CN110892687B - 多级资源预留 - Google Patents

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Abstract

本公开针对一种多级资源预留系统，其消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的问题中的一个或多个。该多级资源预留系统创建一个或多个对等协议或修改现有的一个或多个对等协议以完成配置端口的连续链，以便为遍历网桥、路由器和虚拟链路的任意序列的数据流支持(一个或多个)QoS特征，例如，受约束的等待时间和保证抖动。

Description

多级资源预留
相关申请
本国际PCT申请要求2017年7月18日提交的题为“MULTI-LEVEL RESOURCERESERVATION(多级资源预留)”的美国申请15/653,511号的优先权及其权益，该美国申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明的实施例涉及网络中的资源预留，特别是确定性网络中的多级对等预留协议。
背景技术
预留协议是设计用来为综合业务因特网跨网络预留资源的传输层协议。对于音频、视频和其他媒体流以及各种控制系统协议，期望有保证的服务质量(QoS)网络服务，以限制延迟并使可以影响这样的流的质量的抖动最小化。
现有的L2(第2层)或L3(第3层)对等协议不是针对混合桥接/路由环境而设计的，这因为覆盖技术而被进一步复杂化。
附图说明
并入本文并形成说明书一部分的附图示出了多级资源预留。与描述一起，附图还用来解释本文中描述的多级资源预留的原理，从而使相关领域的技术人员能够进行和使用多级资源预留。
图1提供了其中可以实现与某些公开的实施例相关联的系统和方法的示例性网络环境的图；
图2示出了在三层示例性架构中连接到网桥和路由器的端到端系统。
图3示出了用于在架构中的所有层(或多层)处进行单独预留的系统。
图4示出了沿着网络预留路径的等待时间。
图5示出了另一实施例，其中，经由互通功能(IWF)将单独的预留组合成单个多级预留协议。
图6示出了沿着网络预留路径的等待时间，其中根据IWF来传递累积的等待时间。
具体实施方式
概览
在独立权利要求中陈述了本发明的各方面，并且在从属权利要求中陈述了优选特征。一方面的特征可以单独应用于每个方面或与其他方面结合地应用于每个方面。
本公开针对一种多级资源预留系统，其消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的问题中的一个或多个。该多级资源预留系统创建一个或多个对等协议或修改现有的一个或多个对等协议以完成配置端口的连续链，以便为遍历网桥、路由器和虚拟链路的任意序列的数据流支持(一个或多个)QoS特征，例如，受约束的等待时间和保证抖动。这包括基于协议来传递必须遍历物理链的参数，每个协议在某个网络层仅看到其对等者。显然，对等协议分配预留操作，使得不需要集中式控制器(例如，网络中与讲话者节点或收听者节点分开的独立控制器)。
另一方面，所例示的系统和方法促进通过数据将经过的一系列网桥和路由器端口来传播累积的最坏情况的抖动和等待时间。
如在本文中体现和广泛描述的，一个方面涉及一种以对等方式为确定性数据流进行多级资源预留的方法。该方法包括：在第一层处做出资源预留请求；和随后在第二层处请求资源预留请求，其中第二层高于第一层；其中，如果第一层处的资源预留请求失败，则使第二层处的资源预留失败；并且其中如果第二层处的资源预留请求失败，则撤回第一层处的资源预留。
在一些实施例中，第一层处的资源预留请求是跨越一系列相邻节点做出的，这一系列相邻节点具有起始节点和结束节点。
在一些实施例中，一系列相邻节点包括至少一个中间节点，该方法还包括：如果第一层处的资源预留请求可以被做出，则在至少一个中间节点和起始节点处接收确认——即第一层处的资源预留请求可以被做出。
在一些实施例中，第二层处的资源预留请求是从第一节点向第二节点做出的，其中第一节点是起始节点并且第二节点是结束节点。
在一些实施例中，该方法包括：如果第二层处的资源预留请求可以被做出，则在第一节点处接收确认——即第二层处的资源预留请求可以被做出。
在一些实施例中，第一层处的资源预留请求包括与数据流的传输有关的一个或多个传输参数或其集合。
在一些实施例中，与第一层处的请求相关联的一个或多个传输参数包括带宽、延迟、等待时间和抖动中的至少一者。
在一些实施例中，与第一层处的请求相关联的一个或多个传输参数通过一系列节点而被传送，并且在一系列相邻节点中的每个相邻节点之间在第一层处的预留请求中被更新。
另一方面，公开了另一种以对等方式进行多级资源预留的方法。该方法包括：跨第一层和第二层之一中的一系列相邻节点做出资源预留请求，第一层和第二层是相邻的，这一系列相邻节点具有起始节点和结束节点；以及根据互通功能在第一层和第二层中的不同层中的相邻节点之间传递一个或多个传输参数或其集合。
在一些实施例中，第一层中的协议数据单元包括在第一层中的相邻节点之间而非在第一层和第二层中的相邻节点之间的、针对第一层和第二层的一个或多个传输参数或其集合。
在一些实施例中，在预留请求在第二层和第一层之间传递之后，网络互联功能生成针对第一层的一个或多个新的传输参数。
在一些实施例中，针对第一层的一个或多个传输参数包括带宽、延迟、等待时间和抖动中的至少一者。
在一些实施例中，该方法包括从结束节点向起始节点传递确认——即预留请求是成功的。
在一些实施例中，中间节点位于起始节点与结束节点之间，并且预留请求是在每个中间节点处做出的。
在一些实施例中，第一层中的协议数据单元包括在第一层中的相邻节点之间而非在第一层和第二层中的相邻节点之间的、针对第一层和第二层的一个或多个传输参数或其集合。
在一些实施例中，针对第一层的一个或多个传输参数或其集合包括带宽、延迟、等待时间和抖动中的至少一者。
在一些实施例中，在预留请求在第二层和第一层之间传递之后，网络互联功能生成针对第一层的一个或多个新的传输参数。
