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TW200816758A - Systems and methods for dynamically customizable quality of service on the edge of a network - Google Patents

Systems and methods for dynamically customizable quality of service on the edge of a network Download PDF

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Publication number
TW200816758A
TW200816758A TW096127830A TW96127830A TW200816758A TW 200816758 A TW200816758 A TW 200816758A TW 096127830 A TW096127830 A TW 096127830A TW 96127830 A TW96127830 A TW 96127830A TW 200816758 A TW200816758 A TW 200816758A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
data
network
priority
communication
component
Prior art date
Application number
TW096127830A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert J Knazik
Donald L Smith
Anthony P Galluscio
Original Assignee
Harris Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harris Corp filed Critical Harris Corp
Publication of TW200816758A publication Critical patent/TW200816758A/zh

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/24—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
    • H04L47/2475—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS for supporting traffic characterised by the type of applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/60—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources
    • H04L67/61—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources taking into account QoS or priority requirements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

200816758 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於通信網路。更特定言之，本發明係關 於在網路邊緣上動態可客製化服務品質之系統及方法。 【先前技術】
Ο 通信網路係用於各種環境中。通信網路—般包括由一或 多個鏈路所連接的二或多個節點。一般而言，一通信網路 係用以在通信網路中支援在該等鏈路上的二或多個參與節 點與中間節點間的通信。該網路中可能有許多種節點。例 如’-網路可包括諸如用戶、祠服器、卫作站、交換器、 及/或路由器之節點。例如，鏈路可為透過電話線之數據 機連接、佈線、乙太網路鏈路、非同步傳送模式（ατμ)電 路、衛星鏈路、及/或光纖電纜。 -厂π %祐辨』峪組成。 例如，經常將網際網路描述為互連電腦網路之網路。每一 網路可利用一不同的架構及/戍 4师局。例如，一網路可為 一具有星狀佈局之交換乙太網路’而另—網路則可為 纖分佈資料介面（FDDI)環。 ' 通信網路可載送各式各樣 ^ ^ 俅W貝枓。例如，一網路可盤谈 互動即時交談時大|L咨 厂^貝枓邊傳送的檔案。網路上所傳送 資料作…或訊框來傳送。或者，可將 貝枓作為一串流來傳送。 實際上可纟y w ，—串流或資料流 τ為一封包序列。諸如網際網路之網路合在rn 之節點間提供通用眘祖,々斤 j塔曰在一乾圍 通用貝科路輕，並載送具有不同需要之大量 123244.doc 200816758 資料陣列。 透過一網路之通信通常涉及多層級之通信協定。協定堆 疊（亦稱為網路堆疊或協定套件）指用於通信之協定集合。 每一協定可著重於一特定類型之通信能力或形式。例如， 一協定可關於與一銅線所連接之裝置通信所需的電信號。 其他協定可（例如）用於解決藉由許多中間節點而分離之兩 個節點間之排序及可靠傳輸。
