ОГРАНИЧЕНИЕ ТРАФИКА ДЛЯ СЕТИ С ПЕРЕДАЧЕЙ С УРОВНЯМИ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ Российский патент 2007 года по МПК H04L12/56 

Изобретение относится к способу, сети, граничному узлу и серверу для ограничения трафика в пакетно-ориентированной, без установления соединений сети для эффективной передачи с уровнем качества обслуживания пакетов данных по меньшей мере одного приоритетного класса.

Интеграция услуг связи и передачи данных приводит к ряду требований к технике передачи и сетям. Для того чтобы быть в одинаковой степени пригодными для информационной поддержки и делового трафика, используемые сети должны обладать высокими ресурсами, допускать передачи в реальном времени, обеспечивать надежность и гарантировать высокую степень защищенности. Наряду с этим еще одним условием являются по возможности низкие затраты.

Услуги передачи данных в настоящее время все в большей степени осуществляются по сетям протокола Интернет (IP), которые работают в режиме пакетно-ориентированной передачи и - в плоскости IP - без установления соединений. Успехи в развитии технологии маршрутизаторов привели к развитию маршрутизатоов протокола IP, которые в отношении емкости передаваемого трафика данных и времени задержки, обусловленного очередями ожидания, обеспечивают принципиальную возможность телекоммуникационных услуг и услуг с повышенными требованиями к ширине полосы, таких как видео по требованию или видеоконференции в реальном времени.

Трудности возникают при высокой степени использования сети протокола IP, когда время задержки возрастает экспоненциально, или при чрезмерном агрегировании трафика данных на отдельных участках, которые в этом случае действуют как узкие места («пробки») и ограничивают скорости передачи данных.

По причине этих трудностей в обычных сетях протокола IP невозможно в желательном объеме гарантировать высокое качество обслуживания, обозначаемое в литературе чаще всего параметром QoS (от англ. Quality of Service - качество обслуживания).

Последующие развития нацелены на то, чтобы иметь возможность обеспечить лучшие условия в отношении качества услуг, без ухудшения таких преимуществ, как невысокая сложность и гибкость сетей протокола IP.

Модель дифференцированных услуг базируется на наблюдении, что наиболее эффективное обращение с пакетами данных в сети протокола IP ведет к вышеназванным трудностям при обеспечении гарантии качества обслуживания. Обычно пакеты данных передаются по возможности быстро и полностью, причем не даются гарантии относительно надежности и защищенности передачи. При высокой нагрузке или перегрузке сети это приводит к ухудшению качества обслуживания за счет задержек или искажения пакетов данных.

Концепция дифференцированных услуг нацелена на лучшее качество услуг для услуг с высокими требованиями к качеству за счет введения классов услуг. В этой связи также часто говорят о модели классов услуг (CoS). Концепция дифференцированных услуг описана в опубликованных Рекомендациях IETF под номерами 2474 и 2475. Рекомендации 2638 и 2998 характеризуют другие аспекты этой концепции. В рамках концепции дифференцированных услуг с помощью поля DS (дифференцированные услуги) в заголовке протокола IP за счет установки параметров RSCP (кодовая позиция дифференцированной услуги) осуществляется приоритизация трафика пакетов данных. Эта приоритизация осуществляется с помощью выделения ресурсов на транзитный участок («прыжок»), то есть пакеты подвергаются различной обработке в узлах, в зависимости от класса услуги, установленного посредством параметра DSCP в поле DS. В этой связи применяется термин ВРН («режим на транзитном участке»). Например, в течение одного ВРН более высокие классы услуг в отношении ранжирования в ряду и обработки очередей ожидания обрабатываются в узлах предпочтительным образом.

