CN1910856A - 以太网区分服务 - Google Patents

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Abstract

一种网络，包括配置为使用帧的以太网报头中的一组比特定义每一跳行为的边缘节点；以及配置为接收帧并且基于该组比特中指示的每一跳行为前转帧的核心节点。网络可以还包括定义的区分服务类型组，每个区分服务类型与在一组优先级比特中指示的一组每一跳行为联系。网络基于以太网帧的帧报头中至少一个协议层中的一组优先级比特和信息中的至少一个对以太网帧进行分类，并基于分类确定每一跳行为。

Description

以太网区分服务
技术领域
本发明涉及以太网网络中的服务支持质量。
背景技术
以太网是一种广泛安装的局域网(LAN)技术。以太网技术成本有效，容易配置，并且广泛地为网络管理员所理解。以太网技术正越来越多地被配置在服务供应商城域网络和广域网络中。以太网在供应商网络中的成功取决于它提供可以保证带宽，延迟，损失以及不稳定信号要求的服务层级协议(SLA)给终端用户的能力。服务供应商可以提供具有不同的服务质量(QoS)特征和性能保证的多种服务。
在IEEE 802.3标准中规定了基本以太网技术。传统上，以太网并不包括QoS能力。最近，IEEE引入了能够定义直到8种服务等级(CoS)的用户优先级能力。用户优先级能力通常称为p比特(p-bit)。p比特携带在802.1Q标签中，意图用于区分不同的服务等级。
一个以太网网络可以包括多个客户边缘(CE)设备，交换器和路由器。这些设备可以通过以太网协议和/或其它网络技术和协议相互通信。
发明内容
在一个方面，一种用于调节以太网流量的方法，包括：接收以太网帧；基于以太网帧的帧报头中的一组优先级比特对以太网帧进行分类；以及基于该分类确定该帧的每一跳行为。
实施例可以包括下列的一个或者多个。该组比特可以包括以太网报头中的一组p比特。设定该组比特可以包括根据核心网络技术将以太网每一跳行为映射到帧中的一组比特。设定该组比特可以包括根据核心网络技术将以太网每一跳行为映射到一组连接。
方法可以还包括计量帧。计量帧可以包括修改帧的丢弃优先级和每一跳行为。方法可以还包括基于每一跳行为确定帧的前转处理或者基于每一跳行为丢弃帧。方法可以还包括基于分配的PHB标记帧。方法可以还包括基于分配的PHB对帧进行整形。
方法可以包括对帧进行规划以在以太网网络上传送。规划可以包括基于PHB分配链接带宽。规划可以包括在多个虚拟局域网(VLAN)中分配链接带宽，VLAN包括多个E-DIFF流量类型；以及基于优先级比特在多个局域网的至少一个VLAN类型中分配为多个虚拟局域网分配的带宽的部分。规划可以包括在一组服务类型中分配带宽；在至少一个特定服务类型中分配为该组服务类型分配的带宽的部分，服务类型包括多个VLAN类型；以及基于优先级比特在特定VLAN类型中分配为特定服务类型分配的带宽的部分。
前转处理可以基于以太网区分服务类型。以太网区分服务类型可以包括下列中至少一个：以太网加速前转(E-EF)，以太网确保前转(E-AF)，以太网类型选择器(E-CS)，以及默认前转(E-DF)。确定前转处理可以包括基于网络需求和应用程序需求确定附加的每一跳行为。
帧可以包括可以用于CoS指示的规范格式指示器(CFI)比特。基于与优先级比特的组合联系的一组预定标准对帧进行分类可以包括基于与优先级比特的组合以及CFI比特联系的一组预定标准对帧进行分类。优先级比特可以包括拥塞指示。拥塞指示可以包括前转拥塞指示和后转拥塞指示中的至少一个。
在另一方面，一种系统包括以太网网络。以太网网络包括配置为使用以太网报头中的一组p比特定义每一跳行为的一组边缘节点；以及配置为基于该组p比特中指示的每一跳行为前转帧的一组核心节点。
在还有另一方面，网络包括第一以太网网络和第二以太网网络。第一以太网网络包括配置为使用帧的以太网报头中的一组比特定义每一跳行为的边缘节点；以及配置为接收帧并且基于改组比特中指示的每一跳行为前转帧的核心节点。第二网络包括一在第二网络中的第二边缘设备，配置为确定帧的以太网每一跳行为。
实施例可以包括下列的一个或者多个。该组边缘节点可以提供帧的调节。该组核心节点可以根据在p比特中指示的每一跳行为前转帧。该组边缘节点可以包括入口设备和出口设备。该边缘节点可以包括分类器设备，配置为以在p比特中指示的特定每一跳行为标记帧的标记器设备，以及整形器。替代地，该边缘节点可以包括分类器设备，配置为以在p比特中指示的特定每一跳行为标记帧的标记器设备，以及丢包器。该边缘节点也可以包括计量器设备。
该组核心节点可以根据所有每一跳行为的子集前转帧。该组边缘节点可以添加一隧道报头到帧。隧道报头可以包括指示每一跳行为的一组比特。隧道报头可以使用Q-in-Q或者MAC-in-MAC以太网封装方法。系统可以保留原始帧中的信息。
系统可以包括多个以太网域之间的边界节点。边界节点可以在多个网络之间映射帧的每一跳行为。边界节点可以对帧提供流量调节。系统可以还包括为帧设定p比特的用户边缘设备。
在另一方面，一种系统包括以太网网络。以太网网络包括配置为使用帧的以太网报头中的一组比特定义每一跳行为的一组边缘节点；以及配置为基于以太网每一跳行为前转帧的一组核心节点，核心节点使用与边缘节点不同的网络技术。
实施例可以包括下列的一个或者多个。不同的网络技术可以是异步传输模式技术，多协议标记交换技术，帧中继技术和互联网协议技术。该组边缘节点可以根据不同的网络技术将以太网每一跳行为映射到帧中的一组比特。该组边缘节点可以将以太网每一跳行为映射到不同网络技术中的一组连接。系统可以保留原始帧中的信息。该组边缘节点可以封装帧并以隧道传送帧以在核心节点上传送。
