專利名稱：在一個(gè)分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中數(shù)據(jù)包的路由選擇的方法與布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1、4和7的前序部分的方法并涉及按照權(quán)利要求18的前序部分的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
為了在一個(gè)具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、比如路由器、交換機(jī)或網(wǎng)關(guān)的分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)、比如因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)(縮寫為IP網(wǎng)絡(luò))或開放系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(縮寫為OSI網(wǎng)絡(luò))中，對(duì)具有目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)包、比如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議包(縮寫為IP包)或協(xié)議數(shù)據(jù)單元(縮寫為PDUs)從發(fā)送器到接收機(jī)進(jìn)行路由選擇或傳輸，使用不同的路由選擇方法。該路由選擇確定，數(shù)據(jù)包在哪一個(gè)路徑上從發(fā)送端到達(dá)接收端。
已知的路由選擇方法是靜態(tài)的、半動(dòng)態(tài)或動(dòng)態(tài)的路由選擇，其此外通過協(xié)議、比如RIP(Routing Information Protocol)、OSPF(OpenShortest Path First)或針對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)的EIGRP(Enhanced InteriorGateway Routing Protocol)或針對(duì)OSI網(wǎng)絡(luò)的、按照ISO10589的IS-IS路由選擇加以實(shí)現(xiàn)。
在這些協(xié)議中大部分經(jīng)過最短的或最有效的路徑把數(shù)據(jù)包從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮諜C(jī)。對(duì)此僅僅在錯(cuò)誤情況下計(jì)算或者確定并應(yīng)用替換路徑。
為了在傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)達(dá)到較高的故障安全性，應(yīng)用所謂的多路由路由選擇或者多路徑傳遞。對(duì)此根據(jù)一個(gè)通過各個(gè)給定的通信量分配權(quán)重所確定的通信量分配，經(jīng)過不同的或者多個(gè)路徑把連續(xù)的包或包的組、所謂的流從發(fā)送器傳輸給接收機(jī)。
通信量分配權(quán)重為一個(gè)目標(biāo)地址確定每個(gè)路徑的通信量負(fù)荷。通信量分配權(quán)重通常是在0和1之間的值，其中0代表在一個(gè)連接或者一個(gè)路徑上沒有通信量而1代表最大通信量。通信量分配權(quán)重為1表明，經(jīng)由這個(gè)該路徑發(fā)送所有的包。在多路由路由選擇的情況下，在該情況中提供多個(gè)路徑，根據(jù)權(quán)重來分配通信量。在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中到一個(gè)目標(biāo)的通信量分配權(quán)重的和相應(yīng)為1，也就是說100％的通信。對(duì)于通信量分配也可以應(yīng)用另外的值系統(tǒng)，例如在0％和100％之間的百分比表示。
舉一個(gè)實(shí)例對(duì)此說明。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者一個(gè)路由器例如到一個(gè)目的地具有三個(gè)路徑，則通信量可以均勻分配到所有的三個(gè)路徑上。于是每個(gè)路徑獲得大約0.33的通信量分配權(quán)重。因此經(jīng)過各個(gè)路徑每次發(fā)送所有包或流的三分之一。另外的分配也是可能的，例如第一路徑0.5，第二路徑0.3，第三路徑0.2。以這種分配，50％的包經(jīng)過第一路徑傳遞、也就是說每?jī)蓚€(gè)包中有一個(gè)包經(jīng)過該路徑傳遞，30％的包經(jīng)過第二路徑發(fā)送并且20％的包經(jīng)過第三路徑發(fā)送?？梢园此Ｍ耐ㄐ帕俊⒏鶕?jù)連接的負(fù)荷、每個(gè)鏈路的距離、到目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目或按照另外的準(zhǔn)則確定該分配。
多路由路由選擇意指，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中提供到目標(biāo)的多于一個(gè)路徑并由此提供至少一個(gè)備用路徑，因此能夠快速地對(duì)鏈路故障作出本地反應(yīng)。為此必須確保，a)實(shí)際上提供到目標(biāo)的多于一個(gè)的路徑并且b)在節(jié)點(diǎn)之間且經(jīng)由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)路徑的鏈接未形成環(huán)。路由選擇環(huán)導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)中包的循環(huán)傳遞，循環(huán)傳遞的包增加了數(shù)據(jù)網(wǎng)中鏈路和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷，由此也降低網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量并導(dǎo)致顯著的不必要的包延遲或?qū)е掳鼇G失。
條件a)和b)在這方面是相反的，避免路由選擇環(huán)路經(jīng)常導(dǎo)致對(duì)到一個(gè)目標(biāo)的可能的和可用的多個(gè)路徑的限制。
通過一個(gè)實(shí)例對(duì)此說明。

