TWI487328B - 用於資料通信的方法和網路設備 - Google Patents

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TWI487328B
TWI487328B TW099136982A TW99136982A TWI487328B TW I487328 B TWI487328 B TW I487328B TW 099136982 A TW099136982 A TW 099136982A TW 99136982 A TW99136982 A TW 99136982A TW I487328 B TWI487328 B TW I487328B
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Description

用於資料通信的方法和網路設備
本發明涉及資料和網路通信，更具體地說，本發明涉及一種用於資料通信的方法和網路設備。
資料通信應用以及資料網路的使用持續快速增長。用於資料通信的網路通常是共用的，即不同用戶和/或消費者通過共同或共用的網路進行資料流通信。在這種情況下，通常使用資料流程量管理來對各種業務流(例如，用戶之間的)進行可預見地帶寬分配。在這種流量管理技術中可以使用不同的帶寬分配制度。例如，可以由各種業務流平等共用帶寬或可以根據相關的服務等級將帶寬分配給每個業務流，這只是兩個可行的例子。
一種用於網路設備(例如，網路交換機或路由器)中資料流程量管理的方法，採用分級資料佇列和相關的調度機制來控制資料業務流。這樣可以在處理每個單獨的業務流時使用各自的資料佇列。例如，網際網路服務供應商(ISP)的每個單獨的用戶(消費者)的資料業務可以在專用佇列中進行處理。然後，由相關的調度機制將每個單獨用戶的分開的業務流(微流)合成一個或多個更大的(例如，更高帶寬)業務流(宏流)。在這種方法中，採用分級佇列和調度機制來實施帶寬分配制度或執行流量管理。實施帶寬分配制度包括決定將哪些資料包發送至其目的地以及丟棄哪些資料包。這些決定至少在部分程度上是根據正在實施的具體帶寬分配制度做出的。
然而，實施使用這種分級佇列方法的流量管理需要在實施這 種帶寬分配制度的網路設備中採用複雜的佇列結構和相關的調度機制，因此造成成本過高。另外，在具有有限資料佇列資源的網路設備中實施使用這種方法的流量管理在技術上是不可行的和/或是不高效的。
本發明提供了一種用於資料通信的方法和/或系統，至少結合一幅附圖進行了詳細說明，並在權利要求中得到了更完整的闡述。
根據一個方面，一種用於資料通信的方法，包括：用第一雙速率三色計量器trTCM計量第一資料業務流，其中所述第一trTCM的第一權杖桶具有第一權杖容量並且所述第一trTCM的第二權杖桶具有第二權杖容量；以第一速率向所述第一trTCM的所述第一權杖桶分配權杖並以第二速率向所述第一trTCM的所述第二權杖桶分配權杖；用第二trTCM計量第二資料業務流，其中所述第二trTCM的第一權杖桶具有第三權杖容量並且所述第二trTCM的第二權杖桶具有第四權杖容量；以第三速率向所述第二trTCM的所述第一權杖桶分配權杖並以第四速率向所述第二trTCM的所述第二權杖桶分配權杖；當所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第一容量時，將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶；以及當所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第二容量時，將分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，分配給所述第一資料業務流的優先順序高於所述第二資料業務流。
優選地，所述方法進一步包括：當所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第 三容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶；當所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第四容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
優選地：將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶包括以下至少一項：以第三速率將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配；以及將從所述第一trTCM的所述第一權杖桶再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配；以及將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶包括以下至少一項：以第三速率將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配；以及將從所述第一trTCM的所述第二權杖桶再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配。
優選地，所述方法進一步包括：當所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第三容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，所述方法進一步包括：當所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第四容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，所述方法進一步包括：在處理所述第一資料業務流和所述第二資料業務流的同時處理第三資料業務流，所述第三資料業務流的優先順序低於所述第一資料業務流而高於所述第二資料業務流；用第三trTCM計量第三資料業務流，其中所述第三trTCM的第一權杖桶具有第五權杖容量並且所述第三trTCM的第二權杖桶具有第六權杖容量；以第五速率向所述第三trTCM的所述第一權杖桶分配權杖；以第六速率向所述第三trTCM的所述第二權杖桶分配權杖；以及當所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第五容量時，將分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第三trTCM的所述第二權杖桶。
優選地：回應第一標誌的設置，將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶，其中所述第一標誌與所述第一trTCM的所述第一權杖桶相關；回應第二標誌的設置，將分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶，其中所述第二標誌與所述第一trTCM的所述第二權杖桶相關；以及回應第三標誌的清零和第四標誌的設置，將分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第三trTCM的所述第二權杖桶，其中所述第三標誌與所述第三trTCM的所述第一權杖桶相關並且所述第四標誌與所述第三trTCM相關。
優選地，所述方法進一步包括：在處理所述第一資料業務流和所述第二資料業務流的同時處理第三資料業務流，所述第三資料業務流的優先順序低於所述第一資料業務流和所述第二資料業務流； 用第三trTCM計量第三資料業務流，其中所述第三trTCM的第一權杖桶具有第五權杖容量並且所述第三trTCM的第二權杖桶具有第六權杖容量；以第五速率向所述第三trTCM的所述第一權杖桶分配權杖；以第六速率向所述第三trTCM的所述第二權杖桶分配權杖；以及當所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第三容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶；以及當所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第四容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第三trTCM的所述第二權杖桶。
優選地：當所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第五容量時，將分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶；當所述第三trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第六容量時，將分配給所述第三trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
優選地：第一速率包括第一資料業務流的承諾資訊速率(CIR)；第二速率包括第一資料業務流的多餘資訊速率(EIR)；第三速率包括第二資料業務流的承諾資訊速率；以及第四速率包括第二資料業務流的多餘資訊速率。
優選地，所述方法進一步包括：與所述第二trTCM的所述第一權杖桶相關的標誌清零後，當所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超出第三容量時，丟棄再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖；以及 與所述第二trTCM的所述第二權杖桶相關的標誌清零後，當所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超出第四容量時，丟棄再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖。
優選地：將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶包括根據所述第二trTCM的所述第一權杖桶的索引將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶；以及將分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶包括根據所述第二trTCM的所述第二權杖桶的索引將分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶。
