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HINTERGRUND
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Die
meisten heutzutage verwendeten Netzwerke gestatten das Routen kleiner
Dateneinheiten, die auch als Pakete bezeichnet werden, basierend auf
Zieladressen, die durch die Pakete angegeben werden. In der Tat
ist die Kommunikation über
Paketdatennetzwerke, die Paketübertragungstechnologien verwenden,
wie beispielsweise den asynchronen Transfermodus (ATM), Frame Relay
und das Internetprotokoll, eine bevorzugte Strategie zur Datenübertragung
geworden. Das Unterteilen von zu kommunizierenden Daten in Pakete
gestattet es, einen einzigen Datenpfad zwischen mehreren Benutzern
in demselben Netzwerk zu teilen.
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Schnittstellen
zwischen verschiedenen Netzwerken, wie beispielsweise Firmennetzwerken
und öffentlichen
Datennetzwerken, besitzen typischerweise beschränkte Ressourcen, die unterhalb
weiter beschrieben werden. Beispiele solcher Schnittstellen beinhalten
in nicht limitierender Weise T1/T3-Verbindungen und DSL-Verbindungen
oder kabelmodemartige Verbindungen. Die Kapazität der oberhalb genannten Schnittstellen
ist signifikant kleiner als die Kapazität innerhalb der Netzwerke.
Z. B. ist es in einem Firmennetzwerk Standard, Fast Ethernet zu
verwenden, wobei Fast Ethernet Datentransferraten von bis zu etwa
100 Megabit pro Sekunde (100 Mbps) unterstützt. Eine Schnittstelle zwischen
dem Firmennetzwerk und einem öffentlichen
Datennetzwerk kann jedoch eine T1-Verbindung sein, die Datentransferraten
bis zu etwa 1,5 Mbps unterstützt.
Unglücklicherweise
beträgt
die maximale Datentransferrate der T1-Verbindung nur 1,5 % der maximalen Datentransferrate
des Firmennetzwerks. Deshalb werden Pakete, die von dem Firmennetzwerk
zu übertragen
sind, in eine Warteschlange eingereiht und können letztendlich nach einer
Zeitüberschreitung,
während
welcher die Pakete darauf warten, in die beschränkte Schnittstelle eintreten
zu können,
verworfen werden.
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QoS-Probleme
(QoS = Englisch: "quality
of service"; Dienstqualitätsprobleme)
treten in Paketflüssen
aufgrund von Einschränkungen
der Paketverarbeitung auf. Wie es dem Fachmann bekannt ist, ist QoS
ein Begriff aus der Netzwerktechnik, der einen garantierten Grad
eines Paketdurchsatzes spezifiziert. Da Pakete typischerweise verloren
werden, nachdem sie für
eine kurze Zeitspanne in einer Warteschlange eingereiht waren, ist
es schwierig, einen Durchsatzgrad für einen bestimmten Paketfluss
oder ein Ziel zu garantieren.
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Teilnehmerorte
zwischen öffentlichen
Datennetzwerken besitzen ebenfalls beschränkte Schnittstellen, die typischenweise
eine Gigabit Ethernet-Verbindung, eine OC3-Verbindung (OC3 = Englisch: "optical carrier three") oder eine OC12-Verbindung
sind. Glücklicherweise
sind die meisten Verwendungen von Netzwerken tolerant in Bezug auf Paketverluste
und/oder Paketverzögerungen.
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Viele
aufkommende Arten einer Peer-to-Peer Kommunikation erfordern eine
Kommunikation in Echtzeit. Z. B. beinhaltet eine sofortige Nachrichtenübermittlung
(Englisch: "instant
messaging") solcher
Unternehmen, wie beispielsweise Yahoo, MSN und AOL, Optionen, die
es Benutzern gestatten, miteinander nahezu in Echtzeit zu sprechen
und sich gegenseitig zusätzlich
zu sehen. VoIP (Englisch: "voice
over internet protocol";
Internettelephonie) erfüllt
Anforderungen an eine Kommunikation in Echtzeit, da VoIP einen Fluss
von Paketen in Echtzeit erfordert. Insbesondere sendet VoIP digitale Sprachinformationen
in diskreten Paketen anstelle von traditionellen schaltkreisorientierten
Protokollen des öffentlichen
Telefonnetzes (PSTN). Mediengateways, wie beispielsweise das GSX-9000
von Sonus Networks aus Westford, Massachusetts, USA, sind Quellen
von Echtzeit-Medienflüssen.
Viele andere Arten von Bandbreitendiensten haben Bitraten basierend
auf Anforderungen von Endnutzern in Bezug auf eine Verfahrensregelung
und andere private Verwendungen festgeschrieben.
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Da
also eine Kommunikation in Echtzeit erforderlich ist, ist es wünschenswert,
beschränkte Ressourcen
zu entlasten, die durch typische Schnittstellen zwischen unterschiedlichen
Netzwerken eingebracht werden. Ein Beispiel eines Netzwerks, welches
eine Kommunikation in Echtzeit erfordern kann, ist in 1 gezeigt. 1 ist
ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Kommunikation gemäß dem Stand
der Technik zwischen einem POP (Englisch: "point of presence"; Knotenpunkt), das in einem PDN POP (Englisch: "public data network
aggregation point"; Knotenpunkt
eines öffentlichen
Datennetzwerks) angeordnet ist, einem ersten Aggregations-Realm 112 und
einem zweiten Aggregations-Realm 152. Es sollte beachtet
werden, dass andere Netzwerke 103 mit dem PDN POP 102 verbunden
sein können.
Wie es dem Fachmann bekannt ist, ist ein Realm ein Teil eines Netzwerks,
welches Netzwerkeinrichtungen enthält. Beispiele von Realms können private
Netzwerke, Firmennetzwerke, usw. sein.
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Wie
in 1 gezeigt ist, enthält das PDN POP 102 einen
Grenzrouter 104 zum Routen von Daten zwischen dem ersten
Aggregations-Realm 112 und dem zweiten Aggregations-Realm 152,
die flussabwärts
von dem Grenzrouter 104 und separat zu dem PDN POP 102 angeordnet
sind. Beispiele solcher Sitzungsrouter sind der Cisco 75xx, der
Cisco 10xxx und der Cisco 12xxx von Cisco Systems, Inc. aus San
Jose, Kalifornien, USA.
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Das
PDN POP 102 weist ebenfalls eine erste Aggregationsvorrichtung 148 auf,
die vorzugsweise eine Schicht-2-Aggregationsvorrichtung ist (Englisch: "layer-two aggregation
device"). Ein Beispiel
einer Aggregationsvorrichtung kann ein Aggregations-Switch sein,
wie beispielsweise der Lucent CBX500 von Lucent Technologies aus
Murray Hill, New Jersey, USA. Die erste Aggregationsvorrichtung 148 erlaubt
die Kommunikation zwischen einer ersten Firma 121, einer
zweiten Firma 131 und einer dritten Firma 141,
die in dem ersten Aggregations-Realms 112 angeordnet sind.
Weiterhin gestattet die erste Aggregationsvorrichtung 148 durch
die Verwendung des Grenzrouters 104 eine Kommunikation zwischen
dem ersten Aggregations-Realm 112 und dem zweiten Aggregations-Realm 152.
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Eine
zweite Aggregationsvorrichtung 182, die vorzugsweise eine
Schicht-2-Aggregationsvorrichtung ist, ist ebenfalls in dem PDN
POP 102 angeordnet. Die zweite Aggregationsvorrichtung 182 gestattet
die Kommunikation zwischen einer ersten Firma 161 und einer
zweiten Firma 171, die in dem zweiten Aggregations-Realm 152 angeordnet
sind. Weiterhin gestattet die zweite Aggregationsvorrichtung 182 durch
Benutzung des Grenzrouters 104 eine Kommunikation zwischen
der zweiten Aggregationsvorrichtung 152 und der ersten
Aggregationsvorrichtung 112.
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Das
erste Aggregations-Realm 112 enthält die erste Firma 121,
die zweite Firma 131 und die dritte Firma 141.
Die erste Firma 121 enthält einen ersten Zugriffsrouter 122,
ein erstes privates Datennetzwerk 124 und einen ersten
Computer 126 zur Verwendung durch einen Benutzer. Die zweite
Firma 131 enthält
einen zweiten Zugangsrouter 132, ein zweites privates Datennetzwerk 134 und
einen zweiten Computer 136 zur Benutzung durch einen Benutzer.
Die dritte Firma 141 enthält einen dritten Zugangsrouter 142,
ein drittes privates Datennetzwerk 144 und einen dritten
Computer 146 zur Benutzung durch einen Benutzer. Jeder
Zugangsrouter 122, 132, 142, der in einer
Firma 121, 131, 141 angeordnet ist, stellt
eine Verbindung von einem Computer 126, 136, 146 zu
dem PDN POP 102 bereit. Benutzer von Netzwerkdiensten,
die durch das PDN POP 102 bereitgestellt werden, können mit
dem PDN POP 102 von innen aus dem PDN POP 102 oder
von außen mit
dem PDN POP 102 verbunden sein. Ein vierter Computer 172 ist
in 1 dargestellt, wobei dieser einem Benutzer einen
direkten Zugang zu dem PDN POP 102 von außerhalb
des PDN POPs 102 bereitstellt.
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Jeder
Zugangsrouter 122, 132, 142 stellt eine
Verbindung mit einem der privaten Datennetzwerke 124, 134, 144 bereit.
Z. B. stellt der erste Zugangsrouter 122 eine Verbindung
mit dem ersten privaten Datennetzwerk 124 bereit. Jeder
Zugangsrouter 122, 132, 142 gestattet
ebenfalls eine Kommunikation zwischen einem Benutzer und anderen
Teilen des ersten Aggregations-Realm 112 über einen Computer 126, 136, 146.
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Das
zweite Aggregations-Realm 152 enthält die erste Firma 161 und
die zweite Firma 171. Die erste Firma 161, die
innerhalb des zweiten Aggregations-Realms 152 angeordnet
ist, enthält
ein erstes Modem 162 und einen ersten Computer 164 zur
Verwendung durch einen Benutzer. Die zweite Firma 171,
die innerhalb des zweiten Aggregations-Realms 152 angeordnet
ist, enthält
ein zweites Modem 172 und einen zweiten Computer 174 zur
Verwendung durch einen Benutzer. Das erste Modem 162 und
das zweite Modem 172 können
DSL-Modems oder Modems einer beliebigen anderen Art sein.
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Links,
die unterschiedliche Teile des PDN POP 102 miteinander
verbinden, können
Beschränkungen
schaffen, die Pakete dazu zwingen, in einer Warteschlange angeordnet
zu werden. Das Folgende stellt ein Beispiel möglicher Linkeigenschaften innerhalb
des PDN POP 102 bereit. Kern-Netzwerkzugangslinks (Englisch: "core network access
links"), die den
Grenzrouter 104 mit Vorrichtungen innerhalb des PDN POP 102,
z. B. Internet-Backbone-Router (nicht gezeigt), verbinden, können mit
OC48, welches mit etwa 2,5 Gigabit pro Sekunde (Gbps) arbeitet,
oder OC192 arbeiten, welches bei etwa 10 Gbps arbeitet. Der Sitzungsrouter 104 trennt
eine Kommunikation zwischen der ersten Aggregationsvorrichtung 148,
die innerhalb des ersten Aggregations-Realms 112 angeordnet
ist, und der zweiten Aggregationsvorrichtung 182, die innerhalb
des zweiten Aggregations-Realms 152 angeordnet ist. Kommunikationsleitungen
zwischen dem Sitzungsrouter 104 und den Aggregationsvorrichtungen 148, 182 arbeiten
typischerweise mit SONET 7 (Englisch: "packet over synchronous optical network
seven") oder SONET 20.
