DE60108387T2

DE60108387T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Dienstdifferenzierung in einem Datennetzwerk

Info

Publication number: DE60108387T2
Application number: DE60108387T
Authority: DE
Inventors: Stefaan Jozef De Cnodder; Bart Alfons Peter Van Doorselaer; Jan Bouwen
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: US20030048791A1; DE60108387D1; EP1294134A1; EP1294134B1; ATE287169T1; US7881190B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dienstdifferenzierung in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen unterstützt, so dass Internet-Dienstanbieter eine Preis-Strategie bezüglich der Vielzahl von Dienstklassen realisieren können, die zu höheren Gewinnen außerhalb der Hauptverkehrsstunden führt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beim Transmission Control Protocol/Internetwork Protocol (TCP/IP) handelt es sich um zwei Protokolle, die entwickelt wurden, um Computersysteme miteinander zu verbinden, die unterschiedliche Betriebssysteme und Netzwerk-Technologien verwenden. Anwendungs- oder Prozessdaten, die mit TCP/IP übertragen werden, sind "paketiert" und durchlaufen als solche die vier Ebenen des TCP/IP-Protokolls. TCP-Verkehr wird typischerweise von einer Quelle erzeugt, die an ein LAN, z.B. Ethernet, usw. angeschlossen ist und wird durch einen Internet-Protokoll-(IP)-Edge-Router für ein Zugangsnetz gesammelt, in dem eine andere Verbindungsebenen-Technologie verwendet wird, wie z.B. ATM (Asynchronous Transfer Mode). (Das Zugangsnetz muss jedoch nicht notwendigerweise ein ATM-Netz sein, sondern kann ein komplettes IP-Netz, ein komplettes Ethernet, usw. sein). Blockierungen im Edge-Router treten auf, wenn die im Zugangsnetz verfügbare Bandbreite den vom LAN erzeugten gesammelten Verkehr nicht unterstützen kann. Während das Zugangsnetz seinen eigenen Mechanismus zur Verkehrssteuerung haben kann, endet dessen Wirkung an Edge-Routern, z.B. an der Schnittstelle zwischen zwei Netzen, und folglich wird die Ende-zu-Ende-Leistungsfähigkeit nicht verbessert.
Wenn in einem paketvermittelten System am Edge-Router eine Blockierung auftritt, muss eine Strategie zum Verwerfen von Paketen im Paketpuffer implementiert werden. Mit der Einführung differenzierter Dienste im Internet können Internet-Dienstanbieter (ISPs) ihre Dienste (diffserv) so differenzieren, dass ein Teilnehmer die Klasse der Paketverzögerung oder des Paketverlustes auswählen kann, denen die Pakete des Teilnehmers ausgesetzt sind.
Zum Beispiel kann der Teilnehmer mit diffserv verschiedene Dienstklassen auswählen, mit einer geringen Verzögerung oder einer geringen Wahrscheinlichkeit für einen Paketverlust zu hohen Kosten, einer mittleren Verzögerung oder einer mittleren Wahrscheinlichkeit für einen Paketverlust zu mittleren Kosten und einer hohen Verzögerung oder einer hohen Wahrscheinlichkeit für einen Paketverlust zu geringen Kosten.
Somit können Internet-Dienstanbieter (ISPs) ihre Dienste differenzieren und verschiedene Preis-Strategien realisieren, so dass eine bessere Dienstklasse den Endanwender mehr Geld kostet.
Da dieser Wert relativ ist, wird der Teilnehmer für dieselbe Verzögerungs- oder Paket-Verlustwahrscheinlichkeits-Klasse außerhalb der Hauptverkehrsstunden einen sehr guten Dienst und innerhalb der Hauptverkehrsstunden einen schlechten Dienst erfahren. In der Tat ist die Auswahl relativ und daher werden außerhalb der Hauptverkehrsstunden alle Teilnehmer die preiswerte Dienstklasse mit der hohen Verzögerung oder der hohen Paket-Verlustwahrscheinlichkeit wählen, da sie in diesem Moment einen guten Dienst liefern wird (absolut gesehen).
