专利名称：对电信网络中优先状态的自动检测和重配置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及通信网络，并且更具体地涉及用于网络监控和分析的工具。
背景技术：
当经由因特网发送内容时，源将该内容划分成更小、更加可管理的片段(称为"协议数据单元")。根据所使用的协议，协议数据单元的示例包括但不限于分组、数据报、帧、字节等。协议数据单元然后被发送至目的地，在目的地中它们被重装(re-assemble)成原始内容。 当因特网中的节点被负担太重时，在传输中丢失或延迟一些协议数据单元是常见的。当协议数据单元丢失时，目的地可安排源重发丢失的协议数据单元。当重发的协议数据单元到达目的地时，对最终用户而言看起来仿佛协议数据单元仅被延迟。
—些内容，像电子邮件，在时间上是鲁棒的，并且对协议数据单元的延迟多半不敏感。相反，一些内容，像IP电话(Voice_over_Internet_Protocol) ( "VoIP"电话技术(tel印hony)，便不能容忍大的延迟。 这种差异已导致了如下的系统其中载有时间敏感内容的协议数据单元可请求因特网的高优先级处理。根据此系统，每个高优先级协议数据单元都载有优先标识符——诸如协议数据单元的服务类型报头中的数字——该优先标识符标识了协议数据单元的优先级。然后，当协议数据单元到达因特网中的节点时，节点可读取优先标识符并且相应地处理协议数据单元。 遗憾的是，统一的优先级标识标准并不存在，因此因特网中的每个节点都不得不根据拥有它的服务提供者的配置策略来个别地配置。这样的个别配置是乏味的且易于出错，并且这些错误对因特网的提供IP电话电话技术的能力可具有严重影响。因此，存在对如下技术的需要该技术用于确保承载高优先级和低优先级的协议数据单元的节点被正确地配置。 现有技术中用于检测不正确配置的节点的一种解决办法是通过节点发送既包括高优先级协议数据单元又包括低优先级协议数据单元的流，并且测量节点输出高优先级的协议数据单元是否比低优先级的更快。然而，这种解决办法有其缺点。 因此，仍然存在对用于确保承载高优先级和低优先级的协议数据单元的节点被正确地配置的技术的需要。
发明内容
本发明提供了用于确保承载高优先级的协议数据单元和低优先级的协议数据单元的节点被正确地配置以向高级别的协议数据单元授予优先处理的技术，而没有现有技术中为这样做的一些成本和缺点。根据例示性实施例，通过要测试的节点发送两个协议数据单元流。 一个流包括高优先级的协议数据单元，并且第二流包括低优先级的协议数据单元。然后通过增加向节点发送的协议数据单元的频率，来使节点的处理能力负担增大，从而(在实际上节点被正确地配置以不同地处理这两流的情况下)节点被迫不同地处理它们。如果节点不同地处理这两流并且向高优先级的流授予更高优先级，则节点是正确配置的。否则，节点被重配置以向高优先级的流授予更高优先级。 例示性实施例包括并发地发送(l)通过电信网络中的节点的第一协议数据单元流，其中第一协议数据单元流请求第一级优先级，以及(2)通过该电信网络中的该节点的第二协议数据单元流，其中第二协议数据单元流请求比第一级优先级更低的第二级优先级；以及当通过节点的协议数据单元的频率的增加导致第二协议数据单元流的服务质量的度量的下降与第一协议数据单元流的服务质量的度量的下降相当时，重配置节点以向第一协议数据单元流授予比第二协议数据单元流更高级别的优先级。
图1描绘了根据例示性实施例的电信网络100的重要组件的示意图。
图2描绘了本发明的例示性实施例所执行的重要任务的流程图。
具体实施例方式
图1描绘了根据例示性实施例的电信网络100的重要组件的示意图。电信网络
100包括上游节点101、交换节点102和下游节点103，它们如所示出地互连。 根据例示性实施例，电信网络100包括三个节点，但是在阅读本公开之后，本领域
的技术人员将会清楚如何制作并使用包括处于任何拓扑的任何数目的节点的、本发明的替
代实施例。根据例示性实施例，电信网络100包括有线连接，但是在阅读本公开之后，本领
域的技术人员将会清楚如何制作并使用包括一个或多个无线连接的、本发明的替代实施
例。根据例示性实施例，电信网络100以与因特网相同的方式使用传输控制协议/因特网
协议("TCP/IP")，但是在阅读本公开之后，本领域的技术人员将会清楚如何制作并使用利
用任何协议的、本发明的替代实施例。 上游节点101是用于将多个流的协议数据单元并发地发送至交换节点102以传送至下游节点103的硬件和软件。 根据例示性实施例，由上游节点101发送的第一协议数据单元流载有话音，但是在阅读本公开之后，本领域的技术人员将会清楚如何制作并使用本发明的如下替代实
