CN109417515A

CN109417515A - 用于处理互联网协议分组的方法、装置和系统

Info

Publication number: CN109417515A
Application number: CN201680087407.XA
Authority: CN
Inventors: 王琪; 梁宏鑫; 列昂尼德·莫克罗申; 拉菲亚·伊纳姆
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2019-03-01
Also published as: US11882050B2; WO2018006926A1; US20190312819A1; EP3479534A1

Abstract

一种在网络节点中执行的用于处理互联网协议IP分组的方法。IP分组源自IP通信网络中的源节点并且寻址到目的地节点。在接收到IP分组时，网络节点解封装IP分组以从IP分组的网络层首部获得对丢弃IP分组的时间点的指示。丢弃IP分组的时间点基于源节点与目的地节点之间的IP分组的第一最大延迟。从在源节点上运行的应用软件获得第一最大延迟。网络节点使用与源节点的时钟同步的网络节点的时钟，基于该指示来确定是否丢弃IP分组。

Description

用于处理互联网协议分组的方法、装置和系统

技术领域

本文的实施例涉及源节点、网络节点、系统以及其中的方法。具体地，它们涉及处理互联网协议分组。

背景技术

开放系统互连模型(OSI模型)是概念模型，其表征和标准化电信或计算系统的通信功能，而不考虑其底层内部结构和技术。其目标是使用标准协议的各种通信系统的互通性。该模型将通信系统划分为抽象层。该模型的原始版本定义了七层，即应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。一层服务于其上方的层，并由其下方的层服务。

数据从源节点发送到目的地节点。在源节点处，在应用层创建数据，并且每个后续层通过封装包含其控制信息的首部(有时是尾部)来构建协议数据单元(PDU)，直到数据向下传递到物理层为止。在每一层构建协议数据单元的过程称为封装。在目的地节点处，物理层接收数据并开始相反过程。当数据向上传递到应用层时，在每个后续层对首部进行解封装。该相反过程称为解封装。

生存时间(TTL)是一种限制计算机或网络中数据的寿命或生命期的机制。TTL值可以被认为是IP分组在网络中可以存在的时间上限。互联网协议(IP)工作于OSI模型的网络层。网络层首部中的TTL字段的目的是循环检测，即避免IP分组在进入循环拓扑时永远停留在网络中。

理论上，可以以秒来测量TTL。然而，在实践中，以跳来测量TTL。跳是源节点和目的地节点之间的路径的一部分。每次将分组传递给下一设备时，会发生跳。一跳是从一个设备(例如，路由器)到下一设备(例如，另一路由器)的一步。TTL字段由发送器设置，并由到其目的地节点的路径上的每个路由节点减小。如果TTL在IP分组到达其目的地之前达到零，则丢弃该IP分组。

只要TTL不为零，则IP分组就会被转发到目的地节点。然而，在到达目的地节点上运行的应用软件之后，由于一些应用软件需要高带宽和低时延的事实，可以将数据确定为到期。高带宽可以是10Gbps吞吐量。低时延要求可以是一毫秒。特别地，诸如虚拟现实、4k视频流、在线游戏等的实时应用软件具有这样的要求。只有那些在给定时延预算内到达目的地节点的数据是有用的。迟到的数据是到期数据，并且对于该应用软件变得是无意义的。

这意味着到期分组将被发送，直到网络中的最后一跳。通过将网络容量用于到期分组，这不仅使网络不必要地拥塞，而且影响了其他同时执行的实时应用软件的质量。

发明内容

因此，本文的实施例的目的是改进IP通信网络中发送数据的方式。

根据本文实施例的第一方面，该目的通过在网络节点中执行的用于处理互联网协议IP分组的方法来实现。IP分组源自IP通信网络中的源节点并且寻址到目的地节点。在接收到IP分组时，网络节点解封装IP分组以从IP分组的网络层首部获得对丢弃IP分组的时间点的指示。丢弃IP分组的时间点基于源节点与目的地节点之间的IP分组的第一最大延迟。从在源节点上运行的应用软件获得第一最大延迟。网络节点使用与源节点的时钟同步的网络节点的时钟，基于该指示来确定是否丢弃IP分组。

