專利名稱：用于全局路由和帶寬共享的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及網(wǎng)絡(luò)通信，尤其涉及提供路由和帶寬分配信息。
背景技術(shù)：
在接收到傳入的分組之后，路由器決定其哪一傳出鏈路來(lái)發(fā)送分組。因特網(wǎng)中的路由器一般基于從路由器到分組目的地的最短距離來(lái)做出這一決策。路由器獨(dú)立地且局部計(jì)算到分組目的地的這一最短路徑。盡管路由器可考慮到各種度量，諸如其傳出鏈路的等待時(shí)間、那些鏈路的容量以及鏈路上的當(dāng)前負(fù)載，但是路由器獨(dú)立于因特網(wǎng)中的最終主機(jī)之間的實(shí)際通信模式而選擇外向路徑。
路由協(xié)議中這一獨(dú)立且局部化的決策過(guò)程對(duì)于因特網(wǎng)的尺度可伸縮性是至關(guān)重要的可容易地添加新路由器和新鏈路而無(wú)需為整個(gè)因特網(wǎng)重新計(jì)算路由決策。然而，這一路由過(guò)程也可能產(chǎn)生低效率，諸如當(dāng)多個(gè)路由器選擇使用同一最短路徑并使得其它路徑未充分利用時(shí)不必要地共享瓶頸。
本地化的路由決策通常也確然是不公平的，即，它們以與其它數(shù)據(jù)流相比不相稱的成本增強(qiáng)了一個(gè)數(shù)據(jù)流的通信特征。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的一種廣泛接受的公平性度量被稱為“最大-最小公平性”。在資源的最大-最小公平分配中，在不用較小的分配懲罰消費(fèi)者的情況下，沒有一個(gè)消費(fèi)者的資源分配能夠得到增加。諸如公平隊(duì)列和輪流法等分組調(diào)度算法逼近跨單個(gè)瓶頸鏈路或路由器的數(shù)據(jù)流的最大-最小公平性。然而，這一局部的、每一流的公平性通常在全局上是不公平的，因?yàn)槟承┩ㄐ殴?jié)點(diǎn)(主機(jī)或路由器)支持若干數(shù)據(jù)流。
某些網(wǎng)絡(luò)允許多徑路由。此處，路由器能夠沿著除絕對(duì)最短路徑之外的其它路徑發(fā)送傳出分組。多徑路由允許比單個(gè)最短路徑路由有顯著更高的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。多徑路由也產(chǎn)生對(duì)鏈路失效的健壯性，而這一健壯性使用單個(gè)最短路徑路由是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。不幸的是，多徑路由的當(dāng)前的按流或局部帶寬分配實(shí)現(xiàn)有時(shí)候甚至比更傳統(tǒng)的單路徑路由協(xié)議還要不公平。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明提供了一種路由和帶寬分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)在共享網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)最小化了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)維持了全局公平性。從收集的全局網(wǎng)絡(luò)信息(諸如節(jié)點(diǎn)間通信模式和網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu))，為網(wǎng)絡(luò)路由器計(jì)算路由表和帶寬分配策略。在某些實(shí)施例中，計(jì)算涉及應(yīng)用多物流(multi-commodity flow)方法來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)資源的“最大公平”分配。
盡管在某些實(shí)施例中，每一路由器收集全局網(wǎng)絡(luò)信息，然后本地生成其自己路由和帶寬分配表，但是在對(duì)集中式的、可信控制單元的計(jì)算和安全性方面，執(zhí)行計(jì)算然后將結(jié)果分發(fā)給路由器可以更簡(jiǎn)單和更廉價(jià)。
本發(fā)明的實(shí)施例正確地解決了按照其優(yōu)先級(jí)來(lái)區(qū)分的數(shù)據(jù)流。同樣，所計(jì)算的帶寬策略無(wú)需分配所有的網(wǎng)絡(luò)帶寬，但是可保持某些帶寬未分配，以按需處理非期望的急變。計(jì)算的路由表可包括導(dǎo)致更大鏈路利用和對(duì)鏈路失效的健壯性的多個(gè)路徑。
在某些情況下，在計(jì)算路由和帶寬分配表的過(guò)程中聚集節(jié)點(diǎn)間通信模式。例如，通過(guò)聚集因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商(ISP)之間的通信獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果，因?yàn)檫@些流以比最終主機(jī)之間各個(gè)流慢得多的時(shí)間標(biāo)度改變。在通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接到因特網(wǎng)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的情況下，通過(guò)僅管理通過(guò)網(wǎng)關(guān)的通信來(lái)獲取可接受的結(jié)果。
盡管所附權(quán)利要求書以細(xì)節(jié)陳述了本發(fā)明的特征，然而當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述，可以最好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是示出最短路徑路由如何會(huì)導(dǎo)致不必要的路由瓶頸的通信環(huán)境的框圖；圖2是支持本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性體系結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是概括地示出支持本發(fā)明的一個(gè)示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖4是可由圖2的體系結(jié)構(gòu)中的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用的一個(gè)示例性方法的流程圖；圖5是由圖2的體系結(jié)構(gòu)中的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供的節(jié)點(diǎn)間通信信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖；圖6a和6b共同形成了可由圖2的體系結(jié)構(gòu)中的路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用的一個(gè)示例性方法的流程圖；圖7是由圖2的體系結(jié)構(gòu)中的路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供的網(wǎng)絡(luò)拓樸信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖；圖8a和8b共同形成了可由圖2的體系結(jié)構(gòu)中的控制單元使用的一個(gè)示例性方法的流程圖；圖9是一個(gè)示例性通信環(huán)境的流率圖，其中第一主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向三個(gè)其它主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)；圖10是為圖9的環(huán)境中的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一產(chǎn)生的一個(gè)示例性多徑路由表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖；圖11是示出進(jìn)入路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總計(jì)數(shù)據(jù)流的流率圖；圖12是為圖11的中央路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的一個(gè)示例性帶寬分配表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖；圖13a是使用局部每流公平性策略的一個(gè)示例性通信系統(tǒng)的流率圖；圖13b是使用單路徑路由策略的同一通信系統(tǒng)的流率圖；圖13c是使用節(jié)點(diǎn)需求公平性策略的同一系統(tǒng)的流率圖；圖14a是其中主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)報(bào)告其真實(shí)需求的一個(gè)示例性通信環(huán)境的流率圖；圖14b是其中一個(gè)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)誤傳其需求的同一環(huán)境的流率圖；圖15是繪制了由實(shí)現(xiàn)最大可能吞吐量的帶寬分配策略引起的節(jié)點(diǎn)對(duì)的帶寬不足的曲線圖；圖16是繪制了由各種帶寬分配策略實(shí)現(xiàn)的吞吐量的曲線圖；圖17是繪制了根據(jù)需求分布的函數(shù)的吞吐量的曲線圖；圖18是繪制了根據(jù)需求分布的函數(shù)的可用帶寬利用的曲線圖；圖19a是繪制了各種條件和策略下的帶寬需求滿足的曲線圖；圖19b是示出在Zipf需求下最大公平帶寬分配策略如何能夠過(guò)度供應(yīng)小需求的曲線圖；圖20a是繪制了由最大公平帶寬分配策略實(shí)現(xiàn)的、帶有和不帶有不過(guò)度供給歸一化節(jié)點(diǎn)需求的約束的吞吐量的曲線圖；圖20b是繪制了帶有和不帶有同一約束的帶寬需求滿足的曲線圖；圖21是可由本發(fā)明用于統(tǒng)一需求的方法實(shí)現(xiàn)的平均多徑離差分布的條形圖；圖22a是繪制了當(dāng)滿足某些節(jié)點(diǎn)的需求被認(rèn)為比滿足其它節(jié)點(diǎn)的需求重要兩倍時(shí)的帶寬需求滿足的曲線圖；圖22b是繪制了同一條件下的吞吐量的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
轉(zhuǎn)向附圖，本發(fā)明被示出為在合適的計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，附圖中，相同的標(biāo)號(hào)指相同的元素。以下描述基于本發(fā)明的各實(shí)施例，且不應(yīng)當(dāng)被理解為相對(duì)于此處未明確描述的替換實(shí)施例而限制本發(fā)明。該描述的第I節(jié)呈現(xiàn)了一個(gè)示例性路由和帶寬分配體系結(jié)構(gòu)。第II節(jié)將節(jié)點(diǎn)需求公平性定義為可用于本發(fā)明的一種度量，第III節(jié)呈現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)需求公平性的一個(gè)多物流實(shí)現(xiàn)。最后，節(jié)點(diǎn)IV呈現(xiàn)了本發(fā)明的各實(shí)施例的模擬結(jié)果。
在以下描述中，本發(fā)明是參考由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的動(dòng)作和操作的符號(hào)表示來(lái)描述的，除非另外指明。由此，可以理解，這些動(dòng)作和操作，有時(shí)候被稱為計(jì)算機(jī)執(zhí)行的，包括計(jì)算設(shè)備的處理單元對(duì)以結(jié)構(gòu)化形式表示數(shù)據(jù)的電信號(hào)的操縱。這一操縱轉(zhuǎn)換了數(shù)據(jù)或在計(jì)算設(shè)備的存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的位置處維持它們，從而以本領(lǐng)域的技術(shù)人員都理解的方式重新配置或改變了設(shè)備的操作。維持?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存儲(chǔ)器的物理位置，具有由數(shù)據(jù)的格式所定義的特定性質(zhì)。然而，盡管本發(fā)明是在上述環(huán)境中描述的，然而它并不意味著局限，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的，后文描述的各種動(dòng)作也可用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
第I節(jié)示例性路由和帶寬分配體系結(jié)構(gòu)本伐發(fā)明提供了一種路由和帶寬分配系統(tǒng)，它在共享網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)最大化了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)維持了全局公平性。從收集的全局網(wǎng)絡(luò)信息(諸如節(jié)點(diǎn)間通信模式和網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu))，為網(wǎng)絡(luò)路由器計(jì)算路由表和帶寬分配策略。
