CN1358382A - 路由设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于在分组传输网络节点处路由流的路由设备,其中每个流在网络中带有丢失和延迟的指定参数进行传输,该路由设备包括:流接纳控制电路,用于接收流请求并读取:(i)所述指定参数和已在网络中前面节点处产生的丢失和时延的任何值,或者(ii)考虑到已在网络中前面节点处产生的丢失和时延而修改过的所述指定参数,并结合已被路由设备处理的现有的流一起来决定是接纳还是拒绝该流;含有多个缓冲器的缓冲器电路,其中,若流请求被接受,则向此流分配一个或更多个这样的缓冲器;和装置,用于当流请求被接受时传输以下信息:(i)带有修改过的丢失和时延值的流请求,或者(ii)带有考虑到网络中此节点和前面节点处产生的丢失和时延而修改过的参数的流请求,而若流请求被拒绝则返回一个失败信号。

Description

路由设备
本发明涉及数据传输网络的路由设备，尤其涉及具有作出决定的能力的路由设备。
众所周知数据以分组的形式从源向目的进行传递的通信网络，每个分组从网络中的某一部分开始经一系列步骤被发送给下一个部分，直到它到达其目的地为止。某些这样的网络试图传递带宽保证和关于分组经历的时延以及在拥塞时必须丢弃的分组比例的具体限制。
这种网络中的一个难题就是要能够限制被接纳进网络的数据量，以便提供好的综合服务等级。关于此问题的一种解决方案是，仅在网络接受了关于将数据分组传入网络的请求后(在被称为“呼叫接纳”的步骤中)，才允许源将一连串数据分组传入网络。在目前的网络中，关于是否接受这样一个请求的决定是在不考虑网络提供请求的实际端到端需求的能力的情况下作出，或者涉及一个集中的过程，该过程在总体上明了网络所接受的当前这组请求。在第一种情况下，网络不能提供服务保证，只不过承诺对某些分组的处理比其他分组相对好些；而在第二种情况下，集中过程限制了网络的呼叫接纳性能。无论如何，在目前的网络中，仅能在大量网络资源利用不足的情况下给出服务保证以提供被保证质量的服务使用的容量。
当网络中的交换机正以其满容量或接近满容量运行时，整个业务量(即前面提到的数据分组的流量)的性能会变糟，除非某些业务量被优先处理。传统上，当交换机中的队列开始变满时，引入拥塞控制机制来管理业务量。增加更多的缓冲器显然能够控制丢失。但这存在不利结果，因为额外的缓冲器会引起进一步的时延并能导致业务量的重传，这于是更多地增加了拥塞。
目前应当普遍理解到，在以Kleinrock，L.的“Queuing SystemsVolume II：Computer Applications(排队系统卷II：计算机应用)”，Wiley，纽约，1976或Stallings，W，的“High-Speed Networks：TCP/IPand ATM Design Principles(高速网络：TCP/IP和ATM设计原理)”，Pretice Hall，新泽西，1988(结合引用两者)为例的学术作品中，当任何交换机的要求都接近一致时，平均的队列大小和时延则会无限度地增长，而不管交换机如何被进行管理，也不管它们的配置如何都是如此。传统上，当交换机中的队列开始变满时，引入Jain，R.，“Congestion Control and Traffic Management in ATM Networks：Recent Advances and A Survey(ATM网络中的拥塞控制和业务量管理：近期发展和纵览)”，Computer Networks and ISDN Systems(计算机网络和ISDN系统)，卷28，no 13，1996年11月，第1723-1738页中所描述的拥塞控制机制来管理此时的业务量。增加更多的缓冲器显然能够控制丢失。但这存在不利结果，因为额外的缓冲器引起进一步的时延并能导致业务量的重传，这于是更多地增加了拥塞。
存在解决这些问题的需要以便能够以提高服务质量的可能性来路由传输。
对优先级或加权公平排队的使用已为大家所知，正如使用选择性丢弃来限制队列长度也已为大家所知，例如在McDysan，D.和Spohn，D.“ATM Theory and Application(ATM理论和应用)”，McGraw-Hill，纽约1998第630-632页中所描述的那样。然而，目前没有描述这样的简单方法，即在利用了由这些技术相结合所提供的灵活性、同时考虑丢失和时延要求的情况下，去决定是否接纳呼叫。
WO 98/28939描述了一种确定性技术，通过这种技术，业务量在节点处被动态分级并沿下行流传递。转发可因超过时延容限而被中断。通过这种方式，为一定数目的流量保证了最小带宽。不过这仅仅是解决了单个节点处的性能，而不是端到端的性能。而且，业务量由系统放入各级，而不基于用户的决定。
US 5,408,465描述了一种提供软确定性保证的系统，其大部时间考虑端到端QoS(服务质量)，并使用“伪业务量”来决定是否接纳真业务量。
US 5,357,507描述了一种以信元丢失作为基本QoS参数的系统，其依赖于入业务流特性的二阶导数。该系统具有0个缓冲器。WO95/17061描述了一种以信元丢失作为基本QoS参数的系统，该系统使用大偏差理论。EP 0 673 138 A描述了一种以信元丢失作为基本QoS参数的确定性系统。EP 0 814 632 A描述了一种以信元丢失作为基本QoS参数的系统，该系统采用严格的优先级排队。US 08/723,649及等同物描述了一种以信元丢失或时延作为QoS参数的系统。这些系统中没有一个在它们的QoS决定中同时考虑丢失和时延。
EP 0 828 362 A描述了一种为CAC(呼叫接纳控制)使用中心网络控制器的系统，并且不对连接的持续时间提供保证。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在分组传输网络中的节点处路由呼叫的路由设备，其中每个呼叫在网络中都带有其丢失和时延的指定参数进行传输，该路由设备包括：
呼叫接纳控制电路，其用于接收呼叫请求并读取：
(i)所述指定参数和已在网络中前面节点处产生的丢失和时延的任何值，或者
(ii)考虑到已在网络中前面节点处产生的丢失和时延而修改过的所述指定参数，
并与已被路由设备处理的现有呼叫一起决定是接纳还是拒绝该呼叫；
含有多个缓冲器的缓冲器电路，其中，若呼叫请求被接受，则向此呼叫分配一个或更多个这样的缓冲器；和