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Die
Aggregationsvorrichtungen 148, 182 setzen die
Geschwindigkeiten der Datenübertragung auf
Verbindungen mit niedrigerer Geschwindigkeit herab, wie beispielsweise
Frame Relay über
T1 oder T3, ATM (Englisch: "asynchronous
transfer mode") über T3,
PPP (Englisch: "point-to-point protocol") über HSSI
(Englisch: "high
speed serial interface") und/oder
DSL. Die Zugangsrouter 122, 132, 142 und die
Modems 162, 172 schließen Links von den Aggregationsvorrichtungen 148, 182 ab
und konvertieren die Bandbreitenflüsse auf 10/100 Ethernet. Daher sind
die langsamsten Links zwischen den Aggregationsvorrichtungen 148, 182 und
den Zugangsroutern 122, 132, 142 oder
den Modems 162, 172.
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Der
Grenzrouter 104 ist sich der Bandbreitenüberlastung
flussabwärts
nicht bewusst. Grenzrouter können
dazu programmiert sein, eine Warteschlange für jeden logischen Endpunkt
in dem PDN POP 102 aufzubauen, wodurch eine gewichtete
faire Verteilung von Paketen basierend auf virtuellen Übertragungskapazitäten flussabwärts ermöglicht wird.
Das gewichtete faire Verteilungseinreihen durch einen Sitzungsrouter
wird gegenwärtig
nicht verwendet, um einem Bandbreitenstau zu begegnen, was an verschiedenen
Gründen
liegt, wie beispielsweise einer Herabsetzung der Leistungsfähigkeit
des Sitzungsrouters und potentiell komplexen Bereitstellungsmechanismen,
die geplant werden müssen.
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Um
Bandbreitenstaus zu begegnen, nachdem eine faire Verteilung von
Paketen gewichtet wurde, wird grundsätzlich geglaubt, dass durch
ein Erkennen, welche Pakete mit Echtzeiterfordernissen verbunden
sind, Sitzungsrouter und Zugangsrouter Pakete so sortieren können, dass
ein In-einer-Schlange-einreihen oder ein Verwerfen von Paketen verhindert
wird.
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Unglücklicherweise
erfordern Techniken zum Identifizieren der Pakete, die Echtzeitpakete
sind, teure Mikroschaltkreise und Einstellungen zum Klassifizieren
von Paketen. Daher müssten
die meisten existierenden Grenzrouter und Zugangsrouter aktualisiert
oder ersetzt werden.
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Sobald
die Echtzeitpakete identifiziert wurden, ist es weiterhin schwierig,
die Echtzeitpakete mit einem erwarteten Volumen von Paketen zu verbinden,
um eine Reservierung oder Zuweisung der Bandbreite durchzuführen. Um
Schwierigkeiten bei der Zuweisung von Echtzeitpaketen zu begegnen, wird
typischerweise eine RSVP-Einrichtung (RSVP = Englisch: "resource reservation
setup protocol")
verwendet, um eine Bandbreite anzufragen und die Beendigung von
RSVP-Anfragen an
den Grenzrouter nachzufragen. Wie dem Durchschnittsfachmann bekannt
ist, ist RSVP ein Protokoll, welches eine Softwareanwendung gestattet,
um Ressourcen von einer Quelle zu einem Ziel entlang eines gerouteten
Wegs zu reservieren, der einen oder mehrere Paketrouter aufweist.
Danach können
RSVP-fähige
Router Pakete so einplanen und mit einer Priorität versehen, dass QoS-Anforderungen
erfüllt
werden. RSVP verbindet Bandbreitenanfragen mit Ziel-IP-Adressen,
von denen viele durch eine Firmen-Firewall wiederverwendet werden.
Daher könnte
ein Echtzeitfluss durch einen Standardfluss ersetzt werden, wobei
jedoch eine Zuweisung der Bandbreite für Echtzeitflüsse bis
zu einer RSVP-Zeitüberschreitung
gültig
wäre.
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Die
Verwendung des RSVP gemeinsam mit der Paketklassifizierung würde eine
verbesserte Möglichkeit
für abgehende
Flüsse
aus den Firmen bereitstellen. Zurzeit gibt es jedoch keinen Mechanismus
zum Einbringen einer RSVP-Anfrage an einem Grenzrouter für Echtzeitflüsse, die
von außerhalb des
Grenzrouters stammen. Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass
bei einigen Signalisierungssystemen, wie beispielsweise SIP (SIP
= Englisch: "session
initiation protocol"),
die tatsächliche
Zieladresse zu der Zeit möglicherweise
nicht bekannt ist, zu der es notwendig wäre, eine Reservierung der Bandbreite
durchzuführen.
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Unglücklicherweise
ist es für
Grenzrouter schwierig, den Fluss von Paketen zu bestimmen und zu
charakterisieren, da der Beginn eines Flusses schwierig zu bestimmen
ist, indem einfach einzelne Pakete beobachtet werden. Zusätzlich ist
es gleich schwierig, das Ende eines Flusses zu bestimmen. Um die
Schwierigkeiten noch zu erhöhen,
verwenden viele Echtzeitflüsse
eine stille Komprimierung, die durch Paketflüsse bestimmt ist, die während der
Dauer einer Stille stoppen und wieder beginnen, wenn Energie zum Übertragen
von Datenpaketen bereitsteht. Diese Inkonsistenz betreffend den
Fortschritt eines Paketflusses verursacht Schwierigkeiten beim Identifizieren
des Beginns eines Flusses.
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Die
Verwaltung von Bandbreite an Grenzen von Netzwerken wurde durch
eine Verwendung von SIP untersucht, wobei SIP ein Signalisierungsmechanismus
gemäß Industriestandard
zum Etablieren von Sitzungen ist. Ein Internetentwurf mit dem Titel "SIP Extensions for
QoS Support in Diffserv Networks" von
Veltri Luca mit dem Dateinamen draft-veltri-sip-gsip-00.txt, veröffentlicht
im Oktober 2001, lehrt die Verwendung von SIP-Erweiterungen zum Verwalten
und Vorsehen von Sitzungsroutern. Zum Verwalten und Vorsehen von
Sitzungsroutern bestimmt ein SIP-Proxy, welche Grenzrouter eingehende
und ausgehende Router von einer administrativen Domain sind, so
dass COPS (COPS = Englisch: "common
open policy service")
basierte Vorgehensweisen für
Paketflüsse
administriert werden können. Wie
es dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, ist COPS ein Protokoll,
welches zum Übertragen
von einem PDP (PDP = Englisch: "policy
decision point")
an ein PEP (PEP = Englisch: "policy
enforcement point") verwendet
wird. Unglücklicherweise
gibt es keine Qualitätsmessung,
die beim Entscheiden darüber eingeschlossen
ist, welche Sitzungsrouter die eingehenden und ausgehenden Router
sind, und es gibt keine Feststellung einer Flussunterbrechung.
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In ähnlicher
Weise dokumentiert ein Internetentwurf mit dem Titel "SIP Extensions for
Media Authorization" von
D. Evans et al. mit dem Dateinamen draft-ietf-sip-call-auth-04.txt,
veröffentlicht
im Februar 2002, die Verwendung eines Token, das von einem PDP verteilt
wird, um QoS basierend auf Zulassungen zu einem Netzwerk an einem
Grenzrouter zu aktivieren. Unglücklicherweise
weist das Token kein Maß der
Qualität
basierend auf einem Quell-Realm auf, das flussabwärts von
einer Aggregationsvorrichtung angeordnet sein kann, die in einem
Netzwerk angeordnet ist. Zusätzlich
werden richtlinienbasierte Zulassungen basierend auf Ressourcen
ausgeführt, die
in dem Sitzungsrouter vorgesehen sind, wobei diese die Beschränkungen
stromabwärts
möglicherweise
nicht wiedergeben.
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Der
Internetentwurf mit dem Titel "A
Migration Path to Provide End-to-End-QoS over Stateless Networks
by Means of a Probing-Driven Admission Control" von G. Bianchi mit dem Dateinamen draft-bianchi-blefari-end-to-end-qos-02.txt,
veröffentlicht
im November 2001, beschreibt eine Technik zum Bestimmen der Qualität eines
Paketflusses vor dem Zulassen des Flusses in ein Netzwerk. Die Bestimmung der
Qualität
wird durch eine Quelle bereitgestellt, die ein Bündel von Paketen als Probe
an einen Testzielort überträgt, der
nahe beim eigentlichen Ziel des Paketflusses liegt. Dieses Bündel von
Paketen ist ähnlich
dem, was ein zusätzlicher
Multimediafluss generieren würde.
Durch Analysieren der Leistung der zurückgegebenen Pakete vom Testzielort
könnte man
eine Einschätzung
betreffend die Qualität
des zusätzlichen
Multimediaflusses abgeben. Die Quelle sendet ein Bündel von
Paketen an den Testzielort, der dann das Bündel von Paketen zurück zu der Quelle überträgt. Die
Quelle der Probe kann dann Jitter, Paketverlust und Latenzzeit aus
dem Bündel
bestimmen. Es ist dem Durchschnittsfachmann bekannt, dass Jitter
eine Maßzahl
der Variation der Lücken
zwischen Paketen in einem Fluss ist. Eine alternative Definition
ist, dass Jitter die Varianz der Latenzzeit für einen Multimediafluss ist.
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Das
Bündel
von Paketen soll einem Paketfluss ähneln, der um Zulassung zu
dem Ziel anfragt. Falls also der Paketfluss z. B. ein G.711-Fluss
ist, spiegelt das Bündel
von Paketen vor, dass der Paketfluss ein G.711-Fluss ist. Sobald
der Sender die Qualität
des Paketflusses misst, kann die Zulassung der Pakete zu dem Ziel
fortgesetzt werden. Ein Problem mit dieser Technik ist es, dass
sie fordert, dass eine Zieladresse für den Paketfluss vor der Übertragung bekannt
ist. Viele Signalisierungsprotokolle können geroutet werden oder bewegen
sich durch Proxys und Gateways. Es ist oftmals der Fall, dass Adressen nicht
bekannt sind, bis eine erfolgreiche Einrichtung des Paketflusses
durch Signalisierung stattgefunden hat. Unglücklicherweise kann es nach
dem Warten darauf, dass eine erfolgreiche Einrichtung des Paketflusses
stattgefunden hat, zu spät
sein, um den Paketfluss vom Alarmieren oder Anrufen des Ziels abzuhalten.
Daher würde
ein Signalisierungssystem die Ankunft einer Kommunikationssitzung
anzeigen, bevor ein Bandbreitenpfad zugewiesen wurde.
