確定路徑擁塞測量的制作方法
【專利摘要】用于在節(jié)點方面確定指示下游路徑擁塞的測量的方法和裝置，多個數(shù)據(jù)單元經(jīng)由所述節(jié)點經(jīng)過從發(fā)送器到接收器的端到端路徑，每個所述數(shù)據(jù)單元具有：第一指示，根據(jù)來自所述接收器的信息能夠設置為至少兩個狀態(tài)中的一個，由此指示所述接收器原先接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的不同擁塞程度；以及第二指示，能夠設置為初始狀態(tài)，并且能夠設置為指示數(shù)據(jù)單元在該數(shù)據(jù)單元從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞的至少一個更新狀態(tài)；該方法包括以下步驟：在所述節(jié)點接收多個所述數(shù)據(jù)單元；以及根據(jù)膨脹因子確定所述下游路徑擁塞測量，該膨脹因子本身與在所述節(jié)點接收的其第二指示處于所述初始狀態(tài)的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例相關。
【專利說明】確定路徑擁塞測量
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及確定路徑擁塞測量。更具體而言，本發(fā)明的方面涉及用于在節(jié)點方面確定指示下游路徑擁塞的測量的方法和裝置，多個數(shù)據(jù)單元經(jīng)由該節(jié)點經(jīng)過從發(fā)送器到接收器的端到端路徑。
【背景技術】
[0002]考慮一個網(wǎng)絡通過相互附連點向另一網(wǎng)絡發(fā)送流量的方案。存在通過監(jiān)控在附連點全都本地可見的某些度量來測量這種流量導致的測量點的下游擁塞數(shù)量的機制。
[0003]可能的情況是:下游網(wǎng)絡將希望使用下游擁塞的測量從而以某種方式約束上游網(wǎng)絡。例如，下游網(wǎng)絡可能希望限制來自上游網(wǎng)絡的流量可能導致的擁塞數(shù)量。然后在上游網(wǎng)絡中所感興趣的是試圖操縱流量中的度量以破壞測量的完整性，以對其有利。發(fā)明人認識到對于上游網(wǎng)絡的任意操縱魯棒的測量技術的需要對其是有利的。
[0004]現(xiàn)在將提出一些基本概念以促進稍后給出的本發(fā)明的理解。
[0005]包
[0006]數(shù)據(jù)源典型地將它們發(fā)送的數(shù)據(jù)分割成已知為包的小單元。包由頭部和有效載荷組成。現(xiàn)今商業(yè)網(wǎng)絡攜帶的大部分包被稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)包，這意味著它們遵循IETFRFC791中指定的格式[見參考RFC791]。IP確保包被正確地從源傳輸?shù)侥康牡亍P是無連接協(xié)議，這意味著每個包攜帶用于任意IP路由器的足夠信息以能夠將它轉發(fā)到其目的地，而不必在路由器中預先設立任意每連接狀態(tài)。每個包可以具有到達目的地的不同路徑。實際上，互聯(lián)網(wǎng)上的路由機制意味著這極少發(fā)生(除非存在某種形式的設備故障)。
[0007]再反饋
[0008]諸如IP包的頭部之類的包頭部的功能之一是累積關于從發(fā)送器到接收器在其道路上經(jīng)過的路徑的信息。例如，生存時間(TTL)字段在每個IP節(jié)點遞減，或如果包經(jīng)歷擁塞，則明確的擁塞通知(ECN[見參考:RFC3168])字段被概率地標記(見下文)。這種路徑信息允許路徑上的節(jié)點監(jiān)控迄今經(jīng)歷的路徑(上游路徑)的特征。典型地，存在允許接收器向發(fā)送器反饋這種信息的機制。
[0009]國際申請W02005/096566描述了一種被稱為再反饋的機制[見稍后詳述的參考:[re-feedback](再反饋)]，由此源將通過接收器反饋給它的沿著整個路徑積累的這種信息再插入到轉發(fā)數(shù)據(jù)路徑中。發(fā)送器可以使用包頭部中的單獨字段再插入該信息以用于積累原始路徑度量，或備選地，它可以初始化原始字段中的度量值為反應它接收的反饋的值。
[0010]沿著路徑的任意節(jié)點然后監(jiān)控至少一個往返之前的整個路徑的特征。假設任意節(jié)點可能已經(jīng)監(jiān)控上游路徑的特征，它可以從再插入的整個路徑信息減去該特征以計算下游路徑的特征的預期(它轉發(fā)的包仍經(jīng)過剩余路徑)。
[0011]只要在網(wǎng)絡中執(zhí)行測量，這種減法的結果應當絕不永久為負，除非源初始低估了整個路徑度量。國際申請W02005/109783提議使用這一事實:對于檢測的機制，源永久地低估包流中路徑的特征。該機制可以相應地處罰流，使得在源感興趣的是正確地向網(wǎng)絡宣稱整個路徑特征。因而，相對于原始反饋，可以確保再插入反饋信息的完整性。
[0012]分布帶寬共享和擁寒
[0013]經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)追隨各種路由協(xié)議控制的一系列路由器之間的路徑。每個路由器尋求將包更近地移向其最終目的地。如果太多的流量經(jīng)過網(wǎng)絡中的相同路由器，則路由器可能變得擁塞，且包開始在使用該網(wǎng)絡路徑的同時經(jīng)歷過渡延遲。如果源通過該路由器持續(xù)發(fā)送流量，它可能變得嚴重過載(擁塞)或甚至丟棄流量(當它緩存溢出時)。如果源仍持續(xù)通過該瓶頸發(fā)送流量，它可能強迫更多的路由器變得擁塞，且如果這一現(xiàn)象保持傳播，可能導致整個互聯(lián)網(wǎng)的擁塞崩潰，這在80年代中期時常發(fā)生。
[0014]該問題的解決方案是確保源通過實施擁塞控制機制負責它們通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。源監(jiān)控來自接收器的特征化擁塞路徑的度量的反饋，以檢測其數(shù)據(jù)追隨的路徑何時變得擁塞，在這種情況中它們通過減小其比特率而反應。在缺少路徑擁塞的任意指示的情況中，它們可以緩慢地增加其速率。
[0015]源監(jiān)控的典型路徑特征是用于數(shù)據(jù)路徑的平均往返時延(RTT)、往返時延的變化(抖動)以及路徑上的擁塞程度。擁塞是控制通過擁塞路徑發(fā)送數(shù)據(jù)的源的速率調節(jié)的參數(shù)。
[0016]擁塞程度可以暗示地(當其緩存溢出或保護自身時通過丟棄包的擁塞路由器)或明確地(通過諸如明確擁塞通知的機制，見下一部分)被信令發(fā)送。當前，大多數(shù)公共選項是暗含的信令發(fā)送。歷史地，當路由器完全飽和時(這在路由器的緩存中不能容納流量突發(fā)時發(fā)生)，路由器將丟棄包，該策略被稱為棄尾。隨機早期檢測(RED)[見參考:RED]是一種改善:其中路由器監(jiān)控其緩存中的平均隊列長度，且當平均隊列高于預定閾值時，路由器以隨著超過閾值的隊列的過度長 度增加的概率開始丟棄包。它廣泛地用在當今的互聯(lián)網(wǎng)，因為它允許源更迅速地反應于初期擁塞且它防止隊列變得不必要地長。使用TCP的源能夠檢測丟失，因為包丟失導致序列中的縫隙；每當TCP源檢測到丟失時，這意味著使得其數(shù)據(jù)傳輸速率減半，這消除了瓶頸處路由器上的擁塞。