Da außerhalb der Hauptverkehrsstunden das Netzwerk nicht stark belastet ist und die Unterschiede in den Verzögerungs- oder Paket-Verlustwahrscheinlichkeits-Dienstklassen so klein sind, dass alle Teilnehmer dazu tendieren werden, die preiswerteste Dienstklasse mit der hohen Verzögerung oder der hohen Paket-Verlustwahrscheinlichkeit zu wählen, die eine nur unwesentlich größere Verzögerung bietet als die teure Dienstklasse mit der geringen Verzögerung oder Paket- Verlustwahrscheinlichkeit, ist der Gesamt-Gewinn für den ISP außerhalb der Hauptverkehrsstunden kleiner.
Lösungen nach dem bisherigen Stand der Technik zur Behandlung des Problems des Verwerfens von Paketen in einem Paketpuffer sind Rear Dropping, Front Dropping, Priority Dropping und Random Drop.
Beim Rear Dropping werden Pakete hinten aus dem Puffer verworfen (d.h. es werden eintreffende Pakete verworfen, bis der Puffer nicht mehr voll ist) – unabhängig von der Priorität oder der Wichtigkeit des Paketes.
Beim Front Dropping werden Pakete vorne aus der Warteschlange verworfen, wodurch sich sowohl die mittlere Puffer-Verzögerungszeit als auch die Gesamt-Verlust-Leistungsdaten für Verkehr mit engen Zeitanforderungen verbessern, aber erneut unabhängig von der Priorität oder der Wichtigkeit des Paketes.
Beim Priority Dropping werden eintreffende Pakete mit einer Prioritäts-Markierung versehen (wodurch Paketklassen eingeführt werden), und es werden Pakete mit geringer Priorität verworfen. Obwohl diese Strategie die Wahrscheinlichkeit des Verwerfens von Paketen hoher Priorität verringert, wird dieses Ergebnis auf Kosten einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit des Verwerfens von Paketen geringer Priorität erreicht.
Beim Random Drop, auch als Random Early Detection oder Random Early Drop (RED) bekannt (siehe "Random Early Detection Gateways for Congestion Avoidance", Sally Floyd und Van Jacobsen, 1993 IEEE/ACM Transactions on Networking), wird auf der Grundlage der Warteschlangen-Größe (oder des Blockierungsgrades) eine Verwerf-Wahrscheinlichkeit berechnet, und es wird für große Warteschlangen eine hohe Verwerf-Wahrscheinlichkeit zugewiesen und für kleine Warteschlangen eine kleine Verwerf-Wahrscheinlichkeit. Meistens erhöht sich die Verwerf-Wahrscheinlichkeit linear mit dem Grad der Blockierung. Das bedeutet, dass in Zeiten kleiner Blockierung die Warteschlangen klein sind und somit auch die Verwerf-Wahrscheinlichkeiten. Dies führt zu der Tatsache, dass fast kein Unterschied zwischen verschiedenen Pakettypen/Prioritäten besteht: Alle Pakete haben kleine Verwerf-Wahrscheinlichkeiten. Hier wird der Grad der Wichtigkeit berücksichtigt: Pakete mit einem kleineren Wichtigkeitsgrad bekommen zum Beispiel eine Verwerf-Wahrscheinlichkeit, die 5-mal größer ist als die von Paketen mit einem hohen Wichtigkeitsgrad.
Speziell beim RED-Verfahren werden Pakete verworfen bevor der Puffer gesättigt ist. Der Puffer wird überwacht und wenn die mittlere Pufferbelegung eine bestimmte Schwelle überschreitet, werden Pakete gemäß einem zufälligen Test verworfen (z.B. mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit, die eine Funktion der mittleren Pufferbelegung ist (beweglicher Zeit-Mittelwert)), was dazu führt, dass TCP-Verbindungen ihre Fenster zufällig abschneiden. Dies ist insbesondere effektiv zur Desynchronisierung der Fenster. Speziell bei einem FIFO-RED-Verfahren werden von Verbindungen, welche die Verbindungsstrecke mehr benutzen, wahrscheinlich mehr Pakete verworfen und folglich wird ihre Fenstergröße abgeschnitten. Dies tendiert dazu, die Vorbelastung für diese Verbindungen hoher Datenrate zu verringern. Weil der RED-Algorithmus das Verwerfen von Paketen ohne Berücksichtigung der Eigenschaften eines Flusses erlaubt, können Pakete in einem Fluss verworfen werden, der von hoher Wichtigkeit für die System-Leistungsfähigkeit, aber nicht für die Blockierung im System verantwortlich ist. Die Gesamt-System-Leistungsfähigkeit erhöht sich, wenn man die Verwerf-Wahrscheinlichkeiten für Flüsse erhöht, welche die Blockierung verursachen.