该方法包括从结束节点向起始节点传递确认——即预留请求是成功的。
又一方面，公开了一种用于以对等协议中对确定性数据流进行多级资源预留的方法。该方法包括：以对等方式向操作网络的第一网络层的一个或多个网络节点的对应的第一集合做出一个或多个资源预留请求；随后以对等方式向操作第二网络层的一个或多个网络节点的对应第二集合请求一个或多个资源预留请求，其中第二网络层高于第一网络层，其中对于向操作第二网络层的下一个网络节点的每个资源预留请求，第二集合的网络节点向第一网络层中的一个或多个网络节点的对应集合做出一个或多个资源预留请求；如果与第一网络层相关联的任何资源预留请求失败，则使第二网络层处的资源预留失败；以及如果第二网络层中的对应的后续资源预留请求失败，则从操作第一层的一个或多个网络节点的第一集合撤回一个或多个资源预留请求。
该实施例的附加优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地从该描述中将是显而易见的，或者可以通过实施该实施例来了解。本公开的优点将通过在所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，并且不是对所要求保护的实施例的限制。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，并且不是对所要求保护的实施例的限制。
现在将参考附图详细提及多级资源预留的实施例，其中相似的附图标记指示相似的元素。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本实施例的精神或范围的情况下，可以在本实施例中进行各种修改和变体。因此，本实施例旨在覆盖该实施例的修改和变体，如果它们落入所附权利要求及其等同物的范围内的话。
示例确定性网络环境
图1示出了其中可以实现与某些公开的实施例相关联的系统和方法的示例性网络环境100。如图1所示，网络环境100可以是允许一个或多个讲话者节点120经由通过一个或多个中间节点130a-130g的网络路径将诸如预留数据流110之类的数据流传送到一个或多个收听者节点140a-140c的任何网络。预期到的是，网络环境100可包括与在图1中示出并在本文描述的示例性实施例中说明的那些相比额外的节点和/或不同数量和类型的节点。
讲话者节点120、中间节点130a-130g和收听者节点140a-140c可各自体现网络路由设备，诸如网络路由器、网桥或交换机，该网络路由设备被配置为：接收分组化的数据，对该数据进行排队以在留在预留限制内的预留时间通过节点进行发送，确定网络中的向其发送分组化数据的下一个节点，然后将数据发送到下一个节点。
如图1的网络环境100中所示，讲话者节点120可以接收预留数据流请求。“预留的”数据流请求指的是对具有约束的分配带宽的任何请求，该请求调用当前公开的用于在确定性排程内为讲话者节点120的一个或多个端口、一个或多个中间节点130a-130g以及收听者节点140a-140c中的一个或多个进行专用资源分配的过程。讲话者节点120被配置为接收“预留的”数据流请求并确定必须由沿着到数据流目的地的传输路径的每个节点(即，收听者节点140a-140c中的一个或多个)专用的资源，以确保在该预留数据流请求中请求的期望传输参数(例如，最大抖动，最小等待时间或最大等待时间，对网络故障的恢复能力，最大丢失率，最大位/秒，最大分组大小，最大突发大小，观察间隔，等等)。
讲话者节点120可被配置为确定一个或多个中间节点130a-130g，这一个或多个中间节点130a-130g在讲话者节点120与一个或多个所请求的收听者节点140a-140c之间提供适当的通信路径。讲话者节点120可被配置为基于多个标准(诸如，例如，每个候选节点的可用容量，候选节点之间的等待时间，以及其他网络性能和/或容量度量)来确定适当的路径。
根据一个示例，讲话者节点120可以接收对预留数据流110的请求，并基于该请求中包含的信息确定该预留数据流将被递送给收听者节点140a、140c。讲话者节点120可以确定在讲话者节点120与收听者节点140a之间的经过上面说明的中间节点1-1(130a)和中间节点2-2(130f)的路径，尽管在讲话者节点120与收听者节点140a之间可能存在许多其他网络路径，但是讲话者节点120可以基于许多网络性能标准(诸如足以满足所请求的预留数据流110的要求的资源的可用性)来确定最合适的路径。以类似的方式，讲话者节点120可以确定在讲话者节点120与收听者节点140c之间的经过中间节点1-3(130c)和中间节点2-3(130g)的路径。
在确定讲话者节点120与收听者节点140a之间的路径时，可以在任何给定时间评估单个候选路径，直到确定合适的路径为止。这样，对候选路径的资源预留请求可以通过中间节点130a-130g传播，直到确定合适的路径或者可以做出候选路径不适合满足对预留数据流110的请求的资源要求的决定为止。例如，基于i)来自中间节点130a-130g之一的资源约束和/或ii)沿着不满足对预留数据流110的请求的要求的候选路径的聚合资源约束，可以确定候选路径不合适。如果决定候选路径不适合满足预留数据流110的资源要求，则可以释放资源预留并且可以评估随后的候选路径。
在替代实施例中，可以并行地(例如，使用RSVP-TE或其他协议)评估在讲话者节点120与收听者节点140a之间的多个候选路径。对于多个候选路径中的每一个，资源预留请求可以通过中间节点130a-130g传播，直到在多个候选路径之一中确定合适的路径为止。如果确定合适的路径，则释放多个候选路径中的其他候选路径上的资源预留。同样，如果确定多个候选路径之一不适合满足对预留数据流110的请求的资源要求，则可以释放对应候选路径的资源预留。例如，基于i)来自中间节点130a-130g之一的资源约束和/或ii)沿着多个候选路径中不满足对预留数据流110的请求的要求的那个候选路径的聚合资源约束，可以确定多个候选路径之一不合适。
