TW589832B - QoS router for effectively processing fragmented packets and method thereof - Google Patents

Description

五、發明說明（1 ) 一、發明所屬之技術領域 本發明係關於服務品質保證路由器之技術領域，尤指 一種能有效處理被切割封包之服務品質保證路由器系統及 方法。 二、先前技術 一般在IP網路中，當一封包送到IP層時，若其封包長 度大於隶大傳遞單元（Maximum Transmission Unit， Μ T U)時，必須經過i p切割（i ρ ρ r a g m e n t a t丨〇 n)後方能透 過介面傳遞，第1A圖顯示一封包經過^切割後所形成的 二個IP封包，第i Β圖顯示該三個ιρ封包之識別欄位 (Identification)及來源位置欄位（s〇urCe Address)為 相同之值，以表示該三個1]?封包係由同一封包經過11}切割 而獲得’而旗標（Flags)攔位中的MF(More Fragments) 位元為’ 1，表該IP封包還有後續同一組被切割之τ p封包， 為0 ’表該IP封包並無後續同一組被切割之〗p封包，切割 位移攔位（Fragment Offset)表該IP封包資料在該未經Ip 切割之封包内的位移，第一 IP封包之切割位移攔位為〇， 故由上述之攔位值，目的端之機器便能順利地重組該封 包。 然而，一般具有服務品質保證之路由器（Q〇S R〇uter) 在決定讓資料封包通過或丟棄時，係將每個封包視為獨立 個體’並沒有考慮該封包是否有經過IP切割，當屬於同一 組且經IP切割的複數個封包經過該路由器時，該複數個封 589832 五、發明說明（2) 匕之先4封包若已被該路由器丟棄，由於該路由器係將每 個封包視為獨立個體，故可能會讓屬同-組IP切割之後續 封包通過，並繼續送至目的端之機器，然由於已有封包被 丢棄，故即使其他封包順利送至目的端之機器，該目的端 之機器亦無法重新組回一個完整之資料封包，此不僅浪費 整個網路的頻寬，亦浪費該路由器及該目的端機器之處理 、寺間及U己隐體’因此，習知路由器之設計實有予以改進之 必要。 發明人差因於此’本於積極發明之精神，亟思一種可 以解決上述問題之「有效處理被切割封包之 =由器系統及其方法」，幾經研究實驗終至完成此項發 訂 三、發明内容 t發明之主要目的係在提供—種有效處理被切割封包 之月宏務品質保證路由㈣統及其方法，俾能有效處該胁 刀奴封包組在該路由器上有效地予㈣ ，整個網路的頻寬及該途徑後續之路由器與目的； 憶體’及增加被1ρ切割封包組送達目的端 機裔重組成功之機率。 巧、 依據本《月之特色，係提出_種有效處 送一組被IP切割之複數個封包， :机來傳 驟：⑷當一路由器由一資料产收J要包括下述步 抖爪收到被IP切割的第一封 ί紙張尺度適財關家鮮（CNS) 589832 A7

589832 A7 -----B7 五、發明說明（4 ) 被IP切割的同一組封包時，該路由器依據該組封包之記 錄，以決定該封包通過或丟棄，當中，若該組封包之記錄 為都予以丟棄之狀態，則丟棄該封包，若該組封包之記錄 為應予以通過之狀態，則在該資料流所使用之頻寬尚未超 過一預設之可使用最大頻寬時，不採用類似隨機預先偵測 (Random Early Detection，rED)的方式用亂數來決定 通過或丟棄，而是直接允許該封包通過，否則丟棄該封 包，並將該組封包記錄改為都予以丟棄之狀態。 由於本發明設計新穎，能提供產業上利用，且確有增 進功效，故依法申請發明專利。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) 裝 Γ —1 —an ϋ ·1 ^ in m —ϋ ·ϋ 1_1 ϋ— f 詞丨· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210x297公楚）