[0017]明確擁寒通知
[0018]明確擁塞通知(ECN)[見參考:RFC3168]還通過在IP頭部中使用兩位ECN字段發(fā)送擁塞來在RED上改善。它運行和RED相同的算法，但是不丟棄包，它將其ECN字段設置為經(jīng)歷擁塞(CE)碼點。ECN標準要求發(fā)送器回應在數(shù)據(jù)中信令發(fā)送的任意擁塞標記；例如，TCP接收器在TCP頭部中設置經(jīng)歷擁塞回響(ECE)標志，TCP源解釋該標志，就好像包針對其速率控制目的被丟棄一樣。進而，源然后通過使得其傳輸速率減半反應于擁塞且使用擁塞窗口減小碼點告知接收器這點。
[0019]IP頭部中的兩位ECN字段的4個值是:
[0020].“非ECT”，它表示包屬于不支持ECN的流；
[0021]."ECT(O) ”和“ECT(l) ”，表示包屬于支持ECN的包且上游路由器不必標記包；以及
[0022]?“經(jīng)歷擁塞”(CE)，發(fā)信號告知包經(jīng)歷初期擁塞。
[0023]Re-ECN
[0024]Re-ECN (再ECN)[見參考:re_ECN]是通過網(wǎng)絡利用再反饋來提供上游和下游擁塞信息的系統(tǒng)的示例。它類似于ECN，但是在包頭部中使用額外的未使用位。該位與兩位ECN字段組合以創(chuàng)建4個額外代碼點。
[0025]理解協(xié)議的最簡單方式是將每個包視為具有指示包中多少字節(jié)價值為多少的不同標志(或碼點)。在流的開始，謹慎的標志用于指示發(fā)送器不具有路徑的足夠知識且包中的所有字節(jié)價值為+1。謹慎的標志還在發(fā)送器變得不確定路徑的當前狀態(tài)時使用。
[0026]缺省地，包被標記指示包中的字節(jié)價值為O的中性標志。如果包在其通過網(wǎng)絡的傳輸中遇到擁塞，則通過擁塞路由器應用的ECN標記被認為是使得被標記包中的字節(jié)價值-1的負標志。目的地將反饋它可以看到的負標志的數(shù)目。對于每個負標志字節(jié)，它被告知發(fā)送器應當標記它在具有正標志的后續(xù)包或多個包中標記相等數(shù)目的字節(jié)，這使得包中的所有字節(jié)價值為+1。正標志將擁塞反饋再回響或再插入到包的正向傳輸流中，因此命名為re-ECN。一旦被發(fā)送器設置，這些正標志將不被網(wǎng)絡修改。
[0027]如果包具有正標記,它有時被命名為正包。如果它具有負標記，它被命名為負包，且依此類推。
[0028]存在這種小的可能性:正包進一步通過擁塞路由器標記為負，但是編碼選擇為使得原始正標記良好地存活，具有正和負標記的包中的字節(jié)被認為價值為O且這些包被描述為取消。
[0029]在任意中間節(jié)點，上游擁塞通過負標志字節(jié)與總字節(jié)的比例給出。因而，通過分別將負或非負(中性)標記流解讀為I或O的一元編碼，在包流中有效地編碼連續(xù)變化的擁塞程度。類似地，整個路徑的擁塞程度被編碼為正或非正(中性)標記流。如國際申請W02006/079845所描述，來自任意中間節(jié)點的期望下游擁塞可以從正標志的比例和負標志的比例之間的差異估算。這兩個序列中標志的比例之間的差異可以認為是包上的代表下游擁塞的第三虛擬標志序列。然而，這些虛擬標志僅源于數(shù)學操作(減法);它們并不在包上物理地存在。
[0030]擁塞感知(ConEx)
[0031]在2010年6月，互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(IETF)特許一個新?lián)砣兄?ConEx)工作組來向互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP—初始IPv6)增加路徑擁塞的再反饋，且對傳輸控制協(xié)議(TCP)做出必要的修改，IP和TCP都是實驗標準。ConEx協(xié)議基于re_ECN協(xié)議，但是稍有不同，因為它要求可以獨立于ECN使用，盡管認為使用ECN才能實現(xiàn)其完全益處,見參考:[conex-mech]。
[0032]通過IETF標準化的ConEx協(xié)議的最終形式仍未確定。因此，在本說明書中，re-ECN協(xié)議將用作【具體實施方式】，假設它完全被指定和實施。
[0033]破壞下游路徑特征的完整性
[0034]在[re-ecn-motive]的部分4.4中可以認識到:如果下游路徑特征通過采用諸如在TO2006/079845中公開的兩個疊加一元編碼之間的差異計算，這看上去可能破壞該特征的完整性?，F(xiàn)在將使用圖1描述示例方案，該示例方案將用于顯示該問題的潛在范圍。
[0035]數(shù)據(jù)發(fā)送器“S”ll附連到諸如數(shù)據(jù)中心10的網(wǎng)絡，發(fā)送器和網(wǎng)絡均可以被相同的數(shù)據(jù)中心操作員所擁有。數(shù)據(jù)中心進而在附連點13經(jīng)由網(wǎng)絡附連節(jié)點“Na”附連到接入網(wǎng)絡20。數(shù)據(jù)接收器“R” 19在附連點17在網(wǎng)絡附連節(jié)點附連到相同的接入網(wǎng)絡。網(wǎng)絡10包括路由器15。網(wǎng)絡20包括路由器25。
[0036]用于解釋目的，圖1示出單個端到端路徑12 (見“示意圖關鍵點”)，包沿著該路徑從發(fā)送器“S” 11流動到接收器“R” 19。從附連點13處網(wǎng)絡附連節(jié)點“Na”的視點，該端到端路徑12包含上游部分12a (經(jīng)由網(wǎng)絡10的路由器15其中一個或更多個從發(fā)送器“S”ll延伸到附連點13)和下游部分12b (經(jīng)由網(wǎng)絡20的路由器25其中一個或更多個和附連點17從附連點13延伸到接收器“R” 19)。應當理解，從發(fā)送器“S” 11傳送到接收器“R” 19的包不需要全都經(jīng)過相同的路徑，且任意路徑上的“上游”和“下游”之間的分割將依賴于實體，從該實體角度關注路徑。下面的解釋將可應用于其他復雜方案，但是為清晰起見，將使用該簡單方案。
[0037]因為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡10跨越與接入網(wǎng)絡20的邊界轉發(fā)包，接入網(wǎng)絡監(jiān)控經(jīng)過附連點13的包中的re-ECN字段。在附連點的功能包含測量下游擁塞程度的邊界監(jiān)控和對其測量進行作用的一些其他功能。如國際專利W02006/082443和參考[Jacquet08]中所討論，它可能限制數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡可能在接入網(wǎng)絡中導致的下游擁塞的數(shù)量。備選地，可以觸發(fā)各種管理動作，或可以向計費系統(tǒng)發(fā)送測量以征收費用。
[0038]通常，接入網(wǎng)絡可以計算到達正包以測量下游擁塞。因為數(shù)據(jù)中心內的擁塞，可能期望看到少數(shù)負包，但是可能并不多。將從正包字節(jié)數(shù)目減去這些少數(shù)負包中的字節(jié)以計算剩余路徑上而不是數(shù)據(jù)中心中保留的多少擁塞。
