CN1617521A - 利用弹性分组环（rpr）公平机制分配带宽 - Google Patents

Abstract

在与RPR网络相连的节点中利用弹性分组环(RPR)公平机制来分配带宽时，当出现拥塞时，将在一个时效间隔期间节点已经传送到环的业务量与其自身标识符一起记录在公平消息中，作为要通告给其自身上游节点和要存储的公平传输速率。测量并存储在时效间隔期间从上游节点传送来的业务量。当已经解决了拥塞时，参考最近通告的公平传输速率和从上游节点传送来的业务量，计算可用带宽，并且计算公平传输速率，以便公平地向上游节点有效分配可用带宽，从而将公平传输速率传送到上游节点。上游节点根据公平传输速率来传输业务。

Description

利用弹性分组环(RPR)公平机制分配带宽

技术领域

本发明涉及一种利用弹性分组环(RPR)公平机制来分配带宽的方法，并且涉及一种可由机器读取的程序存储设备，确实地具体实现了可由机器执行的指令的程序，用于执行利用弹性分组环(RPR)公平机制来分配带宽的方法。

背景技术

当前的因特网可以分类为三个部分，即，订户网络、城域网和骨干网。尽管已经开发了订户和骨干网来满足当前急剧增加的因特网业务量，将两个网络彼此相连的城域网被构造为SONET/SDH(同步光网络/同步数字序列)方案的环形网，所述方案是现有的电路交换方案。因此，带宽未得到有效地使用。

因此，在当前城域网中出现了瓶颈，并且在整个网络结构中出现了速度不平衡。已经提出了分组交换方案的城域以太网，作为弥补SONET/SDH网的缺点的技术。

然而，尽管城域以太网的极大优点在于：当前因特网的业务是分组形式的，其具有的缺点在于：不能够提供在点到点环形网或网状拓扑SONET网络中所提供的高速保护机制，这是由于当前大多数城域网具有环形拓扑结构。

另外，以太网还具有的缺点在于：难以具体实现共享环中的带宽时的整个公平机制。已经提出了第二层协议的IEEE 802.17弹性分组环(RPR)，作为通过弥补现有城域网的缺点来在城域网中更高效地传送业务的技术。

在RPR方案中定义了RPR公平机制，从而环中的所有节点能够公平地使用环的带宽。

RPR的所有节点与双重环相连，并且针对两个环，独立地操作介质接入控制(MAC)协议。RPR MAC根据业务的优先级，提供了A类(高优先级)、B类(中等优先级)和C类(低优先级)服务。此外，B类服务划分为遵循约定信息速率(CIR)的业务和不遵循预定CIR的业务。按照与A类业务相同的方式处理遵循CIR的业务，而违反CIR的业务被称为过量介质优先级(eMP)(Excess Medium Priority)业务，并且按照与C类业务相同的方式对其进行处理。

仅上述的eMP和C类业务应用于RPR公平机制。RPR MAC具有addA、addB和addC传输缓存器。

另外，通过addMac传输缓存器，将所有种类的控制业务传送到所述环，以便控制该环。在RPR中的节点具有环状结构，从而每一个节点必须执行用于向目的地节点传送从源节点传送来的业务的过渡节点的作用。

因此，存在两个过渡缓存器，即，RPR MAC中的主过渡队列(PTQ)和次过渡队列(STQ)，以便执行过渡节点的作用。另外，STQ过渡缓存器具有两个阈值，高阈值和低阈值，以发现并控制拥塞。通过PTQ过渡缓存器，将来自上游节点的A类业务传送到下游节点，并且通过STQ过渡缓存器，将来自上游节点的B类和C类业务传送到下游节点。

通过监视由节点的MAC客户端传送来的业务量和从上游节点传送来的C类和eMP业务量，来驱动RPR公平机制，并且该机制具有以下的参数，以便控制这样的业务量。

addRate：测量从其客户端传送到环的C类和eMP业务量。

addRateCongested：测量从其客户端传送到环和传送到发生拥塞的节点之后的下游节点的addRate业务量。

fwRate：测量通过其STQ过渡缓存器传送到环的C类和eMP业务量。

fwRateCongested：测量通过其STQ过渡缓存器传输到所述环并传送到其中已经发生拥塞的节点之后的下游节点的fwRate业务量。

allowedRateCongested：测量传送到已经发生拥塞的节点之后的下游节点的最大addRate业务量。当在下游节点中未出现拥塞时，即，当从下游节点中接收到等于Full值的公平传输速率时，该值间隔地增加。