五、發明說明（ 四、實施方式 /有關本^明之有效處理被切割封包之服務品質保證路

系先及”方法之-較佳實施例，請先參照第2圖所示之 所示之系統運用架構圖，其中包括一位於網路中之路由器 、/、第冑器10及第二機器20,該第一機器1〇可將欲透 過、、罔路傳送至该第二機器2G的封包經1?切割（JP g entation；)為一組複數個封包後，再予以傳送，該 由器3 0將φ資料流所傳送來之該組被切割的複數個封 包導向該第二機器2〇。 第3圖係顯示該處理方法之流程圖，首先，於步驟 S 3 0 1中’ 5玄路由器3 〇判斷是否由一資料流收到—被π切 割的封包’ 士〇是則再判斷該收到之封包是否為一被1?切割 的封包組中的第—封包（步驟S3G2)，其中，如該封包之 切割位移攔位（Fragment Offset)之值為〇時，且旗標 (Flags)攔位的 MF(M〇re Fragments)位元為“夺，、^ 該 封包為該被IP切割的封包組中的第一封包，若切割位棚 位不為0時，則表該封包不是該被1?切割的封包組中的第 一封包。 當步驟S 3 0 2判定該封包為一被IP切割的封包組中的 第一封包時，則執行步驟S3 03以判斷該收到之封包是否 符合該路由器預先訂定之服務品質保證條件，俾決定該第 一封包通過或丟棄，其中，該預先訂定之服務品質保證條 件為··當該資料流所使用之頻寬超過其可使用最大頻寬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4_規格⑽必7公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) 裝---------訂---------線！ 589832 A7 B7 五、發明說明（6 ) (Limited Bandwidth)時，則將該第一封包丟棄，當該資 料流所使用之頻寬未超過其保證頻寬（G u a r a n t e e d Bandwidth)時，則讓該第一封包通過，當該第一封包介 於該保證頻寬及可使用最大頻寬之間，則採用類似隨機預 先债測（R E D)方式隨機決定該第一封包通過或丢棄。 若於步驟S3 03中決定讓該封包通過時，則於該路由 器上以一如第4A圖所示之表袼紀錄該組封包之識別攔位 (Identification)、來源位置攔（s〇urCe Address)、當 時時間及應予以通過之狀態（步驟S3〇4)，若於步驟§3〇3 中決定將該封包丟棄時，則將該封包丟棄並於該路由器 上以一如第4B圖所示之表格紀錄該組封包之識別攔位 (Identification)、來源位置攔（s〇urce Address)、當 時時間及都予以丟棄之狀態（步驟S 3 〇 5 )。 若於步驟S302中判定該封包不為一被1?切割的封包 組中的第一封包，則執行步驟S3〇6以判斷該收到之封包 是否應予以丢棄，其係藉由該收到之封包之識別搁位及來 源位置欄位為索引來檢查該對應之表格中的狀態攔位。若 該狀態欄位紀錄都予以丟棄之狀態，其表示該被ιρ切割的 封，組中已有封包被丢棄，該第二機器2〇將無法重新組回 该完整封包，故此時不需浪費整個網路的頻寬，而執行步 驟S 3 0 7以將該收到之封包予以丟棄。 , 於步驟S306中，若該狀態攔位紀錄非為都予以丢棄 之狀態’則執行步驟33〇8以判斷該資料流所使用之頻寬 是否超過-預設之可使用最大頻寬，俾決定該收到之封包 本紙張尺度適用公爱)--~——*~ 裝---------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) #! 