TW201322694A - 用於通訊網路的基於應用程式的頻寬控制 - Google Patents

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Abstract

區域網路的網路訊務管理節點（諸如，路由器或閘道）可實現針對該區域網路的封包串流偵測和基於應用程式的頻寬控制。在區域網路的網路訊務管理節點處接收並偵測複數個封包串流。決定與該複數個封包串流相關聯的一或多個應用程式。亦決定與該複數個封包串流相關聯的該一或多個應用程式中的每一個應用程式所關聯的串流表徵參數。至少部分地基於與該等應用程式中的每一個應用程式相關聯的串流表徵參數來對該複數個封包串流執行基於應用程式的頻寬控制。

Description

用於通訊網路的基於應用程式的頻寬控制 相關申請案
本案主張於2011年10月21日提出申請的美國臨時申請案第61/550,339號和於2012年10月19日提出申請的美國申請案第13/656,602號的優先權益。
本案係關於用於通訊網路的基於應用程式的頻寬控制。
本案標的的各實施例大體係關於通訊網路領域，且更特定而言係關於用於通訊網路的基於應用程式的頻寬控制機制。
區域網路(LANs)(諸如家庭或辦公室網路)通常包括路由器(或閘道)，後者將LAN連接至廣域網(WAN)並在該兩個網路之間路由封包。LAN中的各種網路設備可經由路由器從網際網路存取並下載資訊。路由器能管理WAN與LAN之間的各種類型的上行鏈路和下行鏈路封包串流。路由器亦提供各種安全性特性(諸如，防火牆)來防止未授權或惡意的遠程存取LAN的嘗試。
在一些實施例中，一種方法包括：在LAN的網路訊務管理節點處偵測接收到的複數個封包串流，該LAN具有可用頻寬；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關 聯的應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該串流表徵參數來為該負數額封包串流中的每一個封包串流分配頻寬，其中為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配的頻寬的和不超過該可用頻寬。
在一些實施例中，該決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式包括分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，該方法進一步包括將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和與複數個已知應用程式相關聯的複數個預定義封包串流簽名相比較；及基於該比較的結果來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，該比較包括，對於該複數個封包串流中的每一個封包串流，將與該封包串流相關聯的複數個特徵和與該複數個已知應用程式相關聯的該複數個預定義封包串流簽名相比較以偵測預定義置信位準內的匹配。
在一些實施例中，該方法進一步包括對與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包分類以為 該複數個封包串流中的每一個封包串流決定對應應用程式。
在一些實施例中，與應用程式相關聯的串流表徵參數包括信號干擾容忍值、最小頻寬、最優頻寬和最大頻寬中的至少一個。
在一些實施例中，該為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬包括為網路訊務管理節點處偵測出的上行鏈路和下行鏈路封包串流兩者分配頻寬。
在一些實施例中，該至少部分地基於與每個應用程式相關聯的串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義最優頻寬；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的和是否未超過可用頻寬來決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬。
在一些實施例中，回應於決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的和超過了可用頻寬，該方法進一步包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來 為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的和超過了該可用頻寬，該方法進一步包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬和預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的和未超過可用頻寬，該方法進一步包括向每個對應封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬。
在一些實施例中，回應於在該網路訊務管理節點處偵測到新封包串流，該方法進一步包括，決定與該網路訊務管理節點處偵測出的該新封包串流相關聯的應用程式；至少部分地基於與該新封包串流相關聯的該應用程式相關聯的串流表徵參數來識別與該應用程式相關聯的預定義最優頻寬和預定義最大頻寬；在一時段向該新封包串流分配該預定義最大頻寬；及至少部分地基於與剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的串流表徵參數來決定在該時段分配給剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流的頻寬。
在一些實施例中，該方法進一步包括，在該網路訊務管理節點處儲存與複數個已知應用程式相關聯的複數個特徵以決定與該網路訊務管理節點處偵測出的該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，該方法進一步包括，回應於決定與該複數個封包串流中的一個封包串流相關聯的應用程式不能基於與該封包串流相關聯的複數個特徵來決定，決定與該封包串流相關聯的封包串流類型並決定與該封包串流類型相關聯的預設串流表徵參數。
在一些實施例中，該網路訊務管理節點包括該LAN的路由器。
在一些實施例中，該網路訊務管理節點包括該LAN的路由器、存取點、纜線數據機，或者網路交換機。
在一些實施例中，一種方法包括：在區域網路(LAN)的網路訊務管理節點處偵測接收到的複數個封包串流；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該串流表徵參數來識別每個應用程式的預定義最優頻寬；及決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
在一些實施例中，回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻 寬，該方法進一步包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬，該方法進一步包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬和預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬，該方法進一步包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式相關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義信號干擾容忍值和預定義最小頻寬；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬、預定義信號干擾容忍值和預定義最小頻寬來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於決定能向該複數個封包串流中 的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬，該方法進一步包括，向每個對應封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬。