每一个节点在每一个时效间隔(aging interval)处检查其STQ缓存器。当业务量超过低阈值时，在节点中已经发生了拥塞，并且在公平消息中携带公平速率及其MAC地址，并当完成了当前通告间隔时，将其传送到上游节点。

接收到公平消息的上游节点重新建立其allowedRateCongested值，作为接收到的公平消息的公平传输速率。即，在下一个时效间隔期间，接收到公平消息的节点传输由节点传送来的业务量(C类+eMP)，从而不超过接收到的公平传输速率，从而不会发生拥塞。

即，当减小了由于从上游节点传送来的业务而由节点传送的addRate(C类+eMP)量时，该节点利用公平消息，将减小的AddRate通告给上游节点。已经接收到该公平消息的上游节点控制其传输速率，从而不超过接收到的公平传输速率，并且对其进行设置，从而当减小了从上游节点中输入的业务时，其中已经发生拥塞的节点的addRate再次增加，从而解决了拥塞。

无论何时当完成了被通告的间隔时，RPR网络的所有节点传送公平消息，并且公平消息包括其中最严重地出现了拥塞的节点的公平传输速率、以及其节点的MAC地址，并且按照逐跳的方案，将公平消息传送到上游节点。所传送的公平传输速率是其中当前最严重地出现了拥塞的节点在前一个时效间隔期间已经传输的addRate(C类+eMP)的量。

如上所述，以上所讨论的RPR公平机制具有的问题在于：出现了拥塞，并且在已经解决拥塞之后，未有效地使用可用但未使用的带宽从而带宽使用率较低。

以下的专利的每一个均公开了与本发明共有的特征，但是未教导或提出在本申请中所具体论述的本发明的特征：美国专利申请No.2003/0163593，授予Knightly，标题为“METHOD AND SYSTEMFOR IMPLEMENTING A FAIR，HIGH-PERFORMANCE PROTOCOL，FOR RESILIENT PACKET RING NETWORKS”，公布于2003年8月28日；美国专利申请No.2003/0035371，授予Reed等人，标题为“MEANSAND APPARATUS FOR A SCALEABLE CONGESTION FREESWITCHING SYSTEM WITH INTELLIGENT CONTROL”，公布于2003年2月20日；美国专利申请No.2004/0100984，授予Nam等人，标题为“RESOURCE ALLOCATION METHOD FOR PROVIDING LOADBALANCING AND FAIRNESS FOR DUAL RING”，公布于2004年5月27日；美国专利申请No.2004/0032826，授予Sridhar，标题为“SYSTEMAND METHOD FOR INCREAS ING FAIRNESS IN PACKET RINGNETWORKS”，公布于2004年2月19日；以及美国专利申请No.2004/0103179，授予Damm等人，标题为“TOPOLOGYMANAGEMENT OF DUAL RING NETWORK”，公布于2004年5月27日。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种利用RPR公平机制来分配带宽的方法，其中，将未使用但可用的带宽有效地分配给当前正在传送业务的节点，从而增加了总带宽使用率，并且平均地将未使用但可用的带宽分配给当前正在传送该业务的节点，从而保持公平。

此外，本发明的目的是提出一种可由机器读取的程序存储设备，确实地具体实现了可由机器执行的程序指令，以执行以上所提到的方法。

根据本发明的一个方面，当出现拥塞时，将在一个时效间隔期间，将节点已经传送到环的业务量与标识符一起记录在公平消息中，作为要通告给其自身上游节点并存储的公平传输速率。测量并存储在时效间隔期间从上游节点传送来的业务量。当已经解决了拥塞时，参考最近通告的第一公平传输速率和从上游节点传送来的业务量，计算可用带宽，并且计算公平传输速率，以便公平地向上游节点有效分配可用带宽，从而将公平传输速率传送到上游节点。上游节点根据该公平传输速率来传输业务。通过这样做，当在节点中出现拥塞并解决时，能够有效地使用可用带宽，而没有任何时延。

附图说明

当结合附图来考虑时，通过参考以下详细描述，本发明的更完整的意图及其许多附加优点将变得更加明显，并且将得到更好地理解，在附图中，相同的参考符号表示相同或相似的组件，其中：