根据本文实施例的第二方面，该目的通过用于处理互联网协议IP分组的网络节点来实现。IP分组源自IP通信网络中的源节点并且寻址到目的地节点。网络节点被配置为接收IP分组。网络节点还被配置为解封装IP分组以从IP分组的网络层首部获得对丢弃IP分组的时间点的指示。丢弃IP分组的时间点基于源节点与目的地节点之间的IP分组的第一最大延迟。从在源节点上运行的应用软件获得第一最大延迟。网络节点还被配置为使用与源节点的时钟同步的网络节点的时钟，基于该指示来确定是否丢弃IP分组。

根据本发明的实施例的第三方面，该目的通过一种包括指令的计算机程序来实现，该指令在由网络节点执行时使网络节点执行根据第一方面的方法。

根据本发明的实施例的第四方面，该目的通过一种包括根据以上第三方面的计算机程序的载体来实现。

根据本文实施例的第五方面，该目的通过在源节点中执行的用于处理互联网协议IP分组的方法来实现。IP分组源自IP通信网络中的源节点并且寻址到目的地节点。源节点从源节点上运行的应用软件获得IP分组在源节点与目的地节点之间的第一最大延迟。源节点基于第一最大延迟确定丢弃IP分组的时间点。源节点在源节点的网络层处利用网络层首部封装数据有效载荷以生成IP分组，其中，网络层首部包括对丢弃IP分组的时间点的指示。源节点向在IP通信网络中操作的网络节点发送IP分组。

根据本文实施例的第六方面，该目的通过用于处理互联网协议IP分组的源节点来实现。IP分组源自IP通信网络中的源节点并且寻址到目的地节点。源节点被配置为从源节点上运行的应用软件获得IP分组在源节点与目的地节点之间的第一最大延迟。源节点还被配置为基于第一最大延迟确定丢弃IP分组的时间点。源节点还被配置为在源节点的网络层处利用网络层首部封装数据有效载荷以生成IP分组，其中，网络层首部包括对丢弃IP分组的时间点的指示。源节点还被配置为向在IP通信网络中操作的网络节点发送IP分组。

根据本发明的实施例的第七方面，该目的通过一种包括指令的计算机程序来实现，该指令在由源节点执行时使源节点执行根据以上第五方面的方法。

根据本发明的实施例的第八方面，该目的通过一种包括根据第七方面的计算机程序的载体来实现。

根据本文实施例的第九方面，该目的通过用于处理互联网协议IP分组的系统来实现。IP分组源自IP通信网络中的源节点并且寻址到目的地节点。该系统包括根据上述第六方面的源节点、以及至少一个根据上述第二方面的网络节点。

上述载体是以下中的任何一种：电子信号、光信号、电磁信号、磁信号、电信号、无线电信号、微波信号或计算机可读存储介质。

引入了基于从在源节点上运行的应用软件获得的第一最大延迟的对丢弃IP分组的时间点的指示。益处在于，网络节点能够基于在源节点上运行的应用软件指示的第一最大延迟来确定是否丢弃到期的IP分组。此外，由于实时应用软件创建的IP分组可能在到达目的地节点之前直接被网络节点丢弃，因此降低了网络负载。另一益处在于，通过丢弃到期的IP分组，针对来自其他应用软件的数据流增加了网络的总可用容量。这导致改善了在IP通信网络中发送数据的方式。

附图说明

参照附图来更详细地描述本文的实施例的示例，在附图中：

图1是示出了IP通信网络的示意框图。

图2是描绘了源节点中的方法的实施例的流程图。

图3是描绘了网络节点中的方法的实施例的流程图。

图4A是描绘了源节点和网络节点中的方法的实施例的信令。

图4B是描绘了源节点和网络节点中的方法的实施例的信令。

图5是示出了源节点的实施例的示意框图。

图6是示出了网络节点的实施例的示意框图。

具体实施方式

作为本文开发实施例的一部分，首先将阐述并简短地讨论问题。

传统路由节点只能基于TTL字段使IP分组到期。但是，TTL在实践中用于跳限制。尽管TTL值可以以秒进行测量，但是不可能将其用作精确的到期时间。因此，路由节点不能丢弃关于诸如实时应用软件之类的应用软件的到期IP分组。在网络上运行的到期IP分组可能造成对网络资源的巨大浪费，甚至可能恶化其他业务的服务质量(QoS)。时延要求业务越低，网络资源浪费越多，QoS越差。

本文的实施例涉及用于处理IP分组的方法。该方法提供了允许应用软件根据应用软件的时延要求来指示网络层丢弃IP分组的时间点。

源节点111根据来自应用软件的时延要求来封装IP分组。

如前所述，IP首部的TTL字段旨在服务于与实施例不同的目的并且使用与实施例不同的时间单位尺度，因此它不能满足来自应用软件(例如，实时应用软件)的时延要求。因此，除了TTL字段之外，还引入了新字段以携带对丢弃IP分组的时间点的指示。

