DE60310728T2 - Kommunikationssubsystemgesteuerte Informationsverteilung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verteilung von Daten über ein Netz mittels Huckepack-Verfahren, wobei die Verteilung der Huckepack-Daten durch ein Kommunikations-Subsystem gesteuert wird, welches von den Netzknoten erzeugt wird.
  • Das Informationsverteilungskonzept beschreibt einen Prozess zur Weiterleitung von Nachrichten an eine Vielzahl von Knoten innerhalb eines Netzes.
  • Insbesondere in Netzen, in denen die explizite Erzeugung von Kommunikationsverbindungen zwischen einem Ursprungsknoten, welcher Daten bereitstellt, und einem Zielknoten, welcher die bereitgestellten Daten empfängt, eine beträchtliche Menge an Ressourcen wie Strom oder Rechenleistung verbraucht, wird die Übertragung von Informationen an alle Knoten üblicherweise vermieden. Dies trifft insbesondere auf eine Verteilung einer kleinen Datenmenge mit niedriger Priorität zu, die an eine große Anzahl von Knoten übertragen werden muss. Der beschriebene Prozess ist vor allem für Netze relevant, in denen kein Rundspruchmedium verfügbar ist. Die Übertragung einer Nachricht an alle Knoten in einem solchen Netz erfordert eine explizite Netzverbindung zu jedem Zielknoten und verringert so die verfügbaren Ressourcen.
  • Die Übertragung von Informationen an alle Knoten im Netz ist darüber hinaus fragwürdig in Netzen, deren Architektur nur einen vergleichsweise teuren Rundspruch-Mechanismus bereitstellt.
  • Man kennt Informationsverteilungsschemata in sehr spezialisierten Bereichen, z. B. in den Sensornetzen, die in 'Adaptive Protocols for Information Dissemination in Wireless Sensor Networks' von Wendi Heinzelmann, Joanna Kulik und Hari Balakrishnan, Tagungsbericht der 5. ACM/IEEE MobiCom Conference, August 1999, erläutert werden. Die darin beschriebene Informationsverteilung basiert auf der Verteilung der jeweiligen Informationen direkt über explizite Netzverbindungen. Der Aufbau einer expliziten Netzverbindung, d. h. einer Verbindung zwischen festgelegten Knoten des Netzes, wird über die unteren Schichten der Netzarchitektur erreicht. Diese Technik kann nicht an die vorhandenen nichtspezifischen Netztechniken angepasst werden.
  • Zur Reduzierung des Datenverkehrs in einem Netz verwendet man sogenannte Huckepack-Verfahren, welche die Übertragung der Daten durch Aufpacken auf andere über das Netz ausgetauschte Nachrichten ermöglichen. Huckepack-Mechanismen sind allgemein bekannt und werden z. B. in TCP-Systemen verwendet, wie sie u. a. in 'Transmission Control Protocol', Information Sciences Institute, University of Southern California, 1981, beschrieben sind, sowie in anderen Systemen wie dem, das in 'Study of Piggybacked Cache Validation for Proxy Caches in the World Wide Web', Balachander Krishnamurthy und Craig E. Wills, Tagungsbericht des USENIX Symposium on Internet Technologies and Systems, Monterey, Kalifornien, 1997, ausgeführt wird.
  • Ein weiterer Huckepack-Mechanismus wird in US 5944 843 erläutert.
  • Obwohl diese Huckepack-Mechanismen die Zahl der über das Netz zu übertragenden Nachrichten durch Verwendung eines einzigen Übertragungsvorgangs für zwei oder mehrere unterschiedliche Nachrichten verringern, verbrauchen die bekannten Mechanismen ziemlich viel Energie und Rechenleistung, da alle für die Implementierung eines Huckepack-Verfahrens erforderlichen Protokolle vollständig durch die oberen Schichten ausgeführt werden. D. h., Nachrichten, die aus dem Netz in das Kommunikationssystem auf den unteren Schichten der Netzarchitektur eingehen, werden an die oberen Schichten zur weiteren Verarbeitung übergegeben. Dort werden die Nachrichten analysiert und verwaltet. Sobald die Nachricht weitergeleitet wird, muss sie wieder mit anderen zusammengefasst und anschließend zur weiteren Übertragung an die unteren Schichten zurückgereicht werden.
  • Daher können trotz des hohen Verbrauchs an Ressourcen nicht alle Netzverkehrsarten wie z. B. Beacon-Nachrichten der unteren Schichten als ein Träger für Huckepack-Daten verwendet werden, weil diese nicht von den oberen Schichten abgewickelt werden. Als weiterer Nachteil der bekannten Systeme ist zu erwähnen, dass ein Anwendungsprozessor, der im Anwendungs-Subsystem der oberen Schichten der Netzarchitektur arbeitet, immer zur Auswertung und Zusammenfassung der Nachrichten aktiv sein muss. Bis jetzt wird die Huckepackübertragung von Daten entweder nur zur Nachrichtenübertragung zwischen Knoten verwendet oder ist auf einen bestimmten Anwendungsbereich beschränkt.
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Netzstruktur vorzuschlagen, welche die Verteilung von Daten über ein Netz auf Ressourcen schonende Weise ermöglicht.