υ 協疋堆&中之協疋通常存在於一階層中。經常將協定 分類成若干層。一種協定層之參考模型係開放系統互連 (〇SD模型。該qSI參考模型包括七層：—實體層、資料鍵 路層、網路層、運輸層、對話層、表達層及應用層。該實 體層係"最低"層，而該應用層係，，最高"層。兩種熟知的運 輸層協定係傳輸控制協定（TCP)與使用者資料報協定 ⑽p) ° ；；種熟知的網路層較係網際網路協定（IP)。 在發送節點處’欲發送資料係從最高至最低向下穿過該 協㈣疊^層。相反地’在接收節點處，資料係從最低至 最尚向上穿過該等層。在每一 ^ ’ θ處，糟由該層中處理通信 協疋來#控貝料。例如，運輸層協定可為資料添加 頭，以便能在到诖_ n M Μ ^ 、卽點後排序封包。視應用而 過。’ 某些層’或即使存在，卻僅可使資料穿
—種通信網路係戰術資料網路。戰A 戰術通信網路。戰術資料：:了Γ 可稱為 軍、海軍、及W 可4諸如軍隊（例如，陸 3工軍)之組織内的單位所利用。戰術資料 123244.doc 200816758 網路内之節點可包括（例如）單兵、飛機、指揮單位、衛 星、及/或無線電。戰術資料網路可用於傳達諸如任音 位置遙測、感測器資料、及/或即時視訊之資料。 曰 可如何利用戰術資料網路之一項範例係如下。後勤護送 ，在戰場巾可沿途為戰鬥單位提供m該護送隊與= 戰鬥單位皆可透過衛星無線電鏈路為指揮所提供位置遙 測。無人飛行載具（UAV)可持續沿該護送隊行經之路巡 邏，同時並將即時視訊資料透過衛星無線電鍵路發送至气 指揮所。在該指揮所處，在飛航管制員要求該MV針對一乂 特定路段提供視訊之同時分析員可檢查該視訊資料。該分 析員隨後可能發現該護送隊正接近的臨時爆炸裝置 並透過直接無線電鏈路傳送出—道停止行進的命 7給该濩达隊，同時警告該護送隊IED之存在。 在-戰術資料網路内可能存在的各種網路可具有許多不 同架構與特徵。例如，指揮單位中的網路可包括十億位元 乙太區域網路（LAN)，以及至以更低輸出與更高潛時摔作 之術星與戰場單位的無線電鏈路。戰場單位可經由衛星盘 ::路徑射頻(RF)二者來通信。視資料的性質及/或網路的 次^實體特徵而定’可以點對點、多播、或廣播方式傳送 :料二一網路可包括（例如）設置以中繼資料的無線電。此 網路可包括允許長程通信的高頻（hf)網路。例如， 亦可使用一微波網路。除呈 W…… 4除了其他原因之外，由於鏈路與節 方案虚^樣性，戰術網路經常具有極度複雜的網路定址 ^ S。此外’某些網路（例如以無線電為基礎之 123244.doc 200816758 網路）可使用叢發來操作。即 傳送週期性資料叢發。此係有 參與者所共享之特定通道上廣 發射一無線電。 ’其不連續發送資料，而是 用的，因為在一必須為所有 播該等無線電，且一次僅可
戰術資料網路一般受到頻寬約束。即，在任何給定時間 點上欲傳達之資料通常會比可用頻寬多。此等約束可能由 _丨如m㈣之需求超過供應’及/或可用通信技術無法 供應足夠的頻寬以滿足使用者的需要。例如，在某些節點 之間’頻寬可處於千位元/秒之等級。於頻寬約束之戰術 資料網路中，較不重要的資料可阻塞該網路，進而妨礙較 重要育料適時地通過，或甚至連一接收節點都無法到達。 此外，該等網路之部分可包括内部緩衝以補償不可靠的鏈 路。此可導致額外的延遲。此外，該等緩衝器填滿時，可 能會丟棄資料。 在許多實例中，無法增加一網路可用之頻寬。例如，一 衛星通信鏈路上可用之頻寬可能係固定的且在未部署另一 爾生的彳月況下無法有效地增加。在此等情形中，頻寬必須 加以管理而非單純地擴充以迎合需求。在較大系統中，網 路頻寬係一重要資源。需要應用程式儘可能有效地利用頻 寬。此外，在頻寬受限制的情況下，應用程式最好能避免 π阻塞管道π(即，以資料壓倒鏈路）。當頻寬分配改變時， 應用程式較佳地應作出反應。頻寬可因（例如）服務品質、 干擾、信號阻礙物、優先權再分配及視線而動態改變。網 路可為高揮發性，且可用頻寬可動態地且無通知地改變。 123244.doc 200816758 除了頻寬約束外’戰術資料 涉及一 A曰μ a 吩j歷‘阿潛時。例如， 钌生鏈路上之通信的網路可蒙受約 、 時。對宜此、s 半和或更久的潛 $ 言此可能並不構成問題， 諸如即時、互動補#彳加^ …、而對於其他 〆去诊 語音通信)之通信而言，則非 吊希望能儘可能最小化潛時。 、非 &許多戰術資料網路共有的另_特徵係資料遺失 月b因各種原因而遺失。例如，—且 ^ ° 可萨七P t ^ 八有奴傳达之資料的節點 了一扣壞或毀壞。作為另一範 斬Hi脱私从 曰的地即點可能會 暫夺脫離该網路。此可能因為 圍、通信鏈路遭阻礙、及/…點已經移動超出範 次即點持續干擾而發生。資粗 可能因目的地節點無法接收且中 、" τ间即點在该目的地節點變 之前缺乏足夠能力來緩衝資料而遺失。此外，中間 能根本無法緩衝資料，而是任其離開至傳送節點， 1 /、疋貝料實際上是否曾經到達目的地。 戰術資料網路中之應用程式經常沒有注意到及/或並不 針對網路之特定特徵。例如，一應用程式可能單純假定兑 具有與其所需等量之其W的頻寬。作為另-範例，一; 用程式可假定在網路中將不會遺失資料。未考慮該基本通 信網路之特定特徵的應用程式可以實際上會惡化問題之方 式來運作。例如，一應用程式可連續傳送一資料串流，其 僅可以不太頻繁之較大束有效傳送。在（例如）因通信而實 際上極需其他節點之廣播無線電網路中，該連續串流可蒙 受更大的額外負擔’而不太頻繁之叢發將允許更加有效地 使用所共享之頻寬。 123244.doc 200816758 特定協^在戰術資料網路上無法運作得很好。例如，諸 如TCP之協定便因為此一網路可能遇到的高遺失率與潛時 而無法在一以無線電為基礎之戰術網路上充分發揮功能。 TCP需要發生若干形式的交握與確認，以便能傳送資料。 高潛時與遺失可導致TCP達到逾時而無法透過此—網路傳 送許多（若有）有意義的資料。 