CN102959532B - 基于节点的服务质量管理 - Google Patents

Abstract

用于在被管理网络中调度网络通信的系统和方法可以包括：网络控制器发现多个网络节点；网络控制器将发现的网络节点分类为两个或更多个节点类别以节点级优先化网络通信；网络控制器从多个网络节点中的至少一些接收预留请求，其中预留请求为其相应的网络节点请求即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙；以及网络控制器对预留请求作出响应而将即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点，其中指派是基于网络节点的优先级，并且其中根据节点的类别将优先级指派给节点。

Description

基于节点的服务质量管理

相关申请案

本申请要求2010年6月24日提交的美国专利申请号12/822,676的权益，该申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本发明公开的方法和装置大体上涉及通信网络，更具体来说，一些实施方案涉及用来改善网络的带宽利用率和服务质量的调度或预留机制。

背景技术

家庭网络可以包括被配置成在家中各处提供用户服务的几种类型的设备。这些用户服务包括将多媒体内容(例如，流音频和视频)递送到位于家中各处的设备。随着可用用户服务的数量增加以及可用用户服务变得更受欢迎，在每个家庭网络内连接的设备的数量也增加了。服务和设备的数量的增加提高了协调网络节点之间的通信的复杂度。此增加通常也往往增加在网络上传输的通信量。

图1的网络是实施在家中的同轴电缆多媒体联盟(MoCA)网络的一个实例。在此实例中，示出有线通信介质100。有线通信介质可以是同轴电缆系统、电力线系统、光纤电缆系统、以太网电缆系统或其它类似的通信介质。或者，通信介质可以是无线传输系统。在图1的实施方案中，通信介质100是部署在住宅101内的预装同轴电缆。

图1的网络包含根据通信协议通信的多个网络节点102、103、104、105、106。例如，通信协议可符合网络标准，例如，众所周知的MoCA标准。在图1的实例中，通信协议指定基于数据包的通信系统。

在一些情况下，网络上的活动由网络协调器(NC)控制。在此类网络中，NC管理对共享通信介质的访问并且管理网络上的传输的“服务质量”。在一种此类情况下，选择一个节点以基于由通信协议定义的过程执行NC的功能。例如，在MoCA网络中，通过通信介质通信的第一节点将搜索以查看是否任何其它节点已执行NC的功能。作为第一节点，在网络上将尚不存在另一节点。因此，第一节点将成为NC。当第二节点执行类似的搜索时，第一节点将正在发出将由第二节点检测到的信标。根据MoCA协议的允许程序，将在节点之间发生允许过程。允许过程的结果将是允许第二节点进入由第一节点建立的网络。当任何其它新的节点请求允许进入网络时，NC也执行允许程序。在一个或多个节点加入网络后，协议用于通过使用一组定义良好的标准来选择其中一个节点成为新的NC。

在使用NC的网络中，NC使用介质访问计划(MAP)调度网络节点之间的网络通信。MAP作为数据包被发送。定期地发送此类MAP数据包。MAP调度介质100上的所有通信量。此操作包括调度节点可在其间传输的时间。响应于网络节点的预留请求(RR)，NC调度数据包的传输时间。NC也可以独立地调度控制和管理数据包(无需先前的RR)。

继续参照图1，节点102充当网络通信模块(例如，MoCA节点)并且与计算机109中的一个耦接。此类节点允许计算机109根据通信介质100上使用的通信协议在介质100上通信。将节点106示出为与电视111相关联以允许电视接收和显示从一个或多个其它网络节点连续传输的媒体的模块。或者，节点可以与扬声器或其它音乐或视频设备103相关联(即，耦接到或集成到扬声器或其它音乐或视频设备103)。节点也可以与模块相关联，所述模块被配置成与互联网或有线电视服务提供商112连接，例如，以向住宅101提供互联网访问、数字视频记录能力、媒体流功能或网络管理服务。

再次参看作为实例的MoCA，MoCA网络利用集中式NC在节点之间建立网络通信。数据包的每个单向的通信流由“流ID”来标识。为了本公开目的，“流”是组织为在传输节点与至少一个接收节点之间传输的数据包流的信息的通信。流通常将包括将从传输节点传递到接收节点的一组相关的信息。信息可以是表示将显示在电视或其它视频显示器上的电影的全部内容的数字数据流。用于使电影连续传输的整个数据流可以与一个流相关联。因此，唯一的流ID将被指派给流并且将与将从传输节点102传输到接收节点106所需的所有数据包相关联以将电影的内容连续传输到接收节点106(即，流的所有数据包)。

传输节点102可以建立其需要的数量的流以与网络的其它节点通信。例如，可以同时在节点102与另一节点105之间建立第二流以允许将文件从个人计算机109发送到个人计算机110。

一些家庭网络指定服务质量(QoS)参数以确保为网络上发生的通信设置适当的优先级。QoS参数也可以用于确保将足够的资源分配给用户内容的通信而不发生不希望的干扰或延迟。例如，正在玩视频游戏的用户将仅在将其提供的命令被传达给游戏控制台且然后迅速地被显示在显示器或电视上时具有期望的体验。实施此类游戏命令中的延迟可能会显著地损害体验的质量。因此，使用QoS参数和协议可以有助于确保令人满意的用户体验，同时在内容具有对于等待时间(即，延迟)的高度容忍性时，确保不会不必要地消耗资源来使信息传递得比所需更迅速。

