TW494654B - Method and apparatus for network control - Google Patents

Description

^^()54 Λ7 H7 經濟却智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明Ο 技衝範疇 本發明大致有關於資料通訊系統，尤其有關於資料通謂 系繞之網路控制。 發明背景 資枓通訊系統一般由數個以橋接器、交換器、路由器， 或其他裝置鏈結在一起之網路組成。這些鏈結裝置沿著不 同路徑，將資料封包從一起點引導至一終點。由於資料塌 訊系统具有許多網路及互連鏈結而較大，資料封包從起點 土終點通常可選擇許多路徑。網路流量指示器系統一項目 的在於引導各資料封包從起點至目標之途徑，以有效使用 孩網路容量。 傳統網路流量指示器系統根據網際網路協定（I p)使用 ^路路由器。該丨p路由方法係將封包循網路中最短路= 〜至其目標之最短路徑（SP)法。在丨p饮士 + 土 β " 在1 ρ路由万法中有許多方 :“丁判定最短路徑。然而，這些方法都有—共同"， 如果各封包循最短路徑傳送，則要儘可能使路由所 鱧工作量保持較小。 ^ 如果路由系統之整體執行可以僅根據路由器所需私彳_、 决疋總數來適當量測，則傳統路由系統假設即可實現丁= :Υ路由系統整體執行中仍涉及其他因素。其中之—爲= 科=訊系統中之產塞量。目前存在一些理論上的建議，’： 圖解決網路流量指示器系統之壅塞問題。然而這些方法： :能提供適當解決奎塞問題的方法…某些；法的姓 -，通常所產生之資料流與考量產塞之㈣由最短路徑； ί--------------------訂---------線 ~^^丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

Τ 翻中囡家標準（CN-S)A4規格⑵〇 x 297^J- 494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明6 ) 法A嗤许！ 4 ° 其他理論性方法，企圖藉由容許個別資料封包在隨意抵 遠時間進八鏈結裝置，而將資料通訊系統中資料流之概率 (隨機）特贺一部分定址。然而這些方法仍是以決定論的方 式表示，需要在其t際發生前，知道該通訊系統其他部分 之需求或負荷速率及資料流速率。 货料通A系統環境中，個別使用者改變需求或負荷或是 仕何所涉及之多項因素，會使資料通訊系統其他部分之需 求或_荷呈概率性分散，立不適合用這些習用之決定論方 法。這表示不僅個別封包之抵達時間爲隨機的，資料通訊 系統其他部分之需求或負荷及資料流速率亦爲隨機的，在 其實際發生前無法得知。 有效的最佳化方法，不僅需使資料通訊系統中之壅塞減 至最少，更要夠堅固，以在未預先界定改變何時或在何處 發生的情況下，適應資料通訊系統之突變狀況，如封包的 抵達、系統之負荷，及系統拓撲。 資料通訊系統中，快速而戲劇性的負荷改變是由於一些 影響，如個別使用者改變需求或負荷，及諸如分時多工 (TDM)之類，在個別使用者間區分使用系統之時槽的多工 方法°有了 TDM，資料通訊系統可不斷地在任一固定時間 改變系統上之各使用者，而因此快速地改變負荷。網路抬 撲亦可根據如儀器故障或氣候條件等情況，而有快速的概 率改變。 而且，由於習用系統與方法，集中於以諸如最短路徑或 ----.-----------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5-

494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --———___—_ 五、發明說明p ) 平均延遲之單一栺示器爲最佳化資料資料流之根據，而有 弄多額外因素。這些包括：不同資料通訊系統鏈結提供之 平均fr列長度、資料封包從起點傳送至目標之個別延遲的 差異或標準誤差，及資料通訊系統中個別使用之鏈路及鏈 結裝置容量的平均及差異。因此，極需要一種最佳化資料 逋訊系統中封已資料流的系統及方法，根據眾多的因素而 夠堅固以有效適用於突發事件。 發明總結 本發明關於網路流量指示器系統，用於具有隨機分配需 求及資料流之資料通訊系統。本發明一概念在於，該網路 流量指示器系統包括路由器模組、組態，以引導資料通訊 系統中之資料封包，各路由器模組爲包括一鄰近監督器之 王路由器模組。該.鄰近監督器配置成將主路由器模組之主 電位傳送至鄰近路由器模组之鄰近監督器，並接收來自相 鄭路由器模组之鄰近監督器的相鄰路由器模組相鄰電位。 孩主路由器模組更包括一動態負荷平衡器，配置成根據 主、相鄰電位判定資料流。如果未達到包括資料流條件之 第一條件’孩動態負荷平衡器即調整該主電位。如果達到 已凋整主電位之第二條件，該動態負荷平衡器亦更新路由 表。琢主路由器模組亦包括一動態資料流分割器，配置成 接收來自網路及路由器模組之資料封包。該動態資料流分 割器根據已更新之路由表，爲所接收之各資料封包選擇部 分資料通訊系統。藉由用於所接收封包之動態資料流分割 器，將各已接收資料封包傳輸至所選擇之資料通訊系統部 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裂 494654 A7 _H7_ 五、發明說明（4 ) 本發明另一概念，包括與各主路由器模組主電位相關之 ff料通訊系統的兩個節點，即一起點節點及一終點節點。 該各路由器模组之主電位亦與相關一服務層級品質。未達 到資料流條件時，該鄰近監督器配置成將該主電位傳送至 相鄰路由器模組之鄰近監督器。該資料流條件包括資料流 的維護。該動態負荷平衡器配置成藉由使用一反應函數判 定資料流，該反應函數相關最佳化資料通訊系統概率需求 或資料〉'瓦之至少負面函數或一正面函數之一。該動HS資料 流分副器更根據馬科夫（Markov)協定或路由輪（Routing Wheel)協定，配置成爲各所接收之封包選擇部分之資料通 訊系統。 本發明又一概念在於根據一聚集架構儲存鄰近電位。藉 由資料流之二次函數，至少局部地接近該正面或負面函 數。理想的資料流更根據與路由器模組鏈結之弧阻力，其 中一弧之各阻力配置成任一弧容量之函數，或該弧資料流 之函數。相鄰路由器模組配置成至少經由政治、組織、拓 撲、主題或地理上之一與該主指示器模組相關。在更進一 步之概念中，將各路由器模组配置成將主電位調整至一平 衡點，用於與鏈結至該路由器模組之弧的資料流相關之差 異函數。該.差異函數與主電位及相鄰電位間之差異相關。 相關壅塞成本之正面或負面函數包括至少：流量延遲、高 延遲、減少工作淨量、損失封包或無法反應拓撲或負荷中 之突發改變。 -7- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) *--------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654

號專利申請案 說吸書修正頁(90年5月） A7 B7

TMJ -五、發明政明(5 ) 修正本有無變艾實贺内容是否私予修正 :黃，1 年 所 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 附圖簡單說明 圖1為代表本發明網路流量指示器系統之拓撲圖。 圖2為顯示圖1網路流量指示器系統路由器模組詳細互連 之方塊圖。 圖3為顯示圖2路由器模組内部細節之方塊圖。 圖4為顯示圖2路由器模組内部細節之拓撲圖。 圖5為用於圖1網路流量指示器系統之聚集架構關係圖。 圖6為顯示圖2路由器模組一弧内部細節之拓撲圖。 圖7為圖2路由器模組所使用方法之流程圖。 元件符號說明 110 網路流量指示器系統 120 網路 130 路由器模組 140 鏈路 150 鏈路 210 通訊單元 212 資料通訊路徑 214 鄰近監督器單元 216 動態負荷平衡器單元 218 路由表單元 220 動態資料流分割器單元 310 服務品質單元 312 關卡單元 314 編碼-解碼單元 316 中央錯誤監控單元 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 494654 A7 B7 專利申請案 正頁(90年5月） 月 (5a) 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 420 入節點 430 出節點 440 内孤 510 聚集階級 512 實際部分 514 概念性部分 520 實體節點 522 實體節點 524 實體節點 526 實體節點 528 實體節點 530 實體節點 532 實體節點 534 實體節點 540 概念性節點 542 概念性節點 544 概念性節點 546 概念性節點 548 概念性節點 550 概念性節點 552 概念性節點 554 概念性節點 560 概念性節點 562 概念性節點 564 概念性節點 566 概念性節點 8a (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

