CN1132001A - 应用遮蔽定时器最小化冗余拓扑布局更新的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

通信网中使冗余的网路拓扑布局更新最小化的一种方法和系统，它采用一个遮蔽(black-out)定时器来为中间的网路拓扑布局更新定时间表，以与一个预定的周期性网路拓扑布局更新定时器协调地工作，以使冗余的拓扑布局更新最小化。按照本发明为网络拓扑布局更新定时间表提供了显著地提高网路拓扑布局更新的效率。

Description

应用遮蔽定时器最小化冗余拓扑 布局更新的方法和系统
本发明涉及网路拓扑布局技术，用以在一个通信网的诸多节点之间建立通信，具体涉及利用拓扑布局广播来更新网路拓扑布局。
在一个通信网中，该通信网是由节点和链路组成的，这些节点代表交换系统，这些链路代表各节点对之间传输的可能性。网路拓扑布局，即全部链路状态信息的集合，由每一个节点来维持，网路拓扑布局确定了在节点之间用以建立通信的通路计算。对于每一个连接的建立，应用一个路由协议来确定合适的通路。动态路由协议大致分成两类：链路状态协议和距离矢量协议。链路状态协议可维持所有相关链路的状态信息。距离矢量协议可维持从母(home)节点到所有其它节点间距离的一个矢量。这两种情况下，路由信息必须一直保持到更新为止，以避免呼叫阻塞和错误的通路选择。
动态路由算法有许多种巧妙的设计和实施结果。由于网路中情况有变化，拓扑布局必须通过一个拓扑布局广播机构随时进行更新。拓扑布局广播是由一个节点实行的这样一种事件，即将包含有路由信息的一个消息通告给或分配给网络中的所有其它节点。传统上，拓扑布局广播算法利用周期性更新和/或诸如上行/下行链路、容量变化之类的事件驱动更新。周期性的拓扑布局更新需要一个必须进行协调的定时器，而在大的网路中这是一个特别困难的问题，因为在适时的拓扑布局信息与有效的更新之间要采取折衷。事件驱动式拓扑布局更新遭到冗余更新的影响，这是由诸如链路资源耗损之类的事件造成的。
据此，现在需要有一种使冗余的拓扑布局更新最小化的方法和系统，以做到以有效的方式提供出当前的网路拓扑布局。
图1是周期性拓扑布局更新用的一个典型周期实例的简略图。
图2是周期性的和事件驱动式的更新用的一个典型实例的简略图。
图3是按照本发明方法的一个简略图，示明对网路拓扑布局更新定时间表的一个定时序列。
图4是按照本发明提供了拓扑布局更新定时序列的方法的步骤的流程图。
图5是按照本发明的系统方框图。
图6是按照本发明在一个通信网中使冗余的网路拓扑布局更新最小化的方法的另一个实施例的步骤的流程图，该通信网是由代表交换系统的节点和代表各节点对之间传输可能性的链路组成的。
就周期性更新而言，拓扑布局更新的性能非常依赖于更新周期的合适长度。如果周期太长，拓扑布局更新中的等待时间会导致显著的资源争用。如果周期太短，需要用来支持拓扑布局更新的资源会过量。图1以标号100示出周期性拓扑布局更新用的一个典型周期的简略图。周期(102)的长度标记为T1。每当有一个周期性的拓扑布局更新时，具有周期T1的一个定时器便启动。当定时器计时期满时，触发下一个更新。在两个相继的更新之间，会有事件(104)到达。在图1所示的例子中，在该周期内有导致呼叫阻塞的四个事件到达。第一个阻塞的呼叫会由于一个给定的资源被耗尽而已经阻塞。随后的三个呼叫会由于在第一个呼叫阻塞事件之后那里有一个立即的拓扑布局更新而保留它们的阻塞。
就事件驱动式更新而言，拓扑布局更新的性能非常依赖于事件到达的特性。如果事件在时间上有规律地到达，则拓扑布局更新的性能类似于周期性更新时的情况。如果事件以突发性形式到达，则拓扑布局更新的性能将随时间变化。当具有长的空闲周期时，拓扑布局更新是不常发生的，而如果有要改变拓扑布局的任何未规定的事件时，这样一种改变不会以及时的方式更新。当在一个短时间内有许多事件到达时，许多的更新将会是冗余的。
图2以标号200示出周期性的和事件驱动式的更新中用的一个典型周期的实例简略图。拓扑布局更新不仅由具有周期T1(206)的周期性定时器的计时期满(202)来触发，而且由起因于动态网路因素的特定事件(204)的到达来触发；周期性定时器计时期满的触发可认为是由事件本身来触发。