在一些實施例中，一種網路訊務管理設備包括：處理器；串流偵測單元，與該處理器耦合並配置成：在區域網路(LAN)的網路訊務管理設備處偵測接收到的複數個封包串流，該LAN具有可用頻寬；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式；及頻寬控制單元，與該處理器耦合並配置成：決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數，以及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬，其中為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配的頻寬的和不超過該可用頻寬。
在一些實施例中，該串流偵測單元配置成決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式包括，該串流偵測單元配置成，分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，該串流偵測單元進一步配置成將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和與複數個已知應用程式相關聯的該複數個預定義 封包串流簽名相比較；及基於該串流偵測單元將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和該複數個預定義封包串流簽名相比較的結果來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，該串流偵測單元配置成將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和該複數個預定義封包串流簽名相比較包括，該串流偵測單元配置成，對於該複數個封包串流中的每一個封包串流，將與該封包串流相關聯的該複數個特徵和與該複數個已知應用程式相關聯的該複數個預定義封包串流簽名相比較以偵測預定義置信位準內的匹配。
在一些實施例中，該串流偵測單元進一步配置成，對與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包分類以為該複數個封包串流中的每一個封包串流決定對應應用程式。
在一些實施例中，與應用程式相關聯的串流表徵參數包括信號干擾容忍值、最小頻寬、最優頻寬和最大頻寬中的至少一個。
在一些實施例中，該頻寬控制單元配置成至少部分地基於與每個應用程式相關聯的串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬包括，該頻寬控制單元進一步配置成，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該 串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義最優頻寬；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的和是否未超過該可用頻寬來決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
在一些實施例中，回應於該頻寬控制單元決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的該和超過了該可用頻寬，該頻寬控制單元進一步配置成，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和這一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於該頻寬控制單元決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的該和超過了該可用頻寬，該頻寬控制單元進一步配置成，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬和預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於該頻寬控制單元決定與該複數 個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的預定義最優頻寬的該和未超過該可用頻寬，該頻寬控制單元進一步配置成，向每個對應封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬。
在一些實施例中，回應於在該網路訊務管理設備處偵測到新封包串流，該頻寬控制單元進一步配置成，決定與該網路訊務管理設備處偵測出的該新封包串流相關聯的應用程式；至少部分地基於與該新封包串流相關聯的該應用程式所關聯的串流表徵參數來識別與該應用程式相關聯的預定義最優頻寬和預定義最大頻寬；在一時段向該新封包串流分配該預定義最大頻寬；及至少部分地基於與剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的串流表徵參數來決定在該時段分配給剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流的頻寬。
在一些實施例中，該網路訊務管理設備包括該區域網路的路由器。
在一些實施例中，該網路訊務管理設備包括該區域網路的路由器、存取點、纜線數據機，或者網路交換機。
在一些實施例中，一種網路路由器包括：處理器；及配置成儲存指令的記憶體單元，該等指令在由該處理器執行時使該網路路由器執行包括以下的操作：在網路路由器處偵測接收到的複數個封包串流；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；至少部分地基於與該複數個 封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該串流表徵參數來識別每個應用程式的預定義最優頻寬；及決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
在一些實施例中，由該處理器執行的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，由該處理器執行的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和與複數個已知應用程式相關聯的複數個預定義封包串流簽名相比較；及基於該比較的結果來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬，由該處理器執行的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及 至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬，由該處理器執行的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬和預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
在一些實施例中，一或多個其中儲存有指令的機器可讀儲存媒體，該等指令在由一或多個處理器執行時使該一或多個處理器執行以下操作，包括：偵測區域網路的複數個封包串流；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該串流表徵參數來識別每個應用程式的預定義最優頻寬；及決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
在一些實施例中，該決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式的操作包括，分析與該複數 個封包串流中的每一個封包串流相關聯的多個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。
在一些實施例中，回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的預定義最優頻寬，該操作進一步包括，至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配頻寬。