570 概念性節點 572 概念性節點 574 概念性節點 580 實體鏈路 582 實體鏈路 61〇 孤「ab」 620 路由器模組「a」 630 路由器模組「b」 640 最佳資料流/j，ab 發明詳細說明 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 大型通訊資料系統由藉鏈結裝置鏈結在一起之網路集合 組成，孩鏈結提供諸如路由器、橋接器，以及交換器，在 此已知為路由器模組或指示器模組。圖i所示之實施例具 有資料通訊系統中之網路流量指示器系統丨10，其經由路由 器模組130以及相連之鏈路140及鏈路150，與聚集網路120 鏈結。鏈路140為供資料封包來往於網路12〇及路由器模組 130間之資料通訊路徑。鏈路ι5〇則為供資料封包來往於兩 個路由器模組間之資料通訊路徑。網路流量由經路由器模 組130傳送於網路120間之個別資料封包所構成。如同路由 器模組130所實施，該網路流量指示器系統no比習用之鏈 結裝置更能有效利用資料通訊系統。該路由器模組130配置 成適應資料通訊網路中之突發變化，如隨機且快速地改變 服務需求或負荷或拓撲，同時根據眾多因素使資料通訊系 統之使用最佳化，這些因素包括：流量延遲、佇列長度、 -8b- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇x297公楚） I I I I 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654 五、發明說明 例別延遲之差異、心及鍵結讓用容量之差 封包之數|、延遲，以㈣結裝I之工作淨量。 與習用方法X、同的异 _… 所7F贫施例又最佳化方法利用十 述，雜由系統地表示—& 〇ζ 負面函數〇己述資面效應，如損失 包、增加延遲、高延遲 v Ji卜…Ί卜卜 、 < ^ ’減少工作中量等）或其相對的正 ώ數，而叾己述影響資奴、-、 , /枓迎訊系統之使用的眾多因素。有系 統地表示該正面及負而. 、商函數而取佳化並判疋平衡點，以 資料通訊系統中隨檢+、、a t η ,, " ’ R而來之快速變化及概率性環境，通罐 资料通訊系統之隨機資料流，與資料通訊系統拓撲: 機變化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此概率万法與習用方法大不相同，習用方法依靠可預油 的而非概率的環境，並使用決定論的公式。所示網路流量 指示器系統丨10之實施例所使用的系統與方法，設計用以有 效地實施於資料通訊系統，而在整個資料通訊系統中不必 有特別的處理需求、資”求或其他需求。從下列詳細説 明m青楚瞭解這些及其他優點。在以下說明中提供許多 特定細節·:諸如收集來自路由器模組130之資訊，判定已達 成任:條件，並從而調整與路由器模組130相關之數値所使 用的万法及系統。然而熟習相關技藝者可瞭解，實施本發 明時可省略至少-項特定細節，錢用其他裝置及方法。 爲避免模糊本發明之説明，Α甘α γ ^ 1 Α <况月，在其他靶例中已知之結構或操 作不再顯示或詳細説明。 爲將資料通訊系統之網路12〇連接在一起，如圖2所示， 經由逍訊單元21〇將路由器模組13〇連接在一起。通訊 -9- 494654 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明 2 10藉由資料通訊路徑2 12鏈結在一起。一實施例中，該通 訊單7L 210爲乙太網路卡，且該資料通訊路徑2丨2爲乙太網 路纔線。乙太網路爲業界習用之術語，依照IEEE 8〇2系列 標準所述，指碰撞涵義之多存取/碰撞探測技術。本發明其 他實施例中，該通訊單元2丨〇及路徑2丨2爲其他型式之點對 點資料通訊鏈結。 圖2中顯示一些通訊單元21〇未經由任一資料通訊路徑212 連接。這些通訊單元210可與未顯示於圖2之其他路由器模 組130連接。所示實施例中，各路由器模組⑽所顯示通訊 單元2:0之數量沒有限制，某些路由器模組需鏈結額外之路 由器模組時，其通訊單元2 1〇多於圖2所示。 .如圖2所不，各路由器模組130a-d與資料網路i20a-d連 、 '、而 L接土任路由斋模組1 30之資料網路1 20數量 不同，且部分路由器模組13()僅用於與其他模组互連，而不 直接與任一網路12 0連接。並侦結/丨f 俠八他乾例中，路由器模組130可 直，複數網路120連接。各路由器模組丨3〇具有一鄰近監 督器單元214’包括：一數値夺拖突 . 数1人換洛、一動態負荷平衡器單 元2 16、具有複數路由表之路， 一 田衣 < 路由表早兀218,以及一動態資 料流分割器單元220。 主路由器模組1 3 0鄰近之監替哭w 一 &、&丄，. 皿^态早兀214,與相鄰於主模 組（路由裔模組交換資訊。這此 ,..,.一相郇路由态模組130直接與 王板组連接。例如，圖2中，盥古 、 ^ ^ ，、王路由器模組130a相鄰的包 栝路田态杈殂13〇b，i3〇c ,及1 ^ . ?1? μ ，. b 、d，因為他們經由通訊路徑 2 12 ’仗相那路由器模組丨3〇b <通訊早兀210至主路由器 _ -10-

本紙張尺度朝中關家標準（CNS)A4規格⑵Q X --------^---------^ AW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 五、發明說明户 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、二:二边訊筚元210 ’直接與路由器模組l30a連接。 二？：督器軍元214亦監控資料通訊系統中之失效與鏈結 丨、％動二/ 4 ’料監督E單^214亦更新主路由器模組 =二ε衡器2,6中之資料，使其與該資料通訊系統 :料^狀心、一致。耶近監督器單元2丨4亦將所探測到之 =效：經由一中央錯誤監控函數，報告給位於資料通 Λ术、.无 < 中央錯誤報告裝置。 权=負荷平衡器單元216使用主路由器模組13〇之鄰近 自為卓7C 2 1 4從相鄭路由哭去朴/ …Β由^組丨30收集來的資訊。該動 負：千何…216根據所收集之資訊，調整路由表單 2 1 8中的路由表，以最仕 农早 應資料通訊系統之整體_祠路^旨示器系統110所 τ .. 正也運用3以下將更進一步討論該動 益：几216所使用之方法。路由表單元218提供資訊 王路由器模組丨30之動態資料流分割器單元22〇，二 態負荷平衡器單元216所使用之數學模式完整保存的7方Τ 將由主路由器模组130通訊單元2丨〇所接收之資料: 至目標網路120或路由器模組13〇。 Μ 動態資料流分割器單元220執行該主路由器模组丨3 收資料封包之實際路由操作，而將已接收之資料封包^ 至其他網路丨20或路由器模组。路由表單元218與動族2 流：割器單元220之間的分工可以不同。一實施例中：二 表早疋218以通當的形式爲動態資料流分割器單元 路由資料。路由表單元2丨8接著儲存此路由資料，直糾Z 悲貧科流分割器單元220需要該資料爲止。接著該動熊= 監 元 供 態 给 動 導 導 枓 由 備 動 ^--------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

x 297公釐） Λ7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 %分割器單元220拾太攸柘主π 七一 旦路由表早元2丨8中之路由資料，刻金 乂口何疋出一特定货 ’ J疋 動能:“"八.， 路炫。本發明不同實施例中， 2 'w μ μ 2 2 G使用不同的方法 出所接收資料封包之路 < €如何疋 批/ 路 根據所使用方法，藉由& *哭 ::130之通訊單元21〇或動態資料流分割 ： 接收的資料封包’經由通訊單元21〇之 == 模组"。，或傳送至直接鏈結的網路12。：—、二=由器: '冋的判疋方法，或所謂的分裂協定。 W四$ 沒些路由協定中最公隹'α 馬科夫路定中，路：二 體中的是馬科夫分裂。 路由分段。唯有早疋2丨8將所需資料流轉換成同等的 於各目椁，如^ .路由器模組130之資料流爲相關的。基

需資料&目.$f|馬鄰近丨給路由器模组〖30所有鄰近」之所 而Η衬成，則此鄰 J 對應於封包二二:=，動態資料流分割器單元2膽查 S = 意投出殺子」，從相關之可能性Ρι得出^，而 对4 Μ料封包傳送至所選中者。 隨意選擇最碎g ^、 隨機數，判定：數二產生介於零與—之間的一致 中p =〇 D 致各乐知的可能性_列i PJ何處，其 丁 r 〇 — vj ，p .= p ,

