[發明專利]虛擬電路的網內控制

在審

• 申請號: 201910678785.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN112235209A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 蔡維德;蔡維綱
• 申請（專利權）人: 北京天德科技有限公司;青島天德信鏈信息科技有限公司;天民（青島）國際沙盒研究院有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L12/707;H04L12/713
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為虛擬電路的網內控制。本發明旨在重新設計互聯網的流量工程（Traffic engineering，TE）系統，通過虛擬電路網絡中的網內控制，來最大化網絡系統的總吞吐量，和/或最小化網絡延遲。在本發明中，虛擬電路（virtual circuit,VC）可以不在一個固定的路徑上或電路上被實施，而必須經過多個固定點。多個虛擬電路被組織為數據高速公路，該高速公路配備有入口匝道和出口匝道。來自終端的數據包通過入口匝道進入高速公路，并通過出口匝道離開高速公路。高速公路的入口或出口匝道在網內控制系統的組件子系統中實現。

技術領域

本發明涉及用于數據網絡中的網絡內控制的方法，系統和協議，尤其涉及旨在最大化網絡系統的總吞吐量，并最小化網絡系統上的應用延遲的網內控制機制。

背景技術

流量工程（Traffic engineering ，TE）是指通過動態調節數據路由和網絡上的數據流的行為來優化數據網絡的性能。因此，TE系統是優化數據網絡性能的控制系統。在撰寫本文時，網絡行業的TE方法專注于緩解擁塞和負載均衡。此外，傳統TE方法從端到端或部分網絡角度優化網絡性能。與此相反，本發明旨在通過網內控制來優化整個系統的吞吐量和延遲。

在許多當前TE系統中，反饋（或觀察）和控制被限制在網絡邊緣處發生。這些限制人為地抑制了TE系統的性能。由于擁塞和數據包丟失通常發生在網絡內部，因此也應在網絡內部采取糾正措施。雖然這很清楚，但網絡行業堅持端到端的原則，放棄了更好的方法。最近，隨著谷歌，微軟和亞馬遜等大公司推出SDN（Software-defined networking，軟件定義網絡）新技術，這一趨勢開始逆轉。在SDN運動中，控制和網絡控制的中心化起著重要作用。

一些SDN倡導者已經開始復興“古老”技術，如電路交換，多物流優化和最大最小（maxmin）速率分配。這些技術的設計違背了端到端原則。

端到端原則是發展互聯網的商業戰略。如今它的用處已經發揮作用，現在是將互聯網視為復雜控制系統，并應用控制理論的時候了。SDN倡導者認為，互聯網需要一個徹底的新設計。正確的新設計應采用經過時間考驗的控制理論。本發明旨在重新設計互聯網的TE系統，通過虛擬電路網絡中的網內控制，來最大化網絡系統的總吞吐量，和/或最小化網絡延遲。

此后，網絡系統中的流是從一端到另一端的數據包序列。此外，術語詞流（stream）和數據流（flow）可互換使用。

發明內容

本發明的各方面涉及為網內控制提供的系統，協議和方法，以最大化網絡系統的總吞吐量，和/或最小化網絡系統上的網絡延遲。

在一個具體實例中，包括分布在網絡系統上的多個組件子系統的網內控制系統維護并管理著網絡系統中的多個虛擬電路(或virtual circuit, VC)。

在本發明中，所定義的虛擬電路不同于通常所給出的定義。根據本發明的一個方面，VC可以不在一個固定的路徑上或電路上被實現。比如，穿過多個固定點的一條路徑，也是虛擬電路的一個特例。比如ATM （asynchronous transfer mode，異步傳輸模式）或MPLS(multi-protocol label switching，多協議標簽交換) 也可以實現一個虛擬電路；這些VC是全路徑固定的。

在一個具體實例中，多個虛擬電路被組織為數據高速公路，其中高速公路配備有入口匝道和出口匝道。來自終端的數據包通過入口匝道進入高速公路，并通過出口匝道離開高速公路。在一個具體實例中，高速公路的入口或出口匝道在網內控制系統的組件子系統中實現。

終端的概念邏輯的；邏輯終端可以包括連接到網絡系統的多種物理終端設備。例如, 連接到 Wi-Fi 基站的多種手機可以被視為邏輯終端。此外, 終端可能是物理終端設備中的軟件實例。