CN1240082A

CN1240082A - 有关传输系统的一个装置和一种方法

Info

Publication number: CN1240082A
Application number: CN97180383A
Authority: CN
Inventors: J·Z·松
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-12-29
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: SE9604491L; US6542473B1; GB2335112A; CN1139223C; GB2335112B; JP2001506097A; WO1998027695A1; AU5421698A; SE9604491D0; GB9911930D0

Abstract

本发明有关一个装置和一种方法，用于在包含多个互连节点的一个分层传输系统中，挑选一条路径。本发明包括以下步骤：生成所谓的局部路由表，其中保存同一分级层上节点间的路径，生成所谓的全局路由表，其中保存不同分级层上节点间的路径；并根据一个所谓的源节点和一个所谓的目的节点间的一个连接请求，在所述路由表中挑选一条路径。

Description

有关传输系统的一个装置和一种方法

本发明有关一个装置和一种方法，用于以最低花费，以可能的最快途径，在传输系统中寻找一条从源节点到目的节点的路径。

在传输系统中，在确定源节点和目的节点间的最佳路径之前，在路由选择过程中可以比较所述源节点和所述目的节点间不同的可能路径。在文献中描述了一些这种过程。

EP-A1637152描述了一种方法和一个设备，用于在分组交换网中进行加速路由选择。该方法包括将某些网络节点挑选为所谓的基干节点，其余节点被称为本地节点。被选为基干节点的是那些在网络中有最多的同其它节点的连接的节点。本地节点至少同一个基干节点相连。

基干节点和本地节点是在网络配置时选定的。该概念的意思是：在计算两个节点间可能的路径时，将普通网络转换为一个有两层的抽象分层网络，一个基干层和一个本地层。

这一解决方法存在的问题是，基干节点的选择对网络中选择路径的速度来说是非常关键的。必须正确地选择基干节点所处的子集，以便尽可能快而有效地实现路径的选择。

按专用网络-网络接口说明，一个ATM网络拓扑可以借助于节点和链来描述。一个同等群(PG)是一个公用层上节点的集合。位于(层)[i]上的一个节点，其中I＞0，代表一个层[i-1]上的PG。

一个ATM网中的路径定义为：从一个位于层[0]的，被称为源节点的起始节点开始，要么不经过节点，要么通过几个节点间的链，经过这几个节点，最终在一个结束节点，即一个所谓的目的节点处终止。除了开始节点总是位于层[0]上之外，路径中所有节点可以在任意层上。不允许有从层[i]上的一个节点到层〔j〕上的一个节点的链，这里i＞j≥0，因为两个节点间的链要么在同一层的两个节点之间，要么从位于较低层的一个节点到位于较高层的一个节点。不允许一条路径不止一次地经过一个节点。

从源节点到网络中所有目的节点的可能路径通常是预先计算的。这些路径存储在一个数据结构中以减少建立一个连接所需的时间。在呼叫时，源节点应从数据结构中所有的可能路径中选择一个到目的节点的合适路径。从一个源节点到一个目的节点的可能路径的数量从一个到任意数量不等。

本发明有关以最快最有效的方式，计算从一个开始节点到一个目的节点的可能路径的问题。

本发明方法包括两个主要方法步骤：在第一个主步骤中生成一个或多个所谓的局部路径，而在第二个主步骤中生成一个或多个所谓的全局路径。为了能够生成局部路径和全局路径，开始节点必须能够访问它本身所能看到的外部的网络拓扑。所生成局部和全局路径被存储在不同层上的表中且所述层被连接到网络中的分级层次上。

层〔0〕上的一个局部路径总是从开始节点或所谓的源节点开始，并在同一同等群PG中的另一节点处终止。层〔i〕(i＞0)上的一个局部路径，总是从一个所谓的祖先节点出发并终止于同一PG中的另一祖先节点。可以为网络中的每层单独生成所有可能的局部路径并将其存入局部路由表中。这些局部路由表可以任意顺序生成。即，层〔i〕的局部路由表可以在层〔j〕之前生成，不管i＞j还是i＜j。也可能并行生成各局部路由表。

