DE602005000724T2

DE602005000724T2 - Wegleitung in einem Kommunikationsnetzwerk

Info

Publication number: DE602005000724T2
Application number: DE602005000724T
Authority: DE
Inventors: Christophe Preguica; Jean-Pierre Rombeaut
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: US20050254473A1; FR2870418A1; ATE357797T1; DE602005000724D1; EP1598997A1; FR2870418B1; CN1700697A; EP1598997B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mobile Netze, in denen mindestens einige der Netzknoten bezogen auf andere mobil sind, und deren Architektur nicht ein für alle Mal festgelegt ist. Sie betrifft insbesondere die Wegleitung in solchen Netzwerken, das heißt die Übertragung der Informationen, die die Weiterleitung der Daten in diesen Netzwerken ermöglichen.
Arbeiten betreffend diese mobilen Netzwerke werden in der IETF (Internet Engineering Task Force) in einer Arbeitsgruppe zusammengefasst, die den Namen MANET (für auf Englisch Mobile Ad-hoc NETwork) trägt. Laut diesen Arbeiten benötigt das Netzwerk keine feste Infrastruktur und kann also funktionieren, wenn sämtliche Knoten mobil sind. Solche Netzwerke werden als ad-hoc-Netze oder mobile ad-hoc-Netze bezeichnet.
In den ad-hoc-Netzen ist ebenso wie in den festen Netzen, die auf der IP-Protokollfamilie (Internet Protocol) basieren, die Funktionsweise des Netzwerks zu Anfang nicht vollständig festgelegt: die Übertragung der Datenpakete durch das Netzwerk erfolgt auf der Grundlage von „Übertragungswegen", die durch Wegleitungsprotokolle festgelegt sind. Zwischen zwei bestimmten Punkten können diese Wege von Datenpaket zu Datenpaket unterschiedlich sein.
In den ad-hoc-Netzen existieren zurzeit verschiedene Wegleitungsprotokolle, die insbesondere von der Arbeitsgruppe MANET festgelegt wurden. Hierbei sind die Protokolle AODV, OLSR, DSR und TBRPF zu nennen.
Einige dieser Wegleitungsprotokolle sind „proaktiv". Ein Wegleitungsprotokoll wird als proaktiv bezeichnet, wenn die Informationen des Netzwerks ständig ausgetauscht werden, damit wenn ein Weg angefordert wird, dieser unverzüglich verfügbar ist. Diese proaktiven Protokolle unterscheiden sich von den reaktiven Protokollen, gemäß denen die Wege auf Verlangen berechnet werden, das heißt wenn ein Datenpaket weitergeleitet werden soll.
Das TBRPF- und das OLSR-Protokoll sind zwei Beispiele für proaktive Protokolle. Das TBRPF-Protokoll wird beschrieben durch RFC 3684 der IETF mit dem Titel „Topology Dissemination Based an Reversed-Path Forwarding (TBRPF). Das OLSR-Protokoll (Optimized Link-State Routing) wird definiert durch RFC 3626 der IETF.
Diese proaktiven Protokolle weisen jedoch einen größeren Nachteil auf. Sie stützen sich nämlich auf einen Dijkstra-Algorithmus und sie unterliegen also einer kombinatorischen Explosion, sobald die Anzahl der Knoten im Netzwerk anwächst. Die Mittel der Knoten werden dann von diesem Wegleitungsprotokoll mehrheitlich zur Berechnung der Übertragungswege verwendet, auf Kosten ihrer Hauptfunktion, nämlich der Weiterleitung der Datenpakete. Obwohl diese Zahl von der Verarbeitungskapazität der Netzknoten abhängt, kann man veranschlagen, dass jenseits von 500 Knoten im Netz diese Wegleitungsprotokolle nicht mehr mit zufrieden stellenden Leistungen genutzt werden können.
Diesen großen Mangel haben sie gemeinsam mit den bestehenden proaktiven Protokollen (TBRPF oder OLSR), sowie mit den künftigen, falls sie einen Algorithmus vom Typ Dijkstra oder jedweden Wegleitungsalgorithmus benutzen, dessen Komplexität exponentiell mit der Anzahl der Knoten im Netz zunimmt.
Die Patentanmeldung US 2004/003111 mit dem Titel „Protocol and Structure for Self-Organizing Network" definiert ein neues Protokoll, um das Problem der Grenzen der bestehenden Algorithmen zu lösen. Allein auf Grund dieser Tatsache ist die vorgeschlagene Lösung mit den bestehenden Protokollen (beispielsweise vom Typ OLSR) nicht kompatibel: sie erfordert also eine komplette Neu-Entwicklung der Ausrüstungen, die dann auf jeden Fall mit den bereits aufgebauten Netzen inkompatibel sind.
Neben diesem großen Nachteil beruht die Lösung auf der festen Festlegung eines besonderen Knotens („cluster head") für jede Insel („cluster"), sowie auf einem baumartigen Aufbau der Knoten innerhalb jeder Insel.
Somit ähnelt diese Lösung derjenigen, die in der amerikanischen Patentanmeldung US 2004/0081152 mit dem Titel „Arrangement for Router Attachements Between Roaming Mobile Routers in a Clusterd Network" dargelegt wird. Letztere beschreibt eine Lösung für dieses Problem, wobei das Netz als Inseln („cluster") aufgebaut ist. Die Knoten jeder Insel sind in Form einer Baumstruktur aufgebaut, deren Wurzel ein besonderer Knoten mit der Bezeichnung TLMR („Top Level Mobile Router") ist. Diese TLMR-Knoten haben die Aufgabe, den Verkehr sowie die Wegleitungsinformationen von einer Insel zur anderen zu übertragen.
Jedoch wirft diese Herangehensweise mehrere Probleme auf, die zumeist mit dem Ansatz aus der Anmeldung US 2004/003111 geteilt werden.
Zunächst einmal läuft der gesamte Verkehr, der von einer Insel herkommt, über einen einzigen TLMR-Knoten. Daraus rührt eine Verstopfung dieses Knotens her, die schlechte Leistungen des Netzes bewirkt, sobald dieses eine bedeutende Größe erreicht.
Außerdem wird der Verkehr von einer Insel zur nächsten durch Tunnel übertragen. Auch dort vermindert die Zeit, die für die Einkapselung und Entkapselung der Pakete erforderlich ist, die Leistungen des Netzes.
Außerdem ist eine derartige Architektur von Natur aus äußerst störungsanfällig: wenn der TLMR einer Insel Opfer einer Störung ist, wird die gesamte Insel dann vom Rest des Netzes isoliert.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Knoten innerhalb jeder Insel mit einer Baumstruktur aufgebaut sind. Deshalb müssen die Pakete eines bestimmten Knotens, selbst wenn dieser nahe am TLMR ist, die gesamte Hierarchie hinauf, bevor sie zum TLMR-Knoten gelangen. Die Folge ist auch hier eine Verminderung der Leistungen des Kommunikationsnetzwerks.
Letztendlich und vor allem ist die angebotene Lösung vollkommen statisch. Der TLMR wird durch die Konfiguration festgelegt, so dass das Netzwerk nicht auf die Entwicklung des Verkehrs oder auf die Entwicklung seines räumlichen Aufbaus reagieren kann. Die Leistungen des Netzwerks werden auch hier beeinflusst.
Das von der vorliegenden Erfindung angestrebte Ziel ist es, Abhilfe für diese Nachteile zu schaffen, indem sie ermöglicht, ein mobiles ad-hoc-Netz unabhängig von der Anzahl der Knoten in diesem Netz dynamisch zu managen und die Leistungen zu optimieren.
Hierfür ist ein erster Gegenstand der Erfindung ein Kommunikationsnetzwerk, das mobile Ausrüstungen enthält, und dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus einem Komplex von Inseln besteht, die durch Inter-Insel-Unternetze zusammengeschaltet sind. Jede mobile Ausrüstung einer dieser Inseln tauscht mit Hilfe eines ersten Wegleitungsmittels Wegleitungsmeldungen mit anderen mobilen Ausrüstungen ihrer Insel aus, und einige dieser mobilen Ausrüstungen tauschen außerdem vermittels eines zweiten Wegleitungsmittels Wegleitungsmeldungen mit den mobilen Ausrüstungen aus, die zu einem Inter-Insel-Unternetz gehören.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine mobile Netzwerkausrüstung, die Kommunikationsmittel enthält, um Datenpakete zu einer oder mehreren anderen mobilen Ausrüstungen der ersten Insel in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk zu übertragen, in Abhängigkeit von Wegleitungsinformationen, die durch erste Wegleitungsmittel gemäß einem ersten Wegleitungsprotokoll mit der oder den anderen Ausrüstungen ausgetauscht werden. Diese mobile Ausrüstung wird dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem über folgendes verfingt:

• Mittel zum Erfassen einer neuen mobilen Ausrüstung, die zu einer zweiten Insel des mobilen Kommunikationsnetzwerks gehört,
• Mittel zum Wählen, um in Abhängigkeit von einer Wahlpolitik zu bestimmen, ob die neue mobile Ausrüstung als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes hinzugefügt werden soll oder nicht,
• Zweite Wegleitungsmittel, um Wegleitungsinformationen zwischen den mobilen Ausrüstungen zu übertragen, die Mitglieder des Inter-Insel-Unternetzes sind, und
• Kommunikationsmittel, um die von den ersten Wegleitungsmitteln ausgetauschten Wegleitungsinformationen an die mobilen Ausrüstungen zu übertragen, die Mitglieder des Inter-Insel-Unternetzes sind, und um an die ersten Wegleitungsmittel die Wegleitungsinformationen zu übertragen, die von diesen mobilen Ausrüstungen, die Mitglieder dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, empfangen wurden, sowie Informationen, die sich auf das Inter-Insel-Unternetz beziehen, gemäß einem zweiten Wegleitungsprotokoll.

Gemäß einer Ausführungsart verfügt die mobile Netzwerkausrüstung außerdem über Mittel zur Designation, um zu bestimmen, ob die Kommunikationsmittel in Abhängigkeit von einer Designationspolitik eingesetzt werden sollen oder nicht.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung sind das erste Wegleitungsprotokoll und das zweite Wegleitungsprotokoll proaktive Wegleitungsprotokolle. Sie können beispielsweise vergleichbar sein und insbesondere vom Typ TBRPF oder OLSR.
Gemäß einer Ausführungsart enthalten die Wegleitungsinformationen, wenn die Kommunikationsmittel von dem Designationsmittel eingesetzt werden, Informationsmeldungen, die folgendes einschließen:

– einen Identifikator der mobilen Ausrüstung,
– einen Identifikator des Inter-Insel-Unternetzes,
– die Anzahl der mobilen Ausrüstungen, die zur Insel und zum Inter-Insel-Unternetz gehören,
– die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zum Übertragen von Datenpaketen ab einer mobilen Netzwerkausrüstung zu einer oder mehreren anderen mobilen Ausrüstungen einer ersten Insel in einem mobilen Kommunikationssystem, in Abhängigkeit von Wegleitungsinformationen, die in einem ersten Schritt von ersten Wegleitungsmitteln (MR1) ausgetauscht werden mit dieser oder diesen anderen Ausrüstung/en gemäß einem ersten Wegleitungsprotokoll. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem über folgende Schritte verfügt:

• Erfassen einer neuen mobilen Ausrüstung, die zu einer zweiten Insel des mobilen Kommunikationsnetzwerks gehört,
• Wählen, um in Abhängigkeit von einer Wahlpolitik zu bestimmen, ob diese neue mobile Ausrüstung als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes hinzugefügt werden soll oder nicht,
• Übertragung der Wegleitungsinformationen zwischen den mobilen Ausrüstungen, die Mitglied des Inter-Insel-Unternetzes sind, und
• Mitteilung der Wegleitungsinformationen, die in dem ersten Schritt ausgetauscht werden, an die mobilen Ausrüstungen, die Mitglieder des Inter-Insel-Unternetzes sind, und Übertragung der Wegleitungsinformationen, die von den mobilen Ausrüstungen, die Mitglieder des Inter-Insel-Unternetzes sind, empfangen werden, an die ersten Wegleitungsmittel, sowie der Informationen, die sich auf das Inter-Insel-Unternetz beziehen, gemäß einem zweiten Wegleitungsprotokoll.

Gemäß einer Ausführungsart der Erfindung verfügt das Verfahren außerdem über einen Schritt Designation, um zu bestimmen, ob dieser Kommunikationsschritt in Abhängigkeit von einer Designationspolitik eingesetzt werden soll oder nicht.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung sind das erste Wegleitungsprotokoll und das zweite Wegleitungsprotokoll proaktive Wegleitungsprotokolle. Es kann sich beispielsweise um vergleichbare Protokolle handeln und insbesondere vom Typ TBRPF oder OLSR.
Gemäß einer Ausführungsart der Erfindung enthalten die Wegleitungsinformationen, wenn der Schritt Kommunikation eingesetzt wird, Informationsmeldungen, die folgendes einschließen:

– einen Identifikator der mobilen Ausrüstung,
– einen Identifikation des Inter-Insel-Unternetzes,
– die Anzahl der mobilen Ausrüstungen, die zur Insel und zum Inter-Insel-Unternetz gehören,
– die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze.

