CN1154777A - 在一个通信网络中用于动态通信控制的方法和路由选择系统 - Google Patents

Abstract

在通信网络中动态路由选择通过优化网络吞吐量的方法适应网络中现有的通信量负荷。根据本发明的路由选择通过为溢出通信量采用包含迂回路由的路由扇的方法解决了这个问题。这里一旦确定迂回路由不再可用，那么一个目前包含在迂回路由扇中的迂回路由被无替换的从路由扇中移出。

Description

在一个通信网络中用于动态通信控制的 方法和路由选择系统

本发明涉及在通信网络中用于动态通信控制的一种方法和一个路由选择系统。

由于组织的无等级性，线路交换通信网络需要一个动态路由选择，它通过优化网络吞吐量的方法适应各自网络中现有的通信负荷。这种情况也特别适合必须由路由选择缓和非平衡负载的情况。

因此，象分级网络中常规的路由选择，在动态路由选择情况下，首先也尝试通过一条或几条设计路由而这些路由通常是直达路由，建立连接。如果不可能，那么例如因为直达路由的所有的连接线路群都被占用，溢出的通信量分配到迂回路由上。

在迂回路由选择上，在动态与常规路由选择间存在着原则上的区别。在常规路由选择情况下，按照一条空闲线或一条空闲通道(“固定替换路由”)的严格的顺序寻找行政上规定的迂回路由。因此，对于无计划的非常规的负荷的情况下，路由选择的反应只能是非常不够的。

在动态路由选择情况下，产生的溢出的通信量，被分配到一个或几个活动的迂回路由上。这个活动的迂回路由或这些活动的迂回路由不是固定的，而是根据各自动态路由选择的方法选出的或者甚至是在每次呼叫时新确定的。动态路由选择的优点是对于网络中非均衡负荷的情况具有健壮性与灵活性，这种情况的发生例如可以归于随时间变化的负荷(空间范围内出现的大量的通信量，例如由于灾难)和网络退化(连接线路群的故障、交换设备的故障)。除此之外，网络规划中的不稳定性可以更好地被补偿。

欧洲专利EP-B1 0 229 494公开了一种动态路由选择分散的方法，它分配上述溢出的通信量到一条迂回路由，直到这条路由不再可以使用，也就是说，直达或者迂回路由的最初链路忙，或者由于传输节点拥塞源节点收到一条释放消息。在这种情况下，现有的迂回路由循环的或者(伪)随机性的被另一条迂回路由代替。在本发明的另一版本中，溢出的通信量被分给一个由多个迂回路由组成的群并且假如一个迂回路由变成不可用，那么被另一迂回路由代替。

上述方法具有以下缺点，确实已是高负荷的迂回路由一直收到溢出的通信量，虽然仍具有低负荷的迂回路由是可用的并且出现的溢出通信量不能平均地提供给所有的具有低负荷的路由。

根据本发明，可以完成将溢出通信量平均分给可能的具有较低负荷的迂回路由。

本任务根据权利要求1以及要求9的特征完成。

由于不可用，一条迂回路由被从路由扇中取出。由于它的不替换性，可以防止高负荷的迂回路由在被排除后再次过早地被提供给溢出的通信量，并且因此再次收到通信量，尽管还有负荷较低的迂回路由可供使用。

另外根据本发明的方法花费的时间较少，因为在确定一个迂回路由的不可用性后，不必每次确定一个替代的迂回路由。

在根据权利要求3的本发明的配置中，活动的迂回路由的路由扇在每次(再次)初始化后，包括用于源-目标联系的所有可能的迂回路由。因此，(再次)初始化是非常节约的。

在根据权利要求4的本发明的另一配置中，每次(再次)初始化后，活动迂回路由的路由扇包括一个对于源-目标关系来说可行的迂回路由的典型的子组，关于迂回路由，从它的优先权可知它目前或持久具有小的空闲容量，因此，当本方法初始化时，它可能已经被从路由扇排出了。