利用戰術資料網路所傳達之資訊經常具有相對於該網路 中/、他貝料的各種優先權層級。例如，一架飛機中的威脅 警告接收器具有的優先權便高於地面上數英里之外部隊的 4置f則貝Λ。作為另—S例，來自負責交戰之總部的命 令具有的優先權便高於友好線後方的後勤通信。該優先權 層、及可取决於傳$ 及/或接收器的特殊情形。例如，位 置m料在單位積極參與作戰時便比該單位僅沿一標 準巡邏路線行料具有更高的優先權。同樣地，來自^ 之即時視訊^料在其位於目標區域上方時便比其僅在沿途 中時具有更高的優先權。 透過網路遞送資料有若干方法。一種為許多通信網路所 使用的方法係丨’最佳砮六· 取住努力方法。即，如果有其他需求（關於 能力、潛時、可貪.... 、排序及錯誤），該網路仍將竭盡所 能地妥善處理所傳達之資料。因此，該網路對於資料之任 何給定部分能夠適時地到達其之目的地而不(或絲毫不)提 供保證。此外，亦Z # 不保故貝料會依傳送順序或甚至在沒有 任何傳輸錯誤改變資料中的—或多個位元ϋ兄下到達。 另一方法係服務品質（Q0S)。Q0S指一網路的一或多種對 123244.doc 200816758 斤载ϋ之資料提供各種形式保證的能力。例如，支〇s 之網路可對—資料串流保證—特定量的頻寬。作為另一範 例’ -網路可保證在^個特定節關之封包具有某—最大 /曰時°此-保證在其中該等兩個節點係透過網路進行交談 之兩人的語音通信情況中可能十分有用。此—情況中之: 料遞送延遲可能導致（例如）惱人的通信間隙及/或完^
QoS可視為-網路提供選定網路流量較佳服務的能力。 Q〇S的主要目的係提供包括專用頻寬、受控抖動及潛時（某 一即時與互動流量所必須)之優先權，以及改良遺失特 徵。另-重要目的係確保提供一流不會使其他流無法作用 的優先權。即，對接續流所作之保證必須不破壞對現存流 所作之保證。 目前針對⑽之方法經常需要—網路中的每—節點皆支 援Q〇S，或最少亦應使該網路中涉及—特定通信之每—節 點支援QoS。例如’在目前系統中’為在兩個節點間提供 -潛時保證，在此等兩個節點間載送該流量之每一節點必 須知道並同意兒現、以及能夠兒現該保證。 有若干方法能夠提供Q0S。—種方法係整合服務，或 "IntServ"。IntServ提供一 Q〇s系統，其中該網路中的每— 節點皆支援該等服務’且當建立—連接便保留該等服務。 因每一節點中必須維持之大量狀態資訊以及盥建立 此類連接相關聯之額外負擔而無法妥善衡量規模。 另一提供Q〇S之方法係區分服務，或"臟⑽"。 123244.doc •12- 200816758
DiffServ係一類增強諸如網際網路之網路之最佳努力服務 的服務模型。DiffServ會藉由使用者、服務需要、及其他 準則來區分流量。然後，DiffServ會標記封包，使得網路 節點可經由優先權佇列或頻寬分配，或藉由針對特定流量 流選擇專用路線而提供不同層級之服務。通常，一節點針 對每一類服務具有各種佇列。該節點隨後會根據種類類別 從該等佇列中選擇下一個欲傳送之封包。
U 現存QoS解決方案經常係網路特定的且每一網路類型或 架構可能需要一不同的Q0S組態。由於現存Q〇s解決方案 利用的機制，目前Q0S系統看起來相同之訊息實際上可根 據訊息内容而具有不同的優先權。然@，資料消費者可能 需要在不由較低優先權資料淹沒的情況下接取高優先權資 料。現存QoS系統在運輸層處無法根據訊息内容提供 QoS 〇 如同所提及，現存⑽解決方案需要至少涉及—特定通 信之節點支援Q〇S。然而’在網路"邊緣，，處之節點可經調 剌以提供某些QqS改良，即便是它們無法完全保證。若 一通信中之參與節點(即，發送及/或接收節點)及/ U位H網路中的阻塞點處，.則視節點為位於該網路 =。:且塞點係所有流量皆必須穿過以達另一部分的該 道器可能為一阻宾至1星鏈路之路由器或閘 之節為從該LAN至任何不在該LAN上 7㈣皆必㈣過該閘道器以到達該衛星鍵 123244.doc -13- 200816758 【發明内容】 因此’需要在-網路中，例如戰術資料網路，提供Q〇s 之系統及方法。需要在網路邊緣上提供Q〇s之系統及方 法。此外’需要網路中的適應性、可組態Q〇s系統及方 法。 網路資料優先化及佇列之當前系統及方法利用内建於應 . _式中之函數。改變資料優先化方法通常需要重新編譯 &鏈接應用程式。各資料優先化方法通常需要具有相關聯 n s理額外負擔之唯-可執行標案。儘管可透過優先權 規則内之改變修改優先化，總體優先化方法通常固定於相 同優先權規則範例。 因此，而要在網路邊緣上動態可客製化Q〇S之系統及方 法。 本發明之特定具體實施例提供用於傳達資料以在網路邊 緣提供服務品質之方法。該方法包括接收資料、至少部分 根據包括於動態鏈接程式庫内之優先權演算法優先化資 料、以及傳達資料。 本發明之特定具體實施例提供用於傳達資料以在網路邊 ， 緣提供服務品質之系統。該系統包括資料優先化組件，其 ， 係调適成用以至少部分根據包括於動態鏈接程式庫内之優 先權演算法優先化資料，以及資料通信組件，其係調適成 用以傳達資料。 本發明之特定具體實施例提供一電腦可讀取媒體。該電 腦可讀取媒體包括用於在電腦上執行之指令集。該指令集 123244.doc •14- 200816758 包括資料優先化常式，其經組態用以至少部分根據包括於 動態鏈接程式庫内之優先權演算法優先化資料，以及資料 通#常式，其經組態用以傳達資料。 【實施方式】 ' 結合附圖來閱讀的情況下將更好地瞭解前述發明内容， 及以下本發明之特定具體實施例的詳細說明。出於說明本 1月之目的’在圖式中顯示特定具體實施例。然而，仍應 瞭解’本發明不限於該#附圖中所示的配置及手段。