專利名稱：信號路由選擇器及信號路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將信號沿信號源和信號接收端之間的多條備選路由之一路由的信號路由選擇器及方法。
本發(fā)明尤其適于傳輸系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)能夠容錯，信號源和信號接收端之間有兩個相同的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于對源端和目的端之間的信號進行路由的信號路由選擇器，其中，源端和目的端之間存在多條備選路由，此路由選擇器具有以下特征用于確定源端和目的端之間的傳輸是否成功的裝置、用于維護路由成功和失敗的記錄的裝置以及用于根據(jù)路由成功和失敗的記錄來選擇傳輸路由的裝置。
在工作時，信號路由選擇器最好能夠根據(jù)各路由成功和失敗的記錄來判給各路由成功傳輸?shù)母怕手挡⒏鶕?jù)所給概率值來選擇路由。
在工作時，信號路由器最好能夠給出介于屢次成功的第一極限值和屢次失敗的第二極限值之間的概率值。
對選定的路由使用率，信號路由器在工作時最好能夠給出包括正常值的概率值，所述正常值基本上位于所有路由的屢次成功極限值中間。
在一種方案中，信號路由選擇器在工作時將路由使用率選定為等路由使用率。
信號路由選擇器最好這樣工作，當(dāng)從所述傳輸成功和失敗記錄導(dǎo)出的變量的值在一定范圍內(nèi)時，所述正常值保持相同。
信號路由選擇器最好這樣工作，不時根據(jù)所給概率值來選擇被賦予了極限值的路由。
信號路由選擇器最好這樣工作，在根據(jù)下式給出成功概率f(s)之后選擇傳輸路由f(s)＝1-2-s，對于s＝1，2，...n，f(s)＝1/2，對于s＝0，f(s)＝2s，對于＝-1，-2，...-n，f(s)是不連續(xù)的，其中，s是始終為整數(shù)的變量，并且可以從傳輸嘗試的成功和失敗中如下導(dǎo)出如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＜0，則使s＝s+1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＞0，則使s＝s-1，如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit1(漸近線極限1)，則使s＝s-1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit2(漸近線極限2)，則使s＝s+1。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了沿源端和目的端之間的多條備選路由之一路由信號的方法，所述方法的特征在于確定源端和目的端之間的傳輸是否成功，維護路由成功和失敗的記錄以及根據(jù)路由成功和失敗的記錄選擇傳輸路由。
此方法最好還包括根據(jù)各路由成功和失敗的記錄來判給各路由成功傳輸?shù)母怕手挡⒏鶕?jù)所給概率值選擇路由。
所述概率值最好介于屢次(repeated)成功的第一極限值和屢次失敗的第二極限值之間。
對選定的路由使用率，所述概率值最好包括基本上位于所有路由的屢次成功極限值中間的正常值。
在一種方案中，選定的路由使用率為等路由使用率。
當(dāng)從所述傳輸成功和失敗記錄導(dǎo)出的變量的值在一定范圍內(nèi)時，所述正常值最好保持相同。
最好不時根據(jù)所給概率值來選擇被賦予了極限值的路由。
所述方法最好包括在根據(jù)下式給出成功概率f(s)之后選擇傳輸路由f(s)＝1-2-s，對于s＝1，2，...n，f(s)＝1/2，對于s＝0，f(s)＝2s，對于＝-1，-2，...-n，f(s)是不連續(xù)的，其中，s是始終為整數(shù)的變量，并且可以從傳輸嘗試的成功和失敗中如下導(dǎo)出如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＜0，則使s＝s+1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＞0，則使s＝s-1，如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit1，則使s＝s-1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit2，則使s＝s+1。