圖1示出分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一部分的布置，例如一個(gè)因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)，包括三個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1、R2、R3，比如路由器、轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)關(guān)或另外同樣的開關(guān)設(shè)備，其分別經(jīng)過連接或者鏈路L12、L13、L32彼此相連。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1和R3具有到?jīng)]有示出的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)部分的連接，它們經(jīng)過該連接獲得數(shù)據(jù)包。這些數(shù)據(jù)包是指定給目標(biāo)D或者附屬的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的，該附屬的目的地節(jié)點(diǎn)連接在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2上并且只能經(jīng)過該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到達(dá)。
由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1接收的、針對(duì)目標(biāo)D的數(shù)據(jù)包經(jīng)過連接L12被發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2并進(jìn)一步被傳遞給目標(biāo)D。同樣，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3接收的、針對(duì)目標(biāo)D的數(shù)據(jù)包經(jīng)過連接L32被發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2并進(jìn)一步被傳遞給目標(biāo)D。
此外考慮這樣的包，其經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者路由器R1和連接L12被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者路由器R2，以便從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2進(jìn)一步傳遞給其目標(biāo)D。對(duì)此對(duì)于這些包來說除了經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1的路徑之外是否存在另外的路徑經(jīng)過所考慮的網(wǎng)絡(luò)，這是無(wú)關(guān)緊要的。當(dāng)前由于一個(gè)包到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1并且應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步傳遞到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)L2，出現(xiàn)下面的問題在通常的、所謂最短路由路由選擇的情況下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1始終經(jīng)過連接L12把包傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3始終經(jīng)過連接L32把包傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2。關(guān)于攜帶目標(biāo)地址D的包的傳遞的路由選擇表是在節(jié)點(diǎn)R1中
在節(jié)點(diǎn)R3中
為了每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠快速地對(duì)鏈路故障作出本地反應(yīng)，在多路由路由選擇或者在多路徑傳遞的情況下提供下面的替換路徑網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1可以把到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的包首先經(jīng)過連接L13傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3，該包從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3經(jīng)過連接L32轉(zhuǎn)交給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2。同樣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3可以把到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的包首先經(jīng)過連接L13傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1，該包從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1經(jīng)過連接L12轉(zhuǎn)交給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2。對(duì)于替換路徑來說包括通信量分配權(quán)重p1和p3在內(nèi)，路由選擇表是在節(jié)點(diǎn)R1中
在節(jié)點(diǎn)R3中
如果在純基于目標(biāo)的傳遞判定中應(yīng)用這些路由選擇表，那么就以概率p1p3出現(xiàn)這樣的情況，即例如一個(gè)包從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1在到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的路徑上首先經(jīng)過連接L13傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3，接下來再度從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3經(jīng)過連接L13傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1。以概率(p1p3)2一個(gè)包連續(xù)二次發(fā)生這樣的情況。一個(gè)包n次送出并收回的概率為(p1p3)n。因此不是非循環(huán)地實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的包傳遞。
在二種目前可支配的多路由路由選擇機(jī)制在OSPF協(xié)議中的等效成本多路徑(縮寫為ECMP)和在CISCO的EIGRP協(xié)議中的非等效成本多路由選擇(縮寫為UCMR)中通過以下方式較強(qiáng)地限制選擇到目標(biāo)的替換路徑，即不管純的基于目標(biāo)的包傳遞必須始終避免循環(huán)。在機(jī)制ECMP或者UCMR中，在圖1的實(shí)例中不允許從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的替換路徑和從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的替換路徑或者不允許使用連接L13。
