TWI429243B - 嵌入式設備及其資料封包轉發方法 - Google Patents

Description

嵌入式設備及其資料封包轉發方法

本發明涉及一種嵌入式設備，尤指一種嵌入式設備的資料封包轉發方法。

服務品質(Quality of Service，QoS)，是指網路提供更高優先服務的一種能力，包括專用頻寬、抖動控制、延遲、丟包率的改進以及不同廣域網(Wide Area Network，WAN)和區域網(Local Area Network，LAN)技術下的指定網路流量等，同時確保為每種流量提供的優先權不會阻礙其他流量的進程。QoS是用來解決網路延遲和阻塞等問題的一種技術，常用於嵌入式設備中。

當網路輕載時，QoS可以確保所有優先權順序的資料封包被正確的傳送。當網路超載或擁塞時，QoS能確保優先權順序高的資料封包不受延遲或被丟棄，同時保證網路的高效運行。

然而，若網路超載或擁塞是因為優先權順序高的資料封包過多而造成的，那麼QoS會導致優先權順序低的資料封包無法傳輸，參閱圖5，嵌入式設備10’經由LAN埠11接收資料封包，並按照優先權順序的高中低將資料封包分為ABC，在網路超載或擁塞時，按照預設的比例(如5：3：2或2：1：1等)，將優先順序低的資料 封包丟棄，若網路中A封包過多，則C封包會被全部丟棄無法轉發至WAN埠13。此時QoS無法公平地為各類資料封包分配網路資源，降低了用戶的體驗。

鑒於以上內容，有必要提供一種嵌入式設備，確保為各類資料封包公平地分配網路資源，提高用戶的體驗。

此外，還有必要提供一種嵌入式設備的資料封包轉發方法，確保為各類資料封包公平地分配網路資源，提高用戶的體驗。

一種嵌入式設備，具有一個廣域網埠、複數區域網埠及用於將複數區域網埠的資料封包轉發至廣域網埠轉發模組，其中轉發模組包括偵測模組、分類模組、統計模組、判斷模組及頻寬調整模組。偵測模組用於偵測廣域網埠是否有資料封包持續被丟棄，並當偵測到資料封包持續被丟棄時，啟動頻寬分類管理。分類模組用於當頻寬分類管理啟動時，將來自於多個區域網埠的資料封包進行分類。統計模組統計單位時間內各類別資料封包的傳輸量。判斷模組用於判斷各類資料封包的傳輸量是否超過預設濫用量，其中，將各類資料封包中超過預設濫用量的部分資料封包判定為濫用封包，將各類資料封包未超過預設濫用量的部分資料封包判定為正常封包。頻寬調整模組，用於丟棄濫用封包，並將正常封包傳輸至所述廣域網埠。

一種嵌入式設備的資料封包轉發方法，包括如下步驟：偵測廣域網埠是否有資料封包持續被丟棄；若有資料封包持續被丟棄，則啟動頻寬分類管理；將來自於多個區域網埠的資料封包進行分類；統計單位時間內各類別的資料封包的傳輸量；對比各類別的資 料封包的傳輸量是否超過預設濫用量；將不超過預設濫用量的部分資料封包判定為正常封包，傳送至所述廣域網埠，並將超過預設濫用量的部分資料封包判定為濫用封包，進行丟棄。

藉由以下對具體實施方式詳細的描述並結合附圖，將可輕易地了解上述內容及此項發明之技術效果。

10、10’‧‧‧嵌入式設備

11‧‧‧LAN埠

12‧‧‧轉發模組

121‧‧‧偵測模組

122‧‧‧分類模組

123‧‧‧統計模組

124‧‧‧判斷模組

125‧‧‧頻寬調整模組

126‧‧‧關閉模組

127‧‧‧處理器

13‧‧‧WAN埠

20‧‧‧客戶端

30‧‧‧廣域網

圖1是本發明嵌入式設備的應用環境圖。

圖2是本發明嵌入式設備的模組圖。

圖3是本發明嵌入式設備中資料封包傳輸量超過負荷時資料封包轉發的示意圖。

圖4是本發明嵌入式設備的資料封包轉發方法的流程圖。

圖5是傳統嵌入式設備中資料封包傳輸量超過負荷導致服務品質失效的示意圖。

如圖1所示，是本發明嵌入式設備10的應用環境圖。嵌入式設備10可以是但不限於路由器、交換機或數據機，其連接於客戶端20與廣域網(Wide Area Network，WAN)30之間。在本實施方式中，嵌入式設備10接收客戶端20傳送的資料封包，並將資料封包經過分類整理後發送到廣域網30。客戶端20可以是個人電腦、超文本傳輸協定(Hyper Text Transfer Protocol，HTTP)伺服器、文件傳輸協議(File Transfer Protocol，FTP)伺服器、筆記本電腦或其他任意透過嵌入式設備10發送資料封包至廣域網30的設備。

