DE602005002877T2

DE602005002877T2 - Vorrichtung zu einer Multikriterien Lastverteilung für ein Peripheriegerät in einem etikettenvermittelten Netz

Info

Publication number: DE602005002877T2
Application number: DE602005002877T
Authority: DE
Inventors: Claire-Sabine 92190 RANDRIAMASY
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: EP1615397B1; DE602005002877D1; US20050243723A1; FR2869746A1; FR2869746B1; ATE376307T1; EP1615397A1

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der etikettenvermittelten Netze und insbesondere Vorrichtungen zur Last-(oder Verkehrs-)Verteilung, die in solchen Netzen genutzt werden.
Wie zahlreiche Kommunikationsnetze, kann ein so genanntes "etikettenvermitteltes" Netz (oder "Label Switched Network"), zum Beispiel des Typs MPLS oder GMPLS, in schematischer Form zu einer Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen zusammengefasst werden, die untereinander verbunden sind und die Knoten bilden, welche dazu bestimmt sind, Datenpakete oder, allgemeiner ausgedrückt, Datenflüsse zwischen den mit ihnen gekoppelten Kommunikationsendgeräten oder den Servern zu lenken. In einem etikettenvermittelten Netz werden die Kommunikationseinrichtungen als etikettenvermittelte Router (oder LSR für "Label Switched Routers") bezeichnet.
Die LSR bezeichnen zwei Arten von Routern oder Switches, die miteinander gekoppelt sind: an der Peripherie liegende Router (oder LER für "Label Edge Routers"), welche die Aufgabe haben, einen etikettenvermittelten Pfad (oder LSP für "Label Switched Path") für jeden Datenfluss aufzubauen, den sie empfangen, wenn der Netzmanager es von ihnen verlangt, und Kern-Router (oder LCR für "Label Core Routers"), die ausschließlich für die Vermittlung der Datenflüsse und die Übertragung der Informationsdaten des Netzes zuständig sind.
Der Aufbau eines Vermittlungspfades besteht darin, an die Daten eines [Daten-] Stroms ein Etikett anzufügen, das dem zu folgenden Pfad zugeordnet ist, und die für die Weglenkung des Stroms erforderlichen Ressourcen vom Quellknoten (LER) bis zum Zielknoten (LER) zu reservieren, und dies unter Berücksichtigung des Diensttyps (oder ToS für "Type of Service") und/oder der Dienstgüte (oder QoS für "Quality of Service"), der (die) diesem Strom zugeordnet ist (sind). Damit jeder Quell-LER einen Pfad aufbauen kann, muss jeder Strom einem Quell-LER und einem Ziel-LER, einer Übertragungs-Äquivalenzklasse (oder FEC für "Forwarding Equivalence Class") und einer Gruppe von Dienstdaten zugeordnet werden, die den Diensttyp (oder ToS) und/oder die Dienstgüte (oder QoS) definieren.
Die Berechnung eines Vermittlungspfades LSP erfolgt entweder ausgehend von der Bestimmung des kürzesten Pfades zwischen den Ausgangs- und Zielknoten oder ausgehend von der Aufzählung einer Gruppe von Knoten, die dieser unbedingt umfassen muss.
Ausgehend von der durch die Berechnung erstellen Knotenliste baut ein als Signalisierung bezeichnetes Verfahren den Vermittlungspfad auf, nachdem es dessen Schritte unter Berücksichtigung der mit QoS und/oder ToS verbundenen Anforderungen, die für den Strom verlangt werden, bestätigt hat.
Ein LSP-Vermittlungspfad kann als eine Abfolge von Verbindungen zwischen Paaren benachbarter LSRs angesehen werden, die an einem Quell-LER beginnt und an einem Ziel-LER endet. Ein solcher Pfad wird im Allgemeinen mittels einer Software zur Berechnung von LSP-Vermittlungspfaden in der Weise berechnet, dass ein gewählter Verkehr in Abhängigkeit von einem Kriterium (oder mehreren Kriterien) wie der verfügbaren Bandbreite, der Anzahl der Teilstrecken (oder Verbindungen), der Übertragungsdauer und den Verwaltungskosten unterstützt wird.
Wie dem Fachmann bekannt ist, kann eine Verbindung, die sich mehrere LSP-Vermittlungspfade teilen, welche von unterschiedlichen Verkehrsflüssen eingeschlagen werden, überlastet sein, was als "Verkehrsstau" bezeichnet wird.
Um diese Verbindungsstaus aufzulösen, sind Vorrichtungen zur Last-(oder Verkehrs-)Verteilung vorgeschlagen worden. Sie verfolgen alle das Ziel, den Verkehr auf einer verstopften Verbindung zu reduzieren, indem ein Teil des Verkehrs zwischen alternativen LSP-Vermittlungspfaden verteilt wird, welche dieselben Quell-LER und Ziel-LER wie die von dem Stau betroffene Verbindung aufweisen, so dass eine Dienstkontinuität sichergestellt ist.
Eine erste Vorrichtung zur Lastverteilung, die als MPLS-OMP (für "MPLS Optimized Multi-Path") bezeichnet wird, ist eine Anpassung der Vorrichtung OSPF-OMP an MPLS-Netze, bei der einerseits die Lastinformation alle LSP-Vermittlungspfade und nicht nur Verbindungen betrifft, und bei der andererseits der Aufbau eines anfänglichen Vermittlungspfads auf einer Übertragungsdauer basiert und die alternativen LSP-Vermittlungspfade von einem Algorithmus des Typs SPF ausgehend von der Gruppe der nicht von einem Stau betroffenen Verbindungen erstellt werden. Wenn ein einziger alternativer LSP-Vermittlungspfad erstellt wird, wird gar keine Verkehrsaufteilung (oder "Load Balancing") durchgeführt. Im Übrigen erfolgt die Erstellung alternativer LSP-Vermittlungspfade durch die Lockerung eines einzigen Optimierungskriteriums, beispielsweise die Pfadlänge. Genauer gesagt, werden alle LSP-Vermittlungspfade berücksichtigt, die einer Abweichung kleiner oder gleich zwei gegenüber dem einzigen Kriterium entsprechen. Außerdem ermöglicht diese Vorrichtung MPLS-OMP die zwangsweise Nutzung eines LSP-Vermittlungspfades, der nicht von OSPF-OMP ausgewählt wurde.
Diese Vorrichtung MPLS-OMP weist mindestens zwei Nachteile auf: Die Auswahl des Pfades beruht auf einem einzigen Kriterium, was nicht optimal ist, und obwohl sie Pfade zurückweist, die von einem Stau betroffene Verbindungen umfassen, wählt sie die alternativen LSP-Vermittlungspfade nicht unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Lasten aus.