在上述情況下能夠應(yīng)用備用路徑的方法是多協(xié)議標(biāo)號(hào)交換(縮寫為MPLS)。對(duì)此當(dāng)然必須保持網(wǎng)絡(luò)范圍的狀態(tài)，其定義路徑或者路由，在該路徑上應(yīng)通過回避IP路由選擇來經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳遞包。對(duì)此網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不再根據(jù)目標(biāo)IP地址傳遞包，而是給在網(wǎng)絡(luò)輸入端上的每個(gè)包設(shè)置一個(gè)位串，一個(gè)所謂的標(biāo)號(hào)，該標(biāo)號(hào)然后在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中被分析。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中必須建立在標(biāo)號(hào)和路徑之間的聯(lián)系。在網(wǎng)絡(luò)輸入端上必須給每個(gè)包設(shè)置一個(gè)標(biāo)號(hào)并且在網(wǎng)絡(luò)輸出端上必須再度清除該標(biāo)號(hào)。此外需要本地附加的機(jī)制，以便如果最初設(shè)置的路徑出現(xiàn)故障，則將包轉(zhuǎn)到一個(gè)備用路徑上。
現(xiàn)在，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，以這樣的方式改進(jìn)用于在分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)包的路由選擇、特別是多路由路由選擇的方法和布置，即在盡可能避免循環(huán)的條件下將備用路徑用于在需要情況下的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明，通過方法權(quán)力要求1、4或7的特征或者通過布置權(quán)力要求18的特征來解決該任務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明預(yù)先規(guī)定，在比如根據(jù)圖1描述的實(shí)例的情況下不考慮通信量分配并且代替通信量分配給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供本地可實(shí)施的規(guī)則。對(duì)于關(guān)鍵的替換路徑、也就是可能的循環(huán)的通信量分配權(quán)重被設(shè)置為最低值、也就是說被設(shè)置為零?？墒菍⒃撀方?jīng)引入路由選擇表中并且稱為所謂的“Joker Links”。此外節(jié)點(diǎn)使用這個(gè)規(guī)則，即只要經(jīng)過另外的、具有正權(quán)重的路徑不能到達(dá)所希望的相鄰路由器或下一跳(Next Hop)，該節(jié)點(diǎn)就應(yīng)用具備最小通信量分配權(quán)重的鏈路。只要僅僅一個(gè)鏈路出錯(cuò)，則純基于目標(biāo)的多路徑傳遞包的原理的這種簡(jiǎn)單擴(kuò)展消除了循環(huán)傳遞包的問題。
該方法的優(yōu)點(diǎn)在于，特別是在多路徑路由選擇中可以提供一個(gè)備用路徑，其中在網(wǎng)絡(luò)中沒有包被循環(huán)傳遞。對(duì)此該方法沒有考慮包的原始地址并且沒有網(wǎng)絡(luò)范圍的狀態(tài)信息。
在附屬權(quán)力要求中給出該方法的有益改進(jìn)。
對(duì)此例如最初的連接出錯(cuò)時(shí)針對(duì)備用路徑提高通信量分配權(quán)重，如此備用路徑成為主路徑。同時(shí)、如果可能、確定至少一個(gè)新的備用路徑，其獲得最小的通信量分配權(quán)重(零)。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的路由選擇表不會(huì)變得特別大。
在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例，下面描述這些實(shí)施例。
其中圖1示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明方法的第一布置，圖2示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明方法的第二布置，圖3示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明方法的第三布置，圖4示出實(shí)施根據(jù)本發(fā)明方法的第四布置，圖5示出根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的布置。
圖1示出開始已經(jīng)描述的、分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一部分的布置。
以描述過的過程為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1和R3的路由選擇表中得出下面針對(duì)目標(biāo)D的記錄在節(jié)點(diǎn)R1中
在節(jié)點(diǎn)R3中
到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1需進(jìn)一步傳遞到目標(biāo)D的包在正常情況下始終經(jīng)過連接L12直接轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2。如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1確定，連接L12出錯(cuò)，則例如本地改變分配權(quán)重，而其他到目標(biāo)D的包被轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1的路由選擇表中的記錄相應(yīng)地變?yōu)樵诠?jié)點(diǎn)R1中
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3再度把包僅僅直接經(jīng)過連接L32傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3按照同一規(guī)則僅僅應(yīng)用在其路由選擇表中針對(duì)目標(biāo)D的具有正的權(quán)重的記錄。
只要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2出錯(cuò)或者兩個(gè)連接L12和L32出錯(cuò)，在該實(shí)例中針對(duì)目標(biāo)D的包就在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3之間來回發(fā)送。在這種情況下當(dāng)然目標(biāo)D從網(wǎng)絡(luò)出來不再能夠到達(dá)。
