[發(fā)明專(zhuān)利]令牌桶管理裝置和管理令牌桶的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080065710.2
• 申請(qǐng)日: 2010-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102812670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉爾·莫蘭;馬克·格拉茨曼;阿迪·卡茨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 飛思卡爾半導(dǎo)體公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/28
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/28
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 李佳;穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種例如包括關(guān)于與數(shù)據(jù)流相關(guān)的策略、計(jì)量或整形的令牌桶的類(lèi)型的令牌桶管理裝置。本發(fā)明還涉及一種管理令牌桶的方法，該方法是例如監(jiān)視用于與數(shù)據(jù)流相關(guān)的策略、計(jì)量或整形的令牌桶的大小的類(lèi)型。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，根據(jù)多個(gè)已知的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)傳送到目的節(jié)點(diǎn)是已知的。在這方面，數(shù)據(jù)報(bào)流經(jīng)源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)，以便在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間傳送信息。

通常，通信網(wǎng)絡(luò)支持不同類(lèi)型的服務(wù)，其中的一些為容忍延遲的而其中的一些是不能容忍延遲的。容忍延遲的服務(wù)的示例包括：實(shí)時(shí)流多媒體應(yīng)用，諸如基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音(VoIP)服務(wù)、在線(xiàn)游戲服務(wù)或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)電視(IP-TV)服務(wù)。在對(duì)于與這些服務(wù)相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)沒(méi)有適當(dāng)?shù)膬?yōu)先化以及整形的情況下，可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)容量通常是有限的資源，并且對(duì)于一些網(wǎng)絡(luò)，例如諸如蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，而言是不夠的。

因此實(shí)現(xiàn)了資源預(yù)留控制機(jī)制以便對(duì)于由通信網(wǎng)絡(luò)支持的特定類(lèi)型的服務(wù)維持服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證。在這方面，該機(jī)制向不同的應(yīng)用、用戶(hù)和/或數(shù)據(jù)流提供不同的優(yōu)先級(jí)。關(guān)于數(shù)據(jù)流，該機(jī)制可以支持例如與要求的比特速率、延遲、抖動(dòng)、分組丟棄概率和/或誤比特率(BER)有關(guān)的特定級(jí)別的性能的保證。

因此，為了支持上述資源預(yù)留機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)裝置，例如位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由器，被配置成支持業(yè)務(wù)整形。當(dāng)然，為了支持資源預(yù)留控制機(jī)制的應(yīng)用的一致性，在裝置制造商與互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)中的其它感興趣方之間已經(jīng)根據(jù)指定給不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)流的簡(jiǎn)檔，例如，如在請(qǐng)求注解(RFC)2697、RFC?2698以及RFC?4115中規(guī)定的，開(kāi)發(fā)了與業(yè)務(wù)的處理相關(guān)的多個(gè)策略。

對(duì)于這些和其它策略，實(shí)現(xiàn)所謂的“令牌桶”是已知的，“令牌桶”一般而言是確定什么時(shí)候可以發(fā)送業(yè)務(wù)的控制機(jī)制。在這方面，實(shí)現(xiàn)了可以保存令牌的概念上的容器或桶，令牌表示字節(jié)或單個(gè)分組的單元。因此在多個(gè)令牌與分組的傳輸之間存在對(duì)應(yīng)。

當(dāng)在桶中存在足夠的令牌時(shí)，可以發(fā)送與數(shù)據(jù)的流有關(guān)的業(yè)務(wù)，但是當(dāng)在桶中沒(méi)有或有不足的令牌時(shí)，不可以發(fā)送業(yè)務(wù)。在這方面，當(dāng)業(yè)務(wù)被發(fā)送時(shí)，桶根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)量而遞減。然而，桶還以恒定的速率補(bǔ)充直到桶滿(mǎn)為止。

當(dāng)實(shí)現(xiàn)令牌桶時(shí)，提供了公共時(shí)基、共享計(jì)算單元以及例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是已知的。這些共享資源被用來(lái)管理具有與此相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)簡(jiǎn)檔的非常大量的獨(dú)立的數(shù)據(jù)流。對(duì)于每一個(gè)簡(jiǎn)檔，取決于簡(jiǎn)檔是否涉及支持單個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)速率，可以采用一個(gè)或多個(gè)令牌桶。實(shí)際上，共享資源能夠通過(guò)公共時(shí)基和桶狀態(tài)的不同表示來(lái)支持從小于每秒一個(gè)分組直到每秒多個(gè)吉比特業(yè)務(wù)的寬范圍的業(yè)務(wù)速率。

因此，需要采用大量的令牌桶，并且可以看見(jiàn)的是，共享計(jì)算單元和共享RAM不能夠根據(jù)典型的令牌桶算法以恒定的速率來(lái)更新所有的桶。在這方面，當(dāng)RAM較大以便存儲(chǔ)用于大量流的令牌桶相關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，每1/R周期一個(gè)令牌的遞增是不可行的，因?yàn)橛捎赗AM的存取時(shí)間限制不能夠針對(duì)每一個(gè)令牌桶以每1/R間隔來(lái)更新每個(gè)令牌桶。為了維持精度，尤其是關(guān)于高數(shù)據(jù)速率流，必須將時(shí)間戳數(shù)據(jù)、桶的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)速率表示且存儲(chǔ)為非整數(shù)數(shù)字，要求RAM具有足夠大的容量以便存儲(chǔ)例如浮點(diǎn)值。當(dāng)在硬件中實(shí)現(xiàn)時(shí)，RAM的大容量需求轉(zhuǎn)換成集成電路(IC)上的增加的管芯空間，這引起裝置的更大功耗以及增加的存取次數(shù)。在這方面，通常要求寬計(jì)數(shù)器，例如64比特計(jì)數(shù)器。在采用浮點(diǎn)運(yùn)算情況下，這對(duì)于運(yùn)行在整型核上的嵌入式軟件的運(yùn)算而言為優(yōu)選類(lèi)型，要求大且復(fù)雜的計(jì)算邏輯以便執(zhí)行計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種如在隨附權(quán)利要求中描述的令牌桶管理裝置和一種管理令牌桶的方法。

在附屬權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的特定實(shí)施例。

本發(fā)明的這些和其它方面將從在下文中描述的實(shí)施例中是顯然的并且參考在下文中描述的實(shí)施例來(lái)闡明。

附圖說(shuō)明

將參考圖僅以示例的方式對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、方面以及實(shí)施例進(jìn)行描述。在圖中，相同的附圖標(biāo)記被用來(lái)標(biāo)識(shí)相同的或功能上類(lèi)似的元素。圖中的元素是為了簡(jiǎn)單和清楚而示出的，并且不必按比例繪制。

圖1示意地示出了構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)交換機(jī)的示例；

圖2是圖1的令牌桶管理裝置的示意圖；以及

圖3是管理由圖2的令牌桶管理裝置使用的令牌桶的方法的偽流圖，并且構(gòu)成本發(fā)明的另一實(shí)施例。

具體實(shí)施方式