下面，根据图1，对根据本发明的一个实施例做进一步说明。

图1显示了一个小的充分相互连网的网络的示意图，这个网络有5个网络交换节点和与两个网络节点间的路由部分(链路)相应的容量，一个链路至少包括一个连接线路群。

现可以假设，交换节点1向交换节点2发出一个呼叫，但两个交换节点间的直达路由是不可用的。

可以进一步假设：初始的路由扇，也就是在首次初始化或再次初始化后活动迂回路由的扇，包括所有对源点-目标关系来说可行的两条链路的迂回路由。在这些前提条件下，对子交换节点1和交换节点2间的源-目标关系，迂回路由的路由扇包括三条迂回路由，即通过交换节点3，4，5的两条链路组成的迂回路由。

应做进一步假设，溢出通信量被路由选择系统周期性地的相等的分配到这些活动的迂回路由上并精确按照传输节点3，4，5的顺序操作。

在上述前提条件下，路由选择系统首先在交换节点1上检查通过传输节点3的活动路由是否可用，也就是说是否有可被占有的空闲的线路或通道(下面将只引用“通道”)。

为了可以检查这些，路由选择系统在交换节点1存储了交换节点1、3间链路的容量即125条通路和与这个链路相联系的干线保留参数，在这里例如是10。路由选择系统此外还存储目前被使用通路的数目。当使用的通道和干线保留参数的和小于125时，那么从路由系统观察的角度看交换节点1和3对于溢出通信量是可用的。(干线保留保证在高负荷范围内路由选择方法的稳定性)。

如果第一条链路可用，那么交换节点1首先建立到交换节点3的连接。然后交换节点3在向目标交换节点2继续建立连接前，检查第二条链路的可用性，在这时，它检查是否忙通道和干线保留参数的和小于第二条链路的容量。(为此，交换节点3的路由选择系统知道交换节点3和2之间链路的容量即125通道，以及这个链路的干线保留参数即10通道和这条链路目前被占用通道的数目)。

假如所说的活动的迂回路由的第二条链路可用，那么建立从传输节点3到目标节点2的连接。

假如传输节点3确定到目标节点2的链路不是可用的，传输节点3使用一条特定标志的检查返回消息拆除到源节点1的连接部分。接着，源节点1的路由选择系统从目标节点2的路由扇中移走经过传输节点3的迂回路由。

在以上所说的呼叫经传输节点3成功的交换的情况中，在下一个对交换节点2呼叫的情况下，如果直达路由不可用，再次尝试经传输节点3引导呼叫。仅仅在下一个呼叫的情况时它周期性的改变，也就是说，引导呼叫通过下一个活动的迂回路由，即通过传输节点4的活动的迂回路由。因此，可以在第二条链路上提供通信量过程中使用短期的自动修正，这可以在每次成功的建立连接后，提高直接在同一路由上建立另一连接的可能性。

在本实施例中，从直达路由溢出的通信量就这样被周期性的轮流的分配到活动的迂回路由。这时，每一个活动的迂回路由得到两个连续的从直达路由分配的溢出呼叫。

在路由选择方法执行时，路由选择系统一确定路由扇中活动的迂回路由不再可用，就从路由扇中移走这个路由，但不被另一个迂回路由替换(在从路由扇中移去迂回路由的情况下，可以理解被涉及的迂回路由通过一个标志被标明不可用的)。由于路由扇中移走的迂回路由的不替换性，可以避免一条包括可能几条空闲线路的迂回路由，由于替换另一条变成不再可用的迂回路由，被再次包括进路由队列并因此导致新包括的迂回路由上的通信量的丢失。

如果路由选择系统确定它向一个第一路由部分忙的迂回路由提供(分配)了一个呼叫，那么它更换活动的迂回路由并循环地向下一个活动的迂回路由提供呼叫。如果这时第一路由部分忙，那么再次更换迂回路由。总之，在一个呼叫被放弃前，最大限度地为这个呼叫检查在可用通道方面预先给定数目的活动迂回路由。当一个呼叫第一路由部分可用而第二路部分不可用时，根据本实施例，立即放弃这个呼叫(无“再次路由选择”)。然而，本发明也可以实现“再次路由选择”。

一般地，空闲通道少的迂回路由比空闲通道多的迂回路由更快地变成不可用的。因此一般意义上说，后者在活动迂回路由扇中存在的时间更长并因此也收到更多的溢出的通信量。

因为溢出的通信量被分配到所有存在于路由扇中活动的迂回路由，所以迂回路由比在一个活动迂回路由数目固定的方法中的迂回路由具有更长时间的可用性。

只有当活动的迂回路由根本不再存在或者在路由扇中活动迂回路由的数目低于给定数目，那么路由选择系统再次初始化上述路由扇。

通过上述从路由扇中移走不再可用的活动迂回路由的方法，滤除了“差”的迂回路由。因此，特别在网络中存在非均衡负荷情况下，通过将出现的溢出通信量分散在所有存在于路由扇中的迂回路由上的方法，只仅仅放弃很少的呼叫。

