DE102014106827A1 - Method and arrangement for connectionless data transmission - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die verbindungslose, paketvermittelte Datenübertragung zwischen zwei Endpunkten eines Netzwerkes mit mehreren Routern, über welches mehrere Übertragungswege für zwischen den Endpunkten zu übertragende Daten zur Verfügung stehen. Gemäß der dazu vorgeschlagenen Lösung werden die Datenpakete eines von einem der Endpunkte ausgesendeten Datenstroms in mindestens einem Router (1) über mehrere unterschiedliche, anhand der in den Datenpaketen enthaltenen Empfängeradresse berechnete und als sinnvoll erachtete Übertragungswege dem anderen, den Datenstrom empfangenden Endpunkt zugeleitet. Dazu ist Bestandteil des betreffenden Routers (1) oder ihm zugeordnet eine zusätzliche Wegesteuerung (5), welche mit einem Controller (4) des Routers (1) interagiert und mit eine gemeinsame Steuereinrichtung ausbildet. Die Bestimmung der für die Übertragung des Datenstroms als sinnvoll erachteten Übertragungswege und die wechselweise Auswahl dieser Übertragungswege zur Übertragung der einzelnen Datenpakete erfolgen aufgrund von Routingentscheidungen, welche von der Steuereinrichtung des Routers (1) durch die Anwendung jeweils mindestens einer dazu in der Steuereinrichtung hinterlegten Vorschrift getroffen werden.The invention relates to the connectionless, packet-switched data transmission between two end points of a network with multiple routers, over which several transmission paths for data to be transmitted between the end points are available. According to the solution proposed for this purpose, the data packets of a data stream emitted by one of the end points in at least one router (1) are forwarded to the other end point receiving the data stream via several different transmission paths calculated on the basis of the receiver addresses contained in the data packets and deemed useful. For this purpose, a component of the relevant router (1) or associated with it is an additional route control (5), which interacts with a controller (4) of the router (1) and forms a common control device. The determination of the transmission paths considered sensible for the transmission of the data stream and the alternate selection of these transmission paths for the transmission of the individual data packets are based on routing decisions made by the controller of the router (1) by the application of at least one protocol stored in the controller become.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lösung zur verbindungslosen Ende-zu-Ende-Übertragung von Daten in Netzwerken. Sie bezieht sich auf die paketvermittelte Übertragung von Daten von einem Endpunkt eines solchen Netzwerks zu einem anderen Endpunkt des betreffenden Netzwerks. Hierbei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf die Datenübertragung in IP-basierten Netzwerken, in welchen Daten anhand ihrer Ziel- beziehungsweise Empfängeradresse, das heißt insbesondere anhand einer IP-Adresse, vermittels in dem Netzwerk angeordneter Router in Form von Datenpaketen durch das Netzwerk hindurch zu dem für sie bestimmten Ziel geleitet werden. Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Anordnung für eine solche verbindungslose, paketvermittelte Datenübertragung.The invention relates to a solution for connectionless end-to-end transmission of data in networks. It refers to the packet-switched transmission of data from one endpoint of such a network to another endpoint of the particular network. In this case, the invention relates in particular to the data transmission in IP-based networks, in which data based on their destination or recipient address, that is, in particular based on an IP address, by means disposed in the network router in the form of data packets through the network to the be directed to their specific destination. The invention relates to a method and an arrangement for such a connectionless, packet-switched data transmission.

In Bezug auf die Übertragung von Daten in Netzwerken wird insbesondere zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen Netzen unterschieden. Beispiele für verbindungsorientierte Netze sind unter anderem das ISDN-Telefonnetz und das ATM-Netz. In derartigen Netzwerken wird zwischen einem Daten aussendenden ersten Endpunkt des Netzwerkes und einem zweiten, für den Empfang der Daten bestimmten Endpunkt für die Dauer der Datenübertragung eine feste Verbindung aufgebaut. Über diese Verbindung werden die entsprechenden Daten, bei welchen es sich auch um digitalisierte Gesprächsdaten handeln kann, übertragen und danach die Verbindung wieder abgebaut. Der gesamte, gegebenenfalls auch in Pakete unterteilte Datenstrom der von dem ersten Endpunkt zum zweiten Endpunkt übertragenen Daten wird dabei über ein und denselben, durch die aufgebaute Verbindung bestimmten Weg durch das Netz übertragen.With regard to the transmission of data in networks, a distinction is made in particular between connection-oriented and connectionless networks. Examples of connection-oriented networks include the ISDN telephone network and the ATM network. In such networks, a fixed connection is established between a data-transmitting first endpoint of the network and a second endpoint intended for the reception of the data for the duration of the data transmission. Via this connection, the corresponding data, which may also be digitized call data, are transmitted and then the connection is cleared down again. The entire data stream, which may also be subdivided into packets, of the data transmitted from the first end point to the second end point is transmitted through the network via one and the same route determined by the established connection.

Hiervon unterscheiden sich verbindungslose, paketorientierte Netze beziehungsweise Netzwerke dadurch, dass bei ihrer Nutzung auf einen Verbindungsaufbau und einen Verbindungsabbau verzichtet wird. Vielmehr wird hierbei der zu übertragende Datenstrom in jedem Falle in Pakete unterteilt, wobei jedes Paket eine Headerinformation erhält, deren Bestandteil unter anderem die Empfängeradresse für die zu übertragenden Daten ist. Über in dem Netzwerk angeordnete Router werden die einzelnen Datenpakete anhand der Empfängeradresse dem bestimmungsgemäßen Endpunkt zugeführt. Ein klassisches Beispiel für ein derartiges verbindungsloses Netzwerk ist zum Beispiel das Internet, bei welchem die Adressierung eines jeweiligen, für den Empfang von Daten bestimmten Endpunkts mittels einer in den Datenpaketen beziehungsweise in deren Header enthaltenen IP-Adresse erfolgt. Theoretisch könnten bei Anwendung dieser Übertragungsmethode Datenpakete mit derselben Empfangs- beziehungsweise IP-Adresse in dem Netzwerk über unterschiedliche Wege dem bestimmungsgemäßen Endpunkt beziehungsweise Empfänger zugeführt werden. Soweit sich die Übertragungsdauer einzelner Datenpakete aufgrund unterschiedlicher genutzter Übertragungswege unterscheidet, so dass die Datenpakete nicht in der Reihenfolge beim Empfänger eintreffen, in welcher sie ausgesendet wurden, stellt es dabei technisch kein Problem dar, die ursprüngliche Reihenfolge der Datenpakete anhand entsprechender Merkmale im Header empfängerseitig wieder herzustellen.Connectionless, packet-oriented networks or networks differ from this in that, in their use, a connection setup and a connection termination are dispensed with. Rather, in this case, the data stream to be transmitted is subdivided into packets in each case, with each packet receiving header information whose constituent parts include the recipient address for the data to be transmitted. Via routers located in the network, the individual data packets are supplied to the intended end point on the basis of the recipient address. A classic example of such a connectionless network is, for example, the Internet, in which the addressing of a particular end point intended for the reception of data takes place by means of an IP address contained in the data packets or in their header. Theoretically, using this transmission method, data packets with the same reception or IP address in the network could be supplied to the intended endpoint or receiver via different paths. As far as the transmission time of individual data packets differs due to different transmission paths used, so that the data packets do not arrive in the order at the receiver in which they were sent, it is technically no problem, the original order of the data packets using appropriate features in the header receiver side again manufacture.

Allerdings treten aufgrund der heute üblichen hohen Datenübertragungsraten im Zuge einer solchen paketweisen Datenübertragung erhebliche Probleme auf, sofern für jedes der Datenpakete ein durch das Netzwerk hindurch zu wählender Weg während des Übertragungsvorgangs gesondert berechnet werden soll. In der Praxis werden daher in der Regel auch in verbindungslosen Netzen alle Datenpakete eines eine Datensendung repräsentierenden Datenstroms über den gleichen Weg beziehungsweise die gleiche Route durch das Netz zum empfangenden Endpunkt übertragen. Hierbei wird ausgehend von der in dem ersten bei einem Router eintreffenden Datenpaket beziehungsweise von der in dessen Header enthaltenen Empfängeradresse (IP-Adresse) ein Übertragungsweg durch das Netzwerk bestimmt und in einer Tabelle, der sogenannten Forwarding Information Base (FIB), eine Weiterleitungs- beziehungsweise Forwarding-Information vermerkt, welche angibt, zu welchem nachfolgenden Router das betreffende Datenpaket und auch die ihm folgenden, zum selben Datenstrom der Datensendung gehörenden Datenpakete weitergeleitet werden. Der nachfolgende und gegebenenfalls weitere Router verfahren in entsprechender Weise. Nur ausnahmsweise, wenn sich beispielsweise aufgrund veränderter Netzwerkauslastung ergibt, dass der insoweit gewählte Übertragungsweg im Hinblick auf eine sich ergebende zu lange Übertragungsdauer überlastet ist, wird gegebenenfalls in der zuvor beschriebenen Weise ein neuer Übertragungsweg für die weiteren Datenpakete genutzt.However, due to the high data transmission rates customary today in the course of such a packet-type data transmission, considerable problems arise if, for each of the data packets, a path to be selected through the network is to be calculated separately during the transmission process. In practice, therefore, all data packets of a data stream representing a data transmission are usually also transmitted in connectionless networks via the same path or the same route through the network to the receiving end point. In this case, a transmission path through the network is determined on the basis of the data packet arriving at a router in the first or from the receiver address (IP address) contained in its header, and a forwarding or forwarding table in a table, the so-called Forwarding Information Base (FIB) Forwarding information notes which indicates to which subsequent router the relevant data packet and also the data packets following it, which belong to the same data stream of the data transmission, are forwarded. The following and optionally further routers proceed in a corresponding manner. Only exceptionally, if, for example, due to a change in the network utilization results in that the transmission path chosen so far is overloaded with regard to a resulting transmission time that is too long, a new transmission path for the further data packets may be used in the manner described above.

Darüber hinaus ist ein als Multipath-TCP bezeichnetes Verfahren bekannt geworden. Hierbei werden für eine bessere Netzwerkauslastung die Datenpakete einer Datensendung beziehungsweise eines Datenstroms über mehrere Wege vom sendenden Endpunkt zum empfangenden Endpunkt übertragen. Allerdings setzen dieses Verfahren und das zu seiner Implementierung auf der Transportschicht des OSI-Schichtenmodells dienende Übertragungsprotokoll MPTCP voraus, dass an dem empfangenden Endpunkt mehrere IP-Adressen existieren. Dies ist jedoch bei der üblichen Internetnutzung in der Regel nicht gegeben.In addition, a method called multipath TCP has become known. In this case, for better network utilization, the data packets of a data transmission or of a data stream are transmitted over several paths from the sending end point to the receiving end point. However, this method and the MPTCP transmission protocol used to implement it on the transport layer of the OSI layer model assume that multiple IP addresses exist at the receiving endpoint. However, this is usually not the case with the usual internet usage.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Lösung für die verbindungslose, paketvermittelte Datenübertragung zwischen Endpunkten eines Netzwerks anzugeben, durch welche eine effektive Ausnutzung der Netzwerkressourcen ermöglicht und eine möglichst schnelle Übertragung der Daten Ende-zu-Ende gewährleistet ist, ohne dass hierfür am empfangenden Endpunkt besondere Maßnahmen, wie das Einrichten mehrerer IP-Adressen, getroffen werden müssen. Hierzu sind ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben.The object of the invention is an alternative solution for the connectionless, packet-switched Specify data transmission between endpoints of a network, which allows an effective use of network resources and the fastest possible transmission of data is ensured end-to-end, without the need to take special measures at the receiving end point, such as setting up multiple IP addresses , For this purpose, a method and an arrangement must be specified.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine die Aufgabe lösende, zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung wird durch den ersten Sachanspruch charakterisiert. Vorteilhafte Ausund Weiterbildungen der Erfindung sind durch die jeweiligen Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a method having the features of patent claim 1. An object-solving, suitable for carrying out the method arrangement is characterized by the first claim. Advantageous Ausund and developments of the invention are given by the respective subclaims.