在另一方面，一种网络设备包括配置为接收以太网帧并基于以太网报头中的优先级比特对帧分类的行为聚集分类器设备。
实施例可以包括下列的一个或者多个。设备可以基于分类确定带宽轮廓。计量器设备可以基于带宽轮廓计量帧。标记器设备可以以特定的每一跳行为指示标记帧的报头。整形器设备可以从标记器接收帧并基于每一跳行为确定行为。标记器可以将帧中的优先级比特设定为特定组合。
系统还可以包括帧计量器设备。帧计量器设备可以确定一组帧的临时属性。整形器设备可以是丢包器，并且丢包器可以基于每一跳行为丢弃帧。
网络设备可以包括配置为从入口交换器或者另一个核心交换器接收帧的核心交换器。核心交换器可以基于优先级比特中指示的每一跳行为对帧应用特定的前转行为。网络设备可以包括配置为从入口交换器或者核心交换器接收帧的出口交换器。入口交换器可以包括封装设备并且核心交换器是下列中的一个：异步传输模式交换器，多协议标记交换交换器，帧中继交换器或互联网协议路由器。
在一个方面，系统和方法包括：定义一组区分服务类型，每个区分服务类型与一组每一跳行为联系；以及在以太网帧的报头中的一组优先级比特中为以太网帧指示特定的每一跳行为。
实施例可以包括下列的一个或者多个。区分服务类型可以包括以太网加速前转(E-EF)类型。E-EF类型可以要求在特定数量时间内传送帧。区分服务类型可以包括以太网确保前转(E-AF)类型。以太网确保前转(E-AF)类型可以包括基于带宽分配的多个子类型。方法可以包括为E-AF类型分配丢弃优先级。区分服务类型可以包括以太网类型选择器(E-CS)类型。以太网类型选择器(E-CS)类型可以包括多个子类型。方法可以包括对特定的子类分配优先的处理。区分服务类型可以包括一默认前转(E-DF)类型。方法可以包括对E-DF类型的帧分配比来自其它类型的帧低等级的服务。
本发明的上述和其它方面可以提供下列优点中的一个或者多个。
多个方面可以提供能够支持不同服务和性能特征的可扩展以太网区分服务结构。该结构可以提供种类广泛的服务和供应策略。以太网区分服务结构可以允许增量式配置，并允许与非以太网区分服务服从网络节点的协同工作能力。
在访问处使用以太网并在网络核心使用不同的技术的结构变化，提供了允许区分服务跨过异构网络的优点。
以太网区分服务域是在每个域采用不同的以太网区分服务方法和策略，例如不同的p比特解释，PHB的数量/类型等，的多企业和/或供应商网络/片。可以在不同域的边界节点处使用映射或者流量调节。
以太网服务类型(CoS)比特区分节点行为(例如，基于p比特编码在队列和规划层应该如何处理输入的帧)并允许根据特定的节点行为前转帧。以太网的每一跳行为根据p比特的特定分配确定或者编码。p比特还可以包括拥塞信息来指示网络拥塞。
802.1Q VLAN标签控制信息(例如p比特)的特定使用使得可以将区分服务引入以太网技术。p比特的使用允许定义大量确定的每一跳行为(PHB)，每一跳行为确定了以太网帧通过网络的前转处理。
在附图中和下面的说明书中描述了本发明的一个或者多个实施例的细节。本发明的其他特征，目的和优点从说明书和附图以及权利要求中将变得明显。
附图说明
图1是带有标签的以太网帧结构图。
图2是以太网区分服务结构的框图。
图3是包括在网络边缘节点处的设备中的一组元件的框图。
图4是以太网区分服务结构的框图。
图5是以太网区分服务每一跳行为的框图。
图6是使用多队列的基于类型的规划器的框图。
图7是优先级比特分配表格。
图8是具有多个域的区分服务网络的框图。
图9是跨过多个供应商网络的端到端服务的结构图。
具体实施方式
参考图1，示出了一以太网帧示例10。该帧包括报头部分12和数据部分14。报头12包括目的地址16，源地址18，802.1Q标签20，以及协议类型22。在电气工程师协会(IEEE)标准802.1Q中描述了802.1Q标签20。一个以太网帧中的802.1Q标签定义了一个虚拟局域网(VLAN)成员。该标签的称为优先级比特24的三个比特定义用户优先级。三个优先级比特50提供八个组合并描述了最高到8个级别的服务。三个优先级比特可以用于描述帧的每一跳(per-hop)行为。每一跳行为包括，例如，由以太网区分服务结构30中的帧前转设备20施加到帧上的外部可观察的前转行为。
参考图2，示出了以太网区分服务结构30。该结构30基于帧的p比特24定义的每一跳行为前转帧。结构30的一个实施例包括帧前转设备20，该帧前转设备包括入口交换器34，核心交换器38，以及出口交换器46。入口交换器34执行流量调节(traffic conditioning)功能和基于类型的前转功能。核心交换器38包括行为聚集(BA)分类器40以及使用多个队列44的基于类型的出口规划器。根据网络配置以及策略，出口交换器46可以执行与入口交换器34或者核心交换器38类似的功能(或者那些功能的子集)。例如，如果出口交换器46连接到一客户边缘节点，出口交换器46可以执行类似核心节点的前转功能。替代地，如果出口交换器46通过网络一网络接口(NNI)连接到另外一个供应商网络，则出口交换器46根据两个供应商之间的服务合同执行流量调节功能。尽管其它配置是可能的，结构30包括在边缘和网络核心都执行的以太网区分服务功能。
不象在RFC 2475中描述的IP区分服务(DiffServ)结构，图2所示的结构30不使用IP DSCP来指示帧每一跳行为。替代地，结构30使用以太网p比特24来指示帧每一跳行为。结构30假设边缘和核心节点是p比特认知节点，意味着例如，节点可以基于p比特的状态设置、清除和/或处理帧。例如，所有的边缘和核心节点都是可以设置和/或解释p比特的VLAN认知以太网节点。网络核心36可以是诸如在企业网络中常见的以太网网络或者供应商城域以太网网络，并且可以使用某些隧道/聚集技术，诸如Q-in-Q(参见802.1Q标签)、媒体访问控制中的媒体访问控制(MAC-in-MAC，或等价方案)的堆叠虚拟广域网络(VLAN)支持。