[0039]圖2通過方形區(qū)域表示一定容量的傳輸數(shù)據(jù)。方形被示為分割成水平地表示擁塞網(wǎng)絡元素(負)或非負元素(中性)標記的包的比例的區(qū)域。方形還示為分割成垂直地表示用于感知網(wǎng)絡(正)或非正(中性)的整個路徑擁塞的通過發(fā)送器標記的包的比例的區(qū)域。
[0040]圖2示出典型方案，其中在接入網(wǎng)絡中存在1.00%的擁塞，且在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中僅存在0.70%的擁塞。因此，當流量到達接入網(wǎng)絡的邊界(上中方形)，0.70%的包將已經(jīng)通過數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡標記為負，留下99.30%未標記(中性)。
[0041]網(wǎng)絡設備中的擁塞標記算法被刻意地設計，使得包可以被隨機地標記，而與任意指定包已經(jīng)具有什么標記無關。因此，在包到達接收器R時，另外的1.00%的中性包將被標記為負，即99.30%中的1.00% = 0.99%以上的負加上0.70%的已經(jīng)標記為負的包，這在目的地合計了高達1.69%的負包(所有百分比圖精確地以兩位小數(shù)給出)。這些標記比例在圖2的頂部行中圖形地示意(但未按比例)。
[0042]接收器R將向發(fā)送器發(fā)送反饋:到達的1.69%的包具有負“經(jīng)歷擁塞”(CE)標志設置。然后，遵循re-ECN協(xié)議，發(fā)送器S將以相同包比例(即1.69%)設置正標志(圖2的左下)。因為正和非正(中性)包的混合經(jīng)過兩個網(wǎng)絡，它們將被標記為負以指示它們經(jīng)歷的擁塞。用于說明目的，如果我們假設擁塞程度保持穩(wěn)定，這些包將在每個網(wǎng)絡中經(jīng)歷與以前相同程度的擁塞。假設正和負信號可以獨立設置，這將導致標記0.70%的中性包和0.70%的正包的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡擁塞。這將導致1.69%出發(fā)的標記為正的包中有0.70%也被標記為負。因而，約0.01%的包將標記為正和負二者。如已經(jīng)解釋,這種包被命名為取消，因為指示整個路徑擁塞的正標記通過指示相同包上的上游擁塞的負標記“抵銷”。
[0043]出發(fā)的未標記(中性)的其他98.31%的包將被標記為負，即，到達接入網(wǎng)絡的所有包中有0.69%將是負的。假設1.69%的包原始為正且數(shù)據(jù)中心標記0.01%的負包，這將導致1.68%的標記正包到達接入網(wǎng)絡。
[0044]在接入網(wǎng)絡的入口的附連點然后從負包比例(0.69%)減去正包比例(1.68%)以估算下游擁塞為(1.68% - 0.69%) =0.99%，這是該附連點的實際下游擁塞的合理估算，其將(將被召回)為1.00%。[0045]盡管圖1的數(shù)據(jù)中心方案用于說明re-ECN協(xié)議中的脆弱性，當然，類似的攻擊可能通過向任意其他網(wǎng)絡轉發(fā)包的任意網(wǎng)絡(或其他這種實體)發(fā)起。發(fā)起攻擊的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡可以早期地是家庭網(wǎng)絡、校園網(wǎng)絡或向其他商業(yè)對等體轉發(fā)包的商業(yè)網(wǎng)絡。
[0046]無論什么方案，包上的標記將總是處于上游網(wǎng)絡的控制下，直到包在網(wǎng)絡之間的附連點被移交。在上游網(wǎng)絡中總是感興趣的是(至少涉及擁塞可計算性問題)試圖使得下游擁塞的測量程度看上去就好像它小于實際。需要能夠可靠地測量附連點的下游擁塞且能夠確認雙方滿意的魯棒技術，即使上游網(wǎng)絡可能預先變更包標記。
[0047]攻擊策略#1:極端上游擁寒
[0048]返回圖1的示例數(shù)據(jù)中心，如果數(shù)據(jù)中心在近乎所有包上設置正和負標記二者，看上去能夠破壞下游擁塞的接入網(wǎng)絡測量。下面的示例說明該測策略的結果。假設在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡下游的接入網(wǎng)絡中仍存在1.00%的擁塞。如圖3所示，數(shù)據(jù)中心可以假裝數(shù)據(jù)中心內的擁塞極高，可能將90.91%的包標記為負。然后當接入網(wǎng)絡標記1.00%的包為負時，這將導致91.00%的負包，因為數(shù)據(jù)中心僅留下9.09%的包不為負，當被接入網(wǎng)絡標記時，
1.00%的概率將僅添加0.09%的負包，導致91.00%的負包。
[0049]數(shù)據(jù)中心可以通過在源處將91.00%的包標記為正遵循re-ECN協(xié)議，但是也繼續(xù)標記90.91%的包為負，這是不平常的但是不與任意協(xié)議沖突。僅原始保留未標記(中性)包中的9.00%可以變成負的。因此，僅8.18%在與接入網(wǎng)絡的邊界被標記為負。標記為正的包中遠遠更大比例(91.00%)將導致到達接入網(wǎng)絡的邊界的取消包(B卩，標記為正和負)中遠遠更大的比例(82.73%)，僅留下8.27%仍為正。
[0050]一旦這些正包經(jīng)過接入網(wǎng)絡中的1%的擁塞標記，8.19%將保留為正，這將正確地匹配8.19%的負包比例。因此，接入網(wǎng)絡不能抱怨流量不兼容于re-ECN協(xié)議，因為相對于負字節(jié)在任何地方都不存在不足的正字節(jié)。
[0051]然而，當包從數(shù)據(jù)中心到達時，當接入網(wǎng)絡從正字節(jié)減去負時，它將測量下游擁塞為8.27% - 8.18%=0.09%。然而實際值應當為1.00%。因而，通過在其自己的網(wǎng)絡中引入極高數(shù)量的(明顯)擁塞且遵循re-ECN協(xié)議的證書，數(shù)據(jù)中心管理為使得接入網(wǎng)絡將該數(shù)據(jù)中心流量視為導致接入網(wǎng)絡中僅0.09%的擁塞，這比它實際導致的1.00%的擁塞小11倍。
[0052]攻擊策略#2:具有兩個標記的信號中毒
[0053]在破壞下游擁塞的接入網(wǎng)絡測量的第二策略中，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(圖1中的10)的操作員將通常使用re-ECN協(xié)議，但是另外地，布置發(fā)送器S以標記高比例的所有包為取消(即，標記有正和負)。這種攻擊的示例在圖4中示出，其中發(fā)送器S通過標記34.00%的包為取消而開始。
[0054]這些包上的正標志不貢獻于下游擁塞的任意測量，因為它們全都被相同包上的負標志抵銷。而且，這些包免于進一步的擁塞標記，因為它們已經(jīng)被標記為負。從圖4可以看出，數(shù)據(jù)中心操作員仍可以向剩余的66.00%的包應用re-ECN協(xié)議。如果接入網(wǎng)絡操作員從它自數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡接收的包中的正標記減去負標記，它將測量下游擁塞為其實際值的66.00%,即為0.66%而非1.00%ο因而，上游網(wǎng)絡可以通過使用取消包有效地使得re-ECN信號中毒而減小接入網(wǎng)絡測量的擁塞程度。