以下描述包括體現本案標的的技術的示例性系統、方法、技術、指令序列，以及電腦程式產品。然而應理解，所描述的實施例在沒有該等具體細節的情況下亦可實踐。例如，儘管一些實例參照特定的串流表徵參數集來執行本文中所描述的基於應用程式的頻寬控制技術，但在其他實例中，各種其他參數可被考慮用來執行基於應用程式的頻寬控制。在其他實例中，公知的指令實例、協定、結構和技術未被詳細圖示以免淡化本描述。
由區域網路(LAN)的使用者執行的各應用程式通常爭奪網際網路連接上的有限頻寬。例如，一或多個使用者正在使用的多個應用程式可能經由家庭或辦公室網路的路由器爭奪LAN中可用的有限頻寬。信號干擾、等待時間和封包丟失會隨著由此種爭奪頻寬而引起的封包衝突而增加。回應於增加的信號干擾、等待時間和封包丟失，可能會使應用程式及整體網路的效能降級，此舉會影響使用者體驗。
在一些實施例中，LAN中的路由器(或閘道)能實現應用程式串流偵測技術來決定與該路由器處活躍的各封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。該路由器亦能為與偵測出的應用程式相關聯的各封包串流中的每一個封包串流決定串流表徵參數。該路由器隨後可至少部分地基於與該路由器處各活躍應用程式中的每一個活躍應用程式相關聯的串流表徵參數來執行基於應用程式的頻寬控制，如以下將參照圖1-4來進一步描述的。
圖1是圖示了用於通訊網路的示例性的基於應用程式的頻寬控制機制的方塊圖。如圖1中所示，LAN 100包括複數個網路設備102和路由器110。該複數個網路設備102可包括各種類型的有線和無線連網設備，諸如，筆記型電腦、平板電腦、行動電話、桌上型電腦、數碼相機、電視、遊戲控制台、智慧應用程式，以及其他合適的網路設備。路由器110(或閘道)可以是兩個或兩個以上網路之間的網路訊務管理節點，其接收、處理並路由與該等網路相關 聯的封包。然而注意到，在其他實施例中，LAN 100可包括配置成執行(諸)網路的各種功能的其他類型的網路訊務管理節點，例如，納入了纜線數據機、閘道/路由器、無線存取點、橋接器、交換機及/或記憶體中的一或多個的伺服器電腦系統，其亦可實現本文參照圖1-5所描述的功能性。如圖1中所示，路由器110允許LAN 100的網路設備102存取WAN 140並從WAN 140接收內容。LAN 100可以是組成WAN 140的許多LAN中的一個，WAN 140一般可被稱作網際網路120。如所示，WAN 140亦可包括各種類型的伺服器網路(以及其他網路設備或軟體)。在一種實例中，該等伺服器網路中的一個伺服器網路可實現網際網路120上的雲端計算，該伺服器網路在本文中可被稱作雲端計算網路150(或雲端150)。在另一實例中，網際網路內容的服務提供者160(例如，串流式視訊提供商)可操作伺服器網路來在網際網路120上提供內容。路由器110可將與複數個不同應用程式相關聯的複數個封包串流路由來往於LAN 100。例如，路由器110可路由與串流式視訊相關聯的封包串流、與串流式音樂相關聯的封包串流，以及與文件下載相關聯的封包串流。在一些實施例中，路由器110配置成實現基於應用程式的頻寬控制機制以改善諸應用程式中的每一個應用程式的效能以及LAN 100的整體效能，如以下將進一步描述的。
在一些實施例中，如圖1中所圖示的，路由器110可包括串流表徵參數資料庫111、串流偵測單元112、頻寬控制 單元114，以及處理器115以實現本文中所描述的基於應用程式的頻寬控制機制。在一種實現中，串流偵測單元112分析正被路由經由路由器110的各種封包串流以偵測該等封包串流的複數個特徵。串流偵測單元112隨後基於該等封包串流特徵(例如，封包標頭資訊)來決定與封包串流相關聯的特定應用程式，如以下將參考圖2-3進一步描述的。串流表徵參數資料庫111可以是儲存關於在路由器110處可偵測的複數個應用程式的串流表徵參數的資料庫。例如，可用關於基於網頁的通訊網路中使用的最普遍的100個應用程式的串流表徵參數來預配置路由器110。關於每個應用程式的串流表徵參數可包括信號干擾容忍值、最小頻寬、最優頻寬、最大頻寬及/或優先順序值。關於不同應用程式的串流表徵參數可基於自動測試或手動的實驗室測試來決定，該自動測試或手動的實驗室測試是對用於在基於網頁的通訊網路中普遍使用的各種應用程式的封包串流來執行的。例如，可為視訊串流服務(諸如，Netflix®、Hulu®和YouTube®)、音樂串流服務(諸如，Pandora®)、文件下載和儲存服務(諸如，iTunes®和Amazon®)、線上遊戲服務，以及各種其他服務決定串流表徵參數。頻寬控制單元114可基於與每個封包串流相關聯的特定應用程式來決定與各封包串流相關聯的串流表徵參數。頻寬控制單元114可使用串流表徵參數來執行基於應用程式的頻寬控制以決定如何最佳地將可用頻寬分配給正被路由經由路由器110的各種封包串流，如以下將參照圖2-3進一步描 述的。
如圖1中所示，在一些實現中，路由器110可包括網路介面卡(或模組)118。網路介面卡118可(例如，在一或多個積體電路中)實現串流表徵參數資料庫111、串流偵測單元112、頻寬控制單元114，以及處理器115。在其他實現中，路由器110可包括複數個網路介面卡和(包括網路介面卡118的)電路板，並且該複數個網路介面卡可實現串流表徵參數資料庫111、串流偵測單元112、頻寬控制單元114，以及處理器115。儘管圖1中未圖示，但在一些實現中，路由器110可包括(除處理器115之外的)一或多個附加的處理器和記憶體單元(以及其他元件)。在一些實施例中，路由器110的處理器115可執行與串流偵測單元112相關聯的程式指令以實現本文中所描述的應用程式串流偵測技術。而且，在一些實施例中，處理器115可執行與頻寬控制單元114相關聯的程式指令以實現本文中所描述的基於應用程式的頻寬控制技術。
圖2和圖3是圖示了根據一些實施例的用於在區域網路的路由器處實現基於應用程式的頻寬控制機制的示例性操作200的流程圖(「流程」)。該流程在圖2的方塊202處開始並繼續以圖3的方塊212。
在方塊202處，在區域網路的路由器處偵測複數個封包串流。在一些實現中，路由器110的串流偵測單元112偵測與LAN 100相關聯的複數個封包串流並發起路由器110處的應用程式串流偵測操作。例如，串流偵測單元112偵 測從LAN 100的網路設備102經由路由器110到WAN 140的上行鏈路封包串流，以及從WAN 140經由路由器110到LAN 100的下行鏈路封包串流。在方塊202之後，該流程在方塊204處繼續。
在方塊204處，決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個特徵。在一些實現中，串流偵測單元112檢查該複數個封包串流中的每一個封包串流的封包(例如，執行深度封包檢查)以決定與該等封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個特徵。例如，串流偵測單元112可檢查該等封包中的每一個封包的協定標頭，並分析位元組分配、封包大小、訊框間間隙分佈以及其他合適的封包串流特徵。串流偵測單元112亦能分析上行鏈路和下行鏈路兩個方向上與封包串流相關聯的封包大小的分佈、與封包串流相關聯的發送-接收封包比率，以及其他的此類封包串流特徵。串流偵測單元112對路由器110處偵測出的上行鏈路和下行鏈路封包串流兩者均執行此分析。與每個封包串流相關聯的複數個特徵可決定封包串流簽名或指紋，該封包串流簽名和指紋可用於識別與每個封包串流相關聯的應用程式。注意到，與封包串流相關聯的各種特徵組合可決定封包串流簽名，並且形成封包串流簽名的特徵的數目和類型可以是可定製並可配置的。在方塊204之後，該流程在方塊206處繼續。
在方塊206處，基於與封包串流相關聯的特徵決定與複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式。在 一些實現中，串流偵測單元112基於封包串流簽名(或封包串流指紋)決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的特定應用程式。如以上在方塊204中所述的，與每個封包串流相關聯的複數個特徵可決定該封包串流的封包串流簽名。在一些實現中，串流偵測單元112可將每個封包串流的封包串流簽名和與複數個已知應用程式相關聯的複數個預定義封包串流簽名相比較。換言之，串流偵測單元112可將與每個封包串流相關聯的該複數個特徵與已知應用程式的預定義封包串流簽名相比較。在與一應用程式相關聯的封包串流簽名匹配與一封包串流相關聯的封包串流簽名時，串流偵測單元112可決定該應用程式是與該封包串流相關聯的。在一種實現中，串流偵測單元112在封包串流簽名在預定義置信位準內匹配的情況下偵測出匹配。在一種實例中，該預定義置信位準可以是90%。在另一實例中，該預定義置信位準可以是95%。然而注意到，該預定義置信位準可以是其他合適的值並且該置信位準可以是可定製或可配置的。