实际中，网络中的负荷情况持续的变化，以致一个具有一个固定大小路由扇的路由选择系统将仅仅有很少机会对溢出通信量最优分配。与此相反，根据本发明的路由选择系统根据优化值迅速设置路由扇的大小并保持相当长的时间。

下面参与图2对这个工作原理做详细说明。

图2显示一个具有10个交换节点并且已充分互联的通信网络的一个局部图，这时在这局部中，介绍了用于从源节点1到目标节点2传输的一条链路的直达路由和通过传输节点3到10的这个源-目标关系的两条链路的迂回路由。

对于图2中的例子，采用类似图1的方法，假设只考虑两条链路的路由作为迂回路由。

在图2中的例子中可以假设；在一些时间内，在交换节点1到4(网域A)之间存在着突发的、巨大增长的输入通信量，而在交换节点5至10(网络B)间和网络A和B的交换节点间存在着正常的，符合设计的输入通信量。由于网域A中巨大的输入通信量，虚线划出的链路(根据干线保留)几乎仅仅被直达路由占用。因此，通过传输节点3和4的迂回路由对于溢出通信量具有高的拥塞可能性(例如99％)，然而通过节点5至10(图2中用实线划出)的六条迂回路由总共只有很小的拥塞可能性(例如0.01％)。

现在可以再次假设，对用于所示例子中从节点1到节点2通信量的路由扇用全路由扇初始化，也就是用图2中介绍的八条迂回路由。为这些迂回路由提供直达路由(1-2)溢出的通信量或溢出呼叫。因为通过传输节点3和4的迂回路由比通过传输节点5至10的迂回路由在本质上具有更高的拥寨可能性，因此，这两条高负荷的迂回路由立即被从路由扇中移出。(在上文所假设的拥塞最大可能性的情况下，一个高负荷的迂回路在第一个分配的呼叫后在100个事例中99次被移走，然而这种情况在六条低负荷的迂回路由情况下，在10000个事例中只有一次发生)。

在根据上述操作方法，路由扇被归纳为低负荷的迂回路由之后，出现的溢出通信量根据一个确定的选择模式(随机控制或准随机控制成周期性循环)仅仅只在这六个低负荷迂回路由相等的分配。这样通过在迂回路由上分配溢出通信量减小由此产生的拥塞最大可能性的上升。

这样，路由扇迅速地归纳出最佳大小并随后只缓慢地变小。

在例子中，如果考虑的网络负荷以下面方式改变，即一个目前低负荷的迂回路由变为高负荷，那么这个路由被很快地从路由扇中移出。如果一个目前高负荷的迂回路由返回到低负荷的迂回路由，那么在下一次初始化后，路由扇迅速地调整到新的最佳大小。

与此相反，在使用固定大小的路由扇方法中，扇的大小不能适应网络中变化着的非均衡通信量负荷。因此，固定大小的路由扇经常或者包括高负荷的迂回路由或者不包括所有低负荷的迂回路由。在第一种情况下，在高负荷的迂回路由上的通信量丢失。在第二种情况下，出现的溢出通信量不相等地分配到低负荷的迂回路由上，以至再次比根据本发明的方法丢失更多的通信量。

如果一个源-目标关系的路由扇再次被初始化时，只有当路由扇中包括的迂回路由的数目低于预先规定的数量的时候，那么通过一个从路由扇中移走的迂回路由的不可替换性获得的筛选过程的时间常数在小的溢出通信量的情况下可以变得相当长。通过一个附加的纯时间限制的再次初始化(一个确定时间间隔的(例如10-15分)过程自从上次再次初始化或周期性初始化起，由一个集中的网络的通信量管理系统在考虑网络中目前负荷情况下触发)可以避免一个如此长的时间常量的可能性，并因此实现较早的重新在路由扇中包括一条迂回路由，这条路由已经从路由扇中排除但同时由于网络负荷变化再次有空闲的容量。