根據一個方面，一種網路設備，包括：用於計量第一資料業務流的第一雙速率三色計量器trTCM，所述第一trTCM包括：具有第一容量的第一權杖桶；以及具有第二容量的第二權杖桶，用於計量第二資料業務流的第二trTCM，所述第二trTCM包括：具有第三容量的第一權杖桶；以及具有第四容量的第二權杖桶，其中：所述第一trTCM的所述第一權杖桶在所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第一容量時，將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶；以及所述第一trTCM的所述第二權杖桶在所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第二容量 時，將分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，所述網路設備進一步包括：用於計量第三資料業務流的第三trTCM，所述第三trTCM包括：具有第五容量的第一權杖桶；以及具有第六容量的第二權杖桶，其中：所述第三資料業務流的優先順序低於所述第一資料業務流而高於所述第二資料業務流；以及所述第三trTCM的所述第一權杖桶在所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第五容量時，將分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第三trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，所述第二trTCM的所述第一權杖桶在所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第三容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，所述網路設備進一步包括：具有第五容量的第一權杖桶；以及具有第六容量的第二權杖桶，其中：所述第三資料業務流的優先順序低於所述第一資料業務流和第二資料業務流；所述第三trTCM的所述第一權杖桶在所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第五容量時，將分配給它的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
優選地，分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的所述權杖包括：由所述第三trTCM分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖；以及由一個trTCM的一個權杖桶再分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖，其中所述一個trTCM用於處理優先順序高於所述第三資料業務流並低於所述第一資料業務流的資料業務流。
優選地：所述第二trTCM的所述第一權杖桶在所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第三容量時，將分配給它的權杖再分配給一個trTCM的一個權杖桶，其中所述一個trTCM用於處理優先順序高於所述第二資料業務流的資料業務流；以及所述第二trTCM的所述第二權杖桶在所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第四容量時丟棄分配給它的權杖。
根據一個方面，一種網路設備，包括：用於計量第一資料業務流的第一雙速率三色計量器trTCM，所述第一trTCM包括具有第一容量的第一權杖桶和具有第二容量的第二權杖桶；以及用於計量第二資料業務流的第二trTCM，所述第二trTCM包括第一權杖桶和第二權杖桶，其中：所述第一trTCM的所述第一權杖桶在所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第一容量時，將分配給它的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶；以及所述第一trTCM的所述第二權杖桶在所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第二容量 時，將分配給它的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶。
100‧‧‧表
110‧‧‧列
120‧‧‧列
130‧‧‧行
140‧‧‧行
200‧‧‧資料通信設備
202‧‧‧微流MicroFlow(0,0)
204‧‧‧微流MicroFlow(0,9)
206‧‧‧第一宏流MacroFlow-0
208、210‧‧‧計量器
212‧‧‧宏流計量器
214‧‧‧調度器
216、218‧‧‧微流
220‧‧‧第二宏流MacroFlow-1
222、224‧‧‧計量器
226‧‧‧宏流計量器
230‧‧‧調度器
232‧‧‧資料流程
300‧‧‧表
310‧‧‧列
320‧‧‧列
330‧‧‧列
340、350‧‧‧列
360‧‧‧行
370‧‧‧行
380‧‧‧行
390‧‧‧行
500‧‧‧資料通信設備
502、504‧‧‧微流集
506‧‧‧第一宏流
508‧‧‧第一權杖桶
510‧‧‧第二權杖桶
516‧‧‧單權杖桶計量器
518‧‧‧調度器
520、522‧‧‧第二微流集
524‧‧‧第二宏流
534‧‧‧單權杖桶計量器
536‧‧‧調度器
538‧‧‧調度器
540‧‧‧資料流程
600‧‧‧表
605‧‧‧列
610‧‧‧列
615‧‧‧列
620‧‧‧列
625‧‧‧列
630‧‧‧行
635‧‧‧行
640‧‧‧行
645‧‧‧行
650‧‧‧行
655‧‧‧行
800‧‧‧雙速率三色計量器(trTCM)
810‧‧‧雙權杖桶
820‧‧‧資料包標記模組
830‧‧‧計量器更新模組
812‧‧‧CIR桶
814‧‧‧EIR桶
815‧‧‧權杖
816‧‧‧相關微流的CIR
817‧‧‧相關微流的EIR
900‧‧‧資料佇列結構
910‧‧‧資料流程
920‧‧‧准入控制
930‧‧‧資料佇列
935‧‧‧線
940‧‧‧紅色閾值
950‧‧‧綠色閾值
1100‧‧‧資料通信設備
1102..1104‧‧‧微流集
1106‧‧‧第一宏流
1110‧‧‧權杖桶
1116、1117‧‧‧雙權杖桶計量器
1118‧‧‧調度器
1120..1122‧‧‧第二微流集
1124‧‧‧第二宏流
1136‧‧‧調度器
1138‧‧‧調度器
1140‧‧‧資料流程
1134、1135‧‧‧雙權杖桶計量器
1200‧‧‧表
1205、1210、1215、1220、1225‧‧‧列
1230、1235、1240、1245、1250、1255、1260、1265、1270‧‧‧行
1400‧‧‧網路設備
1402‧‧‧資料業務流FLOW1
1404‧‧‧資料業務流FLOW2
1406‧‧‧資料業務流FLOW3
1408‧‧‧第一權杖桶
1410、1412、1414、1416、1418‧‧‧權杖桶
1420‧‧‧調度器
1422‧‧‧權杖桶
1424‧‧‧權杖桶
1500‧‧‧網路設備
1502‧‧‧資料流程FLOW1
1504‧‧‧資料流程FLOW2
1506‧‧‧資料流程FLOW3
1508-1518、1522、1524‧‧‧權杖桶
1520‧‧‧調度器
圖1是根據本發明一個實施例的資料微流和相應資料巨集流的表圖；圖2是根據本發明一個實施例的用於實施基於計量的分級帶寬共用的資料通信設備的框圖；圖3是根據本發明一個實施例的用於圖2所示設備中的資料包標記的表圖；圖4是根據本發明一個實施例的用於圖2所示設備中進行資料通信的方法的流程圖；圖5是根據本發明另一個實施例的用於實施基於計量的分級帶寬共用的資料通信設備的框圖；圖6是根據本發明一個實施例的用於圖5所示設備中的資料包標記的表圖；圖7是根據本發明一個實施例的用於圖5所示設備中進行資料通信的方法的流程圖；圖8是根據本發明一個實施例的用於計量資料流程和相關資料包標記的設備的框圖；圖9是根據本發明一個實施例的帶准入控制的資料佇列的框圖；圖10是根據本發明另一個實施例的用於資料通信的方法的流程圖；圖11是根據本發明另一個實施例的用於實施基於計量的分級帶寬共用的資料通信設備的框圖；圖12是根據本發明實施例的用於圖11所示設備中的資料包標記的表圖；圖13是根據本發明實施例的用於圖11所示設備中進行資料 通信的方法的流程圖；圖14是根據本發明實施例的網路設備的框圖；圖15是根據本發明實施例的網路設備的框圖；圖16是根據本發明實施例的方法的流程圖；圖17是根據本發明實施例的方法的流程圖；圖18是根據本發明實施例的方法的流程圖；圖19是根據本發明實施例的方法的流程圖；圖20是根據本發明實施例的方法的流程圖。
如上所述，在一些應用中，需要以微流來處理資料流程，並可以將一定數量的微流合成為一個或多個高帶寬的宏流(例如，帶寬比單獨的微流高)。圖1中的表100示出了兩種情況，在該情況下，實施帶寬分配和共用制度時上述微流/宏流管理是具有優勢的。
在表100中，列110表示每個例子的宏流類型，列120表示可以合成宏流的相關微流類型。例如，在行130中，列110中示出的巨集流是針對客戶的資料業務流，例如單獨的網路接入客戶。行130列120中示出的可以合成客戶巨集流的微流是針對客戶的單獨的業務服務。這些單獨的業務服務可以包括聲音資料、流式媒體和網際網路協定資料以及其他各種可能的業務服務。
在行140列110中，示出的巨集流是針對網際網路服務供應商(ISP)的資料業務流。在行140列120中，ISP宏流相對應的微流是客戶微流。在該實施例中，每個微流可以包括ISP的每個客戶各自的資料流程量。然後，可以將客戶微流合成ISP巨集流。
如上所述，可以利用資料佇列的分級層次和調度機制來處理微流和宏流，其中每個微流和巨集流在專用資料佇列中進行處理。這種方法可以在各種資料業務流間實現帶寬分配和共用。例如，可以利用這種方法中的分級調度機制來實現帶寬分配和共 用。但是，如上所述，這種方法實施起來成本過高並且比較困難。
本文提供了在具有有限佇列和調度資源的設備中實施基於計量的分級帶寬共用的各種實施例，並與分級佇列結構(例如，用於處理和路由資料流程的網路設備)進行對比。例如，本實施例可以利用具有單個資料佇列的網路設備來處理許多微流以及，同樣地，巨集流或許多巨集流，而不是利用每微流和/或巨集流的專用資料佇列。在其他實施例中，可以使用許多資料佇列結構，在每個佇列結構中可以處理一個或多個微流和/或宏流。
按照這種方式的分級帶寬共用可以通過將資料業務流的計量與資料包(或其他合適的資料格式，例如幀(下文統一稱作“資料包”))的標記(例如，顏色標記)以及，在一些實施例中常用的資料包丟棄相結合來實現，這些將在下文中做出詳細描述。
在本發明的實施例中，來自每個微流的資料包可以包括有表示與該資料包相關的特定微流的欄位(例如在資料包包頭)。指出了該資料包的相關微流，就可以針對每個單獨的微流分別進行計量和資料包的標記，以實施特定的帶寬共用制度而不考慮多個資料流程(微流和/或宏流)是否在相同的資料佇列結構中進行處理。因為巨集流是微流合成的，給定資料包的巨集流可以從它的微流標識來確定。
圖2是根據本發明一個實施例的用於實施基於計量的分級帶寬共用的資料通信設備200的框圖。設備200可以是具有有限資料佇列資源(例如，資料佇列少於正在處理的各個資料流程的數量)的網路設備。在設備200中，可以利用調度器214將第一微流集的十個微流MicroFlow(0,0)202……MicroFlow(0,9)204合成第一宏流MacroFlow-0 206。如上所述，微流202……204可以在單個資料佇列中處理或在許多佇列中處理。在設備200中，如上述對MacroFlow-0 206的討論，還可以利用調度器成第二宏流MacroFlow-1 220。
在設備200中，還可以進一步利用調度器230將MacroFlow-0 206和MacroFlow-1 220合成資料流程232。在這種情況下，MacroFlow-0 206和MacroFlow-1 220可以認為是資料業務流232的微流。例如，設備200可以用以下基於微流202、204、216和218描述的類似方式計量和標記MacroFlow-0 206和MacroFlow-1 220的數據包。同樣地，設備200可以用以下基於微流206和220描述的類似方式計量和標計資料流程232的資料包。
在設備200中，對微流202……204和216……218以及宏流206和220的可預見帶寬分配，可以通過使用結合資料包標記的計量器來實現。例如，每個微流的計量可以通過利用各自的權杖桶計量器(例如，簡單單權杖桶計量器和/或雙速率三色權杖桶計量器)根據帶寬分配和共用制度來確定每個微流是在“額定帶寬以內”還是“超出額定帶寬”。