  • Dieses Ziel wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Erfindung erreicht.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verteilung von Informationen von Hauptdaten über ein Netz durch Bereitstellung folgender Schritte: Erzeugung eines Datenpakets in einem die Hauptdaten bereitstellenden Ursprungsknoten, wobei Weiterleitungsdaten an die Hauptdaten angehängt werden, welche die Abfertigungsdetails für die Hauptdaten spezifizieren; Herstellung einer Huckepack-Verbindung zwischen dem Datenpaket und einer Nachricht, die vom Ursprungsknoten an einen Empfangsknoten über eine explizite Netzverbindung übertragen werden soll; Übertragung der Nachricht mit dem Huckepack-Datenpaket vom Ursprungsknoten zum Empfangsknoten über die zwischen beiden Knoten aufgebaute explizite Netzverbindung; Empfang der vom Ursprungsknoten übertragenen Nachricht mit dem Huckepack-Datenpaket am Empfangsknoten und Abtrennung des Datenpakets von der Nachricht; Aufspaltung des Datenpakets am Empfangsknoten in die Weiterleitungsdaten und die Hauptdaten; Auswertung der Weiterleitungsdaten am Empfangsknoten und Weiterleitung einer Kopie der Hauptdaten zum Anwendungs-Subsystem des Empfangsknotens, falls der Empfangsknoten in den Weiterleitungsdaten als Adressat angegeben ist; Modifizierung der Weiterleitungsdaten durch Löschen der Empfangsknoten-Adresse im Empfangsknoten, falls dieser darin als Adressat angegeben ist; Erzeugung eines modifizierten Datenpakets im Empfangsknoten durch Anhängen der modifizierten Weiterleitungsdaten an die Hauptdaten; Herstellung einer Huckepack-Verbindung im Empfangsknoten zwischen dem modifizierten Datenpaket und einer weiteren Nachricht, die vom Empfangsknoten an einen weiteren Empfangsknoten über eine weitere explizite Netzverbindung übertragen werden soll; sowie Übertragung der weiteren Nachricht mit dem modifizierten Huckepack-Datenpaket vom Empfangsknoten an den weiteren Empfangsknoten über die weitere zwischen beiden Knoten aufgebaute explizite Netzverbindung, wobei jeder Schritt im Kommunikations-Subsystem jedes beteiligten Knotens ausgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung enthält weiterhin einen Knoten zur Verteilung von Hauptdaten über ein Netz, wobei der Knoten ein Anwendungs-Subsystem zur Bereitstellung des Ausführungsraums für die softwarenahe (bzw. hochwertige) Datenverarbeitung sowie ein Kommunikations-Subsystem zur Bereitstellung des Ausführungsraums für die hardwarenahe (bzw. niederwertige) Datenverarbeitung aufweist. Das Kommunikations-Subsystem ist hierbei in der Lage, eine Datenübertragung an einen weiteren Knoten im Netz zu ermöglichen, und enthält darüber hinaus ein Informationsverteilungs-Mittel zur Verteilung von Hauptdaten über das Netz gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung enthält außerdem ein Netz zur Verteilung von Hauptdaten von einem Ursprungsknoten an einen oder mehrere Empfangsknoten, wobei zumindest der Ursprungsknoten und ein Empfangsknoten einem Knoten der vorliegenden Erfindung entsprechen, welche im Netz ein Anwendungs-Subsystem zur Bereitstellung des Ausführungsraums für die softwarenahe (bzw. hochwertige) Datenverarbeitung sowie ein Kommunikations-Subsystem zur Bereitstellung des Ausführungsraums für die hardwarenahe (bzw. niederwertige) Datenverarbeitung bilden. Das Kommunikations-Subsystem enthält hierbei ein Informationsverteilungs-Mittel zur Verteilung von Hauptdaten über das Netz gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht nicht nur die Verteilung von Daten über ein Netz, ohne dass eine zusätzliche explizite Netzverbindung zwischen Netzknoten aufgebaut werden muss, sondern spart außerdem durch die Implementierung der Huckepack-Verbindung innerhalb des Kommunikations-Subsystems auch Bandbreite und Ressourcen, welche im Netz verfügbar sind. Die vorliegende Erfindung ermöglicht darüber hinaus die Übertragung einer Nachricht an alle Knoten in einem Netz auf Ressourcen schonende Weise in bereits bestehenden Systemen, die keine Rundspruchfähigkeit aufweisen, und erfordert keine größere Umstrukturierung dieser Systeme. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin in Netzen von Vorteil, in denen eine Rundsendung von Verwaltungsdaten auf einem unzuverlässigen Kanal mit geringer Bandbreite erfolgt, und stellt daher höchstwahrscheinlich eine größere als mit regulären Nachrichten erreichbare Übertragungsreichweite bereit, so dass huckepack mit Verwaltungsdaten anstelle von Standardnachrichten verbundene Daten an eine größere Anzahl von Knoten übertragen werden können.
  • Weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
  • Das Kommunikations-Subsystem ist vorzugsweise durch den Ausführungsraum zur hardwarenahen (bzw. niederwertigen) Datenverarbeitung und Datenübertragung festgelegt, wobei das Huckepack-Verfahren innerhalb der transportorientierten Schichten der Netzarchitektur implementiert werden kann. Hierbei ist das Kommunikations-Subsystem ein Ausführungsraum, der in geeigneter Weise mittels einer Sicherungsschicht-Verwaltung mit einer Übertragungsmittelzugriffs-Steuerung und/oder einer Datenübertragungs-Steuerung erzeugt wird, welche die Verteilung von Huckepack-Daten auf die unteren Vermittlungsschichten beschränken, um Ressourcen zu schonen.
  • Zur zielorientierten Zustellung der Hauptdaten wird jede Nachricht für die Huckepack-Verbindung mit dem Datenpaket unter der Bedingung ausgewählt, dass der Empfangs- oder der weitere Empfangsknoten für die Nachricht als ein Adressat in den Weiterleitungsdaten des Pakets aufgeführt ist.
  • Die Huckepack-Verbindung des Datenpakets mit einer Nachricht wird wirkungsvoll implementiert, indem ein oder mehrere zusätzliche Felder an den die Nachricht enthaltenden Nachrichtenrahmen angefügt werden und das Datenpaket in zusätzliche Felder eingefügt wird. In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Datenpaket huckepack mit einer Nachricht verbunden, indem es in ein oder mehrere Felder des die Nachricht enthaltenden Nachrichtenrahmens eingefügt wird, die dafür von einer Anwendung, welche die effektive Nutzung vorhandener von einem Nachrichtenrahmen bereitgestellter Transportfähigkeiten ermöglicht, reserviert werden. Hierbei wird auf das Vorhandensein eines Datenpakets im Nachrichtenrahmen in dessen Header in einem vorhandenen oder zusätzlichen Feld hingewiesen, damit das Datenpaket in den von einer Anwendung dafür reservierten Feldern als Nutzinformationen identifiziert werden können.
  • Alternativ wird das Datenpaket huckepack mit einer in einem Nachrichtenrahmen enthaltenen Nachricht verbunden, indem eine Information in einem Nachrichtenrahmen durch das Datenpaket ersetzt wird, damit der Nachrichtenrahmen nicht vergrößert wird. Insbesondere wird, wenn die zu ersetzenden Informationen redundant sind, die übermittelte Informationsdichte ohne Informationsverlust verstärkt. Zur einfachen Abwicklung des Ersetzungsvorgangs wird auf die jeweilige Ersetzung der redundanten Informationen vorzugsweise in einem vorausgehenden Nachrichtenrahmen hingewiesen oder auf vorgegebene Nachrichtenrahmen aus einer Reihe von die redundanten Informationen tragenden Nachrichtenrahmen beschränkt, wie z. B. auf jeden n. die redundanten Informationen tragenden Nachrichtenrahmen.
  • Auf die Ersetzung von Informationen kann auch innerhalb des Nachrichtenrahmens, der die Nachricht enthält, hingewiesen werden, um eine direkte Identifizierung des Huckepack-Datenpakets zu ermöglichen. Dieser Hinweis wird vorzugsweise in einem vorhanden Feld des Nachrichtenrahmen-Headers oder in einem an den Nachrichtenrahmen-Header angefügten Feld gegeben. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der Hinweis auf die Ersetzung der Informationen durch einen dem Kommunikations-Subsystem bekannten Indikator gegeben, wobei dieser in geeigneter Weise mittels der Adresse des Ursprungsknotens erzeugt werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Entwicklung wird auf die Ersetzung der Informationen mittels einer orthogonalen zyklischen Blockprüfung hingewiesen, welche nur bei der korrekten Nachrichtenart positiv verläuft.
  • In einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung enthalten die Hauptdaten nur eine Ankündigungsinformation bezüglich der Zustellungsdetails für Daten, die für die Abholung durch einen Empfangsknoten oder einen weiteren Empfangsknoten über eine explizite Netzverbindung mit einem Ursprungsknoten bereitstehen. Auf diese Weise kann die Ankündigung ohne Überlastung des Netzes an die Knoten verteilt werden, während die eigentlichen Daten anschließend gemäß den Netzerfordernissen verteilt werden.
