專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組交換網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及分組交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸時分復用業(yè)務(wù)時根據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的時分復用(TDM)電路交換業(yè)務(wù)具有傳輸延遲小、實時響應(yīng)能力高等特點，適于傳輸語音、視頻等實時性業(yè)務(wù)，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中具有極為重要的作用和極大市場份額。但是TDM交換業(yè)務(wù)采用信道獨享，所以資源利用率低。如果能將TDM業(yè)務(wù)通過分組交換網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，則可在很大程度上提高線路利用率，降低傳輸成本。
在異步的分組交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸同步或準同步的TDM電路仿真業(yè)務(wù)，需要解決兩個主要問題一是如何解決發(fā)送端與接收端的時鐘同步，即時鐘恢復問題；二是如何盡可能地減小延時，更好地保證業(yè)務(wù)特性。
影響時鐘恢復精度的主要原因是分組交換網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)分組的分組時延。所謂分組時延是指數(shù)據(jù)分組從發(fā)送端傳到接收端所需的時間。分組時延包括以下幾方面的內(nèi)容發(fā)送端封裝的等待時延；信號線路傳輸時延；由于網(wǎng)路擁塞等原因造成的時延抖動。
目前，消除時延抖動的主要方法是通過在接收端設(shè)置一定大小的抖動緩沖區(qū)，以犧牲時延特性來減小抖動，換取恢復時鐘精度的提升。為了便于處理，現(xiàn)有的解決方案是將TDM流中的字節(jié)封裝在固定長度的數(shù)據(jù)分組中，而一個數(shù)據(jù)分組中封裝的TDM字節(jié)數(shù)由用戶根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)狀況決定。
當網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率較低和用戶要求TDM業(yè)務(wù)有較小的延時時，可以將數(shù)據(jù)分組長度設(shè)置為盡可能小，這樣就不會因為封裝時需要等待更多的TDM幀而造成時延的增大。相反，如果用戶對業(yè)務(wù)實時性無嚴格要求或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好，則可將封裝TDM流的數(shù)據(jù)分組長度設(shè)置得大一些以節(jié)省帶寬資源。
但是上述方法對用戶而言，不僅操作起來較為復雜，而且由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和流量特征是隨著用戶的需求和發(fā)展而不斷變化的，用戶不可能實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實際流量和結(jié)構(gòu)的變化對分組長度做出必要的調(diào)整，因而這種方法可操作性不強，不能更好地為TDM仿真業(yè)務(wù)提供質(zhì)量保證。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既便于操作又能動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法，從而更好地為時分復用業(yè)務(wù)提供質(zhì)量保證。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法，其特征在于包括以下步驟源端向目的端發(fā)送含有時間戳信息的時間戳分組；目的端收到所述時間戳分組后，判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度；如果需要改變數(shù)據(jù)分組長度，則所述目的端計算新的數(shù)據(jù)分組長度，并向所述源端發(fā)送請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組；所述源端根據(jù)所述請求分組的內(nèi)容，對數(shù)據(jù)分組長度做相應(yīng)處理，并向所述目的端發(fā)送響應(yīng)分組。
本發(fā)明的方法還包括一個步驟所述目的端根據(jù)所述響應(yīng)分組的內(nèi)容，對數(shù)據(jù)分組長度做相應(yīng)處理。
根據(jù)本發(fā)明的方法，可以動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的變化，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度，使數(shù)據(jù)分組長度根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實時流量狀況和用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求，作動態(tài)改變，從而最大限度地減小網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量變化對用戶TDM業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響。另外，本發(fā)明的方法更加有效地利用了網(wǎng)絡(luò)帶寬。
結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法的示意流程圖；圖2是圖1所示方法在信令數(shù)據(jù)分組丟失情況下的示意流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法在接收端的示意流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施方式