[0055]攻擊策略#3:切換負標記
[0056]在[re-ECN.motivation]中提出，當通過使用以下公式計算下游擁塞時,邊界監(jiān)控器可以使得攻擊策略#2無效:
[0057]下游擁塞=取消字節(jié)+正字節(jié)-負字節(jié)(I)
[0058]換句話說,在減去標記為負的包中的字節(jié)之前,除了僅標記為正的包，該方法計算取消包中的字節(jié)。策略#1和#2引入了大比例的取消包，所以將它們計算為正將看上去使得這些攻擊無效。
[0059]然而，如果上游網(wǎng)絡(例如圖1的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡)的操作員懷疑邊界監(jiān)控器使用該方法，它可以采用命名為攻擊策略#3的計數(shù)器策略，其仍減小由等式(I)給出的表觀下游擁塞程度。如果將負標記從取消包切換到未標記(中性)包，上游網(wǎng)絡可以確保使得下游擁塞看上去較低。該方法確保流量仍遵循必須沒有比正流量多的負流量的再反饋條件，因為它按照相同量增加正包的比例和負包的比例。
[0060]如果下游網(wǎng)絡在其下游擁塞計算中包括取消包，上游網(wǎng)絡減小取消包的比例是有利的，然而攻擊#2顯示:當下游網(wǎng)絡在其計算中不包括取消包時，上游網(wǎng)絡增加取消包的比例是有利的。
[0061]在低擁塞程度流行的典型環(huán)境中，取消包的比例將很小。例如，擁塞高于總擁塞是1.60%的圖2的方案是不正常的，且在這種情況中，僅0.01%的包被取消。因此，假設攻擊策略#3消耗取消包，該攻擊僅看上去能夠實現(xiàn)下游擁塞中極小的減小。然而攻擊策略#3可以與策略#1組合以極大地減小表觀下游擁塞(減小量高達其實際值的一半)。使用策略#3從取消切換到中性，策略#1極大地增加取消包的比例。
[0062]圖5說明該組合攻擊的數(shù)值示例。首先(上中)，數(shù)據(jù)中心應用策略#1，偽造高達
49.49%的擁塞程度，一旦也經(jīng)過接入網(wǎng)絡中的擁塞(和原先示例一樣仍為1.00%)，這導致
50.00%的負標記(右上)。
[0063]發(fā)送器S初始地通過標記50.00%的包為正遵循re-ECN協(xié)議(左下)。一旦所有發(fā)送器的包經(jīng)歷相同的49.49%的偽造擁塞，標記為取消和負的比例將均約為24.75%(精確到兩位小數(shù)的百分比)。然后，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡應用策略#3:它將負標記從大多數(shù)取消包切換到相等數(shù)量的未標記(中性)流量。在圖5 (下中)中，選擇切換24.70%的包，使得正包和負包的比例增加24.70%。
[0064]當接入網(wǎng)絡使用等式(I)時，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡成功地愚弄它計算該下游擁塞為
0.55%而不是1.00%，這幾乎減小了一半。這些組合攻擊仍遵循再反饋協(xié)議的約束，即，必須沒有比正包更多的負包，因為在圖5中(右下)看上去負包和正包按需相等。
[0065]參考
[0066][re-feedback]:Briscoe, B., Jacquet, A., Cairano-GiIfedder, C.D., Salvator
1,A., Soppera, A.&Koyabe, M.: " Policing Congestion Response in an InternetworkUsing Re-Feedback " , Proc.ACM SIGCOMM ' 05, Computer Communication Review35 (4):277-288ACM Press(Aug 2005)。
[0067][RFC3168]: Ramakrishnan, K.K., Floyd, S.&Black, D.: " The Addition ofExplicit Congestion Notification (ECN) to IP" , Internet Engineering Task ForceRequest for comments 3168 (September 2001)。
[0068][RED]:S.Floyd&V.Jacobson: “Random Early Detection gateways forCongestion Avoidance，，，IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol 1-4(397-413)Aug1993ο
[0069][re-ECN]:Β.Briscoe, A.Jacquetj Τ.Moncasterj A.Smith: " Re-ECN:AddingAccountability for Causing Congestion to TCP/IP" ，IETF Internet Draft draft-briscoe-tsvwg-re-ecn-tcp-09(Oct 2010)。
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[0071][RFC791]Postel(Ed.)，J.: " Internet Protocol " , Internet EngineeringTask Force STD 5，RFC 791 (September 1981)。
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[0073][Jacquet08]: Jacquetj A.，Briscoe, B.&Moncaster, T.: " Policing Freedomto Use the Internet Resource Pool" ，In:Proc Workshop on Re-Architecting theInternet(ReArch' 08)ACM (December 2008)。
[0074](多個)現(xiàn)有公開的討論:
[0075]國際申請W02006/079845 (參考上文)描述了兩個單獨信號如何編碼成一系列包，每個序列使用一元編碼以分別表示整個路徑擁塞和上游擁塞。則期望的下游擁塞可以通過計算標記有第一信號的那些包的大小且減去標記有第二信號的那些包的大小測量。它沒有提及該方法針對早先描述的攻擊的脆弱性。
[0076]名為“C.1塊下游擁塞度量算法”的[re-ECN.motivation]的附件C.1給出實施下游擁塞的容量的測量的等式(I)的最簡單減法算法的偽代碼。
[0077]名為“精確Re-ECN協(xié)議操作”的[re_ECN]的附件A得出源于網(wǎng)絡路徑上的多個擁塞隊列的精確擁塞標記，遵循再反饋協(xié)議的發(fā)送器然后將它插入到網(wǎng)絡中。然后在該點局部可測量的信號方面得出用于兩個網(wǎng)絡之間測量點的精確下游擁塞的公式。在最后步驟中，示出:整個路徑和上游擁塞信號之間的差異是該點的下游擁塞的合理近似。沒有提出機制在實施精確公式且沒有給出為什么需要這種機制的原因。它僅用作分析中的一個步驟以達成近似，這是推薦使用的，因為它容易實施。