在一些实施方式中，可以经由在多级预留协议中建立的参数来配置在任何给定时间评估的候选路径的数量或关于中间节点的传播标准。例如，讲话者节点120可被配置为设置在接收到对预留数据流110的请求时要评估的候选路径的数量。
一旦已经确定预留数据流的路径，在一些实施例中，沿着该路径的每个节点就被配置为把资源用于充分满足在对预留数据流110的请求中包含的网络性能要求。在美国专利9,455,933号中提供了对确定性网络的额外讨论，该专利通过引用整体并入本文。
示例多级预留协议
所例示的方法和系统被配置为构建已通过多级预留协议配置的数据平面队列的不间断链，以支持在确定性网络环境中已经为其进行预留的(一个或多个)确定性数据流。
图2示出了端到端系统200，其包括经由多级环境连接的网络边缘节点202、204(例如，讲话者节点或收听者节点)。如图2所示，示出了三层示例性架构中的网桥206和路由器208，该三层示例性架构包括数据链路层210(第2层)、网络层212(第3层)和应用层214(第7层)。本公开的原理不限于这些特定的OSI层。
根据本文描述的原理的多级资源预留系统促进示例性对等预留方案，该示例性对等预留方案促进多级预留，使得末端系统(例如，202、204)不需要知道(或关注)中间或相邻的网络节点是否包括网桥或路由器(例如，是第2层还是第3层)。该示例性预留方案确定相邻网络节点是处于相同预留级别(例如，第N级)还是相邻预留级别(例如，第N-1或N+1级)，所以第N级的多跳预留可以遍历与第N级节点相邻的一个或多个第N-1级和第N+1级节点。此外，示例性多级资源预留系统促进其中在第N+m(m≥0)级隧道或第N-m(m＞0)级隧道上传送第N级虚拟链路的操作。
单独预留对等多级资源预留
图3示出了用于在确定性网络中操作对等多级资源预留的方法。
如图3所示，在沿着第一网络节点202(例如，讲话者节点)与第二网络节点204(例如，收听者节点)之间的网络路径的所有级别处，以对等方式进行单独的预留。参考图3，每组堆叠的矩形表示预留路径中的节点。在图3中表示了三个级别，其中中间级别302为N、较高级别304为N+1并且较低级别306为N-1，然而可以用任意数量的层进行预留。在一些实现中，中间级别302是OSI模型中的L3网络层，较高级别304是OSI模型中比L3网络层更高的层(例如，应用层)，并且较低级别306是OSI模型中的L2数据链路层。
看图3，在该实施例中已经确定讲话者节点(例如，202)和收听者节点(204)。讲话者节点202可以接收对预留数据流110的请求，其中该请求包括预留数据流110的期望传输参数(例如，最大抖动，最小或最大的等待时间，对网络故障的恢复能力，由于拥塞导致的最大丢失率，最大位/秒，最大分组大小，最大突发大小，观察间隔，等等)。可以在级别302、304、306中的任何一个处接收该请求。在图3所示的示例中，在中间级别302N处接收该请求。讲话者节点202确定为了确保所请求的传输参数而必须专用的资源。在一些实施例中，已经通过网络控制协议(例如，RSVP-TE)确定了预留数据流110的建议路径。在其他实施例中，该示例性方法可以用来确定预留数据流110的路径。
路径可包括在两个N级节点(例如，节点312和328)之间的一个或多个段，其具有至少一个N-1级的中间节点(例如，节点332)，这一个或多个段在下文中称为中间节点段。路径上的中间节点段中的上游节点(例如，节点312)可以接收N级资源预留。
根据该示例性方法，对于N级资源预留，在每个中间节点段处，首先尝试进行较低级别的预留(例如，N-1级预留)。也就是说，在中间节点段中的每个节点(包括形成中间节点段的边界的两个N级节点)之间尝试进行较低级别的预留。为此，当路径上的下游的相邻节点是第N-1级节点时，在节点中在第N级处接收到的资源预留请求触发第N-1级资源预留请求。例如，如在图3中示出并在下面更详细地描述，节点312接收第N级资源请求326，第N级资源请求326又触发对相邻的第N-1级节点332的第N-1级资源请求330。
如果在中间节点段中的每个节点之间进行了较低级别的预留(例如，N-1级预留)，则请求下一个较高层预留的下一跳。例如，在两个N级节点与至少一个中间的N-1级节点之间进行N-1级资源预留之后，可以在这两个N级节点之间尝试进行N级资源预留。
如果较低级别的预留尝试在中间节点段中的任何节点之间失败，则返回较高级别的请求的失败。例如，如果N-1级预留尝试在中间节点段中的任何节点之间失败，则可以响应于中间节点段的上游节点处的资源预留请求而发送失败回复。
在N级节点从下游的N级节点接收到对N级资源预留请求的失败回复之后，该N级节点可以向沿着不同段的不同下游N级节点发送另一个N级资源预留请求。该不同段可以是另一个中间节点段或相邻节点段，在相邻节点段中两个N级节点在没有任何N-1级中间节点的情况下彼此紧邻。以这种方式，可以在讲话者节点202与收听者节点204之间以对等方式形成路径。
如果较高级别请求失败，则撤回已经进行的较低级别预留，并返回较高级别请求失败。例如，在N级资源预留请求在中间节点段中的两个第N级节点之间失败之后，撤回中间节点段中的每个节点(包括形成中间节点段的边界的两个N级节点)之间的N-1级资源预留。N级节点可以发送要沿着传播到中间节点段中的每个节点的资源撤回消息，从而撤回N-1级资源预留。如上所述，在返回较高级别请求失败之后，可以沿着不同的段发出另一个较高级别请求。
在操作期间，每个相应节点可能不知道相邻节点的最低级别，但是如果第N层和至少一个相邻层(诸如N+1或N-1)是已知的，则可以执行资源预留。将首先进行第N-1层处的节点的预留，例如1-3(示出为314、316、318)。如果可以执行第N-1级的预留，则执行第N+1级的预留。如果较低的预留失败，则返回较高的请求的失败。如果较高的请求失败，则撤回已经进行的较低预留，并传递较高的失败。
