CN1886951A

CN1886951A - 被损坏分组的选择性转发

Info

Publication number: CN1886951A
Application number: CNA2004800352611A
Authority: CN
Inventors: J·H·约亚库姆; P·埃德霍尔姆; F·奥代
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd; Apple Inc
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2006-12-27
Also published as: KR101107463B1; US7573872B2; EP1671456A1; EP2515491A1; US20050074002A1; EP1671456A4; EP1671456B1; WO2005034445A1; KR20060090243A

Abstract

本发明协助被损坏分组的转发，而那时这些分组正承载某个类型的内容、如流媒体或数据完整性次要于及时送达的其他时间敏感信息。一旦接收到分组，则关于该分组是否被损坏作出判断。如果该分组被损坏，则尝试确定由该分组所承载的内容的类型，然后基于内容的类型并可能基于该分组的完整性，关于是向该分组的目的地转发该分组还是废弃该分组作出决定。一旦发现被损坏分组并决定要向目的终端路由选择该分组时，则可以沿着正常路径转发该分组或在更适合用于处理被损坏分组的替代路径上发送该分组。

Description

被损坏分组的选择性转发

发明领域

本发明涉及基于分组的通信，并且更具体地说涉及基于分组中承载的内容的类型选择性地转发被损坏分组。

发明背景

在基于分组的通信的新兴世界里，不断增加地使用分组来传输多种类型的内容，包括需要实时送达的流媒体。随着如无线局域网(WLAN)的新技术和传输路径受到干扰的其他接入技术变得更加突显，用于处理被损坏分组的常规规则可能不适用于某些类型的分组内容。

在因特网协议和其他链路层协议内，立即废弃具有校验和错误的分组，校验和错误表示分组被以任何形式损坏。在无线WLAN环境中，许多被损坏分组可能在分组内只具有相对少量的实际比特差错。如果分组内容表示如银行余额的数据，废弃该被损坏分组并请求该分组的重发是必要的，因为分组的重发是用于确保准确传送数据的唯一可行方法。再者，在接收数据时因重发导致的延迟在对数据传送的任何负面影响中极小。相比之下，如果被损坏分组传输应该被实时送达的流媒体，如音频、语音或视频，则分组内的被损坏比特将肯定有负面影响，但是少量错误比特的影响可能不是灾难性的。既然数据是被实时使用，所以重发相对无用，因为分组到达的顺序以及它们相应的延迟在使用和送达内容上是至关重要的。由此，需要处理承载时间敏感信息而数据的完整性次要于及时送达的分组的新技术。

发明概述

本发明协助被损坏分组的转发，那时这些分组正承载某个类型的内容、如流媒体或数据完整性次要于及时送达的其他时间敏感信息。一旦接收到分组，则关于该分组是否被损坏作出判断。如果该分组被损坏，则尝试确定由该分组所承载的内容的类型，然后基于内容的类型并可能基于该分组的完整性，关于是向该分组的目的地转发该分组还是废弃该分组作出决定。上述分组处理可以在任何数量的分组转发装置中提供，分组转发装置的范围从协助在接入网上与始发或目的终端通信的边缘装置到在耦合接入网的分组网络内路由选择该分组的中间装置。损坏的检测和内容类型的确定可以在对于给定分组彼此协同操作的相同或不同装置中进行。一旦发现被损坏分组并决定要向目的终端路由选择该分组时，则可以像是未被损坏地沿着正常路径转发该分组或在更适合用于处理被损坏分组的替代路径上发送该分组。在一个替代实施例中，可以修改该分组以包括该分组被损坏的指示来协助装置路由选择或处理该分组。

在结合附图阅读下文优选实施例的详细说明之后，本领域技术人员将理解本发明的范围并认识到它的附加方面。

附图简述

结合于本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本发明的若干方面，并连同说明书来解释本发明的原理。

图1是根据本发明一个实施例的通信环境的框图表示。

图2是概述根据本发明一个实施例用于选择性转发被损坏分组的基本进程的流程图。

图3是根据本发明一个实施例的转发装置的框图表示。

优选实施例的详细说明

在依据附图阅读下文说明时，本领域技术人员将理解本发明的概念以及将认识到未在本文中具体陈述的这些概念的应用。应该理解这些概念和应用落在本公开和所附权利要求书的范围内。

