-
Erfindungsgebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Mehrfachsendeoperationen
in Kommunikationsnetzen und insbesondere ein hierarchisches Mehrfachsende-Leitweglenkungsverfahren
in einer ATM-Netzarchitektur.
-
Stand der
Technik
-
Mehrfachsendung
(bzw. Punkt-zu-Mehrpunkt-Leitweglenkung) in ATM-Netzen (Asynchronous
Transfer Mode) ist ein Mechanismus zum Senden von ATM-Zellen von
einer Quelle zu mehreren Zielen unter Verwendung einer einzigen
Verbindung. Bei einem einfachen Ansatz für Mehrfachsendung würden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
von einer Quelle zu jedem der Ziele hergestellt werden, und die ATM-Zellen
würden
unter Verwendung dieser Verbindungen zu den jeweiligen Zielen gesendet
werden. Dieser Ansatz funktioniert jedoch nicht gut für Anwendungen
wie Videokonferenzen, da diese Anwendungen eine sehr hohe Bandbreite
erfordern. Weiterhin läßt sich
dieser Ansatz mit zunehmender Anzahl von Mehrfachsendeanwendungen
und der Anzahl von Zielen pro Verbindung nicht gut skalieren. Es
ist eine bedeutende Herausforderung, ein hochskalierbares Verfahren
für Mehrfachsendung
zu entwickeln, das auch hinsichtlich einer Kombination von Faktoren
wie Bandbreitenverbrauch und Laufzeit wirkungsvoll ist. Eine weitere
Herausforderung ist es, für jede
der Verbindungen irgendeine Dienstgüte (QoS – Quality of Service) zu garantieren.
-
Ein
erster Schritt zum Finden von wirkungsvollen Verfahren für Mehrfachsendung
besteht in der Definition eines Modells für das Problem. Netze werden
allgemein als gewichtete ungerichtete Graphen moduliert. Die Knoten
der Graphen stellen die Vermittlungssysteme und die Hosts dar. Kanten
stellen andererseits die physika lischen Verbindungsstrecken dar.
Durch das mit einer Kante verbundene Gewicht werden auf irgendeine
Weise die Kosten der Benutzung der Verbindungsstrecke (bezüglich Laufzeit,
Bandbreitenverbrauch oder Entfernung) widergespiegelt. Das Problem,
ein Verfahren für
Mehrfachsendung zu finden, läßt sich
auf das Finden eines Untergraphen des Netzgraphen reduzieren, der
gewisse Eigenschaften erfüllt.
Der Untergraph muß ein Baum
mit der Quelle als Wurzel und den Zielen als entweder internen Knoten
oder den Ästen
sein. Ein Fachmann würde
erkennen, daß dieser
Baum der Steiner-Baum
des Graphen für
die gegebenen Quellen- und Zielknoten genannt wird. Minimieren der Kosten
des Steiner-Baums
bei gleichzeitiger Erfüllung
der QoS-Bedingungen ergibt wirkungsvolles Mehrfachsenden. Es ist
zu bemerken, daß die
Kosten des Steiner-Baums die Summe der Kosten der einzelnen Verbindungsstrecken
sind, die Teil des Baums sind. Es hat sich herausgestellt, daß das Finden
des optimalen Steiner-Baums ein ziemlich aufwendiges Problem ist.
Aber es gibt gute Heuristiken, deren Lösungen durch einen Faktor von
dem Zweifachen der Kosten der optimalen Lösung umgrenzt sein können. Das
Problem des Findens des wirkungsvollen Baums wird das Leitweglenkungsproblem
für Mehrfachsendung
genannt. Bei verbindungsorientierten Netzen muß eine Verbindung hergestellt
werden, ehe die ATM-Zellen übertragen
werden können. Dies
wird unter Verwendung von Zeichengabe erreicht. Das Problem einer
wirkungsvollen Verbindungsherstellung wird als das Zeichengabeproblem in
ATM-Netzen bezeichnet.
-
Mehrfachsendungsanwendungen
können selbst
auf verschiedene Weisen modelliert werden, in Abhängigkeit
von ihrem Komplexitätsgrad.
Bei dem hier als Modell 1 bezeichneten einfachsten Modell sendet
eine einzige Quelle ATM-Zellen zu einer festen Menge von Zielen.
In diesem Fall kann der Steiner-Baum statisch berechnet werden,
ehe die Verbindung aufgebaut wird, und ATM-Zellen können entlang den Verbindungsstrecken entsprechend
Kanten des Steiner-Baums übertragen
werden.
-
Ein
als Modell 2 bezeichnetes etwas komplexeres Modell kann dynamische Änderungen
an der Menge von Zielen im Verlauf der Mehrfachsendung handhaben.
Die Ziele werden gemeinsam durch eine Mehrfachsendegruppenadresse
adressiert. Der Gruppenadresse zugewiesene ATM-Zellen werden zu
allen Zielen weitergeleitet, die Mitgliedschaft an der Gruppenadresse
angemeldet haben. Änderungen
der Zielmenge bewirken die Neuberechnung des Steiner-Baums.
-
Bei
den obigen Modellen sendet nur ein einziger Benutzer Daten zu der
Mehrfachsendegruppe. Die Komplexität der Mehrfachsendung nimmt
zu, wenn es mehrere Sender pro Mehrfachsendegruppe gibt (auch als
Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung bekannt). In diesem Fall kann
es einen getrennten Steiner-Baum für jeden Sender geben. Dieser
würde jedoch
aufgrund des gesteigerten Aufwandes zur Unterhaltung von Informationen über jeden
Steiner-Baum nicht skalierbar sein. Ein Weg, dieses Problem zu überwinden,
besteht in der Zuordnung eines Baums zur Mehrfachsendegruppe. Es
wird ein, der Kernknoten genannter Knoten im Baum gewählt, die ATM-Zellen
von allen Sendern zu empfangen. Der Kernknoten ist dann dafür verantwortlich
die Zellen zu allen Zielen im Baum zu senden. Obwohl dieses Verfahren
skalierbar ist, besteht das Hauptproblem dabei in der Überlastung
des Kernknotens, was zu Leistungsminderung führt.