结构30区分边缘和网络核心节点功能。即，边缘包括可能包括多域分类，计量，和标记p比特24中的每一跳行为(PHB)的流量调节，以及基于类型的前转。另一方面，边缘功能可能在用户—网络接口(UNI)处，例如在客户边缘(CE)节点和服务供应商之间，或者在网络/域之间的网络—网络接口(NNI)处发生。核心节点36可扩展，并基于帧每一跳行为(PHB)(在p比特中指示)执行简单行为和聚集分类，并基于PHB的值执行基于类型的前转。
参考图3，显示了包括在网络边缘节点一设备中的元件50。例如，一组元件50包括在如交换器34(图2)的入口交换器中。该组元件50包括分类器52，计量器54，标记器56，以及整形器/丢包器58。这些元件50在网络边缘节点执行以太网流量调节功能，以基于预定标准将输入流量分类。
上述分类识别流量并将流量关联到流量对应的带宽轮廓(bandwidthprofile)，以及为流量定义或提供的对应前转处理。分类器52基于帧报头的某些部分的内容(例如，基于p比特)从通信流中选择帧。两种类型的分类器包括行为聚集(BA)以及多域(MF)分类器。BA分类器仅基于p比特对帧进行分类。另一方面，MF分类器基于一个或者多个报头域的组合值来选择帧，上述的报头域包括源和目标地址，p比特，协议ID，源和目标端口号、以及诸如进入接口/连接的其它信息。通常，分类器52(例如行为聚集(BA)分类器或者多域(MF)分类器)用于将匹配规则的帧“指引”到流量调节器的不同元件中进行进一步处理。
帧进入分类器52(如箭头51所示)，可以或者可以不基于服务等级协议来计量。计量过的帧发送到计量器54。计量器54测量分类器选择的帧流的临时属性(temporal property)，并将该属性与流量轮廓进行比较。计量器54将状态信息发送到其它元件来对或者在轮廓内或者在轮廓外的每个帧触发特定的动作。未计量的帧从分类器52发送到标记器56。
标记器56对流量进行标记(或者重新标记)来区分施加到输入帧上的以太网PHB。例如，帧标记器56将帧的特定域设定为特定的p比特组合，将标记的帧增加到一特定行为聚集。标记器56可以配置为将所有收到的帧标记为单个p比特组合，或者可以配置为根据计量器54的状态，将帧标记为用于从PHB组中选择特定PHB的一组p比特组合中的一个。
一个PHB组是一个或者多个PHB的集合，在该集合内所有的PHB上施加了一个诸如队列服务或者队列管理策略的共同限制，而使该集合内的所有PHB可以被同时指定和实现。一个PHB组允许一起指定一组相关的前转行为(例如，4个丢弃优先级)。单个PHB是一PHB组特例。当标记器54改变一个帧中的p比特组合，称其已经“重新标记”了该帧。
重新标记也可以在跨过以太网区分服务域边界发生，诸如用户到网络接口(UNI)或者网络到网络接口(NNI)接口。重新标记可以用于执行PHB映射或者压缩，或者实现p比特的翻译。
如果使用隧道，通常也将外部隧道p比特设定到期望的PHB指示来前转通过聚集的核心。原始以太网帧中的p比特可以通过网络时保留，或者由边缘节点改变。
可以丢弃，整形或者用丢弃优先级指示来重新标记超过它们分配的速率的帧。如同箭头60所示，整形器/丢包器58将这些帧发送到网络之前对流量整形。整形器/丢包器58为了使流符合流量轮廓，丢弃通信流中的部分或者全部帧。这种丢弃有时候称为“管理(policing)”该流。通过将整形器缓存大小设定为零(或者很少)帧，可以将丢包器作为整形器的特例实现。
通常，多域流量分类是基于L1-L7协议层域中任何单独一个或者任何多个的组合。使用的常用L2以太网域为输入以太网接口(端口)，目的/源MAC地址，虚拟局域网标识(VLAN ID或者VID)，以及用户优先级(p比特)。基于目的/源媒体访问控制(MAC)地址，将从特定源起始或者目的是特定目标的所有帧分配到相同的流。从而，基于VLAN ID，具有特定VLAN的所有帧属于相同的流。
替代地，为了服务类型(CoS)功能的目的可以将一组VLAN组合在一起。用户优先级比特(p比特24)为流的标识提供了更精细的颗粒度。
L2以太网域可以结合在一起用于流量分类。常用的组合包括：“端口+p比特”，“VID+p比特”。常用上层域包括IP区分服务，IP源，IP目的，IP协议类型，TCP端口号，UDP端口号。
帧分类器确定帧的前转处理和计量。由边缘节点确定帧的前转处理(例如拥塞控制，排队和规划)包括将PHB分配给需要相同处理的帧组(例如给声音分配E-EF PHB，而给数据分配E-AfxPHB)。计量可以用于确定和增强带宽轮廓/流量协议，验证服务层级协议(SLA)，以及分配节点资源给流。
为了前转和计量的目的，分类功能可以不同。例如，声音和数据通常受到不同的前转处理，但是它们的流量带宽轮廓可以组合为一个单独的流量协议来类似专用线服务。
参考图4，示出了以太网区分服务的另一个例子70。结构70包括一位于以太网网络82和非以太网网络核心86间接口处的入口交换器84。结构70还包括出口交换器88。在该例子中，不同的技术用来将以太网帧前转通过非以太网网络核心86。例如，非以太网网络核心86可以使用异步传输模式(ATM)，多协议标记交换(MPLS)，帧中继(FR)，互联网协议(IP)，或者其它网络协议。
入口交换器84包括分类器72，流量计量器74，标记器76，整形器/丢包器78，以及映射单元80。分类器72，流量计量器74，标记器76，整形器/丢包器78与上面图3中描述的那些对应部分的工作方式类似。映射单元80映射并且封装(encapsulate)以太网帧以便在核心网络86上前转。
