[发明专利]令牌桶管理装置和管理令牌桶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如包括关于与数据流相关的策略、计量或整形的令牌桶的类型的令牌桶管理装置。本发明还涉及一种管理令牌桶的方法，该方法是例如监视用于与数据流相关的策略、计量或整形的令牌桶的大小的类型。

背景技术

在数据通信领域，根据多个已知的通信协议将数据从源节点传送到目的节点是已知的。在这方面，数据报流经源节点与目的节点之间的一个或多个通信网络，例如互联网，以便在源节点与目的节点之间传送信息。

通常，通信网络支持不同类型的服务，其中的一些为容忍延迟的而其中的一些是不能容忍延迟的。容忍延迟的服务的示例包括：实时流多媒体应用，诸如基于互联网协议的语音(VoIP)服务、在线游戏服务或互联网协议(IP)电视(IP-TV)服务。在对于与这些服务相关联的业务没有适当的优先化以及整形的情况下，可能发生网络拥塞，因为网络容量通常是有限的资源，并且对于一些网络，例如诸如蜂窝通信网络的无线通信网络，而言是不够的。

因此实现了资源预留控制机制以便对于由通信网络支持的特定类型的服务维持服务质量(QoS)保证。在这方面，该机制向不同的应用、用户和/或数据流提供不同的优先级。关于数据流，该机制可以支持例如与要求的比特速率、延迟、抖动、分组丢弃概率和/或误比特率(BER)有关的特定级别的性能的保证。

因此，为了支持上述资源预留机制，网络装置，例如位于整个网络的路由器，被配置成支持业务整形。当然，为了支持资源预留控制机制的应用的一致性，在装置制造商与互联网社区中的其它感兴趣方之间已经根据指定给不同类型的业务流的简档，例如，如在请求注解(RFC)2697、RFC 2698以及RFC 4115中规定的，开发了与业务的处理相关的多个策略。

对于这些和其它策略，实现所谓的“令牌桶”是已知的，“令牌桶”一般而言是确定什么时候可以发送业务的控制机制。在这方面，实现了可以保存令牌的概念上的容器或桶，令牌表示字节或单个分组的单元。因此在多个令牌与分组的传输之间存在对应。

当在桶中存在足够的令牌时，可以发送与数据的流有关的业务，但是当在桶中没有或有不足的令牌时，不可以发送业务。在这方面，当业务被发送时，桶根据发送的数据量而递减。然而，桶还以恒定的速率补充直到桶满为止。

当实现令牌桶时，提供了公共时基、共享计算单元以及例如随机存取存储器(RAM)的共享数据存储是已知的。这些共享资源被用来管理具有与此相关联的相应简档的非常大量的独立的数据流。对于每一个简档，取决于简档是否涉及支持单个或多个数据速率，可以采用一个或多个令牌桶。实际上，共享资源能够通过公共时基和桶状态的不同表示来支持从小于每秒一个分组直到每秒多个吉比特业务的宽范围的业务速率。

因此，需要采用大量的令牌桶，并且可以看见的是，共享计算单元和共享RAM不能够根据典型的令牌桶算法以恒定的速率来更新所有的桶。在这方面，当RAM较大以便存储用于大量流的令牌桶相关的数据时，每1/R周期一个令牌的递增是不可行的，因为由于RAM的存取时间限制不能够针对每一个令牌桶以每1/R间隔来更新每个令牌桶。为了维持精度，尤其是关于高数据速率流，必须将时间戳数据、桶的状态以及数据速率表示且存储为非整数数字，要求RAM具有足够大的容量以便存储例如浮点值。当在硬件中实现时，RAM的大容量需求转换成集成电路(IC)上的增加的管芯空间，这引起装置的更大功耗以及增加的存取次数。在这方面，通常要求宽计数器，例如64比特计数器。在采用浮点运算情况下，这对于运行在整型核上的嵌入式软件的运算而言为优选类型，要求大且复杂的计算逻辑以便执行计算。

发明内容

本发明提供了一种如在随附权利要求中描述的令牌桶管理装置和一种管理令牌桶的方法。

在附属权利要求中阐述了本发明的特定实施例。

本发明的这些和其它方面将从在下文中描述的实施例中是显然的并且参考在下文中描述的实施例来阐明。

附图说明

将参考图仅以示例的方式对本发明的进一步的细节、方面以及实施例进行描述。在图中，相同的附图标记被用来标识相同的或功能上类似的元素。图中的元素是为了简单和清楚而示出的，并且不必按比例绘制。

图1示意地示出了构成本发明的实施例的数据交换机的示例；

图2是图1的令牌桶管理装置的示意图；以及

图3是管理由图2的令牌桶管理装置使用的令牌桶的方法的伪流图，并且构成本发明的另一实施例。

具体实施方式