Andere Lösungen haben sich auf Präferenzen bestimmter Teilnehmer konzentriert. Das heißt, ein Fluss eines bevorzugten Teilnehmers kann eine Verwerf-Wahrscheinlichkeits-Kurve (d.h. Warteschlange höherer Priorität) haben, deren Werte im Vergleich zu einer Kurve, die einem nicht bevorzugten Teilnehmer zugeordnet ist, kleiner sind. Als Folge davon können Flüsse, die zu einem bevorzugten Teilnehmer gehören, profitieren, aber die System-Leistungsfähigkeit wird nicht verbessert.
Das US-Patent US 5 553 061 (Waggener JR William N et al) vom 3. September 1996 (1996-09-03) mit dem Titel "Packet Processor Naving Service Priority and Loss Priority Features" beschreibt einen Paket-Prozessor, der Prioritäten und Verlust-Prioritäten verwendet, um eine Dienstklasse für Paketdaten festzulegen. Die Dienst-Priorität wird dazu benutzt, die Priorität zu bestimmen, mit der Pakete aus dem Paket-Prozessor geleitet werden. Die Verlust-Priorität wird dazu benutzt, zu bestimmen, welche Pakete, falls überhaupt, verworfen werden, wenn der Füllstand des Puffers einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Wenn ein Paket empfangen wird, wird der Füllstand des Paket-Puffers und/oder einer Warteschlange innerhalb des Puffers überprüft, um festzustellen, ob ein Schwellwert erreicht ist. Auf der Grundlage der Verlust-Priorität und des Füllstandes des Puffers wird eine Entscheidung getroffen, ob das Paket verworfen wird. Ein Puffer-Manager untersucht den Füllstand jeder Warteschlange im Puffer und bestimmt, welche Klasse von Paketen aus dem Puffer auszulesen ist.
Die IEEE-Publikation mit der Referenz XP-000875308, veröffentlicht in IEEE Network – September/Oktober 1999 mit dem Titel "A Case for Relative Differentiated Services and the Proportional Differentiation Model" beschreibt ein Verfahren zur Dienstdifferenzierung in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen unterstützt. Dies wird auf Seite 28, rechte Spalte, Zeile 1–17 beschrieben. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte:

– Zuweisung eines vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wertes zu jeder aus einer zugehörigen Vielzahl von Dienstklassen von Paketen in einem Datenstrom, wobei der Dienstklassen-Wert sich gemäß einem Wichtigkeitsgrad jeder der zugehörigen Dienstklassen unterscheidet (siehe Seite 28, rechte Spalte, Zeile 6–8) und folgenden Schritt:
– Verzögern und Verwerfen der Pakete gemäß dem vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wert und gemäß einer Last im Datennetz (siehe Seite 32, rechte Spalte, Zeile 1–4). Das Problem mit allen diesen Verfahren ist jedoch, dass sie nur den Paketverlust steuern und nicht den Gewinn des ISP berücksichtigen. Insbesondere wird unabhängig von dem Typ der Strategien zum Verwerfen von Paketen, die oben implementiert wurden, durch die Entscheidung des Teilnehmers für die preiswerteste hohe Verzögerung und die hohe Paket-Verlustwahrscheinlichkeit außerhalb der Hauptverkehrsstunden der Gesamt-Gewinn des ISP verringert.

Demgemäß ist es erforderlich, einen Weg zu finden, Pakete so zu verwerfen, dass Pakete geringer Priorität eine garantierte, nicht zu vernachlässigende Verwerf-Wahrscheinlichkeit oder Verzögerung haben, so dass der Dienst zwischen den verschiedenen Dienstklassen sowohl innerhalb als auch außerhalb der Hauptverkehrsstunden besser differenziert ist, und der ISP bessere "absolute" Paket-Verlustwahrscheinlichkeits-Werte oder Verzögerungs-Dienst-Werte bei erhöhtem Gewinn anbieten kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Dienste in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen unterstützt, zu differenzieren, indem eine Preis-Strategie implementiert wird, so dass der Gewinn für den ISP außerhalb der Hauptverkehrsstunden erhöht wird. Das Verfahren der Dienstdifferenzierung umfasst die Zuordnung eines vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wertes zu jeder aus einer zugehörigen Vielzahl von Dienstklassen von Paketen in einem Datenstrom, wobei der vorbestimmte Dienstklassen-Wert sich gemäß einem Wichtigkeitsgrad jeder aus der zugehörigen Vielzahl von Dienstklassen unterscheidet; und entweder Verzögern und Verwerfen der Pakete gemäß dem vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wert und gemäß einer Last im Datennetz.