该方法使得网络节点能够在网络层处检查IP分组，并确定直接丢弃到期分组并因此降低网络负载。

图1描绘了在其中可以实现本文中的实施例的IP通信网络100的示例。

在通信网络100中沿着包括源节点111、目的地节点115和可选地至少一个路由节点113的路径发送数据分组，如图1所示。在源节点111中执行根据本文的实施例的方法。可以由路由节点113和目的地节点115中的任何一个来执行根据本文的实施例的另一方法。因此，引入词语网络节点600以包括路由节点113和/或目的地节点115。因此，由网络节点600来执行此方法。

源节点111和目的地节点115可以是有线或无线形式的任何通信实体。源节点111和目的地节点115的示例可以是：用户设备、移动终端、无线终端、移动台、移动电话、配备有通信模块的相机、计算机、平板计算机、平板电脑、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备、机器对机器(M2M)设备、配备有通信模块的车辆、配备有部署在网络中的通信模块的传感器、以及配备有通信模块的制造厂中的机器等。

路由节点113可以是具有路由模块或路由功能(例如，包括路由器、第3层交换机、路由器、防火墙、网关)或具有工作在第三层和更高层的网络功能的虚拟或物理形式的任何网络设备。为了简化该图，仅呈现了两个路由节点113，而在实践中，沿着路径可以存在任何数量的路由节点113。

现在将参考图2以及图4A-4B描述由源节点111执行的用于处理IP分组的方法的实施例的示例。IP分组源自源节点111并且寻址到IP通信网络100中的目的地节点115。

该方法可以包括以下动作中的一个或多个，这些动作可以以任何合适的顺序执行。

动作201

为了考虑应用软件的时延要求，源节点111从安装在源节点111上的应用软件获得IP分组的在源节点111与目的地节点115之间的第一最大延迟。

作为一种实现形式，源节点111可以从应用软件获取第一最大延迟，该应用软件可以工作在应用层，但也可以工作在包括应用层、表示层、会话层和传输层的多个层。

第一最大延迟是应用软件所需的时延要求，指示数据在到期之前可以在网络上行进多长时间以及多长时间可以丢弃数据。

可选地，第一最大延迟是亚毫秒尺度的。由于亚毫秒尺度，获得了应用软件所需的精确的第一最大延迟。

通过仅从应用软件获得第一最大延迟，而不是从应用软件获得绝对时间，避免了在应用软件计算绝对时间和源节点111实际发送IP分组的时间点之间的延迟，该延迟有时可能是显著的。因此，实现了更精确的结果。

根据一些实施例，还可以获得当在应用软件处发起数据时的时间戳，以便获得更准确的结果，这将在下面进一步详细地进行说明。

动作202

为了将应用软件的时延要求引入IP分组的网络层首部，需要确定将在网络层首部中指示的丢弃IP分组的时间点。源节点111基于第一最大延迟确定丢弃IP分组的时间点。

丢弃IP分组的时间点与第一时间戳和最大延迟之和有关，该最大延迟在本文中被称为第二最大延迟以区别于第一最大延迟。

第一时间戳与源节点111将向诸如路由节点113之类的下一跳或者如果仅有一跳的话则向目的地节点115发送IP分组的时间点有关。换句话说，第一时间戳是IP分组将离开源节点111的时间点。估计第一时间戳，因为在发送IP分组之前执行此动作。

根据一些实施例，基于第一最大延迟确定第二最大延迟，并且第二最大延迟不长于第一最大延迟。有时，第一最大延迟直接用作第二最大延迟，在这种情况下，第一最大延迟等于第二最大延迟。有时，可以考虑源节点内的延迟，例如由IP分组的封装引起的延迟，在这种情况下，通过将第一最大延迟减小源节点111内的延迟来确定第二最大延迟。类似地，还可以考虑目的地节点115内的延迟，例如由IP分组的解封装引起的延迟。