图1是RPR的MAC结构的视图；

图2是通过利用RPR公平机制来分配带宽的方法，将公平传输速率传送到上游节点的处理的视图；

图3是通过利用RPR公平机制来分配带宽的方法，在解决拥塞之后的带宽分配的流程图；

图4是通过利用RPR公平机制来分配带宽的方法的带宽使用的曲线图；

图5是根据本发明实施例的利用RPR公平机制来分配带宽的方法的带宽分配的流程图；

图6是RPR仿真网络结构视图，用于测试根据本发明实施例的利用RPR公平机制来分配带宽的方法的性能；

图7是在RPR仿真中的业务传输流程图，用于测试根据本发明实施例的利用RPR公平机制来分配带宽的方法的性能；

图8是当启用/断开总周期是1000Φ_S时，在传送业务的情况下，将另一方法与根据本发明实施例的RPR公平机制相比的带宽使用率比较曲线图；

图9是当传送比值为1∶2的启用/断开业务时，将另一方法与根据本发明实施例的RPR公平机制相比的带宽使用率比较曲线图；

图10是当传送比值为X∶3的启用/断开业务时，将另一方法与根据本发明实施例的RPR公平机制相比的带宽使用率比较曲线图；以及

图11是在图8中的仿真中，节点6、0和1的带宽使用率的曲线图。

具体实施方式

RPR MAC具有addA、addB和addC传输缓存器，如图1所示，用于传送具有如上所述彼此不同的三个优先级的业务，并且通过阶段缓存器，将三种业务传送到所述环。

图2是通过利用RPR公平机制的带宽分配方案，将公平传输速率传送到上游节点的处理的视图。

在节点1、2、3和4向节点5传送业务的处理中，当在节点4中出现拥塞时，节点4将其公平传输速率和MAC地址记录在公平消息中，并且在已经完成了当前的通告间隔之后，将所述消息传送到节点3。已经接收到该消息的节点3重新建立其allowedRateCongested值，作为从节点4接收到的公平传输速率，并且限制由节点传送来的C类和eMP业务量，从而不超过由节点4传送的公平传输速率。当已经完成了节点3的通告间隔时，节点3在公平消息中携带从节点4中接收到的公平传输速率和MAC地址，并且向节点2传送该消息，以通知节点2在节点4中已经发生拥塞，并且提供公平传输速率。然而，当已经接收到该消息的节点2当前也处于拥塞状态时，将节点2和节点4之间更拥塞的节点的公平传输速率传送到节点1。因此，节点2将其自身公平传输速率与节点4中的公平传输速率进行比较，并且选择具有更小值的公平传输速率。由于该公平传输速率具有更小的值，因此，在节点的前一个时效间隔期间所传送的addRate量较小。即，由于已经发生了严重的拥塞，已经将更少量的业务传送到所述环。因此，节点2在公平消息中携带其自身公平传输速率和MAC地址，并将该消息传送到节点1。当在如上所述的RPR网络中出现了拥塞时，可以按照其中已经出现拥塞的节点的公平传输速率来控制该拥塞。

在其中已经发生了拥塞的节点中已经解决拥塞之后，通过向上游节点通告等于FULL值的公平消息，所述节点提供当前网络没有拥塞的通知。已经接收到FULL值的公平传输速率的上游节点增加其allowedRateCongested值。即，无论何时当上游节点从其下游节点中接收到等于FULL值的公平传输速率时，其增加其业务传输的量。可以通过以下数学表达式来获得增加的业务量ΔR。

[数学表达式1]

ΔR＝(MAX_ALLOWED_RATE-allowedRateCongested)/RAMPCOEF

MAX_ALLOWED_RATE是节点在一个时效间隔期间能够传送的C类和eMP业务的最大量，并且RAMPCOEF是基本值4。

[数学表达式2]

new_allowedRateCongested＝previous_allowedRateCongested+ΔR

由上述数学表达式2定义了在下一个时效间隔期间已经接收到具有FULL值的公平消息的节点能够传送的最大业务量。其是前一个时效间隔的allowedRateCongested加上从数学表达式1中所获得的ΔR量的和。即，已经接收到具有FULL值的公平消息的节点能够传送比在前一个时效间隔期间所传送的业务多从所述表达式1中获得的ΔR量的业务。

