專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在面向分組的通信設(shè)備中分配傳輸帶寬的方法
在面向分組的通信系統(tǒng)中，以不同的優(yōu)先級(jí)傳輸數(shù)據(jù)包，由此網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以在面向分組的通信系統(tǒng)中控制傳輸量以及傳輸率。在此必須長(zhǎng)時(shí)間地保證允諾給客戶(hù)的傳輸帶寬。為此已公開(kāi)了用于分配和限制傳輸帶寬的不同方法，借助它們可以監(jiān)控被允諾的傳輸帶寬。另外，這種“通信量整形(Traffic Shaping)”方法被用于在面向分組的通信設(shè)備中控制數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理，由此可以避免網(wǎng)絡(luò)過(guò)載。在原理上已公開(kāi)了兩種基本的“通信量整形”漏桶(Leaky-Bucket)方法，借助它消除各個(gè)數(shù)據(jù)包流的傳輸尖峰(“脈沖串(burst)”)，并且由此將傳輸率保持在上限之下。
令牌桶(Token-Bucket)方法，借助它長(zhǎng)時(shí)間地調(diào)節(jié)平均的傳輸帶寬，其中允許完全大于平均的傳輸帶寬的數(shù)據(jù)脈沖串。
在2000年的Juniper Networks Inc.的白皮書(shū)“InternetProcessor II ASICRate-limiting and Traffic-policingFeatures”中不但描述了漏桶方法，而且還描述了令牌桶方法。在令牌桶帶寬限制方法中借助令牌發(fā)生器不斷地以恒定速率產(chǎn)生數(shù)據(jù)量令牌或短令牌，并且將它們存放在令牌桶單元中，其中在此所存放的數(shù)據(jù)量令牌的數(shù)量對(duì)應(yīng)于所確定的可分配的數(shù)據(jù)量。這種數(shù)據(jù)量令牌中的每個(gè)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)單元受控地實(shí)現(xiàn)所確定的數(shù)目的數(shù)據(jù)字節(jié)的傳輸。只要令牌桶單元具有為此所需的數(shù)目的數(shù)據(jù)量令牌，具有不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包就可以被繼續(xù)處理。例如為了傳輸具有長(zhǎng)度為8個(gè)數(shù)據(jù)量令牌的數(shù)據(jù)包，必須通過(guò)調(diào)節(jié)單元從令牌桶單元取出8個(gè)數(shù)據(jù)量令牌的數(shù)據(jù)量。在令牌桶單元溢出時(shí)，即由令牌發(fā)生器生成的數(shù)據(jù)量令牌比在令牌桶單元中可以存放的多時(shí)，被過(guò)多生成的數(shù)據(jù)量令牌被丟棄。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)量令牌的最大接收能力，確定通過(guò)令牌桶單元可處理的數(shù)據(jù)脈沖串的長(zhǎng)度。
根據(jù)令牌桶方法實(shí)現(xiàn)的帶寬限制器在數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理時(shí)考慮了不同的因素。因素之一例如是數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)目。為了成功地繼續(xù)處理例如長(zhǎng)度為P個(gè)數(shù)據(jù)量令牌的數(shù)據(jù)包，必須在令牌桶單元中有對(duì)應(yīng)于待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)量令牌數(shù)目以及由此相應(yīng)的傳輸帶寬可供使用。在該數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理時(shí)，相應(yīng)數(shù)目的數(shù)據(jù)量令牌被從令牌桶單元中取出，并且因此將令牌桶單元的“填充狀態(tài)”減少了P個(gè)數(shù)據(jù)量令牌。在令牌桶單元沒(méi)有或者沒(méi)有足夠多的繼續(xù)處理所需的數(shù)據(jù)量令牌時(shí)，數(shù)據(jù)包被一直緩沖存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，直到通過(guò)令牌生成器單元產(chǎn)生的另外的數(shù)據(jù)量令牌足夠多，以提供必需的傳輸帶寬。
要通過(guò)令牌桶方法監(jiān)控的傳輸帶寬在此情況下通過(guò)在令牌生成器中設(shè)置的恒定的數(shù)據(jù)量令牌的產(chǎn)生率來(lái)確定。
特別是在多個(gè)、監(jiān)控不同傳輸帶寬的帶寬限制器的情況下，基于令牌桶方法的帶寬限制器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要求高的硬件開(kāi)銷(xiāo)以及計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)，因?yàn)楸仨毑粩嗟禺a(chǎn)生恒定速率的數(shù)據(jù)量令牌。為此需要大量的、成本高的計(jì)算資源或相應(yīng)的硬件單元。
