DE102007016062A1

DE102007016062A1 - Netzwerksystem mit dynamischer Steuerung des Datenflusses, und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102007016062A1
Application number: DE102007016062A
Authority: DE
Inventors: Jin-Ru Chen; Yi Lun Chen
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: US7848239B2; GB2436953A; DE102007016062B4; TW200740144A; GB0706497D0; GB2436953B; TWI352525B; US20070230339A1

Abstract

Es ist ein Netzwerksystem offenbart, das einen Datenfluss dynamisch kontrollieren kann. Dieses Netzwerksystem weist Folgendes auf: eine Weiterleitungseinheit zum Empfangen eines Pakets und zum Bereitstellen einer QoS (quality of service = Dienstequalität)-Funktion; und einen Prozessor zum Lesen von Daten aus der Weiterleitungseinheit und zum Einstellen mindestens eines Parameters derselben. Zwischen die Weiterleitungseinheit und den Prozessor ist eine Schnittstelle geschaltet, und der Prozessor führt ein Softwareprogramm zum Einstellen des mindestens einen Parameters der Weiterleitungseinheit aus. Auf diese Weise kann die Weiterleitungseinheit empfangene Pakete entsprechend Übertragungseigenschaften derselben in verschiedene QoS-Werte einteilen und verschiedene Weiterleitungsverfahren und QoS-Dienste bereitstellen, um die körperliche Menge an Ausgangsdatenschlangen zu verringern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewährleisten des Quality-Of-Service (der Dienstequalität) einer Netzwerkbandbreite, und spezieller betrifft sie ein Netzwerksystem zum dynamischen Steuern des Datenflusses in solcher Weise, dass entsprechend verschiedenen Diensteklassen verschiedene Bandbreiten zugewiesen werden können, wenn die Anzahl physikalischer Datenschlangen verringert wird.
Beschreibung der einschlägigen Technik
Durch IETF (internet engineering task force) sind zwei Mechanismen, ein integrierter Dienst (Intserv) und ein differenzierter Dienst (Diffserv), zum Bereitstellen eines geeigneten Diensts entsprechend Netzwerken mit verschiedenen Eigenschaften spezifiziert, so dass verschiedene Ströme (beispielsweise Videoströme oder Audioströme) gleichmäßig übertragen werden können.
Bei Diffserv werden sechs TOS(Type of Service)-Bits im IP-Kopf dazu verwendet, verschiedene Diensteklassen anzuzeigen. Die oben genannten sechs Bits entsprechen dem Differentiated Service Code Point (DSCP). Wenn es der Diensteprovider beabsichtigt, verschiedene Verkehrsformen entsprechend verschiedenen Quality-of-Service(QoS)-Werten bereitzustellen, trägt er einen speziellen DSCP in den Kopf ein, da jeder DSCP eine spezielle Diensteklasse und einen entsprechenden Vorgang spezifiziert. Darüber hinaus entsprechen, bei einem Diffserv-Modell, verschiedene DSCP-Werte verschiedenen Paketweiterleitungsverfahren in einem Router, die als PHB (Per-hop Behavior) bezeichnet werden, und ein Paket wird entsprechend seinen Verkehrseigenschaften in PHBs aufgeteilt. Die drei PHBs sind die Folgenden:

1. PHB für prompte Weiterleitung (EF = Expedited Forwarding);
2. PHB für bestätigte Weiterleitung (AF = Assured Forwarding); und
3. PHB entsprechend bester Bemühung (BE = Best Effort).

