CN1311939A - 把数据包转接到其它网的方法 - Google Patents

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Abstract

其传输需要确保所要求品质的、分组交换网(PN)的数据包通过至少一个其它网(AN1...ANn)来进行转发。这些数据包在其源节点(U1,U2)内分别通过一个由直接或间接经至少一个中间节点(ZW1)与该源节点相连的接入节点(ZK1)已知的比特样值来标识,当该数据包输入到这种接入节点内时,分别识别该已知的比特样值,由此促使把利用该已知比特样值标识的数据包转接到其它网。

Description

把数据包转接到其它网的方法
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的、把分组交换网的数据包转接到至少一个能确保该数据包所要求品质的其它网的方法。
在通常由多个子网组成的诸如因特网的分组交换网中，源节点的数据包在必要时可通过各子网的多个中间节点和/或接入节点而被传输到目标节点。除了信息之外，数据包还特别包括有目标地址。中间节点或接入节点包含有用于确定通信路径的所谓路由选择表，在该表中，数据包的每个目标地址都被分配了如下节点(即中间节点或接入节点)的目标地址，即在该节点上转发数据包。也就是说，如果数据包到达这种节点，数据包便被转发到与其在路由选择表中的目标地址项相对应的节点中。
在这种分组交换网内的数据传输通常都是无联系的，也就是说，具有相同源地址和目标地址的数据包是相互独立地进行传输的，这样，在目标节点内既不保证数据包的顺序，也不保证数据包的送入(OSI第3层协议)。因此，在源节点和目标节点之间也不可能保证数据包的传输品质，譬如某种带宽、延迟时间以及一定的信息通过量，等等。
尤其对视频传输业务(譬如：视频点播)和各种电话业务(譬如：IP语音)而言，需要在因特网内有一种安全快速的、且具有保证品质的数据传输。
在由K.Nichols和S.Blake撰写的、由因特网工程特别工作组于1998年2月公开的“因特网草案”文件中(因特网页：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-nichols-dsopdef-00.txt)，建议过一种加速数据包从源节点传输到目标节点的方法。
为了尤其快速地转发数据包，在这种数据包的头部设置了所谓TOS字节的某些比特。借助该在TOS字节中设置的比特，该数据包可以划分为不同的类型。按照其类型，利用所设比特标识的数据包优选地在把该数据包从源节点传输到目标节点的中间节点内进行处理，由此特别实现了向下一节点(中间节点或目标节点)的快速转发。
由此，可以看出该方法的一个主要缺点，即与转发“标准的”需传输的数据包相比，在转发利用所设比特而标识的数据包时的优选处理将会导致一个较大的延迟。
此外，在转发每个中间节点内的数据包时，不仅要考虑目标地址，而且还要考虑所述的各个TOS字节。
在由Y.Bernet,R.Yavatkar,P.Ford,F.Baker和L.zhang撰写的、由因特网工程特另工作组于1998年3月公开的另一“因特网草案”文件中(因特网页：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-bernet-intdiff-00.txt)讲述过一种方法，它按照数据包传输的保证品质、并借助上述方法把对因特网的多个要求综合成了多个类型。根据这样一个类型便可确保相应的、用于传输数据包的品质。
由于数据包传输所要求的品质同样是通过一种基于上述TOS字节中所设置的比特的优选处理来保证的，所以该方法又可归因于开头所述的方案。因此它也存在开头所述的缺点。
在美国专利申请5,732,078中曾讲述过另外一种方案，它可以给譬如视频传输业务的用户提供其所要求的、用于传输数据包的带宽。
其中公开了一种针对因特网的接入节点装置，该节点通过把数据包转接到其它网来确保用户所要求的用于传输数据包的带宽。在此，按如下方式来转接数据包：
如果用户为了把数据包从其用户终端设备传输到目标节点而要求某一带宽，那么就从其上接有用户终端设备的接入节点出发，经提供所要求带宽的其它网向接有目标节点的接入节点建立一种点对点的通信连接。
为了把用户对其传输要求要有保证带宽的数据包转接到其它网，最后在接有用户终端设备的接入节点内对当前的路由选择表作如下修正，使得该路由选择表除了包括有在其上转发数据包的节点的各目标地址外，还附加包括有需根据用户所要求的品质进行转接的数据包的源地址。
