[發明專利]受控的延遲分組轉發的設備和方法

有效

• 申請號: 200780037276.5
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN101548494A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 查爾斯·F·巴里;沈天;風·F·潘;米納克什·S·薩布拉瑪尼恩;漢克·P·古延
• 申請（專利權）人: 卓越電信股份有限公司
• 主分類號: H04J3/16
• 分類號: H04J3/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 丁 藝

相關申請的交叉引用?

本申請要求于2006年8月22日提交的第60/839,465號美國臨時專利申請的優先權，該申請的整體內容被并入本文中作為參考。?

技術領域

本發明主要涉及對計算機網絡中的分組業務量的處理。更具體而言，本發明涉及在每個網絡裝置處以受控的延遲轉發分組，以便使抖動的累積最小。?

背景技術

近年來，對在計算機網絡中傳遞實時應用和業務的需求增長得很快，包括偽線仿真(PWE)、因特網協議語音傳輸(VoIP)、視頻會議、廣播、多播和選播模式流業務(streaming?service)，諸如H.261，H.323和IPTV。這些實時業務可能需要高度精確的定時，以確保較高的業務質量。例如，希望能消除由于信源和信宿之間的時鐘失配造成的數據損耗。這可以通過在信源和信宿處提供高度精確的定時基準來實現，諸如全球定位系統(GPS)基準或諸如第二級(Stratum?2)銣振蕩器這樣的低質量振蕩器，其中在Telcordia?GR-1244-CORE中給出了對第二級時鐘質量的規范。然而，同時還希望能降低由于每個節點都采用這些定時基準而產生的相當大的成本。?

圖1示出了包括單個時間服務器100的網絡結構，時間服務器100為客戶端裝置106A-106N提供定時信息。時間服務器100可以是網絡時間協議(NTP)服務器，而定時信息可包含在穿過網絡110到達時間繼電服務器(time?relay?server)104的定時分組101中。這些定時分組101穿過網絡110中的交換裝置102A-102N。在每個交換裝置102處，將定時分組101與數據分組120進行復用。每個交換裝置102可利用諸如存儲轉發排隊這樣的傳統排隊技術。時間繼電服務器104可與包含在定時分組101中的來自時間服務器100的定時信息相同步，并可產生和發送給客戶端106A-106N的定時分組?105A-105N中所包含的定時信息。客戶端106可與從時間繼電服務器104接收到的定時分組105相同步。?

限制定時精度的一個重要因素是定時分組101由于與數據分組120進行復用而經歷的網絡延遲的變化，這種變化已知為網絡抖動。對網絡抖動的最小化，以及相應的對定時分組101所經歷的網絡延遲的嚴格限制，可提高定時分配協議(timing?distribution?protocol)的定時精度，和改善實時網絡應用和業務的質量。在公共因特網上的定時分配協議NTPv4的定時精度可以是10毫秒的數量級；在局域網中，NTPv4的定時精度可能會更好，數量級達到幾百微秒。在實踐中，第一級(Stratum?1)基準時鐘上標準偏差為100納秒的輸入抖動可被過濾掉，從而提供第二級質量的定時分配，希望來消除在每個客戶端106處的對GPS基準或第二級銣振蕩器的需要。然而，傳統的NTPv4實施方案的定時精度似乎遠遠不能滿足第二級質量的定時分配的需求。?

在分組網絡中，延遲基本上是物理媒體的站到站傳輸延遲以及轉接跳躍延遲(transit?hop?delay)。諸如定時分組101的分組，在諸如交換裝置102的轉接站之間會經歷傳輸延遲，而在每個交換裝置102處會經歷轉接跳躍延遲，包括媒體接入控制(MAC)延遲和排隊延遲。端到端延遲是定時分組101從信源(諸如時間服務器100)到信宿(諸如時間繼電器104)的過程中經歷的總的延遲。除了在每次轉接跳躍(transit?hop)時經歷的所有延遲外，端到端延遲還包括在信源和信宿節點處的MAC延遲和排隊延遲。?

傳輸延遲是由于信號以光速在相關物理媒體上傳播的距離造成的延遲。在正常操作中，傳輸延遲由于熱效應和晝夜效應(diurnal?effect)會發生緩慢地變化。這種變化很慢的延遲變化稱為漂動(wander)。在大多數網絡中，由于熱效應和晝夜效應造成的傳輸漂動通常很小，為每傳輸經過5000公里光纖產生100納秒的數量級，這種傳輸漂動可以被跟蹤到并且很容易補償。?