CN100393063C - 在面向连接型网络中用于分布式多播路由的方法和应用该方法的网络 - Google Patents
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Abstract
一种用于电信网络的多播路由的方法，所述电信网络包括通过多条路径互连的多个通信节点，所述方法用于在源节点和多个目的节点之间建立多播连接，其中，通知目的节点：来自一个特定源中的一个多播连接请求正在到达。每个目的节点然后发送一个连接请求到源，并且这些请求被网络内的每个节点处理并中继。这些请求从节点传播到节点直到它们达到源节点，并携带关于沿着路径累积的成本的信息。最后，已接收到关于可能路径的成本的信息的源节点选择具有一个满意成本的路径。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向连接型网络的分布式的多播路由方法和应用该方法的网络。
背景技术
在不久的将来，多播将成为一种很重要的业务。可是，至今还没有适合于面向连接型网络(比如SDH网络)的满意的多播路由系统被建议。
IP网络(DVMRP，MOSPF，PIM)中的多播是以依靠单播协议预先计算出的路由表的存在为基础。可是，在面向连接型网络的情况下，单播协议不使用路由表，并且这些已知方法因此不适用于这些网络。此外，根据单播表适配的结果在任何情况下都无法为多播情形产生最佳解决方案。
此外，在已往，网络没有分布式控制平面，并且全部操作都已由一个集中式网络控制系统执行。可是，随着新的体系结构(ASON，ASTN，GMPLS)的来临，已经出现了对网络内分布式路由容量的需求。
由于大量网络早就已经建立，所以，很显然，对正在使用中的设备具有最小可能影响的解决方案将是更可取的。这样一个解决方案自然将被大部分市场认为是一个最佳解决方案。
发明内容
本发明的一般目的是通过提供用于分布式多播路由的网络和方法来克服上述缺点，它特别适合于面向连接型网络并且它对网络设备具有有限的影响。
为此，根据本发明已设计了一种用于为电信网络进行多播路由的方法，所述电信网络包括通过多个路径互连的多个通信节点，用于在一个源节点和多个目的节点之间建立多播连接，所述方法包括如下步骤：使源节点产生一个在网络中传播直到到达目的节点的目的地通知消息来通知所述目的节点需要连接到源节点；一收到目的地通知信息，就使每个目的节点产生一个包含有关加权连接成本信息的连接请求；在网络中把所述连接请求向源节点传播，同时集中有关沿着路径所累积的加权连接成本的进一步信息；在源节点接收来自目的节点的在网络中传播的连接请求；根据从源节点收到的具有连接请求的信息来选择具有满意成本的多播路径；并且经由用这种方式选择的多播路径建立多播连接。
而且，根据本发明已经设计了一种电信网络，包括通过多个路径互连的多个通信节点，用于在源节点和多个目的节点之间建立多播连接，其中上述方法被应用于多播路由。
附图说明
为了阐明本发明的创新原理及其胜过已知技术的优点，在唯一一个附图的帮助下在下面给出应用这些原理的可能实施例的一个说明。
图1示出了一个通用网络的图表，其中，某一数量的节点通过通信路径彼此连接。在网络中，一个源节点希望通过从可能的路径中做出一个适当选择来与多个目的节点建立多播呼叫。
具体实施方式
图中，源节点通过一条路径(称为多播树)连接到一个或多个目的节点(树叶)。一个加权w与连接两个节点的每条线路相关。优化一棵多播树是指找到连接源到所有的路径，源节点与目的节点之间画出的所有选定路径(用粗线画出)具有一个总加权或”多播树成本”为w6+w7+w5+w4+w3。
在此文件的余下部分中，应用到一个指定节点，将使用如下术语：
-D是所有目的节点的集；
-Di是D的一个一般(generic)子集；
-Dr是D的一个子集，由规定节点当前可以达到的目的节点组成；
-Dm是当前被链接到所述指定节点的目的节点的一个子集，；
-ACr(累积的成本)是沿着从集Dr的节点到指定节点的路径的累积成本；