在一個實施例中，如圖2所示，微流202……204和216……218由單權杖桶計量器208……210和222……224分別計量。在設備200中，計量器208、210、222和224用於確保給每個相應的微流分配至少50Mbps的帶寬。需要注意的是，這種帶寬分配方式僅僅是為了舉例說明，還可以使用其他帶寬分配方式。例如，可以給每個微流分配不同的帶寬。在設備200中，可以利用一個簡單的權杖桶計量器來計量宏流206和220，以確定每個宏流所分配的最大帶寬是否超出限額。如下所述，這種方法可以為每個微流分配專用帶寬，還可以由微流使用(共用)超出它們專用帶寬限額的未使用的宏流帶寬，這些將在下文進行詳細描述。
在給微流分配資料通信帶寬時，一個微流集(例如，微流202……204)分配的帶寬總量應該小於或等於包括該微流集的宏流的帶寬。例如，在圖2中，包含於宏流-0 206的十微流中的每一個(202……204)可以分配有帶寬50Mbps，而宏流-0 206可以具有帶寬500Mbps(即50Mbps的十倍)。因此，宏流-0 206中的 微流202……204分配的帶寬總量等於宏流-0 206的帶寬。
當然，還可以有其他分配方式。例如，宏流-0 206可以包括3個微流而不是10個。在這種情況下，3個微流分配的帶寬總量可以小於或等於宏流-0 206的帶寬。例如，在這個例子中，其中一個微流可以分配有250Mbps的帶寬，而其他兩個微流每個可以分配有125Mbps的帶寬。這樣，微流帶寬的總量就可以等於宏流-0的帶寬500Mbps。對於巨集流-0 206和宏流-1 220中各自的微流可以有許多帶寬分配方法，上述方法僅僅是為了舉例說明。
在設備200中，單權杖桶計量器208……210和222……224可以用於給相應的微流分配“最小”帶寬。例如，如果微流(0,0)202(或其他任意微流)的資料包到達的速率等於或低於分配給相應微流的資料速率(例如，50Mbps)，單權杖桶計量器208將指出該資料包在額定帶寬以內，並且可以利用資料包標識給資料包進行標記，下文將對此進行說明。但是，如果資料包到達的速率大於分配給微流(0,0)的資料帶寬，例如，大於50Mbps，根據設備200接收給定資料包時計量器208的狀態，基於分配的帶寬，至少一部分資料包將被識別為超出額定帶寬。標記這些超出額定帶寬的資料包。在這種情況下，不是每個資料包都被認作超出額定帶寬的，而是只有部分資料包超出額定帶寬，與這些資料包相關的微流中的資料流程量大於分配給該微流的帶寬。即與微流202的50Mbps帶寬分配相關的資料包仍然標記為額定帶寬以內。
對於單權杖桶計量器208……210和222……224，可以定期給每個桶各自的權杖計數增加權杖(或積分)。增加權杖的速率可以與特定微流分配的帶寬相關，例如50Mbps。這個速率可以稱作微流的承諾資訊速率(CIR)。在一個實施例中，一個給定權杖計數包含的權杖總數是有限的。這個限制值可以稱作“權杖桶深”。與權杖桶深相關的權杖計數又可以稱作承諾資訊大小(CBS)，它表示特定微流在該資料通信設備中可以消耗的暫態帶寬。
單一權杖桶計量器208……210和222……224可以根據他們的權杖計數確定相應微流的資料包是否在額定帶寬以內。例如，當到達設備200的資料包識別(例如，在幀頭)為微流(0,0)202的一部分時，可以檢測單權杖桶計量器208以確定是否有正的權杖計數。如果計量器208有正的權杖計數，可以將接收的資料包標記為額定帶寬以內，並可以從計量器208的權杖計數中減去與資料包大小相關的權杖的數量。
相反地，如果到達設備200的資料包與微流202相關並且相關的權杖桶計量器208具有零權杖計數或負的權杖計數時，可以將接收到資料包標記為超出額定帶寬。對於這個特殊的實施例，在資料包標記為超出額定帶寬時，計量器208的權杖計數將不會改為產生一個負的、或進一步負的權杖計數。但是，在其他實施例中，當資料包標記為超出額定帶寬時，計量器的權杖計數可以更改(產生一個負的、或進一步負的權杖計數)，例如下文所描述的實施例。
在設備200中，儘管利用，例如計量器208……210和222……224給微流分配的專有帶寬設定了限制值，但是對於各個微流的最大帶寬卻沒有設置相應的限制值。在這種情況下，可以根據相關巨集流分配的帶寬以及相關微流的帶寬使用量(例如，同一宏流的微流)來限制微流的上限帶寬。例如，對於微流202……204，相關的宏流-0 206分配的最大帶寬是500Mbps，它使用單權杖桶計量器212進行監測，監測方法與微流相同。計量器212可以用於根據它的500Mbps帶寬分配量來確定宏流-0是否在額定帶寬以內。這種方法可以允許共用未使用的帶寬。例如，如果設備200中只有一個微流，微流(0,0)202工作在400Mbps，設備200可以允許將微流200中的所有資料包傳送到它們的目的地，因為相關的宏流-0 206將保持額定帶寬以內(例如，低於它的500Mbps帶寬分配量)。
在這種情況下，微流202的一些資料包將被標記為額定帶寬以內(例如，與50Mbps帶寬分配對應的資料包)，而微流202中剩下的資料包將被標記為超出額定帶寬(例如，帶寬使用量為350Mbps，高於帶寬分配量50Mbps的資料包)。在這種情況下，將允許微流202使用宏流206多餘的未使用的帶寬，以免造成浪費。
在一個實施例中，例如在上述設備200中，微流202中由計量器208確定(以及標記)為超出額定帶寬的資料包可以基於巨集流計量器212升級為額定帶寬以內。在這個例子中，當資料包到達計量器212時，檢測計量器以確定是否出現正的權杖計數。因為微流202是唯一的微流通信資料(400Mbps)，計量器212中通常會有正的權杖計數。因此，資料包標記可以基於巨集流計量器212的狀態由超出額定帶寬變為額定帶寬以內。相應地，對於設備200，只要對應的宏流206和/或220保持額定帶寬以內，例如，低於它們的帶寬分配量，由微流計量器(例如，208、210、222和224)標記為超出額定帶寬的資料包可以由相應的宏流計量器212和226升級為額定帶寬以內。
在上述例子中，如果在微流202繼續以400Mbps的速率傳送資料包時，構成巨集流206的剩下的微流開始以50Mbps(它們分配的帶寬)的速率傳送資料包，巨集流計量器212將變為超出額定帶寬，並且，在這個例子中，不能繼續升級微流202中超出50Mbps帶寬分配量的資料包。用這種方法，可以由微流優先使用多餘的帶寬，儘管使用多餘帶寬的微流工作在超出它們各自帶寬分配量的帶寬。另外，這種方法可以確保每個微流無爭議地訪問它所分配的帶寬。
在上述情形中，一組微流同時工作，設備中，例如設備200中的可用資料佇列資源將足以處理這種情況下的資料包。例如，設備200中用於處理這種情況的可用資料佇列資源量可以是相關 微流的每個權杖桶計量器的桶深(即微流權杖桶計量器的CBS)的乘積。
圖3是根據本發明一個實施例的用於圖2所示設備中的資料包標記的圖表300，該資料包標記可以表明額定帶寬以內和超出額定帶寬的資料包以及升級資料包以便共用未使用的帶寬。表300所示的例子可以用於單個資料包以確定該資料包是在額定帶寬以內還是超出額定帶寬以及，若資料包由微流計量器標記為超出額定帶寬，該資料包是否應該升級。
圖3所示的資料包標記方法將參照單個資料包進行描述。在表300中，列310表示接收資料包時微流計量器的狀態。若接收資料包時微流計量器表明該微流在額定帶寬以內(例如，具有正的權杖計數)，該資料包標記為“綠”(G)。但是，若接收資料包時微流計量器表明該微流超出額定帶寬，該資料包標記為“紅”(R)。列310中的標識可以稱作微流的“本地色”，這些標識表明微流(例如，基於它的計量器)是否在額定帶寬以內。因此，列310中的資料包標識表示相關微流計量器的本地狀態。
圖3中列320表明接收資料包時巨集流計量器的狀態並可以稱作巨集流的本地色。與微流的本地色一樣，若接收資料包時巨集流計量器表明巨集流在額定帶寬以內，該資料包標記(本地)為綠“G”。若接收資料包時巨集流計量器表明巨集流超出額定帶寬，該資料包本地標記為紅“R”。
圖3中列330表明表300中所示的各種情況下資料包的最終顏色。在這個例子中，資料包的最終顏色依賴于上文中詳細描述過的它的微流本地色和它的宏流本地色。列340和350分別表明對於圖3所示的各種情況下的給定資料包，是否更新(減少權杖計數)微流計量器和宏流計量器。
表300的行360示出了微流計量器和宏流計量器都將資料包標記為“G”的情形，它表示微流和宏流都在額定帶寬以內。該資 料包的最終顏色標記為“G”。在這種情況下，微流計量器和宏流計量器都將進行更新，例如，從它們的權杖計數中減去與資料包大小相關的權杖數量。
表300的行370示出了資料包由微流計量器標記為“G”、由巨集流計量器標記為“R”的情形。儘管巨集流計量器表明巨集流超出額定帶寬，該資料包的最終色還是標記為“G”。這種結果可以確保微流保證過的帶寬分配量。因為資料包由微流計量器本地標記為“G”，這表明該微流在額定帶寬以內並且該資料包可以進入巨集流，而不是被丟棄。在這種情形中，微流計量器和宏流計量器都要進行更新。因為微流計量器在額定帶寬以內，資料包到達時權杖計數將是正的。但是，資料包到達時巨集流計量器是超出額定帶寬的，因為該資料包由巨集流計量器本地標記為“R”。因此，在這種情況下更新巨集流計量器將導致它變成負的或更負的。對於上述一個微流使用多餘帶寬而其他多個微流開始以分配的速率發送資料的情形，可以優先使用這種方法。允許宏流計量器的權杖計數變為負的，可以防止宏流計量器在它的權杖計數再次變正以前更新任意資料包。在這種情況下，根據表300的行370所示的方法，允許每個工作的微流以高達它們各自所分配帶寬的資料速率進行發送。根據具體的實施例，可以限定宏流計量器的權杖計數能夠變負的程度，以防止該宏流計量器的權杖計數到達負無窮。
表300的行380示出了資料包接收到升級的情形。如列310中所示，資料包由微流計量器本地標記為“R”。如列320中所示，接下來資料包由巨集流計量器標記為“G”。這表明該單個微流超出額定帶寬(例如，微流計量器具有零或負權杖計數)，但是宏流在額定帶寬以內(例如，宏流計量器具有正計數)。在這個例子中，接下來升級該資料包並將其標記為最終色“G”，表明該資料包應該進入巨集流而不是被丟棄。基於最終色丟棄資料包的方 法將在下文中進行詳細描述。
在表300的行380所示的情形中，不更新微流計量器而更新了宏流計量器。由於升級後的資料包允許由超出額定帶寬的微流伺機使用多餘帶寬，更新超出額定帶寬的微流計量器將會對微流使用多餘帶寬這一舉動做出不必要的處罰。例如，允許微流計量器的權杖計數變為負或更負可以防止該微流在其他微流開始發送時訪問分配給它的(例如，保證過的)帶寬，直到微流計量器的權杖計數通過定期增加權杖而變正。
表300的行390示出了微流和宏流都超出額定帶寬的情形。在這種情況下，如列310和320所示，微流和巨集流都將該資料包本地標記為“R”。又如列330所示，將導致該資料包的最終色為“R”。此例中，微流計量器和宏流計量器都不進行更新，而且該資料包由於超出額定帶寬通常被丟棄，並且由於不能使用宏流中的多餘帶寬而不能升級。
圖4是根據本發明一個實施例的用於在圖2所示設備200中利用圖3所示資料標識進行資料通信的方法400的流程圖。當然，該方法400可以應用於其他任意資料通信設備中，例如圖5所示的設備500。對於下面的描述，將參考圖4並結合圖2和3來描述該方法400。
在方法400的步驟405，接收資料包，該資料包作為第一資料業務流的一部分。資料包可以是，例如，第一微流例如微流202的一部分。在步驟410，確定第一資料業務流的第一業務速率是否小於或等於第一閾值。例如，檢測權杖桶計量器208。若計量器208的權杖桶計數是正的，就可以確定第一業務速率小於或等於第一閾值(例如，一個分配的或“保證過的”資料速率)。若計量器208的權杖計數是零或負值，就可以確定第一業務速率大於第一閾值。
在步驟415，若第一業務速率確定為小於或等於第一閾值，可 以將資料包標記為第一標識類型，例如，上述作為本地微流色的“G”。在步驟420，若第一業務速率大於第一閾值，可以將資料包標記為第二標識類型，例如，參考圖3所述的作為本地微流色的“R”。
