TWI822066B - 通訊設備及其自適應服務品質設置方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種通訊設備，其接收複數網路封包且包含記憶體與處理器。記憶體儲存複數軟體模組。處理器連接記憶體並實施以下步驟。網路對談推論步驟係執行推論軟體模組，且推論軟體模組依據機器學習演算法處理各網路對談之至少一網路封包與封包特徵模組以推論各網路對談所屬之優先權等級。自適應優先權列表建立步驟係執行分類軟體模組，且分類軟體模組依據此些網路對談所對應之複數個優先權等級建立自適應優先權列表。通訊設備依據自適應優先權列表傳輸各網路對談之此些網路封包至網路。藉此，可自適應地設定網路對談之服務品質。
Description
本發明是關於一種通訊技術領域，且特別是關於一種通訊設備及其自適應服務品質設置方法。
在數據通訊中，網路節點可為數據通訊設備(Data Communication Equipment；DCE)。當數據通訊設備的入口或出口方向出現瓶頸時，多個網路應用程式會爭奪有限的網路頻寬。持續的競爭會導致網路擁塞以及網路對談的延遲與網路封包的丟失，進而引起各應用程式的服務降級。
服務品質(Quality of Service；QoS)通常用於優先路由/轉發處於網路節點中具有較高優先權的應用程式之流量或網路封包，藉以提高應用程式在穿越多個節點和網路時的性能。然而，在網路或網路節點上設置服務品質的傳統方式是需要用戶為各應用程式設定複雜的參數和優先級排序，但是大部分的用戶卻不會設定網路應用服務的進階選項。此外，服務提供商可能不信任其用戶設置的優先級排序，並希望根據整體網路能力、用戶服務需求及定制的服務策略來仔細檢查或變更優先級排序。
由此可知，目前市場上缺乏一種可自適應地對多個應用程式所產生的網路對談設定服務品質的通訊設備，故相關業者均在尋求其解決之道。
因此，本發明之目的在於提供一種通訊設備及其自適應服務品質設置方法，其透過推論軟體模組自動檢測多個網路對談，並辨識出各網路對談所屬的優先權等級，然後排列優先權等級以建立自適應優先權列表，以自適應地設定服務品質，達到減少網路封包的延遲與丟失，且同時地讓即時性需求高的應用程式獲得高優先權去使用網路頻寬。
依據本發明的一實施方式提供一種通訊設備，其連接一網路並用以自適應設置從網路接收的複數網路對談之一服務品質。通訊設備包含一記憶體與一處理器。記憶體儲存一推論軟體模組、一分類軟體模組及一封包特徵模組。處理器連接記憶體，且處理器經配置以實施一網路對談推論步驟與一自適應優先權列表建立步驟。網路對談推論步驟係執行推論軟體模組，且推論軟體模組依據一機器學習演算法處理各網路對談之至少一網路封包與封包特徵模組以推論各網路對談所屬之一優先權等級。自適應優先權列表建立步驟係執行分類軟體模組，且分類軟體模組依據此些網路對談所對應之複數個優先權等級建立一自適應優先權列表。通訊設備依據自適應優先權列表傳輸各網路對談之複數個網路封包至網路，藉以設置此些網路對談之服務品質。
依據本發明的另一實施方式提供一種自適應服務品質設置方法，其用以自適應設置從一網路接收的複數網路對談之一服務品質。自適應服務品質設置方法包含一網路封包接收步驟、一網路對談推論步驟、一自適應優先權列表建立步驟及一網路封包傳輸步驟。網路封包接收步驟係驅動一通訊設備從網路接收各網路對談之複數網路封包。通訊設備包含一處理器與一記憶體，且記憶體儲存一推論軟體模組、一分類軟體模組及一封包特徵模組。網路對談推論步驟係驅動處理器執行推論軟體模組，且推論軟體模組依據一機器學習演算法處理各網路對談之至少一網路封包與封包特徵模組以推論各網路對談所屬之一優先權等級。自適應優先權列表建立步驟係驅動處理器執行分類軟體模組，且分類軟體模組依據此些網路對談所對應之複數個優先權等級建立一自適應優先權列表。網路封包傳輸步驟係驅動通訊設備依據自適應優先權列表傳輸各網路對談之此些網路封包至網路，藉以設置此些網路對談之服務品質。
藉此，本發明的通訊設備及其自適應服務品質設置方法透過機器學習演算法來推論各網路對談所屬之優先權等級。接著，排序不同的優先權等級而建立自適應優先權列表，再依據自適應優先權列表傳輸各網路對談之網路封包，進而避免因應用程式間之競爭所造成的服務降級，且減少網路封包的延遲與丟失。
以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。
此外，本文中當某一元件(或單元或模組等)「連接」於另一元件，可指所述元件是直接連接於另一元件，亦可指某一元件是間接連接於另一元件，意即，有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而當有明示某一元件是「直接連接」於另一元件時，才表示沒有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而第一、第二、第三等用語只是用來描述不同元件，而對元件本身並無限制，因此，第一元件亦可改稱為第二元件。且本文中之元件/單元/電路之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以元件/單元/電路本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。
請一併參閱第1圖與第2圖，其中第1圖係繪示依照本發明之第一實施例之通訊設備100從網路200接收複數網路對談210的示意圖；以及第2圖係繪示第1圖的網路對談210的示意圖。如圖所示，通訊設備100訊號連接網路200，並從網路200接收多個網路對談210。通訊設備100可用以自適應設置多個網路對談210之服務品質(Quality of Service；QoS)。各網路對談210在一次通訊服務中(例如：傳遞一封電子郵件)會傳輸複數網路封包220，其中多個網路封包220可分群成第一封包群211與第二封包群212，且第二封包群212排列於第一封包群211之後。