装置，当呼叫请求被接受时用于传输以下信息：
(i)带有修改过的丢失和时延值的呼叫请求，或者
(ii)带有考虑到网络中此节点和前面节点处产生的丢失和时延而修改过的参数的呼叫请求，而若呼叫请求被拒绝则返回一个失败信号。
该路由设备最好包括这样的装置：其用于检测来自网络中另一节点的呼叫失败信号并释放它已为该呼叫分配的缓冲器。
根据本发明的第二个方面，提供了一种运行于数据传输网络中的节点处的节点设备，其中两个和更多个具有指定服务质量要求的呼叫可被路由通过该节点，该节点包括：
一个输入端，用于接收数据；
一个输出端，用于传输数据；
一个数据流单元，用于将输入端接收的数据引导到输出端进行传输；以及
一个数据流控制器，用于控制数据流单元的运行来延迟和/或不引导一部分数据，以便满足指定的服务质量。
服务质量最好是由最大丢失率、最小时延和最小吞吐量中少于三个的值来指定。数据流控制器最好能模拟节点和/或任何关联的数据链路的运行，以估计丢失率、时延和吞吐量中的一个未被指定的值。数据流控制器最好能模拟具有指定服务质量的一个额外呼叫的影响。该模拟可用于决定是接纳还是拒绝该呼叫，例如由该节点确定此影响是否将是不能满足指定的服务质量。数据流控制器最好能模拟一个额外呼叫的影响，和产生一个消息以指示一个或更多个指明可为那个呼叫所用的服务质量的参数。
数据流单元最好包括用于区分至少两种业务量类别的装置。它最好还包括用于在重传之前保存分组的缓冲器。它最好还包括一种当缓冲器中的分组数超过阈值时用于丢弃属于某一类别的分组的装置。它最好能响应阈值的变化。它最好还包括一种用于进一步区分至少两种业务量级别的装置，每一种业务量级别可包含来自上述任何一种类型的业务量。它最好还包括一种为保存在缓冲器中的分组调度重传的装置，以便使被分配给第一级别的分组优先于那些被分配给第二级别的分组。它最好能响应对接收的分组按类型和级别进行分配的变化。
数据流控制器最好能设置数据流单元的阈值。它最好还能改变接收分组到各类别和级别的分配。
根据本发明的第三个方面，提供了一种用于在分组传输网络中的节点处路由呼叫的路由设备，其中每个呼叫在网络中传输期间都带有其可接受时延和丢失概率的指定参数进行传输，该路由设备包括：
呼叫接纳控制电路，其用于：
(i)接收含有服务质量参数的呼叫请求；
(ii)如果呼叫被路由经过这个节点，则为该呼叫模拟服务质量；
(iii)考虑到在呼叫被路由经过此节点时服务质量的降低，通过调整接收的服务质量参数以产生调整的服务质量参数；
(iv)如果调整的参数表示出不可接受的服务质量，就拒绝该呼叫，以及
(v)如果调整的参数表示出可接受的服务质量，就将调整的参数传输给网络中的另一个节点。
上述关于服务质量的参数最好包括以下参数中的至少两个：最小时延、最大丢失率和最小吞吐量，和/或时延变化、丢失率或吞吐量的级别，以及类似数值的极值。
根据本发明的第四个方面，提供了一种运行于数据传输网络中的节点处的节点设备，其中两个或更多个具有指定服务质量要求的呼叫可被路由通过该节点，该节点包括：
一个输入端，用于接收数据；
一个输出端，用于传输数据；以及
一个数据流单元，用于将输入端接收的数据引导到输出端进行传输；其中上述节点响应
一个数据流控制器，用于控制数据流单元的运行来延迟和/或不引导一部分数据，以便满足所指定的服务质量。
根据本发明的第五个方面，在拥有一个或更多个具有多种要求的业务量的节点的网络中，提供了一种装置，由此拥有用于分配的有限资源的网络节点(尤其是它所驱动的网络链路的容量以及其保存用于以后传输的数据分组的内部容量)可决定它是否能允许某一请求(不管是隐式的还是显式的)以支持具有一定数据丢失和时延特征的数据流或数据流的集合通过它，假定在不与其他网络节点进行任何交互或保持网络中其他节点所支持的流的信息的情况下，已以这样一种方式支持多个其它流或流的集合，即：流的所有端到端要求都可被满足，该装置包括：
1.在节点中维护经过它的每个数据流的信息，尤其是该流在源和该节点的合适输出链路之间的累计丢失和时延，包括由节点自身的网络链路带宽和所分配的内部缓冲器容量所引起的丢失和时延；
2.将某一入消息标识为一个支持新的数据流的请求；
3.根据入请求确定要求的最大丢失和时延以及迄今为止的累计丢失和时延；
4.应用某一参数来确定在本节点，能够增加所要求的最大丢失和时延与迄今为止累计的丢失和时延之间差值的多大比例，以达到可被增加的丢失和时延量；
5.通过所述算法的应用程序或参考在表中的预计算查找来执行某种计算，以确定用以支持施加于该流上的额外丢失和时延所需的额外容量；
6.检验这些额外容量是否可用；以及
7.如果可用：
a.更新请求建立流的消息，使得节点将由于流在网络链路上的复用而引起的丢失和时延添加到累计丢失和时延，然后将该消息发送给它的路由的下一级；
b.将关于此流的信息添加到已保存的有关其它流的信息；以及
c.计算整个流的集合对于可用资源的最佳分配；以及
8.如果不可用，则将这个请求流的消息连同一个表明该请求被拒绝的指示一起返回给它的源。
请求的最大丢失与时延和请求中迄今为止累计的丢失与时延可从请求消息中恰当地提取。用于决定节点能增加关于请求的最大丢失与时延和迄今为止的累计丢失与时延之间差值的多大比例以达到可增加的丢失与时延量的参数可被适当地进行预编程。为了获得大量可增加的丢失与时延，用于决定节点能增加关于请求的最大丢失与时延和迄今为止的累计丢失与时延之间差值的多大比例的参数可根据请求消息所采用的路由进行适当地计算。整个流集合对可用资源的最佳分配的计算可在请求被转送到下一个节点之前适当地执行。整个流集合对可用资源的最佳分配的计算可在请求被转送到下一个节点之后适当地执行。查找表的内容可通过解一个描述节点运行行为的特定方程系统被恰当地计算。呼叫接纳消息适当地包含了关于端到端呼叫的剩余丢失与时延预算的信息，节点在将该消息转送之前减少该预算，同时增加它存储的额外预算以供后续呼叫使用。
根据本发明，为了使有效吞吐量最大化并减少时延，最好系统中队列的大小能受控。最好能相对吞吐量和时延平衡分组丢失。然后无论要求如何，网络都能以完全或基本完全的利用率最佳地运行，直至网络容量所施加的极限。
