[发明专利]用于网络资源分配的装置和方法

说明书

优先权

本申请要求题目为“APPARATUS AND METHODS FORNETWORK RESOURCE ALLOCATION”的提交于2008年1月10日的美国专利申请序列号No.12/008,623的优先权，通过引用将其完整结合在此。

版权

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技术领域

本发明一般地涉及数据网络领域。更具体地，在一个示例性方面，本发明涉及适合于在不同使用之间分配通信网络或其可用带宽的部分的计算机联网设备(例如，路由器)。

背景技术

在典型的数据网络中，采用具有IP转发功能的有线或无线路由器将网络连接在一起，诸如将LAN连接到WAN，以便访问因特网或其它网络。通过LAN与路由器通信的设备使用该路由器可用的“带宽”中的一部分。所使用的带宽量取决于多种因素，诸如路由器向任何特定连接或远程设备转发的数据分组(packet)的大小。某些类型的应用需要显著多于其它应用的带宽；例如，流式视频或多媒体应用(例如，观看YouTube视频)通常比电子邮件、因特网浏览、短消息或文本应用要消耗多得多的带宽。

常规的数据网络通常向所有网络业务提供被称为“尽力而为(besteffort)”的服务。例如，在TCP/IP网络中，“尽力而为”服务是默认行为，其中网络节点在面对过度网络拥塞时不加选择地丢弃分组。对于“尽力而为”服务，没有用于确保数据的可靠传递的机制(即，没有服务质量或QoS)。

在某些情况下，诸如当设备请求流式或连续媒体应用(例如，上面提及的YouTube视频片段或视频会议)时，需要相当恒定并且相对高的路由器带宽量，以便发送和/或接收信息分组流。这些数据中的某些还对抖动(由于例如网络拥塞而引起的传输时间的变化性)、丢失和延迟具有非常高的敏感性，并且不能容忍网络性能的显著下降。

由此还可知，随着LAN设备的数目的增加，对可用带宽的需求也增加。类似地，随着用于分布式联网环境的新应用的开发，与管理网络资源相关联的问题也在加剧。例如，作为用户在网络上放置太高负荷的结果，网络可能表现出不令人满意的性能，并且这些需求可能来自与网络运营商的商业或其它目的不一致的使用。因此，使用诸如TCP/IP之类的分组协议来管理数据网络的方案对于应对增加的需求而言变成必需的；否则，可能发生拥塞、应用不可预测性、用户受挫和生产率损失。

为了解决这些网络管理问题，已经采用了各种方案。例如，网络管理者往往选择性地增加或重新分配带宽，以便减轻拥塞。网络运营商还可以采用服务质量(“QoS”)和基于策略的管理技术。

如前面提到的，服务质量(QoS)一般指资源预留和控制机制，其根据来自应用程序的请求或因特网服务提供商策略来为数据流保证一定水平的性能。例如，QoS可被用于禁止某些分组类型、降低传输速率、为某些分组和/或用户类型建立不同等级的服务、以优先级值标记分组、和/或建立排队系统。通过这些方法之一或其组合，QoS系统能够向某些网络业务给予优先对待。例如参见于2007年9月25日授予Jin等的题为“Router providing differentiated quality of service(QoS)and fast internet protocol packet classifying method for the router”的美国专利No.7,274,700，其中公开了用于支持差别化QoS的路由器，以及在该路由器中执行的快速网际协议(IP)分组分类方法。该路由器将具有流表(flow table)的存储器层次化地划分为快速内部高速缓存存储器和外部典型存储器。内部高速缓存存储器存储最近被搜索的表项。路由器优先搜索内部高速缓存存储器的流表。只有当内部高速缓存存储器搜索失败时，才搜索外部存储器的流表。因此，分组分类器与外部存储器之间的交互频率得以下降，从而改进了分组分类的速度。前面的专利仅仅是对一大类涉及提供或实施QoS策略的机制的现有技术的例示性说明。