按本文所述，基于被损坏分组中承载的内容的类型来选择性地转发这些分组。在优选实施例中，承载送达是时间敏感的内容的分组，如对时延、抖动、分组到达顺序或其他对正确重构流内容至关重要的其他参数敏感的内容，即使它们被损坏，仍可以被转发，其中内容的完整性比送达的及时性更关键的分组被丢弃。位于分组的目的地的实体或沿途上的某个中间实体则将有选择地尝试修复、使用或废弃被损坏分组。可以直接使用分组的内容，或以努力校正错误或最小化其影响来处理分组的内容。

参考图1，示出通信环境10，其中当分组被损坏时可以基于分组内承载的内容的类型来选择性地转发分组而不是废弃分组。通信环境10包括分组网络12和多个接入网14，它们协作以使始发终端16可以将分组送达到目的终端18。分组网络12和接入网14将包括任何数量的分组转发装置和任何数量的中间装置22或与任何数量的分组转发装置和任何数量的中间装置22相关联，分组转发装置可以包括将接入网14连接到分组网络12的边缘装置20，中间装置22有效地贯穿分组网络12将分组从一个边缘装置20转发到另一个。分组网络12还可以包括备选处理装置24，它可以任选地实施为，当未配备其他分组转发装置来提供以定义的方式处理或转发被损坏分组的这种处理功能时，以定义的方式处理或转发被损坏分组。备选处理装置24在说明书中稍后描述。

通信环境10可以采取多种形式，其中各种分组转发装置可以协助彼此之间以及与始发终端16和目的终端18的有线或无线通信。例如，接入网14可以是蜂窝网络或无线局域网。在这种实施例中，边缘装置20可以是蜂窝网络基站或移动交换中心以及无线局域网(WLAN)调制解调器或诸如此类的接入点。再者，边缘装置20可以在各种有线类型的装置中实施，如路由器、防火墙和服务器。本领域技术人员将认识到边缘装置的无线实施。中间装置22可以采取路由器、交换机或充当两个其他分组转发装置之间的转发中介的其他实体的形式。备选处理装置24可以采取相似的形式。

根据实施例，在始发终端16和目的终端18之间传输的分组可以包括各种类型的内容，包括数据或如音频、视频和语音的流媒体。虽然本领域技术人员将认识到其他类型的内容，但是通常可以将分组的内容划分成两种类型。第一类型是完整性不可被损害的数据。由此，内容的完整性占有优先。第二类型的内容，如流媒体，它对时间和接收它的顺序比内容本身的完整性更敏感。虽然内容完整性是重要的，但是可以证明因损坏而丢失或废弃的分组产生比少量破坏的比特更大的问题。内容的始发地或目的地不限于接入网的边缘且可以存在于分组网络内的在适当时流传输或捕获内容的媒体服务器的装置中。

与废弃任何被损坏分组的目前实践相对照，本发明可以在任何分组转发装置上实施并操作以转发内容属于对完整性欠敏感而对及时送达较敏感的类型的被损坏分组。随着分组从始发终端16传送到目的终端18，分组转发装置中的各种装置将配置为判断分组是否已被损坏或以其他形式被破坏。不是自动丢弃该分组，而是分组转发装置将尝试确定分组的类型并以常规方式丢弃该分组或向目的终端18转发该分组。以此方式，可以通过分组网络12依次转发具有选择类型的内容的被损坏分组并继续转发到目的终端18。在一个实施例中，每个分组转发装置将系统地针对损坏来分析该分组，并基于其中的内容判断是否要转发该分组。可以不作更改地转发该分组，或可以将其封装在新分组中，然后再转发。根据该分组的损坏，只是转发该分组而不作更改(在此情况中该分组可以具有第2层、IP和UDP校验和的形式的隐含指示，指示它被损坏)，由此忽略该损坏或将被损坏分组封装为新的未损坏分组中的有效负载，这是可能的。或者，检测损坏的第一分组转发装置可以修改该分组以包括指示该分组已被损坏的某种类型的显式标记，并继续向目的终端18转发该分组，其中后续的分组转发装置将能够确定该分组被损坏但是根据损坏标记应该将其转发到目的终端18。

参考图2，示出根据本发明一个实施例用于转发分组的示范进程。开始时，分组转发装置将在到目的终端18的途中接收分组(步骤100)，并判断该分组是否被损坏(步骤102)。该分组的损坏可以是在报头中、有效负载中或二者兼有。用于确定损坏的一种技术是将该分组与该分组内所包括的校验和中的一个或更多比较。注意，该分组中可以提供多个校验和，其中不同的校验和对应于各种协议层。当判断分组是否被损坏时，可以检查在当前使用的转发层的校验和以及在其他层的校验和。本领域技术人员将认识到可针对错误分析分组的任何技术可以用于确定该分组被损坏。