[0078]發(fā)明人認識到，re-ECN編碼的脆弱性看上去至少部分地源自于對于獨立的兩個信號的編碼的需要。這意味著可能必須標記或不標記包以編碼整個路徑擁塞且可能必須單獨地標記或不標記包以編碼至此路徑上的擁塞。因此，一個包可能必須被標記為正和負，這看上去使得協(xié)議對于上述攻擊是脆弱的。
[0079]在[re-feedback]的4.1部分中提出缺少兩個信號之間的獨立性的再反饋協(xié)議的先前變體。然而，信號之間獨立性的這種缺少變成增加復雜度的原因。還發(fā)現(xiàn)引入了不同的安全漏洞，其中網(wǎng)絡可能不可檢測地變更源發(fā)送的信號(見[re-ECN]的附件B)。
[0080]因此，re-ECN協(xié)議被更新以給兩個獨立信號騰出空間。在更新協(xié)議的正常操作中，期望中間網(wǎng)絡節(jié)點唯一地運用經(jīng)歷擁塞(負)標記的控制，而期望源唯一地運用再回響擁塞(正)標志的控制。然而，看上去沒有什么使得發(fā)送器(或上游網(wǎng)絡)停止添加或去除取消包。
[0081]名為“進入策略”的[re-ECN.motivation]的部分4.4描述了使用取消包使得re-ECN信號中毒的攻擊(上面的攻擊策略#2)。在相同的文檔[re-ECN.motivation]中，名為“每用戶監(jiān)管”的附件B.1提出使得該攻擊失效的方法。它建議，當監(jiān)管者計算下游擁塞時，應當將取消包中的字節(jié)數(shù)添加到正包中的字節(jié)數(shù)。然而，發(fā)明人的后續(xù)(未公開)分析顯示:該方法并不魯棒，它僅揭示了對于不同攻擊的脆弱性(如上所述的策略#3)。
[0082]名為“用于預示零價值包的兩個碼點的調節(jié)”的[re-ECN]的附件B的最后段說:
[0083]“最后，小冗余可以在諸如此類的方案中可能是非常強力的。在一個流中，變化成CE的包的比例應當與變化成CE(-l)的RECT包的比例和變化成CE(O)的再回響包的比例相同。使用這種冗余關系的雙檢查可以改善方案的安全性(參考復式簿記(double-entrybook keeping)或ECN隨機量)。備選地,在未來可能必須采用冗余來編碼額外信息信道?！?br> [0084]這種冗余的形式在如下面討論的較不優(yōu)選的解決方案中使用。

【發(fā)明內容】

[0085]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在節(jié)點方面確定指示下游路徑擁塞的測量的方法，多個數(shù)據(jù)單元經(jīng)由所述節(jié)點經(jīng)過從發(fā)送器到接收器的端到端路徑，每個所述數(shù)據(jù)單元具有:
[0086]第一指示，根據(jù)來自所述接收器的信息能夠設置為至少兩個狀態(tài)中的一個，由此指示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的不同擁塞程度；以及
[0087]第二指示，能夠設置為初始狀態(tài)，并且能夠設置為指示數(shù)據(jù)單元在該數(shù)據(jù)單元從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞的至少一個更新狀態(tài)；
[0088]該方法包括以下步驟:
[0089]在所述節(jié)點接收多個所述數(shù)據(jù)單元；以及
[0090]根據(jù)膨脹因子確定所述下游路徑擁塞測量，該膨脹因子本身與在所述節(jié)點接收的其第二指示處于所述初始狀態(tài)的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例相關。
[0091]尤其是，膨脹因子可以與在所述集中的如下的數(shù)據(jù)單元的比例相關，S卩，該數(shù)據(jù)單元的在節(jié)點接收的第二指示處于如此的狀態(tài):根據(jù)使用的協(xié)議，該狀態(tài)能夠在數(shù)據(jù)單元隨后經(jīng)歷擁塞的事件中更新為指示經(jīng)歷擁塞的更新狀態(tài)。
[0092]根據(jù)優(yōu)選實施方式，可以根據(jù)所述膨脹因子和在所述節(jié)點接收的所述多個數(shù)據(jù)單元的總比特率的測量的乘積來確定所述下游路徑擁塞測量。
[0093]根據(jù)優(yōu)選實施方式，所述膨脹因子正比于在所述節(jié)點接收的其第二指示處于所述初始狀態(tài)的所述數(shù)據(jù)單元的所述集的比例的倒數(shù)。
[0094]根據(jù)優(yōu)選實施方式，根據(jù)算法執(zhí)行確定，使得如此確定的下游路徑擁塞測量基本獨立于具有第一指示和第二指示二者的數(shù)據(jù)單元的數(shù)目和/或比例，所述第一指示設置為指示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度處于或高于預定的端到端擁塞閾值，且所述第二指示設置為指示數(shù)據(jù)單元在該數(shù)據(jù)單元從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞程度處于或高于預定的上游擁塞閾值。參考可能的“攻擊策略”的上面討論，這本質上確保確定的測量不受作為“取消”包接收的包的數(shù)目的影響。
[0095]根據(jù)優(yōu)選實施方式，與接收的數(shù)據(jù)單元的第一指示和第二指示中的一個或二者被設置的狀態(tài)相關地，所述接收的數(shù)據(jù)單元根據(jù)多個預定分類來進行分類，且其中，根據(jù)至少兩個相應計數(shù)確定所述下游路徑擁塞測量，所述兩個相應計數(shù)中的第一個計數(shù)指示分類為第一預定分類的所述數(shù)據(jù)單元的容量的測量，且所述兩個相應計數(shù)中的第二個計數(shù)指示分類為不同于所述第一預定分類的第二預定分類的所述數(shù)據(jù)單元的容量的測量。預定分類可以參考特定數(shù)據(jù)單元中的兩個指示如何被設置而定義，或參考指示中的僅一個如何被設置而定義，與另一指示被設置的狀態(tài)無關。
[0096]根據(jù)優(yōu)選實施方式，可以根據(jù)以下測量來確定下游路徑擁塞的測量:
[0097]第一測量(其將在稍后被稱為“η”或“非正標志”)，其代表如此的數(shù)據(jù)單元的比特率，即，該數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值；以及
[0098]第二測量(其將在稍后被稱為“e”或“非負標志“)，其代表如此的數(shù)據(jù)單元的比特率，即，該數(shù)據(jù)單元的第二指示表示數(shù)據(jù)單元在其從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值。
[0099]根據(jù)優(yōu)選實施方式，下游擁塞率“V”基本根據(jù)或依賴于下面的公式確定:
[0100]V=x (1- n/e)