589832 A7 B7 五、發明說明（7 ) 通過或丟棄，於本實施例中，當該收到封包未超過該資料 流之可使用最大頻寬時，則讓該收到封包通過（步驟 S309) 〇 如步驟S 3 0 8判定該資料流所使用之頻寬大於該可使 用最大頻寬時，則將該收到之封包予以丟棄（步驟 S308)，並將該路由器3〇上之表格的狀態攔位變更為都予 以丟棄之狀態（步驟S 3 1 1)。 步驟S3 1 2判斷該收到之封包是否為該被1]?切割的封 包組中的最後一個封包，其係以檢視該封包之㈣子包標頭 (IP head)中之旗標（FlaSs)攔位的 MF(M0re Fragments) 位元，若該MF位元為，〇,表該Ip封包並無後續之1?封包而 為最後一個封包，若步驟8312判定該收到之封包為該被 IP切割的封包組中的最後_個封包時，則該路由器刪除 該組封包之記錄（步驟S313)，若步驟S3i2判定該收到之 封包不為該被IP切割的封包組中的最後一個封包，則至步 驟S301繼續等待接收封包。 田步驟S 3 0 1判沒有收到封包時，如已逾一時間 仍未收到同一組IP切割的其他封包（步驟S3 i4)，則表示 誤’故直接執行步驟s3n，以刪除 δ亥組封包之記錄。 、6、7圖分別係顯示依據本發明之有效處理被切 二务證路由器方法之封包傳送過程示意 遞第1封包時，依服務品質保證條件，決 棄，故第2、3封包同樣予以丢棄，而不傳送至該 589832 A7 B7 五、發明說明（8 ) 第二機器；第6圖中傳送第2、3封包時，資料流所使用之 頻寬可能超過其保證頻寬，但因未超過可使用最大頻寬， 故第2、3封包可通過該路由器30而傳送至該第二機器， 於第7圖中，當傳送第2封包時，由於資料流所使用之頻寬 已超過可使用隶大頻寬，故予以丟棄，該路由器上之表 格的狀態攔位變更為都予以丟棄之狀態，其後之第3封包 將被丟棄而不會傳送至該第二機器。 前述之實施例係以被IP切割之封包依序傳送至路由器 為例說明，惟若該組切割封包並非依序抵達路由器時，則 可在路由器中將先收到之封包保留，並等待收到第一封包 時，再依IP切割之順序處理封包，若是始終沒有收到第二 封卜在逾時後，則將原先保留的封包丟棄，如此，本發 明之系統及方法亦可適用於封包非依序抵達路由器之 況。 由上述說明可知，本發明藉由在路由器上使用一表格 以j錄-被Ip切割的封包組中先前之封包的狀態，使得路 ^器在傳遞封包時，能夠充分考量被IP切割過的封包之關 Z性’以當同—㈣割之封包組的—個封包因服務品質保 s登條件而被吾棄時，其後屬於同—IP切割之封包組的封包 便均予以丟棄，以避免浪費網路頻寬及其他令間路由器、 目的端主機之f源；而#允許同—ιρ切割之封包組的第一 =包通過時’其後，只要資料流所使用之頻寬尚未超過 可使用頻寬，則均讓其後屬於同一 1?切割之封包組的 本紙i尺^A4規格(2丨。』 震---------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) 線！ 五、發明說明（9) 封包通過，以便增加達到目的端主機而重組唯一完整封包 之機^ ’因而達到有效的服務品質保^ 1上所陳’本發明無論就目的、手段及功效，在在均 顯示其週異於習知技術之特徵，實為一極具實用價值之發 月二-月Λ審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社 會’實感德便。惟應注咅的β Μ的疋，上述諸多實施例僅係為了 便於說明而舉例而Ρ，女欲口 j而已本發明所主張之權利範圍自應以申 請專利範圍所料準，而非僅限於JL述實施例。 五、圖示簡單說明 第1 A圖係-資料封包經由1]?切割之示意圖。 第⑺圖係-㈣切割後之封包㈣標頭各攔位示意圖。 弟2圖係本發明之服務品質保證路由系統運用架構圖。 第3圖係本發明之路由方法之流程圖。 = A、4B圖係本發明之路由方法所使用之紀錄表格示意 6、7圖係本發明之路由方法之封包傳送過程示意 (20)第二機器 【圖號說明】 (10)第一機器 (30)路由器