图4所示结构70虽然类似于图2所示结构30，然而，结构70在入口处使用以太网技术而在核心86中使用不同的网络技术。其边缘调节功能类似于结构30中的边缘整理功能。边缘节点执行从以太网PHB到核心网86的服务类型映射。很多映射方法是可能的，例如将PHB映射到ATM虚拟通道连接(VCC)(例如，E-EF到恒定比特率(CBR)VCC)，链接状态包(LSP)，IP区分服务核心等。在所有的情况下，通过使用隧道和/或封装技术，以太网帧中的原始信息在经过传输通过核心时得以保留。
在上面的例子中，基于PHB将帧放入类型队列。替代地，可以基于PHB将帧放到具有不同服务级别的不同逻辑或者物理端口或者连接上。
在结构30(图2)和结构70(图4)两者中，边缘CoS功能为帧确定每一跳行为。然而，在结构30中，基于p比特24中指示的每一跳行为前转帧，而在结构70中，基于核心网络技术CoS传输机制前转帧。
参考图5，示出了将节点行为分为如图所示4类的分组90。分组90包括以太网加速前转类92(E-F)，以太网确保前转94(E-AP)，以太网类型选择器(E-CS)，以及以太网默认前转类98(E-DF)。其它的行为分组也是可能的。第一类，称为以太网加速前转类92(E-EF)，主要用于对延迟和丢失敏感的流量。该类适合实现需要在严格的延迟和丢失范围内传送帧的服务，其特征是具有时间限制。到达网络节点并且标记为以太网EF帧的帧，依照时间约束离开该节点(例如，dk-ak小于或者等于tmax，其中ak和dk是第k帧到达和离开节点的时间，而tmax是时间约束)E-EF允许在超过缓存容量时丢弃帧，然而，在该服务中帧损失的几率通常很低(例如10-5-107)。E-EF定义了单次丢弃优先而超过一特定速率的帧被丢弃。对于E-EF帧，不允许重新标记(例如，重新赋给帧丢弃优先级不同的值)。以太网加速前转类92不允许对帧重新排序。
除了根据分配的PHB的前转处理，完整的端对端的用户服务可以包括边缘规则或者调节。例如，“高质”服务等级(也称为虚拟专用线)，使用仅由峰值速率定义的E-EF PHB。该“高质”服务具有低延迟和少损失的性能。E-EF类中的帧可以具有其中聚集帧从区分服务节点的离开速率设定为等于或者超过可配置的值的前转处理。该速率是否可用与共享链接的其它流量无关。此外，边缘规则描述计量和峰值速率整形。例如，计量/管理可以增强峰值速率而丢弃超过峰值速率的帧。计量/管理可以不允许降级或者升级。峰值速率整形可以平滑到网络的流量并将流量转换为恒定速率到达模式。前转行为和边缘规则的组合提供了“高质”服务等级。高质服务队列通常包括一个帧或者很少帧。绝对优先级规划器增加延时性能等级并可以在供应过度的基础上初始地提供。
第二种更复杂的类，称为以太网确保前转(E-AF)94，将流量分为服务类型，并且当网络拥塞时，可以基于丢弃优先丢弃帧。更具体地，E-AF定义了m(m＞＝1)个类型，每个类型具有n(n＞1)个丢弃优先等级。在节点拥塞时，在具有低丢弃优先级的帧之前丢弃具有高丢弃优先等级指示标记的帧。在以太网流量计处，超过它们分配的速率的E-AF帧可能被标记以高丢弃优先等级指示(而不是丢弃)。网络通常不对以高丢弃优先等级指示标记的E-AF帧延长任何性能保证。节点丢弃算法同等地处理相同类型内并且具有相同丢弃优先等级的所有帧。E-AF每一跳行为不允许属于同一流和同一E-AF类型的帧的重新排序。
第三类，称为以太网类型选择器(E-CS)96，提供与遗留交换器的兼容性。以太网类型选择器包括直到8个p比特组合。例如，E-CS7到E-CSO，其中E-CS7分配了最高优先级而E-CSO分配了最低优先级。E-CS帧可以在网络边缘计量。E-CS不允许属于相同CS类型的帧的明显的重新排序。例如，节点将尝试按次序传送CS类型帧，但是不保证重新排序不会发生，特别是在短暂(transient)和错误的情况下。属于同一类型的所有E-CS帧以相同的丢弃优先等级传送。
第四类，默认前转类98(E-DF)适合实现没有性能保证的服务。例如，该类可以提供“最大努力”类型的服务。E-DF帧可以在网络边缘计量。该类型的服务不应该允许属于相同的流的E-DF帧(明显)的重新排序，并且以相同的丢弃优先等级传送所有E-DF帧。
帧处理可以提供“区分服务”，例如，管理，标记，或p比特的重新设置(re-coloring)，排队，拥塞控制，规划，以及整形。尽管提出的以太网每一跳行为(PHB)包括加速前转(E-EF)，确保前转(E-DE)，默认前转(E-DE)以及类型选择，可以为网络定义其它定制的每一跳行为PHB。三个p比特允许直到8个PHB。如果需要更多的PHB，可以使用多以太网连接(例如以太网接口或者VLAN)，每个以太网连接都具有直到8个的附加PHB。可以为每个接口/连接发信号或者配置p比特到PHB的映射。替代地，在网络核心中，可以使用隧道来支持较大数量的PHB。
参考图6，示出了一基于输入帧的p比特24将输入帧101放到适当的类型队列中的结构100。结构100包括4个队列102，104，106，和108。基于在例如以太网区分服务协议中定义的不同等级的服务，队列102，104，106和108分配了前转帧的不同优先级。在该结构中，将p比特映射到E-EF区分服务行为的帧放置在最高优先级队列102中。该队列不允许丢弃帧，并且所有的帧同样重要。在该例子中，分配队列104和106用来将具有区分服务的确保服务等级的帧前转，并且根据帧的p比特分配将帧放入该队列。为了给确保服务前转提供期望的服务等级，可以给每个队列分配一保证的最小链接带宽，并且帧不进行重新排序。然而，如果网络拥塞，队列将基于分配的丢弃优先级丢弃帧。队列108对应“最大努力”队列。放置在该队列中的帧通常比队列102，104，和106中的帧分配较低的优先级。队列108不对帧重新排序，也不允许丢弃优先级的区分。