現(xiàn)在將參考附圖(僅僅作為示例)來說明根據(jù)本發(fā)明的路由選擇器和信號路由方法，附圖中

圖1顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的信號路由選擇器的信號源通過兩個連接網(wǎng)絡(luò)與信號目的端相連；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的信號路由選擇器的示意圖；圖3顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的信號路由選擇器的信號源通過兩個連接網(wǎng)絡(luò)與含故障部件的信號目的端相連；圖4顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的路由選擇器的信號源通過兩個連接網(wǎng)絡(luò)與兩個信號目的端相連接，其中，部分連接網(wǎng)絡(luò)有故障；以及圖5是路由選擇器將選擇可用路由中的特定路由用于信號傳輸?shù)母怕实膱D形表示。
參考圖1，它顯示了信號源1通過第一連接網(wǎng)絡(luò)3和第二備選連接網(wǎng)絡(luò)4連接到信號目的端2。
信號源1包括與第一橋接電路12和第二橋接電路13相連的發(fā)送單元11。信號目的端2包括與第三橋接電路22和第四橋接電路23相連的第一接收單元21。第一橋接電路12通過第一連接網(wǎng)絡(luò)3與第三橋接電路22相連，而第二橋接電路13通過第二連接網(wǎng)絡(luò)4與第四橋接電路23相連。連接網(wǎng)絡(luò)3和4在源端和目的端之間提供雙向通信。因此，信號源1還包括相應(yīng)的接收單元且信號目的端2還包括相應(yīng)的發(fā)送單元。為便于說明本發(fā)明，附圖中僅描述和顯示了信號源至信號目的端的單向通信所必需的部件。
路由器14包含在信號源1的發(fā)送單元11中，且可控制源端和目的端之間備選連接網(wǎng)絡(luò)(以下稱為路由)上的信號路由。參考圖2，它顯示了根據(jù)本發(fā)明的信號路由選擇器14的示意圖。信號路由器14包括用于把信號從發(fā)送單元可選地路由到所選路由的選擇器15、用于控制選擇器15工作的控制單元16、用于監(jiān)測由目的端發(fā)送到源端的響應(yīng)的響應(yīng)監(jiān)測器17和存儲器18。響應(yīng)監(jiān)測器17連接到控制單元16且可為控制單元提供指示所選路由上的傳輸是否已由接收單元成功接收的數(shù)據(jù)。存儲器18用于維護各備選路由的成功和失敗次數(shù)的記錄。盡管在圖2所示的信號路由選擇器14與發(fā)送單元分離，實際上，路由選擇器可實現(xiàn)為發(fā)送單元內(nèi)的算法。響應(yīng)監(jiān)測器17適合于利用專用通信協(xié)議例如IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)中現(xiàn)有的專用通信協(xié)議或TCP協(xié)議來監(jiān)測響應(yīng)。
再次參考圖1，在工作時，信號源1的發(fā)送單元11通過第一橋接電路12、第一連接網(wǎng)絡(luò)3和第三橋接電路22將信號發(fā)送到信號目的端2的第一接收單元21，而如果信號到達第一接收單元21，則通過相同信號路由接收來自第一接收單元21的響應(yīng)?；蛘?，信號源1的第一發(fā)送單元11通過第二橋接電路13、第二連接網(wǎng)絡(luò)4和第四橋接電路23將信號發(fā)送到信號目的端2的第一接收單元21，而如果信號到達第一接收單元21，則通過由響應(yīng)監(jiān)測器17檢測到的相同信號路由接收響應(yīng)。接收對信號的響應(yīng)要考慮到規(guī)定期限，規(guī)定期限內(nèi)無響應(yīng)則由響應(yīng)監(jiān)測器記為所用信號路由失敗。
路由選擇器14的控制電路16選擇第一連接網(wǎng)絡(luò)3或者第二連接網(wǎng)絡(luò)4，用以在信號源1和信號目的端2之間傳輸信號。作出這種選擇的根據(jù)是由響應(yīng)監(jiān)測器17確定并存儲在存儲器18中的以前的在特定路由(網(wǎng)絡(luò)連接)上發(fā)送信號的成功嘗試記錄。