Die oben angegebenen PHBs repräsentieren drei verschiedene Diensteklassen, wobei jede durch den oben genannten DSCP gekennzeichnet werden kann. Daher führt, wenn ein Paket in eine Diffserv-Domäne eintritt, ein Eingangsrouter eine Klassifizierung und Markierung des Pakets dadurch aus, dass er den DSCP in das DS-Feld des Pakets einträgt. Dann sorgt ein Kernrouter in der Diffserv-Domäne für verschiedene Weiterleitungsverfahren und QoS-Werte abhängig von den verschiedenen Diensteklassen. Da im Diffserv nur ein Klassifizierungsdienst an einem Paket ausgeführt wird, zeichnet der Kernrouter nicht zusätzlich Weiterleitungsinformation entsprechend jeder Verkehrsroute auf. So können die Pakete in einer herkömmlichen Diffserv-Domäne nicht effizient verwaltet werden.
Außerdem sei als Beispiel ein herkömmliches, Diffserv unterstützendes Netzwerksystem verwendet, wobei angenommen wird, dass dieses Netzwerksystem mindestens sechs verschiedene Diensteklassen unterstützt, wobei die höchste derselben eine EF-Klasse ist und die zweithöchste eine AF-Klasse ist. Die AF-Klasse wird entsprechend verschiedenen Verkehrseigenschaften weiter in vier verschiedene Klassen unterteilt. Die Restklasse (die niedrigste Klasse) ist eine BE-Klasse. In der 1 ist eine Weiterleitungseinheit 10 des oben genannten Netzwerksystems dargestellt. Die Weiterleitungseinheit 10 verfügt über mindestens ein Paketeingangsende 11, eine Klassifiziereinheit 12, mehrere Mess- /Verwerfeinheiten 13 (so viele, wie es der Anzahl der Diensteklassen entspricht), mehrere Ausgangsdatenschlangenvorrichtungen 14 (so viele, wie es der Anzahl der Diensteklassen entspricht), und ein Paketausgangsende 15.
Das Paketeingangsende 11 empfängt Pakete vom Netzwerk. Die Klassifiziereinheit 12 klassifiziert die Pakete entsprechend den Verkehrseigenschaften derselben. Die Mess-/Verwerfeinheit 13 misst den Datenfluss der Pakete, und sie verwirft einige derselben, wenn die Datenschlange gefüllt ist oder wenn gewisse spezifizierte Bedingungen erfüllt sind. Schließlich führen die Ausgangsdatenschlangenvorrichtungen 14 eine Datenschlangenverwaltung an Paketen aus, die verschiedenen Klassen entsprechen, und dann gibt das Paketausgangsende 15 die Pakete aus.
Gemäß der obigen Offenbarung müssen bei einem herkömmlichen, Diffserv unterstützenden Netzwerksystem so viele körperliche Ausgangsdatenschlangenvorrichtungen 14 bereitgestellt werden, wie unterstützte Diensteklassen vorliegen. Daher ist es nicht effizient, das oben genannte Netzwerk zu nutzen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der oben angegebenen Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Netzwerksystem und ein Verfahren zum dynamischen Steuern des Datenflusses unter Verwendung eines Softwareverfahrens zum Einstellen von Parametern für eine Weiterleitungseinheit zum Verringern der Menge physikalischer Ausgangsdatenschlangen, anstatt dass so viele Ausgangsdatenschlangen wie Diensteklassen bereitgestellt werden, zu schaffen.
Das Netzwerksystem kann es immer noch ermöglichen, Pakete entsprechend ihren Verkehrseigenschaften in verschiedene Dienste klassen einzuteilen und für verschiedene Weiterleitungsmethoden und verschiedene Qos-Werte zu sorgen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Netzwerksystem offenbart, das einen Datenfluss dynamisch steuern kann. Dieses Netzwerksystem weist Folgendes auf: eine Weiterleitungseinheit zum Empfangen eines Pakets und zum Bereitstellen einer QoS(quality of service = Dienstequalität)-Funktion; und einen Prozessor zum Lesen von Daten aus der Weiterleitungseinheit und zum Einstellen mindestens eines Parameters derselben. Zwischen die Weiterleitungseinheit und den Prozessor ist eine Schnittstelle geschaltet, und der Prozessor führt ein Softwareprogramm zum Einstellen des mindestens einen Parameters der Weiterleitungseinheit aus.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum dynamischen Steuern eines Datenflusses offenbart. Das Verfahren beinhaltet Folgendes: Empfangen eines Pakets; Klassifizieren des Pakets entsprechend einer Verkehrseigenschaft desselben, Messen eines Verkehrsflusses des Pakets zum Übertragen desselben mit einer speziellen Datenflussrate; und Übertragen des Pakets in Datenschlangen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Diagramm eines herkömmlichen Netzwerksystems.