尽管在上面的例子中，输入帧基于p比特24被放置在4个队列中的一个，但是也可以使用任意数量的队列。例如，8个队列可以为帧的放置提供p比特24的每个组合都在不同的队列中。
此外，p比特24可以包括在前转或者后转方向上的拥塞信息。该拥塞信息可以类似于帧中继协议的前转明确拥塞通知(FECN)以及后转明确拥塞通知(BECN)比特。拥塞信息给例如边缘节点或者CE的网络设备信号来压制流量直到拥塞减轻。可以从8个p比特组合中使用两个组合用于FECN(表示拥塞或者没有拥塞)，以及两个用于BECN方向。
此外，规范格式指示器(CFI)，以太网报头中的一个一比特的域，或者诸如帧丢弃优先级的其它QoS指示器也可以用于表示拥塞。除了p比特24之外(或者与它一起)使用CFI域允许附加PHB的支持。p比特可以用于表示直到8个发射等级，而CFI用于丢弃优先级(两个值)，或者其中组合的(p比特+CFI)4个比特可以支持16个PHB(代替8个)的更灵活的方案。
参考图7，示出了通过将p比特24映射到以太网区分服务PHB的组合来表示节点行为的p比特24的分配的例子。该分配指定4组节点行为：E-EF，E-AF2，E-AF1，以及E-DF。每个E-AF等级包括两个丢弃优先等级(即E-AFX2和E-AFX1)，从而分配到p比特的两个组合。E-EF节点行为映射到p比特的“111”组合120，E-AF2节点行为映射到“110”和“101”组合122和124，E-AF1节点行为映射到“100”和“011”组合126和128，E-DF节点行为映射到“010”组合130。在p比特到节点行为的该映射中，保留两个p比特组合132和134用于前转方向和后转方向的拥塞指示。
例如，如果根据图7所示的映射分配了p比特，并且网络包括如图6所示的一组队列，可以基于p比特组合把帧路由到适当的队列。具有p比特组合“111”的帧放置在队列102中，具有p比特组合“010”的帧放置在队列108中，具有p比特组合“011”或者“100”的帧放置在队列106中。如果网络拥塞(例如，队列是满的)，根据它们基于p比特组合的丢弃优先级，丢弃队列104或者106中的帧。例如，在拥塞下在低丢弃优先级(例如AF21)帧之前丢弃高丢弃优先级(例如AF22)帧。在队列106中，在分配了E-AF11的帧之前丢弃分配了E-AF12的帧。基于p比特，在分配了E-AF11的帧之前丢弃分配了E-AF12的帧对应于在具有p比特组合“011”的帧之前丢弃具有p比特组合“100”的帧。
图7所示的p比特的分配只是可能实施例中的一个。其它的服务配置和p比特分配是可能的。例如，分配可以包括三个等级的确保服务(E-AF)，每个具有两种不同的分配来定义帧的丢弃优先级并且两个保留的p比特组合用于拥塞指示。替代地，可以将具有两个丢弃优先级的4个确保服务映射到8个组合。在另一个例子中，4个组合可以专门用于完全定义前转方向和后转方向的拥塞。在该例子中，两个p比特组合专用于前转拥塞(或者缺少)，两个p比特组合专用于后转拥塞(或者缺少)，并且剩下的4个p比特组合用于定义节点行为。这些4比特组合可以包括具有两个丢弃优先级和两个CS服务的一个确保服务，或者每个具有两个不同分配来定义帧的优先级的两个确保服务。
如果应用程序流量使用IP区分服务的话，边缘节点(或者在用户侧或者在供应商侧)可以执行IP区分服务到以太网区分服务的映射。如果使用的IPPHB数量限制在8的情况下，该映射可以直接进行(例如，IP-EF到E-EF，IP-AF到E-AF)。否则，可能需要某种压缩来将多个IP PHB结合到一个E-PHB中。替代地，可以在入口和/或核心使用多以太网连接(例如，VLAN)，每个支持要求的PHB的一个子集(例如，VLAN-A支持E-EF/E-AF4/E-AF3，VLAN-B支持E-AF2/E-AF1/DF)。
通常，基于类型的队列(CBQ)规划器或者加权公正队列(WFQ)规划器用于在边缘和核心节点的出口链接上前转帧。规划可以基于PHB(受到诸如AFx组的某些相关PHB跟随相同的队列的限制)。使用p比特来指示每一跳行为允许直到8个队列，或者8个队列/丢弃优先级组合。
通过配置、发信号或者检查帧报头可以得到/获取到附加信息，并用于执行更进一步的规划/资源管理。附加信息可以包括例如，服务类型，接口，或者VID。例如，一2等级的层次化规划器，其中第一等级在VLAN中分配链接带宽，而第二等级根据VLAN区分服务类型的PHB在它们之间分配BW。另一个例子包括一3等级层次化规划器，其中第一等级在服务类型之间分配链接带宽(例如业务vs.住宅)，第二等级在服务VLAN中分配BW，而第三等级根据VLAN区分服务类型的PHB在它们之间分配BW。
描述的以太网区分服务结构允许增量式配置来支持遗留设备和网络迁移。能够进行非区分服务的节点可以将所有流量作为等价于E-DF类型的流量前转。仅使用p比特来分配优先级的其它801.1Q节点可以与支持E-CS PHB的以太网区分服务节点交互工作。在拥塞情况下，使用E-区分服务和遗留节点组合的网络中可能发生一些CoS降级。
参考图8，示出了具有多个域160和162的以太网区分服务网络150。以太网区分服务域具有一组公共QoS策略，并且可能是企业或者供应商网络的一部分。该组QoS策略可以包括以太网PHB支持，p比特解释等。边缘节点(例如节点152)将外部的资源连接到定义的网络(例如，用户设备)。以太网边缘节点152通常执行广泛的调节功能。内部节点154连接相同区分服务域中的信任的资源。内部节点154执行简单的基于类型的前转。边界节点156将区分服务域连接并执行类似于边缘节点的E-区分服务调节功能。由于域能力或者策略的不同，这可能包括执行p比特映射。