在家庭网络中，QoS可以分为两个主要类别：参数化的QoS(PQoS)和优先化的QoS。参数化的QoS或PQoS提供由“通信规范”(TSPEC)定义的每个流的质量的量化测量。PQoS流的TSPEC定义流的要求和参数。PQoS流的TSPEC通常包括如峰值速率、最大数据包大小等信息。例如，在实施PQoS的MoCA网络中，峰值速率参数指示将需要在极短的时间间隔(例如，MAP周期)中传输的最大数据量(以字节为单位)。每个参数化的QoS流必须在其被允许开始任何数据包传输前首先经过正式的PQoS流允许过程。PQoS流允许过程允许流涉及的所有节点预留适当的节点级资源(例如，缓冲区)和网络级资源(例如，网络传输时间和此类传输的及时性)，以便保证QoS(可以满足与TSPEC相关联的参数)。一旦PQoS流被“允许”，就保证了从传输节点到一个或多个接收节点及时地传输整个流所必需的资源。如果在PQoS流在PQoS流允许过程后被拒绝，那么不可以开始PQoS流。另一方面，对于优先化的QoS，不存在允许过程。每个优先化的QoS流由发送该流的节点指派一个优先级。指派优先级仅仅将流放置在优先级组中。将允许具有最高优先级的组中的那些流在具有相对较低优先级的组中的流之前传输。然而，不同于PQoS流，不保证优先化的QoS流获得确保传输流的数据包所必需的资源。

仅PQoS流必须经过PQoS流允许过程以确保为PQoS流预留足够的网络带宽和节点级资源。这确保在实际数据包传输阶段期间，PQoS流所需的资源将在需要时可用。PQoS流的数据包传输阶段为传输节点实际上为流的个别数据包或数据包的组进行RR的阶段。另外，在数据包传输阶段期间，根据网络带宽对请求的可用性，NC“准许”(即，调度)或放弃RR。应注意，为了此描述的目的，“准许请求”指的是NC将传输时隙指派给与RR相关联的数据包以允许在下一个MAP周期中的指派的传输时隙期间产生此请求的节点来传输相关联的数据包。然后，NC传输MAP以指示对网络的所有节点(包括请求节点)的调度。然后，每个请求节点根据MAP指示的调度传输数据包。下文提供关于MAP和RR的进一步的细节。

PQoS流的数据包传输阶段可以仅在PQoS流允许阶段成功后开始。由于不对其它(即，优先化的)QoS流保证资源，故节点可以总是将被拒绝的PQoS流降级到优先化的QoS流，并开始传输具有优先化的QoS级别的流。

在PQoS流中，每个流可以被指派优先级(类似于优先化的QoS流)，以便在不同PQoS流之间建立进一步的区别。然而，如果为PQoS流预留的带宽尚未完全由其它PQoS流使用，那么即使被指派低的相对优先级，PQoS流也将始终在非PQoS流(例如，优先化的QoS流)之前被传输。如果为PQoS流预留的用来传输待传输的所有PQoS数据包的带宽不足，那么将首先传输与具有较高优先级的PQoS流相关联的那些数据包。因为保证了允许的PQoS流，所以NC必须确定其是否可以确保在RR后立即传送PQoS流的所有数据包。因此，NC为允许的每个PQoS流预留相对大量的带宽。

将MoCA网络在时间上分成称为MAP周期的周期。将MAP周期分成时隙。在每个MAP周期期间，NC传输MAP数据包，其指示哪些节点将在下一个MAP周期的每个时隙期间传输(包括在下一个MAP周期中的哪个时隙将含有下一个MAP数据包)。因此，给定MAP周期包括在先前发送的MAP的控制下的信道上的通信活动。即，每个MAP为下一个MAP周期通信窗口调度所有的通信活动。

MAP为将在下一个MAP周期中发送的每个数据包确定以下信息：i)数据包开始时间；ii)数据包持续时间；iii)源节点；以及iv)目的节点。数据包开始时间、将在此开始时间发送的数据包的数据包持续时间以及此数据包的源节点和目的节点的组合在本文中被称为“传输时隙指派”。应注意，如本文中提供的，数据包长度为数据包中的字节的数量，并且数据包持续时间为传输此数量的字节所需的时间量。

MAP负责调度的一种特定类型的数据包为先前讨论的RR。每个RR可以含有一个或多个预留请求元素(RRE)。每个RRE传达关于就节点而言的期望的信息，从此节点发送RR以传输含有一个或多个以太网数据包的一个MoCA数据包。MoCA数据包可以通过称为聚合的过程含有一个以上的以太网数据包。

由此，可以看出RR由客户端节点(即，传输节点)发送以指示相应的客户端节点具有其希望发送的数据包，并且因此请求NC调度随后的MAP周期期间的一个或多个时间间隔，以便客户端节点可以在那时发送那些数据包。因此，当流的下一个数据包或数据包的集合准备好被传输时，客户端节点等待NC分配客户端节点可以发送RR的时间。一旦NC已分配此时间，客户端节点就在分配的此时间(即，在数据包开始时间且针对MAP指示的数据包长度)将RR传递给NC。应注意，在一些系统中，可以使用正交频分多址(OFDMA)或类似方案以允许在一组单独的副载波上的多个同步传输。因此，在一些应用中，不同的请求节点同时传输RR。