最好不采用为避免分组丢失而不惜任何代价的步骤。不过，分组丢失优选地是一个QoS参数，而最为可取的是依据有限非零分组丢失率的规范。当系统接近满容量运行时，优选情况是期望丢失某些业务量。这种丢失可恰当地、平等地应用于所有业务流，因此所有业务量都因拥塞而被同等地降级。更为可取的可能是，某些业务量更被“珍爱”(即不丢失)，而其他业务量(象话音数据这种业务是更为紧急的，仅当它以短时延到达时才有用)不被更多地延迟。这是因为如果业务量到达目的地过迟而不能为应用程序所用，那么它早已被有效地丢失，并且以不能按时传递的业务量阻塞网络是不合适的。一般地，最为可取的是丢失和时延都能被设置和限制以保持合理的系统性能。
系统最好提供关于指定QoS被承兑的时间有多长的有力统计保证。系统可使用某一种操作模型和/或统计方法。系统所分析的QoS最好为消息规定了端到端的QoS性能。
最好提供一种装置，由此具有可分配的有限资源(特别是节点所驱动的网络链路的容量以及其保留用于以后传输的数据分组的内部容量)的网络节点可决定它是否能允许某一请求以支持具有一定数据丢失和时延特征的数据流通过它，假设在不与其他网络节点进行任何交互或保持网络中其他节点所支持的流的信息的情况下，多个其他的流已以这种方式获得支持，即：流的所有端到端请求都可被满足。为实现这一点，最好执行下列步骤：
1.在节点中维护经过它的每个数据流的信息，尤其是流在它的源和该节点的合适输出链路之间的累计丢失和时延，包括由节点自身的网络链路带宽和所分配的内部缓冲器容量所引起的丢失和时延；
2.将某一入消息标识为一个支持新的数据流的请求；
3.从入请求中提取要求的最大丢失与时延和迄今为止的累计丢失与时延；
4.应用预先编程的参数来确定在本节点，能够增加所要求的最大丢失和时延与迄今为止累计的丢失和时延之间差值的多大比例，以达到可被增加的丢失和时延量；
5.在表(可通过解一个描述节点运行行为的特定方程系统进行计算)中执行查找来确定用以支持在该流上施加的额外丢失与时延所需的额外容量；
6.检验这些额外容量是否可用；以及
7.如果可用：
a.更新请求建立流的消息，使得节点将由于流在网络链路上的复用而引起的丢失和时延添加到累计丢失和时延，然后将该消息发送给它的路由的下一级；
b.将关于此流的信息添加到已保存的有关其它流的信息；以及
c.计算整个流集合对于可用资源的最佳分配；或者
8.如果不可用，则将这个请求流的消息连同一个表明该请求被拒绝的指示一起返回给它的源。
现在将以举例的方式结合参考附图对本发明加以描述，其中：
图1是数据通信网络的一个示意图。
图2显示了一个带有与其主要部分相连的判定器的分组交换机。
图3说明了处理请求以建立一条新连接的过程。
图4显示了使用两级信元丢失优先级(珍爱的)的一种简单运行模型的状态转移图。
图5显示了带有珍爱业务量的交换机的一个特定实例。
图6显示了所有业务量的平均时延如何随着被分配给“尽力而为”(非珍爱的)业务量的缓冲器数量的增加而增加。
图7显示了所有业务量的总丢失。
图8显示了第二种模型的状态转移图。
图9显示了关于珍爱业务量的丢失限制。
图10显示了一旦业务量的总数目增加超过1，则丢失的非珍爱业务量的数目线性增加。
图11显示了紧急业务量/非珍爱业务量的时延。
图12显示了非紧急业务量的时延。
图13和14是关于紧急和非紧急业务量的标准偏差的等效图。
图15说明了业务量的路由。
图16和17说明了网络交换机的初始状态和后续状态。
许可呼叫或一般地说数据流进入网络需要某种信任，即该呼叫业务量与现有业务量之间的交互是良性的。这种原则在制定服务等级协定期间被给定一个币值。在此论文中我们描述了对于呼叫管理的一种概率统计方法的应用。这种模型能用于获得此处所要求的非常守恒的性能限制，或者用来评估满足特定业务级别的动态可能性。
一大类网络应用，尤其是实时应用，如电话，仅当网络能可靠地提供服务质量时才能令人满意地运行。这需要应用有能力直接或间接与网络进行协商以确保网络的时延不会影响应用的功能性。
这些协商的产物就是服务等级协定；它们在既可测量又可保证的条款中定义了可接受的服务质量；它们构成了网络用户和网络间一种契约式的协定。事实上，它们定义了连接上数据传输最差的可接受情况。在许可呼叫期间存在明确的认可，即对于该呼叫期间，能提供已协议好的服务级别。保证这点的一种方法是以每个连接的峰值需求为基础分配资源；然而，这不允许在流量集合中使用业务的统计复用。但为了评估呼叫接纳仍要使用统计复用，这就需要制定一种关于各个数据流将如何相互作用的模型以及它预测向各个信元和流提供的可能的服务。如果交换机在呼叫接纳之前能估计出典型的信元时延，以及信元丢失或信元经历不可接受时延的概率，并利用它关于资源的协定来确保这些值落在定义成SLA可接受的限定范围之内，那么它就处于能够既保证满足它的协定，又使它能承受的SLA的数量最大化的状态。
这些可能性由节点的可用缓冲资源和交换机负载进行基本规定。
通过低利用率的网络提供保证的服务质量一般来说是件简单的事情；然而，一旦网络接近满负载时，资源分配问题就变得更为棘手。由于服务等级协定形成了对网络的契约义务，因此必须仅当存在适当的资源可用来满足它们时才能接受这些协定。一般来说，关于管理超载网络的困难是复杂的，因为缺少对网络在那种情况下行为的了解。这里描述的技术利用一种具有两种自由度的新运行模型，我们可通过选择固定某一参数—最好优选丢失来使用该自由度，这样我们就能为通过交换机的呼叫估计不同分配对总时延和吞吐量要求的影响。此模型在理论上是绝对稳定的，甚至是在超负载的情况下，并且它能被用来提供在理论上总是有效的服务质量参数的极限值。
该模型在很大程度上基于对近乎符合真实网络设备的实际运行的结构中分组丢失和时延的考虑。在这样的设备中分组很少因传输错误而被丢失；丢失的主要原因是缺少用于存储前向传输分组/信元的缓冲器。我们的方式是模拟系统配置来维持经过协商的(和达成协议的)某一特定流的丢失级别。能为当前呼叫的总计集合预测此丢失(在了解业务量模式的范围内)。相同的排队过程也决定了时延中的变化及其平均值。这些观测数据考虑到创建有限缓冲系统的某一类模型。这些模型最重要的特征是它们对吞吐量、丢失和时延(参见上图)之间相互关系的描述，这为如何在有效呼叫中分配交换机资源提供了数量上的理解。
显然超载的节点必须丢弃信元。然而，由于该节点同样必须满足它的SLA约定，所以要求它要聪明地丢弃信元。在这些模型中可考虑每种信元流的两个属性：期望不丢弃来自流的、我们命名为“珍爱”的信元，期望最小化来自流的、我们命名为“紧急”的信元的传输时延。我们的模型认为信元流通过这两个参数划分等级。考虑到这些参数中的每一个参数的两个分立级别，我们得出以下不同的质量等级：
珍爱的 非珍爱的
紧急的 <C，U> <-C，U>