图3是在通过利用RPR公平机制的带宽分配方案解决拥塞之后，带宽分配的流程图。参考图3，拥塞出现在节点3，然后在节点3中解决，并且节点3在公平消息中携带了等于FULL值的公平传输速率，并且将其传送到节点1和2(S1)。节点1和2已经接收到等于FULL值的公平传输速率，并且利用其当前allowedRateCongested值，计算在下一个时效间隔中所要增加的业务ΔR，如由数学表达式1所定义的，并且通过将ΔR与当前的allowedRateCongested值相加，计算在下一个时效间隔期间要传送的总的业务allowedRateCongested，如由数学表达式2所定义的。

在已经完成了当前的时效间隔之后，节点1和2通过重新建立在下一个时效间隔期间的allowedRateCongested，来传送业务(S2和S3)。节点3已经从节点1和2接收到比前一个时效间隔的业务多ΔR的的业务，并且检查其自身的STQ缓存器，并且当业务量并未超过低阈值时，由于还未出现拥塞，节点3再次向节点1和2传送具有FULL消息的公平消息(S4)。节点1和2再次接收具有FULL值的公平消息，并且利用数学表达式1和2来增加其业务传输的量(S5和S6)。当在节点3中未出现拥塞时，节点3持续地向其上游节点传送等于FULL值的公平传输速率(Sn)，并且已经接收到等于FULL值的公平传输速率的上游节点继续有规律地增加其业务传输的量(Sn+1和Sn+2)。当上游节点继续有规律地增加业务传输的量时，在节点3中再次出现拥塞，并且节点3计算其自身的公平传输速率，并且将其传送到节点1和2，从而可以控制拥塞。

在以上定义的RPR公平机制中，当在节点中出现拥塞时，可以按照在其中已经出现拥塞的节点中计算出的公平传输速率，来控制上游节点的传输量，从而节点可以避免拥塞。

当从已经出现拥塞的节点中解决了拥塞时，该节点向上游节点传送具有FULL值的公平消息，并且通知其当前未出现拥塞，而且，已经接收到具有FULL值的公平消息的上游节点有规律地增加其业务传输的量。

然而，以在前一个时效间隔期间已经传送的业务量的预定比率，来简单地增加业务量，而不必考虑当前可用的带宽。即，尽管使用非常多的带宽，当前传送该业务的节点还是浪费了带宽。这些节点具有的问题在于：由于未有效地使用当前未使用但可用的带宽，因此，存在效率低下的带宽使用。

图4是通过利用以上所讨论的RPR公平机制的带宽分配方案的带宽使用的曲线图。参考图4，当节点0和1向下游节点2传送业务时，每一个节点0和1的allowedRateCongested值发生变化。节点0以贪婪的方式向节点2传送业务，并且节点1以100兆比特每秒的速率向节点2固定地传送业务。由于节点1以100兆比特每秒的速率固定地向节点2传送业务，节点1的allowedRateCongested值保持在100兆比特每秒的速率。当节点0向节点2传送极大的业务量时，在节点1中出现拥塞。其中出现拥塞的节点1向节点0传送100兆比特每秒的其公平传输速率，并且已经从节点1接收到100兆比特每秒的公平传输速率的节点0将其传输速率减小到100兆比特每秒，从而节点1避免了拥塞。然而，当节点1避免了拥塞时，将等于FULL值的公平传输速率传送到节点0。即使未使用但可用的带宽是500兆比特每秒，已经接收到等于FULL值的公平传输速率的节点0的传输速率逐渐增加，从而出现了带宽使用率较低的问题。

现在，下文中将参考附图更完整地描述本发明，其中，示出了本发明的典型实施例。然而，本发明可以按不同的形式来具体实现，而不应该构造为局限于这里所阐述的实施例。然而，提供了这些实施例，从而该公开将彻底且完整，并且将完整地向本领域的技术人员传达本发明的范围。在附图中，为了简明，夸大了层和区域的厚度。在整个说明书中，相同的数字表示相同的组件。

与RPR网络相连的所有节点在每一个时效间隔，检查其STQ缓存器，然后确定业务量是否超过了低阈值。即，确定在任一个节点中是否出现了拥塞。

如果一个节点的STQ缓存器业务量超过了低阈值，则在该节点中已经出现拥塞，并且该节点记录其addRate，即，该节点在当前时效间隔期间传送到环的C类和eMP业务的量、以及在具有作为公平传输速率的业务量的公平消息中的其MAC地址，并且当当前通告间隔已经完成时，将其通告给其上游节点。