此后，借助在路由选择表中附加存储的该源地址，可以如此来选择输入到这些接入节点内的数据包，即通过普通的因特网或是通过其它网来转接它们。
该方法非常昂贵，原因是，对于每个由用户促成的、具有所要求带宽的数据包传输，都必须通过其它网建立一个自己的通信连接。
另外，在每个由用户将用户终端设备接到其上的接入节点中，需根据各个由用户促成的、具有某一带宽的数据包传输来对路由选择表进行修正。
还应考虑到另外一种费用，就是所有输至该接入节点的数据包都是根据其可被用来促使向其它网进行转接的源地址来分析的。
因此，本发明的任务在于，研制一种如权利要求1的前序部分所述类型的方法，它可以用尽可能少的费用来实现，而且对其周围环境的影响也会尽可能地小。
该任务由权利要求1的特征部分所述的特征来实现。
本发明的原理为，把分组交换网的、在源节点和目标节点之间传输时要求有一定品质的数据包转接到至少一个能确保该要求品质的其它网中。根据本发明，该转接通过如下方式来实现，即需要经其它网转发的数据包在其源节点内分别通过一个由直接或间接经至少一个中间节点与该源节点相连的接入节点已知的比特样值来标识。当该数据包输入到这种接入节点内时，分别识别该已知的比特样值，由此促使把利用该已知比特样值标识的数据包转接到其它网。
由此可看出本发明的一个很大的优点，就是位于与该源节点相连的接入节点内的、用于确定通信路径的表格(路由选择表)无须为转接那些对传输要求有一定品质的数据包而进行修正。
另外有利的是，只须在与源节点相连的接入节点内根据已知的比特样值对数据包进行分析。
此外，本发明的特征还在于，通过转接其传输需要确保所要求品质的数据包，利用本发明按已知比特样值而进行的选择，普通分组交换网的通信流不会受到防碍。
本发明的其它扩展方案由从属权利要求给出。
根据本发明的一种优选实施方案，在与该源节点直接或间接相连的接入节点内，由一个滤波器根据该接入节点已知的比特样值来对从源节点输入的数据包进行检验。如果识别出已知的比特样值，便促使把利用该比特样值标识的数据包转接到其它网中。该优选方案是非常有利的，因为不再需要对所有输入到接入节点内的数据包的已知比特样值进行分析，而是只须分析数量极少的、也即来自于源节点的数据包的已知比特样值。另外，由此还可以避免把从目标节点发回到源节点的、譬如用于确认目的的数据包转接到其它网，这样便避免了数据包在回路里产生无意的来回发送。
本发明的另一个优选扩展方案规定，滤波器的功能被集成在为该接入节点而设的、用于确定通信路径的表格(路由选择表)内。这可通过附加录入已知的比特样值来实现，其中该比特样值可以促使利用其标识的数据包被转接到其它网中。由于该滤波功能可以利用已有的存储器结构而被集成在路由选择表里，所以该滤波器的实现费用大大降低了。
根据本发明的一种有利扩展方案，这种已知的比特样值位于需要通过其它网进行转发的数据包的首部内。因此，可以有目的地、并由此可以快速地根据已知的比特样值分析数据包。
根据一种扩展方案，为了标识需要经其它网转发的数据包，本发明方法总是采用相同的比特样值，且与每次所要求的品质无关。由此可大大简化关于该数据包是否有已知比特样值的分析。此外，其传输分别要求了不同品质的数据包被综合为一个类型，这样，用于传输该数据包的其它网只须提供一个所要求的品质。
作为上述扩展的替换方案，为了标识所述的数据包，源节点也可以采用不同的比特样值，它们分另对应于各个所要求的品质。其优点在于，该数据包可以按其所要求的品质被划分为多个类型。由此，所述其它网可以为数据包传输提供与其类型相对应的品质。
结合上述扩展，本发明的另一扩展方案规定，由每个被识别出的数据包比特样值促使该数据包被转接到与该比特样值相对应的、且具有所要求品质的其它网中。换句话说，一种类型的数据包被转接到可能其它网中的一个与该类型的比特样值相对应的、且提供该类型所要求品质的其它网中。
作为本发明的上述扩展的替换方案，也可以由每个被识别出的数据包比特样值促使该数据包被转接到能确保与该比特样值相对应、并由此与该数据包类型相对应的品质的单个其它网中。
上述按照所要求的品质把数据包划分成多个类型的扩展方案具有如下优。最，即其它网无须明确地为每个要进行的数据包传输提供各个所要求的品质。
根据本发明的一种优选扩展方案，在所述的接入节点内，在识别出需通过其它网转发的数据包的所述比特样值之后，如果该其它网不能提供与该比特样值相应的品质，则可以阻止把该数据包转接到其它网。利用这种方式，所述接入节点可以防止导致过载的数据包进入所述的其它网。