Центральными элементами основанной на концепции дифференцированных услуг сети являются подсети DS, которые определяют как DS-домены (области) или области единой маршрутизации, и граничные (краевые) DS-узлы. Во многих случаях подсеть соответствует сети одного поставщика услуг (области одного провайдера услуг). В случае граничных DS-узлов различают между DS-узлами доступа (узлами входа) и DS-узлами выхода. Пакеты данных поступают через DS-узел доступа в DS-подсеть и покидают подсеть через DS-узел выхода. Граничный DS-узел может при этом объединять в себе функциональные возможности DS-узла доступа для входящего трафика и DS-узла выхода для исходящего трафика. Функциональные возможности граничных DS-узлов охватывают выбор пакетов данных соответственно параметру DSCP и маркировке пакетов данных с помощью параметров DSCP. К тому же в DS-подсети имеется возможность с помощью устройств управления и контроля трафика данных осуществлять управляющие мероприятия, такие как измерение потоков данных, распределение пакетов данных по очередям ожидания или отбрасывание пакетов данных. Эти управляющие мероприятия часто осуществляются в DS-узлах доступа или в DS-узлах выхода. В рамках управления и контроля трафика пакеты данных могут классифицироваться и сравниваться с профилем трафика, предусмотренным для соответствующих классов услуг (например, ширина полосы, ресурсы). При отклонениях от профиля трафика могут быть приняты меры такие, как упорядочение в очередь ожидания или отклонение пакетов данных.

В типовом случае в DS-подсети приоритизируются потоки или соединения. Приоритизация производится в DS-узлах доступа для соответствующей DS-подсети, в необходимом случае путем установки или изменения параметров DSCP. В случае узлов внутри сети (основных узлов) параметр DSCP считывается, и ему назначаются ресурсы в соответствии с приоритизацией. Интерпретация параметров DSCP и назначения ресурсов отдельным внутренним узлам производится независимо друг от друга (режим распределения на транзитный участок). В случае узлов выхода соответственно осуществляется изменение параметров DSCP, обратное по сравнению с узлами доступа, то есть DSCP устанавливается на первоначальное значение. Таким путем можно согласовать DSCP локальным образом, то есть соответственно подсети и ее свойствам.

Концепция дифференцированных услуг позволяет избежать сложных процедур резервирования каналов или полосы и обеспечивает возможность приоритизации трафика данных. При передаче через несколько подсетей классы услуг устанавливаются с помощью так называемых соглашений об уровнях услуг (SLA) для всей передачи и преобразуются отдельными подсетями, как описано выше, в рамках процедуры управления и контроля трафика. На практике, однако, на отдельных участках возникают временные и/или локальные узкие места, например, вследствие агрегирования трафика данных. Как правило, пакеты данных с одинаковым адресатом от момента, когда они встретились в одном узле, следуют одним и тем же установленным маршрутом. В «узких местах» концепция дифференцированных услуг обеспечивает то, что пакеты данных с более низким приоритетом испытывают задержки или отклонения. Тем самым качество передачи для пакетов данных с высоким приоритетом улучшается, однако стандарты качества, например, для передачи в реальном времени не могут гарантироваться. В рамках концепции дифференцированных услуг имелась бы только возможность гарантировать передачу с заданным уровнем качества обслуживания (QoS), то есть передачу, при которой может обеспечиваться и выдерживаться определенный уровень качества, если устанавливается профиль трафика с настолько низкой степенью загрузки подсети, что пики нагрузки были бы скомпенсированы за счет резервной полосы. По экономическим причинам, то есть из-за обусловленной этим низкой степени загрузки сети, это, как правило, не делается. По этой причине в связи с концепцией дифференцированных услуг говорят о классе услуг, а не о качестве обслуживания.

Задачей изобретения является обеспечение возможности эффективной передачи пакетов данных с уровнем качества обслуживания (QoS) для сетей, работающих в режиме с коммутацией пакетов, без установления соединений.

Указанная задача решается признаками согласно пунктам 1, 13, 18 и 20 формулы изобретения.

Изобретение направлено на эффективную сеть, обеспечивающую заданное качество обслуживания, которая работает с коммутацией пакетов и без установления соединений.

Высокая эффективность требует гибкости при выборе маршрутов передачи пакетов данных или при их распределении. За счет динамического изменения или согласования маршрутов передачи можно, например, противодействовать возникновению узких мест в использовании ресурсов.

Высокой сложности можно избежать тем, что локальным образом, например, соответствующим конкретным маршрутизатором принимаются решения (например, о маршрутах передачи, очередях ожидания, отклонении пакетов данных и т.д.). Нелокальных состояний (режимов работы) или резервирования маршрутов избегают. Решения о маршрутах передачи могут приниматься в зависимости от пакета данных или в зависимости от соединения или потока. При этом распределение отдельных пакетов становится наиболее гибким.

Чтобы гарантировать QoS, требуются строгие границы и контроль относительно распределения загрузки сети.

Настоящая патентная заявка рассматривает третий из указанных выше аспектов.