非紧急的 <C，-U> <-C,-U>
这样，交换机能优先丢弃来自其SLA允许有更高丢失率的流的信元；这与智能CAC模型相结合可允许对珍爱业务量的丢失率设置非常严格的限制。由于该模型可缩放以包括不定数量的紧急和丢失容限级别，因此它能提供同时实现多个任意服务等级协定所需的信元易处理性的所有再分。
虽然作为这种丢弃策略的一种后果是：非珍爱业务量可能表现出严重受损，但它确实经历了更低的平均时延。对许多极其依赖于可靠服务质量提供的应用(如视频流)而言，时延是比丢失率更重要的考虑因素，因为由于拥塞的队列系统而被严重延时的分组在它们最终到达时也是不能被使用的。同样，在任意指定的时刻，经过某一指定节点的信元所经历的总时延也能分布给不同紧急级别的业务流。
这种运行模型有效地将信元流映射到由它们的紧急和珍爱级别定义的特定服务级别上。假定有一组这样的映射—例如，描述了交换节点的大部分状态的这组呼叫—和为那些呼叫中的每个呼叫要求的吞吐量，则有可能在总体上为每种业务级别和该节点都计算丢失率与时延平均值及分布。当然，连接的服务质量要求并不是在个别节点的级别上指定，而是在端到端连接的级别。该模型的一个至关重要的方面是它的复合能力；也就是，沿某一路径的交换机的状态可被用于计算类似关键的服务质量参数，包括端到端的平均丢失率和时延，以及时延的概率分布函数。这因此提供了评价并最优化资源约定所需的预测模型，该约定被要求以确保信元流的服务等级协定被承兑；它允许制定有关承兑SLA的概率统计的保证。
由于任何真正的交换机只有有限的资源量，因此显然不是所有请求的呼叫都能被接纳。所以，交换机必须尽量最优化它能接纳的呼叫的数量，同时确保它只是很少不能满足呼叫的服务质量要求。
该运行模型已迅速地应用于连接接纳控制(CAC)和QoS保证。一旦发现连接的一条物理路由，它就允许我们递进地保证沿此路由有充足的网络资源以满足连接的QoS要求。这是仅使用本地知识(基本地，交换机关于当前连接的现有的以SLA形式的约定和其他QoS协定)以每一个交换机为基础来完成的；这允许在没有额外的交换机间控制业务量的情况下，对呼叫接纳作出快速决定。这很好地预示了决定算法的可伸缩性。
图1显示了某一数据通信网络。数据能在任意两个连接的终端单元1之间通过交换机3之间的数据链路2进行通信。交换机3决定数据将要遵循的路由。在发送终端，消息可被划分成数据报(分组)进行传输，然后在接收终端对数据报进行重组。单个消息的数据报沿相同路由传输，这就构成了一个呼叫。每个消息采用的路由及其在路由上遇到的链路和交换机的状态，决定了消息分组的发送和接收之间的时延，并可引起某些或所有分组丢失。如果分组含有时间重要业务的数据，如语音电话，要想获得可接受的业务水平，则分组被发送和接收之间的时延必须小。
对于具有有限资源的网络连接，时延、吞吐量和丢失率是相互关连的。对这三个要素间关系的详细考虑能允许改进的资源平衡，以确保在通信网络中接受尽可能多的连接。例如，在改进的状态下，交换机通过实际分配比最初要求更多的平均带宽来满足其它情况下难以实现的时延要求或许是有可能的。对于时延、吞吐量和丢失率间关系的细节由网络中交换元件的运行行为定义，这或许是一个能被最优化的参数的函数。
图2显示了一种改进的分组交换单元的结构，该分组交换单元可担当图1的其中一个交换机3。该分组交换单元包含一个分组交换机20，其主要部分被连接到判定器21上。判定器包含有存储装置22、临时寄存器23和逻辑24(如处理器)，逻辑24作用于寄存器的内容以对选择的比特字段执行比较和处理。逻辑24被连接以便能够向存储器22读写值。分组交换机20能从其他分组中区分出请求分组，并将它们写入存储器以供判定器操作。它也能从存储器中读取(可能被修改的)分组并对它进行传输。判定器能够向交换机指出何时分组将被传输，并且还能够设置决定交换机行为细节的交换机参数。
图3说明了用于处理请求以建立新连接的某一交换单元的功能性。沿着分组所遵循的连接路由的每个交换机都要消耗一部分连接的可接受时延和丢失“预算”，并将剩余的预算提供给沿路由往下更远的交换机。利用图3所示的功能性，由沿路由的交换元件来分析时延和丢失预算以确定连接的特性。对预算消耗的分析依靠交换元件的运行模型和当前的配置(在下面所示的表格中进行了编码)来完成。如果缺少用于建立连接的剩余预算，就使用图3的功能性立刻拒绝连接，而不是建立连接从而最终导致不可接受的丢失和时延；否则请求就被传递(带有减少的预算)给下一个交换元件。最后，消息从目的地返回。这是一个来自沿路由更远的元件的呼叫接纳(这种情况下，实际的交换机配置被更新以容纳新的连接)，或者是一个拒绝(在这种情况下，分配给该连接的资源被释放)。在任何一种情况下消息都被传回给请求的始发者，如指向左边的箭头所示。
更为详细地，沿起始节点和终端节点间的某一路径为数据建立连接的过程如下所述，其中该路径跨越了多条由图2所示类型的交换单元连接的链路。起始节点，即起始系统或用户，或者终端节点为连接确定总的可接受时延与丢失的预算。该预算被传输给路径上的第一个交换机(图3中的箭头30)。该交换机应用它的运行模型(在31)来确定它和它的关联链路对分组的影响，从而修改预算信息以指明可用于该路径的后续交换机和链路的预算量，如果有剩余的预算，它就把更新的预算信息(在32)传输给邻接的下一个交换机。邻接的下一个交换机执行相同的操作。如果预算超出，就向用于接受还是拒绝连接的装置34发送一个消息(在33)，通过向邻接的前一个交换机发送一个拒绝消息(在35)来使装置34拒绝连接。如果装置34从邻接的下一个交换机接收到一个拒绝消息(在36)，那么它也能以同样的方式拒绝连接。如果装置34从邻接的下一个交换机接收到一个接受消息(在37)，那么它就能接受连接。接受消息由接收来自最后一个后续交换机的消息的终端节点发出，指出了用于连接的总的可用预算未超出。如果连接被接受，则装置34在38发出一个配置消息来配置交换机的交换元件39，使得数据在经过协商的路径中沿着已被接受的路由通过交换机去往邻接的下一个交换机。
交换机的运行模型(如图3中的31所示)及其在呼叫接纳与控制中的使用对定义以下关系是重要的：被指定到某一特定输出链路的这组流的总要求和关于该链路的所请求资源之间的关系，以及丢失与时延要求之间的关系。
考虑来自交换机的单输出端口的组合，这能被视为一种组合来自输入端口的被路由输入流的多路复用器，或者被视为用于在到多路复用器的可能最大输入超过其输出能力的情况中操作的一种独立设备。
