CN1998196A - 根据目标地址进行路径选择的路径选择表的高效计算 - Google Patents

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T·恩格尔
C·雷彻特
J·查辛斯基
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Abstract

本发明涉及针对由节点(A、...、G)和链路构成的通信网络内的路径选择分摊计算路径选择表(FIB)的方法和装置(NCS)。集中进行要使用路由的计算。把关于使用的路由的信息传送到节点(D)，其根据该信息通过把包地址分配给路由计算路径选择表(FIB)。集中计算路由提高了资源效率而同时降低了计算开销。这尤其明显地降低了在多路径的路径选择的网络中的开销，在该网络中路径选择表(FIB)的计算特别复杂并且此外通过集中计算分配权重而使费用进一步降低。

Description

根据目标地址进行路径选择的路径选择表的高效计算
本发明涉及针对由节点和链路构成的通信网络内的路径选择来计算路径选择表的方法和装置。
在数据网络中，通信的传输尤其在遵循业务质量参数方面，是网络专家和因特网络专业人员目前的工作领域。
目前大部分的数据网络是以节点或者路由器和链路或者边界形成的，其中按照包的方式把通信从节点传输到节点。通常从在节点上的路径选择表中确定下一个节点(或“下一跃距(hop)”)，该路径选择表使在包中包含的目标地址与下一跃距联系起来。通常借助于路径选择协议建立或者计算路径选择表。如此的路径选择协议例如是OSPF(Open Shortest Path First)协议，该协议在因特网中应用并且与IP(Internet Protocol)协议一起使用，以及是IS/IS(Intermediate System toIntermediate System)协议。根据在包中指明的目标地址的路径选择也称作“基于终点的路径选择”或根据目标地址的路径选择。
在数据网中传统的路径选择是“最佳尝试”路径选择，也就是说，不保证业务质量或者遵循业务质量参数。新的改进在于，扩展用于实时数据传输的数据包路径选择方案，比如语音、图像或音频信息，对此要求遵循业务质量参数。在经过数据网的数据传输中改善传输质量的主要方案是应用多路径的路径选择，亦即：对一个目标提供备用路由，由此可以防止链路中断或过载状态。
随着可能的目标的增多并且特别是(在多路径的路径选择的情况下)可能路由的增多而使路径选择表的计算费用增加。
本发明解决的技术问题是：优化用于以节点和链路形成的通信网络的路径选择表的计算。
通过独立权利要求1和10的主题解决所述的技术问题。本发明基于这以下的构思：在一个服务器上实施用于提供路径选择表的部分计算。下面简化为以一个服务器为出发点并且称其计算为集中计算，虽然多个服务器的连接也可以用于改善可支配性。根据本发明对在各自一个网络内部的起始节点和终端节点之间的路由进行集中计算。对此网络内部是如此理解的，即起始节点和终端节点是网络节点，也就是说边缘节点或内部节点。对于传递到通信网络外部一个目标的通信，把通信网络的边缘节点之一用作终端节点是合理的，从该节点通信在目标方向传输到另外的网络。(例如借助于通信协议)告知网络的一个节点关于集中计算的路由的信息。该信息例如包括对于到一个边缘节点的路径选择下一跃距的说明。
在该信息的基础上，该节点借助于路径选择协议、例如OSPF协议或IS/IS协议计算路径选择表的表目。对此把通过路径选择协议了解的、要传输的包的目标地址分配给集中计算的网络内部路由。可以根据明确的路由器ID、例如根据在OSPF标准RFC2328中描述的32位路由器ID实现这种分配。传递给路由器的信息不必包含必要的全部路由。原则上关于计算的路由的信息局限于针对目标地址对路由的分配而言是必须的信息。取决于所应用的路径选择，在个别情况下信息内容是丰富的。在传统的IP网络中，可以具体说明例如到网络内部的一个终端节点的下一跃距(例如一个这样的边缘节点，从该边缘节点实现到另外网络的中继路由)以及各自终端节点的路径选择。
本发明的优点在于：集中地进行路由计算并且如此可以把与路由相关的信息传递给多个节点、例如网络的所有节点。从而仅仅一次而且并不是对所有使用该路由的节点产生相应的计算开销。本发明的技术方案在应用多路径的路径选择情况下是特别有益的，因为在这种情况下在，路由计算明显复杂并且因此可以节省许多计算开销。不需要把仅仅用于路由计算的信息(例如一个通信矩阵)分摊给各个节点。此外，在多路径的路径选择情况下，可以集中地确定通信分配权重。通信分配权重用于控制在多路径的路径选择的备用路由上通信的分配并且可以在路由器上用于确定或者计算路径选择表。尽管在多路径的路径选择的情况下每个节点发生错误时，集中计算还独立作出反应，也就是说到相邻节点发生故障连接的通信转换到多路径的路径选择的剩余路由上，也就是不规定集中计算的快速反应。
本发明还包含一个在以节点和链路形成的通信网络中用于计算路径选择表的装置，其包含一个具有用于计算在一个网络的终端节点之间路径选择的单元的中央装置(例如一个服务器)以及包含至少一个具有用于借助于路径选择协议建立路径选择表的节点。对此提供用于在中央装置和节点之间通信的单元，其例如包含一个通信协议。如果该网络以多路径的路径选择运行，那么也可以提供用于在中央装置中确定通信分配权重的单元和用于把分配权重传递给节点的单元。
下面在一个根据附图的实施例的范围内详细阐述本发明的主题。
在图中示出了一个中央装置NCS(NCS：代表网络控制服务器)，根据本发明该中央装置实施部分的用于建立路径选择表的计算。此外示出了路由器或者节点A至G，这些路由器或节点构成网络的一部分。根据图描述，路由器D借助于通过中央装置NCS提供的路径选择信息来计算其路径选择表的一部分。路由器A、F、G和E表示下一跃距或者直接连接路由器D的节点。路由器B和C是网络的边缘路由器，经过这些路由器把通信传递到另外的网络。点状连接表明忽略的网络元件(路由器和链路)，利用该连接使这两个边缘路由器B和C与网络的另外示出的路由器连接，经过该网络元件可以把通信传递给边缘节点。在表T1中包含从中央装置NCS传递给节点D的信息。确定针对多路径的路径选择的所述信息，该路径选择为了把通信传输给一个目标预先规定的至少两个替换的节点D的下一跃距。通过中央装置为该节点规定：把要传递给边缘节点B的通信20％经过下一跃距F传输并且80％经过下一跃距G传输。到边缘节点C的通信60％经过下一跃距E并且40％经过下一跃距G传输。在表2中示出了网络地址P1至P3，经过边缘路由器或者边缘节点C可以到达该地址。在表T3中相应示出了网络的地址P4至P6，经过边缘路由器B可以到达该地址。在IP地址表达的常规转换之后进行地址的表达，其中对地址以及为了解释地址而作为网络地址所必须的掩码(在斜线的后面)进行说明，借助于OSPF协议通过网络经过这些经各自边缘路由器可到达的网络传送这些信息。以这种方式，路由器D获悉：其经过边缘路由B或C可以到达哪一个网络。路由器D因此按照由中央装置传递的信息把下一跃距分配给该网络地址。在图中示出了由此产生的路径选择表FIB(FIB：代表前向信息基地址)。给网络地址P1至P3分配下一跃距E和G并且给网络地址P4至P6分配下一跃距F和G。在图中示出的表FIB仅仅指出了实际路径选择表的非常小的一部分。实际上路径选择表是非常大的。
通过本发明仅仅把提供给边缘路由器的网络地址简单地分配给由中央装置预先确定的下一跃距或者预先确定地进行路径选择。不需要在每个节点上进行完整的路由计算。