更进一步，在识别网络中非均衡负荷情况下，上述集中的网络的通信量管理系统可能非周期性的触发路由扇的一次再初始化。

最终，网络操作员也可以触发一个非周期性的再次初始化。

Claims (16)

1.在一个通信网络中控制动态通信量的方法，通过这种方法

a)首先为在一个源交换节点和一个目标交换节点间的呼叫提供一个或几个优先对待的路由(设计路由)，

b)对于没有可用的设计路由的情况，呼叫根据一个确定的选择模式被提供给包含在一个路由扇中的迂回路由，

c)一旦确定其不再是可用的，一个目前包括在路由扇中的迂回路由就从路由扇中移出，

d)从路由扇中移出的迂回路由不被替换，

e)路由扇周期性的即在确定的时间间隔后，和/或非周期性的即在至少一个事件出现后，或者根据一条来自集中网络通信量管理系统或者网络操作员的命令再次初始化。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，自从考虑最后的再次初始化，包含在路由扇中的迂回路由的数目下降低于一个确定的数量或一个确定时间间隔期满，作为事件在其出现后进行再次初始化。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在初始化或再次初始化时，所有的可能的迂回路由被分配到路由扇。

4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在初始化或再次初始化时，为路由扇分配了可能的迂回路由的一个子组，这根据网络负荷的规范或者迂回路由空闲容量由源交换节点或一个集中网络通信量管理系统确定。

5.根据权利要求1至4中任一个的方法，其特征在于，在呼叫由于迂回路由的不可用性被释放前，为一个呼叫只提供一个单独的迂回路由。

6.根据权利要求1至4的任一个的方法，其特征在于，在呼叫由于迂回路由不可用性被释放前，为一个呼叫提供多个迂回路由。

7.根据权利要求1至6中任一个的方法，其特征在于，上述确定的选择模型由迂回路由从路由扇中以随机或准随机或循环轮流的方式选出。

8.根据权利要求1至7中任一个的方法，其特征在于，在根据选择方法移向下一个迂回路由前，为每一个从路由扇中选出用于溢出通信量的迂回路由提供了预先规定数量的溢出的呼叫。

9.一个通信网络的一个交换节点处理器中用于动态通信量控制的路由系统，它以下列方法配置：

a)一个源交换节点和一个目标交换节点间的呼叫首先提供给一个或多个优先对待的迂回路由(设计路由)，

b)对于一个不存在可用设计路由的情况，呼叫根据一个确定选择模式提供给包含在一个路由扇中的迂回路由，

c)一确定一个目前包含在路由扇中的迂回路由不再可用，就将其从上述路由扇中移出，

d)从路由扇中移出的迂回路由不被替换，

e)路由扇周期性的即在确定时间间隔后和/或非周期性地即在至少一个事件出现后或根据一条来自集中网络通信量管理系统或网络操作员的命令再次初始化。

10.根据权利要求9的路由系统，其特征在于，

自从考虑最后的再次初始化，包含在路由扇中的迂回路由的数目下降低于一个确定的数量或一个确定时间间隔期满，作为事件在其出现后，所述路由系统再次初始化路由扇。

11.根据权利要求9或10的路由系统，其特征在于，在一次初始化或再次初始化期间，为路由扇分配了所有可能的迂回路由。

12.根据权利要求9或10的路由系统，其特征在于，在一次初始化或再次初始化期间，为路由扇分配了可能迂回路由的一个子组，这是根据通信量负荷的标准或迂回路由空闲容量由路由系统自己或者一个集中网络的通信量管理系统确定的。

13.根据权利要求9至12中任一个的路由系统，其特征在于，在所述迂回路由的不可用性被释放前，为一个单独的迂回路由提供一个呼叫。

14.根据权利要求9至12中任一个的路由系统，其特征在于，在所述迂回路由的不可用性被释放前，一个呼叫被提供给多个迂回路由。

15.根据权利要求9至14中任一个的路由系统，其特征在于，上述确定的选择模式从路由扇中随机地或准随机地或循环轮流地选择迂回路由。

16.根据权利要求9至15中的任一个的路由系统，其特征在于，在根据选择模式提供下一个迂回路由前，为每一个从路由扇中选出用于溢出通信量的迂回路由提供预先规定数量的溢出的呼叫。

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