[发明专利]用于管理网络的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术，更特别地涉及网络资源的有效利用。

背景技术

服务质量(QoS)是网络提供良好的用户体验的重要因素，尤其是在无线网络所有网络设备共享信道的情况下。例如，当前广泛使用的基于infrastructure(基础架构)模式的IEEE 802.11g无线网络具有54Mbps的带宽。

如图1所示，媒体服务器102通过无线路由器101与电视机103相连。由于从媒体服务器102发出的包需先通过上行链路信道11发送到无线路由器101然后再通过下行链路信道12发送到电视机103，并且由于上行链路和下行链路信道时分复用，因此从媒体服务器102到电视机103的视频流最大具有27Mbps的带宽，网络环境导致的对信号的阻碍和衰减使得实际可用的视频流带宽更小。

另一方面，试验表明经由H.264压缩的1080p的典型高清视频流需要20Mbps的带宽用于传输，因而802.11g的无线网络仅能容纳一路高清视频流。如果此时其他需要大带宽的应用也使用网络传输，而网络又不提供任何QoS的话，那么视频流的播放必然会受到影响。

为了解决网络中有限资源的分配问题，已经提出很多QoS技术。当前流行的QoS技术可以大致分成两类：优先级的QoS和参数化的QoS。

优先级的QoS根据用户请求的优先级标记要发出的数据包，并以不同的优先顺序传送它们，即，标记为高优先级的数据包优先于标记为低优先级的数据包传送。优先级的QoS例子是IEEE 802.11e中的EDCA(Enhanced Distributed Channel Access，增强型分布式信道访问)。虽然优先级高的数据包会优先传送，然而相同优先级的数据包仍涉及传输竞争。

相反，参数化的QoS会在传输开始前预留一些网络资源，这样的例子是IEEE 802.11e中的HCCA(Hybrid Controlled Channel Access，混合控制式信道访问)。每个业务流需要在开始传输前提供TSPEC(Traffic Specification，业务规范)以向网络中的混合协调器(HybridCoordinator)发出请求。该混合协调器会检查当前网络状况是否允许该请求；如果允许，则该业务流请求被接受，并且混合协调器分配特定的网络传输时间间隔给该业务流。在该时间段内，没有其他流被允许与该业务流竞争，因而它是没有竞争的协议。

QoS技术的有效性依赖于下层协议的支持(比如，开放系统互联OSI模型中的物理层和媒体访问层)。然而，下层协议仅仅知道有数据包要传送，但并不知道该数据包是哪个应用发起的、应当使用什么样的优先级或者应当预留哪些资源。因而，需要上层协议配合，比如提供有关业务流的传输特性要求的参数，并根据这些参数配置网络设备，以便有效实现QoS。

在UPnP(Universal Plug and Play，通用即插即用)和IGRS(Intelligent Grouping and Resource Sharing，智能分组和资源共享)中进行的QoS标准化工作，就是为了在上层定义一套标准的接口，从而使得上层应用可以通过该接口统一调用下层提供的QoS功能，本文所述上层可以指网络层、传输层、应用层等。

UPnP和IGRS的QoS规范都是基于策略的QoS，都定义了三类服务，分别是：QoS服务质量策略库(QosPolicyHolder)服务，以下简称QPH服务；QoS服务质量管理器(QosManager)服务，以下简称QM服务；QoS服务质量设备(QosDevice)服务，以下简称QD服务。

QPH服务定义了QoS系统的策略库；QM服务定义了QoS系统的管理功能；给定设备的QD服务定义了设置给定设备的QoS参数的接口。

QM服务根据控制点请求建立业务流时所提供的业务描述符查询策略库，并返回当前系统策略库所允许的业务描述符；控制点通过调用QM的功能执行相应的QoS操作；QM调用QD的功能来配置业务流传输路径上所有实现了QD服务的设备的QoS参数。网络中相应的设备可以实现上述三类服务以提供相应的功能。本文所述的控制点可以指在UPnP和IGRS规范中定义的具有控制设备(即调用设备的相关服务)的功能的程序或者设备。例如控制点可以是音/视频应用程序，或者安装有音/视频应用程序的多媒体播放器。

图2描述了UPnP和IGRS QoS系统一般的运行顺序。

业务流可以在源设备和目的设备之间直接传送，则在该传输路径上只涉及两个设备。