專利名稱：用于tcp連接的增強確認定步設備和方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明總的涉及網絡，更具體地，涉及用于TCP連接的增強確認定步設備和方法。
2.相關技術描述今天，一個組織的計算機網絡已成為它的循環(huán)系統(tǒng)。組織把臺式工作站，服務器和主站組合成局域網(LAN)團體。這些局域網被連接到其它局域網和廣域網(WAN)。成對的系統(tǒng)在需要通信時，必須能夠通信，而不管它們位于網絡的什么地方，這已成為逐日運行所必須的。
在早先的網絡計算年代期間，專有的聯(lián)網協(xié)議就是標準。然而，由國際標準化組織(ISO)引入的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型的發(fā)展導致互聯(lián)工作給人深刻印象的程度，它通常允許最終用戶的應用在網絡的系統(tǒng)之間工作得很好。實施方案是根據(jù)由來自幾十個計算機經銷商、硬件部件經銷商和獨立的軟件公司的志愿者提供的書面標準的。
在過去十年期間，LAN一直在激增。這引起必須由網絡管理者解決的、如何使得阻塞最小化和使得通過量最佳化的重現(xiàn)的問題。以前的解決辦法是僅僅把局域網分成多個較小的網絡，服務于較少的人群。這些段通過橋連接，形成單個局域網，業(yè)務是對于每個段本地地隔離開的。
新的網絡類型和廣域網的發(fā)展產生對路由器的需要。例如，互聯(lián)網是由網關(有時被稱為路由器)連接的一組網絡。加上過濾和防火墻能力的路由器，提供對廣播域的更多的控制，限制廣播業(yè)務和增強保密性。由于嵌入的智能，路由器能夠選擇通過網絡的最佳路徑。這種附加智能，當可能時，也允許路由器構建到目的地的冗余路徑。無論如何，由嵌入的智能提供的最佳路徑選擇能力的附加復雜性增加了路由器的端口成本和造成很大的等待時間開銷。包括分布式客戶/服務器數(shù)據(jù)業(yè)務的共享媒體的網絡，擴展的用戶人數(shù)，以及更復雜的應用引起新的帶寬瓶頸。這樣的阻塞產生不可預測的網絡響應時間，不能支持對延時敏感的應用，以及造成較高的網絡故障率。
在現(xiàn)代網絡中阻塞控制逐漸成為重要的問題?；ヂ?lián)網應用(諸如，萬維網(WWW))的飛速發(fā)展將當前的技術推向它的極限，顯然，需要更快速的輸送和改進的阻塞控制機制。結果，許多設備經銷商和服務提供者轉向高級聯(lián)網技術，以便提供對涉及的復雜業(yè)務質量(QoS)管理問題的適當?shù)慕鉀Q方案。實例包括異步傳送模式(ATM)網絡和出現(xiàn)的IP網絡業(yè)務。無論如何，在這些較新的變化例內仍舊有必要支持現(xiàn)有傳統(tǒng)IP協(xié)議的主機。具體地，普遍存在的TCP傳輸層協(xié)議一直是由網絡瀏覽器、文件/電子郵件傳送業(yè)務廣泛使用的、IP網絡中的主力傳輸協(xié)議。
傳輸控制協(xié)議(TCP)是TCP/IP協(xié)議家族的一部分，隨著互聯(lián)網的成功已獲得世界最重要數(shù)據(jù)通信協(xié)議之一的位置。TCP提供在使用TCP/IP協(xié)議的裝置之間的可靠的數(shù)據(jù)連接。TCP工作在IP的上部，被使用來把數(shù)據(jù)打包成數(shù)據(jù)分組，被稱為數(shù)據(jù)包，以及用于在網絡上傳輸。
互聯(lián)網協(xié)議(IP)是網絡層協(xié)議，通過互聯(lián)網路由數(shù)據(jù)?；ヂ?lián)網協(xié)議被設計成適應由不同的經銷商構建的主機與路由器的使用，包括增長的各種各樣的增多的網絡類型，使得網絡能夠增長，而不中斷服務器，以及支持更高層的會話和面向消息的業(yè)務。IP網絡層允許把局域網“島”集成在一起。
然而，IP不包含任何流控或重傳機制。這就是為什么TCP典型地被使用于它的上部的原因。具體地，TCP使用確認，用于檢測丟失的數(shù)據(jù)分組。TCP/IP網絡在當今多半是所有網絡中最重要的網絡，以及運行在幾個(物理的)網絡的上部，諸如上面提到的ATM網絡。這些基礎網絡可以提供關于網絡的條件和業(yè)務的信息，它們可被使用來提供關于阻塞的反饋。
為了管理阻塞，TCP使用滑動窗機制與反應的阻塞控制來調節(jié)發(fā)送者的窗口尺寸。該協(xié)議調節(jié)它的傳輸行為，偶然返回從遠端接收機端發(fā)送的確認(ACK)分組。
然而，TCP的問題在于它的阻塞控制機制相當慢。大多數(shù)TCP實施方案使用非常粗略的定時器來測量“超時”，即，大約200-500ms的粒度。而且，大多數(shù)TCP實施方案依靠ACK延時或分組丟棄，來檢測阻塞。結果，過量的源窗口的減小可導致大量的帶寬浪費，因為TCP源被迫使重新啟動它的傳輸窗口。而且，許多研究表明，TCP在ATM網絡上，特別是對于較大的WAN型傳播延時不能很好地運行。
為了克服TCP的以上的缺點，必須通過在TCP反饋環(huán)中引入某些更快的阻塞指示機制，使得網絡阻塞的機會最小化。然而，為了確保與當前的版本兼容性以及加速市場的接受性，任何這樣的企圖必須防止改變實際的TCP協(xié)議或它的實施方案。
根據(jù)這些方面，提出了多種ACK定步方案。這些ACK定步方案基本上調制TCP ACK分組的間距，限制在阻塞期間源的發(fā)送。ACK定步很適合于高速(子)網絡的邊界，諸如ATM、千兆比特IP(即，光WDM)、或衛(wèi)星。實際上，這種技術在接入節(jié)點處執(zhí)行TCP業(yè)務整型。這樣的方法對于先進的ATM數(shù)據(jù)業(yè)務特別有利，即，下層的ABR流控或按連接排隊，其中阻塞趨向于在ATM網絡的外圍產生，即，在接入節(jié)點處。如果前向鏈路被阻塞，正如某些阻塞度量表示的，ACK分組在被發(fā)送到源以前適當?shù)乇谎訒r。
另一些作者提出修正ACK分組本身的域，即接收器窗口尺寸，來改進性能。然而，這樣的方案或者需要精確的路程來回的延時測量，或者不能保持緊密的緩存控制。而且，重寫ACK分組域將需要昂貴的“檢驗和”的重新計算。
雖然ACK定步是控制TCP源行為的有效的方式，但許多建議的方案或者太復雜，和/或對于網絡參量設置過分敏感。由于研究表明，TCP的通過量和公平度在許多高速度網絡情景下是很低的，所以必須設計有效的、可行的方案來提高它的性能。雖然修改協(xié)議的功能本身也是一個任選項，這不一定是在短到中等的時間中可行的替換例。在這方面ACK定步方法可以給出很大的好處。
可以看到，需要一種更魯棒的、全面的、用于ACK定步的方案。
也可以看到，需要可以提供高的通過量和精確的帶寬公平度的ACK定步。
還可以看到，需要可以很大地減小TCP緩存延時的、和可應用于很寬范圍的網絡情形的ACK定步。
也可以看到，需要可以提供更快速的阻塞指示而不用修改TCP協(xié)議的ACK定步。
發(fā)明概要為了克服上述的現(xiàn)有技術中的限制，以及為了克服在閱讀和了解本技術說明后更清晰的其它限制，本發(fā)明揭示了用于TCP連接的增強確認定步設備和方法。
本發(fā)明通過提供一種更魯棒的、全面的、用于ACK定步的方案，而解決上述的問題。按照本發(fā)明的ACK定步提供高的通過量和精確的帶寬公平度。而且，ACK定步很大地減小TCP緩沖延時，以及可應用于很大范圍的網絡情形。因此，ACK定步提供更快速的阻塞指示而不用修改TCP協(xié)議。