如果该分组被损坏(步骤104)，且在报头中有损坏(步骤106)，则作出判断以查看报头中的损坏是否是可校正的(步骤108)。如果报头中的损坏无法被校正，则废弃该分组(步骤110)。如果报头可被校正，则校正报头(步骤112)。如果报头未被损坏(步骤106)或已校正被损坏报头，则下一步取决于有效负载是否被损坏(步骤114)。如果没有对该分组的有效负载的损坏(步骤114)，则向该分组的目的地转发该分组(步骤116)。如果有效负载被损坏(步骤114)，则分析该分组以确定该分组中所承载的内容的类型(步骤118)。

可以使用多种技术来检测该分组中所承载的内容的类型。例如，用于传输的协议的类型可以确定内容类型。例如，如果使用实时协议(RTP)，则内容类型将可能是流媒体类型，它对及时送达比数据完整性更敏感。虽然RTP是第3层协议，操作以在第1层或第2层协议层转发该分组的分组转发装置可以分析当前使用的层以外的其他层，以检测或以其他形式确定该分组中所承载的内容的类型。再者，某些协议可以包括指示分组报头或有效负载中的和在任何协议层的内容类型的标记。由此，分组转发装置可以配置为针对表示内容类型的标记分析该分组。再者，当报头中的信息不足以确定内容类型时，还可以使用对该分组内所承载的数据的配置的分析来确定内容类型。本领域技术人员将认识到可以通过以下操作来确定内容类型：分析该分组的任何部分并查看在协议栈中任何层使用的任何类型的协议来协助确定内容类型而不管当前正处理该分组的层。

如果因该分组的损坏而无法确定内容类型或内容类型不属于对及时送达敏感的第一类型或完整性是强制要求的(步骤120)，则废弃该分组(步骤110)，并且对下一个输入分组重复该进程。如果内容属于对及时送达敏感而对完整性欠敏感的类型(步骤120)，可以通过提供指示该分组被损坏的标记来任选地封装或标记该分组为被损坏(步骤122A和122B)，然后向目的终端18转发该分组(步骤116)。注意，标记被损坏分组是任选的。当未标记被损坏分组时，每个后续转发装置将只是单独或结合另一个装置来提供上述进程，以判断该分组是否被损坏以及是否应该向目的终端18转发该被损坏分组。如果标记了分组，则后续转发装置将优选地能够检测用于标记的标记并继续转发进程。另外，重复上述进程。如果封装该被损坏分组，则后续转发装置将把该错误的分组视为新分组的正确有效负载。

再者，上述功能可以分布在多个装置之中，其中第一分组转发装置、如中间装置22或边缘装置20可以确定该分组被损坏，然后将该分组转发到备选处理装置24，以判断应该向目的终端18转发该被损坏分组还是将其废弃。除了分布式处理外，分组转发装置还可以使用备选路由来路由选择即使被损坏也应该向目的终端18转发的被损坏分组。当正常路由可能不包括能够转发被损坏分组的分组转发装置时，使用备选路由是有益的。由此，备选路由可以是其中分组转发装置能够选择性地转发第一类型的被损坏分组的那些路由。

现在转到图3，示出根据本发明一个实施例的分组转发装置。分组转发装置将通常包括具有足够用于存储配置为提供上述功能的软件30的存储器28的控制系统26。控制系统26还与一个或更多通信接口32相关联，具体视分组转发装置的配置及它在通信环境10内的位置而定。例如，如果分组转发装置是边缘装置20，则通信接口32可以包括能够经分组网络12接收和发射分组的第一接口，以及用于协助经适当的接入网14与始发终端16或目的终端18通信的第二接口。第二通信接口32可以是各种配置的蜂窝接口、WLAN接口或有线接口。配置为中间装置22或备选处理装置24的分组转发装置可以具有配置为往返于其他中间装置22和备选处理装置24以及边缘装置20之间传送分组的一个或更多通信接口32。如前所述，可以将提供用于确定分组损坏、确定正传输什么内容以及要采取什么操作的功能的软件分布在多个协作装置中，它们全部可以具有图3所示的基本结构。

虽然参考某些实施例以及一般相关联的方法来描述本公开，但是通过本公开的讲授内容可以理解这些实施例和方法的改变和替换。因此，示范实施例的上述说明并不限定或约束本公开。在不背离由如下权利要求书限定的本公开的精神和范围的前提下，其他更改、替代、改进、修改和改变是可能的。