-
Mehrfachsende-Leitweglenkung
im Internet
-
In
verbindungslosen Netzen wie dem Internet ist das Mehrfachsendungsproblem
etwas vereinfacht, da es keinen Zusatzaufwand von Verbindungsaufbau
und -management gibt. QoS-Erfordernisse sind jedoch schwer zu garantieren,
da verbindungslose Netze nur Dienste nach besten Bemühungen bereitstellen.
Durch Protokolle wie RSVP (Resource reSerVation Protocol) werden
die Mittel zum Reservieren von Ressourcen bereitgestellt, aber Implementierung
eines solchen Verfahrens ist noch nicht praktisch.
-
In
verbindungslosen Umgebungen wie dem Internet sind im Stand der Technik
mehrere Ansätze für Mehrfachsendung
vorgeschlagen worden. Der einfachste Ansatz wird als Flooding bzw.
gekürzte Rundsendung
bezeichnet. Hier werden Pakete zu allen Routern im Netz gefloodet,
und die Router haben die Verantwortung für die Mehrfachsendung der Pakete
in ihren örtlichen
Teilnetzen. Paketduplikate werden durch jeden Router verworfen.
Wenn ein Kriterium des „kürzesten
Weges" dazu benutzt
wird, zu entscheiden, welche Pakete gefloodet werden und welche
Pakete verworfen werden sollen, wird das resultierende Verfahren
RPF-Flooding (Reverse Path Flooding) genannt. Der Flooding-Mechanismus
beruht eigentlich auf dem abschnittsweisen Leitweglenkungsverfahren
im verbindungslosen Internet. Der Hauptnachteil bei Flooding besteht
darin, daß mehrere
redundante Pakete auf den Verbindungsstrecken übertragen werden. Für Videoanwendungen
mit hoher Bandbreite kann dies zur Blockierung im Netz führen, besonders
wenn Router einen getrennten Baum für jeden Sender einer Mehrfachsendegruppe unterhalten
müssen.
-
Die
Idee eines beispielsweise in XP000594794 beschriebenen CBT-Baums
(Core-Based Tree) erfordert die Unterhaltung nur eines Baums pro
Mehrfachsendegruppe. Jeder Mehrfachsendegruppe ist ein Kernknoten
zugeordnet. Dieser Knoten ist stets ein Teil des Mehrfachsendebaums
für diese
Gruppe. Ein Knoten, der zu dieser Gruppe gesendete Pakete zu empfangen
wünscht,
muß sich beim
Kernknoten anmelden. Der Kernknoten bildet einen Mehrfachsendebaum
mit allen Zielknoten. Wenn eine Quelle Pakete zur Gruppe zu senden wünscht, sendet
sie zuerst ein Paket zum Kernknoten. Wenn sich irgendeiner der Zwischenknoten
bereits auf dem Mehrfachsendebaum befindet, leitet er dann das Paket
auf den Verbindungsstrecken des Mehrfachsendebaums weiter. Der Hauptvorteil
dabei besteht darin, daß je
Mehrfachsendegruppe nur ein Baum unterhalten wird, wodurch diese
sehr skalierbar wird. Wenn es andererseits viele Sender gibt und alle
davon die Pakete zum Kernknoten senden, dann kann der Kernknoten
zu einem Engpaß werden.
Der Kernknoten ist auch der einzige Ausfall, weshalb dieser Algorithmus
nicht fehlertolerant ist.
-
Viele
der Anordnungen im Stand der Technik für Mehrfachsendung sind für das verbindungslose Modell
des Internets ausgelegt. In der Zukunft wird das Internet auf den
verbindungsorientierten ATM-spezifischen Netzen beruhen. So müssen Verfahren
zum Mehrfachsenden in den ATM-Netzen entwickelt werden. Es sind
mehrere Mehrfachsendungsanwendungen auf höheren Schichten mit ATM-Netzen als Basis
in Betracht gezogen worden. Bei einer derartigen Anwendung durch
die IETF-Arbeitsgruppe IP-over-ATM
(IPATM) wird der verbindungslose IP-Mehrfachsendungsdienst über ATM-spezifische Netze
abgebildet. Das Verfahren benutzt das Konzept eines MARS-Servers
(Multicast Address Resolution Server). Alle Knoten, die Mitglieder
einer bestimmten Gruppe zu sein wünschen, melden sich bei MARS
an. Um Daten zu der Mehrfachsendegruppe zu senden, sind zwei Verfahren
vorgeschlagen worden. Bei dem Mehrfachsendungsserververfahren ist mit
jeder Mehrfachsendegruppe ein Mehrfachsendungsserver verbunden,
und es kann mehr als einen Server geben, um sich um Lastenausgleich
und Fehlertoleranz zu kümmern.
Die Mehrfachsendungsserver melden sich ebenfalls bei einem MARS
an. Der Sender tritt mit dem MARS in Verbindung und erlangt die
Identität
des Servers, wo der MARS dann Verbindung mit dem Server herstellt.
Der Server besitzt eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung
mit allen Zielknoten und ist für
die Übertragung
der Daten zu allen Zielen verantwortlich. Neue Ziele treten ebenfalls
mit dem MARS in Verbindung und nehmen dann an der Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung
des Servers teil. In Abwesenheit eines Mehrfachsendungsservers sendet
der MARS die Liste aller Ziele zum Sender zurück. Der Sender baut dann eine
Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung mit allen Zielen auf. Bei diesem Verfahren
wird das Bestehen eines zugrundeliegenden Punkt-zu-Mehrpunkt-Protokolls
für ATM-spezifische
Netze angenommen.