Claims (14)

1.针对由节点(A、...、G)和链路构成的通信网络内的路径选择来计算路径选择表(FIB)的方法，其中
-对各一个网络内部的起始节点和终端节点之间的路由进行集中计算，
-向网络的至少一个节点(D)告知关于所计算的路由的信息，
-通过把要传输的包的目标地址分配给所计算的路由的方法，由节点(D)借助于路径选择协议为包的路径选择来建立一个路径选择表。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，关于所计算的路由的信息包含终端节点(B、C)和用于到这个终端节点(B、C)的路径选择的下一跃距的明确的识别码。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，至少所述起始节点和终端节点(B、C)是边缘节点。
4.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，所述路径选择是多路径的路径选择并且在起始节点和终端节点之间计算多个路由。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，
-集中确定用于控制把通信分配给备用可支配的路由的通信分配权重，
-向节点(D)告知通信分配权重，
-按照通信分配权重建立路径选择表(FIB)。
6.按照权利要求4或5的方法，其特征在于，多路径的路径选择是一个路径选择：在该路径选择中，针对代表内部节点的最大数目的到终端节点(B、C)的路径选择备用的离开链路的数目等于或大于二。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，
-所述节点(D)是通信网络的内部节点，对于该节点仅仅给出一个到终端节点(B、C)的离开链路，
-集中确定内部节点到另外节点的连接，该连接在内部节点的正常运行中在多路径的路径选择意义上不用作备用链路，
-对于离开内部节点的链路出现故障的情况，为到终端节点(B、C)的包的路径选择而集中确定该连接作为离开内部节点的链路(Joker-Link)，
-把Joker链路告知给所述节点并且在建立路径选择表时考虑该链路。
8.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，通过OSPF(Openshortest Path first)或IS-IS(intermediate system to intermediate system)得出路径选择协议。
9.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，对于通信网络的多个节点实施该方法。
10.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，通过专用装置(NCS)进行集中计算或确定。
11.针对由节点(A、...、G)和链路构成的通信网络内的路径选择来计算路径选择表(FIB)的装置，所述装置包含：
-一个中央装置(NCS)，其具有用于计算各一个网络内部的起始节点和终端节点之间的路由的单元，
-一个节点(D)，其具有用于借助于路径选择协议来建立路径选择表(FIB)的单元，
-用于在中央装置(NCS)和节点(D)之间通信的单元。
12.按照权利要求11的装置，其特征在于，提供用于在中央装置(NCS)和节点(D)之间通过通信协议进行通信的单元。
13.按照权利要求11或12的装置，其特征在于，所述路径选择是多路径的路径选择并且所述中央装置(NCS)包含用于确定分配权重的单元。
14.按照权利要求11至13之一的装置，其特征在于，通过所述通信协议把路由或分配权重从中央装置(NCS)传送到所述节点(D)。
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