Das zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagene Verfahren zur verbindungslosen, paketvermittelten Datenübertragung zwischen zwei Endpunkten eines Netzwerks geht davon aus, dass üblicherweise in einem solchen Netzwerk, wie beispielsweise dem Internet, mehrere Übertragungswege für zwischen den Endpunkten zu übertragende Daten zur Verfügung stehen. Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass für einen Datenstrom, der von einem Endpunkt des Netzwerks zu einem anderen Endpunkt ausgesendet wird, in mindestens einem der Router des Netzwerks mehrere als sinnvoll zu erachtende Übertragungswege berechnet und auch gleichzeitig zur Übertragung des Datenstroms genutzt werden. Unter einem Datenstrom soll in diesem Zusammenhang und im Kontext der Erläuterungen zur Erfindung jede während einer zwischen Endgeräten an zwei Endpunkten des Netzwerks bestehenden Session, von einem Endgerät eines der Endpunkte an ein Endgerät am jeweils anderen Endpunkt im Rahmen eines Sendevorgangs übertragene, eine Mehrzahl von Datenpaketen umfassende Datensendung verstanden werden.The proposed method for connectionless, packet-switched data transmission between two end points of a network assumes that usually in such a network, such as the Internet, several transmission paths for data to be transmitted between the endpoints are available. To achieve the object, it is proposed that, for a data stream that is sent from one end point of the network to another end point, at least one of the routers of the network be used to calculate several transmission paths to be considered meaningful and also to use the data stream simultaneously. In this context, and in the context of the explanation of the invention, a data stream is to be understood to mean a plurality of data packets transmitted during a session existing between terminals at two end points of the network, transmitted from a terminal of one of the end points to a terminal at the respective other end point during a transmission comprehensive data transmission.

Die Berechnung als sinnvoll zu erachtender Übertragungswege erfolgt anhand der in den Datenpaketen, vorzugsweise in dem ersten bei dem Router eintreffenden Datenpaket enthaltenen Empfängeradresse nach üblichen, bereits aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren. Dabei können beispielsweise nur solche Übertragungswege als sinnvoll erachtet und zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms genutzt werden, welche nicht über mehr als eine vorgegebene maximale Anzahl von Vermittlungsknoten beziehungsweise Routern zum Ziel, das heißt zu dem für ihren Empfang bestimmten Endpunkt des Netzwerks führen. Oder es kann festgelegt werden, dass zur Übertragung von Datenpaketen eines Datenstroms, also von Datenpaketen mit einem hinsichtlich der Empfängeradresse gleichen Datenpaketheader, nur solche Übertragungswege berücksichtigt werden, die beispielsweise höchstens 50 % länger sind als der kürzestes Übertragungsweg. Die Berechnung der insoweit als sinnvoll erachteten Übertragungswege kann dabei zum Beispiel nach den bekannten Prinzipien des IP-Fast-Reroute erfolgen, wie sie beispielsweise durch die IETF (Internet Engineering Task Force) gemäß RFC 5714 oder RFC 5286 standardisiert sind.The calculation as transmission lines to be considered meaningful takes place on the basis of the receiver address contained in the data packets, preferably in the first data packet arriving at the router, according to customary methods already known from the prior art. In this case, for example, only such transmission paths are considered useful and can be used for transmitting the data packets of a data stream, which do not lead to more than a predetermined maximum number of switching nodes or routers to the destination, that is to the particular endpoint of the network for their reception. Or it can be determined that for the transmission of data packets of a data stream, ie of data packets with a respect to the recipient address same data packet header, only those transmission paths are considered, for example, at most 50% longer than the shortest transmission path. The calculation of the extent deemed useful transmission paths can be done, for example, according to the known principles of the IP Fast Reroute, as for example, by the IETF (Internet Engineering Task Force) according to RFC 5714 or RFC 5286 standardized.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Datenpakete eines Datenstroms, gesteuert durch eine Steuereinrichtung des mindestens einen, die mehreren als sinnvoll erachteten Übertragungswege berechnenden Routers, wechselweise über diese unterschiedlichen (sinnvollen) Übertragungswege zu dem anderen, den Datenstrom empfangenden Endpunkt übertragen. Dabei erfolgen erfindungsgemäß sowohl die Bestimmung der für die Übertragung des Datenstroms als sinnvoll erachteten Übertragungswege als auch die wechselweise Auswahl dieser Übertragungswege zur Übertragung der einzelnen Datenpakete des Datenstroms aufgrund von Routingentscheidungen, welche von der Steuereinrichtung des Routers durch die Anwendung jeweils mindestens einer dazu in der Steuereinrichtung hinterlegten Vorschrift getroffen werden. Bei der jeweiligen Vorschrift kann es sich sowohl um eine einfache Regel als auch um einen in der Steuereinrichtung hinterlegten komplexeren Algorithmus handeln.According to the inventive method, the data packets of a data stream, controlled by a controller of the at least one router that calculates several transmission paths that are considered useful, are alternately transmitted via these different (meaningful) transmission paths to the other endpoint receiving the data stream. According to the invention, both the determination of the transmission paths considered sensible for the transmission of the data stream and the alternate selection of these transmission paths for transmission of the individual data packets of the data stream are based on routing decisions made by the controller of the router by the application of at least one of them in the control device deposited provision are made. The respective rule may be both a simple rule and a more complex algorithm stored in the controller.

Der entscheidende Unterschied zum Stand der Technik besteht demgemäß darin, dass alle Datenpakete eines eine Datensendung repräsentierenden Datenstroms, wechselweise – und zwar wann immer dies möglich ist – über unterschiedliche Übertragungswege durch das Netz übertragen werden, obwohl die Header der Datenpakete dieses Datenstroms die selbe Empfängeradresse enthalten. Mithin erfolgt die Auswahl und Nutzung eines oder mehrerer anderer, alternativer Übertragungswege nicht erst oder nur dann, wenn Probleme bei der Datenübertragung über einen als priorisiert angesehenen Übertragungsweg auftreten. Zudem erfolgt die Berechnung möglicher (sinnvoller) Übertragungswege, über welche die Datenpakete eines Datenstroms übertragen werden, (abgesehen von dem ersten Datenpaket des Datenstroms oder dem ersten Datenpaket, für dessen Übertragung eventuelle Veränderungen der Netzwerkbelastung durch die Berechnung neuer Übertragungswege Berücksichtigung finden – Ausführungen zu Letzterem werden nachfolgend gegeben) nicht erst beim Eingang eines jeweiligen Datenpakets bei dem Router.The decisive difference from the prior art is accordingly that all data packets of a data stream representing a data transmission, alternately - whenever possible - are transmitted over different transmission paths through the network, although the headers of the data packets of this data stream contain the same recipient address , Consequently, the selection and use of one or more other, alternative transmission paths does not take place until or only when problems occur in the data transmission over a transmission path regarded as prioritized. In addition, the calculation of possible (meaningful) transmission paths over which the data packets of a data stream are transmitted takes place (apart from the first data packet of the data stream or the first data packet, for the transmission of which any changes in the network load are taken into account by the calculation of new transmission paths - remarks on the latter will be given below) not upon receipt of a respective data packet at the router.

Selbstverständlich sind die Zustände in einem Netzwerk, insbesondere was die Netzwerkbelastung anbelangt, in der Praxis nicht statisch. Vielmehr ist die Netzwerkbelastung und damit die Belastung der durch das Netzwerk gegebenen und als sinnvoll zu erachtenden Übertragungswege dynamisch und daher gegebenenfalls starken Schwankungen unterworfen. Um dem Rechnung zu tragen, ist es entsprechend einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass eine neue Routingentscheidung in Bezug auf die für die Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms als sinnvoll erachteten Übertragungswege erfolgt, sofern ein derartige Routingentscheidungen treffender Router Informationen von benachbarten Routern beziehungsweise Netzwerkknoten erhält, wonach ein oder mehrere der entsprechend der vorausgegangenen Routingentscheidung als sinnvoll erachteten Übertragungswege überlastet oder unterbrochen sind.Of course, the conditions in a network, especially as far as the network load is concerned, are not static in practice. Rather, the network load and thus the load on the given by the network and considered sensible transmission paths is dynamic and therefore possibly strong Subject to fluctuations. In order to take this into account, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that a new routing decision is made with regard to the transmission paths considered useful for the transmission of the data packets of a data stream, if such routing decisions of appropriate routers receives information from neighboring routers or network nodes according to which one or more of the transmission paths deemed sensible according to the previous routing decision are overloaded or interrupted.

Da die Datenpakete eines nach dem zuvor erläuterten Verfahren übertragenen Datenstroms auf unterschiedlichen Übertragungswegen durch das Netzwerk geleitet werden, kann sich die Übertragungsdauer der einzelnen Datenpakete durch das Netzwerk gegebenenfalls stark unterscheiden. Dies kann zum Beispiel auftreten, wenn ein Teil der Datenpakete abschnittsweise über eine Kupferdoppelader oder über Funk übertragen wird, wohingegen andere Datenpakete desselben Datenstroms ausschließlich über Glasfaserkabel übertragen werden. Hierdurch können von einem ersten Endpunkt ausgesendete Datenpakete unter Umständen früher von ihm ausgesendete Datenpakete auf dem Weg durch das Netzwerk gewissermaßen überholen. Beim empfangenden Endpunkt treffen demnach die Datenpakete eines Datenstroms gegebenenfalls in veränderter Reihenfolge ein. Im Allgemeinen, insbesondere im Zusammenhang mit der Übertragung von Daten für die meisten Computeranwendungen, stellt dies kein Problem dar, da die Einrichtungen (Endgeräte und Software) am empfangenden Endpunkt anhand der Header der Datenpakete deren ursprüngliche Reihenfolge wieder herstellen können.Since the data packets of a data stream transmitted according to the previously explained method are routed through the network on different transmission paths, the transmission duration of the individual data packets through the network may possibly differ greatly. This can occur, for example, when a part of the data packets is transmitted in sections over a copper pair or over radio, whereas other data packets of the same data stream are transmitted exclusively via fiber optic cable. As a result, data packets sent out by a first endpoint may to a certain extent overtake data packets transmitted by it on their way through the network. Accordingly, at the receiving end point, the data packets of a data stream arrive in an altered sequence. In general, especially in connection with the transmission of data for most computer applications, this is not a problem because the devices (terminals and software) at the receiving endpoint can restore their original order from the headers of the data packets.