Dank der Erfindung ist es so, dass selbst wenn jede Insel eine Größe hat, die durch Bedingungen der Wegleitungsprotokolle begrenzt wird, die Möglichkeit über eine Vielzahl von Inseln zu verfügen und sie zu verbinden, um ein Netzwerk zu bilden, vermittels Inter-Insel-Unternetzen, es gestattet, sich von dieser Grenzgröße zu befreien.
Neben anderen Vorteilen ermöglicht die Erfindung es also, die Wegleitungsinformationen in einem Kommunikationsnetzwerk zu übertragen, und zwar unabhängig von dessen Größe.
Außerdem erlaubt die Erfindung dank des Wahlmechanismus eine dynamische Anpassung an die Umstände. Sie ermöglicht es also, die Mittel zu optimieren, den Verkehr auf mehrere gewählte Ausrüstungen zu verteilen, Redundanz zu bieten, usw.
Die Erfindung und ihre Vorteile treten deutlicher in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren zutage.
1 stellt schematisch die funktionelle Architektur einer mobilen Netzwerkausrüstung gemäß der Erfindung dar.
2 stellt zwei Inseln dar, die durch ein Inter-Insel-Unternetz verbunden sind.
3 veranschaulicht die Ausbreitung der Informationsmeldungen in einem Netzwerk, das aus zwei Inseln und zwei Inter-Insel-Unternetzen gebildet wird.
Funktionelle Architektur der mobilen Ausrüstung
Die in 1 veranschaulichte Ausrüstung R wird mittels eines Schnittstellenkomplexes P an eine Insel N₁ angeschlossen. In an sich bekannter Weise werden diese Schnittstellen P mittels einer Verbindungsmatrix S zusammengeschaltet, die es ermöglicht, die auf einem ersten Port empfangenen Datenpakete zu einem zweiten Port zu leiten. Zur Durchführung dieser Weiterleitung verwendet die Verbindungsmatrix eine Wegleitungstabelle, die durch Wegleitungsmodule erweitert wird.
Die mobile Ausrüstung R besitzt ein erstes Wegleitungsmittel MR₁, das ein erstes proaktives Wegleitungsprotokoll implementiert. Es kann sich beispielsweise um das TBRPF-Protokoll oder das OLSR-Protokoll handeln, die beide bereits vorstehend erwähnt wurden.
Dieses erste Wegleitungsmittel MR₁ erlaubt den Austausch von Wegleitungsinformationen mit einer oder mehreren anderen mobilen Ausrüstungen, die zur Insel N₁ gehört/gehören. Dieser Austausch ermöglicht es der mobilen Ausrüstung eine ausreichende Kenntnis betreffend das Netzwerk zu haben, so dass sie die empfangenen Datenpakete korrekt weiterleiten kann, das heißt die Wegleitungstabelle korrekt erweitern kann, um eine richtige Weiterleitung durch die Verbindungsmatrix S zu ermöglichen.
Die mobile Ausrüstung R verfügt außerdem über ein Mittel zum Erfassen M_D, um das Erfassen einer neuen mobilen Netzwerkausrüstung R₂ zu ermöglichen. Diese neue Ausrüstung gehört nicht zur Insel N₁, kann aber zu einer zweiten Insel gehören, die nicht in der Figur dargestellt wird.
Zum Beispiel überträgt dieses Element periodisch eine so genannte „hello"-Meldung, die einige es betreffende Informationen enthält, und seine Existenz den anderen Ausrüstungen anzeigt, die sich in dessen Funkreichweite befinden. Wenn das Mittel zum Erfassen M_D der mobilen Ausrüstung R eine solche Meldung empfangt, fragt es eine Basis ab, um zu ermitteln, ob diese Ausrüstung bekannt ist oder nicht. Diese Basis kann insbesondere die Wegleitungstabelle oder FIB (Forwarding Information Base) der Ausrüstung R sein.
Falls diese mobile Ausrüstung nicht zu dieser Wegleitungstabelle gehört, dann handelt es sich also um eine neue mobile Ausrüstung.
Im Rahmen einer Ausführung der Erfindung für das TBRPF-Protokoll kann diese „hello"-Meldung vom Typ „DA Hello" sein.
Die mobile Ausrüstung R enthält auch ein Mittel zum Wählen ME, um in Abhängigkeit von einer Wahlpolitik zu bestimmen, ob diese neue mobile Ausrüstung R₂ als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes N hinzugefügt werden soll oder nicht. Allgemein ermöglicht es also eine neue mobile Ausrüstung als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes zu „wählen". Dieses Unternetz kann entweder zu diesem Zeitpunkt gebildet werden oder bereits zuvor bestehen.
Dieses Mittel zum Wählen kann auch im Stande sein, andere Entscheidungen zu treffen, wie beispielsweise entscheiden, die mobile Ausrüstung aus einem bereits zuvor bestehenden Inter-Insel-Unternetz heraus zu nehmen.
Folglich ermöglicht das Mittel zum Wählen eine dynamische Anpassung an die Umstände.
Die Art und Weise wie dieses Mittel zum Wählen ME funktioniert wird später im Abschnitt „Wahlmechanismus" detailliert.
Das Mittel zum Wählen kann einem zweiten Wegleitungsmittel MR₂ Anweisungen erteilen, damit dieses den Austausch von Wegleitungsinformationen in dem vom Mittel zum Wählen ME angegebenen Inter-Insel-Unternetz übernimmt, oder im Gegenteil seine Wegleitungsaktivität beendet und in einen nicht aktiven Zustand übergeht.
Das vom zweiten Wegleitungsmittel MR₂ eingesetzte Wegleitungsprotokoll kann mit demjenigen identisch sein, das vom ersten Wegleitungsmittel MR₁ eingesetzt wird, oder von diesem verschieden sein. Für den Fall, wo sie identisch sind, können die beiden Wegleitungsmittel dann zwei Instanzen ein und derselben Softwareanwendung sein. Sie verfügen außerdem über Kommunikationsmittel (MC), um sich Wegleitungsinformationen mitzuteilen, um die Ausbreitung von Wegleitungsinformationen ab der ersten Insel N₁ zum Inter-Insel-Unternetz N und umgekehrt zu ermöglichen. Die Beschaffenheit und die Art und Weise wie diese Wegleitungsinformationen verbreitet werden, wird später detailliert angegeben.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung kann die mobile Ausrüstung R außerdem über ein Mittel zur Designation MDES verfügen. Dieses Mittel zur Designation wird eingesetzt, wenn eine neue mobile Ausrüstung R₂ eine andere mobile Ausrüstung gewählt hat, um zu einem Inter-Insel-Unternetz N zu gehören, das neu gebildet wird oder bereits zuvor bestanden hat. Dieses Mittel zur Designation ist fähig, zu entscheiden, ob die Kommunikationsmittel in Abhängigkeit von einer Designationspolitik eingesetzt werden sollen oder nicht, das heißt, ob die beiden Wegleitungsmittel die Wegleitungsinformationen austauschen sollen oder nicht.