路由器110可儲存與各種已知應用程式(以及對應的基於網頁的服務)相關聯的已知封包串流簽名。在一種實現中，路由器110可儲存並管理已知封包串流簽名與對應應用程式之間的映射。例如，路由器110可儲存關於YouTube視訊串流應用程式、Pandora音樂串流應用程式、位元洪流(bit torrent)文件下載應用程式、以及各種其他已知應用程式(例如，Hulu、iTune、等等)的封包串流簽名。可 用複數個已知應用程式的封包串流簽名來預配置路由器110。路由器110亦可由網路系統管理員使用新的封包串流簽名來配置或者網路系統管理員可更新(或觸發更新)現有的封包串流簽名。此外，可由應用程式/服務提供者或者經由由路由器110的製造商/開發商管理的基於雲端的計算網路經由網際網路來自動地更新或配置路由器110。在方塊206之後，該流程在方塊208處繼續。
在方塊208處，將該等封包串流中每個封包串流的封包與對應應用程式相關聯。在一些實現中，串流偵測單元112對該等封包串流的諸封包之每一者封包進行標記或分類來指示該等封包與特定應用程式相關聯。例如，YouTube視訊串流應用程式的諸封包之每一者封包被標記為指示每個封包與YouTube視訊串流應用程式相關聯。在一些實現中，每個封包串流的各封包可基於封包標頭中的多個欄位來標記。例如，封包標頭中的包括IP源位址、IP目的位址、TCP源埠、TCP目的埠和協定指示符的5元組資訊可與特定應用程式相關聯。如以下將進一步描述的，與每個封包相關聯的標記可由頻寬控制機制用來決定與每個應用程式串流相關聯的串流表徵參數並隨後執行基於應用程式的頻寬控制。然而注意到，在其他實現中，封包可經由其他技術與其他特定的應用程式相關聯。
在一些實現中，若串流偵測單元112不能基於正經由路由器110被路由的封包串流的特徵決定與該封包串流相關聯的特定應用程式，則串流偵測單元112可代之以決定封 包串流類型或類別。例如，在決定與封包串流的各封包相關聯的特徵之後，串流偵測單元112可決定該等封包串流特徵與已知應用程式相關聯的預定義封包串流簽名中的任何一個皆不匹配。儘管串流偵測單元112可能不能夠將封包串流與特定應用程式(例如，Netflix應用程式)關聯，但串流偵測單元112可決定與該封包串流相關聯的應用程式類型或應用程式類別。例如，串流偵測單元112可基於與封包串流相關聯的特徵及/或基於封包標頭資訊(例如，源位址、協定指示符，等等)來決定與封包串流相關聯的應用程式類型或應用程式類別。串流偵測單元112可決定封包串流是與一應用程式類型或類別(諸如，視訊串流應用程式、遊戲應用程式、音訊串流應用程式、文件下載應用程式，或其他類型或類別的應用程式)相關聯的網路訊務。在決定與封包串流相關聯的應用程式的類型或類別之後，串流偵測單元112可對封包進行標記或分類以將封包串流的諸封包之每一者封包與應用程式類型或類別相關聯。在方塊208之後，該流程在方塊210處繼續。
在方塊210處，決定與對應封包串流相關聯的應用程式中的每一個應用程式所關聯的串流表徵參數。在一些實現中，路由器110的頻寬控制單元114基於儲存於串流表徵參數資料庫111中的資訊決定與封包串流中的每一個封包串流相關聯的應用程式中的每一個封包串流所關聯的串流表徵參數。例如，基於串流偵測單元112所執行的封包串流分類，頻寬控制單元114可決定與每個封包串流相關 聯的特定應用程式(例如，Netflix應用程式)。在一種實例中，頻寬控制單元114可偵測與封包串流的每個封包相關聯的標記或分類資訊，該標記或分類資訊指示與該封包串流相關聯的特定應用程式。頻寬控制單元114可隨後讀取串流表徵參數資料庫111中將特定應用程式(例如，Netflix應用程式)與特定串流表徵參數相關聯條目。例如，串流表徵參數資料庫111可將每個特定應用程式與至少以下串流表徵參數的子集相關聯：信號干擾容忍值、最小頻寬、最優頻寬、最大頻寬，以及優先順序。如上所述，可基於各種實驗室測試及/或基於應用程式服務提供者或應用程式開發商提供的資訊來預定義和定製與每個已知應用程式相關聯的串流表徵參數。信號干擾容忍值可指示每個應用程式的信號干擾容忍(例如，低級、中級和高級信號干擾容忍)。最小頻寬可指示應用程式通常以某一最小/可接受效能位準操作並執行所需要的最小頻寬量。最優頻寬可指示應用程式通常以最優效能位準操作並執行所需要的最優頻寬量。在一些實現中，最優頻寬是對於每個應用程式的最小和最大頻寬之間的預定義或定製的頻寬位準，其已經由各種實驗室測試被顯示為致使網路中對應應用程式的最優效能。例如，分配大於預定義最優頻寬的頻寬與分配該預定義最優頻寬相比將不致使效能提高。最大頻寬可指示應用程式可間或(並且通常持續有限的時間量)需要的最大頻寬量。例如，若在一時段期間存在一些陳舊的封包或者若對於應用程式的頻寬已被減小，則頻寬 需要被增加到超過最優頻寬位準來在後續時段期間發送該等陳舊的封包或額外的封包以平均維持最優頻寬。優先順序參數可以是頻寬控制單元114可考慮用於基於應用程式的頻寬控制的另一變數，並且其可指示關於每個應用程式的優先順序，或者關於應用程式的類型或類別的優先順序。例如，若已偵測出Netflix應用程式，則與Netflix應用程式相關聯的封包可被分類為視訊封包，該等封包一般被指派比文件下載封包(或其他盡力(best effort)訊務)更高的服務品質(QoS)優先順序。在一些實現中，頻寬控制單元114可為所有的偵測出封包串流執行相同的操作以決定與路由器110處偵測出的封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的串流表徵參數。
而且，如上所述，若封包串流不與特定應用程式相關聯，而是代之以其與應用程式的類型或類別(例如，視訊串流應用程式)相關聯，則頻寬控制單元114可決定與應用程式的類型或類別相關聯的預設串流表徵參數。換言之，串流表徵參數資料庫111除了將特定應用程式與串流表徵參數相關聯之外，該資料庫111亦可將應用程式類型或類別與預設串流表徵參數相關聯。例如，視訊串流應用程式類型可與關於典型視訊串流訊務的預設串流表徵參數相關聯，並且文件下載應用程式類型可與關於典型文件下載/上傳訊務的預設串流表徵參數相關聯。在一些情形中，若與封包串流相關聯的應用程式類型或類別不能被決定，則頻寬控制單元114可將該封包串流與預設的最小(或 「盡力」)串流表徵參數相關聯。在方塊210之後，該流程在圖3的方塊212處繼續。
在圖3的方塊212處，基於與每個應用程式相關聯的串流表徵參數對該複數個封包串流發起基於應用程式的頻寬控制以決定如何分配LAN處的可用頻寬。在一些實現中，路由器110的頻寬控制單元114可執行基於應用程式的頻寬控制以在具有來往於WAN 140的路由器訊務的各活躍應用程式間分配可用頻寬的至少一部分來嘗試給LAN 100的使用者提供最優的整體網路效能而不超過可用頻寬。例如，頻寬控制單元114基於與該等活躍應用程式中的每一個活躍應用程式相關聯的串流表徵參數執行基於應用程式的頻寬控制來向上行鏈路和下行鏈路兩個方向上的對應訊務分配頻寬，使得分配給該等活躍應用程式的頻寬的和不超過可用頻寬。經由檢查與該等活躍應用程式中的每一個活躍應用程式相關聯的串流表徵參數，頻寬控制單元114可決定在各種時間實例時(亦即，從一個時間片到另一個時間片)如何最佳地節制並調整上行鏈路和下行鏈路兩個方向上的訊務；舉例而言，經由延遲封包、延遲確認、丟棄封包，等等。換言之，在每個時間實例時，頻寬控制單元114可決定如何經由以最優方式改變分配給該等封包串流中的每一個封包串流的頻寬來最佳地將與不同活躍應用程式相關聯的不同封包串流組合起來以致使最優的網路效能而不超過可用頻寬，如以下將進一步參照方塊214-216描述的。在方塊212之後，該流程在方塊 214處繼續。
在方塊214處，決定是否能向路由器處的每個封包串流分配最優頻寬。在一些實現中，頻寬控制單元114可從(方塊210中決定的)與每個封包串流相關聯的串流表徵參數中讀取最優頻寬參數並基於網路中的可用頻寬決定是否能向該等封包串流中的每一個封包串流分派最優頻寬。例如，與對應於第一應用程式的第一封包串流相關聯的最優頻寬可以是4 Mbps，與對應於第二應用程式的第二封包串流相關聯的最優頻寬可以是2 Mbps，與對應於第三應用程式的第三封包串流相關聯的最優頻寬可以是2 Mbps，並且與對應於第四應用程式的第四封包串流相關聯的最優頻寬可以是1 Mbps。若可用頻寬是10 Mbps，則頻寬控制單元114就決定能向該等封包串流中的每一個封包串流分配最優頻寬，因為所分配的總頻寬量不會超過該可用頻寬。若可用頻寬是8 Mbps，則頻寬控制單元114就決定不能向該等封包串流中的每一個封包串流分配最優頻寬，因為所分配的總頻寬量會超過該可用頻寬。若頻寬控制單元114決定能向所有封包串流分配最優頻寬，則該流程在方塊215處繼續。若頻寬控制單元114決定不能向所有封包串流分配最優頻寬，則流程在方塊216處繼續。