在本例子中，特定事件(204)是导致呼叫阻塞的那些事件。
图3以标号300示出按照本发明方法对网路拓扑布局更新定时间表的一个定时序列。在图3的例子中，发生下面的事件序列和拓扑布局更新：具有周期T1(318)的一个周期性定时器启动，与此同时，启始一个拓扑布局更新(302)；第一个呼叫即呼叫1被阻塞(304)，于是，触发一个拓扑布局更新，具有周期T2(320)的一个遮蔽(black-out)定时器(312)启动；第二和第三个呼叫即呼叫2和呼叫3被阻塞(306，308)，但是，由于阻塞发生在由呼叫1的阻塞所始发的周期T2之内，所以并无进一步的拓扑布局更新启动，遮蔽定时器计时期满(322)；第四个呼叫即呼叫4被阻塞(310)，于是，触发另一个拓扑布局更新，具有周期T2(320)的遮蔽定时器(314)再次被启动；在预定时间段T1(318)的结束处，周期性定时器计时期满，便开始另一个拓扑布局更新，同时周期性定时器再次启动(316)。虽然，所示明的第二个T2时间段延伸到第一个T1时间段之外，也即开始于时刻314的时间段延伸到时刻316之外，但很显然，第二个T2时间段也可能完全落在第一个T1时间段之内，或是跨第一个T1时间段上，又或发生在第一个T1时间段之外。周期性地触发的拓扑布局更新不会受遮蔽定时器的影响。
为此，本发明应用了一个拓扑布局更新遮蔽定时器，它在工作时与一个周期性定时器相耦合，在网路通信系统内用以将拓扑布局更新定时间表以与网路节点的拓扑布局数据库内存储的拓扑布局信息相同步。通过组合地应用周期性更新触发器和事件驱动式更新触发器，本发明的方法可使一个拓扑布局更新机构发挥最好的性能。虽然以下说明仅就导致呼叫阻塞的各事件进行描述，但本方法可以很容易地扩展应用于其它事件。
图4以标号400示出按照本发明  提供一种拓扑布局更新定时序列方法的步骤的流程图。本方法应用这样的事实，当触发拓扑布局更新的许多事件以突发形式到达时，许多触发的更新并不提供有关于拓扑布局方面的附加有用信息。为了避免冗余的更新，在任一个更新之后插入一个“遮蔽”周期，它由一个特定的事件触发。在“遮蔽”周期内，没有附加的更新会被特定事件触发。然而，周期性地触发的更新能象通常那样地执行，因而不会有两个相继的更新间隔比更新周期T1还长。本方法包括以下步骤：A)根据网路拓扑布局更新事件的出现(404)，判定该网路拓扑布局更新事件是否是一个预定的周期性更新事件，也即是一个预定的定时器计时期满(406)，还是一个特定的更新事件；B)当网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件时，再次启动该周期性定时器以对下一个周期性更新事件定时间表(408)，向诸多节点的一个拓扑布局广播器传送出一个触发信号以开始一个网路拓扑布局更新(410)，并再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现；C)当网路拓扑布局更新事件是一个特定的更新事件时，判定用以更新网路拓扑布局的一个遮蔽周期是否在起作用(412)，并判定C1-C2之一：C1)当遮蔽周期起作用，也即遮蔽定时器在运行时，再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现(402)；C2)当遮蔽周期完成，也即遮蔽定时器不工作时，启动遮蔽定时器(414)以开始另一个遮蔽周期，并向该节点的拓扑布局广播器传送出一个触发信号以始发一个网路拓扑布局更新(410)，并再次循环到等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现(402)。
