CN101473610A - 用以支持服务质量的通用数据透明规则的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供用于促进数据通信的系统和方法。一种用于在网络中确定数据块的优先级以提供基于内容的服务质量的方法包括:接收数据块;从一组可用规则中选择选定规则;处理所述数据块;以及确定所述数据块的优先级。所述选定规则包括操作和密钥。至少部分基于所述操作,根据所述选定规则来处理所述数据块,以至少部分基于所述密钥来确定决策值。至少部分基于所述决策值来确定所述数据块的优先级。

Description

用以支持服务质量的通用数据透明规则的系统和方法
技术领域
目前描述的技术大体上涉及通信网络。更明确地说,目前描述的技术涉及用以支持服务质量的通用数据透明规则的系统和方法。
背景技术
通信网络用于各种环境中。通信网络通常包括通过一个或一个以上链路连接的两个或两个以上节点。一般来说,通信网络用于支持在所述链路上的两个或两个以上参与者节点与通信网络中的中间节点之间的通信。在网络中可存在许多种节点。例如,网络可包括例如客户端、服务器、工作站、交换机和/或路由器的节点。链路可为(例如)在电话线上的调制解调器连接、导线、以太网链路、非同步转移模式(ATM)电路、卫星链路和/或光纤电缆。
通信网络可能实际上由一个或一个以上较小的通信网络组成。例如,经常将因特网描述为经互连计算机网络的网络。每一网络可利用不同结构和/或拓扑。例如,一个网络可为具有星状拓扑的交换式以太网络,而另一网络可为光纤分布式数据接口(FDDI)环。
通信网络可载运多种数据。例如,网络可与用于互动式实时对话的数据并排地载运大量文件转移。在一网络上发送的数据常以包、单元或帧的方式发送。或者,数据可作为串流来发送。在某些例子中,数据串流或流可能实际上为包序列。例如因特网的网络在各种节点之间提供通用数据路径并在不同需求下载运大量数据。
网络上的通信一般涉及多级通信协议。协议堆叠(也称为联网堆叠或协议族)是指用于通信的协议集合。每一协议可能集中于特定类型的通信能力或形式。例如,一个协议可能与由铜导线连接的装置进行通信所需的电信号有关。例如,其它协议可能解决由许多中间节点分离的两个节点之间的排序和可靠传输。
协议堆叠中的协议一般存在于层级结构中。常将协议分类成多个层。用于协议层的一个参考模型是开放式系统互连(OSI)模型。OSI参考模型包括七个层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。物理层是“最低”层,而应用层是“最高”层。两个众所周知的传输层协议是传输控制协议(TCP)与用户数据报协议(UDP)。众所周知的网络层协议是因特网协议(IP)。
在传输节点处,将要传输的数据从最高到最低从协议堆叠的所述层向下传递。相反,在接收节点处,数据从最低到最高从所述层向上传递。在每一层处,可通过在所述层处处置通信的协议来操纵数据。例如,传输层协议可将标头添加到数据,所述标头允许在到达目的地节点后对包进行排序。依据应用而定,可能不使用某些层,或即便某些层存在,也可能仅传递数据。
一种通信网络是战术数据网络。战术数据网络也可称为战术通信网络。战术数据网络可由组织(例如军队(例如陆军、海军和/或空军))内的单位利用。战术数据网络内的节点可包括(例如)个别士兵、飞机、指挥单位、卫星和/或无线电。战术数据网络可用于传送例如语音、位置遥测、传感器数据和/或实时视频等数据。
如何可运用战术数据网络的实例如下。后勤护卫队可能正在路上为战场上的战斗单位提供补给。所述护卫队与所述战斗单位两者可能正在通过卫星无线电链路来将位置遥测提供给指挥所。无人驾驶飞机(UAV)可能正在沿所述护卫队正在前进的道路巡逻且还正在通过卫星无线电链路将实时视频数据传输到指挥所。在所述指挥所,分析者可能正在检查所述视频数据,同时控制者正在给所述UAV分派任务以提供特定路段的视频。所述分析者接着可能认出所述护卫队正在接近的临时爆炸装置(IED)并通过直接无线电链路向所述护卫队发出命令,要求其停止并警告所述护卫队所述IED的存在。
在战术数据网络内可能存在的各种网络可能具有许多不同的结构和特性。例如,指挥单位中的网络可能包括千兆位以太网局域网(LAN)以及在低得多的处理量且更高等待时间下操作的到卫星和战场单位的无线电链路。战场单位可能经由卫星并经由直接路径射频(RF)两者来通信。可以点对点、多播或广播的方式发送数据,其取决于数据的性质和/或网络的特定物理特性。网络可能包括(例如)经设立以中继数据的无线电。此外,网络可能包括高频(HF)网络,其允许长距离通信。例如,还可使用微波网络。由于链路和节点类型的多样性和其它原因,战术网络常具有过度复杂的网络寻址方案和路由表。此外,某些网络(例如基于无线电的网络)可使用突发来操作。即,不是连续地传输数据,而是其发送周期性的数据突发。这较有用,因为无线电在必须由所有参与者共享的特定信道上广播,且一次仅可传输一个无线电。
战术数据网络一般受到带宽约束。即,在任一给定时刻,将要传送的数据一般多于可用带宽。例如,这些约束可能归因于带宽需求超过供应和/或可用的通信技术不供应足够的带宽来满足用户的需要。例如,在某些节点之间,带宽可能在千位/秒的级别上。在带宽受约束的战术数据网络中,较不重要的数据可能堵塞网络,从而阻止更重要的数据及时地通过或者甚至根本上阻止到达接收节点。此外,所述网络的部分可能包括内部缓冲以补偿不可靠的链路。这可能引起额外的延迟。此外,当缓冲器变满时,可能丢弃数据。
在许多例子中,无法增加网络的可用带宽。例如,通过卫星通信链路的可用带宽可能是固定的且在不部署另一卫星的情况下无法有效增加。在这些情形下,必须管理带宽,而不是仅扩展带宽以处置需求。在较大的系统中,网络带宽是关键资源。需要应用尽可能有效率地利用带宽。此外,需要应用避免“堵塞管道”,即,当带宽有限时数据淹没链路。当带宽分配变化时,应用程序应优选作出反映。带宽可由于(例如)服务质量、干扰、信号障碍、优先级再分配和视线而动态地变化。网络可为高易失性的且可用带宽可显著地且不预先通知而变化。