RR允许客户端节点向NC传达客户端节点具有其希望发送的数据包的信息。此外，RR指示那些数据包的相关联的目的节点、数据包长度(可以根据数据包长度确定数据包持续时间)、数据包优先级、流ID等。NC使用此信息来调度(或指派)“传输时隙”，在“传输时隙”期间客户端节点可以传输其希望发送的那些数据包。然后，NC通过产生并传输具有针对下一个MAP周期的传输时隙指派的MAP来传达此调度。非PQoS(即，优先化的QoS)RRE为针对非PQoS流的RRE，而PQoS(即，参数化的QoS)RRE为针对PQoS流的RRE。NC无法在下一个MAP周期中调度的任何RRE被放弃并且必须由其源自的节点重新传输该RRE。在将可用传输时隙分配给请求节点时，NC考虑各传输的相对优先级。图2为图示网络传输的相对优先级顺序123的示意图。如图2中所示，PQoS流142被赋予最高优先级，并且在MAP周期中首先将可用网络带宽分配给PQoS流142(如果有的话)。接着，调度QoS流143。在图2中所示的实例中，以三个等级(高、中、低优先级)优先化QoS流143。在此类情况下，NC根据其指定的优先级调度QoS流143。可以例如使用VLAN标签来优先化QoS流，如下文进一步详细所述。

为了使NC保证所有允许的PQoS流将具有需要的所有资源，NC必须确定每个PQoS流将需要多少带宽并且在什么等待时间限制内需要。应理解，在支持PQoS的网络中，一旦(例如，由NC和此流中涉及的其它节点)允许PQoS进入网络，就保证在相对较短的预定时间量(通常一些毫秒)内发送任何PQoS流，而不管指派给PQoS流的优先级。NC通过评估在流的TSPEC中提供的参数集确定需要多少带宽。如上所述，TSPEC通常包括最大数据包大小、峰值速率等。通常，支持参数化的QoS的网络使用达到给定比例的总体网络容量来支持PQoS流。例如，NC可以在每个MAP周期内预留80％的传输时隙来指派给PQoS流。通过确定新的PQoS流需要多少带宽以及已为现有PQoS流预留多少带宽，NC可以确定其是否具有足够容量来允许新的PQoS流。一旦允许新的PQoS流，NC便对确保存在可用于新的PQoS流的足够的带宽作出了承诺。

对于标准QoS服务，标签用于识别流的相对优先级。这样的一个实例为VLAN标签。VLAN标签为插入以太网数据包的字段。VLAN标签中的优先级字段指示数据包的优先级。标签的另一实例为以太网数据包的IP报头中的差分服务代码点(DSCP)字段。然而，在当前家庭网络应用中，可能会遇到通信保持未加标签或通信被不正确地加标签的情况。因此，QoS可能很难使用标签来管理，并且对于MoCA网络而言可能很难保证对节点的特定QoS等级。

另外，在一些应用中，可能需要向某些节点提供较高的服务等级。例如，连续传输视频点播的节点将通常需要较高的服务等级来提供无缝的视频流，而背景下载可能允许较低的服务等级而不产生明显损害。作为另一实例，服务提供者可能想要保证其加标记的节点比其它未加标记的节点提供更高的服务等级。

发明内容

所公开的方法和装置的一个实施方案中，提供一种用于在具有网络控制器和多个相关联的网络节点的被管理网络中调度网络通信的方法和装置。在各种实施方案中，调度操作包括以下操作：网络控制器发现多个网络节点；网络控制器将发现的网络节点分类为两个或更多个节点类别以优先化网络通信；网络控制器从多个网络节点中的至少一些接收预留请求，其中预留请求为其相应的网络节点请求即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙；以及网络控制器对预留请求作出响应而将即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点，其中指派是基于网络节点的优先级，并且其中根据节点的类别将优先级指派给节点。

在一些实施方案中，网络控制器将即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点包括以下操作：识别来自属于两个或更多个类别中具有最高优先级的类别的节点或一组网络节点的一个或多个预留请求；以及将即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙指派给属于具有最高优先级的类别的节点或一组节点。

在一些实施方案中，网络控制器将即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点进一步包括以下步骤：在将即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙指派给具有最高优先级的第一网络节点或一组网络节点后，按节点优先级的顺序将剩余的时隙(如果有的话)指派给具有较低优先级的一个或多个网络节点。在各种实施方案中，基于优先级将时隙指派给网络节点而不依赖VLAN标签来优先化指派。

网络控制器将即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点可以进一步包括基于流的相对优先级，将指派给具有最高优先级的第一网络节点或一组网络节点的一个或多个时隙分配给该节点的多个流中的一个或多个。

在一个实施方案中，网络控制器允许网络节点中具有最高优先级的网络节点的一个或多个PQoS流。

在各种实施方案中，基于节点的功能类型或提供者执行节点分类。节点功能类型可以包括数字视频录像机(DVR)、机顶盒(STB)、以太网到MoCA(或同轴电缆)桥(ECB)、视频点播(VoD)节点、宽带家用路由器(BHR)。节点提供者可以包括多重服务操作员(MSO)节点或非MSO节点(即，零售节点)。