先儲存。^ H Pi。該隨機數可在「進行中」產生或者預 第一種路由協余y a 「A 機性而可簡易rt」，減少馬科夫協定之隨 也貝施於硬體。已知所需可能性p 1， -本紙張尺度適用 -12 X 297公釐丁 ^--------------------訂---------線-4^" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明〇〇 ^’ P k ’已知路由器模組之路由表單元2 18，爲傳至該 余路由杰杈組之！至κ相鄰路由器模組1 3〇的資料流，產 t (加1〇〇)個“籤。孩標籤表示個別路由器模組130，並 相關各相鄰路由泰模組之可能性，分配至相鄰路由器 1 3〇疋間。例如，將數字爲NPi之標籤分配給具有可能 炎P，爻^鄰路由器模組13〇 “丨，，，以辨別該相鄰路由器模 、接著邊路由表單凡2 18將這些標籤安置成代表—實際圓 =二陡刀配，使所有標籤型式相當平均地沿著該概念性 :^ =路由表單72 1 8接著在該圓中一處設定概念性的 ^ : j動怨資料流分割器單元220提供資料封包時，即在該 圓中衩且目則所送擇之標籤。接著該動態資料流分割器單 _封包傳运至琢標籤所指示之相鄰路由器模組ho， ::該指針推往圓中次一標籤。由於該指針至位置n的標 :鏠時即進至位置I之標籤，此程序中不會缺乏標籤。更 二’的貫施例中’爲各起點/終點對與服務層次組合 广OS)品質產生一路由輪。〇D/Q〇s組合將在以下討論。 々某些較高層次的IP協定，設計成使資料封包以有次序的 到，要的最後終點。這些協定可處理離線與脱離序 2抵達，但脱離序列的抵達增加時，這些協定即愈來俞 叹有政率。爲增加這類轉換協定的效率，“下列改 資料流分ϋ。此改良m料由協定，且 裂或路由輪分裂並用。 〃馬科八分 弟三種路由協定中，爲執行上述較高層次協定之應用而 汉變顆粒的分裂。這類協定通常可從封包表頭之裝置號碼 ^--------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

τ、’氏^尺度適用中國國家標準（CNS)A4 規格（210 x 297公爱） %54 %54 五、 發明說明Ο1 ) ^出。賦與動態資料流分制器單元22〇短期記憶。在封包表 巧出現「<疑」的裝直號碼之—時，該動態資料流分割器 二7L 220即Z F具起點、终點、此封包之裝置號碼，及該封 ^所边到疋相鄰路由器模組丨3〇的標籤。在該記憶維持時， :有後續抵達而具有相同起點、終點，與裝置號碼之封 I ~如取初之封包送至相同的相鄰路由器模組13〇。其他 貧，例中，該短期記憶可籍由後來的抵達選擇性地更新。 第四種與動& #料泥分割器單元22〇並用之路由協定，與 低延遲及服務品質相關。系統延遲需要時間來收發資，訊。 諸如電訊、影音傳訊，或f時互動遊戲或模擬等應用，需 要低延遲層次。其他如傳輸電子郵件之類的應用對於延遲 的需求則較不嚴格。傳統用於減低緊急封包延遲的方法， 是在下面所述之路由佇列中給予這些封包路由優先權。 —藉由使動態資料流分割器單元220經由較快速之鏈路及路 fe傳送更多的緊急封包，可達成緊急封包的額外加速。而 馬做補償，動態資料流分割器單元220接著經由較慢之缝辟 傳送—般封包“了將該補償調整成使該路由系統之整體朝 行保持不變。:實施例中，因爲高度使用之鍵路與較快髮 路間所存在之高度相關，幾乎可達成藉由資料通訊系統中 <網路流量指示器系統i 10辨別較快鏈路。藉由將緊急封包 導向用於固定位址群之最頻繁路徑選擇，及將較不^备之 封包導離最頻繁的路徑選擇，可使用此條件而滿足延：輿 服務品質的需求。 如圖3所示，路由器模組13〇亦具有一服務品質單元， !____________--------1T---------線 IAW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 - 494654 Λ7

五、發明說明（12 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一關卡單元3丨2，一編碼—解碼單元3 14，以及_中央錯嗜 監控單元3丨6。該服務品質軍元3丨〇主要考量相關於資 訊系統中資料封包傳送的延遲。該服務品質單元3 是用以 爲不同延遲及頻寬需求之應用建立分隔的佇列。接著供庐 該仵列適當的服務頻率與處理速率。同時，收費速率亦$ 決於服務品質的層次。關卡單元3丨2收集帳單統計，用=向 資料通訊系統之顧客收取費用。這些統計主要集中於發帳 單。然而，它們亦可用以判定頻寬需求而最佳化路由=路 拓撲。 爲確保通訊隱私權，將通過網路鏈路容易被竊聽的資料 封包編碼傳輸’而在終點路由器模組解碼。編碼—解碼單 元3 14即在執行此編碼及解碼的操作。此鏈路安全與路由器 模組130之路由操作並不直接相關。該編碼—解碼單元3 u 需要足夠的頻寬，以使整個路由器模組丨3〇的傳輸速度不受 阻礙。 如上所述’動怨負荷平衡器單元2 16使用來自鄰近監督器 單元2 14之資訊，以判定路由表單元2〖8用以準備路由表資 料的參數。孩動愍負荷平衡器單元2 16 —項目的在於使流通 於資料通訊系統中之流量最佳化，該網路流量指示器系統 爲該資料通訊系統之一部分。用以完成此目的之實施例 中，該動態負荷平衡器2 16所使用之方法如下所述。 如上所述，各介於路由器模組13〇與網路12〇間之鏈路 14 0，以及各介於兩個路由器模組13 0間之鏈路15 0，均爲容 許資料封包雙向流通的資料通訊路徑。因此，圖1之各鏈 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 A7

I f 訂

494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 五、發明說明（14 ) 之不同公式處理。 對於一般資料通訊系統中之資料流條件，特 微資料流通常爲至少-單獨資料流之聚集。各單探;^整 的特徵在於其資料波起點與資料流終點之特定組八，n二 馬其起點/終點（OD)對。該起點與終點通常表表’F 或路由器模組130層次，所以通常不會表7…旨定二二〇 連接4特別裝置層次。某些實施例中，該單獨 ： 徵僅在於0 D對，所以對於这此朵、 I又特 ” 耵万'绝些貫施例，用於特定弧之資料 沭具有单-0D對。將這些單一〇D對加起來即得此 的整體資料流/ ai_e。 二孤 所示實施例中，該單獨資料流亦有—特徵，即爲其不同 的服務品質（QoS)層次。此實施例中，至少偶爾會有特定 之弧八韦)擁有相同〇D對但不同QoS層次之單獨資 料流。要判定這型弧的整體資料流該單獨資料流必須 將0 D對與Q〇S層次兩者加總，而得到單一的〇d/q〇s組合。 一弧之單獨資料流特徵不限於本發明中之〇d/q〇s組合，亦 Γ 口併其他相關資料通訊系統中流通資料流的因素。例 如’另一實施例中，一弧中單獨資料流之特徵，包括與一 網路120連接之起點或終點裝置的裝置號碼。 一 ί瓜之登體資料流亦受限於一上限與一下限。該上限通 常與所示實施例之弧的處理容量成正比（即爲該弧處理容量 之0·7或0.8)。各別資料流亦會受限於其個別上限與下限。 同樣地，所示實施例最常有的下限爲零。 所示實施例之動態負荷平衡器單元2 16所使用的最佳化流 -17- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 χ 297公釐 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494654 A7 _B7__ 五、發明說明〇5 ) 通資料流方法，爲資料通訊系統中之資料封包流通定義理 論性的理想狀態，即當使用者對該資料通訊系統之所有需 求或負荷已滿足時，在整個資料通訊系統中具有零資料 氚。資料通訊系統中資料流的解決方法在於尋求一點，其 解決空間離理論性理想狀態爲最小距離。將該解決方法經 過資料通訊系統之一定實際限制，而發現其通過雙凸理論 或凸面最佳化理論。 所示實施例中，獨特地將用以解決資料通訊系統中資料 成的方法公式地表達，以最佳化眾多網路物件與條件，與 習用技藝之公式相比，集中用於保存資料流之已知資料流 速义物件及條件的問題。當進入一節點（通常是路由器模組 I 30) I資料流量與離開該節點之資料流量相等時，即可保 存資料流。任何在節點製造或銷毁的資料皆併入資料流保 存。 貧料流的解決方法亦最佳化下列獨特公式之函數 E /)’其爲相關資料通訊系統中資料流之實質二次函 數： Εα,β(/)=α J； V [(r,· ab/2)*(gj ab - /,· ab)2]+ J ab ΡΣ [(W2)*(gab - Z/j,ab)2] ab j. 其中該符號「j」是指一特定OD/QoS組合，而符號Γ ab」 則指一特定孤「ab」。/诽是用於與特定〇d/Q〇S組合「j」 及特定篆| ab」相關之資料流。而j ab及g #則分別爲用於特 定〇D/QoS組合I j」及篆「ab」之阻力及目標參數。而乘 -18- 本纸張尺度適用中國國家標準（CI\，S)A4規格（210 X 297公釐） · --------訂---------線]Awi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 Β7 五、 發明說明〇6 奴α及Ρ則用以將兩個部分公式間之重要性繪製成E 厂）。 J之重要的僅有α與β的相對.大小，我們姑且假設立値爲α ]卜丨。 ’、 如上所述之形式中，函數E4(y·)爲一負面函數，代表如 已敘述過的資料通訊系統中影響通訊資料流之不良影響及 =果。將函數E^/)當做負面函數最佳化，可使^?(/)減 =最小。如果該函數E#(/)爲負數，即成爲正面函數的形 式。將一正面函數最佳化即可使該正面函數最大化。其他 相等於最佳化負面及正面函數之公式則涉及判定一平衡 點。如業界習知的，一旦説明一最佳化公式，即可藉由業 界習用之方法判定用於平衡點的相等公式。 /最佳實施例中’ n.ab=丨.ab=1/Cab: g⑽m :而α t β —樣大。則最佳化問題的解決方法與相比之平衡點問 題的解決方法相同，僅使用該方程式後面的部分，即· ⑺=Σ [(l/2cab)*(Z/j,ab)2]

