CN102415060B - 作为用于准入控制和终止流的基础的预拥塞通知(pcn) - Google Patents

Abstract

网络具有多个边缘节点(7a、7b、7c、7d)和核心节点(3a、3b、3c)，该网络用于沿核心节点的路径从入口网关(7a、7b、7c、7d)向出口网关(7a、7b、7c、7d)运送数据流。针对该网络中的、从入口节点至出口节点的任何指定路径，控制流的数量。当出现网络拥塞时，出口网关(7a、7b、7c、7d)提供网络拥塞程度的指示。终止流是破坏性的，入口网关(7a、7b、7c、7d)因此利用拥塞标记标记其它流，并将它们发送至出口网关(7a、7b、7c、7d)。这些被标记的流被核心节点和出口网关(7a、7b、7c、7d)路由，但用于计算网络拥塞时被忽略。当网络拥塞减轻时，被标记的流可以被解标记并且处理为正常流，由此，该网络避免了不必要的流终止。

Description

作为用于准入控制和终止流的基础的预拥塞通知(PCN)

本发明涉及数据分组网络，并且具体来说，涉及在网络拥塞时段期间终止数据分组流的方法。

介绍

因特网协议网络处理的数据量日益增加，这些数据具有不同类型。例如，潜在高价值的因特网服务(如话音和视频)生成难于适应网络环境中的变化的、通常恒定比特率、无适应性的流量。这种流量与更加反应于变化的网络状态的诸如邮件等的数据传递争用带宽。当出现拥塞时，影响针对拥塞节点的所有流量，意味着分组可能因而在该节点丢失。针对特定数据流的包丢失结果可以根据流类型而变。对于IP话音传输(VoIP)、电话，以及视频应用来说，包丢失显现为所接收音频或视频中的赝象，如音频中断，或视频具有图像凝固。

已知的是，控制新数据流(经由网络从数据发送方至数据接收方的相关数据分组序列，例如，VoIP电话会话或视频流)进入该网络的准入，以仅在网络具有足够容量(除了先前准入数据流的数据分组以外)时，才准入新数据流。这被称为准入控制。在这个领域，基于测量的准入控制(MBAC)最近受到关注。一种特定MBAC解决方案被称为预拥塞通知(PCN)，其根据因特网工程工作小组(Internet EngineeringTaskforce)的拥塞和预拥塞通知工作组开发。PCN的当前状态的描述可以在http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-pcn-architecture-03找到。

对于出现严重网络中断的情况(如网络硬件内的链路故障，或极端数据负荷)来说，简单地封锁新的流请求不足以保持网络上现有流的服务质量(QoS)。在这种情况下，除了执行准入控制以外，现有准入流必须终止，以将网络中拥塞程度恢复至可接受状态。该处理被称为流终止机制。

为实现流终止，PCN规范限定了分组标记方案，由此，形成准入流的一部分的PCN数据分组的首部(header)中的一个字段可以被PCN网络节点响应于检测出的拥塞而改变。在这种标记方案中，分组或者“未被标记”(NM)或者运送拥塞标记“终止”(TT)。

PCN网络中的每一条链路(从一节点向外的路径)都监测沿其流动的NM分组的数量，并且比较NM分组的速率与针对该链路的预定可忍受速率值。该可忍受速率是该链路在不需要为了维持QoS水平而终止任何流的情况下可以支持的PCN通信的速率。该差异被用于标识在检测到拥塞时可能需要终止多少流。每一个链路都计算NM分组的速率与可忍受速率之间的差异，并且使用该差值，来将足量分组从NM标记为TT，使得NM分组离开链路的速率等于或小于该链路上的可忍受速率。

响应于网络状态改变而终止流以保持可忍受速率导致在网络状态变得更有利之前，针对某些用户或拥有这些流的处理的服务的损失。因此，重要的是，终止最小数量的流以最小化中断。