除了带宽约束之外,战术数据网络可能会经历高等待时间。例如,涉及通过卫星链路进行通信的网络可能会招致在半秒或半秒以上的级别上的等待时间。对于某些通信来说,这可能不是问题,但对于其它通信(例如实时、互动式通信(例如语音通信))来说,非常需要尽可能地最小化等待时间。
许多战术数据网络的另一共同特性是数据损失。数据可能由于多种原因而损失。例如,具有将要发送的数据的节点可能遭到损坏或毁坏。作为另一实例,目的地节点可能临时脱离网络。这可能因为(例如)所述节点已移出范围,通信链路受到阻碍和/或节点正受到干扰而发生。数据可能因为目的地节点无法接收数据以及中间节点缺乏足够容量以缓冲数据直到目的地节点变得可用而损失。此外,中间节点可能根本无法缓冲数据,而将其留给发送节点来确定数据是否曾实际到达目的地。
战术数据网络中的应用程序常不知道和/或不虑及网络的特定特性。例如,应用程序可能只假定其具有其所需量的可用带宽。作为另一实例,应用程序可能假定数据不会在网络中损失。未考虑基本通信网络的特定特性的应用程序可能以实际上恶化问题的方式来运作。例如,应用程序可能连续地发送数据串流,其可能恰好与在较大束中以较低频率发送一样有效。所述连续串流可能在(例如)广播无线电网络中招致大得多的额外开销,其有效地使其它节点无法通信,而较低频率的突发将允许较有效地使用共享带宽。
某些协议在战术数据网络上无法正常工作。例如,例如TCP的协议可能因为此类网络可能遭遇的高损失率与等待时间而无法在基于无线电的战术网络上正常工作。TCP需要发生若干形式的信号交换和确认以便发送数据。高等待时间和损失可能导致TCP命中超时而无法在此类网络上发送许多(如果存在的话)有意义的数据。
使用战术数据网络传送的信息相对于网络中的其它数据常具有各种优先级等级。例如,警告飞机内接收者的危险可能比用于数英里远的地面部队的位置遥测信息具有更高优先级。作为另一实例,关于交战的来自总部的命令可能比在安全线后方的后勤通信具有更高优先级。优先级等级可能取决于发送者和/或接收者的特定情形。例如,与一单位仅正在遵循标准巡逻路线时相比,在所述单位正在主动投入战斗时,位置遥测数据可能具有高得多的优先级。类似地,与UAV仅在路上时相比,在其正在目标区域上方时,来自其的实时视频数据可能具有更高优先级。
存在经由网络递送数据的若干方法。一种供许多通信网络使用的方法是“尽力(besteffort)”方法。即,关于容量、等待时间、可靠性、排序和错误,给定其它需求,将会尽网络所能而处置传送的数据。因而,网络不提供任一给定数据段会及时到达其目的地的保证或根本不保证。此外,不保证数据会按发送次序或甚至在没有改变所述数据中的一个或一个以上位的传输错误的情况下到达。
另一方法是服务质量(QoS)。QoS是指网络关于载运的数据提供各种形式的保证的一项或一项以上能力。例如,支持QoS的网络可向数据串流保证一定量的带宽。作为另一实例,网络可保证在两个特定节点之间的包具有某一最大等待时间。此类保证可能在其中两个节点是两个正在经由网络进行对话的人的语音通信的情况下较有用。例如,此类情况下在数据递送中的延迟可能导致恼人的通信间隙和/或死寂(dead silence)。
QoS可视为网络向选定网络业务提供较好服务的能力。QoS的主要目标是提供优先级,包括专用带宽、受控的抖动和等待时间(某一实时和互动业务所需的),和改进的损失特性。另一重要目标是确保为一个流提供优先级不会使其它流失败。即,针对后续流所作的保证不得破坏对现有流所作的保证。
QoS的目前方法经常需要网络中的每个节点支持QoS,或最少使网络中的特定通信中所涉及的每个节点支持QoS。例如,在目前系统中,为了在两个节点之间提供等待时间保证,在那两个节点之间载运业务的每个节点必须知道并同意尊重且能够尊重所述保证。
存在若干提供QoS的方法。一种方法是整合服务,或“IntServ”。IntServ提供一种QoS系统,其中网络中的每个节点均支持所述服务且那些服务在建立连接时保留。IntServ因为必须在每个节点处维持的大量状态信息以及与建立此类连接相关联的额外开销而无法适当地缩放。
另一提供QoS的方法是区分服务,或“DiffServ”。DiffServ是一类服务模型,其增强例如因特网的网络的尽力服务。DiffServ按用户、服务要求和其它标准来区分业务。接着,DiffServ标记包,使得网络节点可经由优先级列队或带宽分配,或通过为特定业务流选择专用路线来提供不同的服务等级。通常,一节点具有用于每一类服务的多种队列。节点接着基于类类别从那些队列中选择下一包来发送。
如所提及,现有QoS解决方案需要至少特定通信中所涉及的节点支持QoS。然而,在网络“边缘”处的节点即便其不能作出总体保证,但可适于提供QoS的某一改进。在节点是通信中的参与节点(即传输和/或接收节点)的情况下和/或在节点位于网络中的阻塞点处的情况下,将节点视为处于网络边缘处。阻塞点是其中所有业务必须通过到另一部分的网络区段。例如,从LAN到卫星链路的路由器或网关将为阻塞点,因为从所述LAN到不在所述LAN上的任一节点的所有业务均必须通过所述网关到达卫星链路。
现有QoS解决方案常为网络特定的且每一网络类型或结构可能需要不同的QoS配置。由于现有QoS解决方案所利用的机制的缘故,在目前QoS系统看来相同的消息可能基于消息内容而实际上具有不同的优先级。然而,数据消费者可能需要存取高优先级数据而不被低优先级数据淹没。现有QoS系统无法在传输层处基于消息内容来提供QoS。此外,关注消息连接的当前系统必须经配置以理解预定、固定的数据格式。即,检查消息内容的当前QoS系统仅能够检查具有预定义、不变格式的消息。因而,非常需要用以支持QoS的通用数据透明规则。
因而,需要用于在战术数据网络中提供QoS的系统和方法。需要用于在战术数据网络的边缘上提供QoS的系统和方法。此外,需要战术数据网络中的自适应、可配置QoS系统和方法。此外,需要用以支持服务质量的通用数据透明规则的系统和方法。
发明内容