方法400進一步包括，在步驟425，接收具有第二業務速率的第二資料業務流，例如第二微流204。在步驟430，可以將第一資料業務流(微流202)與第二資料業務流(微流204)結合以產生第三資料業務流。例如，在圖2所示的設備中，可以利用調度器214將微流202和204結合以產生宏流-0 206。
在步驟435，若資料包標記為第一標識類型(例如，由微流計量器208本地標記為“G”)，可以將該資料包進一步作為第三資料流程的一部分，而不考慮第三資料業務流(巨集流206)的業務速率。圖3所示的表300的行360和370中示出了這種情況。在這種情況下，可以確定本地宏流色，如下所述，以及根據圖3所示的表300更新計量器。
在步驟440，可以確定第三資料業務流的第三業務速率是否小於或等於第二閾值(例如，宏流206的帶寬上限，此例中是500Mbps)。在設備200中，可以根據巨集流計量器212的狀態進行確定。若接收資料包時計量器212的權杖計數為正，表明第三業務速率小於或等於第二閾值(例如，宏流206在額定帶寬以內)。若計量器212的權杖計數為零或負，表明第三業務速率大於第二閾值(例如，宏流206超出額定帶寬)。
在步驟445，若資料包標記為第二標識類型(例如，微流202本地標記為“R”)並且第三業務速率小於或等於第二閾值(例如，巨集流206本地標記為“G”)，可以將資料包的標識類型由第二標識類型(本地微流色為“R”)改為第一標識類型(最終色“G”)。它表示了表300的行380中的情形，其中，將超出額定帶寬的微流中標記為“R”的資料包升級為“G”，以便伺機使 用，例如上述設備200中未使用的帶寬。另外在步驟445，將升級的資料包作為第三資料流程(例如，宏流206)的一部分。
在步驟450，若資料包標記為第二標識類型(例如，微流202本地標記為“R”)並且第三業務速率大於第二閾值(例如，巨集流206本地標記為“R”)，可以將該資料包丟棄。丟棄資料包的方法有多種。例如，可以在確定該資料包的最終色為“R”時立即丟棄該資料包。可選地，例如，可以將該資料包送入帶准入控制的資料佇列結構然後由該佇列結構丟棄。還存在其他替代方式。例如，若資料佇列結構沒有出現擁塞，最終色標記為“R”的資料包仍可以存在於資料佇列結構中。例如，若資料佇列佔有率低於“紅”閾值，最終色標記為“R”的資料包可以存在。若佇列佔有率高於紅色閾值，該例中的資料包將被丟棄。一個類似功能的閾值可以用於綠色資料包，其中綠色閾值高於紅色閾值。作為一個例子，紅色閾值可以設置為佇列佔有率的25%，而綠色閾值可以設置為佇列佔有率的90%。這種帶准入控制的資料佇列結構的一個實施例將在下文參考圖9進行詳細描述。
圖5是根據本發明另一個實施例的用於實施基於標記的分級帶寬共用的資料通信設備500的框圖。設備500在一些方面類似於設備200。例如，利用調度器518將微流集502……504合成第一宏流506。又例如，利用調度器536將第二微流集520……522合成第二宏流524。再利用調度器538將宏流506和524合成資料流程540。利用單權杖桶計量器516按照與巨集流206相同的方式計量巨集流506。同樣地，利用單權杖桶計量器534按照與巨集流220相同的方式計量巨集流524。
在設備500中，利用兩個權杖桶計量微流，或利用雙權杖桶計量器計量微流。例如，利用第一權杖桶508計量微流502，用於確保微流502能夠訪問它所分配的(最小的)帶寬。還可以利用第二權杖桶510計量微流502，用於確保微流502沒有超出上限(最 大的)帶寬。微流504、520和522可以分別由權杖桶對512/514、526/528和530/532類似進行計量。為了舉例說明，將在下面描述微流502的計量過程。
與設備200中的微流202的權杖桶計量器208一樣，權杖桶508用於確保微流502能夠訪問它所分配的“保證過的”帶寬。在一個實施例中，可以按照與分配的帶寬成比例的速率週期性地增加計量器508的權杖計數，直到桶深，該桶深與微流502的CBS相關。如上文參照計量器208所述的，由權杖桶508計量的分配的帶寬可以稱作微流502的CIR。
在設備500中，權杖桶510計量微流502使用的超出其CIR並高達其上限值的多餘帶寬，在此例中為100Mbps。微流502的CIR與它的帶寬上限間的差值可以稱作多餘資訊速率(EIR)，在此例中為50Mbps(即100Mbps-50Mbps)。在一個實施例中，可以按照與EIR成比例的速率週期性地增加計量器508的權杖計數，直到桶深，該桶深與權杖桶510的多餘桶大小相關。因為在設備500中監測了微流的兩個速率(例如，CIR和EIR)，可以利用下述三色方法對微流進行資料包標記。
圖6是根據本發明一個實施例的用於圖5所示設備中的資料包標記的圖表600。如圖6所示的資料包標記解釋了對設備500的微流的CIR和EIR的計量。在表600中，列605表明接收資料包時一個微流(例如，雙桶)計量器的狀態。若接收資料包時權杖桶508表示微流工作在它的CIR(例如，權杖桶508具有正權杖計數)，該資料包標記為綠(“G”)。但是，若接收資料包時權杖桶508表示微流超出它的CIR(例如，桶508的權杖計數是零或負值)，檢測權杖桶510以確定微流502是否工作在它的EIR內(例如，權杖桶510具有正的權杖計數)。若微流工作在它的EIR內，該資料包標記為黃(“Y”)。進一步地，若權杖桶508和510都表示微流502超出EIR(例如，桶508和510的權杖計數都是 零或負值)，該資料包標記為紅(“R”)。
與表300的列310相同，列605中的顏色標識可以稱作微流的“本地色”，這些標識表示微流(基於它的雙權杖桶)是工作在它的CIR內、還是工作在它的EIR內、或是超出額定帶寬。因此，列605中的資料包標識表示相關微流雙權杖桶計量器的本地狀態。
圖6中的列610表示接收資料包時巨集流計量器的狀態並可以稱作巨集流本地色。如圖3所述，若接收資料包時巨集流計量器表示巨集流在額定帶寬以內，該資料包本地標記為綠“G”。若接收資料包時巨集流計量器表示巨集流超出額定帶寬，該資料包本地標記為紅“R”。
圖6中的列615表示表600中所示的各種情況下資料包的最終色。在此例中，資料包的最終色可以依賴於它的微流本地色和它的宏流本地色，下面將進行詳細描述。列620和625分別表示對於圖6所示的各種情況下的給定的資料包，微流CIR桶(例如，權杖桶508)、EIR桶(例如，權杖桶510)和/或宏流計量器(例如，一個權杖桶計量器516)的權杖計數是否被更新。
表600的行630表示接收一個給定的微流資料包時該微流工作在它的CIR內並且相關的宏流工作在額定帶寬以內。因此，對於微流，該資料包本地標記為“G”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“G”。在這種情況下，如列615所示，資料包的最終色也是“G”。通常，可以將該資料包發送到它的目的地。但是，在一些實施例中，由於例如出口資料佇列結構的擁塞，該資料包仍然會被丟棄。在這種情況下，CIR桶(例如，桶508)和宏流桶(例如，桶516)將要進行更新，或從它們的權杖計數中減去與該資料包的大小相關的權杖數量。
表600的行635表示接收一個給定微流的資料包時該微流工作在它的CIR內且相應宏流的工作值超出額定帶寬的情形。相應 地，對於微流，該資料包本地標記為“G”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“R”。在這種情況下，如列615所示，由於微流工作在CIR內(例如，等於或低於它的保證過的帶寬)，該資料包的最終色標記為“G”。如列620和列625所示，承諾的桶和宏流計量器都要進行更新。在這種情況下，巨集流計量器的權杖計數將變為負或更負。如上所述，這種結果在一些實施例中是非常需要的，因為它可以確保升級在某段時間是不可用的，在該段時間內，附加的微流開始通信，而其他一個或多個微流的工作超過它們的CIR並使用多餘的帶寬。如上所述，利用這種方法可以允許每個微流可以到達其CIR。資料包再次不能進行升級直到宏流計量器達到正的權杖計數。
行640表示接收一個給定微流的資料包時該微流工作超出它的CIR但在它的EIR內，並且相應宏流工作在額定帶寬以內的情形。這裏，對於微流，該資料包本地標記為“Y”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“G”。在這種情況下，該資料包的最終色標記為“G”，或將該資料包升級以允許微流利用宏流多餘的帶寬。如列620和625所示，多餘桶(例如，桶510)和宏流桶(例如權杖桶計量器516)的權杖計數將被更新，即從它們的權杖計數中減去與該資料包大小相關的權杖數量。
行645表示接收一個給定微流的資料包時該微流的工作超出它的CIR但在它的EIR內，並且相應宏流的工作超出額定帶寬的情形。這裏，對於微流，該資料包本地標記為“Y”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“R”。在這種情況下，由於巨集流的工作超出額定帶寬，不能進行更新。因此，資料包的最終色標記為“R”並且微流或宏流的權杖桶都不能進行更新。通常，在這種情況下該資料包會被丟棄，儘管在一些實施例中，若下行流不存在擁塞可以將該資料包傳送到它的目的地，就如上文所描述並將在下文中作進一步描述的。
行650和655表示微流的工作超出它的EIR和CIR。在行650的情況中，相關的巨集流工作在額定帶寬以內，而在行655的情況中，相關巨集流的工作超出額定帶寬。在這些情況下，該資料包的最終色都將標記為“R”，因為該微流的工作超出它的EIR，EIR表示宏流的帶寬上限。因此，即使相關的宏流工作在額定帶寬以內，本實施例中針對微流本地標記為“R”的資料包不能進行升級。在這些情況下，微流和宏流的權杖桶都不能進行更新。
圖7是根據本發明一個實施例的用於圖5所示設備中進行資料通信的方法的700的流程圖。該方法700可以用於在圖5所示設備500中利用圖6所示資料標識進行資料通信。當然，該方法700可以應用於其他任意資料通信設備中，而不限於圖5和6所示的方法。但是，為了舉例說明，該方法700將附帶參考圖5和6進行描述。
在該方法700的的步驟705，接收資料包，該資料包作為第一資料業務流的一部分。資料包可以是，例如，第一微流例如微流502的一部分。在步驟710，確定第一資料業務流的第一業務速率是否小於或等於第一閾值。例如，檢測權杖桶計量器508以確定微流502的工作值是否等於或小於它的CIR。若計量器508的權杖桶計數是正的，就可以確定第一業務速率小於或等於第一閾值(例如，CIR或“保證過的”資料速率)。若計量器508的權杖計數是零或負值，就可以確定第一業務速率大於第一閾值，表明微流的工作超出它的CIR。在步驟715，若第一業務速率確定為小於或等於第一閾值(CIR)，可以將資料包標記為第一標識類型，例如，上述作為本地微流色的“G”。
在步驟720，若第一業務速率大於第一閾值(例如，微流502的工作超出它的CIR)，接下來要確定第一業務速率是否大於第二閾值(例如，微流的EIR)，其中第二閾值(EIR)大於第一閾值(CIR)。若第一業務速率小於或等於第二閾值，可以將資料包標 記為第二標識類型，例如，參考圖6所述的作為本地微流色的“Y”。但是，若第一業務速率大於第二閾值(EIR)，可以將該資料包標記為第三標識類型，例如，參考圖6所述的作為本地微流色的“R”。
在該方法700的步驟725，接收具有第二業務速率的第二資料業務流。在步驟730，可以將第一資料業務流與第二資料業務流結合以產生第三資料業務流。當然，第一和第二資料業務流可以簡單地相互結合，或可以與附加資料業務流結合以形成第三資料業務流。
在步驟735，若資料包標記為第一標識類型(例如，對於微流本地標記為“G”)，可以將該資料包進一步傳送到第三資料流程。這一操作不需考慮第三業務流(例如，巨集流)的狀態，因為第一資料業務流(例如，微流)的工作低於第一閾值(例如，在它的CIR內)。圖6所示的表600的行630和635中示出了這些情況。