施例其中第一协议数据单元流载有除话音以外的东西，例如但不限于数据、视频、软件、
图像、电子邮件等。根据例示性实施例，第一协议数据单元流被编码为"高优先级"流，
它作为请求交换节点102向第一流授予高级别的优先级的请求。根据例示性实施例，第
一协议数据单元流使用实时传输协议，并且通过修改协议数据单元中报头的区分服务
(Differentiated Services)字段来实现对高级别的优先级的编码。然而，在阅读本公开之
后，本领域的技术人员将会清楚如何制作并使用本发明的如下替代实施例其中第一协议
数据单元流使用另一协议，并且其中通过另一方法实现高级别的优先级。 根据例示性实施例，由上游节点101发送的第二协议数据单元流载有电子邮件，
但是在阅读本公开之后，本领域的技术人员将会清楚如何制作并使用本发明的如下替代实
施例其中第二协议数据单元流载有除电子邮件以外的东西，例如但不限于数据、视频、软
件、图像、话音等。根据例示性实施例，第二协议数据单元流是"低优先级"流，它作为请求交换节点102向第二流授予比第一流更低级别的优先级的隐含请求。根据例示性实施例， 第二协议数据单元流使用用户数据报协议。然而，在阅读本公开之后，本领域的技术人员 将会清楚如何制作并使用本发明的如下替代实施例其中第二协议数据单元流使用另一协 议，并且其中通过另一方法实现更低级别的优先级。 当没有给交换节点102的处理能力增加负担(burden)时，可预期交换节点102以 相等效率处理第一协议数据单元流和第二协议数据单元流。仅当给交换节点102的处理能 力负担增加时，才可检测到对第一流和第二流的处理中的不一致。因此，例示性实施例包括 用于确保交换节点102的处理能力的负担被增加的机制。根据例示性实施例，上游节点101 通过能够随意增加向交换节点102发送的协议数据单元的频率以达到(在实际上交换节点 102不同地处理流的情况下)交换节点102将会表现出对第一和第二流的差异性处理的程 度，来确保交换节点102的处理能力的负担被增加。 出于本说明书的目的，所发送的协议数据单元的频率被定义为每秒所发送的协议 数据单元的数目。根据例示性实施例，上游节点101通过增加第二协议数据单元流的频率 来增加向交换节点102发送的协议数据单元的频率。然而，在阅读本公开之后，本领域的技 术人员将会清楚如何制作并使用本发明的如下替代实施例其中上游节点101以另一方式 增加向交换节点102发送的协议数据单元的频率，例如但不限于通过
i.增加第一协议数据单元流的频率，或者
ii.增加第二协议数据单元流的频率，或者
iii.增加第三协议数据单元流的频率，或者
iv. i、 ii和iii的任何组合。 交换节点102是能够接收来自上游节点101的多个流、根据各个流相关联的优先 级来处理它们并且将流发送至下游节点103的硬件和软件。本领域的技术人员将会清楚如 何制作并使用交换节点102。 下游节点103是能够接收来自交换节点102的多个流并且分析它们各自的服务质
量参数的硬件和软件。出于本说明书的目的，服务质量参数被定义为 i.带宽及其时间相关参数(time derivative)，或者 ii.等待时间(latency)及其时间相关参数(即"抖动")，或者 iii.出错率及其时间相关参数，或者iv. i、 ii和iii的任何组合。 本领域的技术人员将会清楚如何制作并使用下游节点103。 图2描绘了本发明的例示性实施例所执行的重要任务的流程图。 在任务201处，上游节点101并发地发送(1)作为高优先级的流的第一协议数据
单元流，以及(2)作为低优先级的流的第二协议数据单元流。根据例示性实施例，组合的第
一和第二流的频率实质上小于交换节点102的预期处理能力。 在任务202处，上游节点101增加向交换节点102发送的协议数据单元的频率，以 确保给交换节点102负担增加达到(在实际上交换节点102不同地处理流的情况下)交换 节点102将会表现出对第一和第二流的差异性处理的程度。 在任务203处，下游节点103判断交换节点102是否正向第一流授予比第二流更 高级别的优先级。作为任务203的部分，下游节点103在接收到第一和第二流时测量它们的服务质量，并且判断第二协议数据单元流的服务质量的度量的下降是否与第一协议数据单 元流的服务质量的度量中的下降相当。如果是，则下游节点103确定交换节点102未能向 第一流授予比第二流更高级别的优先级，并且控制转到任务205 ;否则，控制转到任务204。