Allerdings gibt es auch Anwendungen, wie beispielsweise die Sprachtelefonie (in digitalen Netzwerken stellt bekanntermaßen auch die Sprachtelefonie eine Übertragung von Daten, nämlich von digitalen Sprachdaten dar), welche derartige Laufzeitunterschiede bei der Übertragung der einzelnen Datenpakete nur teilweise oder gar nicht tolerieren. Um hier Unzuträglichkeiten zu vermeiden, ist in Weiterbildung des Verfahrens die Möglichkeit vorgesehen, dass durch die das Routing steuernde Steuereinrichtung des Routers Datenpakete eines Datenstroms, für die in ihrem Header eine bestimmte QoS-Klasse (QoS = Quality of Service) vermerkt ist, ausnahmsweise und gegebenenfalls auch nur temporär nicht über die unterschiedlichen, durch die Steuereinrichtung als sinnvoll berechneten Übertragungswege übertragen werden, sondern ausschließlich über einen dieser berechneten Übertragungswege. Derartige QoS-Klassen sind beispielsweise im Rahmen des EU-Projektes Muse (Multi Service Access Everywhere) bereits definiert worden.However, there are also applications such as voice telephony (in digital networks, voice telephony is also known as a transmission of data, namely digital voice data), which only partially or not at all tolerate such transit time differences in the transmission of the individual data packets. In order to avoid inconvenience here, it is provided in a further development of the method that by the routing controller of the router data packets of a data stream, for their header a specific QoS class (QoS = Quality of Service) is noted, exceptionally and if appropriate, only temporary transmission via the different, calculated by the control device as reasonable transmission paths, but only one of these calculated transmission paths. Such QoS classes have already been defined, for example, in the context of the EU project Muse (Multi Service Access Everywhere).

Wie bereits ausgeführt wurde, wird auch die Routingentscheidung darüber, wie die einzelnen Datenpakete eines Datenstroms wechselweise über die als sinnvoll berechneten Übertragungswege zum Empfänger weitergeleitet werden, durch die Anwendung mindestens einer in der Steuereinrichtung des Routers hinterlegten Vorschrift (Regel oder durch die Steuereinheit abzuarbeitender Algorithmus) getroffen. Erfindungsgemäß erfolgt diese wechselweise Pfadauswahl beziehungsweise wechselweise Auswahl des Übertragungsweges entsprechend einer dafür gegebenen Möglichkeit zufällig, das heißt stochastisch.As already stated, the routing decision as to how the individual data packets of a data stream are relayed alternately via the transmission paths calculated as meaningful to the receiver is also determined by the application of at least one provision stored in the control device of the router (rule or algorithm to be processed by the control unit). met. According to the invention, this alternating path selection or alternately selection of the transmission path takes place randomly, that is to say stochastically, in accordance with a given possibility.

Eine andere Möglichkeit besteht in einer innerhalb der entsprechenden Vorschrift für die Routingentscheidung abgebildeten festen Reihenfolge der wechselweise auszuwählenden Übertragungswege. Sollen dabei die Datenpakete des Datenstroms ungleichmäßig auf die einzelnen möglichen, das heißt als sinnvoll angesehenen Übertragungswege aufgeteilt werden, so kann dies beispielsweise durch die mehrfache Angabe desselben Übertragungsweges innerhalb einer solchen Reihenfolge realisiert werden. Soweit zum Beispiel drei mögliche Übertragungswege (Weg 1, Weg 2 und Weg 3) als sinnvoll berechnet wurden, könnte gemäß einer solchen, im Hinblick auf die ungleichmäßige Auslastung der Übertragungswege gewichteten Reihenfolge die Übertragung aufeinanderfolgend beim Router eintreffender Datenpakete nach dem Schema Weg 1, Weg 2, Weg 2, Weg 3 erfolgen.Another possibility consists in a fixed sequence of the transmission paths to be selected alternately within the corresponding provision for the routing decision. If the data packets of the data stream are to be unevenly distributed among the individual possible transmission paths, that is to say sensible, this can be achieved, for example, by repeatedly specifying the same transmission path within such an order. If, for example, three possible transmission paths (path 1, route 2 and route 3) were calculated as meaningful, according to such an order, weighted with regard to the uneven utilization of the transmission paths, the transmission of successive data packets arriving at the router according to route 1, route 2, way 2, way 3.

Ein anderer Ansatzpunkt besteht in der Hinterlegung einer zählerbasierten Regel in der Steuereinrichtung des Routers. Demgemäß können aufeinanderfolgend bei dem Router eintreffende Datenpakete entsprechend einer vorgegebenen Anzahl zunächst über einen ersten sinnvollen Übertragungsweg geführt, nachfolgende Datenpakete in entsprechender (gegebenenfalls von der für den ersten Übertragungsweg festgelegten Anzahl abweichender) Anzahl auf einem zweiten Übertragungsweg übertragen und schließlich wiederum weitere Datenpakete entsprechend einer vorgegebenen Anzahl über einen dritten Übertragungsweg – und so weiter – geleitet werden.Another approach is to deposit a meter-based rule in the controller of the router. Accordingly, consecutive data packets arriving at the router may first be routed via a first reasonable transmission path, subsequent data packets transmitted in a corresponding (possibly deviating from the first transmission path) number on a second transmission path, and finally further data packets corresponding to a predetermined one Number over a third transmission path - and so on - be routed.

In ähnlicher Weise kann allerdings auch zeitbasiert verfahren werden. So ist es denkbar, zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms für eine vorgegebene Zeitdauer zunächst einen ersten der berechneten Übertragungswege, dann wiederum für eine bestimmte Zeitdauer einen zweiten Übertragungsweg zu nutzen – und so weiter und so weiter.In a similar way, however, it is also possible to proceed on a time-based basis. Thus, it is conceivable for the transmission of the data packets of a data stream for a predetermined period of time, first a first of the calculated transmission paths, then again for a certain period of time to use a second transmission path - and so on and so on.

Im Hinblick auf die beiden letztgenannten Varianten für Vorschriften beziehungsweise Regeln zur wechselweisen Auswahl von sinnvollen Übertragungswegen kann es zudem vorgesehen sein, dass die Zählerwerte für die zählerbasierte Auswahl der Übertragungswege oder die Zeitdauer für die zeitbasierte Auswahl der Übertragungswege entsprechend der Auslastung der einzelnen Übertragungswege fortwährend dynamisch angepasst wird. With regard to the two last-mentioned variants for regulations or rules for the alternate selection of sensible transmission paths, it may also be provided that the counter values for the counter-based selection of the transmission paths or the time period for the time-based selection of the transmission paths are continually dynamically adjusted in accordance with the utilization of the individual transmission paths.

Bei der die Aufgabe lösenden, zur Durchführung des zuvor erläuterten Verfahrens geeigneten Anordnung zur verbindungslosen, paketvermittelten Datenübertragung in einem Netzwerk handelt es sich um einen speziell ausgebildeten Router, dem eine zusätzliche Einheit, nämlich eine Wegesteuerung, als integraler Bestandteil hinzugefügt ist oder um einen Router dem die vorgenannte, hinsichtlich ihrer Funktion noch zu erläuternde Wegesteuerung gewissermaßen als vorgeschaltete oder beigestellte Einheit zugeordnet ist. Da die genannte Wegesteuerung, wie ausgeführt, nicht zwingend integraler Bestandteil des betreffenden Routers ist, sind die entsprechenden, die Erfindung charakterisierenden Sachansprüche auf eine Anordnung gerichtet, selbst, wenn es sich dabei je nach Ausführungsform gegebenenfalls lediglich um einen Router mit entsprechender Wegesteuerung als integralem Bestandteil und damit gewissermaßen nur um eine einzelne Einrichtung handelt.The task-solving arrangement for connectionless, packet-switched data transmission in a network suitable for carrying out the method explained above is a specially designed router to which an additional unit, namely a routing control, is added as an integral part or a router the aforesaid route control, which is still to be explained with regard to its function, is to a certain extent assigned as an upstream or provided unit. Since the said route control, as stated, is not necessarily an integral part of the router in question, the corresponding, characterizing the invention property claims are directed to an arrangement, even if it is depending on the embodiment, if necessary, only a router with appropriate routing control as an integral part and thus, so to speak, is only a single entity.

Der Router der vorgeschlagenen Anordnung verfügt, wie bekannt, über mehrere Eingangsports und mehrere Ausgangsports und umfasst darüber hinaus mindestens einen Switch, das heißt ein mehrere Eingangsports und mehrere Ausgangsports aufweisendes Netzwerkkopplungselement, eine Routingtabelle und einen Controller. Im Hinblick darauf, dass der Router die zuvor und auch im Patentanspruch genannten Einheiten und Baugruppen mindestens umfasst, können darüber hinaus weitere im Rahmen der Darstellung der Erfindung nicht näher betrachtete Baugruppen und Einheiten Bestandteile des Routers sein. Hierdurch wird aber auch zum Ausdruck gebracht, dass der Router die angegebenen Einheiten beziehungsweise Baugruppen jeweils mindestens einmal umfasst. Demnach können die betreffenden Baugruppen oder Einheiten gegebenenfalls auch mehrmals in dem Router vorhanden sein. Soweit in den nachfolgenden Darstellungen nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, ist insoweit die Möglichkeit, dass eine jeweils genannte Baugruppe oder Einheit gegebenenfalls mehrfach in dem Router angeordnet ist, immer mit eingeschlossen, selbst wenn aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung im Allgemeinen die Einzahl für die entsprechende Einheit beziehungsweise Baugruppe gebraucht wird.As known, the router of the proposed arrangement has multiple input ports and multiple output ports, and further includes at least one switch, that is, a network coupling element having multiple input ports and multiple output ports, a routing table, and a controller. In view of the fact that the router at least includes the units and assemblies mentioned above and also in the claim, further assemblies and units, which are not considered in detail within the scope of the representation of the invention, can be components of the router. However, this also expresses that the router comprises the specified units or modules at least once. Accordingly, the assemblies or units in question may also be present several times in the router. Unless expressly stated otherwise in the following illustrations, the possibility that a respective module or unit is optionally arranged several times in the router is always included, even if, for reasons of linguistic simplification in general, the number for the corresponding Unit or assembly is needed.