本发明的实施例提供用于促进数据通信的系统和方法。一种用于在网络中确定数据块的优先级以提供基于内容的服务质量的方法包括:接收数据块;从一组可用规则中选择选定规则;处理所述数据块;以及确定所述数据块的优先级。所述选定规则包括操作和密钥。至少部分基于所述操作,根据所述选定规则来处理所述数据块,以至少部分基于所述密钥来确定决策值。至少部分基于所述决策值来确定所述数据块的优先级。
某些实施例提供一种用于在网络中提供基于内容的服务质量的数据通信系统的系统,其包括规则、解析器组件和优先级确定组件。所述规则包括操作和密钥。所述规则包括于一组可用规则中。所述解析器组件适于至少部分基于所述操作来处理数据并匹配所述密钥以确定决策值。所述优先级确定组件适于至少部分基于所述决策值来为数据确定优先级。
某些实施例提供一种计算机可读媒体,其包括用于在计算机上执行的指令组,所述指令组包括选择例行程序、解析例行程序、优先级确定例行程序和通信例行程序。所述选择例行程序经配置以从一组可用规则中选择选定规则。所述解析例行程序经配置以利用所述选定规则来处理数据以确定决策值。所述优先级确定例行程序经配置以至少部分基于所述决策值来为数据确定优先级。所述通信例行程序经配置以基于所述优先级来传送数据。
附图说明
图1说明与本发明的一实施例一起操作的战术通信网络环境。
图2展示根据本发明的一实施例在七层OSI网络模型中的数据通信系统的定位。
图3描绘根据本发明的一实施例使用数据通信系统所促进的多个网络的实例。
图4说明与本发明的一实施例一起操作的数据通信环境。
图5说明根据本发明的一实施例使用规则来解析数据的实例。
图6说明根据本发明的一实施例用于传送数据的方法的流程图。
当结合附图阅读时将更好地理解本发明的某些实施例的先前概述以及以下详细描述。出于说明本发明的目的,在图式中展示某些实施例。然而,应了解,本发明不限于附图所示的布置和手段。
具体实施方式
图1说明与本发明的一实施例一起操作的战术通信网络环境100。网络环境100包括多个通信节点110、一个或一个以上网络120、连接所述节点与网络的一个或一个以上链路130,和促进网络环境100的组件上的通信的一个或一个以上通信系统150。以下论述假定网络环境100包括一个以上网络120与一个以上链路130,但应了解,其它环境也是可能的并在预期之中。
例如,通信节点110可为和/或包括无线电、传输器、卫星、接收器、工作站、服务器和/或其它计算或处理装置。
例如,网络120可为用于在节点110之间传输数据的硬件和/或软件。例如,网络120可包括一个或一个以上节点110。
链路130可为有线和/或无线连接以允许在节点110和/或网络120之间进行传输。
例如,通信系统150可包括用于在所述节点110、网络120和链路130之间促进数据传输的软件、固件和/或硬件。如图1所说明,通信系统150可相对于所述节点110、网络120和/或链路130来实施。在某些实施例中,每个节点110包括一通信系统150。在某些实施例中,一个或一个以上节点110包括一通信系统150。在某些实施例中,一个或一个以上节点110不包括通信系统150。
通信系统150提供动态数据管理以帮助确保在战术通信网络(例如网络环境100)上的通信。如图2所示,在某些实施例中,系统150在OSI七层协议模型中作为传输层的一部分和/或在其顶部而操作。例如,系统150可给予传递到传输层的战术网络中的较高优先级数据优先。系统150可用于促进单一网络(例如局域网(LAN)或广域网(WAN))中或横跨多个网络的通信。图3中展示多网络系统的一实例。例如,系统150可用于管理可用带宽而非向网络添加额外带宽。
在某些实施例中,系统150为软件系统,但在各种实施例中系统150可包括硬件和软件组件两者。例如,系统150可独立于网络硬件。即,系统150可适于在多种硬件和软件平台上运作。在某些实施例中,系统150在网络边缘上操作而不在网络内部的节点上操作。然而,系统150也可在网络内部操作,(例如)在网络中的“阻塞点”处操作。
系统150可使用规则和模式或简档来执行处理量管理功能,例如优化可用带宽、设定信息优先级和管理网络中的数据链路。“优化”带宽意味着当前描述的技术可用于增加在一个或一个以上网络中传送数据的带宽使用效率。例如,优化带宽使用可包括移除功能上冗余的消息、消息串流管理或定序,和消息压缩。例如,设定信息优先级可包括以比基于因特网协议(IP)的技术更精细的粒度来区分消息类型,和经由基于选定规则的定序算法将消息定序到数据串流上。例如,数据链路管理可包括网络测量的基于规则的分析以影响规则、模式和/或数据传输的变化。模式或简档可包括与对于特定网络健康状态或条件的操作需求相关的一组规则。系统150提供动态、“在运行中”重新配置模式,包括在运行中定义并切换到新模式。
通信系统150可经配置以适应(例如)在易失性、带宽受限网络中的变化的优先级和服务等级。系统150可经配置以管理用于改进数据流的信息,以帮助增加网络中的响应能力并减少通信等待时间。此外,系统150可经由可升级并可缩放的灵活结构来提供互操作性以改进通信的可用性、存活性和可靠性。例如,系统150支持一种数据通信结构,所述数据通信结构可自主地适应动态变化的环境,同时使用预定义且可预测的系统资源和带宽。
在某些实施例中,系统150提供对带宽受约束的战术通信网络的处理量管理,同时保持对使用所述网络的应用程序透明。系统150以减小的复杂度向所述网络提供横跨多个用户和环境的处理量管理。如上文所提及,在某些实施例中,系统150在OSI七层模型的层四(传输层)内和/或在其顶部在主机节点上运行且不需要专用网络硬件。系统150可对层四接口透明地操作。即,应用程序可利用用于传输层的标准接口且不知道系统150的操作。例如,当应用程序开启套接时,系统150可在此刻在协议堆叠中过滤数据。系统150通过允许应用程序在网络上的通信装置处使用(例如)操作系统所提供的TCP/IP套接接口而非特定针对系统150的接口来实现透明性。例如,系统150规则可以可扩展标记语言(XML)来编写和/或经由自定义动态链接库(DLL)来提供。
