[发明专利]用于提供基于代理的服务质量的系统和方法

说明书

本申请为申请号为200880015831.9、申请日为2008年3月11日、发明名称为“用于提供基于代理的服务质量的系统和方法”的申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2007年3月12日提交的美国专利申请11/685,168名称为Systems and Methods for Providing Proxy Based Quality of Service的优先权，其内容通过引用全部包含于此。

技术领域

本发明总的涉及数据通信网络。更具体地，本发明涉及用于通过一个或者多个连接的代理来动态控制带宽的系统和方法。

背景技术

在建网过程中，服务质量(QoS)系统可以被用来指定竞争分组流的优先级。在一些情况中，这些流可以是发送器和接收器之间的简单连接。在其他情况中，这些流可以是传递通过一个或者多个代理的发送器和接收器之间的连接，该代理的一些或者全部对于发送器和接收器可以是透明的。标准的QoS信令机制，如TOS(“服务类型”，RFC 1394)和之后的DSCP(“差分服务代码点”，RFC 2474，RFC 2475)位，存在于IP首部中。然而，这些不能以一致的方式布置在网络上，并且它们的存在或者特性是不可依赖的，除非当同一管理员控制整个网络时。当数据经过由第三方拥有的网络时，其可以是广域网(并且特别是因特网)中的情况，在一些情况中，仅可以呈现出最基本的IP功能性，并且瓶颈网关将忽略分组中的任意QoS位。

QoS通常在带宽瓶颈处实现。这些瓶颈有时发生在网络速度的由快至慢的转变处，例如在桥接LAN和WAN的装置处。如果在装置处存在来自不同流的分组的积压，该装置可以使用QoS做出关于哪个流应该具有下一个被发送的分组的决策。在传统的QoS中，假如其它环境(诸如过多丢失)不禁止连接实现其公平带宽共享，则调整连接之间的带宽可以使用公平排队实现。在公平排队的一些实现方案中，每个连接具有其自己的队列。当排队的总数变得过多时，就会从具有最长队列的连接丢失分组。由于公平排队(其基于循环来输出分组)的性质，具有最长队列的连接是超过最大裕度的其公平带宽共享的连接。从进行得太快的连接丢掉分组而不是随机的丢掉分组，这可以降低连接之间的不公平。不能使用它们的公平带宽共享的连接永远不可以作为目标，而连续超过公平带宽共享的那些连接可预见到更高的丢失率。

然而，该QoS方法可以依赖于具有多个流中的分组的积压，这也许不适合用在出于其他考虑而试图最小化积压的情况中。这些QoS机制还不能应用到包括单个流的情况中。因此，需要一种系统和方法允许在存在分组的很小积压或者没有积压的情况中以及关于单个流的情况中实现QoS。这些系统和方法甚至应该应用到其中流经过网络的部分在第三方控制下的的情况。

许多网络业务量使用传输控制协议(TCP)协议，其是IP顶部上的基于连接的层。TCP使用在检测到分组的耗损时降低发送率并且在没有这种耗损时提高发送率的机制。传统的实现(诸如TCP Reno)可以使用网络上的一个来回行程的取样时间(RTT，发送一个分组并且接收来自接收单元的其到达的确认之间的时间)。在没有丢失分组的来回行程中，所传递的数据的数量(拥塞窗)可以增加一个完整尺寸的分组。扩大拥塞窗可以增加连接带宽、网络排队、分组丢失率或者这些的一些组合，这取决于网络状态。实现TCP中拥塞控制的替代方法是使用来回行程时间作为基本控制信号。这通过TCP Vegas和FAST TCP来使用。例如，在FASTTCP中，在这些实现方案中，可以基于最快或者平均来回行程时间与最近的分组来回行程时间的比较来增加或者降低拥塞窗。

使用随机丢失来控制连接速度会导致连接之间带宽分配的不公平。假设两个连接，一个仅因为其不凑巧可以接收较少的带宽，其通过具有内部较高丢失率的链路(诸如无线网络)来传递，或者其由于具有比其伙伴更长的路径长度(并且因此具有更长的来回行程时间)而可以接收较少的带宽。由于连接在每个来回行程增速一次，所以具有短行程的连接的斜升率要比具有长行程的更陡峭。此外，TCP关于响应于网络事件的连接带宽的下降和斜升中的连接优先级没有区别。因此，需要一种系统和方法可以补偿基于随机丢失来分配带宽的潜在的不公平，并且允许QoS优先级被考虑到对于分组丢失和其他拥塞事件的响应中。

发明内容