路由選擇器14，更具體的說是控制單元16這樣進行工作經(jīng)由第一橋接電路12、第一連接網(wǎng)絡(luò)3和第三橋接電路22的路由的選擇概率可表示為如下定義的不連續(xù)函數(shù)f(s)f(s)＝1-2-s，對于s＝1，2，...n，f(s)＝1/2，對于s＝0，f(s)＝2s，對于＝-1，-2，...-n，其中，S總為整數(shù)。
圖5中顯示的是s介于＝-4到s＝5(包括兩個極限值)之間的函數(shù)f(s)，其中包括兩個極限值，包括不連續(xù)區(qū)域AB、BC和CD。
從圖5中可以明顯看到，對介于于1，0和-1的區(qū)域中的s值，f(s)的值為1/2，對于大且為正的s，f(s)具有值為1的第一漸近線極限(aslimit1)；對于大且為負的s，f(s)具有值為0的第二漸近線極限(aslimit2)。
在工作時，在每次嘗試通過傳輸網(wǎng)絡(luò)3進行傳輸之后，就根據(jù)該嘗試是否成功來調(diào)整通過第一傳輸網(wǎng)絡(luò)3進行路由的下一次傳輸?shù)母怕省Ｍㄟ^傳輸網(wǎng)絡(luò)3進行的傳輸嘗試失敗時，就嘗試?yán)玫诙鬏斁W(wǎng)絡(luò)4。根據(jù)結(jié)果對s的現(xiàn)有值作如下修改如果嘗試使用傳輸網(wǎng)絡(luò)3成功，那么如果s＜0，則使s＝s+1，如果嘗試使用傳輸網(wǎng)絡(luò)4成功，那么如果s＞0，則使s＝s-1，如果嘗試使用傳輸網(wǎng)絡(luò)3失敗，那么如果|s|＜aslimit1，則使s＝s-1，如果嘗試使用傳輸網(wǎng)絡(luò)4失敗，那么如果|s|＜aslimit2，則使s＝s+1。
當(dāng)s值位于區(qū)域BC(圖5)(在此區(qū)域中，f(s)＝1/2)時，采用傳輸網(wǎng)絡(luò)3(圖1)的嘗試成功導(dǎo)致概率值向s正方向移動，而當(dāng)s值位于區(qū)域BC(圖5)中(在此區(qū)域中，f(s)＝1/2)時，使用傳輸網(wǎng)絡(luò)3(圖1)的嘗試失敗之后采用傳輸網(wǎng)絡(luò)4(圖1)的嘗試成功導(dǎo)致概率值向s負方向移動。當(dāng)s值位于區(qū)域CD(圖5)時(在此區(qū)域中，1/2＜f(s)＜1)，采用傳輸網(wǎng)絡(luò)3(圖1)的嘗試失敗導(dǎo)致概率值向s的負方向移動，從而使f(s)的值減小。當(dāng)s值位于區(qū)域AB(圖5)時(在此區(qū)域中，0＜f(s)＜1/2)，采用傳輸網(wǎng)絡(luò)4(圖1)的嘗試失敗導(dǎo)致概率值向s的正方向移動，從而使f(s)的值增大。
就圖1和圖5而言，響應(yīng)監(jiān)測器17監(jiān)控對所傳輸信號的響應(yīng)并檢測響應(yīng)獲取的失敗。每次失敗使控制單元16選擇優(yōu)先權(quán)朝備選連接網(wǎng)絡(luò)移動并在備選網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸嘗試。每次成功嘗試使選擇優(yōu)先權(quán)回到中性點(s＝0)位置。這種移動具有一定限制，并且即使在連接網(wǎng)絡(luò)上長期存在傳輸失敗時，仍然會在此失敗的連接網(wǎng)絡(luò)上嘗試進行少量的傳輸。，這種方案因此允許信號源1在路由選擇器14的影響下，自動對失效網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)作出響應(yīng)以及即使在發(fā)生多次失敗的情況下維持對各網(wǎng)絡(luò)的均衡需求。
當(dāng)?shù)谝贿B接網(wǎng)絡(luò)3和第二連接網(wǎng)絡(luò)4起作用時，這兩個連接網(wǎng)絡(luò)將收到在信號源1和信號目的端2之間傳輸信號的數(shù)量差不多相等的嘗試，并且只要各網(wǎng)絡(luò)滿足對其提出的所有要求，則這種情形一直保持。
現(xiàn)在參考圖3，其中顯示了圖1中的信號源1通過連接網(wǎng)絡(luò)3和4與備選信號目的端5相連，備選信號目的端5分別包括第五橋接電路52、第六橋接電路53及接收單元54和55。
圖3所示的接收單元54是有缺陷的(用十字叉來表示)，其結(jié)果是，當(dāng)有缺陷的接收單元54為所需目的端時，信號源1中的響應(yīng)監(jiān)測器17要記錄連接網(wǎng)絡(luò)3和4二者上的失敗嘗試。
應(yīng)用圖5中所示的概率函數(shù)，s的值主要在-1和0或者0和1之間變化，在此變化期之間，f(s)的值基本上保持在1/2，從而均衡使用連接網(wǎng)絡(luò)3和4。