-PH(先前的跳跃)是发送请求创建连接的消息的节点的地址。
现在将给出一个关于自动过程的描述，该自动过程用于查找一个最佳多播树来执行创建多播连接的给定请求。同时将给出与此处理相关的协议的高级描述。
根据所述解决方案，提供一种分布式算法以避免浪费资源。网络的所有网络元件(NE)并行执行计算操作。计算多播路由所需要的信息在网络内传播，使得NE不必要保持整个网络的完全可见度。
按照建议的解决方案，多播连接的建立是以三个步骤的信息交换为基础的。
在第一个步骤中，通知目的节点：来自一个特定源中的一个多播连接请求正在到达。
第二个步骤由目的节点和网络二者来执行：每个目的节点发送一个连接请求到源，并且这些请求被网络内的每个节点处理并中继。这些请求从节点传播到节点直到它们达到源节点，并携带着关于沿路径累积的成本的信息。
第三个步骤是确认连接的建立，其中，已经接收到关于可能路径成本的信息的源节点选择具有一个满意成本的路径。
所建议的解决方案使得从不同节点到达的请求能够被合并，并且使得请求创建多播连接的消息能够在节点之间传播。
现在将给出有关节点特性和用于使源节点能够找到最佳路径的信息的描述。
如上所述，源节点必须首先通知所有目的节点：将要建立一个多播连接。为此，源节点通过网络发送适当的信息给目的节点。这个过程可以被称作”目的地通知过程”。发送的信息可以是各种形式，重要的要求是：在目的地通知过程结束时，已经通知每个目的节点：它是这个特定多播连接的一个目的节点并且知道源地址。
当这一点已经完成时，每个目的节点送回给多播源节点一则请求建立连接的消息。这则消息被称作“连接请求”消息。由目的节点发送给源节点的连接请求包含下列信息：
-消息的目的地(为了实际的用途，这是多播源)；
-AC(累积的成本)：这表示连接的成本总和，消息是沿着所述连接而从Dr传递到所述节点的；
-PH(先前的跳跃)：这是发送这则消息的设备(节点)的地址；
-Dr：经由设备(节点)PH可以到达的目的节点集。
如果一个节点接收到具有相同Dr和PH的两个消息，则具有更高AC的那则消息被拒绝。
一个节点接收从目的节点传播的信息，从中提取有用信息并把它存储在第一表格中，我们将称之为“接收表”，并且它包含从PH中收到的信息。
节点从此表格中计算第二表格，我们将称之为“发送表”。正如下面所解释的，这个第二表格包含节点发送给其邻居的被计算的信息。
正如本领域技术人员所清楚的那样，为了实施的目的，这两张表格还可以被合并成为一个单独的表格。虽然可以理解，所述表格的每一个都能够形成单独表格的一部分，可是，为了描述方便，在下文中它们将被描述为分开的表格。
接收表有N个输入并且一般的第i个输入具有下列字段：
-Dr＝经由相应的PH可以到达的目的节点集；
-ACr＝从此节点到Dr中所有节点的路径的累积成本；
-PH＝先前的跳跃的地址；
-En＝表格中的输入的唯一标识符。
另一方面，通过关于离散集Dr封闭而从接收表中获得发送表。更明确地，它包含没有PH栏的接收表中的所有输入，并且具有如下属性：
-对于使得∩RDr＝φ的每个索引集R，这里有使得Dm＝∪RDr的一个索引m，在此，R是索引集Dr的一个索引集，而∩是Dr在索引集R上的交集，并且∪是Dr的在索引集R上的并集。
-对于使得∩RDr＝φ和Dm＝∪RDr的每个索引集R和每个索引m，实际上ACm≤∑RACr。
发送表还具有一个附加的字段(DF)，指示它被从中导出的接收表中的记录组。
通过如下过程更新表格。
当一个节点接收到一则多播连接创建请求消息时，它从地址字段中采用PH(先前的跳跃)可以达到的Dr节点集。然后它在发送表中查看以便在表中找到具有Di＝Dr的一个输入i。
如果该输入存在并且ACi＜ACr，则自动拒绝这则消息；否则，接收表中的第i个输入被这则消息中的信息替换和/或补充。结果发送表被更新：这是指节点测试新记录和表中所有记录之间具有空交集的所有可能组合。如果一个或多个组合匹配发送表的性质，则它们被添加或替换到其中；否则，它们被拒绝。
通过下列过程传播多播连接创建请求。