-
Andere
Anwendungen wie Videokonferenz erfordern die Unterstützung von
Mehrfachsendung durch das zugrundeliegende System bei gleichzeitiger
Garantie einer gewissen Dienstgüte
wie beständige
Bandbreite, umgrenzte Laufzeiten und umgrenzter Laufzeit-Jitter.
Es ist nicht leicht, Ende-zu-Ende-Garantien und Dienstgüte bereitzustellen,
wenn ein abschnittsweiser Leitweglenkungsmechanismus benutzt wird.
Dies ist der Hauptmotivationsfaktor für die Entwicklung von Protokollen
für Mehrfachsendung
in ATM-Netzen.
-
Leitweglenkung
und Zeichengabe in ATM-Netzen
-
Leitweglenkung
und Zeichengabe sind die zwei Hauptkomponenten in der Auslegung
eines verbindungsorientierten Protokolls. Leitweglenkungsprotokolle
helfen bei der Berechnung eines wirkungsvollen Weges für die bestimmte
Verbindung. Zeichengabeprotokolle sind bei der wirkungsvollen Herstellung
und Verwaltung der Verbindung behilflich.
-
Ein
Zeichengabemechanismus bearbeitet Aufbau, Unterhaltung und Abbruch
von Verbindungen zwischen einer Quelle und möglicherweise mehr als einem
Ziel. Während
des Verbindungsaufbaus sind auch die Ressourcen auf den Verbindungsstrecken
reserviert, so daß Dienstgüte (QoS – Quality
of Service) für
die Verbindung garantiert werden kann. Vom ATM-Forum sind ATM-UNI-Zeichengabeme chanismen
an der Teilnehmer-Netz-Schnittstelle vorgeschlagen worden.
-
Das
grundlegende Punkt-zu-Punkt-Zeichengabeprotokoll ist ein Zweiweg-Handshake-Mechanismus.
Einige Zeichengabenachrichten sind globaler Beschaffenheit, das
heißt,
sie werden vom Ursprungsende bis zum Zielende ausgebreitet. Zur
Bestätigung
des Empfangs globaler Nachrichten bei ihrem Durchlaufen von einem
Knoten zum anderen im Netz werden lokale Bestätigungsnachrichten benutzt.
Die Quelle (die ein ATM-Endsystem ist) sendet eine Nachricht SETUP
zum Vermittlungssystem über die
Teilnehmer-Netz-Schnittstelle (UNI – User Network Interface).
Diese Nachricht enthält
Informationen wie Zieladresse und die QoS-Erfordernisse. Vom Netz
wird die SETUP-Nachricht zu dem Vermittlungssystem weitergeleitet,
an das das Ziel-Endsystem angeschlossen ist. Auf dem Weg werden
Ressourcen reserviert, um QoS-Erfordernisse zu garantieren.
-
Wenn
die SETUP-Nachricht das Ziel erreicht, kann das Ziel entweder die
Verbindung annehmen oder sie aus irgendeinem von verschiedenen Gründen abweisen.
Beispielsweise könnte
ein wichtiger Grund sein, daß QoS-Garantien
nicht erfüllt
werden können.
Wenn die Verbindung abgewiesen wird, wird eine Nachricht RELEASE
vom Ziel gesendet, die sich zur Quelle zurück fortpflanzt, wo alle vorher
reservierten Ressourcen freigegeben werden. Wenn die Verbindung
angenommen wird, wird eine Nachricht CONNECT vom Ziel gesendet,
die sich durch das Netz zur Quelle fortpflanzt. Damit endet die
Verbindungsherstellungsphase des Zeichengabemechanismus. Es sind
dann zusätzliche
Zeichengabenachrichten erforderlich, um diese Verbindung aufrechtzuerhalten.
Das gesamte Zeichengabeprotokoll kann durch ein Zustandsdiagramm
für jeden
Teilnehmer des Protokolls dargestellt werden. Jedes Mal, wenn ein
Knoten eine Nachricht sendet oder empfängt, findet ein Übergang
von einem Zustand zu einem anderen statt.
-
Die
Grund-Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung ist ein auf einem Baum basierendes
Modell mit einer Wurzel und mehreren Ästen. Die Verbindung wird mit der
Herstellung einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung von der Wurzel zu einem
der Äste
eingeleitet. Die Adresse des Wurzelknotens bildet einen Teil der
Verbindungsidentifikation. Zusätzliche
Verbindungen zu anderen Ästen
werden durch Senden einer Zeichengabenachricht ADD-PARTY zu jedem
der Äste
hergestellt. Dynamische Mitgliedschaft wird auf zwei Weisen unterstützt. Bei
dem von der Wurzel eingeleiteten Teilnahmemechanismus sendet die
Wurzel die Nachricht ADD-PARTY zu einem Ast, der an der Teilnahme
an der Mehrfachsendungsverbindung interessiert ist. Der Ast reagiert
mit einer CONNECT-Nachricht,
um den Erfolg der Verbindung anzuzeigen.
-
Bei
dem vom Ast eingeleiteten Teilnahmemechanismus (LIJ – Leaf-Initiated
Join) leitet die Wurzel eine Verbindung mit LIJ-Optionen ein. Der
Ast zeigt seine Bereitwilligkeit zur Teilnahme an der Mehrfachsendungsverbindung
an, indem er eine Nachricht LEAF-SETUP-REQUEST zum Netz sendet.
Da das Netz über
die LIJ-Verbindung Bescheid weiß,
sendet es eine SETUP-Nachricht zum Ast. Erfolgreiche Verbindungsherstellung
wird angezeigt, wenn der Ast eine CONNECT-Nachricht zum Netz sendet.
Je nach Protokoll kann das Netz die Wurzel über die Identität des teilnehmenden
Asts benachrichtigen oder nicht. Es sind ähnliche Mechanismen verfügbar, um
einen Astknoten von einer bestimmten Verbindung abzutrennen.