按照本發(fā)明的原理的系統(tǒng)包括鏈路層實體，用于接收來自源的數(shù)據(jù)分組和把數(shù)據(jù)分組轉發(fā)到前向數(shù)據(jù)鏈路，鏈路層實體把接收的數(shù)據(jù)分組存儲在數(shù)據(jù)分組緩存器中，直至數(shù)據(jù)分組離開鏈路層實體和被轉發(fā)到前向數(shù)據(jù)鏈路為止；以及確認定步設備，被耦合到鏈路層實體，用于響應于接收到來自源的數(shù)據(jù)分組，定步要被發(fā)送到源的ACK分組。確認定步設備還包括確認控制單元，用于監(jiān)視在鏈路層實體處的阻塞和根據(jù)在鏈路層實體處是否發(fā)生阻塞，產生控制信號，用于控制確認分組的處理；確認分組緩存器，被耦合到確認控制單元，用于存儲從確認控制單元接收的確認分組；以及調度器，被耦合到確認控制單元和確認緩存器，調度器根據(jù)由確認控制單元產生的控制信號把確認分組釋放給源。
按照本發(fā)明的原理的系統(tǒng)的其它實施例可以包括替換的或任選的附加方面。本發(fā)明的一個這樣的方面是，調度器根據(jù)排隊策略選擇釋放的ACK分組。
本發(fā)明的另一個方面是，排隊策略包括當使用集中ACK分組緩存時發(fā)送排頭的ACK分組。
本發(fā)明的另一個方面是，排隊策略包括當使用按類別或按流的ACK分組緩存時，用于選擇在ACK分組緩存器中的要釋放的ACK分組的加權循環(huán)(WRR)處理過程。
本發(fā)明的另一個方面是，加權循環(huán)(WRR)處理過程使用與TCP最大段尺寸(MSS)成反比的加權因子，該加權因子用于加權對釋放的ACK分組的選擇，以便減少對較小的MSS流的偏斜。
本發(fā)明的另一個方面是，排隊策略包括當使用按類別或按流的ACK分組緩存時，用于選擇在ACK分組緩存器中的要釋放的ACK分組的公平排隊(FQ)處理過程。
本發(fā)明的另一個方面是，確認控制單元還包括ACK分組定步處理器，ACK分組定步處理器通過使用ACK分組到達處理器和數(shù)據(jù)分組離開處理器，而產生控制信號，用于控制確認分組的處理。
本發(fā)明的另一個方面是，ACK分組到達處理器通過檢驗在鏈路層實體處的阻塞和判決是把ACK分組保存在ACK分組緩存器中，還是直接把ACK分組發(fā)送給源而不把ACK分組緩存在ACK分組緩存器中，而控制ACK分組到ACK分組緩存器的處理。
本發(fā)明的另一個方面是，ACK分組到達處理器通過確定鏈路層實體是否阻塞，確定ACK分組緩存器是否空，如果鏈路層實體被阻塞或ACK分組緩存器不是空的，則把ACK分組存儲在緩存器中，以及如果ACK分組緩存器是空的且鏈路層實體沒有阻塞，則把ACK分組轉發(fā)給源，而決定是把ACK分組保存在ACK分組緩存器中，還是直接把ACK分組發(fā)送給源而不把ACK分組緩存在ACK分組緩存器中。
本發(fā)明的另一個方面是，如果ACK分組是在阻塞期間要被緩存在ACK分組緩存器中的第一ACK分組，則ACK分組被存儲在ACK分組緩存器中，以及被調度器選通送出。
本發(fā)明的另一個方面是，如果ACK分組是在阻塞期間要被緩存在ACK分組緩存器中的第一ACK分組，則ACK控制單元增加在從ACK分組緩存器中被選通送出的ACK分組之間的間隔。
本發(fā)明的另一個方面是，如果在鏈路層實體中的阻塞已消除，則數(shù)據(jù)分組離開處理器減小在從ACK分組緩存器釋放的ACK分組之間的間隔。
具體在本發(fā)明的附屬權利要求中，指出表征本發(fā)明的新穎性的這些和各個其它優(yōu)點和特性，以及它們形成本發(fā)明的一部分。然而，為了更好地了解本發(fā)明、它的優(yōu)點、和通過它的使用達到的目的，應當參考形成本發(fā)明的另一個部分的附圖，以及參考附帶的說明性材料，其中說明和描述了按照本發(fā)明的設備的具體的例子。
附圖簡述現(xiàn)在參照附圖，其中相同的參考數(shù)字代表相應的部件

圖1顯示包括七層的OSI模型；
圖2顯示互聯(lián)網協(xié)議網絡層與OSI七層模型的比較；圖3顯示分組流和TCP滑動窗；圖4顯示其中接收機把確認提供給源以及接收來自源的數(shù)據(jù)的網絡系統(tǒng)；圖5顯示按照本發(fā)明的增強的ACK定步設備；圖6顯示按照本發(fā)明的、用于TCP ACK到達和數(shù)據(jù)離開660方法的偽代碼；圖7顯示用于使用兩個滯后排隊門限值，QL和QH，的阻塞狀態(tài)方法的偽代碼；以及圖8顯示按照本發(fā)明的、用于增強的TCP ACK到達和ATM信元離開方法的偽代碼。
發(fā)明詳細描述在以下的示例性實施例的說明中，參照構成本發(fā)明的一部分的附圖，圖上以說明的方式顯示其中可以實施本發(fā)明的具體的實施例。應當看到，其它實施例也可被利用，因為可以作出結構上的改變，而不背離本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明提供用于TCP連接的增強確認定步設備和方法。提供了更魯棒的、全面的、用于ACK定步的方案，它允許提供高的通過量和精確的帶寬適合度。而且，ACK定步很大地減小TCP緩沖延時，和可應用于很大范圍的網絡情形。因此，按照本發(fā)明的ACK定步提供更快速的阻塞指示而不用修改TCP協(xié)議。
圖1顯示包括七層的OSI模型100，包括應用層110，表示層120，會話層130，傳輸層140，網絡層150，數(shù)據(jù)鏈路層160，和物理層170。OSI模型100由國際標準化組織(ISO)提出，以及在標題為“TheOSI Reference Model(OSI參考模型)”的ISO 7498中被描述，該標準在此引用，以供參考。
OSI模型的每個層執(zhí)行特定的數(shù)據(jù)通信任務，為該層前面的層進行業(yè)務(例如，網絡層為傳輸層提供業(yè)務)。處理過程可被比喻為在信被通過郵政系統(tǒng)發(fā)送以前把信放置在一系列的信封中。每個后續(xù)的信封把另一個層的處理或對于處理事務必須的開銷信息加進來。所有的信封放在一起有助于確保把信送到正確的地址，且所接收的消息與發(fā)送的消息相同。一旦全部數(shù)據(jù)包在目的地處被接收，信封被一個一個地打開，直至信本身呈現(xiàn)為正好是所寫的內容為止。
然而，在數(shù)據(jù)通信事務中，每個最終用戶不知道透明地執(zhí)行它們的功能的信封。例如，自動銀行出納事務可以通過多層OSI系統(tǒng)被跟蹤。一個多層系統(tǒng)(開放系統(tǒng)A)提供作為對于嘗試該事務的個人的接口的應用層，而另一個多層系統(tǒng)(開放系統(tǒng)B)提供與銀行的主機上的應用軟件接口的應用層。在開放系統(tǒng)A和B中的相應的層被稱為對等層，以及與對等協(xié)議通信。這些對等協(xié)議提供對于用戶的應用的通信支持，執(zhí)行與事務有關的任務，諸如記入借方帳戶，發(fā)出貨幣，或記入貸方帳戶。
然而，在兩個開放系統(tǒng)(開放系統(tǒng)A和開放系統(tǒng)B)之間的實際數(shù)據(jù)流在一個開放系統(tǒng)中(開放系統(tǒng)A，源)從上部180到底部182，穿過通信線路，然后在另一個開放系統(tǒng)中(開放系統(tǒng)B，目的地)從底部182到上部180。每次當用戶應用數(shù)據(jù)從一個層向下傳送到同一個系統(tǒng)的另一層，會加上更多的處理信息。當該信息在另一個系統(tǒng)中被對等層去除和處理時，它使得各種任務(糾錯，流控等)被執(zhí)行。