Hierbei umfasst das Verfahren weiterhin die kennzeichnenden Schritte des Anspruchs 1.
Das Verfahren wird implementiert, indem ein Klassifizierer, wie z.B. ein Computer, Edge-Router, usw. verwendet wird, der den vorbestimmten Dienstklassen-Wert zuordnet, indem ein Mechanismus zur Verlust-/Verzögerungs-Überwachung verwendet wird, wie z.B. eine Warteschlangen-Überwachung.
Es wurden ziemlich umfangreich die wichtigeren Eigenschaften der Erfindung beschrieben, damit die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, und damit der vorliegende Beitrag zum Stand der Technik besser eingeschätzt werden kann. Es gibt natürlich zusätzliche Eigenschaften der Erfindung, die im Folgenden beschrieben werden und Thema der beigefügten Ansprüche sind.
Bevor mindestens eine Ausführung der vorliegenden Erfindung detailliert erklärt wird, muss in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf Konstruktionsdetails und Anordnungen der Komponenten begrenzt ist, wie sie in der folgenden Beschreibung angegeben oder in den Zeichnungen illustriert werden. Die Erfindung eignet sich für andere Ausführungen und zum praktischen Einsatz und zur Ausführung auf verschiedene Weisen. Es muss auch verstanden werden, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie, sowie die unten angegebene Kurzfassung zum Zweck der Beschreibung dienen und nicht als Einschränkung betrachtet werden dürfen.
Somit kann ein Fachmann einschätzen, dass die Konzeption, auf der diese Offenlegung basiert, leicht als Grundlage für die Konstruktion anderer Strukturen, Verfahren und Systeme zur Durchführung der mehreren Ziele der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Es ist daher wichtig, dass die Ansprüche so betrachtet werden, dass sie solche äquivalenten Konstruktionen enthalten, insoweit sie nicht vom Geist und vom Umfang der Verfahren und Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung abweichen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung des Mechanismus für die künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Mechanismus für die künstliche Paket-Verzögerung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Dienstdifferenzierung in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen unterstützt, so dass der Internet-Dienstanbieter (ISP) eine Preis-Strategie implementieren kann, die zu höheren Gewinnen außerhalb der Hauptverkehrsstunden führt.
Wie in den 1 und 2 in unterschiedlichen Aspekten der vorliegenden Erfindung gezeigt, enthält die Vorrichtung 10 zur Dienstdifferenzierung in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen hat (als Dienstklassen 1–4 gezeigt), einen Klassifizierer 20, der ein Computer, ein Core-Router, ein Edge-Router, usw. sein kann, und der ein Mittel zur Differenzierung zwischen Paketen (d.h. eine Vorrichtung zur Differenzierung von Paket-Dienstklassen) aufweist, bei dem es sich entweder um ein Mittel zum Verwerfen von Paketen (d.h. Paket-Verwerfer 30 (siehe 1)) oder ein Mittel zum Verzögern von Paketen (d.h. Paket-Verzögerer 40 (siehe 2)) handelt.
Speziell fügt die vorliegende Erfindung eine weitere Ebene zu den Verfahren zum Verwerfen oder Verzögern von Paketen nach dem bisherigen Stand der Technik hinzu, die im Abschnitt über den Hintergrund der Erfindung erläutert wurden, indem der ISP im Edge-Router 20, der den Paket-Verwerfer 30 oder den Paket-Verzögerer 40 benutzt, einen vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wert hinzufügen kann, der entweder eine vorbestimmte oder eine künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit (AP in 1) oder eine künstliche Paket-Verzögerung (AD in 2) ist, und die auf der Grundlage des Diensttyp-(TOS)-Bytes im IP-Paket einer speziellen Dienstklasse zugeordnet ist. Der vorbestimmte Paket-Dienstklassen-Wert (d.h. die Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder die Paket-Verzögerung) sinkt mit steigendem Wichtigkeitsgrad oder mit steigender Priorität jeder aus seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen.
