[发明专利]数据网中带宽管理的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于改进数据网中批量资源(bulk resources)的预留的设备和方法。本发明尤其涉及用于控制与批量资源的预留相关的消息的信令速率的设备和方法。

背景技术

当前网络趋势是提供″自始至终的网际协议(IP)″给基于IP的数据网中的有线和无线单元。目标包括简化基础设施、支持各类应用，以及满足不同用户对通信服务的需要。满足这些目标需要规模可变的和可靠的解决方案，需要其在IP网络内提供服务差别以及动态带宽管理服务。

IP来自于被设计成常规通信解决方案的开始。IP技术现在被认为是便宜的，并且适合于支持常规数据应用和延迟敏感的实时数据应用。为提供期望的实时应用服务，利用逻辑上(以及物理上)独立的IP网络。

每个IP网络仅服务于具有完全可预测带宽要求的敏感应用(例如IP电话)的子集。通过限制应用的范围，可预测总带宽要求。这允许网络利用与被用于垂直优化网络相同的业务模型来确定规模。无需IP技术中的动态服务配置的支持，就获得便宜IP设备的好处。

网络运营商现在的目标在于削减维护若干并行网络的开销费用。一个当前趋势是通过在相同逻辑IP网络(即下一代多业务网络)中利用各种网络服务要求运行各种应用，简化基础设施。这意味着IP网络中的应用异构在增加。

在研究和标准化组织中，服务质量(QoS)支持的开发已经从提供解决因特网的信号化解决方案(在某种程度上类似于垂直网络中使用的解决方案)发展到现在的认为更多无状态解决方案是有用的。

在路由器中利用逐传输流QoS管理的解决方案的规模可变性问题产生了由IETF定义的差别服务的体系结构。这些体系结构的目标是在路由器中无需逐传输流状态而提供规模可变的QoS支持。基本构思在于IP分组标题包括用于识别分组应当由路由器提供的处理(每跳行为)的小标签(被称为DiffServ字段)。因此，核心路由器配有少数转发等级和被用于将分组映射到这些等级中的标签。体系结构在网络的边界上依赖于分组标记器和监管功能以保证提供期望的服务。

差别服务的一个优点是模型保存了使因特网成功的有利特性；其支持各种互连物理网络上的规模可变和无状态转发。然而，标准模型局限于路由器中的差别转发，因此挑战在于给终端用户提供可预测服务。

通过仅依赖于路由器中的DiffServ支持，以及半静态准入控制和服务配置的带宽管理机制可提供定性服务(比尽力而为的服务相对更好，但是取决于业务被发送到何处，以及取决于当时由其它导致的负载)。

为提供定量(最小期望)服务，资源必须被带宽管理机制动态管理，并且包括动态准入控制以确保网络中有足够的资源来提供承诺的服务。

执行动态准入控制的实体在该说明书中被称作带宽管理器(BM)。BM实体适合于跟踪可用网络资源，以及对来自客户端的输入资源预留请求执行准入控制。带宽管理器实体的客户端通常是模拟常规电话服务的呼叫服务器，并且是提供诸如视频点播、电视电话和游戏的服务的各种宽带应用框架。这些客户端通常被称作应用框架(AF)，而术语AF也被用于该说明书中来表示BM的客户端。

从应用框架到BM的预留请求通常包括所需的带宽量、期望的转发质量的描述，以及IP地址形式的目标数据流的端点标识符。此类请求还可以包括诸如预留的开始和停止时间的附加参数。

为执行准入控制，BM实体存储先前承认的资源预留的历史。BM实体基于可用资源的总量、通过先前预留而当前预留的数量，以及新资源请求中所请求的资源的数量，决定准许新资源请求。

BM实体应当在接入域和核心域两者中提供准确资源控制。准确的资源控制需要BM实体在网络中的各个冲突点处控制资源。网络中的冲突点是那些多数据流在该处共享转发容量的点。实例包括输出网络接口、MPLS网络中的隧道头部(tunnel heads)，以及ATM网中的VC/CP入口。