可选地，丢弃IP分组的时间点是亚毫秒尺度的。通过这样做，实现了精确到亚毫秒，满足了来自应用软件的精确时延要求。

动作203

在确定丢弃IP分组的时间点之后，源节点111在源节点111的网络层利用网络层首部封装数据有效载荷以生成IP分组。网络层首部包括对丢弃IP分组的时间点的指示。

根据一些实施例，该指示可以例如是以下形式：

形式1：第一时间戳和第二最大延迟；

形式2：绝对时间，它是第一时间戳和第二最大延迟之和。

根据一些实施例，在网络层首部的选项(Option)字段中携带该指示。

通过使用选项字段来携带该指示，优点是该实施例符合传统路由节点。因为未实施所提供的实施例的传统路由节点不受本方法的影响。

动作204

源节点111向在IP通信网络100中操作的网络节点600、113、115发送IP分组，该网络节点600、113、115是沿着路径的下一跳。

可选地，为了进一步改进IP分组的处理以用于未来数据发送，可以基于当前IP分组的发送的反馈来执行动作205-207，特别是当由于时延而丢弃IP分组时。

动作205

当IP分组被丢弃时，源节点111从网络节点600接收通知。

动作206

然后，源节点111基于该通知对丢弃的IP分组的数量进行计数。

作为一实现形式，源节点111可以对滑动时间窗口中丢弃的IP分组的数量进行计数。这也可以被称为对IP分组丢弃率的计数。

动作207

然后，源节点111可以通知安装在源节点111上的应用软件，以基于丢弃的IP分组的数量来调整数据流的质量。

假设源节点111通过产生具有高比特率和高帧速率的高质量流开始。当由于时延而丢弃大量分组时，源节点111可以通过产生具有较低比特率和较低帧速率的较低质量流来调整数据流的质量。当IP通信网络100条件改善时，IP分组丢弃率下降，源节点111可以通过提高数据流的质量来调整数据流的质量。

为了避免数据由于在IP通信网络100拥塞时被网络节点600丢弃而无法到达目的地节点115，源节点111可以同时向同一目的地节点115发送多个流。多个流具有相同的内容，但每个流具有不同的流质量，如具有时延要求、较低比特率和较低帧速率的标准质量流，具有较低时延要求、高比特率和高帧速率的高质量流。因此，当通信网络100拥塞并且高速率的高质量流分组被丢弃时，标准质量流仍然可以在指定的定时要求内通过网络。

第二最大延迟

提供的功能是为了清楚地示出如何如上面的动作202中所述来确定第二最大延迟。可以根据以下任何一个函数基于第一最大延迟来确定第二最大延迟：

-第二最大延迟＝第一最大延迟；函数1

-第二最大延迟＝第一最大延迟-源节点111和目的地节点115中的至少一个内的延迟函数2

源节点111内的延迟

关于函数2，源节点111内的延迟可以包括从应用软件到网络层的延迟。在这种情况下，在动作201中也可以获得当在应用软件处发起数据时的时间戳，为了区别于第一时间戳，该时间戳在本文中被称为第二时间戳。可以通过将第一时间戳减小第二时间戳来计算源节点111内的延迟。

目的地节点115内的延迟

根据一些实施例，源节点111可以从目的地节点115接收目的地节点115内的延迟。或者，源节点内的延迟可以用作目的地节点115内的延迟，这是基于在目的地节点115处分组将被延迟与源节点111处的延迟大致相同的时间的假设。

可能的指示形式

在形式1中，丢弃IP分组的时间点的指示可以包括两个字段，即分别携带第一时间戳和第二最大延迟的时间戳字段和最大延迟字段。例如，每个字段占用32比特或64比特。

在形式2中，丢弃IP分组的时间点的指示可以包括一个字段，即仅携带绝对时间的时间戳字段。该时间戳字段可以占用64比特，基于协调世界时间(UTC)，即在同一天的午夜UTC之后，或者基于Unix时间(也称为POSIX时间或纪元时间)，携带以纳秒为单位的绝对时间。

该指示还可以包括以下表1中所示的以下任何一个字段。

表1

作为示例，提供每个字段的大小，但是它可以是任何长度，只要它可以携带如上表1的“描述”栏中所述的信息。

如上所述，可以由路由节点113和目的地节点115中的任何一个来执行根据本文的实施例的方法。因此，引入词语网络节点600以包括路由节点113和/或目的地节点115。因此，由网络节点600来执行此方法。

现在将参考图3以及图4A-4B描述由网络节点600执行的用于处理IP分组的方法的实施例的示例。在图4A-4B中，网络节点600指沿路径的中间路由节点113，然而网络节点也可以指目的地节点115。IP分组源自源节点111并且寻址到IP通信网络100中的目的地节点115。

