[发明专利]具有主动队列管理的令牌桶

说明书

本公开涉及具有主动队列管理的令牌桶。提供了用于网络设备处具有比传统QoS原语更好性能的新型服务质量(QoS)原语的系统和方法。QoS原语可以包括具有主动队列管理的令牌桶(TBAQM)。具体地，TBAQM可以接收由令牌桶处理的数据分组；调整与令牌桶相关联的令牌，其中基于配置速率添加令牌，并与处理数据分组相关联地减去令牌；确定与令牌桶相关联的令牌数量，包括：当令牌桶具有0个令牌时，用数据分组发起第一动作，以及当令牌桶具有多于0个令牌时，基于令牌数量确定标记概率，并基于标记概率发起第二动作。

背景技术

通过通信网络传输数据分组是常见的。当同时传输大量数据分组时，当现有网络设备无法解决该处理容量时，会延迟这些数据分组的处理。因此，大量的数据分组在较宽的通信网络中导致网络拥塞。

帮助最小化网络拥塞的一个度量包括限定预定的传入分组速率。然而，在通信网络中的一组网络设备中，传入分组速率可以变化。如果数据分组处理中涉及的任何网络设备以高于其能处理的速率接收分组，则数据分组可以备份，这可能导致数据分组的延迟队列。

当网络设备过载且队列中备份的数据分组数量过多时，可能会发生更大规模的数据处理拥塞。作为一种简单的示例，网络路由器具有有限量的缓冲空间来排队等待通过传出网络路径传输的数据分组。如果传入的数据分组速率太高，队列长度可能会增加到路由器缓冲区太满而无法充分处理传入和传出的流量的程度。在某些情况下，数据分组被丢弃并可能导致数据丢失或进一步延迟。

传统上，通信网络提供“最大努力”的服务，网络中的所有用户都可以接受相同水平的服务。然而，网络服务质量(QoS)策略可以允许网络向不同的用户、连接、数据类型、协议、请求设备、网络环境、地理位置等提供不同水平的服务。例如，一些用户可以从网络接收更高的优先级、更高的带宽或更低的延迟。QoS可以通过网络设备和使用在网络设备中实现的QoS原语(primitive)的网络流量规则来实现。

QoS原语在网络设备上执行并执行与QoS策略相关的各种任务。在某些示例中，QoS原语可以处理数据分组并在网络中实施QoS策略。在其他示例中，QoS原语可以在独立于平台的实现中向设备通知QoS要求，处理数据分组，并做出影响由分组接收到的服务级别的决策，例如分组何时将由设备转发。一些示例中QoS原语包括优先级队列(例如，每个数据分组具有与其相关联的优先值，并且具有最高优先级的数据分组首先被传输/处理)和通信流量管制器(例如，监视数据业务以强制在其中相关联的QoS策略，并丢弃或标记不符合的数据流量)。

附图说明

根据一个或多个不同的示例，参考以下附图详细描述本公开。所提供的附图仅用于说明目的，仅描述典型示例。

图1示出了根据本公开的一些示例的使用QoS策略的通信网络。

图2示出了根据本公开的一些示例的使用主动队列管理(AQM)技术处理要添加到队列中的数据分组。

图3示出了根据本公开的一些示例的使用PI控制器使用AQM技术处理要添加到队列中的数据分组。

图4示出了根据本公开的一些示例的处理分组、从使用令牌桶实现的监管器中重新填充令牌以及移除令牌。

图5示出了根据本公开的一些示例的具有主动队列管理的令牌桶(TBAQM)的不同组件以及它如何处理分组。

图6示出了根据本公开的一些示例的由具有主动队列管理的令牌桶(TBAQM)实现的过程。

图7是可用于实现本公开中描述的示例的各种特征的示例计算组件。

图8描述了可以实现本文描述的各种示例的示例计算机系统的框图。

这些附图不是详尽的，并且不将本公开限制为所公开的精确形式。

具体实施方式