。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法的示意流程圖。圖1中左側(cè)所示的處理過程是在源端(發(fā)送端)執(zhí)行的，右側(cè)所示的處理過程是在目的端(接收端)執(zhí)行的。圖1所示的流程圖實際上是源端與目的端之間，為了實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的目的，而進行的信令信息交互過程。
首先，對包括源端和目的端的分組交換網(wǎng)絡(luò)進行初始化，設(shè)置業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求q及相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。分組交換網(wǎng)絡(luò)的初始化過程與本發(fā)明的實質(zhì)無關(guān)，并且是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的。
在分組交換網(wǎng)絡(luò)初始化之后，源端定期發(fā)送時間戳分組。即在步驟101，源端采用帶內(nèi)或帶外的方式以頻率f定時向目的端發(fā)送含有時間戳信息的時間戳分組T。
目的端收到包含有時間戳信息的時間戳分組T后，在步驟102，利用包含在時間戳分組T中的時間戳信息，并且利用時間戳分組T到達時刻對應(yīng)的時間戳，計算時間戳分組T的傳輸時延t、時延抖動d。
然后，目的端在步驟103根據(jù)傳輸時延t、時延抖動d、原數(shù)據(jù)分組長度l和業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求q，應(yīng)用控制策略f1(l，t，d，q)，判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度。
傳輸時延t和時延抖動d屬于高頻變化參量，不能因為某一次數(shù)據(jù)傳輸過程中的傳輸時延或時延抖動的變化較大，就改變數(shù)據(jù)分組長度。相反，應(yīng)該以某一預(yù)定時間段內(nèi)的平均傳輸時延、平均時延抖動作為參考，結(jié)合其他參數(shù)，決定是否改變數(shù)據(jù)分組長度。否則，可能造成數(shù)據(jù)分組長度頻繁改變，以致影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
步驟103中的判斷有兩種結(jié)果。
第一種判斷結(jié)果是不改變數(shù)據(jù)分組長度。這種情況下，不向源端發(fā)送任何信息，返回到步驟102之前的狀態(tài)，目的端等待從源湍接收新的數(shù)據(jù)分組。
第二種判斷結(jié)果是改變數(shù)據(jù)分組長度。這種情況下，處理過程進行到步驟104。
在步驟104，即在決定改變數(shù)據(jù)分組長度的情況下，目的端確定數(shù)據(jù)分組的最佳長度lnew，然后進行到步驟105。
在步驟105，將新的數(shù)據(jù)分組長度包含在請求改變分組長度的數(shù)據(jù)分組Req內(nèi)，然后將數(shù)據(jù)分組Req發(fā)送給源端，并等待源端的應(yīng)答。
在步驟106，當源端收到目的端發(fā)來的請求改變分組長度的數(shù)據(jù)分組Req后，應(yīng)用本地規(guī)則g(l，lnew)，判斷是否接受改變分組長度的請求。這種判斷有兩種結(jié)果。
第一種判斷結(jié)果是拒絕改變分組長度的請求。在這種情況下，在步驟107，源端向目的端發(fā)送拒絕請求的響應(yīng)分組Ack。
第二種判斷結(jié)果是接受改變分組長度的請求。在這種情況下，在步驟107，源端向目的端發(fā)送接受請求的響應(yīng)分組Ack，并且從該時刻起第一預(yù)定時間間隔t1之后，執(zhí)行步驟109。之所以等待第一預(yù)定時間間隔t1后才執(zhí)行步驟109，是為了保證目的端有足夠的時間接收響應(yīng)分組Ack并根據(jù)響應(yīng)分組Ack的內(nèi)容做相應(yīng)處理。例如，為接收按新的分組長度封裝的數(shù)據(jù)分組做好準備。
如果步驟106中決定接受改變分組長度的請求，則在步驟109，源端開始發(fā)送以新的分組長度lnew封裝的數(shù)據(jù)分組。在所發(fā)送的數(shù)據(jù)分組中，分組長度改變標志位被置位。
另一方面，在步驟108，目的端收到發(fā)送端返回的響應(yīng)分組后，根據(jù)響應(yīng)分組內(nèi)容做相應(yīng)處理，如將數(shù)據(jù)分組長度設(shè)定為新長度或使其保持不變。具體地說，如果收到源端接受請求的響應(yīng)，則目的端確認本地接收數(shù)據(jù)分組的分組長度將從收到第一個分組長度改變標志位被置位的數(shù)據(jù)分組(即步驟109發(fā)送的數(shù)據(jù)分組)時刻起設(shè)定為新的數(shù)據(jù)分組長度lnew。如果收到源端拒絕請求的響應(yīng)，則目的端確認仍將本地接收數(shù)據(jù)分組的分組長度保持為原數(shù)據(jù)分組長度l不變。
在與步驟109對應(yīng)的步驟110，目的端接收到分組長度改變標志位被置位的、以新數(shù)據(jù)分組長度lnew封裝的數(shù)據(jù)分組，然后將本地合法接收數(shù)據(jù)分組時使用的數(shù)據(jù)分組長度設(shè)置為新數(shù)據(jù)分組長度lnew。
圖2是圖1所示方法在信令數(shù)據(jù)分組丟失情況下的示意流程圖。圖2中的步驟與圖1中的步驟大致相同，所不同的是在圖2中考慮了信令數(shù)據(jù)分組丟失的情況。例如，在步驟105中發(fā)送了請求改變分組長度的請求分組Req之后，請求分組Req有可能丟失，如圖2中所示。另外，在步驟107中由源端發(fā)送響應(yīng)分組Ack后，響應(yīng)分組Ack也有可能丟失，如圖2中所示。在這兩種情況下，都使得目的端在發(fā)送了請求改變分組長度的請求分組Req之后得不到響應(yīng)，從而達不到動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的目的。