动作301

源节点111沿着朝向目的地节点115的路径发送IP分组。网络节点600从沿着路径的上游节点接收IP分组，该上游节点可以是关于与源节点111相邻的路由节点113的源节点111，或者是关于与目的地节点115相邻的路由节点113的另一路由节点，如图1所示。

如上所述，网络节点600可以是沿路径的中间路由节点113，或者是路径末端处的目的地节点115。

动作302

网络节点600解封装IP分组以从IP分组的网络层首部中获得对丢弃IP分组的时间点的指示，该IP分组在动作203中由源节点111封装。在网络层执行该解封装。

在网络层，网络节点600检查IP分组，特别是对丢弃IP分组的时间点的指示。通过这样做，网络节点600能够在较早阶段丢弃到期的分组，并因此降低网络负载。

动作303

为了基于该指示获得丢弃IP分组的时间点，当指示是形式1时，网络节点600计算第一时间戳和第二最大延迟之和。

当指示是形式2时，网络节点600不执行计算，这是因为它可以直接将网络节点600接收IP分组的时间点与绝对时间进行比较。

动作304

在知道丢弃IP分组的时间点之后，网络节点600将接收到IP分组的时间点与丢弃IP分组的时间点的指示进行比较。在网络层，网络节点600使用与源节点111的时钟同步的网络节点600的时钟，基于该指示来确定是否丢弃IP分组。通过这样做，网络节点600能够在传输过程中丢弃IP分组。

应用软件意义上的到期IP分组可以被确定为被网络节点600直接丢弃。例如，在网络节点600接收到IP分组的时间点晚于该指示所指示的时间点的情况下，网络节点600确定丢弃该IP分组。因此提供了一种简单的确定方法。

应用软件意义上的未到期IP分组可以被确定不被丢弃，而是被转发。例如，在网络节点600接收到IP分组的时间点不晚于该指示所指示的时间点的情况下，网络节点600确定不丢弃IP分组。因此提供了一种简单的确定方法。

为了在IP通信网络100中运行相同的时钟，网络节点600的时钟和源节点111的时钟是同步的。可以在动作304之前以任何顺序完成时钟同步。由于一些实施例是亚毫秒尺度，因此也可以以亚毫秒尺度同步准确的时钟。作为时钟同步的方式，网络节点600和源节点111可以配备有全球定位系统(GPS)或精确定位服务(PPS)。网络节点600可以配备有GPS或PPS以用作层1网络时间协议(NTP)服务器，或者通过例如稳定且低时延的网络连接与层1NTP服务器连接。在这种情况下，可以将网络节点600和/或源节点111的时钟向下同步到亚毫秒级，这提供了足够的精度。

动作305

可选地，当确定丢弃IP分组时，网络节点600丢弃该IP分组。通过这样做，处于网络层的网络节点600可以在应用软件的意义上丢弃这样的到期IP分组。由于可以在传输过程中丢弃这样的IP分组，因此降低了网络负载。

动作306

网络节点600作为反馈可以向源节点111通知IP分组已被丢弃，以帮助源节点111改进进一步的数据发送。

向源节点111提供关于到期并被丢弃的分组的早期反馈的优点在于，安装在源节点111上的应用软件可以及时地重新配置数据流和/或时延要求，因此实现了较好的IP分组传送率。

作为一实现形式，网络节点600可以发送互联网控制消息协议(ICMP)消息(例如，“超时”)，以向源节点111通知IP分组丢弃。沿路径的其他路由节点转发ICMP消息。

如果目的地节点115在时间限制内未能重新组装与IP分组相关的分段数据报，则目的地节点115也可以发送“超时”消息。路由跟踪实用程序可以使用“超时”消息来识别在源节点111与目的地节点115之间的路径上的网关。

动作307

可选地，当确定不丢弃IP分组时，在网络节点是路由节点113的情况下，网络节点600沿着朝向目的地节点115的路径将IP分组路由到下一跳。在网络节点是目的地节点115的情况下，网络节点600将IP分组转发到安装在目的地节点115而不是下一跳上的相应应用软件。

为了执行用于处理源自IP通信网络100中的源节点111并且寻址到目的地节点115的IP分组的方法动作，该源节点111可以包括图5中描绘的以下布置。

源节点111被配置为，例如通过获取模块521，从安装在源节点111上的应用软件获取IP分组在源节点111和目的地节点115之间的第一最大延迟。根据一实现形式，获取模块521从应用逻辑获取第一最大延迟。