[0101]其中:
[0102]v=x (1- n/e)
[0103]其中:
[0104]“X”代表遵循協(xié)議的由所述節(jié)點接收的所有數(shù)據(jù)單元的比特率，由此，所述數(shù)據(jù)單元具有第一指示和第二指示，所述第一指示根據(jù)來自所述接收器的信息能夠設置為至少兩個狀態(tài)中的每一個狀態(tài)，由此指示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的不同擁塞程度，且所述第二指示能夠設置為初始狀態(tài)，并且能夠設置為指示數(shù)據(jù)單元在該數(shù)據(jù)單元從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞的至少一個更新狀態(tài)；
[0105]“η”代表如此的所述數(shù)據(jù)單元的比特率，S卩，該所述數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值；以及
[0106]“e”代表如此的所述數(shù)據(jù)單元的比特率，S卩，該所述數(shù)據(jù)單元的第二指示表示數(shù)據(jù)單元在其從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值。
[0107]根據(jù)優(yōu)選實施方式，可以根據(jù)兩個預定計數(shù)中的一個或二者確定所述膨脹因子，所述兩個預定計數(shù)被選擇為使得:第一指示和第二指示被設置的方式的變化將導致:如果使用依賴于所述兩個預定計數(shù)中的一個計數(shù)的膨脹因子做出確定，則確定較高的下游路徑擁塞測量，如果使用依賴于所述兩個預定計數(shù)中的另一個計數(shù)的膨脹因子做出確定，則確定較低的下游路徑擁塞測量?？梢允褂盟鲱A定計數(shù)中的提供指示較高數(shù)量的下游路徑擁塞的測量的任一個來確定下游路徑擁塞的測量。備選地，在一些實例中使用根據(jù)所述預定計數(shù)中的一個計數(shù)確定的膨脹因子且在其它實例中使用根據(jù)所述預定計數(shù)中的另一個計數(shù)確定的膨脹因子來確定下游路徑擁塞的測量。
[0108]根據(jù)優(yōu)選實施方式，可以根據(jù)以下兩個計數(shù)中的一個或二者來確定所述膨脹因子:
[0109](i)指示在所述節(jié)點接收的如下的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例的計數(shù)，即，該所述數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度高于預定的端到端閾值，且該所述數(shù)據(jù)單元的第二指示處于所述初始狀態(tài)；以及
[0110](ii)指示在所述節(jié)點接收的如下的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例的計數(shù)，即，該所述數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定的端到端閾值，且該所述數(shù)據(jù)單元的第二指示處于所述初始狀態(tài)。
[0111]根據(jù)優(yōu)選實施方式，關于特定的數(shù)據(jù)單元的所述第一指示和所述第二指示能夠彼此獨立地設置。
[0112]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法的裝置。
[0113]參考第一方面的各種選項和優(yōu)選實施方式也可應用于第二方面。
[0114]優(yōu)選實施方式的實現(xiàn)方式中涉及的算法可以被認為具有以下三個功能成分A、B和C，它們在現(xiàn)有技術中不(組合地)存在。當然，成分C尤其提供相對于上面提出的攻擊策略的整體類別的保護:
[0115]算法成分A:用于下游擁塞的值被計算為分數(shù)(fraction)。該分數(shù)值依賴于具有某些標記的流量容量的比例。該分數(shù)涉及在采用正的再反饋包的比例且減去負的再反饋包的比例的原先公開的實現(xiàn)方式中使用的測量。
[0116]算法成分B:該算法從具有再反饋標記的所有包選擇上述分數(shù)，而與其指定標記無關。
[0117]算法成分C:被選擇的再反饋包的分數(shù)相對于通過采用正的再反饋包的比例且減去負的再反饋包的比例發(fā)現(xiàn)的分數(shù)而膨脹。使用的膨脹因子是再反饋包的容量相對于仍未標記擁塞即處于其初始未標記狀態(tài)的那些再反饋包的容量。該膨脹因子可以是I或大于1，且不能小于I。因而，如果再反饋包的比例m已經(jīng)被標記擁塞，計算的分數(shù)值將相對于所有再反饋包的分數(shù)按照l/(l-m)來膨脹。
[0118]選擇包或選擇的包分`數(shù)的大小的計數(shù)則代表了下游擁塞的容量?；蛘哌x擇包的比特率代表瞬時下游擁塞率。
[0119]使用中間分數(shù)值以從所有再反饋包(算法成分B)進行選擇，使得該方法對于這種攻擊魯棒:不被測量以計算分數(shù)的包相對于被測量的那些包不處于期望的比例中。
[0120]算法成分C確保下游擁塞的測量不能被破壞，即使大比例的包被標記為負上游的擁塞。過度負擁塞標記是如上所述的整個類別的攻擊策略公用的元素，無論其自己還是與相同包上的正標記組合以抵銷負標記。
[0121]算術地，先前的公開針對下游擁塞率實施以下公式:
[0122]v^z-u, (2)
[0123]而本發(fā)明的優(yōu)選實施方式針對下游擁塞率實施以下的公式:
[0124]v=x (z - u) / (z+y) (3)
[0125]其中:
[0126]X是所有再反饋使能流量(中性、正、負&取消)的比特率
[0127]y是未標記包(中性)的比特率
[0128]u是標記有擁塞但非再回響擁塞(負)的包的比特率
[0129]z是標記有再回響擁塞但非擁塞(正)的包的比特率
[0130]備選地，新公式以發(fā)現(xiàn)服從非常簡單實現(xiàn)方式的方式表達:
[0131]v=x (1- (u+y) / (z+y))
[0132]=x (1- n/e), (4)
[0133]其中[0134]η是未標記有再回響擁塞(非正標志)的包的比特率
[0135]e是為標記有擁塞(非負標志)的包的比特率
[0136]應當注意，上述內容在至少以下方面不同于現(xiàn)有技術:
[0137]—如果其他變量正確地正比于剩余流量，乘以X將不是必須的。
[0138]一除以e將使得公式精確而非近似，使得它對于高程度擁塞是更魯棒的，否則高程度擁塞使得在現(xiàn)有技術中使用的近似無效。
[0139]應當理解，這不等價于涉及隨機選擇所有流量的樣本或子集且然后按比例縮放測量以在所有流量方面獲得估算測量的測量功能的技術。測量函數(shù)不選擇子集。而是，子集通過包上現(xiàn)有標記指示。類似地，膨脹因子通過再反饋包上的某些現(xiàn)有標記的比例而不是測量函數(shù)選擇的采樣因子指示。
[0140]該解決方案比描述的指定方案更廣泛地應用:
[0141]一它等價地詢問具有兩個狀態(tài)的指示是否正?！扒宄鼻铱梢浴霸O置”為指示擁塞或反之亦然。