圖1中示出了本發(fā)明在例如通常由因特網(wǎng)路由器使用的局部化的決策制定上對(duì)全局信息的使用的優(yōu)點(diǎn)。在圖1中，網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境100包括數(shù)據(jù)流的源和目的地。這些源和目的地被標(biāo)記為“主機(jī)”102、104、106和108。路由器110、112、114、116和118從源主機(jī)接收數(shù)據(jù)流，并將流繼續(xù)發(fā)送到其目的地主機(jī)。圖1中的標(biāo)記“主機(jī)”和“路由器”僅是為了本討論中的方便性起見，某些設(shè)備可同時(shí)擔(dān)當(dāng)主機(jī)和路由器。
當(dāng)主機(jī)102希望與主機(jī)104通信時(shí)，用于其數(shù)據(jù)流的最短路徑，即將由現(xiàn)有的因特網(wǎng)路徑選擇的路徑是標(biāo)記為120的路徑，該路徑經(jīng)過(guò)路由器110和112。當(dāng)主機(jī)106希望與主機(jī)108通信時(shí)，其最短路徑122也經(jīng)過(guò)這些路由器110和112。由此，最短路徑路由導(dǎo)致連接路由器110和112的鏈路變成不必要的瓶頸。瓶頸是不必要的，因?yàn)樽疃搪窂铰酚墒沟弥鳈C(jī)106和108之間的替換路徑124保持未使用，因?yàn)樵撀窂?24比所選擇的路徑122長(zhǎng)。本發(fā)明的方法使用全局網(wǎng)絡(luò)信息來(lái)避免造成這一不必要的瓶頸，由此改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)利用。
圖2呈現(xiàn)了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)示例性體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)主機(jī)102、104、106和108周期性地向集中式控制單元200發(fā)送關(guān)于其期望通信需求的信息(如由數(shù)據(jù)流202所示的)。網(wǎng)絡(luò)路由器110、112、114、116和118周期性地向控制單元200發(fā)送網(wǎng)絡(luò)拓樸信息(數(shù)據(jù)流204)?？刂茊卧?00使用該網(wǎng)絡(luò)信息來(lái)做出全局不同且公平的路由決策。它然后將路由和帶寬分配表發(fā)送給路由器(也是數(shù)據(jù)流204)。通過(guò)使用接收的路由和帶寬分配表，路由器實(shí)現(xiàn)控制單元200的全局有效且公平的策略。第I節(jié)的剩余部分呈現(xiàn)了圖2的體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)考慮事項(xiàng)和細(xì)節(jié)。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖2的體系結(jié)構(gòu)一般適用于所有的網(wǎng)絡(luò)，然而由控制單元200收集的數(shù)據(jù)量以及用于從該信息形成路由和分配策略的計(jì)算量都隨著網(wǎng)絡(luò)大小的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。由此，本發(fā)明的方法對(duì)于較小的網(wǎng)絡(luò)(例如，僅有幾百個(gè)路由器的網(wǎng)絡(luò))而言是最容易實(shí)現(xiàn)的。然而，由于至少兩個(gè)原因，這不會(huì)嚴(yán)重地限制本發(fā)明的適用性。首先，優(yōu)化較小網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路由和分配本身是一個(gè)值得的目標(biāo)。服從本發(fā)明的方法的較小網(wǎng)絡(luò)的示例包括具有到因特網(wǎng)的防火墻的企業(yè)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)、其中主機(jī)彼此通信且通過(guò)網(wǎng)關(guān)以及ISP之間的對(duì)等而通信共享因特網(wǎng)接入的有線或無(wú)線鄰近網(wǎng)絡(luò)。后一示例也示出了本發(fā)明為什么不會(huì)被嚴(yán)重限制的第二個(gè)原因許多較大的網(wǎng)絡(luò)可以被建模為較小網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以應(yīng)用于分層結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)?shù)膶哟?。例如，在ISP對(duì)等的情況下，每一ISP被建模為單個(gè)節(jié)點(diǎn)，且每一ISP網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)的實(shí)際細(xì)節(jié)不會(huì)對(duì)連接ISP的鏈路的路由和分配策略有很多影響。
圖2的主機(jī)102、104、106和108，路由器110、112、114、116和118，以及控制單元200可以是任何體系結(jié)構(gòu)。圖3是概括地示出支持本發(fā)明的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。圖3的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)僅是合適的環(huán)境的一個(gè)示例，并不旨在對(duì)本發(fā)明的使用范圍或功能提出任何局限。也不應(yīng)當(dāng)將計(jì)算設(shè)備102、110和200解釋為對(duì)圖3中所示的組件的任一個(gè)或其組合有任何依賴性或要求。本發(fā)明可用眾多其它通用或?qū)Ｓ糜?jì)算環(huán)境或配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。適用于本發(fā)明的公知的計(jì)算系統(tǒng)、環(huán)境和配置的示例可包括，但不限于，個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、手持式或膝上型設(shè)備、圖形輸入板設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、機(jī)頂盒、可編程消費(fèi)者電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)PC、小型機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、以及包括上述系統(tǒng)或設(shè)備的任一個(gè)的分布式計(jì)算環(huán)境。在其最基本的配置中，計(jì)算設(shè)備102通常包括至少一個(gè)處理單元300和存儲(chǔ)器302。存儲(chǔ)器302可以是易失性(諸如RAM)、非易失性(諸如ROM或閃存)、或兩者的某一組合。這一最基本的配置在圖3中由虛線304示出。計(jì)算設(shè)備102可具有其它特征和功能。例如，計(jì)算設(shè)備102可包括附加的存儲(chǔ)(可移動(dòng)和不可移動(dòng))，包括但不限于，磁盤、光盤和磁帶。這一附加的存儲(chǔ)在圖3中由可移動(dòng)存儲(chǔ)306和不可移動(dòng)存儲(chǔ)308示出。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可包括以用于儲(chǔ)存如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息的任一方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)的易失和非易失、可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)。存儲(chǔ)器302、可移動(dòng)存儲(chǔ)306和不可移動(dòng)存儲(chǔ)308都是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的示例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、閃存或其它存儲(chǔ)器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能盤、其它光存儲(chǔ)、磁盒、磁帶、磁盤存儲(chǔ)、其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、或可以用來(lái)儲(chǔ)存期望的信息并可由設(shè)備102訪問的任一其它介質(zhì)。任一這類計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是設(shè)備102的一部分。設(shè)備102也可包含允許設(shè)備與其它設(shè)備進(jìn)行通信的通信信道310。通信信道310是通信介質(zhì)的一個(gè)示例。通信介質(zhì)通?？梢跃唧w化為諸如載波或其它傳輸機(jī)制等已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)中的計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)，并包括任一信息傳送介質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)”指以對(duì)信號(hào)中的信息進(jìn)行編碼的方式設(shè)置或改變其一個(gè)或多個(gè)特征的信號(hào)。作為示例而非局限，通信介質(zhì)包括有線介質(zhì)，如有線網(wǎng)絡(luò)或直接連線連接，以及無(wú)線介質(zhì)，如聲學(xué)、RF、紅外和其它無(wú)線介質(zhì)。本發(fā)明使用的術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者。計(jì)算設(shè)備100也可具有輸入設(shè)備312，如鍵盤、鼠標(biāo)、輸入筆、語(yǔ)音輸入設(shè)備、圖形輸入板、觸摸輸入設(shè)備等等。也可包括輸出設(shè)備314，如顯示器(可以與觸摸輸入設(shè)備集成)、揚(yáng)聲器、打印機(jī)等等。所有這些設(shè)備在本領(lǐng)域中是公知的，因此不必在此作冗長(zhǎng)的討論。
圖4呈現(xiàn)了可由諸如圖2的體系結(jié)構(gòu)中的主機(jī)節(jié)點(diǎn)102等主機(jī)節(jié)點(diǎn)使用的一個(gè)示例性方法。在步驟400中，主機(jī)節(jié)點(diǎn)102收集關(guān)于其節(jié)點(diǎn)間通信需求的信息，并且在步驟402將所收集的信息發(fā)送到控制單元200。
節(jié)點(diǎn)間通信信息在不同的實(shí)施例中采用不同的形式。圖5提供了一個(gè)示例。信息500標(biāo)識(shí)了主機(jī)節(jié)點(diǎn)102，并標(biāo)識(shí)了要從主機(jī)節(jié)點(diǎn)102發(fā)送到其它主機(jī)節(jié)點(diǎn)的期望數(shù)據(jù)量。用于估算這些數(shù)據(jù)流的許多方法在本領(lǐng)域中都是已知的。當(dāng)主機(jī)節(jié)點(diǎn)102實(shí)際上是路由器，且當(dāng)數(shù)據(jù)流代表了流到其它路由器的歷史數(shù)據(jù)平均值時(shí)，足以認(rèn)為這些估算可以是相當(dāng)準(zhǔn)確的。
第III節(jié)呈現(xiàn)了對(duì)節(jié)點(diǎn)間通信信息500的詳細(xì)分析。對(duì)于本發(fā)明，注意由每一主機(jī)節(jié)點(diǎn)收集的信息量500對(duì)于小網(wǎng)絡(luò)而言較小，該量與網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)成比例。
轉(zhuǎn)向圖4，在步驟404，主機(jī)節(jié)點(diǎn)102可將主機(jī)節(jié)點(diǎn)102的數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)告訴控制單元200。在圖5的示例中，起源于主機(jī)節(jié)點(diǎn)102的所有數(shù)據(jù)流已被分配一優(yōu)先級(jí)2。在其它實(shí)施例中，每一數(shù)據(jù)流被給予其自己的優(yōu)先級(jí)。應(yīng)當(dāng)存在用于協(xié)調(diào)這些優(yōu)先級(jí)的分配的機(jī)制，否則每一主機(jī)節(jié)點(diǎn)會(huì)升級(jí)其自己的流的優(yōu)先級(jí)，直到優(yōu)先級(jí)變得無(wú)意義。在一個(gè)情形中，優(yōu)先級(jí)由控制單元200設(shè)置，可能反映主機(jī)節(jié)點(diǎn)和控制單元200之間的合同協(xié)議。在這一情形中，主機(jī)節(jié)點(diǎn)102無(wú)需向控制單元200通知優(yōu)先級(jí)。在另一情形中，除控制單元200之外的授權(quán)機(jī)構(gòu)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，并將優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送到主機(jī)節(jié)點(diǎn)。本領(lǐng)域中公知的認(rèn)證證書伴隨從主機(jī)節(jié)點(diǎn)102發(fā)送的優(yōu)先級(jí)信息200，以保證報(bào)告的優(yōu)先級(jí)已被合法地分配。
