二功率级别称为“功率级别1”，等等直到对于第六功率级别的“功率级别5”。这些不同的功率级别用于一个实施例。
其它实施例可具有更多或更少的预定义功率级别和/或功率节省模式。在一些实例中，功率转换可经由处理器150和通信装置192的交互来完成。例如，由处理器150在通信装置192的驱动器中执行的型式(pattern)分类算法可使处理器150和系统100的其它芯片组能够转换到其它睡眠状态，例如高级配置和功率接口(ACPI)“Cx”状态，和/或能够改变功率调整的频率状态，其可称为“P状态”。
当操作在一个功率级别，例如功率级别5，核可能正在操作于相对非限制的方式中。换句话说，该功率级别可向核提供其处理指令并为无线传送准备数据(尽核可能地迅速)所需要的所有功率。然而，此类方式中非限制的操作，可能导致核消耗大量的电流和关联的功率。相反，当核操作在不同的功率级别，例如功率级别0，相比功率级别5，其可慢得多地操作，并处理少得多的指令。在此更受限的模式中操作可允许核使用小得多的电流来操作。然而，操作更慢可导致核的性能降低。例如，如果核152的所有核都操作在功率级别1或更低，则系统100可能不能够支持系统100的某些操作，例如通信装置192的持续操作。然而，系统100可缓冲数据，数据可在后来当系统100转换到不同的功率级别并并将数据提供到通信装置192以用于传送时传输到另一个装置。系统100可缓冲这些数据，例如当通信装置192处理较低优先级的非QoS数据业务时。
处理器150可经由耦合到高级图形端口(AGP)视频卡172的显示器装置向用户呈现信息。例如，显示器装置的类型可以是阴极射线管(CRT)监视器、LCD屏幕或薄膜晶体管平板监视器。为了在一个或多个实施例中保存功率，系统100可基于通信装置192的通信和/或应用的活动来禁用或以其它方式将视频卡172和/或显示器装置转换到低功率模式中。值得强调的是，在多种实施例中，系统100可通过选择性地关闭一些装置同时使其它装置保持操作来保存功率。例如，通信装置192可包括无线网络接口卡(WNIC)，而系统100包括笔记本计算机。笔记本计算机可禁用或将通信装置192转换到功率节省模式中，而仍执行应用并经由视频卡172向用户显示该应用的结果。通信装置192的形式可在不同实施例中变化。例如，不是包括WNIC，通信装置192可包括网络接口卡(NIC)。
如上面暗示的，ICH 134可允许处理器150经由外围组件互连(PCI)控制器182从USB装置186存储和检索数据。例如，处理器150可在运行应用时经由USB装置186传送和检索数据，例如当USB装置186包括经由USB端口耦合到系统100的无线通信卡时。为了保存功率，系统100可进入浅睡状态，或备选地进入更低功率级别模式，这禁用USB装置186的无线通信卡。
除了USB装置186和通信装置192之外，ICH 134也可与高级技术附连(ATA)装置交互，例如ATA硬盘驱动器、光盘(CD)驱动器、和数字通用盘(DVD)驱动器。如图1中所示，系统100可具有耦合到ICH 134的串行ATA(SATA)硬盘驱动器118。SATA硬盘驱动器118可用于为系统100存储操作系统、装置驱动器和应用软件。例如，在一些实施例中，SATA硬盘驱动器118可存储 OS X、或一些其它操作系统。此外，当系统100进入功率节省模式时，SATA硬盘驱动器118可存储状态数据，以便系统100在退出功率节省模式时可使用存储的数据来恢复机器状态。例如，SATA硬盘驱动器118可存储包括寄存器值、高速缓存数据、存储器102的内容的状态数据，以及有关与对等网络的一个或多个站先前建立的链路的数据。
ICH 134可存储和检索非易失性存储器106中的信息，以及与专用集成电路(ASIC)114交互。例如，非易失性存储器106在一些实施例中可包括闪速存储器，而在其它实施例中包括可编程只读存储器(PROM)或另一个类型的存储器。在非易失性存储器106包括闪速存储器的实施例中，系统100可在进入功率节省模式之前存储状态信息，并在退出功率节省模式时加载状态信息。在非易失性存储器106包括PROM的实施例中，非易失性存储器可用于例如为系统100存储操作指令。例如，非易失性存储器106可在系统100包括例如移动装置(例如蜂窝电话)时存储操作指令。
在一个或多个实施例中，ASIC 114可与处理器150和/或通信装置192协力工作。例如，系统100可包括安全通信装置，其中ASIC 114执行如经由系统100传送和接收的数据的加密和解密此类的功能。在进入功率节省模式时，ASIC 114通过将信息保存在ASIC 114的非易失性存储器部分中、非易失性存储器106中或SATA硬盘驱动器118(作为示例)中，可保留系统100可能已经与另一个系统或客户端装置建立的通信链路的当前状态信息，例如加密密钥的当前集合。在退出功率节省模式时，ASIC114可检索状态信息，并用其通过通信链路与该另一个系统或客户端装置通信。
