[發明專利]用信號通知擁塞的方法

有效

• 申請號: 201480008536.6
• 申請日: 2014-02-06
• 公開（公告）號: CN104995883B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 菲利普·勞倫斯·厄德利;羅伯特·約翰·布里斯科
• 申請（專利權）人: 英國電訊有限公司
• 主分類號: H04L12/861
• 分類號: H04L12/861
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 呂俊剛,劉久亮

技術領域

本發明涉及用信號通知擁塞的方法和設備。本發明的各方面涉及諸如互聯網、內聯網或者網絡運營商的核心網絡的電信網絡，以及用信號通知能夠操作以轉發接收的數據項的網絡元件方面的擁塞。其它方面涉及處理元件對服務請求的處理，以及用信號通知能夠操作以處理接收的服務請求的處理元件方面的擁塞。

背景技術

諸如互聯網協議(IP)或以太網絡的分組網絡通常基于“盡力”來操作。這意味著它們(或者它們所包括的網絡元件)通常在網絡上快速地轉發它們的數據單元或分組，但是偶爾當它們接收到比能夠快速轉發的更多的分組時可能經歷擁塞。在這種情況下，它們通常延遲或丟棄過多的分組，這可能導致分組的發送方或接收方的不便。

已開發出技術以(例如)通過基于(例如)它們被標識為屬于多種不同的業務類別中的哪一個或者基于它們的信源或預期目的地，給予一些分組以優先級(或者比其它分組更高的優先級)，來進一步區分轉發行為。這些技術通常需要由諸如準入控制機制的機制來補充，所述機制可用于控制高(或更高)優先級的分組進入網絡的速率，以便防止它們擁塞或壟斷網絡資源達到將具有較低優先級的分組完全從網絡排除的程度。通過適當地使用這些機制并且適當地配置，可有效地分割網絡的可用資源，使得可確保網絡不會以比網絡實際上能夠保證以優先處理來提供這些分組的速率高的速率接受更高優先級的分組，同時還確保具有較低優先級的分組不會被完全排除。

控制擁塞的其它方案依賴于網絡(或其中的網絡元件)在經歷擁塞時向分組(或者其它類型的數據單元)的發送方或接收方提供信號，允許它們響應于該信號而“回退”(即，降低發送數據單元的速率)，從而緩解擁塞。這些方案通常依賴于信源通過實現擁塞控制機制來對其發送數據的速率負責，但是這樣做通常符合它們的利益，因為如果信源堅持通過擁塞的網絡或者經由擁塞的網絡元件路由器來發送業務，則超載或者擁塞可能變得(更)嚴重，導致(更多)業務被丟棄并且其它網絡元件也變得擁塞。因此，通常符合信源的利益的是監測表征路徑擁塞的反饋信號以便檢測它們的數據所遵循的路徑何時變得擁塞，在這種情況下它們的反應是降低其吞吐量。當沒有路徑變得擁塞的跡象時，它們可緩慢地增加它們的速率。

信源所監測的典型路徑表征度量是數據路徑的平均往返時間(RTT)、往返時間的方差(抖動)以及路徑上的擁塞水平。

可隱式地(通過當其緩沖器溢出或保護自己時擁塞的路由器所丟棄的分組)或者顯式地(通過諸如顯式擁塞通知(參見下文)的機制)用信號通知擁塞水平。目前，最常見的選擇是隱含地用信號通知。

使用傳輸控制協議(TCP)的信源能夠檢測丟失，因為分組丟失導致序列中的間隙；每當TCP信源檢測到丟失時，意味著將其數據傳輸速率減半，但是不超過每往返時間一次，這緩解了瓶頸處的網絡元件上的擁塞。

近來管理互聯網和其它網絡中的擁塞的方法需要網絡中的諸如路由器(或交換機)的網絡元件執行主動隊列管理(AQM)并且利用某種標記方案來用信號通知擁塞。在這些方法中，路由器可基于其當前擁塞水平來選擇轉發的分組的比例，并且利用擁塞標記來標記它們，通常使用諸如ECN(RFC?2481–向IP添加顯式擁塞通知(ECN)的建議)的協議。如果路由器未擁塞，則非常少的分組(或者沒有分組)將被標記。如果路由器擁塞，則許多(或者所有)分組將被標記。將變得顯而易見的是，通過網絡元件標記(而非丟棄)分組從而允許發送方對轉發的分組上的標記做出反應(而非檢測到的分組丟棄)，可從根本上避免擁塞達到必須分組丟棄的水平。

參照圖1，示出普通的網絡元件10(例如，路由器或交換機)的概覽。分組流12從網絡中的其它節點經由一個或更多個網絡接口14到達網絡元件，并且經由另一網絡接口16向前傳輸給網絡中的其它節點。如果網絡元件10正執行分組標記處理以指示擁塞，則在網絡元件10或者其一個或更多個網絡接口16處存在分組標記裝置18。