在步驟406，主機(jī)節(jié)點(diǎn)102重復(fù)上述過(guò)程。接收可以是周期性的，或者可以在每次節(jié)點(diǎn)間通信信息500改變時(shí)被調(diào)用。
圖2的體系結(jié)構(gòu)中的一個(gè)示例性路由器，諸如路由器110使用圖6a和6b所示的方法。在步驟600，路由器110收集關(guān)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中最接近于其自身的該部分的拓樸結(jié)構(gòu)的信息，在步驟602，將所收集的網(wǎng)絡(luò)拓樸信息發(fā)送到控制單元200。
所收集的拓樸信息可以采用公知的鏈路狀態(tài)通告(Link StatementAnnouncement)的形式。圖7提供了由路由器100收集的拓樸信息700的一個(gè)示例。信息700標(biāo)識(shí)了提供該拓樸信息的路由器，然后呈現(xiàn)了連接到該路由器100的通信鏈路的表。對(duì)于每一通信鏈路給出該鏈路的容量、該鏈路的另一端處的路由器的標(biāo)識(shí)以及該鏈路的當(dāng)前狀態(tài)。
轉(zhuǎn)向圖6a，在步驟604和606，路由器110從控制單元200分別接收路由和帶寬分配表。這些表的示例在下文參考圖9到12來(lái)討論。
當(dāng)路由器110接收傳入數(shù)據(jù)分組時(shí)，它使用在步驟608接收到的路由表來(lái)為數(shù)據(jù)分組選擇傳出鏈路。在某些實(shí)施例中，控制單元200不分配網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中所有通信鏈路的所有帶寬。未分配的帶寬是保留，它在步驟610被調(diào)用來(lái)發(fā)送傳出分組。保留帶寬對(duì)于按需處理非期望或非頻繁的急變是有用的。
在大多數(shù)情況下，路由器110可僅依賴于從控制單元200接收的路由表，并忽略接收到的帶寬分配表。然而，當(dāng)路由器110的傳出通信鏈路之一在步驟612變得擁塞時(shí)，路由器100使用該表在傳入數(shù)據(jù)分組之間分配擁塞的傳出鏈路上的帶寬。通過(guò)這樣做，路由器110以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中的其它路由器實(shí)現(xiàn)由控制單元200創(chuàng)建的全局公平性策略。
正如上述主機(jī)節(jié)點(diǎn)102一樣，在步驟614，路由器110重復(fù)上述方法的步驟。路由器110周期性地或當(dāng)拓樸信息700改變時(shí)發(fā)送更新的拓樸信息。
控制單元200通過(guò)創(chuàng)建路由和帶寬分配表來(lái)編纂其全局有效和公平性策略?？捎煽刂茊卧?00使用的一個(gè)示例性方法在圖8a和8b中描述。在步驟800，控制單元200接收由路由器在圖6a的步驟602中發(fā)送的拓樸信息700。然后在步驟802，控制單元200使用所接收的信息700來(lái)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100的圖。注意，步驟802的這一描述只意味著說(shuō)明性的目的用于將該組局部拓樸描述700編譯成邏輯整體的許多技術(shù)是公知的，且并非所有這些技術(shù)都在任何意義中要求創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)圖。
控制單元200在步驟804接收由主機(jī)在圖4的步驟402發(fā)送的節(jié)點(diǎn)間通信信息500。在某些實(shí)施例中，控制單元200然后在步驟806歸一化該信息500。歸一化涉及將期望的數(shù)據(jù)流率表示為每一主機(jī)的總期望出站話務(wù)的百分比，且在下文第III節(jié)中討論。
步驟808是另一可任選步驟。為避免需求誤傳，控制單元200將由節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B報(bào)告的數(shù)據(jù)流需求與由節(jié)點(diǎn)B向節(jié)點(diǎn)A報(bào)告的需求進(jìn)行比較?？刂茊卧?00然后用兩個(gè)需求數(shù)字中的較小者替換較大者。如下文在第III節(jié)中所討論的，這一簡(jiǎn)單的替換移除了自私的主機(jī)節(jié)點(diǎn)過(guò)度報(bào)告其需求來(lái)接收更大的帶寬分配的動(dòng)機(jī)。
如上文關(guān)于圖4的步驟404所討論的，數(shù)據(jù)流可以被分配優(yōu)先級(jí)?？刂茊卧?00在步驟810接收該優(yōu)先級(jí)信息。如果沒有接收到優(yōu)先級(jí)信息，則控制單元200將所有數(shù)據(jù)流作為相同的優(yōu)先級(jí)來(lái)對(duì)待。
控制單元200不需要分配網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中的所有可用帶寬，但是可以保留某些帶寬用于緊急使用。圖8b的步驟812使控制單元200接收顯示要保留的可用帶寬的一部分的因數(shù)。當(dāng)然，更詳細(xì)的保留過(guò)程是可能的，某些隨著日期時(shí)間而改變，某些隨著具有不同的保留因數(shù)的不同通信鏈路而改變。
在步驟814和816，控制單元200使用接收到的節(jié)點(diǎn)間通信信息500和接收到的拓?fù)湫畔?00來(lái)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中的路由器計(jì)算路由和帶寬分配表?？刂茊卧?00以實(shí)現(xiàn)諸如全局網(wǎng)絡(luò)效率和網(wǎng)絡(luò)資源的公平共享等某些網(wǎng)絡(luò)策略目標(biāo)的方式來(lái)執(zhí)行這些計(jì)算。由于這些計(jì)算的方法可以是相當(dāng)復(fù)雜的，且由于它們對(duì)于理解本發(fā)明的方法是重要的，因此對(duì)它們的深入討論被推遲到下文的第II節(jié)和第III節(jié)。
在步驟818和820，控制單元200將所得的路由和帶寬分配表發(fā)送到路由器。通過(guò)遵照這些表的指示，路由器實(shí)現(xiàn)控制單元200的全局效率和公平共享策略。
步驟822示出了控制單元200周期性地或在傳入信息500和700改變時(shí)如所需要地重復(fù)上述過(guò)程。例如，控制單元200可為所有路由器設(shè)置定時(shí)器以刷新其鏈路狀態(tài)信息700。如果路由器110無(wú)法以及時(shí)的方式報(bào)告，則控制單元200可從當(dāng)前拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中移除該路由器100及其相關(guān)聯(lián)的鏈路。(定時(shí)器值應(yīng)當(dāng)是刷新周期的某一倍數(shù))。直到超時(shí)之前，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100的不受影響部分繼續(xù)運(yùn)作。在超時(shí)之后，控制單元200重新計(jì)算路由和帶寬分配表(步驟814和816)，并將新的表分發(fā)給受影響的路由器(步驟818和820)。控制單元200響應(yīng)于路由器110的失效所需的時(shí)間與現(xiàn)有鏈路狀態(tài)協(xié)議相同。
上文對(duì)圖2到8的討論意在描述主機(jī)、路由器和控制單元的邏輯功能。在某些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中，單個(gè)物理設(shè)備可執(zhí)行這些功能中的兩個(gè)或甚至所有三個(gè)功能。每一路由器本身可接收節(jié)點(diǎn)間通信信息500和拓?fù)湫畔?00，并可相應(yīng)地計(jì)算其自己的路由和帶寬分配表。然而，集中式控制單元200為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中的其它路由器執(zhí)行步驟814和816的步驟通常是較佳的。集中式控制單元200更易于維護(hù)，且作為單個(gè)可信點(diǎn)，控制單元200比一組分布式路由器更易于保護(hù)和認(rèn)證。
集中式控制單元200可變?yōu)閱蝹€(gè)失效點(diǎn)或者路由瓶頸的可能性不應(yīng)當(dāng)由于控制單元200僅是一個(gè)控制實(shí)體且不會(huì)成為路由瓶頸而不令人擔(dān)憂。同樣，使用已知的技術(shù)，如果控制單元200失效，則可采用后備控制單元來(lái)接管。在某些情形中，每一路由器能夠擔(dān)當(dāng)所有路由器的控制單元，這些路由器輪流或從發(fā)生故障的伙伴中接管。
作為上述技術(shù)的一個(gè)示例，考慮圖9的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100。此處，每一節(jié)點(diǎn)102、104、106和108既是主機(jī)又是路由器。主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)102的期望的節(jié)點(diǎn)間通信需求是圖5中所示的需求對(duì)每一主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104、106和108，主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)102期望發(fā)送250Kbps的話務(wù)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100包括將主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)102直接連接到主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104和106的通信鏈路，但是對(duì)于主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)108不存在這一直接鏈路。每一通信鏈路具有如1Mbps的容量，較好地超過(guò)了期望需求。
由本發(fā)明的方法產(chǎn)生并發(fā)送到主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)102的一個(gè)可能的路由表在圖10中示出。如所期望的，從主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)102到其相鄰節(jié)點(diǎn)104和106的話務(wù)被直接發(fā)送，而無(wú)需中介。
到非相鄰節(jié)點(diǎn)108的話務(wù)的路由更有意思。并非選擇單個(gè)最短路徑，而是路由表1000指定了在兩條路徑之間均勻地分割該話務(wù)，一半話務(wù)經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)104，另一半話務(wù)經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)106。這一“多徑”路由解決方案很大程度上增強(qiáng)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的利用。然而，由于無(wú)序分組傳送的可能性，多徑路由擁有傳輸層協(xié)議的難題。對(duì)這一難題提出了若干解決方案，但是其沒有一個(gè)在本領(lǐng)域中是占優(yōu)勢(shì)的。
作為另一示例，考慮圖11，圖11示出了進(jìn)入路由器100的總計(jì)數(shù)據(jù)流率。這些速率由控制單元200(未在圖11中示出)在處理節(jié)點(diǎn)間通信信息500和局部拓?fù)湫畔?00時(shí)計(jì)算。從這些總計(jì)數(shù)據(jù)率，控制單元200產(chǎn)生圖12的帶寬分配表1200。當(dāng)連接到路由器100的傳出通信鏈路(表1200中的“路由方向”)變得擁塞時(shí)，路由器110咨詢帶寬分配表1200以確定將該傳出鏈路帶寬的多少分配給進(jìn)入每一傳入鏈路的話務(wù)。
注意，與傳統(tǒng)的分組調(diào)度算法不同，本發(fā)明不需要跟蹤個(gè)別數(shù)據(jù)流，相反，它僅跟蹤每一傳入通信鏈路上的總計(jì)話務(wù)流。這通過(guò)減少控制單元200保存的狀態(tài)信息量簡(jiǎn)化了圖8b的步驟814和816的計(jì)算。最小化狀態(tài)信息量是路由器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要工程問題。盡管傳統(tǒng)的分組調(diào)度算法要求與數(shù)據(jù)流的數(shù)量成比例的狀態(tài)信息量(可以是系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)的平方的數(shù)量級(jí)或更多)，然而本發(fā)明的方法使用與路由器的近鄰數(shù)成比例的狀態(tài)信息量，該數(shù)量要小得多。