在一些实施例中，ICH 134可使用小型计算机系统接口(SCSI)装置122来存储和检索数据。在此类实施例中，系统100可为系统100可能已经与另一个系统建立的通信链路保留当前状态信息，例如处理器150和存储器102的状态信息，这通过在进入功率节省模式之前将信息保存在耦合到SCSI装置122的存储装置中来实现。在退出功率节省模式时，系统100可从SCSI装置122的存储装置检索状态信息，并使用状态信息通过通信链路与该另一个系统继续通信。在甚至进一步的备选实施例中，SCSI装置122可包括通信装置，例如无线通信卡。在此类实施例中，系统100可使用该无线通信卡与例如接入点或其它站来建立通信链路。
系统100在其它备选实施例中可包括未在图1中示出的其它类型的硬件，例如声卡、扫描仪、打印机(作为示例)。相反，在不同实施例中，系统100可不包括图1中示出的实施例的所有元件。例如，系统100的很多实施例可不包括SCSI装置122、SATA硬盘驱动器118、USB 186和ASIC 114。此外，采用MCH 130和ICH 134的系统100的实施例可在其它备选实施例中不同。也就是说，备选实施例可采用其它类型的总线和/或中心布置。
系统100可包括无线网络中的客户端。例如，系统100可包括通信网络200中的膝上型计算机260，在图2中示出，其中通信网络200包括WLAN，其符合IEEE 802.11标准，例如2007版本(参见http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2007.pdf)。本文描述的实施例可使两个IEEE 802.11-2007装置(例如膝上型计算机260和接入点230)能够将服务质量信道优先级应用到出口业务、离开装置的业务，而不执行任何显式QoS协商和计数器协商(counter negotiation)。实施例可采用本文描述的一种方案，其基于多个准则对出口分组分类，以经由不同的WLAN QoS队列来传送分组。结果，该方案可扩展IEEE802.11-2007标准。
膝上型计算机260可与无线显示器280和/或接入点230通信。接入点230可与因特网210经由通信链路220耦合。使用通信链路240和接入点230提供的连接性，膝上型计算机260可接入因特网210。膝上型计算机260在接入点230、无线显示器280、或其它连网装置之间传输的数据内容的类型在不同的实施例中以及在相同实施例中可变化极大。
膝上型计算机260和无线显示器280还可正在对等模式中通信，而无线显示器280和膝上型计算机260通过直接链路270相互通信。也就是说，膝上型计算机260可将数据直接传送到无线显示器280，而不依赖接入点230。例如，膝上型计算机260的用户可能想要经由无线显示器280播放Blu-rayTM盘电影。膝上型计算机260可从多媒体应用直接传送电影的音频和视频信息到无线显示器280，而无需通过接入点230路由视频信息。此外，当播放电影时，膝上型计算机260的用户可通过IP上语音(VoIP)经过接入点230来呼叫某人。此外，膝上型计算机260的用户可通过接入点230同时发送电子邮件或下载文件。
正如本领域技术人员将领会的，不同的应用在连网业务数据速率、延迟、抖动、和其它网络通信规范上具有不同的要求。为了提供服务质量分组处理，通信网络200的连网业务能被分类和给予不同的优先级以接入共享传送媒体。例如，膝上型计算机260和无线显示器280之间的视频和音频业务通常可比膝上型计算机260和接入点230之间的文件下载业务需要更高的优先级。否则，如果文件下载业务消耗过多的无线带宽，则用户可能体验到来自无线显示器280的不连贯的或以其它方式失真的音频/视频重放。
在WLAN标准中，已经建立802.11e和Wi-Fi MultimediaTM()以满足苛求的无线通信要求。为了使在802.11e和方案中能够进行QoS分组处理，在无线站运行的连网应用通常需要将时间敏感的连网分组标记为QoS分组。2007标准为双向无线业务(例如膝上型计算机260和接入点230之间无线传送的数据)定义了明确的QoS特征。例如，膝上型计算机260的连网应用可将传送到无线显示器280的音频-视频分组标记为视频分组。
然而，为了根据2007标准来处理QoS业务，膝上型计算机260和接入点230通常可能需要进行复杂的协商以建立多种QoS参数，例如多种业务规范/业务分类(TSPEC/TCLAS)参数。此外，膝上型计算机260通常必须配置WLAN驱动器以使协商的参数经由应用和操作系统(OS)API(应用编程接口)生效。建立QoS连接将有助于确保传送到无线显示器280的音频-视频分组接收到高于其它网络业务(例如膝上型计算机260和接入点230之间的文件下载业务)的优先级。