Eine zweite Vorrichtung zur Lastverteilung, die als MATE (für "Multi-Path Adaptive Traffic Engineering") bezeichnet wird, wendet einen adaptiven und verteilten Algorithmus an, der konzipiert wurde, um den Versuch zu unternehmen, den vorgenannten Nachteilen der ersten Vorrichtung abzuhelfen. Diese Vorrichtung beruht auf der Hypothese, dass mehrere LSP-Vermittlungspfade bereits zwischen einem gegebenen Quell-LER und einem gegebenen Ziel-LER verfügbar sind. Die von einem Stau betroffenen Verbindungen werden mittels eines aktiven Messmechanismus erkannt, der darin besteht, in regelmäßigen zeitlichen Abständen in beiden Richtungen Sondierungspakete zwischen dem Quell-LER und dem Ziel-LER zu übertragen, um über die Übertragungsdauer und die Verlustrate zu verfügen. Der Verkehr wird zwischen LSP-Vermittlungspfaden aufgeteilt, indem eine skalare Kostenfunktion unter Anforderungen, die für den gesamten in den Quell-LER eintretenden und aus dem Ziel-LER austretenden Verkehr sowie für die Verkehrsübertragungsgeschwindigkeit unter Verwendung eines gegebenen LSP-Vermittlungspfades repräsentativ sind, optimiert wird. Da die Kostenfunktion Übertragungsdauern und marginale Verlustraten berücksichtigt, sind weder eine Synchronisation noch eine direkte Verkehrsmessung erforderlich.
Diese Vorrichtung MATE weist mindestens drei Nachteile auf: Bei der Verwendung von Sondierungspaketen in einem dichten MPLS-Netz zur Ermittlung von LSP-Staus wird angenommen, dass diese zuvor unter Berücksichtigung eines langfristigen Kriteriums berechnet wurden, so dass ihre Leistungen nicht zwingend die bestmöglichen sind, wenn die Vorrichtung gestartet wird, und so dass sie Verbindungen aufweisen können, die in der Zwischenzeit von einem Stau betroffen sind, und es ist kein Verkehrsstabilisierungsmechanismus (hinsichtlich einer fortschreitenden Verschiebung) vorgesehen.
Orincsay u. a. in Computer Networks, Elsevier Science Publishers B. V., beschreiben in Band 43, Nr. 5, S. 557–572, Amsterdam (2003), SP004468344, Verfahren zur Lastverteilung für MPLS-Netze.
Da keine bekannte Vorrichtung vollständig zufriedenstellend ist, hat die Erfindung folglich das Ziel, die Situation zu verbessern.
Sie schlägt zu diesem Zweck eine Vorrichtung zur Lastverteilung in einem etikettenvermittelten Netz vor, welches eine Gruppe von etikettenvermittelten Peripherieknoten (oder LER) aufweist.
Diese Vorrichtung ist durch den Umstand gekennzeichnet, dass sie umfasst:

– erste Verarbeitungsmittel, welche die Aufgabe haben, gleichwertige etikettenvermittelte Datenflusspfade (oder LSP) zwischen einem Quell-Peripherieknoten und jedem Ziel-Peripherieknoten der Gruppe zu bestimmen, und zwar unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Kriterien, denen jeweils Gewichtungen zugeordnet sind, und einer Bezeichnung der kritischen Verbindungen innerhalb des Netzes, wobei die gleichwertigen Vermittlungspfade in Abhängigkeit von zugeordneten Kostenwerten geordnet werden; und
– zweite Verarbeitungsmittel, welche die Aufgabe haben, unter den von den ersten Verarbeitungsmitteln bestimmten gleichwertigen Vermittlungspfaden einen Satz von Vermittlungspfaden auszuwählen, die gleichwertig und alternativ zu einem anfänglichen Vermittlungspfad sind, der zwischen einem Quell-Peripherieknoten und einem Ziel-Peripherieknoten aufgebaut wurde und eine kritische Verbindung umfasst, und anschließend eine Verteilung zwischen den gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfaden dieses Satzes in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Kostenwerten für einen Verkehr zu bestimmen, der dem anfänglichen Vermittlungspfad folgen soll.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weitere ergänzende Merkmale umfassen, die getrennt und/oder miteinander kombiniert berücksichtigt werden können, und insbesondere:

– können die Kriterien, die von den ersten Verarbeitungsmitteln verwendet werden, die verfügbare Bandbreite, die Anzahl der Teilstrecken, die Übertragungsdauer und/oder die Verwaltungskosten sein;
– können ihre ersten Verarbeitungsmittel so angeordnet sein, dass sie präventiv arbeiten. In diesem Fall bestimmen sie die gleichwertigen Vermittlungspfade, wenn sie Anweisungen vom Netz empfangen, welche die Kriterien und ihre jeweiligen Gewichtungen sowie die Bezeichnungen der kritischen Verbindung(en) umfassen (gegebenenfalls in Form ihrer Verwaltungskosten). Eine kritische Verbindung kann in diesem Fall entweder eine von einem Stau betroffene Verbindung oder eine Verbindung sein, deren Nutzung der Netzmanager vermeiden möchte;
– können ihre ersten Verarbeitungsmittel so angeordnet sein, dass sie reaktiv arbeiten. In diesem Fall bestimmen sie die gleichwertigen Vermittlungspfade, wenn sie Informationen empfangen, die mindestens eine von einem Stau betroffene kritische Verbindung innerhalb des Netzes bezeichnen. Diese Informationen können zum Beispiel von Erkennungsmitteln der Vorrichtung stammen, welche die Aufgabe haben, die von einem Stau betroffenen kritischen Verbindungen zu erkennen. Im Übrigen sind die ersten Verarbeitungsmittel vorzugsweise so angeordnet, dass sie die gleichwertigen Vermittlungspfade bestimmen, nachdem sie die den Kriterien zugeordneten Gewichtungen geändert haben. Hierzu können die ersten Verarbeitungsmittel zum Beispiel die dem Kriterium der Bandbreite zugeordnete Gewichtung erhöhen und anschließend die Gewichtungen der anderen Kriterien in Abhängigkeit von dieser Erhöhung so anpassen, dass die Summe der Gewichtungen der verwendeten Kriterien gleich 1 ist und dass die Verhältnisse zwischen den Gewichtungen eingehalten werden;
– bestimmen ihre ersten Verarbeitungsmittel vorzugsweise die gleichwertigen Vermittlungspfade ausgehend von aktualisierten Werten der Bandbreiten der Verbindungen und von der aktuellen Topologie des Netzes, insbesondere im präventiven Betriebsmodus;
– können ihre zweiten Verarbeitungsmittel so angeordnet sein, dass sie einerseits die vom Quell-Peripherieknoten empfangenen und durch Parameter des Quellnetzes, des Zielnetzes, des Quellanschlusses und des Zielanschlusses definierten Datenflüsse einer dynamischen Zerhackerfunktion unterwerfen, um eine gewählte Anzahl von Werteintervallbereichen (oder "Bins") zu liefern, und dass sie andererseits. die Werteintervallbereiche, die für die empfangenen Datenflüsse repräsentativ sind, den gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfaden des Satzes in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Kostenwerten zuordnen. In diesem Fall können die zweiten Verarbeitungsmittel die Aufgabe haben, die empfangenen Datenflüsse während eines gewählten Zeitintervalls und entsprechend einer inkrementellen Flussverschiebung jedem der gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfade des Satzes zuzuweisen, wobei die Flussverschiebung auf einem der Pfade unterbrochen wird, wenn die zugehörige Verkehrsverteilung in Abhängigkeit von ihrem Kostenwert erreicht ist. Die zweiten Verarbeitungsmittel nehmen dann vorzugsweise die Flussverschiebung fortschreitend in Abhängigkeit vom gewählten Verschiebungstakt (oder "Pace Shifting") und/oder einer gewählten Verschiebungsgeschwindigkeit vor;
– können ihre zweiten Verarbeitungsmittel die Aufgabe haben, die Routingtabelle eines Quell-Peripherieknotens zu aktualisieren, nachdem sie die gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfade des Satzes und die Verkehrsverteilung bestimmt haben;
– verfügen ihre ersten und zweiten Verarbeitungsmittel vorzugsweise über eine Schnittstelle zu einem Routingprotokoll mit erweiterter Berücksichtigung des Verbindungsstatus des Typs "TE" und insbesondere des Typs "OSPF-TE".