本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種新型的用于在面向分組的通信設(shè)備中分配傳輸帶寬的方法，該方法可以以減少的技術(shù)上的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)解決。
根據(jù)本發(fā)明的用于傳輸帶寬分配的方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于，在具有至少一個(gè)由時(shí)間桶單元(Time-Bucket-Einheit)和字節(jié)節(jié)余單元(Byte-Credit-Einheit)組成的令牌桶單元的、面向分組的通信設(shè)備中，在字節(jié)節(jié)余單元中分別存儲(chǔ)有代表所確定的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)量令牌。在此情況下，令牌生成時(shí)間間隔和令牌生成時(shí)間點(diǎn)被分配給時(shí)間桶單元。此外，在繼續(xù)處理之前，為每個(gè)數(shù)據(jù)包分配處理時(shí)間點(diǎn)，并且在時(shí)間桶單元中，確定數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理可用的傳輸時(shí)間間隔。僅在所確定的可用的傳輸時(shí)間間隔超過(guò)令牌生成時(shí)間間隔時(shí)，可用的傳輸時(shí)間間隔的一部分被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量令牌，該數(shù)據(jù)量令牌被存儲(chǔ)在字節(jié)節(jié)余單元中，并且令牌生成時(shí)間點(diǎn)被更新。最后這樣分配數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理所需的數(shù)據(jù)量，使得從字節(jié)節(jié)余單元中取出對(duì)應(yīng)于該數(shù)據(jù)量的數(shù)目的數(shù)據(jù)量令牌。
處理時(shí)間點(diǎn)和令牌生成時(shí)間點(diǎn)的差值在此特別有利地限定了可用的傳輸時(shí)間間隔或時(shí)間桶單元的對(duì)于數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理來(lái)說(shuō)相關(guān)的填充狀態(tài)。另外為時(shí)間桶單元定義了令牌生成時(shí)間間隔，它在字節(jié)節(jié)余單元側(cè)被分配給相應(yīng)數(shù)目的數(shù)據(jù)量令牌，由此確定所希望的傳輸帶寬。只有當(dāng)在字節(jié)節(jié)余單元中沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)量令牌為當(dāng)前待處理的數(shù)據(jù)包可用時(shí)，以及同時(shí)可用的傳輸時(shí)間間隔大于令牌生成時(shí)間間隔時(shí)，大小為令牌生成時(shí)間間隔的可用的傳輸時(shí)間間隔的一部分被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)量令牌，這些數(shù)據(jù)量令牌被存儲(chǔ)在字節(jié)節(jié)余單元中，并且令牌生成時(shí)間點(diǎn)根據(jù)取出的時(shí)間間隔而更新。根據(jù)為令牌生成時(shí)間間隔和相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)量令牌所選擇的值，該步驟也可以多次被實(shí)施。由此，在時(shí)間桶單元中特別有利地借助時(shí)間差計(jì)算來(lái)檢驗(yàn)，是否必須為數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理而將令牌桶單元或字節(jié)節(jié)余單元填滿(mǎn)。接著通過(guò)字節(jié)節(jié)余單元執(zhí)行數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理所需的數(shù)據(jù)量的分配。在此將借助數(shù)據(jù)量令牌的真正的數(shù)據(jù)量的分配與借助時(shí)間桶單元的可用的傳輸時(shí)間間隔的確定分開(kāi)。有利的是，僅在可用的傳輸時(shí)間間隔超過(guò)令牌生成時(shí)間間隔時(shí)，才生成其它的數(shù)據(jù)量令牌，即確定具有固定分配的傳輸帶寬的連接的、還“未使用”的傳輸時(shí)間，并且將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量令牌形式的可分配的數(shù)據(jù)量。該數(shù)據(jù)量又被分配給各個(gè)數(shù)據(jù)包以便繼續(xù)處理。由此，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理要求時(shí)，面向分組的通信設(shè)備中的計(jì)算資源僅僅以用于填滿(mǎn)令牌桶單元或字節(jié)節(jié)余單元所需的計(jì)算操作來(lái)加載。由此能夠?qū)崿F(xiàn)來(lái)自具有不同傳輸比特率的不同連接的、數(shù)據(jù)包的節(jié)省資源的處理。