第II節(jié)節(jié)點(diǎn)需求公平性本節(jié)將節(jié)點(diǎn)需求公平性定義為可由控制單元200在計(jì)算路由和帶寬分配表時(shí)使用的一個(gè)度量。節(jié)點(diǎn)需求公平性的動(dòng)機(jī)源于對(duì)因特網(wǎng)提議的局部、基于按流的分組調(diào)度算法未被設(shè)計(jì)成且不提供全局公平性的觀察結(jié)果。圖13a、13b和13c示出了這一觀察結(jié)果。在圖中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中的每一通信鏈路具有1000Kbps的容量。主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104、106和108的每一個(gè)希望以最高的可能速率與主機(jī)節(jié)點(diǎn)102通信。如果多個(gè)路徑可用，主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104、106和108能夠?qū)⑵湓拕?wù)路由到這些路徑。
在圖13a中，兩個(gè)中介路由器節(jié)點(diǎn)110和112的每一個(gè)應(yīng)用局部的、按流公平性策略。結(jié)果是中間主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)106以損害其它兩個(gè)主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104和108的代價(jià)接收不公平地較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬的共享。
資源分配中的這一不公正性可能表現(xiàn)為源于僅中央主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)106能夠訪問多條數(shù)據(jù)路徑的事實(shí)。然而，這不是不公正性的原因。單路徑路由分配導(dǎo)致圖13b的數(shù)據(jù)流，這同樣是不公平的分配。
圖13b的不公正性可以通過(guò)簡(jiǎn)單地將最右側(cè)的主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)108的帶寬分配減少到500Kbps來(lái)消除。每一主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104、106和108然后可經(jīng)歷相同的吞吐量，但是其清晰的代價(jià)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量的不合需要的浪費(fèi)。主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)108的這一“懲罰”不會(huì)給其它兩個(gè)主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)104和106帶來(lái)益處。
圖13c示出了用于這一情形的最大路由和帶寬分配。盡管網(wǎng)絡(luò)吞吐量在圖13a和圖13b中是相同的(13a500Kbps+1000+500＝2000Kbps；13b500Kbps+500+1000＝2000Kbps；13c667Kbps+667+667＝2000(進(jìn)行舍入))，在圖13c中，每一主機(jī)/路由器節(jié)點(diǎn)102、104和106接收最大可能公平帶寬分配。這一期望的路由和帶寬共享是由于對(duì)多徑路由和全局帶寬共享兩者同時(shí)的使用。這些是節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制的關(guān)鍵元素。
直觀上，節(jié)點(diǎn)需求公平性可以被認(rèn)為是沒有任何路由路徑約束且其中節(jié)點(diǎn)(而非數(shù)據(jù)流)是共享/競(jìng)爭(zhēng)實(shí)體的全局最大-最小公平性。換言之，節(jié)點(diǎn)需求公平路由和帶寬分配可使用多徑路由，并可最大化每一節(jié)點(diǎn)的最小吞吐量。相反，圖13b的路由和帶寬分配最大化了服從單路徑路由的每一節(jié)點(diǎn)的最大吞吐量，但是這一約束使得圖13c的更高的最小吞吐量(677Kbps)是不可達(dá)到的。
第III節(jié)節(jié)點(diǎn)需求公平性的多物流實(shí)現(xiàn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)需求公平路由和帶寬分配解決方案的一種方法是使用所建立的多物流方法。在多物流問題中，跨共享的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)送多個(gè)不同的物品。該網(wǎng)絡(luò)由通過(guò)鏈路(稱為“邊”)連接的節(jié)點(diǎn)組成，每一鏈路具有指定的容量。每一物體具有源、目的地以及需求級(jí)別。物體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的行進(jìn)可以被分成多個(gè)片斷，并且可以在任一節(jié)點(diǎn)處重新組合，但是相同數(shù)量的物體必須進(jìn)入和離開每一節(jié)點(diǎn)，除該物體的源和目的地節(jié)點(diǎn)之外。
多物流問題可以容許各種目的。兩個(gè)常見的目的是流總和的最大化，即最大吞吐量流；以及最小流的最大化，即最大并發(fā)流。為將節(jié)點(diǎn)需求公平問題映射到多物流，將通信網(wǎng)絡(luò)表示為圖，且一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的總通信流由單個(gè)物體來(lái)表示。然后為最大并發(fā)流來(lái)解多物流問題。
解多物流問題對(duì)于較小的網(wǎng)絡(luò)而言比較大的網(wǎng)絡(luò)更實(shí)際。然而，對(duì)于任何大小的網(wǎng)絡(luò)，多物流解決方案定義了一種最優(yōu)，可以對(duì)照其比較任何實(shí)際上可達(dá)到的結(jié)果。
多物流問題可以被有用地建模為線性規(guī)劃。該線性規(guī)劃的常量和變量分別在以下表1和2中呈現(xiàn)。
表1多物流常量
表2多物流變量
以下線性規(guī)劃約束集(1)指定了任何邊上的任何物體的有向流必須是正的。約束集(2)指定了任何邊上的所有物流的總和不能超過(guò)該邊的容量。約束集(3)實(shí)施流守恒對(duì)于任何物體，相等的量進(jìn)入和離開除該物體的源和目的地節(jié)點(diǎn)之外的任何節(jié)點(diǎn)。集(4)將物體k的總流量fk定義為物體k離開其源的總流量。集(4)不是線性規(guī)劃的約束。
xi，j，k≥0 k，(i，j)∈E(1)Σk(xi,j,k+xj,i,k)≤ci,j]]>(i，j)∈E (2)Σj:(i,j)∈E(xi,j,k-xj,i,k)=0]]>k，i∈V，{sk，tk}(3)Σj:(sk,j)∈E(xsk,j,k-xj,sk,k)=fk]]>k (4)通過(guò)增加輔助約束，可以結(jié)合其它特征。例如，以下離差約束防止鏈路和節(jié)點(diǎn)失效。
xi，j，k≤αifkk，(i，j)∈EΣj:(i,j)∈Exi,j,k≤α2fk]]>k，i以上第一組離差約束確保了任何流的最多有一小部分α1沿單條鏈路路由。這對(duì)鏈路失效增加了復(fù)原能力。第二個(gè)集合通過(guò)確保任何流的最多一小部分α2通過(guò)一特定節(jié)點(diǎn)路由來(lái)防止節(jié)點(diǎn)失效。
以下線性規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)定義了最大吞吐量流。
maxΣkfk]]>通過(guò)指定最大并發(fā)流目標(biāo)函數(shù)，線性規(guī)劃最大化了所分配的每一需求的比例。為簡(jiǎn)明起見，這被稱為公平公式。在該公式中，λ測(cè)量在所有流上分配的需求的最小比例。
maxλwkλ＝fkk在資源共享和最大利用時(shí)的絕對(duì)公平性(即，同等使用)之間存在固有的張力。最大-最小公平性將這一張力用線性規(guī)劃的N次迭代來(lái)處理，其中N是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)。在每一次迭代，線性規(guī)劃問題試圖最大程度地公平利用剩余的資源。為計(jì)算效率起見，本發(fā)明的實(shí)施例可以僅使用線性規(guī)劃的兩次迭代。首先，對(duì)λ解出最大并發(fā)流，然后解出服從每一物體至少接收吞吐量λ的約束的最大吞吐量流。
maxΣkfk]]>wkλ≤fkk這被稱為最大公平公式。下文第IV節(jié)中的模擬示出了最大公平公式顯著地改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)利用。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100包括無(wú)線鏈路時(shí)，鏈路干擾會(huì)導(dǎo)致一對(duì)通信節(jié)點(diǎn)阻止另一對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。在這一情況下，可修改線性規(guī)劃模型以解決可能的干擾。通過(guò)將鏈路干擾公式化為一組線性約束，本模型被擴(kuò)展到多跳步無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。約束看上去如下，其中S索引了最大非干擾鏈路集。
uS≥0SΣSuS≤1]]>Σk(xi,j,k+xj,i,k)≤ci,jΣS:(i,j)∈SuS]]>(i，j)∈E如上文關(guān)于圖8a的步驟806所討論的，主機(jī)節(jié)點(diǎn)可以用絕對(duì)速率指定其需求(如在圖5的節(jié)點(diǎn)間通信信息500中)，但是控制單元200可將這些需求歸一化成主機(jī)節(jié)點(diǎn)的總需求的百分比。這些歸一化的需求是模型的權(quán)重wk。歸一化能夠得到實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)需求公平性的權(quán)重；每一主機(jī)節(jié)點(diǎn)具有跨任何數(shù)量的通信流分割的相同的總聚集需求。當(dāng)然，如果主機(jī)節(jié)點(diǎn)沒有報(bào)告任何需求，則控制單元200不對(duì)其保留任何帶寬。
通過(guò)歸一化需求，本模型容易地容納優(yōu)惠待遇。如果主機(jī)102的數(shù)據(jù)流的重要性加倍，則該模型只需將主機(jī)102的需求歸一化成200％，而其它節(jié)點(diǎn)的需求繼續(xù)被歸一化成100％。下文第IV節(jié)示出這一調(diào)整允許本模型實(shí)現(xiàn)相對(duì)有區(qū)別的服務(wù)。
盡管上述線性規(guī)劃模型中涉及的計(jì)算隨著所建模的網(wǎng)絡(luò)的大小而增長(zhǎng)，但是即使非常大的網(wǎng)絡(luò)也可以通過(guò)將該網(wǎng)絡(luò)作為較小網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)對(duì)待來(lái)合理地建模。在上述ISP對(duì)等通信的情況下，分層簡(jiǎn)化是適當(dāng)?shù)?，因?yàn)榧词箻?gòu)成要素流迅速地來(lái)來(lái)回回，但總計(jì)ISP間話務(wù)僅沿著長(zhǎng)時(shí)間尺度改變。在網(wǎng)關(guān)背后的鄰域網(wǎng)絡(luò)的情形中，該模型可通過(guò)僅對(duì)通過(guò)該網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)流建模來(lái)簡(jiǎn)化。
分層地對(duì)待網(wǎng)絡(luò)時(shí)所涉及的簡(jiǎn)化對(duì)如何處理模型通知以下的層次級(jí)處的話務(wù)的問題懸而未決。解決這一問題的一種方法是用混合方法。在簡(jiǎn)單的單塊方法中，節(jié)點(diǎn)需求公平模型僅對(duì)節(jié)點(diǎn)的指定需求優(yōu)化帶寬利用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)變得完全負(fù)載時(shí)，需求分發(fā)中未指定的任何話務(wù)急變被丟棄。當(dāng)然，模型通知以下的層次級(jí)處的任何話務(wù)被包括在這一未指定的需求中，且由此易被丟棄。僅僅重新計(jì)算需求分布不是一種可接受的解決方案，因?yàn)檫@會(huì)引入不可接受的等待時(shí)間，尤其是當(dāng)需求急變是短暫的時(shí)候。為解決這些急變，混合方法僅向總網(wǎng)絡(luò)容量的一部分應(yīng)用該節(jié)點(diǎn)需求公平模型。保留剩余的部分以供急變使用。路由器在需求急變期間需要調(diào)用這一帶寬保留時(shí)使用傳統(tǒng)的盡力的路由。
該混合方法比這一特定情形所建議的能更一般地適用。該混合方法在向這些“小”流量應(yīng)用上述模型的結(jié)果不值得在路由和帶寬分配計(jì)算中包括小流量的計(jì)算成本的任何時(shí)候都是有用的。例如，許多網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100可有能力保留足夠的帶寬來(lái)充分地提供這些小流量，并且因此，通過(guò)在上述計(jì)算中包括小流量所提供的保證對(duì)這些環(huán)境中的通信質(zhì)量起極小的作用。模擬該混合方法的結(jié)果在下文第IV節(jié)中呈現(xiàn)。
由節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制產(chǎn)生的路由和帶寬分配表具有期望的屬性，即沿這些表所建議的路徑發(fā)送其分組是每一單獨(dú)節(jié)點(diǎn)的最大興趣。這是簡(jiǎn)單地根據(jù)最大公平機(jī)制使每一鏈路飽和的這一事實(shí)得出的。該機(jī)制建議沿路徑p從s發(fā)送到d的任何比例需求沿任何其它路徑將遇到更多的擁塞。