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Peripheriegerät des Netzes wie beispielsweise einen etikettenvermittelten Router, der einen Peripherieknoten für ein etikettenvermitteltes Kommunikationsnetz definiert und eine Lastverteilungsvorrichtung des oben dargestellten Typs umfasst.
Im Übrigen ist die Erfindung besonders gut für etikettenvermittelte Kommunikationsnetzes des Typs MPLS ("Multi-Protocol Label Switching") geeignet, das aus asynchronen Paketen oder Zellen bestehende Datenflüsse verarbeitet, oder des Typs GMPLS ("Generalized MPLS"), das Flüsse verarbeitet, die nicht nur aus asynchronen Paketen oder Zellen bestehen, sondern auch aus synchronen Rahmen (oder "Frames") oder aus Lichtströmen (oder "Light Streams").
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Untersuchung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, auf denen:
1 in schematischer Form ein Beispiel eines etikettenvermittelten Kommunikationsnetzes darstellt, welches eine Vielzahl von Peripherieroutern (oder -knoten) (LERs) umfasst, die mit einer erfindungsgemäßen Lastverteilungsvorrichtung ausgerüstet sind und die untereinander durch Kernrouter (oder -knoten) (LCRs) gekoppelt sind;
2 in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lastverteilungsvorrichtung darstellt; und
3 in schematischer Form ein Beispiel der inkrementellen Verkehrsverschiebung mittels einer Zerhackerfunktion im Fall einer Verkehrsverteilung zwischen drei alternativen LSP darstellt.
Die beigefügten Zeichnungen können nicht nur zur Vervollständigung der Erfindung dienen, sondern gegebenenfalls auch zu ihrer Definition beitragen.
Zunächst einmal wird auf 1 Bezug genommen, um ein Beispiel, welches keine einschränkende Wirkung besitzt, für ein etikettenvermitteltes Kommunikationsnetz (oder "Label Switched Network") zu beschreiben, das Netzeinrichtungen (LERn, LCRm) umfasst, welche Knoten definieren und von denen jede mit einer erfindungsgemäßen Lastverteilungsvorrichtung ausgestattet ist.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass das Netz dem Typ IP MPLS ("Internet Protocol Multi-Protocol Label Switching") entspricht. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diesen einzigen etikettenvermittelten Netztyp begrenzt, Sie betrifft grundsätzlich alle Arten etikettenvermittelter Netze, wie zum Beispiel Netze des Typs IP GMPLS ("IP Generalized Multi-Protocol Label Switching").
Ein Netz IP MPLS umfasst im Allgemeinen eine Vielzahl von etikettenvermittelten Routern (oder Knoten) (oder LSRs für "Label Switched Routers"), die untereinander gekoppelt sind. Diese LSRs können in zwei Kategorien zusammengefasst werden: Peripherierouter (oder "Label Edge Routers") LERn (hier mit n = 1 bis 5) und Kernrouter (oder LCRs für "Label Core Routers") LCRm (hier mit m = 1 bis 6). Wie weiter unten zu sehen sein wird, haben die Router LER die Aufgabe, Vermittlungspfade innerhalb des Netzes aufzubauen, während die Router LCR für die Vermittlung zuständig sind.
Im Übrigen versteht man im Folgenden unter "Verbindung" eine Verbindung zwischen zwei LSR-Routern und unter "LSP-Pfad (oder -Leitweg)" eine Strecke zwischen einem Quell-Peripherierouter LER und einem Ziel-Peripherierouter LER, die durch eine Abfolge von Verbindungen definiert ist. Außerdem wird ein Knoten (oder Router), der auf einen andren Knoten innerhalb eines LSP-Pfades folgt, im Allgemeinen als "nächste Teilstrecke" (oder "hext Hop") bezeichnet. Infolgedessen definiert die Anzahl der Teilstrecken eines LSP-Pfades dessen Länge.
Ein LSP-Pfad wird im Allgemeinen so berechnet, dass die Verkehrsübertragung zwischen einem Quell-Peripherierouter LER und einem Ziel-Peripherierouter LER optimiert wird. In einem Netz IP MPLS wird jeder Peripherierouter LER, wenn er eine Quelle (LER_S) bildet, so angeordnet, dass der beste LSP-Pfad berechnet wird, um die von ihm empfangenen Datenflüsse zu einem Ziel-Peripherierouter LER (LER_D) zu übertragen, und zwar unter Berücksichtigung des den Flüssen zugeordneten Dienstes, der aktuellen Topologie des Netzes und der aktuellen Lasten der Verbindungen.
Das Netz IP MPLS umfasst im Allgemeinen eine Datenbank DB, in der insbesondere die aktuelle Topologie des Netzes und die aktuellen Lasten der Verbindungen gespeichert sind. Die Peripherierouter LER sind folglich mit dieser Datenbank DB gekoppelt, die vorzugsweise dem Typ TE-LSA (für "Traffic Engineering – Link State Advertisement") entspricht und mit der sie über ein Routingprotokoll mit erweiterter Berücksichtigung des Verbindungsstatus des Typs "TE" (oder "Link State Routing Protocol – Traffic Engineering") wie beispielsweise "OSPF-TE" kommunizieren.