  • Um jegliche weitere Belastung des Netzes zu vermeiden, wird das Huckepack-Datenpaket vorzugsweise mit einer Nachricht so verbunden, dass es in ein Segment des Nutzinformationsabschnitts des Nachrichtenrahmens eingebettet wird, welcher von der darin enthaltenen Nachricht nicht belegt ist.
  • Die vorliegende Erfindung erzielt eine Einsparung von Ressourcen durch Abwicklung der Verteilung von Hauptdaten ausschließlich innerhalb des Kommunikations-Subsystems. Die Verteilung der Hauptdaten erfordert jedoch ein gewisses anwendungsebenenspezifisches Wissen, welches gemäß der früheren Technik die Beteiligung des Anwendungs- bzw. Host-Subsystems erfordern würde. Um eine solche Beteiligung des Host-Subsystems auszuschließen, kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft Weiterleitungsdaten bereitstellen, welche eine oder mehrere von der Anwendung eingefügte Weiterleitungsregeln enthalten. Die Weiterleitungsregel enthält hierbei einen klaren Hinweis auf die Anwendung, welche die Regel aufstellt.
  • Weiterhin kann in das Kommunikations-Subsystem zur Entscheidung, wie das Datenpaket anhand der Weiterleitungsregeln weitergeleitet werden soll, ein Weiterleitungs-Entscheidungsmittel implementiert sein.
  • Die Weiterleitungsdaten können in geeigneter Weise zwei oder mehrere verschiedene Weiterleitungsschemata enthalten, welche eine Anpassung eines Weiterleitungsprozesses an die vorhandenen Netzverbindungsbedingungen ermöglichen. Eine in den Weiterleitungsdaten vorhandene Kennung kann hierbei in geeigneter Weise das jeweilige Weiterleitungsschema festlegen. Die mit einem Weiterleitungsschema verbundenen Daten sind vorzugsweise in den Hauptdaten codiert.
  • Um sicherzustellen, dass das Netz nicht mit unzustellbaren Datenpaketen überflutet wird, enthalten die in ihnen vorhandenen Weiterleitungsdaten vorzugsweise Lebensdauer-Informationen, welche ein Zeitlimit für die Weiterleitung der Hauptdaten im Datenpaket setzen.
  • Die Huckepack-Verbindung des Datenpakets mit einer Nachricht, die den Knoten verlassen soll, wird effektiv mittels eines Nachrichten-Multiplexers erzeugt, der im Verteilungsmittels des in diesem Knoten eingerichteten Kommunikations-Subsystems enthalten ist. Die Abtrennung des Datenpakets von einer eingehenden Nachricht wird vorzugsweise durch einen Nachrichten-Demultiplexer durchgeführt, der ebenfalls im Verteilungsmittel des betreffenden Knotens enthalten ist.
  • Zur Auswertung der Weiterleitungsdaten und der entsprechenden Abwicklung der dazugehörigen Hauptdaten und Datenpakete weist das Kommunikations-Subsystem vorzugsweise ein Weiterleitungsmittel zur Steuerung der Abfertigung der Hauptdaten in Verbindung mit dem Huckepack-Verbindungsprozess auf.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Detail bezüglich spezifischer Ausführungen und anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen
  • 1 eine Gesamtansicht der Netzarchitektur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 einen Vorgang der Informationsverteilung innerhalb eines Kommunikations-Subsystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3 die Grundlagen eines Verfahrens für die Informationsverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 4 einen Nachrichtenrahmen ohne (a) und mit (b) einem ungenutzten Raum im Nutzinformationsabschnitt zeigt,
  • 5 schematisch eine anwendungsabhängige Weiterleitungssteuerung zeigt,
  • 6 ein Ablaufdiagramm mit einem Beispiel eines Steuerungsablaufs für die Informationsverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass den herkömmlichen Huckepack-Verfahren einen beträchtlichen Teil der Ressourcen deswegen verbraucht werden, weil sie die oberen anwendungsorientierten Schichten einer Netzarchitektur in Anspruch nehmen. Dies ist besonders nachteilig bei drahtlosen Netzanwendungen, deren Knoten mit einem begrenzten Energievorrat, z. B. einer Batteriestromversorgung, auskommen müssen.
  • Die Nutzung der anwendungsorientierten Schichten zur Huckepack-Verbindung von Daten führt weiterhin dazu, dass nicht alle in einem Netz verfügbaren Arten von Datenverkehr dafür verwendet werden können. Dies betrifft jene Datenübertragungsverfahren, die ausschließlich von den unteren transportorientierten Schichten der Netzarchitektur abgewickelt werden. Um den gesamten in einem Netz verfügbaren Datenverkehr zu nutzen, schlägt die vorliegende Erfindung einen Informationsverteilungsmechanismus auf der Grundlage eines Huckepack-Verfahrens vor, das direkt in den transportorientierten Schichten der Netzarchitektur implementiert ist. So wird die jeweils ungenutzte Bandbreite für den Informationsaustausch zwischen den Netzknoten verfügbar gemacht.
  • Die einzelnen Merkmale der Netzarchitektur unterscheiden sich in den diversen Netzarten erheblich. Es kann jedoch prinzipiell zwischen zwei Subsystemen unterschieden werden, dem Anwendungs-Subsystem und dem Kommunikations-Subsystem. Das Anwendungs-Subsystem bzw. Hostprozessor-Subsystem wird durch den Ausführungsraum von Anwendungen und den dafür erforderlichen Komponenten des Betriebssystems festgelegt. Das Kommunikations-Subsystem wird dagegen vom Ausführungsraum der kommunikationsbezogenen Prozesse wie z. B. der Datenübertragungssteuerung und/oder Sicherungsschichtsteuerung definiert. Einige Hardware-Komponenten sind möglicherweise für die Implementierung beider Subsysteme erforderlich.
  • Eine Gesamtansicht der Netzarchitektur gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Jeder Knoten 2, 2' oder 2'' im Netz 1 enthält einen Anwendungsprozessor 3 zur Abwicklung der softwarenahen (bzw. hochwertigen) Informationsverarbeitung 5 des Anwendungs-Subsystems sowie einen Kommunikationsprozessor 4 zur Abwicklung der hardwarenahen (bzw. niederwertigen) Informationsverarbeitung 6 des Kommunikations-Subsystems. Der Kommunikationsprozessor verwaltet außerdem die Datenübertragung 7 zwischen den Knoten 2, 2' oder 2'' im Netz. Beide Prozessoren arbeiten unabhängig voneinander, so dass einer inaktiv sein kann, während der andere noch beschäftigt ist. Die Implementierung der Informationsverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung spart demnach Ressourcen ein, da der Prozessor auf den oberen Schichten in einen Energiesparmodus versetzt werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung sind die oberen Schichten für die Verteilung der Daten nicht erforderlich, so dass das Kommunikationsaufkommen zwischen den unteren Schichten und einige Berechnungen auf den oberen Schichten verringert werden, was letztendlich zu einem reduzierten Verbrauch von Ressourcen führt.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass Informationsverarbeitung und Datenverarbeitung in der vorliegenden Beschreibung generell synonym verwendet werden, da Daten als Träger von Informationen betrachtet werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht allein auf ein autarkes Netz, sondern umfasst auch einen Netzverbund, der den Informationsaustausch zwischen einzelnen Netzen mittels eines Verbindungsgeräts, z. B. eines Routers, ermöglicht, welches Teil des Kommunikations-Subsystems ist. Die Weiterleitung eines Datenpakets von seinem Ursprungs- oder einem Transitnetz zum Netz seines Zielknotens basiert in der Regel auf dem derzeitigen Verständnis des Zustands der Netze, mit welchen das Verbindungsgerät verbunden ist. Routing-Protokolle wie OSFP (Open Shortest Path First) und AODV (Ad hoc On-Demand-Distance Vector) spezifizieren, wie und wann eine Nachricht von einem Netz zu einem anderen übertragen werden muss, stellen aber kein Mittel bereit, welches die Übertragung von auf bereits vorhandenen Datenverkehr aufgesetzten zusätzlichen Daten ermöglicht.