2 zeigt ein Diagramm eines Netzwerksystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Netzwerksystem gemäß der Erfindung, das einen Datenfluss dynamisch steuern kann, und das zugehörige Verfahren werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die 2 zeigt ein Netzwerksystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dieses Netzwerksystem verfügt über eine Weiterleitungseinheit 20 und einen Prozessor 30, der über eine Schnittstelle mit der Weiterleitungseinheit 20 verbunden ist. Die vom Prozessor 30 ausgeführte Software ermöglicht es, die Weiterleitungseinheit 20 einzustellen oder Daten von ihr abzurufen. Die Weiterleitungseinheit 20 verfügt über ein Paketeingangsende 21, eine Verkehrsklassifiziereinheit 22, Mess-/Verwerfeinheiten 23, eine Ausgangsdatenschlangenvorrichtung 24 und ein Paketausgangsende 25.
Als Erstes empfängt das Paketeingangsende 21 Pakete vom Netzwerk. Die Verkehrsklassifiziereinheit 22 klassifiziert die Pakete entsprechend den Verkehrseigenschaften derselben. Bei einer Ausführungsform der Erfindung klassifiziert die Verkehrsklassifiziereinheit 22 die Pakete entsprechend den Eigenschaften derselben.
Außerdem wird die Mess-/Verwerfeinheit 23 dazu verwendet, einen Messmechanismus bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet jede der Mess-/Verwerfeinheiten 23 eine Ratenbegrenzungseinheit. Die Mess-/Verwerfeinheiten 23 messen den Datenfluss der empfangenen Pakete. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Mess-/Verwerfeinheiten 23 mit der Anzahl der durch die Verkehrsklassifiziereinheit 22 bereitgestellten Diensteklassen übereinstimmt, wobei diese die Pakete mit verschiedenen Verkehrseigenschaften dahingehend begrenzt, dass sie mit einer speziellen Datenflussrate übertragen werden, die durch eine entsprechende Ratenbegrenzungseinheit eingestellt wird. Es ist zu beachten, dass die Ratenbegrenzungseinheit eine Ratenbegrenzungstabelle sein kann. Genauer gesagt, stellt die Ratenbegrenzungseinheit jeden Eintrag der Messeinrichtung dynamisch entsprechend dem gemessenen Verkehrsfluss für jeden Eintrag der Messeinheit ein. Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform ein Leckender-Eimer-Verfahren dazu verwendet, die Zumesssteuerung auszuführen. Dann kann der Prozessor 30 die Anzahl der Einzeldaten im leckenden Eimer einstellen und die Anzahl der verbliebenen Einzeldaten lesen, um die benötigte Datenflussrate (Verkehr) herzuleiten. Es ist zu beachten, dass der Prozessor 30 auch die Parameter der Verkehrsklassifiziereinheit 22 einstellen kann, um die Datenflussrate (den Verkehr) zu kontrollieren.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die empfangenen Pakete in Echtzeitströme, Ströme mit gewährleisteter Weiterleitung (AF) sowie entsprechend besten Bemühungen (BE) weitergeleitete Ströme klassifiziert werden. Es ist zu beachten, dass der Echtzeitstrom dieser Ausführungsform ein Strom für prompte Weiterleitung (EF) ist. Die Weiterleitungseinheit 20 verfügt über eine körperliche Ausgangsdatenschlangenvorrichtung 24 zum Unterstützen der o.g. drei Typen von Datenströmen. Die Ausgangsdatenschlangenvorrichtung 24 verfügt über eine Vorrichtung 241 für eine Datenschlange hoher Priorität sowie eine Vorrichtung 242 für eine Datenschlange niedriger Priorität. Bei einer Ausführungsform ist als Timingverfahren für die Pakete ein Verfahren mit strikter Priorität verwendet. Beim Verfahren mit strikter Priorität werden dann, wenn die Vorrichtung 241 für eine Datenschlange hoher Priorität Pakete übertragen muss, zur nächsten für die Übertragung der Pakete verfügbaren Zeit, als Erstes diejenigen Pakete übertragen, die ihr entsprechen.
Daher ist die Anzahl der Datenströme nur auf die Anzahl der Messeinheiten 23 begrenzt. Bei dieser Ausführungsform werden die EF-Ströme in der Vorrichtung 241 für Datenschlangen hoher Priorität platziert, und die AF- und BE-Ströme werden in der Vor richtung 242 für Datenschlangen niedriger Priorität platziert. Auf diese Weise werden als Erstes die EF-Ströme übertragen, während die AF/BE-Ströme über die verbliebene Bandbreite übertragen werden. Bei dieser Ausführungsform können die durch das vom Prozessor 30 ausgeführten Softwareprogramm spezifizierten Aufgaben auf zwei Perioden aufgeteilt werden. Die Aufgabe in einer kurzen Periode dient zum wieder Auffüllen der Einzeldaten in den Messeinheiten 23. Jedoch besteht keine Beschränkung dahingehend, dass die Aufgabe entsprechend der o.g. kurzen Periode durch den Prozessor ausgeführt werden müsste. Bei einer physikalischen Implementierung kann die Aufgabe entsprechend der o.g. kurzen Periode auch einfach durch Hardware (wie die Messeinheiten 23) ausgeführt werden.
Andererseits besteht die Aufgabe betreffend die lange Periode darin, die Datenflussbedingung jeder Ausgangsdatenschlangenvorrichtung 24 zu messen. Für AF/BE-Ströme können zwei Verarbeitungsprozeduren vorliegen:

1. Wenn die angeforderte Bandbreite die ursprünglich zugewiesene Bandbreite nicht überschreitet, kann die angeforderte Bandbreite gewährt werden.
2. Wenn die angeforderte Bandbreite die ursprünglich zugewiesene Bandbreite überschreitet, wird die Bandbreite entsprechend einer Regel verteilt, die der Regel einer fair gewichteten Datenschlange (WFQ = weighted-fair-queue) ähnlich ist, um an den Paketen mit verschiedenen Klassen eine solche Datenschlangenverwaltung auszuführen, dass die Pakete über das Paketausgangsende 25 übertragen werden können.

Es ist zu beachten, dass die Timingart für die Weiterleitungseinheit 20 und die Prozedur, gemäß der der Prozessor 30 die Aufgaben ausführt, nur als Ausführungsform und nicht als Beschränkung der Erfindung anzusehen sind.
In der folgenden Offenbarung ist ein Netzwerksystem zur Unterstützung von EF- und AF/BE-Strömen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Wenn die EF-Ströme betrachtet werden, sei angenommen, dass die garantierte Bandbreite für dieselben X ist. Wenn die zu übertragende Datenmenge die garantierte Bandbreite X nicht überschreitet, kann die Datenmenge vollständig übertragen werden.
Wenn dagegen die zu übertragende Datenmenge die Bandbreite X überschreitet, werden die der Überschreitung entsprechenden Daten durch die Verwerfeinheit 23 verworfen, um zu verhindern, dass andere Ströme beeinflusst werden.
Für AF/BE-Ströme wird ein vorbestimmtes Bandbreitenverhältnis verwendet. Die durch die Datenströme mit verschiedenen Verkehrseigenschaften belegten Bandbreiten genügen einem vorbestimmten Bandbreitenverhältnis. Als Beispiel sei angenommen, dass im Netzwerksystem drei vorbestimmte, verschiedene Verkehrsklassen A/B/C vorhanden sind, wobei das entsprechende Bandbreitenverhältnis 2:3:5 beträgt. Wenn dabei die Ausgangsbandbreite der Weiterleitungseinheit 20 10 Mbps beträgt, kann das Netzwerksystem den folgenden Prozess entsprechend den unten beschriebenen Regeln ausführen.

1. Es seien durch die Weiterleitungseinheit 20 empfangene Pakete betrachtet, und wenn der Verkehr der Pakete, die den BE-Strömen A/B/C genügen, voll ausgelastet ist, ist die Nutzungsbandbreitenverteilung die Folgende: A:B:C = 2 Mbps:3 Mbps:5 Mbps.
2. Wenn die durch die Weiterleitungseinheit 20 empfangenen Pakete betrachtet werden und der Verkehr der den BE-Strömen A/B genügenden Pakete voll ausgelastet ist und kein Verkehr von Paketen vorliegt, die den BE-Strömen C genügen, ist die Nutzungsbandbreitenverteilung die Folgende: A:B:C = 4 Mbps:6 Mbps:0 Mbps.
3. Wenn die von der Weiterleitungseinheit 20 empfangenen Pakete betrachtet werden und der Verkehr der den BE-Strömen A genügenden Pakete voll ausgelastet ist und kein Verkehr von Paketen vorliegt, die den BE-Strömen B/C genügen würden, ist die Benutzungsbandbreitenverteilung die Folgende: A:B:C = 10 Mbps:0 Mbps:0 Mbps.