Das Netz IP MPLS umfasst auch ein Netzmanagementsystem oder NMS, welches die Aufgabe hat, Daten an die LSR-Router zu übertragen und Daten von letzteren abzurufen, um das Management des Netzes durch einen Administrator (oder Manager) zu ermöglichen.
Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass der Ziel-Peripherierouter LER eines LSP-Pfades der letzte Router ist, an den ein etikettiertes Paket innerhalb einer Zone (oder Domain) übertragen wird, nicht jedoch die Zieladresse dieses etikettieren Pakets.
Eine Vielzahl von Benutzer- oder Firmenterminals Ti (hier mit i = 1 bis 5) kann sich an zumindest einige der LERs anschließen, um untereinander Daten austauschen zu können.
Im Folgenden geht man davon aus, dass die Terminals Ti Mobilstationen sind, beispielsweise Mobiltelefone (oder "Handys"). Es könnte sich jedoch auch um jede andere Art von Kommunikationsendgerät handeln, das in der Lage ist, Daten mit anderen Endgeräten oder Netzeinrichtungen auszutauschen, wie zum Beispiel Festnetztelefone, Telefaxgeräte, PDAs (für "Personal Digital Assistant"), fest installierte oder tragbare Rechner oder Server von Anbietern von Inhalten (oder ASP für "Application Service Provider").
Die Erfindung soll die Last-(oder Verkehrs-)Verteilung innerhalb eines etikettenvermittelten Netzes (hier des Typs IP MPLS) ermöglichen.
Die Erfindung schlägt zu diesem Zweck vor, vorzugsweise in jedem Peripherierouter LERn des Netzes eine Last-(oder Verkehrs-)Verteilungsvorrichtung D einzusetzen.
Diese Vorrichtung D hat nicht nur die Aufgabe, die besten LSR-Pfade für die Übertragung der empfangenen Datenflüsse bis zu einem Zielrouter LER zu berechnen, sondern auch Verbindungsstaus mittels eines Lastverteilungsmechanismus zu lösen (oder aufzulösen).
Ein Stau kann aus folgenden Gründen eintreten:

– durch ein technisches Problem auf einer Verbindung, das eventuell eine Überlastung einer benachbarten (oder mehrerer benachbarter) Verbindung(en) und Änderungen der Topologie des Netzes nach sich ziehen kann;
– durch eine Verbindungsüberlastung, die durch eine falsche Berücksichtigung ihrer Last und nicht durch ein technisches Problem hervorgerufen wird; und
– durch eine lokale Erhöhung des Verkehrsaufkommens ohne technisches Problem, was nicht zu einer Änderung der Netztopologie führt.

Im Kontext von IP MPLS gemäß der Erfindung wird die Lastverteilung im reaktiven Betrieb in jedem Quell-Peripherierouter LER ausgelöst, der einen Verkehr empfängt und der momentan mit einem Ziel-Peripherierouter LER über mindestens eine kritische Verbindung verbunden ist. Als Variante oder ergänzend dazu kann sie jedoch auch im präventiven Betrieb ausgelöst werden, um die Anweisungen des Netzadministrators zu befolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung D, die in 2 dargestellt ist, umfasst zunächst einmal ein erstes Verarbeitungsmodul PM1, das die Aufgabe hat, gleichwertige Vermittlungspfade für etikettierte Datenflüsse (oder LSP-Pfade) zwischen einem Quell-Peripherierouter LER und jedem Ziel-Peripherierouter LER des betreffenden Netzes (oder der Domain) unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Kriterien zu bestimmen, die jeweiligen Gewichtungen zugeordnet sind, sowie einer Bezeichnung der kritischen Verbindungen innerhalb des Netzes. Jeder gleichwertige LSP-Pfad wird mit einem zugeordneten Kostenwert bereitgestellt, der es ermöglicht, seine Einstufung im Verhältnis zu den anderen bereitgestellten gleichwertigen LSP-Pfaden zu definieren.
Dieses erste Verarbeitungsmodul PM1 ist vorzugsweise dasjenige, das unter dem englischen Akronym MCLC (für "Multi-Criteria LSP Calculation") bekannt ist, welches insbesondere in dem Patentdokument unter der Anmeldenummer FR 02 15966 beschrieben ist und dessen Inhalt hierin durch Verweisung aufgenommen wird.
In der nachfolgenden Beschreibung geht man davon aus, dass das erste Verarbeitungsmodul PM1 ein MCLC-Modul ist. Da letzteres vollständig in dem zuvor genannten Patentdokument beschrieben ist, wird es nachfolgend nicht detailliert beschrieben.
Es sei lediglich daran erinnert, dass ein MCLC-Modul gleichzeitig mehrere Kriterien verwendet, die relativen Gewichtungen zugeordnet sind (welche einen Kostenvektor definieren), um die Werte der Verbindungen zu bestimmen und die LSP-Pfade bereitzustellen, die gleichwertige (das heißt pareto-optimale) Leistungen für jeden Ziel-Peripherierouter LER des betroffenen Netzes (oder der Domain) aufweisen. Diese bereitgestellten LSP-Pfade, die als "gleichwertige LSP-Pfade" bezeichnet werden, können nach einem Kostenwert geordnet werden, der auf der Priorität (oder der relativen Gewichtung) jedes gewählten Kriteriums und der Abweichung gegenüber dem beobachteten stärksten Wert beruht.
Die von einem solchen MCLC-Modul verwendeten Kriterien werden vorzugsweise aus einer Gruppe gewählt, die mindestens die verfügbare Bandbreite, die Anzahl der Teilstrecken, die Übertragungsdauer und die Verwaltungskosten umfasst. Die Wahl der Kriterien und ihrer jeweiligen anfänglichen relativen Gewichtungen hängt vom Netzadministrator ab.
Im Übrigen verfügt ein solches MCLC-Modul vorzugsweise über eine Schnittstelle zu einem den Verbindungsstatus berücksichtigenden Routingprotokoll des Typs OSPF-TE.
Jede erfindungsgemäße Vorrichtung D umfasst auch ein zweites Verarbeitungsmodul PM2, das mit dem ersten Verarbeitungsmodul PM1 gekoppelt ist und das für die dynamische Lastverteilung im reaktiven Betrieb oder im präventiven Betrieb zuständig ist. Im Folgenden geht man davon aus, dass die Vorrichtung D gleichzeitig im reaktiven Betrieb und im präventiven Betrieb arbeitet.
Genau wie das erste Verarbeitungsmodul PM1 verfügt das zweite Verarbeitungsmodul PM2 vorzugsweise über eine Schnittstelle zu einem den Verbindungsstatus berücksichtigenden Routingprotokoll des Typs OSPF-TE.