  • Die detailliertere Darstellung in 2 zeigt eine Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Knoten 2 mit einem innerhalb eines Kommunikations-Subsystems 8 enthaltenen Informationsverteilungssystem. Das Verteilungsmittel wird vorzugsweise innerhalb eines MAC/LLC-Standards (Medium Access Control/Logical Link Control) des Kommunikations-Subsystems 8 gebildet. So können kürzere Nachrichten an zahlreiche Zielknoten ohne zusätzlichen Bandbreitenbedarf verteilt werden.
  • Im Allgemeinen gibt es keinen Unterschied zwischen dem Inhalt der Daten, die huckepack verteilt werden, und dem Inhalt von Daten bzw. Nachrichten, die als Träger der Huckepack-Daten dienen. Aber der dazugehörige Datenverkehr unterscheidet sich. Die Daten, welche als ein Träger für die Huckepack-Daten verwendet werden könnten, werden in Form eines expliziten Verkehrs weitergeleitet, d. h., diese Daten werden über eine explizite Netzverbindung weitergeleitet. Eine explizite Netzverbindung wird zwischen einem Ursprungsknoten und einem oder mehreren Zielknoten aufgebaut. Sie kann beispielsweise bei Rundsprüchen oder Verwaltungsinformationen auch zu allen Zielknoten führen. Der durch die Verteilung von Huckepack-Daten erzeugte Datenverkehr ist implizit, da er nicht direkt den Aufbau einer expliziten Netzverbindung zwischen einem Ursprungsknoten zu den Bestimmungs- bzw. Zielknoten erfordert. Er ist nur auf den schon vorhanden expliziten Datenverkehr aufgesetzt.
  • Das Kommunikations-Subsystem 8 enthält ein Verteilungsmittel 9, das den impliziten in Verbindung mit dem expliziten Datenverkehr verwaltet. Um einer straffen Beschreibung der Erfindung willen werden die mittels impliziten Datenverkehrs verteilten Daten im Folgenden als Hauptdaten und die mittels expliziten Datenverkehrs verteilten Daten als Nachrichten bezeichnet. Diese Bezeichnungen bedeuten keine Einschränkung im Hinblick auf den Dateninhalt an sich.
  • Die Hauptdaten werden mit an sie angehängten Weiterleitungsinformationen in Form von Weiterleitungsdaten bereitgestellt. Das Anhängen der Weiterleitungsdaten an die Hauptdaten kann auch einige Codiermechanismen aufweisen. Die Hauptdaten bilden zusammen mit den angehängten Weiterleitungsdaten ein Datenpaket. Dieses Datenpaket wird huckepack mit einer Nachricht verbunden, die über eine explizite Netzverbindung mittels eines bekannten oder eines nachstehend beschriebenen Huckepack-Mechanismus übertragen werden sollen.
  • Das Verteilungsmittel 9 weist einen Empfangsschaltkreis 9a und einen Übertragungsschaltkreis 9b auf. Der Empfangsschaltkreis 9a enthält einen Nachrichten-Demultiplexer 10 zur Abtrennung des Huckepack-Datenpakets 11 von der Trägernachricht. Die Nachricht besteht normalerweise aus Inhaltsdaten 12, die zur Verteilung mittels explizitem Datenverkehr vorgesehen sind, und internen Verwaltungsdaten 13, die zur Durchführung der jeweiligen expliziten Datenverteilung in einem Netz erforderlich sind. Der Nachrichten-Demultiplexer 10 trennt beide Nachrichtenkomponenten, und die explizit übertragenen Daten 12 (die Inhaltsdaten) werden an die oberen Schichten 5 zur weiteren Verarbeitung übergeben.
  • Das implizit übertragene Datenpaket 11 wird im Empfangsschaltkreis 9a in die Hauptdaten 14 und die Weiterleitungsdaten 15 aufgespaltet. Der Empfangsschaltkreis 9a des Verteilungsmittels untersucht den Inhalt der Weiterleitungsdaten 15 nach einem Eintrag bezüglich der Adresse des momentanen Knotens 2. Nur in dem Fall, dass der Host-Knoten 2 in den Weiterleitungsdaten 15 aufgeführt ist, wird eine Kopie der Hauptdaten 14 an die oberen Schichten 5 übergeben. Der Eintrag für den Host-Knoten wird dann aus den Weiterleitungsdaten 15 gelöscht, bevor diese als modifizierte Weiterleitungsdaten 15' an den Übertragungsschaltkreis 9b des Verteilungsmittels 9 zusammen mit den Hauptdaten 14 übergeben werden. Falls der Host-Knoten der einzige Eintrag in den Weiterleitungsdaten ist, entfällt der letzte Schritt des Prozesses.
  • Der Übertragungsschaltkreis 9b des Verteilungsmittels 9 übernimmt die Hauptdaten vom Empfangsschaltkreis 9a des Verteilungsmittels 9 und aus den oberen Schichten 5. Sind Hauptdaten aus beiden Quellen vorhanden, können sie zu einem Datenpaket unter der Bedingung zusammengefasst werden, dass das Weiterleitungsschema, d. h., die in Form der modifizierten Weiterleitungsdaten 15' vorliegenden Abfertigungsinformationen, für die aus beiden Quellen stammenden Hauptdaten 14 und 14' identisch ist, was z. B. bei Rundsprüchen der Fall ist. Üblicherweise wird jede Einheit der Hauptdaten 14 aus dem Empfangsschaltkreis und 14' aus den oberen Schichten getrennt abgewickelt und mit ihren jeweiligen Weiterleitungsdaten 15' bzw. 16 an das Datenpaketerzeugungs-Mittel 17 übergeben.