在步驟740，可以確定第三資料業務流的第三業務速率是否小於或等於第三閾值(例如，宏流的帶寬限制值)。在步驟745，若資料包標記為第二標識類型(例如，對於微流本地標記為“Y”)並且第三業務速率小於或等於第三閾值(例如，宏流在額定帶寬以內)，可以將資料包的標識由第二標識類型改為第一標識類型(例如，如表600的行640所示，將該資料包升級並給予最終色“G”)。在這種情況下，可以按照上述方式將該資料包進一步傳送到第三資料流程。
在步驟750，若資料包標記為第二標識類型(例如，對於微流本地標記為“Y”)並且第三業務速率大於第三閾值(例如，宏流超出額定帶寬)，可以將該資料包的標識由第二標識類型變為第三標識類型(例如，最終色標記為“R”，因為由於宏流超出額定帶寬的狀態而不能進行升級)。在這種情況下，將該資料包從第三資 料流程中丟棄。可選地，可以將該資料包發送給帶准入控制的資料佇列結構，上文對此進行了描述，下文中還將做進一步描述。
在步驟755，若資料包標記為第三標識類型(例如，對於微流本地標記為“R”)，可以將該資料包丟棄，而不考慮第三資料流程(例如，巨集流)的業務速率。這些例子在上文中參考圖6所示的表600的行650和655進行了詳細描述。
圖8是雙速率三色計量器(trTCM)800的框圖，trTCM 800用於計量圖5所示的設備500中的微流。trTCM 800包括雙權杖桶810、資料包標記模組820和計量器更新模組830。雙權杖桶810包括CIR桶812和EIR桶814。如上所述，將權杖815按照與相關微流的CIR 816成比例的速率加到CIR桶812中。同樣地，將權杖815按照與相關微流的EIR 817成比例的速率加到EIR桶814中。依然如上所述，CIR桶812的權杖計數受CBS 818(例如，CIR桶812的深度)的限制。同樣地，EIR桶814的權杖計數受多餘資訊大小(EBS)810(例如，EIR桶814的深度)的限制。
資料包標記模組820可以根據參考圖5-7所述的實施例來標記資料包。另外，計量器更新模組830可以根據參考圖5-7所述的實施例來更新CIR桶812和EIR桶814的權杖計數。
圖9是根據本發明一個實施例的帶准入控制920的資料佇列結構900的示意圖。在佇列結構900中，由准入控制920認可的資料包可以排列在資料佇列930中以便發送到它們各自的目的地。
資料佇列結構900可以接收資料流程910，該資料流程910包括標記的資料包，標記過程參考如圖3和6所示的進行資料包標記的實施例，或者使用其他任意的資料包標記方法。資料包准入控制920可以僅根據最終色認可或丟棄資料包。在該方法中，任意最終色標記為“R”的資料包都將被丟棄，而任意最終色標記為“G”的資料包將被准許進入資料佇列結構900並排列在資料佇列930中以便發送到它的最終目的地。
可選地，資料包准入控制920可以根據資料包的最終色和資料佇列930的資料佔有率來判斷資料包是否可以進入資料佇列結構900。例如，若最終色為“R”的資料包到達資料包准入控制920，資料包准入控制920可以通過線935確定資料佇列中現有的資料量。若資料佇列930的佔有率低於紅色閾值(表示只有很少或沒有資料擁塞)，資料包准入控制920認可該資料包並將該資料包置於資料佇列930中以便發送。相反地，若資料佔有率高於紅色閾值940，該資料包將被丟棄。同樣可以根據佇列佔有率的綠色閾值950來認可或丟棄綠色資料包，其中綠色閾值950高於紅色閾值940。准入控制920不利用閾值、利用兩個閾值或只利用一個閾值都可以工作。例如，只利用紅色閾值940，所有最終色標記為“G”的資料包都可以進入佇列930。
圖10是根據本發明另一個實施例的基於計量的分級帶寬共用方法1000的流程圖，該方法包括利用圖9所示的資料佇列結構900進行資料包的優先丟棄。值得注意的是，並不屬於資料佇列結構的優先資料包丟棄器可以選擇性地執行准入控制920的資料包准入和丟棄功能。作為另一個選擇，可以將資料包丟棄功能實現為資料包標記過程的一部分。另外還存在其他替代方式。
在方法1000的步驟1005，接收資料包，該資料包作為第一資料業務流的一部分。在步驟1010，確定第一資料業務流的第一業務速率是否小於或等於第一閾值(例如，微流的CIR)。在步驟1015，若第一業務速率確定為小於或等於第一閾值，可以將資料包標記為第一標識類型(例如，對於微流本地標記為“G”)。在步驟1020，若第一業務速率大於第一閾值，可以將該資料包標記為第二標識類型(例如，對於微流本地標記為“R”)。
在的步驟1025，接收具有第二業務速率的第二資料業務流。在步驟1030，可以將第一資料業務流與第二資料業務流結合以產生第三資料業務流(例如，宏流)。在步驟1035，可以確定第三資 料業務流的第三業務速率是否小於或等於第二閾值(例如，宏流的帶寬限制值)。在步驟1040，若資料包標記為第二標識類型(“R”)並且第三業務速率小於或等於第二閾值，可以將資料包的標識由第二標識類型改為第一標識類型(例如，如圖3中表300的行380所示，將該數據包升級)。
在步驟1045，將第三資料業務流提供給具有第一準入閾值(例如，紅色閾值940)和第二准入閾值(例如，綠色閾值950)的資料佇列。在步驟1050，若資料包標記為第二標識類型(“R”)並且資料佇列的資料量大於第一準入值(紅色閾值)，丟棄該數據包。在步驟1055，若資料包標記為第二標識類型(“R”)並且資料佇列的資料量小於或等於第一準入閾值(紅色閾值)，可以將該資料包發送到該資料包的目的地。
在步驟1060，若資料包標記為第一標識類型(“G”)並且資料佇列的資料量大於第二准入閾值(綠色閾值)，丟棄該數據包。在步驟1065，若資料包標記為第一標識類型(“G”)並且資料佇列的資料量小於或等於第二准入閾值(綠色閾值)，可以將該資料包發送到它的目的地。
圖11是根據本發明另一個實施例的用於實施基於計量的分級帶寬共用的資料通信設備1100的框圖。設備1100在一些方面與設備500類似。例如，可以利用調度器1118將微流集1102……1104合成第一宏流1106。還可以利用調度器1136將第二微流集1120……1122合成第二宏流1124。再利用調度器1138將宏流1106和1124合成資料流程1140。資料流程1140是一個包括宏流1106和1124的宏流。
在設備1100中，利用兩個權杖桶計量微流，或利用雙權杖桶計量器計量微流。例如，利用第一權杖桶1108計量微流1102，用於確保微流1102能夠訪問它所分配的(最小的)帶寬。還可以利用第二權杖桶1110計量微流1102，用於確保微流1102沒有超出 上限(最大的)帶寬。微流1104、1120和1122可以分別由權杖桶對1112/1114、1126/1128和1130/1132類似進行計量。為了舉例說明，將在下面描述微流1102的計量過程。
與設備500中的微流502的權杖桶計量器508一樣，權杖桶1108用於確保微流1102能夠訪問它所分配的“保證過的”帶寬。在一個實施例中，可以按照與分配的帶寬成比例的速率週期性地增加計量器1108的權杖計數，直到桶深，該桶深與微流1102的CBS相關。如上文參照計量器508所述的，由權杖桶1108計量的分配的帶寬可以稱作微流1102的CIR。
在設備1100中，權杖桶1110計量微流1102使用的超出其CIR並高達其上限值的多餘帶寬，在此例中為100Mbps。微流1102的CIR與它的帶寬上限間的差值可以稱作多餘資訊速率(EIR)。在一個實施例中，可以按照與EIR成比例的速率週期性地增加計量器1108的權杖計數，直到桶深，該桶深與權杖桶1110的多餘桶大小相關。因為在設備1100中監測了微流的兩個速率(例如，CIR和EIR)，可以利用下述三色方法對微流進行資料包標記。
在設備1100中，利用兩個權杖桶計量宏流1106或利用雙權杖桶計量器1116和1117來計量宏流1106。同樣地，可以採用與巨集流1106相同的方式來計量巨集流1124，即利用兩個權杖桶或利用雙權杖桶計量器1134和1135。為了舉例說明，下文將詳細描述利用雙權杖桶計量器1116和1117來監測宏流1106的過程。
權杖桶1116用於確保宏流1106能夠訪問它所分配的“保證過的”帶寬。在一個實施例中，可以按照與分配的帶寬成比例的速率週期性地增加計量器1116的權杖計數，直到桶深，該桶深與宏流1106的CBS相關。由權杖桶1116計量的所分配的帶寬可以稱作宏流1106的CIR。
在設備1100中，權杖桶1117計量宏流1106使用的超出其CIR並高達其上限值的多餘帶寬，在此例中為600Mbps。宏流1106的 CIR與它的帶寬上限間的差值可以稱作多餘資訊速率(EIR)。在一個實施例中，可以按照與EIR成比例的速率週期性地增加計量器1117的權杖計數，直到桶深，該桶深與權杖桶1117的多餘桶大小相關。因為在設備1100中監測了巨集流的兩個速率(例如，CIR和EIR)，可以利用下述三色方法對巨集流進行資料包標記。
因為權杖桶計量器1116和1117監測了宏流1106中微流1102……1104的集合，權杖桶計量器1116和1117可以用於確定微流1102……1104合起來是否超出宏流1106的最小(CIR)帶寬(例如，500Mbps)，還可以確定微流1102……1104合起來是否超出宏流1106的最大(EIR)帶寬(例如，600Mbps)。因此，權杖桶計量器1116可以用於確定微流1102……1104的總數據速率沒有超出巨集流1106的最小帶寬(MinBW)閾值。這在圖11中作了說明，在該圖中，權杖桶計量器1116確定Max(MinBW)，例如將各個微流1102……1104的資料速率相加。權杖桶計量器1117可以用於確定微流1102……1104的總數據速率沒有超出巨集流1106的最大帶寬(MaxBW)閾值。宏流1106的MaxBW閾值(用Max(MaxBW)表示)應大於或等於微流1102……1104的最大MaxBW閾值。
圖12是根據本發明實施例的用於圖11所示設備1110中的資料包標記的圖表1200。如圖12所示的資料包標記解釋了對設備1100的微流的CIR和EIR的計量以及對設備1100的巨集流1106和1124的CIR和EIR的計量。
在表1200中，列1205表明接收資料包時一個微流(例如，雙桶)計量器的狀態。例如，若接收資料包時權杖桶1108表示微流1102工作在它的CIR(例如，權杖桶1108具有正權杖計數)，該資料包標記為綠(“G”)。但是，若接收資料包時權杖桶1108表示微流1102的工作超出它的CIR(例如，桶1108的權杖計數是零或負值)，檢測權杖桶1110以確定微流1102是否工作在它的EIR 內(例如，權杖桶1110具有正的權杖計數)。若微流1102工作在它的EIR內，該資料包標記為黃(“Y”)。進一步地，若權杖桶1108和1110都表示微流1102的工作超出EIR(例如，桶1108和1110的權杖計數不是零就是負值)，該資料包標記為紅(“R”)。
與表600的列605相同，列1205中的顏色標識可以稱作微流的“本地色”，這些標識表示微流(例如，基於它的雙權杖桶)是工作在它的CIR內、還是工作在它的EIR內、或是超出額定帶寬(例如，工作值超出它的EIR)。因此，列1205中的資料包標識表示相關微流雙權杖桶計量器的本地狀態。
圖12中的列1210表示接收資料包時巨集流雙權杖桶計量器1116和1117的狀態並可以稱作巨集流本地色。舉例來說，列1210中針對宏流1106的本地顏色標識的確定方式與列1205所示的針對微流的本地顏色標識的確定方式相同。例如，若接收資料包時權杖桶1116表示宏流1106工作在它的CIR以內(例如，權杖桶1116具有正權杖計數)，該資料包本地標記為綠“G”。但是，若接收資料包時權杖桶1116表示宏流1106的工作值超出它的CIR(例如，權杖桶1116的權杖計數為零或負值)，檢測權杖桶1117以確定宏流1106是否工作在它的EIR以內(例如，權杖桶1117具有正權杖計數)。若巨集流工作在它的EIR內，該資料包本地標記為黃(“Y”)。進一步，若權杖桶1116和1117都表示宏流1106的工作超出EIR(例如，桶1116和1117的權杖計數都是零或負值)，該資料包本地標記為紅(“R”)。
