CN1291030A - 虚拟中继线上的业务分配 - Google Patents

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CN1291030A
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迈克尔·考克斯
米基·伍西克
布安·乔纳森·班
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Abstract

一种使用了一种最大流算法的数据网络,它所提供的网络利用率要把最短路径网络所提供的利用率高,上述最大流算法利用了在源和目标间所有的可得路径。为了便于交换网络的状态信息,尤其是在使用最大流的情况下,大量的由一个或多个结点2001、2017及结点链路3001…3020所构成的并行路径被合成由组链路5001,5002所连接的组4001…4003。组链路间的组内的路径被理论地简化为一个单独的路径6001…6003,其容量由原来多路径的动态容量的汇聚而成。

Description

虚拟中继线上的业务分配
本发明提供了一种改进了的业务量寻径工具。
在数据网络，尤其是那些所传递的业务量具有必须被保证的服务质量的数据网络中，一种著名的确定业务量跨越网络时所走的路径的方法就是最短路径法，它要求每个终端都要有一张整个网络的图，以便能找到在发送和接收终端间链路数最少的那条路径。
本发明在题目为“最大流数据寻径”的澳大利亚专利申请No．44470／99(Docket No．127045)中已被描述，它描述了一种改进了的路径选择算法，这种算法把业务量分配到发送端和接收端间所有实际可得的链路上去。
我们的与上述发明共同未决的题为“递归业务量分布的IP／数据网络模型”的澳大利亚专利申请No．47400／99(Docket No．127064)中描述了一种可报告网络负载状态的数据结构，在把业务量分配给链路时，利用它可使业务量被优先分配给负载较轻的链路。
本发明通过把并行的路径当做一条单独的链路来处理而使得确定网络负载状态变得更为容易。
在每一个由并行路径所组成的组中，最好把一个结点设为主结点，让它来对比本组中结点及链路的负载状态，并广播本组的全部负载状态报告。
每一个由结点和链路构成的组都通过至少一条组间链路与相邻组相连。每个组的接收结点，即与组间链路相连的那个结点，都能够得到其所在组内的所有结点和链路的负载状态的详细信息，并且使用负载共享算法在本组内的路径间分配业务量。
这一过程减少了网络中因报告负载状态而产生的业务量的数量，并且简化了消息经过网络时的寻径过程。发送结点没有必要知道网络中每个结点和链路的详细的负载状态数据。在某个组内的寻径及分配业务量的任务由接收业务量的那个组间链路结点来完成。
图1给出了一个由结点和链路构成的网络。
图2给出了一个包含抽象链路的网络，这些抽象链路是把并行路径按照本发明的一个实施例在理论上组合在一起而形成的。
图3给出了一个结点组。
图4给出了在本发明的一个实施例的实现中所使用的头信息。
图5给出了本发明的一个实施例中为业务量寻径所采用的方案示意图。
图1给出了一个由被结点链路3001至3019所互连在一起的结点2001…2017所组成的网络。这些结点被要排在组4001，4002，4003中。这些组则由组链路5001，5002互连起来。
一般讲，每一个结点组都要提供至少一条，通常是多条能够穿越该组的从一条组链路至另一条组链路的路径。
在图3所示的实施例中，组4004被画了出来，其中的结点标号如下：
2410=A4，
2411=C4，
2412=B4
2413=D4
当业务量通过组链路5402进入组4004时，它可能被引导至一个内部结点上，或者也可能经过本组而去往分别相应于组链路5403和5404的结点E4和F4。在结点E4和F4属于不同组的情况下，路径选择如下。
去往E4的业务量有三条路径可去：
A4．B4．E4，A4．C4．B4．E4，A4．D4．B4．E4。
这些路径中没有一条使用了该组内相同的内部结点链路。
去往F4的业务量有三条路径可去：
A4．D4．F4，A4．B4．D4．F4，A4．C4．B4．D4．F4，
这些路径中，第二和第三条使用了相同的链路B4D4。为了优化穿过组去往E4的业务量，结点A需要决定路径A4B4和A4C4B4哪个具有更大的可得容量，若因业务量的优先级而使等待时间成为关键时，还要决定哪条路径能满足对等待时间的要求。为了使结点能够确定这些因素，每个消息头除了要包含目标和原始信息外，还要包括优先级信息。最好能在每个消息中也有时间信息。这一时间信息可能是一个绝对时戳(该消息被最初发出的时间)，或者是顺序信息(数据块在整个消息中的顺序)。另外，时间信息可能包括数据在结点被接收时的时间。(相对时间信息)。
在业务量被导向F4的情况下，A4有三种选择：A4D4，A4B4D4，A4C4B4D4，但第二和第三种包括了相同的链路B4D4，由于它的存在，若假设所有链路都有相同的可得容量，则应将50％的负载分配给A4D4，25％分配给A4B4D4，25％分配给A4C4B4D4，而不是三条路径各分担1／3的负载，这样在确定实际负载分配时，就应当考虑每条链路的实际负载状态。例如，如果链路A4D4满负载，链路A4B4的可得容量是链路A4C4和C4B4的可得容量的一半，则2／3的业务量应当分配给A4C4B4D4，1／3的业务量应当分配给A4B4D4。
上例说明了一个组主结点在决定穿越该组的从一个组链路到另一个组链路的可得容量时，需要考虑的因素。
通过运用在我们的申请No．44470／99(Docket No．127045)中所描述的在全部实际路径上分配业务量的方法，在连于组1(4001)中的结点2001上的终端A和连于组3(4003)中的结点2017上的终端B之间的网络就可以被简化为一系列的结点和链路，如图2所示。
如图所示，4001、4002、4003每个组都被简化为一对对的由相应的假设的等效的单独的链路6001，6002，6003所互连起来的点对2001／2005，2006／2011，2012／2017。
这些假设的链路代表相应的结点间可得可用的容量。
所以链路6001代表组1的结点2001和2005间的路径上的可得的可用容量。
我们的申请No．47400／99(127064)揭示了一项技术，一个组中的每个结点和每条链路，以及每个组中至少一个结点接收其它每个组或网中组的汇聚的全部负载状态信息。这一信息足以构建上述假设的等效链路。
图4说明了可能包含在消息分组中的头信息，它可使重构被运用“全部路径”技术传送过网络后的消息时变得容易一些。这一信息一般可能包括：
源地址；
目标地址；
优先级；
消息号；
分组序号；
图5形象地说明了一种在结点内部把输入消息分配给输出链路的机制。
在链路51上输入的消息被存储在缓冲器52中以便被传给其它链路或结点53，54，55。
控制手段接收这一头信息，并运用目标、时戳、优先级、消息的暂时缓冲器地址等来决定该消息将被送往哪个输出端。控制手段也访问网络图和负载状态信息57，并决定给每条链路分配多少业务量。
为了决定结点2001和2005间的可得容量，假设链路3001的容量为C1，链路3002的容量为C2，链路3003的容量为C3，链路3004的容量为C4，链路3005的容量为C5，链路3006的容量为C6，并且所有结点都是无阻塞的。
所以有三条路径，它们拥有的链路如下：
路径1=3001，3002，3003
路径2=3004，3003
路径3=3005，3006
如果C3＞(C2+C4)，则路径1和路径2都具完全可得的，并分别被各自的容量最小的链路所限制。假设C2是路径1中容量最小的链路，则路径1的最大容量就是C2。同样，若C4＜C3，则C4就是路径3中的容量最小的链路，所以2001与2005间的最大容量的总和是C2+C4+C5。
这一最大容量随着链路上的负载而变化，并且这一负载信息被在组中的各结点间交换。因为可能同时存在着组内及跨组的业务量，所以一条路径上的容量最小的链路可能并不能成为该路径上的限制因素。如果该路径上的其它链路中的一条上的业务量减少了该链路的容量的话，情况就会如此。
因为一个组中的所有链路的负载状态信息是可得的并且被定时地更新，所以等效链路的可得容量就可以被计算出来。例如，在受C2，C4和C5所限的等效链路中，假设C2有60％的可得容量，C4有75％的可得容量，C5有100％的可得容量。理论上的等效链路CE的可得容量总和可以计算如下：
CE=0．6C2+0．75C4+C5
更一般地，
CE=X1·C1+X2C2+…Xn·Cn
其中XnCn是路径n中具有最少可得容量的那条链路的可得容量，Xn是具有容量Cn的那条链路的可得比例。