-
Die
gegenwärtigen
UNI-Zeichengabemechanismen befassen sich jedoch nicht mit der Frage
der Herstellung einer Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung. Eine Weise
zur Implementierung dieser Verbindungsart besteht in der Verwendung
eines Partner-zu-Partner-Modells. In diesem Modell gibt es keinen
Wurzelknoten und alle teilnehmen den Knoten weisen ähnliche
Funktionen auf. Einige Teilnehmer sind nur Sender oder Empfänger, während andere beides
sind. Die Gruppe wird dann logisch durch eine Mehrfachsendegruppenadresse
identifiziert.
-
Privatknoten-Netzschnittstelle
(PNNI – Private
Node Network Interface)
-
Die
Leitweglenkung der Zeichengabenachrichten zwischen ATM-Vermittlungen
bedient sich des NNI-Protokolls (Node Network Interface). Der Hauptunterschied
zwischen UNI- und
NNI-Protokollen besteht darin, daß NNI-Protokolle zusätzlich zur Zeichengabeleitweglenkung
umfassen müssen.
Die Zeichengabekomponente des NNI-Protokolls wird zur Weiterleitung
von Verbindungsanforderungen durch das ATM-Netz benutzt. Die Leitweglenkungskomponente
des NNI-Protokolls bestimmt den von den Zeichengabenachrichten zur
Ausbreitung durch das ATM-Netz benutzten Weg. Die Verbindung wird ebenfalls
auf diesem Weg hergestellt und danach fließen auch die Daten über diesen
Weg. Die Leitweglenkung von Zeichengabenachrichten ähnelt einem
verbindungslosen Leitweglenkungsprotokoll, da vor dem Verbindungsaufbau
keine Verbindung besteht.
-
Um
Interoperabilität
zwischen von unterschiedlichen Herstellern entwickelten ATM-Vermittlungen
sicherzustellen, hat das ATM-Forum ein als PNNI-Protokoll (Private
Node Network Interface) bezeichnetes NNI-Protokoll vorgeschlagen. PNNI-Protokolle
basieren auf Verbindungszustands-Leitweglenkungsprotokollen wie
den OSPF-Protokollen. Das Protokollmodell liefert eine hierarchische
Sicht des ATM-Netzes. In diesem Modell besteht der hierarchische
Graph aus Knoten und Verbindungsabschnitten. In der 1 ist
eine beispielhafte PNNI-Architektur 10 dargestellt. Auf
der untersten Stufe 104 der Hierarchie stellen die Knoten 12 des
Graphen die physikalischen Vermittlungssysteme dar. Die Verbindungsstrecken 14 auf
der untersten Stufe 104 stellen physikalische Verbindungsstrecken
dar, die die verschiedenen Vermittlungssysteme verbinden. Auf höheren Stufen 80, 64 sind
die Knoten 16, 18 logische Knoten, wo jeder logische
Knoten 16, 18 eine Sammlung von Knoten auf der
unteren Hierarchiestufe darstellt. Auf ähnliche Weise ist eine Verbindungsstrecke 20 zwischen
zwei logischen Knoten eine logische Verbindungsstrecke, die Konnektivität zwischen
den durch die logischen Knoten dargestellten Mengen von Knoten darstellt.
Knoten auf jeder Stufe sind zusammengruppiert, um (durch Ellipsen
in der 1 dargestellte) Partnergruppen 22, 24, 26 (Peer Groups)
zu bilden. Jede Partnergruppe weist einen Partnergruppenführer auf
(PGL – Peer
Group Leader). In der 1 sind die PGL für Partnergruppen 22, 24, 26 durch
dunkle Knoten 32, 34, 36 dargestellt. Ein
PGL besitzt die zusätzliche
Funktionalität
der Darstellung der Partnergruppe als einen logischen Knoten auf
der höheren
Stufe der Hierarchie. Auf der untersten Stufe 104 werden
die verschiedenen Partnergruppen zugehörigen, knotenverbindenden Verbindungsstrecken 28 Grenzverbindungsstrecken
genannt. Die Knoten beidseitig einer Grenzverbindungsstrecke werden
Grenzknoten genannt. Beispielsweise sind in der 1 Knoten
A.2.4 und A.3.2 Grenzknoten.
-
Ähnlich dem
OSPF können
wirkungsvolle Leitwege nur durch Einsammeln von Informationen über Zustände der
Knoten und der Verbindungsstrecken im Netz berechnet werden. Diese
Informationen bilden die Topologieinformationen des Netzes. Der Verbindungszustand
enthält
Informationen wie verfügbare
Bandbreite, mittlere Laufzeit auf der Verbindungsstrecke und die
Spitzenzellenrate, die von der Verbindungsstrecke unterstützt werden
kann. Der Knotenzustand enthält
Summeninformationen über die
Partnergruppe und die an das Vermittlungssystem angeschlossenen
Endsysteme. Von jedem Knoten werden die Topologiezustandsinformationen
in seiner Partnergruppe periodisch gefloodet. Mit diesen Informationen
aktualisieren andere Knoten, die zur Partnergruppe gehören, ihre
Datenbanken. So besitzt jeder Knoten in der Partnergruppe genaue
Informationen über
den Knoten und die Verbindungszustände aller Topologieelemente
in der Partnergruppe. Der PGL sammelt die Informationen der Partnergruppe
zusammen und floodet diese Summeninformationen in der Partnergruppe
der höheren
Stufe. Auf ähnliche
Weise sammelt der PGL auch Summeninformationen über andere Partnergruppen durch ihre
jeweiligen PGL. Vom PGL werden diese gesammelten Informationen in
der Partnergruppe der niedrigeren Stufe gefloodet. So aktualisiert
jeder Knoten in der niedrigeren Partnergruppe seine Datenbank mit
den angesammelten Informationen über
die Knoten in den anderen Partnergruppen. Die Unterhaltung dieser
Informationen ist nicht sehr schwierig selbst für große Netze, da nur die angesammelten
Informationen in den Knoten gespeichert sind. Dadurch läßt sich
das PNNI-Protokoll
leicht auf große
Netze skalieren. Das gleiche Protokoll wird von den Knoten auf jeder
Schicht der Hierarchie befolgt, und das Protokoll wird daher als
rekursiv bezeichnet.