根据802.11的2007标准的QoS方案尚未在商业产品中被广泛接受。视频和语音应用(例如SkypeTM、YouTube、和CiscoTM软电话)通常配置成通用的，并且跨QoS和非QoS WLAN驱动器独立工作，因此这些应用并没有结合用于协商的QoS API。换句话说，大多数的连网应用不为了QoS标记分组。因此，源自相同客户端上的多个web、音频、视频、和语音应用的所有连网分组大多数通常被同样对待，其默认被作为WLAN“尽力而为”(BE)分组来对待。结果，应用可能在无线网络上体验差的状况，从而导致通用客户端上差的用户体验。此外，WLAN QoS标准定义仅应用于接入点和客户端之间的通信。WLAN QoS标准未致力于客户端到客户端通信。换句话说，该标准未致力于未像膝上型计算机260和无线显示器280之间的直接链路270的通信。
根据2007标准的QoS方案尚未广泛接受的另一个原因是因为与QoS协商有关的过度的信道带宽使用。使用数据显示WLAN信道频繁地经历客户端和接入点之间过度的QoS协商和计数器协商，实际上由洪泛管理业务而进一步恶化信道。由于该过度设计、实现和配置的复杂性，大多数客户端不再启用QoS特征。
作为实现根据2007标准的QoS的替代，一实施例可为传送多种分组来实现QoS而不进行复杂的协商来建立多种TSPEC/TCLAS和其它QoS参数。可在膝上型计算机260内具有优先级处理引擎的一实施例可分离由膝上型计算机260的应用所发送的分组流。在分离分组流时，该实施例可确定某些业务流具有与某些MPEG2/MPEG4、高清晰(HD)、或web应用的业务型式匹配的业务型式。
在确定业务流中的一个或多个与已知应用的业务型式匹配时，该引擎可对不同的分组流分类以用于不同的对待，其中一些流接收QoS优先级对待。该引擎可标记属于不同QoS流的分组，例如通过在IP分组600的报头信息中设置“区分服务”(DiffServ)字段610的比特来标记。DiffServ字段610可指示分组在由沿着网络传送路径的每个路由器或站来处置或处理时应该接收的服务级别。DiffServ字段610的每个可能值可映射到QoS策略，其中每个映射称为区分服务码点(DSCP)。在优先级处理引擎标记属于不同的QoS流的分组后，优先级处理引擎然后可相比其它BE分组不同地处理流，将QoS流的分组放到一个或多个QoS优先级队列中以用于传送。
通信网络200中的装置的类型可在不同实施例中变化。例如，在一个备选实施例中，膝上型计算机260可包括超移动个人计算机(UMPC)。在其它备选实施例中，膝上型计算机260可包括移动因特网装置(MID)或智能电话。无线显示器280可包括具有无线通信能力的另一个类型的外围装置，例如家庭立体声系统(stereo)，具有内置无线通信能力，其使得该立体声系统能够接收和播放流传送音频。
在甚至进一步的实施例中，膝上型计算机260可包括采用因特网无线NIC与无线显示器280和/或接入点230通信的桌上型计算机。通信网络200可包括多种不同的802.11站之一。许多实施例可影响接入点和客户端之间发送的分组。其它实施例可影响一个客户端和另一个客户端之间发送的分组。
在对图2的讨论中，通信网络200被描述符合IEEE 802.11标准的WLAN，但是对于一备选实施例，通信网络200也可包括GSM移动通信网络。此外，在其它备选实施例中，其它数据传送解决方案，例如GSM系统的分组交换的数据传送系统GPRS(通用分组无线电服务)和基于低功率无线电信令的LPRF(低功率RF)，可连同这些备选实施例来应用。在甚至进一步的备选实施例中，通信网络200的站可采用其它无线技术，例如802.16、3G或4G。
单个膝上型计算机和外围装置，如图2中示出的，可示出通信网络200的一个场景或布置。在其它实施例中，通信网络200可具有涉及客户端到客户端(对等)通信和/或接入点到客户端通信的更多装置。例如，膝上型计算机260可在通过直接链路270与无线显示器280通信和通过另外的直接链路与另一个移动装置通信时为QoS处理来标记分组。
为了在进一步细节中示出膝上型计算机260或其它无线通信装置可如何处理无线业务的QoS分组而无需显式控制协商，我们现在转到图3。图3示出优先级处理引擎310可如何实现非协商QoS(NNQ)方案并经由无线网络适配器驱动器300来处理QoS分组。也就是说，一个或多个实施例可在网络适配器驱动器的级别来实现优先级处理引擎310。驱动器300控制的网络适配器可支持一个或多个标准通信协议，例如IEEE802.11e或Wi-Fi联盟()的标准。在支持一个或多个标准的情况下，网络适配器可接收标记为QoS分组的分组，并根据对应的QoS类别传送队列在分组传送路径中路由分组。例如，网络适配器可从驱动器300接收具有对应QoS接入类别的视频(VI)分组或语音(VO)分组，并根据VI或VO QoS接入类别，分别使用相应的VI或VO传送队列来路由分组。
优先级处理引擎310可从无线站上执行的应用接收未标记的网络分组(要素305)。作为示例，参考图2，膝上型计算机260可能正在执行许多应用并使用无线通信与无线显示器280和接入点230通信。膝上型计算机260的用户可能正在使用多媒体应用在无线显示器280上播放DVD。同时，用户可能正在通过因特网210经由VoIP应用与某人通话、使用FTP应用下载文件并使电子邮件应用在膝上型计算机260的后台中执行，其定期与因特网210上的电子邮件服务器通信。