图5以标号500示出在通信网的一个节点上用以实现本发明方法的一个系统的方框图，该通信网由代表交换系统的许多节点和代表各节点对之间传输可能性的链路组成，示例中应用了两个节点：节点A和节点B。每一个节点具有与拓扑布局更新有关的若干部件：a)用以存储拓扑布局信息的一个拓扑布局数据库；b)一个更新定时间表的装置，用以为触发拓扑布局更新确定时间表；c)一个拓扑布局广播器，在工作时与更新定时间表的装置相连接，用以根据从更新定时间表的装置接收到的一个触发信号，向其本地拓扑布局数据库以及所有其它节点的拓扑布局数据库适时地传输拓扑布局信息。图5还示出由节点A给出拓扑布局更新期间信号的流程。当应用本发明的方法要求由节点A给出一个更新时，节点A的更新定时间表的装置(510)向节点A的拓扑布局广播器(508)传输出一个触发信号。根据接收到的触发信号，节点A的拓扑布局广播器(508)向所有节点中的拓扑布局数据库，包括节点A本身中的拓扑布局数据库，传输出一个当前拓扑布局信息，以更新诸节点的拓扑布局数据库。图中虽然只示出节点A(502)和节点B(504)，但十分显然，可以应用许多个节点。系统中诸多网路节点的每一个包括有一个更新定时间表的装置(510，516，……)、一个拓扑布局广播器(508，514，……)和一个拓扑布局数据库(506，512，……)。更新定时间表的装置(510，516，……)使用来根据一个网路拓扑布局更新事件的出现，判定该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件，还是一个特定的更新事件，并当该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件时，再次启动周期性定时器以对下一个周期性更新事件定时间表，并向该节点的一个拓扑布局广播器传送出一个触发信号以开始一个网路拓扑布局更新，且再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现，而当该网路拓扑布局更新事件是一个特定的更新事件时，则判定用以更新网路拓扑布局的一个遮蔽周期是否在起作用，并判定a-b之一：a)当遮蔽周期起作用，也即遮蔽定时器在运行时，再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现；b)当遮蔽周期完成，也即遮蔽定时器不工作时，启动遮蔽定时器以开始另一个遮蔽周期，并向该节点的拓扑布局广播器传送出一个触发信号以始发一个网路拓扑布局更新，且再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现。拓扑布局传播器(508，514，……)工作时连接到更新定时间表的装置上，它使用来根据从更新定时间表的装置接收到的触发信号，向所有节点的拓扑布局数据库提供出网路拓扑布局更新信息。一个节点的拓扑布局数据库(506，512，……)工作时连接到拓扑布局广播器上，它使用来存储网路拓扑布局信息。遮蔽周期典型地是一个预定时间T2，这里的T2小于预定的时间T1的周期。特定的更新事件可以是一个呼叫阻塞事件。
图6以标号600示出按照本发明的、在通信系统中使冗余的网络拓扑布局更新最小化的方法的另一个实施例的步骤的流程图，该通信网是由代表交换系统的节点和代表各节点对之间传输的可能性的链路组成的。本方法包括有以下步骤：A)根据一个网路拓扑布局更新事件的出现，判定该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件也即是一个预定的周期性定时器计时期满，还是一个特定的更新事件(602)；B)当该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件时，再次启动该周期性定时器以对下一个周期性更新事件定时间表，向该节点的一个拓扑布局广播器传送出一个触发信号以开始一个网路拓扑布局更新，并再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现(604)；C)当该网路拓扑布局更新事件是一个特定的更新事件时，判定用以更新网路拓扑布局的一个遮蔽周期是否在起作用(606)，并判定C1-C2之一：C1)当遮蔽周期起作用，也即遮蔽定时器在运行时，再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现(608)；C2)当遮蔽周期完成，也即遮蔽定时器不工作时，启动遮蔽定时器以开始另一个遮蔽周期，并向该节点的拓扑布局广播器传送出一个触发信号以始发一个网路拓扑布局更新，且再次循环，等待另一个网路布局更新事件的出现(610)。这里，遮蔽周期是一个预定的时间T2，而典型地将T1预选择得比T2大。特定的更新事件可以包括呼叫阻塞事件，或者可以由动态网路因素来确定。