此时，该节点记录并保持该节点最近已经通告的公平传输速率。另一方面，已经从其自身下游节点接收到公平消息的上游节点将其allowedRateCongested值重新建立为所接收到的公平传输速率。即，上游节点将其传送的业务量减小到所接收到的公平传输速率。当减小了由上游节点传送到环的业务量时，其中已经出现拥塞的节点的STQ缓存器的业务量不会超过低阈值，因此，在节点中已经解决了拥塞。

在已经解决拥塞之后，不传送通过在公平消息中简单地携带FULL值，该节点再次通告给其上游节点的公平传输速率。作为替代，考虑到当前未使用但可用的带宽，将其剩余带宽公平地分配给上游节点，并且计算公平传输速率，以最大使用剩余带宽。其中已经出现拥塞的节点记录并保持节点最近已经通告的公平传输速率。

此外，还测量在当前的时效间隔期间传送到其STQ缓存器的业务量，并且对其进行记录和保持。因此，当以节点最近通告的公平传输速率来区分在当前时效间隔期间传送到STQ缓存器的业务量时，能够预测多少上游节点当前已经向节点传送了业务，这是由于上游节点传送了与已经出现拥塞的节点在其公平传输速率中已经通告的业务同样多的业务。

接下来，其中已经出现拥塞的节点计算正在使用当前总带宽中的多少带宽，并且当前总带宽中的多少带宽未使用但可用。如果将包括已经出现拥塞的节点的、正在传送当前业务的上游节点的数量乘以最近通告的公平传输速率，则可以确定使用了当前总带宽的多少带宽，并且多少带宽未使用但是可用。因此，其中已经出现拥塞的节点能够向当前正在传送业务的节点分配当前未使用但可用的带宽。

然而，当将当前未使用但可用的总带宽总体地分配给正在传送业务的节点时，在下一个时效间隔期间，将再次出现拥塞。因此，仅公平地将当前未使用但可用的带宽的一半分配给当前正在传送业务的节点。

这样的操作可以表达如下。

[数学表达式3]

N＝R/F

M＝M-(N+1)*F

f＝(m/2)/N

M：环的总带宽；m：当前未使用但可用的带宽量；F：最近传送到上游节点的公平传输速率；f：在已经解决拥塞之后的公平传输速率；N：在节点中已经出现拥塞之后正在向节点传送业务的上游节点的数量；以及R：传送到在当前时效间隔期间已经出现拥塞的节点的STQ缓存器的业务量。

无论何时当已经完成了时效间隔时，利用上述表达式将未使用但可用的带宽继续分配给节点。然而，为了使波动最小，当使用了大于总带宽的95％的带宽时，将等于FULL值的公平传输速率传送到上游节点，并且以数学表达式1中所定义的增加比率来增加业务传输量，从而不会频繁出现拥塞。

图5是根据本发明的实施例，利用RPR公平机制来分配带宽的方法的带宽分配的流程图。链路的总带宽是600兆比特每秒，并且节点1、2和3向节点4传送业务。节点3以100兆比特每秒的固定传输速率，向节点4传送业务。此时，如果由于在节点3中出现拥塞(S11)，将100兆比特每秒的公平传输速率传送到上游节点，则在下一个时效间隔期间，节点1和2向环传送100兆比特每秒的业务(S12和S13)。因此，当将200兆比特每秒的业务输入到节点3的STQ缓存器，并且以节点3所通告的100兆比特每秒的公平传输速率来分割该量时，预测两个上游节点当前正在向节点3传送该业务。

此外，当将输入到STQ缓存器的业务量添加到由STQ缓存器传送来的业务上时，能够知道当前总带宽中的多少带宽正在使用，并且多少带宽未使用但可用。因此，应该理解，根据数学表达式3，使用了300兆比特每秒的带宽，并且当前可用带宽是300兆比特每秒。

因此，由于在下一个时效间隔期间，能够向当前正在传送业务的节点1和2另外分配150兆比特每秒，即可用的300兆比特每秒的1/2，也就是，向节点1和2中的每一个分配75兆比特每秒，将再次通告的公平传输速率按照175兆比特每秒传送到节点1和2(S14)。因此，在下一个时效间隔期间，节点1和2分别向所述环传送175兆比特每秒(S15和S16)，并且节点3也向所述环传送100兆比特每秒。因此，应该理解，当前正在使用450兆比特每秒的带宽，并且150兆比特每秒的带宽是可用的。