參考圖4，其中顯示圖1的信號源1經(jīng)由分支的連接網(wǎng)絡(luò)7和8連接到圖1的信號目的端2以及第二信號目的端6，第二信號目的端6包括第七橋接電路62、第八橋接電路63和相應(yīng)的接收單元61。
分支連接網(wǎng)絡(luò)7將信號源1的第一橋接電路12連接到信號目的端2的第三橋接電路22和第二信號目的端6的第七橋接電路62。連接網(wǎng)絡(luò)8將信號源1的第二橋接電路13連接到信號目的端2的第四橋接電路23和第二信號目的端6的第八橋接電路63上。如圖4所示，連接網(wǎng)絡(luò)7在第一橋接電路12與第三橋接電路22之間存在故障(用十字叉表示)，而連接網(wǎng)絡(luò)8在第2橋接電路13與第八橋接電路63之間存在故障(用十字叉表示)。
如果發(fā)送單元11每10毫秒嘗試向第一接收單元21發(fā)送信號和每秒嘗試向第四接收單元61發(fā)送信號且基本上所有嘗試均是成功的，那么在向第四接收單元61發(fā)送信號的嘗試中，函數(shù)f(s)的值向圖5的CD區(qū)域移動以利于信號源1的第二橋接電路13。當(dāng)在適當(dāng)?shù)臅r候又一次嘗試向第四接收單元61發(fā)送信號時，可能的是基于f(s)的現(xiàn)有值一開始就選擇信號源1的第二橋接電路13。由于第二橋接電路13和第八橋接電路63之間的連接網(wǎng)絡(luò)8存在故障，所以初始的嘗試失敗。在此失敗之后，嘗試使用第一橋接電路12和連接網(wǎng)絡(luò)7，并且取得成功。
關(guān)于圖4所示的情形，其中，面對所示的連接網(wǎng)絡(luò)失效，信號源1仍嘗試向信號目的端2中的接收單元21以及第二信號目的端6中的接收單元61發(fā)送信號，在路由選擇器14的影響下，信號源1表現(xiàn)為傾向于支持信號目的端中更常被訪問的單元?？偟男Ч亲赃m應(yīng)地根據(jù)當(dāng)前條件來優(yōu)化吞吐量。
包含在信號源1中的路由選擇器14具有如下特定·它防止一對備選連接網(wǎng)絡(luò)中任一連接網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)未記載(未檢測到的)失敗紀(jì)錄的情況。
·它可在兩個備選網(wǎng)絡(luò)中任一連接網(wǎng)絡(luò)失效時保持吞吐量。
·它自動響應(yīng)失效連接網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)。
·在兩個連接網(wǎng)絡(luò)失效后，它可快速響應(yīng)兩個連接網(wǎng)絡(luò)中任一連接網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)。
·它能適應(yīng)連接網(wǎng)絡(luò)外部的故障，如接收器單元的故障。
·它在兩個連接網(wǎng)絡(luò)部分失效期間維持均衡的吞吐量。
權(quán)利要求
1.一種用于對信號源(1)和信號目的端(2，5，6)之間的信號進行路由的信號路由選擇器(14)，所述源端和目的端之間存在多條備選路由(3，4；7，8)，所述路由選擇器的特征在于用于確定所述源端和目的端之間的傳輸是否成功的裝置(17)，用于維護所述路由的成功和失敗的記錄的裝置(18)以及用于根據(jù)所述路由的成功和失敗的記錄來選擇傳輸路由的裝置(15，16)。
2.如權(quán)利要求1所述的信號路由選擇器，其特征在于，在工作時能夠根據(jù)所述路由的成功和失敗的記錄來判給所述路由成功傳輸?shù)母怕手挡⒏鶕?jù)所給概率值來選擇路由。
3.如權(quán)利要求2所述的信號路由選擇器，其特征在于，在工作時給出介于屢次成功的第一極限值和屢次失敗的第二極限值之間的概率值。
4.如權(quán)利要求3所述的信號路由選擇器，其特征在于，在工作時針對選定的所述路由的使用率來給出包括正常值的概率值，所述正常值基本上位于所有所述路由的屢次成功的極限值中間。
5.如權(quán)利要求4所述的信號路由選擇器，其特征在于，在工作時選擇所述路由的使用率為等路由使用率。
6.如權(quán)利要求4或5所述的信號路由選擇器，其特征在于這樣工作，所述正常值對從所述成功和失敗中導(dǎo)出的變量的一定值范圍保持一致。