За счет соответствующих изобретению проверок допустимости должно проверяться, имеются ли сети ресурсы, соответствующие требованиям при передаче группы пакетов данных определенного класса приоритета. В соответствии с изобретением для передаваемой через сеть группы пакетов данных, по меньшей мере, одного класса приоритета проводятся проверки допустимости. Эти проверки допустимости включают в себя проверки допустимости, относящиеся к входу в сеть и выходу из сети, которые могут также проводиться на входе сети и на выходе сети. Только в случае пакетов данных, для которых все проверки допустимости имеют положительный результат, допускается передача с классом приоритета пакетов данных. Напротив, с группами пакетов данных, в случае которых проверки допустимости имеют отрицательный результат, обращаются иным образом (пункт 1 формулы изобретения).

При этом группа пакетов данных может определяться пакетами данных потока трафика или пакетами данных, агрегированных у физического порта, например, на входе сети (пункт 2 формулы изобретения). Поток трафика соответствует, например, потоку, охватывает пакеты данных соединения или охватывает пакеты данных с идентичной адресной информацией, например, пакеты данных с одним и тем же источником или одним и тем же адресатом (пункт 3 формулы изобретения).

Чтобы гарантировать передачу с уровнем QoS, нужно предотвращать перегрузку полных ресурсов сети и появление узких мест в распределении ресурсов. В этом смысле при проверках допустимости передаваемых групп пакетов данных могут оцениваться такие параметры, как, например, средние скорости передачи данных и/или пакетов, пиковые скорости и т.д., и может проверяться, имеется ли в распоряжении для передачи потоков трафика с требуемым качеством данных достаточное количество ресурсов передачи. К тому же за счет проверок допустимости гарантируется, что как на входе, так и на выходе в распоряжении имеется достаточное количество ресурсов (например, ширина полосы, емкость очереди ожидания,...) (пункт 4 формулы изобретения). Проверка может осуществляться в зависимости от класса приоритета пакетов данных или в зависимости от трафика с одинаковым или более высоким приоритетом (пункт 5 формулы изобретения). Например, можно было бы без проверки допустимости ресурсов со стороны выхода осуществлять передачи от множества входов сети к одному и тому же выходу, в результате чего на выходе возникало бы «узкое место». В таком случае не могли бы обеспечиваться гарантии качества, а в лучшем случае могли бы выполняться обязательства (только для концепции дифференцированных услуг) в отношении приоритетной обработки потоков трафика.

В качестве критерия для положительного результата проверок допустимости может служить, например, пороговое значение, которое определяется в зависимости от емкости (ресурсов) соответственно использованного входа и выхода сети и полных ресурсов сети, желательного качества или класса приоритета и т.д. Например, для группы пакетов данных, передаваемых с одним приоритетом, устанавливаются такие параметры трафика, как средняя скорость данных и/или пакетов и пиковая скорость (пункт 7 формулы изобретения). К тому же может устанавливаться желательный класс приоритета. Альтернативно, класс приоритета определяется на основе параметров или требований, таких как максимальная частота потерь и передача в реальном времени.

Также возможно, что для каждого приоритетного класса имеется несколько пороговых значений на основе различных параметров оценки, все из которых должны выдерживаться по отдельности или в соответствующей зависимости друг от друга. При отрицательном результате проверок допустимости передача группы пакетов данных может быть отклонена (пункт 6) или передача может осуществляться с низким приоритетом или без присвоения приоритета.

На основе проверок допустимости, согласно требуемым характеристикам качества может предприниматься резервирование ресурсов (например, ширина полосы, очередь ожидания) (пункт 8). Это резервирование, как правило, будет касаться соответствующего доступа к сети и выхода из сети, а также полной сетевой нагрузки (например, емкость, обработка очередей ожидания в соответствии с приоритизацией).