Wenn ein Quellrouter LERn einen Datenfluss empfängt, der an einen Zielrouter LERn' über einen als anfänglich bezeichneten LSP-Pfad zu übertragen ist, der mindestens eine kritische (eventuell von einem Stau betroffene) Verbindung aufweist, beginnt das zweite Verarbeitungsmodul PM2 seiner Vorrichtung D zunächst einmal damit, einen Satz von zum anfänglichen LSP-Pfad gleichwertigen und alternativen K LSP-Pfaden aus den gleichwertigen LSP-Pfaden auszuwählen, die vom ersten Verarbeitungsmodul PM1 bereitgestellt wurden. Die K LSP-Pfade eines Satzes werden nachfolgend mit P_k bezeichnet, wobei k = 1 bis K.
Es sei daran erinnert, dass das erste Verarbeitungsmodul PM1 gleichwertige OSP-Pfade bereitstellt, die von seinem Quellrouter LER ausgehen und die jeder an einem der Zielrouter LER des betroffenen Netzes (oder der Domain) enden.
Das zweite Verarbeitungsmodul PM2 bestimmt anschließend eine ungleiche Verteilung des Verkehrs, der dem anfänglichen LSP-Pfad zwischen den gleichwertigen und alternativen LSP-Pfaden P_k des Satzes folgen soll, in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Kostenwerten M_k.
Wie weiter oben gesagt, wird die Vorrichtung D entweder im reaktiven Betrieb oder im präventiven Betrieb ausgelöst.
Im präventiven Betrieb richtet der Administrator des Netzes IP MPLS an den betroffenen Quellrouter LER über das NMS und das Netz Anweisungen, welche die Kriterien und die zugeordneten relativen Gewichtungen umfassen, die vom ersten Modul PM1 verwendet werden sollen, und die Bezeichnung (oder Identität) einer oder mehrerer kritischer Verbindungen, die durch einen Verwaltungskostenwert dargestellt werden kann. Selbstverständlich können auch weitere Parameter, die zum Beispiel das Datum und/oder die Uhrzeit und/oder die Dauer angeben, während der die Vorrichtung D eine dynamische Lastverteilung durchführen muss, ebenfalls an den betroffenen Quellrouter LER übertragen werden. Dieser präventive Betrieb wird weiter unten im Detail beschrieben.
Im reaktiven Betrieb wird die Vorrichtung D ausgelöst, wenn sie die Bezeichnung(en) (oder Identität(en)) einer oder mehrerer kritischer Verbindungen empfängt, für die ein Stau von einem Erkennungsmodul DM1 anlässlich einer Überprüfung (TE-LSA) des Inhalts der Datenbank DB erkannt wurde. Ein solches Erkennungsmodul DM1 kann entweder ein externes an den Quellrouter LER angeschlossenes Modul sein oder ein internes Modul in der Vorrichtung D, das zum Beispiel in das erste Verarbeitungsmodul PM1 integriert ist, wie in 2 dargestellt.
Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass dann, wenn kein Stau vorliegt, der optimale LSP-Pfad entweder vom ersten Verarbeitungsmodul PM1 (MCLC-Modul) in seinem Standardbetrieb berechnet werden kann oder von einem anderen Modul zur Berechnung von LSP-Pfaden als dem ersten Verarbeitungsmodul PM1. Dieses andere Rechenmodul kann zum Beispiel dem Typ "Dijkstra" entsprechen. Wenn jedoch das zweite Verarbeitungsmodul PM2 eingreifen muss, muss das erste Verarbeitungsmodul PM1 zwingend verwendet werden.
Wenn das Erkennungsmodul DM1 während einer Überprüfungsphase (TE-LSA) einen Stau erkennt, löst es das erste PM1 und das zweite PM2 Verarbeitungsmodul aus. Genauer gesagt, umfasst das erste Verarbeitungsmodul PM1 ein Managementmodul MM, das mit dem Erkennungsmodul DM1 gekoppelt ist und das die Aufgabe hat, die Timer zu unterbrechen, welche die Berechnung regulärer LSP-Pfade steuern, um sie durch Zähler für die Verbindungslast, die verstrichene Zeit und die Laständerung zu ersetzen. Zähler dieser Art sind zum Beispiel in dem Dokument von C. Villamizar, "OSPF Optimized multipath (OSPF-OMP)", IETF draft, draftietf_ospf-omp-03, Januar 2002, beschrieben.
Das erste Verarbeitungsmodul PM1 umfasst ein Anpassungsmodul AM, das mit dem Managementmodul MM gekoppelt ist und das die Aufgabe hat, eine neue Gewichtung für das mindestens eine der Kriterien zu bestimmen, das bei Abwesenheit eines Staus verwendet wird. Angesichts dessen, dass die Hauptursache für Staus auf einer Verbindung ihre Überlastung ist, wird vorzugsweise gerade die Gewichtung w_BW des Kriteriums der verfügbaren Bandbreite verändert und, genauer gesagt, erhöht (sofern der Netzadministrator diese Option nicht ablehnt). Die anderen (regulären) Kriterien werden beibehalten (es handelt sich im Allgemeinen um die theoretische Übertragungsdauer, die Pfadlänge, die Last und/oder die Verwaltungskosten).
Nachdem die relative Gewichtung w_BW des Kriteriums der verfügbaren Bandbreite mit Hilfe einer zuvor festgelegten Formel erhöht wurde, passt das Anpassungsmodul AM die jeweiligen Gewichtungen w_q (q ≠ WB) der anderen (regulären) Kriterien so an, dass die Gesamtsumme aller relativen Gewichtungen gleich 1 ist und dass die zuvor definierten Verhältnisse zwischen den Gewichtungen w_q gewahrt bleiben.
Man kann zum Beispiel die folgende Formel zur Aktualisierung der relativen Gewichtung w_BW des Kriteriums der verfügbaren Bandbreite verwenden: w_BW ⁺ = (1 – w_BW)/R_b, wobei w_BW ⁺ die aktualisiere Gewichtung und R_B ein Wert größer 1 ist und vorzugsweise standardmäßig gleich 2 sowie repräsentativ für das Erhöhungsverhältnis der relativen Gewichtung des Bandbreitenkriteriums.
Danach berechnet das Rechenmodul CM1 des ersten Verarbeitungsmoduls PM1 alle gleichwertigen LSP-Pfade P_k, die jeweils zwischen seinem Quellrouter LER (LERS) und jedem der Zielrouter LERD des betroffenen Netzes (oder der Domain) aufgebaut werden können, sowie die dazugehörigen Kostenwerte M_k, wie in dem zuvor genannten Patentdokument beschrieben. Hierzu verwendet es die Kriterien und ihre neuen relativen Gewichtungen, die vom Anpassungsmodul geliefert wurden, sowie die Informationen aus der Datenbank DB (insbesondere jene, die die aktuelle Topologie des Netzes, die aktuellen Lasten der Verbindungen und die von einem Stau betroffenen Verbindungen betreffen). Die gleichwertigen LSP-Pfade P_k können auf diese Weise in Abhängigkeit von ihren zugehörigen Kostenwerten M_k geordnet werden. Der beste LSP-Pfad wird zum Beispiel mit P₁ bezeichnet und ist dem besten Kotenwert M₁ zugeordnet (M₁ ≥ M₂ ... ≥ M_k, wobei M_k der schlechteste der Werte ist).