不幸的是，在某些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)可通過(guò)誤傳其真實(shí)的需求來(lái)增加其帶寬分配。其一個(gè)示例在圖14a和圖14b中示出。假定主機(jī)102和104期望與主機(jī)106通信，且各自的鏈路容量是200和1000Kbps。如果主機(jī)102和104都誠(chéng)實(shí)地報(bào)告其需求，則最大-最小公平路由(在這一情況下也是最大公平路由)如圖14a所示。不幸的是，如果主機(jī)104僅向主機(jī)102報(bào)告其需求，則帶寬分配將如圖14b所示。此處，主機(jī)104被給予對(duì)主機(jī)106的額外的100Kbps帶寬。這一誤傳問題在上述網(wǎng)關(guān)情形中不會(huì)發(fā)生，因?yàn)樵谠撉樾沃?，每一?jié)點(diǎn)只有一個(gè)需求，但是誤傳在更一般的設(shè)置中可以是問題的來(lái)源。
為解決這一誤傳問題，控制單元200用min{Ws，d，wd，s}替代報(bào)告的Ws，d(從s到d的需求)。這一改變使得有效的需求指定成為對(duì)發(fā)送者和接收者都是對(duì)稱的定量配給帶寬。這一改進(jìn)提供了對(duì)如剛考慮的某些服務(wù)拒絕攻擊的保護(hù)。
上文開發(fā)的線性規(guī)劃模型可導(dǎo)致大量的變量，對(duì)于具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)和m條邊的網(wǎng)絡(luò)有n(n-1)m個(gè)變量。一種更緊縮的公式改進(jìn)了節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制的可伸縮性。該緊縮公式將具有公共目的地的所有物體結(jié)合成具有多個(gè)源的單個(gè)物體。盡管變量是不同的，但是結(jié)果是相同的。該緊縮公式將變量的最大數(shù)量減少到nm。該緊縮公式在下文第IV節(jié)中報(bào)告的模擬中使用。
用于該緊縮公式的變量在以下表3中示出。該表后是最大公平線性規(guī)劃的緊縮形式。緊縮公式不能容易地允許離差約束，因?yàn)檠毓蚕砉材康牡氐倪叺牧鳜F(xiàn)在是不可區(qū)分的。
表3可伸縮多物流變量
(第一)maxλ(第二)maxΣs≠dfs,d]]>ws，dλ ≤fs，ds，d∈V，s≠dyi，j，d≥0 d∈V，(i，j)∈EΣd(yi,j,k+yj,i,d)≤ci,j]]>(i，j)∈EΣj:(s,j)∈E(ys,j,d-yj,s,d)=fs,d]]>s，d ∈V，s≠dfs.d≥0 s，d∈V，s≠d第IV節(jié)模擬結(jié)果本節(jié)呈現(xiàn)了模擬兩種節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制的結(jié)果。第一種機(jī)制使用了公平目標(biāo)函數(shù)(最大并發(fā)流)，而第二種機(jī)制使用了最大公平目標(biāo)函數(shù)。模擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由多達(dá)196個(gè)節(jié)點(diǎn)的二維網(wǎng)格組成，且所有的鏈路容量被設(shè)為1。模擬的目的是要了解節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制是如何影響網(wǎng)絡(luò)吞吐量、帶寬共享中的公平性以及多徑路由中的效率的。模擬也探究了節(jié)點(diǎn)需求公平性如何能夠提供區(qū)分的服務(wù)。兩種節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制都與當(dāng)前在因特網(wǎng)中使用的傳統(tǒng)的單個(gè)最短路徑路由進(jìn)行比較。
在本節(jié)中，一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的總計(jì)話務(wù)被稱為“流”。網(wǎng)絡(luò)吞吐量被定義為所有流吞吐量之和。這表示最大吞吐量流的目標(biāo)函數(shù)。
當(dāng)然，所有鏈路容量的總和形成了可能吞吐量的上界。實(shí)際達(dá)到該上界的通信模式是不合需要的，因?yàn)樗购艽笠徊糠止?jié)點(diǎn)對(duì)處于饑餓狀態(tài)中，如圖15所示。
浪費(fèi)鏈路容量是低吞吐量的顯而易見且明顯不合需要的原因。低吞吐量的另一原因是對(duì)遍歷長(zhǎng)路徑的流的帶寬分配。具有長(zhǎng)路徑的流比具有短路徑的流要求來(lái)自更多鏈路的容量，用于相同的端對(duì)端吞吐量。當(dāng)長(zhǎng)路徑流與一系列短路徑流共享帶寬時(shí)，增加分配給長(zhǎng)路徑流的帶寬量減少了對(duì)所有短路徑流的可用帶寬。盡管這會(huì)產(chǎn)生較低的總吞吐量，但是該結(jié)果并非不合需要的，因?yàn)樗婕伴L(zhǎng)路徑和短路徑流之間的合法策略折衷。
對(duì)于不均勻地分發(fā)的節(jié)點(diǎn)間需求的特殊情況，圖16示出了最大可能吞吐量、最大公平吞吐量、公平吞吐量和單個(gè)最短路徑(SSP)吞吐量。當(dāng)有一條以上最短路徑時(shí)，該模擬隨機(jī)地選擇一條。對(duì)于SSP，每一路由器應(yīng)用無(wú)偏的本地、按流帶寬共享策略。這一公平分配未能完全利用網(wǎng)絡(luò)容量一點(diǎn)也不令人驚奇。從上述對(duì)長(zhǎng)路徑流和短路徑流之間按的折衷的討論中，可以看到，最大和最大公平吞吐量之間按的差距是由最大分配對(duì)最短路徑的過(guò)分供應(yīng)而引起的。
圖17示出了對(duì)改變需求分布的吞吐量上的效果。模擬了節(jié)點(diǎn)對(duì)需求的均勻分布和斜率為2的Zipf分布。(為了比較，來(lái)自AOL用戶的站點(diǎn)訪問分布是斜率為-2.07的Zip分布。)還模擬了具有由節(jié)點(diǎn)需求公平機(jī)制分配的一半可用帶寬和被保留以供使用具有均勻需求的SSP分配的另一半帶寬的混合模式。
圖17示出Zipf結(jié)果非常類似于公平和最大公平機(jī)制的均勻結(jié)果。Zipf和均勻公平吞吐量都要比SSP吞吐量稍好一些。混合情況產(chǎn)生最佳吞吐量，但是這是其需求分布(既不是Zipf也不是均勻)的結(jié)果。對(duì)于上述網(wǎng)關(guān)情形，混合、最大公平情況向網(wǎng)關(guān)鏈路分配一半以下的帶寬。網(wǎng)關(guān)鏈路迅速地飽和，且剩余的帶寬被專用于產(chǎn)生高吞吐量的短流。
圖18繪制了改變需求分布的網(wǎng)絡(luò)利用上的效果。Zipf需求分布的高度拖尾的屬性在指定的目的地上可產(chǎn)生非常不均勻的分布，導(dǎo)致圍繞最普遍的目的地的瓶頸，從而降低了總體利用率。
當(dāng)評(píng)估路由和帶寬分配策略時(shí)，所達(dá)到的吞吐量是唯一的相關(guān)度準(zhǔn)則。如果是以降低需求滿意度為代價(jià)的，則較高的吞吐量不一定是好的。在上述模型中，λ精確地是需求滿意度的指示符。圖19a和19b比較了在各種設(shè)置下獲得的λ。對(duì)最大公平并且對(duì)SSP繪制了平均流量除以需求(平均λ)。混合結(jié)果示出較低級(jí)別的需求滿意度，因?yàn)榛旌闲枨蠓植技性趩蝹€(gè)網(wǎng)關(guān)上。均勻公平機(jī)制將SSP的需求滿意度平均提高了38％，而Zipf公平將SSP滿意度平均提高了25％。最大公平機(jī)制將平均λ提高了許多倍并不是令人驚奇的。在均勻需求分布中，平均λ完全與吞吐量成正比。在Zipf需求(如圖19b所示)中，最大公平分配的帶寬顯著過(guò)度供應(yīng)了許多小需求，從而產(chǎn)生非常大的平均λ。
最大公平模式并不較佳地實(shí)現(xiàn)最大-最小公平性。用和不用增加的約束模擬了在解決了初始最大并發(fā)流之后不公平性所出現(xiàn)的程度，該約束為不過(guò)度供應(yīng)任何歸一化節(jié)點(diǎn)fk≤wkk。對(duì)于吞吐量和對(duì)于平均λ的結(jié)果分別在圖20a和20b中示出。令人驚奇的結(jié)果是服從這些過(guò)度供應(yīng)約束的最大公平吞吐量幾乎下降到公平吞吐量的級(jí)別。由此，僅過(guò)度供應(yīng)約束就足以消除朝向短路徑的大多數(shù)偏斜，這些偏斜在最大化吞吐量時(shí)發(fā)生。圖20b的平均λ曲線圖呈現(xiàn)了同一數(shù)據(jù)的不同視圖，因?yàn)槠骄顺艘怨?jié)點(diǎn)數(shù)等于均勻分布需求的吞吐量。在圖20b中，過(guò)度供應(yīng)約束產(chǎn)生最大公平公式中的增長(zhǎng)速率，它最接近地跟蹤了公平公式中的增長(zhǎng)。更明顯的是，過(guò)度供應(yīng)約束足以消除短路徑偏斜。
最短單路徑路由最小化了任何分組依照鏈路度量所經(jīng)歷的等待時(shí)間。多物流公式不包括對(duì)路徑長(zhǎng)度的任何上界。直觀上，期望每一多徑的長(zhǎng)度接近于對(duì)應(yīng)的最短路徑的長(zhǎng)度，因?yàn)槿绻鄰绞褂迷S多不必要的鏈路，它將降低對(duì)其它流可用的帶寬，且可能導(dǎo)致全局上次最優(yōu)的帶寬分配。這是在與最大化吞吐量的目標(biāo)函數(shù)不同的目標(biāo)函數(shù)下的短路徑偏斜。
在多徑路由期間，分組所經(jīng)歷的平均路徑長(zhǎng)度是使用從i到j(luò)的、具有源s和目的地d的流的變量{xi，j，s，d}來(lái)定義的。設(shè)fs，d表示從源s到目的地d的總流量。從s到d的平均路徑長(zhǎng)度則為 除以從s到d的距離給出了多徑的拉伸，即，它長(zhǎng)于最短單路徑的因數(shù)。在使用均勻需求分布假設(shè)的多達(dá)25個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格的模擬中，拉伸總是1多徑路由不導(dǎo)致任何附加的等待時(shí)間，這符合關(guān)于短路徑偏斜的直觀表示。
上文的第III節(jié)討論了對(duì)離差約束的添加。第IV節(jié)中呈現(xiàn)的模擬結(jié)果不是基于這些離差約束的，但是無(wú)論如何，多徑是相當(dāng)分散的。為測(cè)量多徑的離差，定義平均離差度量。設(shè)Vars,d=1fs,d2Σ(i,j)xi,j,s,d2]]>是s和d之間的流量的方差。則設(shè)從s到d的平均離差為s和d之間的距離除以Vars，d。為給出對(duì)于這一定義的直觀表示，假定多徑簡(jiǎn)單地沿k個(gè)不相交的最短路徑的每一個(gè)路由了話務(wù)的一小部分1/k。則平均離差應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單地為k。
圖21繪制了對(duì)于具有均勻需求的6×6網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的流量的平均離差度量的分布。一半以上流經(jīng)歷了大于2的平均離差。這暗示即使沿該流的多徑的某些鏈路失效，許多流也將繼續(xù)經(jīng)歷顯著的吞吐量。
最終主機(jī)之間的服務(wù)可以通過(guò)它們的滿意度指定來(lái)區(qū)分。為模擬的目的，25個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的中間的節(jié)點(diǎn)被選為超級(jí)節(jié)點(diǎn)，其需求被認(rèn)為比其它節(jié)點(diǎn)的需求重要兩倍。對(duì)于來(lái)往于該超級(jí)節(jié)點(diǎn)的通信的需求相應(yīng)地也加倍。這一情況示出對(duì)于常規(guī)節(jié)點(diǎn)的λ從0.40輕微地下降到0.36，而對(duì)于超級(jí)節(jié)點(diǎn)的λ從0.40增加到0.72，為增長(zhǎng)1.8倍。這完全是期望的結(jié)果超級(jí)節(jié)點(diǎn)接收常規(guī)節(jié)點(diǎn)兩倍的帶寬，完全反映了帶寬指定。此外，常規(guī)節(jié)點(diǎn)的帶寬僅稍微降級(jí)以容納超級(jí)節(jié)點(diǎn)。采用增加數(shù)量的超級(jí)節(jié)點(diǎn)的模擬示出這是如何降低常規(guī)節(jié)點(diǎn)的帶寬和總網(wǎng)絡(luò)吞吐量的。圖22a和22b示出當(dāng)超級(jí)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量增長(zhǎng)時(shí)，超級(jí)節(jié)點(diǎn)和常規(guī)節(jié)點(diǎn)的需求滿意度級(jí)別僅逐漸下降，且超級(jí)節(jié)點(diǎn)總是接收常規(guī)節(jié)點(diǎn)兩倍的帶寬。由此，本發(fā)明的方法可通過(guò)簡(jiǎn)單地改變需求分布來(lái)支持區(qū)分的服務(wù)。