In an sich bekannter Weise steuert der genannte Controller den Router im Hinblick auf die Auswahl von Übertragungswegen für bei dem Router eingehende Datenpakete, wobei jedes Datenpaket eines bei dem Router eingehenden Datenstroms einem Ausgangsport des Routers und damit einem bestimmten Übertragungsweg durch das Netzwerk zugeleitet wird. Ein einen Übertragungsweg für Datenpakete bestimmender Routingeintrag wird, wie bekannt, anhand der Empfängeradresse für den Datenstrom berechnet.In a manner known per se, said controller controls the router with regard to the selection of transmission paths for data packets arriving at the router, wherein each data packet of a data stream arriving at the router is forwarded to an output port of the router and thus to a specific transmission path through the network. A routing entry determining a data packet transmission path is calculated, as known, from the receiver address for the data stream.

Erfindungsgemäß ist die eine oder sind die mehreren Routingtabellen des Routers so ausgebildet, dass in ihr beziehungsweise in ihnen für voneinander verschiedene Datenpakete ein und desselben Datenstroms Routingeinträge ablegbar beziehungsweise abgelegt sind, welche auf unterschiedliche Ausgangsports des Routers und damit auf unterschiedliche Übertragungswege durch das Netzwerk verweisen. Abweichend vom Stand der Technik werden demgemäß bei der erfindungsgemäßen Anordnung beziehungsweise dem Router, als dem wesentlichen Element dieser Anordnung, die Datenpakete eines Datenstroms unterschiedlichen Ausgangsports des Routers zugeleitet.According to the invention, the one or more routing tables of the router are designed such that routing entries can be stored or stored in or for them in different data packets of one and the same data stream, which refer to different output ports of the router and thus to different transmission paths through the network. Deviating from the prior art, accordingly, in the arrangement according to the invention or the router, as the essential element of this arrangement, the data packets of a data stream are supplied to different output ports of the router.

Dies ist nach dem Stand der Technik nicht der Fall, da hier die Datenpakete eines Datenstroms trotz der paketvermittelten Übertragung, wie eingangs dargestellt, regelmäßig über denselben Weg durch das Netzwerk übertragen werden. Da der Ausgangsport eines Routers den Übertragungsweg für Daten durch das Netzwerk zumindest im Hinblick auf den nachfolgenden Übertragungsabschnitt bis zum nächsten Netzwerkknoten oder Router bestimmt, werden demgemäß nach dem Stand der Technik alle Datenpakete eines Datenstroms regelmäßig demselben Ausgangsport des Routers zugeleitet. Etwas anderes gilt nur, wenn aufgrund einer Unterbrechung oder Überlastung des ausgewählten Übertragungswegs durch den Router ein alternativer Übertragungsweg ausgewählt wird, über den dann jedoch vorzugsweise bis auf Weiteres alle nachfolgenden Datenpakete eines Datenstroms übertragen werden.This is not the case according to the state of the art, since the data packets of a data stream are regularly transmitted through the network over the same path in spite of the packet-switched transmission, as illustrated at the beginning. Since the output port of a router determines the transmission path for data through the network at least with respect to the subsequent transmission section to the next network node or router, according to the prior art, all data packets of a data stream are routed regularly to the same output port of the router. Something else is only valid if, due to an interruption or overloading of the selected transmission path through the router, an alternative transmission path is selected over which, however, then preferably all subsequent data packets of a data stream are transmitted until further notice.

Um gleichzeitig mehrere für einen Datenstrom in der oder den Routingtabellen abgelegte Routingeinträge und damit mehrere Übertragungswege für die Datenpakete ein und desselben Datenstroms nutzen zu können, ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung als Bestandteil des Routers oder diesem zugeordnet die bereits genannte Wegesteuerung vorgesehen. Diese Wegesteuerung bildet zusammen mit dem Controller für den mindestens einen Switch eine gemeinsame Steuereinrichtung aus. Als Bestandteil dieser Steuereinrichtung interagiert die Wegesteuerung mit dem Controller zur Erstellung der Routingeinträge in der oder den Routingtabellen gemäß mindestens einer in der Steuereinrichtung hinterlegten Vorschrift sowie zur wechselweisen Zuleitung der Datenpakete eines Datenstroms zu verschiedenen Ausgangsports des Routers entsprechend diesen Routingeinträgen.In order to be able to simultaneously use a plurality of routing entries stored for a data stream in the routing table (s) and thus several transmission paths for the data packets of one and the same data stream, the already mentioned route control is provided as part of the router or assigned thereto in the arrangement according to the invention. This route control forms together with the controller for the at least one switch a common control device. As part of this control device, the route control interacts with the controller to create the routing entries in the routing table (s) according to at least one provision stored in the control device and for alternate transmission of the data packets of a data stream to different output ports of the router according to these routing entries.

Gemäß einer möglichen Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist deren Router mehrere Switches auf, wobei deren Anzahl der maximalen Anzahl unterschiedlicher Übertragungswege entspricht, welche zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms als sinnvoll in der oder den Routingtabellen in Form von Routingeinträgen hinterlegbar sind. Die Datenpakete eines Datenstroms werden dabei den betreffenden Switches, gesteuert durch die aus dem Controller und der Wegesteuerung gebildete Steuereinrichtung, wechselweise zugeführt. Infolgedessen werden die Datenpakete schließlich über jeweils einen Ausgangsport dieser Switches unterschiedlichen Ausgangsports des Routers und somit unterschiedlichen Übertragungswegen zugeleitet. According to a possible embodiment of the arrangement according to the invention, its router has several switches, the number of which corresponds to the maximum number of different transmission paths which can be stored as meaningful in the routing table (s) in the form of routing entries in order to transmit the data packets of a data stream. The data packets of a data stream are alternately supplied to the respective switches, controlled by the control device formed by the controller and the route control. As a result, the data packets are finally fed via each output port of these switches different output ports of the router and thus different transmission paths.

Entsprechend einer anderen möglichen Ausbildungsform weist der zu der Anordnung gehörende oder sie ausbildende Router nur einen Switch auf, dessen Ausgangsports die Ausgangsports des Routers ausbilden. Hierbei ist die Wegesteuerung der diesen Switch steuernden, außerdem noch den Controller umfassenden Steuereinrichtung so ausgebildet, dass sie nach mindestens einer dafür in der Steuereinrichtung hinterlegten Vorschrift (Regel oder Algorithmus) für die an einem Port des Routers und damit bei der Wegesteuerung eingehenden Datenpakete eines Datenstroms aus der oder den Routingtabellen wechselweise Routingeinträge abruft, die unterschiedliche Übertragungswege bezeichnen. Die betreffenden Routingeinträge unterscheiden sich dabei dadurch, dass sie auf unterschiedliche Ausgangsports des Switches und damit des Routers verweisen, so dass die diesen unterschiedlichen Ausgangsports jeweils zugeleiteten Datenpakete eines Datenstroms schließlich über unterschiedliche Übertragungswege durch das Netzwerk weitergeleitet werden. Die Wegesteuerung nimmt ebenfalls wieder die Datenpakete von den Eingangsports des Routers entgegen, wählt für ein jeweiliges Datenpaket einen Übertragungsweg aus und holt sich dafür aus der entsprechenden Routingtabelle, das heißt aus der entsprechenden FIB, den Routingeintrag mit der Nummer des für den gewählten Übertragungsweg zu verwendenden Ausgangsports. Anschließend gibt die Wegesteuerung das Datenpaket einschließlich der Nummer des Ausgangsports an den Switch weiter.According to another possible embodiment, the router belonging to or forming the device has only one switch whose output ports form the output ports of the router. Here, the route control of this switch controlling, also the controller comprehensive control device is designed so that they after at least one stored in the control device rule (or algorithm) for the incoming at a port of the router and thus during the route control data packets of a data stream from the routing table (s) alternately retrieves routing entries that designate different transmission paths. The relevant routing entries differ in that they refer to different output ports of the switch and thus of the router, so that the data packets of a data stream respectively forwarded to these different output ports are finally forwarded through the network via different transmission paths. The route control also again receives the data packets from the input ports of the router, selects a transmission path for a respective data packet and obtains from the corresponding routing table, ie from the corresponding FIB, the routing entry with the number of the route to be used for the selected transmission path output ports. The route control then passes the data packet including the output port number to the switch.

Neben den zuvor dargestellten Ausbildungsformen ist eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform dadurch gegeben, dass die Wegesteuerung nicht integraler Bestandteil des zu der Anordnung gehörenden Routers ist, sondern diesem lediglich zugeordnet, das heißt vorgeschaltet ist. Diese Ausbildungsform ermöglicht es insbesondere, in einem Netzwerk bereits eingesetzte und entsprechend dem Stand der Technik ausgebildete Router durch Zuordnung der Wegesteuerung zu der erfindungsgemäßen Anordnung zu ergänzen. Allerdings setzt dies voraus, dass der betreffende Router hinsichtlich des Zusammenwirkens seines Controllers mit dem durch ihn gesteuerten Switch so ausgebildet ist beziehungsweise insbesondere softwarebasiert so eingerichtet wird, dass er berücksichtigt, welchem seiner Eingangsports ein Datenpaket zugeführt wird und dass er an unterschiedlichen Eingangsports eingehende Datenpakete auf unterschiedliche Ausgangsports des Switches und damit des Routers leitet. In der Praxis sollte dies gegebenenfalls durch ein Software-Update, also durch ein Update der Betriebssoftware des Routers zu bewerkstelligen sein. In addition to the embodiments described above, a further advantageous embodiment is given by the fact that the route control is not an integral part of belonging to the arrangement router, but this only assigned, that is upstream. This embodiment makes it possible, in particular, to supplement routers already used in a network and designed according to the state of the art by assigning the route control to the arrangement according to the invention. However, this presupposes that the router concerned is designed with respect to the interaction of its controller with the switch controlled by it or in particular software-based so that it takes into account which of its input ports a data packet is supplied and that it at different input ports incoming data packets different output ports of the switch and thus the router directs. In practice, this should possibly be accomplished by a software update, ie by updating the operating software of the router.

Die dem Router zugeordnete und mit dessen Controller eine Steuereinrichtung ausbildende Wegesteuerung weist bei dieser Ausbildungsform mehr Ausgangsports als Eingangsports auf. Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen der Anzahl der Ausgangsports und der Anzahl der Eingangsports der Wegesteuerung so gewählt, dass diese der Anzahl der maximal als sinnvoll berechneten Übertragungswege für die Datenpakete eines Datenstroms entspricht.In this embodiment, the path control assigned to the router and forming a control device with its controller has more output ports than input ports. Preferably, the ratio between the number of output ports and the number of input ports of the route control is selected so that it corresponds to the number of maximum calculated as meaningful transmission paths for the data packets of a data stream.