ah j J 超過非供應/需求弧。 其他實施例亦包括最小化其他負面函數與最大化其他-面函數。這類負面及正面函數组所示眘故 , κ 一町不男、她例相關的是，這 些其他負面與正面函數至少局部地接 %上述炙函數 E吋（/ )。這些負面與止面函數均較習用技藝進步，因：：、 們是用來在資料通訊系統概率環境中最佳化資料/流。λ馬冗 該函數Ε,χΡ(/)合併相關用於資料通訊系 Λν, 、 ， L Τ尸7有i中夂 1乏個別OD/Q〇S組合的因素。_弧「仆,士々 丁合 / 「. > .......、， 」〈各別 OD/Qow 含j」皆具有相關貧料流任何阻礙的阻力表赵 、’、 v致rj.ab，以及 -19 本紙張尺度適用中國國家標準（CXS)A4規格（21〇r^f"^y ：--------------------訂---------線 IAW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494654

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（I7 相關使用者當時需求及負荷的目ί票參數一。 關於所示f施例，個別弧「ab」與〇D/q〇s組合「j」之阻 力參數亦單獨以公式表示，其與個別弧「ab」及〇D/Q〇S組 口 「j」之整體資料流容量cjab的倒數成止比。因此，rpb文 1 /CMb ’其中c以爲個別弧「ab」可支撑〇d/q〇s組合「j」 -最大値。例如，c化二c：』ah且對於所有的』而言Γ ☆二犷;,ih 〇c 1 1 C J，ab岭刀详料况中，通常=Σ心讪Q該阻力參數亦可藉 j 由对r』，ab没爲較大數，而用以指出一 〇d/q〇s組合之弧類別。 早獨地公式化表示之函數εα.卩（/)，相關於資料通訊系統所 有弧及OD/Q〇s組合中，用於各弧「ab」之各〇D/Q〇s組合 的所有部分資料流/㈣。從最佳化Ε^/)的方法，會 得到解決料通訊系統中用於各弧「虬」之各〇d/q〇s組合 「J」資料流的方法。 可用以解決最佳化該獨特公式函數Ε(,β(/)的方法，包括 Ί、解決其他最佳化公式的方法，如突出傾斜法與爬坡 法。所不貫施例使用一種獨特的分散最佳化方法，併於動 負何平衡器單元216以最佳化該函數£—(/)。此方法是單 獨地以公式表示不確定、快速改變而隨機的概率網路資料 /；5L人叮概率改變的拓撲。該分散最佳化方法與使用在其 他公式上之習用方法相比，通常實施起來較容易，而且^ 更快地集°該分散最佳化方法亦與資料流及g以與q.ab之單 獨公式的保存併用。 此分散最佳化方法中，所示實施例在相關資料流之各路 由器模組130中定義一組數量。各數量稱爲一 Γ電位」。特 20- 表纸張尺度刺巾S目家標¥ (CNS)A4規格⑵0 X 297公釐） ：--------------------訂---------線 IAW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 B7 五 、發明說明〇8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 义路由器模組丨30之該組心广认 知之各可处nn/n e / 甩位，，琢特疋路由器模組130已 °此 Q〇s^合~個電位。荇由许斜4+ / ， ^ 料封包终點之不同扯八㈠…和“枓封吐起點與貧 ；r ~仫， 口而判夂可能的OD對。這歧組人一般+ d括起點與終點皆相同之组八。 一、·口 I 诉肀、口。贤料封已的起點與終點 …網路丨20與路由器模组丨3 、:占黾化AA F1 , 1一 j G ί古如上所述足輕早獨的層次，如個別的而 ^平又 1 % %或終因此’關於特定路由二換砠丨30之OD/QoS組合的可能〇D對，—般 疋路由器模組门〇已知所 σ Λ' ^ 〇D對。 唧有《枓封包起點及資料封包終點的 逍^路120與路由器模组⑽有時爲資料封包起點， =料封包終點。因此，藉由將第一對之起點標示爲 K終點’而將第—對之終點標示爲第二對之起點， 使第-OD對相同的兩個組成部分成爲第二〇D對之組成部 刀、。在小型的資料通訊系統中，路由器模組13q爲整個資料 ，訊系統各可能之OD/Q〇S组合儲存一電位。而在大型資料 遇訊系統中，則使用聚集架構減少各路由器模組Η。儲 電位數。 聚集架構減少任一路由器模組13〇已知之網路12〇及路 器模組130的數量，以使儲存在路由器模組13〇内之該組 位保持在可管理的大小。如圖5之聚集階級5 1〇所示，此 集架構包括具有實體節點之實際部分5丨2，與具有概令•丨 點之概念性部分5 14。該實體節點包括網路12〇與路由 組130。該概念性節點各做爲一特定集合的標籤，該特 合由任意數量之實體節點與/或其他概念性節點組成 有 第可 之 由聚 性節 器損 定集 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 訂---------線· -21 - 表紙張尺度適闬中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494654 Λ7 ^____ 五、發明說明09 ) 1^斗分512之贫體節點一般可見於特定地理區域。圖5僅顯 ，F —代表範例，所示f施例可具有其他不同大小及位置之 區域。 雖然圓5顯示以地理用語表示之聚集階級，#示實施例並 不僅限於以地理用語定義之階級。本發明亦包括以組織 性、政治性、主題式、拓撲，或其他型式結構所定義之其 他階級。而且，圖5在定義該聚集階級51〇之實際部分512 時，亦無意將本發明侷限於任一特定地理方式或型式。除 圖5中所示使用城市代表區域的方式，亦可根據其他相同 的地理區域聚集該實體節點。 爲方便説明，圖5所示之地區：西雅圖，波特籣，舊金山 (S.F.)，洛杉磯（l.a.)，波士頓，紐約（Ν γ )，亞特蘭大， 及邁阿治各具有貫體節點520-534。由概念性節點540及542 所代表之西雅圖地區及波特蘭地區，更聚集成由概念性節 站560所代表之西北（N.W·)地區。同樣地，分別代表S F.及 L.A.地區之概念性節點544及546，更聚集成由概念性節點 562所代表之西南（S.W.)地區。分別代表波士頓及Νγ·地區 之概念性節點5 4 8及5 5 0聚集成由概念性節點564所代表之 東北（Ν·Ε.)地區。分別代表亞特蘭大及邁阿密地區之概余 性節點5 5 2及5 5 4則聚集成由概念性節點566所代表之東南 (S.E.)地區·。分別代表N.W·及S.W.地區之概念性節點56〇及 562聚集成由概念性節點570所代表之西岸地區。分別代表 Ν·Ε·及S.E·地區之概念性節點564及566則聚集成由概念性節 點572所代表之東岸地區。而分別代表西岸及東岸地區之概 -22- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------ ^ --------訂---------^ —Awl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明60 ) 心性節點570及572則聚集成由概念性節點574所代表之美國 地區。 ”際邵分5丨2中+同地區之贫體節點，與該實際部分其他 地區之其他贫體節點（一般爲路由器模組K〇)直接連接。舉 例來說，西雅圃地區之實體節點520c，經由鏈路580與波特 3也區之I骨a郎點5 2 2 a直接連接。經由一地區實體節點與 '、他地區贫體節點（一般爲路由器模组丨3 〇)這種型式的直接 連接，可連接不同的區域。並非所有的實體節點皆需與另 區域之另一節點連接。這是由於同一區域内之實體節 點，直接或經由同一區域内其他實體節點（一般爲路由器模 組130)而互相連接。藉由該聚集架構形成之子網路必須保 持連結。因此，子網路内之各節點對之間必須有連結。如 圖^示之聚集架構中’西雅圖區之實體節點遍_e，皆丑 用標示爲西雅圖之概念性部分5U中的同一概念性節:: 州。根據與西雅圖概念性節點54〇相關之實際區512中，由 :路120與路由器模組130構成之實體節點520,西雅圖區之 體節點52〇a_c，爲各可能之〇d/q〇s组合儲存一電位。 同時，在同一聚集架構下， 々 很據在圖5干塗黑的概念性 即&，西雅圖區之各實體節 組八啓六—…a即..6 520a_e更爲各可能的OD/Qos 、.且合儲存一電位。所得之〇 八 * QoS姐合包括任何0 D對組 ,,,,, …生即點，或實體節點與概念 性即點混合，做爲該〇 d對之起軚. ^ ^ . 咚.，.，占與終點。圖5中塗黑的概 心f即點爲：西雅圖概念性節 ..,_ .尺 Λ 540，波特闌概念性節點 54一 ’ N.\V.概念性節點560，s \V概/ •w•概念性節點564，西岸概念 本纸張尺度翻中國國家標準（C\S)A4規格（210 ---------費--------tl---------g 蜂 f靖先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁} -23- 494654 A7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 Μ