Mit anderen Worten wird für jede Paketverlust-Dienstklasse oder Paket-Verzögerung von der Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung (d.h. Paket-Verwerfer 30 oder Paket-Verzögerer 40) im Edge-Router 20 jedem IP-Paket ein vorbestimmter Wert (künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder künstliche Paket-Verzögerung) zugeordnet. Somit verlässt das Paket, welches in den Paket-Verwerfer 30 oder Paket-Verzögerer 40 gelangt, ihn mit einer Verlustwahrscheinlichkeit oder Verzögerung, die von der Dienstklasse des Paketes abhängt, wobei die beste Klasse eine kleinere Verzögerung oder Verlustwahrscheinlichkeit als die unterste Klasse hat.
Um weiter zu erläutern, wie die künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit und die künstliche Paket-Verzögerung implementiert werden, enthalten die künstlichen Verwerf-Bereiche während Zeiten ohne Blockierungen, die hinzugefügt werden können, zum Beispiel: Beste Klasse ohne Verwerfen, mittlere Klasse 1% Verwerfen und untere Klasse 3% Verwerfen. Dasselbe gilt für die Verzögerung, zum Beispiel: Beste Klasse ohne zusätzliche Verzögerung, mittlere Klasse mit einer Mindest-Verzögerung von 5 ms und untere Klasse mit einer Mindest-Verzögerung von 10 ms. Das spezifizierte Verwerfen und die Verzögerungen pro Strecke werden zu den aktuellen auftretenden Paket-Verzögerungen oder zu der vom Teilnehmer gewählten Verlustwahrscheinlichkeits-Klasse hinzuaddiert.
Daher muss für den Fall einer unteren Verzögerungs-Klasse das Paket drei Strecken durchlaufen, und die Mindest-Verzögerung ist 30 ms. Sie kann auch im gesamten Netzwerk aufsummiert werden: D.h. eine Mindest-Verzögerung von 30 ms oder eine Mindest-Verlustwahrscheinlichkeit von 10% für die Pakete geringer Priorität im Netzwerk, zusätzlich zu den aktuellen Verzögerungen oder zur vom Teilnehmer gewählten Verlustwahrscheinlichkeits-Klasse.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann dieser vorbestimmte Wert für die künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder die künstliche Paket-Verzögerung mit der Zeit variieren.
Bezüglich der zeitabhängigen künstlichen Paket-Verzögerungen hat eine künstliche Verzögerung von 10 ms zwei Bedeutungen: 1) jedes Paket hat eine zusätzliche Verzögerung von 10 ms, unabhängig von der Verzögerung, die es bereits erfahren hat. Zu Zeiten von Blockierungen bei voller Warteschlange kann das Paket eine Warteschlangen-Verzögerung von 7 ms haben. Mit der künstlichen Verzögerung ist die Gesamt-Verzögerung 17 ms. Dies ist eine zeitabhängige künstliche Verzögerung. 2) Für dasselbe Beispiel kann die künstliche Verzögerung maximal sein (10 ms minus Warteschlangen-Verzögerung). Beim obigen Beispiel wäre die wirkliche künstliche Verzögerung für das Paket 3 ms. Dies ist eine zeitabhängige künstliche Verzögerung, weil sich die Warteschlangen-Verzögerung mit der Zeit ändert.
Die zeitabhängige künstliche Verlustwahrscheinlichkeit arbeitet auf dieselbe Weise wie die zeitabhängige künstliche Verzögerung, wobei eine vorbestimmte Paket-Verlustwahrscheinlichkeit zu einer gewählten Paket-Verlustwahrscheinlichkeits-Klasse hinzuaddiert wird (d.h. die Hinzufügung der künstlichen Paket-Verlustwahrscheinlichkeit zur gewählten Paket-Verlustwahrscheinlichkeit überschreitet nicht einen Maximalwert).
In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Pakete nicht nur gemäß dem vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wert verzögert oder verworfen, sondern auch gemäß der Last auf dem Datennetz. Wenn das Datennetz stark belastet ist, kann die künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder die künstliche Paket-Verzögerung sehr klein oder nicht vorhanden sein. Wenn das Netz leicht belastet ist, kann die künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder die künstliche Paket-Verzögerung ziemlich groß sein.