7.如權(quán)利要求1至6所述的信號路由選擇器，其特征在于這樣工作，不時根據(jù)所述判給的概率值選擇被賦予了極限值的路由。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項所述的信號路由選擇器，其特征在于這樣工作，在如下所示給出成功概率f(s)之后選擇傳輸路由f(s)＝1-2-s，對于s＝1，2，...n，f(s)＝1/2，對于s＝0，f(s)＝2s，對于＝-1，-2，...-n，f(s)是不連續(xù)的，其中，s是始終為整數(shù)的變量，并且可以從傳輸嘗試的成功和失敗中如下導(dǎo)出如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＜0，則使s＝s+1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＞0，則使s＝s-1，如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit1，則使s＝s-1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit2，則使s＝s+1。
9.一種沿源端和目的端之間的多條備選路由之一對信號進行路由的方法包括以下步驟確定所述源端和目的端之間的傳輸是否成功、維護所述路由成功和失敗的記錄和根據(jù)所述路由成功和失敗的所述記錄選擇傳輸路由。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于包括根據(jù)所述路由成功和失敗的所述記錄判給所述路由成功傳輸?shù)母怕手挡⒏鶕?jù)所給概率值選擇路由。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述概率值介于屢次成功的第一極限值和屢次失敗的第二極限值之間。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對選定的所述路由的使用率，所述概率值包括基本上位于所有所述路由的屢次成功極限值中間的正常值。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述選定的所述路由的使用率為等路由使用率。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述傳輸成功和失敗中導(dǎo)出的變量的值在一定范圍內(nèi)時，所述正常值保持相同。
15.如權(quán)利要求10至14中任意一項所述的方法，其特征在于，不時根據(jù)所給概率值選擇被賦予了極限值的路由。
16.如權(quán)利要求9至15中任意一項所述的方法，其特征在于，在如下所示給出成功概率f(s)之后選擇傳輸路由f(s)＝1-2-s，對于s＝1，2，...n，f(s)＝1/2，對于s＝0，f(s)＝2s，對于＝-1，-2，...-n，f(s)是不連續(xù)的，其中，s是始終為整數(shù)的變量，并且可以從傳輸嘗試的成功和失敗中如下導(dǎo)出如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＜0，則使s＝s+1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)成功，那么如果s＞0，則使s＝s-1，如果嘗試使用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit1，則使s＝s-1，如果嘗試使用備選傳輸網(wǎng)絡(luò)失敗，那么如果|s|＜aslimit2，則使s＝s+1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信號路由選擇器(14)，用于通過多條備選路由之一對源端(1)與目的端(2，5，6)之間的信號進行路由。此信號路由選擇器包括用于確定源端和目的端之間已選路由上的傳輸是否成功的響應(yīng)監(jiān)測器(17)、用于維護所述路由上傳輸成功失敗的記錄并確定任何路由上成功的傳輸概率的裝置(18)、以及用于根據(jù)備選路由的成功概率來選擇傳輸路由的路由選擇裝置。
文檔編號H04L12/56GK1535522SQ02814922
公開日2004年10月6日 申請日期2002年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月29日
發(fā)明者R·米斯, R 米斯 申請人:馬科尼英國知識產(chǎn)權(quán)有限公司