通訊設備100包含記憶體110與處理器120。記憶體110儲存封包流控制軟體模組111、推論軟體模組112、封包特徵模組113、分類軟體模組114、封包排程軟體模組115、標籤映射表116及應用類型對照表117。處理器120電性連接記憶體110並執行儲存於記憶體110內的多種軟體模組。處理器120經配置以實施網路對談推論步驟與自適應優先權列表建立步驟。網路對談推論步驟係執行推論軟體模組112。推論軟體模組112依據機器學習演算法處理各網路對談210之第一封包群211之至少一網路封包220與封包特徵模組113以推論各網路對談210所屬之優先權等級。自適應優先權列表建立步驟係執行分類軟體模組114。分類軟體模組114依據多個網路對談210所對應之複數個優先權等級建立自適應優先權列表122。通訊設備100的處理器120依據自適應優先權列表122傳輸各網路對談210之第一封包群211與第二封包群212至另一網路700，藉以設置多個網路對談210之服務品質。
詳細地說，通訊設備100可為數據通訊設備(Data Communication Equipment；DCE)，例如使用者駐地裝置(Customer-Premises Equipment；CPE)、數據機、閘道器、路由器、橋接器及交換器。通訊設備100亦可為數據終端設備(Data Terminal Equipment；DTE)，例如數字電話手機、智能投影機、智能顯示器、主機、固定無線接入(Fixed Wireless Access，FWA)、用戶設備(UE)、視頻會議系統或遊戲系統。此外，記憶體110可為任一資料儲存元件，例如記憶體110可為用戶識別模組(Subscriber Identity Module，SIM)、唯讀式記憶體(Read-Only Memory，ROM)、隨機存取記憶體(Random-Access Memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROMs)、磁帶(Magnetic Tapes)、軟碟(Floppy Disks)或光學資料儲存裝置(Optical Data Storage Devices)。處理器120可為數位訊號處理器(Digital Signal Processor；DSP)、微處理器(Micro Processing Unit；MPU)、中央處理器(Central Processing Unit；CPU)或其他電子處理器。
請接續參閱第3圖，其係繪示依照本發明之第二實施例之通訊設備100a從網路200接收複數網路對談210的示意圖。第二實施例的通訊設備100a包含記憶體110與處理器120。與第一實施例不同的是，通訊設備100a可更包含硬體加速器130，其電性連接處理器120。通訊設備100a透過搭載硬體加速器130可更快速地傳輸各網路對談210之多個網路封包220至另一網路700。硬體加速器130可為網路處理器(Network Processing Unit，NPU)，但本發明不以此為限。處理器120執行分類軟體模組114，並寫入自適應優先權列表122至硬體加速器130，藉以令硬體加速器130可依據自適應優先權列表122傳輸各網路對談210之第一封包群211與第二封包群212。以下段落將配合後續之圖式以詳細說明本發明之通訊設備100、100a以及其他實施例的通訊設備之運作機制。
請一併參閱第1圖、第2圖、第4圖及第5圖，其中第4圖係繪示依照本發明之第三實施例之自適應服務品質設置方法300的流程示意圖；以及第5圖係繪示本發明之自適應服務品質設置方法300應用於通訊設備100的示意圖。如圖所示，自適應服務品質設置方法300包含網路封包接收步驟S02、網路對談推論步驟S04、自適應優先權列表建立步驟S06及網路封包傳輸步驟S08，並用以自適應設置從網路200接收的複數網路對談210之服務品質。
網路封包接收步驟S02係驅動通訊設備100的入口埠101從網路200接收各網路對談210之複數網路封包220。處理器120執行封包流控制軟體模組111，且封包流控制軟體模組111確認各網路對談210之第一封包群211是否已經被推論為各自所屬的優先權等級121。於通訊設備100初次接收各網路對談210時，封包流控制軟體模組111控制各網路對談210的第一封包群211與第二封包群212傳輸至處理器120。須注意的是，由於推論軟體模組112僅需分析足夠數量的網路封包220即可推論各網路對談210是屬於哪一種優先權等級121，因此處理器120透過封包流控制軟體模組111可動態地調整允許1-N個數量的網路封包220(即第一封包群211)從處理器120進入推論軟體模組112，並非每一個網路封包220皆須經過推論軟體模組112；換言之，推論軟體模組112不須分析第N+1個至第M個網路封包220(即第二封包群212)即可推論各網路對談210是屬於哪一種優先權等級121。
網路對談推論步驟S04係驅動處理器120執行推論軟體模組112，且推論軟體模組112依據機器學習演算法處理各網路對談210之第一封包群211之網路封包220與封包特徵模組113以推論各網路對談210所屬之優先權等級121。
自適應優先權列表建立步驟S06係驅動處理器120執行分類軟體模組114，且分類軟體模組114依據所有網路對談210所對應之複數個優先權等級121建立自適應優先權列表122。
網路封包傳輸步驟S08係驅動通訊設備100的處理器120執行封包排程軟體模組115，且封包排程軟體模組115依據自適應優先權列表122傳輸各網路對談210之網路封包220至通訊設備100的出口埠102，然後由出口埠102傳輸各網路對談210之網路封包220至另一網路700，藉以設置此些網路對談210之服務品質。