圖2示出根據(jù)圖1的、具有這個(gè)特點(diǎn)的布置，即兩個(gè)另外串聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者路由器R4和R5使從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的一個(gè)路徑成為可能，也就是從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1出發(fā)經(jīng)過連接L14到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4經(jīng)過連接L45到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R5，從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R5借助于連接L52再度到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2。
在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4中的路由選擇表包含針對(duì)目標(biāo)D的到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R5的記錄，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R5相應(yīng)具有到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2的記錄在節(jié)點(diǎn)R4中
在節(jié)點(diǎn)R5中
針對(duì)連接L12已經(jīng)出現(xiàn)故障的情況，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1中的轉(zhuǎn)接過程或者轉(zhuǎn)換路由過程之后，確定或者計(jì)算經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R5的路徑為備用路徑。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1的路由選擇表中的記錄相應(yīng)變?yōu)樵诠?jié)點(diǎn)R1中
類似地，對(duì)于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3之間的連接L13出現(xiàn)故障的情況，包從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1經(jīng)過連接L14傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4并且從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4經(jīng)過連接L45、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R5、連接L52傳遞給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2再度發(fā)送給目標(biāo)D。
圖3指出了根據(jù)圖1的、具有這個(gè)特點(diǎn)的布置，即從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1經(jīng)過一個(gè)連接L16到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R6，并且從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R6經(jīng)過連接L62到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2。
在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R6中的路由選擇表以類似的方式與在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3中的路由選擇表一致，在此不再提及。
在該實(shí)例中連接L12是最初的連接，該最初的連接通過兩個(gè)分別經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3或者網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R6的備用路徑保障。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1的路由選擇表中記錄了兩個(gè)備用路徑在節(jié)點(diǎn)R1中
假如連接L12出現(xiàn)故障，則經(jīng)過兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3或者R6之一或有選擇地、例如交替地、經(jīng)過兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者備用路徑傳輸包。此外如果存在，可以類似于圖2的實(shí)例計(jì)算另外的備用路徑。同樣可以重新分配通信量分配權(quán)重，例如分配為節(jié)點(diǎn)R1
針對(duì)使用兩個(gè)備用路徑，或節(jié)點(diǎn)R1
針對(duì)使用一個(gè)唯一的備用路徑，也就是經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3的路徑。
圖4指出了根據(jù)圖2和圖3的、具有這個(gè)特點(diǎn)的布置，即除了根據(jù)圖2和3的、包括附屬連接在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4、R5和R6之外設(shè)置三個(gè)另外的、在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2之間串聯(lián)的、具有附屬連接L17、L78、L89和L92的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R7、R8、R9。
在這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的路由選擇表以類似的方式與先前所說的一致。
在這種情況下在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1中到目標(biāo)D的通信量分配到多條路經(jīng)上(多路由路由選擇)，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R1中相應(yīng)具有如下路由選擇表節(jié)點(diǎn)R1