-
Das
gegenwärtig
spezifizierte Punkt-zu-Punkt-Leitweglenkungsprotokoll
ist quellenbasierte Leitweglenkung. Die Quelle besitzt vollständige Informationen über alle
Knoten und Verbindungsstrecken in ihren Partnergruppen, es sind
aber nur angesammelte Informationen über die Knoten und Verbindungsstrecke
in anderen Partnergruppen. Die Quelle kann nicht den genauen Weg
zum Zielknoten bestimmen. Auf Grundlage der ihr zur Verfügung stehenden
Informationen berechnet die Quelle einen logischen Weg zum Zielknoten.
An diesem Weg können
logische Knoten von höheren
Schichten der Hierarchie beteiligt sein. Der eigentliche Weg auf jeder
Stufe der Hierarchie wird während
dem Verbindungsaufbau bestimmt. Der Weg ist von den QoS-Erfordernissen der
Verbindung abhängig.
Zur Herstellung der Verbindung und Aushandlung von QoS-Erfordernissen
werden Zeichengabenachrichten benutzt.
-
PNNI-Zeichengabe
-
Zeichengabe
ist der Mechanismus, mit dem die Verbindung in einem verbindungsorientierten Protokoll
aufgebaut wird. Die Zeichengabe enthält Funktionen wie Ressourcenreservierung,
Herstellung des virtuellen Kanals/Weges und QoS-Aushandlungen. Bei
PNNI ist der Zeichengabemechanismus ähnlich der ATM-UNI-Zeichengabe,
jedoch enthält PNNI
zusätzliche
Informationen wie beispielsweise die DTL-Liste (Designated Transit
List), die den ungefähren
Weg zum Aufbauen der Verbindung darstellt. Die DTL ist eine Menge
von Wegen, einem für jede
Hierarchiestufe. Auf der niedrigsten Stufe der Hierarchie ist der
Weg ein physikalischer Weg zwischen zwei Knoten in einer Partnergruppe.
Auf höheren
Hierarchiestufen sind die Wege logische Wege. Innerhalb einer Partnergruppe
durchläuft
die SETUP-Nachricht den bezeichneten Weg, bis sie einen Grenzknoten
erreicht. Dieser Grenzknoten wird der Ausgangs-Grenzknoten oder
der Austrittsknoten genannt. Die die Grenzknoten der zwei Partnergruppen verknüpfende Kante
ist auf einer höheren
Schicht als logische Verbindungsstrecke dargestellt. Wenn diese logische
Verbindungsstrecke in der DTL vorhanden ist, wird die SETUP-Nachricht über die
Grenzverbindung zur Nachbarpartnergruppe weitergegeben. Der Grenzknoten
in der Nachbarpartnergruppe wird der Eingangs-Grenzknoten oder Eintrittsknoten
genannt. Wenn sich der Zielknoten in dieser Partnergruppe befindet,
wird der Weg zum Zielknoten vom Eintrittsknoten berechnet und an
die DTL angehängt.
Ansonsten berechnet der Eintrittsknoten den Weg zum Grenzknoten,
der eine Verbindungsstrecke zur Partnergruppe aufweist, die sich
auf dem Weg zum Zielknoten befindet. Der berechnete Weg wird an
die DTL angehängt.
Auch speichert der Eintrittsknoten diese Weginformationen, bis die
Verbindung aufgebaut ist. Nur der Ursprungsknoten und die Eintrittsknoten
können
Wege zur DTL hinzufügen.
Dies ist während
Zurückverweisung
wichtig, da es Schleifenbildung und unnötige wiederholte Erforschung
ausgefallener Wege verhindern kann.
-
Zurückverweisung
tritt ein, wenn ein Knoten auf einem vorbestimmten Weg keinen Weg
durch seine Partnergruppe finden kann. Dies könnte auf Knoten- oder Verbindungsstreckenausfällen oder strikten
QoS-Erfordernissen beruhen. Dieser Knoten informiert dann den Eintrittsknoten
der Partnergruppe darüber,
daß er
keinen Weg finden kann. Der Eintrittsknoten kann dann alternative
Wege zum Erreichen des Zieles versuchen. Sobald der Zielknoten erreicht
ist oder kein Weg zur Verfügung
steht, hält
der Zeichengabemechanismus an. Wenn kein Weg verfügbar ist,
wird der Verbindungsaufbau bisher gelöscht. Wenn der Zielknoten die
Verbindung annimmt, wird eine CONNECT-Nachricht vom Ziel zur Quelle
entlang dem hergestellten Weg (in der rückwärtigen Richtung) gesendet.
Damit können
alle Eintrittsknoten die gesamten Weginformationen löschen, die
sie zur Unterstützung
von Zurückverweisungen
gespeichert haben.