Поддержание центральных, указанных для соответствующих потоков трафика параметров трафика, например, скорости передачи, должно по возможности контролироваться, чтобы гарантировать выдерживание предельных или пороговых значений для нагрузки сети (пункт 9). Функция контроля - в литературе часто встречаются соответствующие английские термины "traffic enforcement and policing" (соблюдение правил и предписание трафика) - обеспечивает рациональное сравнение объявленных в требованиях к характеристикам качества параметров трафика с действительными параметрами трафика соответствующего потока трафика. Пакеты без такого уведомления о качестве могут блокироваться (пункт 10). На входе сети могут использоваться известные механизмы формирования трафика, такие как алгоритм «дырявое ведро» (алгоритм организации связи, при котором в случае перегрузки линии отбрасываются абоненты с наихудшим качеством связи), или «маркерное ведро» (алгоритм организации связи, при котором используется передача маркера как средства регулирования потока данных). Возможные мероприятия для предотвращения перегрузки включают следующее:

- отклонение пакетов данных,

- маркировка пакетов данных,

- буферизация пакетов данных,

- коммутация или блокирование потоков трафика,

- перевод нарушающих условия соглашения пакетов данных или всего относящегося к ним потока данных в более низкий приоритетный класс или обработка соответственно процедуре наилучшей попытки.

Передача с уровнем QoS потоков данных с соответствующим приоритетным классом или классом трафика предполагает соответствующую обработку приоритетного класса. Целесообразно лишь часть всех ресурсов загружать приоритизированным трафиком. Другая часть ресурсов сети загружается тогда трафиком без присвоенного приоритета. Такой неприоритизированный трафик может тогда обрабатываться по принципу наилучшей попытки (пункт 12). Проверки допустимости могут тогда ограничиваться приоритизированным трафиком (пункт 11). Благодаря этому ограничению приоритизированного трафика гарантируется, что ресурсы сети могут быть равномерно загружены, и при этом пики нагрузки не оказывают отрицательного влияния на приоритизированный трафик. Уровень качества, с которым передается трафик без присвоенного приоритета (неприоритизированный трафик), действует тогда как буфер для приоритизированного трафика. Возможный алгоритм действия для установления предельных значений для равномерного распределения нагрузки заключается в указании для каждого приоритетного класса постоянного максимального выраженного в процентах распределения нагрузки для трафика с одинаковым или более высоким приоритетным классом. Например, в сети с двумя приоритетными классами для трафика с более высоким приоритетным классом предельное значение для распределения нагрузки указывается как 30%, а предельное значение для трафика с более высоким или более низким приоритетным классом - как 60%. Для неприоритизированного трафика остается тогда минимальная емкость (объем ресурсов) 40%.

При передаче пакетов данных могут таким образом гарантироваться специфические для приоритетного класса характеристики качества, которые обеспечивают возможность передачи с заданным уровнем QoS. Соответствующий изобретению принцип исходит из наблюдения того, что соответствующее качество обслуживания (QoS) должно быть ориентированным на конкретную услугу. Например, органы чувств человека могут обрабатывать неполную информацию в известных рамках, без субъективной потери качества. Для интерактивного управления машинами (например, дистанционного управления роботами) требования при определенных обстоятельствах могут быть заметно выше. Соответственно, тогда должны быть установлены более жесткие критерии. Поэтому в зависимости от услуги могут определяться критерии или пределы, которые обеспечивают передачу с заданным уровнем качества обслуживания (QoS). Для пакетно-ориентированной передачи эти критерии касаются, в том числе, следующего:

- тип и объем возможных потерь информации,

- постоянные и/или переменные задержки,

- временная последовательность передаваемых данных.

В соответствии с изобретением сеть оснащена средствами проведения проверки допустимости на входе сети и на выходе сети для передачи проводимой через сеть группы пакетов данных одного приоритетного класса (пункт 13). В аспекте передачи приоритизированных пакетов данных можно использовать в расчетах уровень параметра QoS. Расчеты можно проводить в соответствии с заданием предельных значений для критериев или факторов, определяющих QoS (пункт 14). В зависимости от конкретной услуги могут указываться максимальные значения для статистической вероятности, с которой могут превышаться предельные значения для факторов, определяющих QoS, не приводя при этом к заметным потерям качества. Эти максимальные значения для статистической вероятности могут учитываться при расчетах сети (пункт 15).

За счет поддержания границ распределения нагрузки для сети по возможности в рамках специфической для сети заданной статистической вероятности и ограничения приоритизированного трафика, а также за счет хорошего распределения трафика и ограничения трафика при доступе к сети и выходе из сети или на физических портах могут задаваться статистические значения для факторов потери качества. С помощью этих статистических значений и их дисперсии можно гарантировать услуги с заданным параметром QoS.