[0142]一它詢問在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議包或不同網(wǎng)絡協(xié)議的包或幀中是否使用再反饋協(xié)議。
[0143]一它詢問是否使用更復雜的編碼(例如，如在[conex.mech]中)，其中上面列舉的4個主要類型的標記其中任意一個可以通過多于一個值編碼。
[0144]一它詢問上述公式是否變化成作為可能的包標記的不同子集的函數(shù)的其他等價公式。
[0145]一它詢問作為下游擁塞的確定結果采用什么動作。例如，確定的測量可以用于根據(jù)合約監(jiān)管流量、觸發(fā)諸如指示下游擁塞程度超過閾值的警報之類的管理動作或考慮為網(wǎng)絡運營商和客戶端之間的合同部署的一部分。
[0146]一它詢問從一個網(wǎng)絡到另一網(wǎng)絡的流量是否經(jīng)過單個路徑或潛在地在多個位置經(jīng)過多個路徑(這在國際專利W02011/045553中討論)。
[0147]一它詢問是否采取附連點本地或與之遠離的測量，也許使用頭部封裝來傳達從附連點到測量點的度量(這在共同未決的歐洲申請EP10251106中進一步討論，該申請在本申請的 優(yōu)先權日:未公布)。
[0148]一它詢問再反饋協(xié)議的完整性當前是否通過諸如在W02005/109783中公開的真實監(jiān)控器審計。然而，注意，再反饋協(xié)議的魯棒安全性一般要求本規(guī)范化技術和審計功能二者。此處，區(qū)別在于規(guī)范化和審計獨立運行，但是協(xié)議的完整性與二者相關。
[0149]一它詢問再反饋信號是否通過源或代理(對于涉及再反饋的代理的使用的更多信息，見國際申請W02010/106311和共同未決的歐洲申請EP10250693.8，它們在本申請的 優(yōu)先權日:未公布)產(chǎn)生。
[0150]還應當理解，典型地，在獨立數(shù)據(jù)單元上設置指示以指示數(shù)據(jù)單元“流”有多強或已經(jīng)經(jīng)歷擁塞。如果數(shù)據(jù)單元不攜帶指示，它不一定表示獨立數(shù)據(jù)單元未經(jīng)歷擁塞。盡管在每個數(shù)據(jù)單元方面編碼可以是二元的，例如取決于設置為I的比例，信號可以是在包流上編碼的在O和I之間的數(shù)字。
[0151]如果使用諸如在W02006/079845中描述的疊加編碼(其目標是促進現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)實際中的遞增部署)，解決方案一般地可應用于再反饋?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0152]現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，附圖中:
[0153]圖1示出典型網(wǎng)絡的示意圖；
[0154]圖2示出如何可以使用Re-ECN協(xié)議測量下游擁塞；
[0155]圖3說明使用Re-ECN協(xié)議測量下游擁塞的網(wǎng)絡的上游網(wǎng)絡(或其他實體)如何可以嘗試破壞這種測量。這在上文被稱為“攻擊#1:極端上游擁塞”；
[0156]圖4說明也在上文討論的“攻擊#2:具有兩個標記的信號中毒”。
[0157]圖5說明也在上文討論的“攻擊#3:與極端上游擁塞組合的切換負標記”；以及
[0158]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式從疊加編碼測量下游擁塞的處理。
【具體實施方式】
[0159]尤其參考圖6，現(xiàn)在將描述根據(jù)優(yōu)選實施方式的方法。在該方法中，使用依賴于包上標記的算法從通過監(jiān)控點的包流選擇包。被選擇包可以被認為標記有虛擬標記，然后虛擬標記包中的字節(jié)編碼包流貢獻于測量點多少下游擁塞。
[0160]一旦下游擁塞通過這些虛擬標記(虛擬)被編碼到包流中，編碼可以用于各種目的，例如:
[0161](i)可以以代表可以通過發(fā)送包流的網(wǎng)絡導致的下游擁塞的合約速率的速率從使用令牌填充的令牌桶得出每個虛擬標記包的字節(jié)大小。然后，只要桶為空，可以防止流量在合約擁塞率的基礎上前進且突發(fā)大小被超過(詳情請見W02006/082443，[Jacquet08])。
[0162](ii)虛擬標記包的字節(jié)大小可以被添加到發(fā)送(或接收)包的一方貢獻的下游擁塞數(shù)量的計數(shù)。
[0163](iii)具有虛擬標記的包的比特率可以被監(jiān)控，且如果它超過閾值，則它可以觸發(fā)管理動作來消除擁塞或采取其他動作來確立異常的原因。
[0164]下游擁塞容量的測量可以用于此處未明確列舉的很多其他目的，就好像數(shù)據(jù)容量或數(shù)據(jù)比特率的測量可以用于各種目的一樣。
[0165]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，用于從流選擇包以使得選擇的包的大小編碼下游擁塞的處理包含三個主要步驟，這些步驟在圖6中示為大虛線方框:
[0166]( i )分類包:通過其標記(方框20 )
[0167](ii)更新移動平均:依賴于包分類(方框40)
[0168](iii)下游擁塞算法:確定是否根據(jù)移動平均而非包的分類來選擇包(方框50)。
[0169]該算法是尤其優(yōu)選的，因為在包被分類之后，僅要求典型通用目的處理器的兩個或三個循環(huán)操作來更新移動平均且每個包僅需要另外的兩個循環(huán)來運行下游擁塞算法。因此，該優(yōu)選算法僅要求每個包5或6個循環(huán)來到達可以選擇認為被虛擬標記的包的點。
[0170]圖6中說明的處理還使用如下的偽代碼描述:
[0171]1產(chǎn) Downstream congestion itieier */
2產(chǎn) Assuming rc-ECN encoding in draft-briscoe-re-ccn-tcp-OQ */
3mclcrDownCongf) {
4/* Initialise variables */
5V = O /* downstream congcstion-voiumc^/
6η-0/φ rcccnt ncvcr-positivc markings (NEUT or NEGV)*/
7e = 0 /* raeenl ECT mirkmgs (NEUT m POS￥ or CAUI)^/
8r ; 0 /.remainder */
9a = EWMA一 WEIGHT
10foreach packet {
11s = readLeagtli(packet)
12men = readEEC N (packct)
13if (eecn !- (ECT(O)
14(I Not-ECT)) {
15/.A re-ECN enabled packet 'i
16/* Update moving aveimges dependent on pkl marking./
17swiich(cccn) {
18case (NEUT:: CU):
19n+=(s-rt)%
20e += (S-C)^a
21cmsc (POSV I: CAUT):
22e += (s-e)*a
23i1-= 11?