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Weitere
Unzulänglichkeiten
der durch G. Bianchi gelehrten Technik schließen eine nicht wünschenswerte
Verzögerung
beim Lernen einer Bandbreitenqualität auf einem zugewiesenen Pfad
ein. Diese Verzögerung
kann eine Länge
von mehreren Hundert Millisekunden haben. Die Verzögerung kann akzeptabel
sein, falls ein Ziel getestet wird. Wenn es jedoch mehrere Ziele
gibt oder falls der Test mehrere Male in einer Multinetzwerkanordnung
(einmal in jedem Netzwerk) durchgeführt wird, kann die Verzögerung für Kommunikationen
in Echtzeit zu lang sein.
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Ein
weiterer Internetentwurf mit dem Titel "Session Authorization for RSVP" von Hamer et al. mit
dem Dateinamen draft-ietf-rap-rsvp-authsession-02.txt, veröffentlicht
im Februar 2002, beschreibt ein RSVP-Autorisierungselement für eine Sitzungszulassungskontrolle.
Dieses Element kann verwendet werden, um Bandbreite von einem Grenzrouter anzufragen,
der RSVP unterstützt.
Da Grenzrouter nicht in der Lage sind, die Qualität auf einer Fluss-zu-Fluss-Basis
zu messen, gibt es keine Zulassungskontrolle basierend auf der minimalen
erforderlichen Qualität
in dem RSVP-Autorisierungselement. Zusätzlich gibt es keine Unterstützung für Aggregationsbeschränkungen
flussabwärts,
die beratend sein können.
Zusätzlich
basiert das RSVP-Autorisierungselement auf IP-Adressen. Da ein Protokollfeld und
ein Portfeld keine zwingenden RSVP-Felder sind, sogar falls eine
Quell-IP-Adresse und eine Ziel-IP-Adresse bereitgestellt wird, kann
das RSVP-Autorisierungselement nicht in der Lage sein, zwischen
einem RTP-Fluss (RTP = Englisch: "real-time transport protocol") und einem FTP-Fluss
(FTP = Englisch: "file
transfer protocol")
zu unterscheiden, die in demselben Netzwerkpunkt ankommen. Daher ist
es möglich,
dass eine Multimediasitzung nicht durch RSVP-Autorisierungselemente
unterstützt wird,
bis die Elemente sich des Protokolls und der Sitzung bewusst sind.
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Der
Internetentwurt mit dem Titel "A
Framework for Policy-Based Admission Control" von Yavatkar et al., veröffentlicht
im Januar 2000, beschreibt RSVP-Autorisierungselemente weiter. Dieser
Internetentwurf betrifft die Spezifizierung eines Rahmens (Englisch: "framework") zum Bereitstellen
einer richtlinienbasierten Steuerung betreffend Zugriffssteuerungsentscheidungen.
Unglücklicherweise
beschreibt der Internetentwurf on Yavatkar et al. keine Fluss-zu-Fluss
signalisierte Zulassung und keine qualitätsbasierte Zulassung.
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Ein
RSVP-Internetentwurf mit dem Titel "Edge Based Admission Control with Class
Based Resource Management" von
Rawlings et al., mit dem Dateinamen draft-rawlings-admctl-ds-mgt-02.txt, veröffentlicht
im Februar 2002, beschreibt einen Bandbreitenbereich stromaufwärts, der durch
ein Intserv-Klassenmodell (Intserv = Englisch: "Integrate services over the Internet") zugewiesen wird.
Unglücklicherweise
werden Qualitätsmessungen
nicht bei einer Zugangskontrolle in Echtzeit verwendet. Weiterhin
basieren Reservierungen von Bandbreite auf Begrenzungen stromaufwärts anstelle
von Begrenzungen stromabwärts.
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Ein
Internetentwurt mit dem Titel "A
Protocol for RSVP-based Admission Control over IEEE 802-style Networks" von Yavatkar et
al., veröffentlicht im
Mai 2000, beschreibt ein Subnetz-Bandbreitenverwaltungsprotokoll.
Das Protokoll ist ein Signalisierungsmechanismus zum Einfügen eines
Managers zwischen einem LAN und einem RSVP-basierten Schicht 3 routenden
Netzwerk. Dieser Internetentwurf enthält jedoch keinen Mechanismus
zum Durchführen
einer Zugangskontrolle basierend auf der tatsächlich beobachteten Qualität oder verschachtelten Schichten
von Aggregationslinks.
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Sitara
Networks aus Waltham, Massachusetts, USA, baut Produkte, die eine
tiefgehende Paketanalyse durchführen,
um bei der Unterstützung
von VoIP in Firmennetzwerken zu helfen, wobei ein Beispiel hierfür QoSArray
ist. Das Produkt QoSArray beinhaltet high touch Paketverarbeitung
und -klassifizierung mit Schicht 2 Qualitätsschemata, wie beispielsweise
802.1p, und virtuelle LANs (VLANs), wie beispielsweise 802.1q, um
VoIP an Zugangspunkten zu beschränkten
Links, wie beispielsweise WAN-Verbindungen zwischen Netzwerken,
zu priorisieren. Die Sitara-Produkte sind sich einer Signalisierung
nicht bewusst und können
daher einen Kommunikationsversuch nicht zurückweisen. Dies kann darin resultieren,
dass ein Paketfluss zurückgewiesen
wird und sich nichtsdestotrotz die Quelle und das Ziel des Paketflusses
nicht über
die Flusszurückweisung
bewusst sind. Die Zurückweisung
des Paketflusses ohne Benachrichtigung wird wahrscheinlich in einem unerwarteten
Ergebnis münden.
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Allot
Communications aus Eden Prairie, Minnesota, USA, hat ein Produkt
entwickelt, welches als NetEnforcer bezeichnet wird und welches
eine spezielle Verarbeitung von VoIP-Paketen zum Durchführen des
Bildens einer Warteschlange pro Fluss ausführt. Das NetEnforcer zerteilt
auch Pakete (z. B. wird ein Paket mit 20 ms Sprache in zwei Pakete
mit jeweils 10 ms Sprache aufgeteilt), um zu gewährleisten, dass bei langsamen Übertragungen
innerhalb eines WAN geringere Latenzzeiten vorliegen. Das NetEnforcer
arbeitet in einem COPS- oder RSVP-basierten Routernetzwerk, um eine Zugangskontrolle für Pakete
durchzuführen.
Unglücklicherweise
partizipiert das NetEnforcer nicht an Signalisierungsplänen (d.
h. SIP, MGCP (MGCP = Englisch: "media gateway
control protocol"),
H.323), misst Paketqualität
nicht in Echtzeit und schließt
die Paketqualität nicht
in eine Zugangsentscheidung ein.
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Weiterhin
offenbart das US-Patent 6,404,864 (im Folgenden das '864-Patent genannt)
von Evslin et al. ein Netzwerkroutenschema zum Steuern des Routens
von Telefonanrufen basierend auf Qualitätsmessungen. Die Qualitätsmessungen
werden am Ende jedes Anrufs gesammelt, tabellarisch angeordnet und
verwendet, um anschließende
Routenentscheidungen zu treffen. Daher wird die Qualität also nicht
in Echtzeit gemessen. Weiterhin beschreibt das '864-Patent keine empfohlenen Bandbreitenbeschränkungen
pro Realm, offenbart keine Nennung von Netzwerken stromabwärts oder
stromaufwärts und
verhindert nicht, dass Telefonanrufe zu einem Netzwerk zugelassen
werden. Stattdessen beschreibt das '864-Patent die Regelung des Routens, sobald
ein Telefonanruf zu dem Netzwerk zugelassen wurde.
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Die
US-Patentanmeldung 2001/0043571 zeigt scheinbar ein System, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung von
Videokonferenzen. Das Verfahren weist typischerweise das Installieren
eines Videokonferenz-Switches an einem Zugangspunkt zu einem IP-Netzwerk
und das Registrieren einer Mehrzahl von Beziehern von Videokonferenzdienstleistungen auf.
Jeder Bezieher besitzt typischerweise eine Mehrzahl von Endpunkten.
Das Verfahren weist weiterhin das Empfangen von bezieherspezifischen
Einstellungen auf, die auf mehrere Videokonferenzanrufe von der
Mehrzahl von Endpunkten anzuwenden sind, die mit jedem Bezieher
verbunden sind. Das Verfahren weist weiterhin das Abspeichern der
bezieherspezifischen Einstellungen an einem Ort auf, der für den Switch
zugänglich
ist sowie das Konfigurieren des Switches, um alle Anrufe von der
Mehrzahl von Endpunkten mit jedem Bezieher zu verbinden, wobei dies
auf den entsprechenden bezieherspezifischen Einstellungen basiert.
Das Dokument zeigt ebenfalls einen Signalisierungs-Proxy, der konfiguriert
ist, um die Verfügbarkeit
an Bandbreite zu bestimmen, Bandbreite für eine Übertragung von Multimediapaketen
zuzuweisen und die zugewiesene Bandbreite zu verwalten sowie sicherzustellen,
dass die Qualität und
Quantität
der Bandbreite für
die Übertragung
von Multimediapaketen geeignet ist.
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Die
US-Patentanmeldung 2002/0016937 verwendet scheinbar einen Netzwerkprozessor
als Teil eines Testsystems zum Testen von Netzwerkumgebungen und
-vorrichtungen und insbesondere VoIP-Netzwerken und -vorrichtungen.
Der Netzwerkprozessor wird als Teil des Testsystems verwendet und
wird durch Software präzise
gesteuert, um eine Mehrzahl von Funktionen bereitzustellen, um eine Netzwerkumgebung
und -vorrichtungen zu testen. Das Testsystem mit dem Netzwerkprozessor
kann zum Verarbeiten von Paketen, Erstellen von Paketen, Empfangen
von Paketen und Analysieren von Paketen programmiert sein. Das Testsystem
stellt also eine Simulation von Netzwerkbedingungen bereit, indem
Schnittstellen hoher Bandbreite, eine "Schnüffelfunktionalität" (Englisch: "sniffing functionality") mit einer Korrelation
von Paket zu Fluss bei Schnittstellen hoher Bandbreite, das Aufnehmen und/oder
Erschaffen von Netzwerkprofilen und die Analyse von Netzwerkpaketen
verwendet werden.
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Zusammenfassend
gesagt ist es wünschenswert,
eine Paketflusskontrolle und eine QoS-Paketflusszugangskontrolle nicht nur
vor dem Eintritt von Paketen in ein Netzwerk, wie beispielsweise
das PDN POP 102 in 1, sondern
auch stromabwärts
von einem Grenzrouter und dann zu haben, wenn der Paketfluss das
Netzwerk verlässt und
zu einem anderen Netzwerk zugelassen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Im
Lichte des vorangehend beschriebenen betrifft der erste Patentanspruch
der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein System zum Bereitstellen einer
Sitzungszugangskontrolle.
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Grundsätzlich gilt
in Bezug auf die Struktur des Systems, dass das System eine Quelle
einer Kommunikationsanfrage und einen Sitzungsregler verwendet.