ISO具體地規(guī)定全部七層，它們在下面按數(shù)據(jù)離開源時的實際流動順序被概括第7層，應用層110，為用戶應用(例如從自動銀行出納機器取錢)提供與OSI應用層接口。該OSI應用層110在另一個開放系統(tǒng)，銀行主計算機中，具有相應的對等層。
第6層，表示層120，確信用戶信息(從你的支票帳戶支取$50現(xiàn)金的請求)是以目的地開放系統(tǒng)可理解的格式(即，1和0的句法或序列)。
第5層，會話層130，提供在開放系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)的同步控制(即，確保傳送通過源的第5層的比特配置與傳送通過目的地的第5層的比特配置相同)。
第4層，傳輸層140，確保在兩個開放系統(tǒng)之間建立端到端連接，以及該連接經常是可靠的(即，在目的地的第4層確認對于連接的請求，也就是說，它已從源的第4層接收到)。
第3層，網絡層150，提供通過網絡的數(shù)據(jù)路由和中繼(特別是，在外出的一側在第3層上把地址放置在信封上，然后由目的地的第3層讀出)。
第2層，數(shù)據(jù)鏈路層160，包括當消息向下傳送通過在一個開放系統(tǒng)中的這一層以及向上通過另一個開放系統(tǒng)中的對等層時數(shù)據(jù)的流控。
第1層，物理接口層170，包括數(shù)據(jù)通信設備借以機械連接和電氣連接的方式，以及數(shù)據(jù)借以從源處的第1層到目的地處的第1層移動通過那些物理連接的裝置。
圖2是顯示其中互聯(lián)網協(xié)議網絡層202適合于OSI七層模型204的比較200。在圖2上，傳輸層210提供數(shù)據(jù)連接業(yè)務給應用，以及可包含保證數(shù)據(jù)無錯誤地而無遺漏和按次序傳送的機制，。在TCP/IP模型212中的傳輸層210通過傳送數(shù)據(jù)段到IP層202，而發(fā)送數(shù)據(jù)段，IP層再把數(shù)據(jù)段路由到目的地。傳輸層210接受從IP 202進入的段，確定哪個應用是接收者，以及以數(shù)據(jù)被發(fā)送的次序把數(shù)據(jù)傳送到該應用。
因此，互聯(lián)網協(xié)議202執(zhí)行網絡層功能，以及在系統(tǒng)之間路由數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可穿越單個鏈路，或可被中繼通過互聯(lián)網的幾個鏈路。數(shù)據(jù)以被稱為數(shù)據(jù)包的單元被載送，它包括IP報頭，包含第3層220地址信息。路由器檢查IP報頭中的目的地地址，以便把數(shù)據(jù)包定向給它們的目的地。IP層202被稱為無連接，因為每個數(shù)據(jù)包被獨立地路由，以及IP層202不保證數(shù)據(jù)包的可靠的或按次序地傳送。IP層202路由它的業(yè)務，而不關心特定的數(shù)據(jù)包屬于哪個應用到應用的交互。
TCP層210提供在使用TCP/IP協(xié)議的設備之間的可靠的數(shù)據(jù)連接。TCP層210作用在IP層202的上部，它被使用于把數(shù)據(jù)打包成被稱為數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)分組和通過物理層230將其發(fā)送到下面的網絡。
然而，IP協(xié)議不包含任何流控或重傳機制。這是為什么TCP層210典型地被使用于IP層202的上部的原因。相反，TCP協(xié)議提供對于檢測到丟失的數(shù)據(jù)分組的確認。
圖3顯示分組流300和TCP滑動窗310。TCP源的主要特性之一是，它使用滑動窗310，該滑動窗確定字節(jié)和因此確定在從接收機接收確認以前可被發(fā)送的IP分組。這使得有可能調節(jié)源的有效傳輸速率。
當TCP源增加滑動窗310的尺寸時，它的平均傳輸速率也增加?；瑒哟?10是在八位字節(jié)12-19上。已經有多到11個的八位字節(jié)被發(fā)送以及滑動窗310移過這些八位字節(jié)。在滑動窗310內，有兩個八位字節(jié)組320，322。第一個八位字節(jié)組320是已被發(fā)送的330、從12到16的八位字節(jié)。在滑動窗310中的第二個八位字節(jié)組322是還沒有發(fā)送的、從17到19的八位字節(jié)。第二個八位字節(jié)組322可被立即發(fā)送340。最后，八位字節(jié)20和向上的部分350不能被發(fā)送360。八位字節(jié)12必須被確認，以及在八位字節(jié)20可被發(fā)送以前，滑動窗向前滑動。因此，TCP通過使用這個TCP滑動窗310提供丟失的數(shù)據(jù)分組的重新發(fā)送和流控?；瑒哟?10實際上是由接收機發(fā)送的窗口通告的阻塞窗口的最小值。
圖4顯示TCP網絡系統(tǒng)400，其中接收機410提供確認420給源430，以及接收來自源430的數(shù)據(jù)440。接收機410發(fā)送確認分組420，它也包括窗口通告數(shù)據(jù)450，用于將接收機410處理進入的數(shù)據(jù)440的能力通知源430。這樣，接收機410可通知適當?shù)拇翱诔叽?50，用于流控目的。實際上，窗口通告450規(guī)定接收機410準備接受多少額外的數(shù)據(jù)八位字節(jié)。源430被認為按照這個通告調節(jié)它的滑動窗，除非由源430保持的阻塞窗口460太小。
第二窗口，阻塞窗口460，在TCP源430處被內部使用來降低滑動窗的尺寸。這發(fā)生在定時器時間到時，這說明數(shù)據(jù)分組已被發(fā)送，但在一定的時間間隔內確認沒有到達。這意味著，數(shù)據(jù)分組已丟失，這多半是由網絡阻塞造成的。為了不使得阻塞更嚴重，TCP源430通過減小滑動窗的尺寸降低它的傳輸速率。這些窗口的關系可被表示為Tw＝MIN(窗口通告，阻塞窗口)其中Tw表示傳輸窗口，即滑動窗。
原理上，阻塞窗口460和被包括在由下面的網絡提供的通告窗口450中的反饋信息可被使用于同樣的目的，即，按照網絡的負載和阻塞調節(jié)TCP源430的傳輸速率。然而，在阻塞窗口460和被包括在通告窗口450中的反饋信息之間的一個重要的差別是，阻塞窗口460根據(jù)端到端的原則工作，以及典型地由于相當長的超時而對改變的反應非常慢。因此，阻塞窗口460也不能給出任何詳細的信息。TCP源410只知道分組已被丟棄，它不能給出關于網絡條件的精確的圖象。另一方面，被包括在通告窗口450中的反饋信息可以更精確，以及可以更快速地對改變條件作出反應。
基礎的網絡可以使用在確認分組420中載送的接收機的窗口通告450，用于控制TCP源410的傳輸速度。這可以通過加上設備或網絡功能(被稱為反饋信息變換器(FIC))而被完成。