五、發明說明P 性即點570，東岸概念性節點572，及美闼概念性節點574。 如國5所不’實體節點52〇c經由實際鏈路58〇與實體節點 522a直接連接，而經由鏈路582與實體節點52乜直接連接。 由於沒些直接連結，實體節點52〇c亦爲〇d/q〇s組合儲存電 位’把些OD/Q〇S組合是合併實體節點522a及524a兩者至少 其中之一做爲起點，終點，或同時爲起點與終點。因此， 由I比其他貧體節點520具有更多〇 D對，實體節點520c儲 存更多電位。在另一實施例中，僅爲可能的〇 D對組合使用 與所述節點相同區域之實體節點，以及適當的概念性節 點。例如在另一實施例中，實體節點52〇c僅爲實際部分5 12 中之貧體即點520a-c與塗黑的概念性節點儲存電位2在該 另一貧孢例中，貧體節點52〇c不爲任何其他直接連接的節 點儲存電位，例如實體節點522a&524a。 在爲特疋貧體節點之〇D/Q〇s組合指定使用那些實體節點 與概念性節點上有些常規。首先，一路由器模組13〇 (:圖5 範例中位於實體節點520c)爲各具有一 〇D對之〇D/Q〇s組合 儲存電位，該0D對是根據與該路由器模组13〇共用相同概 念性節點（圖5範例中之540)之實體節點（圖5範例中之52〇b 及520c)。其次，如果路由器模組（位於圖5範例中之實體節 點520c)與其他實體節點（圖5範例中之乂“及以乜）直接連 接，則亦可使用其他實體節點來爲〇D/Q〇s組合導出其他 0 D對，琢OD/QoS組合之電位儲存於該路由器模組（位於實 體節點52〇C)。最後，該路由器模組（位於實體節點52〇〇會 爲OD/Q〇S組合儲存電位，用於與做爲該路由器模組（位於 !--------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -24- 494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印副农 Λ7 —_____B7 五、發明說明户) iT趙節點520c)之「直系祖先」，或該直系祖先之「手足」 的概念性節點至少二者之一合併之〇 D對。關於圖5的範 例’做爲該實體節點520 (包括路由器模組13〇)之直系祖先 的概念性節點爲：西雅圖概念性節點，N.W.概念性節點 560 ’西岸概念性節點570及美國概念性節點574。圖5範例 中’做爲該直系祖先之手足的概念性節點爲：波特蘭概念 性節點542 (西雅圖概念性節點540之手足），s.W.概念性節 點5 62 (N.W·概念性節點560之手足），及東岸概念性節點572 (西岸概念性節點570之手足）。 孩動態負荷平衡器單元2 1 6所示實施例中，所使用之最佳 化資料通訊系統中網路資料流的方法，更根據一差異函數 d ( /一 ’ p」減）。該差異函數d ( /jab，p jah)是用於資料通訊系統 中之各路由器模組130，爲各〇D/QoS組合Γ j」之各弧 「ab」求値。當爲特定路由器模组13〇求出該差異函數 d ( /pb，p」.ab)之値，即將該路由器模組標明爲一主路由器模 纪。爲各從該主路由器模組出發或終止之弧求出該差異函 數d ( / j.ab，p j.ab)値。將實際性連接至該主路由器模組之路由 器模殂13 0標明爲鄰近路由器模組。該鄰近路由器模組與主 路由备模組共享從琢主路由器模組出發或終止之氣的電 位。電位Pp及Pjb分別位於關於OD/q〇s組合「j」之氣 「ab」的起點及終點路由器模組13〇。因此，該主路由器模 組130與鄰近路由器模組13〇爲起點或終點路由器模組，由 所估算之特定孤的起點及終點判定。 關於所估算之特定弧「牝」，爲該特定弧「^」之主路 -25- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 297公釐） ------------------—訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（23) 由器模组130及鄰近路由器模组130已知之各共同OD/QoS组 合「j」，求出該差異函數d(/ j，ab，p 一）之値。氣「ab」及 OD/QoS彳且合「j」之差寻函數d(/」$ ’ p j，ab)取後的數式局也"， 其中 •β 該電位及爲關於該「j」OD/QoS組合之路由器模組130 「a」及「b」各自的電位。資料流/ κ： ab (其中k*j)局除了 OD/QoS组合「j」之外，與OD/QoS組合相關之弧「ab」的 資料流。 孩差異函數 d( / j，ab ’ p j，ab) I 第一項 ’ （r jab/ 2 ) * ( g ab — / J.ab) 2，爲函數E c^p( / j，ab)的簡化版本，其中僅考量一系 「ab」及一 OD/QoS组合「j」。將该至異函數d ( / jab ’ P j，ab) 置於下列限制條件下： 其中 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 参

一口、> ϋ n ϋ n ϋ ϋ— ϋ I ϋ m ^^1 I— n ϋ ^^1 Βϋ —.1 —ϋ ·__ϋ ϋ I < j,ab — ^ j,ab ^ ab — Z /j,ab — uab 9 S,ab / j，ab 二最大 Uj，ab，1 ab — k,ab) 又.工/ j，ab=最小（u：j，ab，u ab — [ / k，ab} 昱其中1 j，ab及1 ab與U汹及U ab分別爲/砂及/此之下限與上限。 對於該差異函數d(/pb，pMb)的直覺解釋爲，其相關 Ea.p(/j.ab)之第一項代表將資料封包傳過一資料通訊系統所 不希望有的結果與條件，如延遲、資源的低使用度、對突 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 494654 A7 B7 五 、發明說明0 3 ::匕的低適應力等。關於-固定弧，f其目標參數， ^卩箏於芩，而琢阻力參數等於該弧容量的倒數，則該差 ^ ^數d (/⑽’ pjab)之第一項，等於因爲路由器模組1 ^正 必須進入-等候佇列之單元時間的工作量。該第 一貝Λ, (pja - Pj.h)代表在資料通訊系統的限 =)下，該資料通訊系統的有效使用度。因此，該= U:，:即代表相關該資料通訊系統想要與不要的狀 在守求—局邵平衡點方面，籍由區別路由器模組之間各 「〈是異=數d(/Mb，Pjab)，考量到〇d/q〇s组合「』」與孤 料？」〈貧料流"ab’將結果之差額設定爲零，而得出該 —響應函數導出資料流/〆如圖6所示， 二有起始路由器模组「a」62〇與結束路由器模組「b —她…b」，及-共同〇D/Q〇S組合。」，Α 應函數之最佳資料流/㈤爲： ’、 /j,ab(P)二最大{lj.ab，最小[G λ 最小及最大函數。舉例來説，敢小項或最大項 大俊。因此，最大U，最小（b，；；)大中(U擇…中之 ’））中’先在b與ςφ搜蔣· 小的，再在a與該b’C間最小者之間選擇 = 刪流通常爲零。辑大資料流常爲孤容量 目標參數，gab，與阻力參數， 、 OD/Q〇S組合「j」。p ,位屬於1特足孤「… 、4弧起點路由器模組「s 資 關 變 之最最最 之 線 及 本紙張尺度適用中國國家標準(cns)娜 -27