本发明的一种优选扩展方案规定，由准备发送数据包的源节点通过分组交换网把关于需通过其它网转发的数据包的消息发送给其目标节点，并在必要时等待目标节点的确认。由此可以在源节点和目标节点之间形成一种安全的、点对点通信的通信结构。
本发明的另一种扩展方案在于，由所述直接或间接与所述源节点相连的接入节点向所述其它网的网络节点发送一个关于由源节点所要求的、需要保证的品质的消息，并在必要时等待该网络节点的确认。该优选方法可用于通过其它网的网络节点来可靠地提供所要求的品质。
由此可看出本发明方法的另一种优选扩展方案，即该方法可应用在网络星座中，其中所述其它网是通过如下方式形成的，即分组交换网的至少一个逻辑信道被预留用于所述需要利用保证品质进行传输的数据包。也就是说，其它网由分组交换网的一个或多个逻辑信道组成。这描述了一种尤为经济的解决方法，原因是由此可以节省用于其它网的附加通信线路。
下面借助附图来详细讲述本发明的实施例。
附图示出了通信网的一部分，其上可以示例地应用本发明方法。
据此，图中示出了可以想见的多个源节点的两个源节点U1、U2以及许多可能的目标节点中的一个Z。所述两个源节点U1、U2直接或间接地通过一个或多个中间节点ZW1、ZW2而连接在接入节点ZK1和具有接入节点ZK2的目标节点Z上，如图中U1和ZK1之间用划线标出的中间节点ZW1、以及ZK2和Z之间用划线标出的中间节点ZW2所示。所述接入节点ZK1和ZK2属于分组交换网PN，并同时形成分别通往一个或多个其它网AN1至ANn的入口。这种分组交换网譬如可以是因特网，在其内数据包主要是以可变长度传输的，或者也可以是ATM网(异步转移模式)，在其内数据包通常是以固定长度(ATM单元)传输的。在确保数据传输所要求品质的条件下，这种其它网可以由任意的网络类型、譬如线路转接网、分组交换网或ATM网组成。该其它网也可以由分组交换网PN的至少一个逻辑信道组成。
通常，数据包从源节点出发，直接(譬如自U2)或间接地(譬如自U1)通过个或多个譬如为ZW1的中间节点而被发送到譬如为ZK1的接入节点和分组交换网PN。从所述接入节点出发，数据包又通过分组交换网被发送到譬如为ZK2的另一接入节点，然后在那儿直接或间接地通过一个或多个譬如为ZW2的中间节点而被发送到目标节点Z。同样可以想见数据包在反方向上的传输，也即把目标节点作为源节点，以及把源节点作为目标节点。
就整个通信网而言，所示的源节点和目标节点均可理解为通信网的中间节点和终端节点。在此，该终端节点可以看作是业务提供商的计算机，或看作是用户的数据终端。
在本实施例中，用户想利用他的数据终端(譬如U1)从业务提供商的计算机(譬如Z)中获取因特网业务(譬如视频点播)。为了传输这种业务的数据包，在网络侧必须以一定的带宽形式确保某一品质。通过把属于该业务的数据包转接到一个能确保该要求品质的其它网上，可以提供业务所需的带宽。
据此，从源节点(譬如U1)直接或间接地通过至少一个中间节点(譬如ZW1)向接入节点ZK1发送一个消息，该消息包含有一个转接数据包-其传输要求有一定品质(譬如带宽)-形式的请求。该接入节点以消息的形式把比特样值传输给源节点U1，并利用该消息来标识需要转发到其它网的数据包，而且，该接入节点还对由源节点U1发出的带有该请求的消息进行确认。此外，接入节点还把关于源节点所要求的品质的消息发送到图中没有示出的其它网(譬如AN1)节点中，并在必要时等待其确认。源节点U1利用接入节点所获得的比特样值对需要用保证品质经其它网传输的数据包进行标识。
同样，也可以按照相应的实现把该比特样值告诉源节点U1，而无须事先由接入节点通知它。这种比特样值通常位于该数据包的首部。结合因特网，该比特样值可以在所谓的TOS字节中找到。
此时，在源节点U1沿接入节点的方向发送数据包-其传输需确保有所要求的品质并由此需转发到其它网-之前，也可以由源节点通过普通的分组交换网PN把关于需通过其它网转发的数据包的消息发送给其目标节点，并在必要时等待目标节点的确认。
在接入节点中，利用图中没有示出的滤波器对从源节点U1输入的数据包进行比特样值检验。被识别出比特样值的数据包被转接到其它网中。可选地，该滤波功能也可以集成在打算装于接入节点内的路由选择表中，其方法为，在路由选择表中附加地录入比特样值，并由其促使利用该比特样值标识的数据包转接到其它网。
在图中所示关于源节点U1的布置上，也可以并联一个或多个其它源节点的相同布置，譬如U2。