到层[0]上一个节点的全局路径与到层[0]上同一节点的一个局部路径相同，是从源节点出发并终止于层〔0〕上的一个任意节点的路径。到层〔i〕上一个节点的一个全局路径，这里i＞0，总是在层〔0〕上的源节点出发，终止于层〔i〕上的所述节点。到层[i]上一个节点的全局路径，这里i＞0，经过网络体系中的不同层。

到网络中不同层上的节点的全局路径，必须从网络中一个较低层生成，到其中的一个较高层，即，必须从层〔0〕开始，然后是层〔1〕，层〔2〕等。路径必须以这个顺序生成的原因是，当生成到层〔i〕(i＞0)上一个节点的一个全局路径时，至少要将两个路径组合起来，一个层[i]上的本地路径，和至少一个层[j]上的全局路径，这里j＜i。局部路径可被认为是描述从祖先节点到目的节点间的路径，而全局路径可被认为描述所述祖先节点内的路径，即从源节点到一个边界节点。一个边界节点的特征是包括一个到另一个同等群的链。

一个全局路由表[i](i＞0)的生成总是要求，一方面，有来自层[i]上局部路由表的信息和，另一方面，有来自一个或多个全局路由表[i]的信息，这里i＞j≥0。换句话说，全局路由表[2]的生成要求有来自局部路由表〔2〕，全局路由表〔0〕和全局路由表〔1〕的信息，或来自局部路由表〔2〕和全局路由表〔1〕的信息，或来自局部路由表〔2〕的信息和来自全局路由表〔0〕的信息。

可以提供一些不同方法用于生成局部和全局路由表。Dijkstra算法就是一个这样的方法。可以用不同方法生成不同的路由表。例如，可以使用一种方法生成一个局部路由表[i]，并用另一方法生成一个局部路由表[j]，这里i≠j。

因此，本发明目的是加速传输系统中，具体地，电信网络中，更具体地，一个ATM网中路径的选择。

本发明的一个优点是，它能提供一个小的费用，这是因为，所有局部路径只生成一次并存储在局部路由表中。可以借助于指向局部路径的指针生成全局路径，以消除重复拷贝的危险。

本发明的另一优点是，可以并行生成局部路由表。

本发明的另一优点是，可以使用不同方法生成不同层上的局部路由表。

本发明另一优点是，模型只要求对网络结构做很小的修改，即网络中的改变只影响很少的路由表。

参照示例实施例并参照附图，将详细描述本发明。

图1代表一个有三层的分级网。

图2示出了怎样将本发明的不同路由表与一个任意的网络结构相配合。

图3举例说明了用于图1所示网络的，按照本发明的一个局部路由表。

图4举例说明了用于图1所示网络的，按照本发明的一个全局路由表。

图1所示为一个分层网络，包括三个分级层次。在层0，即一个所谓的物理层，只示出了一个同等群。在图中，物理同等群被记为PG(A.1)，并包含三个节点，节点A.1.1，A.1.2和A.1.3。在节点A.1.1和A.1.2之间，节点A.1.2和A.1.3之间及节点A.1.3和A.1.1之间有所谓的水平连接。一个水平连接的特点是，它将位于同一PG中的两个节点互连。层0上的所有节点都是物理节点。节点A.1.1和A.1.3是所谓的边界节点，意味着它们包含有到另一个PG的物理连接，从而也包含一个到较高层上的PG中的一个抽象节点的一个抽象上行线路。PG(A-1)也包括一个同等群头节点，节点A.1.3，由一个实心圆代表，其特征对本技术专业人士来说是已知的，此处，不再详细介绍。

层1包括一个PG(A)，它包含三个节点，节点A.1，A.2和A.3。节点A.1，A.2之间。和节点A.2，A.3之间有水平连接。在PG(A)和PG(A.1)间有上行线路。一条上行线路经过节点X到节点Y，这里，节点Y被分配在一个PG中，其中有到节点X的祖先节点。于是，节点X是一个边界节点。对于较低层上其它PG∶S中的节点来说，祖先节点代表它们所谓的子PG。图1中的节点A.1是到PG(A.1)的一个祖先节点。可以是，祖先节点A.1是PG(A.1)的一个近似映象。PG(A)中的其余节点，即节点A.2和A.3也是祖先节点，例如，节点A.3是一个PG(A.3)(未示出)的父节点，PG(A.3)包括一些节点，可被称为节点A.3.1，A.3.2和A.3.3等等。节点A.1.1和A.2之间的连接，和节点A.1.3和A.2之间的连接是上行连接。节点A.3同时是一个同等群头节点和一个边界节点。PG头节点被示为一个实心圆，和层0上的完全一样。