、發明說明戶 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 』而電位Pjb屬於該弧終點路由器模組「b」63〇。電位pja P.l’b兩者‘與一共同〇D/q〇s組合「」」相關。通常，一 = D/QoS組合「j」之起點及終點節點，並不分別是該弧起 心及孤終止路由器模組62〇及63〇。而且，一 OD/Qw組合 :j」又起點及終點節點可以是實際與/或概念性節點的組 7口，而弧起始及弧終止節點一定是實際的，因爲它們爲路 由器模組丨3 0。 爲所有孤起始及終止路由器模組已知之〇D/Q〇S組合的弧 ab」’并'r這些用於^瓜起始「&」及浪終止「b」路由器模 砠620及630之最佳資料流加總，而得到弧「此」之最佳資 料流。此資料流之響應函數根據電位之一定數値，説明最 佳化的泛料流。這些冤位値更滿足一限制，該限制是以資 料通訊系統中資料封包如何產生及終止爲主。 所示實施例中，該電位爲獨立變數而資料流爲相應變 數。然而，其他實施例中使用不同子組之資料流及電位， 使彳于某些貧料流及電位爲相應變數，而其他資料流及電位 爲獨立變數。 本發明所示實施例，配置成使所有資料封包流量起始或 終止於網路120或路由器模組13〇之網路終端。這表示所有 產生於特足路由器模組13〇或抵達該特定路由器模組而具有 共同終點I貧料封包流量，必須相等於離開該路由器模組 Π0之具有共同終點的資料封包流量。此項需求即所謂之保 存資料流或資料流限制。實施所示實施例之方法時，散布 於資料通訊系統之路由器模組130，不斷地調整資料封包在 _ -28- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - . ^^衣--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 [37 、發明說明户 攻資料通訊系统ψ沾 ，，元T的路慢，以在網路資荷之概率分散與拓 拔之概率變化下，達到使網路效益最大化幡。藉由資 科成的保存操縱電位値而達成調整。 t資料通訊系統丨10開始營運時，最需要的即爲調整。由 於資料通訊系統之使用者不斷改變需求及負荷，及由於資 ^通訊系統成長或現存資料通訊系統内之設備故障，造成 γ料C Λ系、’先拓撲的改變，都是持續需要調整的原因。所 κ施例σ併動怨負荷平衡器單元2 1 6的方法，即是負責 些由路由器模組所做的調整。 、 早 資 爲 由 路 一上所iC μ動怨負荷平衡器單元2丨6使用鄰近監督器 U4所收术之只訊。所收集之資訊現在可用如上所述之 料流/_響應函數來說明。然而，要特別討論的是標明 叮 :。路^器模組之特定路由器模組130，户斤討論之主路 為k組，疋在所有亦執行所述步驟之路由器模組中所 由器模組的代表。 由 弧 路 由 由 器 線 適^，本貧施例中使用兩種主要方法來判定固定主路 器模組130之資料流。在這兩種方法中，將政區分爲供應 或非供絲。供應派基於已知OD/Q〇s组合，將一起點網 _或-網路之起點使用者裝置，直接連接至該已知主路 器，莫,.=且1J 0 ’或連接至介於該網路或使用者裝置愈該主路 器模组之間的路由器模組…祕沒有接至該 犬 模组與該纟轉或使料裝£的分支。非供應㈣直接連ς 至該已知主路由器模组，但並不直接連接至一起點節點。 对二種万法而言，將用於已知⑽Q0S組合之供應狐的目 I______ -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐 494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明P ) t參數’設定爲與置於該供應故上之使用者需求或負荷相 幸。舉例來説，如果用於巳知OD/Q〇S組合之供應孤上的使 用者需求或負荷爲丨00 Mb (百萵位元）/杪，則用於同一 組合之相同供應孤的目標參數即設笔爲丨〇〇 Mb/ 心。耶近監督器單元2丨4從直接迪接至主路由器模組丨3〇之 網路裝置上的任一網路丨20，感測該需求或負荷爲何。而 :，兩種方法中，已知OD/Q〇S組合之阻力參數會爲一供慮 以疋成較大數。較大數意味著如果未達㈣目桴朱數之 目標（在此爲丨00 Mb/秒），則須負擔較高的成本。而對非供 應弧而言，已知〇D/Q〇s组合之阻力參數則設定爲該已知 〇d/q〇s組合之弧容量的倒數。 解決已知路由器模紐資料流的兩種方法，其不同之處在 於它們如何處理非供應弧之目標參數。第—種方法一次解 決-個〇d/Qos組合之資料流，而第二種方法則同時解決所 病OD/Qos组合之資料流。對第一種方法而言非録派之 目搭爹數設定爲該弧OD/QoS組合歷史資料流之自數：哕弧 之歷史資料流爲所記錄之最近資料流量。通常歷史資料流 的變化較需求或負荷慢，尤其是對於已成爲資料通訊系統 王要幹道的氣。舉例來説，如果非供慮氣上最近記錄之資 料流爲一OD/QoS組合50Mb/秒，則該弧之目標參數即爲_5〇

Mb/，秒。 在已知主路由器模组130，動態資料流分割器單元”〇藉 由第一.種方法，從來自主路由器模纟且之資枓封包上的表頭 賞訊判定歷史資料流。將這些傳送資料封包之主路由器模 --------------------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 30 A7 A7 Β7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明Ρ ’11:歷史資料流，儲存在該 以業者習知之統計學也數學 ^刀心早疋咖中。 式來代表該歷"枓：ί千均數、變異數及其他塞 止κ >Γ料泥。耶近監督 該動態資料流分±,丨哭^ - 奇早几214在需要時，虎 料i 裔早兀220詢問已傳送資料封包的厣中、* 枓成，用於計算資云 丁匕的歷史货 知主路m 傳 他鄰近路由器模组。鱼已 王路由态杈組丨3〇直接連接之 … -已 歷史資料流，處理由已傳运|料封包的 ―的封 ^ = =::=: =:::=，：爲與已知主路由龜直接連接之 …自”他鄢近監督器之更新歷史資料流，並將資 '.广、至孩已知主路由器模組。該第-種方法之特例爲 :?史贳料流等於零。此特例發生在諸如資料通訊系統 係在最初啓動相位時。 弟二種万法使用計算資料流取代歷史資料流，解決一已 知王路由备模組之資料流。經由一重覆程序一次判定所有 OD/Q〇S組占之資料流。對κ ώ重覆而言，將該κ出重覆期間 所解決之關於一弧〇D/Q〇s組合的所有資料流加起來，判定 1¾成所有的資料流。而該非供應弧κ +1 lh重覆之目標參數則 等於該孤K lh重覆所有資料流的負數。 此重覆形式中，用來爲所有〇D/q〇s組合一次解決主路由 器模組1 30資料流的方法，需要大量的計算容量。一些實施 例使用第二種方法來一次解決所相關於〇D/q〇s組合的資料 流。所示實施例合併所述鄰近監督器單元214的方法，使用 第一種方法，從圖7之步驟7 10開始，爲已知主路由器模組 -31 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）