Der Sitzungsregler wird zum Zuweisen einer Bandbreite zum Annehmen
einer Kommunikationssitzungsanfrage von der Quelle, zum Sicherstellen,
dass die Quantität
der zugewiesenen Bandbreite für
die Übertragung
von Multimediapaketen von der Quelle an den Sitzungsregler geeignet
ist, und zum Sicherstellen, dass das QoS der zugewiesenen Bandbreite
geeignet ist, um einen Fluss der Multimediapakete über die
zugewiesene Bandbreite bereitzustellen, verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung kann ebenfalls so angesehen werden, dass sie
ein Verfahren zum Bereitstellen einer Sitzungszulassungskontrolle
bereitstellt. Diesbezüglich
kann das Verfahren durch die folgenden Schritte grob zusammengefasst
werden: Zuweisen einer Bandbreite zum Annehmen einer Bandbreitenzuweisungsanfrage;
Sicherstellen, dass die Quantität
der zugewiesenen Bandbreite für
eine Übertragung
von Multimediapaketen geeignet ist; und Sicherstellen, dass das
QoS der zugewiesenen Bandbreite zum Bereitstellen eines Flusses
der Multimediapakete über
die zugewiesene Bandbreite geeignet ist.
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Weitere
Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
bei der Untersuchung der folgenden Zeichnungen und der detaillierten
Beschreibung geläufig.
Es ist beabsichtigt, dass all solche zusätzlichen Systeme, Verfahren und
Vorteile in dieser Beschreibung eingeschlossen sind, im Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung liegen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen besser
verstanden werden. Die Bestandteile der Zeichnungen dienen nicht notwendigerweise
zur Skalierung. Stattdessen wird ein Schwerpunkt darauf gelegt,
die Prinzipien der vorliegenden Erfindung klar darzustellen. Weiterhin bezeichnen
in den Zeichnungen übereinstimmende Bezugszeichen
in den verschiedenen Ansichten einander entsprechende Teile.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches das Layout einer Kommunikation gemäß dem Stand
der Technik darstellt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Layout einer Kommunikation gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches den ersten Sitzungsregler aus 2 weiter
darstellt.
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4 ist
ein schematisches Diagramm einer Tabelle einer Realm-Datenbank,
die in dem ersten Sitzungsregler aus 3 angeordnet
ist.
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5 ist
ein Flussdiagramm, welches einen Überblick über Funktionen bereitstellt,
die durch Verwendung des ersten Sitzungsreglers aus 3 ausgeführt werden.
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6 ist
ein Flussdiagramm, welches den Schritt des Zuweisens einer Bandbreite
zum Gestatten von Multimediapaketflüssen durch Verwendung des ersten
Sitzungsreglers aus 3 weiter beschreibt.
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7 ist
ein Flussdiagramm, welches den Schritt des Zuweisens einer Bandbreite
für einen
Teil des Realm durch Verwendung des ersten Sitzungsreglers aus 3 weiter
darstellt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches ein Layout einer Kommunikation in Übereinstimmung
mit einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Insbesondere zeigt 2 ein Layout einer Kommunikation
zwischen einem PDN POP 202, einem zweiten Sitzungsregler 205,
der in einem Netzwerkteilnehmerpunkt angeordnet ist, der mit dem
PDN POP 202 verbunden ist, einem ersten Aggregations-Realm 212 und
einem zweiten Aggregations-Realm 252.
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Wie
unterhalb beschrieben werden wird, stellen die Sitzungsregler 203, 205 eine
Paketflussregelung und eine QoS-Paketflusszugangsregelung bereit,
wobei dies nicht nur vor dem Eintritt von Paketen in das PDN POP 202,
sondern auch flussabwärts von
einem Sitzungsrouter und dann geschieht, wenn der Paketfluss das
PDN POP Netzwerk 202 verlässt und in ein anderes Netzwerk 206 zugelassen
wird. Es sollte beachtet werden, dass die Sitzungsregler 203, 205 in
jeglicher Kategorie eines Netzwerks anstelle des PDN POP 202 aus 2 angeordnet
sein können.
Beispiele solcher alternativen Netzwerkorte können Firmennetzwerke, beschränkte Punkte
innerhalb eines Kernnetzwerks, wie beispielsweise ein Zugang zu
einem Unterseetransportlink, usw. sein. In der Tat können die
Sitzungsregler 203, 205 überall dort verwendet werden,
wo eine Konkurrenz für
einen Zugang zu einem Transportlink einer langsameren Bandbreite
besteht.
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Das
PDN POP 202 weist einen Grenzrouter 204 zum Routen
von Daten zwischen dem ersten Aggregations-Realm 212 und
dem zweiten Aggregations-Realm 252 auf, die stromaufwärts von
dem Grenzrouter 204 angeordnet sind. Das PDN POP 202 weist
weiterhin eine erste Aggregationsvorrichtung 248 auf, die
vorzugsweise eine Schicht 2 Aggregationsvorrichtung ist.
Die erste Aggregationsvorrichtung 248 gestattet eine Kommunikation
zwischen einer ersten Firma 221, einer zweiten Firma 231 und
einer dritten Firma 241, die in dem ersten Aggregations-Realm 212 angeordnet
sind. Weiterhin gestattet die erste Aggregationsvorrichtung 248 durch
Verwendung des Grenzrouters 204 eine Kommunikation zwischen
dem ersten Aggregations-Realm 212 und dem zweiten Aggregations-Realm 252.
Da der Durchschnittsfachmann Kenntnis darüber besitzt, wie Aggregationsvorrichtungen
eine Kommunikation ermöglichen,
beschreibt die vorliegende Offenbarung nicht weiter, wie eine Aggregationsvorrichtung
eine Kommunikation ermöglicht.
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Eine
zweite Aggregationsvorrichtung 282, die vorzugsweise eine
Schicht 2 Aggregationsvorrichtung ist, ist ebenfalls in
dem PDN POP 202 angeordnet. Die zweite Aggregations vorrichtung 282 gestattet
eine Kommunikation zwischen einer ersten Firma 261 und
einer zweiten Firma 271, die in dem zweiten Aggregations-Realm 252 angeordnet
sind. Weiterhin gestattet die zweite Aggregationsvorrichtung 282 über die
Verwendung des Grenzrouters 204 eine Kommunikation zwischen
dem zweiten Aggregations-Realm 252 und dem ersten Aggregations-Realm 212.
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Das
erste Aggregations-Realm 212 enthält die erste Firma 221,
die zweite Firma 231 und die dritte Firma 241.
Die erste Firma 221 enthält einen ersten Zugangsrouter 222,
ein erstes privates Datennetzwerk 224 und einen ersten
Computer 226 zur Verwendung durch einen Benutzer. Die zweite
Firma 231 enthält
einen zweiten Zugangsrouter 232, ein zweites privates Datennetzwerk 234 und
einen zweiten Computer 236 zur Verwendung durch einen Benutzer.
Die dritte Firma 241 enthält einen dritten Zugangsrouter 242,
ein drittes privates Datennetzwerk 244 und einen dritten
Computer 246 zur Verwendung durch einen Benutzer. Es sollte
beachtet werden, dass es nicht für
den Benutzer erforderlich ist, durch Verwendung eines Computers
zu kommunizieren. Stattdessen kann der Benutzer über eine Verwendung einer beliebigen
anderen Kommunikationsvorrichtung kommunizieren, wobei Beispiele
hierfür VoIP-Telefone,
wie beispielsweise das VoIP-Telefon von Pingtel, IP-Telefone und
VoIP-Gateways sind.
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Jeder
Zugangsrouter 222, 232, 242, der in einer
Firma 221, 231, 241 angeordnet ist, stellt
eine Verbindung von einem Computer 226, 236, 246 mit dem
PDN POP 202 bereit. Benutzer der Netzwerkdienstleistungen,
die durch das PDN POP 202 bereitgestellt werden, können mit
dem PDN POP 202 von innerhalb des PDN POP 202 oder
von einem Ort außerhalb
des PDN POP 202, wie beispielsweise dem ersten Computer 226,
dem zweiten Computer 236 und dem dritten Computer 246,
verbunden sein. Ein vierter Computer 272 ist in 2 dargestellt,
wobei der vierte Computer 272 ebenfalls einem Benutzer
einen direkten Zugang zu dem PDN POP 202 von außerhalb
des PDN POP 202 bereitstellt.
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Jeder
Zugangsrouter 222, 232, 242 stellt eine
Verbindung zu einem der privaten Datennetzwerke 224, 234, 244 bereit.
Beispielsweise stellt der erste Zugangsrouter 222 eine
Verbindung mit dem ersten privaten Datennetzwerk 224 bereit.
Jeder Zugangsrouter 222, 232, 242 gestattet
ebenfalls eine Kommunikation zwischen einem Benutzer und anderen
Teilen des ersten Aggregations-Realms 212 über einen
Computer 226, 236, 246.
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Das
zweite Aggregations-Realm 252 enthält die erste Firma 261 und
die zweite Firma 271. Die erste Firma 261, die
in dem zweiten Aggregations-Realm 252 angeordnet ist, enthält ein erstes
Modem 262 und einen ersten Computer 264 zur Verwendung
durch einen Benutzer. Die zweite Firma 271, die in dem
zweiten Aggregations-Realm 252 angeordnet ist, enthält ein zweites
Modem 272 und einen zweiten Computer 274 zur Verwendung
durch einen Benutzer. Das erste Modem 262 und das zweite Modem 272 können DSL-Modems
oder Modems einer beliebigen anderen Kategorie sein.
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Der
erste Sitzungsregler 203 ist an einer Dienstgrenze des
PDN POP 202 angeordnet, wobei der erste Sitzungsregler 203 Bandbreite
für eine Quelle
einer Kommunikationsanfrage zuweist und verwaltet, die entweder
innerhalb oder außerhalb
des PDN POP 202 angeordnet ist, und stellt sicher, dass die
Qualität
und Quantität
der zugewiesenen Bandbreite für
die Kommunikation geeignet ist. Falls also beispielsweise die Quelie
der Kommunikationsanfrage entweder der erste Computer 226,
der zweite Computer 236 oder der dritte Computer 246 in
dem ersten Aggregations-Realm 212 wäre, würde die Bandbreite zwischen
dem Grenzrouter 204 und entweder dem ersten Zugangsrouter 222,
dem zweiten Zugangsrouter 232 oder dem dritten Router 242 zugewiesen
und verwaltet werden. Falls stattdessen die Quelle der Kommunikationsanfrage
entweder der erste Computer 264 oder der zweite Computer 274 in dem
zweiten Aggregations-Realm 252 wäre, würde die Bandbreite zwischen
dem Grenzrouter 204 und entweder dem ersten Modem 262 oder
dem zweiten Modem 272 zugewiesen und verwaltet.
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Wie
oberhalb ausgeführt
wurde, ist der zweite Sitzungsregler 205 alternativ an
einem Netzwerkteilnehmerpunkt angeordnet, der mit dem PDN POP 202 verbunden
ist. Der zweite Sitzungsregler 205 weist Bandbreite zu
und verwaltet diese für
eine Quelle einer Kommunikationsanfrage, die entweder innerhalb
oder außerhalb
des PDN POP 202 angeordnet ist, stellt sicher, dass die
Qualität
und Quantität
der zugewiesenen Bandbreite für
eine Kommunikation geeignet ist. Falls also beispielsweise die Quelle
in einem entfernten Netzwerk angeordnet wäre, welches durch die Bezeichnung "andere Netzwerke" 206 in 6 dargestellt
ist, würde
die Bandbreite zwischen dem Grenzrouter 204 und einer Vorrichtung,
wie beispielsweise einem Zugangsrouter oder einem Modem innerhalb
des entfernten Netzwerks, zugewiesen und verwaltet werden. Die von
dem ersten Sitzungsregler 203 und dem zweiten Sitzungsregler 205 ausgeführten Funktionen
werden unterhalb detailliert beschrieben.