  • Inhaltsdaten 19 für zu übertragende Nachrichten aus den oberen Schichten 5 werden vom Übertragungsschaltkreis 9b empfangen. Sie werden mit internen Verwaltungsdaten 20 zu einer Nachricht 21 zusammengefasst. Der Nachrichten-Multiplexer 18 verbindet dann das Datenpaket 17 huckepack mit der Nachricht 21 und überträgt sie über eine explizite Netzverbindung an einen oder mehrere in den internen Verwaltungsdaten 20 festgelegte Knoten. Der Nachrichten-Multiplexer 18 kann entweder ein Datenpaket 17 huckepack mit einer beliebigen gerade verfügbaren Nachricht 21 verbinden oder die Nachricht anhand einer Übereinstimmung der Einträge in den modifizierten Weiterleitungsdaten 15' und den internen Managementdaten 20 auswählen. Wenn kein bestimmter Adressat in den Weiterleitungsdaten des Datenpakets angegeben ist, kann der nächste Knoten so ausgewählt werden, dass sichergestellt wird, dass alle Knoten nach einer gewissen Zeit die Nachricht erhalten. Die Auswertung der Weiterleitungsdaten und die entsprechende Abwicklung der Hauptdaten und Datenpakete wird von einem Weiterleitungsmittel übernommen, welches in 2 nicht gezeigt, aber im Verteilungsmittel 9 enthalten ist.
  • Die grundlegenden Schritte des vom Verteilungsmittel 9 ausgeführten Verfahrens sind in 3 dargestellt. Die Hauptdaten mit den dazugehörigen Weiterleitungsdaten werden im Ursprungsknoten in Schritt S00 vorbereitet. Beide werden im darauffolgenden Schritt S01 zu einem Datenpaket zusammengefasst, welches anschließend in Schritt S02 huckepack mit einer Nachricht verbunden wird, die vom Ursprungsknoten an einen oder mehrere Empfangsknoten über eine explizite Netzverbindung übertragen werden soll. Als Nächstes wird in Schritt S03 die Nachricht einschließlich ihrer Huckepack-Daten über die zwischen dem Ursprungs- und jedem einzelnen Empfangsknoten aufgebaute explizite Netzverbindung übertragen.
  • Ein gestrichelter Pfeil, der darauf hinweist, dass das Verfahren beginnend mit dem nächsten Schritt S10 an einem anderen Knoten, genau gesagt, ein einem Empfangsknoten, fortgesetzt wird, zeigt die Übertragung über die Netzverbindung an. Nach Empfang der Nachricht mit dem Huckepack-Datenpaket in Schritt 10 wird das Datenpaket in Schritt 11 zunächst von der als Trägernachricht abgetrennt, bevor es in Schritt 12 selbst in seine Bestandteile, die Hauptdaten und die Weiterleitungsdaten, aufgespaltet wird. Am Empfangsknoten, oder genau gesagt, im Empfangsschaltkreis des Verteilungsmittels am Empfangsknoten, werden in Schritt S13 die Weiterleitungsdaten ausgewertet, um festzustellen, ob der momentane Knoten als ein Empfänger in den Weiterleitungsdaten aufgeführt ist und ob weitere Zieladressen darin genannt sind. Wenn der momentane Host-Knoten als Adressat für die Hauptdaten verzeichnet ist, wird eine Kopie der Hauptdaten an seine oberen Schichten, d. h., an sein Anwendungs-Subsystem, übergeben. Befinden sich keine weiteren Adressaten in den Weiterleitungsdaten, ist keine Weiterleitung der Huckepack-Daten erforderlich und das Verfahren endet mit diesem Schritt.
  • Im Allgemeinen befinden sich eine oder mehrere weitere Zieladressen in den Weiterleitungsdaten, so dass das Verfahren fortgesetzt wird. Falls der momentane Knoten als ein Adressat in den Weiterleitungsdaten festgelegt worden ist, werden diese in Schritt S14 durch das Löschen des betreffenden Eintrags modifiziert. Die so modifizierten Weiterleitungsdaten werden dann in Schritt S15 mit den Hauptdaten zur Erzeugung eines modifizierten Datenpakets kombiniert, welches dann huckepack mit einer Nachricht verbunden wird, die in Schritt S16 an einen weiteren Empfangsknoten zu übertragen ist. Diese Nachricht mit ihrem modifizierten Huckepack-Datenpaket wird in Schritt S17 schließlich an den einen oder mehrere weitere Empfangsknoten über eine explizite Netzverbindung übertragen. Der Prozess wird bei diesen weiteren Empfangsknoten mit Schritt S10 so lange fortgesetzt, bis jeder in den Weiterleitungsdaten aufgeführte Knoten die begleitenden Hauptdaten empfangen hat.
  • Die Huckepack-Verbindung eines Datenpakets wird vorzugsweise durch Aufsetzen einiger zusätzlicher Nutzinformationen auf Verwaltungsrahmen wie z. B. Beacon-Nachrichten erzeugt. Eine Möglichkeit dafür besteht darin, einige spezifische Felder an vorhandene Rahmen anzufügen und diese, falls erforderlich, zur Aufnahme der Huckepack-Informationen in Form eines oben beschriebenen Datenpakets zu nutzen. Einige Netzprotokolle sehen bereits einige zusätzliche Felder vor, die für diese Verwendung von Anwendungen reserviert werden und auch für den gegebenen Zweck genutzt werden können, z. B. das 8-Bit-Dienstfeld im 'Physical Layer Convergence Protocol' (IEEE 802.11 PLCP). Einige Netzprotokolle benötigen einen Hinweis darauf, dass sich Huckepack-Daten in der Nachricht befinden. Dazu werden zusätzliche Felder in den Header des Verwaltungsrahmens eingefügt. Sobald Hauptdaten innerhalb einer gewissen Zeitdauer an alle Netzknoten übertragen werden müssen, werden periodisch übertragene Verwaltungsnachrichten wie z. B. Beacon-Nachrichten verwendet.
  • Ein alternativer Huckepack-Mechanismus, der vom Verteilungsmittel 9 gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, besteht im Ersetzen einiger Verwaltungsdaten eines Verwaltungsrahmens durch ein Nutzdatenpaket. Dies betrifft hauptsächlich nicht in jedem Fall erforderliche redundante Informationen wie z. B. Informationen, die der Ursprungsknoten jedem einzelnen Rahmen hinzufügt und die daher ohne weiteres aus dem Kontext der übertragenen Rahmen rekonstruiert werden könnten. Es genügt, die betreffenden Daten nur ein Mal oder in regelmäßigen Abständen zu übertragen, so dass der belegte Platz für Huckepack-Datenpakete in den übrigen Nachrichten genutzt werden kann.
  • In diesem Fall muss der Datenaustausch auf festgelegte Weise erfolgen, damit der Empfangsknoten den Dateninhalt nicht fehlinterpretiert. Die kann einerseits erreicht werden, indem in einer vorausgehenden Nachricht ein kurzer Hinweis auf den Ersetzungsvorgang übertragen wird. Alternativ werden in einer Nachricht an einer gewissen Position in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Nachrichten, z. B. jede dritte in einer Folge von fünf Nachrichten, standardmäßig die redundanten Informationen durch Huckepack-Daten ersetzt. Eine zweite Alternative ist die Verwendung eines Hinweises auf den ersetzten Inhalt innerhalb der Nachricht. Der Hinweis ist entweder in einem zusätzlichen Header-Feld enthalten oder wird mittels einer festgelegten Ursprungsknotenadresse gegeben, die als solche darauf hinweist, dass die Nachricht ein bestimmtes Format hat, d. h., ein Huckepack-Datenpaket trägt. Aber auch die orthogonalen zyklischen Blockprüfungen können zur Identifizierung der diversen Nachrichtenarten verwendet werden. Um den Inhalt einer Nachricht abzurufen, wird sie allen verfügbaren zyklischen Blockprüfungen unterzogen, wobei die eine positive Prüfung die Art der vorliegenden Nachricht anzeigt.