Claims

1.一种用于转发被损坏分组的方法，包括：

a)接收分组；以及

b)当所述分组被损坏时：

i)判断所述分组是否具有第一类型的内容；以及

ii)如果所述分组具有所述第一类型的内容，则向目的装置转发所述分组。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在从始发装置到所述目的装置的途中接收所述分组，所述方法还包括判断所述分组是否被损坏。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于当所述分组被损坏且不具有所述第一类型的内容时，还包括废弃所述分组。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于确定所述分组被损坏包括对照所包括的校验和来检查所述分组的完整性。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于在一个协议层转发所述分组，以及在不同的协议层提供所述校验和。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于当所述分组被损坏时，还包括将所述分组封装为新分组中的有效负载，并经所述新分组向目的地转发所述分组。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于当所述分组被损坏时，还包括在所述分组中提供所述分组被损坏的指示。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于当所述分组被损坏时，在备选路径上转发所述分组，所述备选路径不同于本来是转发未损坏分组的路径。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一类型的内容是送达为时间敏感的内容。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一类型的内容是语音内容。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一类型的内容是视频内容。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一类型的内容是音频内容。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一类型的内容是流媒体。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于确定所述分组具有所述第一类型的内容包括，将用于传输所述内容的协议标识为与所述第一类型的内容相关联的协议。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述用于传输所述内容的协议位于不同于转发所述分组的层的层。

16.如权利要求1所述的方法，还包括判断所述分组的报头是否被损坏，并校正所述报头，或如果所述报头无法被校正，则废弃所述分组。

17.一种能够转发被损坏分组的分组转发装置，包括：

a)至少一个通信接口；以及

b)控制系统，与所述至少一个通信接口相关联且适于：

i)接收分组；以及

ii)当所述分组被损坏时：

A)判断所述分组是否具有第一类型的内容；以及

B)如果所述分组具有所述第一类型的内容，则向目的装置转发所述分组。

18.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于在从始发装置到所述目的装置的途中接收所述分组，所述控制系统还适于判断所述分组是否被损坏。

19.如权利要求18所述的分组转发装置，其特征在于当所述分组被损坏且不具有所述第一类型的内容时，所述控制系统还适于废弃所述分组。

20.如权利要求18所述的分组转发装置，其特征在于为了确定所述分组被损坏，所述控制系统还适于对照所包括的校验和来检查所述分组的完整性。

21.如权利要求20所述的分组转发装置，其特征在于在一个协议层转发所述分组，以及在不同的协议层提供所述校验和。

22.如权利要求18所述的分组转发装置，其特征在于当所述分组被损坏时，所述控制系统还适于将所述分组封装为新分组中的有效负载，并经所述新分组向目的地转发所述分组。

23.如权利要求18所述的分组转发装置，其特征在于当所述分组被损坏时，所述控制系统还适于在所述分组中提供所述分组被损坏的指示。

24.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于当所述分组被损坏时，在备选路径上转发所述分组，所述备选路径不同于本来是转发未损坏分组的路径。

25.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述第一类型的内容是送达为时间敏感的内容。

26.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述第一类型的内容是语音内容。

27.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述第一类型的内容是视频内容。

28.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述第一类型的内容是音频内容。

29.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述第一类型的内容是流媒体。

30.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于为了确定所述分组具有第一类型的内容，所述控制系统还适于将用于传输所述内容的协议标识为与所述第一类型的内容相关联的协议。

31.如权利要求30所述的分组转发装置，其特征在于所述用于传输所述内容的协议位于不同于转发所述分组的层的层。

32.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述分组转发装置是边缘装置。

33.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述分组转发装置是中间装置。

34.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述分组转发装置是备选处理装置。

35.如权利要求17所述的分组转发装置，其特征在于所述控制系统还适于判断所述分组的报头是否被损坏，并校正所述报头，或如果所述报头无法被校正，则废弃所述分组。

36.一种用于转发被损坏分组的系统，包括：

a)用于在从始发装置到目的装置的途中接收分组的部件；

b)用于判断所述分组是否被损坏的部件；

c)用于当所述分组被损坏时判断所述分组是否具有第一类型的内容的部件；

d)用于如果所述分组被损坏且具有所述第一类型的内容则向目的装置转发所述分组的部件；以及

e)用于当所述分组被损坏且不具有所述第一类型的内容时废弃所述分组的部件。