在方塊215處，向該複數個封包串流之每一者封包串流分派最優頻寬。在一些實現中，在頻寬控制單元114決定網路的可用頻寬能支援該等封包串流中的每一個封包串流的最優頻寬要求而不超過可用頻寬之後，頻寬控制單元 114向該等封包串流中的每一個封包串流分配最優頻寬。在方塊215之後，該流程循環回到圖2的方塊202以在路由器110處繼續對各封包串流進行監視、偵測、分類並分配頻寬。
在方塊216處，除了最優頻寬以外，亦分析剩餘的串流表徵參數以決定針對該等封包串流中的每一個封包串流的頻寬分配。在一些實現中，除了最優頻寬參數以外，頻寬控制單元114亦可分析剩餘的串流表徵參數中的一或多個，諸如，信號干擾容忍值、最小頻寬、最大頻寬，以及優先順序值。在一種實例中，頻寬控制單元114可考慮與該等封包串流中的每一個封包串流相關聯的信號干擾容忍值和最小頻寬。在另一實例中，頻寬控制單元114可考慮所有的串流表徵參數來決定如何分配頻寬而不超過可用頻寬。例如，圖4圖示了包括四個封包串流的網路示圖，該四個封包串流在網路設備102與一或多個遠端網路節點422之間被路由經過路由器110(參見以上方塊214的描述中所述的實例)。在此實例中，若網路400的可用頻寬是8Mbps並且與該四個封包串流相關聯的總的最優頻寬將近似等於9Mbps，則將會超過可用頻寬，由此頻寬控制單元114可考慮一或多個附加串流表徵參數來決定如何分配頻寬。在一種實例中，頻寬控制單元114可考慮與該四個封包串流中的每一個封包串流相關聯的信號干擾容忍值和最小頻寬。頻寬控制單元114可決定分別與第二和第三應用程式相關聯的第二和第三封包串流具有高信號干擾容 忍並且最小頻寬為1Mbps。為了向所有的封包串流分派可用頻寬，頻寬控制單元114可在不同時間實例時在最小頻寬1Mbps與最優頻寬2Mbps之間改變第二和第三封包串流的所分派頻寬，因為該兩個封包串流均是信號干擾容忍的。因此，如圖4的示圖所示，分別與第一和第四應用程式相關聯的第一和第四封包串流被分配與各自應用程式相關聯的最優頻寬，並且分別與第二和第三應用程式相關聯的第二和第三封包串流被分配可變頻寬，該可變頻寬在不同時間實例時在最優頻寬分配與最小頻寬分配之間轉換。例如，在第一時段期間，可向第二封包串流分配最小頻寬並向第三封包串流分配最優頻寬，並且在第二時段期間，可向第二封包串流分配最優頻寬並向第三封包串流分配最小頻寬。針對第二和第三封包串流的此可變頻寬分配模式可重複或隨時間而改變。注意到，如何(例如，取決於附加串流表徵參數)改變第二與第三封包串流之間的頻寬分配的各種其他實例是可能的。例如，可在大部分或所有時間分配最優頻寬給該等封包串流中的一個(例如，第二封包串流)，並在大部分或所有時間分配最小頻寬給另一封包串流(例如，第三封包串流)。對於被分配可變頻寬的封包串流而言，對於封包串流在一時段期間的平均頻寬將歸結為在最小頻寬與最優頻寬之間的某處。因此，與僅僅將這兩個封包串流中的一個或兩個按比例縮回最小頻寬相比，分配可變頻寬可致使較佳效能。進一步注意到，在一些實現中，當在兩個或兩個以上封包串流之間分 配可變頻寬時，頻寬控制單元114可決定分配最小與最優頻寬位準之間中的其他頻寬位準。例如，頻寬控制單元114可決定能分配最小與最優頻寬之間的中間頻寬，只要所分配的各頻寬的和不會超過總可用頻寬。例如，在以上該實例中，第二封包串流可被分配最優頻寬並且第三封包串流可被分配(最小與最優頻寬之間的)中間頻寬，只要不超過總的可用頻寬。類似地，在一些情形中，第二和第三封包串流兩者均可被分配(最小與最優頻寬之間的)中間頻寬，只要不超過總的可用頻寬。在一些實現中，當某些封包串流被分配最優頻寬時，該頻寬可能間或地(例如，從一個時間片到另一個時間片)改變，但該封包串流在一時段上被分配的平均頻寬是最優頻寬。
在另一實例中，若新應用程式啟動，並且頻寬已被分配給與活躍應用程式相關聯的其他封包串流，則頻寬控制單元114可在特定時段期間分配額外的頻寬(例如，最大頻寬要求)以幫助發起該新應用程式。在此實例中，若存在兩個活躍的應用程式，則與最容忍信號干擾的應用程式相關聯的頻寬可被按比例縮回(例如到最小頻寬)並且此額外頻寬可被分配給新應用程式直至完成發起程序。在一種實現中，當偵測到新應用程式時，頻寬控制單元114可決定網路中(除了已分配給現有應用程式的頻寬以外)是否有足夠的頻寬可用以發起並支援與該新應用程式相關聯的封包串流。若沒有充足的頻寬可用，則頻寬控制單元114可基於與現有應用程式相關聯的串流表徵參數和與新應 用程式相關聯的串流表徵參數來決定哪些應用程式要臨時或永久地按比例縮回頻寬。例如，如上所述，頻寬控制單元114可(基於信號干擾容忍參數)決定哪些現有應用程式最容忍信號干擾並且亦決定與容忍信號干擾的應用程式相關聯的最小頻寬。在一些實例中，除了信號干擾容忍和最小頻寬參數以外，頻寬控制單元114亦可考慮優先順序參數，並基於優先順序和最小頻寬參數決定哪個容忍信號干擾的應用程式要按比例縮回頻寬。在又一實例中，若存在活躍的線上遊戲應用程式和活躍的視訊串流應用程式，則基於串流表徵參數，頻寬控制單元114可決定線上遊戲應用程式比視訊串流應用程式(例如，YouTube應用程式)遠不能容忍信號干擾。在此情景中，即使視訊應用程式可能在一些境況中比遊戲應用程式具有更高的QoS優先順序(亦即，優先順序參數)，經由通盤考慮該情況以及所有參數，可決定用於遊戲應用程式的頻寬可能需要被增大以確保沒有遊戲封包被延遲，即使其可能對視訊串流應用程式臨時地引入某一信號干擾。此外注意到，經由利用關於頻寬控制的串流表徵參數，路由器110不給活躍應用程式分配超過最優頻寬的多餘頻寬(有一些例外，如以上所提及的)；因此，頻寬通常可供其他應用程式用來最優地執行(或者至少以最小頻寬要求執行)。而且，經由利用關於頻寬利用的串流表徵參數，頻寬通常可供可能偵測出的新應用程式使用。在方塊216之後，該流程循環回到圖2的方塊202以在路由器110處繼續對各封包串流 進行監視、偵測、分類並分配頻寬。
應理解圖1-4和本文中所描述的各操作是意欲幫助理解實施例的實例，而不應被用於限制實施例或限制請求項的範圍。實施例可執行附加操作、執行較少操作、以不同次序執行操作、並存執行操作，以及不同地執行一些操作。
如本領域技藝人士將領會的，本案標的的各態樣可體現為系統、方法，或電腦程式產品。相應地，本案標的的各態樣可採取全硬體實施例、軟體實施例(包括韌體、常駐軟體、微代碼等)，或組合軟體與硬體態樣的實施例的形式，其在本文可被籠統地指代為「電路」、「模組」或「系統」。此外，本案標的的各態樣可採取體現在其上含有電腦可讀取程式碼的一或多個電腦可讀取媒體中的電腦程式產品的形式。
可以使用一或多個電腦可讀取媒體的任何組合。電腦可讀取媒體可以是電腦可讀信號媒體或電腦可讀取儲存媒體。電腦可讀取儲存媒體可以是例如但不限於：電子、磁性、光學、電磁、紅外，或半導體系統、裝置，或設備，或者前述的任何合適組合。電腦可讀取儲存媒體的更為具體的實例(非窮盡性列表)可包括以下各項：具有一或多條導線的電連接、可攜式電腦盤、硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可程式設計唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、可攜式壓縮磁碟唯讀記憶體(CD-ROM)、光儲存裝置、磁儲存裝置，或者前述的任何合適組合。在本文件的上下文中，電腦可讀取儲 存媒體可以是能包含或儲存供指令執行系統、裝置或設備使用或者結合其使用的程式的任何有形媒體。電腦可讀信號媒體可包括例如在基頻中或者作為載波一部分的其中含有電腦可讀取程式碼的所傳播的資料信號。此類所傳播信號可採取各種形式，包括但不限於電磁信號、光學信號，或其任何合適的組合。電腦可讀信號媒體可以為不是電腦可讀取儲存媒體的任何電腦可讀取媒體，其能傳達、傳播，或傳輸供或結合指令執行系統、裝置，或設備使用的程式。包含在電腦可讀取媒體上的程式碼可以使用任何合適的媒體來傳送，包括但不限於無線、有線、光纖纜線、RF等，或者前述的任何合適的組合。