在图3所示的示例中，讲话者节点202(例如，主机)可以接收对预留数据流110的请求，其中该请求包括预留数据流110的期望传输参数。在中间级别302(例如，OSI模型的网络层)处接收对预留数据流110的请求。讲话者节点202也可称为N级节点。作为响应，讲话者节点202可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径的第一段。第一段是中间节点段，其包括讲话者节点202、中间级别302节点312以及两个中间较低级别306节点308、310。中间级别302节点312也可称为N级节点。中间较低级别306节点308、310也可被称为N-1级节点。
因为第一段是中间节点段，所以对预留数据流110的中间级别302请求触发对第一段上的紧邻节点的较低级别306资源预留请求。因此，讲话者节点202将具有所请求的QoS的较低级别306预留请求“1”314(例如，L2请求，诸如MSRP声明)发送到节点308(例如，网桥)；节点308将较低级别306预留请求作为请求“2”316传播到对等节点310(例如，网桥)；节点310将较低级别306预留请求作为请求“3”318(例如，L2请求，诸如MSRP声明)传播到对等节点312(例如，路由器)。
在IEEE标准802.1Q-2014条款35中定义的MSRP是资源预留协议。MSRP绑定到特定的数据平面技术，使得MSRP预留可以为数据流提供绝对零拥塞丢失和有界的端到端等待时间。MSRP双向地工作——具有来自讲话者的通告和回来的资源预留。MSRP在桥接网络中工作。在IEEE标准802.1Q-2014中提供了对MSRP声明和消息传递格式的附加描述，其在此通过引用整体并入本文。
为了确保在较低级别306的节点308、310(例如，网桥)之间建立了较低级别306的预留，一旦已经沿着段建立连续的预留链，就做出对预留的确认。在图3中，在较低级别306的节点308、310处建立了连续的预留链之后，做出对预留的确认。如图所示，节点312向较低级别306的对等节点310发送预留确认消息“4”320(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)；节点310然后向较低级别306的对等节点308发送预留确认消息“5”322(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)；并且节点308向讲话者节点202发送预留确认消息“6”324(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)。
在较低级别306的预留完成的情况下，所例示的方法尝试进行下一个较高级别的预留，在图3所示的示例中为中间级别302的预留。在图3中，讲话者节点202向下一跳的节点312发送中间级别302的预留请求“7”326(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)。
在RFC3209中定义的RSVP-TE是在路由(例如，标签交换)网络中工作的第3层协议。RSVP-TE双向地工作，从讲话者到收听者从而建立路径，然后返回以预留资源。在RFC3209中提供了对RSVP-TE的附加描述，其通过引用整体并入本文。
如在上面讨论的，在第一段上的节点308、310、310中的任何节点处的失败的较低级别306的预留请求(例如，如果节点没有足够的资源来满足所请求的QoS)将导致中间级别302的预留请求的失败。在这种失败的情况下，讲话者节点202将评估另一个段(未示出)，以建立用于预留数据流110的从讲话者节点202到收听者节点204的路径。
仍然参考图3，在节点312处，类似于从节点202到节点312的跳，在节点312接收到中间级别302的预留请求“7”326(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)之后，节点312可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径的第二段。第二段也是中间节点段，其包括中间级别302的节点312、中间级别302的节点328以及中间较低级别306的节点332。中间级别302的节点328也可称为N级节点。中间较低级别306的节点332也可被称为N-1级节点。
因为第二段是中间节点段，所以中间级别302的预留请求“7”326触发对第二段上的紧邻节点的较低级别306的预留请求。因此，节点312尝试对下一跳(示出为节点328)进行较低级别306的预留。节点312将较低级别306的预留请求作为请求“8”330(例如，L2请求，诸如MSRP声明)传播到对等节点332(例如，网桥)；节点332将较低级别306的预留请求作为请求“9”334(例如，L2请求，诸如MSRP声明)传播到对等节点328(例如，路由器)。类似于从节点202到节点312的跳，如果在较低级别306的预留中建立了连续链，则节点328向较低级别306的对等节点332发送预留确认消息“10”336(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)；节点332然后向节点312发送预留确认消息“11”338(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)。
在第二段中完成较低级别306的预留的情况下，所例示的方法尝试进行下一个较高级别的预留，在图3所示的示例中为中间级别302的预留。在图3中，节点312向下一跳的节点328发送中间级别302的预留请求“12”340(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)。
在节点328处，如上，在节点328接收到中间级别302的预留请求“12”340(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)之后，节点328可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径的第三段。如图3所示，第三段是相邻节点段。也就是说，N级节点328在第三段上没有任何第N-1级中间节点的情况下与另一个N级节点344紧邻。因此，在节点328接收到中间级别302的预留请求“12”340(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)之后，节点328可以向下一跳的节点344发送中间级别302的预留请求“13”342(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)。