另外，能够分别向节点1和2另外分配75兆比特每秒，即，75兆比特每秒是150兆比特每秒的1/2，也就是，向节点1和2中每一个分配38兆比特每秒。因此，再次通告的公平传输速率是成为175兆比特每秒加上38兆比特每秒的213兆比特每秒(S17)。

将通过另一RPR公平机制来分配带宽的方法的性能和根据本发明来分配带宽的方法的性能进行比较，并且利用仿真来进行评估。仿真利用了网络仿真器版本2。

图6是RPR仿真网络结构的视图，用于测试根据本发明实施例的利用RPR公平机制来分配带宽的方法的性能。

两个环的带宽分别为600兆比特每秒，并且在一个节点和另一节点之间的传播时延是0.1毫秒。所有节点的STQ缓存器尺寸是128千字节，并且低阈值是16千字节(STQ_buffer_size/8)，而高阈值是118784字节(STQ_buffer_size-MTU(9216字节))。另外，所有节点的时效间隔和通告间隔均为100Φ_S。

图7是在RPR仿真中的业务传输流程图，所述仿真用于测试根据本发明实施例的利用RPR公平机制来分配带宽的方法的性能。参考图7，节点6和0以贪婪的方式向节点2传送业务。此外，针对因特网业务当前突发特性，已经出现了指数分布的启用/断开业务。在启用周期期间传送该业务，而在断开期间不传送该业务。节点1以100兆比特每秒的固定传输速率将恒定比特率(CBR)业务传送到节点2。这样，周期性地在节点1中产生拥塞和拥塞解决。

图8是当在启用/断开总周期是100Φ_S的情况下，传送业务时，将另一方法和本发明进行比较的带宽使用率比较曲线。参考图8，当在节点6和0中的启用/断开总周期是1000Φ_S时，在从100Φ_S到900Φ_S的范围内，以100Φ_S来增加启用周期，并且在从900Φ_S到100Φ_S的范围内，以100Φ_S来减小断开周期，所有节点的总带宽使用率得到表达。当启用周期较短而断开周期较长时，如启用/断开周期是100/900Φ_S和200/800Φ_S，从而拥塞几乎不会出现，这里可以看到，另一方法和本发明的带宽使用率是类似的，但是随着启用周期增加而断开周期减小，根据本发明分配带宽的方法的带宽使用率与另一方法的带宽使用率相比变得更好。这是由于随着启用周期增加和断开周期减小，拥塞出现得越来越多，并且在根据本发明的分配带宽的方法中，在已经出现拥塞之后，更有效地使用了带宽。

图9是当传送比值1∶2的启用/断开业务时，将另一方法和本发明进行比较的带宽使用率比较曲线图。参考图9，在将其启用/断开比值设置为1∶2并且增加启用/断开周期的同时，当两个节点6和0传送业务时，示出了这些节点的总带宽使用率。这里，可以看到，根据本发明来分配带宽的方法的带宽使用率高于另一方法的带宽使用率。然而，在将启用/断开间隔保持为1∶2的同时，当增加启用/断开周期时减小了总带宽使用率的原因在于：即使启用/断开间隔相同均为1∶2，但是，随着启用周期的增加，拥塞出现得越来越多。

图10是当传送比值为X∶3的启用/断开业务时，将另一方法和本发明进行比较的带宽使用率比较曲线图。参考图10，在将断开周期设置为300Φ_S，并且在从100Φ_S到1000Φ_S的范围内，以100Φ_S来增加启用周期的同时，当节点6和0传送该业务时，所有节点的总带宽比率得到表达。这里，能够确认，根据本发明分配带宽的方法中的带宽使用率高于另一方法的带宽使用率。

图11是在图8的仿真中的节点6、0和1的带宽使用率的曲线图。参考图11，由于节点1以100兆比特每秒传送固定业务，因此，节点1的带宽使用率具有固定值。然而，随着启用周期增加和断开周期减小，节点6和0的带宽使用率得到增加。此外，由于两个节点具有几乎相同的带宽使用率，这确认了节点6和0通过公平地对其进行分割来使用带宽。

如上所述，本发明提供了一种分配带宽的改进方法，以解决在IEEE 802.17中所定义的RPR公平机制中出现的拥塞问题、以及在已经解决拥塞之后不能够有效地使用带宽的问题。

在根据本发明分配带宽的方法中，当在节点中出现拥塞和解决了拥塞时，其中出现拥塞的节点可以预测当前正在向该节点传送业务的节点的数量，并且可以公平地向当前正在传送业务的节点分配当前可用带宽，从而可以提高带宽使用率。