請一併參閱第1圖、第2圖、第4圖、第5圖及第6圖，其中第6圖係繪示第4圖的自適應服務品質設置方法300之網路對談推論步驟S04的流程示意圖。如圖所示，網路對談推論步驟S04可包含表頭擷取步驟S042、身份編號產生步驟S044及優先權等級判定步驟S046。表頭擷取步驟S042係驅動推論軟體模組112從各網路對談210的第一封包群211之一或多個網路封包220擷取出表頭(Header)。表頭可包含對應網路對談210的對談身份訊息及對應網路封包220的封包特徵訊息。
身份編號產生步驟S044係驅動推論軟體模組112依據此些網路對談210之複數個對談身份訊息產生對應各網路對談210之身份編號(Session ID)。詳細地說，表頭內的對談身份訊息可包含協定(Protocol)、IP源地址(IP Source Address)、TCP/UDP源端口(TCP/UDP Source Port)、IP目的地址(IP Destination Address)及TCP/UDP目的端口(TCP/DU Destination Port)的資訊內容。請一併參閱表一，其表列不相同之二網路對談210的身份編號及其所對應的協定、源地址、目的地址、源端口及目的端口，但本發明不限於下列表一。
表一
| 身份編號 | 協定 | 源地址 | 目的地址 | 源端口 | 目的端口 | |
| 網路對談210 | 1 | UDP | 192.168.0.33 | 23.4.5.22 | 31234 | 21 |
| 網路對談210 | 2 | TCP | 192.168.0.67 | 134.42.3.3 | 23234 | 7852 |
由表一可知，推論軟體模組112透過擷取表頭內的對談身份訊息以推論二網路對談210分別為身份編號1與身份編號2。舉例來說，第5圖的通訊設備100從網路200所接收的其中二網路對談210係分別由前端設備810與前端設備820所傳輸。於通訊設備100初次接收此二網路對談210時，通訊設備100藉由推論軟體模組112推論此二網路對談210的第一封包群211分別為身份編號1與身份編號2。此外，通訊設備100藉由表一的源地址(即192.168.0.33)可得知對應身份編號1的網路對談210係為前端設備810所傳輸的網路對談210，且藉由表一的另一源地址(即192.168.0.67)可得知對應身份編號2的網路對談210係為前端設備820所傳輸的網路對談210。在其他實施例中，單一前端設備可傳輸多個網路對談。藉此，通訊設備100藉由不同的身份編號與源地址可得知從網路200所接收的各網路對談210，其各自是由哪一個前端設備810、820所發送。
優先權等級判定步驟S046係驅動推論軟體模組112依據機器學習演算法比對此些網路對談210之複數個封包特徵訊息與封包特徵模組113以判定各網路對談210之優先權等級121。詳細地說，表頭內的封包特徵訊息可包含封包長度資訊與封包時間資訊。封包長度資訊包含網路封包220的封包長度(Packet length)。封包時間資訊包含當下的網路封包220與前一個網路封包220之間的封包間時間間隙。詳細地說，當各網路封包220進入通訊設備100時，處理器120將記錄對應各網路封包220的時間戳記(Timestamp)，且對依序傳輸的二網路封包220記錄二時間戳記的差值(即封包間時間間隙)。在其他實施例中，封包長度資訊可更包含一成功封包長度。當通訊設備與後端設備成功建立連線時，通訊設備所傳輸的網路封包即為成功傳輸的網路封包，且其長度稱為成功封包長度。推論軟體模組亦可依據機器學習演算法將成功封包長度與封包特徵模組進行特徵比對。此外，前述的封包間時間間隙亦可為成功傳輸之任二網路封包的二時間戳記之差值；換言之，前述的封包間時間間隙不限制於連續傳輸之二網路封包的二時間戳記之差值。另外，儲存於記憶體110內的封包特徵模組113可包含複數封包特徵對照表。此外，封包特徵模組113可為一種封包流矩陣，其係由將前述多個封包特徵對照表進行封包特徵資料歸一化後所形成。此外，封包特徵對照表可表列封包長度、成功封包長度及封包間時間間隙之任意組合，並根據前述組合配置一優先權等級。請參閱表二與表三，其中表二表列封包特徵模組113的其中一封包特徵對照表；以及表三表列封包特徵模組113的另一封包特徵對照表，但本發明不限於下列表二與表三，且其他組合之封包特徵對照表不另贅述。
表二
表三
| 封包 | 封包長度(bytes) | 封包間時間間隙(ms) | 優先權等級 |
| 1 | 76 | 0 | 2 |
| 2 | 128 | 101 | 2 |
| 3 | 85 | 96 | 2 |
| … | … | … | 2 |
| 100 | 96 | 120 | 2 |
| 封包 | 封包長度(bytes) | 封包間時間間隙(ms) | 優先權等級 |
| 1 | 1400 | 0 | 4 |
| 2 | 1358 | 603 | 4 |
| 3 | 1268 | 652 | 4 |
| … | … | … | 4 |
| 200 | 1536 | 785 | 4 |
由表二可知，此其中一封包特徵對照表列有封包流(即封包1至封包100)的封包長度與封包間時間間隙及其對應的優先權等級(即等級2)。由表三可知，此另一封包特徵對照表列有另一封包流(即封包1至封包200)的封包長度與封包間時間間隙及其對應的優先權等級(即等級4)。