〜 圖1說明㈣本發明之—具體實施例操作的-戰術通信 網路環境1GG°該網路環境⑽包括複數個通信節點110、D 一或多個網路120、連接該等節點與該（等）網路之一或多個 鏈路130以及4多個通信系統15G，其透過該網路 1〇0之組件來促進通信。以下討論假P網路環境⑽包括 一個以上的網路12〇與—個以上的鏈路⑽，但應瞭解亦可 能且預期有其他環境。 通U點1 10可係及/或包括（例如）無線電、發射器、衛 =、接收器、工作站、飼服器、及/或其他計算或處理二 (若干）網路no可係（例如）用於在節點11〇間發送資 硬體及/或軟體。（若干)網路12〇可包括(例如)一 * 點 11 0。 # (若干）鏈路130可係用以在節點110及/或（若干）網路120 間之傳輸的有線及/或無線連接。 該通信系、统150可包括用以促進（例如）節點11〇、網路 123244.doc -15- 200816758 120、及鏈路i3〇間之資料傳輸的軟體、韌體、及/或硬 體。如同圖1中所說明，可相對於節點11〇、（若干）網路 12〇、及/或鏈路130實施通信系統。特定具體實施例 中，母一卽點11 〇包括一通信系統15 〇。特定具體實施例 中’或多個郎點110包括一通信系統1 5 0。特定具體實施 例中，一或多個節點u〇可不包括一通信系統15〇。 通信系統1 50提供資料的動態管理以有助於確定一戰術 通信網路（如該網路環境1〇〇)上的通信。如同圖2中所顯 不，特定具體實施例中，該系統15〇作為〇SI七層協定模型 中之運輸層的部分及/或於該運輸層之頂部操作。該系統 150可（例如）給予該戰術網路中傳遞至該運輸層之較高優先 權資料優先。該系統150可用以促進一單一網路（例如一區 域網路（LAN)或廣域網路（WAN))中”戈橫跨多重網路的通 信。圖員示多重網路系統之一範例。例如，該系統15〇 可用以官理可用頻寬而非向該網路添加額外頻寬。
U ^在特定具體實施例中U15G係-軟體系、统，然而該 系統150在不同具體實施例中仍可包括硬體與軟體組件。 該系統150可（例如）為獨立的網路硬體。即，該系統15〇可 經調適用以在各種硬體與軟體平台上發揮功能。在特定具 體實，例中’肖系統150會在該網路邊緣上而非該網：： 部之即點上操作。然而，㈣統15G仍可在該網路内部（例 如網路中的”阻塞點”處）操作。 該系統15()可使用規則與模式或設定檔來執行輪出其理 功能’例如最佳化可用頻寬、設定資訊優先權、及管二網 123244.doc •16- 200816758 2中的資料鏈路。就”最佳化，，頻寬而言，其係指可採用目 前所說明之技術來增加用以在一或多個網路中傳達資料之 頻見的效率。最佳化頻寬使用可包括（例如）移除功能冗餘 訊息、訊息串流管理或排序、及訊息壓縮。設定資訊優先 權可包括（例如）用一比以網際網路協定（Ip)為基礎之技術 更釦細之粒度來區分訊息類型及經由一以被選定規則為基 礎之排序演异法將訊息排序至一資料串流上。資料鏈路管 理可包括（例如）以規則為基礎之分析網路測量，以實現規 則、模式、及/或資料運輸的改變。模式或設定檔可包括 與一特定網路健康狀態或條件之操作需要相關的一規則 集。該系統150提供模式之動態、，，即時，，重新組態，其包 括即時定義並切換至新模式。 該通信系統1 50可經組態用以適應（例如）一揮發性、頻 寬受限之網路中變化的服務優先權與等級。該系統15〇可 經組態用以管理改良資料流之資訊，以有助於增加網路的 回應能力並減小通信潛時。此外，該系統15〇可經由一可 升級且可縮放之撓性架構提供可交互操作性，以改良通信 的可用性、可殘存性、及可靠性。該系統15〇(例如）在使用 預定義與可預測系統資源及頻寬時會支援一可自主調適動 態變化環境的資料通信架構。 特定具體實施例中，該系統15〇在使用網路以保持對應 用程式之透明時會提供頻寬約束之戰術通信網路之輸出管 理。該系統1 50會以降低複雜度橫跨多個使用者與環境提 供該網路之輸出管理。如以上所提及，特定具體實施例 123244.doc -17- 200816758 中，该系統150係運行於該〇SI七層模型之第四層（運輸層） 中的主機節點中及/或第四層（運輸層）之頂部處，且無需特 定的網路硬體。該系統15〇可按對該第四層介面透明之方 式操作。即，一應用程式可針對該運輸層利用一標準介 面且不/主思到该系統150的運作。例如，當一應用程式 開啟一通訊端，該系統15〇便可於此協定堆疊之點處過濾 資料。該系統150會藉由讓應用程式能夠使用（例如）由一於 該網路上之一通信裝置之作業系統所提供的Tcp/Ip通訊端 介面而非该系統150的一特定介面來達成透明度。系統15〇 規則可（例如）以可延伸標示語言（XML)來撰寫及/或經由訂 製的動態鏈接程式庫（DLL)來提供。 特疋具體實施例中’該系統15 〇會在該網路邊緣上提供 服務。口夤（QoS)。例如，系統之q0j§能力會在網路邊緣上提 供以内谷為基礎、以規則為基礎的資料優先化。優先化 (例如）可包括區分及/或排序。該系統15〇(例如）可根據使 用者可組態之區分規則將訊息區分成仔列。以使用者所組 態之排序規則（例如，饑餓、循環、相對頻率等）所指示的 順序將該等訊息排序成一資料串流。使用邊緣上之Q〇S， 傳統QoS方法無法辨識之資料訊息可（例如）根據訊息内容 來區分。規則可（例如）以XML來實施。特定具體實施例 中，該系統150允許動態鏈接程式庫（例如）具有訂製碼，以 便能適應超越XML的能力及/或支援極低的潛時需要。 網路上之入站及/或出站資料可經由該系統150來訂製。 優先化會保護用戶應用程式免於（例如）高容量、低優先權 123244.doc -18 - 200816758 2料。