有利的是，可用的傳輸時(shí)間間隔通過(guò)處理時(shí)間點(diǎn)和令牌生成時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間差的形成而確定。由此，預(yù)定的傳輸率的分配借助簡(jiǎn)單的加或減運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)大的乘和除運(yùn)算可以由此而避免。例如允許的數(shù)據(jù)脈沖串的大小通過(guò)可用的傳輸時(shí)間間隔的限制來(lái)實(shí)現(xiàn)。這尤其通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在數(shù)據(jù)包的處理之前或之后檢驗(yàn)可用的傳輸時(shí)間間隔的大小是否超過(guò)事先定義的值，并且接著必要時(shí)相應(yīng)地匹配令牌生成時(shí)間點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，在將可用的傳輸時(shí)間間隔的一部分轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量令牌時(shí)，通過(guò)以下方式更新令牌生成時(shí)間點(diǎn)，即在令牌生成時(shí)間點(diǎn)上加上令牌生成時(shí)間間隔。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明將可用的傳輸時(shí)間轉(zhuǎn)換為表示數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)量令牌，保證了在字節(jié)節(jié)余單元中，在時(shí)間桶單元中通過(guò)傳輸時(shí)間間隔表示的可用的數(shù)據(jù)量可用于在繼續(xù)處理過(guò)程中分配給數(shù)據(jù)包。
另外的優(yōu)點(diǎn)在于，在多個(gè)設(shè)置在面向分組的通信設(shè)備中的令牌桶單元中，為每個(gè)令牌桶單元分配傳輸帶寬獨(dú)有的令牌生成時(shí)間間隔。由此，可以特別有利地為每個(gè)單獨(dú)的令牌桶單元分配獨(dú)有的最大的傳輸帶寬。
本發(fā)明的其它有利的擴(kuò)展方案在其它的從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。
下面將根據(jù)多個(gè)實(shí)施例借助方塊圖以及多個(gè)流程圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。


圖1在方塊圖中示出了一個(gè)面向分組的通信設(shè)備，其中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的用于傳輸帶寬分配的方法，圖2在流程圖中示出了借助評(píng)定程序的根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)現(xiàn)，以及圖3a/b在圖中示例地示出了對(duì)在不同時(shí)間點(diǎn)到達(dá)的數(shù)據(jù)包的繼續(xù)處理。
在圖1中以方塊圖示例地示出了根據(jù)本發(fā)明用于在面向分組的通信設(shè)備KE中分配傳輸帶寬的方法的可能的實(shí)現(xiàn)。在圖1中示出了具有時(shí)間桶單元TMB、令牌生成單元TGU和字節(jié)節(jié)余單元BCU的令牌桶單元TBU。附加地，面向分組的通信設(shè)備KE例如還具有等待隊(duì)列單元WSU以及繼續(xù)處理設(shè)備DU。在時(shí)間桶單元TMB中，設(shè)置有評(píng)定程序BWR和存儲(chǔ)單元SU，其中時(shí)間桶單元TMB與令牌生成單元TGU和繼續(xù)處理設(shè)備DU相連接。繼續(xù)處理設(shè)備DU與等待隊(duì)列單元WSU以及與令牌桶單元TBU或特別是與字節(jié)節(jié)余單元BCU相連接。
到達(dá)通信設(shè)備KE的數(shù)據(jù)包DP在面向分組的通信設(shè)備KE中例如被控制到等待隊(duì)列單元WSU，在該等待隊(duì)列單元中，這些數(shù)據(jù)包在其通過(guò)繼續(xù)處理設(shè)備DU繼續(xù)處理之前被緩存。在圖1中示例地示出了等待隊(duì)列單元WSU。在傳統(tǒng)的通信設(shè)備KE中，通常設(shè)置有許多這種等待隊(duì)列單元WSU，其中也可以將一個(gè)等待隊(duì)列單元WSU分配給多個(gè)令牌桶單元TBU。替代地或者附加地，同樣可以在數(shù)據(jù)包DP的根據(jù)本發(fā)明的繼續(xù)處理之后設(shè)置一個(gè)或多個(gè)等待隊(duì)列單元WSU。
數(shù)據(jù)包DP可以具有不同的長(zhǎng)度，并且可能在不同的時(shí)間點(diǎn)t到達(dá)通信設(shè)備KE中。此外，具有不同傳輸帶寬的不同連接的數(shù)據(jù)包DP可能相繼地到達(dá)面向分組的通信設(shè)備KE中。為了清楚起見(jiàn)，在圖1中示例地示出了用于連接的單個(gè)令牌桶單元TBU。為了繼續(xù)處理具有不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包DP，同樣需要不同的數(shù)據(jù)量DDP這些數(shù)據(jù)量由令牌桶單元TBU、特別是由字節(jié)節(jié)余單元BCU提供使用。