可以在边界节点的任意一端分类、标记、或者调节流量流。域之间的服务等级协议确定哪个域具有将流量流映射到行为聚集并将这些聚集调节为符合适当的行为的责任。当在上游域预先标记并调节了帧，只需要在下游E-DS域中支持潜在较少的分类和流量调节规则。在此情况下，下游E-DS域可以重新标记或者管辖输入的行为聚集来增强服务等级协议。然而，取决于路径或者取决于源的更复杂的服务可能需要下游域的进口节点中的MF分类。如果进口节点连接到能够执行上游非以太网区分服务的域，入口节点在输入流量上执行所有必要的流量调节功能。
参考图9，示出了跨过多个供应商网络的端到端服务的例子170。示例结构显示了两个企业校园校园172和校园194通过供应商网络178，184，以及190的连接。在企业和供应商边缘之间使用用户网络接口(UNI)，而在两个供应商之间使用网络网络接口(NNI)。通过企业172和供应商178和企业94和供应商190之间的双边协议提供端到端服务等级协议。供应商178与供应商184具有单独的SLA协议，并且供应商190与供应商184具有单独的SLA协议来确保它可以满足企业端到端QoS。显示了三个以太网区分服务域：企业A，访问供应商1，以及主干供应商2。每个域具有其自身的以太网PHB组和服务策略。
尽管基本结构假设复杂分类和流量调节功能仅位于网络入口和出口边界节点中，并不排除将这些功能配置在网络内部。例如，可以在横越海洋的链接上施加更严格的访问策略，要求在链接上的上游节点中的MF分类和流量调节功能。
已经描述了本发明的多个实施例。尽管如此，将理解在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。

Claims (106)

1.一种方法，包括：
接收以太网帧；
基于以太网帧的帧报头中的一组优先级比特对以太网帧进行分类；以及
基于该分类确定每一跳行为。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括对帧进行调节。
3.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括基于每一跳行为确定帧的前转处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其中确定帧的前转处理包括确定丢弃处理。
5.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括基于分类确定带宽轮廓。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括基于带宽轮廓计量帧。
7.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括以每一跳行为指示标记帧的报头。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于确定的每一跳行为前转帧。
9.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括将帧中的优先级比特设定为特定组合。
10.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括在多个域之间映射帧的每一跳行为。
11.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括根据不同的网络协议将以太网每一跳行为映射到帧中的一组指示器比特。
12.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括封装帧以在核心节点上传送。
13.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括根据核心网络技术将以太网每一跳行为映射到一组连接。
14.根据权利要求2所述的方法，其中调节包括基于每一跳行为在以太网络和另一个网络之间分配链接带宽。
15.根据权利要求1所述的方法，其中对帧分类包括基于下列中的一个对帧分类：输入以太网端口，VLAN ID，MAC源，MAC目的地址和CFI比特。
16.根据权利要求1所述的方法，其中每一跳行为包括丢弃优先级。
17.一种设备，包括：
可以操作来接收以太网帧的输入电路；以及
可以操作来基于以太网帧的帧报头中的一组优先级比特对以太网帧进行分类的网络电路；分类包括基于该分类确定每一跳行为。
18.根据权利要求17所述的设备，其中网络电路进一步可以操作来调节帧。
19.根据权利要求17所述的设备，进一步包括可以操作来基于分类确定带宽轮廓的电路。
20.根据权利要求17所述的设备，进一步包括可以操作来以特定的每一跳行为指示标记帧的报头的标记器电路。
21.根据权利要求20所述的设备，进一步包括可以操作来从标记器接收帧并基于每一跳行为确定行为的整形器电路。
22.根据权利要求20所述的设备，其中可以操作标记器电路来将帧中的优先级比特设定为特定组合。
23.根据权利要求17所述的设备，进一步包括帧计量电路。
24.根据权利要求23所述的设备，其中帧计量电路可以操作来确定一组帧的临时属性。
25.根据权利要求21所述的设备，其中整形器电路是丢包器电路。
26.根据权利要求17所述的设备，进一步包括可以操作来在多个域之间映射帧的每一跳行为的电路。
27.根据权利要求17所述的设备，其中网络电路可以操作来封装帧以在核心节点上传送。