Bei dieser Ausführungsform bestimmt der Prozessor 30, unter Berücksichtigung der EF-Ströme, dass die Bandbreitenbegrenzung durch die Messeinheit 23 die o.g. garantierte Bandbreite X ist, und die Messeinrichtung 23 beinhaltet eine Ratenbegrenzungseinheit.
Bei dieser Ausführungsform bestimmt der Prozessor 30, bei Berücksichtigung von AF/BE-Strömen, die benötigte Bandbreite jedes Datenstroms entsprechend dem vorbestimmten Bandbreitenverhältnis und dem Anteil der durch jeden Datenstrom physikalisch belegten Bandbreite. Die Messeinheit 23 nutzt ein Verfahren zum wieder Auffüllen der Anzahl der Einzeldaten innerhalb kurzer Zeit, um die Einzeldaten gemittelt zuzuweisen. Daher führt der Prozessor 30 den Vorgang zum wieder Auffüllen der Anzahl von Einzeldaten in der kurzen Periode aus.
Andererseits überwacht der Prozessor 30, innerhalb einer Langperiodenaufgabe, kontinuierlich die Nutzungsbandbreiten der AF/BE-Ströme, um Verkehrsvariationen herzuleiten. Der Prozessor 30 nutzt eine Softwaretechnik, wie beispielsweise Linearvorhersage, um verfügbare Bandbreiten dynamisch vorherzusagen, wobei diese zum nächsten Zeitpunkt des Netzwerksystems an jeden Verkehrsfluss verteilt werden können. Auf diese Weise kann der Prozessor 30 die Messeinheit 23 entsprechend den vorhergesagten Bandbreiten einstellen, und es können verschiedene Diensteklassen geeignete Bandbreiten auf genaue und dynamische Weise erhalten.
In der folgenden Beschreibung ist, um die durch den Prozessor 30 an der Klassifiziereinheit 22 und der Messeinheit 23 ausgeführten Einstellmechanismen zu veranschaulichen, angenommen, dass die Gesamtbandbreite des Netzwerksystems 12 Mbp ist. Als Erstes wird das Softwareprogramm des Netzwerksystems wie folgt eingestellt.

1. Die Ausgangsbandbreite beträgt 12 Mbps.
2. Für EF-Ströme wird ein spezieller Verkehrsfluss "Fluss 1" bereitgestellt, bei dem die Flussbandbreite 1 den Wert 2 Mbps hat, was bedeutet, dass die garantierte Bandbreite 2 Mbps beträgt.
3. Für AF-Ströme werden drei spezielle Verkehrsflüsse "Fluss 2", "Fluss 3" und "Fluss 4" bereitgestellt. Fluss 2, Fluss 3 und Fluss 4 nutzen die restlichen 10 Mbps (die garantierte Bandbreite von 2 Mbps wird von der Gesamtbandbreite von 12 Mbps abgezogen). Ferner entsprechen die drei speziellen Verkehrsflüsse Fluss 2, Fluss 3 und Fluss 4 dem vorbestimmten Bandbreitenverhältnis Fluss 2:Fluss 3:Fluss 4 = 4:3:2.
4. Der Verkehrsfluss "BE" der BE-Ströme hat seine Bandbreite mit den AS-Strömen gemeinsam. Das vorbestimmte Bandbreitenverhältnis zwischen den Strömen ist Fluss 2:Fluss 3:Fluss 4:BE = 4:3:2:1.

Nun wird die Einstellung der Hardware des Netzwerksystems wie folgt beschrieben.