Mit anderen Worten: in Abhängigkeit von dieser Designationspolitik kann die mobile Ausrüstung R die Übertragung der Wegleitungsinformationen zwischen der ersten Insel N₁ und dem Inter-Insel-Unternetz N gestatten oder nicht erlauben.
Dieses Kennzeichen löst das zusätzliche Problem der Begrenzung des Flusses, der von den Wegleitungsinformationen gebildet wird, indem es die „Relais"-Funktion nur an eine beschränkte Anzahl von mobilen Ausrüstungen gibt.
2 stellt schematisch zwei Inseln N₁ und N₂ dar und ein Inter-Insel-Unternetz N, das diese beiden Inseln verbindet.
Vier mobile Ausrüstungen der Insel N₁ wurden „gewählt", um ebenfalls zum Inter-Insel-Unternetz N zu gehören: es handelt sich um die mobilen Ausrüstungen R_a, R_b, R_c und R_d. Sie stellen in gewisser Weise die „Grenze" zwischen der Insel N₁ und dem Inter-Insel-Unternetz N dar. Unter diesen 4 mobilen Ausrüstungen wird lediglich die Ausrüstung R_b designiert. Die Wegleitungsinformationen werden also nur durch sie übertragen, zwischen der Insel N₁ und dem Inter-Insel-Unternetz N. Jedoch leitet jede mobile Ausrüstung der Insel N₁ normalerweise die Wegleitungsinformationen innerhalb der Insel N₁ weiter, und jede gewählte mobile Ausrüstung leitet ebenfalls die Wegleitungsinformationen innerhalb des Inter-Insel-Unternetzes N weiter.
Auf die gleiche Art und Weise wurden zwei Ausrüstungen R_e und R_f der Insel N₂ „gewählt", um ebenfalls zum Inter-Insel-Unternetz N zu gehören. Unter diesen 2 mobilen Ausrüstungen ist lediglich die Ausrüstung R_e designiert. Die Wegleitungsinformationen werden also nur durch sie übertragen, zwischen der Insel N₂ und dem Inter-Insel-Unternetz N. Jedoch wie vorstehend für die Insel N₁ leitet jede mobile Ausrüstung der Insel N₂ normalerweise die Wegleitungsinformationen innerhalb der Insel N₂ weiter und jede gewählte mobile Ausrüstung leitet ebenfalls die Wegleitungsinformationen innerhalb des Inter-Insel-Unternetzes N weiter.
So können vermittels der designierten Ausrüstungen R_e und R_b Wegleitungsinformationen zwischen den Inseln N₁ und N₂ durch das Inter-Insel-Unternetz N übertragen werden.
Bei jeder der mobilen Ausrüstungen ist es das Mittel zur Designation (MDES), das bestimmt, ob das Kommunikationsmittel (MC) für den Austausch von Wegleitungsinformationen zwischen den beiden Wegleitungsmitteln und somit zwischen der Insel und dem Inter-Insel-Unternetz eingesetzt werden soll oder nicht.
Wahlmechanismus
Das Mittel zum Wählen ME, das in 1 dargestellt wird, hat den Zweck, zu bestimmen, ob eine mobile Ausrüstung zu einer Grenze zwischen einer Insel und einem Inter-Insel-Unternetz gehören soll oder nicht.
Es wird insbesondere eingesetzt durch eine mobile Ausrüstung R, wenn eine neue mobile Ausrüstung R₂ vom Mittel zum Erfassen MD erfasst wird. Es bestimmt dann, ob diese neue mobile Ausrüstung als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes hinzugefügt werden soll oder nicht. Wie vorstehend gesagt kann dieses Unternetz bereits zuvor bestehen oder zu diesem Zeitpunkt gebildet werden.
Der Wahlmechanismus kann verschiedene Wahlpolitiken durchführen. Gemäß einer Ausführungsart der Erfindung kann diese Wahlpolitik folgendermaßen aussehen:
Je nach der Situation, in der sich die mobilen Ausrüstungen R und R₂ befinden, treten mehrere Fälle auf.
Bei den 3 ersten ins Auge gefassten Situationen, nimmt man an, dass es kein Inter-Insel-Unternetz gibt, das die Insel verbindet, zu denen die mobilen Ausrüstungen gehören. Man nimmt außerdem an, dass die beiden mobilen Ausrüstungen zu zwei verschiedenen Inseln gehören.
In einer ersten Situation gehören die mobilen Ausrüstungen R und R₂ zu keinem Inter-Insel-Unternetz.
Die mobilen Ausrüstungen R und R₂ beschließen also jeweils ein Inter-Insel-Unternetz zu bilden, zu dem sie alle beide gehören.
In dieser Situation tauschen sie eine Informationsmeldung aus, die sämtliche Inter-Insel-Unternetze auflistet, von denen sie über ein Wegleitungsprotokoll, das später detailliert erläutert wird, Kenntnis erhalten haben.
Diese Informationsmeldungen werden später in der Beschreibung detailliert.
In dieser Liste werden die Inter-Insel-Unternetze beispielsweise durch Nummern gekennzeichnet. Die Wahlpolitik kann darin bestehen, die kleinste Nummer auszuwählen, die nicht bereits einem bekannten Inter-Insel-Unternetz zugeteilt wurde. Da beide mobilen Ausrüstungen jeweils diese gleiche Politik umsetzen, kommen sie beide zur gleichen Zahl und bilden somit ein einziges neues Inter-Insel-Unternetz.
Da sie die einzigen mobilen Ausrüstungen an der Grenze zwischen diesem neuen Inter-Insel-Unternetz und ihrer jeweiligen Insel sind, können sie unverzüglich designierte mobile Ausrüstung werden und damit beginnen, die Wegleitungsinformationen zwischen diesen Inseln und dem Inter-Insel-Unternetz zu übertragen.
In einer zweiten Situation gehört die mobile Ausrüstung R nicht zu einem Inter-Insel-Unternetz, sondern die mobile Ausrüstung R₂ gehört zu einem bereits gebildeten Inter-Insel-Unternetz N.
Die Wahlpolitik kann sich dann für die Anzahl der mobilen Ausrüstungen interessieren, die zu diesem Inter-Insel-Unternetz gehören. Wenn diese Anzahl unter einer vorgegebenen Schwelle liegt (beispielsweise in der Größenordnung 400), dann fordert die mobile Ausrüstung R₂ die mobile Ausrüstung R auf, sich dem Inter-Insel-Unternetz N anzuschließen.
Das Wegleitungsmittel MR₂ der mobilen Ausrüstung kann dann eingesetzt werden, um die Wegleitungsinformationen innerhalb des Inter-Insel-Unternetzes N weiter zu leiten.