28.根据权利要求17所述的设备，其中网络电路可以操作来基于确定的每一跳行为将包括在帧中的一组比特设定为特定组合。
29.根据权利要求17所述的设备，其中网络电路可以操作来基于每一跳行为确定帧的前转处理。
30.一种计算机程序产品，明确的包含在信息载体中，用于在处理器上执行指令，计算机程序产品可操作来引起机器执行：
基于以太网帧的帧报头中的一组优先级比特对以太网帧进行分类；以及
基于该分类确定每一跳行为。
31.根据权利要求30所述的计算机程序产品，包括指令来引起机器基于每一跳行为调节帧。
32.根据权利要求31所述的方法，其中引起机器调节帧的指令包括用于引起机器基于每一跳行为确定前转处理的指令。
33.根据权利要求31所述的方法，其中引起机器调节帧的指令包括用于引起机器以每一跳行为指示标记帧的报头的指令。
34.根据权利要求20所述的方法，进一步包括用来引起机器基于确定的每一跳行为前转帧的指令。
35.根据权利要求31所述的方法，其中引起机器调节帧的指令包括用于引起机器将帧中的优先级比特设定为特定组合的指令。
36.一种网络，包括：
配置为使用帧的以太网报头中的一组比特定义每一跳行为的边缘节点；以及
配置为接收帧并且基于该组比特中指示的每一跳行为前转帧的核心节点。
37.根据权利要求36所述的网络，其中该组边缘节点配置为提供帧的调节。
38.根据权利要求36所述的网络，其中该组比特为一组优先级比特(p比特)。
39.根据权利要求36所述的网络，其中该组边缘节点包括入口设备和出口设备。
40.根据权利要求36所述的网络，其中边缘节点包括：
分类器设备；以及
配置用于以p比特中指示的特定每一跳行为标记帧的标记器设备。
41.根据权利要求40所述的网络，其中边缘节点包括整形器。
42.根据权利要求40所述的网络，进一步包括计量器。
43.根据权利要求41所述的网络，其中边缘节点包括丢包器。
44.根据权利要求36所述的网络，其中该组边缘节点配置为增加一隧道报头到帧，隧道报头指示了与帧相联系的每一跳行为。
45.根据权利要求34所述的网络，进一步配置为保留原始帧中的信息。
46.根据权利要求36所述的网络，进一步包括多个以太网域。
47.根据权利要求46所述的网络，进一步包括多个以太网域之间的边界节点。
48.根据权利要求47所述的网络，其中边界节点配置为在多个域之间映射帧的每一跳行为。
49.根据权利要求47所述的网络，其中边界节点配置为对帧提供流量调节。
50.一种网络，包括：
第一以太网络，包括：
配置为使用帧的以太网报头中的一组比特定义每一跳行为的边缘节点；以及
配置为接收帧并且基于该组比特中指示的每一跳行为前转帧的核心节点。
第二网络包括：
第二网络中的第二边缘设备，配置为确定帧的以太网每一跳行为。
51.根据权利要求50所述的网络，进一步包括基于协议信息确定帧PHB。
52.根据权利要求51所述的网络，其中协议信息包括下列中至少一个：以太网端口，VLAN-ID，IP DSCP以及其它L1-L7协议信息。
53.根据权利要求51所述的网络，进一步包括配置为基于帧PHB设定帧的p比特的用户边缘设备。
54.根据权利要求51所述的网络，其中核心节点与边缘节点使用不同的网络技术。
55.根据权利要求54所述的网络，其中不同的网络技术包括下列中至少一个：异步传输模式，多协议标记交换，帧中继和互联网协议。
56.根据权利要求54所述的网络，其中该组边缘节点进一步配置为根据不同的网络技术将以太网每一跳行为映射到帧中的一组比特。
57.根据权利要求54所述的网络，其中该组边缘节点进一步配置为将以太网每一跳行为映射到核心节点中的一组连接。
58.根据权利要求54所述的网络，其中网络进一步配置为保留原始帧中的信息。
59.根据权利要求54所述的网络，其中该组边缘节点进一步配置为封装帧以在核心节点上传送。
60.根据权利要求59所述的网络，其中网络进一步配置为以隧道传送帧。
61.一种网络设备，包括：配置为接收以太网帧并基于L1-L7以太网报头中的至少一组优先级比特和信息对帧分类的行为聚集分类器设备，分类包括定义每一跳行为。
62.根据权利要求61所述的网络设备，其中设备进一步配置为基于分类确定带宽轮廓。
63.根据权利要求61所述的网络设备，进一步包括配置为以特定的每一跳行为指示标记帧的报头的标记器设备。
64.根据权利要求61所述的网络设备，进一步包括配置为从标记器接收帧并基于每一跳行为确定行为的整形器设备。
65.根据权利要求61所述的网络设备，其中标记器将帧中的优先级比特设定为特定组合。
66.根据权利要求61所述的网络设备，进一步包括帧计量器。
67.根据权利要求66所述的网络设备，其中帧计量器设备配置为确定一组帧的临时属性。
68.一种方法，包括：
配置以太网网络中的边缘节点来使用帧的以太网报头中的一组比特定义每一跳行为；以及
配置网络中的核心节点来接收帧并且基于该组比特中指示的每一跳行为前转帧。
69.根据权利要求68所述的方法，其中该组边缘节点配置为调节以太网帧。
70.根据权利要求68所述的方法，其中该组比特为一组优先级比特(p比特)。
71.根据权利要求68所述的方法，其中该组边缘节点包括入口设备和出口设备。
72.根据权利要求68所述的方法，进一步包括配置该组边缘节点来增加隧道报头到帧，隧道报头指示了与帧相联系的每一跳行为。
73.根据权利要求68所述的方法，进一步包括配置在多以太网域之间的边界节点来在多个域之间映射以太网帧的每一跳行为。
74.根据权利要求68所述的方法，其中以太网网络是第一网络，方法进一步包括：
配置第二网络中的第二边缘设备来确定帧的以太网每一跳行为。