-
Phase
1 des PNNI-Protokolls befaßt
sich hauptsächlich
mit Punkt-zu-Punkt-Leitweglenkung und Zeichengabe. Phase 2 des PNNI-Protokolls
wird sich mit Punkt-zu-Mehrpunkt-Leitweglenkung
befassen. Auf diesem Gebiet sind im Stand der Technik einige Arbeiten
von F. C. Liaw, ATM Group Multicast Routing and Signalling Protocol:
Architecture Overview (ATM-Gruppen-Mehrfachsendeleitweglenkungs- und Zeichengabeprotokoll:
Architekturübersicht),
ATM Forum Entwurf 94-0995, 1994, durchgeführt worden, in denen die Idee
eines kernbasierenden Baums mit mehreren Kernknoten erwähnt wird. Obwohl
die Idee mehrerer Kernknoten hier vorgestellt wird, bietet diese
Arbeit nicht die Einzelheiten der Leitweglenkungs- und Zeichengabemechanismen
in einem hierarchischen Rahmen. Dementspre chend besteht ein Bedarf
zur Entwicklung eines hochskalierbaren Verfahrens für Mehrfachsendung
in einem hierarchischen Rahmen, das auch hinsichtlich einer Kombination
von Faktoren wie Bandbreitenverbrauch und Laufzeit wirkungsvoll
ist und dabei einige Dienstgüte
(QoS – Quality
of Service) für
jede der Verbindungen garantiert.
-
Kurze Beschreibung
der Erfindung
-
Die
Erfindung entspricht den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte
Ausführungsformen
entsprechen den abhängigen
Ansprüchen.
-
Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
kann weiterhin das Anschließen
eines Nicht-Kernknotens umfassen, der die Mehrfachsendegruppe mit
dem Kernknoten in seiner Partnergruppe zusammenbringen möchte, wobei
der Kernknoten dem Kernknoten einer Mutter-Partnergruppe auf dem
Mehrfachsendebaum rekursiv beitritt, wenn der Kernknoten kein Teil des
Mehrfachsendebaums ist.
-
Ein
den Mehrfachsendebaum verlassender Nicht-Kernknoten kann sich selbst
entfernen und die Kantenknoten zwischen dem Nicht-Kernknoten und seinem
Nachbarn entfernen und ein den Mehrfachsendebaum verlassender Kernknoten
ohne Zielknoten in seiner Partnergruppe wird sich möglicherweise von
diesem abschneiden müssen.
-
Das
Verfahren kann weiterhin folgende Schritte umfassen: Senden einer
SETUP-Nachricht auf einem Knoten, der der Mehrfachsendegruppe beitreten
möchte,
zu einem Kernknoten in seiner Partnergruppe; und Reservieren von
Ressourcen auf einer Verbindungsstrecke für eine Verbindung, wenn eine
SETUP-Nachricht auf der Verbindungsstrecke von einem Knoten zum
anderen weiterläuft,
wobei ein Weg zu dem Kernknoten als eine DTL (Designated Transit
List) ausgedrückt
wird, wobei diese DTL ein ungefährer,
durch Zeichengabenachrichten zu befolgender Weg ist. Die das eine
Quelle erstellte DTL kann durch einen Eintrittsknoten in die Partnergruppe,
einen Austrittsknoten von der Partnergruppe und einen Kernknoten
der Partnergruppe modifiziert werden. Das Verfahren kann weiterhin
das Senden einer RETRACE-Nachricht
umfassen, wobei diese RETRACE-Nachricht nur bereits durch eine SETUP-Nachricht
in einer entgegengesetzten Richtung durchlaufene Verbindungsstrecken
durchläuft.
Das Verfahren kann weiterhin das Senden einer CONNECT-Nachricht
umfassen, wobei diese CONNECT-Nachricht von einem Knoten gesendet
wird, an den ein beitretender Knoten angeschlossen ist, wobei diese
CONNECT-Nachricht auf allen Verbindungsstrecken durchläuft, auf
denen Ressourcen reserviert sind. Das Verfahren kann weiterhin das
Senden einer RELEASE-Nachricht
umfassen, wobei diese RELEASE-Nachricht von irgendwelchen Zwischenknoten
gesendet werden kann, wenn es unmöglich sein sollte, eine Verbindung
herzustellen, wobei diese RELEASE-Nachricht auch zum Abschließen einer
Verbindung gesendet wird, wobei diese RELEASE-Nachricht auf allen Verbindungsstrecken
durchläuft,
auf denen Ressourcen reserviert sind. Wenn sich bei Empfang der
SETUP-Nachricht der Knoten nicht auf dem Mehrfachsendebaum befindet,
kann dieser Knoten die DTL überprüfen und
eine Nachricht zu einem nächsten
Knoten in der DTL mit einem Zeiger weiterleiten, wobei, wenn dieser
Knoten ein Austritts-Grenzknoten ist, dieser Knoten eine Liste der
durch die SETUP-Nachricht besuchten Knoten sichert und diese Liste über eine
Grenzverbindungsstrecke weiterleitet und wobei, wenn der Knoten
ein Eintritts-Grenzknoten ist, dieser Knoten einen Weg zu einem
Kernknoten der Partnergruppe berechnet, wobei dieser Weg in eine
neue DTL umgewandelt und auf einen Stack geschoben wird, wobei diese
SETUP-Nachricht
dann gemäß den neuen DTL
zum Kernknoten hin weitergeleitet wird. Wenn der Knoten ein Kernknoten
ist, kann dieser Kernknoten bei Empfang dieser SETUP-Nachricht zuerst überprüfen, ob
er aktiv ist, wobei, wenn er nicht aktiv ist, dieser Kernknoten
einen Weg zu einer nächsten Partnergruppe
in dem DTL berechnet, wobei dieser Weg in eine neue DTL umgewandelt
und auf einen Stack geschoben wird, und wobei, wenn irgendein Knoten
auf diesem Weg bereits durch die SETUP-Nachricht besucht worden
ist, diese SETUP-Nachricht in eine RETRACE-Nachricht geändert wird.