Als Vorteile der Erfindung sind insbesondere anzusehen:

  • – Fehlertoleranz: Sofern die Netztopologie es zulässt, werden mehrere Übertragungswege parallel benutzt. Bei Unterbrechung eines Übertragungsweges läuft die Datenübertragung auf dem / den anderen Übertragungsweg(en) weiter; es tritt keine Unterbrechung des Datenflusses insgesamt auf.
  • – Transparenz für Applikationen: Das erfindungsgemäße Verfahren ist vollständig in der Netzwerkschicht realisiert. Im Gegensatz zu Multipath-TCP werden keine parallelen Ende-zu-Ende-Verbindungen auf einer höheren Protokollschicht benutzt. Dadurch ist das Verfahren für Applikationen völlig transparent und erfordert keine Veränderungen in den Endgeräten.
  • – Rückwärtskompatibilität: Bei einer Nutzung der vorgeschlagenen Lösung lassen sich konventionelle und erfindungsgemäße Router in einem gemeinsamen Netz betreiben, ohne dafür Anpassungen vornehmen zu müssen.
  • – Einseitige Implementierbarkeit: Bei der vorgeschlagenen Lösung kann ein einzelner Router Verkehrsflüsse auf mehrere Übertragungswege aufspalten. Um die verschiedenen Teilflüsse später wieder zusammenzuführen, ist keine neue Funktionalität erforderlich, denn diese ist bereits in konventionellen Routern und anderen üblichen Netzwerkkomponenten enthalten. Da zur Implementierung des vorgeschlagenen Verfahrens nur ein Netzelement statt zwei korrespondierender Netzelemente angepasst werden müssen, sind die Komplexität und der Aufwand bei der Implementierung vergleichsweise gering.
As advantages of the invention are to be considered in particular:
  • - Fault tolerance: If the network topology allows it, several transmission paths are used in parallel. When a transmission path is interrupted, the data transmission continues on the other transmission path (s); There is no interruption of the total data flow.
  • Transparency for applications: The method according to the invention is completely realized in the network layer. Unlike multipath TCP, no parallel end-to-end connections are used on a higher protocol layer. This makes the process completely transparent to applications and does not require any changes in the end devices.
  • - Backward compatibility: When using the proposed solution can be conventional and inventive router operate in a common network without having to make adjustments.
  • - Unilateral Implementability: The proposed solution allows a single router to split traffic flows across multiple transmission paths. To rejoin the various subflows later, no new functionality is required because it is already included in conventional routers and other common network components. Since only one network element instead of two corresponding network elements must be adapted to implement the proposed method, the complexity and complexity of the implementation are relatively low.

Nachfolgend sollen anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele für die Erfindung gegeben und Unterschiede zum Stand der Technik nochmals verdeutlicht werden. Die Zeichnungen zeigen im Einzelnen: Below are given based on drawings embodiments of the invention and differences from the prior art will be clarified again. The drawings show in detail:

1–3: mögliche Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung, 1 - 3 : possible embodiments of the arrangement according to the invention,

4: die Grundstruktur eines Routers nach dem Stand der Technik. 4 : The basic structure of a router according to the prior art.

In der 4 ist die Grundstruktur eines Routers nach dem Stand der Technik in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung gezeigt. Die wesentlichen Elemente eines solchen, der paketvermittelten Weiterleitung von Datenströmen durch ein Netzwerk, wie das Internet, dienenden Routers 1 sind ein Switch 2, eine Routingtabelle 3, die sogenannte FIB (Forwarding Information Base), und ein den Router 1, das heißt dessen Einheiten, insbesondere den Switch 2, steuernder Controller 4. Bei dem Switch 2 handelt es sich um ein Netzwerkkopplungselement mit einer Mehrzahl von Eingangsports und Ausgangsports, welches durch den Controller auf der Grundlage von Einträgen in der Routingtabelle gesteuert wird. Die Eingangs- und Ausgangsports des Switches 2 bilden gleichzeitig die Eingangsports In_1–In_n und die Ausgangsports Out_1–Out_m des Routers 1 aus.In the 4 For example, the basic structure of a prior art router is shown in a highly simplified schematic. The essential elements of such, the packet-switched routing of data streams through a network, such as the Internet, serving router 1 are a switch 2 , a routing table 3 , the so-called FIB (Forwarding Information Base), and a router 1 that is its units, especially the switch 2 , controlling controller 4 , At the switch 2 it is a network coupling element having a plurality of input ports and output ports controlled by the controller based on entries in the routing table. The input and output ports of the switch 2 simultaneously form the input ports In_1-In_n and the output ports Out_1-Out_m of the router 1 out.

An den Eingangsports In_1–In_n kommen Datenpakete von über das Netzwerk zu übertragenden Datenströmen bei dem Router 1 beziehungsweise Switch 2 an. Bestandteil derartiger Datenpakete ist ein Header mit Steuerinformationen, welcher unter anderem die IP-Adresse des für den Empfang eines jeweiligen Datenstroms bestimmten Endpunktes enthält. Beim Eingang eines Datenpakets liest der Controller 4 dessen Header aus und überprüft, ob zu der darin enthaltenen Empfängeradresse bereits ein Routingeintrag in der Routingtabelle 3 vermerkt ist. Ist dies der Fall, leitet er das betreffende Datenpaket dem durch den Routingeintrag für Datenpakete mit dieser Empfängeradresse bestimmten Ausgangsport des Switches und damit dem betreffenden Ausgangsport Out_1–Out_m des Routers 1 zu. Durch den Ausgangsport Out_1–Out_m ist festgelegt, über welchen Übertragungsweg das Datenpaket hinsichtlich des nächsten Netzwerkabschnitts, das heißt des Abschnitts bis zum nächsten Netzwerkknoten oder Router, über das Netzwerk übertragen wird.At the input ports In_1-In_n, data packets from data streams to be transmitted over the network arrive at the router 1 or switch 2 at. Part of such data packets is a header with control information, which contains, inter alia, the IP address of the endpoint intended for the reception of a respective data stream. When a data packet is received, the controller reads 4 its header and checks whether there is already a routing entry in the routing table to the recipient address contained therein 3 is noted. If this is the case, it forwards the relevant data packet to the output port of the switch determined by the routing entry for data packets with this receiver address and thus to the relevant output port Out_1-Out_m of the router 1 to. The output port Out_1-Out_m determines over which transmission path the data packet is transmitted over the network with regard to the next network section, that is to the section of the next network node or router.

Findet sich zu einer durch den Header eines Datenpakets bezeichneten Empfängeradresse für die Daten eines Datenstroms noch kein Eintrag in der Routingtabelle 3, so wird durch den Controller 4 des Routers 1 ein möglicher, das heißt sinnvoller Übertragungsweg für das Datenpaket berechnet und hierzu ein Routingeintrag in der Routingtabelle 3 erstellt. Ein solcher möglicher Übertragungsweg wird beispielsweise nach dem Prinzip des IP-Fast-Reroute berechnet.If there is no entry in the routing table for a recipient address specified by the header of a data packet for the data of a data stream 3 so by the controller 4 of the router 1 a possible, that is meaningful transmission path for the data packet calculated and this is a routing entry in the routing table 3 created. Such a possible transmission path is calculated, for example, according to the principle of the IP fast route.

Nach dem Stand der Technik werden alle nach der Erstellung des Routingeintrags bei dem Router 1 eingehenden, zum selben Datenstrom gehörenden Datenpakete entsprechend diesem Eintrag über denselben Übertragungsweg weitergeleitet, das heißt dem jeweils selben Ausgangsport Out_1–Out_m des Routers 1 zugeleitet. Zwar werden in der Praxis für die Datenpakete eines Datenstroms zumindest zwei mögliche Übertragungswege durch den Router 1 berechnet und in der Routingtabelle 3 vermerkt, jedoch werden die Datenpakete regelmäßig nur über einen dieser Übertragungswege weitergeleitet und es erfolgt allenfalls bei Störungen, wie beispielsweise einer Unterbrechung oder Überlastung des für die Übertragung ausgewählten (primären) Datenweges, eine Nutzung eines oder des alternativ berechneten Übertragungsweges. Im letztgenannten Falle werden dann wiederum die nachfolgenden Datenpakete, soweit sich nicht wieder eine Änderung der Situation ergibt, über diesen alternativen Übertragungsweg geführt.In the prior art, all are after the creation of the routing entry at the router 1 incoming, belonging to the same data stream data packets according to this entry via the same transmission path forwarded, that is, the same output port Out_1 Out_m of the router 1 fed. Although in practice for the data packets of a data stream at least two possible transmission paths through the router 1 calculated and in the routing table 3 noted, however, the data packets are regularly forwarded only over one of these transmission paths and it is at best in case of disturbances, such as an interruption or overload of the selected for the transmission (primary) data path, a use of one or alternatively calculated transmission path. In the latter case, the subsequent data packets are again routed via this alternative transmission path, unless a change in the situation again results.

Die nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen von einer Konstellation aus, bei welcher für die Übertragung eines Datenstroms zwei als sinnvoll erachtete Übertragungswege durch das Netzwerk berechnet werden. In der Praxis wird möglicherweise für die Übertragung eines Datenstroms eine deutlich größere Zahl von Übertragungswegen Berücksichtigung finden. Dementsprechend wird die Anordnung, insbesondere der Router 1, im Einzelfalle eine entsprechend größere Anzahl von Switches 2, 2´ und/oder Routingtabellen 3, 3´ aufweisen und erheblich komplexer ausgebildet sein. Letzteres gilt, zumal der Router 1 auch noch andere Baugruppen und Einheiten umfassen kann als die zur Erläuterung der Erfindung in den Zeichnungen dargestellten wesentlichen Grundelemente. Zur Veranschaulichung des Grundgedankens der Erfindung und aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung werden jedoch, wie ausgeführt, die Ausführungsbeispiele auf Konstellationen mit zwei möglichen (sinnvollen) Übertragungswegen durch das Netzwerk bezogen.The embodiments of the invention presented below are based on a constellation in which two transmission paths deemed useful by the network are calculated for the transmission of one data stream. In practice, a significantly larger number of transmission paths may possibly be considered for the transmission of a data stream. Accordingly, the arrangement, especially the router 1 , in some cases a correspondingly larger number of switches 2 . 2' and / or routing tables 3 . 3 ' have and be designed considerably more complex. The latter applies, especially the router 1 also other assemblies and units may include than the essential basic elements illustrated in the drawings to illustrate the invention. To illustrate the basic idea of the invention and for reasons of clarity of presentation, however, as stated, the embodiments are based on constellations with two possible (meaningful) transmission paths through the network.

Die 1 zeigt in einer mit der 4 vergleichbaren schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das heißt eine erste mögliche Implementierung des zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagenen Verfahrens in einer Anordnung. In dem gezeigten Beispiel ist die erfindungsgemäß vorgesehene Wegesteuerung 5 ein integraler Bestandteil des dargestellten Routers 1, so dass die Anordnung durch den entsprechend ausgebildeten Router 1 als solches realisiert ist. Der betreffende Router 1, bei dem es sich um einen von mehreren in einem Netzwerk beziehungsweise im Internet angeordneten Routern handelt, umfasst demnach neben der schon erwähnten Wegesteuerung 5 zwei Switches 2, 2´, zwei Routingtabellen 3, 3´ (FIB) zur Aufnahme von auf der Grundlage entsprechender Routingentscheidungen erstellten Routingeinträgen und einen Controller 4. Die weiteren hier nicht gezeigten, in einem mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestatteten Netzwerk angeordneten Router 1 können wahlweise nach dem Stand der Technik ausgebildet oder entsprechend dem in der 1 dargestellten Router 1 um eine intergierte oder vorgeschaltete (siehe hierzu das Ausführungsbeispiel gemäß 3) Wegesteuerung erweitert sein.The 1 shows in one with the 4 Comparable schematic representation of a first embodiment of the invention, that is, a first possible implementation of the proposed method for solving the problem in an arrangement. In the example shown, the route control provided according to the invention is 5 an integral part of the illustrated router 1 so that the arrangement through the appropriately trained router 1 is realized as such. The router in question 1 , which is one of several in a network or arranged on the Internet routers, therefore, in addition to the already mentioned route control 5 two switches 2 . 2' , two routing tables 3 . 3 ' (FIB) to include routing entries created based on appropriate routing decisions and a controller 4 , The other routers not shown here, arranged in a network equipped with the arrangement according to the invention, are routers 1 can optionally be formed according to the prior art or according to the in the 1 illustrated router 1 to an intergated or upstream (see the embodiment of FIG 3 ) Route control be extended.

