[发明专利]一种分级服务边缘路由器

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边缘路由器。

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(资源预留协议) 和Intserv(综合服务)模型，参见参考文献[1，2]，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，其模型的发展情况参见参考文献[3-9]。

在区分业务网络中，路由器分为边缘路由器与核心路由器。

边缘路由器的定义：边缘路由器是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。

核心路由器的定义：核心路由器是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。

边缘路由器与核心路由器的区别：

(1)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。

(2)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。

(3)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。

(4)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)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Diffserv网络的边缘路由器仍存在下列问题，并不能保证IP 网的有优先级的语音业务与多媒体实时业务质量。

问题1：现有技术是对边缘路由器入口接收数据流分类和标记，丢包控制， 按服务级别转发，但没有考虑丢包控制是否一定有效。当Diffserv用户向 Diffserv边缘路由器同时注入TCP和UDP数据包时，TCP流和UDP流的相互作用使 无应答的UDP流增加TCP流的丢包率。网络仿真实验表明：如果当TCP与UDP流共 处Diffserv边缘路由器的同一缓冲队列时，由于拥塞时TCP流会降低发送速率而 UDP流却保持原速率发送，将导致UDP流压制TCP流并占有较多带宽，而TCP流却 无法获得公平连接容量。

问题2：现有的Diffserv网络的边缘路由器没有考虑根据输出连接容量对 会聚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(VOIP)的接入同样会导致边缘路由器大量丢包，无法保证已接入的高服 务级别的数据流的服务质量。

问题3：现有的Diffserv网络的边缘路由器不能发现路径下游节点路由器 的拥塞情况。

参考文献：