鑒于可應(yīng)用本發(fā)明的原理的許多可能的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，此處相對(duì)于附圖所描述的實(shí)施例僅意味著說(shuō)明性的，且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所示的實(shí)施例可以被擴(kuò)展以覆蓋分層和混合體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，而不偏離本發(fā)明的精神。盡管本發(fā)明是按照軟件模塊或組件來(lái)描述的，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這可以由硬件組件來(lái)等效地替代。因此，此處所描述的本發(fā)明構(gòu)想所有這樣的實(shí)施例都落入所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)通信鏈路以及控制單元的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，一種用于控制單元產(chǎn)生路由信息的方法，所述方法包括接收關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔?；接收?jié)點(diǎn)間通信信息；以及對(duì)至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的拓?fù)湫畔⒁约八邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境包括虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，并且還包括到因特網(wǎng)的通信鏈路。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境包括相鄰的網(wǎng)絡(luò)，并且還包括到因特網(wǎng)的通信鏈路。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境是分層通信環(huán)境，并且其中，所述多個(gè)通信鏈路中的至少一個(gè)包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的虛擬通信鏈路，所述虛擬通信鏈路包括多個(gè)物理通信鏈路。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境包括因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商對(duì)等環(huán)境。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)通信鏈路中的至少一個(gè)是從一個(gè)組中選出的，所述組包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路、廣播鏈路、有線鏈路、無(wú)線鏈路、電鏈路、光纖鏈路、紅外鏈路和無(wú)線電鏈路。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)通信鏈路中的至少一個(gè)是從一個(gè)組中選出的，所述組包括包括多個(gè)物理通信鏈路的虛擬通信鏈路、以及包括多個(gè)單跳步通信鏈路的多跳步通信鏈路。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制單元是所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)既是主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)又是路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收拓?fù)湫畔◤乃鲋辽僖粋€(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收拓?fù)湫畔ⅰ?br>
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，接收拓?fù)湫畔ń邮諒囊粋€(gè)組中選出的信息，所述組包括連接到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)通信鏈路的容量、以及連接到與所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接的通信鏈路的至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收節(jié)點(diǎn)間通信信息包括從至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)節(jié)點(diǎn)接收節(jié)點(diǎn)間通信信息。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，接收節(jié)點(diǎn)間通信信息包括接收選自一個(gè)組的信息，所述組包括從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)期望流率以及從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)期望流率、相對(duì)于從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率的期望流率。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算路由信息包括從所接收的拓?fù)湫畔⒅袠?gòu)造所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的映射圖。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算路由信息包括歸一化所接收的節(jié)點(diǎn)間通信信息。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收節(jié)點(diǎn)間通信信息包括接收一對(duì)期望流率，該對(duì)的第一成員是從第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率，該對(duì)的第二成員是從所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率，并且其中，計(jì)算路由信息包括僅使用該對(duì)的較小流率。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收節(jié)點(diǎn)間通信信息包括接收從源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率，并且其中，計(jì)算路由信息包括將具有共同的目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一組期望流率作為單個(gè)期望流率來(lái)對(duì)待。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)通信鏈路包括多個(gè)無(wú)線鏈路，其中，第一無(wú)線通信鏈路上的流干擾第二無(wú)線通信鏈路上的流，并且其中，計(jì)算路由信息包括約束所述第二無(wú)線通信鏈路上的所分配的流以解決所述干擾。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算路由信息包括約束跨一個(gè)通信鏈路路由的已分配流率的一小部分。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算路由信息包括約束通過(guò)一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)路由的已分配流的一小部分。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算路由信息包括向所接收的拓?fù)湫畔⒑退邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息應(yīng)用最大公平算法。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，應(yīng)用最大公平算法包括為一對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算期望流率。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，應(yīng)用最大公平算法包括最大化所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中服從最大化已分配流率與期望流率之比的最小值的約束的已分配流率的總和。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息包括為所述控制單元計(jì)算路由信息。
25.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息包括為與所述控制單元不同的路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息，所述方法答還包括將所計(jì)算的路由信息發(fā)送到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息包括計(jì)算多徑路由信息，所述多徑路由信息包括用于從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多條路徑的路由概率。
27.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括接收關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的更新的拓?fù)湫畔?；接收更新的?jié)點(diǎn)間通信信息；以及對(duì)至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算更新的路由信息，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的更新的拓?fù)湫畔⒑退邮盏母碌墓?jié)點(diǎn)間通信信息。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，接收更新的拓?fù)湫畔?、接收更新的?jié)點(diǎn)間通信信息、以及計(jì)算更新的路由信息是周期性地執(zhí)行的。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，計(jì)算更新的路由信息包括將不提供更新信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移去不予考慮。
30.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息，所述計(jì)算至少部分地基于接收到的拓?fù)湫畔⒑徒邮盏降墓?jié)點(diǎn)間通信信息。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，計(jì)算帶寬分配信息包括從所接收的拓?fù)湫畔⒅袠?gòu)造所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的映射圖。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，計(jì)算帶寬分配信息包括歸一化接收的節(jié)點(diǎn)間通信信息。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，接收節(jié)點(diǎn)間通信信息包括接收一對(duì)期望流率，該對(duì)的第一成員是從第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率，該對(duì)的第二成員是從所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率，并且其中，計(jì)算帶寬分配信息包括僅使用該對(duì)中較小的流率。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，接收節(jié)點(diǎn)間通信信息包括接收從源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率，并且其中，計(jì)算帶寬分配信息包括將具有共同的目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一組期望流率作為單個(gè)期望流率來(lái)對(duì)待。
35.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，計(jì)算帶寬分配信息包括向接收的拓?fù)湫畔⒑徒邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息應(yīng)用最大公平算法。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，應(yīng)用最大公平算法包括為一對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算期望流率。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，應(yīng)用最大公平算法包括最大化所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中服從最大化已分配流率與期望流率之比的最小值的約束的已分配流率的總和。
38.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息包括為所述控制單元計(jì)算帶寬分配信息。
39.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息包括為與所述控制單元不同的路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息，所述方法還包括將所計(jì)算的帶寬分配信息發(fā)送到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