在其它实施方案中，网络控制器将即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点进一步包含在组中的节点间分配指派给给定类别中的一组节点的时隙。在一些实施方案中，在节点间分配时隙包含按循环方式分配时隙或基于此组内的节点的相对优先级分配时隙。

通过结合通过示例的方式示出根据所公开的方法和装置的实施方案的特征的附图而给出的以下详细描述，所公开的方法和装置的其它特征和方面将变得显而易见。本发明概要不是为了限制所主张的本发明的范围，该范围仅由权利要求书定义。

附图说明

参照以下附图详细描述所公开的方法和装置。仅为了说明而提供附图。因此，提供这些附图以促进读者理解所公开的方法和装置，并且不应视为所要求的本发明的宽度、范围或适用性的限制。应注意，为了清楚和易于说明起见，这些附图未必按比例绘制。

图1图示可以实施所公开的方法和装置的一些实施方案的一个环境的实例。

图2为图示在MoCA环境中的网络传输的相对优先级顺序的示意图。

图3为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的用于分级优先级指派的示例性过程的示意图。

图4为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的用于用节点类别方案分配网络资源的示例性过程的示意图。

图5为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的优先化方案的实例的示意图。

图6为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的网络节点优先化的另一实例的示意图。

图7为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的网络节点优先化的又一实例的示意图。

图8为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的节点优先化的又一实例的示意图。

图9为图示可以用于实施所公开的系统和方法的实施方案的各种特征的示例性计算模块的示意图。

附图不意图为穷尽的或将所要求的本发明限于公开的精确形式。应理解，可以使用修改和变化实施所公开的方法和装置，并且所要求的本发明应仅受权利要求书和其等效物限制。

具体实施方式

根据所公开的方法和装置的各种实施方案，网络上的节点(也称为网络设备)被相对于彼此优先化，以便进行网络传输。在进一步的实施方案中，结合节点之间的节点优先级使用一个或多个网络节点内的优先级来形成分级优先级方案，以便进行网络通信。因此，在一些实施方案中，NC响应于RR而在针对MAP周期调度通信时评估网络节点内的节点优先级以及流优先级。更具体来说，在一个实施方案中，在网络节点的网络级定义2个或更多个优先级。每个节点处理的各种流可以进一步被指派相对于此节点的其它流的优先级。通过此分级优先级方案，预留可以首先被授予最高优先级节点，并且针对此最高优先级节点的预留按流优先级(如果被指派)的顺序被授予针对此节点的流。在具有相同优先级的一组节点内，按循环方式或基于那些节点之间的相对优先级进行授予。然后，预留可以被授予次高优先级节点，并且将针对给定次高优先级节点的预留根据个别流优先级(如果有的话)指派给针对此节点的流。

图3为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的用于分级优先级指派的示例性过程的示意图。现在参看图3，在操作204，网络加电。在加电时，网络控制器发现注册到网络的节点。如通常在MoCA网络中那样，可能存在多个不同的节点。不同节点的实例可以包括例如数字视频录像机(DVR)、机顶盒(STB)、以太网到MoCA(或同轴电缆)桥(ECB)、视频点播(VoD)节点、宽带家用路由器(BHR)等的节点。这些节点中的一些由多重服务操作员(MSO)提供，其它节点是零售设备。

在操作210，NC将所有网络节点分类为2个或更多个类别。可以预先定义网络策略，从而就网络节点的正确分类指示NC。例如，在一个实施方案中，可以将网络节点分为两类：MSO节点和非MSO节点。作为另一实例，可以将节点分为三个类：VoD流节点、DVR流节点和ECB节点。如这些实例所示，在又一实施方案中，可以定义许多其它分组中的任何一个。

在操作214，NC基于类别分配节点优先级。许多指派标准中的任何一个可以用于将优先级指派给给定节点。例如，可基于节点通常传送的通信的类型或敏感度向节点指派优先级。例如，在一个实施方案中，NC向MSO设备(且因此向MSO通信)授予较高的优先级，并向非MSO设备授予较低的优先级。在此情况下，MSORx与MSOTx之间的MSO通信比非MSO通信收到更高的优先级，而不管个别流RR优先级。作为另一实例，对于BHR流，BHR与STB/DVR之间的所有通信被指派较高优先级；DVR与STB/DVR之间的所有通信也是较高优先级；且ECB与其它节点之间的通信是低优先级。作为又一实例，可以引进额外优先级，例如，其中在NC处区别DVR流与BHR流。在此实例中，当存在冲突时，NC可以实施BHR流优先于DVR流的节点级先占。如别处所述，在各种实施方案中，VLAN标签优先级和/或DSCP优先级可以应用于这些实例以增加低于节点级优先级的进一步的优先化级别。

在操作225，进行网络操作。通常，注册的节点将发送RR到NC以请求即将到来的MAP周期中的传输时隙。NC基于优先级将传输时隙指派给请求节点。如下文进一步详细地所述，在一个实施方案中，NC首先在逐个节点的基础上从最高优先级节点开始对节点进行带宽指派。按优先级顺序将任何剩余的带宽分配给剩余节点，直到消耗掉可分配的带宽为止。如果给定节点没有收到足够的带宽分配，那么对于指派给此节点的带宽，NC基于RR的相对优先级将此带宽分配给此节点的这些RR。对于具有相同节点级优先级的节点，在相同的通信量级优先级内按循环方式分配其RR。