該系統150有助於確保應用程式接收用以支援一特 疋操作情景或約束之資料。 特疋具體只施例中’將一主機連接至一包括作為頻寬約 束戰術網路之介面之路由器的LAN時，該系統便可藉由代 理伺服器以一已知為Q〇s的組態操作。在此組態中，前往 區域網路之封包會旁通該系統而立即前往該LAN。該系統 會在該網路邊緣上對前往頻寬約束之戰術鍵路的封包應用 QoS。 特定具體實施例中，該系統wo會經由命令設定檔切換 提供多個操作情景及/或網路環境之動態支援。一設定播 可包括一名稱或其他識別符，其允許使用者或系統改變為 具名稱之設定標。一設定檔亦可包括一或多個識別符，如 (例如）功能冗餘規則識別符、區分規則識別符、歸播介面 識別符、排序規則識別符、預發送介面識別符、後發送介 =別符、運輸識別符、及/或其他識別符。功能冗餘規 ϋ /別m (例如）能從如過時資料或實質上類似資料 偵測功能冗餘的規則。區分規則識別符指定—（例如）將訊 ^區分成㈣以便進行處理的規則。歸檔介面識別符指定 (例如）至歸播系統之介面
Φ排序規則硪別符識別LJ 仔列則部之樣本進而控制資料串 h 貝之貪料排序的排序演 开法。預發送介面識別符指定用於預發送處理之介面，发 (例如）係提供用於特定處理，如 ” 埤Η，丨# , 在與壓鈿。後發送介面 轟另〗付識別用於後發送處理介 諸如解密斑解壓缩之;^ ® -(例如)係提供用於 解在與解塵縮之處理。運輸識別符指定一用於選定運 123244.doc •19- 200816758 輸的網路介面。 二==广如:資訊，如(例如)仵列大小資訊。件 體與次要儲=)若干㈣及許多各”專用的記憶 之==施例中，統15°提供-用於最佳化頻寬 擇規則來:方法。例如，該系統15〇可採用仵列選 訊息指^區，成訊息件列’因而可在資料串流上為 Ο L) 優先插與-適當相對頻率。該系統150可使用 ^冗餘規則來管理功能冗餘訊息。一訊息 於一網路上尚未僂镂夕止‘ ^ 7 、 刖訊心差異不足（由該規則來定 而高夫值、、功此几餘若一新訊息與一已排程欲傳送 /田A达之較舊訊息差異不充足，則便可丟棄較新之訊 心’因為該㈣訊息將载送功能等效資訊且又在該仔列中 居前。此外，功能冗餘可包括實際複製的訊息及在一較舊 訊息經傳送前到達的較新訊息。例如，一節點可因基本網 路之特徵而接收—特定W同複本，例如由於容錯原 因而以兩個不同路徑加以傳送之訊息。作為另一範例，一 新訊息可包含取代—尚未傳送之較舊訊息的資料。在此情 形中，該系統15 0可丟奈呤卜發〜ώ 2 # 棄邊較售汛息並僅傳送該新訊息。 該系統150亦可包括用以決定資料串流之以優先權為基礎 之訊息排序的優先權排序規則。此外，該系統15〇可包括 用以提供預傳輸與後傳輸特定處理(例如壓縮及/或加請 傳輸處理規則。 特定具體實施財，該I㈣0會提供容錯能力以有助 123244.doc -20- 200816758 於保護資料完整性與可靠性。例如，㈣統15〇可使用使 用者定義之佇列選擇規則來將訊息區分成佇列。該等佇列 之大λ!係根據（例如）一使用者定義之組態。該組態指定（例 如）一佇列可消耗的最大記憶體量。此外，該組態可允許 使用者指定可用於仔列溢出之次要儲存器之位置與量。在 填滿該等仵列中之記憶體後，可將訊息㈣於次要儲存器 中。S 5亥次要儲存器亦填滿時，該系統150可移除該佇列 中之最舊訊息，記錄一錯誤訊息，以及佇列最新訊息。若 操作模式能夠歸檔’則出列之訊息可採用不在網路上傳送 該訊息的一指示器來加以歸檔。 可（例如）針對一特定應用程式在每一鏈路基礎上組態該 系統150中用於佇列之記憶體與次要儲存器。網路可用週 期間之較長時間可對應於更多用以支援網路中斷的記憶體 與次要儲存器。該系統15〇可（例如）與網路模型化及模擬應 用私式整合以有助於識別大小，進而有助於確保佇列大小 適當及中斷間之時間足以有助於達成穩定狀態並有助於避 免最終仵列溢出。 此外，特定具體實施例中，該系統丨5〇會提供用以計量 入站（"塑形”）及出站（”管制”）資料的能力。管制與塑形能力 有助於解決網路中時序上的失配。整形有助於避免網路緩 衝遭佇列於較低優先權資料後之高優先資料淹沒。管制有 助於防止應用程式資料消費者發生低優先權資料超出。管 制與整形係受二個參數支配：有效鏈路速度與鏈路比例。 該系統150可（例如）形成一不超過有效鏈路速度乘以鏈路比 123244.doc -21 · 200816758 例的資料串流。可隨網路變化而動態修改該等參數。該系 統亦可提供對偵測鏈路速度的接取，以支援資料計量上的 應用程式層級決策。該系統15 0所提供之資訊可與其他網 路操作資訊組合以有助於決定何種鏈路速度對於一給定網 路情景較適當。 圖4說明依據本發明之一具體實施例操作的一資料通信 環境400。資料通信環境400包括一或多個節點4 1 〇、一或 多個網路420、及連接節點410及網路420之一或多個鏈路 430、促進資料通信環境400之其他組件上之通信的資料通 信系統450。如上所述，資料通信環境400可與圖1之資料 通信環境100相似。 資料通信系統450可在節點410内操作，如圖4所示。或 者’資料通信系統450可在網路420内及/或節點4 1 〇與網路 420間操作。節點410可包括一或多個應用程式4 1 5，例如 應用程式A，如圖4内所示。 節點410可包括一或多個程式庫417，例如程式庫A及程 式庫B，如圖4内所示。程式庫417可為動態鏈接程式庫 (DLL) ’例如用於Linux之.SO檔案、用於Mac OS之.DYLIB 檔案、及用於Microsoft Windows之.DLL檔案。DLL·亦可稱 為動態程式庫、動態鏈接程式庫、及/或共享物件程式 庫。與在編譯時間複製至可執行的靜態程式庫相比，DLI^ 係在載入應用程式時（載入時間）及/或運行應用程式時（運 打時間）加以鏈接。於運行時間鏈接之DLL通常稱為外掛程 式0 123244.doc -22- 200816758 本發明之特定具體實施例中，一或多個DLL 417可至少 部分基於應用程式介面（API)，而資料通信系統450可係調 適成至少部分根據API接取DLL 417。本發明之特定具體實 施例中’資料通信系統45〇可係調適成至少部分根據八？1接 取一或多個應用程式4 1 5。 本發明之特定具體實施例中，資料通信系統450可係調 適成建立、選擇、及/或修改一或多個DLL 4丨7。本發明之