在层2上有一个被记为PG(AB)的PG，层2是图2中所示网络的最高层。该PG有两个节点，节点A和节点B。节点A是层1上包含节点A.1，A.2和A.3的PG(A)的一个祖先节点。节点A是上述节点的一个抽象。在分层网中的最高层上，不要求同等群头节点。同等群头节点的功能是执行其祖先节点的功能。最高层没有祖先节点，所以同等群头节点是多余的。

图2示出了怎样将本发明不同的路由表与图1所示的分层网络结构相配合。本发明方法包括两个主要步骤，步骤1包括局部路由表的生成，步骤2包括全局路由表的生成。

层〔0〕的一个局部路由表可以包含从源节点到同一同等群中每个剩余节点的所有可能路径。

层〔i〕(i＞0)的一个局部路由表可以包含从源节点的祖先节点到同一同等群中每个剩余节点的所有可能路径。

层[i]的全局路由表可以包括层[0]上的源节点到除该源节点的祖先节点之外的，层[i]上的网络中的所有节点的所有可能路径。

一个本地路由表〔0〕与一个全局路由表〔0〕等价。

本地路由表可以任意的希望生成。局部路由表[i]可以在局部路由表[j]之前生成，不管i＞j或i＜j。局部路由表也可以并行生成，换句话说，可同时生成所有路由表。

可以使用不同算法生成不同层[i]上的路由表。在这方面，合适的算法的例子是Pijkstra算法，kyuskal算法和Floyd算法等。根据网络配置及问题公式化来选择算法。当希望最小化网络中两节点间的费用时，最好采用Dijkstra算法。

两个网络节点间的花费意味着，例如：两节点间的距离，节点间链的带宽，或所述节点间的中继业务量。在图1的网络中，不同的花费由两个节点间的链(部分在同一PG中，部分在不同PGS中的两个节点间)来代表。

必须从生成层[0]的全局路由表开始，然后是层〔1〕等。全局路由表必须以该顺序生成的原因是，到布置在层〔i〕(i＞0)上的一个节点的全局路径，要依靠局部走线〔i〕和至少一个全局路由表j，其中j＜i。

图3示出了节点A.1.1的一个局部路由表。该表包括每个目的节点的两个最佳路径。在PG(A.1)的层〔0〕中，节点A.1.1要到达两个不同的目的节点，节点A.1.2和节点A.1.3。在这种情况下，当PG(A.1)中的节点是互连在一个环中时，对于每个节点来说，能找到且只能找到两个可能的路径以到达同等群中剩余的节点。

PG(A)中的节点在层1上互连成一条线。这时，这种类型的互连能为每个节点提供一种，且只能提供一种到达同等群中其余节点的可能性。这种可能性反映在表中。

在局部表的第二层，只有一个节点，从节点A.1.1方向可以到达它，称为节点B。如以前所提到的，这是因为一个大于0的层上的所有路径都是从祖先节点开始的。

在每层上所列出的路径和到每个节点的路径都是按上升花费顺序排列的。

图4示出了一个从节点A.1.1的全局走线。层〔0〕上的全局路由表与层〔0〕上的局部路由表完全相同。

在层〔1〕，全局路由表包括来自层〔1〕上的局部路由表和来自层〔0〕上的全局路由表的信息，层〔1〕上节点A.1.1的全局路由表包括为从层〔0〕上的PG(A.1)中的节点A.1.1到达层〔1〕上PG(A)中的节点A.2和节点A.3所计算的不同的路径。在层〔1〕上的局部路由表中，节点A.1到节点A.2和A.3的路径已被从PG(A.1)中的节点A.1.1经上行线路到PG(A)中的节点A.2和A.3的可能的路径所代替。层〔i〕(i＞0)上的全局路径，可以说是定义或指定了与同一层上的局部路径相比较的路径。在有多个到达同一节点的上行链路时，为获得从源节点到目的节点的费用最低路径，必须互相比较每个上行线路以得出最佳路径。