本发明致力于解决上述问题。具体来说，本发明改变标记和终止行为两者，以改进流终止的准确度和速度。

在本发明一个方面中，提供了一种如权利要求1所述的方法。

在本发明另一方面中，提供了一种如权利要求5所述的被设置为入口网关的网络边缘节点。

在另一方面中，本发明提供了一种如权利要求9所述的网络。

附图

下面，参照下列图，对本发明的特征进行描述，其中：

图1示出了PCN网络的概图；

图2示出了PCN网络的简化图；

图3示出了图1所示核心节点的组件；

图4是示出了图3所示的核心节点的分组标记器的操作的流程图；

图5示出了图1所示的边缘节点的组件；

图6是示出了一边缘节点在充任出口网关时的分组检查器的操作的流程图；

图7是示出一边缘节点在充任入口网关时的分组标记器的操作的流程图。

第一实施方式

图1示出了可以应用流控制***的网络拓扑的概图。网络1由通过线路5连接的节点3、7形成。在该网络中，具有核心节点3和边缘节点7。核心节点仅连接至其它核心节点3和边缘节点7，而边缘节点7限定网络1的边缘，并由此连接至核心节点7，还连接至诸如客户9的外部实体。

客户9经由网络1彼此通信。它们连接至边缘节点7，并由此，边缘节点7在接收来自客户的数据时充当入口网关，而在从核心节点向客户发送数据时充当出口网关。从客户至客户的数据流由此是：

客户→入口网关→一个或更多个核心节点→出口网关→客户。

在本说明的其余部分，从第一客户向另一客户发出并且穿过网络1传输的连续系列分组将被称为流。流的实施例是电话会话。

为容易说明，网络的操作将联系图1所示的节点的子集来描述。图2示出了图1所示网络的简化图，以说明分组怎样穿过网络流动。

图2仅示出了四个边缘节点7A-7D、三个核心节点3A-3C、以及客户9A-9G。

如果分组从边缘节点7A向边缘节点7B流动，则节点7A是入口节点，而节点7B是出口节点。相反的是，如果分组从边缘节点7B向边缘节点7A流动，则节点7B是入口节点，而节点7A是出口节点。技术人员应当清楚，根据数据是进入还是离开网络，边缘节点可以同时充任入口网关和出口网关。

尽管分组流可以从入口节点向出口节点经由核心节点的任何组合经过网络，但在该网络中，针对沿预定路线的分组流来限定设置路径。例如，即使其它路径也可以，但从入口网关7A进入网络并且从出口网关7B离开网络的流也仅经由核心节点3A→3B→3C经过网络。开放式第一最短路径(OSPF)动态路由协议可以被用于会聚网络并限定这些路径。路径的概要示出如下。

当然，这些路径并不是作为网络中的离散分离路线而存在的，而是通过核心节点3的路由表限定的逻辑路径。

作为网络操作的实施例，考虑客户9A穿过网络地向客户9D发送数据并且客户9G向客户9F发送数据的情况。

根据如上面表中限定的网宽视图，形成从客户9A至9D的流的数据分组沿路径1行进，而形成从客户9G至9F的流的数据分组沿路径12行进。

每一个节点都不存储上面示出的完整路由表，但包含足够的周围网络的本地认知，以确定分组应当向它们的向前旅程上的哪一个输出端口发送。

当充当入口网关的节点7A接收到来自客户9A寻址客户9D的数据分组时，其考虑其路由表，并且确定该数据应当转发至核心节点3A。该流中的所有随后数据分组在同一路径上发送。

类似地，当入口节点7D接收到来自客户9G寻址客户9F的数据分组时，则基于其路由表，向核心节点3A发送数据分组，并且沿该路径发送该流中的所有随后数据分组。

核心节点3A具有用于来自边缘节点7A的流量的输入端口，和用于从边缘节点7D接收的流量的不同输入端口。在这种情况下，路由表表明这些分组要在同一输出端口上发送至核心节点3B。

核心节点3B在同一入站端口上接收路径1和路径12的数据分组，并且在参考其路由表之后，在同一出站端口上将它们发送至核心节点3C。

在核心节点3C处，路径1和路径12流量到达同一输入端口。核心节点参考其路由表，并且确定路径1数据要在出站端口上向出口网关7B转发，而路径12流量要在出站端口上向出口网关7C转发。

如上所示，网络核心内的流量沿从入口网关至出口网关的路径流动。这些路径可以交叠并且共享该核心内的相同物理链路，但这些节点可以检查这些分组的内容或首部，以确保正确递送。

在正常情况下，只要客户希望，该流就持续。如较早提到的，如果经历轻度拥塞，则将入口网关设置为通过防止新流被准入到该网络中来进行响应。然而，如果网络中存在严重故障，则可能需要终止一些流。这种动作无疑是不期望的，但为了保持网络的总体平滑操作，牺牲一些流可能是必须的。