對(duì)此根據(jù)前面的實(shí)例到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R4的連接是備用路徑或者“Joker-Link”。在所有前面的連接、在實(shí)例中為到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R2、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R3和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R6的連接出現(xiàn)故障之后才應(yīng)用該備用路徑。當(dāng)然可以相應(yīng)適配通信量分配權(quán)重，例如適配為節(jié)點(diǎn)R1
在其他連接出現(xiàn)故障的情況下節(jié)點(diǎn)R1
在此期間或者在最后的原始連接出現(xiàn)故障之后可以根據(jù)圖2的實(shí)例計(jì)算或者確定例如經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R7、R8、R9的備用路徑節(jié)點(diǎn)R1
同樣根據(jù)圖3的實(shí)例可以一開始就已在路由選擇表中記錄經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R7的備用路徑節(jié)點(diǎn)R1
在一個(gè)或所有原始連接出現(xiàn)故障的情況下可以例如根據(jù)下面的路由選擇表應(yīng)用所有或單個(gè)的備用路徑節(jié)點(diǎn)R1
或
節(jié)點(diǎn)R1
或節(jié)點(diǎn)R1
在此可以考慮所有可能的組合。
在實(shí)施例中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以具有到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的另外的、沒有示出部分的連接。
同樣在這些在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接中可以插入再生器或其他的網(wǎng)絡(luò)元件。
在分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)(縮寫為IP網(wǎng)絡(luò))特別適合于所述的方法。特別適合于經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音或Voice over IP(縮寫為VoIP)的故障保護(hù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的方法主要設(shè)置用于在IP網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多路由路由選擇或者多路徑傳遞?？墒撬部梢杂糜诹硗獾穆酚蛇x擇方法、比如最短路徑或類似的。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R的示意布置。該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只具有四個(gè)雙向通路或者端口P1至P4。通過這些通路網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R從一個(gè)沒有示出的分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、類似于根據(jù)圖1至4的網(wǎng)絡(luò)、獲得數(shù)據(jù)包，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)必須把該數(shù)據(jù)包傳遞或者繼續(xù)傳輸或發(fā)送給目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)R包含一個(gè)路由選擇表RT，其內(nèi)容在兩個(gè)不同狀態(tài)下描述為路由選擇表RT1和路由選擇表RT2。路由選擇表RT具有三列。列Z包含目標(biāo)或者目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的記錄，在實(shí)例中為目標(biāo)D。列P包含關(guān)于下一個(gè)結(jié)點(diǎn)或相應(yīng)通路或者端口的記錄，通過該節(jié)點(diǎn)或通路或者端口可以到達(dá)目標(biāo)。在實(shí)例中端口P2和P3記錄為到目標(biāo)D的輸出端。列G包含為該路徑設(shè)置的通信量分配權(quán)重。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)例如根據(jù)下面的過程運(yùn)行。一個(gè)數(shù)據(jù)包含有目標(biāo)地址。如果一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者路由器中，則從該數(shù)據(jù)包中確定目標(biāo)地址。將所確定的目標(biāo)地址與在路由選擇表中的目標(biāo)地址記錄進(jìn)行比較。根據(jù)路由選擇表確定相應(yīng)的輸出端或者下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，包發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)或者經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)發(fā)送包。例如根據(jù)路由選擇表RT1經(jīng)過通路或者端口P2進(jìn)一步發(fā)送針對(duì)目標(biāo)D的數(shù)據(jù)包。
在第一路由選擇表RT1中可以經(jīng)過通路P2和P3到達(dá)目標(biāo)D。根據(jù)本發(fā)明給第一或者主要的路徑、在這種情況下經(jīng)過端口2、分配最大的通信量分配權(quán)重、例如1或100％。第二或者次要的路徑作為備用路徑獲得最小的通信量分配權(quán)重、例如0或者0％。也就是說，其引入路由選擇表中，可是經(jīng)過該路徑不發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)或者沒有通信量。
也可以類似于圖1至4的實(shí)例經(jīng)過也許存在的另外的通路或者端口實(shí)現(xiàn)另外的通信量分配。
如果在實(shí)例中經(jīng)過通路P2的第一路徑出現(xiàn)故障，則應(yīng)用經(jīng)過通路P3的第二路徑，也就是說，先前經(jīng)過P2發(fā)送給目標(biāo)D的數(shù)據(jù)包現(xiàn)在經(jīng)過P3發(fā)送到目標(biāo)D。這例如可以由此實(shí)現(xiàn)，即從路由選擇表RT中清除針對(duì)通路P2的記錄并且經(jīng)過通路P3的第二路經(jīng)獲得最大的通信量分配權(quán)重，正如在路由選擇表RT2中示出的?？梢酝ㄟ^專業(yè)人員已知的機(jī)制實(shí)現(xiàn)連接或者路徑的故障識(shí)別和在路由選擇表中相應(yīng)記錄的清除以及數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)向另一通路或者端口，這些機(jī)制是現(xiàn)有技術(shù)。此外可以通過已知的機(jī)制確定備用路徑，在這種情況下經(jīng)過通路P4，根據(jù)在路由選擇表RT2中的下面的記錄，其在路由選擇表中記錄為最小通信量分配權(quán)重。