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches den ersten Sitzungsregler 203 aus 2 weiter
darstellt. Es sollte beachtet werden, dass der zweite Sitzungsregler 205 (2)
dieselben Bestandteile enthält
und dieselben Funktionen wie der erste Sitzungsregler 203 ausführt. Daher
ist die folgende Beschreibung des ersten Sitzungsreglers 203 ebenfalls
auf den zweiten Sitzungs regler 205 (2) anwendbar.
Zusätzlich
sollte beachtet werden, dass die Anordnung der Bestandteile in 3 keine
sequentielle Abfolge der Paketverarbeitung darstellen soll.
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In Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist
der erste Sitzungsregler 203 eine erste Schnittstelle 302 und eine
zweite Schnittstelle 304 auf. Es sollte beachtet werden,
dass zusätzliche
oder weniger Schnittstellen in dem ersten Sitzungsregler 203 angeordnet
sein können.
Die erste Schnittstelle 302 wird durch den ersten Sitzungsregler 203 zum
Empfangen von Multimediapaketen und signalisierenden Nachrichten verwendet,
die einen Pfad für
eine Kommunikation für
die Multimediapakete etablieren. Die zweite Schnittstelle 304 wird
von dem ersten Sitzungsregler 203 zum Übertragen von Multimediapaketen
und signalisierenden Nachrichten verwendet.
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Jede
Schnittstelle 302, 304 ist mindestens einer Adresse,
wie beispielsweise einer IP-Adresse, und einer MAC-Adresse (MAC
= Englisch: "media
access control")
zum Identifizieren der Schnittstelle 302, 304 in
dem PDN POP 202 (2) zugewiesen. Da
jede Schnittstelle 302, 304 mindestens einer IP-Adresse
und einer MAC-Adresse zugewiesen ist, ist der erste Sitzungsregler 203 in
der Lage, signalisierende Nachrichten, wie beispielsweise SIP-Einladungsnachrichten,
zu empfangen und zu übertragen, wodurch
ein Kommunikationspfad für
Multimediapaketflüsse
etabliert wird. Beispielsweise können
die signalisierenden Nachrichten einen Kommunikationspfad von einer
Quellvorrichtung oder einem Netzwerk zu dem ersten Sitzungsregler 203 etablieren.
Weiterhin ist der erste Sitzungsregler 203 in der Lage,
Multimediapaketflüsse
zu empfangen und zu übertragen, nachdem
ein Kommunikationspfad etabliert worden ist. Die IP-Adressen stellen
eine Identifizierung jeder Schnittstelle 302, 304 für die Übertragung
und den Empfang von Multimediapaketen und signalisierenden Nachrichten
bereit, während
die MAC-Adresse eine einzigartige (eine eindeutige) Hardwarenummer ist,
die dem ersten Sitzungsregler 203 für die Übertragung und den Empfang
von Multimediapaketen und signalisierenden Nachrichten zugewiesen
ist.
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Ein
Paketklassifizierer 306 ist in dem ersten Sitzungsregler 203 angeordnet,
um eine Kategorie der von dem ersten Sitzungsregler 203 empfangenen Pakete
zu bestimmen. Beispiele für
Kategorien von Paketen sind RTP-Pakete oder RTCP-Pakete (RTCP =
Englisch: "real-time
transport control protocol").
Daher kann der Paketklassifizierer 306 feststellen, ob ein
empfangenes Paket ein signalisierendes Paket, wie beispielsweise
ein RTCP-Paket, oder ein Multimediapaket ist, wie beispielsweise
ein RTP-Paket.
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Eine
Flussdatenbasis 308 ist ebenfalls in dem ersten Sitzungsregler 203 angeordnet.
Es sollte beachtet werden, dass die Flussdatenbasis 308 jegliche
elektronische, magnetische, optische und/oder andere Art eines Speichermediums
sein kann. Die Flussdatenbasis 308 speichert einen Pool
von IP-Adressen und Port-Adressen ab, die durch einen Administrator
des PDN POP 202 (2) vorgesehen werden.
In Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird
ein Pool von Adressen durch einen Administrator für jedes Realm
oder Netzwerk geschaffen, welches mit einem Sitzungsregler verbunden
ist. Daher weist der Pool von IP-Adressen und Port-Adressen, die
in der Flussdatenbasis 308 gespeichert sind, IP-Adressen
und Port-Adressen für
Netzwerke oder Realms auf, die durch die erste Firma 221 (2)
in dem ersten Aggregations-Realm 212 (2),
die zweite Firma 231 (2) in dem
ersten Aggregations-Realm 212 (2), der
dritten Firma 241 (2) in dem
ersten Aggregations-Realm 212 (2), der
ersten Firma 261 (2) in dem
zweiten Aggregations-Realm 252 (2),
die zweite Firma 271 (2) in dem
zweiten Aggregations-Realm 252 (2) und dem
PDN POP 202 (2) definiert sind.
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Vordefinierten
Schlüssel
sind in einem Speicher 310 des Sitzungsreglers gespeichert,
wobei jeder vordefinierte Schlüssel
eine sortierte Liste ausführbarer
Befehle zum Implementieren einer Abfolge logischer Funktionen enthält, die
in der Lage sind, festzustellen, ob in der Flussdatenbank 308 abgespeicherte
Informationen für
den ersten Sitzungsregler 203 nützlich sind. Es sollte beachtet
werden, dass der Speicher 310 des Sitzungsreglers eine
beliebige Art eines flüchtigen
Speicherelements oder deren Kombinationen (z. B. RAM, wie z. B.
DRAM, SRAM, SDRAM, usw.) und nicht flüchtige Speicherelemente (z.
B. ROM, usw.). Weiterhin kann der Speicher 308 des Sitzungsreglers
elektronische, magnetische, optische und/oder andere Arten von Speichermedien aufweisen.
Zusätzlich
kann der Speicher 310 des Sitzungsreglers ein inhaltsadressierbarer
Speicher sein.
-
Beispiele
von Informationen, die als nützlich angesehen
werden können,
schließen
das Folgende ein: eine Quell-/Ziel-IP-Adresse; eine Quell-/Zielportadresse;
ein Quell-/Zielport; eine ATM-PVC-Nummer (ATM = Englisch: "asynchronous transfer
mode"; PVC = Englisch: "permanent virtual
circuit"); und Kombinationen
von Protokollen und Ports, die ein Multimediapaket als eine bestimmte
Kategorie einer Nachricht (z. B. für SIP: UDP (UDP = Englisch: "user datagram protocol") und Port 5016 bewirkt,
dass das Multimediapaket als eine SIP-Nachricht klassifiziert wird)
klassifizieren.
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Pakete,
die durch einen Paketklassifizierer 306 als signalisierende
Pakete identifiziert wurden, werden dann durch den Paketklassifizierer 306 untersucht,
um festzustellen, ob die signalisierenden Pakete keine Informationen
enthalten, die durch die vordefinierten Schlüssel als nützlich identifiziert wurden.
Signalisierende Pakete, zu denen festgestellt wurde, dass sie keine
als nützlich
identifizierten Informationen enthalten, werden an einen Prozessor 312 für fallengelassene
Pakete übermittelt,
der in dem ersten Sitzungsregler 203 angeordnet ist. Der
Prozessor 312 für
fallengelassene Pakete speichert solche signalisierenden Pakete
temporär
ab, die aufgrund der fehlenden Erfüllung der Informationen als nützlich durch
die vordefinierten Schlüsse
fallengelassen wurden. Der Prozessor 312 für fallengelassene
Pakete kann dann verwendet werden, um eine Quelle fallengelassener
signalisierender Pakete zu identifizieren, um einer Verweigerung
von Dienstversuchen über
die Verwendung des PDN POP 202 (2) zu begegnen.
Als Ergebnis kann die Quelle der fallengelassenen signalisierenden
Pakete getestet werden, um festzustellen, warum die Quelle für eine Übertragung
von Multimediapaketen nicht korrekt signalisiert hat.
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Ein
Verkehrsmanager 316 ist ebenfalls in dem ersten Sitzungsregler 203 angeordnet.
Beim Starten des ersten Sitzungsreglers 203 leitet der
Verkehrsmanager 316 nicht fallengelassene signalisierende
Pakete an ein signalisierendes Proxy 314 weiter. Wie oberhalb
beschrieben wurde, wurden die signalisierenden Pakete durch den
Paketklassifizierer 306 als signalisierende Pakete bestimmt.
Zusätzlich wurde
der Paketklassifizierer 306 verwendet, um individuell zu
bestimmen, ob jedes der signalisierenden Pakete nützliche
Informationen enthielt, wie dies durch einen vordefinierten Schüssel angegeben
war, der durch einen Administrator bereitgestellt wurde. Beispielsweise
würden
Pakete, die auf dem Protokoll UDP an den Port 5016 gesendet
wurden, als SIP signalisierende Pakete betrachtet. Das signalisierende Proxy 314 wird
verwendet, um signalisierende Nachrichten zu verarbeiten, die von
dem ersten Sitzungsregler 203 empfangen wurden, wie dies
unterhalb detailliert beschrieben wird.
-
Der
Verkehrsmanager 316 kann ebenfalls verwendet werden, um
Multimediapaketflussraten (ansonsten auch als Verkehr bezeichnet)
von IP-Sitzungen zu messen und zu verstärken, wodurch die Fähigkeit
der Verkehrsmessung dem ersten Sitzungsregler 203 bereitgestellt
wird. Ein Beispiel eines im Handel verfügbaren Verkehrsmanagers 316 ist
ein NPX5700 Verkehrsmanager, der von MMC Networks aus Kalifornien,
USA, verkauft wird. Der Verkehrsmanager 316 arbeitet in Übereinstimmung mit
dem signalisierende Proxy 314, so dass der Verkehrsmanager 316,
sobald eine Weiterleitungsentscheidung durch das signalisierende
Proxy 314 getroffen wurde, Multimediapakete, vorgesehen
durch signalisierende Pakete, in ihre ent sprechenden Multimediapaketflüsse mit
einer zugewiesenen Priorität einreiht,
die durch das signalisierende Proxy 314 definiert ist.
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Falls
ein signalisierendes Paket durch das signalisierende Proxy 314 empfangen
wird, analysiert das signalisierende Proxy 314 das signalisierende Paket
in Übereinstimmung
mit einer Kategorie eines signalisierenden Systems, das von dem
ersten Sitzungsregler 203 verwendet wird, wie dies unterhalb detailliert
beschrieben wird. Beispielsweise könnte das signalisierende System
ein H.323 Standardsystem, ein SIP-System oder ein MGCP-System sein.
-
In
den meisten Fällen,
wenn ein anfängliches signalisierendes
Paket von einer Quelle übertragen wird,
ist ein Ziel eines Multimediapaketflusses, der von der Quelle des
anfänglichen
signalisierenden Pakets stammt, nicht bekannt. Wenn z. B. in SIP
ein INVITE signalisierendes Paket an ein Netzwerk übertragen
wird, ist das endgültige
Ziel eines Multimediapaketflusses nicht bekannt, der mit dem INVITE
signalisierenden Paket verbunden ist. Insbesondere wenn das INVITE
signalisierende Paket übertragen wird,
ist weder eine IP-Adresse noch eine Portnummer oder MAC-Adresse
für das
endgültige
Ziel des Multimediapaketflusses bekannt.