下面，对网络拥塞期间各不同类型节点的操作进行描述。边缘节点(入口和出口)和核心节点根据本地安排异步地起作用。

核心节点

图3示出了核心节点的内部结构。经由输入端口19接收传入分组。每一个输入端口都连接至网络中的不同节点。因为多个包可能同时到达，所以这些分组临时存储在FIFO接收器缓冲器21中。分组检查器23从接收器缓冲器21中取出分组，并且检查首部，以确定该分组的目的地地址。控制器31接收所提取目的地地址，并且在路由表29中执行查寻，以确定到该目的地的路径上的下一个节点。控制器接着控制开关25以将这些分组放置到发送缓冲器27内部的恰当队列26中。接着，这些分组在经由连接至网络中的不同节点的输出端口35向它们的目的地发送之前，被分组标记器33处理。

核心节点3被设计成尽可能快地穿过网络1移动分组。因此，各核心节点3针对输入端口19与输出端口33之间的传入分组所执行的处理的量必须保持最小。在这个实施方式中，核心节点3没有意识到任何流，仅意识到到来的数据分组。它们仅利用简单算法处理流量(所述多个分组)。

该节点的路由行为是常规的，并且将不再进行更详细描述。然而，下面将参照图4，对分组标记器33在判定是否标记分组中的处理进行描述。

分组标记器23被设置成识别位于各分组的首部中的三个可能分组标记：

未标记-“NM”；终止-“TT”；以及准备终止-“RT”。

分组标记器33监测与核心节点3的各输出端口35有关的队列26，并且针对每一个队列，根据各所检测出的分组标记来处理这些分组。具体来说，分组标记器33连续监测NM分组离开该节点的输出端口的速率。这种监测利用令牌桶(token bucket)来实现。该令牌桶具有预定的令牌填充率，该令牌填充率被预先设置成恰好在输出端口的线路速率之下。这被称为可支持速率，并且向分组标记器33提供该节点可能接近丢弃分组的警告。随着NM分组的到达，将令牌与它们的分组尺寸成比例地从令牌桶去除。

如果存在足够令牌，则没有变化地发送NM分组。如果令牌桶具有的令牌不足，则分组标记器33开始在首部域中用TT标记来标记随后接收到的NM分组，直到该桶重新充满足够令牌为止。这向以后的节点表示，核心节点的输出链路接近饱和，并且可能需要终止流。

分组标记器33仅监测NM分组的流，并且忽略标记有RT首部的分组或标记有TT首部的分组，标记有RT首部的分组和标记有TT首部的分组下面分别被称为RT分组和TT分组。

图4是示出了分组标记器33对各分组的操作的流程图。在步骤s1，检查分组以确定其是否为TT分组，即，其在首部中是否包含标记TT。如果是TT分组，则处理结束，并且发送该分组。如果该分组不是TT分组，则在步骤s3中，分组标记器33确定该分组是否为RT分组，如果是RT分组，则处理结束，并且发送该分组。

如果该分组是NM分组，则在步骤s5中，分组标记器33检查是否已经超出可支持速率。如果没有，则处理结束，然而，如果超出可支持速率，则在步骤s7中，将NM分组标记有TT标记，以变为TT分组，然后处理结束。

参照图2所示的实施例构造，核心节点3A从入口网关7A和7D接收寻址到不同输入线路上的不同客户的NM分组，但由于预定路径的排列，这些NM分组被送往针对朝向节点3B的输出线路的同一队列。节点3A的分组标记器计量NM分组流量，并且如果NM流量的组合的量小于可支持速率，则没有变化地发送这些分组。然而，如果来自入口网关7A、7B任一者或两者的分组的数量增加，致使超出可支持速率(即，令牌桶用完令牌)，则分组标记器33通过利用TT标记来标记随后接收到的NM分组而响应，直到桶得到补充为止。因为输出端口的线路速率高于可支持速率，所以该TT分组仍可以转发至节点3B。

当TT标记分组到达节点3B时，节点3B的分组标记器在其计量计算中不包括TT分组，TT分组在不需要令牌的情况下向目的地节点发送。在这个实施例中，因为核心节点的可支持速率相同，所以节点3B因节点3A已经确保从节点3A到达节点3B的NM分组的速率低于可支持速率而不需要将任何进一步NM分组标记为TT分组。

然而，如果分组从另一节点(未示出)到达节点3B并且路由至节点3C，则还可以将更多的分组标记上TT。

这些分组在核心节点之间连续行进，直到它们到达它们的目的地出口节点为止。应注意到，分组可以仅在核心节点内从NM至TT改变。分组在网络的核心内不能从TT解标记到NM。