請參閱圖2，是本發明嵌入式設備10的模組圖。嵌入式設備10包括複數區域網(Local Area Network，LAN)埠11(圖中以3個為例)、一個WAN埠13及用於將來自於複數LAN埠11的資料封包轉發至WAN埠13的轉發模組12。在本實施方式中，轉發模組12包括偵測模組121、分類模組122、統計模組123、判斷模組124、頻寬調整模組125、關閉模組126以及處理器127。

處理器127用於執行轉發模組12的各種任務，包括驅動上述模組121-126。

偵測模組121偵測WAN埠13是否有資料封包持續被丟棄，並當偵測到資料封包持續被丟棄時啟動頻寬分類管理。在本實施方式中，頻寬分類管理是由偵測模組121開啟，由關閉模組126關閉，並由分類模組122、統計模組123、判斷模組124、頻寬調整模組125共同完成資料封包的頻寬分類整理。

分類模組122在啟動頻寬分類管理後，將來自於LAN埠11的資料封包進行分類。在本實施方式中，分類模組122的分類依據是資料封包中的目的埠或目的網路位址，即，按照客戶端20使用者的上網體驗來區分，可以保證每一種上網體驗的服務都可以被公平照顧到。

統計模組123統計單位時間內各類別資料封包的傳輸量。以圖3為例，在單位時間內接收到LAN埠11傳輸的A類封包為5，B類封包為3，C類封包為1。

判斷模組124判斷在單位時間內，各類資料封包的傳輸量是否超過預設濫用量，並將各類資料封包中超過預設濫用量的部分資料 封包判定為濫用封包，將各類資料封包未超過預設濫用量的部分資料封包判定為正常封包。以圖3為例，預設濫用量為2，則判定在單位時間內A類封包的正常封包為2，濫用封包為3，B類封包的正常封包為2，濫用封包為1，C類封包的正常封包為1，無濫用封包。在其他實施方式中，預設濫用量可以根據頻寬自動調節為其他數值。

頻寬調整模組125丟棄濫用封包，並將正常封包傳輸給WAN埠13。請同時參閱圖3，頻寬調整模組125輸出至WAN埠13的資料封包為ABCAB，丟棄的資料封包為AAAB。

關閉模組126監測頻寬調整模組125有無濫用封包被丟棄，並當無濫用封包被丟棄時，關閉頻寬分類管理。

如圖4所示，是本發明嵌入式設備10的資料封包轉發方法的流程圖。在本實施方式中，嵌入式設備10的資料封包轉發方法是由圖2中的模組所執行的。

在步驟S200，偵測模組121偵測WAN埠13是否有資料封包持續被丟棄。若有資料封包持續被丟棄，則執行步驟S201，若無資料封包持續被丟棄，則執行步驟S207。

在步驟S201中，偵測模組121啟動頻寬分類管理。

在步驟S202中，分類模組122在頻寬分類管理啟動後，將來自於LAN埠11的資料封包進行分類。在本實施方式中，分類模組122依據是資料封包中的目的埠或目的網路位址進行分類，以確保各類上網體驗均可以得到支持。

在步驟S203中，統計模組123統計單位時間內各類別資料封包的 傳輸量。

在步驟S204中，判斷模組124對比單位時間內各類資料封包的傳輸量是否超過預設濫用量。在本實施方式中，判斷模組124將各類資料封包中超過預設濫用量的部分資料封包判定為濫用封包，並執行步驟S205，以及將各類資料封包未超過預設濫用量的部分資料封包判定為正常封包，並執行步驟S206。

在步驟S205中，頻寬調整模組125丟棄濫用封包。

在步驟S206中，頻寬調整模組125將正常封包傳送至WAN埠13。

在本實施方式中，在資料封包傳輸量超過負荷時，即，LAN端發生封包持續被丟棄時，參閱圖3所示的資料封包轉發的示意圖，各類別的資料封包被公平的分配網路資源，可以使用戶對各類上網服務皆有很好的體驗。