在没有对于来自多媒体、VoIP、FTP和电子邮件应用的无线分组的QoS优先级处理的正式协商的情况下，膝上型计算机260的现有技术版本可能以相等优先级对待来自每个应用的所有分组，并采用WLAN“尽力而为”方案来传送分组。相比之下，采用优先级处理引擎310的膝上型计算机可为业务流分类、为外出的业务实现一组策略和准则，而无需正式的协商。根据一实施例，优先级处理引擎310可从应用接收需要传送的分组(要素305)。优先级处理引擎310可分离应用发送的分组流。例如，优先级处理引擎310可分离来自多媒体、VoIP、FTP和电子邮件应用的分组的流。
使用一个或多个机制，优先级处理引擎310可标识一个或多个业务流，例如识别具有匹配特定应用的业务型式的流。一个示例将是优先级处理引擎310识别出来自多媒体应用的正在经由链路270传送到无线显示器280的流匹配MPEG2/MPEG4音频-视频流。优先级处理引擎310可进一步确定来自VoIP应用的流匹配语音应用流，并确定FTP和电子邮件流匹配web应用流。
优先级处理引擎310也可以为合适的QoS处理对不同的分组流分类。例如，在确定若干传送的流匹配视频和语音应用(其因为可接受的用户性能而不能容忍延迟的传送)时，优先级处理引擎310可为视频和语音应用将分组分类为比web应用具有更高的传送优先级。根据确定的分类和优先级，优先级处理引擎310可标记属于不同流的分组。例如，优先级处理引擎310可标记属于DVD多媒体应用和VoIP应用的分组，使得这些应用能够接收优先级对待，而使web应用的分组不标记以用于BE处理，或者以备选的优先级规范/分类来标记以用于区分的处理。
无线网络适配器驱动器300可根据标记的QoS接入类别，使用不同的传送队列330、动态分配的队列335和多种先入先出(FIFO)缓冲器340来处理对于视频流320和语音流325的QoS标记的分组以及处理尽力而为流315的分组。换句话说，驱动器300可将不同的传送队列330与不同的优先级关联以接入共享的传送媒体，这提供区分的QoS。也就是说，驱动器300可使用队列330和FIFO缓冲器340(其给予视频和语音分组高于BE流315的分组的优先级)来处理语音流325和视频流320的分组，以相比BE分组更少的延迟来传送视频和语音分组。
图3示出一实施例可如何为任何QoS处理而接收先前未区分和未标记的分组。在考察图3和伴随的讨论时，可领会一实施例可如何通过为外出(出口)的网络业务提供区分的QoS来扩展无线驱动器的功能性。实施例可提供此类区分的QoS能力而不要求特定的应用支持。换句话说，一实施例可以用QoS优先级处理来处理分组而无需使应用将分组标记为QoS分组。
图4示出NNQ优先级处理引擎可如何实现QoS策略。对于需要传送的每个分组，优先级处理引擎可使用若干分类过滤器(例如过滤器420)来处理它。最初，一个或多个实施例的优先级处理引擎可使用包括源IP地址424、源传送控制协议(TCP)端口地址426、目的地IP地址428、目的地TCP端口地址430和协议432的唯一五元组数据来标识业务流。使用该五元组数据来查找匹配，如图3的过滤器420所示，其仅是一个实施例。
备选实施例可采用备选的和/或附加的方法来标识多种业务流。换句话说，根据图3来确定五元组匹配是用于一个实施例的说明。备选实施例不一定限制于审查五元组数据。此外，实施例还可以匹配其它类型的业务，例如匹配用户数据报协议(UDP)业务的分组或其它点到点业务(例如无线传送的对等视频业务)的分组。
NNQ优先级处理引擎可使用不同的过滤器来检查不同的分组字段。在审查分组并确定一个或多个字段值与预定准则匹配时，优先级处理引擎可以标记该分组和流中的其它分组以指示这些分组属于对应的QoS接入类别。例如，如果分组具有源IP地址＝192.168.2.1，源端口号＝201，协议类型＝实时传输协议(RTP)，则优先级处理引擎可确定该分组匹配视频“VI”QoS类别440，并将该分组标记为VI分组。如果分组具有源IP地址＝192.168.2.1，源端口号＝301，并且协议类型＝实时流传送协议(RTSP)，则优先级处理引擎可确定该分组匹配语音“VO”QoS类别450，并将该分组标记为VO分组。
各种实施例可使得能够自适应地配置分组过滤器，因为NNQ引擎可通过使用按流(per-flow)业务型式匹配机制415来标识值。一些实施例可附加地或备选地使得能够手动配置分组过滤器，例如，通过为网络驱动器使用基于用户接口的应用455。对于具有自适应型式匹配机制415的实施例，这些实施例可对于特定型式来监视每个连接流并分析业务流。作为一个特定的示例，一实施例可对于与分组数据速率有关的型式来监视并分析业务流。
如果优先级处理引擎确定业务流的型式匹配已知的QoS应用或规范的型式，则优先级处理引擎可为该流添加新的过滤器条目。例如，用户可能拥有能够从因特网无线电台接收并播放音频内容的以太网启用的家庭立体声系统。在该用户调谐到因特网上特定的无线电台之后，并且在该立体声系统已经与接入点230建立无线通信链路之后，位于接入点230中的优先级处理引擎可分析音频流的分组，识别出分组正在从已知是来自因特网无线电台的音频内容的源IP地址和源端口号传送，并动态地在过滤器420中添加新的条目，其具有QoS类别422“AU”，或“VI”(如果过滤器420尚未具有VI QoS类别)。利用特定的过滤器条目，接入点230可对从因特网无线电台传送的后续分组进行优先级处理，并在例如较低优先级的文件传输分组传送到膝上型计算机260前传送那些经过优先级处理的分组。