在某些实施例中,系统150在网络边缘上提供服务质量(QoS)。例如,所述系统的QoS能力在网络边缘上提供基于内容、基于规则的数据优先级确定。例如,优先级确定可包括区分和/或定序。例如,系统150可基于用户可配置的区分规则将消息区分成队列。所述消息按照由用户配置的定序规则(例如资源缺乏、循环、相对频率等)规定的次序而定序成数据串流。例如,通过在边缘上使用QoS,传统QoS方法不能区分的数据消息可基于消息内容来进行区分。例如,规则可以XML来实施。例如,在某些实施例中,为了适应超过XML的能力和/或为了支持极低等待时间要求,系统150允许动态链接库具备自定义代码。
可经由系统150来定制网络上的入站和/或出站数据。例如,优先级确定保护客户端应用程序使其不受高容量、低优先级数据的影响。系统150帮助确保应用程序接收数据以支持特定操作情景或约束。
在某些实施例中,当主机连接到包括路由器作为到带宽受约束的战术网络的接口的LAN时,所述系统通过代理在称为QoS的配置中操作。在此配置中,去往本地LAN的包绕过系统并直接到达LAN。所述系统在网络边缘上将QoS施加到去往带宽受约束的战术链路的包。
在某些实施例中,系统150经由命令简档切换来提供对多个操作情景和/或网络环境的动态支持。简档可能包括允许用户或系统改变到所命名简档的名称或其它识别符。例如,简档还可包括一个或一个以上识别符,例如功能冗余规则识别符、区分规则识别符、归档接口识别符、定序规则识别符、预传输接口识别符、传输后接口识别符、传输识别符和/或其它识别符。例如,功能冗余规则识别符指定(例如)从过期数据或实质上类似数据检测功能冗余的规则。例如,区分规则识别符指定将消息区分成队列以供处理的规则。例如,归档接口识别符指定到归档系统的接口。定序规则识别符识别定序算法,所述定序算法控制队列前方的样本和(因此)数据串流上数据的定序。例如,预传输接口识别符指定用于预传输处理的接口,其用于例如加密和压缩等特殊处理。例如,传输后接口识别符识别用于传输后处理的接口,其用于例如解密和解压缩等处理。传输识别符指定用于选定传输的网络接口。
例如,简档还可包括其它信息,例如队列大小确定信息。例如,队列大小确定信息识别队列的数目与每一队列专用的存储器和辅助存储装置的量。
在某些实施例中,系统150提供用于优化带宽的基于规则的方法。例如,系统150可采用队列选择规则以将消息区分成消息队列,使得可向消息指派优先级和数据串流上的适当相对频率。系统150可使用功能冗余规则来管理功能上冗余的消息。例如,如果消息与仍未经由网络发送的先前消息充分不同(如由规则所定义),那么消息是功能上冗余的。即,如果提供新消息,其与已经调度以被发送但仍未被发送的较旧消息并非充分不同,那么可丢弃较新消息,因为较旧消息将载运功能上等同的信息且在队列中更前面。此外,功能冗余可包括实际的复制消息和在已发送较旧消息之前到达的较新消息。例如,节点可能由于基础网络的特性而接收特定消息的相同副本,例如出于故障容忍原因由两个不同路径发送的消息。作为另一实例,新消息可含有取代仍未被发送的较旧消息的数据。在此情形下,系统150可丢弃较旧信息并只发送新消息。系统150还可包括优先级定序规则以确定数据串流的基于优先级的消息序列。此外,系统150可包括传输处理规则以提供预传输和传输后特殊处理,例如压缩和/或加密。
在某些实施例中,系统150提供故障容忍能力以帮助保护数据完整性和可靠性。例如,系统150可使用用户定义的队列选择规则以将消息区分成队列。例如,所述队列根据用户定义的配置来确定大小。例如,所述配置指定队列可能消耗的最大存储器量。此外,所述配置可能允许用户指定位置和可用于队列溢出的辅助存储装置的量。在填充队列中的存储器之后,可在辅助存储装置内将消息列队。当辅助存储装置也填满时,系统150可在队列中移除最旧消息,记录错误消息,并将最新消息列队。如果针对操作模式启用归档,那么可使用未经由网络发送消息的指示符来归档出列消息。
例如,可针对特定应用基于每一链路而配置在系统150中用于队列的存储器和辅助存储装置。在网络可用性周期之间的较长时间可对应于较多存储器和辅助存储装置以支持网络中断。系统150可与网络建模和模拟应用程序整合,(例如)以帮助识别大小确定来帮助确保队列经适当地大小确定且中断之间的时间足以帮助实现稳定状态并帮助避免最终队列溢出。
此外,在某些实施例中,系统150提供计量入站(“定形”)与出站(“管制”)数据的能力。管制和定形能力有助于解决网络中的定时的失配。定形有助于防止网络缓冲器充满在低优先级数据后面排队等候的高优先级数据。管制有助于防止应用程序数据消费者由于低优先级数据而超限。管制和定形由两个参数来支配:有效链路速度和链路比例。例如,系统150可形成数据串流,其不超过有效链路速度乘以链路比例。可随网络变化而动态地修改所述参数。所述系统还可存取检测到的链路速度以支持关于数据计量的应用程序等级决策。由系统150提供的信息可与其它网络操作信息组合来帮助决定什么链路速度适合给定的网络情景。
图4说明与本发明的一实施例一起操作的数据通信环境400。环境400包括数据通信系统410、源节点460和目的地节点470。数据通信系统410包括解析器组件420、优先级确定组件430、通信组件440以及一个或一个以上规则450。
数据通信系统410与源节点460和目的地节点470通信。数据通信系统410可经由链路((例如无线电、卫星、网络链路))和/或通过过程间通信与源节点460和/或目的地节点470通信。在某些实施例中,链路是战术数据网络的一部分。在某些实施例中,链路的带宽受约束。在某些实施例中,链路是不可靠的和/或间歇地断开。
在某些实施例中,数据通信系统410与两个或两个以上源节点460通信。在某些实施例中,数据通信系统410与两个或两个以上目的地节点470通信。
解析器组件420与优先级确定组件430通信。优先级确定组件430与通信组件440通信。
例如,数据通信系统410可类似于上述通信系统150。在某些实施例中,数据通信系统410适于从源节点460接收数据。在某些实施例中,数据通信系统410适于将数据传送到目的地节点470。
在操作中,在数据通信系统410处接收数据。例如,可从源节点460接收数据。可由数据通信组件410解析数据。例如,可解析数据以确定关于所述数据的决策值。可由数据通信系统410来确定数据的优先级。例如,可至少部分基于所述数据的解析来确定数据的优先级。可由数据通信系统410来传送数据。例如,可将数据传送到目的地节点470。