Во многих случаях целесообразно, если сеть соответствует области единой маршрутизации или сети одного провайдера услуг (пункт 16). Таким путем функции проверок допустимости и контроля проще интегрировать в сеть. Доверительные данные производительности сети не требуется тогда выдавать вовне относительно сети. При передаче через несколько областей единой маршрутизации или сети одного провайдера услуг за счет гарантии посредством сетевого управления в соответствующей сети и проверок на входе в сеть и выходе из сети обеспечивается возможность передачи с заданным QoS через несколько связанных друг с другом соответствующих изобретению сетей и, при необходимости, в хост, подключенный к соответствующей изобретению сети. Сеть Интернет с передачей соответственно заданному уровню QoS может таким образом строиться из функционирующих в соответствии с изобретением сетей, которые, соответственно, охватывают область единой маршрутизации. При этом, как в рамках обычной сети Интернет, могут применяться сети, базирующиеся на протоколе IP (пункт 17), которые, например, передают неприоритизированный трафик по принципу наилучшей попытки.

Важная роль при этом придается граничным узлам сети, через которые трафик данных поступает в соответствующую сеть или, соответственно, покидает ее. За счет проверок допустимости для приоритизированного трафика в отношении ресурсов на входе сети и на выходе сети может гарантироваться, что при переходе между сетями качество услуги сохраняется неизменным. Для проверок допустимости граничные узы могут оснащаться средствами для проведения проверок допустимости на входе сети или на выходе сети (пункт 18). Граничные узлы могут к тому же иметь средство для реализации функции контроля (пункт 19). Также можно в качестве альтернативы или дополнительно к обеспечению функций в граничных узлах разместить в сети сервер со средством для проверок допустимости (пункт 20) или, возможно, для контроля (пункт 21).

Ниже рассмотрены два варианта осуществления изобретения, представленные на примерах выполнения, иллюстрируемых чертежами, на которых показано:

фиг. 1 - система с передачей данных через соответствующую изобретению сеть;

фиг. 2 - сеть, соответствующая изобретению;

фиг. 3 - схематичное представление различных путей для маршрутизации двух потоков в соответствующей изобретению сети;

фиг. 4 - схематичное представление различных путей для маршрутизации двух потоков с одним и тем же адресатом в соответствующей изобретению сети.

Для наглядности предположим, что изобретение используется в рамках телефонных разговоров через сеть протокола IP (IPN), при этом речь идет о протоколе передачи голоса по IP (VoIP). В этой сети IPN протокола IP речь может идти, например, об области единой маршрутизации сети Интернет. Телефонные разговоры накладывают требование передачи в реальном времени. Поэтому соответствующий трафик данных приоритизируется. Целесообразно применять сущность изобретения аналогичным образом для всех других услуг, в которых необходима приоритизация трафика данных. Примерами таких услуг являются видео по требованию, Web-конференции, мультимедийные приложения и т.д.

На фиг.1 схематично представлена система передачи протокола VoIP (передачи голоса по протоколу IP). Через сети доступа AN-A и AN-B (AN от английского термина Access Network - сеть доступа) телекоммуникационные терминалы TLN-A и TLN-B подсоединены к сети общего пользования, которая включает в себя сеть протокола IP (IPN). В рамках двух вариантов примера выполнения принимается, что от терминала TLN-A устанавливается соединение к терминалу TLN-B с целью телефонного разговора. При этом проводится различие между уровнем услуги SL (SL от английского термина service level - уровень услуги) и уровнем сети NL (NL от английского термина network level - уровень сети), что на чертеже представлено прерывистой линией. На уровне услуги SL осуществляется сигнализация SIG(VA,DS) (SIG(VA,DS) - сокращение от соответствующих немецких терминов Signalisierung von Verbindungsaufbau und Dienststeuerung - сигнализация установления соединения и управления услугой) для процедуры установления соединения и управления услугой. С этой целью устройства управления ССР-А и ССР-В (ССР - от английского термина Call Control Point - пункт управления вызовом), например контроллер шлюза среды передачи или коммутационная установка связаны с сетями доступа AN-A и AN-B терминалов TLN-A и TLN-B. Передача полезных данных осуществляется на уровне сети NL и проходит, по меньшей мере частично, через соответствующую изобретению сеть IPN (IPN от английского термина IP Net - сеть протокола Интернет). Сеть IPN работает пакетно-ориентированным образом, без установления соединений. Пакеты полезных данных, которые в рамках телефонного разговора передаются от терминала TLN-A к терминалу TLN-B, поступают через граничный узел IgNd (IgNd от английского термина ingress node - узел входа) в сеть IPN и покидают ее вновь через граничный узел EgNd (EgNd от английского термина egress node - узел выхода).