40.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息包括為從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳出的通信鏈路計(jì)算在傳入到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路上接收的帶寬的分配。
41.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括接收關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的更新的拓?fù)湫畔ⅲ唤邮崭碌墓?jié)點(diǎn)間通信信息；以及為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算更新的帶寬分配信息，所述計(jì)算至少部分地基于接收的更新拓?fù)湫畔⒑徒邮盏母鹿?jié)點(diǎn)間通信信息。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，接收更新的拓?fù)湫畔?、接收更新的?jié)點(diǎn)間通信信息、以及計(jì)算更新的帶寬信息是周期性地執(zhí)行的。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，計(jì)算更新的帶寬分配信息包括將不提供更新信息的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移去不予考慮。
44.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括接收關(guān)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)信息；并且其中，計(jì)算帶寬分配信息包括對(duì)來(lái)自該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的帶寬給予優(yōu)先級(jí)。
45.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括接收帶寬保留因數(shù)；并且其中，計(jì)算帶寬分配信息包括僅分配可用帶寬的一小部分，所述一小部分是至少部分地由所述帶寬保留因數(shù)確定的。
46.一種包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于執(zhí)行一種在網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中用于控制單元產(chǎn)生路由信息的方法，所述方法包括接收關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔?；接收?jié)點(diǎn)間通信信息；以及對(duì)至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的拓?fù)湫畔⒁约八邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息。
47.在包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)通信鏈路、以及控制單元的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，一種用于路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將信息路由到所述路由器的傳出通信鏈路的方法，所述方法包括向所述控制單元發(fā)送關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔?；從所述控制單元接收路由信息；從所述控制單元接收帶寬分配信息；選擇一傳出通信鏈路用于發(fā)送信息，所述選擇至少部分地基于所接收的路由信息；以及至少一傳出通信鏈路擁塞時(shí)，在通過(guò)傳入通信鏈路接收的信息中分配所述傳出通信鏈路的帶寬，所述分配至少部分地基于所接收的帶寬分配信息。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述路由器的傳出通信鏈路之一是從一個(gè)組中選擇的，所述組包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路、廣播鏈路、有線鏈路、無(wú)線鏈路、電鏈路、光纖鏈路、紅外鏈路和無(wú)線電鏈路。
49.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述路由器的傳出通信鏈路之一是從一個(gè)組中選擇的，所述組包括包括多個(gè)物理通信鏈路的虛擬通信鏈路、以及包括多個(gè)單步跳通信鏈路的多跳步通信鏈路。
50.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)既是主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)又是路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
51.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，發(fā)送拓?fù)湫畔òl(fā)送從一個(gè)組中選擇的信息，所述組包括連接到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)通信鏈路的容量、以及連接到與所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接的通信鏈路的至少一個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。
52.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，接收路由信息包括接收多徑路由信息，所述多徑路由信息包括用于從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多條路徑的路由概率。
53.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，接收帶寬分配信息包括對(duì)于從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳出的通信鏈路，接收在傳入到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路上接收的帶寬的分配。
54.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，還包括向所述控制單元發(fā)送關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的更新的拓?fù)湫畔ⅲ粡乃隹刂茊卧邮崭碌穆酚尚畔?；以及從所述控制單元接收更新的帶寬分配信息?br>
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其特征在于，發(fā)送更新的拓?fù)湫畔?、接收更新的路由信息以及接收更新的帶寬分配信息是周期性地?zhí)行的。
56.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，還包括選擇一傳出通信鏈路用于發(fā)送信息，所述選擇至少部分地基于所述傳出通信鏈路的未分配帶寬的量。
57.一種包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中的路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將信息路由到路由器的傳出通信鏈路的方法，所述方法包括向所述控制單元發(fā)送關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔?；從所述控制單元接收路由信息；從所述控制單元接收帶寬分配信息；選擇一傳出通信鏈路用于發(fā)送信息，所述選擇至少部分地基于所接收的路由信息；以及至少一傳出通信鏈路擁塞時(shí)，在通過(guò)傳入通信鏈路接收的信息中分配所述傳出通信鏈路的帶寬，所述分配至少部分地基于所接收的帶寬分配信息。
58.在包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)通信鏈路、以及控制單元的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，一種用于主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向所述控制單元提供信息的方法，所述方法包括收集節(jié)點(diǎn)間通信信息；向所述控制單元發(fā)送所收集的節(jié)點(diǎn)間通信信息；收集更新的節(jié)點(diǎn)間通信信息；以及向所述控制單元發(fā)送所收集的更新的節(jié)點(diǎn)間通信信息。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)既是主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)又是路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
60.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，收集節(jié)點(diǎn)間通信信息包括收集從一個(gè)組中選擇的信息，所述組包括從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)期望流率以及從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)期望流率、相對(duì)于從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率的期望流率。
61.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，收集和發(fā)送更新的節(jié)點(diǎn)間通信信息是周期性地執(zhí)行的。
62.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，還包括向所述控制單元發(fā)送關(guān)于所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)信息。
63.一種包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向控制單元提供信息的方法，所述方法包括收集節(jié)點(diǎn)間通信信息；向所述控制單元發(fā)送所收集的節(jié)點(diǎn)間通信信息；收集更新的節(jié)點(diǎn)間通信信息；以及向所述控制單元發(fā)送所收集的更新的節(jié)點(diǎn)間通信信息。
64.一種用于產(chǎn)生路由信息的控制單元系統(tǒng)，所述控制單元系統(tǒng)包括通信接收器，它被配置成用于接收關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔?，以及用于接收?jié)點(diǎn)間通信信息；處理器，它被配置成用于對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中的至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的拓?fù)湫畔⒑退邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息；以及路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含由所述處理器計(jì)算的路由信息。
65.如權(quán)利要求64所述的控制單元系統(tǒng)，其特征在于，所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與所述控制單元系統(tǒng)不同，所述控制單元系統(tǒng)還包括通信發(fā)送器，它被配置成用于將所計(jì)算的路由信息發(fā)送到所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
66.如權(quán)利要求64所述的控制單元系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還被配置成用于為所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的拓?fù)湫畔⒑退邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息；所述控制單元系統(tǒng)還包括帶寬分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含由所述處理器計(jì)算的帶寬分配信息。
67.如權(quán)利要求66所述的控制單元系統(tǒng)，其特征在于，所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同于所述控制單元系統(tǒng)，所述控制單元系統(tǒng)還包括通信發(fā)送器，它被配置成用于向所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送所計(jì)算的帶寬分配信息。