图4示出经由特定的业务分类准则使得能够进行QoS处理的仅少数几个实施例。然而，备选实施例并不限于图4中示出的特定业务分类技术。备选实施例的NNQ优先级处理引擎可使用许多不同形式的业务分类准则。一实施例可基于显式业务协议标识符(例如RTP、RTSP、TCP以及UDP，作为示例)来对业务分类。一实施例可基于入口和出口业务流来标识分组。一实施例可基于作为业务或控制端点的公知端口的使用来确定业务流型式匹配。
一实施例可使用分组大小(例如识别出分组具有64字节语音型式)来为QoS应用确定型式匹配。一些实施例可基于分组入口和出口到达速率来匹配QoS应用的型式。例如，一实施例可确定流的每秒传送帧的数量匹配标准清晰电视(SDTV)或高清晰电视(HDTV)的特定传送标准。备选的是，一实施例可确定每秒传送帧的数量(在每20毫秒一次的速率传送)匹配已知语音应用的语音分组传送速率。此外，备选实施例可采用深度分组检视以标识视频业务的类型。例如，一实施例可采用深度分组检视以标识视频流片断、MPEG2I/P/B帧、SDTV分组、和/或HDTV分组。
如图1到图4示出的，一实施例可允许不同的应用(包括遗留的非QoS应用)获得无线通信信道上的QoS优先级。优先级处理引擎的操作可使得能够进行QoS分组处置但消除复杂的QoS协商和计数器协商，因为可以不要求连网应用为应用的分组建立QoS优先级。
图5示出一实施例在非协商的QoS环境中接收、分类和转发分组时可采用的过程500。在一实施例中，无线网卡和关联的驱动器软件可等待应用转发旨在无线传送到另一个无线站的一个或多个分组(要素510)。因为图示的缘故，参考图2，膝上型计算机260的用户从因特网210下载大的CD ISO映像(国际标准组织的光盘映像)，同时在无线显示器280上播放DVD电影。下载ISO映像的应用可以是web浏览器应用，而播放DVD电影的应用可以是多媒体重放应用。
当驱动器软件接收到用于无线传送的分组时(要素515)，例如从web浏览器应用或多媒体重放应用接收，驱动器的优先级处理引擎可进行多个活动以分类和标记分组以用于QoS处理。优先级处理引擎可首先确定分组的值的五元组集合中的一个或多个值是否匹配用于过滤器的表的条目(要素520)。例如，优先级处理引擎可从多媒体重放应用接收需要传送到无线显示器280的音频-视频分组。优先级处理引擎可确定该分组的五元组中目的地IP地址和目的地端口匹配无线显示器280的目的地IP地址和目的地端口。无论何时无线显示器280被打开并通过初始化过程，无线显示器280就可能已经创建与膝上型计算机260的对等关联。作为联系活动的部分，网络驱动器软件可在过滤器表中创建条目，其确立传送到无线显示器280的特定端口的任何分组将是视频分组且应该具有“视频”QoS分类类别。使用过滤器中该预先建立的条目，优先级处理引擎可基于分组的目的地IP地址和目的地端口匹配来确定分组是“视频”分组。
在将分组与建立的QoS类别匹配后，优先级处理引擎可根据匹配的QoS类别来标记分组(要素525)并将分组转发到队列以用于进一步处理和传送(要素530)。继续先前的示例，优先级处理引擎可经由分组报头将分组标记为“视频”或“VI”分组并将分组放在高优先级QoS队列中。在将分组放在队列中后，实施例可返回等待应用转发用于无线传送的一个或多个分组(要素510)。
如果优先级处理引擎确定分组的五元组集合的值不匹配用于过滤器的表的条目(要素520)，则优先级处理引擎可然后尝试根据业务流数据对分组分类(要素535)。根据业务流数据对分组分类的一种方法可包括将分组的业务流数据与已知的QoS业务型式匹配(要素540)。将分组的业务流数据与已知的QoS业务型式匹配的示例对于一实施例可以是，将分组的源IP地址和源端口和/或目的地IP地址和目的地端口与列出应用使用的IP地址和端口的已知应用的表进行比较。另一个示例对于一实施例将是，将分组的业务协议标识符和分组大小与列出应用使用的协议和分组大小的已知应用的表进行比较。
根据业务流数据对分组分类的另一个方法可包括更彻底或深入地分析分组数据(要素550)。深度分组检视的示例可包括优先级处理引擎审查分组的数据并将视频流片断标识为HDTV编码的视频段。如果优先级处理引擎确定分组的业务流数据匹配已知的QoS业务型式(要素540)，或者深度分组检视揭示分组匹配已知的QoS业务型式(要素550)，则一实施例可为该QoS业务流添加新的过滤器条目，例如通过将分组的五元组数据添加到过滤器表(要素545)。