数据通信系统410所接收、存储、确定优先级、处理、传送和/或传输的数据可包括数据块。所述数据块可为(例如)包、单元、帧和/或串流。例如,数据通信系统410可从源节点460接收数据包。作为另一实例,数据通信系统410可处理来自源节点460的数据串流。
在某些实施例中,数据包括标头与有效负载。在某些实施例中,数据在存储器内不邻接。即,数据的一个或一个以上部分可位于不同的存储器区内。例如,可将标头信息存储于存储器的一个区内,同时将有效负载存储于另一缓冲器内。
例如,可经由一个或一个以上链路接收数据。例如,可经由战术数据网络从无线电在数据通信系统410处接收数据。作为另一实例,可由在相同系统上运行的应用程序通过过程间通信机制将数据提供到数据通信系统410。例如,如上文所论述,数据可为数据块。
由数据通信系统410接收数据。在某些实施例中,数据通信系统410可能不接收全部数据。例如,某些数据可能存储于缓冲器中,且数据通信系统410可能仅接收标头信息和指向缓冲器的指针。例如,可将数据通信系统410挂在操作系统的协议堆叠内,且当应用程序通过传输层接口(例如套接)将数据传递到操作系统时,所述操作系统可接着向数据通信系统410提供对数据的存取。
源节点460至少部分提供和/或产生供数据通信系统410处置的数据。源节点460可包括(例如)应用程序、无线电、卫星或网络。如上文所论述,源节点460可经由链路与数据通信系统410通信。例如,源节点460可产生连续数据串流或可突发数据。在某些实施例中,源节点460与数据通信系统410是相同系统的一部分。例如,源节点460可为在与数据通信系统410相同的计算机系统上运行的应用程序。
目的地节点470从数据通信系统410接收数据。目的地节点470可包括(例如)应用程序、无线电、卫星或网络。如上文所论述,目的地节点470可经由链路与数据通信系统410通信。在某些实施例中,目的地节点470和数据通信系统410是相同系统的一部分。例如,目的地节点470可为在与数据通信系统410相同的计算机系统上运行的应用程序。
解析器组件420适于解析数据。例如,可从源节点460接收数据。解析器组件420可检查和/或处理数据。例如,解析器组件420可检查数据以执行操作。所述操作的结果可供解析器组件420用以确定决策值。例如,解析器组件420可搜索数据以获得特定值且如果找到所述值,那么解析器组件420可产生指示已找到所述值的决策值。或者,如果未找到所述值,那么解析器组件420可产生指示未找到所述值的决策值。例如,所述决策值可为旗标、整数或枚举值。例如,所述决策值可表示解析数据的状态或结果。
在某些实施例中,解析器组件420适于至少部分基于一个或一个以上规则450来解析数据。例如,解析器组件420可使用一组可用规则中的规则450中的一个或一个以上规则来解析数据。规则可包括操作和密钥。例如,操作可引导、指定和/或指示解析器组件420如何处理或检查数据。例如,操作可向解析器组件420指示应检查数据中的特定字节的值并将其与密钥值进行比较。
例如,操作可包括偏移和扫描操作。偏移操作指示解析器组件420应检查在偏离当前位置某一量的数据中的值(例如字节或字)。例如,“偏移4”操作可指示应检查数据中从目前位置起的第四个字节。作为另一实例,“扫描7”操作可指示应检查数据中从当前位置起的七个字序列并将其与特定密钥值进行比较。
规则中的密钥值指定一值,用于比较或用于给定操作的其它目的。例如,具有“扫描7”操作的规则可具有密钥值“0x0321”,其指示应扫描数据的接下来七个字节以查看是否有任一者与密钥值“0x0321”匹配。
如上文所提及,解析器组件420可使用一个或一个以上规则450解析数据。例如,可循序或并行地处理在所述组规则中用于解析数据的规则450。在某些实施例中,规则450的某些或全部可几乎同时被解析。在某些实施例中,可从数据开头处开始处理一个或一个以上规则450。在某些实施例中,可从停止先前规则的处理处开始处理一个或一个以上规则450。
在某些实施例中,所述组规则中的规则可能取决于模式或简档。例如,特定组规则中的规则可能取决于数据通信系统410的活动模式或简档。即,不同模式可具有与其相关联的不同规则450。在某些实施例中,一个或一个以上规则至少部分由用户来定义。例如,在某些实施例中,规则可以XML来编写和/或经由自定义DLL来提供。例如,在某些实施例中,为了适应超越XML的能力和/或为了支持极低的等待时间要求,动态链接库可具备自定义代码以实施一规则。
在某些实施例中,解析器组件420处理数据而不管数据格式如何。即,解析器组件420根据规则450来处理数据而不管数据源、格式或类型如何。因而,数据可能不具有预定格式。解析器组件420可将数据视为字节阵列。或者,解析器组件420可将数据视为(例如)位阵列或16位、32位或64位字。通过解析器组件420来表示数据不取决于实际数据格式。
优先级确定组件430适于确定优先级和/或数据。可从解析器组件420接收数据。优先级确定组件430适于至少部分基于用于数据的决策值来确定数据的优先级。例如,所述决策值可为上文描述的由解析器组件420确定的决策值。
在某些实施例中,优先级确定组件430可包括一个或一个以上队列,其用于存储、组织数据和/或确定数据的优先级。或者,可使用其它数据结构来存储、组织数据和/或确定数据的优先级。例如,可使用表、树或链接列表。
在某些实施例中,优先级确定组件430可为数据块确定优先级。例如,可至少部分基于解析组件420所确定的决策值来确定数据块的优先级。可将数据块存储于队列中,和/或可基于为所述数据块和/或所述队列确定的优先级从队列中提取数据块。