在步驟S207中，關閉模組126判斷是否已經啟動頻寬分類管理。

其中，若未啟動，則執行步驟S206，直接將資料封包傳送至WAN埠13。若已啟動，則執行步驟S208。

在步驟S208中，關閉模組126判斷是頻寬調整模組125是否有濫用封包被丟棄。其中，若有濫用封包被丟棄，則執行步驟S203，繼續頻寬分類管理，若無資料封包被丟棄，則執行步驟S209。

在步驟S209中，關閉模組126關閉頻寬分類管理，並執行步驟S206，並將資料封包傳送至WAN埠13。

在本實施方式中，在資料封包傳輸量的負荷得到緩解，即，來自於LAN埠11的資料封包無資料封包被丟棄時，則關閉轉發模組12 的頻寬分類管理，使各類資料封包更好的利用網路資源。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧嵌入式設備

11‧‧‧LAN埠

12‧‧‧轉發模組

121‧‧‧偵測模組

122‧‧‧分類模組

123‧‧‧統計模組

124‧‧‧判斷模組

125‧‧‧頻寬調整模組

126‧‧‧關閉模組

127‧‧‧處理器

13‧‧‧WAN埠

Claims (8)

1. 一種嵌入式設備，包括一個廣域網埠、複數區域網埠及用於將來自於該等區域網埠的資料封包轉發至該廣域網埠的轉發模組，其中該轉發模組包括：偵測模組，用於偵測該廣域網埠是否有資料封包持續被丟棄，並當偵測到該廣域網埠有資料封包持續被丟棄時，啟動頻寬分類管理；分類模組，用於當該頻寬分類管理啟動時，將來自於該等區域網埠的資料封包進行分類；統計模組，用於統計單位時間內各類別資料封包的傳輸量；判斷模組，用於判斷各類資料封包的傳輸量是否超過預設濫用量，其中，將各類資料封包中超過預設濫用量的部分資料封包判定為濫用封包，將各類資料封包未超過預設濫用量的部分資料封包判定為正常封包；以及頻寬調整模組，用於丟棄濫用封包，並將正常封包傳輸至該廣域網埠。
2. 如申請專利範圍第1項所述之嵌入式設備，其中該轉發模組還包括關閉模組，用於當頻寬調整模組無濫用封包被丟棄時，關閉該頻寬分類管理。
3. 如申請專利範圍第2項所述之嵌入式設備，其中該嵌入式設備是路由器、交換機或數據機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之嵌入式設備，其中該分類模組依據該資料封包的目的埠或目的網路位址進行分類。
5. 一種嵌入式設備的資料封包轉發方法，所述嵌入式設備具有一個廣域網埠、複數區域網埠及用於將來自於該等區域網埠的資料封包轉發至該廣域網埠的轉發模組，其中該嵌入式設備的資料封包轉發方法包括如下步 驟：偵測該廣域網埠是否有資料封包持續被丟棄；若有資料封包持續被丟棄，則啟動頻寬分類管理，將來自於該等區域網埠的資料封包進行分類；統計單位時間內各類別的資料封包的傳輸量；對比各類別的資料封包的傳輸量是否超過預設濫用量；以及將不超過該預設濫用量的部分資料封包判定為正常封包，傳送至該廣域網埠，將超過該預設濫用量的部分資料封包判定為濫用封包並丟棄。
6. 如申請專利範圍第5項所述之嵌入式設備的資料封包轉發方法，其中還包括步驟：若判定無資料封包持續被丟棄，則判斷是否已經啟動該頻寬分類管理；若未啟動，則將該資料封包傳送至該廣域網埠；若已啟動，則判斷是否有濫用封包被丟棄；若無濫用封包被丟棄，則關閉頻寬分類管理；若有濫用封包被丟棄，則繼續統計單位時間內各類別的資料封包的傳輸量，並進行頻寬分類管理。
7. 如申請專利範圍第6項所述之嵌入式設備的資料封包轉發方法，其中該嵌入式設備是路由器、交換機或數據機。
8. 如申請專利範圍第6項所述之嵌入式設備的資料封包轉發方法，其中對該資料封包依據目的埠或目的網路位址進行分類。