24ease (NEGV):
25ii += (s-n)%
26e -=
[017 2]
【權利要求】
1.一種在節(jié)點方面確定指示下游路徑擁塞的測量的方法，多個數(shù)據(jù)單元經(jīng)由所述節(jié)點經(jīng)過從發(fā)送器到接收器的端到端路徑，每個所述數(shù)據(jù)單元具有: 第一指示，根據(jù)來自所述接收器的信息能夠設置為至少兩個狀態(tài)中的每一個，由此指示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的不同擁塞程度；以及 第二指示，能夠設置為初始狀態(tài)，并且能夠設置為指示數(shù)據(jù)單元在這些數(shù)據(jù)單元的從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞的至少一個更新狀態(tài)； 該方法包括以下步驟: 在所述節(jié)點接收多個所述數(shù)據(jù)單元；以及 根據(jù)膨脹因子確定所述下游路徑擁塞測量，該膨脹因子本身與在所述節(jié)點接收的其第二指示處于所述初始狀態(tài)的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例相關。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所述膨脹因子和在所述節(jié)點接收的所述多個數(shù)據(jù)單元的總比特率的測量的乘積來確定所述下游路徑擁塞測量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述膨脹因子與在所述節(jié)點接收的其第二指示處于所述初始狀態(tài)的所述數(shù)據(jù)單元的所述集的比例的倒數(shù)成比例。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，使用來自預定算法的集的算法執(zhí)行所述確定，所述預定算法的集確保所述下游路徑擁塞測量基本獨立于具有第一指示和第二指示二者的數(shù)據(jù)單元的 數(shù)目和/或比例，所述第一指示設置為指示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度處于或高于預定的端到端擁塞閾值，且所述第二指示設置為指示數(shù)據(jù)單元在這些數(shù)據(jù)單元的從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞程度處于或高于預定的上游擁塞閾值。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據(jù)接收的數(shù)據(jù)單元的第一指示和第二指示中的一個或二者被設置的狀態(tài)，根據(jù)多個預定分類對所述接收的數(shù)據(jù)單元進行分類，且其中，根據(jù)至少兩個相應計數(shù)確定所述下游路徑擁塞測量，所述兩個相應計數(shù)中的第一個計數(shù)指示分類為第一預定分類的所述數(shù)據(jù)單元的容量的測量，且所述兩個相應計數(shù)中的第二個計數(shù)指示分類為不同于所述第一預定分類的第二預定分類的所述數(shù)據(jù)單元的容量的測量。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述多個預定分類中的至少一個被定義為包括數(shù)據(jù)項，而與這些數(shù)據(jù)項的第一指示或第二指示被設置的狀態(tài)無關。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據(jù)預定算法確定下游路徑擁塞的所述測量，依賴于: 第一測量，其代表如此的數(shù)據(jù)單元的比特率，即，這些數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值；以及 第二測量，其代表如此的數(shù)據(jù)單元的比特率，即，這些數(shù)據(jù)單元的第二指示表示這些數(shù)據(jù)單元在其從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據(jù)以下公式確定下游擁塞率“V”:
v=x (1- n/e) 其中: “X”代表遵循協(xié)議的由所述節(jié)點接收的所有數(shù)據(jù)單元的比特率，由此，所述數(shù)據(jù)單元具有第一指示和第二指示，所述第一指示根據(jù)來自所述接收器的信息能夠設置為至少兩個狀態(tài)中的每一個狀態(tài)，由此指示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的不同擁塞程度，且所述第二指示能夠設置為初始狀態(tài)，并且能夠設置為指示數(shù)據(jù)單元在這些數(shù)據(jù)單元的從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞的至少一個更新狀態(tài)； “η”代表如此的所述數(shù)據(jù)單元的比特率，即，這些數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值；以及 “e”代表如此的所述數(shù)據(jù)單元的比特率，即，這些數(shù)據(jù)單元的第二指示表示數(shù)據(jù)單元在其從所述發(fā)送器到所述節(jié)點的路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定閾值。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據(jù)兩個預定計數(shù)中的一個或二者確定所述膨脹因子，所述兩個預定計數(shù)被選擇為使得:第一指示和第二指示被設置的方式的變化將導致:如果使用依賴于所述兩個預定計數(shù)中的一個計數(shù)的膨脹因子做出確定，則確定較高的下游路徑擁塞測量，如果使用依賴于所述兩個預定計數(shù)中的另一個計數(shù)的膨脹因子做出確定，則確定較低的下游路徑擁塞測量。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，該方法包括:使用所述預定計數(shù)中的提供指示較高的下游路徑擁塞量的測量的任一個來確定下游路徑擁塞的測量。
11.根據(jù)權利要求9所述的方法，該方法包括:在一些實例中使用根據(jù)所述預定計數(shù)中的一個計數(shù)確定的膨脹因子且在其它實例中使用根據(jù)所述預定計數(shù)中的另一個計數(shù)確定的膨脹因子來確定下游路徑擁塞的測量。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據(jù)以下兩個計數(shù)中的一個或二者來確定所述膨脹因子: (i )指示在所述節(jié)點接收的如下的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例的計數(shù)，即，這些數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度高于預定的端到端閾值，且這些數(shù)據(jù)單元的第二指示處于所述初始狀態(tài)；以及 (ii)指示在所述節(jié)點接收的如下的所述數(shù)據(jù)單元的集的比例的計數(shù)，即，這些數(shù)據(jù)單元的第一指示表示所述接收器以前接收的數(shù)據(jù)單元在所述端到端路徑上經(jīng)歷的擁塞程度低于預定的端到端閾值，且這些數(shù)據(jù)單元的第二指示處于所述初始狀態(tài)。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中，關于特定的數(shù)據(jù)單元的所述第一指示和所述第二指示能夠彼此獨立地設置。
14.一種裝置，該裝置被布置為執(zhí)行根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法。
【文檔編號】H04L12/801GK103814555SQ201280042117
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權日:2011年6月30日
【發(fā)明者】羅伯特·約翰·布里斯科 申請人:英國電訊有限公司