在交换元件/多路复用器的运行期间可能会存在分组到达率将超过输出能力的时期。在这些时期内需要将过量的入分组存入缓冲器；否则它们将被丢失。将会有没有缓冲器可用来分配给来自输入流的分组的情况，随着输出链路总容量被分配，出现这种情况的频率会增加。在这些情况下将不得不丢弃分组。丢弃既是由于存储器有限这样的物理条件的需要，也是保证交换机在有限时间内从超载情况进行恢复(通过清空它的缓冲器)的需要。
这种缓冲的总量可按多种方式在输入流中进行分配。其中每种方式都将隐含地定义每个流的丢失特性。我们把给出的向输入流配置缓冲器容量的这种多路复用器的操作称为多路复用器行为。
这种多路复用器的行为是一种具有两种自由度的系统，因为设定丢失率、吞吐量和时延中任意两个参数的值就能确定这些参数中第三个参数的值。例如，已经确定了丢失率，这就限制多路复用器按照吞吐量和时延间的某一特定关系运行。对于指定的一组输入流，这种关系是可预测的。
一般地，为了使行为最优化，有必要先确保运行满足其中一个参数的服务质量要求，然后相对剩余的自由度而最优化。此要求既需要基于逐个流满足，也要对所有流的集合共同地满足。
为说明这种方法而设想了一种机制，其中的丢失参数是首先被考虑的。物理实例就是一个为所有输入流共享的缓冲器池，其中有关于缓冲器瞬时占用的计数器，在分组到达多路复用器的那个时刻可以参考它。特别地，假设有两类输入流，其中一类输入流含有应在另一类输入流，即非珍爱的输入流之上被优先珍爱的业务量。此过程可被推广到有多于两类具有不同优先珍爱级别的输入流的情况。下面的方程B考虑到了关于应该被保留给这种珍爱流单独使用的缓冲器数量的计算，该数量的计算是在入非珍爱业务量是不受限定并趋于无穷的这种假设下进行的。这个缓冲器数量给出了入珍爱业务量的丢失率将低于所要求限度的无条件保证。就是这种方式使本方法绝对稳定。
令这种被保留的缓冲器总数为Kmax-KB，其中Kmax是可用缓冲的总量，而KB是已接纳所有业务量(不管是珍爱的还是非珍爱的)的量。给这个差值分配一个值表示在系统中确定了其中一个自由度。给定这个自由度，就能立刻选择Kmax以在系统中限定所有流的总时延(如下面由方程A所给出的)，以便能满足所有的时延要求，假设执行分布时延给所有流的队列规则。
以下是运行模型的一个特定实例：
丢失通过以下进行计算：
Figure A0080940000191
为了能传递具有特定服务质量的业务量，必须对因排队而导致了多少时延作出预测。这根据每种类型业务量的等待时间分布来得出，而等待时间分布能够很容易地获得。等待时间分布的期望值规定了业务量的平均时延，而标准偏差则规定了时延变化(可被看作时延抖动)的量度。对于非珍爱的业务量，其等待时间密度函数由下式给出： W B ( t ) = &Sigma; n = 0 K B - 1 q n b &mu; e - &mu;t ( &mu;t ) n n !
其中
Figure A0080940000201
(方程A)。qb n是实际进入队列的一个到达分组发现n个分组已经在系统中的概率。
对于珍爱的业务量，其等待时间密度函数由下式给出：
其中
对于组合的非珍爱业务量与珍爱业务量，其等待时间密度函数由下式给出： w ( t ) = &Sigma; n = 0 K max - 1 q n &mu; e - &mu;t ( &mu;t ) n n !
其中
Figure A0080940000204
给定的总负载WB(t)的等待时间由下式给出： w B ( t ) = &Sigma; n = 0 K B - 1 q n B &mu; e - &mu;t ( &mu;t ) n n !
其中
Figure A0080940000206
(方程A)以及n个分组正在为服务而进行排队的概率pn由下式给出：
Figure A0080940000211
其中λp是被优先珍爱的业务量的到达率，λB是相对非珍爱的业务量的到达率，μ是获得服务的业务量的比率。
P0由下面的方法得出： &Sigma; n = 0 K max p n = 1
这些参数之间存在的数量关系使得交换机运行模型的最优化通过使用标准技术获得实现。
注意到运行模型允许在丢失/时延或者吞吐量/缓冲器之间进行某些折衷是重要的，即，提供可优化的CAC，其中象线性程序设计、神经网络、模糊逻辑学等这样的标准技术能用于实现最优化。这样的任何一种最优化都能出现于呼叫接纳/呼叫拆线的不同的时标和不同阶段。这可以包括但并不局限于以下过程：
(0) 在收到呼叫请求之前为现有的这组有效(或承诺的)呼叫优化资源使用
(1) 为考虑中的呼叫请求计算并分配资源
(2) 在传递呼叫请求之后但在收到来自远端的呼叫接纳之前，为现有的这组承诺的呼叫优化资源
(3) 在呼叫接纳后优化资源使用
(4) 在呼叫的有效期内优化资源
(5) 在呼叫拆线后，为当前呼叫混合重新优化资源分配，-这等价于(0)。
以上给出的WB(t)关系式表明非丢弃信元将经历的时延总量依赖于所有被接受连接的总计到达率。在交换机中存在装置的地方，这个时延可按不同片段的方式分配给所有类别的流(如加权公平排队，优先级排队)。当对于象先进先出这样的排队规则时延的限定能被计算时，这种模型不是严格地一定要使用这种方式的。
在为呼叫接纳评定标准时具有灵活性。一般为了作出决定，首先有必要估算系统的容量以支持某一单个参数(如丢失率——有足够的缓冲资源来保证该连接在要求的到达率下所要求的丢失率)。这通过应用以下方程可获得实现：
Figure A0080940000221
(方程B)其中P是期望的丢失概率，ρP是指在万一存在资源竞争时被指定优先处理的业务量的负载。作出决定并为这个参数选择一个适当的值后，就定义了剩余两个参数(如时延和吞吐量)之间的一个可量化的关系。该决定可通过下面这种方式制定：计算在呼叫接纳后系统中将出现的总时延(这种计算的一个实例在上面的WB(t)方程式中给出)，将这个值与所有当前连接的允许时延的总和进行比较。这样，就能作出关于是否存在足够容量来满足该约束条件的决定(例如，存在足够的未分配的吞吐量，将其分配给这条连接以将在这个节点所经历的时延减少到可接受的水平)。这种排序仅是考虑这些参数的一种可能的顺序—先取丢失，然后以时延换取吞吐量，相反，还存在选择其他参数中的某一个来进行初始评定的类似方法。
考虑到呼叫丢失率的限制，我们排除对接纳那些没有丢失限制的呼叫(一般在互联网环境中被称为“尽力而为”的业务量)必要的计算。由于没有与这种呼叫关联的保证，所以如果这种呼叫对其他呼叫的影响是完全有益的话，则它们总是能被接纳的。