Einträge
in der DTL können
entfernt werden, bis ein erster Eintrag oben auf dem Stack ein besuchter
Knoten ist und kein anderer Eintrag in der DTL ein besuchter Knoten
ist, wobei diese RETRACE-Nachricht zu einem Knoten weitergeleitet
wird, von dem aus diese SETUP-Nachricht empfangen wurde, wobei,
wenn es keine besuchten Knoten auf diesem Weg gibt, diese SETUP-Nachricht
gemäß der neuen
DTL weitergeleitet wird. Bei Empfang der SETUP-Nachricht kann, wenn
ein Kernknoten nicht aktiv ist und der DTL-Stack leer ist, dieser Kernknoten diese
SETUP-Nachricht zu einem Kernknoten einer Mutter-Partnergruppe weiterleiten,
wobei ein Weg zu einem Kernknoten der Mutter-Partnergruppe und einer entsprechenden
neuen DTL berechnet wird und eine Überprüfung auf einen besuchten Knoten
durchgeführt
wird, wobei, wenn ein besuchter Knoten gefunden wird, diese SETUP-Nachricht
in eine RETRACE-Nachricht geändert
wird und die DTL abgeändert wird,
und wobei, wenn keine besuchten Knoten gefunden werden, die SETUP-Nachricht
entsprechend der neuen DTL weitergeleitet wird. Bei Empfang einer RETRACE-Nachricht kann, wenn
ein erster Eintrag oben auf dem DTL-Stack keiner Knoten-ID oder
einer Vorläufer-ID
entspricht, die RETRACE-Nachricht zu einem Knoten weitergeleitet
werden, von dem aus er die SETUP-Nachricht
empfangen hat, wobei, wenn der Eintrag paßt, ein Weg zu einem nächsten Eintrag gemäß der DTL
berechnet wird, eine Prüfung
auf besuchte Knoten durchgeführt
wird, wobei, wenn es einen besuchten Knoten gibt, die DTL abgeändert wird und
die RETRACE-Nachricht
zu dem Knoten weitergeleitet wird, von dem aus sie die SETUP-Nachricht empfangen
hat, und wenn es keinen besuchten Knoten gibt, wird die RETRACE-Nachricht in eine
SETUP-Nachricht geändert
und gemäß der neuen
DTL zum nächsten
Knoten weitergeleitet. Für
diese CONNECT-Nachricht können
auf einer Verbindungsstrecke reservierte Ressourcen zugeordnet werden,
wobei der Knoten diese Nachricht auf allen Verbindungsstrecken weiterleitet,
auf denen eine SETUP empfangen wurde, mit Ausnahme einer Verbindungsstrecke,
auf der die CONNECT empfangen wird. Für die RELEASE-Nachricht können auf
einer Verbindungsstrecke reservierte Ressourcen freigegeben werden,
wobei der Knoten diese Nachricht auf allen Verbindungsstrecken weiterleitet,
auf denen eine SETUP empfangen/gesendet wurde, mit Ausnahme einer
Verbindungsstrecke, auf der die RELEASE-Nachricht empfangen wird.
-
Das
Kommunikationsnetz kann ein ATM-Netz und die Zellen ATM-Zellen sein.
-
Durch
die vorliegende Erfindung werden die PNNI-Protokolle auf die Unterstützung von
hierarchischer Mehrfachsendeleitweglenkung und -zeichengabe für ATM-Netze erweitert.
Die Erfindung bedient sich einer Erweiterung eines kernbasierten
Baumalgorithmus. Statt eines einzigen Kernknotens werden Kernknoten
in jeder Partnergruppe und auf jeder Hierarchiestufe unterhalten.
Der Vorteil dabei ist, daß ein einziger
Kernknoten nicht überlastet
wird. Zusätzlich steigert
dies die Fehlertoleranz, da es keine einzigen Ausfallpunkte gibt.
Es versteht sich, daß die
vorliegende Erfindung aufgrund der hierarchischen Beschaffenheit
von PNNI hoch skalierbar ist. Zusätzlich unterstützt das
Verfahren mehrere Sender und dynamische Mitgliedschaftsänderungen
in der Mehrfachsendegruppe. Dienstgüteerfordernisse können während des
Verbindungsaufbaus ausgehandelt werden und sind im Verlauf der Verbindung
garantiert. Obwohl einige zusätzliche
topologische Informationen in den Partnergruppen gefloodet werden
müssen,
um wirkungsvolle Mehrfachsendungsleitwege zu berechnen, sind die
Zusatzaufwände
beim Verbindungsmanagement minimal. Der Mehrfachsendebaum wird schrittweise
gebaut, und die Kosten des Baums sind mit den Kosten des unter Verwendung
irgendwelcher Standardheuristiken berechneten Steiner-Baums vergleichbar.
-
In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Mehrfachsenden von Zellen in
einem Kommunikationsnetz aufgeführt.
Das Kommunikationsnetz enthält
eine Mehrzahl von durch Verbindungsstrecken aneinander gekoppelten
Knoten und umfaßt
folgende Schritte: Aufteilen des Kommunikationsnetzes in eine hierarchische
Anordnung von Partnergruppen, wobei eine Partnergruppe mindestens
einen der darin enthaltenen Knoten umfaßt; Aufbauen eines Mehrfachsendebaums
für eine
Mehrfachsendegruppe, der alle teilnehmenden Knoten umfaßt, wobei
ein teilnehmender Knoten entweder ein Sender oder Empfänger von
Daten für
die Mehrfachsendegruppe ist, wobei der Schritt des Aufbauens folgende
Schritte umfaßt:
Auswählen
von Kernknoten für
jede der Partnergruppen innerhalb der Mehrfachsendegruppe, wobei
ein Knoten, der Teil der Mehrfachsendegruppe zu werden wünscht, sich bei
dem Kernknoten in seiner Partnergruppe anmelden muß; und Flooding
von Kernknoteninformationen örtlich
in jeder der Partnergruppen, wobei die Knoten einer Partnergruppe
nur Informationen über die
Kernknoten von direkten Vorläufer-Partnergruppen
unterhalten müssen.
