[发明专利]分级服务核心路由器及其数据转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络路由技术，尤其涉及一种分级服务核心路由器及其数据转发方法。

背景技术

传统的、主要用于数据业务的IP网为满足语音业务与多媒体业务的需要，不得不考虑对网络各节点路由器采用分级服务算法，向分级服务网络演进。为保证IP网络上的服务质量(Quality of Service，QoS)，互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)首先提出用RSVP(Resource Reservation Protocol，资源预留协议)和Intserv(综合服务)模型，在发送数据前对建立至接收端的传输路径和预留资源，通过接入控制、策略控制、分类调度控制等机制实现端到端的QoS。

由于要在传输路径上的每个路由器为每一个流进行资源预留，并且要建立和拆除路径，这就要求每个路由器都要支持RSVP，都要维护路由和资源的“软状态”信息，这样，RSVP+Intserv模型的可扩展性及鲁棒性差，在现有的网络上特别对大型广域网实现起来非常困难，其主要问题在于核心路由器难以实现基于流的和基于分组的混合流的高速分级转发。这一问题促使IETF发展Diffserv(区分业务)模型。

在区分业务网络中，路由器分为边缘路由器与核心路由器。其中，边缘路由器的定义为，部署在区分业务网络的边缘，提供IP用户终端进入区分业务网络的接入的路由器；其功能为，对连接的IP用户数据流向核心路由器进行双向转发。核心路由器定义为，部署在区分业务网络的内部，连接边缘路由器或其它核心路由器的路由器；其功能为，对连接的边缘路由器或其它核心路由器进行双向转发。而核心路由器与边缘路由器有如下区别：

其一、在上行链路中，网络的边缘路由器的输入端口连接IP用户终端，输出端口连接核心路由器。在下行链路中，网络的边缘路由器的输入端口连接核心路由器，输出端口连接IP用户终端。

其二、网络的核心路由器不直接与IP用户终端连接，在上行链路中，网络的核心路由器的输入端口连接边缘核心路由器。在下行链路中，网络的核心路由器的输入端口连接其它核心路由器，输出端口连接边缘路由器。

其三、核心路由器需要处理的数据流的容量远远大于边缘路由器，每秒钟处理的数据包可达数千万个。在如此海量数据流的转发过程中，核心路由器完成区分业务功能是非常困难的。IETF发展Diffserv(区分业务)模型，考虑将区分业务功能由网络的边缘路由器完成。

其四、网络边缘路由器将业务流分解成小数据量的聚集流(类)，由IP分组包头的DSCP(Diffserv Code Point，区分业务码)来标识。网络边缘路由器实施分类、标记、管理等功能，网络的核心路由器仅根据DSCP相关的PHB(per-hop-behavior，单个路由段行为)转发数据包，简化了网络内部核心路由器的结构，取得比综合服务Intserv大的多的可扩展性。

但是，现有的区分业务网络方案中，核心路由器仍存在下列问题，以至于不能保证IP网有优先级的语音业务与多媒体实时业务质量。

第一、现有的核心路由器方案不能对路由器入口接收数据流分类，丢包控制，按服务级别转发。当区分业务网络的边缘路由器向核心路由器同时注入有优先级的数据包时，核心路由器不能保证高优先级的数据包的低延迟和低丢包率。

第二、现有的核心路没有考虑根据输出连接容量对输入分级数据流的接入控制。在有限连接容量的情况下，大量高服务级别的数据流，例如VOIP(Voice over Internet Protocol，网络电话)的接入同样会导致核心路由器大量丢包，无法保证已接入的高服务级别的数据流的服务质量。

第三、现有的核心路由器不能发现路径下游节点路由器的拥塞情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分级服务核心路由器和基于分级服务核心路由器的数据转发方法，基于该核心路由器及其数据转发方法，能够保证高优先级用户的语音业务与多媒体业务的数据流的速率、最小延迟和丢包率。