在此，为了标识通过其它网(譬如ANn)进行发送的数据包，源节点U2尽可能地采用相同的比特样值，且与每次要求的品质无关。可选地，源节点U2也可以采用一个比特样值来标识需要通过对应于所要求品质的其它网进行转发的数据包。
利用这种方式，从有时为多个的源节点沿接入节点方向发送的数据包可以按照其传输所要求的品质而综合为多个类型。
如果需在接入节点内转接的数据包可以转接到多个其它网，则由比特样值来确定各个其它网。通过这种方式，数据包可被转接到与比特样值相对应的、能确保所要求品质的其它网中。
若只有一个其它网可被用来转接用比特样值标识的数据包，那么，需要由其它网确保的品质可以按照所标识的数据包的比特样值来提供。
接入节点可以阻止将那些利用不符合其它网提供的品质的比特样值所标识的数据包转接到其它网。
上述布置相互独立的作用也可以按任意的顺序运行。

Claims (12)

1．把分组交换网(PN)的数据包转接到至少一个能确保该数据包所要求品质的其它网(AN1…,ANn)的方法，其中，所述分组交换网和所述至少一个其它网形成了通信网的子网，且所述通信网由至少一个源节点(U1,U2)和至少一个目标节点(Z)组成，该源节点和目标节点总是直接或间接地通过至少一个中间节点(ZW1,ZW2)与接入节点(ZK1,ZK2)相连，而所述接入节点既可以向分组交换网形成通信连接，也可以向其它网形成通信连接，而且在所述源节点和目标节点(U1,U2；Z)之间可以传输数据包，
其特征在于：
需要经其它网转发的数据包在其源节点内分别通过一个由直接或间接经至少一个中间节点(ZW1)与该源节点相连的接入节点(ZK1)已知的比特样值来标识，当该数据包输入到这种接入节点内时，分别识别该已知的比特样值，由此促使把利用该已知比特样值标识的数据包转接到其它网。
2．根据权利要求1所述的方法，
其特征在于：在该接入节点内，由滤波器根据接入节点已知的比特样值对从源节点输入的数据包进行检验，如果识别出已知的比特样值，则促使把利用该比特样值标识的数据包转接到其它网。
3．根据权利要求1所述的方法，
其特征在于：所述直接或间接地通过至少一个中间节点与该源节点相连的接入节点包含有一个用于确定通信路径的表格，滤波功能以如下方式集成在该表格里，即该表格内附加地含有比特样值，并可由该比特样值促使利用其标识的数据包被转接到其它网。
4．根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于：所述比特样值位于需要通过其它网转发的数据包的首部。
5．根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于：所有源节点采用相同的比特样值，并与每次要求的品质无关。
6．根据权利要求1-4之一所述的方法，
其特征在于：所述源节点采用与每次所要求的品质相对应的比特样值。
7．根据权利要求6所述的方法，
其特征在于：由每个被识别出的数据包比特样值促使该数据包被转接到与该比特样值相对应的、且具有一定品质的其它网中。
8．根据权利要求6所述的方法，
其特征在于：由每个被识别出的数据包比特样值促使该数据包被转接到具有与该比特样值相对应的品质的其它网中。
9．根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于：在所述的接入节点内，在识别出需通过其它网转发的数据包的所述比特样值之后，如果该其它网不能提供与该比特样值相应的品质，则可以阻止把该数据包转接到其它网。
10．根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于：由准备发送数据包的源节点通过分组交换网把关于需通过其它网转发的数据包的消息发送给其目标节点，并在必要时等待该目标节点的确认。
11．根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于：由所述直接或间接通过至少一个中间节点与所述源节点相连的接入节点向所述其它网的网络节点发送一个关于由源节点所要求的、需要保证的品质的消息，并在必要时等待该网络节点的确认。
12．根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于：该方法可应用在网络星座中，其中所述其它网是通过如下方式形成的，即分组交换网的至少一个逻辑信道被预留用于所述需要利用保证品质进行传输的数据包。
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