在节点344处，如上，在节点344接收到中间级别302的预留请求“13”342(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)之后，节点344可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径的第四段。如图3所示，第四段是中间节点段，其包括中间级别302的节点344、收听者节点204以及中间较低级别306的节点346。收听者节点204也可称为N级节点。中间较低级别306的节点346也可称为N-1级节点。
因为第四段是中间节点段，所以中间级别302的预留请求“13”342触发对第四段上的紧邻节点的较低级别306的预留请求。类似于从节点312到节点328的跳，节点344尝试对下一跳(在这种情况下为收听者节点204)进行较低级别306的预留。节点344将较低层的预留请求作为请求“14”348(例如，L2请求，诸如MSRP声明)传播到对等节点346(例如，网桥)；节点346将较低层的预留请求作为请求“15”350(例如，L2请求，诸如MSRP声明)传播到收听者节点204；收听者节点204向较低层的对等节点346发送预留确认消息“16”352(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)；并且节点346然后向节点344发送预留确认消息“17”354(例如，L2请求，诸如MSRP就绪声明)。
在第四段中完成较低级别306的预留之后，所例示的方法尝试进行下一个较高级别的预留，在图3所示的示例中为中间级别302的预留。在图3中，节点344向收听者节点204发送下一层的预留请求“18”356(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)。
然后，确认在对预留数据流110的初始请求的级别(N级或中间级别302)的确认预留。如图3的示例中所示，收听者节点204通过向节点344发送预留确认消息“19”358(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)来向讲话者节点202发送预留确认消息；节点344将预留确认消息“20”360(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)传播到节点328；节点328将预留确认消息“21”362(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)传播到节点312；并且节点312将预留确认消息“22”364(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)传播到讲话者节点202。为此，图3示出了针对每个较低层级设备然后在当前层级设备处做出并确认服务请求。
如在上面讨论，网络中各个网络节点之间的排序促进了多级资源预留系统，在该系统中，各个网络节点管理预留以使得不需要集中式控制器(例如，网络、讲话者节点或收听者节点中的独立控制器)。
另一方面，累积的等待时间参数被包括在多个级别的预留期间传播的预留消息中，以建立配置队列的完整链，这些队列传送诸如通过多个级别上的协议的累积的等待时间之类的参数。为此，沿着路径的每个中继节点(无论是网桥还是路由器)都将资源分配给给定的流，以确保该流获得其期望的服务质量(QoS)。
在一些实施例中，将总的累积延迟或另一传输参数或其集合作为参数插入在预留消息的标签(例如，MPLS标签)中。
在一些实施例中，每个节点将总的累积延迟插入到N层预留请求中。该总的累积延迟可包括在即时节点与较低级别设备的集合中的下一跳之间的第一累积延迟以及从讲话者节点到即时节点的第二累积延迟。根据该方法确定沿着路径的总的累积延迟可以称为源求和延迟确定。例如，在图4所示的示例中，节点“A”(对应于图3中的讲话者节点202)将具有与预留路径“1”402相关联的总L2延迟(例如，延迟“D1”+延迟“D2”)的标签插入到L3请求“2”404(对应于预留请求“7”326)中。在一些实施例中，插入的标签可以是单个求和值。在其他实施例中，插入的标签是各个延迟的连接列表。
仍然参考图4，类似地，节点“D”(对应于节点312)将“(L3请求“2”404中的累积延迟)+延迟“D3”406(其自身的延迟)+(来自L2预留“3”408的总延迟)”求和或组合到L3请求“4”410中。节点“F”(对应于节点328)将“(L3请求“4”410中的累积延迟)+延迟“D5”412(其自身的延迟)”求和或组合到L3请求“5”414中。节点“G”(对应于节点344)将“(L3请求“5”414中的累积延迟)+延迟“D6”416(其自身的延迟)+(来自L2预留“6”418的总延迟)”求和或组合到L3请求“7”420中。
在一些实施例中，不是包括即时节点与较低级别设备的集合中的下一跳之间的聚合延迟，每个节点可以将与沿着较低级别设备的集合的预留相关联的标识符和从讲话者节点到即时节点的聚合延迟插入在第N层请求中。根据该方法确定沿着路径的总累积延迟可以称为目的地求和延迟确定。
例如，在图4所示的示例中，节点“A”(对应于图3中的讲话者节点202)将具有与预留路径“1”402相关联的第一标识符的标签插入到L3请求“2”404(对应于预留请求“7”326)中。类似地，节点“D”(对应于节点312)将与预留路径“3”408相关联的第二标识符以及“与第一标识符相关联的延迟的结果+延迟“D3”406(其自身的延迟)”的总和包括到L3请求“4”410中。节点“F”(对应于节点328)将“(与第一和第二标识符相关联的延迟的结果)+延迟“D5”412(其自身的延迟)”求和或组合到L3请求“5”414中。节点“G”(对应于节点344)将与预留路径“6”418相关联的第三标识符以及总和或组合“(与第一和第二标识相关联的延迟的结果)+延迟“D6”416(其自身的延迟)”包括到L3请求“7”420中。收听者节点204然后基于在请求“7”420中接收到的总和或总和的组合以及与第三标识符相关联的延迟的结果来确定总的累积延迟。
