[发明专利]利用令牌保留的服务质量（QoS）类别重新排序

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2004年9月8日提交的美国专利申请号10/936,314的 部分延续申请。

技术领域

本发明涉及以甚至在客户(分组)之一的QoS类别发生变更(升 级/降级)之后免去对客户重新排序的方式来对客户排队的节点(排队 系统)和方法。

背景技术

提供各种级别QoS的机制使用调度器和队列来向客户提供特权 处理或服务。这些客户种类很多，从根据他们的会员级别在各种队列 中等待服务的出租车顾客到在计算机上等待执行的进程...再到网络 中等待路由器服务的属于各种QoS类别的分组。

在排队系统中，优先类别较高的客户具有较高的服务率，或可在 优先类别较低的客户之前获得服务。对优先类别较高的客户赋予的特 权使得它们与优先类别较低的客户相比具有相对更短的等待时间。因 此，处于较高优先类别的客户一般能够比优先类别较低的客户更早地 离开排队系统。为了达到这个目标，排队系统常常更改客户的次序以 在较低优先客户之前服务于较高优先客户。

在一些情况中，当没有等待服务的优先类别较高的客户时，排队 系统可以决定将较低优先类别的客户“升级”以作为高优先类别的客 户来进行服务。这样做可以在排队系统中维持高效率。在其他情况中， 当高优先类别被客户超额预订时，则排队系统可以决定将较高优先类 别的客户“降级”以作为低优先类别的客户来进行服务。在排队系统 “重新标记”(升级或降级)客户之后，则存在对客户重新排序的可 能性，这在一些应用中可能是成问题的。例如，在传统排队系统(如 网络的路由器中使用的排队系统)中，无论何时将分组(客户)从一 个QoS类别升级或降级到另一个QoS类别，则这可能导致要在进行 重新标记的同一个节点中或下游节点中重新排序。分组的重新排序可 能成问题，接下来将结合图1所示的网络100对此进行论述。

参考图1(现有技术)，示出示范网络100，其具有经由多个路由 器/节点106(仅示出9个路由器/节点106)与目的地计算机104(用 户104)通信的源计算机102(用户102)。每个路由器106包括含有 队列110的排队系统108和用于实现传统QoS方法114的调度器112。 接下来结合其中两个路由器106’和106”来描述传统QoS方法114的 一个操作示例。假定在路由器106’处按顺序1、2、3接收三个分组。 第一和第三分组属于同一个流(例如传输控制协议(TCP)流)，并且 具有比属于另一个流的第二分组“低的优先”QoS类别。因此，分组 1和3存储在比分组2低优先的队列中。假定在将分组1传送到路由 器106”时，分组2和3到达。在传送完分组1之后，路由器106’中的 调度器112调度分组2以在分组1之后行进，这是因为分组2具有比 分组3高的优先类别。还假定，路由器106’中的调度器112将符合某 个策略的分组3升级到较高的优先类别。在此示例中，按顺序1、2、 3将分组传送到下游路由器106”。

在下游路由器106”处，分组1在较低优先队列中等待调度以进行 传输。假定分组1发现正在传送分组0，所以它必须等待。在分组1 等待的同时，接收到分组2和分组3，并将它们排队在较高优先类别 中。在分组0的传输完成之后，调度分组2和3来接着行进，这是因 为它们具有比分组1高的优先级。注意，在下游路由器106”中将属于 相同流的分组1和3重新排序。出于下文论述的原因，对分组1和3 的这种重新排序不是期望的，并且强烈不鼓励这样做。

因为与处理重新排序的分组关联的高复杂性和高成本，所以强烈 不鼓励对分组重新排序。例如，如果将这些分组重新排序，则一些较 高层协议(例如TCP)会受到严重的性能影响，因为乱序的分组预示 着分组丢失，并且因此导致拥塞。下面的文献中更详细地论述了此问 题(这些文献的内容通过引用结合于本文)：

S.Bohacek，J.P.Hespanha，J.Lee，C.Lim，K.Obraczka “TCP-PR：TCP for Persistent Packet Reordering”，Proceedings of the 23rd International Conference on Distributed Computing Systems，May 2003.