  • Das Verteilungsmittel 9 ist auch in der Lage, ungenutzte Teile eines Nachrichtenrahmens zu verwenden. Dies ist besonders in Netzsystemen nützlich, die ein Datenrahmenformat mit einer festen Länge aufweisen, was dazu führt, dass in einer Vielzahl von Rahmen einige für Nutzinformationen reservierte Abschnitte ungenutzt bleiben, wie es anhand des Datenrahmens (b) in 4 dargestellt ist. Dieser ungenutzte Nutzinformationsraum wird zur Aufnahme eines Datenpakets verwendet, welches dann huckepack mit der Nachricht übertragen wird.
  • Abweichend von dem, was vorstehend erläutert wurde, kann das Datenpaket in einigen Fällen, in denen die Größe einer Hauptdateneinheit den in Nachrichten für Huckepack-Daten verfügbaren Platz übersteigt, nur die Weiterleitungsdaten und eine Ankündigung enthalten, dass die eigentlichen Hauptdaten zustellungsbereit sind. Diese Hauptdaten müssen dann entweder explizit von den Knoten, welche die Zustellungsankündigung empfangen haben, vom Ursprungsknoten angefordert werden, oder sie werden nach einer gewissen Zeitspanne, die lang genug ist, dass die Empfangsknoten die eingehenden Hauptdaten erkennen können, weitergeleitet. In beiden Fällen werden die Hauptdaten getrennt über andere Kommunikationskanäle mit höherer Übertragungsbandbreite übertragen.
  • Der Inhalt der Weiterleitungsdaten ist normalerweise nicht auf die Auflistung der Empfangsknoten für die dazugehörigen Hauptdaten beschränkt. Die Hauptdaten enthalten außerdem die in dieser Spezifikation als Weiterleitungsschema bezeichneten Informationen, die sich auf die Umstände beziehen, unter denen die Hauptdaten an ihre jeweiligen Adressaten übertragen werden sollen. In den meisten Fällen spezifiziert das Weiterleitungsschema eine sogenannte 'Lebensdauer', welche ein Zeitlimit für die Zustellung des jeweiligen Datenpakets setzt. Nach Ablauf dieses Zeitlimits erfolgt kein weiterer Versuch, das Datenpaket weiterzuleiten, um das Netz nicht zu überfluten. Anstelle des Hinweises auf festgelegte Empfangsknoten für die Hauptdaten kann das Weiterleitungsschema eine gewisse Gruppe von Knoten oder spezielle Arten von Knoten oder nur eine gewisse Anzahl willkürlich gewählter Knoten für die Zustellung festlegen.
  • Da der Weiterleitungsprozess gemäß der vorliegenden Erfindung nur vom Kommunikations-Subsystem der Netzarchitektur abgewickelt wird, ist die Informationsverteilung vom Anwendungs-Subsystem abgekoppelt. So kann der Anwendungsprozessor im Energiesparmodus bleiben, während der Kommunikationsprozessor die Informationsverteilung abwickelt. Allerdings erfordert der korrekte Abschluss der Weiterleitung gewisser Typen von Hauptdaten anwendungsebenenspezifisches Wissen. Damit der Anwendungsprozessor nicht an der jeweiligen anwendungsabhängigen Steuerung der Weiterleitung beteiligt werden muss, wird das betreffende anwendungsebenenspezifische Wissen dem Kommunikations-Subsystem mitgeteilt, so dass der Kommunikationsprozessor anstelle des Anwendungsprozessors handeln kann. Somit wickeln hierbei ausschließlich die unteren Schichten der Netzarchitektur die Informationsverteilung ab, wobei immer noch eine anwendungsspezifische Informationsverteilung erreicht werden kann.
  • Das anwendungsebenenspezifische Wissen wird mitgeteilt, indem es der jeweiligen Anwendung 22 ermöglicht wird, in den Ausführungsraum 4 des Kommunikations-Subsystems Auswerteregeln 23 betreffend die Abfertigungsinformationen eines gewissen Typs von Hauptdaten einzufügen, wie in 5 gezeigt. Ein Weiterleitungs-Entscheidungsmittel 24 des Kommunikationsprozessors 4 verarbeitet dann diese anwendungsbasierten Auswerteregeln 23 zur Auswertung der Abfertigungsdetails. Die Auswerteregeln 23 können aus einem Code bestehen, der für eine gewisse Art von Hauptdaten ausgeführt werden muss, aus einem Code, der an die Hauptdaten selbst angefügt wird und in jedem Knoten, der die Hauptdaten empfängt, ausgeführt wird, oder aus einer einfachen Metrik, die gemäß den Hauptdaten ausgeführt wird.
  • Die Auswerteregeln 23 spezifizieren nicht nur die Einzelheiten der für eine bestimmte Anwendung 22, 22' oder 22'' spezifische Weiterleitung, sondern ermöglichen darüber hinaus eine Datenfusion, d. h. die Erfassung und Auswertung von Daten innerhalb des Kommunikations-Subsystems. Die Identifizierung einer Anwendung 22, welche die Verarbeitung spezifischer Auswerteregeln 23 erfordert, kann in den Hauptdaten direkt oder indirekt angezeigt werden, z. B. mittels einer gewissen inhärenten Kenntnis der für die Hauptdaten verwendeten Datenstruktur. Mit einer auf alle Hauptdaten angewendeten anwendungsspezifischen Regel kann weiterhin die Anwendung 22, 22' oder 22'' identifiziert sowie geprüft werden, welche Hauptdaten zu einem korrekten Ergebnis geführt haben. Durch eine Codierung oder Anreicherung der Hauptdaten auf anwendungsspezifische Weise, z. B. das Einflechten eines Fingerprints zur Identifizierung der betreffenden Anwendung, kann in den Hauptdaten ebenfalls ein Hinweis auf die Anwendung gegeben werden.
  • Die Weiterleitungsdaten können außerdem mehr als ein Weiterleitungsschema enthalten. Jeder am Weiterleitungsprozess beteiligte Knoten ist daher in der Lage, jenes Weiterleitungsschema auszuwählen, das für ihn im Hinblick auf die vorliegenden Hauptdaten geeignet ist. Diese Auswahl basiert auf einer korrekten Festlegung der Weiterleitungsschemata, beispielsweise bezüglich der Form, wie ein Hinweis in den Hauptdaten gegeben werden kann, z. B. innerhalb der ersten n Bits. Andererseits kann die Festlegung auch auf einem gewissen oben beschriebenen anwendungsspezifischen Wissen oder auf der weiterleitungsspezifischen Codierung oder Anreicherung der Hauptdaten, z. B. mittels orthogonalen zyklischen Blockprüfungen, Hash-Codes o. ä. basieren.