虽然上面提供的示例针对确定沿着路径的总的累积延迟，但是其他QoS或传输参数(例如，抖动，等待时间，对网络故障的恢复能力，由于拥塞导致的最大丢失率，最大位/秒，最大分组大小，最大突发大小，观察间隔，等等)可以沿着路径而被累积为聚合传输参数。通过协议沿着预留路径来传送诸如累积的最大保证端到端等待时间之类的参数并使其递增。因此，可以计算端到端等待时间并将其报告给用户。同样，可以将该等待时间与流所需的等待时间进行比较，并且如果该要求未得到满足，则预留可能失败。
如在上面讨论的，对预留数据流110的请求包括期望的传输参数。如果候选路径的端到端聚合传输参数不符合预留数据流110的期望传输参数，则该候选路径将失败，并且沿着该候选路径进行的资源预留可被释放。
经由互通功能的对等多级资源预留系统
图5示出了另一个实施例，其中，经由互通功能(IWF)将单独的预留组合成单个多级预留协议。IWF在从讲话者节点202到收听者节点204的路径中的不同级别设备之间充当预留请求的协议转换器。
如在上述示例中，讲话者节点202可以接收对预留数据流110的请求，其中该请求包括预留数据流110的期望传输参数(例如，最大抖动，最小或最大的等待时间，对网络故障的恢复能力，并包括由于拥塞导致的最大丢失率为0的要求，最大位/秒，最大分组大小，最大突发大小，观察间隔，等等)。可以在级别302、304、306的任何一个处接收该请求。在图5所示的示例中，在中间级别302N处接收该请求。讲话者节点202确定为了确保所请求的传输参数而必须专用的资源。在一些实施例中，已经确定了预留数据流110的建议路径(例如，经由RSVP-TE或其他协议)。在其他实施例中，该示例性方法可以用来确定预留数据流110的路径。
当路径上的下游的相邻节点是第N-1级节点时，在节点中在第N级处接收到的资源预留请求触发该节点处的IWF将第N级预留请求转换为第N-1级预留请求。例如，如果路由器接收到L3预留请求(例如，RSVP-TE路径消息)并且路径上的下一个节点是网桥，则该路由器上的IWF可以将该L3预留请求转换为L2预留请求(例如，MSRP声明)并将该L2预留请求发送到该网桥。L2协议数据单元(PDU)同时包含L2和L3信息。在将预留请求传播到另一个L3设备(诸如第二路由器)之后，第二路由器上的IWF可以将L2预留请求转换回L3预留请求，使得从预留请求中去除不需要的L2信息。因此，通过使用IWF，预留请求能够无缝跨越不同级别的设备。
在图5所示的示例中，讲话者节点202可以在中间级别302处接收对预留数据流110的请求。讲话者节点202也可称为N级节点。作为响应，讲话者节点202可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径上的相邻节点。该相邻节点是较低级别306的节点308，其也可称为N-1级节点。
因为相邻节点是较低级别的节点306，所以对预留数据流110的中间级别302请求(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)触发讲话者节点202上的IWF将中间级别302的预留请求转换位较低级别306的请求。因此，讲话者节点202向节点308(例如，网桥)发送具有所请求的QoS的较低级别306的预留请求“1”502(例如，诸如MSRP声明之类的L2请求，其还包括L3请求)；节点308将较低级别306的预留请求作为请求“2”504传播到对等节点310(例如，网桥)；节点310将较低级别306的预留请求作为请求“3”506(例如，诸如MSRP声明之类的L2请求，其还包括L3请求)传播到对等节点312(例如，路由器)。因为节点312是第N级节点，所以节点312上的IWF将较低级别306的预留请求转换回中间级别302的预留请求。因此，IWF创建两个第N级节点202和312之间的虚拟链路，使得中间级别302的预留请求能够遍历一个或多个较低级别306的节点。
在节点312从IWF接收到中间级别302的预留请求之后，节点312可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径上的相邻节点。如前所述，该相邻节点是较低级别306的节点332，其也可称为N-1级节点。
因为相邻节点是较低级别的节点306，所以对预留数据流110的中间级别302请求(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)触发节点312上的IWF将中间级别302的预留请求转换为较低级别306的请求。因此，节点312向节点332(例如，网桥)发送具有所请求的QoS的较低级别306的预留请求“4”508(例如，诸如MSRP声明之类的L2请求，其还包括L3请求)；节点332将较低级别306的预留请求作为请求“5”510(例如，诸如MSRP声明之类的L2请求，其还包括L3请求)传播到对等节点328(例如，路由器)。因为节点328是第N级节点，所以节点328上的IWF将较低级别306的预留请求转换回中间级别302的预留请求。因此，IWF创建两个第N级节点312和328之间的虚拟链路，使得中间级别302的预留请求能够遍历一个或多个较低级别306的节点。