安装在源节点111上的应用软件510决定第一最大延迟。应用软件510生成数据流并向OS内核520发送指令以将丢弃IP分组的时间点的指示附加到每个分组。

源节点111也被配置为，例如通过确定模块523，基于第一最大延迟来确定丢弃IP分组的时间点。

源节点111也被配置为，例如通过封装模块522，在源节点111的网络层处利用网络层首部封装数据有效载荷以生成IP分组，其中网络层首部包括丢弃IP分组的时间点的指示。

源节点111被配置为，例如通过收发机540，向在IP通信网络100中操作的网络节点600发送IP分组。作为一实现形式，收发机540是网络接口控制器(NIC)。

根据一些实施例，第一时间戳与收发机540(例如，源节点111的NIC)发送IP分组的时间点有关。

根据一些实施例，源节点111还被配置为，例如通过确定模块523，通过任何上述功能基于第一最大延迟来确定丢弃IP分组的时间点。

根据一些实施例，源节点111还被配置为，例如通过收发机540，在IP分组被丢弃时，从网络节点600接收通知；例如通过计数模块524，基于通知对丢弃的IP分组的数量进行计数；例如通过收发机540，通知安装在源节点111上的应用软件510，基于丢弃的IP分组的数量来调整数据流的质量。

由应用软件、操作系统(OS)内核和硬件的组合提供OSI功能的七层。硬件可以包括中央处理单元(CPU)、存储器和使能数据输入/输出的输入/输出(I/O)装置。CPU被设置用于运行或执行计算机程序。存储器被设置用于存储程序指令和数据。

OS内核是计算机程序，被设置用于将应用软件连接到硬件。OS内核是启动时加载的第一程序，被设置用于管理启动的剩余部分，以及来自应用软件的输入/输出请求，将它们转换为CPU的数据处理指令。OS内核还被设置用于管理存储器，以及管理I/O装置并与之通信。网络层通常作为操作系统(OS)内核的一部分提供。

根据一些实施例，如图5所示，获取模块521、封装模块522、确定模块523和计数模块524也可以称为操作系统(OS)内核520。收发机540可以称为输入/输出(I/O)装置540。源节点111还可以包括处理器530，该处理器530被配置为帮助执行上述用于处理IP分组的方法。源节点111还可以包括被设置用于存储程序指令和数据的存储器。

根据另一实施例，一种包括指令的计算机程序，该指令在由源节点111执行时使得源节点111执行动作201-204和206-207中的任何动作。

根据另一实施例，包括计算机程序的载体，该载体是电信号、光信号、电磁信号、磁信号、电子信号、无线电信号、微波信号或计算机可读存储介质之一。

为了执行用于处理源自IP通信网络100中的源节点111并且寻址到目的地节点115的IP分组的方法动作，网络节点600可以包括图6中描绘的以下布置。

例如，网络节点600被配置为借助于收发机610来接收IP分组。

网络节点600还被配置为例如借助于解封装模块620来解封装IP分组以从IP分组的网络层首部中获取对丢弃IP分组的时间点的指示。由源节点111封装对丢弃IP分组的时间点的指示。丢弃IP分组的时间点基于源节点111与目的地节点115之间的IP分组的第一最大延迟。从在源节点111上运行的应用软件获得第一最大延迟。

网络节点600还被配置为例如借助于确定模块630，使用与源节点111的时钟同步的网络节点600的时钟，例如通过比较接收到IP分组时的时间点与丢弃IP分组的时间点的指示，基于该指示来确定是否丢弃IP分组。

可选地，当指示是形式1时，网络节点600还被配置为例如借助于计算模块640来计算第一时间戳和第二最大延迟之和，以便知道丢弃IP分组的时间点。

可选地，网络节点600还被配置为例如借助于确定模块630，在网络节点600接收到IP分组的时间点晚于指示所指示的时间点时，确定丢弃IP分组。在这种情况下，网络节点600还可以被配置为，例如借助于丢弃模块660来丢弃IP分组。网络节点600还可以被配置为，例如借助于收发机610，通过例如发送ICMP“超时”消息来向源节点111通知IP分组已被丢弃。