Für jede in einem Datenpaketheader enthaltene Empfängeradresse eines Datenstroms berechnet der Controller 4 des Routers 1 zwei mögliche, das heißt als sinnvoll angesehene Übertragungswege durch das Netzwerk. Wie beim Stand der Technik prüft er dabei für ein bei ihm eingehendes Datenpaket, ob zu der in dessen Header enthaltenen Empfängeradresse entsprechende Übertragungswege bereits berechnet wurden. Ist dies nicht der Fall, berechnet er zwei sinnvolle Übertragungswege entsprechend mindestens einer, in einem hier nicht gezeigten Speicher der aus dem Controller 4 und der Wegesteuerung 5 bestehenden Steuereinrichtung gehaltenen Vorschrift. Bei der besagten Vorschrift kann es sich, wie bereits ausgeführt, um eine einfache Regel oder um einen komplexen Algorithmus handeln. Die Berechnung der beiden als sinnvoll anzusehenden Übertragungswege kann dabei zum Beispiel unter Berücksichtigung von Randbedingungen erfolgen, wonach die über die wenigsten nachfolgenden Netzwerkknoten oder Router zum empfangenden Endpunkt führenden Übertragungswege und/oder Übertragungswege mit der kürzesten zu überbrückenden Distanz als sinnvolle Übertragungswege bestimmt werden. Auch erfindungsgemäß kann in diesem Zusammenhang beispielsweise das Prinzip des IP-Fast-Reroute genutzt werden.For each receiver address of a data stream contained in a data packet header, the controller calculates 4 of the router 1 Two possible, that is considered meaningful transmission paths through the network. As in the prior art, he checks for a data packet received by him whether corresponding transmission paths have already been calculated for the recipient address contained in the header thereof. If this is not the case, it calculates two sensible transmission paths corresponding to at least one, in a memory, not shown here, from the controller 4 and the route control 5 existing regulation. As already stated, the said rule can be a simple rule or a complex algorithm. The calculation of the two transmission paths considered sensible can take place, for example, taking into account boundary conditions, according to which the transmission paths and / or transmission paths leading via the fewest subsequent network nodes or routers to the receiving endpoint are determined as meaningful transmission paths with the shortest distance to be bridged. Also according to the invention, for example, the principle of the IP Fast Reroute can be used in this context.

Die zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms als sinnvoll berechneten Übertragungswege werden in Form eines entsprechenden Routingeintrags in den Routingtabellen 3, 3‘, und zwar so, dass der erste als sinnvoll berechnete Übertragungsweg in der ersten Routingtabelle 3 und der zweite als sinnvoll erachtete Übertragungsweg in der zweiten Routingtabelle 3´ vermerkt wird. Das erste bei dem Router 1 eintreffende Datenpaket eines Datenstroms, dessen Datenpaketheader beziehungsweise die darin enthaltene Empfängeradresse zur Berechnung der möglichen (sinnvollen) Übertragungswege bereits verwendet wurde, wird dann entsprechend einer in der Steuereinrichtung aus Controller 4 und Wegesteuerung 5 gehaltenen Vorschrift beispielsweise dem ersten Switch 2 zugeführt. Durch den Switch 2 wird das bei ihm eingehende Datenpaket entsprechend dem für seine Empfängeradresse in der ersten Routingtabelle 3 enthaltenen Routingeintrag einem seiner Ausgangsports und damit einem Ausgangsport Out_1–Out_m des Routers zugeleitet. Das nächste beim Router eingehende Datenpaket desselben Datenstroms wird hingegen beispielsweise durch die Wegesteuerung 5 dem zweiten Switch 2´ zugeführt und von diesem entsprechend dem in der zweiten Routingtabelle 3´ enthaltenen Routingeintrag einem anderen, mit einem entsprechenden Ausgangsport des zweiten Switches 2´ verbundenen Ausgangsport Out_1–Out_m des Routers 1 zugeleitet.The transmission paths calculated as meaningful for the transmission of the data packets of a data stream take the form of a corresponding routing entry in the routing tables 3 . 3 ' in such a way that the first transmission path calculated as meaningful in the first routing table 3 and the second deemed useful transmission path in the second routing table 3 ' is noted. The first with the router 1 incoming data packet of a data stream whose data packet header or the receiver address contained therein for calculating the possible (meaningful) transmission paths has already been used, then according to a controller in the controller 4 and route control 5 for example, the first switch 2 fed. Through the switch 2 the data packet arriving at it is corresponding to that for its receiver address in the first routing table 3 contained routing entry one of its output ports and thus an output port Out_1 Out_m the router forwarded. By contrast, the next data packet of the same data stream entering the router becomes, for example, the route control 5 the second switch 2' supplied and from this according to the in the second routing table 3 ' contained routing entry another, with a corresponding output port of the second switch 2' connected output port Out_1-Out_m of the router 1 fed.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die Wegesteuerung 5 die gleichzeitig an den verschiedenen Eingangsports In_1–In_n des Routers 1 beziehungsweise an ihren Eingängen eintreffenden Datenpakete individuell behandelt. Es werden also (abgesehen beispielsweise von Ausnahmen zur Berücksichtigung von QoS-Klassen) keineswegs alle gleichzeitig eintreffenden Datenpakete entweder an den ersten Switch 2 oder an den zweiten Switch 2´ weitergeleitet.In this context, it should be noted that the route control 5 simultaneously at the various input ports In_1-In_n of the router 1 or individually received at their inputs incoming data packets. Thus, apart from, for example, exceptions to the consideration of QoS classes, by no means all simultaneously arriving data packets are sent to the first switch 2 or to the second switch 2' forwarded.

An welchen Switch 2, 2´ ein Datenpaket eines Datenstroms jeweils weitergeleitet wird, ist vielmehr durch mindestens eine von der durch den Controller 4 und die Wegesteuerung 5 gebildeten Steuereinrichtung gehaltene Vorschrift (Regel oder Algorithmus) bestimmt. Für die Auswahl des Switches 2, 2´ und damit eines Ausgangsports Out_1–Out_m des Routers 1, das heißt für die Gestaltung einer entsprechenden Vorschrift, kommen dabei folgende Möglichkeiten in Betracht:

  • – Stochastisch: Einer der Ausgangsports Out_1–Out_m wird zufällig aus den möglichen Ausgangsports Out_1–Out_m ausgewählt.
  • – Feste Reihenfolge: Für die zu einem Datenpaketheader gehörenden möglichen Ausgangsports Out_1–Out_m wird eine Reihenfolge festgelegt. Eintreffende Pakete mit derselben Empfängeradresse im Datenpaketheader werden entsprechend dieser Reihenfolge über die möglichen Ausgangsports Out_1–Out_m weitergeleitet. Soll der Strom von Paketen mit gleicher Empfängeradresse im Datenpaketheader ungleichmäßig auf mehrere Ausgangsports Out_1–Out_m aufgeteilt werden (zum Beispiel 1:2:1 auf drei Ports Out_1, Out_2, Out_3), können einzelne der Ausgangsports auch mehrfach in diese Reihenfolge aufgenommen, das heißt, es kann beispielsweise eine Reihenfolge der Form Out_1–Out_2–Out_3–Out_2 festgelegt werden.
  • – Zählerbasiert: Die möglichen Ausgangsports Out_1–Out_m und damit die möglichen, das heißt sinnvollen Übertragungswege für Datenpakete mit gleicher Empfängeradresse im Datenpaketheader werden abwechselnd jeweils für eine festgelegte Anzahl aufeinanderfolgender Datenpakete mit gleicher Empfängeradresse genutzt.
  • – Timerbasiert: Die möglichen Ausgangsports Out_1–Out_m für Datenpakete mit gleicher Empfängeradresse im Datenpaketheader werden abwechselnd jeweils für eine festgelegte Zeitdauer benutzt. Die Zeitdauer wäre typischerweise sehr kurz (vorzugsweise << 1 Sekunde) und könnte sich auch bezüglich der für Datenpakete mit gleicher Empfängeradresse möglichen Ausgangsports Out_1–Out_m also bezüglich der genutzten sinnvollen Übertragungswege unterscheiden.
  • – Ähnlich wie in 3GPP für S1-Flex: S1-Flex ist ein Verfahren aus dem Mobilfunkbereich, bei dem eine LTE-Basisstation parallele Verbindungen zu mehreren Serving Gateways unterhält und die so genannten PDP-Kontexte der von ihr versorgten Endgeräte gleichmäßig auf diese Verbindungen verteilt. Nach den gleichen Prinzipien kann auch ein Router 1 Datenpakete auf Ausgangsports Out_1–Out_m verteilen.
  • – Basierend auf Netztopologie und Auslastung: Ausnahmsweise und/oder eventuell nur temporär werden gegebenenfalls alternative Routen nur genutzt, wenn die primäre Route beziehungsweise der primäre Übertragungsweg unterbrochen oder zumindest überlastet ist.
To which switch 2 . 2' a data packet of a data stream is forwarded in each case is rather by at least one of the by the controller 4 and the route control 5 determined rule (rule or algorithm). For the selection of the switch 2 . 2' and thus an output port Out_1-Out_m of the router 1 , that is, for the creation of a corresponding regulation, the following possibilities are considered:
  • Stochastic: One of the output ports Out_1-Out_m is randomly selected from the possible output ports Out_1-Out_m.
  • - Fixed sequence: A sequence is defined for the possible output ports Out_1-Out_m belonging to a data packet header. Incoming packets with the same recipient address in the data packet header are forwarded in this order via the possible output ports Out_1-Out_m. If the stream of packets with the same recipient address in the data packet header is to be divided unevenly between several output ports Out_1-Out_m (for example 1: 2: 1 to three ports Out_1, Out_2, Out_3), individual output ports can also be added several times in this order, that is For example, an order of the form Out_1-Out_2-Out_3-Out_2 may be specified.
  • - Counter-based: The possible output ports Out_1-Out_m and thus the possible, that is meaningful transmission paths for data packets with the same recipient address in the data packet header alternately used for a fixed number of successive data packets with the same recipient address.
  • - Timer-based: The possible output ports Out_1-Out_m for data packets with the same recipient address in the data packet header are used alternately for a defined period of time. The time duration would typically be very short (preferably << 1 second) and could also differ with respect to the output ports Out_1-Out_m possible for data packets having the same receiver address, ie with regard to the useful transmission paths used.
  • Similar to 3GPP for S1-Flex: S1-Flex is a mobile-based method in which an LTE base station maintains parallel connections to multiple serving gateways and evenly distributes the so-called PDP contexts of the terminals it serves to these connections , By the same principles can also be a router 1 Distribute data packets to output ports Out_1-Out_m.
  • - Based on network topology and utilization: Exceptionally and / or possibly only temporarily, alternative routes may only be used if the primary route or the primary transmission path is interrupted or at least overloaded.