出口网关

如上所述，在这些核心节点的各输出线路上的分组流动高于预定可支持速率并且如果超出该阈值，则这些核心节点能够进行识别，并将NM分组标记为TT分组。

分组最终到达它们的希望出口网关。图5示出了边缘节点的内部结构，该边缘节点根据分组是经由输入41a从核心网络到达的还是经由输入41b从网络外部的外部客户到达的而充任入口和出口网关两者。边缘节点的组件的功能因此不同，并且当该边缘节点充任出口网关时对这些功能进行描述。

经由输入端口41a从核心节点3接收传入分组。各输入端口41a都连接至网络中的不同核心节点3。因为多个分组可能同时到达，所以这些分组临时存储在FIFO接收器缓冲器42中。分组检查器43从接收器缓冲器42中取出分组，并且检查首部，以确定该分组的外部目的地地址。控制器53接收所提取目的地地址，并且在路由表57中执行查寻，以确定用以向该目的地转发该分组的输出端口51a。控制器53接着控制开关45以将这些分组放置到发送缓冲器49内部的恰当队列47中。这些分组接着被分组标记器55处理，以在经由连接至外部客户的输出端口51a向它们的目的地发送之前去除任何网络特定首部。因为边缘节点7可以充任入口网关和出口网关两者，所以输入端口41b链接至外部客户，而输出端口51b链接至核心节点3。

除了转发和递送分组以外，出口网关还被设置成监测来自其各输入端口的网络通信，以向入口网关报告预拥塞。不同于核心节点3，边缘节点7获知通过网络限定的路径。出口网关可以检查分组的传入流，以确定它们采取的通过网络的路径，并且另外确定它们是否经历了拥塞。针对每一条路径，分组检查器43连续监测其接收NM分组的速率并且还监测其接收RT/TT标记分组的速率。在这个实施方式中，还每隔50毫秒周期性地执行用于确定拥塞的处理。

图6是示出了分组检查器对各路径的周期性处理的流程图。在步骤s11中，分组检查器43确定其接收TT或RT标记分组的当前速率，并且在步骤s13中，将所确定出的速率与阈值比较。在这个实施方式中，该阈值是一秒钟两个TT或RT标记分组。如果当前速率低于该阈值，则处理结束，并且不进行拥塞的确定。

如果当前速率高于该阈值，则分组检查器43可以推断入口网关与出口网关之间的路径上的至少一个链路过载超出其可支持速率。由此必需终止一些流，并且这必须在入口网关处执行。

为向入口网关提供足够信息来确定需要终止多少分组流，在步骤s15中，分组检查器确定接收NM分组的速率，并将该数字用作对沿该路径的最大可支持速率的估计。在步骤s17中，出口网关在针对面向核心输出线路51b中的一个的控制消息中向入口网关发送针对该路径的结果。

入口网关

如上参照图5提到，根据数据是经由连接至网络核心的输入线路41a接收还是经由连接至外部客户的输入线路41b接收，边缘节点可以同时充任出口网关和入口网关。

入口网关接收输入端口41b上的、来自外部客户的数据，并且负责新数据分组流的准入控制，和负责将先前准入流的数据分组引入到网络中，以沿预定路径穿过该网络向出口网关发送。每一个输入端口41b都连接至本身可能是另一网络的不同外部客户9。因为多个分组可能同时到达，所以这些分组临时存储在FIFO接收器缓冲器42中。分组检查器43从接收器缓冲器42中取出分组，并且检查首部，以确定该分组的外部目的地地址。控制器53接收所提取目的地地址，并且在路由表57中执行查寻，以确定该分组应当在哪一条路径上发送以到达目的地。控制器53接着控制开关45以将这些分组放置到发送缓冲器49内部的恰当队列47中。这些分组接着被分组标记器55处理，以在经由进入网络核心中的输出端口51a向它们的目的地发送之前添加任何网络特定首部并且标记分组(下面更详细描述)。

分组标记器55保持所有不同传入连接的列表，并向它们中的每一个分配相应流标识。通常情况下，分组标记器55不将任何标记添加至流内的分组，即，所有流中的分组被发送为NM分组，并将该流记录为NM流。然而，当网络拥塞时，入口网关除了通过拒绝将新流接受到PCN网络中以供传输的准入控制以外，还负责流终止。