在将QoS业务流添加到过滤器后(要素545)，一实施例可通过根据添加的QoS类别来标记分组(要素525)并将分组转发到队列以用于进一步处理和传送(要素530)来继续。备选的是，如果一实施例不能通过匹配已知的QoS业务型式(要素540)或通过深度分组检视(要素550)将分组分类到业务流，则该实施例可使分组不标记并将分组转发到一个或多个BE队列(要素560)。作为使分组不标记的替代，一备选实施例可为该QoS业务流创建新的低优先级过滤器条目，根据新创建的QoS类别来标记分组并将分组转发到队列以用于进一步处理和传送(要素530)。
图7示出在无线网络中可以使得能够进行无线业务的QoS处理而没有显式控制协商的设备700的一个实施例。设备700的一个或多个元件可以是在硬件、软件或硬件和软件两者的组合的形式中。例如，在图7中示出的实施例中，设备700的模块可作为存储器装置中存储的指令编码的模块而存在。例如，模块可包括应用的软件或固件指令，由网络接口卡的处理器执行，其中NIC是计算系统的部分。换句话说，设备700可包括无线网络中站的元件。
在备选实施例中，设备700的一个或多个模块可包括仅硬件的模块。例如，接收器模块710和分析模块720可包括集成电路芯片的一部分，包括计算装置中的存储器元件和状态机。在此类实施例中，接收器模块710的存储器元件可以与分析模块720的状态机协力工作，缓冲接收分组的数据，直到分析模块720可以为QoS标记来分析这些分组。
接收器模块710可接收和缓冲要从设备700传送的分组的报头和有效负载数据。例如，接收器模块710可包括耦合到网络接口卡中的无线天线的存储器元件。在一个实施例中，接收器模块710可从连网应用(例如生成用于无线传送到无线网络的另一个站的分组的多媒体应用，所述另一个站例如图2中的无线显示器280)接收有效负载数据。
连网应用可向设备700指示要传输有效负载或数据的哪些比特。此外，连网应用可通过向设备700传输报头数据来特别指示设备700：有效负载数据应该使用BE QoS处理来传输。例如，连网应用可向接收器模块710传输分组设立数据和其它参数或设置、以及有效负载数据。设立数据或其它参数可以使得QoS模块730能够基于设立数据或其它参数来装配分组的报头数据和有效负载数据。备选的是，连网应用可以不为有效负载数据指定特定的QoS分类，其中QoS模块730可在装配或创建报头数据时默认到BE QoS。
为了清楚性，值得强调的是，术语“报头数据”可指在分组的有效负载数据之前紧接传送的数据的字节。例如，图6A中报头数据可包括字#0到字#14，或图6B中示出的40个字节的IPv6报头650。另外，术语“报头数据”可指连网应用提供的用于装配分组报头的数据。例如，连网应用可指定某些传送参数或设置，例如“QoS AC＝BE”，于是QoS模块730可使用该参数来创建分组报头，例如通过设置DiffServ字段610的比特。
分析模块720可与接收器模块710协力工作以分析分组的报头数据、分组的有效负载数据或两者。例如，分析模块720可包括处理器150，其执行存储在存储器102中的通信装置192的驱动器的编码指令。接收器模块710可包括耦合到通信装置192的接收电路的缓冲存储器元件。连网应用可包括存储在存储器102中的软电话应用，并且正在由处理器150执行。在接收器模块710从软电话应用接收到数据的分组后，分析模块720的优先级处理引擎可首先确定该分组的值的五元组集合值中的一个或多个值是否匹配过滤器表中的条目。基于与过滤器表中的预先建立的条目的匹配，优先级处理引擎可基于分组匹配的目的地IP地址和目的地端口来确定分组是“语音”分组。
在确定与现有QoS接入类别的匹配后，QoS模块730可标记分组，以使得经由无线网络的站能对分组进行QoS处置，无线网络包括包含设备700的站。继续我们的示例，QoS模块730可包括优先级处理引擎的组件和用于通信装置192的驱动器。基于与“语音”(VO)QoS接入类别的匹配，QoS模块730可经由分组报头将分组标记为“VO”分组，并将分组放在高优先级的“VO”QoS队列中。例如，QoS模块730可设置图6A中示出的DiffServ字段610中的比特，或者图6B中示出的业务类字段660和/或流标签字段670中的比特。
模块的数量在设备700的一实施例中可变化。一些实施例可具有比图7中示出的那些模块的更少的模块。例如，一个实施例可将分析模块720描述和/或执行的功能与QoS模块730的功能集成到单个模块中。另外的实施例可包括比图7中示出的模块或元件更多的模块或元件。例如，备选实施例可包括两个或更多接收器模块710和两个或更多分析模块720。
设备700可包括802.11e或遗留的802.11无线通信网络的站中的组件。默认的是，无线LAN的站可在恒定接入模式(CAM)中操作，这意味着站始终在监听业务。为了节省功率(例如在系统包含包括电池供电的装置(像手持电话或其它便携式装置)的设备700时)，设备700可通过发送上行链路数据帧来触发从接入点的缓冲数据的释放。在接收到此类数据或触发帧后，AP可释放每个其队列中存储的先前缓冲的数据。队列可配置成是触发启用的(例如由对应于队列的数据帧(其充当触发)的接收来触发)和输送启用的(例如在接收到帧后通过释放存储在队列的数据来输送)。