在层〔2〕，全局路由表包括来自层〔2〕上的局部路由表的信息和来自层〔1〕的全局路由表的信息。层〔2〕上节点A.1.1的全局路由表包括为从层〔0〕上PG(A.1)中的源节点A.1.1到达PG(AB)中的节点B所计算的不同路径。局部路由表中节点A到节点B的路径已被PG(A.1)中节点A.1.1通过上行线路到达PG(AB)中的节点B的可能的路径所代替。正如以上关于层〔1〕所提到的，在这种情况下也可以说，层〔2〕上的全局路径是与同一层上的局部路径相比较的路径的一个说明。如前一种说明，当有几条上行线路到达层〔2〕上的同一节点时，各上行线路应互相比较以获得费用较低的路径。

应该理解，本发明并不局限于以上所述的示范最佳实施例，在以下权利要求的范围内，可对本发明进行修改。

Claims

1.一种用于在包含多个互连节点的分层传输系统中，选择一个路径的方法，该方法包括以下步骤：

-生成所谓的局部路由表，其中保存互相在同一分级层上的节点间的路径；

-生成所谓的全局路由表，其中保存互相在不同分级层上的节点间的路径；并

-根据一个所谓的源节点和一个所谓的目标节点间的连接请求，在所述路由表中挑选一个路径。

2.如权利要求1的一个方法，其特征在于为分层网络中的每层提供至少一个局部路由表。

3.如权利要求2的一个方法，其特征在于为分层网络中的每层提供一个全局路由表。

4.如权利要求3的一个方法，其特征在于传输系统是一个ATM类型系统。

5.如以上权利要求中任一个的方法，其特征在于：顺序地在所述不同分级层生成局部路由表。

6.如以上权利要求中任一个的方法，其特征在于，同时在不同分级层上生成局部路由表。

7.如以上权利要求中任一个的方法，其特征在于，使层〔i〕上的全局路由表依赖于层〔i〕上的局部路由表，并依赖于至少一个层〔j〕上的全局路由表，此处i＞j。

8.如以上权利要求的任一个的方法，其特征在于，层〔0〕上的全局路由表与层〔0〕上的局部路由表相同。

9.一个包含多个互连节点的分层传输系统，这些节点被划分为不同的所谓同等群，其特征在于，该传输系统包括：

-生成所谓的局部路由表的装置，该表中保存同一分级层上节点间的路径；

-生成所谓的全局路由表的装置，该表中保存不同分级层上的节点间的路径；

-根据一个所谓的源节点和一个所谓的目标节点间的连接请求，在所述路由表中挑选一条路径的装置。

10.一种如权利要求9的分层传输系统，其特征在于，每个局部路由表〔i〕包括从层〔i〕上的源节点的祖先节点到同一同等群中的每个剩余节点的所有可能路径。

11.一个如权利要求9的分层系统，其特征在于，每个局部路由表〔i〕都包含从层〔i〕上的源节点的祖先节点到同一同等群中的每个剩余节点的预定数量的最低费用路径。

12.如权利要求9-11的任一个的一个分层传输系统，其特征在于，每个全局路由表〔i〕都包含从层〔0〕上的源节点到除该源节点的祖先节点之外的层〔i〕上的网络中的所有节点的可能路径。

13.如权利要求9-11的任一个的一个分层传输系统，其特征在于，每个全局路由表都包括从层〔0〕上的源节点到层〔i〕上网络中的所有节点(该源节点的祖先节点除外)的预定数量的费用最少路径。

14.如权利要求12或13的任一个的一个分层传输系统，其特征在于，利用同一算法生成不同分级层上的不同路由表。

15.如权利要求12或13的一个分层传输系统，其特征在于，利用至少两种算法生成不同分级层上的不同路由表。

16.如权利要求12或13的一个分层传输系统，其特征在于，利用一个Dikjstra算法得到所述路由表。

17.如权利要求9-16的任一个的一个分层传输系统，其特征在于该传输系统是一个ATM型的系统。