在理想情况下，入口节点精确地终止解决拥塞情况所必需的数目的流。然而，在复杂网络拓扑中，如果所有入口节点都终止流，以匹配从各路径的出口网关接收到的可支持速率估计，则将终止太多的流，导致网络服务的不必要的损失。服务损失的示例包括丢弃电话会话和异常终止视频流。

代替终止精确数量的流来满足从出口网关接收到的反馈的可支持速率估计，入口网关计算所接收的可支持速率估计与该入口网关引入到网络中的NM标记流量的速率之差。入口网关接着仅终止流的一部分(比例)。这个部分在操作之前预定，并且设置为所计算出的差的30％。正好终止所计算出的差的一部分不会解决拥塞情况，因而，除了终止一些流以外，将这些流的另一部分(比例)标记RT。在这个实施方式中，所计算出的流差异的50％被标记为RT。

入口网关用于处理路径上的预拥塞的处理在图7的流程图中进行阐述，并且将针对从边缘节点7A(入口网关)至边缘节点7B(出口网关)的、携带各具有1Mbps带宽的100个流的路径进行描述。每次接收到控制信息都执行该处理。

在步骤s21中，接收到来自出口网关7B的控制信息时，入口网关7A的分组检查器43从该控制信息中提取可支持NM分组速率估计，并经由控制器53将其转发至分组标记器55。在分组标记器55处，这个估计值被分配给变量M。在这个实施例中，M为60Mbps。

在步骤s23中，分组标记器55测量在控制信息中标识的路径上发送的NM标记流量的速率N，在这个实施例中，N为100Mbps。剩余步骤由分组标记器55来执行。

在步骤s25中，测量当前在该路径上发送的、标记有RT标记的流量的速率R。在这个实施例中，R为0Mbps，因为直到这个时间点为止，都没有出现拥塞。

在步骤s27中，计算离开节点的NM流量的速率和来自出口网关的速率估计之间的差值X。在这个实施例中，X为40Mbps。

在步骤s29中，分组标记器计算该差值是否大于0。如果其不大于0，则处理进行至后面将描述的步骤s51。在这个实施例中，X为40，并由此处理进行至步骤S31。

在步骤s31中，分组标记器55根据公式W＝0.3X+0.5R来计算修正带宽值W。如较早提到，代替简单地终止流来满足所接收的可支持速率测量结果M，入口网关被设置成仅终止该差的预定比例的部分(在这个实施方式中，30％)，并且将该差的第二预定比例的部分(在这个实施方式中，50％)标记为RT，以使它们不被包括在核心节点所执行的计算中。在这个实施例中，W＝(40的30％)+(0的50％)＝12Mbps。

接下来，在步骤s33中，终止流，以满足所计算带宽W。因为不存在RT标记流，并且每一个流具有1Mbps的带宽，所以在这个实施方式中，终止12个流。入口网关7A使用策略来选择终止的流，并且标记为RT。在这个实施方式中，每一个流都具有关联的优先级，并且入口网关排序这些优先级。选择终止与具有更高优先级的诸如紧急呼叫的流相比具有较低优先级的流，并且标记在RT之下。

在步骤s35中，分组标记器55计算需要将多少流标记为RT。这个值Z是(X+R)的50％。在这个实施例中，Z为20Mbps。

在步骤s37中，将流标识成标记为RT。因为，每一个流为1Mbps，则选择20个流并且在步骤s39中，在接收到属于RT流的分组的情况下，它们在发送到网络中之前被标记为RT。接着，结束控制信息的处理。

响应于来自出口网关7B的控制信息的入口网关7A的分组标记器的处理导致12个流被终止，20个流被标记为RT。来自入口网关的NM速率由此为68Mbps。该路径的变化通过网络传播，接着传播至出口网关，并且如果仍存在拥塞，则计算新的可支持速率估计。

下面，将对入口网关7A在出口网关7B报告新的可支持速率为65Mbps的情况下的处理进行描述。

在步骤s21，变量M被设置为65Mbps。

在步骤s23，NM标记分组的速率被确定为68Mbps。

在步骤s25，RT标记分组的速率为20Mbps。在步骤s27，差值X为3Mbps。

在步骤s29，X大于0，由此处理进行至步骤s51。

在步骤s31，W为(0.3*3+0.5*20)＝要终止11个流。

在步骤s33，RT标记流中的11个流因它们优先于NM标记流而被终止。

在步骤s35，Z为0.5*(3+20)＝11个流。

在步骤s37，九个流已经被标记为RT，由此，两个附加流被选择成被标记为RT流，并且在步骤s39，这些流被标记RT。

入口节点响应于第二控制信息的处理导致另外11个流被终止，并且11个流被标记为RT。来自入口网关的NM速率由此为66Mbps。该路径的变化通过网络传播，接着传播至出口网关，并且如果仍存在拥塞，则计算新的可支持速率估计。

