本发明专利技术描述了以受控延迟的方式转发分组（５４２）的设备（３０２）和方法。在一个实施例中，本发明专利技术包括受控延迟排队逻辑（５０８）和调度逻辑（５１４）。其中受控延迟排队逻辑在至少等于受控延迟值的排队时间内保留处于第一等级的分组，调度逻辑确定是否延迟处于第二等级的分组的传输操作，以允许处于第一等级的分组在排队时间达到受控延迟值时被传输。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及对计算机网络中的分组业务量的处理。更具体而言，本专利技术涉及在每个网络装置处以受控的延迟转发分组，以便使抖动的累积最小。
技术介绍
近年来，对在计算机网络中传递实时应用和业务的需求增长得很快，包括伪线仿真(PWE)、因特网协议语音传输(VoIP)、视频会议、广播、多播和选播模式流业务(streaming service),诸如H.261， H.323和IPTV。这些实时业务可能需要高度精确的定时，以确保较高的业务质量。例如，希望能消除由于信源和信宿之间的时钟失配造成的数据损耗。这可以通过在信源和信宿处提供高度精确的定时基准来实现，诸如全球定位系统(GPS)基准或诸如第二级(Stratum 2)铷振荡器这样的低质量振荡器，其中在TelcordiaGR-1244-CORE中给出了对第二级时钟质量的规范。然而，同时还希望能降低由于每个节点都采用这些定时基准而产生的相当大的成本。图1示出了包括单个时间服务器100的网络结构，时间服务器100为客户端装置106A-106N提供定时信息。时间服务器100可以是网络时间协议(NTP)服务器，而定时信息可包含在穿过网络110到达时间继电服务器(time relay server) 104的定时分组101中。这些定时分组101穿过网络110中的交换装置102A-102N。在每个交换装置102处，将定时分组101与数据分组120进行复用。每个交换装置102可利用诸如存储转发排队这样的传统排队技术。时间继电服务器104可与包含在定时分组101中的来自时间服务器100的定时信息相同步，并可产生和发送给客户端106A-106N的定时分组105A-105N中所包含的定时信息。客户端106可与从时间继电服务器104接收到的定时分组105相同步。限制定时精度的一 个重要因素是定时分组101由于与数据分组120进行复用而经历的网络延迟的变化，这种变化已知为网络抖动。对网络抖动的最小化，以及相应的对定时分组101所经历的网络延迟的严格限制，可提高定时分配协议(timing distribution protocol)的定时精度，和改善实时网络应用和业务的质量。在公共因特网上的定时分配协议NTPv4的定时精度可以是10毫秒的数量级；在局域网中，NTPv4的定时精度可能会更好，数量级达到几百微秒。在实践中，第一级(Stratum 1)基准时钟上标准偏差为100纳秒的输入抖动可被过滤掉，从而提供第二级质量的定时分配，希望来消除在每个客户端106处的对GPS基准或第二级铷振荡器的需要。然而，传统的NTPv4实施方案的定时精度似乎远远不能满足第二级质量的定时分配的需求。在分组网络中，延迟基本上是物理媒体的站到站传输延迟以及转接跳跃延迟(transit hop delay )。诸如定时分组101的分组，在诸如交换装置102的转接站之间会经历传输延迟，而在每个交换装置102处会经历转接跳跃延迟，包括媒体接入控制(MAC)延迟和排队延迟。端到端延迟是定时分组101从信源(诸如时间服务器100)到信宿(诸如时间继电器104)的过程中经历的总的延迟。除了在每次转接跳跃(transithop)时经历的所有延迟外，端到端延迟还包括在信源和信宿节点处的MAC延迟和排队延迟。传输延迟是由于信号以光速在相关物理^某体上传播的距离造成的延迟。在正常操作中，传输延迟由于热效应和昼夜效应(diurnal effect)会发生緩慢地变化。这种变化很慢的延迟变化称为漂动(wander)。在大多数网络中，由于热效应和昼夜效应造成的传输漂动通常很小，为每传输经过5000公里光纤产生IOO纳秒的数量级，这种传输漂动可以被跟踪到并且很容易补偿。图2示出了在定时分组101穿过网络交换机102时媒体接入受控延迟200和网络排队延迟202的各部分，以及这些部分的累积。媒体接入受控延迟200包括媒体接入(MA)最小延迟210、 MA抖动212和同步抖动214。网络排队延迟202包括网络排队(NQ)最小延迟216和NQ抖动218。经过网络交换机102的分组，诸如定时分组101，在最早的可能分组传输时间230处发送前，可经历的最小延迟为(MA最小延迟210 + NQ最小延迟216)。6这种情况下，抖动的所有部分都为零。通常，经过网络交换机102的分组在实际分组传输时间232处发送前，可经历的延迟为(MA最小延迟210 + MA抖动212+同步抖动214 + NQ最小延迟216 + NQ抖动218)。通过N个网络交换机102所累积的最小转接延迟可能是N* (MA最小延迟210 + NQ最小延迟216)。通过N个网络交换机102的抖动可以是均匀分布的，这种分布的标准偏差为(Max ( MA抖动212 ) + Max (同步抖动214 ) + Max (NQ抖动218)) * (N/12) 1/2。