令牌桶單元TBU、特別是字節(jié)節(jié)余單元BCU具有許多數(shù)據(jù)量令牌T，它們分別代表所確定的數(shù)據(jù)量。在此通過(guò)在字節(jié)節(jié)余單元BCU中包含的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N確定當(dāng)前通過(guò)字節(jié)節(jié)余單元BCU可分配的最大的數(shù)據(jù)量Dmax。這種字節(jié)節(jié)余單元BCU的技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)可以以不同方式進(jìn)行，例如借助計(jì)數(shù)器參數(shù)值，當(dāng)添加一個(gè)數(shù)據(jù)量令牌T時(shí)，該計(jì)數(shù)器參數(shù)值被增加和減少確定的值。
數(shù)據(jù)量令牌T在令牌生成單元TGU中(通過(guò)時(shí)間桶單元TMB受控地)產(chǎn)生，并且被轉(zhuǎn)送到字節(jié)節(jié)余單元BCU。在圖1中所示的數(shù)據(jù)量令牌T的轉(zhuǎn)送是一種概要的表示，其技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)可以基于不同的實(shí)施形式。為了分配用于通過(guò)繼續(xù)處理設(shè)備DU對(duì)數(shù)據(jù)包DP的繼續(xù)處理所需的數(shù)據(jù)量DDP，必要時(shí)在由時(shí)間桶單元TMB控制的字節(jié)節(jié)余單元BCU的再填充之后，對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)量DDP的數(shù)目k的數(shù)據(jù)量令牌T被從字節(jié)節(jié)余單元BCU中取出。
通過(guò)在時(shí)間桶單元TMB中實(shí)施的評(píng)定程序BWR控制傳輸帶寬分配以及以數(shù)據(jù)量令牌T填充字節(jié)節(jié)余單元BCU。在例如設(shè)置在時(shí)間桶單元TMB中的存儲(chǔ)單元SU中存儲(chǔ)通過(guò)評(píng)定程序BWR確定或更新的參數(shù)值。這種參數(shù)值此外是用于繼續(xù)處理數(shù)據(jù)包DP所需的數(shù)據(jù)量DDP或者與其相應(yīng)的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目k，當(dāng)前在令牌桶單元TBU中存在的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N，處理時(shí)間點(diǎn)Tnow以及令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB和令牌生成時(shí)間間隔TEI。所提及的參數(shù)值的意義以及確定和更新將在下面作進(jìn)一步說(shuō)明。
為時(shí)間桶單元TMB分配令牌生成時(shí)間間隔TEI和令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB。在此，令牌生成時(shí)間間隔TEI對(duì)應(yīng)于持續(xù)時(shí)間，該持續(xù)時(shí)間對(duì)于在所力求的傳輸帶寬的情況下傳輸確定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包來(lái)說(shuō)是必需的。該持續(xù)時(shí)間例如可以對(duì)應(yīng)于傳輸具有最大可繼續(xù)處理的長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包所需的持續(xù)時(shí)間。令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB與處理時(shí)間點(diǎn)Tnow共同定義了時(shí)間桶單元TMB的對(duì)于數(shù)據(jù)包DP的繼續(xù)處理來(lái)說(shuō)相關(guān)的填充狀態(tài)，該填充狀態(tài)另外也被稱(chēng)為傳輸時(shí)間間隔TV。令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB在令牌生成單元TGU中在每次生成數(shù)據(jù)量令牌T時(shí)相應(yīng)地被更新。令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB與令牌生成時(shí)間間隔TEI一同被存儲(chǔ)在時(shí)間桶單元TMB的存儲(chǔ)單元SU中。