75.根据权利要求74所述的方法，进一步包括基于协议信息确定帧PHB。
76.根据权利要求75所述的方法，其中协议信息包括下列中至少一个：以太网端口，VLAN-ID，IP DSCP以及其它L1-L7协议信息。
77.一种方法，包括：
定义一组区分服务类型，每个区分服务类型与一组每一跳行为联系；以及
在以太网帧的报头中的一组优先级比特中为以太网帧指示特定的每一跳行为。
78.根据权利要求77所述的方法，其中区分服务类型包括下列中至少一个：以太网加速前转(E-EF)类型，以太网确保前转(E-AF)类型，以太网类型选择器(E-CS)类型，以及默认前转(E-DF)类型。
79.根据权利要求78所述的方法，进一步包括对于以太网加速前转(E-EF)类型帧，要求在特定数量时间内传送帧。
80.根据权利要求78所述的方法，其中以太网确保前转(E-AF)类型包括基于带宽分配的多个子类型。
81.根据权利要求78所述的方法，进一步包括为E-AF类型分配丢弃优先级。
82.根据权利要求78所述的方法，其中以太网类型选择器(E-CS)类型包括多个子类型。
83.根据权利要求78所述的方法，进一步包括对特定的子类分配优先处理。
84.根据权利要求78所述的方法，进一步包括对E-DF类型的帧分配比来自其它类型的帧低等级的服务。
85.根据权利要求77所述的方法，进一步包括：
在多个虚拟局域网(VLAN)中为链接分配带宽，VLAN包括多个E-DIFF流量类型；以及
基于优先级比特在多个局域网的至少一个VLAN类型中分配为多个虚拟局域网分配的带宽的部分。
86.根据权利要求77所述的方法，进一步包括：
在一组服务类型中分配带宽；
在至少一个特定服务类型中分配为该组服务类型分配的带宽的部分，服务类型包括多个VLAN类型；以及
基于优先级比特在特定VLAN类型中分配为特定服务类型分配的带宽的部分。
87.根据权利要求77所述的方法，进一步包括基于网络需求和应用程序需求的至少一个确定附加的每一跳行为。
88.根据权利要求77所述的方法，其中以太网帧还包括规范格式指示器(CFI)比特指示并且每一跳行为包括使用CFI比特指示每一跳行为。
89.根据权利要求88所述的方法，进一步包括基于区分服务类型标记帧的CFI比特。
90.根据权利要求77所述的方法，其中优先级比特包括拥塞指示。
91.一种网络设备，包括：
输入；
交换器；以及
输出，其中交换器配置为：
定义一组区分服务类型，每个区分服务类型与一组每一跳行为联系；以及
在以太网帧的报头中的一组优先级比特中为以太网帧指示特定的每一跳行为。
92.根据权利要求91所述的网络设备，其中区分服务类型包括下列中至少一个：以太网加速前转(E-EF)类型，以太网确保前转(E-AF)类型，以太网类型选择器(E-CS)类型，以及默认前转(E-DF)类型。
93.根据权利要求91所述的网络设备，其中设备进一步配置为对于以太网加速前转(E-EF)类型帧，要求在特定数量时间内传送帧。
94.根据权利要求92所述的网络设备，其中以太网确保前转(E-AF)类型包括基于带宽分配的多个子类型。
95.根据权利要求91所述的网络设备，其中设备进一步配置为为E-AF类型分配丢弃优先级。
96.根据权利要求92所述的网络设备，其中以太网类型选择器(E-CS)类型包括多个子类型。
97.根据权利要求91所述的网络设备，其中设备进一步配置为对特定的子类分配优先的处理。
98.根据权利要求91所述的网络设备，其中设备进一步配置为对E-DF类型的帧分配比来自其它类型的帧低等级的服务。
99.根据权利要求91所述的网络设备，其中设备进一步配置为：
在多个虚拟局域网(VLAN)中为链接分配带宽，VLAN包括多个E-DIFF流量类型；以及
基于优先级比特在多个局域网的至少一个VLAN类型中分配为多个虚拟局域网分配的带宽的部分。
100.根据权利要求91所述的网络设备，其中设备进一步配置为：
在一组服务类型中分配带宽；
在至少一个特定服务类型中分配为该组服务类型分配的带宽的部分，服务类型包括多个VLAN类型；以及
基于优先级比特在特定VLAN类型中分配为特定服务类型分配的带宽的部分。
101.一种计算机程序产品，明确的包含在信息载体中，用于在处理器上执行指令，计算机程序产品可操作来引起机器执行：
定义一组区分服务类型，每个区分服务类型与一组每一跳行为联系；以及
在以太网帧的报头中的一组优先级比特中为以太网帧指示特定的每一跳行为。
102.根据权利要求101所述的计算机程序产品，其中区分服务类型包括下列中至少一个：以太网加速前转(E-EF)类型，以太网确保前转(E-AF)类型，以太网类型选择器(E-CS)类型，以及默认前转(E-DF)类型。
103.根据权利要求101所述的计算机程序产品，其中以太网确保前转(E-AF)类型包括基于带宽分配的多个子类型。
104.根据权利要求101所述的计算机程序产品，其中以太网类型选择器(E-CS)类型包括多个子类型。
105.根据权利要求101所述的计算机程序产品，其中进一步包括指令来引起机器执行：
在多个虚拟局域网(VLAN)中为链接分配带宽，VLAN包括多个E-DIFF流量类型；以及
基于优先级比特在多个局域网的至少一个VLAN类型中分配为多个虚拟局域网分配的带宽的部分。
106.根据权利要求101所述的计算机程序产品，其中进一步包括指令来引起机器执行：
在一组服务类型中分配带宽；
在至少一个特定服务类型中分配为该组服务类型分配的带宽的部分，服务类型包括多个VLAN类型；以及
基于优先级比特在特定VLAN类型中分配为特定服务类型分配的带宽的部分。
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