下面，对入口网关7A在出口网关7B报告新的可支持速率为66Mbps的情况下的处理进行描述。

在步骤s21，变量M被设置为66Mbps。

在步骤s23，NM标记分组的速率被确定为66Mbps，

在步骤s25，RT标记分组的速率为11Mbps。

在步骤s27，差值X为0Mbps。

在步骤s29，因为X为0，所以处理不行进到步骤s31而进行至步骤s41。在步骤s41，针对任何RT标记流进行校验。如果不存在RT流，则处理结束，这是因为可支持速率估计已经达到，而该路径上不会出现任何拥塞。如果存在RT流，则处理进行至步骤s43。

在步骤s43中，代替可支持速率与所测量出的速率之差的30％，计算等于RT标记流的30％的值。在这个实施例中，被终止的流为0.3*11＝3个。

在步骤s45中，当前RT标记流的一半被选择成标记为正常NM流。在这个实施例中，0.5*11＝6个流，并且在步骤s47中，属于所选定这六个流的分组以NM标记从入口网关发送。入口节点的发送速率现在为72个NM标记流和5个RT流。

如可以从上述工作例示出的，将流标记为RT来而不是终止它们，这具有的巨大优点在于，一旦拥挤减轻，就能回复吞吐量。RT标记流可以容易地“解终止”，而实际终止的流不能倒转。灵活地缩减RT流的量允许入口节点更快速地达到安全水平，而不需要终止太多的流。

第二实施方式

在第一实施方式中，核心节点的分组标记操作利用令牌桶方案来实现。在第二实施方式中，使用了虚拟队列标记。

核心节点

在第二实施方式中，核心节点利用被设置为输出端口的线路速率的90％的令牌速率的虚拟队列，来计量经过它们的、具有NM标记的流量的量。与第一实施方式相同，这将被称为可支持速率。

NM分组将令牌与它们的分组尺寸成比例地从虚拟队列取出。如果该队列具有足够令牌，则不改变该分组的标记。如果该虚拟队列具有的令牌不足，则将分组的标记改变成TT。

(由另一核心节点)标记为TT或(被入口节点)标记为RT的分组不被核心节点监测。这类似于通过PCN WG定义的准入控制标记，但不同在于那些分组被用于监测的和那些分组被用于标记。

出口网关

与在第一实施方式中一样，出口网关测量各路径上接收TT或RT标记的分组的速率，并且如果该速率超出阈值，则将控制信息发送至入口网关，以向其通知拥塞。在这个实施方式中，出口网关测量作为TT和RT分组的接收的分组的一定比例的部分。该比例给出一信号，该信号指示到达的NM标记流量是否超出了可支持速率，并且如果超出，还指示超出多远的测量结果。出口网关如在第一实施方式中一样，在控制信息中向该路径的入口网关发送该信号。

入口网关

与在第一实施方式中相同，该入口网关通常在没有标记的情况下将数据分组发送到网络中。然而，响应于来自出口网关的控制信息，一些流被终止，而另一些流被标记RT。在第二实施方式中，入口网关的操作在终止任何流之前，在将分组标记为RT时更主动。

具体来说，入口网关通过将流标记为RT流并且仅终止一小部分流来响应拥塞信号。随着RT标记的流的数量增加，接着终止多个流。

参照图2，对第二实施方式的入口网关的操作进行描述。入口网关7D沿向出口网关7C的路径运送各具有1Mbps带宽的10个流。

如果接收到表示100％拥塞的拥塞信号，则入口网关7D的分组标记器可以以每秒钟1％的速率开始终止NM流。同时，每秒钟20％地将NM流标记RT流，并且类似地，按每秒钟30％的速率终止RT流。

在从接收控制信号起的1每秒钟之后，入口网关7D终止1个流，并将20个流标记为RT。NM分组现在以79Mbps的速率进入网络。

现在，更少的流量进入网络，被从入口网关至出口网关的路径所共享的核心节点变得不太拥塞，并且类似地，将更少的分组标记为TT分组。这将造成一些路径缩减它们的拥塞信号。在这个实施例中，出口网关7C现在报告5％的极低信号，并在控制消息中向入口网关7D发送。