該用于傳輸帶寬分配的方法的流程在圖2中示例地借助示意性的流程圖來(lái)說(shuō)明。在數(shù)據(jù)包DP到達(dá)面向分組的通信設(shè)備KE中時(shí)，通過(guò)在時(shí)間桶單元TMB中實(shí)施的評(píng)定程序BWR裝載存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元SU中的令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB。此外通過(guò)評(píng)定程序BWR確定處理時(shí)間點(diǎn)Tnow。該處理時(shí)間點(diǎn)Tnow例如通過(guò)以下方式來(lái)確定，即在新的數(shù)據(jù)包DP到達(dá)時(shí)，自動(dòng)地通過(guò)評(píng)定程序BWR將系統(tǒng)時(shí)間t的當(dāng)前值分配給處理時(shí)間點(diǎn)Tnow。
為待處理的數(shù)據(jù)包DP所確定的處理時(shí)間點(diǎn)Tnow與令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB進(jìn)行比較，并且由此確定可用的傳輸時(shí)間間隔TV。在圖2中示例地為了確定可用的傳輸時(shí)間間隔TV而從所確定的處理時(shí)間點(diǎn)Tnow中減去令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB?？捎玫膫鬏敃r(shí)間間隔TV與分別所確定的最大傳輸時(shí)間間隔TVmax進(jìn)行比較，并且當(dāng)可用的傳輸時(shí)間間隔TV超出最大值TVmax，時(shí)，將該最大值TVmax分配給可用的傳輸時(shí)間間隔TV。傳輸時(shí)間間隔TV的限制用于限制最大的數(shù)據(jù)脈沖串量。替代地，該限制也可以在本方法的其它處實(shí)現(xiàn)。
接著檢驗(yàn)字節(jié)節(jié)余單元BCU是否擁有足夠大數(shù)目N的數(shù)據(jù)量令牌T，以便對(duì)待處理的數(shù)據(jù)包DP進(jìn)行繼續(xù)處理。只有當(dāng)情況不是如此時(shí)，才檢驗(yàn)可用的傳輸時(shí)間間隔TV是否超出令牌生成時(shí)間間隔TEI。若可用的傳輸時(shí)間間隔TV超出令牌生成時(shí)間間隔TEI，則可以將可用的傳輸時(shí)間轉(zhuǎn)換為可分配的傳輸帶寬內(nèi)的數(shù)據(jù)量令牌T，并且需要在數(shù)據(jù)包DP的繼續(xù)處理之前填充字節(jié)節(jié)余單元BCU。為此，在令牌生成單元TGU中生成確定數(shù)目z的數(shù)據(jù)量令牌T，并且裝載到字節(jié)節(jié)余單元BCU中。接著更新字節(jié)節(jié)余單元BCU中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)量令牌T的填充狀態(tài)或數(shù)目N并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元SU中。在此，數(shù)目z這樣被選擇，使得數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目z足以繼續(xù)處理具有最大允許的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包DP。替代地(未在圖1-3中示出)，也可以將z選擇得小一些，其中在此情況下必要時(shí)多次進(jìn)行字節(jié)節(jié)余單元BCU的填充。
根據(jù)圖2，令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB被附加地更新。為此例如在令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB上數(shù)值地加上令牌生成時(shí)間間隔TEI，并且由此確定更新的令牌生成時(shí)間點(diǎn)T*B，該令牌生成時(shí)間點(diǎn)在接下來(lái)的數(shù)據(jù)包DP的處理中被用作令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB。
接著根據(jù)評(píng)定程序BWR檢驗(yàn)，字節(jié)節(jié)余單元BCU中可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N是否足夠用于數(shù)據(jù)包DP的繼續(xù)處理。為此，令牌桶單元TBU中可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N與數(shù)據(jù)包DP的繼續(xù)處理所需的數(shù)據(jù)量DDP或與繼續(xù)處理所需的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目k進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果丟棄(或者替代地在等待隊(duì)列單元WSU中保留)數(shù)據(jù)包DP或者分配必需的數(shù)據(jù)量DDP。若可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N超過(guò)數(shù)據(jù)量DDP的分配所需的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目k，那么在下一步驟中在令牌桶單元TBU中可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N被減少數(shù)目k，并且由此分配數(shù)據(jù)量DDP所處理的數(shù)據(jù)包DP被控制到面向分組的通信設(shè)備KE的輸出端上。當(dāng)可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N未超出、即數(shù)目N＜數(shù)目k時(shí)，數(shù)據(jù)包DP被丟棄或替代地以不同的方式繼續(xù)處理。