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Während das
Ziel eines Multimediapaketflusses nicht bekannt ist, ist der erste
Sitzungsregler 203 in der Lage, Informationen von einem
signalisierenden Paket zu verwenden, um Bandbreite von einer Quelle
zuzuweisen und zu verwalten und sicherzustellen, dass die Qualität und Quantität der zugewiesenen
Bandbreite für
eine Kommunikation von der Quelle geeignet ist, bevor die Quelle
des signalisierenden Pakets Multimediapakete überträgt. Insbesondere verwendet
das signalisierende Proxy 314 eine Realm-Datenbanktabelle 324,
um die Verfügbarkeit
der Bandbreite der Quelle zu bestimmen, die Bandbreite für eine Übertragung
von Multimediapaketen von der Quelle zuzuweisen und um sicherzustellen,
dass die Qualität
der Bandbreite für
eine Übertragung
von Multimediapaketen von der Quelle geeignet ist. Die Beschreibung
zu 4 beschreibt die Realm-Datenbank 322 weiter.
Zusätzlich
enthält der
erste Sitzungsregler 203 einen Flussqualitätsmessmechanismus 348.
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Die
erste Schnittstelle 302, die zweite Schnittstelle 304,
der Paketklassifizierer 306, die Flussdatenbank 308,
der Prozessor 312 für
fallengelassene Pakete, das signalisierende Proxy 314,
der Verkehrsmanager 316, die Realm-Datenbank 322 und
der Flussqualitätsmessmechanismus 348 sind über eine
lokale Schnittstelle 301 kommunizierend miteinander verbunden.
Die lokale Schnittstelle 301 kann z. B. ein Bus oder mehrere
Busse oder andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen sein, wie
dies im Stand der Technik bekannt ist. Die lokale Schnittstelle 301 kann
zusätzliche
Elemente aufweisen, die aus Gründen
der Einfachheit weggelassen sind.
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Diese
Elemente können
z. B. Controller, Puffer (Englisch: "cache"), Treiber, Repeater und Receiver sein,
um eine Kommunikation zu gestatten. Weiterhin kann die lokale Schnittstelle 301 Adress-,
Regel- und/oder Datenverbindungen aufweisen, um eine geeignete Kommunikation
zwischen den zuvor genannten Komponenten zu gestatten.
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4 ist
ein schematisches Diagramm der Realm-Datenbanktabelle 324,
die in der Realm-Datenbank 322 (3)
angeordnet ist. Wie oberhalb ausgeführt wurde, speichert die Realm-Datenbanktabelle 324 Informationen
ab, die durch das signalisierende Proxy 314 (3)
benötigt
werden, um die Bandbreitenverfügbarkeit
zu bestimmen, Bandbreite für
eine Übertragung
von Multimediapaketen zuzuweisen, die zugewiesene Bandbreite zu
verwalten und sicherzustellen, dass die Qualität und Quantität der Bandbreite
für eine Übertragung
von Multimediapaketen geeignet ist. Die Realm-Datenbanktabelle 324 besitzt
eine Quell-Realm-Spalte 326, eine Teil-Realm-Spalte 328,
eine Schicht 2-Spalte 332, eine Schnittstellen-Spalte 334,
eine Sub-Schnittstellen-Spalte 336, eine Adress-Spalte 338,
eine maximale Bandbreiten-Spalte 342, eine zugewiesene Bandbreiten-Spalte 344 und
eine QoS-Wert-Spalte 346. In jeder Spalte wird eine Anzahl
von Zellen verwendet, um Informationen zu speichern, wie dies unterhalb
beschrieben wird.
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Zellen
in der Quell-Realm-Spalte 326 speichern Textnamen von Quellen
signalisierender Nachrichten und Multimediapaketflüsse ab.
Die Textnamen dienen als Schlüssel
für die
Realm-Datenbanktabelle 324.
Die Textnamen können
unterschiedliche Arten von Zeichen enthalten und sind bezüglich der Anzahl
von Zeichen durch den zugewiesenen Platz innerhalb der Realm-Datenbank 322 für die Textnamen
beschränkt.
Beispiele von Quell-Realms können das
erste private Netzwerk 224, das zweite private Netzwerk 234 und
das dritte private Netzwerk 244 aus 2 umfassen.
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Zellen
in der Teil-Realm-Spalte 328 speichern Textnamen ab, die
einen Ort darstellen, in welchem ein Quell-Realm angeordnet ist.
Falls beispielsweise ein Quell-Realm ein Modem ist, kann das Teil-Realm
ein LAN sein. Falls bei einem anderen Beispiel ein Quell-Realm ein
LAN ist, kann das Teil-Realm ein öffentliches Datennetzwerk sein.
Falls spezifisch für 2 das
Quell-Realm das erste private Netzwerk 224 ist, kann das
Teil-Realm das erste Aggregations-Realm 212 sein.
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Zellen
in der Schicht 2-Spalte 332 speichern eine Identifizierung
eines Typs eines Schicht 2-Netzwerks
ab, das durch den ersten Sitzungsregler 203 verwendet wird.
Die Identifizierung des Typs des Schicht 2-Netzwerks wird verwendet,
um Informationen weiter zu definieren, die in der Sub-Schnittstellen-Spalte 336 gespeichert
sind. Die Schnittstellen-Spalte 334 gibt an, auf welchen
Schnittstellen 302, 304 (3) das Realm
angeordnet ist.
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Zellen
in der Sub-Schnittstellen-Spalte 336 speichern numerische
Anzeigen ab, die zum Bereitstellen einer Schicht 2-Trennung verwendet
werden. Falls also mehr als eine Zelle in der Adress-Spalte 338 denselben
darin gespeicherten Wert besitzt, kann die Sub-Schnittstellen-Spalte 336 verwendet werden,
um zwischen den Zellen zu unterscheiden. Für Ethernet-Schnittstellen kann die numerische Anzeige
beispielsweise eine 802.1q VLAN-Kennzeichnung wiedergeben. Bei einem
weiteren Beispiel für ATM-Schnittstellen
kann die numerische Anzeige eine PVC-Nummer wiedergeben.
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Zellen
in der Adress-Spalte 338 speichern Adressen, wie beispielsweise
IP-Adressen. In Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
jede IP-Adresse
von einem Schrägstrich
und einer numerischen Wiedergabe einer maximalen Anzahl von Bits
gefolgt, die verwendet werden können,
um ein Quell-Realm zu identifizieren, welches mit der IP-Adresse
verbunden ist. Wenn also eine IP-Adresse durch das signalisierende
Proxy 314 (3) für eine Quelle eines Multimediapaketflusses
bereitgestellt wird, wie dies unterhalb weiter beschrieben wird,
wird die IP-Adresse mit Einträgen
in Übereinstimmung
gebracht, die in Zellen der Quell-Realm-Spalte 326 gespeichert
sind, wodurch eine Quelle des Multimediapaketflusses bestimmt wird.
Es sollte beachtet werden, dass die Zuweisung zwischen Informationen,
die in den Zellen der Quell-Realm-Spalte 326, der Teil-Realm-Spalte 328,
der Schicht 2-Spalte 332, der Schnittstellen-Spalte 334,
der Sub-Schnittstellen-Spalte 336, der Adress-Spalte 338,
der maximalen Bandbreiten-Spalte 342, der zugewiesenen
Bandbreiten-Spalte 344 und der QoS-Wert-Spalte 346 gespeichert sind,
durch die Informationen angezeigt werden, die in den Zellen gespeichert
sind, die in derselben Zeile der Realm-Datenbanktabelle 324 angeordnet
sind.
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Zellen
in der maximalen Bandbreiten-Spalte 342 speichern numerische
Wiedergaben der Größe einer
Bandbreite ab, die für
Multimediapaketflüsse verwendet
werden kann, die von den Quell-Realms stammen. Vorzugsweise gibt
es eine numerische Wiedergabe der Menge oder Größe einer Bandbreite, die für Multimediapaketflüsse verwendet
werden kann, die von einem Quell-Realm stammen. In Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die Menge oder Größe der Bandbreite,
die in Zellen der maximalen Bandbreiten-Spalte 342 angezeigt ist, eine
empfohlene Grenze, die von einem Administrator des ersten Sitzungsreglers 203 spezifiziert
wird, und kleiner als eine physikalische Bandbreite, die durch das Quell-Realm
bereitgestellt wird. In Übereinstimmung mit
einem Beispiel, welches durch die Realm-Datenbanktabelle 324 in 4 gezeigt
ist, wird einem Acme Packet Quell-Realm eine maximale Bandbreite von
800 Kilobyte (KB) für
eine Übertragung
von Multimediapaketen an oder von dem Acme Packet Quell-Realm gestattet.
Wie oberhalb ausgeführt
wurde, kann die eigentliche zur Verfügung stehende physikalische
Bandbreite für Übertragungen
von Multimediapaketen viel größer sein
als die spezifizierte maximale Bandbreite.
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Werte
von Zellen, die in der zugewiesenen Bandbreiten-Spalte 344 und
der QoS-Wert-Spalte 346 angeordnet sind, werden dynamisch
bestimmt, wenn der erste Sitzungsregler 203 verwendet wird, wie
dies unterhalb beschrieben wird. Zellen in der zugewiesenen Bandbreiten-Spalte 344 speichern
eine numerische Wiedergabe der Gesamtbandbreite ab, die Multimediapaketflüssen durch
den Sitzungsregler 203 zugewiesen wurde, wobei eine numerische
Wiedergabe für
jedes Quell-Realm abgespeichert wird. Es sollte beachtet werden,
dass die numerische Wiedergabe in Echtzeit aufrechterhalten wird,
während neue
Multimediapaketflüsse
durch den ersten Sitzungsregler 203 bereitgestellt werden
oder wenn Multimediapaketflüsse
durch den ersten Sitzungsregler 203 beendet werden.
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Zellen
in der QoS-Wert-Spalte 346 speichern einen QoS-Wert ab,
wie dieser durch das signalisierende Proxy 314 (3)
bestimmt wird, wobei dies eine numerische Wiedergabe der Qualität der Bandbreite
basierend auf gemessenem Jitter, Paketverlust und Latenzzeit der
Multimediapaketflüsse
ist, die von dem Quell-Realm stammen. Jede der oberhalb genannten
Spalten wird unterhalb detaillierter beschrieben.
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Vor
der Verwendung des ersten Sitzungsreglers 203 (3)
werden Informationen, mit Ausnahme der zugewiesenen Bandbreite und
des QoS-Werts, die in der Realm-Datenbanktabelle 324 gespeichert
sind, durch den Flussqualitätsmessmechanismus 348 (3)
bereitgestellt, der in dem ersten Sitzungsregler 203 (3)
angeordnet ist. Alternativ werden die zugewiesene Bandbreite und
der QoS-Wert durch das signalisierende Proxy 314 (3)
berechnet, während
der erste Sitzungsregler 203 (3) verwendet
wird. Eine weitere Erklärung der
Berechnung des QoS-Werts wird unterhalb gegeben.