可选地，网络节点600还被配置为例如借助于确定模块630，在网络节点600接收到IP分组的时间点不晚于指示所指示的时间点时，确定不丢弃IP分组。在网络节点600是路由节点113的情况下，网络节点600还被配置为例如借助于收发机610，将IP分组沿着朝向目的地节点115的路径路由到下一跳。在网络节点是目的地节点115的情况下，网络节点600还被配置为，例如借助于解封装模块620，将IP分组转发到安装在目的地节点115上的相应应用软件。

可选地，网络节点600还被配置为例如借助于时钟同步模块670，使网络节点600的时钟与源节点111的时钟同步。作为一实现形式，时钟同步模块670是GPS或PPS。

根据另一实施例，模块620-660被实现为处理器680。网络节点600包括处理器680，用于与收发机610、存储器690和可选地时钟同步模块670一起执行动作302-304中的任何动作。存储器690被设置用于存储例如用于执行任何动作302-304的数据、配置和应用。

根据另一实施例，模块620-670还可以称为操作系统(OS)内核。收发机610可以称为输入/输出(I/O)装置。在这种情况下，源节点600还可以包括处理器，该处理器被配置为帮助执行上述用于处理IP分组的方法。网络节点600还可以包括存储器，该存储器被设置用于存储例如用于执行任何动作302-304的数据、配置和应用。

根据另一实施例，一种包括指令的计算机程序，该指令在由网络节点600执行时使得网络节点600执行动作302-307中的任何动作。

根据另一实施例，提供了一种用于处理源自源节点111并且寻址到IP通信网络100中的目的地节点115的互联网协议IP分组的系统。该系统包括根据图5的源节点111、以及根据图6的至少一个网络节点600、115、113。在该情况下，系统包括唯一的一个网络节点，此唯一的一个网络节点是目的地节点115。在存在多于一个网络节点的情况下，一个网络节点是目的地节点115，并且剩余的网络节点是中间路由节点113。

本领域技术人员将理解，这些实施例适用于所有类型的IP通信网络100，包括IPv4、IPv6等。

当使用单词“包括”或“包含”时，其应当被解释为非限制性的，即意味着“至少由...构成”。

本文的实施例不限于上述优选实施例。可使用各种备选、修改和等同物。因此，上述实施例不应被视为由所附权利要求限定的限制本发明的范围。

Claims

1.一种在网络节点(600，113，115)中执行的用于处理源自互联网协议IP通信网络(100)中的源节点(111)并寻址到目的地节点(115)的IP分组的方法，所述方法包括：

-接收(301)所述IP分组；

-解封装(302)所述IP分组以从所述IP分组的网络层首部获取对丢弃所述IP分组的时间点的指示，所述丢弃所述IP分组的时间点基于所述IP分组在所述源节点(111)与所述目的地节点(115)之间的第一最大延迟，所述第一最大延迟是从安装在所述源节点(111)上的应用软件获取的；以及

-使用与所述源节点(111)的时钟同步的所述网络节点(600，113，115)的时钟，基于所述指示来确定(304)是否丢弃所述IP分组。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示包括以下中的一项：

-第一时间戳和第二最大延迟，其中，所述第一时间戳与所述源节点(111)发送所述IP分组的时间点有关，所述第二最大延迟基于所述第一最大延迟并且不长于所述第一最大延迟；以及

-绝对时间，所述绝对时间是所述第一时间戳和所述第二最大延迟之和。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述指示在所述网络层首部的选项字段中携带。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一最大延迟和所述丢弃所述IP分组的时间点是亚毫秒级尺度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述确定(304)包括：当所述网络节点(600，113，115)接收到所述IP分组的时间点晚于所述指示所指示的时间点时，确定丢弃所述IP分组。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述确定(304)包括：当所述网络节点(600，113，115)接收到所述IP分组的时间点不晚于所述指示所指示的时间点时，确定不丢弃所述IP分组。

7.一种网络节点(600，113，115)，用于处理源自互联网协议IP通信网络(100)中的源节点(111)并寻址到目的地节点(115)的IP分组，其中，所述网络节点(600，113，115)被配置为：

-接收所述IP分组；

-解封装所述IP分组以从所述IP分组的网络层首部获取对丢弃所述IP分组的时间点的指示，所述丢弃所述IP分组的时间点基于所述IP分组在所述源节点(111)与所述目的地节点(115)之间的第一最大延迟，所述第一最大延迟是从安装在所述源节点(111)上的应用软件获取的；以及