此外，包括设备700的系统可进入称为轮询接入模式(PAM)的睡眠模式而不丢失帧。在PAM中，AP可为设备700缓冲分组直到系统从睡眠模式出来。AP可在称为业务信息映射(TIM)的帧内发送出信息，在所述信息上系统和其它站由于它们而具有帧。客户端可接收TIM，并在客户端回到睡眠之前清醒刚好足够长的时间以接收已经为客户端缓冲的任何帧。如果广播业务是可用的，则AP可发送输送业务信息映射(DTIM)。
另一个实施例实现为用于实现参考图1-7所描述的系统和方法的程序产品。实施例能采取完全硬件实施例、完全软件实施例、或包含硬件和软件元件两者的实施例的形式。一个实施例是软件中实现的，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。
而且，实施例能采取从计算机可使用或计算机可读媒体可存取的计算机程序产品的形式，其提供程序代码以用于由计算机或任何指令执行系统来使用或连同其来使用。为了本描述的目的，计算机可使用或计算机可读媒体能够是能包含、存储、传递、传播或传输程序以用于由指令执行系统、设备或装置来使用或连同其来使用的任何设备。
媒体能够是电、磁、光、电磁、红外线或半导体系统(或设备或装置)或传播媒体。计算机可读媒体的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前示例包括光盘-只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-R/W)和DVD。
适合于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括通过系统总线间接、或直接耦合到存储器元件的至少一个处理器。存储器元件能包括在程序代码的实际执行期间采用的本地存储器、大容量存储装置、和高速缓存存储器(其提供至少一些程序代码的临时存储以便减少在执行期间必须从大容量存储装置检索代码的次数)。
输入/输出或I/O装置(包括但不限于键盘、显示器、指点装置等)能直接或通过中间I/O控制器间接耦合到系统。网络适配器也可耦合到系统以使得数据处理系统能够通过中间专用或公共网络耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储装置。调制解调器、电缆调制解调器和以太网适配器卡只是少数几个当前可用类型的网络适配器。
如上所述的逻辑可以是用于集成电路芯片的设计的部分。芯片设计在图形计算机编程语言中创建，并且存储在计算机存储媒体(例如盘、磁带、物理硬盘驱动器或例如存储存取网络中的虚拟硬盘驱动器)中。如果设计者不制造芯片或用于制造芯片的光刻掩模，则设计者直接或间接通过物理方式(例如，通过提供存储设计的存储媒体的副本)或电子地将结果设计传送到此类实体。随后，存储的设计被转换成适当的格式(例如，GDSII)以用于制造光刻掩模，这一般包括要在晶片(wafer)上形成的所述芯片设计的多个副本。光刻掩模被用于定义要蚀刻或以其它方式处理的晶片(和/或其上的层)的区域。
结果的集成电路芯片能由制造商以原晶片(即，作为具有多个未封装芯片的单个晶片)形式、作为裸管芯或者以封装的形式来分发。在后一情况下，芯片安装在单个芯片封装(例如塑胶载体，具有附于母板或其它更高级别载体的引线)中或者多芯片封装(例如具有表面互连或隐埋互连的任一个或这两者的陶瓷载体)中。在任一情况下，芯片随后与其它芯片、离散电路元件和/或其它信号处理装置集成作为(a)例如母板的中间产品或(b)最终产品的部分。最终产品可以是包括集成电路芯片的任何产品，范围从玩具和其它低端应用到具有显示器、键盘和其它输入装置及中央处理器的高级计算机产品。
受益于本公开的本领域的技术人员将明白，本公开设想了无显式控制协商的无线业务的QoS处理，以用于与无线网络关联的通信装置。要理解的是，在详细描述和图形中示出和描述的实施例的形式要仅视为示例。随附权利要求旨在从广义上解释以涵盖公开的示例实施例的所有变化。
虽然已为一些实施例详细描述了本公开，但应理解的是，在不脱离如随附权利要求所定义的公开的精神和范围的情况下，能在其中进行各种改变、替代和变更。虽然特定实施例可实现多个目的，但并非落在所附权利要求的范围内的每个实施例将实现每个目的。另外，本申请的范围并非旨在限于说明书中所述的过程、机器、制造品、物质组成、部件、方法和步骤的特定实施例。正如本领域的技术人员将容易从本公开所理解的，可利用当前现有的或以后要开发的执行与本文中所述对应实施例大致相同的功能或实现大致相同结果的过程、机器、制造品、物质组成、部件、方法或步骤。因此，随附权利要求旨在在其范围内包括此类过程、机器、制造品、物质组成、部件、方法或步骤。

Claims (17)

1.一种用于无显式控制协商的服务质量分组处理的方法，包括：
由第一站的元件从连网应用接收报头数据和有效负载数据，其中所述有效负载数据要在分组中经由所述第一站的无线传送器传送到第二站，其中所述报头数据指定所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联；
