CN1600004A - 与服务质量标准相关的数据流的多域访问控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制数据网络中域(N1，N2)的进入许可的进入许可控制器(AC1，AC2)，所述的域具有一组路由器(R1，R2...R5)，其中所述控制器的特征在于它具有：用来接收服务质量请求(m2)的接收装置，其中服务质量请求包含数据包流进入域的入口点信息，该数据包流与服务质量请求相联系；用来确定与服务质量请求相应的出口点的确定装置；以及传输装置，用来将修改的服务质量请求(m3)传输到与出口点相对应的出口域相关联的进入许可控制器，并在其中插入与数据包流进入出口域的入口点相关的信息。

Description

与服务质量标准相关的数据流的多域访问控制器
技术领域
本发明涉及在数据网中管理服务质量。本发明尤其是应用于由多个域组成的数据网，该数据网提供不同的服务，比如传输语音、数据、视频等。这种类型的网络可以是基于传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)族，例如，也就是通常叫做因特网协议的类型。
背景技术
某些服务需要在网络中有明确的资源预留。
实际上，一些网络，比如因特网，是被设计用来传输数据而不是传输语音或视频的。在因特网中，传输使用数据包的形式，每个数据包的路由都不依赖于其他数据包。目前，例如语音和视频的传输，需要使丢包率和传输时延达到最小，以确保传输的接收方在听觉和视觉上足够的舒适。
通常通过在网络的节点(或路由器)上预留资源来将抖动和时延减小到最小。
需要某种服务质量的某种流的终端，在发送与该流相对应的数据包之前通常先传送服务质量请求。
在下文中，“流”一词表示“微流”，也就是通常由下面五部分信息所标明的一组数据包：即所使用的协议、发送方的地址和端口，以及接收方的地址和端口。
服务质量请求通常是资源预留请求，例如，遵循互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的请求评论(Request ForComments，RFC)2205所定义的资源预留协议(RSVP)。
根据RSVP，每个接收资源预留请求的路由器必须首先检验它是否有请求的资源并按照常规的路由算法为请求寻路。因此资源预留请求将沿着正常情况下数据包流的路径发送，直到接收方。接收方随即发送对原始发送方的响应，该响应沿着相同的路径返回。在该第二路径，每个路由器必须确实预留了请求的资源。
这个协议的主要缺点在于它需要在一大组路由器上为访问网络的每个服务质量请求都预留资源，实际上，还要在每个路由器中保持进行处理的环境。
这个缺点被IETF的RFC 2475中所定义的差分服务模型(Differentiated Services model，DiffServ)体系结构所克服。
根据这个体系结构，服务质量请求是通过给流中的每个数据包分配优先级来执行的，优先级在这种情况下也被称为颜色。路由器接收到按照这种方式“着色”(也就是已被分配了优先级的)的数据包就必须优先处理它们。
然而，这两个解决方法是互为补充的，因此现有技术的解决方案可以同时使用这两个协议，以利用它们各自的优点。
图1示出了上面那种现有技术的解决方案的一个具体实施方式，例如，这个现有技术在RFC 2998的“A Framework for IntegratedServices Operation over Diffserv Networks”中被描述，其2000年11月由IETF采纳。
终端T1和包括路由器R1、R2、R3的域N1相连。终端T2和包括路由器R4、R5、R6的域N2相连。
当终端T1想要向终端T2传送需要某种服务质量的数据流(例如，有最小比特速率要求的多媒体会话)时，它发送RSVP资源预留请求。
路由器R1接收到了该资源预留请求并随即处理。它检验自身确实有足够的内部资源(也就是输出比特速率的值在资源预留请求所指定的阈值之上)。