在操作228，如果新的节点加入网络，则NC将该节点分类到网络的优先化方案中。这由流线220和操作210示出。在已被正确分类后，新的节点可以将RR发送到NC并参与网络操作。

图4为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的用于用节点分类方案分配网络资源的示例性过程的示意图。图4图示由图3的操作225参考的网络操作的执行的一个实例。现在参看图4，在操作232，NC从网络节点接收针对即将到来的MAP周期的RR。如上所述，网络节点将RR发送到NC以请求传输时隙。在一些情况下，RR可以包括指示QoS优先级的标签。

在操作234，NC为收到的针对给定MAP周期的RR确定相对优先级。例如，在一个实施方案中，NC确定是否存在任何节点级优先级，以及是否在给定节点内存在任何RR优先级。如果节点优先级存在，那么NC首先将可用网络带宽分配给具有最高优先级的节点。如果存在剩余的带宽，那么基于优先级将此剩余的带宽分配给较低优先级节点。这由操作238和操作240图示。在具有相同节点级优先级的节点内，首先针对最高优先级的RR执行带宽分配，然后针对下一个优先级的RR执行带宽分配，并且最后针对最低优先级的RR执行带宽分配。在每个RR优先级级别内，按循环方式或基于此级别内的节点的相对优先级执行分配。

基于VLAN标签或DSCP字段来优先化RR优先级的实例。标签(例如，VLAN标签)和DSCP字段可以用于将优先级指派给针对给定流的RR。MoCA1.0、MoCA1.1和MoCA2.0规范定义如何将标签信息映射到RR优先级。在给定节点内，NC根据每个数据包的RR优先级分配传输带宽。这由操作244和操作250图示。

在操作255，网络设备执行MAP通信。操作在步骤232针对下一个MAP周期继续。

图5为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的优先化方案的实例的示意图。现在参看图5，所示实例示出三个节点组，即，节点组1、节点组2和节点组3。相应地，在此方案中存在三个优先级类别。箭头310图示此方案的优先级从节点组3到节点组1的递减顺序。在此实例中，节点组3为一个或多个节点的最高优先级组，因此，在此组中的节点可分配作为PQoS节点。除能够支持PQoS流301之外，节点组3还可以支持QoS流303。在所示实例中，节点组3使用VLAN标签，因此QoS流303可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流303的优先级。

节点组2为一个或多个节点的次高优先级组。因此，在分配给节点组3的一个或多个节点后的剩余带宽将首先被分配给节点组2中的节点。如此实例中所示，节点组2是比节点组3优先级更低的组，并且节点组2不是PQoS节点。然而，节点组2可以支持QoS流303。在所示实例中，节点组2使用VLAN标签，因此QoS流303可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流303的优先级。因为节点组2的优先级低于节点组3，所以在节点组3已被给定其分配后剩余的即将到来的MAP周期的带宽变得针对节点组2的RR可用于节点组2。

节点组1为一个或多个节点的第三高优先级组。因此，在分配给节点组3和节点组2的一个或多个节点后剩余的带宽将接着分配给节点组1中的节点。如此实例中所示，节点组1是比节点组3和节点组2更低优先级的组，并且节点组1不是PQoS节点。然而，节点组1可以支持QoS流303。在所示实例中，节点组1使用VLAN标签，因此QoS流303可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流303的优先级。因为节点组1的优先级低于节点组3和节点组2，所以在节点组3已被给定其分配且节点组2已被给定其分配(如果有的话)后剩余的即将到来的MAP周期的带宽变得针对节点组1的RR可用于节点组1。

在此实施方案和其它实施方案中，在节点组内的分配可以按循环方式或可以基于给定节点组内的节点的相对优先级被执行。

图6为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的网络节点优先化的另一实例的示意图。现在参看图6，在此实例中，为了节点优先化的目的将节点分类为两组。第一组(在此实例中为最高优先级组320)为支持视频点播流或家用DVR流或两者的一组设备。在所示实例中，优先级组320为最高优先级并且因此在较低优先级组之前收到其带宽分配。然而，在此实例中，优先级组320不使用标签来支持优先化的QoS。相应地，在一个实施方案中，根据MoCA1.x将此组320中的节点的所有RR映射到低优先级308。

一个或多个节点的第二组为以太网到同轴电缆(或MoCA)桥组322。如此实例中所示，组322为比组320优先级更低的组，并且组322不是PQoS节点。然而，在此实例中，组322可以支持QoS流303。在所示实例中，组322使用VLAN标签，因此QoS流303可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流303的优先级。因为组322的优先级低于组320，所以在组320已被给定其分配后剩余的即将到来的MAP周期的带宽变得针对组322的RR可用于组322。注意，在此实例中，不支持PQoS流并且这符合MoCA1.x。

图7为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的网络节点优先化的又一实例的示意图。现在参看图7，在此实例中，为了节点优先化目的将节点分类为两组。第一组(在此实例中为最高优先级组325)为支持视频点播流或DVR流或两者的一组设备。在所示实例中，优先级组325为最高优先级并且因此在较低优先级组之前收到其带宽分配。在此实例中，组325支持PQoS流312。更具体来说，在此实例中，将支持的PQoS流区分为PQoS视频点播服务和PQoSDVR服务。注意，在此实例中，根据MoCA1.x规范，将所有数据包正确地加标签。通过PQoS流允许过程设置每个VOD流和每个DVR流。亦如此实例中所示，VOD流可以给予比DVR流更高的优先级，使得在不存在足够的网络带宽用于新的VOD流的情形下，NC可以先占现有的DVR流以适应VOD流。更进一步地，在此实例中，优先级组325使用标签，使得组325中的节点可以支持优先化的QoS。因此，RR可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流313的优先级。