路由選擇表RT可以包含到同一目標(biāo)或其他目標(biāo)的其他記錄。
作為另外的實(shí)施方案，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)原則上可以使用這個(gè)規(guī)則，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不在同一連接上把包送回，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在該連接上接收包。也可以代替關(guān)于連接或者鏈路而關(guān)于節(jié)點(diǎn)使用該規(guī)則一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不把包送回這個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其從這個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收包。
也可以由于另外的原因把通信量分配權(quán)重設(shè)置為零，以便避免在正常運(yùn)行、即無(wú)鏈路故障時(shí)的循環(huán)。這例如是有意義的，即通信量分配限制在短路徑上，如此不會(huì)由于把包引到彎路上而浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)容量。
除了在本地識(shí)別鏈路故障之后、也可以在另外位置報(bào)告鏈路故障之后、通過另外的協(xié)議實(shí)現(xiàn)一個(gè)連接或路徑的分配權(quán)重的改變或者上調(diào)或者主路徑的改變。例如這可以是相鄰節(jié)點(diǎn)的消息，該消息說明，該節(jié)點(diǎn)對(duì)于給定目標(biāo)沒有直接的路徑。于是單個(gè)的或所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重新計(jì)算到確定的或者所有目標(biāo)的路徑。
該方法的一個(gè)修改在于，如果確定的另外的、可能引起循環(huán)的路徑不再可以支配，就使用已有連接或者路徑。路由選擇表可以包含另外的記錄，其表明哪一個(gè)連接出現(xiàn)故障，由此一個(gè)連接的通信量分配權(quán)重設(shè)置為大于零的值。附加地，對(duì)于這種情況該表還可以包含待應(yīng)用的通信量分配權(quán)重。
如果在最后的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的前面有多于兩個(gè)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供選擇，則以同樣的方式可以使用并且可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)所描述的方法。在這種情況下，使用該方法也是有意義的，因?yàn)樵谶@種情況下也存在所基于的循環(huán)問題-不是很明顯。
以同樣的方式在網(wǎng)絡(luò)中的另外位置可以使用所述的方法，在該位置產(chǎn)生這樣的問題，在考慮沒有循環(huán)的情況下在多個(gè)路徑上可能沒有通信分配。
該方法不局限于在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的分配控制。可以設(shè)置一個(gè)中央的網(wǎng)絡(luò)管理，其分別把已更新的路由選擇表或路由選擇信息分別分配給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。該管理也可以在故障情況下、也就是說在連接或者傳輸路徑出錯(cuò)的情況下應(yīng)用或者投入使用。該方法可以不依賴于集中或分散分布的網(wǎng)絡(luò)管理或者路由選擇管理地使用。
總結(jié)起來可以說，在路由選擇表中分配權(quán)重的置零能夠快速對(duì)故障作出本地反應(yīng)，同時(shí)防止循環(huán)傳遞包。
通過在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中本地使用的判定規(guī)則-在一個(gè)鏈路出錯(cuò)的情況下或在相應(yīng)的故障條件下上調(diào)通信量分配權(quán)重-能夠快速反應(yīng)，無(wú)須事先配置備用路徑或不必在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中具有目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)包的路由選擇方法，其中對(duì)于至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)分配給該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的路由選擇表中為各個(gè)目標(biāo)地址分配具有各自通信量分配權(quán)重的第一和第二傳輸路徑，該通信量分配權(quán)重表明每個(gè)傳輸路徑的各自分配的通信量負(fù)荷，其特征在于，分別給第一傳輸路徑分配最大的通信量分配權(quán)重并且給第二傳輸路徑分配最小的通信量分配權(quán)重，如此在未被干擾的運(yùn)行中經(jīng)過第一傳輸路徑傳遞數(shù)據(jù)包并且在第一傳輸路徑被干擾的情況下經(jīng)過第二傳輸路徑傳遞數(shù)據(jù)包。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在第一傳輸路徑出錯(cuò)的情況下第二傳輸路徑獲得最大的通信量分配權(quán)重。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在第一傳輸路徑出錯(cuò)的情況下計(jì)算第三傳輸路徑，其獲得最小的通信量分配權(quán)重。
4.在一個(gè)分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中具有目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)包的路由選擇方法，其中對(duì)于至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)分配給該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的路由選擇表中為各個(gè)目標(biāo)地址分配至少一個(gè)具有各自通信量分配權(quán)重的第一、第二傳輸路徑和另外的傳輸路徑，該通信量分配權(quán)重表明每個(gè)傳輸路徑的各自分配的通信量負(fù)荷，其特征在于，給第一傳輸路徑分配最大的通信量分配權(quán)重并且給第二和另外的傳輸路徑分別分配最小的通信量分配權(quán)重，如此在未被干擾的運(yùn)行中經(jīng)過第一傳輸路徑傳遞數(shù)據(jù)包并且在第一傳輸路徑被干擾的情況下經(jīng)過其他傳輸路徑中的至少一個(gè)傳輸路徑傳遞數(shù)據(jù)包。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在第一傳輸路徑出錯(cuò)的情況下至少一個(gè)其他的傳輸路徑獲得與最小通信量分配權(quán)重相偏離的通信量分配權(quán)重。