於優先權等級判定步驟S046中，推論軟體模組112所使用的機器學習演算法可為聚類演算法(Clustering Algorithms)；優選地，機器學習演算法可為貝葉斯演算法(Bayesian Algorithms)。推論軟體模組112依據機器學習演算法將表頭內的封包特徵訊息與封包特徵模組113之多個封包特徵對照表進行交叉比對；換言之，推論軟體模組112於封包特徵模組113中搜索能與封包特徵訊息相互對應的參數，進而判定各網路對談210之優先權等級121。另外，推論軟體模組112在判定完各網路對談210之優先權等級121後，可得知優先權等級121所對應之一應用類型。詳細地說，推論軟體模組112可依據儲存於記憶體110內的應用類型對照表117查找各網路對談210之優先權等級121所對應之應用類型。請參閱表四，其係為本發明之應用類型對照表117，並表列不同的優先權等級各自所對應之應用類型，其中等級1可對照為網路語音式類型(Voice，VO)，等級2可對照為網路串流式類型(Video，VI)，等級3可對照為網路基本式類型(Best Effort，BE)，且等級4可對照為網路下載式類型(Background，BK)。在其他實施例中，優先權等級為等級1所對應的應用類型亦可為一遊戲類型或者是其他通訊類型，且本發明不以此為限。
表四
| 應用類型 | 優先權等級 |
| 網路語音式類型 | 1 |
| 網路串流式類型 | 2 |
| 網路基本式類型 | 3 |
| 網路下載式類型 | 4 |
由表二、表三及表四可知，推論軟體模組112從其中一網路對談210中擷取封包長度(例如1435 bytes)與封包間時間間隙(例如300 ms)的資訊內容。接著，推論軟體模組112利用貝葉斯演算法於封包特徵模組113中搜索到與前述資訊內容對應的封包特徵對照表(即表三)，並推論此其中一網路對談210的優先權等級121係為等級4，然後推論軟體模組112從應用類型對照表117中查找等級4所對應之應用類型為網路下載式類型。同理，推論軟體模組112從另一網路對談210中擷取封包長度(例如86 bytes)與封包間時間間隙(例如10 ms)的資訊內容。接著，推論軟體模組112利用貝葉斯演算法於封包特徵模組113中搜索到與前述資訊內容對應的封包特徵對照表(即表二)，並推論此另一網路對談210的優先權等級121係為等級2，然後推論軟體模組112從應用類型對照表117中查找等級2所對應之應用類型為網路串流式類型。藉此，本發明的通訊設備100及其自適應服務品質設置方法300不僅可透過機器學習演算法自動辨識各網路對談210所屬之優先權等級121，還能依據應用類型對照表117判斷不同的優先權等級121各自所對應之應用類型。特別的是，處理器120可接收一使用者指令(未另繪示)並依據使用者指令變更應用類型對照表117，因此處理器120執行分類軟體模組114，且分類軟體模組114依據應用類型對照表117調整或替換自適應優先權列表122。詳細地說，使用者可根據個人喜好來調整應用類型對照表117內的優先權等級所對應的應用類型。舉例來說，使用者可將表四的網路下載式類型對應至等級4變更為網路下載式類型對應至等級3。此時，封包特徵對照表(即表三)內的封包長度與封包間時間間隙所配置的優先權等級亦從等級4變更為等級3。
於第5圖的通訊設備100中，當各網路對談210之第一封包群211已經被推論為優先權等級121時，由於在相同的網路對談210中第一封包群211與第二封包群212具有相同的身份編號，因此處理器120執行封包流控制軟體模組111以識別出第二封包群212的身份編號並控制第一封包群211與第二封包群212均傳輸至處理器120，並由處理器120直接地執行封包排程軟體模組115而依據自適應優先權列表122傳輸各網路對談210之網路封包220(即第一封包群211與第二封包群212)至通訊設備100的出口埠102。另一方面，當各網路對談210之第一封包群211尚未被推論為任何優先權等級121時，處理器120執行封包流控制軟體模組111以控制各網路對談210之第一封包群211傳輸至處理器120，並依序執行網路對談推論步驟S04與自適應優先權列表建立步驟S06而建立自適應優先權列表122。
請一併參閱第1圖、第2圖、第4圖、第5圖、第6圖、第7圖、第8圖及第9圖，其中第7圖係繪示第4圖的自適應服務品質設置方法300之自適應優先權列表建立步驟S06的流程示意圖；第8圖係繪示本發明的複數網路對談210a、210b、210c、210d及其所對應的複數第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4及自適應優先權列表122的示意圖；以及第9圖係繪示本發明的複數第二優先等級標籤L1、L2、L3、L4及調整後優先權列表123的示意圖。如圖所示，自適應優先權列表建立步驟S06可包含標籤產生步驟S062。
標籤產生步驟S062係驅動分類軟體模組114依據多個網路對談210a、210b、210c、210d之多個優先權等級121a、121b、121c、121d產生對應一網路服務(例如乙太網路)之複數第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4，並排序第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4以建立自適應優先權列表122。舉例來說，前端設備810與前端設備820經由乙太網路(即網路200)傳輸共四個網路對談210a、210b、210c、210d至通訊設備100。通訊設備100藉由推論軟體模組112推論前述四個網路對談210a、210b、210c、210d的優先權等級121a、121b、121c、121d分別為等級1、等級2、等級3及等級4(即優先權等級121a、121b、121c、121d彼此互不相同)。於第8圖中，分類軟體模組114係將優先權等級121a、121b、121c、121d分別匹配至第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4。