在本发明的一些替代实施例中，下游节点103在接收到第一和第二流时测量它们 的服务质量，并且判断第一协议数据单元流的服务质量的度量是否下降到低于第二协议数 据单元流的服务质量的度量。如果是，则下游节点103确定交换节点102未能向第一流授 予比第二流更高级别的优先级，并且控制转到任务205 ;否则，控制转到任务204。
在任务204处，上游节点101中止发送第一和第二流，并且不对交换节点102做什 么，因为它正正确工作。 在任务205处，上游节点101中止发送第一和第二流，并且交换节点102被重配置 以向高优先级的流授予更高级别的优先级。
权利要求
一种方法，包括并发地发送(1)通过电信网络中的节点的第一协议数据单元流，其中所述第一协议数据单元流请求第一级优先级，以及(2)通过电信网络中的所述节点的第二协议数据单元流，其中所述第二协议数据单元流请求比所述第一级优先级低的第二级优先级；以及当通过所述节点的协议数据单元的频率的增加导致所述第二协议数据单元流的服务质量的度量的下降与所述第一协议数据单元流的服务质量的度量的下降相当时，重配置所述节点以向所述第一协议数据单元流授予比所述第二协议数据单元流更高级别的优先级。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一协议数据单元流的服务质量的度量是延 迟，并且其中所述第二协议数据单元流的服务质量的度量是延迟。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一协议数据单元流的服务质量的度量是抖 动，并且其中所述第二协议数据单元流的服务质量的度量是抖动。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一协议数据单元流的服务质量的度量是出 错率，并且其中所述第二协议数据单元流的服务质量的度量是出错率。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一协议数据单元流通过修改至少一个协议 数据单元中的区分服务字段来请求所述第一级优先级。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一协议数据单元流使用实时传输协议。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二协议数据单元流使用用户数据报协议。
8. —种方法，包括并发地发送(1) 通过电信网络中的节点的第一协议数据单元流，其中所述第一协议数据单元流请 求第一级优先级，以及(2) 通过电信网络中的所述节点的第二协议数据单元流，其中所述第二协议数据单元 流请求比所述第一级优先级低的第二级优先级；以及当通过所述节点的协议数据单元的频率的增加导致所述第一协议数据单元流的服务 质量的度量下降到比所述第二协议数据单元流的服务质量的度量的低时，重配置所述节点 以向所述第一协议数据单元流授予比所述第二协议数据单元流更高级别的优先级。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述第一协议数据单元流的服务质量的度量是延 迟，并且其中所述第二协议数据单元流的服务质量的度量是延迟。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中所述第一协议数据单元流的服务质量的度量是 抖动，并且其中所述第二协议数据单元流的服务质量的度量是抖动。
全文摘要
本发明公开了对电信网络中优先状态的自动检测和重配置。描述了用于确保承载高优先级的协议数据单元和低优先级的协议数据单元的节点被正确地配置以向高级别的协议数据单元授予优先处理的技术。根据例示性实施例，通过要测试的节点发送两协议数据单元流。一流包括高优先级的协议数据单元，并且第二流包括低优先级的协议数据单元。然后通过增加向节点发送的协议数据单元的频率，来给节点的处理能力增加负担，从而(在实际上节点被正确地配置以不同地处理这两流的情况下)节点被迫不同地处理它们。如果节点不同地处理这两流并且向高优先级的流授予更高优先级，则节点是正确配置的。否则，节点被重配置以向高优先级的流授予更高优先级。
文档编号H04L12/56GK101741718SQ20091017455
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月28日 优先权日2008年11月7日
发明者保罗·布姆, 吉恩·麦洛克, 约翰·R·小塔克 申请人:阿瓦雅公司