這樣，TCP使用滑動窗協(xié)議，其中源430根據(jù)來自接收機410的返還的ACK分組420，調節(jié)它的窗口尺寸。所以，窗口460的增長速率與這些返還的分組420的速率有關。所以，顯然通過修改返還的ACK流420的時序，源窗口460的增長可被控制。ACK定步方法正是根據(jù)這個基本原理。具體地，這些方法適當?shù)匮舆t在阻塞網絡單元，例如，接入節(jié)點和IP路由器中的返還的ACK分組420，限制由源430過量地發(fā)送。當正確地完成時，ACK定步可減小TCP超時，限制隊列構建，以及由此，改進總的連接結果。
由于TCP業(yè)務概貌的大的非對稱性質，實際上只在TCP源430一側需要ACK定步。這是值得注意的，因為它暗示，所要求的ACK定步功能需要僅被限制在大的萬維網服務器/文件主機。所以不需要昂貴的更新用于大得多的、不同的用戶接入庫。然而，應當提到，ACK定步假定網絡內有良好的速率控制。這實際上把網絡抽象成有相當恒定的帶寬，使得阻塞主要在接入節(jié)點處出現(xiàn)。
先進的ATM載體能力，例如，VBR-nrt，ABR和GFR，可現(xiàn)實地達到這些條件。而且，預期在高速IP路由器中出現(xiàn)的速率保證也將產生對ACK定步有利的條件。
然而，如上所述，許多當前的ACK定步方法不能具體修改以便實施。例如，快速TCP(F-TCP)需要在前向方向上基礎的數(shù)據(jù)“清算”速率的知識。這或者是鏈路容量，或者對于ATM可用比特速率(ABR)業(yè)務類別的情形下，是連接允許的信元速率(ACR)，等等。對于ACK分組420的計算的延時是根據(jù)這個速率。
顯然，這樣的方案需要更先進的信息處理方法，以及如果基礎的速率改變很大，會有問題。而且，由遠端TCP客戶410對ACK分組的延時發(fā)送可增加靈敏度問題，以及大大地惡化這樣的方案的性能。另外，這些方案不能提供顯著的公平度，因為它們只以聚集方式緩存返還的ACK分組420，即先進先出(FIFO)。另一個ACK定步方法，ACK漏桶方案需要太多的每個流狀態(tài)，實際上要“跟蹤”每個TCP數(shù)據(jù)流的開窗口行為。
圖5顯示按照本發(fā)明的、增強的ACK定步設備500。ACK定步設備500依靠排隊長度信息，來討論阻塞水平，以及不需要任何附加的(昂貴的)定時器機制。如圖5所示的ACK定步設備500是非常通用的，以及可被定做成適合于各種各樣的網絡。
在圖5上，提供了ACK控制單元510。ACK控制單元510控制在過載(即，阻塞)和欠載時間間隔期間ACK分組的處理，連同ACK調度器單元520的運行。ACK控制單元510依靠業(yè)務測量和來自基礎鏈路層實體528與數(shù)據(jù)分組緩存器530的數(shù)據(jù)發(fā)送通知522。在阻塞時間間隔期間，返還的ACK分組532被存儲在使用適當?shù)姆诸惲炕?集中，每種類別，每個流)的ACK分組緩存器534并以合適的選出速率來進行選通，具體地，在阻塞時間間隔期間ACK分組532的發(fā)送被執(zhí)行，以使得允許緩存器534在合理的時間騰空。當阻塞減退時，提高ACK發(fā)送速率，以允許改進帶寬利用。應當指出，在所有的情形下，ACK控制單元510激活ACK調度器單元520，發(fā)送在緩存器534中的ACK分組532。
因為TCP是可擴大的協(xié)議，除任何接收機窗口限制外，它總是企圖增加其發(fā)送定額。這意味著，對于大的(大量)文件傳送，正常的TCP協(xié)議將不斷地增加它的窗口尺寸，釋放分組，然后減慢。當系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量增加時，ACK分組532的數(shù)目也增加。
這一點對于ACK定步方案具有非常細微的暗示。即，在正常TCP協(xié)議中的數(shù)據(jù)分組540的增長將被ACK分組532的增長“代替”。這被稱為ACK緩存“漂移”現(xiàn)象。這種漂移的速率在TCP連接的慢啟動階段對ACK定步的情形將是線性的(即，快速的)，以及對于在TCP連接的阻塞避免階段對ACK定步的情形將是亞線性的。
解決這個問題有兩種可能的方法。較簡單的方法是給ACK分組緩存器534配備以足夠的用于ACK分組532的容量，以及在ACK分組緩存器534用盡的稀少的事件中，采用從前面丟棄的策略。典型地，在前面的ACK的號最可能關系到比到達的分組540的號碼更低的序列號。這種緩存方法是非常合理的，因為ACK分組532是小的(40字節(jié))，以及大多數(shù)文件傳送不是無限的。例如，64kB RAM的ACK分組緩存器534可大約保存1700個ACK分組532，它已超出155 Mb/s WAN鏈路的需要。
另一個方法是使用兩個變量跟蹤TCP序列號，即對最后進和最后出的數(shù)值進行每個流計數(shù)。這個方法產生較小的存儲器需求，但需要ACK號碼重寫(即，重新計算“檢驗和”)。另外，如果ACK分組532無序地到達，必須進行特別的考慮。而且，或許是，在ACK分組532中出現(xiàn)的其它域，諸如接收機窗口尺寸和URG/RST標志，也可包含非冗余信息，它會使得事情進一步復雜化。
因此，從實施方案看來，ACK緩存方法是更可行的。ACK緩存方法加上了最小的附加限制，以及不修改TCP分組532中的任何域。
如圖5所示，在數(shù)據(jù)流的前向方向，鏈路層實體528可以代表各種各樣的基礎技術。實例包括專用鏈路或ATM VC或IP流類別。而且，鏈路層實體528可以是對于單個TCP數(shù)據(jù)流專用的(例如，ATM VC等)，或在一組TCP數(shù)據(jù)流之間共享(業(yè)務集中)。同樣地，在反向方向上的ACK定步可以在不同的級別上被完成。例如，如果每個流排隊在前向方向上完成，則在反向方向上也必須有每個流的ACK定步，即，每個流數(shù)據(jù)/每個流ACK。
然而，如果在前向方向上進行集中的或基于類別的ACK定步，則可能希望在反向方向上同樣完成(集中數(shù)據(jù)/集中ACK，每個類別的數(shù)據(jù)/每個類別的ACK)。其它可以決定在前向方向上進行簡單的、集中排隊，而在反向方向上進行更先進的每個流的ACK緩存。這個方法改進了在集中在同一個鏈路層實體530的數(shù)據(jù)流中間的公平度，而不需要在前向方向上高速度的每個流緩存和調度技術。雖然對于進入的ACK分組532仍舊需要每個流ACK的計數(shù)，但它被限制于網絡邊緣，其中處理速率需求也被大大地減小，因為ACK分組關系到更大的IP分組尺寸。通過選擇調度器分配，即，反比于數(shù)據(jù)流的TCP最大分段尺寸(MSS)的加權因子，對更小的MSS流的偏斜可被減輕(到一定程度)。
對于不同的業(yè)務結構的正在進行的標準化努力，后者在哲學上相當好地適配。即，每個流的計數(shù)/開銷被限制于網絡的接入部分，即，其中進行ACK定步，減小骨干內的復雜性。因為大多數(shù)接入節(jié)點具有的連接比骨干設備的少得多，所以這個方法在正出現(xiàn)的網絡中是非常可行的。
根據(jù)以上的討論，ACK調度器520可被規(guī)定為相當通用的，從各種分組調度方法借用的裝置，以便改進適合度。例如，在集中(FIFO)ACK緩存的最簡單的形式中，調度器520僅僅必須發(fā)送排頭(HOL)的ACK。對于更先進的每個類別或每個數(shù)據(jù)流的ACK緩存策略，加權循環(huán)(WRR)或公平排隊(FQ)調度器可被實施來“選擇”用于發(fā)送的下一個適當?shù)腁CK。