В ходе установления соединения на уровне услуги SL терминал TLN-A через сеть доступа An-A сообщает устройству управления ССР-А о своем желании установить соединение. Терминал TLN-A аутентифицируется, например, с помощью информации имени или адресной информации. Затем идентифицируется и локализируется вызываемый терминал TLN-B или соответствующее устройство управления ССР-В. Обычно от устройства управления ССР-А передается сообщение установления соединения к устройству управления ССР-В. В устройстве управления ССР-В выделяется релевантная информация, и при этом сеть доступа AN-B проверяет доступность терминала TLN-B, а также запрашивает релевантную информацию. Сообщение установления соединения затем квитируется от устройства управления ССР-В к устройству управления ССР-А, и передается требуемая для соединения информация, например, адресная информация терминала TLN-B. Затем установление соединения может быть завершено. При успешном установлении соединения затем может происходить обмен полезными данными на уровне сети NL.

В выбранном примере в качестве полезных данных осуществляется обмен речевой информацией в реальном времени, то есть с заданным уровнем QoS. Для передачи с заданным уровнем QoS в соответствии с изобретением проводятся проверки допустимости. В рамках этих проверок допустимости осуществляется сигнализация, например, при передаче желательных требований качества, для передачи результатов проверок допустимости и т.д. В последующем эта сигнализации обозначается как сигнализация о параметре качества обслуживания (QoS-сигнализация). Различаются два варианта в зависимости от того, проводятся ли проверки допустимости на уровне услуги SL или на сетевом уровне NL.

В случае QoS-сигнализации на уровне услуги SL соответствующий изобретению способ может осуществляться следующим образом. Через устройства управления CCP-Ig и CCP-Eg уровня услуги идентифицируются граничные узлы IgNd и EgNd, через которые передаются полезные данные в виде пакетов полезных данных. Показанные на фиг. 2 устройства управления CCP-Ig и CCP-Eg могут, но не обязательно должны быть идентичными устройствам управления CCP-А и CCP-В, соответствующим сетям управления AN-A и AN-B.

Как правило, при телефонных разговорах на уровне услуги SL в сигнализации принимают участие устройства управления. Эти устройства управления имеют тогда непосредственный доступ только к участку или части сети всего канала передачи для полезных данных. Устройства управления CCP-Ig (CCP-Ig - от английского термина call control at ingress - управление вызовом на входе) и CCP-Eg (CCP-Eg - от английского термина call control at egress - управление вызовом на выходе) отличаются тем, что они осуществляют связь с граничными узлами IgNd и EgNd. Оба устройства управления CCP-Ig и CCP-Eg могут при этом также совпадать.

На фиг. 2 показаны дополнительные граничные узлы. Без разделения показаны внутренние узлы CoNd (CoNd - от английского термина core node - серединный (внутренний) узел). Кроме того, показан сервер управления NCS (NCS - от английского термина network control server - сервер сетевого управления), посредством которого решаются задачи управления работой в сети.

Соответствующие изобретению проверки допустимости NAC (NAC - от английского термина network admission control - управление доступом в сеть) по отношению к входу в сеть и выходу из сети осуществляются в граничных узлах IgNd или соответственно EgNd. Через устройства управления CCP-Ig и CCP-Eg уровня услуги SL граничным узлам IgNd и EgNd пересылаются требования для телефонного разговора протокола VoIP между терминалами TLN-A и TLN-B. Требования могут включать в себя, наряду с релевантными параметрами трафика, как ширина полосы и требования QoS, также дополнительные параметры относительно допустимости, надежности и т.д. О результате проверок допустимости на границах сети сообщается устройствам управления ССР-А и ССР-В. В зависимости от результатов проверок допустимости со стороны А передача полезных данных разрешается или блокируется и, при необходимости, осуществляется поиск альтернативного маршрута для передачи полезных данных (в англоязычной литературе определяется термином Bearer Redirection - переадресация канала связи). Проверки допустимости могут осуществляться после или во время установления соединения на уровне услуги DS. При проверках допустимости во время установления соединения, в случае отрицательного результата, установление соединения может быть прервано.