圖12中的列1215表示表1200中所示的各種情況下資料包的最終色。在此例中，資料包的最終色可以依賴於它的微流本地色和它的宏流本地色，下面將進行詳細描述。列1220和1225分別表示對於圖6所示的各種情況下的給定的資料包，微流CIR桶(例如，權杖桶1108)、EIR桶(例如，權杖桶1110)、宏流CIR桶(例如，權杖桶1116)和/或宏流EIR桶(例如，權杖桶1117)的權杖 計數是否被更新(例如，權杖計數減少)。
表1200的行1230表示接收一個給定的微流資料包時該微流工作在它的CIR內並且相關的宏流工作在它的CIR內的情形。因此，對於微流，該資料包本地標記為“G”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“G”。在這種情況下，如列1215所示，資料包的最終色也是“G”。通常，可以將該資料包發送到它的目的地。但是，在一些實施例中，由於例如出口資料佇列結構的擁塞，該資料包仍然會被丟棄。在這種情況下，對於微流1102，微流CIR(承諾的)桶(例如，桶1108)和宏流CIR(承諾的)桶(例如，桶1116)將要進行更新，或從它們的權杖計數中減去與該資料包的大小相關的權杖數量。
表1200的行1235表示接收一個給定微流的資料包時該微流工作在它的CIR內且相應宏流的工作超出它的CIR但在它的EIR內的情形。相應地，對於微流，該資料包本地標記為“G”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“Y”。在這種情況下，如列1215所示，由於微流工作在CIR內(例如，等於或低於它的保證過的帶寬)，該資料包的最終色標記為“G”。如列1220和列1225所示，在這種情況下，微流承諾桶和承諾的與特定微流相關的宏流桶都要進行更新。在這種情況下，巨集流承諾桶的權杖計數將變為負或更負。如上所述，這種結果在一些實施例中是非常需要的，因為它可以確保升級在某段時間是不可用的，在該段時間內，附加的微流開始通信，而其他一個或多個微流的工作超過它們的CIR並使用多餘的帶寬。如上所述，利用這種方法可以允許每個微流訪問它的CIR。但是，資料包再次不能進行升級直到宏流承諾桶再次達到正的權杖計數。
表1200的行1240表示接收一個給定微流的資料包時該微流工作在它的CIR內且相應宏流的工作超出它的CIR和它的EIR的情形。相應地，對於微流，該資料包本地標記為“G”，對於相應 的巨集流，該資料包本地標記為“R”。在這種情況下，如列1215所示，由於微流工作在CIR內(例如，等於或低於它的保證過的帶寬)，該資料包的最終色標記為“G”。如列1220和列1225所示，微流承諾桶和宏流承諾桶都要進行更新。在這種情況下，按上文參考行1235描述的方法，宏流承諾桶的權杖計數將變為負或更負。
行1245表示接收一個給定微流的資料包時該微流的工作超出它的CIR但在它的EIR內，並且相應宏流工作在它的CIR內的情形。在這種情況下，對於微流，該資料包本地標記為“Y”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“G”。在這種情況下，如列1215所示，該資料包的最終色標記為“G”，或將該資料包由“Y”升級為“G”以允許微流利用宏流多餘的帶寬。如列1220和1225所示，微流多餘桶(例如，桶1110)和宏流承諾桶(例如桶1116)的權杖計數將被更新，即從它們的權杖計數中減去與該資料包大小相關的權杖數量。
行1250表示接收一個給定微流的資料包時該微流的工作超出它的CIR但在它的EIR內，並且相應宏流的工作同樣超出它的CIR但在它的EIR內的情形。這裏，對於微流，該資料包本地標記為“Y”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“Y”。在這種情況下，將對該資料包做進一步處理以確定是將該資料包升級為“G”還是將該資料包降級為“R”。可以根據很多因素來做決定，例如，相關網路設備和/或網路中的下行流擁塞量。
行1255表示接收一個給定微流的資料包時該微流的工作超出它的CIR但在它的EIR內，並且相應宏流的工作超出它的EIR的情形。這裏，對於微流，該資料包本地標記為“Y”，對於相應的巨集流，該資料包本地標記為“R”。在這種情況下，由於巨集流的工作超出它的EIR，不能進行更新。因此，資料包的最終色標記為“R”並且微流或宏流的權杖桶都不能進行更新。通常，在這 種情況下該資料包會被丟棄，儘管在一些實施例中，若下行流不存在擁塞可以將該資料包傳送到它的目的地，就如上文所描述並將在下文中作進一步描述的。
行1260、1265和1270表示微流的工作超出它的EIR和CIR的情形。在行1260的情況中，相關的巨集流工作在它的CIR內。在行1265的情況中，相關巨集流的工作超出它的CIR但在它的EIR內。在行1270的情況中，相關巨集流的工作也超出它的EIR。在這些情況下，該資料包的最終色都將標記為“R”，因為該微流的工作超出它的EIR，EIR表示微流的帶寬上限。因此，即使相關的宏流工作在額定帶寬以內(例如，低於它的CIR和/或EIR)，本實施例中針對微流本地標記為“R”的資料包不能進行升級。在這些情況下，微流和宏流的權杖桶都不能進行更新。
圖13是根據本發明一個實施例的基於計量的分級帶寬共用方法1300的流程圖。該方法1300可以用於在圖11所示設備1100中利用圖12所示資料標識進行實施。當然，該方法1300可以應用於其他任意資料通信設備中，而不限於圖11和12所示的方法。但是，為了舉例說明，該方法1300將附帶參考圖11和12進行描述。
在該方法1300的的步驟1305，接收資料包，該資料包作為第一資料業務流的一部分。資料包可以是，例如，第一微流例如微流1102的一部分。在步驟1310，確定第一資料業務流的第一業務速率是否小於或等於第一閾值。例如，檢測承諾的權杖桶1108以確定微流1102的工作值是否等於或小於它的CIR。若承諾桶1108的權杖桶計數是正的，就可以確定第一業務速率小於或等於第一閾值(例如，CIR或“保證過的”資料速率)。若計量器1108的權杖計數是零或負值，就可以確定第一業務速率大於第一閾值，表明微流的工作值超出它的CIR。在步驟1315，若第一業務速率確定為小於或等於第一閾值(CIR)，可以將資料包本地並最終標 記為第一標識類型，例如，上述作為本地微流色和最終宏流色的“G”。由承諾桶1108做最終標記，或可選地，由與宏流1106相關的雙權杖桶1116和1117中的一個來完成最終標記。
在步驟1320，若第一業務速率大於第一閾值(例如，微流1102的工作值超出它的CIR)，接下來要確定第一業務速率是否大於第二閾值(例如，微流的EIR)，其中第二閾值(EIR)大於第一閾值(CIR)。若第一業務速率小於或等於第二閾值(但大於CIR)，可以將資料包標記為第二標識類型，例如，參考圖12所述的作為本地微流色的“Y”。但是，若第一業務速率大於第二閾值(EIR)，可以將該資料包標記為第三標識類型(“R”)，作為微流1102的本地色以及宏流1106的最終色，方法如上所述。
在該方法1300的步驟1325，接收具有第二業務速率的第二資料業務流。在步驟1330，可以將第一資料業務流與第二資料業務流結合以產生第三資料業務流。當然，第一和第二資料業務流可以簡單地相互結合，或可以與附加資料業務流結合以形成第三資料業務流。
在步驟1335，可以確定第三資料業務流的第三業務速率是否小於或等於第三閾值(例如，宏流的最小帶寬限制值)。在步驟1340，若資料包標記為第二標識類型(例如，對於微流本地標記為“Y”)並且第三業務速率小於或等於第三閾值(例如，宏流在它的CIR內)，可以將資料包最終標記為第一標識類型(例如，如表1200的行1245所示，將該資料包由“Y”升級並給予最終色“G”)。
在步驟1345，若資料包標記為第二標識類型(例如，對於微流1102本地標記為“Y”)並且第三業務速率大於第三閾值(例如，宏流1106的工作值超出它的CIR)，接下來要確定第三業務速率是否大於第四閾值(例如，宏流1106的EIR)，其中第四閾值(宏流EIR)大於第三閾值(宏流CIR)。若第三業務速率小於或 等於第四閾值(小於巨集流EIR但大於巨集流CIR)，可以將資料包標記為第二標識類型(例如，“Y”)，例如，上述參考圖12描述的例子。但是，若第三業務速率大於第四閾值(宏流EIR)，可以將該資料包最終標記為第三標識類型(“R”)，作為宏流1106的最終色，方法如上所述。
在步驟1350，若資料包最終標記為第一標識類型(例如，“G”)，可以將該資料包進一步傳送到與該資料包相關的目的地，例如資料包中的目的地位址所表明的。在步驟1355，若資料包最終標記為第二標識類型(例如，“Y”)和第三標識類型(例如，“R”)其中之一，方法1300可以包括以下一項：(i)處理該資料包以確定是傳送還是丟棄該資料包，並根據該決定傳送或丟棄該資料包；以及(ii)傳送該資料包以確定是保留還是丟棄該資料包。無論是將該資料包傳送到它的目的地還是丟棄該資料包的決定都是，至少在部分程度上根據實施該方法的網路和/或網路設備中下行流資料流程量的擁塞來做出的。
在圖13所示的示範性方法1300中，在資料包本地並最終標記為綠的情況下，傳送該資料包至第三資料流程可以包括從與第一資料流程相關的雙權杖桶計量器的承諾資訊速率權杖桶的權杖計數中減去與資料包大小相關的量。在這種情況下，傳送該資料包還可以包括從與第三資料流程相關的雙權杖桶計量器的承諾資訊速率權杖桶的權杖計數中減去與資料包大小相關的量。
在示範性方法1300中，在資料包本地標記為黃並最終標記為綠的情況下，傳送該資料包至第三資料流程可以包括從與第一資料流程相關的雙權杖桶計量器的多餘資訊速率權杖桶的權杖計數中減去與資料包大小相關的量。在這種情況下，傳送該資料包還可以包括從與第三資料流程相關的雙權杖桶計量器的承諾資訊速率權杖桶的權杖計數中減去與資料包大小相關的量。
在示範性方法1300中，在資料包本地並最終標記為黃的情況 下，傳送該資料包至第三資料流程可以包括從與第一資料流程相關的雙權杖桶計量器的多餘資訊速率權杖桶的權杖計數中減去與資料包大小相關的量。在這種情況下，傳送該資料包還可以包括從與第三資料流程相關的雙權杖桶計量器的多餘資訊速率權杖桶的權杖計數中減去與資料包大小相關的量。
基於優先順序的分級帶寬共用
圖14是根據本發明實施例的用於實施基於優先順序的分級帶寬共用方法的網路設備1400的框圖。圖15是根據本發明另一個實施例的用於實施基於優先順序的分級帶寬共用方法的網路設備1500的框圖。在各種實施例中，這種基於優先順序的帶寬共用方法可以替代上述技術實施。在其他實施例中，基於優先順序的帶寬共用技術可以結合上述技術共同實施。
儘管圖14(和圖15)中僅示出了一個等級的資料業務流，本文所描述的基於優先順序的帶寬共用方法可以適用於資料處理設備中的多級分級體系。例如，圖14和15中示出的每個輸入流可以是來自前一等級的資料流程的組合流(例如，每個輸入流可以是前一等級的微流合成的宏流)。在該方法中，前一等級也可以利用上述方法以適當的組合實施基於優先順序的帶寬共用。另外，圖14和15所示的各個資料流程的組合(例如，包含各個微流的宏流)可以與其他流(例如，其他宏流)同時處理，這些流也可以利用上述技術實施基於優先順序的帶寬共用，同樣地，可以將這些流合成為下一等級的巨集流。
進一步地，本文所描述的基於優先順序的帶寬共用的各種方法的特定安排將以舉例說明的方式示出。這些技術可以應用於各種不同的組合和安排，所提供的實施例不用於限制僅以圖示及本文所述的特定安排來實施基於優先順序的帶寬共用。