68.一種用于將信息路由到路由器的傳出通信鏈路的路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)包括多個(gè)傳出通信鏈路；多個(gè)傳入通信鏈路；通信發(fā)送器，它被配置成用于發(fā)送關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔?；通信接收器，它被配置成用于接收路由信息以及用于接收帶寬分配信息；路由信息?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含所接收的路由信息；帶寬分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含所接收的帶寬分配信息；以及路由處理器，它被配置成用于選擇一傳出通信鏈路用于發(fā)送信息，所述選擇至少部分地基于所接收的路由信息，并且用于至少在傳出通信鏈路擁塞時(shí)在傳入通信鏈路上接收的信息中分配所述傳出通信鏈路的帶寬，所述分配至少部分地基于所接收的帶寬分配信息。
69.一種用于提供信息的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)包括收集器，它被配置成用于收集節(jié)點(diǎn)間通信信息；節(jié)點(diǎn)間通信信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含所收集的節(jié)點(diǎn)間通信信息；以及通信發(fā)送器，它被配置成用于發(fā)送所收集的節(jié)點(diǎn)間通信信息。
70.如權(quán)利要求69所述的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含關(guān)于所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)信息，并且其中，所述通信發(fā)送器還被配置成用于發(fā)送所述優(yōu)先級(jí)信息。
71.在網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中，一種用于產(chǎn)生和使用路由信息的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)通信鏈路；控制單元，它包括被配置成用于接收關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔⒁约坝糜诮邮展?jié)點(diǎn)間通信信息的通信接收器；被配置成用于為至少一個(gè)路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算路由信息的處理器，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的拓?fù)湫畔⒑退邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息；包含由所述處理器計(jì)算的路由信息的路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；以及被配置成用于發(fā)送所計(jì)算的路由信息的通信發(fā)送器；所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括被配置成發(fā)送關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的拓?fù)湫畔⒌耐ㄐ虐l(fā)送器；被配置成用于接收路由信息的通信接收器；包含所接收的路由信息的路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；以及被配置成用于選擇一傳出通信鏈路用于發(fā)送信息的路由處理器，所述選擇至少部分地基于所接收的路由信息；以及主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括被配置成用于收集節(jié)點(diǎn)間通信信息的收集器；包含所收集的節(jié)點(diǎn)間通信信息的節(jié)點(diǎn)間通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；以及被配置成用于發(fā)送所收集的節(jié)點(diǎn)間通信信息的通信發(fā)送器。
72.如權(quán)利要求71所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元的處理器還被配置成用于為所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算帶寬分配信息，所述計(jì)算至少部分地基于所接收的拓?fù)湫畔⒑退邮盏墓?jié)點(diǎn)間通信信息；其中，所述控制單元還包括帶寬分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含由所述處理器計(jì)算的帶寬分配信息；其中，所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信接收器還被配置成用于接收帶寬分配信息；其中，所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還包括帶寬分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含所接收的帶寬分配信息；以及其中，所述路由處理器被配置成至少在傳出通信鏈路擁塞時(shí)，從在傳入通信鏈路上接收的信息中分配所述傳出通信鏈路的帶寬，所述分配至少部分地基于所接收的帶寬分配信息。
73.一種包含用于主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)間通信信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述節(jié)點(diǎn)間通信信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括第一數(shù)據(jù)字段，它包含標(biāo)識(shí)與所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同的第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)字段，它包含表示從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信的期望流率的數(shù)據(jù)。
74.如權(quán)利要求73所述的節(jié)點(diǎn)間通信信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)字段中表示期望流率的數(shù)據(jù)是從一個(gè)組中選擇的，所述組包括從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的絕對(duì)期望流率以及從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)期望流率、相對(duì)于從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率的期望流率。
75.如權(quán)利要求73所述的節(jié)點(diǎn)間通信信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第三數(shù)據(jù)字段，它包含標(biāo)識(shí)與所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同且與所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同的第三網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；以及第四數(shù)據(jù)字段，它包含表示從所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第三網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的期望流率的數(shù)據(jù)。
76.如權(quán)利要求73所述的節(jié)點(diǎn)間通信信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第三數(shù)據(jù)字段，它包含表示關(guān)于所述主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)信息的數(shù)據(jù)。
77.一種包含用于路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多徑路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述多徑路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括第一數(shù)據(jù)字段，它包含標(biāo)識(shí)目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)字段，它包含標(biāo)識(shí)從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第一路徑的數(shù)據(jù)；第三數(shù)據(jù)字段，它包含表示第一路徑的路由概率的數(shù)據(jù)；第四數(shù)據(jù)字段，它包含表示從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第二路徑的數(shù)據(jù)；以及第五數(shù)據(jù)字段，它包含表示所述第二路徑的路由概率的數(shù)據(jù)。
78.如權(quán)利要求77所述的多徑路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)字段中標(biāo)識(shí)第一路徑的數(shù)據(jù)包括從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第一路徑上的下一跳步的標(biāo)識(shí)符。
79.如權(quán)利要求77所述的多徑路由信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第六數(shù)據(jù)字段，它包含標(biāo)識(shí)第二目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；以及第七數(shù)據(jù)字段，它包含標(biāo)識(shí)從所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述第二目的地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的路徑的數(shù)據(jù)。
80.一種包含用于路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的帶寬分配信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述帶寬分配信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括第一數(shù)據(jù)字段，它包含表示所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳出通信鏈路的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)字段，它包含表示對(duì)所述傳輸通信鏈路，在所述路由器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳入通信鏈路上接收的帶寬的分配的數(shù)據(jù)。
81.如權(quán)利要求80所述的帶寬分配信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第三數(shù)據(jù)字段，它包含表示所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第二傳出通信鏈路的數(shù)據(jù)；以及第四數(shù)據(jù)字段，它包含表示對(duì)所述第二傳出通信鏈路，在所述路由器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳入通信鏈路上接收的帶寬的分配的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種路由和帶寬分配系統(tǒng)最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)在共享網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)維護(hù)全局公平性。從所收集的全局網(wǎng)絡(luò)信息中，為路由器(110－118)計(jì)算路由表和帶寬分配策略。在某些實(shí)施例中，計(jì)算涉及應(yīng)用多物流方法來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)資源的“最大公平”分配。盡管在某些實(shí)施例中，每一路由器(110－118)收集全局網(wǎng)絡(luò)信息，然后本地產(chǎn)生其自己的路由和帶寬分配表，但是對(duì)于集中式的可信控制單元執(zhí)行該計(jì)算然后將結(jié)果分發(fā)到路由器(110－118)而言，在計(jì)算和安全性發(fā)明方面可以更簡(jiǎn)單和廉價(jià)。所計(jì)算的路由表可以包括導(dǎo)致更大的鏈路利用和對(duì)鏈路失效的健壯性的多條路徑(112－114)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1802815SQ200480015588
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者J·D·督納甘, J·王 申請(qǐng)人:微軟公司