一个或多个节点的第二组为以太网到同轴电缆(或MoCA)桥组326。如此实例中所示，组326为比组325优先级更低的组，并且组326不是PQoS节点。然而，在此实例中，组326可以支持QoS流303。在所示实例中，组326使用VLAN标签，因此QoS流303可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流303的优先级。因为组326的优先级低于组325，所以在组325已被给定其分配后剩余的即将到来的MAP周期的带宽变得针对组326的RR可用于组326。

注意，图6与图7中所示的实例之间的主要区别在于图7的实例使用标签来优先化QoS流和PQoS流，而图6的实例在一些节点中不使用标签。然而，如这些实例所示，甚至在不存在标签(不论是否按照设计)时，图6的实例仍可以借助于指派给不同节点组320、322的相对优先化实现性能优势。如此所示，可以避免标签或其它形式的RR优先化，并且可仍将优先级给予关键节点中的RR或流(如果那些节点被指定为具有正确的节点优先级级别的话)。图6与图7中所示的实例之间的另一区别在于图7的实例区分最高优先级节点内的2个PQoS级别：PQoSVOD流与PQOSDVR流；并且在对于所有PQoS流存在不足的带宽的情形下，PQOSVOD流可以先占PQOSDVR流。

图8为图示根据本文所述的系统和方法的一个实施方案的节点优先化的又一实例的示意图。现在参看图8，在此实例中，为了节点优先化目的将节点分类为两组。第一组(在此实例中为最高优先级组328)为支持视频点播流或DVR流或两者的一组设备。在所示实例中，优先级组328为最高优先级并且因此在较低优先级组之前收到其带宽分配。类似于图7的实例，在此实例中，组328支持PQoS流312。同样，在此实例中，将支持的PQoS流312区分为PQoS视频点播服务和PQoSDVR服务。使用符合MoCA1.1的常规的PQoS流允许过程允许VOD流和DVR流。注意，在此实例中，VOD流被给予比DVR流更高的优先级，并且可以先占DVR流，以便允许新的VoD流。还应注意，在此实例中，优先级组328对于RR不使用标签，因此组328中的节点无法支持优先化的QoS。因此，将RR都映射到低优先级QoS流327。

一个或多个节点的第二组为以太网到同轴电缆(或MoCA)桥组329。如此实例中所示，组329为比组328优先级更低的组，并且组329不是PQoS节点。然而，在此实例中，组329可以支持QoS流303。在所示实例中，组329使用VLAN标签，因此QoS流303可以具有设置为如高、中、低优先级QoS流303的优先级。因为组329的优先级低于组328，所以在组328已被给定其分配后剩余的即将到来的MAP周期的带宽变得针对组329的RR可用于组329。

在全部或部分地使用软件实施本发明的部件或模块的情况下，在一个实施方案中，可以实施这些软件元件以用能够执行关于软件元件描述的功能性的计算或处理模块操作。在图9中示出一个此类示例性计算模块。就此示例性计算模块400描述各种实施方案。在阅读本描述后，如何使用其它计算模块或架构来实施本发明将对于相关领域技术人员变得显而易见。

现在参看图9，计算模块400可以表示例如在以下设备内可见的计算或处理能力：桌上型、膝上型和笔记本型计算机；手持计算设备(PDA、智能电话、手机、掌上型计算机等)；主机(mainframe)、巨型计算机、工作站或服务器；或对于给定应用或环境可能需要或适合的任何其它类型的专用或通用计算设备。计算模块400也可以表示嵌入在给定设备内或以其它方式可用于给定设备的计算能力。例如，计算模块400可以见于电子设备(例如，数码相机、导航系统、蜂窝电话、便携式计算设备、调制解调器、路由器、无线接入点(WAP)、终端和可以包括某种形式的处理能力的其它电子设备)中。

例如，计算模块400可以包括一个或多个处理器、控制器、控制模块或其它处理设备(例如，处理器404)。可以使用通用或专用处理引擎(例如，微处理器、控制器或其它控制逻辑)来实施处理器404。在所示实例中，处理器404与总线402连接，然而任何通信介质可以用于促进与计算模块400的其它部件的交互或外部地通信。

计算模块400也可以包括一个或多个存储器模块，在本文中简称为主存储器408。例如，优选地随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器可以用于存储将由处理器404执行的信息和指令。主存储器408也可以用于在执行将由处理器404执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算模块400可以同样包括与总线402耦接的只读存储器(ROM)或其它静态存储设备，以便为处理器404存储静态信息和指令。

计算模块400也可以包括一个或多个不同形式的信息存储机构410，其可以包括例如介质驱动器412和存储单元接口420。介质驱动器412可以包括驱动器或其它机构以支持固定或可移动存储介质414。例如，可以提供硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、CD或DVD驱动器(R或RW)或其它可移动或固定介质驱动器。相应地，存储介质414可以包括例如硬盘、软盘、磁带、盒式存储器、光盘、CD或DVD或由介质驱动器412读取、写入介质驱动器412或由介质驱动器412访问的其它固定或可移动介质。如这些实例所示，存储介质414可以包括在其中存储了计算机软件或数据的计算机可用存储介质。