1. Klassifiziereinheit 1: Die Klassifiziereinheit 1 wird entsprechend der Paketcharakteristik (wie IP der Quelle/IP des Ziels/Port der Quelle/Port des Ziels/Port/VLAN-ID) des Flusses 1 eingestellt, um den Eintrag 1 der Ratenbegrenzungseinheit zum Steuern der Anzahl der Einzeldaten zu nutzen.
2. Klassifiziereinheit 2: Die Klassifiziereinheit 2 wird entsprechend der Paketcharakteristik (wie IP der Quelle/IP des Ziels/Port der Quelle/Port des Ziels/Port/VLAN-ID) des Flusses 2 eingestellt, um den Eintrag 2 der Ratenbegrenzungseinheit zum Steuern der Anzahl der Einzeldaten zu nutzen.
3. Klassifiziereinheit 3: Die Klassifiziereinheit 3 wird entsprechend der Paketcharakteristik (wie IP der Quelle/IP des Ziels/Port der Quelle/Port des Ziels/Port/VLAN-ID) des Flusses 3 eingestellt, um den Eintrag 3 der Ratenbegrenzungseinheit zum Steuern der Anzahl der Einzeldaten zu nutzen.
4. Klassifiziereinheit 4: Die Klassifiziereinheit 4 wird entsprechend der Paketcharakteristik (wie IP der Quelle/IP des Ziels/Port der Quelle/Port des Ziels/Port/VLAN-ID) des Flusses 4 eingestellt, um den Eintrag 4 der Ratenbegrenzungseinheit zum Steuern der Anzahl der Einzeldaten zu nutzen.
5. Klassifiziereinheit 5: Diese Regel wird dazu verwendet, "BE" zu überwachen, was bedeutet, dass der gesamte Restverkehr, der nicht den obigen vier Regeln genügt, durch diese Regel überwacht wird. Anders gesagt, ist diese Regel eine Vorgaberegel. Wenn beispielsweise ein IP-Paket dieser Regel genügt, wird der Eintrag 5 der Ratenbegrenzungseinheit dazu verwendet, die Anzahl der Einzeldaten zu kontrollieren.