特定具體實施例中，使用者可建立、選擇、及/或修改一 或多個DLL 417。 資料通信系統450係調適成接收、儲存、組織、優先 化、處理、發送、及/或傳達資料。資料通信系統45〇加以 接收、儲存、組織、優先化、處理、發送、及/或傳達之 貝料可包括(例如)資料區塊，例如封包、小區、訊框、及/ 或串流。 本毛明之特定具體實施例中，資料通信系統可包括 資料優先化組件460及資料通信組件47〇，以下將予以詳細 說明。 資料優先化組件460優先化資料。本發明之特定具體實 施例中’資料優先化組件46〇可至少部分根據一或多個優 先化規則及/或演算法優先化資料，例如區分及/或排序。 優先化規則及/或演算法可由 升成』由使用者定義。可將優先化規 則及/或演算法包括於一或多個 4夕個DLL 417中，例如程式庫Α 及/或程式庫B，如圖4内所示。 本發明之特定具體實施例中，次 ^ 貝枓優先化組件460可至 123244.doc -23- 200816758 二根捸訊息内容優先化資料。例如，資料優先權可至 次、刀根據資料類型，例如視訊、音訊、遙測、及/或位 置貧料。补& „ _ 乍為另一棘例，資料優先權可至少部分根據資料 來源。例‘ ^ 、 ，為來自將軍之通信所指派之優先權可高於為 h =低職位軍官之通信所指派之優先權。 +立二月之特定具體實施例中·，資料優先化組件460可至 ^分根據協定資訊優先化資料，例如來源位址及/或運
U 小,：明之特定具體實施例中，資料優先化組件46〇可至 口根據模式優先化貧料。本發明之特定具體實施例 中’可至少部分根據模式選擇一或多個DLL417。 本發明之特定具體實施例中，資料優先化組件460可藉 由給資料指派優先權優先化資料。例如，纟置資料與一附 :威脅之發射器資料可與，，高，，優先權相關聯，下一欲射擊 資科可與，，中高，，優先權相關聯，前十個射擊列表資料可盘 ”中^先權相關聯，—百英里外之—威脅的發射器資料與 來自衛星通信（SATCOM)之情境察覺（SA)資料可與”中低,, 優先權相關聯，而可為一般狀態資料指派”低"優先權。 如上所述，可為資料指派一優先權及/或資料可與 先權相關聯。例如，資料優先權可包括”高”、”中高”、”中” 、一中低或低，，。作為另一範例，資料優先權可包括”使飛 行員存活殺死敵人”或"通知性，，。 本發明之特疋具體實施例中眘料 Λ犯W T 貝枓優先權可至少部分根 據資料之類型、類別、及/吱群細 4 汉4砰組例如，資料之類型可 123244.doc -24- 200816758 置貝料、附近威脅之發射器資料、下— 料、前十個射擊列表資 欲射擊貧 器資料、來自」 外之一咸脅的發射 ATCOM之SA資料及/或一般狀離 外，資料可按類別八έ , 奴狀怨身料。此 員別刀組，例如，，使飛行員存活"、 人，，及/或"通知性，，l 杈死敵 置資料鱼一附飛行員存活”資料（例如，位 近威脅之發射器資料）可與飛行員 安全有關。作為另_範例 健康及 射墼-祖义丄㈣殺死敵人-資料(例如，下一欲 射》貝枓、财十個射擊列表資料及一百英里 的發射器資料）可盥戰鬥金μ 士 威脅 一 竹）了與碱鬥糸統有關。作為另一範例，” 性”貧料（例如，來自s 可與非戰鬥系統有關。之SA貝科與一般狀態資料）
U 如上所述’資料類型、_及/或群組可與資料優先權 相同及/或類似。例如”使飛行員存活”資料（例如，位置資 料與—附近威脅之發射器資料）可與，，使飛行員存活”之優先 榷相’其比與"殺死敵人”之優先權相關聯的"殺死敵 人貝料（例h下-欲射擊資料、前十個射擊列表資料及 -百英里之外之—威脅的發射器資料)更重要。作為另一 範例’ •，殺死敵人，，資料（例如，下一欲射擊資料、前十個射 擊列表資料及-百英里之外之―射的發射器倾）可與"殺 死敵人"之優先權相關聯’其比與，，通知性"之優先權相關 聯的"通知性"資料（例如，來自从代⑽之从資料與一般 狀態資料）更重要。 本發明之特定具體實施例中，資料優先化組件46〇可包 括區分組件462、排序組件464、及資料組織組件466，以 123244.doc •25- 200816758 下將予以詳細說明。 區刀組件462區分資料。本發明之特定具體實施例中， 區刀組件462可至少部分根據一或多個區分規則及/或演算 法區分f料，例如佇列選擇及/或功能冗餘。區分規則及/ 或次异法可由使用者定義。可將區分規則及/或演算法包 括於或多個DLL 417中，例如程式庫八及/或程式庫B， 如圖4内所示。