在圖3a、b中，在兩個(gè)圖中示例地示出了在面向分組的通信設(shè)備KE中具有兩個(gè)不同的處理時(shí)間點(diǎn)Tnow1、Tnow2的數(shù)據(jù)包DP1、DP2的繼續(xù)處理。為此，為第一和第二數(shù)據(jù)包DP1、DP2的處理時(shí)間點(diǎn)Tnow1、Tnow2分別分配所屬的系統(tǒng)時(shí)間t的值。在圖中，系統(tǒng)時(shí)間t的變化分別以直線形式示出，在該直線上分別表示出了第一或第二數(shù)據(jù)包DP1、DP2的處理時(shí)間點(diǎn)Tnow1、Tnow2以及令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB，更新的令牌生成時(shí)間點(diǎn)T*B以及令牌生成時(shí)間間隔TEI。為了傳輸?shù)谝缓偷诙?shù)據(jù)包DP1、DP2，需要第一和第二數(shù)據(jù)量DDP1、DDP2。為此必須分配數(shù)據(jù)量令牌T的第一和第二數(shù)目k1、k2。
根據(jù)圖3a，在處理第一數(shù)據(jù)包DP1的過(guò)程中(如可在圖2中所示的評(píng)定程序BWR推斷出的以及如前面闡述的那樣)從時(shí)間桶單元TMB的存儲(chǔ)單元CU中裝載令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB。此外，將第一處理時(shí)間點(diǎn)Tnow1與所裝載的令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB相比較，并且以此確定可用的傳輸時(shí)間間隔TV。在示出的情況中，可用的傳輸時(shí)間間隔TV超出令牌生成時(shí)間間隔TEI，因此可以生成另外的數(shù)據(jù)量令牌T，即“填滿(mǎn)”字節(jié)節(jié)余單元BCU。在此假設(shè)字節(jié)節(jié)余單元BCU不包含足夠多的數(shù)據(jù)量令牌T，并且因此必須產(chǎn)生另外的數(shù)據(jù)量令牌K以填滿(mǎn)它。這根據(jù)圖2中的流程圖進(jìn)行，并且以此確定更新的令牌生成時(shí)間點(diǎn)T*B。
在字節(jié)節(jié)余單元BCU填滿(mǎn)之后，為第一數(shù)據(jù)包DP1分配其傳輸所需的、數(shù)據(jù)量令牌T的第一數(shù)目k的形式的第一數(shù)據(jù)量DDP1。字節(jié)節(jié)余單元BCU中可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N隨后被更新，即減少所分配的數(shù)據(jù)量令牌T的第一數(shù)目k1，并且所更新的數(shù)目N被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元CU中。
根據(jù)圖3b，在面向分組的通信設(shè)備KE中，第二數(shù)據(jù)包DP2在時(shí)間上在第一數(shù)據(jù)包DP1之后被處理，這樣第二處理時(shí)間點(diǎn)Tnow2被分配給它，該第二處理時(shí)間點(diǎn)例如在數(shù)值上大于第一處理時(shí)間點(diǎn)Tnow1。根據(jù)在圖2中示出的評(píng)定程序BWR，在第二數(shù)據(jù)包DP2的繼續(xù)處理時(shí)，被更新的令牌生成時(shí)間點(diǎn)T*B又首先從時(shí)間桶單元TMB的存儲(chǔ)單元SU中裝載并且由第二處理時(shí)間點(diǎn)Tnow2和被更新的令牌生成時(shí)間點(diǎn)T*B之間的時(shí)間差確定。所確定的時(shí)間差又對(duì)應(yīng)于時(shí)間桶單元TMB中可用的傳輸時(shí)間間隔T*V。這樣確定的可用的傳輸時(shí)間間隔T*V與令牌生成時(shí)間間隔TEI相比較。
由于不久前執(zhí)行的從可用的傳輸時(shí)間到數(shù)據(jù)量令牌T的轉(zhuǎn)換，令牌生成時(shí)間間隔TEI超出可用的傳輸時(shí)間間隔T*V，即字節(jié)節(jié)余單元BCU不允許被填滿(mǎn)。若盡管如此，字節(jié)節(jié)余單元BCU的、足夠多的數(shù)據(jù)量令牌T的形式的、可分配的數(shù)據(jù)量DDP可供使用，那么第二數(shù)據(jù)包DP2被繼續(xù)處理。為此，字節(jié)節(jié)余單元BCU的第二數(shù)目k2的數(shù)據(jù)量令牌T被取出并且分配第二帶寬DDP2。接著字節(jié)節(jié)余單元BCU中可用的數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目N又被更新，并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元CU中。