接纳呼叫的过程如下。注意在本描述中“吞吐量”是指“平均吞吐量”。每个被接纳的流都有与之相关的一系列参数，包括吞吐量、丢失率和时延，这些参数可存储在保存于存储器内的一个表中、如上例中列出的关于pn的那组选项所示。还包括当前为链路分配的吞吐量、施加的总时延与总计丢失率。流的吞吐量总和应小于或等于被分配的链路吞吐量，流的时延范围总和必须大于或等于加到所有流上的总时延(相当于为队列分配的总的缓冲量)，同时流的丢失率总和必须大于或等于加到所有流上的总计丢失。严格地说，应该使用的不是被分配的链路吞吐量而是(1-可接受丢失率)与要求的吞吐量的乘积之和，但是通常情况下可接受丢失率太低，以至于使用被分配的链路吞吐量这一近似值是可行的。
如图3所示，沿路由的每个交换机都要消耗一部分连接的可接受时延和丢失“预算”，并将剩余的预算提供给进一步沿路由向下的交换机。对吞吐量、时延和丢失之间关系的认识允许资源的平衡，以确保尽可能多的连接被CAC接受；例如，交换机通过实际分配比最初要求的更多带宽而能满足否则难以实现的时延要求。事实上，上述吞吐量、时延和丢失之间的关系允许这些变量彼此相对折衷，以便产生用户所请求的要求的组合。因此，所有当前本地连接的QoS要求指示节点交换元件关于呼叫接纳的行为和交换元件的逐个瞬时的运行特性。
理论上，在运行模型给出预测其与交换机正进行处理的呼叫集之间交互作用的能力的情况下，存在这样一种选择：是积蓄带宽还是积蓄时延。这既要考虑承载这个呼叫的瞬时费用(取决于当前的呼叫配置)，也要考虑承载这类呼叫的一般费用的某种量度。还要考虑不同交换配置策略的估算。
因此这种CAC模型想要确保的是：能够计算出呼叫接纳对以前约定的节点义务的影响，以及因此该接纳将导致交换机违反新的或以前接受的业务量合同的可能性。
为了说明呼叫接纳如何在实际中获得执行，同时还要保持已分配给业务流的服务质量，我们设想了下面这个经过处理的实例。
图15表示了一个大型网络的某一小部分，其中使用了交换机A、B和C以及由箭头所表示的信元流。
此实例的目的是要说明在A0和C0之间增加一个新的流的影响，指出如何执行相关的计算以及对这个呼叫的接纳将如何影响经过网络的现有业务量。
下表描述了在网络这部分区域上现有的这组呼叫，以及它们的质量要求(与它们的呼叫请求分组中所表示的一样)。为了简化计算，我们将链路的吞吐量归一化为一。这样，时延的值就以那条链路上ATM信元的传输时间为依据。利用400,000信元/秒的标称速率来归一化时长。
    业务流  被请求的吞吐量  被请求的丢失率 被请求的平均时延   额定等级
    A0→C0     0.2     10-4     0.1ms     C，U
    A1→D     0.5     10-5     10ms     C，-U
    A2→D     0.25    -C，-U
    A2→C1     0.3    -C，-U
    B1→D     0.1    -C，-U
    B1→C1     0.1     5ms    -C，U
当前被提供的质量可根据方程B进行计算： K max - K B > ln P 1 - &rho; P ( 1 - P ) ln &rho; P
这允许计算在本地交换机处必须保留的缓冲器的数量(Kmax-KB)，以确保能够实现珍爱业务量的丢失率。这个公式在非珍爱业务量趋于无穷时满足对丢失的限制。已为要求的丢失率计算缓冲器的数量后，这将运行模型减少到两个自由度。尽管通过固定所需的时延以及因此过分配吞吐量在目前是可能的，但是还要对将吞吐量固定到所需量加以说明。这允许使用以上指定公式来计算珍爱和非珍爱丢失的实际丢失概率。对为非珍爱业务量保留的所有缓冲器为满的可能性的认识将允许计算这类业务流的丢失率。
回到图15，在这种配置的网络中，交换机A不含有紧急业务。方程B的使用允许对所需缓冲器数量进行限制，以确保在所有情况下都可接受的丢失。选择20代表比10-6丢失率所要求的渐近线最小值19大1。在交换机A中有50个分配的缓冲器，其中的20个保留给珍爱业务量。在交换机B中仅有30个分配缓冲器，其中的15个保留给珍爱业务量。在这种特定的情况下，到交换机C的链路以及由此的输出链路便被较轻地加载；此交换机在其配置方面具有许多灵活性。该交换机业务量的影响在这里不计算。
由这些计算产生了图16所示的属性表。缓冲器配置(N/M)应读作M个缓冲器中有N个缓冲器被保留给珍爱业务量。预算以及平均时延的图表涉及了被保留的预算量和信元流在运行期间将经历的丢失或时延的实际消耗。
现在将考虑增加连接A0→C0的决定以及由此而产生的影响。考虑到要维持丢失率，必须作出向珍爱数据分配更多缓冲器(通过使用方程B)的决定。通过使用这种配置，能保持以前为现有呼叫约定的丢失率，并考虑对当前呼叫的接纳。呼叫被接纳后的交换机配置在表17中得以证明。
一旦发现通过网络的某一可接受路由，这种技术的实际应用就可以要求细化中间交换机对呼叫丢失和时延预算的份额。这种重新分配允许节点在建立阶段将大量资源提供给呼叫(并因此最小化它们对呼叫丢失和时延预算的消耗)，而没有为呼叫约定比它严格需要的更多的网络资源。这可通过在呼叫接纳分组经建立的路由传递回来时使用它来完成。
要保证QoS要求就必须存在呼叫观念。在ATM中是这样的，对于IP要使用某些额外的管理信息如RSVP来实现这个功能。本方法同样地适用于这两种网络技术。本模型理论上是绝对稳定的，并且甚至在极度网络超载的情况下(即在网络带宽和缓冲器资源不足以满足要求的扩充时期)也能提供保证。与其在呼叫接纳中的应用相结合，考虑该模型而设计的交换机可以确保SLA及相关合同将被承兑，而不管网络的状态如何。为流计算整个端到端路由上的丢失的能力可被用来为某些类业务(如尽力而为的IP业务)提供反馈，以便尽量限制路由中的丢失率。
所给出的这种模型可按比例缩放以提供任何数量的服务等级，并能明确区分对不同级别业务量的处理。不同级别的业务量在传输期间可被分配不同的资源量，这意味着能够容易地区分业务量的等级并允许根据资源利用率来精确评定QoS级别的成本。这种对业务量级别和精确的连接成本的明确划分进而又允许对收费机制的引入。该模型也适用于描述多种低级交换管理算法。
图4显示了一个具有两级信元丢失优先级(珍爱的)的简单运行模型的状态转移图。