Claims (1)

1. 589832 六 申請專利範圍 方法#效處理被切割封包之服務品f保證的處理 =，=網路之資料流來傳送一組被ιρ切割之複數個 封包，该方法主要包括下述步驟·· (A)當一路由器由—資料流收到某組被㈣割的第 二該路由器依據預先訂定之服務品質保證條件以 :广第-封包通過或丟棄，其中’當決定讓封包通過 夺’在該㈣包之記錄上崎應予㈣敎 ^封包吾棄時，在㈣封包之記錄上記錄”以丟棄之= 態；以及 (B)當該路由器收到其他被^切割的同一組封包 時’該路由器依據該組封包之記錄，以決定該封包通過或 丢棄’其中，若該組封包之記錄為都予以丢棄之狀態，列 丢棄該封包，若該組封包之記錄為應予以通過之狀態，則 在該資料流所使用之頻寬尚未超過一預設頻寬時，允許該 封包通過，否則丟棄該封包，並將該組封包記錄改為都^ 以丟棄之狀態。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於步驟 (B)申，該預設頻寬為該資料流之可使用最大頻寬。 3·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於步驟 (A)中，若決定該第一封包通過，則於該組封包之記錄 上記錄該封包之來源IP位址、識別碼、通過狀況以及當時 時間。 4·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於步驟 (A)中，若決定該第一封包丟棄，則於該組封包之記錄 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210x297公釐） A8 B8 C8 —-----------£8__ /、、申凊專利範圍 一 " ' - ^記錄該封包之來源IP位址、識別碼、丢棄狀況以及當時 時間。 5·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，於步驟 (=)中，該服務品質保證條件為：若該資料流所使用之 f寬超過其可使用最大頻寬時，將該封包丢棄；若該資料 〜所使用之頻寬小於其保證頻寬時，允許該封包通過，若 该資料流所使用之頻寬介於該保證頻寬及可使用最大頻寬 ^間’則採⑽似隨機預先偵測（RED)方式隨機決定該封 包通過或丟棄。 6 . 士申《月專利範圍第1項所述之方法，其更包含一步 驟、（C )以s《路由& ^貞知同_組1?切割的最後一個包 封通過或去棄或封包記錄逾時，該路由器刪除該組封包之 記錄。 7·如申請專利範圍第!項所述之方法，其中，如該路 由器先收到之封包並非該組Ip切割的第一封包時，該路由 益先保留該封包，以待收到第一封包時，再依㈣割之順 序處理封包，若是始終沒有收到第一封包，在逾時後，則 將原先保留的封包丟棄。 8 ·種有效處理被切割封包之服務品質保證路由器 系統，主要包括： 位於、罔路之第_及第二機器，該第—機器可將欲透 過網路傳送至該第二機器的封包切割為一組被㈣割之複 數個封包後，再予以傳送；以及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) 裝 訂----- 線！

   589832 六、申請專利範圍 二少-路由器，將由一資料流所傳送來之該組被㈣ 割的複數個封包導向該第二機器； ^-----裝i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) 其中，當該路由器收到某组被IP切割的第一封包時， 该路由器依據預先訂定之服務品質保證條件以決定該第一 封包通過或去棄，當中，如決定讓封包通過時，在該组封 包之記錄上記錄應予以通過之狀態’當決定將封包丢棄 2 ’在該組封包之記錄上記錄都予以*棄之狀態；之後， “亥路由器收到其他被！ P切割的同—組封包時，該路由器 依據該組封包之記錄，以決定該封包通過或丢棄，當中， 若該組封包之記錄為都予以丢棄之狀態，則丢棄該:包， 右该組封包之記錄為應予以通過之狀態，則在該資料流所 使用之頻寬尚未超過-預設頻寬時，允許該封包通過，否 則丢棄該封包，並將該㈣包記錄改為料㈣棄之狀 態。 9·如申請專利範圍第8項所述之系統，其中，該預設 頻寬為該資料流之可使用最大頻寬。 10·如申請專利範圍第8項所述之系統，其中，若該 路由器決定該第-封包通過，則於該組封包之記錄上記錄 /封包之來源IP位址、識別碼、通過狀況以及當時時間。 U·如申請專利範圍第8項所述之系統，其令，若該 路由器決定該第-封包丢棄，則於該組封包之記錄上記錄 该封包之來源IP位址、識別碼、丟棄狀況以及當時時間。 12·如申請專利範圍第9項所述之系統，其令，該服 務品質保證條件為··若該資料流所使用之頻寬超過其；使 A4規格