借助字節(jié)節(jié)余單元BCU的數(shù)據(jù)量DDP的分配并不局限于間隔尺寸“字節(jié)(Byte)”，而是可以針對(duì)相應(yīng)的應(yīng)用情況使用例如“比特(Bit)”或“X比特(X-Bits)”的合理的間隔尺寸。
此外，在面向分組的通信設(shè)備KE中可以設(shè)置多個(gè)令牌桶單元(TBU)，分別為它們分配至少一個(gè)傳輸帶寬獨(dú)有的令牌生成時(shí)間間隔TEI和令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB。由此，所描述的方法適用于具有多個(gè)不同傳輸率的連接的傳輸帶寬分配，其中針對(duì)每個(gè)連接設(shè)置至少由相應(yīng)的令牌生成時(shí)間間隔TEI和相應(yīng)的令牌生成時(shí)間點(diǎn)TB組成的參數(shù)組，該參數(shù)組借助評(píng)定程序BWR被分析并且被更新。
令牌生成時(shí)間間隔TEI的長(zhǎng)度例如被這樣選擇，使得令牌生成時(shí)間間隔TEI的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于處理具有最大可分配的數(shù)據(jù)量Dmax的數(shù)據(jù)包DP所需的傳輸時(shí)間間隔TVmax的長(zhǎng)度，即數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目對(duì)應(yīng)于令牌生成時(shí)間間隔TEI，該數(shù)據(jù)量令牌T的數(shù)目對(duì)于繼續(xù)處理具有最大包長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包DP來(lái)說(shuō)是必需的。令牌生成時(shí)間間隔的大小可以以連接特有的方式被確定。為此，在所設(shè)置的帶寬限制為20Mbit/s以及最大包長(zhǎng)度為1600字節(jié)的情況下，典型的值為640μs[(1600Bytes*8Bit/Byte)/20000000Bit/s]。
權(quán)利要求
1.用于在面向分組的通信設(shè)備(KE)中分配傳輸帶寬的方法，所述通信設(shè)備(KE)具有至少一個(gè)由時(shí)間桶單元(TMB)和字節(jié)節(jié)余單元(BCU)組成的令牌桶單元(TBU)，其中在所述字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中分別存儲(chǔ)有代表所確定的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)量令牌(T)，-其中將令牌生成時(shí)間間隔(TEI)和令牌生成時(shí)間點(diǎn)(TB)分配給所述時(shí)間桶單元(TMB)，-其中在繼續(xù)處理前將處理時(shí)間點(diǎn)(Tnow)分配給每個(gè)數(shù)據(jù)包(DP1)，-其中確定所述時(shí)間桶單元(TMB)中對(duì)于數(shù)據(jù)包(DP1)的繼續(xù)處理來(lái)說(shuō)可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)，-其中僅在所確定的可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)超過(guò)所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)時(shí)，將所述可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)的一部分轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量令牌(T)，并且將這些數(shù)據(jù)量令牌存儲(chǔ)在所述字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中，以及更新所述令牌生成時(shí)間點(diǎn)(TB)，-其中這樣分配繼續(xù)處理所述數(shù)據(jù)包(DP1)所需的數(shù)據(jù)量(DDPI)，使得從所述字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中取出對(duì)應(yīng)于所述數(shù)據(jù)量(DDP1)的數(shù)目(k1)的數(shù)據(jù)量令牌(T)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過(guò)處理時(shí)間點(diǎn)(Tnow)和令牌生成時(shí)間點(diǎn)(TB)之間的時(shí)間差的形成來(lái)確定所述可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，通過(guò)在所述字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量令牌(T)的數(shù)目(N)以及通過(guò)還未轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量令牌(T)的可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)來(lái)確定當(dāng)前可分配的數(shù)據(jù)量(Dmax)