用於實施本案標的的各態樣的操作的電腦程式代碼可以用一或多個程式設計語言的任何組合來編寫，包括諸如Java、Smalltalk、C++等物件導向程式設計語言、以及一般程序程式設計語言(諸如「C」程式設計語言或類似程式設計語言)。程式碼可完全在使用者電腦上、部分在使用者電腦上、作為獨立套裝軟體、部分在使用者電腦上且部分在遠端電腦上，或者完全在遠端電腦或伺服器上執行。在後一情境中，遠端電腦可經由任何類型的網路連接至使用者電腦，包括區域網路(LAN)或廣域網(WAN)，或者進行與外部電腦的連接(例如，使用網際網路服務提供者經由網際網路來連接)。
本案標的的各態樣是參照根據本案標的的各實施例的方法、裝置(系統)和電腦程式產品的流程圖及/或方塊圖 來描述的。將理解，該等流程圖及/或方塊圖之每一方塊以及該等流程圖及/或方塊圖中的方塊的組合可以經由電腦程式指令來實現。該等電腦程式指令可被提供給用以製造機器的通用電腦、專用電腦，或其他可程式設計資料處理裝置的處理器，從而經由電腦或其他可程式設計資料處理裝置的處理器執行的該等指令構建用於實現該等流程圖及/或方塊圖的(諸)方塊中所指定的功能/動作的裝置。
該等電腦程式指令亦可儲存在電腦可讀取媒體中，其可以指導電腦、其他可程式設計資料處理裝置，或其他設備以特定方式起作用，從而儲存在該電腦可讀取媒體中的指令製造出包括實現該等流程圖及/或方塊圖的(諸)方塊中所指定的功能/動作的指令的製品。
電腦程式指令亦可被載入到電腦、其他可程式設計資料處理裝置，或其他設備上以使得在該電腦、其他可程式設計裝置或其他設備上執行一系列操作步驟以產生由電腦實現的程序，從而在該電腦或其他可程式設計裝置上執行的該等指令提供用於實現該等流程圖及/或方塊圖的(諸)方塊中所指定的功能/動作的程序。
圖5是根據一些實施例的網路設備500的一個實施例的方塊圖，其包括用於在區域網路中進行基於應用程式的頻寬控制的機制。在一些實現中，網路設備500是兩個或兩個以上網路(例如，LAN和WAN)之間的接收、處理、並路由與該等網路相關聯的封包的網路訊務管理節點；例如，該網路訊務管理節點可以是LAN(例如，圖1中所示 的LAN 100)的路由器/閘道。然而注意到，在其他實現中，網路設備500可以是能被配置成實現以上參照圖1-4所描述的功能性的其他合適類型的網路設備，諸如，纜線數據機、無線存取點、橋接器、網路交換機、桌上型電腦、遊戲控制台、行動計算裝置，等等。網路設備500包括處理單元502(可能包括多個處理器、多個核心、多個節點、及/或實現多執行緒等等)。網路設備500包括記憶體單元506。記憶體單元506可以是系統記憶體(例如，快取記憶體、SRAM、DRAM、零電容器RAM、雙電晶體RAM、eDRAM、EDO RAM、DDR RAM、EEPROM、NRAM、RRAM、SONOS、PRAM等中的一或多個)或者上文已經描述的機器可讀取媒體的可能實現中的任何一或多個。網路設備500亦包括匯流排510(例如，PCI、ISA、PCI-Express、HyperTransport®、InfiniBand®、NuBus、AHB、AXI等)，以及包括無線網路介面(例如，藍芽介面、WLAN 802.11介面、WiMAX介面、ZigBee®介面、無線USB介面等)和有線網路介面(例如，乙太網路介面、電力線通訊介面等)中的至少一者的(諸)網路介面508。如圖所示，(諸)網路介面508亦包括串流偵測單元512、頻寬控制單元514、以及串流表徵參數資料庫511。例如，串流偵測單元512、頻寬控制單元514，以及串流表徵參數資料庫511可被實現在(諸)網路介面508的網路介面卡或網路介面模組內。串流偵測單元512、頻寬控制單元514，以及串流表徵參數資料庫511可作用於實現針對網路設備500的串 流偵測和基於應用程式的頻寬控制機制，如以上參照圖1-4所描述的。
該等功能性中的任何一個皆可部分地(或完全地)在硬體中及/或在處理器單元502上實現。例如，該功能性可用一或多個特殊應用程式積體電路、一或多個片上系統(SoC)，或其他類型的(諸)積體電路來實現、在處理器單元502中實現的邏輯中、在周邊設備或卡上的協調處理器中、在網路介面508內實現的分開的處理器及/或記憶體等中實現。此外，各實現可包括較少元件或圖5中未圖示的附加元件(例如，視訊卡、音訊卡、附加網路介面、周邊設備等)。處理器單元502、儲存單元506，以及網路介面508被耦合至匯流排510。儘管被示為耦合至匯流排510，但是記憶體單元506亦可耦合至處理器單元502。
儘管各實施例是參照各種實現和開發來描述的，但是應理解該等實施例是說明性的且本案標的的範圍並不限於該等實施例。一般而言，本文中所描述的用於實現串流偵測和基於應用程式的頻寬控制機制的技術可以用符合任何一或多個硬體系統的設施來實現。許多變型、修改、添加和改善皆是可能的。
可為本文中描述為單數實例的元件、操作，或結構提供複數個實例。最後，各種元件、操作和資料儲存之間的邊界在某種程度上是任意的，並且在具體說明性配置的上下文中圖示了特定操作。其他功能性分配是可預見的並且亦可落在本案標的的範圍內。一般而言，在示例性配置中呈 現為分開的元件的結構和功能性亦可被實現為組合結構或元件。類似地，被呈現為單個元件的結構或功能性可被實現為分開的組件。該等以及其他變型、修改、添加，及改善可落在本案標的的範圍內。
100‧‧‧LAN
102‧‧‧網路設備
110‧‧‧路由器
111‧‧‧串流表徵參數資料庫
112‧‧‧串流偵測單元
114‧‧‧頻寬控制單元
115‧‧‧處理器
118‧‧‧網路介面卡
120‧‧‧網際網路
140‧‧‧WAN
150‧‧‧雲端計算網路
160‧‧‧服務提供者
200‧‧‧操作
202‧‧‧方塊
204‧‧‧方塊
206‧‧‧方塊
208‧‧‧方塊
210‧‧‧方塊
212‧‧‧方塊
214‧‧‧方塊
215‧‧‧方塊
216‧‧‧方塊
400‧‧‧網路
422‧‧‧遠端網路節點
502‧‧‧處理單元
506‧‧‧記憶體單元
508‧‧‧網路介面
511‧‧‧串流表徵參數資料庫
512‧‧‧串流偵測單元
514‧‧‧頻寬控制單元
經由參考附圖，可以更好地理解現在的該等實施例並使眾多目標、特徵和優點對本領域技藝人士而言變得明顯。
圖1是圖示了根據一些實施例的用於通訊網路的基於應用程式的頻寬控制機制的示例方塊圖；圖2是圖示了根據一些實施例的用於在區域網路的路由器處實現基於應用程式的頻寬控制機制的示例操作的流程圖；圖3是圖2的流程圖的繼續，圖示了根據一些實施例的用於在區域網路的路由器處實現基於應用程式的頻寬控制機制的附加示例操作；圖4是圖示根據一些實施例的正經由區域網路的路由器被路由並處理的各種封包串流的實例的網路示圖；及圖5是根據一些實施例的網路設備的一個實施例的方塊圖，其包括用於在區域網路中進行基於應用程式的頻寬控制的機制。
100‧‧‧LAN
102‧‧‧網路設備
110‧‧‧路由器
111‧‧‧串流表徵參數資料庫
112‧‧‧串流偵測單元
114‧‧‧頻寬控制單元
115‧‧‧處理器
118‧‧‧網路介面卡
120‧‧‧網際網路
140‧‧‧WAN
150‧‧‧雲端計算網路
160‧‧‧服務提供者

Claims (42)

  1. 一種方法，包括以下步驟：在一區域網路(LAN)的一網路訊務管理節點處偵測接收到的複數個封包串流，該LAN具有一可用頻寬；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬，其中為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配的該頻寬的一求和不超過該可用頻寬。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式之步驟包括以下步驟：分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  3. 如請求項2所述之方法，進一步包括以下步驟：將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和與複數個已知應用程式相關聯的複數個預定義封包串流簽名相比較；及基於該比較的結果來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該比較之步驟包括以下步驟，對於該複數個封包串流中的每一個封包串流，將與該封包串流相關聯的該複數個特徵和與該複數個已知應用程式相關聯的該複數個預定義封包串流簽名相比較以偵測預定義置信位準內的匹配。
  5. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟，對與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包分類以為該複數個封包串流中的每一個封包串流決定對應應用程式。