在接收到低拥塞信号时，入口网关7D可以推断其发送的NM流的79％低于可支持速率。然而，其没有表示可以运送多少RT标记流量。在这个实施例中，入口网关选择RT标记流的20％，发送为NM流，同时继续终止RT标记流的30％。因而，在下一秒钟中，入口网关终止4个流，并且解标记6个流。现在，存在85个NM流，而10个流被标记RT。

入口网关在整个网络的操作中连续反应于从出口网关吞吐量接收到的拥塞信号。

与先前实施方式一样，超过常规***的优点在于，将流标记RT，使得它们不被包括在拥塞计算中，而不是被实际终止，并由此可以被解终止。这允许网络快速反应于网络状态，而不会不必要地终止流。

在这些实施方式中，这些节点根据本地安排异步地起作用。本领域技术人员应当清楚，可以使用范围从完全同步性至局部控制交错的另选协调机制。

在这些实施方式中，这些流根据在各入口网关处指定的策略(这些入口网关根据这些流的优先级终止流)终止。在另选例中，用于终止流的策略还考虑到其它商业考虑，如不同客户的合同安排。

在所述实施方式中，仅允许入口网关终止流。然而，对于高拥塞的情况来说，流过核心节点的流量可以超出一个或更多个输出端口上的线路速率。因此，在所述实施方式***的一修改例中，核心节点也能丢弃分组。在这种情况下，核心节点的分组检查器识别RT分组和TT分组，并且控制器使分组标记器优先于NM分组地丢弃RT和TT标记分组，因为RT和TT标记流无论如何很可能以后被终止。这不仅缩减网络核心中的拥塞，而且改进可支持速率估计的准确度。

Claims (9)

1.一种在由多个边缘节点和多个核心节点形成的网络上进行流控制的方法，其中，多个流从所述多个边缘节点中的、用作入口网关的一个边缘节点引入到所述网络中，并且在预定路径上经由所述多个核心节点中的至少一个核心节点行进到用作出口网关的不同边缘节点，其中所述多个流中的各个流均由数据分组形成，所述方法包括以下步骤：

各核心节点：

将数据分组的第一接收速率与第一阈值进行比较；并且

如果所述第一接收速率大于所述第一阈值，则将第一拥塞标记(TT)添加到所接收的分组的首部；

所述出口网关：

监测所接收的无标记的数据分组的数量、标记有所述第一拥塞标记的分组的数量、以及标记有第二拥塞标记(RT)的分组的数量；

向所述入口网关发送作为网络拥塞的指示的、包含所监测出的数据的网络拥塞消息；

所述入口网关：

接收来自所述出口网关的所述网络拥塞消息；

终止所述多个流的第一子集，使得属于所述第一子集中的流的数据分组不向所述至少一个核心节点发送；

选择所述多个流的、可能终止的第二子集；

利用所述第二拥塞标记(RT)标记所接收的、属于所述多个流的所述第二子集的数据分组；以及

经由所述网络向所述出口网关发送标记有所述第二拥塞标记(RT)的数据分组，

其中，所述方法还包括以下步骤：

在比较所述第一接收速率与所述第一阈值时，所述核心节点忽略包含所述第一拥塞标记(TT)或所述第二拥塞标记(RT)的任何数据分组；以及

如果所述入口网关接收到指示网络拥塞已经降低的网络拥塞消息，则所述入口网关解除对所述多个流的所述第二子集中的流的选择。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

所述出口网关：

将包含所述第一拥塞标记(TT)或所述第二拥塞标记(RT)的分组的第二接收速率与第二阈值比较；

如果所述第二接收速率大于所述第二阈值，则确定无标记的数据分组的第三接收速率，将所述第三接收速率发送给所述入口网关；

所述入口网关：

计算所接收的第三接收速率与被引入到所述网络上的无标记的流的发送速率之间的差值；

其中：

被终止的所述多个流的所述第一子集中的流的数量是所计算出的差的第一预定比例的一部分；而

被标记的所述多个流的所述第二子集中的流的数量是所计算出的差的第二预定比例的一部分，并且

根据所述第一比例和所述第二比例的被终止的流和被标记的流的和小于所计算出的差。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