U 本1明之特定具體實施例中，區分組件462可向資料組 $組件466新增資料。例如，區分組件462可至少部分根據 —或多個❹㈣規則及/或演算法向資料組織組件偏新 增資料。 本毛月之特定具體實施1列巾，&分組件偏可從資料組 織組件466移除及/或阻棺資料。例如，區分組件偏可至 少部分根據-或多個功能冗餘規則及/或演算法從資料組 織組件466移除資料。 排序組件464將資料排序。本發明之特定具體實施例 中，排序组件464可至少部分根據—或多個排序規則及/或 演算法將資料排序，例如饑餓、循環、及相對頻率。排序 瞭/或演算法可由使用者定義。可將排序規則及/或演 =法包括於-或多個DLL 417中，例如程式庫錢/或程式 庫B，如圖4内所示。 本發明之特定具體實施例中 ^ 排序組件464可從資料組 =t擇及7或移除資料。例如，排序組件幅可至 根據排序規則及/或演算法從資料組織組件偏移除 123244.doc -26 - 200816758 資料。 貝料組織組件466儲存及/或組織資料。本發明之特定具 體實施例中’資料組織組件466可至少部分根據優先權， 列如’ ”使飛行員存活"、”殺死敵人”及”通知性"，來儲存 及/或組織資料。 本發明之特定具體實施例中，資料組織組件466可包括 (例如)-或多個佇列’例如…、Q2、Q3、⑽仍。例
如，可將與"高”優先權相關聯之資料儲存於Q1中，將與"中 兩"優先權相關聯之資料儲存於Q2中，可將與"中"優先權 相關聯之資料儲存SQ3中，可將與"中低，，優先權相關聯之 資料儲存於Q4中’以及可將與"低"優先權相關聯之資料儲 存於Q5中或者，資料組織組件466可包括（例如）一或多 個樹、表、鏈接串列、及/或其他用於儲存及/或組織資料 之資料結構。 資料通信組件470傳達資料。本發明之特定具體實施例 中，資料通信組件470(例如）從節點41〇及/或運行於節點 41〇上之應用程式415，或者在網路42〇及/或將節點41〇連 接至網路420之鏈路430上接收資料。本發明之特定具體實 施例中，資料通信組件470(例如）從節點410及/或運行於節 點410上應用程式415，或者在網路42〇及/或將節點41〇連 接至網路420之鏈路上發送資料。 本發明之特定具體實施例中，資料通信組件47〇與資料 "k先化組件460通彳§。更特定言之，資料通信組件470將資 料發送至區分組件462，並從排序組件464接收資料。或 123244.doc -27- 200816758 者’資料通信組件4 7 〇可與資料組織組件4 6 6通信。 本發明之特定具體實施例中，資料優先化組件460可執 行資料通信組件47〇之一或多個功能。 本發明之特定具體實施例中，資料通信組件470可至少 部分根據資料優先權傳達資料。 例如’操作中，藉由資料通信組件470接收資料。資料 優先化組件460至少部分根據包括於DLL 417内之優先化演
Ο 算法優先化接收之資料。資料通信組件470傳達優先化之 資料。 本發明之特定具體實施例包括以内容為基礎、規則驅動 優先化演算法，如上所述。然而，可能需要根據其他參數 優先化資料’例如已進入佇列之元件數目或網路條件。因 此’本發明之特定具體實施例亦提供靈活性以實施多個優 先化演算法，並且適合特定使用者之需要。例如，戰術網 路中’使用者可能希望根據網路條件優先化資料，以便在 較擁塞之網路上最小化通信。或者，冑業網路中，使用者 可能有意為特定優先權層級付費。例如，使用者可能希望 根據訊息内容及佇列大小優先化資料。即，根據訊息内容 優先化資料，但若佇列大小超過特定限制，則丟棄輸入資 料’直至仵列大小降至限制以下。 本發明之特定具體實施例中，資料通信系統彻可不接 例如’資料中的某些可儲存於―緩衝器中且 桿。：統45。可僅接收標頭資訊及指向緩衝器之指 '、乍為另-範例，可將資料通信系統450掛機至一作業 123244.doc -28- 200816758 系、4之協s堆疊中且當—應用程式透過一運輸層介面（例 如通彳έ端）將資料傳辦=、 十得遞至該作業系統時，該作業系統可接 著將對資料之接取提供給資料通㈣統450。 本明之特定具體實施例中，資料通信系統45〇可不丟 棄貝料。即’儘官資料可係較低優先權，資料通信系統 450不會將其丟棄。相&，資料可延遲一時間週期，此可 能取決於接收之較高優先權資料的數量。
U 本务明之特定具體實施例中，資料通信系統45〇對其他 應用程式係透明的。例如，資料通㈣統45()所執行之處 理、組織、及/或優先化可對一或多個節點41〇或其他應用 程式或資料來源可為透明的。作為另一範例，在與資料通 信系統450相同之系統上或在一連接至資料通信系統45〇之 即點410上運打的應用程式415可不知道資料通信系統45〇 所執行之資料優先化。 本發明之特定具體實施例中，資料通信系統45〇可提供 QoS。 如上所述，資料通信系統450之組件、元件、及/或功能 性（例如）可以硬體、韌體、及/或一軟體指令集之各種形式 單獨或以組合方式來實施。某些具體實施例可作為駐存於 一電腦可讀取媒體（例如記憶體、硬碟、DVD、或CD)上的 一指令集來提供，以用於通用電腦或其他處理裝置上之執 行。 圖5說明依據本發明之一具體實施例之用於傳達資料之 方法500的流程圖。該方法5〇〇包括以下步驟，下面將更詳 123244.doc •29· 200816758 細地對其加以說明。在步驟510中，接收資料。在步驟52〇 中，優先化資料。在步驟530中，傳達資料。方法5〇〇係參 考圖4之資料通信環境400之元件來說明，但應明白其他實 施方案亦可行。 在步驟510中，接收資料。例如，可藉由資料通信系統 450來接收資料，如上所述。作為另一範例，可從節點 及/或運行於節點410上之應用程式415接收資料。作為另 一範例，可（例如）在網路420上及/或連接節點41〇與網路 420之鏈路上接收資料。 在步驟520中’優先化資料。例如，優先化之資料可為 步驟510中接收的資料。例如，可藉由圖4之資料通信系統 450來優先化資料，如上所述。作為另一範例，可藉由資 料通信系統450之資料優先化組件46〇至少部分根據資料優 先化規則來優先化資料。 本發明之特定具體實施例中，可至少部分根據一或多個 優先化規則及/或演算法優先化資料。