  6. 如請求項1所述之方法，其中與該應用程式相關聯的該等串流表徵參數包括信號干擾容忍值、最小頻寬、最優頻寬和最大頻寬中的至少一個。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬之步驟包括以下步驟：為網 路訊務管理節點處偵測出的上行鏈路和下行鏈路封包串流兩者分配一頻寬。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬之步驟包括以下步驟：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一預定義最優頻寬；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的一和是否未超過該可用頻寬來決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  9. 如請求項8所述之方法，其中回應於決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的該和超過了該可用頻寬，該方法進一步包括以下步驟：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的 每一個封包串流分配該頻寬。
  10. 如請求項8所述之方法，其中回應於決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的該和超過了該可用頻寬，該方法進一步包括以下步驟：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配該頻寬。
  11. 如請求項8所述之方法，其中回應於決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的該和未超過該可用頻寬，該方法進一步包括以下步驟，向每個對應封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  12. 如請求項1所述之方法，其中回應於在該網路訊務管理節點處偵測到一新封包串流，該方法進一步包括以下步驟：決定與該網路訊務管理節點處偵測出的該新封包串流相關聯的一應用程式； 至少部分地基於與該新封包串流相關聯的該應用程式所關聯的該等串流表徵參數來識別與該應用程式相關聯的一預定義最優頻寬和一預定義最大頻寬；在一時段向該新封包串流分配該預定義最大頻寬；及至少部分地基於與剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該等串流表徵參數來決定在該時段分配給該剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流的一頻寬。
  13. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟，在該網路訊務管理節點處儲存與複數個已知應用程式相關聯的複數個特徵以決定與該網路訊務管理節點處偵測出的該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  14. 如請求項13所述之方法，進一步包括以下步驟，回應於決定與該複數個封包串流中的一個封包串流相關聯的一應用程式不能基於與該封包串流相關聯的複數個特徵來決定，決定與該封包串流相關聯的一封包串流類型並決定與該封包串流類型相關聯的預設串流表徵參數。
  15. 如請求項1所述之方法，其中該網路訊務管理節點包括該LAN的一路由器。
  16. 如請求項1所述之方法，其中該網路訊務管理節點包括該LAN的一路由器、一存取點、一纜線數據機，或者一網路交換機。
  17. 一種方法，包括以下步驟：在一區域網路(LAN)的一網路訊務管理節點處偵測接收到的複數個封包串流；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來識別每個應用程式的一預定義最優頻寬；及決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  18. 如請求項17所述之方法，其中回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，該方法進一步包括以下步驟：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的 每一個封包串流分配一頻寬。
  19. 如請求項17所述之方法，其中回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，該方法進一步包括以下步驟：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬。
  20. 如請求項17所述之方法，其中回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，該方法進一步包括以下步驟：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一預定義信號干擾容忍值和一預定義最小頻寬；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬、該預定義信號干擾容忍值和該預定義最小頻寬來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬。
  21. 如請求項17所述之方法，其中回應於決定能向該複數 個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，該方法進一步包括以下步驟，向每個對應封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  22. 一種網路訊務管理設備，包括：一處理器；一串流偵測單元，與該處理器耦合並配置成：在一區域網路(LAN)的一網路訊務管理設備處偵測接收到的複數個封包串流，該LAN具有一可用頻寬；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式；一頻寬控制單元，與該處理器耦合並配置成：決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數，以及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬，其中為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配的該頻寬的一和不超過該可用頻寬。
  23. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中該等串流偵測單元配置成決定與該複數個封包串流中的每一個相關聯的一應用程式包括，該等串流偵測單元配置成：分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數 個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  24. 如請求項23所述之網路訊務管理設備，其中該串流偵測單元進一步配置成：將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和與複數個已知應用程式相關聯的複數個預定義封包串流簽名相比較；及基於該串流偵測單元將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和該複數個預定義封包串流簽名相比較的結果來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  25. 如請求項24所述之網路訊務管理設備，其中該串流偵測單元配置成將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和該複數個預定義封包串流簽名相比較包括，該串流偵測單元配置成，對於該複數個封包串流中的每一個封包串流，將與該封包串流相關聯的該複數個特徵和與該複數個已知應用程式相關聯的該複數個預定義封包串流簽名相比較以偵測預定義置信位準內的一匹配。