如圖14所示，設備1400說明了基於優先順序的帶寬共用的一個實施例。在設備1400中，同時處理三個資料業務流FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406。如圖14所示，FLOW1 1402的優先順序高於FLOW2 1404且FLOW2 1404的優先順序高於FLOW3。這種安排可以用於對COS佇列集實施基於優先順序的帶寬共用。這種COS佇列在上文進行了描述。需要注意的是，設備1400可以同時處理圖14所示的流與附加資料流程(例如，COS流)，並且本文所述的基於優先順序的帶寬共用技術可以按照任意適當安排平等應用於這些附加流中。
設備1400包括用於計量FLOW1 1402的第一trTCM，計量方式如上所述。第一trTCM包括具有第一容量(桶深)的第一權杖桶1408，第一容量可以稱作FLOW1 1402的CBS1(承諾的資訊大小，如上所述)。第一trTCM還包括具有第二容量的第二權杖桶1410。在本實施例中，第二容量表示FLOW1 1402的EBS1(多餘資訊大小，如上所述)。
第一trTCM可以用於給權杖桶1408和1410分配用來計量FLOW1 1402的權杖。將權杖以速率CIR1(承諾資訊速率，如上所述)分配給權杖桶1408並以速率EIR1(多餘資訊速率，如上所述)分配給權杖桶1410。
包含權杖桶1412和1414的第二trTCM可以用於以類似方式計量FLOW2 1404。第二trTCM可以將權杖分配給權杖桶1412和1414，但是分配的速率(CIR2和EIR2)可以與第一trTCM分配權杖給它的權杖桶的速率相同或不同。同樣地，包含權杖桶1416和1418的第三trTCM可以用於以相同方式計量FLOW3 1406。第三trTCM可以按速率CIR3和EIR3將權杖分配給權杖桶1416和1418，其中，分配的速率可以與第一和第二trTCM的分配速率相同或不同。
如圖14所示，可以在資料業務流FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406間按從高優先順序流到低優先順序流的順序共用多餘的帶寬，即當高優先順序桶裝滿(例如，權杖計數達到或大 於它們的容量或“桶深”)時，從高優先順序權杖桶溢出權杖到低優先順序桶。就本發明，從一個權杖桶溢出權杖到另一個又稱作再分配權杖。然而，還可以使用除了溢出和再分配以外的表述，例如重新分配、轉移、分發以及其他可能的表述。但是，為了清楚並保持一致，本文統一將從一個桶溢出權杖到另一個桶的過程稱作再分配。另外，表述“回收”用於描述與低優先級數據業務流相關的權杖桶將多餘的權杖退回給與高優先級數據業務流相關的權杖桶。
如圖14所示，第一trTCM的權杖桶1408中的權杖可以再分配給第二trTCM的權杖桶1412。當權杖桶1408的權杖計數等於或大於它的容量CBS1時將發生上述再分配，CBS1表示權杖桶1408已滿(例如，FLOW1 1402沒有使用它的承諾帶寬CIR1分配量)。
在一個實施例中，權杖桶1408(和/或第一trTCM)可以利用索引i1作為指標訪問權杖桶1412以便再分配FLOW1 1402沒有使用的多餘權杖。索引i1可以是一個固定索引(例如，權杖桶1408與權杖桶1412在多餘權杖的再分配上具有固定關係)。可選地，用於權杖再分配的索引i1是可編程的並且權杖桶1408可以用於利用不同索引將多餘權杖再分配給設備1400的其他權杖桶。這個例子將參考圖15做進一步詳細描述。
按照與權杖桶1408相似的方式，權杖桶1410可以用於將多餘的權杖再分配給第二trTCM的權杖桶1414。當權杖桶1410的權杖計數等於或大於它的容量EBS1時將發生上述再分配，EBS1表示權杖桶1410已滿(例如，FLOW1 1402沒有使用它的多餘帶寬EIR1分配量)。權杖桶1410可以利用索引i3訪問權杖桶1414以便再分配它的多餘權杖。與索引i1一樣，索引i3可以是一個固定索引或是可編程的並且用作權杖桶1414的指針。
如圖14所示，第二trTCM的權杖桶1412和1414還可以用於 將多餘權杖分別再分配給設備1400的第三trTCM的權杖桶1416和1418。與第一trTCM一樣，第二trTCM可以使用固定的或可編程的索引i2和i4作為第三trTCM的權杖桶1416和1418的指標。
如上所述，當權杖從一個權杖桶再分配到另一個時，這些再分配的權杖可以來自不同的資源。第一，從一個權杖桶再分配到另一個的權杖可以是根據它的帶寬保證(例如，特定權杖桶的CIR或EIR)定期分配給它的權杖。第二，從一個權杖桶再分配到另一個的權杖可以是從又一個權杖桶再分配來的權杖。在這種情況下，若一個權杖桶是滿的並試圖再分配權杖給另一個滿的權杖桶，接收權杖桶可以再一次將這些權杖再分配給又一個由相關索引表示的權杖桶。
如圖14所示，權杖桶1416和1418可以將多餘權杖回收到一個與高優先級數據業務流相關的權杖桶。例如，權杖桶1416可以將多餘權杖回收到權杖桶1408(例如，用權杖桶1408的指標/索引i0)。同樣地，權杖桶1418可以利用相應索引/指標i6將多餘權杖回收到權杖桶1410。
如上所述，再分配多餘權杖的技術是通過舉例來描述的。下面將參考圖15進行描述的是，多餘權杖可以用其他方式進行再分配(包括權杖的回收)，例如從與一個優先順序的資料業務流相關的承諾權杖桶到與另一個優先順序的資料業務流相關的多餘桶。
可以利用調度器1420將FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406進行合併，然後由另一個包含權杖桶1422和1424的trTCM對合併的資料業務流進行計量。權杖桶1422可以具有桶深CBSM，CBSM是FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406的CBS的總和。權杖以速率CIRM分配給權杖桶1422，CIRM是FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406的CIR的總和。同樣地，權杖桶1424可以具有桶深EBSM，CBSM是FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406的EBS的總和。權杖以速率EIRM 分配給權杖桶1422，EIRM是FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406的EIR的總和。如上所述，包含FLOW1 1402、FLOW2 1404和FLOW3 1406的合成流可以與其他合成流一起同時進行處理並可以對這些合成流使用基於優先順序的帶寬共用。
如圖14所示，權杖桶1408-1418中的每一個可以具有一個與其相關的模式標誌(MF)。相應的MF可以用於表示對於一個具體的權杖桶，基於優先順序的帶寬共用是否可用。在使用這種MF的實施例中，設置一個權杖桶的MF(分配給它一個二進位值‘1’)可以表示基於優先順序的帶寬共用對該權杖桶是可用的。在該方法中，接下來，相應的權杖桶可以將權杖再分配(和/或回收)給如上文所述的由固定或可編程指標/索引表示的權杖桶。在設備1400中，將權杖桶1408-1418中的每一個的MF都進行設置(例如，分配一個二進位值‘1’)。因此，基於優先順序的帶寬共用權杖再分配對於設備1400的權杖桶1408-1418中的每一個都是可用的。
圖15是根據本發明另一個實施例的用於實施基於優先順序的分級帶寬共用方法的網路設備1500的框圖。在設備1500中，資料流程FLOW1 1502、FLOW2 1504和FLOW3 1506(例如，從最高優先順序到最低優先順序)、trTCM和相關的權杖桶1508-1518、1522和1524以及調度器1520的安排與圖14中相應元件的安排相同，因而其附圖標號與1400系列的附圖標號相似。為了簡潔，這裏不再描述設備1500的元件，只描述圖15所示的基於優先順序的帶寬共用技術。
如圖15所示，用於處理資料流程FLOW2 1504的第二trTCM的權杖桶1512和1514將它們的MF清零(分配二進位值‘0’)，這表示基於優先順序的帶寬共用對該權杖桶1512和1514不可用。對於設備1500，第二trTCM有另一個與其相關的標誌，稱作耦合標誌(CF)。這個CF可以用在基於城域乙太網論壇10.1標準 工作的資料處理設備中。如圖15所示，當對第二trTCM的CF進行設置後，若第二trTCM的第一權杖桶1512是滿的，那麼權杖桶1512可以將它的多餘權杖溢出給第二trTCM的第二權杖桶1514。這種方法不會再分配權杖給用於計量其他流的資料流程量(例如，其他資料流程量優先順序等級或其他COS)的權杖桶。而且，在該方法中，若權杖桶1514是滿的，將從權杖桶1512中溢出的權杖丟棄並且多餘的帶寬將會浪費。
如圖15所示，第一trTCM的權杖桶1508可以用於將多餘權杖再分配給第三trTCM的權杖桶1516。對比圖14所示的方法，第二trTCM的權杖桶1512和1514將它們的MF清零，表示基於優先順序的帶寬共用不可用。因此，在這個例子中，當再分配權杖時，權杖桶1508跳過權杖桶1512，將它的多餘權杖再分配給第三trTCM的權杖桶1516。類似于上文參考設備1400所述的方法，當再分配權杖給權杖桶1516時，權杖桶1508可以使用一個固定的或可編程的索引/指標。
如圖15所示，權杖桶1516(第三trTCM的承諾桶)將多餘權杖回收/再分配給權杖桶1510(第一trTCM的多餘桶)。同樣地，一個固定的或可編程的索引可以用於將多餘權杖從權杖桶1516再分配給權杖桶1510。
與權杖桶1508將多餘權杖再分配給權杖桶1516的方式相同，權杖桶1510可以將多餘權杖再分配給權杖桶1518(第三trTCM的多餘桶)，而跳過將MF清零的權杖桶1514。
如圖15所示，權杖桶1518也將它的MF清零。在這種情況下，當權杖桶1518是滿的時，權杖桶1518可以丟棄多餘的權杖。權杖桶1518多餘的權杖可以是由權杖桶1510再分配給它的權杖或是由第三trTCM根據它的EIR3分配給它的權杖。
上文提到過的基於優先順序的帶寬共用的特定方法，例如圖14和15所示的，是以舉例的方式給出的。這些技術可以以很多方 式進行修改和組合。因此，實施基於優先順序的帶寬共用的網路設備及其相關方法的實施例並不受限於上述特定的安排。
圖16是根據本發明實施例的基於優先順序的帶寬共用方法1600的流程圖。該方法可以，例如，利用如圖14和15所示的設備實施，不過，該方法還可以在其他資料處理設備中實施。方法1600還可以利用參考圖14和15所述的技術來實施。為了簡潔，這裏將不再對這些技術做詳細描述，除非它們與該方法的操作相關。
方法1600可以包括，在步驟1605，處理第一資料業務流以及，在步驟1610，用第一雙速率三色計量器(trTCM)計量第一資料業務流，其中第一trTCM的第一權杖桶具有第一權杖容量且第一trTCM的第二權杖桶具有第二權杖容量。方法1600還包括，在步驟1615，以第一速率分配權杖給第一trTCM的第一權杖桶以及，在步驟1620，以第二速率分配權杖給第一trTCM的第二權杖桶。
方法1600還可以包括，在步驟1625，在處理第一資料業務流的同時處理第二資料業務流以及，在步驟1630，用第二trTCM計量第二資料業務流，其中，第二trTCM的第一權杖桶具有第三權杖容量並且第二trTCM的第二權杖桶具有第四權杖容量。方法1600還可以包括，在步驟1635，以第三速率分配權杖給第二trTCM的第一權杖桶以及，在步驟1640，以第四速率分配權杖給第二trTCM的第二權杖桶。
方法1600還可以包括，在步驟1645，當第一trTCM的第一權杖桶的權杖計數超出第一容量時，將分配給第一trTCM的第一權杖桶的權杖再分配給第二trTCM的第一權杖桶，例如根據上述基於優先順序的帶寬共用技術。在步驟1650，方法1600還可以包括當第一trTCM的第二權杖桶的權杖計數超出第二容量時，將分配給第一trTCM的第二權杖桶的權杖再分配給第二trTCM的第二 權杖桶，例如根據上述基於優先順序的帶寬共用技術。