In noch einem weiteren Aspekt der Erfindung können die zeitabhängigen Werte der künstlichen Paket-Verlustwahrscheinlichkeiten oder künstlichen Verzögerungen durch Eingreifen des Bedieners eingeführt werden, oder sie können von dem Gerät am Rand des Netzes (d.h. vom Edge-Router 20), zu dem der Paket-Verwerfer 30 oder der Verzögerer 40 gehört, berechnet werden. Im letztgenannten Fall ist das Gerät am Rand des Netzes in der Lage, die Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder die Paket-Verzögerung für die verschiedenen Dienstklassen im Netz mit bekannten Mitteln oder Mechanismen zur Verlust-/Verzögerungs-Überwachung zu messen oder zu schätzen. In kommerziellen Produkten umfassen Mittel zur Verlust-/Verzögerungs-Überwachung die Überwachung der Warteschlange, wozu Zähler verwendet werden, um die Anzahl akzeptierter Pakete A und die Anzahl verworfener Pakete B in jeder Klasse zu zählen. Die Verwerf-Wahrscheinlichkeit in jeder Klasse ist dann das Verhältnis B/(A + B).
Somit erfährt der Endanwender durch Hinzufügung einer künstlichen Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder künstlichen Verzögerung zu jedem Zeitpunkt einen beträchtlichen Unterschied zwischen den verschiedenen Dienstklassen. Anders ausgedrückt wird der Teilnehmer, obwohl er den Nachteil erfährt, dass die unterste Dienstklasse schlecht ist, den Unterschied zwischen den verschiedenen Dienstklassen besser wahrnehmen, sowohl zu Hauptverkehrsstunden als auch außerhalb der Hauptverkehrsstunden.
Zusammenfassend kann man sagen, dass im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren zum Verwerfen von Paketen, bei denen alle Pakete gleich behandelt werden, wenn die Blockierung sehr gering ist (d.h. es werden zum Beispiel bei Rear Dropping oder Random Drop keine Pakete verworfen und viel zahlende Kunden und wenig zahlende Kunden erhalten dieselbe Qualität), die vorliegende Erfindung für einen höheren Gewinn des ISP sorgt, indem die wenig zahlenden Kunden eine Mindest-Verwerf-Rate erhalten, auch in Zeiten sehr geringer Blockierungen. Somit kann auch wenn die Warteschlange völlig leer ist, der Paket-Verwerfer damit beginnen, wegen der zusätzlichen künstlichen Verlustwahrscheinlichkeit Pakete zu verwerfen. Wenn sich die Blockierung erhöht, bewirkt ein Anstieg des zufälligen Verwerfens eine Differenzierung zwischen den Teilnehmern und somit kann die künstliche Verlustwahrscheinlichkeit oder die künstliche Verzögerung sinken (sie muss aber nicht).
Wenn die vorbestimmte künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit oder der Paket-Verzögerungs-Mechanismus richtig konstruiert und in das Netzwerk eingeführt wird, wird demgemäß der ISP in der Lage sein, bessere "absolute" Paket-Verlustwahrscheinlichkeits-Werte oder Verzögerungs-Dienst-Werte anstelle von "relativen" Paket-Verlustwahrscheinlichkeits-Werten oder "relativen" Verzögerungs-Dienst-Werten bereitzustellen. Es wird eine bessere Differenzierung zwischen den Dienstklassen implementiert und wird zu einem höheren Gewinn des ISP außerhalb der Hauptverkehrsstunden führen.

Claims

Ein Verfahren zur Dienstdifferenzierung in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) unterstützt, welches einen Schritt der Zuordnung (20) eines vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wertes zu jeder aus einer Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) von Paketen in einem Datenstrom umfasst, wobei der vorbestimmte Paket-Dienstklassen-Wert sich entsprechend einem Wichtigkeitsgrad jeder seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Paket-Dienstklassen-Wert eine künstliche Paket-Verzögerung oder eine künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit ist, und dass das Verfahren weiterhin einen Schritt der Verzögerung (40) oder des Verwerfens (30) der Pakete entsprechend dem vorbestimmten Paket-Dienstklassen-Wert umfasst, der sich hierdurch mit steigendem Wichtigkeitsgrad jeder seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen und entsprechend einer Last im Datennetz verringert, wodurch, wenn das Datennetz stark belastet ist, der vorbestimmte Paket-Dienstklassen-Wert relativ kleiner ist als wenn das Datennetz leicht belastet ist.