虽然，上述说明了示例性的实施例，但很显然，本技术领域内的熟练人员可以作出许多变更和修改，而不背离本发明。因此，如所附的权利要求书中所规定的，所有此类变更和修改均意味着是在本发明的精神实质和范畴之内的。

Claims (6)

1.一种用以在一个通信网中使冗余的网路拓扑布局更新最小化的方法，该通信网由代表交换系统的节点和代表各节点对之间传输可能性的链路组成，其特征在于，该方法包含以下步骤：
A)根据一个网路拓扑布局更新事件的出现，判定该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件也即是一个预定的周期性定时器计时期满，还是一个特定的更新事件；
B)当该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件时，再次启动该周期性定时器以对下一个周期性更新事件定时间表，向诸多节点的一个拓扑布局广播器传送出一个触发信号以开始一个网路拓扑布局更新，并再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现；
C)当该网路拓扑布局更新事件是一个预定的更新事件时，判定用以更新网路拓扑布局的一个遮蔽(black-out)周期是否在起作用，并判定C1-C2之一：
C1)当遮蔽周期起作用，也即遮蔽定时器在运行时，再次循环，等待另一个网络布局更新事件的出现；
C2)当遮蔽周期完成，也即遮蔽定时器不工作时，启动遮蔽定时器以开始另一个遮蔽周期，并向该节点的布局广播器传送出一个触发信号以始发一个网路拓扑布局更新，且再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现。
2.权利要求1的方法，其特征在于，遮蔽周期是一个预定的时间T2，且预定的时间T1的周期大于预定的时间T2。
3.权利要求1的方法，其特征在于，特定的更新事件包括呼叫阻塞事件。
4.一种用以在通信网中使冗余的网路拓扑布局更新最小化的系统，其特征在于，该通信网由节点和链路组成，该节点代表交换系统，该链路代表各节点对之间传输的可能性，该系统中诸多网路节点的每一个包含有：
A)一个更新定时间表的装置，用以根据一个网络布局更新事件的出现，判定该网络布局更新事件是一个预定的周期性更新事件也即是一个预定的周期性定时器计时期满，还是一个特定的更新事件；
A1)当该网路拓扑布局更新事件是一个预定的周期性更新事件时，再次启动该预定的周期性定时器以对下一个周期性更新事件定时间表，向该节点的一个拓扑布局广播器传送出一个触发信号以开始一个网路拓扑布局更新，并再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现；
A2)当该网路拓扑布局更新事件是一个特定的更新事件时，判定用以更新网路拓扑布局的一个遮蔽周期是否在起作用，并判定A2a-A2b之一：
A2a)当遮蔽周期起作用，也即遮蔽定时器在运行时，再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现；
A2b)当遮蔽周期完成，也即遮蔽定时器不工作时，启动遮蔽定时器以开始另一个遮蔽周期，并向该节点的拓扑布局广播器传送出一个触发信号以始发一个网路拓扑布局更新，且再次循环，等待另一个网路拓扑布局更新事件的出现；
B)拓扑布局广播器，在工作时连接到更新调度程序器上，用以根据从更新调度程序器上接收到的触发信号，向所有节点的布局数据库提供出网路拓扑布局更新信息；
C)拓扑布局数据库，在工作中它连接到布局广播器上，用以存储网路布局更新信息。
5.权利要求4的系统，其特征在于，遮蔽周期是一个预定的时间T2，且预定的时间T1的周期大于预定的时间T2。
6.权利要求4的系统，其特征在于，特定的更新事件是一个呼叫阻塞事件。
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