圖17-20示出了可以與方法1600結合實施的基於優先順序的帶寬共用方法1700、1800、1900和2000。與方法1600相同，方法1700、1800、1900和2000可以，例如，利用如圖14和15所示的設備實施，不過，這些方法還可以在其他資料處理設備中實施。方法1700、1800、1900和2000還可以利用參考圖14和15所述的技術來實施。為了簡潔，這裏將不再對這些技術做詳細描述，除非它們與該方法的操作相關。另外，為了說明，方法1700-2000中的每一種方法將以與方法1600結合實施的方式進行描述，因此，參考方法1600的操作。
方法1700與方法1600結合實施時，可以包括，在步驟1705，當第二trTCM的第一權杖桶的權杖計數超出第三容量時，將分配給第二trTCM的第一權杖桶的權杖再分配給第一trTCM的第一權杖桶。方法1700還可以包括，在步驟1710，當第二trTCM的第二權杖桶的權杖計數超出第四容量時，將分配給第二trTCM的第二權杖桶的權杖再分配給第一trTCM的第二權杖桶。
方法1800與方法1600結合實施時，可以包括，在步驟1805，當第二trTCM的第一權杖桶的權杖計數超出第三容量時，將分配給第二trTCM的第一權杖桶的權杖再分配給第一trTCM的第二權杖桶。方法1800還可以包括，在步驟1810，當第二trTCM的第二權杖桶的權杖計數超出第四容量時，將分配給第二trTCM的第二權杖桶的權杖再分配給第一trTCM的第二權杖桶。
方法1900與方法1600結合實施時，可以包括，在步驟1905，在處理第一資料業務流和第二資料業務流的同時處理第三資料業務流，第三資料業務流的優先順序低於第一資料業務流而高於第二資料業務流。方法1900進一步包括，在步驟1910，用第三trTCM計量第三資料業務流，其中，第三trTCM的第一權杖桶具有第五權杖容量並且第三trTCM的第二權杖桶具有第六權杖容量。方法 1900進一步包括，在步驟1915，以第五速率分配權杖給第三trTCM的第一權杖桶以及，在步驟1920，以第六速率分配權杖給第三trTCM的第二權杖桶。方法1900還包括，在步驟1925，當第三trTCM的第一權杖桶的權杖計數超出第五容量時，將分配給第三trTCM的第一權杖桶的權杖再分配給第三trTCM的第二權杖桶。
方法2000與方法1600結合實施時，可以包括，在步驟2005，在處理第一資料業務流和第二資料業務流的同時處理第三資料業務流，第三資料業務流的優先順序低於第一資料業務流和第二資料業務流以及，在步驟2010，用第三trTCM計量第三資料業務流，其中，第三trTCM的第一權杖桶具有第五權杖容量並且第三trTCM的第二權杖桶具有第六權杖容量。方法2000進一步包括，在步驟2015，以第五速率分配權杖給第三trTCM的第一權杖桶以及，在步驟2020，以第六速率分配權杖給第三trTCM的第二權杖桶。
方法2000還包括，在步驟2025，當第二trTCM的第一權杖桶的權杖計數超出第三容量時，將分配給第二trTCM的第一權杖桶的權杖再分配給第三trTCM的第一權杖桶。方法2000還可以包括，在步驟2030，當第二trTCM的第二權杖桶的權杖計數超出第四容量時，將分配給第二trTCM的第二權杖桶的權杖再分配給第三trTCM的第二權杖桶。
上述各種技術的實施例可以在數位電子電路或電腦硬體、固件、軟體或其組合中實施。實施例可以作為電腦程式產品實施，即切實嵌入資訊載體的電腦程式，例如，在機器可讀存儲設備中，由資料處理設備執行，或控制資料處理設備的運行，資料處理設備可以是一個可編程處理器、一個電腦或多個電腦。一個電腦程式，例如上述電腦程式，可以用各種編程語言編寫，包括編譯的或直譯的語言，還可以以任意形式進行調用，包括作為一個獨立的程式或作為一個模組、元件、副程式或其他適用於電腦環境的 單元。可以調用一個電腦程式在一個或多個電腦上執行，所述多個電腦可以在一個地點或分佈在多個地點但通過通信網路互相連接。
由一個或多個執行電腦程式的可編程處理器執行上述方法步驟，通過處理輸入資料及生成輸出來實現相應功能。還可以由專用邏輯電路來執行上述方法步驟或作為實施設備，專用邏輯電路可以是例如，FPGA(現場可編程閘陣列)或ASIC(專用積體電路)。
適用於執行電腦程式的處理器包括，舉例來說，通用的和專用的微處理器以及任意種類的數位電腦的一個或多個處理器。通常，處理器將從唯讀記憶體或隨機記憶體或兩者中接收指令和資料。電腦的元素可以包括至少一個用於執行指令的處理器和一個或多個用於存儲指令及資料的存儲設備。通常，電腦還可以包括或協同連接到一個或多個用於存儲資料的大容量存儲設備，以便從該設備接收資料、或向該設備發送資料、或與該設備進行資料的收發，該設備可以是，例如，磁片、磁光碟或光碟。適用於嵌入電腦程式、指令和資料的資訊載體包括各種形式的非易失性記憶體，包括，例如半導體存儲設備，例如，EPROM、EEPROM和快閃記憶體設備；磁片，例如，內置硬碟或移動硬碟；磁光碟；以及CD-ROM和DVD-ROM盤。處理器和記憶體可以由專用邏輯電路補充或納入專用邏輯電路。
為了提供與用戶的交流，可以在具有顯示設備，例如顯像管(CRT)或液晶顯示器(LCD)的電腦上實施這些實施例，以便向用戶顯示資訊，該電腦還可以具有鍵盤和指向設備，例如滑鼠或軌跡球，用戶可以通過這些向電腦提供輸入。還可以使用其他設備來提供與用戶的交流；例如，提供給用戶的軌跡球可以是任意形式的感覺回饋，例如，視覺回饋、聽覺回饋或觸覺回饋；並且，來自用戶的輸入可以以任意形式接收，包括聲音、語言或觸覺輸 入。
可以在一個電腦系統中實施這些實施例，該電腦系統包括一個後端元件，例如，資料伺服器，或者該電腦系統包括一個中間件元件，例如，應用伺服器，或者該電腦系統包括一個前端元件，例如具有圖形化用戶介面或網路流覽器的用戶端電腦，用戶可以通過它使用實施例，或者該電腦系統包括這些後端、中間件或前端元件的任意組合。這些元件可以通過電子資料通信的任意形式或媒介連接，例如，通信網路。通信網路的例子包括局域網(LAN)和廣域網(WAN)，例如，網際網路。
雖然本發明是通過具體實施例進行說明的，本領域技術人員還可以對本發明進行各種修改、替換、變化或等效處理。因此，應當理解，本發明的權利要求覆蓋了落入本發明實施例的精神範圍內的所有這些修改和變化。
圖16為流程圖，無元件符號說明

Claims (6)

  1. 一種用於資料通信的方法，其特徵在於，包括：用第一雙速率三色計量器trTCM計量第一資料業務流，其中所述第一trTCM的第一權杖桶具有第一權杖容量並且所述第一trTCM的第二權杖桶具有第二權杖容量；以第一速率向所述第一trTCM的所述第一權杖桶分配權杖並以第二速率向所述第一trTCM的所述第二權杖桶分配權杖；用第二trTCM計量第二資料業務流，其中所述第二trTCM的第一權杖桶具有第三權杖容量並且所述第二trTCM的第二權杖桶具有第四權杖容量；以第三速率向所述第二trTCM的所述第一權杖桶分配權杖並以第四速率向所述第二trTCM的所述第二權杖桶分配權杖；當所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第一容量時，將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶；當所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第二容量時，將分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶；當所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第三容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶；以及當所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第四容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，分配給所述第一資料業務流的優先順序高於所述第二資料業務流。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中：將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給 所述第一trTCM的所述第一權杖桶包括以下至少一項：以第三速率將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配；以及將從所述第一trTCM的所述第一權杖桶再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配；以及將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶包括以下至少一項：以第三速率將分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配；以及將從所述第一trTCM的所述第二權杖桶再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶的權杖中的至少一部分進行再分配。
  4. 一種網路設備，其特徵在於，包括：用於計量第一資料業務流的第一雙速率三色計量器trTCM，所述第一trTCM包括：具有第一容量的第一權杖桶；以及具有第二容量的第二權杖桶，用於計量第二資料業務流的第二trTCM，所述第二trTCM包括：具有第三容量的第一權杖桶；以及具有第四容量的第二權杖桶，其中：所述第一trTCM的所述第一權杖桶在所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第一容量時，將分配給所述第一trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶；所述第一trTCM的所述第二權杖桶在所述第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖計數超過所述第二容量時，將分配給所述 第一trTCM的所述第二權杖桶的權杖再分配給所述第二trTCM的所述第二權杖桶；以及所述第二trTCM的所述第一權杖桶在所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第三容量時，將分配給所述第二trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的網路設備，其中，進一步包括：用於計量第三資料業務流的第三trTCM，所述第三trTCM包括：具有第五容量的第一權杖桶；以及具有第六容量的第二權杖桶，其中：所述第三資料業務流的優先順序低於所述第一資料業務流而高於所述第二資料業務流；以及所述第三trTCM的所述第一權杖桶在所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第五容量時，將分配給所述第三trTCM的所述第一權杖桶的權杖再分配給所述第三trTCM的所述第二權杖桶。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的網路設備，其中，所述網路設備進一步包括：用於計量第三資料業務流的第三trTCM，所述第三trTCM包括：具有第五容量的第一權杖桶；以及具有第六容量的第二權杖桶，其中：所述第三資料業務流的優先順序低於所述第一資料業務流和第二資料業務流；所述第三trTCM的所述第一權杖桶在所述第三trTCM的 所述第一權杖桶的權杖計數超過所述第五容量時，將分配給它的權杖再分配給所述第一trTCM的所述第二權杖桶。
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