例如,由优先级确定组件430进行的数据的优先级确定可用于提供QoS。例如,优先级确定组件430可为经由战术数据网络接收的数据确定优先级。在某些实施例中,优先级至少部分基于内容。例如,可由解析器组件420来检查数据。例如,优先级可基于解析器组件420所供应的决策值。例如,解析器组件420可向优先级确定组件430指示数据是在将军之间的视频会议,因而应被给予较高优先级。作为另一实例,解析器组件420可指示数据是来自远离接收数据的飞机的地面单位的位置遥测数据,因而是较低优先级。优先级可用于确定应将数据放置到多个队列中的哪个队列以供数据通信系统410的随后通信。例如,可将较高优先级数据放置于既定用于保持较高优先级数据的队列中,且进而,数据通信系统410在确定接下来将要传送什么数据的过程中可首先关注较高优先级队列。
通信组件440适于传送数据。可从优先级确定组件430接收将要传送的数据。例如,可至少部分基于数据的优先级来选择将要传送的数据。例如,通信组件440可在优先级确定组件430中从队列中选择数据块以传送到目的地节点470。
例如,可将数据传送到一个或一个以上目的地节点470。例如,可经由一个或一个以上链路传送数据。例如,可经由战术数据网络由数据通信系统410将数据传送到无线电。作为另一实例,可由数据通信系统410通过过程间通信机制将数据提供到在相同系统上运行的应用程序。
在某些实施例中,数据通信系统410不丢弃数据。即,尽管数据可为低优先级,但数据通信系统410不会丢弃数据。而是,可将数据延迟一时间周期,这可能取决于所接收的较高优先级数据的量。
在某些实施例中,数据通信系统410包括模式或简档指示符。例如,所述模式指示符可表示数据通信系统410的当前模式或状态。如上文所论述,数据通信系统410可使用规则和模式或简档来执行处理量管理功能,例如优化可用带宽、设定信息优先级和管理网络中的数据链路。例如,不同模式可能会影响规则、模式和/或数据传输的变化。例如,不同模式可具有与其相关联的不同规则450。即,(例如)在模式A下解析器组件420可利用一组规则450,且在模式B下可利用不同的(尽管可能重叠)一组规则450。模式或简档可包括与针对特定网络健康状态或条件的操作需求相关的一组规则。例如,数据通信系统410可提供模式的动态重新配置,包括“在运行中”定义并切换到新模式。
在本发明的某些实施例中,数据通信系统410对其它应用程序透明。例如,数据通信系统410所执行的处理、组织和/或优先级确定可对一个或一个以上源节点460或其它应用程序或数据源透明。例如,在与数据通信系统410相同的系统上或在连接到数据通信系统410的源节点460上运行的应用程序可能不知道数据通信系统410所执行的确定数据的优先级。
例如,在一个实施例中,带宽受约束网络(例如战术数据网络)包括一个或一个以上源节点和一个或一个以上目的地节点。例如,所述节点可为飞机无线电、卫星和/或软件应用程序。来自源节点的数据被传送到数据通信系统。所述数据通信系统可在与源节点、目的地节点相同的节点上或在中间节点上。例如,所述数据通信系统可在战斗机上,其中源节点(例如应用程序)在所述飞机、空军中队中的其它飞机、指挥部单位和地面单位上。可经由链路(例如卫星链路、无线电链路)和/或过程间通信传送数据。根据规则而透明地解析来自源节点的数据,而不管数据格式如何,以为数据确定优先级。例如,所述数据可以任意次序包括XML元件。即,在不同数据块中,指示块的发送者的XML元件可出现于块中的不同位置内。数据通信系统可通过使用用户定义的规则(例如扫描操作)解析数据来确定所述数据是将军之间的视频会议,且因而应被给予较高优先级。作为另一实例,数据通信系统可通过使用所述规则解析数据来确定所述数据是来自远离接收所述数据的飞机的地面单位的位置遥测数据,且因而是较低优先级。优先级可用于确定应将数据放置到多个队列中的哪个队列以供所述数据通信系统的随后通信。例如,可将较高优先级数据放置于既定用于保持较高优先级数据的队列中,且进而,数据通信系统在确定接下来将要传送什么数据的过程中可首先关注较高优先级队列。
如上文所论述,例如,数据通信系统410的组件、元件和/或功能性可在硬件、固件中和/或作为指令组在软件中以各种形式单独实施或组合实施。某些实施例可作为驻留在计算机可读媒体(例如存储器、硬盘、DVD或CD)上的指令组而提供,以用于在通用计算机或其它处理装置上执行。
图5说明根据本发明的一实施例使用规则解析数据的实例500。更明确地说,图5说明数据块501、第一实例510和第二实例510。数据块501被说明为字节阵列。第一实例510包括两个规则:主规则和次要规则。第二实例520包括主规则。此外,图5说明实例510的执行511与实例520的执行521。
例如,可由解析组件420来处理数据块501。在每一实例中,使用在实例中指定的规则来解析数据块501。例如,执行511说明使用第一实例510中的主规则和次要规则来解析数据块501。类似地,执行521说明使用第二实例520中的主规则来解析数据块501。例如,每一实例中的规则可类似于上文论述的规则450。
每一规则包括操作和密钥。例如,在第一实例510中,主规则具有操作“偏移0x06”与密钥“0x02”。次要规则具有操作“搜索长度0x03”与密钥“0x080A”。在第二实例520中,主规则具有操作“偏移0x0B”与密钥“0x0D”。即,操作“偏移11”与密钥“13”。
例如,操作可引导、指定和/或指示解析器组件420如何处理或检查数据。例如,操作可向解析器组件420指示应检查数据中的特定字节的值并将其与密钥值进行比较。
例如,操作可包括偏移和扫描操作。偏移操作指示应检查在偏移当前位置某一量的数据中的值(例如字节或字)。例如,“偏移4”操作可指示应检查数据中从目前位置起的第四个字节。作为另一实例,“扫描7”操作可指示应检查数据中从当前位置起的七个字序列并将其与特定密钥值进行比较。
规则中的密钥值指定一值,其用于比较或用于给定操作的其它目的。例如,具有“扫描7”操作的规则可具有密钥值“0x0321”,其指示应扫描数据的接下来七个字节以查看是否有任一者与密钥值“0x0321”匹配。
例如,可循序或并行地处理在所述组规则中用于解析数据的规则。在某些实施例中,所述规则的某些或全部规则可几乎同时被解析。在某些实施例中,可从数据开头处开始处理一个或一个以上规则。在某些实施例中,可从停止先前规则的处理处开始处理一个或一个以上规则。