不论何时更新和/或创建发送表中的一个记录，都要把一则创建请求消息发送给所有相邻节点，并且如果有必要(为了优化)，则排除DF字段指示的接收表的输入的PH。
最后，当消息到达源节点时，此节点通过在它的接收表中的记录之中选择在Dr字段中具有所有期望目的节点并且具有最低总成本AC的一个来选择它与目的节点之间的路径。
现在清楚了如何通过提供一个对网络具有期望的最小影响并且具有高效率的分布式多播路由系统来达到规定目标的。
自然，应用本发明创新原理的上述实施例说明已被单独提供来给出这些创新原理的示例，所以决不能被解释为限制在此要求的专利的范围。
Claims (11)
1.一种用于为电信网络进行多播路由的方法，所述电信网络包括通过多个路径互连的多个通信节点，所述方法用于在一个源节点和多个目的节点之间建立一个多播连接，所述方法包括如下步骤：
使源节点产生一个在网络中传播直到到达目的节点的目的地通知消息，以通知所述目的节点对连接到源节点的需求；
一收到目的地通知消息时，就使每个目的节点产生一个包含关于加权连接成本信息的连接请求；
在网络中把所述连接请求向源节点传播，同时收集关于沿着路径所累积的加权连接成本的进一步信息；
在源节点接收来自目的节点的在网络中传播的连接请求，根据随连接请求从源节点收到的信息来选择具有满意成本的多播路径，并且沿着这样选择的多播路径建立多播连接。
2.根据权利要求1的方法，其中，由目的节点发送并在网络中向源节点传播的连接请求至少包含下列信息：
先前的跳跃PH：发送消息的设备节点的地址；
Dr：经由设备节点PH可以到达的目的节点集；
累积的成本AC：消息从Dr传递到那个节点所沿着的连接的成本总和。
3.根据权利要求2的方法，其中，接收从目的节点传播的信息的一个节点从中提取有用信息，并把它存储在被称为“接收表”的第一表格或者表格的一部分中，并且所述节点从此表格或者表格的一部分中生成被称为“发送表”的第二表格或表格的一部分，从中提取新的信息并在网络中将其向源节点传播。
4.根据权利要求3的方法，其中，接收表具有一个拥有如下字段的一般的第i个输入：
Dr＝经由相应的PH可以到达的目的节点集；
ACr＝从此节点到Dr中所有节点的路径的累积成本；
PH＝先前的跳跃的地址；
En＝表格中的输入的唯一标识符。
5.根据权利要求4的方法，其中，通过相对于离散集Dr的组合的闭包来从接收表中获得发送表，并且发送表具有如下属性：
对于使得∩RDr＝φ的每个索引集R，都有一个使得Dm＝∪RDr的索引m；
对于使得∩RDr＝φ和Dm＝∪RDr的每个索引集R和每个索引m，ACm≤∑RACr都为真。
6.根据权利要求5的方法，其中，当一个节点接收到一则多播连接创建请求消息时，它从地址字段中取得采用先前的跳跃PH可以达到的节点集Dr，然后在它的发送表中查看以便在表中找到具有Di＝Dr的一个输入i；如果该输入存在并且ACi＜ACr，则自动拒绝这则消息；否则，接收表中的第i个输入被这则消息中的信息替换和/或补充。
7.根据权利要求6的方法，其中，为了更新它的发送表，所述节点测试新记录和表中所有记录之间具有空交集的所有可能组合；如果一个或多个组合与发送表的属性相匹配，则它们被添加或替换到其中；否则，它们被拒绝。
8.根据权利要求5的方法，其中，发送表具有一个附加的字段DF，指示它被从中导出的接收表中的记录组。
9.根据权利要求8的方法，其中，为了传播多播连接创建请求，不论何时在一个节点中更新和/或创建发送表的一个记录，都要把一则创建请求消息发送给所有相邻节点，并且排除字段DF指示的接收表的输入的PH。
10.根据权利要求3的方法，其中，当消息到达源节点时，源节点通过在它的接收表中的记录之中选择在Dr字段中具有所有期望目的节点并且具有最低总成本AC的一个来选择它与目的节点之间的路径。
11.一种用于在一个源节点和多个目的节点之间建立多播连接的电信网络，包括通过多个路径互连的多个通信节点，其中根据前面任意一个权利要求的方法被应用于多播路由。
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