作为一个实例，图5显示了某一交换机的状况，其中珍爱业务量的到达速率为服务速率的0.7(即ρP＝λP/μ＝0.7)，而且我们要求在一百万个分组中最多丢失一个分组(即10-6)。图5中最上面的直线50表示到达网络节点的业务总量。其下面所标绘的直线51表示所服务的业务总量相对非珍爱业务要求的关系。最下面的直线52显示了所服务的非珍爱业务量。粗的虚线53表示所服务的珍爱业务量，同时应当注意到它几乎不受非珍爱业务量要求的影响。图6和7给出了在与图5相同条件下关于丢失率/吞吐量/时延相互关系的表示。图6显示了所有业务量的平均时延如何随着被分配给“尽力而为”(非珍爱的)业务的缓冲器数量的增加而增加。时延以时间为单位进行测量，其中选择业务速率为1。当总需求量超过1时，时延随着缓冲器数量的增加而线性增长。图7显示了所有业务量的总丢失。对于固定的利用率，丢失随着缓冲器数量的增加而减少。随着吞吐量增加，总丢失增加。
图8显示了一种被扩展为将紧急业务量和非紧急业务量纳入考虑范围的运行模型的状态转移图。
图9显示了当存在的非珍爱业务量增加时，珍爱业务量的丢失决不增加超过10-6。
图10显示了一旦业务量的总量增加超过1时，非珍爱业务量丢失的数量线性增加。
图11显示了紧急业务量的时延，其中上面的虚线为珍爱业务量的时延，而下面的直线为非珍爱业务量的时延。图12显示了非紧急业务量的时延。
图13和14显示了关于紧急和非紧急业务量的标准偏差的等效图。
除了或者代替提供所要求的最小时延、最大丢失率或最小吞吐量，该运行模型能提供用于那些参数所允许的最大变化。一个适合于该运行模型的特别优选的实例是提供了用于符合在分组到达时间中所要求的最大抖动级别的时延的最大允许变化。
运行该运行模型的装置可被安置在某个网络节点处或与该节点通信的另一个单元处。该节点可以是路由器、多路复用器(或者两个或更多个多路复用器的结合体)、交换机或任何其他的单元，在这些装置中服务质量能被有效地考虑。
控制与配置机制的一种优选实施方案是：获得给定的要求，对要求进行分组并将它们映射到实际可用的资源上(即有限数量的珍爱和紧急级别)。这种请求的聚集成组形式被用于获得对聚集的这组流进行服务的可行性。从这些过程可获得用于实际配置的参数。
在某些初始的检查之后，优选算法首先配置流的复合组的珍爱性，然后是紧急性。可方便地假设：
1.调度机制为严格的时延优先级共享。
2.珍爱机制运行于单个共享的缓冲器上。
3.对于时延机制，有一个残留业务的近似值，即：
·紧急性最高的有权接入链路的所有带宽
·紧急性次高的有权接入链路的所有带宽减去紧急性更高级别的实际吞吐量
·对于每个递减紧急性级别重复这样的操作，对应该紧急性级别的可用带宽为总带宽减去更高紧急级别所需的所有带宽总和
4、所有到达的业务和残留业务有泊松分布
初始检查和算法的开端可依靠以下步骤执行：
1.确保所有吞吐量保证的总和不超过链路的容量。
2.计算所有流的最大到达率，即使它们仅受接口速率的限制。
然后数据流的珍爱性可配置如下：
1.将流按可接受丢失的升序(珍爱性的降序)分级。
2.选择缓冲的起始量(这可能就是实际的可用量)。
3.将有相似的目标丢失率的流聚集成组，组的数量受限于实际可用的珍爱级别的数量。
4.将每个组与该流集合的总目标吞吐量和该集合中任何流的最低丢失率关联。
5.从最珍爱的组开始，计算所需的缓冲以保证丢失要求。这是在假设所有较非珍爱的流以其最大速率到达的情况下完成的。如果这不能完成就拒绝该配置。
6.假设更高珍爱级别的业务量采用(或略超过)其约定的速率，则对于递减的珍爱级别重复此过程(步骤5)。这表示了对于该流集合的QoS多路复用器的珍爱性配置。
如果配置需要更多实际可用的缓冲就拒绝该配置。
时延配置可按以下执行：
1.按降低的紧急度，即增大的时延容限来对流进行分级。
2.将流聚集成组以符合有限数量的紧急级别。
3.将每个组与该组中流的总吞吐量和最紧急的流的时延要求关联。
4.从最紧急的组开始，计算为了在总的带宽量可用时满足时延要求而要求的可用的额定带宽—该额定带宽可在假设该系统为M/M/1/非抢先优先级(HOL)排队系统的条件下进行计算，如Allen：Probability，Statistics and Queuing Theory(概率、统计和排队论)(1978)的第370页表18中所述。这个额定带宽与实际的可用带宽进行比较。如果其不可用就拒绝这个配置。
5.为了减少紧急级别，按照关于同一M/M/1/非抢先优先级(HOL)排队系统的假设，重复(4)来计算最小的超出带宽，并保证当更紧急的流正在消耗它们所分配的带宽时还有足够的剩余服务。如果没有足够的剩余带宽来满足约束条件就拒绝该配置。
如果能为所有紧急级别完成步骤(5)，那么配置就是可行的。一旦完成以上过程，就会有足够的信息用来设置硬件中的参数，以便将合同所要求的设置传递给流。
上述类型的运行模型可用于许多目的，例如：
-决定是接纳还是拒绝一个呼叫以是否能满足该呼叫所需的服务质量为基础；
-决定是在节点处丢失或延迟分组还是在节点处分配缓冲空间，以满足路由经过那个节点的呼叫所共同要求的服务质量；
-为响应发起呼叫的请求而提供一种可用服务质量的指示，依靠该指示，用户或单元可决定是否发起该呼叫。
在某种服务质量预算将在路由中的两个或更多个节点之间共享的情况下，可有几种方法来实现这种共享。
1.可以向节点传递一个可用预算的指示。它能估算出它期望加到该呼叫的服务质量中的减少量，用这个估计量来减少预算，然后将减少的预算传递给会执行相同过程的下一个节点。
2.可向节点传递一个可用预算和迄今为止前面节点已使用的预算量的指示。它能估算出它期望加到该呼叫的服务质量中的减少量，将这个估计量加到迄今为止已使用的预算量中，然后将可用预算和修改过的迄今为止已使用的预算量传递给会执行相同过程的下一个节点。
3.可以向还知道将用于呼叫的最大节点数(m)的节点传递一个可用预算的指示。这样它就能允许自己仅占有可用预算的1/m。已估算出它期望加到该呼叫的服务质量中的减少量后，如果它不能使用少于1/m的可用预算，那么该节点就可以拒绝这个呼叫。否则它将这个可用预算不加改变地传递给下一个节点。
服务质量信息可被带外发送——更确切地说是通过另一条路径，而不是QoS信息所涉及的数据流。QoS信息可产生于数据流的源和目的或其他地方。
标准的最优化技术可用于在给定的条件下优化被选择的运行模型的使用。