在第一实例510中,主规则用于解析数据块501。主规则具有指定六字节偏移的操作。检查第六字节并将其值与密钥进行比较。此处,第六字节的值为“0x02”,其与用于主规则的密钥“0x02”匹配。因而,将处理次要规则。次要规则具有一操作,其指定在三个字节上的搜索操作,以查找密钥“0x080A”。此处,从上一操作的停止点起继续处理数据块501并检查直到接下来三个字节,以查找与指定密钥的匹配。如所说明,密钥是匹配的。因而,已使用第一实例501中的规则解析数据块501。解析组件420可基于此处理的结果来产生决策值。例如,决策值可指示成功处理了所述规则。例如,接着可由优先级组件430转译所述决策值以确定数据块501的优先级。
在第二实例520中,主规则用于解析数据块501。主规则具有指定11字节偏移的操作。检查第十一字节并将其值与密钥进行比较。此处,第十一字节的值是“0xD0”,其与用于主规则的密钥“0x0D”不匹配。解析组件420可基于此处理的结果来产生决策值。例如,决策值可指示未成功处理所述规则。例如,所述决策值接着可由优先级元件430转译以确定数据块501的优先级。
如上文所提及,将块501说明为字节阵列。或者,数据块501可由解析器组件420视为(例如)位阵列或16位、32位或64位字。解析器组件420对数据块501的表示不取决于实际数据格式。
图6说明根据本发明的一实施例用于传送数据的方法600的流程图。方法600包括以下步骤,下文将对其进行更详细描述。在步骤610处,接收数据。在步骤620处,选择规则。在步骤630处,处理数据。在步骤640处,确定数据的优先级。在步骤650处,传送数据。参考上述系统元件来描述方法600,但应了解,其它实施方案是可能的。
在步骤610处,接收数据。例如,可在数据通信系统410处接收数据。作为另一实例,可在解析器组件420处接收数据。例如,可经由一个或一个以上链路接收数据。例如,可由一个或一个以上数据源460提供和/或产生数据。例如,可经由战术数据网络在解析器组件420处从无线电接收数据。作为另一实例,可由在相同系统上运行的应用程序通过过程间通信机制将数据提供到数据通信系统410。例如,如上文所论述,数据可为数据块。
在某些实施例中,可能并不接收全部数据。例如,某些数据可能存储于缓冲器内,且仅接收标头信息和指向缓冲器的指针。例如,可将数据通信组件410挂在操作系统的协议堆叠内,且当应用程序通过传输层接口(例如套接)将数据传递到操作系统时,所述操作系统可接着向数据通信系统410提供对数据的存取。
在步骤620处,选择规则。例如,选定规则可类似于上文描述的规则450。例如,所述规则可选自一组可用规则。可由解析组件来选择所述规则。例如,所述解析组件可类似于上文描述的解析组件420。
每一规则包括操作和密钥。例如,操作可引导、指定和/或指示解析器组件420如何处理或检查数据。例如,操作可向解析器组件420指示应检查数据中的特定字节的值并将其与密钥值进行比较。
例如,操作可包括偏移和扫描操作。偏移操作指示应检查在偏移当前位置某一量的数据中的值(例如字节或字)。例如,“偏移4”操作可指示应检查数据中从目前位置起的第四个字节。作为另一实例,“扫描7”操作可指示应检查数据中从当前位置起的七个字序列并将其与特定密钥值进行比较。
规则中的密钥值指定一值,其用于比较或用于给定操作的其它目的。例如,具有“扫描7”操作的规则可具有密钥值“0x0321”,其指示应扫描所述数据的接下来七个字节以查看是否有任一者与密钥值“0x0321”匹配。
在步骤630处,处理数据。例如,将要处理的数据可为在上文描述的步骤610处接收的数据。所述数据可由解析器组件来处理。例如,所述解析器组件可类似于上文描述的解析器组件420。可至少部分基于一个或一个以上规则来处理所述数据。例如,所述规则可包括在上文描述的步骤620处选择的规则。即,例如,可根据在步骤620处选择的选定规则来处理数据。例如,所述规则可类似于上文描述的规则450。
如上文所提及,规则可包括操作和密钥。例如,操作可用于引导、指定和/或指示如何处理或检查数据。例如,操作可能指示应检查数据中的特定字节的值并将其与密钥值进行比较。
例如,在规则中所指定的操作可类似于上文论述的那些操作。例如,操作可包括偏移和扫描操作。偏移操作指示应检查偏移当前位置某一量的数据中的值(例如字节或字)。例如,“偏移4”操作可指示应检查数据中从目前位置起的第四个字节。作为另一实例,“扫描7”操作可指示应检查数据中从当前位置起的七个字序列并将其与特定密钥值进行比较。
例如,所述密钥值可类似于上文论述的密钥值。规则中的密钥值指定一值,其用于比较或用于给定操作的其它目的。例如,具有“扫描7”操作的规则可具有密钥值“0x0321”,其指示应扫描数据的接下来七个字节以查看是否有任一者与密钥值“0x0321”匹配。
数据的处理可用于确定决策值。例如,数据的处理可包括搜索数据以获得特定值且如果找到所述值,那么可产生指示找到所述值的决策值。或者,如果未找到所述值,那么可产生指示未找到所述值的决策值。例如,所述决策值可为旗标、整数或枚举值。例如,所述决策值可表示解析数据的状态或结果。
在某些实施例中,处理的数据发生而不管数据格式如何。即,可根据规则450来处理数据而不管数据源、格式或类型如何。因而,数据可能不具有预定格式。
例如,可循序或并行地进行数据的处理。在某些实施例中,所述处理的某些或全部几乎同时发生。例如,规则450的某些或全部可用于几乎同时处理数据。在某些实施例中,可从数据开头处开始来开始所述处理的某些或全部。在某些实施例中,所述处理的某些可从停止先前处理处开始。
在步骤640处,确定数据的优先级。例如,可由上文描述的优先级确定组件(例如优先级确定组件430)来确定数据的优先级和/或组织数据。例如,将要确定优先级的数据可为在步骤610处接收的数据。作为另一实例,将要确定优先级的数据可为在步骤630处处理的数据。
在某些实施例中,可为数据确定优先级。例如,可至少部分基于解析组件420所确定的决策值来确定数据的优先级。可将数据存储于队列中和/或可基于为数据和/或队列所确定的优先级来从队列中提取数据。