Auf die gleiche Art und Weise wie vorstehend kann die mobile Ausrüstung R direkt zur designierten mobilen Ausrüstung werden, denn sie ist die einzige mobile Ausrüstung, die die Grenze zwischen der Insel N₁ und dem Inter-Insel-Unternetz N bildet.
Falls die Anzahl mobiler Ausrüstungen, die zum Inter-Insel-Unternetz N gehören, größer (oder gleich) der Schwelle ist, dann kann die Wahlpolitik zwei Unterfälle betrachten: Entweder ist die mobile Ausrüstung R₂ eine designierte Ausrüstung und dann kann keine Kommunikation möglich sein.
Oder die mobile Ausrüstung R₂ ist keine designierte Ausrüstung. In diesem letztgenannten Fall kann sie sich aus dem Inter-Insel-Unternetz N zurückziehen und ein neues Inter-Insel-Unternetz bilden, in dem lediglich die Ausrüstungen R und R₂ Mitglied sind. Dieses neue Unternetz wird auf die gleiche Art und Weise gebildet wie im ersten vorstehend beschriebenen Fall.
In einer dritten Situation sind die beiden mobilen Ausrüstungen R und R₂ bereits Mitglieder von Inter-Insel-Unternetzen, M (in der Figur nicht dargestellt) beziehungsweise N.
Die Wahlpolitik kann dann mehrere Unterfälle vorsehen:
In einem ersten Unterfall liegt die Anzahl der mobilen Ausrüstungen, die Mitglied der Inter-Insel-Unternetze N und M sind, unter der Schwelle (diese Schwelle kann eventuell für die beiden Unternetze unterschiedlich sein).
In diesem Fall kann die Wahlpolitik ein Kriterium vorsehen, um auszuwählen welche der beiden mobilen Ausrüstungen sich aus dem entsprechenden Inter-Insel-Unternetz zurückziehen muss. Bei diesem Kriterium kann es sich um eine im Voraus festgelegte Priorität, die Verarbeitungskapazität der mobilen Ausrüstung, usw. handeln.
Die mobile Ausrüstung, die ausgewählt wurde, um das Inter-Insel-Unternetz zu verlassen, zu dem sie gehörte, schließt sich dann dem anderen Inter-Insel-Unternetz an, und zwar auf vergleichbare Art und Weise wie oben stehend beschrieben.
In einem zweiten Unterfall hat die Anzahl der mobilen Ausrüstungen im Inter-Insel-Unternetz M die Schwelle erreicht, während diese Anzahl im Inter-Insel-Unternetz N unterhalb der Schwelle liegt.
Wenn die mobile Ausrüstung R designierte Ausrüstung ist, dann kann man erachten, dass keinerlei Kommunikation möglich ist. Im entgegen gesetzten Fall verlässt die mobile Ausrüstung R das Inter-Insel-Unternetz M und schließt sich dem Inter-Insel-Unternetz N an. Die Art und Weise wie diese mobile Ausrüstung R ein erstes Unternetz verlässt, um sich einem zweiten anzuschließen, ist mit der vorstehend beschriebenen Art und Weise vergleichbar.
In den folgenden Situationen geht man davon aus, dass ein Inter-Insel-Unternetz vorhanden ist, das die beiden Inseln verbindet, zu denen die mobilen Ausrüstungen R und R₂ gehören. Diese Situationen können jeweils von den Ausrüstungen erfasst werden, denn die Informationsmeldungen, die ausgetauschten Informationsmeldungen enthalten die Adresse der anderen mobilen Ausrüstung.
In einer vierten Situation gehören die beiden mobilen Ausrüstungen R und R₂ selbst keinem Inter-Insel-Unternetz an.
In dieser Situation wird keinerlei Maßnahme unternommen, wenn die Anzahl der mobilen Ausrüstungen, die zum Inter-Insel-Unternetz gehören, welches die beiden Inseln verbindet, die Schwelle erreicht hat. Im gegenteiligen Fall (die Anzahl liegt unterhalb der Schwelle) sendet dann jedes der beiden Elemente eine Anforderung an seine designierte Ausrüstung, um in das Inter-Insel-Unternetz hineinzukommen.
In einer fünften Situation gehört die mobile Ausrüstung R₂ zu einem anderen Inter-Insel-Unternetz als dem Netz, das zwischen den beiden Inseln aufgebaut wurde. In diesem Fall wird keinerlei Maßnahme unternommen.
In einer sechsten Situation gehört die mobile Ausrüstung R₂ zu dem Inter-Insel-Unternetz, das zwischen den beiden Inseln aufgebaut wurde.
Wenn die Anzahl der mobilen Ausrüstungen in diesem Inter-Insel-Unternetz die Schwelle erreicht hat, dann wird keine Maßnahme unternommen. Im gegenteiligen Fall kehrt die mobile Ausrüstung R in das Inter-Insel-Unternetz zurück.
In einer siebten Situation gehören die beiden mobilen Ausrüstungen R und R₂ zu zwei unterschiedlichen Inter-Insel-Unternetzen, die verschieden sind von einem dritten Inter-Insel-Unternetz, das die beiden Inseln verbindet. In dieser Situation wird keinerlei Maßnahme unternommen.
Verbreitung von Wegleitungsinformation
In 3 geben die Bezugspunkte mobile Ausrüstungen und Netze an, die von den in 1 und 2 beschriebenen verschieden sind. Diese 3 stellt zwei Inseln N₁ und N₂ dar. Die Insel N₁ enthält drei mobile Ausrüstungen R, R_a und R_b. Die Ausrüstung R gehört zu keinem Inter-Insel-Unternetz. Die Ausrüstungen R_a und R_b gehören zu einem Inter-Insel-Unternetz N. Nur die mobile Ausrüstung R_a ist eine designierte Ausrüstung.
Dieses Inter-Insel-Unternetz verbindet die Insel N₁ mit einer anderen Insel N₂.
Die Insel N₂ enthält die mobilen Ausrüstungen R_c, R_d, R_e und R_f. Die mobilen Ausrüstungen R_e, R_d und R_e gehören ebenfalls zum Inter-Insel-Unternetz N, während die mobile Ausrüstung R_f zu einem Inter-Insel-Unternetz N' gehört. Unter den mobilen Ausrüstungen R_c, R_d und R_e ist lediglich die mobile Ausrüstung R_e eine designierte Ausrüstung.
Die mobile Ausrüstung R_f ist die einzige Ausrüstung, die gleichzeitig zur Insel N₂ und zum Inter-Insel-Unternetz N' gehört, sie ist auch eine designierte mobile Ausrüstung.
Diese designierte Ausrüstung R_f sendet eine Informationsmeldung in der Insel N₂ und im Inter-Insel-Unternetz N'. Gemäß einer Ausführungsart ist diese Informationsmeldung eine Rundrufmeldung, d.h. eine Meldung vom Typ „multicast".
Gemäß einer Ausführungsart der Erfindung können diese Informationsmeldungen folgendes enthalten:

– einen Identifikator der designierten Ausrüstung (beispielsweise eine Nummer),
– optional eine Priorität dieser Ausrüstung, oder jedwedes sonstige Mittel, das eine Schiedsentscheidung ermöglicht, um eine Ausrüstung zu bestimmen, wenn mehrere Kandidaten möglich sind.
– Einen Identifikator des Inter-Insel-Unternetzes, für das die Ausrüstung designierte Ausrüstung ist,
– Die Anzahl der Ausrüstungen, die zur gleichen Insel und zum gleichen Inter-Insel-Unternetz gehören,
– Die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze.

In der beschriebenen Situation sendet die mobile Ausrüstung R_f also eine Informationsmeldung, wobei folgendes angegeben wird

– ihr Identifikator
– optional eine Priorität dieser Ausrüstung oder jedwedes sonstige Mittel, das eine Schiedsentscheidung gestattet, um eine Ausrüstung zu bestimmen, wenn mehrere Kandidaten möglich sind.
– dass sie designierte Ausrüstung für das Inter-Insel-Unternetz N' ist,
– dass die Anzahl von Ausrüstungen, die zur selben Insel gehören und zum selben Inter-Insel-Unternetz Null ist,
– dass die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze (außer das Inter-Insel-Unternetz N', denn dieses ist wo anders angegeben) leer ist.

Diese Informationsmeldung wird von den mobilen Ausrüstungen der Insel N₂ empfangen, insbesondere R_e, R_d und R. Die Ausrüstung R_e, die die designierte Ausrüstung ist, überträgt wiederum eine Informationsmeldung gleichzeitig in der Insel N₂ und im Inter-Insel-Unternetz N. Außerdem aktualisiert sie ihre interne Liste der bekannten Inter-Insel-Unternetze.
Die Informationsmeldung, die von der designierten mobilen Ausrüstung R₁ gesendet wird, gibt folgendes an:

– ihren Identifikator
– optional eine Priorität dieser Ausrüstung oder jedwedes sonstige Mittel, das eine Schiedsentscheidung gestattet, um eine Ausrüstung zu bestimmen, wenn mehrere Kandidaten möglich sind.
– dass sie die designierte Ausrüstung für das Inter-Insel-Unternetz N ist,
– dass die Anzahl von Ausrüstungen, die zur selben Insel gehören und zum selben Inter-Insel-Unternetz gleich 2 ist,
– dass die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze (außer das Inter-Insel-Unternetz N) gebildet wird aus dem Identifikator des Inter-Insel-Unternetzes N'.

Vergleichbar mit vorstehendem wird diese Informationsmeldung von den mobilen Ausrüstungen empfangen, die zum Inter-Insel-Unternetz N gehören und insbesondere von der designierten Ausrüstung R_a. Diese aktualisiert ihre interne Basis der bekannten Unternetze und überträgt ihre eigene Informationsmeldung gleichzeitig in diesem Inter-Insel-Unternetz N und in der Insel N₁.
So empfangt die mobile Ausrüstung R₁ schließlich eine Informationsmeldung, die von der designierten Ausrüstung R_a stammt. Somit kann sie wissen, dass im Netz zwei Inter-Insel-Unternetze existieren. Das erste, N, wird als „angehängt" bezeichnet, denn es ist direkt durch seine designierte Ausrüstung zugänglich. Das andere N' wird als „entfernt" bezeichnet, denn es ist nicht direkt zugänglich. Das Inter-Insel-Unternetz N' wird als entfernt betrachtet, denn es gehört zur Liste der bekannten Unternetze in der Meldung der bekannten Informationen und weil keine andere empfangene Informationsmeldung es als „angehängtes" Unternetz bezeichnet (zum Beispiel von einer designierten mobilen Ausrüstung für dieses herkommend).