詳細地說，分類軟體模組114設定第一優先等級標籤P1匹配至屬於等級1(即網路語音式類型)的優先權等級121a；設定第一優先等級標籤P2匹配至屬於等級2(即網路串流式類型)的優先權等級121b；設定第一優先等級標籤P3匹配至屬於等級3(即網路基本式類型)的優先權等級121c；以及設定第一優先等級標籤P4匹配至屬於等級4(即網路下載式類型)的優先權等級121d。隨後，分類軟體模組114對第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4設定服務品質規則並排序第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4以產生自適應優先權列表122。在自適應優先權列表122中，封包傳輸的優先順序為第一優先等級標籤P1＞第一優先等級標籤P2＞第一優先等級標籤P3＞第一優先等級標籤P4。藉此，封包排程軟體模組115基於自適應優先權列表122中的第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4依序傳輸各網路對談210之網路封包220。
特別的是，自適應優先權列表建立步驟S06可更包含標籤映射步驟S064。標籤映射步驟S064係驅動分類軟體模組114依據儲存於記憶體110內的標籤映射表116映射第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4為對應另一網路服務之複數第二優先等級標籤L1、L2、L3、L4，並排序第二優先等級標籤L1、L2、L3、L4以調整自適應優先權列表122為調整後優先權列表123。請一併參閱第9圖與表六，其中表六表列本發明之標籤映射表116的多個網路服務所對應的其中二優先等級，且本發明不限於下列表六。
表六
| 網路服務 | |||||
| 乙太網路 | 網絡切片 | 虛擬區域網路 (ID/Priority) | 路由/轉發服務 | 無線網路(Wi-Fi) | |
| 優先等級 | 低 | 關鍵 | 100/1 | 路由WAN1 | WMM高 |
| 高 | 延遲 | 200/7 | 轉發 | WMM低 |
舉例來說，於第9圖中的第一優先等級標籤P1、P4分別對應於表六中的乙太網路之優先等級(高)與優先等級(低)。分類軟體模組114基於表六可將對應第一優先等級標籤P4的乙太網路之優先等級(低)映射為網絡切片之優先等級(關鍵)、虛擬區域網路之優先等級(100/1)、路由/轉發服務之路由WAN1、無線網路之優先等級(WMM高)之任一者，其中優先等級(關鍵)、優先等級(100/1)、路由WAN1及優先等級(無線多媒體，Wireless Multimedia；WMM)(WMM高)即為第二優先等級標籤L4，並依此類推不另贅述第一優先等級標籤P1、P2、P3以及第二優先等級標籤L1、L2、L3彼此間的映射關係。因此，分類軟體模組114依據標籤映射表116可將對應乙太網路的第一優先等級標籤P1、P2、P3、P4分別映射為對應另一網路服務之第二優先等級標籤L1、L2、L3、L4。藉此，當位於通訊設備100後端的網路700係訊號連接其他網路服務的後端設備900(例如5G手機、Wi-Fi路由器)時，本發明之通訊設備100仍然可排序第二優先等級標籤L1、L2、L3、L4而產生調整後優先權列表123，並根據調整後優先權列表123自適應地設定各網路對談210之服務品質。藉此，本發明的通訊設備100及其自適應服務品質設置方法300可透過機器學習演算法來推論多個網路對談210a、210b、210c、210d所屬之優先權等級121a、121b、121c、121d。接著，排序不同的優先權等級121a、121b、121c、121d而建立自適應優先權列表122，再依據自適應優先權列表122傳輸各網路對談210a、210b、210c、210d之網路封包220，進而避免因應用程式間之競爭所造成的服務降級，且減少網路封包220的延遲與丟失。此外，通訊設備100通過標籤映射表116可以根據後端設備900所使用的網路服務而自動地變更或設置自適應優先權列表122為調整後優先權列表123，進而於多種網路服務中實現不同優先級的排隊/出隊/轉發/路由之傳輸機制。
請一併參閱第1圖與第10圖，其中第10圖係繪示本發明的通訊設備100對封包特徵模組113進行更新的示意圖。如圖所示，通訊設備100訊號連接雲端服務器400，並從雲端服務器400接收更新後封包特徵模組410。處理器120透過更新後封包特徵模組410對儲存於記憶體110之封包特徵模組113進行更新。詳細地說，雲端服務器400可以不斷地從互聯網500彙集多台數據通訊設備600之複數網路對談610，並擷取各網路對談610中網路封包的封包特徵訊息611，以重複調整與修改儲存於雲端服務器400之本地數據庫內的更新後封包特徵模組410。藉此，本發明之通訊設備100通過與雲端服務器400的交互連接可以持續地對封包特徵模組113進行更新，進而提高推論軟體模組112在推論各網路對談210之優先權等級121時的準確度。