ACK控制單元510包括ACK定步處理器512，用于控制ACK分組到源的定步。ACK定步處理器包括兩個主要部件數(shù)據(jù)分組離開處理器514和ACK到達處理器。ACK到達處理器516檢驗阻塞水平和判決是否保存進入的ACK分組。數(shù)據(jù)分組離開處理器514通過鏈路層實體528和數(shù)據(jù)分組緩存器530監(jiān)視阻塞水平，以及決定何時按“時鐘”輸出ACK分組532到源。
圖6顯示按照本發(fā)明的用于TCP ACK到達610和數(shù)據(jù)離開660方法的偽代碼600。對于所有進入的TCP ACK分組執(zhí)行TCP ACK到達610和數(shù)據(jù)離開660方法。
在圖6上，假定存在排隊對象用于使ACK分組進入隊列/退出隊列，以及緩存的ACK分組數(shù)目的運行計數(shù)值被保持，例如，num_ACK604。在鏈路層阻塞和/或非空的ACK分組緩存器612的情況下，進入的ACK分組被存儲在緩存器614中。緩存的ACK分組被保存在緩存器中，以及只通過數(shù)據(jù)分組離開方法660被適當?shù)匕l(fā)送出去。
如上所述，ACK緩存可以根據(jù)集中或基于以上參照圖5討論的、更多選擇性的每個類別/每個流，而進行的。如果ACK分組到達空的緩存器以及沒有阻塞640，則只要向上轉發(fā)到TCP源(即，透明的傳送通過)642。然而，如果這是要被緩存的第一ACK 630，則為了“啟動”ACK發(fā)送過程，這個ACK分組必須在適當?shù)拈g隔632后被選通送出。
為了避免對昂貴的定時器機制的依賴，應當把ACK分組的發(fā)送與鏈路層實體中的基礎數(shù)據(jù)分組離開處理過程660相聯(lián)系。即，在阻塞期間，ACK分組在每α1個數(shù)據(jù)分組被發(fā)出以后被發(fā)送，其中α1被稱為(整數(shù))減慢因子。
從實施方案看來，以上的功能可以通過使用簡單的計數(shù)器變量，例如pkt_counter 644，而被精巧地完成。對于第一ACK分組，計數(shù)器變量值被設置為α1，然后按照數(shù)據(jù)離開處理過程660在每次數(shù)據(jù)分組離開時減量。當計數(shù)器變量值達到零時，緩存的ACK分組被釋放，以及計數(shù)器被復位。
與某些預期相反，給定的數(shù)值α1并不暗示TCP源的等價的幅度減慢。這里，問題被TCP協(xié)議的許多特性復雜化，諸如慢啟動/阻塞避免階段，“ACK-每個-其它性質(ACK-every-other)”，延時的ACK定時器等。例如，在發(fā)送全部尺寸的段的無限的源的理想化情形下，啟動普遍存在的“ACK-每個-其它”性質，可以看到，需要α1＞3的數(shù)值來調節(jié)TCP源的速率。替換地，如果TCP源的最終系統(tǒng)行為是未知的，則非常大的α1數(shù)值可被使用來“保證”排隊長度控制。換句話說，這樣的數(shù)值實際上禁止所有的ACK發(fā)送，直至阻塞減退為止(即，接通/斷開型控制)，但通常會引起增加的排隊振蕩。
應當指出，為了給出通用的、更靈活的說明，圖6上的偽代碼沒有明顯地規(guī)定阻塞檢測方法。具體地，擁塞狀態(tài)()例程620只返回布爾值，指示鏈路層實體是否阻塞。顯然，各種各樣阻塞表示機制可在這里被使用。某些例子包括隊列長度，平均的隊列長度，輸入速率過載測量，和數(shù)據(jù)丟失率。然而，優(yōu)選地，隊列長度應當被使用來簡化實施方案的復雜性。
圖7上顯示用于使用兩個滯后隊列門限值QL 710，QH 714的樣本方法700的偽代碼。在圖7上，檢驗阻塞狀態(tài)，以及返回一個二進制標志702。滯后隊列門限值QL 710，QH 714被使用720。如果存在阻塞以及隊列長度小于QL 722，則通過把標志設置為第一狀態(tài)724，即，擁塞標志＝OFF(關閉)，而使得阻塞消除狀態(tài)變化被存儲。替換地，如果不存在阻塞以及隊列長度大于QH 730，則通過把標志設置為第二狀態(tài)732，即，擁塞標志＝ON(打開)，而使得阻塞開始狀態(tài)變化被存儲。二進制標志的狀態(tài)然后被返回740。
結果表明，如果這些門限值710，712根據(jù)在源與接入節(jié)點之間的路程來回延時(即，接入網絡延時)被適當?shù)卮_定大小，則可以達到接近無損耗的性能。因為這樣的延時通常比WAN網絡中觀察到的端到端延時小很多倍，在緩存需求中的相當大的減小對于按照本發(fā)明的ACK定步方案是可能的。
再次參照圖6，無論何時分組離開鏈路層，都執(zhí)行數(shù)據(jù)分組離開方法660。目標是以定時的方式釋放被存儲的ACK分組，由此正確地控制在接入節(jié)點的鏈路層緩存器中的阻塞(排隊)水平，即使得分組丟失最小化。該方法首先檢驗，查看是否有任何緩存的ACK分組等待發(fā)送662，以及ACK發(fā)送計數(shù)器，即Pkt-counter，是否達到零664。如果是這種情況，則緩存的ACK分組被釋放給源670。
此后，如果仍舊存在阻塞680，則通過重新設置pk_counter為α1682，ACK分組間的間隔被保持在每α1個數(shù)據(jù)分組一個間隔。這允許數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)緩存器進一步排空。然而，如果阻塞已消除684，則ACK分組間的間隔被減小為α2個數(shù)據(jù)分組686，允許源更快的發(fā)送。α2參數(shù)被稱為整數(shù)加速因子，以及必須α1＞α2。如果計數(shù)器是非零的688，則它只被遞減690。然而，為了阻止在阻塞時間間隔以后帶寬利用不足，如果計數(shù)器值大于α2，它只被復位到α2(即，特別是對于更大的α2值)。
再次地，由于由TCP規(guī)定引起的復雜性，α2＝1數(shù)值并不暗示，TCP源速率(大約)等于基礎鏈路實體的速率。更具體地，對于理想化的條件具有“ACK-每個-其它”特征，α2＝2的數(shù)值執(zhí)行得更好。
再次參照圖5，應當指出，合格的ACK分組532是根據(jù)由ACK調度器520使用的排隊策略被選擇的。這個總的機制不需要任何昂貴的定時器機制來釋放存儲的ACK分組532，正如現(xiàn)有的方法中需要的。
圖8顯示用于按照本發(fā)明的、增強的TCP ACK到達810和ATM信元離開860方法的偽代碼800。在TCP ACK到達處理過程810中，作出關于鏈路層實體是否阻塞或ACK分組緩存器是否非空812的決定。如果鏈路層實體被阻塞以及ACK分組緩存器不為空814，則進入的ACK被存儲在隊列816(FIFO，每個類別，或每個流)。ACK分組被存儲在各個ACK隊列的末尾處，以及ACK計數(shù)被遞增818。接著，進行檢驗，以便確定這個ACK是否為被緩存的第一ACK分組820。如果這是要被緩存的第一ACK分組822，則信元計數(shù)器被設置為α1*分組信元，這樣計數(shù)器被設置成較大的間隔824。否則826，ACK分組被發(fā)送到TCP源828。
在ATM信元離開處理過程860中，作出關于ACK分組緩存器是否非空的決定862，即是否有ACK分組發(fā)送？如果有ACK分組被發(fā)送864，則調度器確定下一個合格的ACK分組870。下一個合格的ACK分組被從合格的ACK隊列頭中取下872，以及被發(fā)送到TCP源874。ACK計數(shù)值被遞減876，以及信元計數(shù)器被適當?shù)貜臀?80。如果存在阻塞882，則信元計數(shù)器被設置為等于α1*分組信元，以增加間隔884。否則886，信元計數(shù)器被設置為等于α2*分組信元，以減小間隔888。