由所述第一站分析所述报头数据或所述有效负载数据以将所述分组与第二QoS类别关联，其中所述第二QoS类别的优先级高于所述第一QoS类别的优先级；以及
由所述第一站基于所述分析为所述分组设置所述分组的IP报头的至少一个比特以标记所述分组并将所述分组与所述第二QoS类别关联。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：将所述分组放到多个队列中的队列中，其中所述队列与所述第二QoS类别关联。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述接收所述报头数据和所述有效负载数据包括从第三站接收所述分组，其中所述连网应用包括流传送视频应用或因特网协议上的语音(VoIP)应用，此外其中所述第三站包括因特网的服务器。
4.如权利要求2所述的方法，还包括：基于所述QoS类别的优先级，经由所述第一站和所述第二站之间的对等连接将所述分组传送到所述第二站。
5.如权利要求4所述的方法，其中从所述连网应用接收所述有效负载数据包括从所述第一站的多媒体应用接收音频和视频数据。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述分析所述报头数据或所述有效负载数据包括将所述分组的源IP地址、源端口号、目的地IP地址、目的地端口号和协议中的至少一项与过滤器的条目进行比较。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述设置所述IP报头的至少一个比特包括将所述分组与视频(VI)接入类别关联，此外其中所述第一QoS类别包括尽力而为(BE)接入类别。
8.一种用于无显式控制协商的服务质量分组处理的设备，包括：
接收器模块，接收用于分组的报头数据和有效负载数据，其中连网应用经由所述报头数据将所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联，此外其中所述分组将被无线传送到接收站；
分析模块，分析所述报头数据和所述有效负载数据中的至少一个；以及
QoS模块，基于所述分析通过设置所述报头数据的至少一个比特来标记所述分组，其中所述分组的所述标记将所述分组的关联从所述第一QoS类别改变到第二QoS类别，此外其中所述第二QoS类别相比所述第一QoS类别是更高的优先级类别。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述接收器模块包括动态随机存取存储器(DRAM)并且所述分析模块包括配置成执行用于分析所述报头数据和所述有效负载数据的至少一个的固件指令的微处理器。
10.如权利要求8所述的设备，其中所述设备包括移动计算装置，并且所述分析模块和所述QoS模块包括所述移动计算装置的无线通信装置的驱动器的优先级处理引擎，此外其中所述连网应用包括所述移动计算装置的流传送视频应用。
11.如权利要求8所述的设备，其中所述分析模块配置成根据所述第二QoS类别将所述分组放在多个队列的一个队列中，此外其中所述QoS模块配置成基于所述分析模块的分析来自适应地更新过滤器的条目。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述分析模块配置成分析所述报头数据并基于至少一个业务分类准则将所述分组与所述第二QoS类别匹配，此外其中所述分类准则包括协议标识符、源或目的地端口、分组大小和分组速率之一。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述分析模块配置成执行所述有效负载数据的分组分析，以标识视频业务的类型，此外其中所述连网应用包括DVD多媒体应用。
14.一种用于无显式控制协商的服务质量分组处理的设备，包括：
用于从连网应用接收报头数据和有效负载数据的部件，其中所述有效负载数据将在分组中经由无线传送器传送到站，其中所述报头数据指定所述分组与第一服务质量(QoS)类别关联；
用于分析所述报头数据或所述有效负载数据以将所述分组与第二QoS类别关联的部件，其中所述第二QoS类别的优先级高于所述第一QoS类别的优先级；以及
用于基于所述分析来设置所述报头数据的至少一个比特的部件，其中所述设置将标记所述分组并将所述分组与所述第二QoS类别关联。
15.如权利要求14所述的设备，其中设置所述至少一个比特包括将所述分组与语音(VO)接入类别和视频(VI)接入类别之一关联，此外其中所述第一QoS类别包括尽力而为(BE)接入类别。
16.如权利要求15所述的设备，还包括：用于使所述设备的系统能够基于所述系统接收的分组的到达速率和从所述系统传送的分组的出口速率中的至少一项来改变功率状态的部件。
17.如权利要求16所述的设备，其中所述设备被包含在网络接口卡(NIC)的非易失性存储器中。
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