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的方法，其特征在于，在將所述可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)的一部分轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量令牌(T)時(shí)，通過(guò)以下方式來(lái)更新所述令牌生成時(shí)間點(diǎn)(TB)，即在所述令牌生成時(shí)間點(diǎn)(TB)上加上所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于，為了繼續(xù)處理數(shù)據(jù)包(DP)，必要時(shí)多次實(shí)現(xiàn)所述可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)的一部分向數(shù)據(jù)量令牌(T)的轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于，這樣選擇所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)的長(zhǎng)度，使得所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于處理具有最大的、可分配的數(shù)據(jù)量(Dmax)的數(shù)據(jù)包(DP)所需的、傳輸時(shí)間間隔(Tmax)的長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于，在所述字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量令牌(T)的數(shù)目(N)不超過(guò)所確定的最大值并且不低于所確定的最小值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于，通過(guò)最大的傳輸時(shí)間間隔(TVmax)來(lái)確定平均可處理的直接連續(xù)到達(dá)所述通信設(shè)備(KE)中的數(shù)據(jù)包(DP)的最大數(shù)目。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其特征在于，在多個(gè)設(shè)置在面向分組的通信設(shè)備(KE)中的令牌桶單元(TBU)中，將傳輸帶寬獨(dú)有的令牌生成時(shí)間間隔(TEI)分配給每個(gè)時(shí)間桶單元(TMU)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的方法，其特征在于，在所確定的可用的傳輸時(shí)間間隔(TV)超過(guò)所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)時(shí)產(chǎn)生所確定的數(shù)量(z)的數(shù)據(jù)量令牌(T)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述所確定的數(shù)量(z)的數(shù)據(jù)量令牌(T)通過(guò)所述數(shù)據(jù)量(DDP)來(lái)確定，所述數(shù)據(jù)量是用于繼續(xù)處理具有最大可處理的包長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包所需的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的方法，其特征在于，在存儲(chǔ)在所述字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中的數(shù)據(jù)量令牌(T)的數(shù)目(N)低于繼續(xù)處理數(shù)據(jù)包所需的數(shù)據(jù)量(DDP)時(shí)，不繼續(xù)處理或者以不同的方式繼續(xù)處理或丟棄待繼續(xù)處理的數(shù)據(jù)包(DP)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一的方法，其特征在于，當(dāng)所述可用的傳輸時(shí)間(TV)超過(guò)所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)N倍時(shí)，在所述令牌生成時(shí)間點(diǎn)(TB)上加上所述令牌生成時(shí)間間隔(TEI)的N倍。
全文摘要
面向分組的通信設(shè)備(KE)具有至少一個(gè)由時(shí)間桶單元(TMB)和字節(jié)節(jié)余單元(BCU)組成的令牌桶單元(TBU)，其中在字節(jié)節(jié)余單元(BCU)中分別存儲(chǔ)有代表所確定的數(shù)據(jù)量(B)的數(shù)據(jù)量令牌(T)。為時(shí)間桶單元(TMB)分配令牌生成時(shí)間間隔(TEI)和令牌生成時(shí)間點(diǎn)(T
文檔編號(hào)H04L12/56GK1751481SQ200480004299
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者S·布蘭登伯格, T·特雷耶爾, O·韋茨 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司