請參閱第11圖，其係繪示本發明之自適應服務品質設置方法300應用於另一通訊設備100a的示意圖。與前述第5圖中自適應服務品質設置方法300應用於通訊設備100不同的是，自適應服務品質設置方法300係驅動處理器120執行封包排程軟體模組115，且封包排程軟體模組115寫入自適應優先權列表122至硬體加速器130。此外，於第11圖的通訊設備100a中，當各網路對談210之第一封包群211已經被推論為優先權等級121時，由於在相同的網路對談210中第一封包群211與第二封包群212具有相同的身份編號，因此處理器120執行封包流控制軟體模組111以識別出第二封包群212的身份編號並控制第一封包群211與第二封包群212均傳輸至處理器120，並由處理器120執行封包排程軟體模組115而傳輸第一封包群211與第二封包群212傳輸至硬體加速器130。硬體加速器130直接地依據自適應優先權列表122傳輸網路封包220(即第一封包群211與第二封包群212)至出口埠102，然後由出口埠102傳輸各網路對談210之網路封包220至網路700，藉以設置此些網路對談210之服務品質。另一方面，當各網路對談210之第一封包群211尚未被推論為任何優先權等級121時，處理器120執行封包流控制軟體模組111以控制各網路對談210之第一封包群211傳輸至處理器120，並依序執行網路對談推論步驟S04與自適應優先權列表建立步驟S06而建立自適應優先權列表122。
請參閱第12圖，其係繪示本發明之自適應服務品質設置方法300應用於又一通訊設備100b的示意圖。與前述第5圖中自適應服務品質設置方法300應用於通訊設備100不同的是，通訊設備100b具有一網路傳輸介面埠103，其可視為一種出入口埠並用以接收多個網路對談210和發送前述的網路對談210之網路封包220。自適應服務品質設置方法300的網路封包接收步驟S02係驅動通訊設備100b的網路傳輸介面埠103從網路200接收由前端設備810與前端設備820所傳輸的複數網路對談210。另外，自適應服務品質設置方法300的網路封包傳輸步驟S08係驅動通訊設備100b的處理器120執行封包排程軟體模組115，且封包排程軟體模組115依據自適應優先權列表122傳輸各網路對談210之網路封包220至網路傳輸介面埠103，然後由網路傳輸介面埠103傳輸各網路對談210之網路封包220至另一網路700，藉以設置此些網路對談210之服務品質。
由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，透過機器學習演算法來推論各網路對談所屬之優先權等級，且基於自適應優先權列表而可自適應地設定多個網路對談之服務品質。其二，通過標籤映射表可以根據不同的網路服務而自動地變更或設置自適應優先權列表為調整後優先權列表，因此於多種網路服務中能實現不同優先級的排隊/出隊/轉發/路由之傳輸機制。其三，利用與雲端服務器的交互連接可以持續地對封包特徵模組進行更新，以提高判定優先權等級時的準確度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,100a,100b:通訊設備
101:入口埠
102:出口埠
103:網路傳輸介面埠
110:記憶體
111:封包流控制軟體模組
112:推論軟體模組
113:封包特徵模組
114:分類軟體模組
115:封包排程軟體模組
116:標籤映射表
117:應用類型對照表
120:處理器
121,121a,121b,121c,121d:優先權等級
122:自適應優先權列表
123:調整後優先權列表
130:硬體加速器
200,700:網路
210,210a,210b,210c,210d,610:網路對談
211:第一封包群
212:第二封包群
220:網路封包
300:自適應服務品質設置方法
400:雲端服務器
410:更新後封包特徵模組
500:互聯網
600:數據通訊設備
611:封包特徵訊息
810,820:前端設備
900:後端設備
S02:網路封包接收步驟
S04:網路對談推論步驟
S042:表頭擷取步驟
S044:身份編號產生步驟
S046:優先權等級判定步驟
S06:自適應優先權列表建立步驟
S062:標籤產生步驟
S064:標籤映射步驟
S08:網路封包傳輸步驟
P1,P2,P3,P4:第一優先等級標籤
L1,L2,L3,L4:第二優先等級標籤
第1圖係繪示依照本發明之第一實施例之通訊設備從網路接收複數網路對談的示意圖；
第2圖係繪示第1圖的網路對談的示意圖；
第3圖係繪示依照本發明之第二實施例之通訊設備從網路接收複數網路對談的示意圖；
第4圖係繪示依照本發明之第三實施例之自適應服務品質設置方法的流程示意圖；
第5圖係繪示本發明之自適應服務品質設置方法應用於通訊設備的示意圖；
第6圖係繪示第4圖的自適應服務品質設置方法之網路對談推論步驟的流程示意圖；
第7圖係繪示第4圖的自適應服務品質設置方法之自適應優先權列表建立步驟的流程示意圖；
第8圖係繪示本發明的複數網路對談及其所對應的複數第一優先等級標籤及自適應優先權列表的示意圖；
第9圖係繪示本發明的複數第二優先等級標籤及調整後優先權列表的示意圖；
第10圖係繪示本發明的通訊設備對封包特徵模組進行更新的示意圖；
第11圖係繪示本發明之自適應服務品質設置方法應用於另一通訊設備的示意圖；以及
第12圖係繪示本發明之自適應服務品質設置方法應用於又一通訊設備的示意圖。
100:通訊設備
101:入口埠
102:出口埠
111:封包流控制軟體模組
112:推論軟體模組
113:封包特徵模組
114:分類軟體模組
115:封包排程軟體模組
120:處理器
121:優先權等級
122:自適應優先權列表
200,700:網路
210:網路對談
211:第一封包群
212:第二封包群
220:網路封包
810,820:前端設備
900:後端設備
Claims (21)