在节点328从IWF接收到中间级别302的预留请求之后，节点328可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径上的相邻节点。节点328可以确定该相邻节点是中间级别306的节点344，其也可称为N级节点。因为该相邻节点是中间级别节点302，所以对预留数据流110的中间级别302请求(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)可被直接传递到中间级别306的节点334。也就是说，不需要节点328上的IWF转换预留请求以便将其从节点328传播到节点344。因此，节点328向节点344(例如，路由器)发送具有所请求的QoS的中间级别302的预留请求“6”512(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)。
在节点344从节点328接收到中间级别302的预留请求之后，节点344可以确定从讲话者节点202到收听者节点204的候选路径上的相邻节点。如前所述，该相邻节点是较低级别306的节点346，其也可称为N-1级节点。
因为相邻节点是较低级别的节点306，所以对预留数据流110的中间级别302请求(例如，L3请求，诸如RSVP-TE路径消息)触发节点344上的IWF将中间级别302的预留请求转换为较低级别306的请求。因此，节点344向节点346(例如，网桥)发送具有所请求的QoS的较低级别306的预留请求“7”514(例如，诸如MSRP声明之类的L2请求，其还包括L3请求)；节点346将较低级别306的预留请求作为请求“8”516(例如，诸如MSRP声明之类的L2请求，其还包括L3请求)传播到收听者节点204。因为收听者节点204是第N层节点，所以收听者节点204上的IWF将较低级别306的预留请求转换回中间级别302的预留请求。因此，IWF创建两个第N级节点344和204之间的虚拟链路，使得中间级别302的预留请求能够遍历一个或多个较低级别306的节点。
一旦预留请求已经成功地传播到收听者节点204，预留确认回复就可以沿着相同的路径回到讲话者节点202以确认预留。这样，收听者节点204将预留确认消息(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)发送回讲话者节点202。因为路径上的相邻节点346是较低级别306的节点，所以收听者节点204上的IWF将预留确认消息转换为较低级别306的确认消息。因此，收听者节点204向较低级别306的对等节点346发送较低级别306的确认消息“9”518(例如，诸如MSRP就绪声明之类的L2请求，其包括RSVP Resv消息)；节点346然后向节点344发送预留确认消息“10”520(例如，诸如MSRP就绪声明之类的L2请求，其包括RSVP Resv消息)。节点344上的IWF可以将较低级别306的确认消息转换回中间级别302的确认消息，以便在确认消息“11”522(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)中传播回节点328。
在节点328处，路径上的相邻节点332是较低级别306的节点，因此IWF将中间级别302的确认消息转换为较低级别306的确认消息“12”(例如，诸如MSRP就绪声明之类的L2请求，其包括RSVP Resv消息)，其被发送到节点332。节点332将较低级别306的确认消息“13”526传播到节点312，节点312将较低级别306的确认消息转换回中间级别302的确认消息(例如，L3请求，诸如RSVP Resv消息)。
在节点312处，路径上的相邻节点310是较低级别306的节点，因此IWF将中间级别302的确认消息转换为较低级别306的确认消息“14”528(例如，诸如MSRP就绪声明之类的L2请求，其包括RSVP Resv消息)，其被发送到节点310，节点310在较低级别306的确认消息“15”530(例如，诸如MSRP就绪声明之类的L2请求，其包括RSVP Resv消息)中将确认消息传播回节点308，节点308又在较低级别306的确认消息“16”532(例如，诸如MSRP就绪声明之类的L2请求，其包括RSVP Resv消息)中将确认消息传播回讲话者节点202。讲话者节点202上的IWF将较低级别306的确认消息转换回中间级别302的确认消息。为此，图5示出了：通过使用IWF，针对沿着从讲话者节点202到收听者节点204然后再返回的单道中的路径的每个设备做出并确认服务请求。
图6示出了沿着网络预留路径的等待时间，其中根据IWF来传递累积的等待时间。每个节点将总的累积延迟插入到预留请求中。因此，不管相邻节点是处于相同级别还是处于不同级别，都可以简单地沿着从讲话者节点202到收听者节点204的预留请求路径来累积所累积的延迟。
虽然上面提供的示例针对确定沿着路径的总的累积延迟，但是其他QoS或传输参数(例如，抖动，等待时间，对网络故障的恢复能力，由于拥塞导致的最大丢失率，最大位/秒，最大分组大小，最大突发大小，观察间隔，等等)可以沿着路径而被累积为聚合传输参数。通过协议沿着预留路径来传送诸如累积的最大保证端到端等待时间之类的参数并使其递增。因此，可以计算端到端等待时间并将其报告给用户。同样，可以将该等待时间与流所需的等待时间进行比较，并且如果该要求未得到满足，则预留可能失败。
如在上面讨论的，对预留数据流110的请求包括期望的传输参数。如果候选路径的端到端聚合传输参数不符合预留数据流110的期望传输参数，则该候选路径将失败，并且沿着该候选路径进行的资源预留可被释放。
尽管上面已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解，它们仅以示例的方式而非限制的方式而被给出。对于相关领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，本公开的广度和范围不应当受任何上述示例性实施例限制，而是应当仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (25)

1.一种以对等协议为数据流进行多级资源预留的方法，包括：
在第一层处做出资源预留请求；并且
随后在第二层处请求资源预留请求，其中，所述第二层高于所述第一层；
其中，如果所述第一层处的资源预留请求失败，则使所述第二层处的资源预留失败；