-----------------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^、發明說明p ) 一次解決一個OD/QoS組合的資料流。 闯7之流程圃顯示所示實施例：用之方…第一種方 二，流程圖步戰720中，肖主路由器模組13〇之鄰近監 :214收集來自所有相鄰路由器模组13。之電位及歷 =料流’這些相鄰路由器模組丨3〇與該主路由器模組直接 丫，所收集（I位與歷史資料流，用於該主路由器模組 抖至少一相鄰路由器模組所知的共同0D/Q0S組合。相鄰路 由器模組或者該主路由器模組開始傳送及接收所收集之電 入l史f料流，彳疋鄰近路由器模組至主路由器模組.。所 示實施例中，該相鄰路由器模組開始將電位及歷史資料流 傳迗土王路由器杈組。然而，在其他實施例中則由主路由 ，，組開始傳送。接著，主路由器模組丨30之動態負荷平衡 器單元216使用所收集之電位及資料流，以及該主路由器模 組之電位及資料流，經由資料流響應函數，計算連接主路 由器模組之所有弧來往於主路由器模組之各〇D/Q〇s組合的 貝料封包資料流。如上所述，各主路由器模組〗3〇與相鄰路 由器模组或網路120之間的連結具有二個弧。一弧將該主路 由器模組做爲起點節點，而另一弧則以其爲終點節點。其 他實施例中，因僅能單側連接而使各連結僅有一派。 接著，圖7步驟722中，鄰近監督器單元214使用該歷史資 料 >瓦及需求或負荷，爲主路由器模組所有非供應弧與供廯 ί瓜更新目檫參數。通常’非供應弧之目標參數設定成用於 已知OD/Q〇S組合之歷史資料流的負數，而供應弧之目標參 數則依該弧上之需求或負荷設定。該鄰近監督器單元7〖4亦 -32 私纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ297公釐） - --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明P ) 良據歷史或需求/負荷資料流辨別任一整體資料流爲零的 孤，而使涿王電位可在零資科流之條件下進行任何後續改 良’如以下進一步説明。 八開始時，該鄰近監督器單元2丨4未選擇任何QD/QoS組 =所以圖7考量是否已選擇所有OD/QoS組合之決定724的 ，果馬「否」。在此情况下，在步骤720中，該鄰近監督器 2元2 14選擇上回執行該開始步驟7丨〇時已選擇之〇d/q〇s組 合。對於所有起源自或終止於該主路由器模組之弧，步驟 728中，孩王路由器模組之鄰近監督器單元Μ#將該主路由 备楗組之所有電位，以及爲所選擇〇D/Q〇s組合從相鄰路由 器模組收集來的電位，都傳給動態負荷平衡器單元2 16。該 鄰近&督益單元2 i 4亦根據收集之最近歷史及需求/負荷資 料流，將關於該特定路由器模組丨3〇之弧的所有目標參數與 阻力參數，傳給該動態平衡器單元2 16。 邊動恐平衡备單元2 16接著爲所選擇之〇d/q〇s組合，判 疋通過該主路由器模組弧的資料流。接著在圖7決定步驟 730中，該動態平衡器單元2丨6判定是否爲該所選擇〇d/q〇s 组合保存該判定資料流，或者判定是否已經過該重覆期 間。進入之資料流加上源自該主路由器模組之資·料流等於 離開該主路由器模組之資料流時，資料流即被保存下來。 如果未替所選擇之〇D/Q〇S組合保存資料流，或是已經過該 重覆期間’則730之決定步驟爲「否」而該方法走向步驟 732，在此該動態平衡器單元216爲所選擇之〇D/Q〇s組合調 整該主路由器模組130之電位。在步驟732調整該主電位 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） *1!----------^衣--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494654 494654 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^^ 五、發明說明p ) ^再至決定步裸7财檢查是否保存f料流。經由步驟 之電位•與決定7对相資料流保存的組合，重 「σ · J J竹，礼已保存且決定步驟730爲 二」，方法才回到步驟722去更新目標參數。容許快速聚 “目關重復之解答的重覆技術爲業界所知，且其包括超過 或低於緩和技術。一實施例中，藉由該重覆程序，一次調 整已知OD/QoS組合之電位直到將資料流保存下來。另一實 施例中，藉由業界所知之阻隔技術，爲各高斯或其他第二

級判定解答方法的_重冑，調整相關路由器模組所有OD/Q〇S 姐合之1¾路由器模組所有電位。 步骤720獲得歷史及需求資料流後，緊接著在步驟722開 始更新目標參數時，如果鄰近監督器單元2丨4辨別出任何整 體資料流爲零之零資料流弧，則在步驟732調整主電位期 間，。T 7·片一零貪料流政之目標參數設定爲任一已計算資料 泥之負數，用於出自一 OD/QoS組合之電位調整的零資料流 弧，以確使該零資料流弧之資料流維持較小。接著在步騍 722中，以用於該零資料流弧目標參數的新値來更新目標參 數。爲所有OD/Q〇S組合完成電位調整時，由於電位的調 整’零資料流I已更新之目標參數即成爲該特定零資料流 所有OD/QoS組合之資料流總和。 一旦步驟722更新任何目標參數，即選擇從上回執行開始 步驟7 10以來未選過之另一 〇D/QoS組合，並爲新選擇之 OD/QoS組合再次執行步骤728-732。完成步碟728-732後， 再次更新任何改變之目標參數。該程序同樣地循環過 -34 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 494654 A7 五、發明說明P ) 〇D/Q〇S组合，直到、i L ， 巧成足步驟724判足已選擇完所有的 〇D/Q〇S組合才選擇「朵，、1 1 疋」4支’而決疋步驟7 3 4則判定該主路由 器模組1 3 0是否有任仅，;7： 了吆位在步驟7 3 2被調整。 如果有主電位被丸η & 、 ° 2 ’則決定步驟7 3 4走向圖7的步骤 7 3 6，在此主路由器松/ ' 洛&組丨30之鄰近監督器單元2 μ向相鄰路 由器模組報告該調替士. e ^ u . 王电位及歷史貧料流。接著決定步骤 738判定，從上回該士 v/ ， 王路由器模组130之鄰近監督器單元214 向相鄰路由器模组報生、 . n王電位以來的時間，是否大於預定 時間T R。如果此期間L· 7 t 1未大於T R，決定步驟738走回開始步驟 7 10 °如果此期間大讲 人過T r，則決足步驟738走向決定步骤 MO，即相同於沒有調敕 β正王龟位時決；t步驟7 3 4的走向。 疋夫| 740中’要判定是否有任何調整之主電位改變超過 定門檻TP即從上回該動態負荷平衡器單元216儲存主電•二 之4衣以凋整之王電位更新者。&果該調整後主電位大於 Ττ’洗疋女驟740走向步驟742，以該主電位之最新値更 該電表。該動態自益承免_〜。t ^ 、 了平衡咨早tc 2 16接耆更新路由表單〜 2 1 8 2如果調整後之主希 .，、 土弘位改交禾大於T τ，决疋步骤740即 走向開始步骤710。 ’ 本發明將更新電位報告給相鄰路由器模組丨30，.或在更 儲存主電位之電表上，並不限於所示實施例所使用之特 规則=其他貫施例在向相鄰路由器模組⑽報告或更新儲 主電位（電表時，使用其他的方法、間隔，或門檻來 定。 另 丨j中各特定孤之阻力參數爲各〇d/q〇：5組合資 決 預 位 訂 新 元 線 新 定 存 判 本纸張尺度適用中國國^ •35· 494654 Λ7 B7 五、發明說明（33) 料流之函數 r如下： 舉例來説，關於一特定OD/QoS组合，其阻力 d1 其中/爲關於一弧OD/QoS組合之資料流，而c爲該弧之容量 或剩餘容量。由此，該響應函數既然可表示一弧OD/QoS組 合資料流的依存狀悲’則該阻力參數？P可以電位的方式表 示。 從以上所述要暸解的是，雖然在此爲説明之便敘述本發 明之特定實施例，在不悖離本發明之精神與範疇下可做不 同之改良。因此，本發明除了所申請專利範圍外沒有侷 限0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . -線 1#---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494654 Λ8 B8 C8 1)8 六、申請專利範圍 1 . 一種纟id路流量指7Γ器系統’位在一具有隨機分配需求與 資料流之網路流量的資料.通訊系統中，該網路流量指示 器系統包括： 路由器模组^配置成淨引資料通訊系統中之資料封 ώ ’各路由☆板组係一包括F列之王路由益4吴組’其包 括： 一鄰近監督器，配置成用以將該主路由器模組之主 電位傳送至相鄰路由器模組之鄰近監督器，並接收來自 相鄰路由器模组鄰近監督器之該相鄰路由器模組相鄰電 位； 一動態負載平衡器，配置成用以根據該主、相鄰電 位判定資料流，在未達到包括資料流條件之第一條件時 调整琢王電位’且若在達到根據孩彡周整後王電位之弟二 條件時更新路由表；及 一動態資料流分割器，配置成用以接收來自網路及 路由器模組之資料封包，根據更新之路由表而選擇該資 料通訊系統一部分供接收之各資料封包，其中各接收資 料封包傳送至資料通訊系統部分，其由動態資料流分割 器選擇供接收之資料封包。 · 2.如申請專利輕圍弟1項（觸路流量指不器系統’其中各 主路由器模組之各主電位與包括一起點節點與一終點節 點的資科通訊系統之二郎點相關。 如申请專利範圍弟1項之網路流里指TF為系統’其中各 主路由器模組之各主電位與服務品質層次相關。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;# -------訂---------*5^» 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ8 B8 C8 08 六、申請專利範圍 '' 4.如巾4專利範圍第i項之網路流量指示器系統，其中該 鄰近監督器係配置成用以纟4達到該資料流條件時，將 主電位傳送至相鄰路由器模組之鄰近監督器。 5·如中4專利範園第1項之網路流量指示器系統，其中該 資料流條件包括資料流守恆。 6. 如申凊專利範園第1項之網路流量指示器系統，其中該 動/S負載平衡器係配置成用以藉由響應函數判定資料 况’孩響應函數係關於將資料通訊系統之隨機需求與資 料冼 < 至少一負面函數或正面函數最佳化。 7. 如申請專利範圍第〖項之網路流量指示器系統，其中該 動態貧料流分割器係配置成進一步根據馬科夫協定，爲 所接收之各資料封包選擇該資料通訊系統部分。 8. 如申請專利範圍第1項之網路流量指示器系統，其中該 動悲資料泥分割器係配置成進一步根據路由輪協定，爲 所接收之各資料封包選擇該資料通訊系統部分。 9. 如申請專利範圍第1項之網路流量指示器系統，其中該 動態資料流分割器更配置成，在所接收之資料封包位址 與儲存於該動態資料流分割器中之位址型式相同時，根 據先前所選擇之資料通訊系統部分，選擇該資料通訊系 統之一部分。 10. 如申請專利範圍第1項之網路流量指示器系統，其中該 動態資料流分割器更配置成，根據與資料封包相關之服 務品質層次而選擇該資料通訊系統之一部分。 i 1· 一種網路流量指示器系統，用於具有網路資料流流量之 _____ -38· 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) ( 210X 297^>tT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   494654 Λ8 B8 C8 Πδ