在某些实施例中,一个或一个以上队列可用于存储、组织数据和/或确定数据的优先级。或者,可使用其它数据结构来存储、组织数据和/或确定数据的优先级。例如,可使用表、树或链接列表。
例如,可确定数据的优先级以提供QoS。例如,可确定经由战术数据网络接收的数据的优先级。在某些实施例中,所述优先级至少部分基于内容。在某些实施例中,优先级至少部分基于通过处理数据确定的决策值。例如,可由在上文描述的步骤630处的处理来确定决策值。例如,所述处理可向优先级确定组件430指示数据是将军之间的视频会议,因而应被给予较高优先级。作为另一实例,所述处理可指示数据是来自远离接收所述数据的飞机的地面单位的位置遥测数据,因而是较低优先级。优先级可用于确定应将数据放置到多个队列中的哪个队列以用于随后通信。例如,可将较高优先级数据放置于既定用于保持较高优先级数据的队列中,且进而,在确定接下来将要传送什么数据的过程中,可首先从较高优先级队列中提取数据。
可至少部分基于一个或一个以上规则来确定数据的优先级。例如,如上文所论述,可基于系统和/或操作约束由用户定义和/或编程所述规则。例如,在某些实施例中,规则可以XML来编写和/或经由自定义DLL来提供。
在某些实施例中,不丢弃将要确定优先级的数据。即,即使数据可能是低优先级,也不丢弃所述数据。而是,可将数据延迟一时间周期,这可能取决于所接收的较高优先级数据的量。
在某些实施例中,数据通信系统410包括模式或简档指示符。例如,所述模式指示符可表示数据通信系统410的当前模式或状态。如上文所论述,数据通信系统410可使用规则和模式或简档来执行处理量管理功能,例如优化可用带宽、设定信息优先级和管理网络中的数据链路。例如,不同模式可能会影响规则、模式和/或数据传输的变化。例如,不同模式可具有与其相关联的不同规则450。即,(例如)在模式A下解析器组件420可利用一组规则450,且在模式B下可利用不同的(尽管可能重叠)一组规则450。模式或简档可包括与针对特定网络健康状态或条件的操作需求相关的一组规则。数据通信系统410可提供模式的动态重新配置,例如包括“在运行中”定义并切换到新模式。在某些实施例中,可至少部分基于模式或简档来选择在步骤620处所选择的规则。
在某些实施例中,数据的优先级确定对其它应用程序透明。例如,由某些实施例所执行的处理、组织和/或确定优先级对一个或一个以上源节点460或其它应用程序或数据源透明。例如,在与数据通信系统410相同的系统上或在连接到数据通信系统410的源节点460上运行的应用程序可能不知道由数据通信系统410执行的确定数据的优先级。
在步骤650处,传送数据。例如,所传送的数据可为在步骤610处接收的数据。例如,所述传送的数据可为在步骤630处处理的数据。例如,所传送的数据可为在步骤640处确定优先级的数据。例如,可从数据通信系统410传送数据。例如,可由通信组件440传送数据。例如,可将数据传送到一个或一个以上目的地节点470。例如,可经由一个或一个以上链路传送数据。例如,可经由战术数据网络由通信组件440将数据传送到无线电。作为另一实例,可由数据通信系统410通过过程间通信机制将数据提供到在相同系统上运行的应用程序。
例如,方法600的步骤中的一个或一个以上步骤可在硬件、固件中和/或作为指令组在软件中而单独实施或组合实施。某些实施例可作为驻留于计算机可读媒体(例如存储器、硬盘、DVD或CD)上的指令组而提供,以用于在通用计算机或其它处理装置上执行。
本发明的某些实施例可省略这些步骤中的一者或一者以上和/或以不同于所列举的次序的次序来执行所述步骤。例如,在本发明的某些实施例中可不执行某些步骤。作为另一实例,可以不同于上文所列举的次序的时间次序(包括同时)来执行某些步骤。
因而,本发明的某些实施例提供用于QoS的协议过滤的系统和方法。某些实施例提供用于QoS的协议过滤的技术效果。

Claims (10)

1.一种用于在网络中确定数据块的优先级以提供基于内容的服务质量的方法,所述方法包括:
接收数据块;
从一组可用规则中选择选定规则,其中所述选定规则包括操作和密钥;
至少部分基于所述操作,根据所述选定规则来处理所述数据块,以至少部分基于所述密钥来确定决策值;
确定所述数据块的优先级,其中至少部分基于所述决策值来确定所述数据块的优先级。
2.根据权利要求1所述的方法,其中至少部分经由战术数据网络来接收所述数据块。
3.根据权利要求1所述的方法,其中不预定所述数据块的格式。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述处理步骤对所述数据块的所述格式透明。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述优先级确定步骤包括将所述数据块插入在队列中。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述组可用规则中的所述至少一个规则至少部分基于模式。
7.一种用于在网络中提供基于内容的服务质量的数据通信系统,所述系统包括:
规则,其中所述规则包括操作和密钥,其中所述规则包括在一组可用规则中;
解析器组件,其中所述解析器组件适于至少部分基于所述操作来处理数据并匹配所述密钥以确定决策值;以及
优先级确定组件,其中所述优先级确定组件适于至少部分基于所述决策值来确定所述数据的优先级。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述解析器组件作为协议堆叠的传输层的一部分而操作。
9.根据权利要求7所述的系统,其进一步包括一个或一个以上队列,其中所述优先级确定组件适于至少部分基于所述数据的所述确定的优先级将所述数据插入到所述一个或一个以上队列中。
10.根据权利要求7所述的系统,其进一步包括模式指示符,其中所述模式指示符指示当前模式,其中所述组可用规则至少部分基于所述当前模式,且其中所述优先级确定组件适于至少部分基于所述当前模式来确定所述数据的优先级。
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