所述出口网关：计算所接收的无标记的分组的数量与所接收的、承载所述第一或第二拥塞标记(TT、RT)的数据分组的数量的比率，将所述比率发送给所述入口网关；以及

所述入口网关：

以预定标记速率利用所述第二拥塞标记(RT)标记流；并且

以预定终止速率终止所述多个流的所述第一子集中的流，所述预定终止速率为所述预定标记速率的一定比例。

4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述入口网关通过下面的步骤选择可能终止的流的集合：

接入流处理策略并且按流优先级的次序选择流。

5.一种网络边缘节点，所述网络边缘节点用于执行在由多个边缘节点和多个核心节点所构成的网络内的流控制，所述网络用于沿穿过所述网络的预定路径传输多个流，所述多个流中各个流均由数据分组形成，所述网络边缘节点包括：

网络接口，所述网络接口用于与至少一个核心网络节点和至少一个数据外部网络实体通信；

数据分组接收器，所述数据分组接收器用于从所述至少一个核心节点和从所述至少一个外部网络实体接收数据分组；

数据分组处理器，所述数据分组处理器确定为进行前向传输向哪里发送所接收的数据分组；以及

数据分组发送器，所述数据分组发送器用于向所述至少一个核心节点以及向所述至少一个外部网络实体发送数据分组，

其中，所述边缘节点具有作为网络入口网关操作的第一模式和作为网络出口网关操作的第二模式；

其中，在作为出口网关的所述第二模式中：

所述数据分组处理器能够操作来监测所接收的数据分组的数量，并在无标记的数据分组、具有第一拥塞标记(TT)的数据分组以及具有第二拥塞标记(RT)的数据分组之间进行区别；并且

生成发往所述网络中的操作为入口网关的另一边缘节点的作为网络拥塞的指示的、包含所监测出的数据的网络拥塞消息；

其中，在作为入口网关的所述第一模式中：

所述数据分组处理器能够操作以：

确定是否已经接收到了网络拥塞消息；

终止所述多个流的第一子集；

选择所述多个流的可能终止的第二子集；以及

利用所述第二拥塞标记(RT)标记所接收的、属于所述多个流的第二子集的

数据分组；

其中，在所述第一模式中，如果接收到了指示网络拥塞已经降低的网络拥塞消息，则所述入口网关能够操作以解除对所述多个流的所述第二子集中的流的选择。

6.根据权利要求5所述的边缘节点，其中，

在作为出口节点的所述第二模式中，所述数据分组处理器还能够操作以：

将包含所述第一拥塞标记(TT)或所述第二拥塞标记(RT)的分组的第二接收速率与第二阈值比较；并且

如果所述第二接收速率大于所述第二阈值，则确定无标记的数据分组的第三接收速率，并将所述第三接收速率发送给所述入口网关；并且

其中，在作为入口网关的所述第一模式中，所述数据分组处理器能够操作以：

计算所接收到的第三接收速率与被引入到所述网络上的无标记的流的发送速率之间的差值；并且

其中：

被终止的所述多个流的所述第一子集中的流的数量是所计算出的差的第一预定比例的一部分；而

被标记的所述多个流的所述第二子集中的流的数量是所计算出的差的第二预定比例的一部分，并且

根据所述第一比例和所述第二比例的被终止的流和被标记的流的和小于所计算出的差。

7.根据权利要求5所述的网络边缘节点，其中，

在作为出口网关的所述第二模式中，所述数据分组处理器能够操作以：

计算所接收的无标记的分组的数量与所接收的、承载所述第一或第二拥塞标记(TT、RT)的数据分组的数量的比率，将所述比率发送到所述入口网关；并且：

在作为入口网关的所述第一模式中，所述数据分组处理器能够操作以：

以预定标记速率利用所述第二拥塞标记(RT)标记流；并且

以预定终止速率终止所述多个流的所述第一子集中的流，所述预定终止速率为所述预定标记速率的一定比例。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的网络边缘节点，其中，在所述第一模式中，所述数据分组处理器能够操作以：按流优先级的次序选择要终止的流以及要被标记有所述第二拥塞标记的流。

9.一种用于传输数据分组的流的数据网络，所述数据网络包括：

被配置为如权利要求5至8中的任一项所要求保护的入口网关的多个边缘网络节点；

被配置为如权利要求5至8中的任一项所要求保护的出口网关的多个边缘网络节点；以及

用于对从所述入口网关至所述出口网关穿过所述网络的流进行路由的多个核心节点。