- 一種通訊設備，連接一網路並用以自適應設置從該網路接收的複數網路對談之一服務品質，且該通訊設備包含：一記憶體，儲存一推論軟體模組、一分類軟體模組及一封包特徵模組；以及一處理器，連接該記憶體，且該處理器經配置以實施包含以下步驟之操作：一網路對談推論步驟，係執行該推論軟體模組，該推論軟體模組依據一機器學習演算法處理各該網路對談之至少一網路封包與該封包特徵模組以推論各該網路對談所屬之一優先權等級；及一自適應優先權列表建立步驟，係執行該分類軟體模組，該分類軟體模組依據該些網路對談所對應之複數該優先權等級建立一自適應優先權列表；其中，該通訊設備依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之複數該網路封包至該網路，藉以設置該些網路對談之該服務品質；其中，該推論軟體模組依據一應用類型對照表查找各該網路對談之該優先權等級所對應之一應用類型，該處理器接收一使用者指令並依據該使用者指令變更該應用類型對照表，該分類軟體模組依據該應用類型對照表調整或替換該自適應優先權列表。
- 如請求項1所述之通訊設備，其中該記憶體更儲存一封包排程軟體模組，該處理器執行該封包排程軟體模組，該封包排程軟體模組依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該些網路封包。
- 如請求項1所述之通訊設備，其中該記憶體更儲存一封包流控制軟體模組，各該網路對談之該些網路封包分群成一第一封包群與一第二封包群，該處理器執行該封包流控制軟體模組，該封包流控制軟體模組確認該第一封包群是否已經被推論為其中一該優先權等級；其中，當該第一封包群已經被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群與該第二封包群傳輸至該處理器，該處理器依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該第一封包群與該第二封包群至該網路；其中，當該第一封包群尚未被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群傳輸至該處理器，並依序執行該網路對談推論步驟與該自適應優先權列表建立步驟。
- 如請求項2所述之通訊設備，其中該通訊設備更包含：一硬體加速器，連接該處理器；其中，該封包排程軟體模組寫入該自適應優先權列表至 該硬體加速器，該硬體加速器依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該些網路封包。
- 如請求項4所述之通訊設備，其中該記憶體更儲存一封包流控制軟體模組，各該網路對談之該些網路封包分群成一第一封包群與一第二封包群，該處理器執行該封包流控制軟體模組，該封包流控制軟體模組確認該第一封包群是否已經被推論為其中一該優先權等級；其中，當該第一封包群已經被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群與該第二封包群傳輸至該處理器，並由該處理器執行該封包排程軟體模組而傳輸該第一封包群與該第二封包群傳輸至該硬體加速器，該硬體加速器依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該第一封包群與該第二封包群；其中，當該第一封包群尚未被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群傳輸至該處理器，並依序執行該網路對談推論步驟與該自適應優先權列表建立步驟。
- 如請求項1所述之通訊設備，其中該網路對談推論步驟包含：一表頭擷取步驟，係驅動該推論軟體模組從各該網路對談之至少一該網路封包擷取出一表頭，其中該表頭包含一對談身份訊息及一封包特徵訊息； 一身份編號產生步驟，係驅動該推論軟體模組依據該些網路對談之複數該對談身份訊息產生對應各該網路對談之一身份編號；及一優先權等級判定步驟，係驅動該推論軟體模組依據該機器學習演算法比對該些網路對談之複數該封包特徵訊息與該封包特徵模組以判定各該網路對談之該優先權等級。
- 如請求項6所述之通訊設備，其中該封包特徵訊息包含一封包長度資訊或一封包時間資訊。
- 如請求項1所述之通訊設備，其中該自適應優先權列表建立步驟包含：一標籤產生步驟，係驅動該分類軟體模組依據該些網路對談之該些優先權等級產生對應一網路服務之複數第一優先等級標籤，並排序該些第一優先等級標籤以建立該自適應優先權列表。
- 如請求項8所述之通訊設備，其中該記憶體更儲存一標籤映射表，且該自適應優先權列表建立步驟更包含：一標籤映射步驟，係驅動該分類軟體模組依據該標籤映射表映射該些第一優先等級標籤為對應另一網路服務之複數第二優先等級標籤，並排序該些第二優先等級標籤以調整該自適應優先權列表。
- 如請求項1所述之通訊設備，其中該通訊設備訊號連接一雲端服務器，並從該雲端服務器接收一更新後封包特徵模組，該處理器透過該更新後封包特徵模組對儲存於該記憶體之該封包特徵模組進行更新。
- 一種通訊設備，連接一網路並用以自適應設置從該網路接收的複數網路對談之一服務品質，且該通訊設備包含：一記憶體，儲存一推論軟體模組、一分類軟體模組及一封包特徵模組；以及一處理器，連接該記憶體，且該處理器經配置以實施包含以下步驟之操作：一網路對談推論步驟，係執行該推論軟體模組，該推論軟體模組依據一機器學習演算法將各該網路對談之至少一網路封包之至少一封包特徵訊息與該封包特徵模組之複數封包特徵對照表進行比對，以推論各該網路對談所屬之一優先權等級；及一自適應優先權列表建立步驟，係執行該分類軟體模組，該分類軟體模組依據該些網路對談所對應之複數該優先權等級建立一自適應優先權列表；其中，該通訊設備依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之複數該網路封包至該網路，藉以設置該些網路對談之該服務品質。