如果合适，资源预留请求就被传送到下一个可以处理它的路由器，直到差分服务网络的边界。响应通常返回到路由器R1，路由器R1会随即把它传送到终端T1，由此告知终端T1资源确实已经被预留。
终端T1然后向目的地终端T2传送数据包流。
当接收到这些数据包的时候，根据事先接收到的资源预留请求，路由器R1给它们分配优先级。
如先前所述，优先级的分配通常遵循差分服务体系。
带有优先级的数据包随后在域N1中寻路，接着在域N2中寻路，通过路由器R1、R3、R4和R6。根据分配给数据包的优先级，由每个路由器处理这些数据包。
这种现有技术的解决方案遇到的一个主要问题在于对可用资源的检验只能由第一路由器R1实现。那么当两个不同的边缘路由器，例如路由器R1和R2或者路由器R1和R5发出两个服务质量请求时，结果可能是检测不到另一个路由器不能满足服务质量请求。于是两个服务质量请求都将被认可，尽管它们中只有一个，或者甚至两者都不能被满足。
发明内容
本发明的目标就是解决这个问题，特别是当涉及几个域的时候。
这里，本发明提出把可利用资源的检验功能转移到一个叫做管理控制器的单独设备。
更准确地，本发明涉及进入许可控制器，用于控制到数据网络域的进入许可，上述的域有一组路由器，其中进入许可控制器的特征在于它有：
用来接收服务质量请求的接收装置，其中服务质量请求包含数据包流进入域的入口点信息，该数据包流与服务质量请求相联系，
用来确定与服务质量请求相应的出口点的确定装置，以及
传输装置，用来将修改的服务质量请求传输到与出口点相对应的出口域相关联的进入许可控制器，并在其中插入与数据包流进入出口域的入口点相关的信息。
在本发明的一个具体实施方式中，进入许可控制器进一步包含了检验装置，用来确定服务质量请求是否能被域满足。
例如，可以根据域中使用资源的知识或者根据宏观试探(macroscopic heuristic)来实现确定。
通过把所有寻路到域的服务质量请求集中在一个单一的进入许可控制器中，进入许可控制器能够知道该域的资源使用情况，并且由此同意或拒绝服务质量请求而不产生上面提到的现有技术的问题。
不同域的进入许可控制器可以交换关于服务质量请求的消息。特别地，它们相互间发送和服务质量请求相关的数据包流的入口点信息，以便能为那些数据流确定路由。
本发明及它的优点在下面的描述中将变得更加清晰，下面的描述参考附图给出。
附图说明
图1，已经评论过了，示出由多个域组成的网络中的现有技术的进入许可控制。
图2描绘了本发明的使用集中式进入许可控制器的一个具体实施方式。
具体实施方式
在图2的示例中，终端T1希望和终端T2建立多媒体会话。终端T1属于域N1并且终端T2属于域N2。
多媒体会话需要某种服务质量。因此终端T1发送服务质量请求m1到和它相连的路由器R1。
服务质量请求m1典型地遵循RSVP。
不过，重要的是注意到本发明也可以在纯的“差分服务”网络环境中使用。
根据本发明，路由器(或者任何其他设备)R1中途拦截了服务质量请求并以消息m2的形式把它发送到进入许可控制器AC1。这个服务质量请求m2例如可以遵循COPS协议，其在RFC 2748中定义“COPS(通用开放策略服务)”，2000年1月由IETF采纳。
路由器R1可以在请求信息中插入标识它的信息，例如它的因特网协议(IP)地址，但通常进入许可控制器AC1本身有足够的知识把这个信息同服务质量请求联系起来。
进入许可控制器AC1是和域N1相联系的。
它有接收器装置，用来接收服务质量请求m2，并且用来获得与进入域N1的服务质量请求相关的数据包流的入口点所涉及的信息。因此它能够告知数据流已经到达路由器R1。
进入许可控制器AC1有确定与服务质量请求相应的数据包流的出口点的装置。
确定装置可能包含它们对域N1内部资源的认识，尤其包含组成域N1的路由器拓扑结构的认识。
