[发明专利]对动态分组交换网中的延迟进行均衡的系统和方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明总体上涉及数据的路由选择和传递，尤其涉及一种用于对动态分组交换网中的延迟进行均衡的系统和方法，此系统和方法能够为编址分组中的数据选择路由，并传递该数据。

相关技术的描述

电信网络用电信设施连接大量的用户设备。这些网络用传输系统、交换系统和用户设备在两点之间传输话音、图像和数据。网络中两点之间的实际线路称为链路，而链路的连接点称为节点。数据传输网中的用户设备可以是电话机、终端机、打印机、传真机、计算机等。

分组交换网设计成提供在网络上更有效地传递数据的方法。但是，分组交换网也可用来传输数字化的话音。将分组交换作为传输数据之手段的网络通常称为分组交换数据网(PSDN)。

一个分组是指，在PSDN上个别传送的、一个离散单元的数据消息。每个分组包含这样的控制信息，它可在消息到达其目的地之前按适当的序列对其进行重装。电路交换的消息要求在该消息的持续时间使用传输线，与之相反，由于分组只在其经过的短时间内占据网络的信道或路径，所以分组交换很有效率。当数据传输结束时，信道或路径可以用来传递其它的分组。PSDN的传输线配备了计算机化的交换机，控制通信业务传送路由选择和通信业务量。分组交换的一般特征是对被传输的分组进行自动检错和纠错。

图1示出了传统的使用数据分组交换的通信网络。用户和其它网络通过用户接入站(“UAS”)访问该网络，例如，如图1所示，用户接入站表示为UAS₁、UAS₂和UAS₃。其它网络N₁、N₂看作是类似的其它用户。用户接入站将用户数据发送给网络，并通过一个或多个交换机S_j从网络接收用户数据。为了在不同用户接入站的用户之间建立虚拟通信信道，可以通过由交换机S_j组成的网络来建立路径。数据分组从一个UAS到另一个UAS的传输延迟取决于所选的具体路径。

一般用T表示通过网络传输的延迟时间。例如，T可以是20毫秒。一般情况下，为网络虚拟连接所选的最长路径的传输延迟为10T。例如，对于T＝20毫秒，10T＝200毫秒。

数据分组的大小不必恒定。当处于ATM网络中时，可以固定数据分组的大小。但是，不能超过最长长度。分组的最长长度应使得在任何链路k_i或1_y上传输分组的等待时间短于T/10。链路k_i将用户接入站与诸交换机相连，而链路l_y将交换机与其它交换机相连。

有些分组交换数据网有许多动态方式，例如非地球同步轨道卫星上的分组交换机组成的网络。用户接入站UAS与交换机S_j之间的通信链路k_i是不固定的。一般，链路k_i的有效工作时间大约为15,000T(例如，对于T＝20毫秒，相当于5分钟)。当旧链路k_i取消时，建立新的链路，但新链路k_i几乎总是建立在一个新的交换机S_j上。例如，当链路k₂(图1)取消时，可以在UAS₁和S₂之间建立一条新的链路。在UAS和网络交换机S_j之间，至少存在一条链路。

诸交换机S_j之间的链路l_y是不固定的；它们的有效工作时间一般大约为30,000T(例如，对于T＝20毫秒，相当于10分钟)。但是，链路的组成模式必须满足某些条件。总会存在足够的链路，能够使任何一个UAS与其它UAS通信。有些链路k_i或l_y可以是固定的，或者其有效工作时间比上述情况长许多。

在典型的系统中，包括许多控制站CS，它们具有与网络交换机S_j相通的通信链路。控制站CS的作用是控制网络，并建立和撤销虚拟连接。任何用户接入站UAS都至少可以与一个控制站CS通信。控制站CS的位置与本发明无关。假设可以预测网络的互连模式(链路k_i和l_y)，并且控制站CS可以就未来的任何时刻计算网络的互连模式。实际上，所需要的只是能够对现时建立的最长虚拟连接的持续时间计算未来的模式。故障会影响预测能力，但有方法处理故障。