Claims

Mobile Netzwerkausrüstung, die Kommunikationsmittel enthält, um Datenpakete zu einer oder mehreren anderen mobilen Ausrüstungen einer ersten Insel in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk zu übertragen, in Abhängigkeit von Wegleitungsinformationen, die durch erste Wegleitungsmittel (MR1) gemäß einem ersten Wegleitungsprotokoll mit der oder den anderen Ausrüstungen ausgetauscht werden; und Mittel zum Erfassen (MD) einer neuen mobilen Ausrüstung, die zu einer zweiten Insel dieses mobilen Kommunikationsnetzwerks gehört, wobei diese Ausrüstung dadurch gekennzeichnet wird, dass sie außerdem über folgendes verfügt: • Mittel zum Wählen (ME), um in Abhängigkeit von einer Wahlpolitik zu bestimmen, ob die neue mobile Ausrüstung als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes hinzugefügt werden soll oder nicht, • Zweite Wegleitungsmittel (MR2), um Wegleitungsinformationen zwischen den mobilen Ausrüstungen zu übertragen, die Mitglieder dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, und • Kommunikationsmittel (MC), um die von diesen ersten Wegleitungsmitteln ausgetauschten Wegleitungsinformationen an die mobilen Ausrüstungen zu übertragen, die Mitglieder dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, und um an diese ersten Wegleitungsmittel die Wegleitungsinformationen zu übertragen, die von diesen mobilen Ausrüstungen, die Mitglieder dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, empfangen wurden, sowie Informationen, die sich auf dieses Inter-Insel-Unternetz beziehen, gemäß einem zweiten Wegleitungsprotokoll.
Mobile Netzwerkausrüstung gemäß dem vorstehenden Anspruch, die außerdem über Mittel zur Designation (MDES) verfügt, um zu bestimmen, ob diese Kommunikationsmittel (MC) in Abhängigkeit von einer Designationspolitik eingesetzt werden sollen oder nicht.
Mobile Netzwerkausrüstung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der dieses erste Wegleitungsprotokoll und dieses zweite Wegleitungsprotokoll proaktive Wegleitungsprotokolle sind.
Mobile Netzwerkausrüstung gemäß dem vorstehenden Anspruch, bei der dieses erste Wegleitungsprotokoll und dieses zweite Wegleitungsprotokoll vergleichbar sind und insbesondere vom Typ TBRPF oder OLSR.
Mobile Netzwerkausrüstung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der diese Wegleitungsinformationen, wenn diese Kommunikationsmittel von dem Designationsmittel (MDES) eingesetzt werden, Informationsmeldungen enthalten, die folgendes einschließen: – einen Identifikator dieser mobilen Ausrüstung, – einen Identifikator dieses Inter-Insel-Unternetzes, – die Anzahl der mobilen Ausrüstungen, die zu dieser Insel und zu diesem Inter-Insel-Unternetz gehören, – die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze.
Verfahren zum Übertragen von Datenpaketen ab einer mobilen Netzwerkausrüstung zu einer oder mehreren anderen mobilen Ausrüstungen einer ersten Insel in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk, in Abhängigkeit von Wegleitungsinformationen, die in einem ersten Schritt durch erste Wegleitungsmittel (MR1) gemäß einem ersten Wegleitungsprotokoll mit dieser oder diesen anderen Ausrüstung/en ausgetauscht werden, wobei dieses Verfahren einen Schritt Erfassen einer neuen mobilen Ausrüstung beinhaltet, die zu einer zweiten Insel dieses mobilen Kommunikationsnetzwerks gehört, und dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem folgende Schritte beinhaltet: • Wählen, um in Abhängigkeit von einer Wahlpolitik zu bestimmen, ob die neue mobile Ausrüstung als Mitglied eines Inter-Insel-Unternetzes hinzugefügt werden soll oder nicht, • Übertragung der Wegleitungsinformationen zwischen den mobilen Ausrüstungen, die Mitglied dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, und • Mitteilung der Wegleitungsinformationen, die in dem ersten Schritt ausgetauscht werden, an die mobilen Ausrüstungen, die Mitglied dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, und Übertragung der Wegleitungsinformationen, die von diesen mobilen Ausrüstungen, die Mitglieder dieses Inter-Insel-Unternetzes sind, empfangen wurden, sowie Informationen, die sich auf dieses Inter-Insel-Unternetz beziehen, gemäß einem zweiten Wegleitungsprotokoll, an die ersten Wegleitungsmittel.
Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, das außerdem über einen Schritt Designation verfügt, um zu bestimmen, ob dieser Kommunikationsschritt in Abhängigkeit von einer Designationspolitik eingesetzt werden soll oder nicht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem dieses erste Wegleitungsprotokoll und dieses zweite Wegleitungsprotokoll proaktive Wegleitungsprotokolle sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem dieses erste Wegleitungsprotokoll und dieses zweite Wegleitungsprotokoll vergleichbar sind und insbesondere vom Typ TBRPF oder OLSR.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem diese Wegleitungsinformationen, wenn der Schritt Kommunikation eingesetzt wird, Informationsmeldungen enthalten, die folgendes einschließen: – einen Identifikator dieser mobilen Ausrüstung, – einen Identifikator dieses Inter-Insel-Unternetzes, – die Anzahl der mobilen Ausrüstungen, die zu dieser Insel und zu diesem Inter-Insel-Unternetz gehören, – die Liste aller bekannten Inter-Insel-Unternetze.
Kommunikationsnetzwerk, das mobile Ausrüstungen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Komplex von Inseln besteht, die durch Inter-Insel-Unternetze zusammengeschaltet sind, wobei jede mobile Ausrüstung einer dieser Inseln mit Hilfe eines ersten Wegleitungsmittels Wegleitungsmeldungen mit anderen mobilen Ausrüstungen ihrer Insel austauscht, und einige dieser mobilen Ausrüstungen außerdem mit Hilfe eines zweiten Wegleitungsmittels Wegleitungsmeldungen mit den mobilen Ausrüstungen austauschen, die zu einem Inter-Insel-Unternetz gehören.