Es sei angenommen, dass der Prozessor 30 pro Sekunde eine Neuzuweisungsoperation ausführt. Auf diese Weise führt der Prozessor 30 des Netzwerksystems die folgenden Schritte gemäß dem Softwareprogramm aus:
Berechnen der erforderlichen Anzahl von Einzeldaten entsprechend der gesamten Ausgangsbandbreite von 12 Mbps, und anschlie ßendes Erhalten der erforderlichen Anzahl der Einzeldaten pro Sekunde, 12M;
Erstens Anordnen der Einzeldaten für den Fluss 1 (da der Fluss 1 der garantierten Bandbreite entspricht), und Einstellen der Anzahl der Einzeldaten im Eintrag 1 der Ratenbegrenzungseinheit als 2M entsprechend der benötigten Bandbreite von 2 Mbps, wobei 2M Einzeldaten pro Sekunde zum Übertragen des Pakets erforderlich sind, so dass die Anzahl der verbliebenen Einzeldaten 12M – 2M = 10M wird;
anschließendes Zuweisen der Einzeldaten zu den anderen Verkehrsflüssen Fluss 2, Fluss 3, Fluss 4 und BE, wobei die Anzahl der verbliebenen Einzeldaten der Einträge 2/3/4BE der Ratenbegrenzungseinheit 2M/0/0 bzw. 0 betragen und wobei der Fluss 2 über 2M Einzeldaten verfügt, die in der letzten Sekunde nicht genutzt werden, und der Fluss 3, der Fluss 4 und BE alle Einzeldaten in der letzten Sekunde aufbrauchen, weswegen dann, wenn der Prozessor 30 darauf aufmerksam macht, dass die Einzeldatenverteilung im Fluss 2/Fluss 3/Fluss 4/BE in der letzten Sekunde 4M/2M/1M/3M beträgt, daraus hergeleitet werden kann, dass die tatsächlichen Verkehrsflüsse im Fluss 2/3/4/BE 2 Mbps/mindestens 2 Mbps/mindestens 1 Mbps bzw. mindestens 3 Mbps betragen;
für den Fluss 2 beträgt die tatsächlich genutzte Bandbreite in der letzten Sekunde 2 Mbps, weswegen der Prozessor 30 die 2M entsprechende Anzahl von Einzeldaten im Eintrag 2 der Ratenbegrenzungseinheit für die nächste Sekunde nachfüllt, wobei, nach dem Zuweisen von Einzeldaten zum Fluss 2, die Anzahl der verbliebenen Einzeldaten 10M – 2M = 8M wird;
der Prozessor 30 verteilt die verbliebene Bandbreite von 8M entsprechend dem o.g. Bandbreitenverhältnis 3:2:1 an den Fluss 3, den Fluss 4 und BE, weswegen diese 4M, 2,66M bzw. 1,33M Einzeldaten erhalten, so dass die Anzahl der Einzeldaten in jedem der Einträge 3, 4 und 5 der Ratenbegrenzungseinheit entsprechend den o.g. Zahlen 4M, 2,66M und 1,33M eingestellt werden kann, wobei immer noch Einzeldaten verbleiben (beispielsweise verbleiben 8M – 4M – 2,66M – 1,33M = 0,01M an Einzeldaten), die selektiv in BE angeordnet werden können.
Beim herkömmlichen Netzwerksystem sollten sechs verschiedene Ausgangsdatenschlangenvorrichtungen und entsprechende Einstellungen (wie das WFQ-Verhältnis) erstellt werden, um eine Diensteklasse mit garantierter Bandbreite und fünf Diensteklassen mit entsprechender Bandbreite bereitzustellen. Außerdem sollten, wenn mehr Diensteklassen zu unterstützen sind, mehr physikalische Datenschlangen bereitgestellt werden. Jedoch müssen bei der Erfindung nur zwei körperliche Ausgangsdatenschlangenvorrichtungen 24 bereitgestellt werden, nämlich die Vorrichtung 241 für Datenschlangen hoher Priorität sowie die Vorrichtung 242 für Datenschlangen niedriger Priorität. Die Erfindung verwendet den Prozessor 30 und das Softwareprogramm zum Einteilen von Paketen in verschiedene Diensteklassen entsprechend ihren Verkehrseigenschaften, um denselben Zweck zu erzielen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik können das Netzwerksystem und das Verfahren gemäß der Erfindung immer noch für verschiedene Übertragungsverwaltungsoperationen und Überwachungsoperationen abhängig von Verkehrseigenschaften der empfangenen Pakete sorgen, ohne mehr körperliche Datenschlangenvorrichtungen bereitzustellen. Daher gewährleistet die Erfindung die Dienstequalität, und sie senkt die Kosten körperlicher Vorrichtungen, und sie nutzt mit Software zusammenarbeitende Hardware zum Erreichen des Zwecks des Anordnens verschiedener Bandbreiten entsprechend verschiedener Diensteklassen. Es ist zu beachten, dass das Vorrichtung gemäß der Erfindung auch bei einem Netzwerksystem mit differenzierten Diensten verwendet werden kann.
Während bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, ist es zu beachten, dass derartige Ausführungsformen für die umfassende Erfindung lediglich veranschaulichend und nicht beschrän kend sind, und dass diese Erfindung nicht auf die spezielle Konstruktion und Anordnung eingeschränkt sein soll, wie sie dargestellt und beschrieben sind, da dem Fachmann verschiedene andere Modifizierungen ersichtlich sein können.