Das zweite Verarbeitungsmodul PM2 umfasst ein Rechenmodul CM2, das die Aufgabe hat, die Definitionen der K gleichwertigen LSP-Pfade P_k und die dazugehörigen Kostenwerte M_k in Empfang zu nehmen, die vom ersten Verarbeitungsmodul PM1 bereitgestellt wurden, um die dynamische Lastverteilung zu bestimmen.
Diese dynamische Lastverteilung beginnt zunächst einmal mit einer Vorauswahl unter den K gleichwertigen LSP-Pfaden P_k derjenigen LSP-Pfade, die einen gemeinsamen Zielrouter LER (LER_D) besitzen, an den der empfangene Fluss übertragen werden muss. Diese Vorauswahl liefert K' gleichwertige und alternative LSP-Pfade zu dem LSP-Pfad, der anfänglich vorgesehen war und mindestens eine von einem Stau betroffene Verbindung umfasst.
Zum Beispiel verläuft der anfängliche LSP-Pfad über den Quellrouter LER1, den Router LCR1, den Router LCR5 und den Zielrouter LER3, und die Verbindung zwischen den Routern LCR1 und LCR5 ist von einem Stau betroffen.
Danach wird die dynamische Lastverteilung mit der aus den K' vorausgewählten LSP-Pfaden getroffenen Auswahl eines Satzes von L LSP-Pfaden P₁ fortgesetzt, die zu dem von dem Stau betroffenen anfänglichen LSP-Pfad gleichwertig und alternativ sind.
Diese Auswahl erfolgt in Abhängigkeit von den Einstufungen (und somit den Kostenwerten M_I) der vorausgewählten Pfade. Zum Beispiel entscheidet das Rechenmodul CM2, die drei (I = 1 bis 3) besten Pfade P₁ bis P₃ auszuwählen, deren Kostenwerte jeweils M₁ = 80, M₂ = 60 und M₃ = 30 betragen.
Zum Beispiel verläuft der LSP-Pfad P₁ über den Quellrouter LER1, den Router LCR1, den Router LCR4, den Router LCR5 und den Zielrouter LER3, der LSP-Pfad P₂ verläuft über den Quellrouter LER1, den Router LCR1, den Router LCR3, den Router LCR6 und den Zielrouter LER3, und der LSP-Pfad P₃ verläuft über den Quellrouter LER1, den Router LCR2, den Router LCR3, den Router LCR5 und den Zielrouter LER3.
Das Rechenmodul CM2 bestimmt anschließend den verhältnismäßigen Anteil Q_I des Verkehrs, der jedem ausgewählten LSP-Pfad P_I unter Berücksichtigung seines Kostenwertes M_I zugewiesen werden kann. Q_I ist durch die folgende Gleichung definiert:
In dem vorgenannten Beispiel, in dem drei LSP-Pfade ausgewählt werden, wird dem LSP-Pfad P₁ Q₁ = 47% des Verkehrs zugewiesen, dem LSP-Pfad P₂ werden Q₂ = 35% des Verkehrs zugewiesen, und dem LSP-Pfad P₃ werden Q₃ = 18% des Verkehrs zugewiesen.
Danach leitet das Rechenmodul CM2 aus den Verkehrszuweisungsanteilen Q_I so genannte Multikostenkoeffizienten C_I ab, die für den ausgewählten Pfad P_I den Faktor kennzeichnen, mit dem die Anzahl der Einheits-Werteintervallbereiche (oder "Value Bins"), die dem ausgewählten ungünstigsten Pfad P_L (hier mit P_L = P₃) zugeordnet sind, multipliziert werden muss, um die Anzahl der Intervallbereiche zu erhalten, die für ihn reserviert sind (hier P₁ oder P₂). C_I wird durch die folgende Formel angegeben:
In dem vorgenannten Beispiel, in dem drei LSP-Pfade ausgewählt sind, ist, wenn man für den ungünstigsten LSP-Pfad P₃ C₃ gleich 1 setzt, C₁ dann gleich 2,66 für den LSP-Pfad P₁, und C₂ ist gleich 2 für den LSP-Pfad P₂.
Das Rechenmodul speist mit den Zuweisungsanteilen Q_I und den Multikostenkoeffizienten C_I ein Verteilungsmodul DM2, welches das zweite Verarbeitungsmodul PM2 umfasst.
Das Verteilungsmodul DM2, das sich im Quellrouter LER befindet, hat die Aufgabe, die Datenpakete der empfangenen Verkehrsflüsse, die an den betroffenen Zielrouter LER übertragen werden müssen, zu verteilen.
Hierzu definiert es das, was der Fachmann als Übertragungs-Äquivalenzklasse (oder FEC für "Forwarding Equivalence Class") bezeichnet, mit einer Anzahl, die gleich der Anzahl L der ausgewählten LSP-Pfade P_I ist.
Es sei daran erinnert, dass in einem etikettenvermittelten Netz ein Fluss durch eine FEC identifiziert ist, die alle Daten dieses Flusses über denselben einzigen LSP-Pfad leitet. Die Zuordnung eines zu vermittelnden Flusses zu einer FEC wird vom Quellrouter LER durchgeführt.
Somit entspricht die FEC_I dem ausgewählten LSP-Pfad P_I, der Q_I% des empfangenen und zu übertragenden Flusses transportieren muss.
Man kann darauf hinweisen, dass dann, wenn eine gegebene FEC einem gegebenen Fluss zugewiesen wird, sie dann einem einzigen gegebenen LSP entspricht. Mehrere unterschiedliche FECs können jedoch zum selben LSP leiten. Um infolgedessen zu ermöglichen, dass das "Load Balancing" die Flüsse eines anfänglichen LSP zu mehreren anderen LSPs verteilt (LSP1 bis LSPn), muss dieselbe Anzahl von FECs (FEC₁ bis FEC_n) erzeugt werden.
Das Verteilungsmodul führt anschließend vorzugsweise ein dynamisches Zerhacken in der Weise durch, dass die von seinem Quellrouter LER empfangenen Datenflüsse ungleichmäßig aufgeteilt (oder verteilt) werden, wie in 3 dargestellt.