Claims (7)

1．一种在由被结点链路互连的结点所构成并且其中的结点组被组链路所互连的网络中使用的业务量寻径工具，
-其中，本工具利用所有实际路径来动态地决定一个源与一个目标之间的可得业务量容量，
-其中，每个结点组都被理论地简化为一个在源／目标路径中的一对相关的结点对间的相应的等效链路，此路径就是代表相关的结点对间可得容量的等效单独路径。
2．一种在由结点链路互连的结点所构成并且其中的结点组被组链路所互连的网络中为业务量寻径的方法，
-其中，本工具利用所有实际路径来动态地决定一个源与一个目标之间的可得业务量容量，
-其中，每个结点组都被理论上简化为一个在源／目标路径中的一对相关的结点对间相应的等效链路，此路径就是代表相关结点对间可得容量的等效单独路径。
3．一种为一条输入链路上的每个消息寻找去往一个或多个输出链路的路径的业务量寻径方案，它包括：
-缓冲器手段以便存贮输入的消息；
-控制手段以便根据每个输入的消息头中目的信息来决定该消息的目的地；
-控制手段访问网络的布局信息以及网络的负载状态信息；
-由此，本业务量寻径方案在所有通往目标根据目标信息、网络布局信息及网络负载状态信息所确定的目标的实际路径的基础上为每一个消息寻找去往一个或多个输出链路的路径。
4．一种如同上述的方案，其中的网络信息包括的代表并行路径组的可得容量的理论等效链路。
5．一种在这里被参考着附图进行了主要描述的业务量寻径方案。
6．一种在这里被参考着附图进行了主要描述的业务量寻径工具。
7．一种在这里被参考着附图进行了主要描述的业务量寻径方法。
CN00128795A 1999-10-05 2000-09-25 虚拟中继线上的业务分配 Pending CN1291030A (zh)

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