Claims

Netzwerksystem, das einen Datenfluss dynamisch steuern kann und Folgendes aufweist: eine Weiterleitungseinheit zum Empfangen eines Pakets und zum Bereitstellen einer QoS(quality of service = Dienstequalität)-Funktion; und einen Prozessor zum Zugreifen auf Daten von der Weiterleitungseinheit über eine Schnittstelle und zum Einstellen mindestens eines Parameters der Weiterleitungseinheit; wobei die Schnittstelle zwischen die Weiterleitungseinheit und den Prozessor geschaltet ist und der Prozessor ein Softwareprogramm zum Einstellen des mindestens einen Parameters der Weiterleitungseinheit ausführt.
Netzwerksystem nach Anspruch 1, bei dem die Weiterleitungsvorrichtung Folgendes aufweist: mindestens eine Klassifiziereinheit zum Klassifizieren des Pakets entsprechend einer Verkehrseigenschaft desselben; mindestens eine Messeinheit zum Messen eines Verkehrsflusses; und mindestens eine Datenschlangenvorrichtung zum Übertragen des Pakets.
Netzwerksystem nach Anspruch 2, bei dem der Prozessor mindestens einen Parameter der Klassifiziereinheit einstellt, um den Verkehrsfluss des Netzwerksystems zu kontrollieren.
Netzwerksystem nach Anspruch 3, bei dem die Klassifiziereinheit das Paket entsprechend einer Eigenschaft desselben einteilt.
Netzwerksystem nach Anspruch 2, bei dem der Prozessor mindestens einen Parameter der Messeinheit einstellt, um den Verkehrsfluss des Netzwerksystems zu kontrollieren.
Netzwerksystem nach Anspruch 2, bei dem die Messeinheit eine Ratenbegrenzungseinheit aufweist.
Netzwerksystem nach Anspruch 6, bei dem der Prozessor mindestens einen Parameter der Ratenbegrenzungseinheit einstellt, um den Verkehrsfluss zu kontrollieren.
Netzwerksystem nach Anspruch 7, bei dem die Messeinheit ein Leckender-Eimer-Verfahren zum Ausführen einer Messeinheitskontrolle verwendet.
Netzwerksystem nach Anspruch 8, bei dem der Prozessor die Menge mindestens einer Datenart im leckenden Eimer einstellt, um den Verkehrsfluss zu kontrollieren.
Netzwerksystem nach Anspruch 9, bei dem der Prozessor die Menge der mindestens einen Datenart der Messeinheit nachfüllt.
Netzwerksystem nach Anspruch 2, bei dem ein Paket in einen Echtzeitstrom, einen Strom mit gewährleistetem Weiterleiten und einen Strom, der gemäß bester Bemühung weitergeleitet wird, einteilt.
Netzwerksystem nach Anspruch 11, bei dem der Echtzeitstrom ein Strom mit prompter Weiterleitung ist.
Netzwerksystem nach Anspruch 12, bei dem die Weiterleitungsvorrichtung über eine Vorrichtung für Datenschlangen hoher Priorität und eine Vorrichtung für Datenschlangen niedriger Priorität verfügt.
Netzwerksystem nach Anspruch 13, bei dem der Strom mit prompter Weiterleitung durch die Vorrichtung für Datenschlangen hoher Priorität übertragen wird.
Netzwerksystem nach Anspruch 13, bei dem der Strom mit gewährleisteter Weiterleitung durch die Vorrichtung für Datenschlangen niedriger Priorität übertragen wird.
Netzwerksystem nach Anspruch 13, bei dem der Strom für Weiterleitung entsprechend besten Bemühungen durch die Vorrichtung für Datenschlangen niedriger Priorität übertragen wird.
Netzwerksystem nach Anspruch 11, bei dem die Weiterleitungsvorrichtung das Timing für das Paket durch ein Verfahren mit strikter Priorität ausführt.
Netzwerksystem nach Anspruch 11, bei dem die Weiterleitungsvorrichtung den Echtzeitstrom, den Strom mit gewährleistetem Weiterleiten und den Strom mit Weiterleitung entsprechend besten Bemühungen gemäß einem speziellen Verhältnis überträgt.
Netzwerksystem nach Anspruch 2, bei dem der Prozessor den Verkehrsfluss jeder Datenschlangenvorrichtung misst.
Verfahren zum dynamischen Kontrollieren eines Datenflusses, das Folgendes beinhaltet: Empfangen eines Pakets; Einteilen des Pakets entsprechend einer Verkehrseigenschaft desselben; Messen eines Verkehrsflusses des Pakets, um dasselbe mit einer speziellen Datenflussrate zu übertragen; und Übertragen der Pakete in Datenschlangen.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die spezielle Datenflussrate in Reaktion auf eine Ratenbegrenzungseinheit eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Ratenbegrenzungseinheit durch einen ein Softwareprogramm ausführenden Prozessor eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Schritt zum Messen der Datenflussrate für ein Paket Folgendes beinhaltet: Verwenden eines leckenden Eimers zum Messen des Verkehrsflusses des Pakets.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Prozessor die Anzahl mindestens einer Datenart des leckenden Eimers einstellt.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner Folgendes beinhaltet: Einteilen des Pakets in einen Strom mit prompter Weiterleitung, einen Strom mit gewährleisteter Weiterleitung und einen Strom mit Weiterleitung gemäß besten Bemühungen.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Strom mit prompter Weiterleitung in einer Datenschlange hoher Priorität übertragen wird und der Strom mit gewährleisteter Weiterleitung und der Strom mit Weiterleitung entsprechend besten Bemühungen in einer Datenschlange niedriger Priorität übertragen wird.