知道了拓扑结构和服务质量请求的入口点，进入许可控制器AC1才可能确定相应的出口点。为此，它可以通过一个接一个地寻找下一个路由器，简单地确定路径。这可以通过由网络的拓扑所获得的路由器的路由表来解析数据包流的目的因特网协议(IP)地址来实现。也可以从它获知的所有在域中边界路由器间循环的边界网关协议(BGP)路由消息来确定出口点。
在把网络配置成表示边界到边界的标签交换路径，例如多协议标签交换(MPLS)类型的情况下，确定出口点只需要知道标签交换路径。为此，进入许可控制器必须知道路由表和在路由器中确定标签交换路径的规则。
知道了这个出口点，它就可以一方面确定出口域，另一方面确定进入出口域的入口点。在图2的示例中，出口域是域N2而入口点属于路由器R4。
到出口域的入口点的特征是由输入路由器R3的标识符(例如它的IP地址)来表示的。依靠所使用的服务质量(QoS)体系结构，出口域的入口点的特征除了由路由器标识符表示之外，还由开放系统互连(OSI)模型的第1或第2层信息来表示，例如物理卡的标识符、ATM的虚电路的标识符、多协议标签交换(MPLS)的标签等等。
和出口域的入口点相关的信息被插入到修改过的服务质量请求m3中，服务质量请求m3被传送到与出口域N2相联系的进入许可控制器AC2中。
于是进入许可控制器AC2接收包括进入它的域的入口点的服务质量请求m3。进入许可控制器AC2可以因此确定它的出口点。
当传送多媒体会话的数据流不得不穿过很多域时，那么服务质量请求将按照这种方式从进入许可控制器到进入许可控制器。
在本发明的一个具体实施方式中，那些进入许可控制器(或者其中的几个)可以进一步包含检验确认装置，用来确定服务质量请求是否能被和它相联系的域所满足。
在第一实施方式中，这种确定可以由对域中所使用资源的认知功能来实现。这些内部资源可以由网络的管理系统来提供。特别地，内部资源可以包含组成域的路由器之间连接(或者一部分连接)的带宽。
在第二实施方式中，这种确定可以根据宏观的试探来实现。试探可以简单地考虑域可以满足的服务质量请求的预定数目。而后该确定简单地计算接收到的(并且仍然有效的)服务质量请求的数目并且检验这个数目始终低于先前确定的数目。
当进入许可控制器确定不能满足服务质量请求时，它会停止向下一个进入许可控制器传送：这是因为，对于要获得的所需服务质量，所有经过的域都必须满足该服务质量请求。
然后进入许可控制器会发送响应消息到发送给它服务质量请求的那个进入许可控制器以告知不能满足服务质量请求。后者会选择另一个域试图向目的端寻路数据包流。
当链路上的所有进入许可控制器都确定它们相应的域能满足服务质量请求时，链路上的最后一个进入许可控制器向前一个进入许可控制器发送响应信息来告知服务质量请求已经被满足。
响应消息沿着服务质量请求相反的方向传送，直到第一进入许可控制器，然后传送到服务质量请求到达的那个路由器。
于是路由器确信终端所需的服务质量直到目的端都能够被满足。随即它会授权和多媒体会话相应的数据流进行传输。

Claims (4)

1.一种用于控制数据网络中域(N1，N2)的进入许可的进入许可控制器(AC1，AC2)，所述的域具有一组路由器(R1，R2...R5)，其中所述控制器的特征在于它具有：
用来接收服务质量请求(m2)的接收装置，其中所述服务质量请求(m2)包含数据包流进入所述域的入口点信息，该数据包流与所述服务质量请求相联系，
用来确定与所述服务质量请求相应的出口点的确定装置，以及
传输装置，用来将修改的服务质量请求(m3)传输到与所述出口点相对应的出口域相关联的进入许可控制器，并在其中插入与所述数据包流进入所述出口域的入口点相关的信息。
2.根据权利要求1所述的进入许可控制器，进一步包含了检验装置，用来确定所述服务质量请求是否能被所述域满足。
3.根据权利要求2所述的进入许可控制器，其中根据所述域中使用资源的知识来实现所述的确定。
4.根据权利要求2所述的进入许可控制器，其中根据宏观试探来实现所述的确定。
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