Die zuvor aufgezeigten Möglichkeiten für die Auswahl eines Ausgangsports Out_1–Out_m des Routers 1 und damit eines der als sinnvoll berechneten Übertragungswege gelten auch für die beiden nachfolgen erläuterten Ausführungsbeispiele.The above-mentioned possibilities for selecting an output port Out_1-Out_m of the router 1 and thus one of the transmission paths calculated as meaningful also apply to the two embodiments explained below.

Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung. Auch bei dieser ist die Wegesteuerung 5 integraler Bestandteil eines entsprechend ausgebildeten Routers 1. Der Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 besteht darin, dass der betreffende Router 1 lediglich einen Switch 2 aufweist. Die Berechnung der (gemäß dem vereinfachten Beispiel) beiden für die Datenpakete eines Datenstroms möglichen, das heißt sinnvollen Übertragungswege erfolgt wie zu dem Ausführungsbeispiel der 1 erläutert. Gleiches gilt für die Erstellung entsprechender Routingeinträge zu diesen möglichen Übertragungswegen in den beiden Routingtabellen 3, 3´ (FIB) des Routers 1.The 2 shows a further embodiment of the inventive arrangement. Also with this is the route control 5 integral part of a properly trained router 1 , The difference from the embodiment according to the 1 is that the router in question 1 just a switch 2 having. The calculation of the (according to the simplified example) both possible for the data packets of a data stream, that is meaningful transmission paths is carried out as in the embodiment of 1 explained. The same applies to the creation of corresponding routing entries for these possible transmission paths in the two routing tables 3 . 3 ' (FIB) of the router 1 ,

Geht nun ein Datenpaket eines Datenstroms, für dessen Empfängeradresse bereits die beiden als sinnvoll zu erachtenden Übertragungswege berechnet wurden, bei dem Router 1 ein, so greift die Wegesteuerung 5 entsprechend einer der zuvor erläuterten Vorschriften auf eine der beiden Routingtabellen 3, 3´ zu und leitet das betreffende Datenpaket unter Angabe einer in dem Routingeintrag enthaltenen Nummer des Ausgangsports Out_1–Out_m, welchem dieses Datenpaket zuzuleiten ist, an den Switch 2 weiter. Das nächstfolgende Datenpaket wird dann beispielsweise an einen anderen, durch die jeweils andere Routingtabelle 3, 3´ bestimmten Ausgangsport Out_1–Out_m des Routers 1 weitergeleitet. Der Vorteil dieser Ausbildungsform besteht darin, dass nur ein einzelner Switch 2 benötigt wird. In einem weiteren Schritt können zudem die beiden Routingtabellen 3, 3´ zu einer Routingtabelle zusammengefasst werden, in welcher für die Datenpakete eines Datenstroms jeweils zwei Routingeinträge mit möglichen Übertragungswegen vermerkt werden. Die Wegesteuerung 5 greift dann wechselweise immer auf einen dieser beiden Routingeinträge der gemeinsamen Routingtabelle zu und verteilt die Datenpakete entsprechend den darin zugeordneten Portnummern an die Ausgangsports Out_1–Out_m des Routers 1.Now goes to a data packet of a data stream, for the recipient address has already been calculated the two deemed to be sensible transmission paths at the router 1 a, so the route control 5 according to one of the previously explained rules on one of the two routing tables 3 . 3 ' to and forwards the relevant data packet to the switch, specifying a number of the output port Out_1-Out_m contained in the routing entry to which this data packet is to be forwarded 2 further. The next following data packet is then, for example, to another, by the other routing table 3 . 3 ' certain output port out_1-out_m of the router 1 forwarded. The advantage of this training is that only a single switch 2 is needed. In a further step, the two routing tables can also be used 3 . 3 ' are combined into a routing table, in which for each of the data packets of a data stream two routing entries with possible transmission paths are noted. The route control 5 then alternately always accesses one of these two routing entries of the common routing table and distributes the data packets according to the port numbers assigned therein to the output ports Out_1-Out_m of the router 1 ,

Eine dritte beispielhaft in der 3 gezeigte Ausbildungsform der Erfindung betrifft eine Anordnung, bei welcher die Wegesteuerung 5, anders als bei den beiden zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen, nicht integraler Bestandteil des Routers 1, sondern diesem lediglich zugeordnet, das heißt vorgeschaltet ist. Diese Implementierungsvariante setzt dabei einen Router 1 voraus, bei dem Datenpakete durch den Controller 4 und den Switch 2 in Abhängigkeit davon, an welchem Eingangsport In_1–In_n des Switches 2 und damit des Routers 1 sie eingehen, unterschiedlichen Ausgangsports Out_1–Out_m des Switches 2 und damit des Routers 1 zugeleitet werden.A third example in the 3 shown embodiment of the invention relates to an arrangement in which the route control 5 unlike the two previously discussed embodiments, is not an integral part of the router 1 , but this only assigned, that is upstream. This implementation variant uses a router 1 preceded by the data packets through the controller 4 and the switch 2 depending on which input port In_1-In_n of the switch 2 and thus the router 1 they enter different output ports Out_1-Out_m of the switch 2 and thus the router 1 be forwarded.

Wie ersichtlich, weist die Wegesteuerung 5 eine gegenüber dem Router 1 beziehungsweise dessen Switch 2 geringere Anzahl von Eingangsports P_1–P_n/2 auf. Im Hinblick darauf, dass auch bei diesem Ausbildungsbeispiel von zwei möglichen sinnvollen Übertragungswegen ausgegangen wird, weist die Wegesteuerung 5 eine Anzahl von Eingangsports P_1–P_n/2 auf, welche der Hälfte der Anzahl der Eingangsports In_1–In_n des Switches 2 entspricht. Entsprechend mindestens einer in der aus dem Controller 1 und der Wegesteuerung 5 bestehenden Steuereinrichtung hinterlegten Vorschrift werden die Datenpakete ein und desselben Datenstroms, welche bei der Wegesteuerung 5 eingehen, von dieser wechselweise zwei unterschiedlichen Eingangsports In_1–In_n des Switches 2 zugeführt. Je nach Eingangsport In_1–In_n des Switches 2, an dem die Datenpakete eingehen, werden diese dann entsprechend den in der Routingtabelle (FIB) enthaltenen Routingeinträgen unterschiedlichen Ausgangsports Out_1–Out_m des Switches 2 und damit des Routers 1 zugeleitet.As can be seen, the route control 5 one opposite the router 1 or its switch 2 lower number of input ports P_1-P_n / 2. In view of the fact that in this training example as well two possible sensible transmission paths are assumed, the route control points 5 a number of input ports P_1-P_n / 2, which is half the number of input ports In_1-In_n of the switch 2 equivalent. Corresponding to at least one in the from the controller 1 and the route control 5 existing control device deposited rule, the data packets of the same data stream, which in the route control 5 from this alternately two different input ports In_1-In_n of the switch 2 fed. Depending on the input port In_1-In_n of the switch 2 at which the data packets are received, these are then according to the routing entries contained in the routing table (FIB) different output ports Out_1 Out_m of the switch 2 and thus the router 1 fed.

Der Vorteil dieser Ausbildungsform besteht darin, dass bei ihr zur Realisierung der erfindungsgemäßen Anordnung dem Grunde nach ein konventioneller Router 1 verwendet werden kann, welcher durch eine Wegesteuerung 5 ergänzt wird. Darüber hinaus muss der betreffende Router 1 lediglich dahingehend modifiziert werden, dass Datenpakete durch ihn in Abhängigkeit von dem Eingangsport In_1–In_n, an welchem sie eingehen, unterschiedlichen Ausgangsports Out_1–Out_m zugeleitet werden. Dieses ist jedoch eine softwaremäßig zu bewerkstelligende Anpassung.The advantage of this form of training is that at her for the realization of the inventive arrangement basically a conventional router 1 can be used, which by a route control 5 is supplemented. About that In addition, the router must be 1 merely modified so that data packets are fed through it as a function of the input port In_1-In_n, at which they are received, to different output ports Out_1-Out_m. However, this is a software to bewerkstelligende customization.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • RFC 5714 [0009] RFC 5714 [0009]
  • RFC 5286 [0009] RFC 5286 [0009]

Claims (15)