如果信元計數(shù)值是非零890，則作出關于阻塞是否消除的決定892。如果阻塞已消除以及信元計數(shù)值大于α2*分組信元894，則信元計數(shù)器被設置為等于α2*分組信元895。否則896，信元計數(shù)器被遞減898。
假定以上的分組處理方法是非常通用的，則對于使用更小的分組(信元)尺寸的ATM網絡的情形，存在更大的靈活性。具體地，有可能按每個數(shù)據(jù)(部分的)分組發(fā)送執(zhí)行ACK發(fā)送，以及同時阻止使用任何昂貴的定時器機制，即，計數(shù)器現(xiàn)在是根據(jù)信元而不是分組(信元計數(shù)器)。因為信元尺寸典型地比TCP MSS尺寸的分組小得多，所以分組現(xiàn)在可用更細化的時間量化度被發(fā)送。即，α1和α2因子不再必須是整數(shù)，正如在基于分組的方案中那樣?？紤]一個恒定值，packet_cells，即，在(IP)TCP MSS中的信元數(shù)目packet_cells=([(TCP_MSS+40)48]+1).----(1)]]>再次參照圖5，在阻塞期間，ACK分組532在每α1*packet_cells后被發(fā)送，以及在欠載期間，在每α2*packet_cells后被發(fā)送。對于大多數(shù)部分，ACK到達和信元離開方法與它們的基于分組的對應部分相同。例如，在每次信元發(fā)送以后，信元計數(shù)器被遞減速，以及當它到達零時，緩存器534中的ACK分組532被ACK調度器520釋放。在ACK分組緩存器534是空的期間，計數(shù)器值被適當?shù)貜臀弧?br> 總之，在ATM網絡上的TCP協(xié)議的性能是一個重要的領域。近來，提出了各種ACK定步方案來改進TCP與更先進的基礎ATM傳輸類別(即，ABR流控，每個連接的排隊)的交互作用。然而，這些方案受到參量靈敏度問題的影響，以及可能實際上很難實現(xiàn)。因此，揭示了一種能夠在各種各樣的網絡情形中執(zhí)行的、增強的ACK定步設備。該方案使用(更直接)隊列長度阻塞信息來延遲TCP ACK分組，以及可實施各種各樣的公平度準則。該方法提供改進端到端TCP通過量和帶寬公平度的魯棒的方式。在接入節(jié)點中的緩存需求也非常適用于各種各樣的子網絡。
本發(fā)明的示例性實施例的以上的說明是為了顯示和說明的目的而給出的。不打算把本發(fā)明限制于所揭示的精確的形式。根據(jù)以上的教導，有可能作出許多修改和變動。不打算用這種詳細說明來限制本發(fā)明的范圍，而是打算用附屬的權利要求來給出所述范圍。
權利要求
1.用于響應于接收到來自源的數(shù)據(jù)分組而定步要被發(fā)送到源的確認分組的確認定步設備，包括確認控制單元，用于監(jiān)視網絡的負載和根據(jù)網絡的負載產生控制信號，用于控制確認分組的處理；確認分組緩存器，被耦合到確認控制單元，用于存儲從確認控制單元接收的確認分組；以及調度器，被耦合到確認控制單元和確認緩存器，調度器根據(jù)由確認控制單元產生的控制信號釋放確認分組。
2.按照權利要求1的確認定步設備，其特征在于，其中調度器根據(jù)排隊策略選擇要被釋放的確認分組。
3.按照權利要求2的確認定步設備，其特征在于，其中排隊策略包括當使用集中確認分組緩存時發(fā)送排頭的確認分組。
4.按照權利要求2的確認定步設備，其特征在于，其中排隊策略包括當使用每個類別或每個流的確認分組緩存時，用于選擇在確認分組緩存器中的要釋放的確認分組的加權循環(huán)(WRR)處理過程。
5.按照權利要求4的確認定步設備，其特征在于，其中加權循環(huán)(WRR)處理過程使用與TCP最大段尺寸(MSS)成反比的加權因子，用于加權對釋放的確認分組的選擇，以便減少對較小的MSS流的偏斜。
6.按照權利要求2的確認定步設備，其特征在于，其中排隊策略包括當使用每個類別或每個流的確認分組緩存時，用于選擇在確認分組緩存器中的要釋放的確認分組的公平排隊(FQ)處理過程。
7.按照權利要求1的確認定步設備，其特征在于，其中確認控制單元還包括確認分組定步處理器，確認分組定步處理器通過使用確認分組到達處理器和數(shù)據(jù)分組離開處理器，而產生控制信號，用于控制確認分組的處理。
8.按照權利要求7的確認定步設備，其特征在于，其中確認分組到達處理器通過檢驗網絡的阻塞和判決是把確認分組保存在確認分組緩存器中，還是直接把確認分組發(fā)送給源而不把確認分組緩存在確認分組緩存器中，而控制確認分組到確認分組緩存器的處理。
9.按照權利要求7的確認定步設備，其特征在于，其中確認分組到達處理器通過確定網絡是否阻塞，確定確認分組緩存器是否空的，如果網絡被阻塞或確認分組緩存器不是空的，則把確認分組存儲在緩存器中，以及如果確認分組緩存器是空的或網絡沒有阻塞，則把確認分組轉發(fā)給源，而決定是把確認分組保存在確認分組緩存器中，還是直接把確認分組發(fā)送給源而不把確認分組緩存在確認分組緩存器中。
10.按照權利要求9的確認定步設備，其特征在于，其中如果確認分組是在阻塞期間要被緩存在確認分組緩存器中的第一確認分組，則確認分組被存儲在確認分組緩存器中，以及被調度器選通送出。
11.按照權利要求10的確認定步設備，其特征在于，其中如果確認分組是在阻塞期間要被緩存在確認分組緩存器中的第一確認分組，則確認控制單元增加在從確認分組緩存器中被選通送出的確認分組之間的間隔。
12.按照權利要求11的確認定步設備，其特征在于，其中確認控制單元通過設置分組計數(shù)器變量為第一預定值而增加在確認分組之間的間隔。
13.按照權利要求12的確認定步設備，其特征在于，其中當數(shù)據(jù)分組從網絡離開時，分組計數(shù)器變量被遞減。
14.按照權利要求13的確認定步設備，其特征在于，其中當分組計數(shù)器變量被遞減到零以及確認控制單元復位分組計數(shù)器變量時，調度器釋放緩存的確認分組。
15.按照權利要求8的確認定步設備，其特征在于，其中網絡的阻塞水平是通過分析代表數(shù)據(jù)分組緩存器容量的隊列長度，而被確定的。
16.按照權利要求15的確認定步設備，其特征在于，其中當隊列長度小于低的門限值時，網絡被表示為非阻塞的。
17.按照權利要求15的確認定步設備，其特征在于，其中當隊列長度大于高的門限值時，網絡被表示為阻塞的。
18.按照權利要求7的確認定步設備，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理器通過監(jiān)視網絡的阻塞水平和決定何時把來自確認緩存器的確認分組選通到源，而控制確認分組從確認分組緩存器的釋放。
19.按照權利要求18的確認定步設備，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理器通過檢驗確認分組是否處在確認分組緩存器中等待發(fā)送和由確認控制單元設置的分組計數(shù)器變量是否具有零的數(shù)值，以及當分組計數(shù)器變量具有零的數(shù)值時，釋放在確認分組緩存器中緩存的確認分組給源，而決定何時把來自確認緩存器的確認分組選通到源。
20.按照權利要求19的確認定步設備，其特征在于，其中如果在網絡中仍舊存在阻塞，則數(shù)據(jù)分組離開處理器增加在從確認分組緩存器中釋放確認分組之間的間隔。