При осуществлении сигнализации о качестве обслуживания QoS на сетевом уровне NL проверки допустимости будут инициироваться только после установления соединения на уровне услуги SL. После успешного установления соединения на уровне услуги SL сигнализация QoS на сетевом уровне NL отключается и передается релевантная информация, например, адресная информация стороны В. Это может осуществляться посредством соответствующего сообщения от устройства управления ССР-А к устройству, размещенному в сети доступа AN-А, например, шлюзу среды передачи. Для сигнализации QoS от уровня услуги DS, например, от устройства управления ССР-А, может также предоставляться в распоряжение программная структура, например, программа на языке Java (Java-аплет) устройства в сети доступа. С помощью адресной информации, запрошенной в ходе установления услуги на уровне услуги, и, при необходимости, с помощью загруженной программной структуры на сетевом уровне передается сообщение сигнализации к терминалу TLN-B стороны В или к сети доступа AN-B стороны В. Посредством этого и, при необходимости, других сообщений сигнализации локализируют граничные узлы IgNd и EgNd и инициируют в этих граничных узлах проверки допустимости. О результатах проверки допустимости затем сигнализируют с помощью сообщений на сетевом уровне NL, передаваемых к сети доступа AN-A стороны А или к терминалу TLN-A стороны А.

Дополнительно к проверкам допустимости в отношении входа в сеть и выхода из сети предпринимается проверка допустимости в отношении общих ресурсов сети. Эта проверка допустимости может осуществляться, например, в одном из граничных узлов IgNd и EgNd, или распределенным образом в обоих граничных узлах IgNd и EgNd, или в сервере, предусмотренном в сети для этой цели.

На фиг. 3 показано схематичное представление различных путей для маршрутизации двух потоков в соответствующей изобретению сети. Граница сети показана пунктирной линией. Узлы представлены кружками, причем кружки, представляющие граничные узлы, пересекают пунктирную линию. С помощью стрелок показаны возможные пути потоков. Пунктирные стрелки представляют возможные пути для потока, который в граничном узле С входит в сеть и передается к граничному узлу D, где пакеты данных вновь выходят из сети. Посредством пересекающих стрелок показаны возможные пути для потока, который направляется от граничного узла А к граничному узлу В. В случае большинства внутренних узлов имеется более чем одна альтернатива или разветвление для пути потока. В последующем для определенного потока будут показаны различные альтернативные возможные участки пути от внутреннего узла к следующему узлу, то есть для следующего транзитного участка («прыжка»), как «веер» разветвления в соответствующем внутреннем узле. Во внутренних узлах, которые лежат на путях обоих потоков, указывается, являются ли «вееры» разветвления потоков идентичными (i), частично дизъюнктивными (t) или дизъюнктивными (d).

Возможные пути определяются из параметров сети, таких как топология, емкость отдельных участков пути, значений времени задержки и т.д. Решение о конкретном звене веера разветвлений, по которому должен далее передаваться пакет или группа пакетов, принимается локально в зависимости от мгновенного действующего параметра трафика. Таким путем достигается относительно равномерное распределение нагрузки в сети и предотвращается возникновение узких мест.

Показанное на фиг.4 отличается от представления по фиг. 3 тем, что оба потока выходят из сети в граничном узле В. Во внутренних узлах, которые лежат на путях обоих потоков, веера разветвлений обоих потоков идентичны, что обозначено индексом i около узла. Веера разветвления могут также в рамках управления трафиком ответвляться друг от друга. Но они становятся по существу идентичными для потоков с одним и тем же адресатом. За счет соответствующих изобретению проверок допустимости достигается то, что граничный узел В и внутренние узлы, которые являются соседними по отношению к граничному узлу, не перегружаются поступающими пакетами данных обоих пакетов. Если оба потока не могут быть переданы с объявленными параметрами, то, например, один из них не допускается к передаче. Ограничение проверок допустимости на входе сети в конфигурации по фиг. 4 привело бы к образованию узкого места в граничном узле В, которое мешало бы выполнению гарантируемых обязательств по качеству обслуживания QoS.