-使用与所述源节点(111)的时钟同步的所述网络节点(600，113，115)的时钟，基于所述指示来确定是否丢弃所述IP分组。

8.根据权利要求7所述的网络节点(600，113，115)，还被配置为：当所述网络节点(600，113，115)接收到所述IP分组的时间点晚于所述指示所指示的时间点时，确定丢弃所述IP分组。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的网络节点(600，113，115)，还被配置为：当所述网络节点(600，113，115)接收到所述IP分组的时间点不晚于所述指示所指示的时间点时，确定不丢弃所述IP分组。

10.一种包括指令的计算机程序，所述指令在由网络节点(600，113，115)执行时使所述网络节点(600，113，115)执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。

11.一种包括根据权利要求10所述的计算机程序的载体，其中，所述载体是电子信号、光信号、电磁信号、磁信号、电信号、无线电信号、微波信号或计算机可读存储介质之一。

12.一种在源节点(111)中执行的用于处理源自互联网协议IP通信网络(100)中的所述源节点(111)并寻址到目的地节点(115)的IP分组的方法，所述方法包括：

-从安装在所述源节点(111)上的应用软件获取(201)所述IP分组在所述源节点(111)与所述目的地节点(115)之间的第一最大延迟；

-基于所述第一最大延迟确定(202)丢弃所述IP分组的时间点；

-在所述源节点(111)的网络层处用网络层首部封装(203)数据有效载荷以生成所述IP分组，其中，所述网络层首部包括对丢弃所述IP分组的时间点的指示；以及

-向在所述IP通信网络(100)中操作的网络节点(600，113，115)发送(204)所述IP分组。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述指示包括以下中的一项：

-第一时间戳和第二最大延迟，其中，所述第一时间戳与所述源节点(111)发送所述IP分组的时间点有关，所述第二最大延迟基于所述第一最大延迟来确定并且不长于所述第一最大延迟；或者

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括根据以下函数中的任何一个基于所述第一最大延迟来确定所述第二最大延迟：

-第二最大延迟＝第一最大延迟；或者

-第二最大延迟＝第一最大延迟-源节点(111)与目的地节点(115)中的至少一个内的延迟。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，还包括：

-当所述IP分组被丢弃时，从所述网络节点(600，113，115)接收(205)通知；

-基于所述通知对丢弃的IP分组的数量进行计数(206)；以及

-通知(207)安装在所述源节点(111)上的应用软件，基于丢弃的IP分组的数量来调整数据流的质量。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，所述指示在所述网络层首部的选项字段中携带。

17.根据权利要求12-16中任一项所述的方法，其中，所述第一最大延迟和所述丢弃所述IP分组的时间点是亚毫秒级尺度。

18.一种源节点(11 1)，用于处理源自互联网协议IP通信网络(100)中的所述源节点(111)并寻址到目的地节点(115)的IP分组，其中，所述源节点(111)被配置为：

-从安装在所述源节点(111)上的应用软件获取所述IP分组在所述源节点(111)与所述目的地节点(115)之间的第一最大延迟；

-基于所述第一最大延迟确定丢弃所述IP分组的时间点；

-在所述源节点(111)的网络层处利用网络层首部封装数据有效载荷以生成所述IP分组，其中，所述网络层首部包括对丢弃所述IP分组的时间点的指示；以及

-向在所述IP通信网络(100)中操作的网络节点(600，113，115)发送所述IP分组。

19.根据权利要求18所述的源节点(111)，还被配置为根据以下函数中的任何一个基于所述第一最大延迟来确定所述第二最大延迟：

-第二最大延迟＝第一最大延迟；或者

20.根据权利要求18-19中任一项所述的源节点(111)，还被配置为：

-当所述IP分组被丢弃时，从所述网络节点(600，113，115)接收通知；

-基于所述通知对丢弃的IP分组的数量进行计数；以及

-通知安装在所述源节点(111)上的应用软件，基于丢弃的IP分组的数量来调整数据流的质量。

21.一种包括指令的计算机程序，所述指令在由源节点(111)执行时使所述源节点(111)执行根据权利要求12-17中任一项所述的方法。

22.一种包括根据权利要求21所述的计算机程序的载体，其中，所述载体是电子信号、光信号、电磁信号、磁信号、电信号、无线电信号、微波信号或计算机可读存储介质之一。

23.一种用于处理源自互联网协议IP通信网络(100)中的源节点(111)并寻址到目的地节点(115)的IP分组的系统，包括根据权利要求12-17中任一项所述的源节点(111)、以及根据权利要求7-9中任一项所述的至少一个网络节点(600，113，115)。