Die Verkehrsverteilung bei MPLS entspricht natürlicherweise dem "flussbasierten" (oder "flow-based") Typ. Außerdem können Flussunterbrechungen mittels eines dynamischen Zerhackerschemas der Flusskennungen minimiert werden.
Die Datenflüsse werden durch Bytes repräsentiert, die die Kennung des Protokolls, die Quell- und Ziel-MPLS-Ports und eine Quell- und Ziel-IP-Adressen sowie weitere Merkmale umfassen, die zum Beispiel mit der Dienstgüte (QoS) zusammenhängen.
Eine Zerhackerfunktion H() wird auf die verschiedenen Flusskennungen angewendet, um eine gewählte Zahl von Wertebereichsintervallen (oder "Value Bins") Bin_q zu liefern, zum Beispiel q = 1 bis 100, so dass jeder Intervallbereich 1% der zu verteilenden Flüsse entspricht. Anschließend weist das Verteilungsmodul DM2 diese Werteintervallbereiche (Bin_q), die für die empfangenen Datenflüsse repräsentativ sind, den L ausgewählten LSP-Pfaden P_I in Abhängigkeit von den zuvor festgelegten zugewiesenen Verkehrsanteilen Q_I zu.
Zum Beispiel, und wie in 3 dargestellt, kann die Zuweisung der Datenflüsse wie folgt ablaufen.
Zum Beispiel wird FEC₃ den Flüssen F so zugewiesen, dass H(F) zum Intervall [0, Bin_Q₃ = 18%] gehört, welches Bin_1 bis Bin_18 entspricht, FEC₂ wird den Flüssen F so zugewiesen, dass H(F) zum Intervall [Bin_Q₃, Bin_Q₃ + Bin_Q₂ = 53%] gehört, welches Bin_19 bis Bin_53 entspricht, und FEC₁ wird den Flüssen F so zugewiesen, dass H(F) zum Intervall [Bin_Q₃ + Bin_Q₂, Bin_Q₃ + Bin_Q₂ + Bin_Q₁ = 100%] gehört, welches Bin_54 bis Bin_100 entspricht.
In 3 bezeichnen die Abkürzungen IS1 bis LS3 die drei verwendeten abgehenden Verbindungen. Es handelt sich nur um ein der Veranschaulichung dienendes Beispiel, wobei die Anzahl der abgehenden Verbindungen kleiner oder gleich der Anzahl von FEC_j sein kann.
Diese Zuweisung stellt das Ziel dar, welches das Verteilungsmodul DM2 innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls und mittels einer inkrementellen Datenflussverschiebung der ausgewählten LSP-Pfade P_I erreichen muss. Das Verteilungsmodul DM2 unterbricht vorzugsweise die Datenflussverschiebung in Richtung eines ausgewählten LSP-Pfades P_I, wenn der Zielanteil des Verkehrs Q_I, der ihm zugewiesen ist, erreicht ist.
Um Verkehrsschwankungen zu vermeiden, verschiebt das Verteilungsmodul den Verkehr vorzugsweise fortschreitend von einem ausgewählten LSP-Pfad zum anderen in Abhängigkeit von einem gewählten Verschiebungstakt (oder "Pace Shifting") oder einer gewählten Verschiebungsgeschwindigkeit. Zum Beispiel kann der Verschiebungstakt mittels Mechanismen von der Art, wie sie im Algorithmus OSPF-OMP verwendet werden, fein abgestimmt sein (wobei zum Beispiel die elementare gleichzeitig zu verschiebende Flussmenge und die Anzahl der Mengen und Regeln definiert wird, um zu entscheiden, wann der Verschiebungstakt angepasst werden muss).
Im Übrigen kann das Verteilungsmodul DM2 so angeordnet sein, dass ein Stabilisierungs-(oder Hystereseschwellenwertbildungs-)Mechanismus angewendet wird, der dazu bestimmt ist, den einem ausgewählten LSP-Pfad zugewiesenen Fluss neu zu verteilen, wenn seine Last einen gewählten Schwellenwert (zum Beispiel gleich 50%) überschreitet, und diese Neuverteilung zu unterbrechen, wenn seine Last kleiner oder gleich diesem Schwellenwert abzüglich eines anderen gewählten Schwellenwertes ist (zum Beispiel gleich 30%).
Nachdem es eine Last-(oder Verkehrs-)Verteilung vorgenommen hat, aktualisiert das zweite Verarbeitungsmodul PM2 außerdem vorzugsweise die Datenbank DM und die Routingtabelle, die in einem dedizierten Speicher seines Quellrouters LER gespeichert ist.
Die Funktionsweise einer Vorrichtung D im präventiven Betrieb ist ähnlich der zuvor beschriebenen im reaktiven Betrieb.
Ein erster Unterschied rührt vom Auslösemodus des Managementmoduls MM des ersten Verarbeitungsmoduls PM1. Dieses wird nämlich ausgelöst, wenn es Anweisungen vom Administrator des Netzes IP MPLS erhält, wie weiter oben genannt.
Sobald das Managementmodul MM ausgelöst ist, unterbricht es, genau wie im reaktiven Betrieb, die Timer, die die Berechnung der regulären LSP-Pfade steuern.
Danach erhöht das Anpassungsmodul AM die Gewichtung von dem mindestens einen der Kriterien (oder verändert sie), die bei Abwesenheit eines Staus verwendet werden (zum Beispiel die Gewichtung w_BW des Kriteriums der verfügbaren Bandbreite), gemäß den vom Administrator des Netzes erhaltenen Anweisungen. Das Anpassungsmodul AM passt anschließend die jeweiligen Gewichtungen w_q (q ≠ WB) der anderen (regulären) Kriterien an, wie im reaktiven Betrieb.
Vorzugsweise fragt das Anpassungsmodul AM danach die Datenbank DB ab, um die Informationen zur aktuellen Topologie des Netzes und zu den aktuellen Lasten der Verbindungen zu erhalten. Es liefert danach alle diese Informationen an das Rechenmodul CM1, und ebenso die dazugehörigen jeweiligen Kriterien und Gewichtungen, die zu verwenden sind.
Die vom Rechenmodul CM1 durchgeführte Berechnung ist in diesem Fall identisch mit der weiter oben unter Bezugnahme auf den reaktiven Betrieb beschriebenen. Im Übrigen ist die vom zweiten Verarbeitungsmodul durchgeführte Lastverteilung fast identisch mit der weiter unter Bezugnahme auf den reaktiven Betrieb beschriebenen. Der Unterschied kann nämlich von dem Umstand herrühren, dass das Rechenmodul CM2 gezwungen sein kann, den Verschiebungstakt und/oder die Verschiebungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Anweisungen zu berechnen, die vom Administrator des Netzes IP MPLS erhalten wurden.