- 一種自適應服務品質設置方法，用以自適應設置從一網路接收的複數網路對談之一服務品質，且該自適應服務品質設置方法包含以下步驟：一網路封包接收步驟，係驅動一通訊設備從該網路接收各該網路對談之複數網路封包，其中該通訊設備包含一處理器與一記憶體，該記憶體儲存一推論軟體模組、一分類軟體模組及一封包特徵模組；一網路對談推論步驟，係驅動該處理器執行該推論軟體模組，該推論軟體模組依據一機器學習演算法處理各該網路對談之至少一該網路封包與該封包特徵模組以推論各該網路對談所屬之一優先權等級；一自適應優先權列表建立步驟，係驅動該處理器執行該分類軟體模組，該分類軟體模組依據該些網路對談所對應之複數該優先權等級建立一自適應優先權列表；以及一網路封包傳輸步驟，係驅動該通訊設備依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該些網路封包至該網路，藉以設置該些網路對談之該服務品質；其中，該推論軟體模組依據一應用類型對照表查找各該網路對談之該優先權等級所對應之一應用類型，該處理器接收一使用者指令並依據該使用者指令變更該應用類型對照表，該分類軟體模組依據該應用類型對照表調整或替換該自適應優先權列表。
- 如請求項12所述之自適應服務品質設置方 法，其中該記憶體更儲存一封包排程軟體模組，且該網路封包傳輸步驟包含：驅動該處理器執行該封包排程軟體模組，該封包排程軟體模組依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該些網路封包。
- 如請求項12所述之自適應服務品質設置方法，其中該記憶體更儲存一封包流控制軟體模組，各該網路對談之該些網路封包分群成一第一封包群與一第二封包群，該處理器執行該封包流控制軟體模組，該封包流控制軟體模組確認該第一封包群是否已經被推論為其中一該優先權等級；其中，當該第一封包群已經被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群與該第二封包群傳輸至該處理器，該處理器依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該第一封包群與該第二封包群至該網路；其中，當該第一封包群尚未被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群傳輸至該處理器，並依序執行該網路對談推論步驟與該自適應優先權列表建立步驟。
- 如請求項13所述之自適應服務品質設置方法，其中該通訊設備更包含一硬體加速器，該封包排程軟 體模組寫入該自適應優先權列表至該硬體加速器，且該網路封包傳輸步驟包含：驅動該硬體加速器依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該些網路封包。
- 如請求項15所述之自適應服務品質設置方法，其中該記憶體更儲存一封包流控制軟體模組，各該網路對談之該些網路封包分群成一第一封包群與一第二封包群，且該網路封包接收步驟包含：驅動該處理器執行該封包流控制軟體模組，該封包流控制軟體模組確認該第一封包群是否已經被推論為其中一該優先權等級；其中，當該第一封包群已經被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群與該第二封包群傳輸至該處理器，並由該處理器執行該封包排程軟體模組而傳輸該第一封包群與該第二封包群傳輸至該硬體加速器，該硬體加速器依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該第一封包群與該第二封包群；其中，當該第一封包群尚未被推論為該其中一優先權等級時，該封包流控制軟體模組控制該第一封包群傳輸至該處理器，並依序執行該網路對談推論步驟與該自適應優先權列表建立步驟。
- 如請求項12所述之自適應服務品質設置方 法，其中該網路對談推論步驟包含：一表頭擷取步驟，係驅動該推論軟體模組從各該網路對談之至少一該網路封包擷取出一表頭，其中該表頭包含一對談身份訊息及一封包特徵訊息；一身份編號產生步驟，係驅動該推論軟體模組依據該些網路對談之複數該對談身份訊息產生對應各該網路對談之一身份編號；及一優先權等級判定步驟，係驅動該推論軟體模組依據該機器學習演算法比對該些網路對談之複數該封包特徵訊息與該封包特徵模組以判定各該網路對談之該優先權等級。
- 如請求項17所述之自適應服務品質設置方法，其中該封包特徵訊息包含一封包長度資訊或一封包時間資訊。
- 如請求項12所述之自適應服務品質設置方法，其中該自適應優先權列表建立步驟包含：一標籤產生步驟，係驅動該分類軟體模組依據該些網路對談之該些優先權等級產生對應一網路服務之複數第一優先等級標籤，並排序該些第一優先等級標籤以建立該自適應優先權列表。
- 如請求項19所述之自適應服務品質設置方法，其中該記憶體更儲存一標籤映射表，且該自適應優先 權列表建立步驟更包含：一標籤映射步驟，係驅動該分類軟體模組依據該標籤映射表映射該些第一優先等級標籤為對應另一網路服務之複數第二優先等級標籤，並排序該些第二優先等級標籤以調整該自適應優先權列表。
- 一種自適應服務品質設置方法，用以自適應設置從一網路接收的複數網路對談之一服務品質，且該自適應服務品質設置方法包含以下步驟：一網路封包接收步驟，係驅動一通訊設備從該網路接收各該網路對談之複數網路封包，其中該通訊設備包含一處理器與一記憶體，該記憶體儲存一推論軟體模組、一分類軟體模組及一封包特徵模組；一網路對談推論步驟，係驅動該處理器執行該推論軟體模組，該推論軟體模組依據一機器學習演算法將各該網路對談之至少一該網路封包之至少一封包特徵訊息與該封包特徵模組之複數封包特徵對照表進行比對，以推論各該網路對談所屬之一優先權等級；一自適應優先權列表建立步驟，係驅動該處理器執行該分類軟體模組，該分類軟體模組依據該些網路對談所對應之複數該優先權等級建立一自適應優先權列表；以及一網路封包傳輸步驟，係驅動該通訊設備依據該自適應優先權列表傳輸各該網路對談之該些網路封包至該網路，藉以設置該些網路對談之該服務品質。
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