另外，由于已经出现拥塞的节点继续测量由节点通告的公平传输速率和从上游节点传送到其STQ传输缓存器的业务量，因此，能够知道当前正在向该节点传送业务的上游节点的数量，并且当完成了时效间隔时，能够使用总带宽中的多少带宽。

因此，与其中通过通告等于FULL值的传输速率，使源节点逐渐增加业务传输，而不考虑在已经解决拥塞之后的当前可用带宽的另一方法相比，通过根据本发明以固定比率向源节点分配当前可用的带宽的方法，能够提高带宽使用率。

另外，已经确认，根据利用符合因特网业务当前突发特性的指数分布的启用/断开业务和利用网络仿真器ns-2的性能分析的结果，与各种突发特性的业务传输中的另一方法带宽使用率相比，根据本发明来分配带宽的方法具有更高的带宽使用率。

Claims (12)

1.一种方法，包括：

确定在每一个时效间隔期间，在与RPR(弹性分组环)网络相连的节点中是否已经出现了拥塞；

在确定出现拥塞之后，定义第一公平传输速率，作为所述节点在一个时效间隔期间已经传送到环的第一业务量，以减小从上游节点中输入的业务量，将第一业务量与其自身标识符一起记录在公平消息中，将所记录的量通告给上游节点，并存储所述第一公平传输速率；

测量并存储在一个时效间隔期间根据第一公平传输速率已经减小、并且从上游节点传送来的第二业务量；以及

在已经消除拥塞之后，根据所存储的第一公平传输速率和第二业务量，计算可用带宽，并根据所计算出的可用带宽来确定第二公平传输速率，以及将所述第二公平传输速率传送到上游节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在每一个时效间隔期间确定在与弹性分组环(RPR)网络相连的节点中是否已经出现了拥塞包括：测试所述节点的次过渡队列(STQ)和根据业务量等于和大于低阈值，确定是否已经出现拥塞。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第一业务包括C类(低优先级)业务和eMP(过量介质优先级)业务。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：由以下步骤来确定第二公平传输速率：

计算已经向节点传送第二业务量的上游节点的数量；

参考上游节点的数量，计算当前正在使用的带宽和相对于总带宽的未使用但可用的带宽；以及

确定第二公平传输速率，以便按照可用带宽的固定量来增加从上游节点中输入的业务。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：计算上游节点的数量包括：计算在由所述节点最近通告给所述数量的上游节点的第一公平传输速率分割的当前时效间隔期间，已经传送到次过渡队列(STQ)缓存器的业务量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：计算所述可用带宽包括：

确定通过将包括其中已经出现拥塞的节点和正在向所述节点传送业务的上游节点的节点数量与所述节点最近已经通告的第一公平传输速率相乘而计算出的值，作为当前使用带宽；以及

确定通过从当前总带宽中减去当前使用带宽而计算出的值，作为可用带宽。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于带宽的固定量是可用带宽的1/2。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：确定第二公平传输速率包括：确定通过在前一个公平传输速率上加上正在向节点传送业务的上游节点的数量来分割可用带宽的固定量带宽计算得到的值而计算出的值，作为第二公平传输速率。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：节点标识符是介质接入控制(MAC)地址。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：当当前使用带宽等于或大于总带宽的固定参考值时，向上游节点传送等于FULL值的公平传输速率。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述固定参考值是总带宽的95％。

12.一种可由机器读取的程序存储设备，确实地具体实现了可由机器执行的指令的程序，以执行利用弹性分组环(RPR)来分配带宽的方法，所述方法包括：

确定在每一个时效间隔期间，在与RPR(弹性分组环)网络相连的节点中是否已经出现了拥塞；

在确定出现拥塞之后，定义第一公平传输速率，作为所述节点在一个时效间隔期间已经传送到环的第一业务量，以减小从上游节点中输入的业务量，将第一业务量与其自身标识符一起记录在公平消息中，将所记录的量通告给上游节点，并存储所述第一公平传输速率；

测量并存储在一个时效间隔期间根据第一公平传输速率已经减小、并且从上游节点传送来的第二业务量；以及

在已经消除拥塞之后，根据所存储的第一公平传输速率和第二业务量，计算可用带宽，并根据所计算出的可用带宽来确定第二公平传输速率，以及将所述第二公平传输速率传送到上游节点。

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