Изобретение относится к способу, сети, граничному узлу и серверу для ограничения трафика в пакетно-ориентированной, без установления соединений сети для эффективной передачи с уровнем качества обслуживания приоритизированных пакетов данных. Технический результат - обеспечение возможности эффективной передачи пакетов данных с уровнем качества обслуживания (QoS.). В соответствии с изобретением проводятся проверки допустимости, которые включают в себя проверки допустимости, относящиеся к входу в сеть и выходу из сети. Посредством соответствующих изобретению проверок допустимости проверяется, имеются ли в сети ресурсы, соответствующие требованиям при передаче группы пакетов данных приоритетного класса. Посредством изобретения обеспечивается исключение образования узких мест в использовании ресурсов, особенно на входе в сеть и на выходе из сети. Таким образом может гарантироваться передача с заданным уровнем параметра качества обслуживания QoS. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ ограничения трафика в пакетно-ориентированной, без установления соединений сети для эффективной передачи с уровнем качества обслуживания (QoS) пакетов данных, по меньшей мере, одного приоритетного класса, при котором для передаваемой через сеть группы пакетов данных одного приоритетного класса проводят проверки допустимости, проверки допустимости включают в себя проверку допустимости, относящуюся к входу в сеть и выходу из сети, передачу группы пакетов данных с требуемым приоритетным классом разрешают только в том случае, если проверки допустимости имеют положительный результат, и при отрицательном результате проверок допустимости группу пакетов данных отклоняют или выполняют передачу с более низким приоритетом или без присвоения приоритета.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что группа пакетов данных определяется пакетами данных потока трафика или пакетами данных приоритетного класса, агрегированных на физическом порте.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что поток трафика задается потоком, соотносится с соединением или включает в себя пакеты данных с общей адресной информацией.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в рамках проверок допустимости принимают во внимание степень распределения нагрузки относительно общих ресурсов сети и имеющейся в распоряжении ширины полосы сетевых доступов со стороны входа и со стороны выхода, подлежащих применению при передаче группы пакетов данных.5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в рамках проверок допустимости принимают во внимание степень распределения нагрузки сети и сетевых доступов со стороны входа и со стороны выхода, подлежащих применению при передаче группы пакетов данных, трафик приоритетного класса передаваемого потока трафика и/или трафик приоритетного класса, который выше или равен приоритетному классу группы пакетов данных.6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для передаваемой через сеть группы пакетов данных в сети объявляют параметры трафика, которые включают в себя информацию, касающуюся необходимых ресурсов передачи.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что согласно указанию объявленных параметров трафика осуществляют резервирование ресурсов передачи.8. Способ по п.6, отличающийся тем, что при передаче потока данных проверяют, выдерживаются ли объявленные параметры трафика.9. Способ по п.6, отличающийся тем, что необъявленные пакеты данных блокируются или отклоняются.10. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что проверки допустимости проводят только для приоритезированного трафика.11. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что неприоритезированные пакеты данных передают с качеством, соответствующим классу качества обслуживания (QoS), определяемому как «наилучшая попытка».12. Пакетно-ориентированная, без установления соединений сеть для передачи данных, содержащая средства для проведения проверки допустимости на входе сети и на выходе сети для передачи направляемой через сеть группы пакетов данных одного приоритетного класса.13. Сеть по п.12, отличающаяся тем, что сеть выполнена, исходя из задания предельных значений факторов, являющихся определяющими для параметра качества обслуживания (QoS).14. Сеть по п.13, отличающаяся тем, что сеть выполнена исходя, из задания максимальных значений для статистической вероятности, с которой могут превышаться предельные значения для факторов, определяющих QoS.15. Сеть по любому из пп.12-14, отличающаяся тем, что сеть соответствует области единой маршрутизации.16. Сеть по любому из пп.12-14, отличающаяся тем, что передача данных через сеть осуществляется с помощью протокола Интернет (IP).17. Граничный узел для применения в пакетно-ориентированной, без установления соединений сети, содержащей средства для проведения проверки допустимости на входе сети или на выходе сети для передачи направляемого через сеть потока трафика приоритетного класса, при этом граничный узел снабжен средствами для проведения проверки допустимости на входе сети или на выходе сети для передачи направляемого через сеть потока трафика приоритетного класса.18. Граничный узел по п.17, отличающийся тем, что содержит средства для контроля объявленных в сети параметров трафика.19. Сервер для применения в пакетно-ориентированной, без установления соединений сети, содержащей средства для проведения проверки допустимости на входе сети или на выходе сети для передачи направляемого через сеть потока трафика приоритетного класса, при этом сервер снабжен средствами для проведения проверки допустимости на входе сети или на выходе сети для передачи направляемой через сеть группы пакетов данных приоритетного класса.20. Сервер по п.19, отличающийся тем, что содержит средства для контроля объявленных в сети параметров трафика.