  • Ein Steuerungsablauf für die der Informationsverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung ist beispielhaft in 6 dargestellt. Ein Empfangsschaltkreis 9a des Verteilungsmittels an einem Knoten empfängt in Schritt S20 eine eingehende Nachricht und extrahiert aus ihr in Schritt S21 das Huckepack-Datenpaket 11. Wenn das Datenpaket wie oben beschrieben anwendungsspezifische Daten enthält, die in Schritt S22 ausgewertet werden, folgt in Schritt S23 die Verarbeitung der Daten anhand der anwendungsspezifischen Auswerteregeln 23 und im nachfolgenden Schritt S24 die entsprechende Festlegung der Empfangsknoten, bevor sie in Schritt S25 in eine Warteschlange gestellt werden, um huckepack mit einer Nachricht verbunden zu werden, welche vom Übertragungsschaltkreis des Verteilungsmittels 9 über das Netz 1 übertragen werden soll.
  • Enthält das Datenpaket keine anwendungsspezifischen Daten, springt der Prozess von Schritt S22 zu Schritt S26 und prüft die Daten auf das Vorhandensein eines Hinweises auf eine Lebensdauer-Information. Nachdem eine verfügbare Lebensdauer-Information gefunden worden ist, prüft das System in Schritt S27, ob die Lebensdauer bereits überschritten ist und bricht, falls ja, die Weiterleitung in Schritt S33 ab. Andernfalls wird der Lebensdauer-Wert in Schritt S29 um einen gewissen Betrag verringert, bevor in Schritt S30, welcher unmittelbar dem Schritt S27 folgt, wenn dort keine Lebensdauer-Information erkannt wird, das System auf das Vorhandensein duplizierter Hauptdaten untersucht wird. Stellt sich im darauffolgenden Schritt S31 heraus, dass die Hauptdaten bereits übertragen worden sind, wird die Weiterleitung des Datenpakets in Schritt S33 abgebrochen. Andernfalls werden in Schritt S32 die Empfangsknoten festgelegt und in Schritt S25 das Datenpaket für die Huckepack-Zustellung mit einer Nachricht in eine Warteschlange gestellt.
  • Die Entscheidung, ob Hauptdaten noch einmal übertragen werden sollen, wird mittels einer Hash-Codierung der Hauptdaten selbst getroffen. Wenn ein Hash-Code schon einige Zeit zuvor verarbeitet worden ist, werden die Hauptdaten nicht weitergeleitet. Ein genauerer als der in 6 gezeigte Verteilungssteuerungsablauf verwendet die Ursprungsknotenadresse und eine laufende Nummer. Da dies jedoch eine Übertragung zusätzlicher Daten bedeutet, was generell zu vermeiden ist, um Ressourcen zu schonen, ist diese Ausführung auf einige wenige Fälle beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verteilung gewisser Informationen, insbesondere solcher mit geringem Datenumfang, ohne das Netz zusätzlich zu belasten. Sie ist z. B. nützlich für die Verteilung eines Hinweises auf ein in einem Netz verfügbares Gerät oder einen verfügbaren Dienst oder zur Verteilung von Netzstatusinformationen wie z. B. die momentane Bandbreite an einem bestimmten Knoten, die Anzahl der Verbindungen o. ä. Zu weiteren Anwendungen zählen z. B. Verteilung von Routing-Informationen wie die aktuellen Routing-Tabellen eines Knotens, Implementierung einer einfachen Rundspruch-Fähigkeit innerhalb von Netzsystemen, in denen sie nicht verfügbar ist oder sehr viele Ressourcen verzehrt, oder Verteilung von Daten zur Synchronisation oder Aktualisierung verteilter Datenstrukturen.
  • Ein weiteres Anwendungsszenario bezieht sich auf ein drahtloses Ad-hoc-Frequenzsprungnetz, in welchem jede Komunikation abgesehen von der Übertragung einiger Verwaltungsrahmen verschlüsselt erfolgt. Der Aufbau einer verschlüsselten Verbindung zwischen zwei Knoten in solchen Netzen erfordert ein gegenseitiges Vertrauensverhältnis. So besteht ein Mittel zur Kommunikation zwischen nicht vertrauenswürdigen Knoten in der Huckepack-Verbindung der Daten mit den nicht verschlüsselten Verwaltungsrahmen gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung stellt dazu eine Art Hintergrund-Mittel bereit, mit dem geringe Mengen an Daten, z. B. Daten, die Informationen über die Verfügbarkeit eines Geräts oder Dienstes, Dienstgüte-Parameter o. ä. transportieren, an eine Reihe von Knoten innerhalb eines Netzes übertragen werden können. Sie implementiert einen zusätzlichen Hintergrund-Kommunikationskanal innerhalb eines bestehenden Netzes, aufgesetzt auf den schon vorhandenen Datenverkehr. So spart die vorliegende Erfindung Bandbreite und Ressourcen ein.

Claims (31)

  1. Verfahren zur Weitergabe von Hauptdaten über ein Netz (1), aufweisend die Schritte: – Erzeugung eines Datenpakets (11) in einem Ursprungsknoten (2, 2', 2''), wobei Weiterleitungsdaten (15, 15') an die Hauptdaten (14, 14') angehängt werden, welche die Abfertigungsdetails für die Hauptdaten (14, 14') spezifizieren, – Herstellung einer Huckepack-Verbindung im Ursprungsknoten (2, 2', 2'') zwischen dem Datenpaket (11) und einer Nachricht (21), die vom Ursprungsknoten (2, 2', 2'') an einen Empfangsknoten (2, 2', 2'') über eine explizite Netzverbindung übertragen werden soll, – Übertragung der Nachricht (21) mit dem Huckepack-Datenpaket (11) vom Ursprungsknoten zum Empfangsknoten über die zwischen beiden Knoten aufgebaute explizite Netzverbindung, – Empfang der vom Ursprungsknoten übertragenen Nachricht (21) mit dem Huckepack-Datenpaket (11) am Empfangsknoten (2, 2', 2'') und Abtrennung des Datenpakets (11) von der Nachricht, – Aufteilung des Datenpakets (11) im Empfangsknoten (2, 2', 2'') in die Weiterleitungsdaten (15) und die Hauptdaten (14), – Auswertung der Weiterleitungsdaten (15) im Empfangsknoten (2, 2', 2'') und Weiterleitung einer Kopie der Hauptdaten (14) zum Anwendungs-Subsystem (5) des Empfangsknotens (2, 2', 2''), falls der Empfangsknoten in den Weiterleitungsdaten als Adressat angegeben ist, – Modifizierung der Weiterleitungsdaten (15) durch Löschen der Empfangsknoten-Adresse im Empfangsknoten (2, 2', 2''), falls dieser darin als Adressat angegeben ist, – Erzeugung eines modifizierten Datenpakets (15') im Empfangsknoten (2, 2', 2'') durch Anhängen der modifizierten Weiterleitungsdaten (15') an die Hauptdaten (14, 14'), – Herstellung einer Huckepack-Verbindung im Empfangsknoten (2, 2', 2'') zwischen dem modifizierten Datenpaket (15') und einer weiteren Nachricht (21), die vom Empfangsknoten (2, 2', 2'') an einen weiteren Empfangsknoten (2, 2', 2'') über eine weitere explizite Netzverbindung übertragen werden soll, – Übertragung der weiteren Nachricht (21) mit dem modifizierten Huckepack-Datenpaket vom Empfangsknoten (2, 2', 2'') an den weiteren Empfangsknoten (2, 2', 2'') über die weitere zwischen beiden Knoten aufgebaute explizite Netzverbindung, wobei jeder Schritt im Kommunikations-Subsystems (4) jedes beteiligten Knotens (2, 2', 2'') ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikations-Subsystem durch den Ausführungsraum für hardwarenahe (bzw. niederwertige) Datenverarbeitung (6) und Datenübertragung (7) festgelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikations-Subsystem ein durch eine Sicherungsschicht-Verwaltung und eine Übertragungsmittelzugriffs-Steuerung erzeugtes Ausführungsprogramm ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausführungsraum des Kommunikations-Subsystems eine Datenübertragungs-Steuerung enthält.