在替代实施方案中，信息存储机构410可以包括用于允许将计算机程序或其它指令或数据载入计算模块400中的其它类似的工具。例如，此类工具可以包括固定或可移动存储单元422和接口420。此类存储单元422和接口420的实例可以包括程序盒式存储器和盒式存储器接口、可移动存储器(例如，快闪存储器或其它可移动存储器模块)和存储器插槽、PCMCIA插槽和卡以及允许将软件和数据从存储单元422转移到计算模块400的其它固定或可移动存储单元422和接口420。

计算模块400也可以包括通信接口424。通信接口424可以用于允许在计算模块400与外部设备之间转移软件和数据。通信接口424的实例可以包括调制解调器或软调制解调器、网络接口(例如，以太网、网络接口卡、WiMedia、IEEE802.XX或其它接口)、通信端口(例如，USB端口、IR端口、RS232端口蓝牙接口或其它端口)或其它通信接口。通过通信接口424转移的软件和数据可以通常由信号来传送，信号可以是能够由给定通信接口424交换的电子信号、电磁(其包括光学)信号或其它信号。可以通过信道428向通信接口424提供这些信号。此信道428可以传送信号并且可以使用有线或无线通信介质来实施。信道的一些实例可以包括基于同轴电缆的MoCA信道、电话线、蜂窝链路、RF链路、光学链路、网络接口、局域或广域网络和其它有线或无线通信信道。

在此文件中，术语“计算机程序介质”和“计算机可用介质”用于泛指物理存储介质，例如，存储器408、存储单元420和介质414。这些和其它各种形式的计算机程序存储介质或计算机可用存储介质可在存储一个或多个指令的一个或多个序列并将其提供到处理设备用于执行时被涉及。实施在介质上的此类指令概括地称为“计算机程序代码”或“计算机程序产品”(其可以用计算机程序或其它分组的形式进行分组)。当被执行时，此类指令可以使计算模块400能够执行如本文所述的所公开的方法和装置的特征或功能。尽管上文已描述所公开的方法和装置的不同实施方案，但是应理解，这些实施方案仅以示例方式而不是限制性地被提供。同样地，各种示意图可以描绘所公开的方法和装置的示例性架构或其它配置，用来帮助理解可以包括在所公开的方法和装置中的特征和功能性。所主张的本发明不限于所示的示例性架构或配置，但是可以使用各种替代架构和配置实施所需的特征。实际上，可以如何实施替代功能、逻辑或物理划分和配置以实施所公开的方法和装置的所需特征对于本领域技术人员将显而易见。此外，除了本文所述以外的大量不同的构成模块名称可以应用于各种划分。另外，就流程图而言，操作描述和方法主张、本文呈现方框的顺序不强制要求实施各种实施方案以按相同的顺序执行所述功能性，除非上下文另有规定。

尽管上文就各种示例性实施方案和实施来描述所公开的方法和装置，但是应理解，一个或多个个别实施方案中描述的各种特征、方面和功能性在其适用性上不限于描述这些特征、方面和功能性的特定实施方案，而是可以单独地或以组合形式应用于所公开的方法和装置的一个或多个其它实施方案，而不管是否描述了此类实施方案以及是否将此类特征呈现为所述实施方案的一部分。因此，所主张的本发明的广度和范围不应受任何上述实施方案的限制，这些实施方案仅仅作为仅用于说明的实例来提供。

除非另有明确规定，否则本文件中所用的术语和短语及其变化应被理解为开放性的而非限制性的。作为上述内容的实例：术语“包括”应被解读为指“包括但不限于”等；术语“实例”用于提供讨论中的项目的示例性实例，而非其穷尽的或限制性的列表；术语“一个”应被解读为指“至少一个”、“一个或多个”等；并且例如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”形容词和类似意义的术语不应被理解为将所述项目限于给定时段或截至给定时间的可供项目，而是应被解读为涵盖可在现在或未来的任何时间可用或已知的常规的、传统的、正常的或标准的技术。同样地，在本文件指出将为本领域普通技术人员显而易见或已知的技术的时，此类技术涵盖现在或在未来的任何时间对本领域技术人员显而易见或已知的技术。

在一些情况下，例如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其它类似短语的扩展词和短语的存在不应被解读为意思是在此等扩展短语可能缺乏的情况下预期或需要更狭窄的情况。术语“模块”的使用并不意味着作为模块部分描述或要求的部件或功能性都被配置在常见的封装中。实际上，模块的任何或所有各种部件，不管是控制逻辑还是其它部件，都可以被组合在单一封装中或单独地维护，并且可以进一步分布在多个组或封装中或分布在多个位置。

另外，用示例性方框图、流程图和其它示意图描述本文中陈述的各种实施方案。在阅读本文件后，本领域普通技术人员将显而易见，可以实施说明的实施方案和其各种替代而不局限于说明的实例。例如，方框图和其随附描述不应被解释为要求特定架构或配置。

Claims (18)