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Überblick
betreffend den ersten Sitzunasregler
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5 ist
ein Flussdiagramm 350, welches einen Überblick über Funktionen bereitgestellt,
die durch Verwendung des ersten Sitzungsreglers 203 aus 3 ausgeführt werden.
Alle Vorgangsbeschreibungen oder Blöcke in den Flussdiagrammen sollten
so verstanden werden, dass sie Module, Segmente oder Teile von Code
darstellen, die einen oder mehrere ausführbare Befehle zum Implementieren spezifischer
logischer Funktionen oder Schritte in dem Vorgang aufweisen. Alternative
Implementierungen sind von der ersten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung abgedeckt, wobei Funktionen in anderer Reihenfolge
als der in den Figuren gezeigten und hierin beschriebenen Reihenfolge
ausgeführt werden
können.
Dies schließt
ein, dass Funktionen im Wesentlichen gleichzeitig oder in der umgekehrten
Reihenfolge durchgeführt
werden können,
was von der jeweiligen Funktionalität abhängt, wie es dem Durchschnittsfachmann
im technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung geläufig ist.
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Wie
in Block 360 gezeigt ist; wird
Bandbreite für
ein Quell-Realm zugewiesen. Die Zuweisung von Bandbreite für das Quell-Realm
gestattet die Fortbewegung von Multimediapaketflüssen von einer Quelle innerhalb
des Quell-Realms zum ersten Sitzungsregler 203 (3).
Die Zuweisung von Bandbreite wird weiter durch die unterhalb angegebene
Beschreibung zu 6 beschrieben.
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Die
Qualität
der zugewiesenen Bandbreite für
das Quell-Realm wird bestimmt, um zu verifizieren, dass die aktuelle
Qualität
der Bandbreite ausreichend für
die Übertragung
von Multimediapaketen ist (Block 362). Falls die Qualität der Bandbreite
für die Übertragung
von Multimediapaketen ausreichend ist, wird die Bandbreite für ein Teil-Realm
zugewiesen (Block 364). Die Qualität der zugewiesenen Bandbreite
für das
Teil-Realm wird für
eine Übertragung von
Multimediapaketen bestimmt (Block 366). Die durch Block 364 und
Block 366 beschriebenen Funktionen werden wiederholt, bis
keine Teil-Realms übrig bleiben,
die mit dem Quell-Realm
verbunden sind (Block 368). Wie durch Block 372 gezeigt
ist, werden mit den Multimediapaketflüssen verbundene signalisierende
Pakete falls notwendig aktualisiert, um die bestimmte verfügbare Bandbreite
zu reflektieren, falls ein Multimediapaketfluss durch das Quell-Realm und
die zugehörigen
Teil-Realms als zulässig
angesehen wurden. Adressen von Multimediadeskriptoren, wie beispielsweise
Quelladressen und Zieladressen, die in signalisierenden Paketen
angeordnet sind, werden aktualisiert, so dass Multimediapakete und
signalisierende Pakete, die von Quell-Realms oder Teil-Realms übertragen
werden, an den ersten Sitzungsregler 203 übertragen
werden (2), bevor eine Übertragung
an eine Zieladresse stattfindet. In Übereinstimmung mit der ersten
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung führt
das signalisierende Proxy 314 (3) das Aktualisieren der
Multimediadeskriptoren durch.
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Das
aktualisierte signalisierende Paket wird von dem signalisierenden
Proxy 314 (3) an den Verkehrsmanager 316 (3) übermittelt.
Der Verkehrsmanager 316 (3) leitet
das aktualisierte signalisierende Paket dann an die zweite Schnittstelle 304 (3)
weiter (Block 374), wonach das aktualisierte signalisierende
Paket an ein Ziel des aktualisierten signalisierenden Pakets übertragen
wird (Block 376).
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Nach
einer Zeitspanne wird eine Antwort auf das übertragene aktualisierte signalisierende
Paket von dem ersten Sitzungsregler 203 empfangen (Block 378).
Die Antwort kommt an der ersten Schnittstelle 302 (3)
an und bewegt sich zum signalisierenden Proxy 314 (3)
zur Analyse. Die Antwort könnte
entweder eine positive Antwort sein, die angibt, dass ein Multimediapaketfluss
beginnen kann (z. B. SIP OK, H.323 Connect, MGCP MODIFY CONNECTION),
oder eine negative Entgegennahme (z. B. SIP NACK, H.323 Release
Complete). Falls die von dem ersten Sitzungsregler empfangene Antwort eine
negative Entgegennahme ist, wird die zuvor zugewiesene Bandbreite
freigegeben (Block 382), indem die reservierte Bandbreite
in die Realm-Datenbank 324 (4) zurückgegeben
wird, wodurch der Wert absinkt, der in den Zellen der zugewiesenen Bandbreiten-Spalte 344 abgespeichert
ist. Es sollte beachtet werden, dass eine Zeitüberschreitung (z. B. MGCP Timeout)
auch als negative Entgegennahme betrachtet werden kann, wobei das
signalisierende Proxy 314 zuvor zugewiesene Bandbreite
freigibt, falls eine Antwort nicht von dem ersten Sitzungsregler 203 nach
einer vorbestimmten Zeitspanne empfangen wird.
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Ein
Beispiel für
eine Freigabe von Bandbreite lautet wie folgt. Wenn man annimmt,
dass eine Anfrage für
G.711 oder G.729 an ein Ziel übertragen
wird, wird eine Zuweisung von 80 KB gemacht, und ein SIP NACK wird
von dem Ziel an den ersten Sitzungsregler zurückgegeben. Die zugewiesenen
80 KB werden dann von dem Wert der Bandbreite subtrahiert, die für Multimediapaketflüsse zugewiesen
war.
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Falls
jedoch eine positive Anzeige durch das Ziel zurückgegeben wird, wird die Zuweisung
einer Bandbreite wieder berechnet, um eine tatsächliche Bandbreite zu reflektieren,
die durch Multimediapakete verwendet werden soll, wie dies in dem
zurückgegebenen
Mediendeskriptor (Block 384) beschrieben ist. Falls beispielsweise
die oberhalb genannte Anfrage für
ein G.711 oder ein G.729 80 KB reservierte und der letztendlich
resultierende Mediadeskriptor ein G.729 verlangte, würde die
zugewiesene Bandbreite, die in der zugewiesenen Bandbreiten-Spalte 344 abgespeichert
ist, reduziert werden, um den tatsächlichen Bandbreitenfluss zu
reflektieren.
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Bandbreitenzuweisung
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6 ist
ein Flussdiagramm 390, welches den Schritt des Zuweisens
einer Bandbreite für
eine Übertragung
von Multimediapaketen von einer Quelle an den ersten Sitzungsregler 203 aus 3 weiter darstellt
(Block 360, 5). Wie durch Block 392 gezeigt
ist, wird eine Quelladresse der signalisierenden Nachricht aus dem
signalisierenden Paket extrahiert, wenn ein signalisierendes Paket
von der Quelle empfangen wird. Beispielsweise kann die Quelladresse bei
den SIP- und MGCP-Protokollen in einem SDP-Teil (SDP = Englisch: "session description
protocol") von INVITE-Nachrichten
bzw. CREATE CONNECTION-Nachrichten gefunden werden.
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Ein
Maß einer
Bandbreite für
eine Übertragung
von Multimediapaketen wird für
die Quelle zugewiesen, wobei das Maß der Bandbreite gleich einem
maximalen Maß der
Bandbreite ist, die einen maximal unterstützten Typ von Bandbreite angepasst ist,
die von der Quelle zugelassen wird (Block 394). Um dies
zu vervollkommnen, kann eine Quelle verschiedene Typen von Bandbreite
unterstützen,
wobei ein maximaler unterstützter
Typ einer Bandbreite der Typ wäre,
der die größte Zuweisung
einer Bandbreite erfordert. Falls beispielsweise die Quelle der
signalisierenden Nachricht eine G.729-Sprachkommunikation oder eine
G.711-Sprachkommunikation anfragt, kann eine 80 KB Bandbreite für eine Sprachkommunikation
reserviert werden. Das Maß der
Bandbreite für
eine Übertragung
von Multimediapaketen, welches für
die Quelle zugewiesen wird, wird in der zugewiesenen Bandbreitenspalte 344 (4)
der Realm-Datenbanktabelle 324 (4)
abgespeichert. Insbesondere in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird das Maß der Bandbreite
in einer Zelle der zugewiesenen Bandbreiten-Spalte 344 (4)
abgespeichert, die in derselben Zeile wie die Zelle ist, die in
der Adress-Spalte 338 (4) angeordnet
ist und die Adresse der Quelle darin gespeichert hat.
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Ein
Quell-Realm des signalisierenden Pakets wird durch Suchen nach der
Quelladresse in der Adress-Spalte 338 (4)
der Realm-Datenbanktabelle 324 (4) und durch
Bestimmen des Quell-Realms bestimmt, der mit der Quelladresse verbunden
ist (Block 396). Insbesondere wird in Übereinstimmung mit der ersten
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung das Quell-Realm,
welches mit der Quelladresse verbunden ist, in einer Zelle der Quell-Realm-Spalte 326 (4)
abgespeichert, die in derselben Zeile der Realm-Datenbanktabelle
(4) wie die Zelle in der Adress-Spalte 338 (4)
abgelegt ist, die die Quelladresse darin abgespeichert hat.
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Um
sicherzustellen, dass die Qualität
der Bandbreite geeignet ist, wird die zugewiesene Bandbreite mit
einer maximalen von dem bestimmten Quell-Realm erlaubten Bandbreite
verglichen (Block 398). Die maximale von dem bestimmten
Quell-Realm erlaubte Bandbreite wird in einer Zelle abgespeichert,
die in der maximalen Bandbreitenspalte 342 (4)
der Realm-Datenbanktabelle 324 (4) angeordnet
ist, wobei die Zelle in derselben Zeile wie die Zelle angeordnet
ist, die das bestimmte Quell-Realm abspeichert. Falls die zugewiesene
Bandbreite kleiner ist als die maximale erlaubte Bandbreite, steht die
Bandbreite dann einer angefragten Kommunikation zur Verfügung und
die Kommunikation kann zugelassen werden (Block 400). Falls
jedoch die zugewiesene Bandbreite größer ist als die maximale erlaubte Bandbreite,
ist die für
ein Zulassen der angefragten Kommunikation erforderliche Bandbreite
nicht verfügbar
und die angefragte Kommunikation wird nicht gestattet (Block 402).
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In Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung, falls die zugewiesene Bandbreite größer ist
als die maximale erlaubte Bandbreite, können andere Typen einer Kommunikation
durch die Quelle der signalisierenden Nachricht angefragt werden,
wodurch festgestellt wird, ob ein niedrigerer Bandbreitentyp einer
Kommunikation akzeptabel ist. Insbesondere wird der Block 394 in 6 durch
Zuweisen einer Bandbreite für
eine niedrigere unterstützte
Kategorie einer Bandbreite ersetzt, die von der Quelle der Kommunikationsanfrage als
gewährbar
angesehen wird. Z. B. kann eine G.711 Rufanfrage zu einer G.729
Rufanfrage abgewertet werden. Es sollte beachtet werden, dass, wenn
ein Wechsel zu einer niedrigeren unterstützten Kategorie einer Bandbreite
durchgeführt
wird, Mediendeskriptoren ebenfalls eine Modifikation erfordern,
um höhere
Bandbreitenoptionen aus einer Auswahl auszuschließen, die
von einem Teilnehmer gemacht wird, der die Kommunikationsanfrage
beantwortet. Z. B. müssten
Mediendeskriptoren, die in dem SDP (zu SIP und MGCP) und/oder H.245
(zu H.323) angeordnet sind, modifiziert werden.