21.按照權利要求20的確認定步設備，其特征在于，其中確認分組的釋放之間的間隔是通過把分組計數(shù)器變量復位為第一預定值，而被增加的。
22.按照權利要求21的確認定步設備，其特征在于，其中如果分組計數(shù)器變量值是非零的，則數(shù)據(jù)分組離開處理器使分組計數(shù)器變量遞減。
23.按照權利要求22的確認定步設備，其特征在于，其中如果分組計數(shù)器變量大于第二預定值，則數(shù)據(jù)分組離開處理器把分組計數(shù)器變量復位到第二預定值，以防止阻塞時間間隔后帶寬利用不足。
24.按照權利要求19的確認定步設備，其特征在于，其中如果網絡中阻塞被消除，則數(shù)據(jù)分組離開處理器減小在從確認分組緩存器中釋放確認分組之間的間隔。
25.按照權利要求24的確認定步設備，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理器通過把分組計數(shù)器變量復位到第二預定值，而減小在確認分組的釋放之間的間隔，該第二預定值小于第一預定值。
26.按照權利要求25的確認定步設備，其特征在于，其中如果分組計數(shù)器變量值是非零的，則數(shù)據(jù)分組離開處理器使分組計數(shù)器變量遞減。
27.按照權利要求26的確認定步設備，其特征在于，其中如果分組計數(shù)器變量大于第二預定值，則數(shù)據(jù)分組離開處理器把分組計數(shù)器變量復位到第二預定值，以防止阻塞時間間隔后帶寬利用不足。
28.按照權利要求19的確認定步設備，其特征在于，其中網絡的阻塞水平是通過分析代表數(shù)據(jù)分組緩存器的容量，而被確定的。
29.按照權利要求28的確認定步設備，其特征在于，其中當隊列長度小于低的門限值時，網絡被表示為非阻塞的。
30.按照權利要求28的確認定步設備，其特征在于，其中當隊列長度大于高的門限值時，網絡被表示為阻塞的。
31.按照權利要求1的確認定步設備，其特征在于，其中確認分組緩存器按集中的原則緩存確認分組。
32.按照權利要求1的確認定步設備，其特征在于，其中確認分組緩存器按流類型緩存確認分組，以及其中調度器，考慮到對于緩存的確認分組的流類型，釋放在確認緩存器中的確認分組。
33.一種接入節(jié)點設備，包括鏈路層實體，用于接收來自源的數(shù)據(jù)分組和把數(shù)據(jù)分組轉發(fā)到前向數(shù)據(jù)鏈路，該鏈路層實體把接收的數(shù)據(jù)分組存儲在數(shù)據(jù)分組緩存器中，直至數(shù)據(jù)分組離開鏈路層實體和被轉發(fā)到前向數(shù)據(jù)鏈路為止，以及確認定步設備，被耦合到鏈路層實體，用于響應于接收到來自源的數(shù)據(jù)分組，定步要被發(fā)送到源的確認分組，該確認定步設備還包括確認控制單元，用于監(jiān)視在鏈路層實體處的阻塞和根據(jù)在鏈路層實體處是否發(fā)生阻塞而產生控制信號，用于控制確認分組的處理；確認分組緩存器，被耦合到確認控制單元，用于存儲從確認控制單元接收的確認分組；以及調度器，被耦合到確認控制單元和確認緩存器，調度器根據(jù)由確認控制單元產生的控制信號把確認分組釋放給源。
34.按照權利要求33的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中調度器根據(jù)排隊策略選擇要被釋放的確認分組。
35.按照權利要求34的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中排隊策略包括當使用集中確認分組緩存時發(fā)送排頭的確認分組。
36.按照權利要求34的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中排隊策略包括當使用每個類別或每個流的確認分組緩存時，用于選擇在確認分組緩存器中的要釋放的確認分組的加權循環(huán)(WRR)處理過程。
37.按照權利要求36的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中加權循環(huán)(WRR)處理過程使用與TCP最大段尺寸(MSS)成反比的加權因子，用于加權對釋放的確認分組的選擇，以便減少對較小的MSS流的偏斜。
38.按照權利要求34的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中排隊策略包括當使用每個類別或每個流的確認分組緩存時，用于選擇在確認分組緩存器中的要釋放的確認分組的公平排隊(FQ)處理過程。
39.按照權利要求33的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中確認控制單元還包括確認分組定步處理器，確認分組定步處理器通過使用確認分組到達處理器和數(shù)據(jù)分組離開處理器，而產生控制信號，用于控制確認分組的處理。
40.按照權利要求39的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中確認分組到達處理器通過檢驗在鏈路層實體處的阻塞和判決是把確認分組保存在確認分組緩存器中，還是直接把確認分組發(fā)送給源而不把確認分組緩存在確認分組緩存器中，而控制確認分組到確認分組緩存器的處理。
41.按照權利要求39的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中確認分組到達處理器通過確定鏈路層實體是否阻塞，確定確認分組緩存器是否空的，如果鏈路層實體被阻塞，或確認分組緩存器不是空的，則把確認分組存儲在緩存器中，以及如果確認分組緩存器是空的，或鏈路層實體沒有阻塞，則把確認分組轉發(fā)給源，而決定是把確認分組保存在確認分組緩存器中，還是直接把確認分組發(fā)送給源而不把確認分組緩存在確認分組緩存器中。
42.按照權利要求41的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中如果確認分組是在阻塞期間要被緩存在確認分組緩存器中的第一確認分組，則確認分組被存儲在確認分組緩存器中，以及被調度器選通送出。
43.按照權利要求42的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中如果確認分組是在阻塞期間要被緩存在確認分組緩存器中的第一確認分組，則確認控制單元增加在從確認分組緩存器中被選通送出的確認分組之間的間隔。
44.按照權利要求39的接入節(jié)點設備，其特征在于，其中如果鏈路層實體中阻塞被消除，則數(shù)據(jù)分組離開處理器減小在從確認分組緩存器中釋放確認分組之間的間隔。
45.用于響應于接收到來自源的數(shù)據(jù)分組而提供對于要被發(fā)送到源的確認分組的確認定步的方法，包括監(jiān)視網絡的負載；根據(jù)網絡的負載，產生控制信號，用于控制確認分組的處理；存儲從確認控制單元接收的確認分組到確認分組緩存器中；以及根據(jù)控制信號，釋放確認分組。
46.按照權利要求45的方法，其特征在于，其中釋放還包括根據(jù)排隊策略選擇確認分組釋放。
47.按照權利要求46的方法，其特征在于，其中排隊策略包括當使用集中確認分組緩存時發(fā)送排頭的確認分組。