本发明或者是隐式或者是显式地包括这里公开的任何一种特性或多种特性的结合，或者其推广，而不考虑它是否涉及目前要求权利的发明。考虑到前面的描述，对于本领域的技术人员来说，显然在本发明的范围内可以制定多种修改。例如，呼叫请求消息可能是一个关于可能支持何种服务质量的查询，而不是对某一指定质量的请求，例如在为互联网开发的RSVP协议中所使用的那样，此外，呼叫接纳或拒绝消息可能是关于可接受的服务质量参数的传输。

Claims (24)

1.一种用于在分组传输网络中的节点处路由流的路由设备，其中每个流在网络中带有其丢失和时延的指定参数进行传输，该路由设备包括：
流接纳控制电路，用于接收流请求并读取：
(i)所述指定参数和已在网络中前面节点处产生的丢失和时延的任何值，或者
(ii)考虑到已在网络中前面节点处产生的丢失和时延而修改过的所述指定参数，
并结合已被路由设备处理的现有的流一起来决定是接纳还是拒绝该流；
含有多个缓冲器的缓冲器电路，其中，若流请求被接受，则向此流分配一个或更多个这样的缓冲器；和
装置，用于当流请求被接受时传输以下信息：
(i)带有修改过的丢失和时延值的流请求，或者
(ii)带有考虑到网络中此节点和前面节点处产生的丢失和时延而修改过的参数的流请求，而若流请求被拒绝则返回一个失败信号。
2.如权利要求1中要求的路由设备，包含了这样的装置：它检测来自网络中另一节点处的流失败信号并释放它已为那个流分配的缓冲器。
3.如权利要求1或2中要求的路由设备，含有用于决定是接纳还是拒绝流的决定制定装置。
4.如上述任何一项权利要求中要求的路由设备，其中缓冲器电路按照这个模型来分配缓冲器： K max - K B > ln P 1 - &rho; P ( 1 - P ) ln &rho; P 其中Kmax是总的可用缓冲量，KB是已接纳业务的量，P是期望的丢失概率，而ρP则是在资源竞争情况下被给予优先处理的业务量的负载。
6.如上述任何一项权利要求中要求的路由设备，其中所说的丢失是各个流的可接受丢失的量度，而所说的时延是各个流的可接受时延的量度。
7.如上述任何一项权利要求中要求的路由设备，其中缓冲器电路被安排成按以下方式分配缓冲器，即：按丢失顺序对流进行分级，选择缓冲的起始量，将有近似丢失的流聚集成组，为每个组确定关于该组流的总目标吞吐量和该组中任何流的最低丢失率，并为每个组计算确保丢失要求所需的缓冲，并且，如果总的所需缓冲超过可用缓冲，就拒绝对聚集成组的流的配置。
8.如权利要求1到6的任何一项权利要求中要求的路由设备，其中缓冲器电路被安排成按以下方式分配缓冲器，即：按增加的时延容限来对流进行分级，将有近似的时延容限丢失的流聚集成组，为每个组确定关于该组流的总吞吐量和该组中最紧急流的时延容限，并为每个组计算为满足时延要求而要求的可用额定带宽，并且，如果总的所要求带宽超过可用带宽，就拒绝对聚集成组的流的配置。
9.如权利要求7或8中要求的路由设备，其中组的数量受限于预先确定的数量。
10.一种在数据传输网络中的节点处运行的节点设备，其中两个或更多个带有指定服务质量要求的流可被路由通过该节点，该节点包括：
一个输入端，用于接收数据；
一个输出端，用于传输数据；
一个数据流单元，用于将输入端接收的数据引导到输出端进行传输；以及
一个数据流控制器，用于控制数据流单元的运行来延迟和/或不引导一部分数据，以便满足指定的服务质量。
11.如权利要求10中要求的节点设备，其中服务质量由最大丢失率、最小时延和最小吞吐量中少于三个参数来指定。
12.如权利要求10或11中要求的节点设备，其中数据流控制器能够模拟节点和/或任何相关联数据链路的运行，以估计丢失率、时延和吞吐量之一。
13.如权利要求11到12的任何一项权利要求中要求的节点设备，其中数据流控制器能模拟一个具有指定服务质量的附加流的影响。
14.如权利要求13中要求的节点设备，其中数据流控制器能模拟一个附加流的影响，和产生一个消息以指示一个或更多个指明可为那个流所用的服务质量的参数。
15.如权利要求10到14的任何一项权利要求中要求的节点设备，其中数据流单元含有用于区分至少两种类别业务量的装置。
16.如权利要求10到15的任何一项权利要求中要求的节点设备，其中数据流单元包括一个用于在重传之前保存分组的缓冲器。
17.如权利要求16中要求的节点设备，其中数据流单元包括一种当缓冲器中的分组数超过阈值时用于丢弃属于某一类别的分组的装置。
18.如权利要求10到17的任何一项权利要求中要求的节点设备，其中数据流单元包括一个用于进一步区分至少两种级别业务量的装置，每种级别都可包含来自上述任何一种类别的业务。
19.如权利要求16或17中要求的节点设备，包括一个调度装置以调度保存在缓冲器中的分组的重传，使得那些被分配给第一级别的分组优先于那些被分配给第二级别的分组。
20.如权利要求19中要求的节点设备，其中调度装置响应于改变接收分组到各类别和级别的分配。
21.如权利要求10到20的任何一项权利要求中要求的节点设备，其中数据流控制器可用于设置数据流单元的阈值。
22.如权利要求10到21的任何一项权利要求中要求的节点设备，其中数据流控制器可用于改变接收分组到各类别和级别的分配配。
21.一种用于在分组传输网络中的节点处路由流的路由设备，其中每个流在网络中传输期间带有其可接受时延和丢失概率的指定参数进行传输，该路由设备包括：
流接纳控制电路，用于：
(i)接收含有服务质量参数的流请求；
(ii)如果流被路由通过此节点，就为此流模拟服务质量；
(iii)考虑到在流被路由通过此节点时服务质量的降低，通过调整接收的服务质量参数来产生调整的服务质量参数；
(iv)如果调整参数表示出不可接受的服务质量就拒绝该流，以及
(v)如果调整参数表示出可接受的服务质量，则将该调整参数传输给网络中的另一个节点。
22.如权利要求21中要求的路由设备，其中所述的服务质量参数最好包括以下参数中的至少两个：最小时延、最大丢失率和最小吞吐量，和/或时延变化、丢失率或吞吐量级别。
23.一种在数据传输网络中的节点处运行的节点设备，其中，两个或更多个具有指定服务质量要求的流可被路由通过此节点，该节点包括：
一个输入端，用于接收数据；
一个输出端，用于传输数据；以及
一个数据流单元，用于将输入端接收的数据引导到输出端进行传输；其中该节点响应：
一个数据流控制器，用于控制数据流单元的运行来延迟和/或不引导一部分数据，以便满足指定的服务质量。
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