  26. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中該串流偵測單元進一步配置成，對與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個封包分類以為該複數個封包串流中的每一個封包串流決定一對應應用程式。
  27. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中與該應用程式相關聯的該等串流表徵參數包括一信號干擾容忍值、一最小頻寬、一最優頻寬和一最大頻寬中的至少一個。
  28. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中該頻寬控制單元配置成至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬包括，該頻寬控制單元進一步配置成：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一預定義最優頻寬；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的一和是否未超過該可用頻寬來決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  29. 如請求項28所述之網路訊務管理設備，其中回應於該頻寬控制單元決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的該和 超過了該可用頻寬，該頻寬控制單元進一步配置成：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配該頻寬。
  30. 如請求項28所述之網路訊務管理設備，其中回應於該頻寬控制單元決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的該和超過了該可用頻寬，該頻寬控制單元進一步配置成：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來決定每個應用程式的一預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配該頻寬。
  31. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中回應於該頻寬控制單元決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該預定義最優頻寬的該和未超過該可用頻寬，該頻寬控制單元進一步配置成，向每個對應封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  32. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中回應於在該網路訊務管理設備處偵測到一新封包串流，該頻寬控制單元進一步配置成：決定與該網路訊務管理設備處偵測出的該新封包串流相關聯的一應用程式；至少部分地基於與該新封包串流相關聯的該應用程式所關聯的該等串流表徵參數來識別與該應用程式相關聯的一預定義最優頻寬和一預定義最大頻寬；在一時段向該新封包串流分配該預定義最大頻寬；及至少部分地基於與剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的該等串流表徵參數來決定在該時段分配給該剩餘的複數個封包串流中的每一個封包串流的一頻寬。
  33. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中該網路訊務管理設備包括該區域網路的一路由器。
  34. 如請求項22所述之網路訊務管理設備，其中該網路訊務管理設備包括該區域網路的一路由器、一存取點、一纜線數據機，或者一網路交換機。
  35. 一種網路路由器，包括：一處理器；及 配置成儲存指令的一記憶體單元，該等指令在由該處理器執行時使該網路路由器執行包括以下的操作：在該網路路由器處偵測接收到的複數個封包串流；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來識別與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的一預定義最優頻寬；及決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  36. 如請求項35所述之網路路由器，其中該等指令在由該處理器執行時使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  37. 如請求項36所述之網路路由器，其中由該處理器執行 的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：將與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該複數個特徵和與複數個已知應用程式相關聯的複數個預定義封包串流簽名相比較；及基於該比較的結果來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  38. 如請求項35所述之網路路由器，其中回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，由該處理器執行的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬。
  39. 如請求項35所述之網路路由器，其中回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，由該處理器執行的該等指令使該網路路由器執行進一步包括以下的操作：至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來 決定每個應用程式的一預定義信號干擾容忍值；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該預定義信號干擾容忍值來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬。
  40. 一或多個其中儲存有指令的機器可讀儲存媒體，該等指令在由一或多個處理器執行時使該一或多個處理器執行以下操作，包括：偵測一區域網路的複數個封包串流；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式；決定與每個應用程式相關聯的串流表徵參數；至少部分地基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式所關聯的該等串流表徵參數來識別每個應用程式的一預定義最優頻寬；及決定是否能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬。
  41. 如請求項40所述之機器可讀儲存媒體，其中該決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的一應用程式的操作包括：分析與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的複數個封包；決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數 個封包相關聯的複數個特徵；及基於與該複數個封包串流中的每一個封包串流的該複數個封包相關聯的該複數個特徵來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的該應用程式。
  42. 如請求項40所述之機器可讀儲存媒體，其中回應於決定不能向該複數個封包串流中的每一個封包串流分配每個應用程式的該預定義最優頻寬，該操作進一步包括：至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該等串流表徵參數來決定與該複數個封包串流中的每一個封包串流相關聯的每個應用程式的一或多個附加參數；及至少部分地基於與每個應用程式相關聯的該預定義最優頻寬和該一或多個附加參數來為該複數個封包串流中的每一個封包串流分配一頻寬。
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