Die Lastverteilungsvorrichtungen D und insbesondere ihr erstes PM1 und zweites PM2 Verarbeitungsmodul können in Form von elektronischen Schaltungen, von Software-(oder Informatik-)Modulen oder einer Kombination von Schaltungen und Software ausgeführt werden.
Die Erfindung bietet Lastverteilungsvorrichtungen, die in jedem Peripherierouter LER verteilt sind und somit eine dynamische und schnelle Verarbeitung von Staus ermöglichen.
Im Übrigen ist die Erfindung ebenso gut für lange Staus (in der Größenordnung von Stunden) wie auch für kurze Staus (in der Größenordnung von Minuten) geeignet.
Außerdem werden, da die alternativen LSP-Pfade dann berechnet werden, wenn die Vorrichtung ausgelöst wird, diese in Abhängigkeit von aktualisierten Informationen über das Netz bestimmt, was den Ausschluss von LSP-Pfaden garantiert, die von Staus betroffene Verbindungen umfassen.
Zusätzlich ermöglicht die Erfindung die Steigerung der Robustheit und Stabilität aufgrund dessen, dass die Verkehrsverteilung über die gesamte Länge jedes alternativen LSP-Pfades unverändert bleibt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Lastverteilung und eines etikettenvermittelten Peripherierouters, die lediglich als Beispiel dienen, sondern sie umfasst alle Varianten, die der Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche in Betracht ziehen kann.

Claims

Vorrichtung zur Lastverteilung (D) in einem etikettenvermittelten Netz, welches eine Gruppe von etikettenvermittelten Peripherieknoten (oder LER) aufweist, umfassend i) erste Verarbeitungsmittel (PM1), dazu angeordnet, gleichwertige Vermittlungspfade für etikettierte Datenflüsse zwischen einem so genannten Quell-Peripherieknoten (LER_S) und jedem so genannten Ziel-Peripherieknoten (LER_D) der Gruppe zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfade bestimmt werden unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Kriterien, denen jeweils Gewichtungen zugeordnet sind, und einer Bezeichnung jeder kritischen Verbindung innerhalb des Netzes, wobei die gleichwertigen Vermittlungspfade in Abhängigkeit von zugeordneten Kostenwerten geordnet werden, sowie dadurch, dass die Vorrichtung umfasst: ii) zweite Verarbeitungsmittel (PM2), dazu angeordnet, unter den von den ersten Verarbeitungsmitteln (PM1) bestimmten gleichwertigen Vermittlungspfaden einen Satz von Vermittlungspfaden auszuwählen, die gleichwertig und alternativ zu einem anfänglichen Vermittlungspfad sind, der zwischen einem Quell-Peripherieknoten (LER_S) und einem Ziel-Peripherieknoten (LER_D) aufgebaut wurde und eine kritische Verbindung umfasst, und anschließend eine Verteilung zwischen den gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfaden dieses Satzes in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Kostenwerten für einen Verkehr zu bestimmen, der dem anfänglichen Vermittlungspfad folgen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kriterium aus einer Gruppe gewählt wird, die mindestens die verfügbare Bandbreite, die Anzahl der Teilstrecken, die Übertragungsdauer und/oder die Verwaltungskosten umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (PM1) so angeordnet sind, dass sie die Vermittlungspfade beim Empfang von Anweisungen des Netzes bestimmen, welche die Kriterien und die dazugehörigen Gewichtungen sowie die Bezeichnungen der kritischen Verbindung umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (PM1) so angeordnet sind, dass sie die Vermittlungspfade im Fall des Empfangs von Informationen bestimmen, die mindestens eine kritische Verbindung innerhalb des Netzes bezeichnen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie Erkennungsmittel (DM1) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie die von einem Stau betroffenen kritischen Verbindungen erkennen und an die ersten Verarbeitungsmittel (PM1) Informationen liefern, die die mindestens eine der erkannten, von einem Stau betroffenen kritischen Verbindungen bezeichnen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (PM1) so angeordnet sind, dass sie die Vermittlungspfade bestimmen, nachdem sie die den Kriterien zugeordneten Gewichtungen geändert haben.
Vorrichtung nach der Kombination der Ansprüche 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (PM1) so angeordnet sind, dass sie die dem Kriterium der Bandbreite zugeordnete Gewichtung erhöhen und anschließend die Gewichtungen der anderen Kriterien in Abhängigkeit von dieser Erhöhung so anpassen, dass die Summe der Gewichtungen der verwendeten Kriterien gleich 1 ist und dass die Verhältnisse zwischen den Gewichtungen eingehalten werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verarbeitungsmittel (PM1) so angeordnet sind, dass sie Vermittlungspfade ausgehend von aktualisierten Werten der Bandbreiten der Verbindungen und von der aktuellen Topologie des Netzes bestimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verarbeitungsmittel (PM2) so angeordnet sind, um i) die vom Quell-Peripherieknoten empfangenen und durch Parameter des Quellnetzes, des Zielnetzes, des Quellanschlusses und des Zielanschlusses definierten Datenflüsse einer dynamischen Zerhackerfunktion unterwerfen, um eine gewählte Anzahl von Werteintervallbereichen zu liefern, und um ii) die Werteintervallbereiche, die für die empfangenen Datenflüsse repräsentativ sind, den gleichwertigen Vermittlungspfaden des Satzes in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Kostenwerten zuzuordnen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verarbeitungsmittel (PM2) so angeordnet sind, dass sie die empfangenen Datenflüsse während eines gewählten Zeitintervalls und entsprechend einer inkrementellen Flussverschiebung jedem der gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfade des Satzes zuweisen, wobei die Flussverschiebung auf einem der Pfade unterbrochen wird, wenn die zugehörige Verkehrsverteilung in Abhängigkeit von ihrem Kostenwert erreicht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verarbeitungsmittel (PM2) so angeordnet sind, dass sie die Flussverschiebung fortschreitend in Abhängigkeit vom gewählten Verschiebungstakt und/oder von einer gewählten Verschiebungsgeschwindigkeit vornehmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verarbeitungsmittel (PM2) so angeordnet sind, dass sie eine Routingtabelle eines Quell-Peripherieknotens (LER_S) aktualisieren, nachdem sie die gleichwertigen und alternativen Vermittlungspfade des Satzes und die Verkehrsverteilung bestimmt haben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (PM1) und die zweiten (PM2) Verarbeitungsmittel über eine Schnittstelle zu einem Routingprotokoll mit erweiterter Berücksichtigung des Verbindungsstatus des Typs "TE" und insbesondere des Typs "OSPF-TE" verfügen.
Peripheriegerät des Netzes (LER), welches einen Peripherieknoten für ein etikettenvermitteltes Kommunikationsnetz (N) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Lastverteilungsvorrichtung (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
Peripheriegerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es einen etikettenvermittelten Peripherierouter ["Label Edge Router"] darstellt.