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nachricht (21) für die Huckepack-Verbindung mit dem Datenpaket (11) unter der Bedingung ausgewählt wird, dass der Empfangs- oder der weitere Empfangsknoten für die Nachricht als Adressat in den Weiterleitungsdaten (15) drs Datenpakets (11) aufgeführt ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenpaket (11) durch Anfügen eines oder mehrerer zusätzlicher Felder an den die Nachricht enthaltenden Nachrichtenrahmen huckepack mit einer Nachricht (21) verbunden und dass es in diese zusätzlichen Felder eingefügt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenpaket (11) huckepack mit der Nachricht (21) verbunden wird, indem das Datenpaket in ein oder mehrere Felder des die Nachricht enthaltenden Nachrichtenrahmens eingefügt wird, die von einer Anwendung dafür reserviert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Vorhandensein des Datenpakets (11) innerhalb eines vorhandenen oder angefügten Feldes im Nachrichtenrahmen hingewiesen wird, wobei beide im Header des Nachrichtenrahmens enthalten sind,
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenpaket (11) huckepack mit einer in einem Nachrichtenrahmen enthaltenen Nachricht (21) verbunden wird, indem eine Information in einem Nachrichtenrahmen durch das Datenpaket ersetzt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Datenpaket (11) zu ersetzende Information redundant ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ersatz der redundanten Information in einem vorhergehenden Nachrichtenrahmen angezeigt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ersatz der redundanten Information auf vorgegebene Nachrichtenrahmen aus einer Serie von Nachrichtenrahmen beschränkt ist, welche die redundante Information übertragen.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Ersatz der Information innerhalb des die Nachricht (21) enthaltenden Nachrichtenrahmens hingewiesen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Ersatz in einem im Header des Nachrichtenrahmens vorhandenen oder darin eingefügten Feld hingewiesen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Ersatz der Information durch einen dem Kommunikations-Subsystem (4) bekannten Indikator hingewiesen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator anhand der Adresse des Ursprungsknotens (2, 2', 2'') erzeugt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinweis auf den Ersatz der Information mittels einer orthogonalen zyklischen Blockprüfung zur Verfügung gestellt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptdaten (14, 14') nur eine Ankündigungsinformation bezüglich der Abfertigungsdetails für Daten enthalten, die von einem Empfangsknoten (2, 2', 2'') oder einem weiteren Empfangsknoten (2, 2', 2'') über eine explizite Netzverbindung mit einem Ursprungsknoten (2, 2', 2'') erfasst werden können.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenpaket (11) huckepack mit einer Nachricht (21) verbunden wird, indem es in ein Segment des Nutzinformationsabschnitts des Nachrichtenrahmens eingefügt wird, welches von der im Nachrichtenrahmen enthaltenen Nachricht (21) nicht belegt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsdaten (15, 15') eine oder mehrere von einer Anwendung eingefügte Weiterleitungsregeln (22, 22', 22'') enthalten.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsregel einen Hinweis auf die Anwendung (22, 22', 22'') enthält, welche die Regel aufstellt.
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikations-Subsystem (4) ein Weiterleitungs-Entscheidungsmittel enthält, das entscheidet, wie das Datenpaket (11) aufgrund der Weiterleitungsregeln weiterzuleiten ist.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsdaten (15, 15') mindestens zwei verschiedene Weiterleitungsschemata enthalten.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsdaten (15, 15') eine Kennung für jedes Weiterleitungsschema enthalten.
  25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten bezüglich eines Weiterleitungsschemas innerhalb der Hauptdaten (11) verschlüsselt sind.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitungsdaten (15, 15') eine Lebensdauer-Information enthalten, welche ein Zeitlimit für die Weiterleitung der Hauptdaten (14, 14') setzt.
  27. Knoten für die Weitergabe von Hauptdaten (14, 14') über ein Netz, wobei der Knoten ein Anwendungs-Subsystem (3) zur Bereitstellung des Ausführungsraums für softwarenahe (bzw. hochwertige) Datenverarbeitung (5) und ein Kommunikations-Subsystem (4) zur Bereitstellung des Ausführungsraums für hardwarenahe (bzw. niederwertige) Datenverarbeitung (6) enthält, wobei das Kommunikations-Subsystem in der Lage ist, eine Datenübertragung (7) zu einem weiteren Knoten (2, 2', 2'') im Netz (1) zu ermöglichen, und das Kommunikations-Subsystem (4) ein Datenweitergabe-Mittel (9) zur Weitergabe von Hauptdaten über das Netz (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 enthält.
  28. Knoten nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitergabe-Mittel des Kommunikations-Subsystems einen Nachrichten-Multiplexer (18) für die Herstellung einer Huckepack-Verbindung zwischen einem Datenpaket und einer abgehenden Nachricht enthält, wobei das Datenpaket aus den Hauptdaten mit angehängten Weiterleitungsdaten erzeugt wird, welche die Abfertigungsdetails für die Hauptdaten spezifizieren.
  29. Knoten nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Weitergabe-Mittel des Kommunikations-Subsystems einen Nachrichten-Demultiplexer (18) zur Abtrennung eines Datenpakets von einer eingehenden Nachricht enthält, wobei das Datenpaket aus den Hauptdaten mit angehängten Weiterleitungsdaten erzeugt wird, welche die Abfertigungsdetails für die Hauptdaten spezifizieren.
  30. Knoten nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikations-Subsystem (4) ein Weiterleitungs-Mittel zur Auswertung der die Hauptdaten betreffenden Weiterleitungsdaten und zur Steuerung der Huckepack-Verbindung eines die Hauptdaten enthaltenden Datenpakets auf Grundlage des Inhalts der Weiterleitungsdaten enthält.
  31. Netz zur Weitergabe von Hauptdaten von einem Ursprungsknoten an einen oder mehrere Empfangsknoten, wobei mindestens der Ursprungsknoten und ein Empfangsknoten einem Knoten (2, 2', 2'') nach einem der Ansprüche 27 bis 30 entsprechen, so dass im Netz (1) ein Anwendungs-Subsystem (3) zur Bereitstellung des Ausführungsraums für softwarenahe Datenverarbeitung und ein Kommunikations-Subsystem (4) zur Bereitstellung des Ausführungsraums für hardwarenahe Datenverarbeitung erzeugt werden, wobei das Kommunikations-Subsystem ein Datenweitergabe-Mittel (9) zur Weitergabe der Hauptdaten (14, 14') über das Netz gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 enthält.
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