為此，在步驟105之后，所述目的端對第二預(yù)定時間間隔t2進行監(jiān)視。如果在第二預(yù)定時間間隔t2內(nèi)沒有收到任何響應(yīng)分組Ack，則在步驟1052重新發(fā)送請求改變分組長度的請求分組Req。
源端在第一次收到請求分組Req后，從步驟106開始處理。源端第一次收到的請求分組Req可能是目的端在步驟105發(fā)送的請求分組Req，也可能是目的端在步驟1052重新發(fā)送的請求分組Req。本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員容易理解到，重新發(fā)送請求分組Req的步驟可以不限于一次。
步驟106與107的處理與圖1中相同。
如果在第一預(yù)定時間間隔t1內(nèi)，源端再次收到來自目的端的請求分組Req(這種情況表明響應(yīng)分組Ack丟失，且目的端已執(zhí)行步驟1052)，則源端在步驟1072重新發(fā)送響應(yīng)分組Ack。本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員容易理解到，重新發(fā)送響應(yīng)分組Ack的步驟可以不限于一次。
之后的步驟108、109、110與圖1中相同。
圖2中要求，第一預(yù)定時間間隔t1大于第二預(yù)定時間間隔t2。這一要求既保證了目的端有足夠的時間接收響應(yīng)分組Ack并根據(jù)響應(yīng)分組Ack的內(nèi)容做相應(yīng)處理(例如，為接收按新的分組長度封裝的數(shù)據(jù)分組做好準備)，又保證了源端在收到目的端因響應(yīng)分組Ack丟失而重新發(fā)送的請求分組Req之前不會改變數(shù)據(jù)分組的長度。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法在接收端的示意流程圖。如圖3所示，在步驟301，處理過程開始。在步驟302，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，包括業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求q和其他參數(shù)。然后在步驟303判斷是否收到含有時間戳信息的時間戳分組T。如果步驟303的判斷結(jié)果是“是”，則處理過程進行到步驟304；否則，在步驟303等待，直到收到含有時間戳信息的時間戳分組T。
在步驟304，計算時間戳分組T的傳輸時延t、時延抖動d。該步驟也可以包括計算預(yù)定時間段內(nèi)收到的時間戳分組的平均傳輸時延和平均時延抖動。
在步驟305，根據(jù)控制策略f1(l，t，d，q)，判斷是否改變數(shù)據(jù)分組的長度。判斷標準與圖1中相同。如果步驟305的判斷結(jié)果是“否”，則處理過程返回步驟303，等待接收下一個含有時間戳信息的時間戳分組T；否則處理過程進行到步驟306。
在步驟306，根據(jù)上述控制策略，計算新的數(shù)據(jù)分組長度lnew。
在步驟307，向源端發(fā)送含有新的數(shù)據(jù)分組長度lnew的請求分組Req。
在步驟308，判斷是否收到響應(yīng)分組Ack。如果步驟308的判斷結(jié)果是“是”，則處理過程進行到步驟310；否則，進行到步驟309。
在步驟309，判斷是否超過預(yù)定時間段，比如圖2所示的第二預(yù)定時間間隔t2。如果步驟309的判斷結(jié)果是“是”，則處理過程返回到步驟307；否則返回到步驟308。
在步驟310，根據(jù)響應(yīng)分組Ack的內(nèi)容，目的端判斷源端是否接受請求，若判斷結(jié)果為“否”，源端拒絕了請求，則處理過程進行到311；否則進行到步驟312。
在步驟311，目的端使數(shù)據(jù)分組長度保持不變，之后返回步驟303。
在步驟312，目的端將數(shù)據(jù)分組長度改變?yōu)閘new，或者確認本地接收數(shù)據(jù)分組的分組長度將從收到第一個分組長度改變標志位被置位的數(shù)據(jù)分組時刻起設(shè)定為新的數(shù)據(jù)分組長度lnew。之后，處理過程返回到步驟303。
圖3所示的流程，尤其是步驟307至309，有效地處理了如圖2所示的信令數(shù)據(jù)分組(即請求分組Req或響應(yīng)分組Ack)丟失的情況。
與圖3所示的流程相應(yīng)地，在源端執(zhí)行相對比較簡單的處理過程，即先執(zhí)行圖1所示的步驟101，并等待。如果收到請求改變分組長度的請求分組Req，則執(zhí)行圖1中的步驟106和107，以及在步驟106中決定接受改變分組長度的請求的情況下，在第一預(yù)定時間間隔t1后執(zhí)行步驟109。步驟101是以頻率f周期性地執(zhí)行的。而步驟106和107的執(zhí)行取決于目的端的請求、請求分組Req是否丟失、響應(yīng)分組Ack是否丟失、是否超時等許多因素。在第一預(yù)定時間間隔t1內(nèi)再次收到請求分組Req的情況下，也可以執(zhí)行圖2所示的步驟1072。
雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域內(nèi)熟練的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法，其特征在于包括以下步驟源端向目的端發(fā)送含有時間戳信息的時間戳分組；目的端收到所述時間戳分組后，判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度；如果需要改變數(shù)據(jù)分組長度，則所述目的端計算新的數(shù)據(jù)分組長度，并向所述源端發(fā)送請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組；所述源端根據(jù)所述請求分組的內(nèi)容，對數(shù)據(jù)分組長度做相應(yīng)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度的步驟包括以下步驟計算所述時間戳分組的傳輸時延和時延抖動；至少根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求、所述傳輸時延、所述時延抖動，判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述發(fā)送含有時間戳信息的時間戳分組的步驟是以預(yù)定頻率由所述源端進行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度的步驟包括以下步驟計算所述時間戳分組的傳輸時延和時延抖動；計算預(yù)定時間段內(nèi)收到的時間戳分組的平均傳輸時延和平均時延抖動；至少根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求、所述平均傳輸時延、所述平均時延抖動，判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在所述向所述源端發(fā)送請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組的步驟之前包括將所述新的數(shù)據(jù)分組長度加到所述請求分組中的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述對數(shù)據(jù)分組長度做相應(yīng)處理的步驟包括以下步驟至少根據(jù)原數(shù)據(jù)分組長度、所述新的數(shù)據(jù)分組長度，判斷是否接受所述請求分組；如果接受所述請求分組，則向所述目的端發(fā)送接受所述請求分組的響應(yīng)；以及在第一預(yù)定時間間隔后，將本地發(fā)送的數(shù)據(jù)分組長度設(shè)置為所述新的數(shù)據(jù)分組長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于還包括以下步驟所述目的端收到所述接受所述請求分組的響應(yīng)分組后，在適當時刻將本地接收的合法的數(shù)據(jù)分組的長度設(shè)置為所述新的數(shù)據(jù)分組長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于還包括以下步驟所述目的端在向所述源端發(fā)送請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組之后的第二預(yù)定時間間隔內(nèi)，監(jiān)視是否收到從所述源端發(fā)出的所述響應(yīng)分組；以及在所述第二預(yù)定時間間隔內(nèi)未收到所述響應(yīng)分組的情況下，所述目的端向所述源端重新發(fā)送所述請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述第一預(yù)定時間間隔大于所述第二預(yù)定時間間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述對數(shù)據(jù)分組長度做相應(yīng)處理的步驟包括以下步驟至少根據(jù)原數(shù)據(jù)分組長度、所述新的數(shù)據(jù)分組長度，判斷是否接受所述請求分組；如果拒絕所述請求分組，則向所述目的端發(fā)送拒絕所述請求分組的響應(yīng)分組。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于還包括以下步驟所述目的端收到所述拒絕所述請求分組的響應(yīng)分組后，使本地發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的長度保持不變。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于還包括以下步驟所述目的端在向所述源端發(fā)送請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組之后的第二預(yù)定時間間隔內(nèi)，監(jiān)視是否收到從所述源端發(fā)出的所述響應(yīng)分組；以及在所述第二預(yù)定時間間隔內(nèi)未收到所述響應(yīng)分組的情況下，所述目的端向所述源端重新發(fā)送所述請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度的方法，包括步驟源端向目的端發(fā)送含有時間戳信息的時間戳分組；目的端收到所述時間戳分組后，判斷是否需要改變數(shù)據(jù)分組長度；如果需要改變數(shù)據(jù)分組長度，則所述目的端計算新的數(shù)據(jù)分組長度，并向所述源端發(fā)送請求改變數(shù)據(jù)分組長度的請求分組；所述源端根據(jù)所述請求分組的內(nèi)容，或者將數(shù)據(jù)分組長度改為新的數(shù)據(jù)分組長度或使其保持不變，并向所述目的端發(fā)送響應(yīng)分組；所述目的端根據(jù)所述響應(yīng)分組的內(nèi)容，對數(shù)據(jù)分組長度做相應(yīng)處理。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的變化，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)分組長度，最大限度地減小網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量變化對用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響。另外，本發(fā)明的方法提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。
文檔編號H04J3/00GK1630270SQ200310109429
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者張凱賓, 沈鋼, 金珊, 劉兒兀 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司