Verfahren zur verbindungslosen, paketvermittelten Datenübertragung zwischen zwei Endpunkten eines Netzwerkes mit mehreren Routern, über welches mehrere Übertragungswege für zwischen den Endpunkten zu übertragende Daten zur Verfügung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete eines von einem der Endpunkte ausgesendeten Datenstroms in mindestens einem der Router (1) des Netzwerkes, gesteuert durch eine Steuereinrichtung des Routers (1), wechselweise über unterschiedliche, anhand der in den Datenpaketen enthaltenen Empfängeradresse berechnete und als sinnvoll erachtete Übertragungswege dem anderen, den Datenstrom empfangenden Endpunkt zugeleitet werden, wobei die Bestimmung der für die Übertragung des Datenstroms als sinnvoll erachteten Übertragungswege und die wechselweise Auswahl dieser Übertragungswege zur Übertragung der einzelnen Datenpakete des Datenstroms aufgrund von Routingentscheidungen erfolgen, welche von der Steuereinrichtung des Routers (1) durch die Anwendung jeweils mindestens einer dazu in der Steuereinrichtung hinterlegten Vorschrift getroffen werden.Method for connectionless, packet-switched data transmission between two end points of a network having a plurality of routers, via which several transmission paths for data to be transmitted between the end points are available, characterized in that the data packets of a data stream transmitted by one of the end points in at least one of the routers ( 1 ) of the network, controlled by a control device of the router ( 1 ), alternately via different, calculated on the basis of the receiver contained in the data packets and considered useful transmission paths to the other, the data stream receiving end point to be forwarded, the determination of the deemed for the transmission of the data stream transmission paths and the alternate selection of these transmission paths for transmission the individual data packets of the data stream due to routing decisions made by the controller of the router ( 1 ) are made by the application in each case at least one of them deposited in the control device regulation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine neue Routingentscheidung zur Bestimmung als sinnvoll erachteter Übertragungswege getroffen wird, sofern ein derartige Routingentscheidungen treffender Router (1) Informationen von benachbarten Routern oder Netzwerkknoten erhält, wonach ein oder mehrere der entsprechend seiner vorausgegangenen Routingentscheidung ursprünglich vorgesehenen Übertragungswege aufgrund einer sich ändernden Netzwerkbelastung überlastet oder unterbrochen sind.Method according to Claim 1, characterized in that a new routing decision is made for determining transmission paths considered useful, provided such routing decisions of suitable routers ( 1 ) Receives information from neighboring routers or network nodes, according to which one or more of the transmission paths originally provided according to its previous routing decision are overloaded or interrupted due to a changing network load. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung als sinnvoll erachteter Übertragungswege unter Anwendung von Routingalgorithmen nach dem Prinzip des Fast Reroute durch die Steuereinrichtung erfolgt. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the determination of transmission paths deemed useful using routing algorithms takes place on the principle of the fast route by the control device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselweise Auswahl der als sinnvoll erachteten Übertragungswege zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms stochastisch erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the alternating selection of the transmission paths considered useful for transmitting the data packets of a data stream is stochastic. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete eines Datenstroms gemäß einer festen Reihenfolge den als sinnvoll erachteten Übertragungswegen zugeleitet werden.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the data packets of a data stream are forwarded to the transmission paths deemed to be useful in accordance with a fixed sequence. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Übertragungswege innerhalb der festen Reihenfolge der als sinnvoll erachteten Übertragungswege mehrfach ausgewählt werden.A method according to claim 5, characterized in that individual transmission paths are selected multiple times within the fixed order of the considered useful transmission paths . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselweise Auswahl der als sinnvoll erachteten Übertragungswege zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms zählerbasiert erfolgt, indem jeweils eine vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgend bei dem Router (1) eintreffender Datenpakete demselben Übertragungsweg zugeleitet wird.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the alternating selection of the transmission paths considered useful for transmission of the data packets of a data stream is counter-based, in each case by a predetermined number successively at the router ( 1 ) incoming data packets is supplied to the same transmission path. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselweise Auswahl der als sinnvoll erachteten Übertragungswege zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms zeitbasiert erfolgt, indem jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer aufeinanderfolgend bei dem Router (1) eintreffende Datenpakete demselben Übertragungsweg zugeleitet wird.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the alternating selection of the transmission paths considered useful for the transmission of the data packets of a data stream is time-based, in each case for a predetermined period of time consecutively at the router ( 1 ) incoming data packets is forwarded to the same transmission path. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung des Zählerwertes für die zählerbasierte Auswahl der Übertragungswege oder die Zeitdauer für die zeitbasierte Auswahl der Übertragungswege dynamisch an die Netzwerkbelastung, nämlich an die Übertragungsbelastung des jeweiligen als sinnvoll erachteten Übertragungsweges angepasst werden.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the determination of the counter value for the counter-based selection of the transmission paths or the time duration for the time-based selection of the transmission paths are adapted dynamically to the network load, namely to the transmission load of the respective transmission path considered useful. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Datenpakete eines Datenstroms mit erhöhten Anforderungen an die Qualität seiner Übertragung, aufgrund eines entsprechenden, den Datenstrom als einer bestimmten QoS-Klasse, das heißt einer bestimmten Quality-of-Service-Klasse, zugehörig kennzeichnenden Merkmals im Header der Datenpakete, ausnahmsweise nur über einen der als sinnvoll berechneten Übertragungswege übertragen werden.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that all the data packets of a data stream with increased demands on the quality of its transmission, due to a corresponding, the data stream as a specific QoS class, that is, a particular quality-of-service class , belonging characteristic feature in the header of the data packets, exceptionally only via one of the calculated as meaningful transmission paths are transmitted. Anordnung zur verbindungslosen, paketvermittelten Datenübertragung in einem Netzwerk, mit einem mehrere Eingangsports (In_1–In_n) und mehrere Ausgangsports (Out_1–Out_m) aufweisenden Router (1), der mindestens umfasst einen Switch (2, 2´), als ein mehrere Eingangsports und mehrere Ausgangsports aufweisendes Netzwerkkopplungselement, eine Routingtabelle (3, 3´) und einen den Router (1) im Hinblick auf die Auswahl von Übertragungswegen für bei dem Router (1) eingehende Datenpakete steuernden Controller (4), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine oder die mehreren Routingtabellen (3, 3´) des Routers (1) so ausgebildet sind, dass in ihr oder in ihnen für voneinander verschiedene Datenpakete ein und desselben Datenstroms auf unterschiedliche Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Routers (1) verweisende, sinnvolle Übertragungswege für den Datenstrom bezeichnende Routingeinträge abgelegbar sind und dass Bestandteil des Routers (1) oder diesem zugeordnet eine Wegesteuerung (5) ist, welche mit dem Controller (4) für den mindestens einen Switch eine gemeinsame Steuereinrichtung ausbildet und mit diesem gemäß in der Steuereinrichtung hinterlegten Vorschriften zur Erstellung der Routingeinträge in der oder in den Routingtabellen (3, 3´) sowie zur wechselweisen Zuleitung der Datenpakete eines Datenstroms zu verschiedenen Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Routers (1) entsprechend den Routingeinträgen interagiert.Arrangement for connectionless, packet-switched data transmission in a network, with a router having multiple input ports (In_1-In_n) and multiple output ports (Out_1-Out_m) ( 1 ) that at least includes a switch ( 2 . 2' ), as a network coupling element having a plurality of input ports and a plurality of output ports, a routing table ( 3 . 3 ' ) and a router ( 1 ) with regard to the selection of transmission paths for the router ( 1 ) controlling incoming data packets ( 4 ), characterized in that the at least one or more routing tables ( 3 . 3 ' ) of the router ( 1 ) are designed so that in their or in them different data packets of one and the same data stream to different output ports (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ) referencing, meaningful transmission paths for the data stream indicative routing entries can be stored and that part of the router ( 1 ) or associated therewith a route control ( 5 ), which with the controller ( 4 ) forms for the at least one switch a common control device and with this according to the provisions stored in the controller provisions for creating the routing entries in or in the routing tables ( 3 . 3 ' ) as well as for alternating supply of the data packets of a data stream to different output ports (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ) interacts according to the routing entries. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Router (1) mehrere Switches (2, 2´) aufweist, deren Anzahl der maximalen Anzahl der in Form von Routingeinträgen in der oder den Routingtabellen (3, 3´) zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms hinterlegbaren Übertragungswege entspricht und dass die Datenpakete eines solchen Datenstroms, gesteuert durch die Wegesteuerung (5), wechselweise unterschiedlichen Switches (2, 2´) zugeführt werden, wo sie, gesteuert durch den Controller (4), einem Ausgangsport des jeweiligen Switches (2, 2´) zugeleitet werden, welcher sich hinsichtlich seiner Verbindung mit einem Ausgangsport (Out_1–Out_m) des Routers (1) jeweils von den für Datenpakete desselben Datenstroms verwendeten Ausgangsports der anderen Switches (2, 2´) unterscheidet.Arrangement according to claim 11, characterized in that the router ( 1 ) several switches ( 2 . 2' ), whose number of maximum numbers in the form of routing entries in the routing table (s) ( 3 . 3 ' ) corresponds to the transmission of the data packets of a data stream storable transmission paths and that the data packets of such a data stream, controlled by the route control ( 5 ), alternately different switches ( 2 . 2' ), where they are controlled by the controller ( 4 ), an output port of the respective switch ( 2 . 2' ), which is in terms of its connection to an output port (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ) each of the output ports of the other switches used for data packets of the same data stream ( 2 . 2' ) is different. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Router einen Switch (2) aufweist, dessen Ausgangsports (Out_1–Out_m) die Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Routers (1) ausbilden, wobei die Wegesteuerung (5) der diesen Switch (2) steuernden Steuereinrichtung die bei dem Router eintreffenden Datenpakete ein und desselben Datenstroms entsprechend den Routingeinträgen in der oder den Routingtabellen (3, 3´) unterschiedlichen Ausgangsports (Out_1–Out_m) dieses Switches (2) und damit unterschiedlichen Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Routers (1) sowie unterschiedlichen Übertragungswegen zuleitet.Arrangement according to claim 11, characterized in that the router has a switch ( 2 ) whose output ports (Out_1-Out_m) are the output ports (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ), the route control ( 5 ) of this switch ( 2 ) controlling the data packets arriving at the router one and the same data stream according to the routing entries in the routing table or tables ( 3 . 3 ' ) different output ports (Out_1-Out_m) of this switch ( 2 ) and thus different output ports (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ) as well as different transmission paths. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Router (1) einen Switch (2) aufweist, dessen Eingangsports (In_1–In_n) die Eingangsports (In_1–In_n) des Routers (1) und dessen Ausgangsports (Out_1–Out_m) die Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Routers (1) ausbilden, wobei die nicht als Bestandteil des Routers (1) ausgebildete, aber ihm zugeordnete Wegesteuerung (5) die bei dem Router (1) eingehenden Datenpakete ein und desselben Datenstroms unterschiedlichen Eingangsports (In_1–In_n) des Switches (2) zuleitet und dass der Controller (4) die Datenpakete des betreffenden Datenstroms auf die Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Switches (2) und damit auf die Ausgangsports (Out_1–Out_m) des Routers (1) in Abhängigkeit davon aufteilt, an welchem Eingangsport (In_1–In_n) des Routers (1) diese jeweils eingehen, wobei die Anzahl der Eingangsports der Wegsteuerung (5) von der, der Anzahl der Eingangsports (In_1–In_n) des Routers (1) entsprechenden Anzahl ihrer Ausgangsports abweicht. Arrangement according to claim 11, characterized in that the router ( 1 ) a switch ( 2 ) whose input ports (In_1-In_n) the input ports (In_1-In_n) of the router ( 1 ) and its output ports (Out_1-Out_m) the output ports (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ), which are not part of the router ( 1 ), but associated with it route control ( 5 ) at the router ( 1 ) incoming data packets of the same data stream different input port (In_1-In_n) of the switch ( 2 ) and that the controller ( 4 ) the data packets of the relevant data stream to the output ports (Out_1-Out_m) of the switch ( 2 ) and thus to the output ports (Out_1-Out_m) of the router ( 1 ) depending on which input port (In_1-In_n) of the router ( 1 ) enter these in each case, wherein the number of input ports of the path control ( 5 ) of, the number of input ports (In_1-In_n) of the router ( 1 ) deviates corresponding number of their output ports. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl der Eingangsports (In_1–In_n) des Routers (1) und der Anzahl des Eingangsports der Wegesteuerung der maximalen Anzahl der in Form von Routingeinträgen in der oder den Routingtabellen (3, 3´) des Routers (1) zur Übertragung der Datenpakete eines Datenstroms hinterlegbaren Übertragungswege entspricht.Arrangement according to claim 14, characterized in that the ratio between the number of input ports (In_1-In_n) of the router ( 1 ) and the number of input ports of the route control of the maximum number of in the form of routing entries in the routing table (s) ( 3 . 3 ' ) of the router ( 1 ) corresponds to the transmission of the data packets of a data stream storable transmission paths.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1295505B1 (en) * 2000-06-29 2010-10-20 ECI Telecom Ltd. Rerouting in a multiprotocol label switching (mpls) domain

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Non-Patent Citations (2)

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RFC 5286
RFC 5714

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