   通訊系統中，該網路流量指示器系統包括： 路由器模組，各路由器模組爲主路由器模組，配置成 用以儲存及碉整該主路由11模组之主電位，並配置成用 以接收及儲存㈣路由器模组之鄰近電位，該主路由器 模组配置成使用該主、鄰近電位及至少一正面函數或自 面函數之最佳化以判定理想資料流，該最佳化正面函數 或負面函數係涉及通訊系統中至少一需求或拓撲之概率 性變化，主路由器模组配置成根據^、鄰近電位而接 收及傳送網路流量。 12.如申請專利範圍第η項之網路流量指示器系統，其中主 路由器杈組係配置成其他路由器模組之相鄰路由器模 Μ。 丨3·如申請專利範圍第丨丨項之網路流量指示器系統，其中該 主路由态模組係配置成用以持續調整主數値以尋求保存 貧料流，直到滿足該資料流之保存或超過一定期間爲 止。 ，… 14, 如申請專利範圍第η項之網路流量指示器系統，其中籍 由資料流之二次函數，至少局部地近似於該正面或負面 函數。 15. 如申請專利範圍第丨丨項之網路流量指示器系統，其中根 據一集合架構而儲存該鄰近電位。 16·如申請專利範圍第丨丨項之網路流量指示器系統，其中該 理想資料流更根據與該路由器模組相關之弧阻力，其中 將一孤之各項阻力配置成一孤容量函數。 -39 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210X297公釐） • I 1· -1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494654 六、申請專利範圍 Λ8 B8 C8 08 --—. 丨7_如申請專利範圍第n項之，： 评相许Μi Q ^ 7Γ器系統，其中衰 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 广：科：更根據與該路由器模組相關之‘阻力，" :〈各項阻力配置成該弧資料没之函數。、 f 8.如申請專利範固第丨i項之網路流量指 ^ 鄰近路由器模组與主路由器模組相逑，、-: 模組位於其間。 1Q热/、他路由器 丨9.如申請專利範園第11項之網路流量指示器手續，… 相鄰路由器模組經由政治性 —' ^ ^ 拓筷 主題式，或如哭卜 之關聯’配s成與該主路由器模組連&。— 20.==利範圍第U项之網路流量指示器系統，其中各 路由斋模組配置成用以將命 訂王见位凋整至一平衡點，用於 =與該路由器模组連結之„料流之—差異函數，該 是，、函數與王i位及鄰近電位間之差異相關。 21•如申請專利範圍第U項之網路流量指示器系統，其中主 數蟲〈凋整大於一門檻時，各路由器模組儲存已調整之 主數値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22·如申請專利範圍第u項之網路流量指示器系統，其中各 王路由器模組根據從上次傳輸調整主數値以來所經過之 時間，將已調整主數値傳輸至其相鄰路由器模組。 23·如申請專利範圍第1丨項之網路流量指示器系統，其中該 正面函數或負面函數所涉及之壅塞成本，包括至少流量 延遲、高延遲、減少工作淨量、損失封包，或無法反應 拓撲或負載之突發變化其中之一。 24·如申請專利範圍第i i項之網路流量指示器系統，其中 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4g ( 210X 297公釐 494654 Λ8 B8 C8 08 申請專利範圍 該都近路由器模組與主路由器模組迪接，其中各達結僅 具有一弧。 25· —種網路流量指示界古：木 m万法用於具有網路流量之資料通 訊系統，該網路流量指示器方法包括· 儲存與主路由器模組相關之主電尸· 接收並儲存與該主路由^^ 乂， 之鄰近電位： ㈣組〈鄰近路由器模组相關 ::=!位及相鄰電位判定理想資料流，並將至少 函數係用於資料通訊系統中以^’^面絲或負面 判定該主路由器模㈣料流;：=之随機變化； 如果判定資料流未守恆，、” 料流守忮之狀態： ％王4位調整成接近資 將已調整之主電位報告给該鄰近 根據主數値及鄰近數値定出網路流量=组：及 此.如申纟青專利範園第μ項之網路且 ^ 路徑之決定更包括使用下列中器方法’其中該 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 疋，一路由輪協定，已儲存之資科封勺者.—馬科夫協 之所接收通訊流量服務品質層次。ι仇址，或要傳送 27.如申請專利範圍第25項之網路流量指 足理想資料流更涉及與資料流、主電位Q法，其中判 關之一差異函數。 ΙΑ、及鄰近電位相 28·如申請專利範圍第25項之網路流量指示# 由貧料流之二次函數至少局部地近似=方法，其中藉 ;咚正面或負面函 -41 本紙張尺度適财國國家g ( CNS )八4祕（2H)X^T^"y 494654 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 數。 29. 一種網路流量指tf為系統·’用於具有網路流里之資料通 訊系統’該網路流量指7F裔系統包括： 用以儲存與王路由斋棱組相關王電位装置； 用以接收及儲存與該王路由為4旲組之^鄰近路由裔板組 相關之鄰近電位之裝置； If]以根據该王電位及鄰近電位判足理想資料流’並將 至少正面函數或貝面函數一取佳化之裝置，1¾正面函 Μ ^ if' /¾万条f 孝十4 Ίη*系矣元中^ 4C 4幾 變化； 用以爲該王路由為才旲組判足資料流寸个亙〈裝置 ; 用以在判定未保存資料流時，將琢王電位《周整成接近 資料流守恆狀態之裝置： 用以將已調整主電位報告給鄰近路由器模組之裝置： 及 用以才艮4家王數"ί直及鄭近數ί直出網路 >充量路徑之裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -mmmm§ —ai I— i^i i·^— ϋ ^ ^ > I >1···· 1· ϋ·1 ·ϋ n I— I ϋ.-* 十口 务 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）