Das Verfahren zur Dienstdifferenzierung gemäß Anspruch 1, worin der vorbestimmte Paket-Dienstklassen-Wert sich mit der Zeit ändert.
Das Verfahren zur Dienstdifferenzierung gemäß Anspruch 1, worin ein Edge-Router (10) den Zuweisungs-Schritt durchführt.
Das Verfahren zur Dienstdifferenzierung gemäß Anspruch 3, worin der Edge-Router (10) den Zuweisungs-Schritt unter Verwendung einer Warteschlangen-Überwachung durchführt.
Das Verfahren zur Dienstdifferenzierung gemäß Anspruch 1, worin ein Bediener zeitabhängige Werte für die künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit einführt.
Das Verfahren zur Dienstdifferenzierung gemäß Anspruch 1, worin ein Bediener zeitabhängige Werte für die Paket-Verzögerung einführt.
Eine Vorrichtung (10), die Dienste in einem Datennetzwerk differenziert, das eine Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) unterstützt, in dem ein Klassifizierer (20) bereitgestellt wird, der eine Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung hat; worin die Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung einen vorbestimmten Wert, der jedem der Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) zugeordnet ist, Paketen in einem Datenstrom zuweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung ein Paket-Verwerfer (30) ist, wobei der vorbestimmte Paket-Dienstklassen-Wert eine künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit ist; oder dass die Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung eine Paket-Verzögerungs-Vorrichtung (40) ist, wobei der vorbestimmte Wert eine künstliche Paket-Verzögerung ist, und der vorbestimmte Wert entsprechend einem Wichtigkeitsgrad jeder seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen geändert wird und sich hierdurch mit steigendem Wichtigkeitsgrad jeder seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen und entsprechend einer Last im Datennetz verringert, wodurch, wenn das Datennetz stark belastet ist, der vorbestimmte Paket- Dienstklassen-Wert relativ kleiner ist als wenn das Datennetz leicht belastet ist.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, worin der Klassifizierer ein Edge-Router ist.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 7, worin der vorbestimmte Wert sich mit der Zeit ändert.
Die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 8, worin der Edge-Router eine Warteschlangen-Überwachung verwendet, um den vorbestimmten Wert zu bestimmen.
Ein Router (10) zur Verwendung in einem Datennetzwerk, das eine Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) unterstützt, in dem eine Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung (30, 40) bereitgestellt wird, die einen unterschiedlichen vorbestimmten Wert, der jedem der Vielzahl von Dienstklassen (Klasse 1, Klasse 2, Klasse 3, Klasse 4) zugeordnet ist, Paketen in einem Datenstrom zuweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung ein Paket-Verwerfer (30) ist, wobei der vorbestimmte Wert eine künstliche Paket-Verlustwahrscheinlichkeit ist, oder dass die Vorrichtung zur Paket-Dienstklassen-Differenzierung eine Paket-Verzögerungs-Vorrichtung (40) ist, wobei der vorbestimmte Wert eine künstliche Paket-Verzögerung ist, und der vorbestimmte Wert entsprechend einem Wichtigkeitsgrad jeder seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen geändert wird und sich hierdurch mit steigendem Wichtigkeitsgrad jeder seiner zugeordneten Vielzahl von Dienstklassen und entsprechend einer Last im Datennetz verringert, wodurch wenn das Datennetz stark belastet ist, der vorbestimmte Wert relativ kleiner ist als wenn das Datennetz leicht belastet ist.
Der Router gemäß Anspruch 11, worin der vorbestimmte Wert sich mit der Zeit ändert.
Der Router gemäß Anspruch 12, worin der vorbestimmte Wert pro Strecke gilt.
Der Router gemäß Anspruch 13, worin der vorbestimmte Wert über das Netzwerk aufsummiert wird.
Der Router gemäß Anspruch 11, worin der vorbestimmte Wert zeitunabhängig ist.
Der Router gemäß Anspruch 11, worin der Router ein Edge-Router ist, und der Edge-Router den vorbestimmten Wert durch Verwendung einer Warteschlangen-Überwachung zuweist.