6.按照權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于，在第一傳輸路徑出錯(cuò)的情況下計(jì)算至少一個(gè)附的傳輸路徑，該附加的傳輸路徑獲得最小的通信量分配權(quán)重。
7.在一個(gè)分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中具有目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)包的路由選擇方法，其中對(duì)于至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)分配給該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的路由選擇表中為各個(gè)目標(biāo)地址分配至少一個(gè)具有各自通信量分配權(quán)重的第一、第二傳輸路徑和至少一個(gè)另外的傳輸路徑，該通信量分配權(quán)重表明每個(gè)傳輸路徑的各自分配的通信量負(fù)荷，其特征在于，給至少一個(gè)目標(biāo)地址的至少一個(gè)傳輸路徑分配最小的通信量分配權(quán)重，該傳輸路徑只在該目標(biāo)地址的所有另外傳輸路徑中的至少一部分出錯(cuò)的情況下才被用于傳輸數(shù)據(jù)包。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于，在具有偏離最小通信量分配權(quán)重的值的傳輸路徑的至少一部分出錯(cuò)的情況下至少一個(gè)具有最小通信量分配權(quán)重的傳輸路徑獲得與最小通信量分配權(quán)重相偏離的通信量分配權(quán)重。
9.按照權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于，在具有偏離最小通信量分配權(quán)重的值的傳輸路徑的至少一部分出錯(cuò)的情況下計(jì)算至少一個(gè)另外的傳輸路徑，該另外的傳輸路徑獲得最小的通信量分配權(quán)重。
10.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，如此控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以致這個(gè)傳輸路徑、在該傳輸路徑上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包、被禁止用于同一數(shù)據(jù)包的反向傳輸。
11.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中應(yīng)用多路由路由選擇方法或者多路徑傳遞方法。
12.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，一個(gè)按照因特網(wǎng)協(xié)議運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)用作分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)。
13.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，至少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第一傳輸路徑的出錯(cuò)被傳遞給至少一個(gè)另外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，借助于協(xié)議實(shí)現(xiàn)所述傳遞。
15.按照權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，在至少一個(gè)另外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中重新計(jì)算至少一個(gè)目標(biāo)地址的至少一個(gè)傳輸路徑。
16.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，給在路由選擇表中記錄的、具有最小通信量分配權(quán)重的傳輸路徑分配至少一個(gè)另外的通信量分配權(quán)重，該通信量分配權(quán)重在傳輸路徑被干擾的情況下使用。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，給所述在路由選擇表中記錄的另外的通信量分配權(quán)重分別分配一個(gè)傳輸路徑，并且在該分配的傳輸路徑出錯(cuò)的情況下應(yīng)用這個(gè)通信量分配權(quán)重。
18.用于分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)用于記錄目標(biāo)地址的路由選擇表，給目標(biāo)地址分配傳輸路徑和通信量分配權(quán)重，其中為每個(gè)目標(biāo)地址提供至少兩個(gè)路徑，其特征在于，以這種方式構(gòu)建路由選擇表，即給目標(biāo)地址的至少一個(gè)傳輸路徑分配最小的通信量分配權(quán)重，并且至少一個(gè)另外的傳輸路徑具有與最小通信量分配權(quán)重相偏離的通信量分配權(quán)重，和如此控制路由器，以致在具有與最小通信量分配權(quán)重相偏離的通信量分配權(quán)重的路徑的至少一部分受到干擾時(shí)經(jīng)過具有最小通信量分配權(quán)重的路徑傳輸至少一部分包。
全文摘要
本發(fā)明涉及在分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)中具有目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)包的路由選擇。依照本發(fā)明，針對(duì)指定給一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的單個(gè)目標(biāo)地址，在路由表中為第一和第二傳輸路徑分別指定通信量分配權(quán)重，所述權(quán)重表示每個(gè)路徑上各自分配的通信量負(fù)荷。將最大通信量分配權(quán)重指定給第一傳輸路徑而將最小通信量分配權(quán)重指定給第二傳輸路徑。在未受干擾的運(yùn)行期間，經(jīng)由第一傳輸路徑路由數(shù)據(jù)包，而如果所述路徑被中斷，經(jīng)由第二傳輸路徑路由這些包。
文檔編號(hào)H04L29/14GK1729656SQ03825808
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者J·夏青斯基, K·施羅迪, G·維爾曼 申請(qǐng)人:西門子公司