其中，如果所述第二层处的资源预留请求失败，则撤回所述第一层处的资源预留。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一层处的资源预留请求是跨越一系列相邻节点做出的，所述一系列相邻节点具有起始节点和结束节点。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述一系列相邻节点包括至少一个中间节点，所述方法还包括：如果所述第一层处的资源预留请求能够被做出，则在所述至少一个中间节点和所述起始节点处接收所述第一层处的资源预留请求能够被做出的确认。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二层处的资源预留请求是从第一节点向第二节点做出的，其中，所述第一节点是所述起始节点并且所述第二节点是所述结束节点。
5.如权利要求4所述的方法，还包括：如果所述第二层处的资源预留请求能够被做出，则在所述第一节点处接收所述第二层处的资源预留请求能够被做出的确认。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述第一层处的资源预留请求包括与所述数据流的传输有关的一个或多个传输参数。
7.如权利要求6所述的方法，其中，与所述第一层处的请求相关联的一个或多个传输参数包括带宽、延迟、等待时间和抖动中的至少一者。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，与所述第一层处的请求相关联的一个或多个传输参数通过所述一系列节点而被传送，并且在所述一系列相邻节点中的每个相邻节点之间、在所述第一层处的预留请求中被递增。
9.一种以对等协议进行多级资源预留的方法，包括：
跨越第一层和第二层之一中的一系列相邻节点做出资源预留请求，所述第一层和所述第二层是相邻的，所述一系列相邻节点具有起始节点和结束节点；并且
根据互通功能在所述第一层和所述第二层中的不同层中的相邻节点之间传递一个或多个传输参数。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一层中的协议数据单元包括在所述第一层中的相邻节点之间而非在所述第一层和所述第二层中的相邻节点之间的、针对第一层和第二层的一个或多个传输参数。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在预留请求在所述第二层和所述第一层之间传递之后，网络互联功能生成针对所述第一层的一个或多个新的传输参数。
12.如权利要求10所述的方法，其中，针对所述第一层的一个或多个传输参数包括带宽、延迟、等待时间和抖动中的至少一者。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括：从所述结束节点向所述起始节点传递所述预留请求是成功的确认。
14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，中间节点位于所述起始节点与所述结束节点之间，并且其中，所述预留请求是在每个中间节点处做出的。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一层中的协议数据单元包括在第一层中的相邻节点之间而非在所述第一层和所述第二层中的相邻节点之间的、针对所述第一层和所述第二层的一个或多个传输参数。
16.如权利要求15所述的方法，其中，针对所述第一层的一个或多个传输参数包括带宽、延迟、等待时间和抖动中的至少一者。
17.如权利要求15所述的方法，其中，在所述预留请求在所述第二层和所述第一层之间传递之后，所述网络互联功能生成针对所述第一层的一个或多个新的传输参数。
18.如权利要求14至17中任一项所述的方法，还包括：从所述结束节点向所述起始节点传递所述预留请求是成功的确认。
19.一种装置，其被配置用于经由对等协议为数据流进行多级资源预留，所述装置包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器具有存储在其上的指令，其中，所述指令的执行使所述处理器：
在第一层处做出资源预留请求；并且
随后在第二层处请求资源预留请求，其中，所述第二层高于所述第一层；
其中，如果所述第一层处的资源预留请求失败，则使所述第二层处的资源预留失败；
其中，如果所述第二层处的资源预留请求失败，则撤回所述第一层处的资源预留。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述装置是路由器或交换机。
21.一种用于以对等协议为数据流实现多级资源预留的装置，包括：
用于在第一层处做出资源预留请求的装置；以及
用于随后在第二层处请求资源预留请求的装置，其中，所述第二层高于所述第一层；
用于在所述第一层处的资源预留请求失败的情况下使所述第二层处的资源预留失败的装置；
用于在所述第二层处的资源预留请求失败的情况下撤回所述第一层处的资源预留的装置。
22.如权利要求21所述的装置，还包括：用于实现根据权利要求2至8中任一项所述的方法的装置。
23.一种用于以对等协议实现多级资源预留的装置，包括：
用于跨越第一层和第二层之一中的一系列相邻节点做出资源预留请求的装置，所述第一层和所述第二层是相邻的，所述一系列相邻节点具有起始节点和结束节点；以及
用于根据互通功能在所述第一层和所述第二层中的不同层中的相邻节点之间传递一个或多个传输参数的装置。
24.根据权利要求23所述的装置，还包括：用于实现根据权利要求10至18中任一项所述的方法的装置。
25.一种计算机程序、计算机程序产品或计算机可读介质，包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如权利要求1至18中任一项所述的方法的步骤。
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