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Bestimmen
der Bandbreitenaualität
einer Quelle
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Nachdem
zuvor beschrieben wurde, wie die Zuweisung einer Bandbreite durch
Verwendung des ersten Sitzungsreglers 203 (3)
durchgeführt
wurde, wird nun auf das Bestimmen der Qualität der zugewiesenen Bandbreite
und darauf Bezug genommen, ob die Qualität der Bandbreite ausreichend
für eine Übertragung
von Multimediapaketen an den ersten Sitzungsregler 203 (3)
ist (Block 362, 5). Die Qualität der Bandbreite
der Quelle kann bestimmt werden, indem ein QoS-Wert untersucht wird,
der mit dem Quell-Realm verbunden ist. Insbesondere wird in Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die
QoS-Wert-Spalte 346 (4) der Realm-Datenbank 322 (4)
in Bezug auf einen QoS-Wert durchsucht, der in einer Zelle abgespeichert
ist, die in derselben Zeile abgespeichert ist, in der die Quell-Realm-Spalte 326 (4) den
Quell-Realm abgespeichert hat.
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Wie
ausgeführt
wurde, ist ein QoS-Wert eine numerische Wiedergabe der Qualität einer
Bandbreite basierend auf gemessenem Jitter, Paketverlust und Latenzzeit
von Multimediapaketflüssen,
die von einem zugehörigen
Quell-Realm stammen. QoS-Werte, die in der QoS-Wert-Spalte 346 gespeichert
sind, werden periodisch durch das signalisierende Proxy 314 (3)
aktualisiert, nachdem neue Werte für Jitter, Paketverlust und/oder
Latenzzeit aus dem Flussqualitätsmessmechanismus 348 (3) empfangen
wurden. In der Tat kann der Flussqualitätsmessmechanismus 348 (3)
programmiert sein, um periodische Aktualisierungen in Übereinstimmung
mit einem Aktualisierungszeitschema durchzuführen. Nachdem neue Werte für Jitter,
Paketverlust und/oder Latenzzeit bestimmt wurden, überträgt der Flussqualitätsmessmechanismus 348 (3)
den Wert bzw. die Werte an das signalisierende Proxy 314 (3),
das dann die QoS-Werte aktualisieren kann.
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Wie
oberhalb ausgeführt
wurde, wird ein QoS-Wert, sobald Jitter, Latenzzeit und Paketverlust für einen
Multimediapaketfluss bekannt sind, berechnet, wobei der QoS-Wert
die drei statistischen Größen in einen einzelnen Wert zusammenfasst. Es gibt verschiedene
kommerziell verfügbare
Algorithmen, die in der Lage sind, den QoS-Wert zu berechnen. Ein
Beispiel eines kommerziell verfügbaren
Algorithmus ist VQmon von Telchemy aus Atlanta, Georgia, USA. Der
durch VQmon bereitgestellte Algorithmus gestattet die Eingabe von
Werten für
Jitter, Latenzzeit und Paketverlust, wonach ein einzelner VQmon-Wert berechnet
wird, der als der QoS-Wert verwendet werden kann.
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In Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung liegt
der QoS-Wert in
einem Bereich von null (0) bis zu einem Wert von eins (1). Ein QoS-Wert
von 1 gibt wieder, dass die aktuelle Qualität der Bandbreite, die mit einem
Quell-Realm verbunden ist, perfekt ist, was bedeutet, dass Bandbreite
für eine Übertragung
von Multimediapaketen verfügbar
ist und kein gemessener Jitter, Latenzzeit oder Paketverlust vorliegt.
Ein Beispiel dafür,
wann ein QoS-Wert 1 sein kann, ist es, wenn es keine Multimediapaketflüsse in einem Quell-Realm
während
einer Aktualisierungsperiode des Flussqualitätsmessmechanismus 348 (3) gibt.
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Um
festzustellen, ob die Qualität
der zugewiesenen Bandbreite ausreichen für eine Übertragung des Multimediapaketflusses
ist, vergleicht das signalisierende Proxy 314 (3) den
bestimmten QoS-Wert mit einem Standardqualitätsniveau (Englisch: "default"), welches für eine Übertragung
von Multimediapaketen von der Quelle erforderlich ist. Falls beispielsweise
der bestimmte QoS-Wert für
ein LAN ein Wert von 0,7 ist, wird der bestimmte QoS-Wert von 0,7
mit der Anforderung eines Standardqualitätsniveaus verglichen, welches
zu Beispielszwecken mit 0,8 angenommen wird. Da der bestimmte QoS
kleiner ist als die Standardniveauanforderung, darf der Multimediapaketfluss
von der Quelle nicht über
die zugewiesene Bandbreite übertragen werden.
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Falls
alternativ der bestimmte QoS-Wert für ein LAN ein Wert von 0,9
ist, wird der bestimmte QoS-Wert von 0,9 mit einer Anforderung eines
Standardqualitätsniveaus
verglichen, welches zu Zwecken dieses Beispiels mit 0,8 angenommen
wird. Da der bestimmte QoS größer ist
als die Standardniveauanforderung, darf der Multimediapaketfluss von
der Quelle über
die zugewiesene Bandbreite übertragen
werden.
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Zuweisen einer
Bandbreite für
ein Teil-Realm
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Nachdem
beschrieben wurde, wie die Qualität einer Bandbreite bestimmt
wird, die mit der Quelle verbunden ist, und wie bestimmt wird, ob
die Qualität der
Bandbreite ausreichend für
eine Übertragung
eines Multimediapaketflusses ist, wird nun auf das Flussdiagramm 410 in 7 Bezug
genommen. Dieses stellt den Schritt des Zuweisens einer Bandbreite für ein Teil-Realm weiter dar
(Block 364, 5).
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Wie
in Block 412 gezeigt ist, wird ein maximaler unterstützter Typ
einer von dem Teil-Realm erlaubten Bandbreite zugewiesen. Falls
beispielsweise das Teil-Realm eine G.729 Sprachkommunikation oder
eine G.711 Sprachkommunikation anfragt, kann eine 80 KB Bandbreite
für eine
Sprachkommunikation reserviert werden. In Übereinstimmung mit der ersten
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann ein Teil-Realm, welches mit einem signalisierenden
Paket verbunden ist, bestimmt werden, indem eine Zelle in der Teil-Realm-Spalte 328 (4) der
Realm-Datenbanktabelle 324 (4) gelesen wird,
die in derselben Zeile wie eine Zelle angeordnet ist, die das zuvor
bestimmte Quell-Realm speichert. Es sollte beachtet werden, dass,
obwohl nicht in 4 gezeigt, eine Teil-Realm maximale
Bandbreiten-Spalte und eine Teil-Realm
zugewiesene Bandbreiten-Spalte in der Realm-Datenbanktabelle 324 (4)
vorgesehen sein können,
um die maximale unterstützte
Bandbreite und die zugewiesene Bandbreite zu speichern bzw. zu vergleichen.
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Die
für das
Teil-Realm zugewiesene Bandbreite wird mit einer maximalen Bandbreite
verglichen, die durch das bestimmte Teil-Realm verglichen wird (Block 414).
Falls die zugewiesene Bandbreite kleiner ist als die maximale erlaubte
Bandbreite, ist eine Bandbreite verfügbar, um die angefragte Kommunikation
zu gestatten und die Kommunikation kann erlaubt werden (Block 416).
Falls jedoch die zugewiesene Bandbreite größer ist als die maximale erlaubte
Bandbreite, ist die für
ein Erlauben der angefragten Kommunikation erforderliche Bandbreite nicht
verfügbar
und die angefragte Kommunikation wird nicht gestattet (Block 418).
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In Übereinstimmung
mit einer dritten Ausführungsform
der Erfindung können,
falls die zugewiesene Bandbreite für das Teil-Realm größer ist
als die maximale erlaubte Bandbreite, andere Typen einer Kommunikation
durch das Teil-Realm angefragt werden, wodurch bestimmt wird, ob
ein niedrigerer Typ einer Bandbreite einer Kommunikation akzeptabel ist.
Insbesondere wird Block 412 aus 7 mit dem Zuweisen
einer Bandbreite für
eine niedrigere unterstützte
Kategorie einer Bandbreite, die von dem Teil-Realm gestattet wird,
ersetzt. Z. B. kann eine G.711 Rufanfrage zu einer G.729 Rufanfrage
abgewertet werden. Es sollte beachtet werden, dass, falls ein Wechsel
zu einer niedrigeren unterstützten
Kategorie einer Bandbreite durchgeführt wird, Mediendeskriptoren,
die in dem SDP (zu SIP und MGCP) und/oder H.245 (zu H.323) angeordnet
sind, ebenfalls einer Modifikation bedürfen, um auszuschließen, dass
höhere
Bandbreitenoptionen durch einen Teilnehmer gewählt werden, der die Kommunikationsanfrage
beantwortet.
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Bestimmen
der Bandbreitenaualität
eines Teil-Realms
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Nachdem
eine Bandbreite für
ein Teil-Realm zugewiesen wurde (Block 364, 5),
wird die Qualität
der zugewiesenen Bandbreite für
das Teil-Realm bestimmt (Block 366, 5). Die
Qualität
der Bandbreite der Quelle kann bestimmt werden, indem der QoS-Wert
untersucht wird, der mit dem bestimmten Teil-Realm verbunden ist.
Insbesondere in Übereinstimmung
mit der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird
die QoS-Wert-Spalte 346 (4) der Realm-Datenbank 322 (4)
nach einem QoS-Wert untersucht, der mit dem Teil-Realm verbunden
ist.
-
Um
festzustellen, ob die Qualität
der Bandbreite des Teil-Realms ausreichend für eine Übertragung des Multimediapaketflusses
ist, vergleicht das signalisierende Proxy 314 (3)
den bestimmten QoS-Wert mit einem Standardqualitätsniveau, welches für eine Übertragung
von Multimediapaketen von dem Teil-Realm erforderlich ist. Wie oberhalb ausgeführt wurde,
wird dann die Zuweisung einer Bandbreite für das Teil-Realm und die Bestimmung der
Qualität der
zugewiesenen Bandbreite für
das Teil-Realm wiederholt, bis es keine übriggebliebenen Teile des Realms
gibt, die mit dem Quell-Realm verbunden sind.
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Es
sollte betont werden, dass die oberhalb beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung lediglich mögliche Beispiele von Implementierungen
sind und zum klaren Verständnis
der Prinzipien der Erfindung dienen. Viele Variationen und Modifikationen
der oberhalb beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung können
durchgeführt werden,
ohne wesentlich von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen. All
diese Modifikationen und Variationen sollen in dieser Offenbarung
und der vorliegenden Erfindung enthalten und von den folgenden Patentansprüchen abgedeckt
sein.