優先化規則及/或演 算法可由使用者定義。可將優先化規則及/或演算法包括 於一或多個DLL 4 17中，例如程式庫八及/或程式庫B，如 圖4内所示本發明之特定具體實施例中，可至少部分根 據訊息内谷、協定資訊及/或模式優先化資料。本發明之 特定具體實施例中，可藉由給資料指派優先權在節點41〇 優先化資料。 在步驟530中，傳達資料。加以傳達之資料可為（例如） 步驟510中接收的資料。加以傳達之資料可（例如）為在步驟 123244.doc -30- 200816758 5欠20中優先化之資料。例如，可藉由資料通信系統伙傳達 貝料如上所述。作為另一範例，可從節點4⑺及/或運^ 於節點410上之應用程式415傳達資料。作為另_範例，; 在網路420上或連接節點410與網路420之鏈路上傳達 料。 沒貧 方法500之步驟中的—或多個步驟可（例如）以硬體 體、及/或-軟體指令集單獨或以組合方式來實施。某： 具體實施例可作為駐存於一電腦可讀取媒體（例如Μ 體、硬碟、则、或CD)上的一指令集來提供，以用於^ 用電腦或其他處理裝置上之執行。 本發明之特定具體實施例可省略此等步驟中的一或多個 步驟及/或以不同於所列舉之順序的順序執行該等步驟。 例如，在本發明之特定呈騍眘 肖U實施例中可不執行某些步驟。
If岸二1某些步驟可以一不同於以上所列舉順序之 %間順序（包括同時）來執行。 Ο =二具體實施例中，用於傳達資料以在 D=Q°S之方法包括接收資料、至少部分根據包括於 肌内之優先權演算法優先化資料、以及傳達資料。於 =發明之-項具體實施例中’用於傳達資料以在網路邊 緣k供⑽之系統包括資料優先化組件， 部分根據包括於DLL内之優先權演算：；二：、〉 資料通信組件，其係調適成傳達資料。文貝枓’以及 用具體實施例中’—種電腦可讀取媒體包括 在電細上執行之指令集。該指令集包括資料優先化常 123244.doc 200816758 :’其經組態用以至少部分根據包括於dll内之優先權演 算法優先化資料’以及資料通信常式，其經組態用以傳達 資料。 本I月之特又具體實施例提供用於訂製網路資料優先化 之介面。輸入及輸出訊息可經由定義之ΛΡΙ加以優先化。 可採用DLL接取介面，其在改變網路資料優先化功能性時 不需要改變基礎應用程式。 本發明之特定具體實施例中，可改變優先權演算法而不 重建應用程式。本發明之特定具體實施例中，可採用簡單 7重新啟動改變優先權演算法，而非卸載及重新安裝應用 私式。本發明之特定具體實施例中，DLL可指向裝載在分 離機器上甚或裝載在硬體之優先權演算法。 本發明之特定具體實施例提供使用DLL·及定義之API的 隨插即用優先權演算法。 因此本發明之特定具體實施例提供在網路（例如戰術 資料網路）邊緣上動態可客製化Q〇S之系統及方法。特定具 體實施例提供在網路邊緣上動態可客製化Q〇S之技術效 果。 【圖式簡單說明】 圖1說明採用本發明之一具體實施例操作的一戰術通信 網路環境。 圖2顯不依據本發明之一具體實施例在七層OSI網路模型 中資料通信系統之定位。 圖3描述使用依據本發明之一具體實施例之資料通信系 123244.doc -32- 200816758 科通馆中操作 統所促進之一多重網路之範例。 圖4說明依據本發明之一具體實施例在資 之資料通信系統。 圖5說明依據本發明之一具體實施例用於傳達資料之方 法的流程圖。 【主要元件符號說明】
U 100 戰術通信網路環境 110 通信節點 120 網路 130 鏈路 150 通信系統 400 系統/資料通信環境 410 節點 415 應用程式 417 動態鏈接程式庫（DLL) 420 網路 430 鍵路 450 資料通信系統 460 資料優先化組件 462 區分組件 464 排序組件 466 資料組織組件 470 資料通信組件 123244.doc -33-

Claims (1)

  1. 200816758 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於傳達資料之方法，其包括： 接收資料； 至少部分根據一優先權演算法優先化該資料，其中該 優先權演算法係包括於一動態鏈接程式庫（DLL)内；以及 傳達該資料。 2·如請求項1之方法，其中該資料包括一小區、一訊框、 一封包、及一串流之至少一個。
    3·如凊求項丨之方法，其中至少部分根據訊息内容來優先 化該資料。 4. 如請求項丨之方法，其中至少部分根據協定資訊來優先 化該資料。 5. 如請求们之方法，#中至少部分根據模式來優先化該 資料。 6. 如請求们之方法，其中至少部分根據一使用者定義之 規則來優先化該資料。 7. 如請求们之方法中該優先化步驟包括至少部分根 據:應用程式介面（API)接取該DLL，其中該咖至少部 分係基於該API。 8· 一種用於傳達資料之系統，其包括： 一資料優先化組件，其係調適成至少部分根據一優先 榷㈣法優先化該資料，其中該優先權演算法係包括於 一動態鏈接程式庫（DLL)内；以及 資料通信組件，其係調適成傳達該資料。 123244.doc 200816758 、員8之系統’其中該資料優先化組件包括一區八 組件，其係調適成區分該資料。 1〇· —種電腦可讀取儲存媒體，其包括用於在一電腦上執行 之一指令集，該指令集包括： T 一資料優先化常式，其經組態用以至少部分根據〜 先權演算法優先化資料，其中該優先權演算法係包括優 一動態鍵接私式庫（dll)内；以及 、 一資料通倌常式，其經組態用以傳達該資料。
    123244.doc
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