1.一种用于在具有网络控制器和多个相关联的网络节点的被管理网络中调度网络通信的方法，所述方法包含：

a)所述网络控制器发现所述多个网络节点；

b)所述网络控制器将所述发现的网络节点分类为两个或更多个节点类别以优先化网络通信；

c)所述网络控制器将节点优先级指派给所述多个网络节点中的每一个网络节点，其中，基于给定节点的类别指派所述给定节点的节点优先级；

d)所述网络控制器从所述多个网络节点中的至少一些接收预留请求，其中所述预留请求为其相应的网络节点请求即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙；以及

e)所述网络控制器对预留请求作出响应而将所述即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点，所述网络控制器将所述即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点的步骤包含：

识别来自属于所述两个或更多个类别中具有最高优先级的类别的节点或一组网络节点的一个或多个预留请求；以及

将所述即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙指派给属于具有所述最高优先级的所述类别的所述节点或一组节点；其中所述指派是基于所述网络节点的优先级；

f)针对所述网络，所述网络控制器仅允许来自属于所述最高优先级类别的节点或一组节点的参数化的服务质量PQoS流而不允许来自不属于所述最高优先级类别的节点或一组节点的PQoS流。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述网络控制器将所述即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点的所述步骤进一步包含以下步骤：在将所述即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙指派给属于具有所述最高优先级的类别的所述节点或一组节点后，按节点优先级的顺序将剩余的时隙指派给属于具有次高优先级的类别的所述节点或一组节点。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述网络控制器将所述即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点的所述步骤进一步包含基于流的相对优先级将指派给网络节点的所述一个或多个时隙分配给所述节点的多个流中的一个或多个。

4.如权利要求1所述的方法，其中基于节点类型执行分类。

5.如权利要求4所述的方法，其中节点类型包含数字视频录像机DVR、机顶盒STB、以太网到MoCA桥或以太网到同轴电缆桥、视频点播VoD节点或宽带家用路由器BHR。

6.如权利要求4所述的方法，其中节点类型包含多系统操作员MSO节点或非MSO节点。

7.如权利要求1所述的方法，其中基于优先级将时隙指派给网络节点而不依赖VLAN标签来优先化指派，所述VLAN标签为插入以太网数据包的字段。

8.如权利要求1所述的方法，其进一步包含在组中的节点间分配指派给给定类别中的该组节点的时隙。

9.如权利要求8所述的方法，其中在节点间分配时隙包含按循环方式分配时隙或基于所述组内的所述节点的相对优先级分配时隙。

10.一种用于在具有网络控制器和多个相关联的网络节点的被管理网络中调度网络通信的系统，所述系统包含：

a)第一模块，所述第一模块使得所述网络控制器发现所述多个网络节点；

b)第二模块，所述第二模块使得所述网络控制器将所述发现的网络节点分类为两个或更多个节点类别以优先化网络通信；

c)第三模块，所述第三模块使得所述网络控制器将节点优先级指派给所述多个网络节点中的每一个网络节点，其中，基于给定节点的类别指派所述给定节点的节点优先级；

d)第四模块，所述第四模块使得所述网络控制器从所述多个网络节点中的至少一些接收预留请求，其中所述预留请求为其相应的网络节点请求即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙；以及

e)第五模块，所述第五模块使得所述网络控制器对预留请求作出响应而将所述即将到来的通信窗口中的时隙指派给一个或多个网络节点，所述第五模块包含：

第一子模块，用于识别来自属于所述两个或更多个类别中具有最高优先级的类别的节点或一组网络节点的一个或多个预留请求；以及

第二子模块，用于将所述即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙指派给属于具有所述最高优先级的所述类别的所述节点或一组节点；其中所述指派是基于所述网络节点的优先级；

f)第六模块，所述第六模块使得针对所述网络，所述网络控制器仅允许来自属于所述最高优先级类别的节点或一组节点的参数化的服务质量PQoS流而不允许来自不属于所述最高优先级类别的节点或一组节点的PQoS流。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述第五模块进一步包含：第三子模块，用于在将所述即将到来的通信窗口中的一个或多个时隙指派给属于具有所述最高优先级的类别的所述节点或一组节点后，按节点优先级的顺序将剩余的时隙指派给属于具有次高优先级的类别的所述节点或一组节点。

12.如权利要求10所述的系统，其中所述第五模块进一步包含：第四子模块，用于基于流的相对优先级将指派给网络节点的所述一个或多个时隙分配给所述节点的多个流中的一个或多个。

13.如权利要求10所述的系统，其中基于节点类型执行分类。

14.如权利要求13所述的系统，其中节点类型包含数字视频录像机DVR、机顶盒STB、以太网到MoCA桥或以太网到同轴电缆桥、视频点播VoD节点或宽带家用路由器BHR。

15.如权利要求13所述的系统，其中节点类型包含多系统操作员MSO节点或非MSO节点。

16.如权利要求10所述的系统，其中基于优先级将时隙指派给网络节点而不依赖VLAN标签来优先化指派，所述VLAN标签为插入以太网数据包的字段。

17.如权利要求10所述的系统，其中所述第五模块进一步包含第五子模块，所述第五子模块用于在组中的节点间分配指派给给定类别中的该组节点的时隙。

18.如权利要求17所述的系统，其中在节点间分配时隙包含按循环方式分配时隙或基于所述组内的所述节点的相对优先级分配时隙。