MA延迟200是由于对物理i某体上的传输进行调度的协议造成的，并且取决于比特传输速率、分组间间隙(inter-packet gap )、分组分段(packetfragmentation),反向复用和类似效应。在以100Mbps速率工作的点到点全双工以太网链路的情况下，MA延迟200主要是由从网络交换机102内的MAC装置发送的分组起点和前一个分组的终点之间的96比特分组间间隙(IPG)加上包括最小MAC处理延迟的某个MA最小延迟210造成的。传统的排队方法，诸如存储转发转接排队，使经过网络交换机102的分组(诸如定时分组101 )允许被进行不可预知的延迟。这是因为，在网络交换机102处插入的分组(诸如数据分组120)的传输结束后，可能需要将完整的96比特IPG或其一部分插入到输出链路上。在100Mbps的情况下，这种由于IPG造成的MA抖动212是0至96比特，或0至960纳秒。由于沿着时间服务器IOO到客户端106的每个网络装置都会经历MA抖动212,在穿过多个网络交换机102的过程中，仅仅由于MA抖动所累积的端到端抖动的标准偏差可能会远远超过第二级定时分配的目标，100纳秒。例如，在经过100个网络交换机102之后，仅由于MA抖动212造成的累积抖动的标准偏差为960纳秒* ( 100/12) 1/2=2.77微秒。这意味着，对于分组网络中的级别时间(Stratum time )和频率的高精确传输，传统的存储转发转接排队可能是不可接受的。MAC延迟200中的变化的第二个来源，是由于在各时钟域间传递分组数据时为了避免触发双稳定性(multi-stability)而需要的同步造成的。每个同步阶段的不确定性可以是同步时钟的一个时钟周期。例如，在定时分组101在网络交换机102处接收到之后，在网络交换机102处可在发送MAC接口时钟的下一个上升沿处发送定时分组101。这种情况下，同步抖动214可被发送MAC接口时钟的一个时钟周期所限制。在100Mbps的以太网中，发送7MAC接口时钟的基本速率(underlying rate)为100MHz。得到的同步抖动均匀分布，并且被限制成在每个网络交换机102处其大小在0至10纳秒之间。在经过100个网络交换机102后，仅由同步抖动214造成的累积抖动的标准偏差为10纳秒* ( 100/12)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以受控延迟的方式转发分组的设备，包括： 受控延迟排队逻辑，其在至少等于受控延迟值的排队时间内保留处于第一等级的分组；和 调度逻辑，其确定是否对处于第二等级的分组的传输操作进行延迟，以允许处于所述第一等级的分组在所述排队时间达 到所述受控延迟值时被传输。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-22 60/839,4651. 一种以受控延迟的方式转发分组的设备，包括受控延迟排队逻辑，其在至少等于受控延迟值的排队时间内保留处于第一等级的分组；和调度逻辑，其确定是否对处于第二等级的分组的传输操作进行延迟，以允许处于所述第一等级的分组在所述排队时间达到所述受控延迟值时被传输。2. 如权利要求1所述的设备，其中，所述调度逻辑对处于所述第二等级 的分组的传输操作进行调度，其中处于所述第二等级的分组的传输操作在所 述排队时间达到所述受控延迟值之前完成。3. 如权利要求1所述的设备，其中，所述调度逻辑确定是否对处于第三 等级的分组的传输操作进行延迟，以允许处于所述第一等级的分组在所述排 队时间达到所述受控延迟值时被传输。4. 如权利要求3所述的设备，其中，所述调度逻辑以严格高于所述第三 等级的分组的传输操作的优先级来调度所述第二等级的分组的传输操作。5. 如权利要求l所述的设备，其中，所述受控延迟值是可配置的。6. 如权利要求1所述的设备，其中，所述受控延迟值大于最大传输单元 时间间隔加上分组间间隙时间间隔的和。7. 如权利要求1所述的设备，还包括时间戳逻辑，该时间戳逻辑向分组 附加时间戳信息。8. 如权利要求7所述的设备，其中，作为确定所述排队时间何时到达所 述受控延迟值的操作的一部分，所述时间戳信息被所述受控延迟排队逻辑访 问。9. 如权利要求1所述的设备，还包括监控逻辑，该监控逻辑确定是否向 所述受控延迟排队逻辑发送分组。10. 如权利要求l所述的设备，其中所述调度逻辑对处于先占优先级等 级的分组的传输操作进行调度，并且其中，如果处于所述先占优先级等级的 分组的传输操作在所述排队时间超过所述受控延迟值之后完成，则所述受控 延迟排队逻辑将处于所述第一等级的分组丢弃...
【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯F巴里，沈天，风F潘，米纳克什S萨布拉玛尼恩，汉克P古延，
申请(专利权)人：卓越电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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