48.按照權利要求46的方法，其特征在于，其中排隊策略包括當使用每個類別或每個流的確認分組緩存時，用于選擇在確認分組緩存器中的要釋放的確認分組的加權循環(huán)(WRR)處理過程。
49.按照權利要求48的方法，其特征在于，其中加權循環(huán)(WRR)處理過程使用與TCP最大段尺寸(MSS)成反比的加權因子，用于加權對釋放的確認分組的選擇，以便減少對較小的MSS流的偏斜。
50.按照權利要求46的方法，其特征在于，其中排隊策略包括當使用每個類別或每個流的確認分組緩存時，用于選擇在確認分組緩存器中的要釋放的確認分組的公平排隊(FQ)處理過程。
51.按照權利要求45的方法，其特征在于，其中產生控制信號用于控制確認分組的處理包括確認分組到達處理和數(shù)據(jù)分組離開處理。
52.按照權利要求51的方法，其特征在于，其中確認分組到達處理通過檢驗網絡的阻塞和判決是把確認分組保存在確認分組緩存器中，還是直接把確認分組發(fā)送給源而不把確認分組緩存在確認分組緩存器中，而控制確認分組到確認分組緩存器的處理。
53.按照權利要求51的方法，其特征在于，其中決定是把確認分組保存在確認分組緩存器中，還是直接把確認分組發(fā)送給源而不把確認分組緩存在確認緩存器中，還包括確定網絡是否阻塞，確定確認分組緩存器是否空的，如果網絡被阻塞，或確認分組緩存器不是空的，則把確認分組存儲在緩存器中，以及如果確認分組緩存器是空的，或網絡沒有阻塞，則把確認分組轉發(fā)給源。
54.按照權利要求53方法，其特征在于，其中如果確認分組是在阻塞期間要被緩存在確認分組緩存器中的第一確認分組，則確認分組被存儲在確認分組緩存器中以及被選通送出。
55.按照權利要求54的方法，其特征在于，還包括如果確認分組是要被緩存在確認分組緩存器中的第一確認分組，則增加在從確認分組緩存器中被選通送出的確認分組之間的間隔。
56.按照權利要求55的方法，其特征在于，其中增加間隔還包括把分組計數(shù)器變量設置為第一預定值。
57.按照權利要求56的方法，其特征在于，其中還包括當數(shù)據(jù)分組從網絡離開時，將分組計數(shù)器變量遞減。
58.按照權利要求57的方法，其特征在于，還包括當分組計數(shù)器變量被遞減到零以及復位分組計數(shù)器變量時，釋放緩存的確認分組。
59.按照權利要求52的方法，其特征在于，其中網絡的阻塞水平是通過分析代表數(shù)據(jù)分組緩存器容量的隊列長度，而被確定的。
60.按照權利要求59的方法，其特征在于，還包括當隊列長度小于低的門限值時，網絡被表示為非阻塞的。
61.按照權利要求59的方法，其特征在于，其中當隊列長度大于高的門限值時，網絡被表示為阻塞的。
62.按照權利要求51的方法，其特征在于，其中釋放還包括監(jiān)視網絡的阻塞水平和決定何時把來自確認分組緩存器的確認分組選通到源。
63.按照權利要求62的方法，其特征在于，其中決定還包括檢驗確認分組是否處在確認分組緩存器中等待發(fā)送和由確認控制單元設置的分組計數(shù)器變量是否具有零的數(shù)值，以及當分組計數(shù)器變量具有零的數(shù)值時，釋放在確認分組緩存器中緩存的確認分組。
64.按照權利要求63的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括如果在網絡中仍舊存在阻塞，則增加在從確認分組緩存器中釋放確認分組之間的間隔。
65.按照權利要求64的方法，其特征在于，其中增加還包括把分組計數(shù)器變量復位為第一預定值。
66.按照權利要求65的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括如果分組計數(shù)器變量值是非零的，則使分組計數(shù)器變量遞減。
67.按照權利要求66的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括如果分組計數(shù)器變量大于第二預定值，則把分組計數(shù)器變量復位到第二預定值，以防止阻塞時間間隔后帶寬利用不足。
68.按照權利要求63的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括如果網絡中阻塞被消除，則減小在從確認分組緩存器中釋放確認分組之間的間隔。
69.按照權利要求68的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括通過把分組計數(shù)器變量復位到第二預定值，而減小在確認分組的釋放之間的間隔，該第二預定值小于第一預定值。
70.按照權利要求69的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括如果分組計數(shù)器變量值是非零的，則使分組計數(shù)器變量遞減。
71.按照權利要求70的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)分組離開處理還包括如果分組計數(shù)器變量大于第二預定值，則把分組計數(shù)器變量復位到第二預定值，以防止阻塞時間間隔后帶寬利用不足。
72.按照權利要求63的方法，其特征在于，其中確定網絡的阻塞水平還包括分析代表數(shù)據(jù)分組緩存器的容量的隊列長度。
73.按照權利要求72的方法，其特征在于，還包括當隊列長度小于低的門限值時，網絡被表示為非阻塞的。
74.按照權利要求72的方法，其特征在于，還包括當隊列長度大于高的門限值時，網絡被表示為阻塞的。
75.按照權利要求45的方法，其特征在于，其中存儲還包括按集中的原則緩存確認分組。
76.按照權利要求45的方法，其特征在于，其中存儲還包括按流類型緩存確認分組，以及其中釋放還包括通過考慮對于緩存的確認分組的流類型，調度在確認緩存器中的確認分組的釋放。
全文摘要
揭示了用于TCP連接的增強確認定步設備(500)和方法。本發(fā)明包括鏈路層實體(528),用于接收來自源的數(shù)據(jù)分組和把數(shù)據(jù)分組(540)轉發(fā)到前向數(shù)據(jù)鏈路,鏈路層實體(528)把接收的數(shù)據(jù)分組(540)存儲在數(shù)據(jù)分組緩存器(530)中,直至數(shù)據(jù)分組離開鏈路層實體(528)和被轉發(fā)到前向數(shù)據(jù)鏈路為止,以及還包括確認定步設備(500),該確認定步設備被耦合到鏈路層實體,用于響應于接收到來自源(540)的數(shù)據(jù)分組(540),定步要被發(fā)送到源的確認分組(532)。確認定步設備(500)還包括:確認控制單元(510),用于監(jiān)視在鏈路層實體(528)處的阻塞和根據(jù)在鏈路層實體(528)處是否發(fā)生阻塞,產生控制信號,用于控制確認分組(532)的處理;確認分組緩存器(534),被耦合到確認控制單元(510),用于存儲從確認控制單元(510)接收的確認分組(532);以及調度器(520),被耦合到確認控制單元(510)和確認緩存器(534),調度器(520)根據(jù)由確認控制單元(510)產生的控制信號把確認分組(532)釋放給源(540)。
文檔編號H04L12/56GK1344456SQ99816071
公開日2002年4月10日 申請日期1999年10月6日 優(yōu)先權日1998年10月7日
發(fā)明者蘇德赫·迪克西特, 拿瑟·漢尼 申請人:諾基亞網絡公司