Zellen können
mittels des Mehrfachsendebaums wirkungsvoll zu den Knoten in der
Mehrfachsendegruppe mehrfachgesendet werden. Ein Partnergruppenführer wird
für jede
der Partnergruppen in dem Netz zum Ansammeln von Topologieinformationen
von Knoten in der Partnergruppe und Flooding der Topologieinformationen
in höheren Partnergruppen
ausgewählt,
wobei eine Liste logischer Kernknoten von Vorläufer-Partnergruppen von jedem
Partnergruppenführer
in einer Partnergruppe gefloodet wird.
-
Kurze Beschreibung der
Figuren
-
Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung von
beispielhaften Ausführungsformen
derselben verwiesen, betrachtet in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen, in denen:
-
1 eine
Darstellung eines Mehrfachsendebaums in einer PNNI-Architektur und
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 eine
Darstellung eines Mehrfachsendebaums gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, nachdem ein Knoten sich dem Mehrfachsendebaum anfügt;
-
3 eine
Darstellung des Mehrfachsendebaums zeigt, nachdem sich ein erster
und zweiter Knoten anfügen;
-
4 eine
Darstellung eines Mehrfachsendebaums zeigt, nachdem ein Knoten die
Mehrfachsendegruppe verläßt; und
-
5 eine
Darstellung für
eine beispielhafte Architektur zur Zeichengabe gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Ausführliche
Beschreibung
-
Die
vorliegende Erfindung beschreibt eine Methodik zur Mehrfachsendeleitweglenkung
im PNNI-Rahmen. Das Verfahren ist sehr auf große Netze skalierbar, da Router
nur einen Baum pro Mehrfachsendegruppe unterhalten müssen. Das
Verfahren unterstützt
dynamische Mitgliedschaft an einer Mehrfachsendegruppe, indem Knoten
der Mehrfachsendegruppe im Verlauf der Mehrfachsendung beitreten können oder
sie verlassen können.
Auch werden mehrere Sender zu der Mehrfachsendegruppe unterstützt, wodurch
Realisierung einer echten Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung ermöglicht wird.
Zusätzlich
kann der Mehrfachsendebaum dynamisch geändert werden, um Änderungen
der Knoten- und Verbindungszustände
widerzuspiegeln. Auch weist die Erfindung eine sehr geringe Latenzzeit
auf, d.h. die Beitrittszeit eines neuen Knotens ist wesentlich gering.
-
Um
die Mehrfachsendeleitweglenkung zu erzielen, bedient sich die vorliegende
Erfindung einer Erweiterung einer CBT-Methodik (Core Based Tree). Einer
der Nachteile von CBT-Algorithmen des Standes der Technik besteht
darin, daß der
Kernknoten zum Engpaß und
zu einem einzigen Ausfallpunkt wird. Um diesen Nachteil zu überwinden,
benutzt die vorliegende Erfindung mehr als einen Kernknoten pro
Mehrfachsendegruppe. Im PNNI-Rahmen ergibt die Einführung eines
Kernknotens in jede der Partnergruppen, die im Bereich der Mehrfachsendung liegt,
einen hoch modularen Algorithmus. Logische Kernknoten werden auch
auf höheren
Ebenen der Hierarchie eingeführt.
Unter Verwendung dieser Kernknoten wird ein Mehrfachsendebaum gebaut, um
alle teilnehmenden Knoten zu umfassen, wobei ein teilnehmender Knoten
entweder ein Sender oder ein Empfänger von Daten für die Mehrfachsendegruppe
ist. Die Auswahl von Kernknoten ist sehr kritisch, da eine falsche
Menge Kernknoten die Leistung des Algorithmus beeinträchtigen
kann. Obwohl die Untersuchung verschiedener Verfahren zur Kernknotenauswahl
den Rahmen der vorliegenden Erfindung überschreitet, sind einige Kriterien
enthalten, die zu der Bestimmung guter Kandidaten für den Kernknoten
beitragen werden.
-
Kernknotenauswahl
-
Wenn
eine Mehrfachsendegruppe aufgebaut wird, werden auch die Kernknoten
für diese
Gruppe ausgewählt,
wobei jede Gruppe ihre eigene Menge Kernknoten aufweist. Zur Berechnung
wirkungsvoller Mehrfachsendebäume
ist es wichtig, die richtige Menge Kernknoten zu besitzen. Grenzknoten
sind gute Kandidaten für
Kernknoten. Dies ergibt intuitiven Sinn, da Grenzknoten mit größerer Wahrscheinlichkeit
ein Teil des Mehrfachsendebaums sind. Auch bilden Knoten mit größerem Grad
bessere Kernknoten. Da Kernknoten hohe Bandbreite bearbeiten müssen, ist
es klar, daß Knoten
ohne genügend Bandbreite
eine schlechte Wahl als Kernknoten darstellen. Es läßt sich
nicht beweisen, daß eines
dieser Kriterien wichtiger als das andere ist, jedoch scheint ein
Grenzknoten mit einem großen
Grad und ausreichender Bandbreite die beste Wahl als Kernknoten zu
sein. Es versteht sich, daß Sorgfalt
ausgeübt
werden muß,
daß die
gleichen Knoten nicht als Kernknoten für mehrere Mehrfachsendegruppen
ausgewählt werden,
da schwerbelastete Kernknoten die Leistung beeinträchtigen.
-
Sobald
die Kernknoten ausgewählt
sind, werden Kernknoteninformationen örtlich in jeder Partnergruppe
gefloodet. Auch wird eine Liste logischer Kernknoten von Vorläufer-Partnergruppen
vom Partnergruppenführer
(PGL – Peer
Group Leader) gefloodet. Der Betrag an gefloodeter Information ist minimal,
da die Knoten einer Partnergruppe keine Information über Kernknoten
von Partnergruppen unterhalten müssen,
die nicht direkte Vorläufer
sind. Dieses Flooding kann zusammen mit dem Flooding von Topologiezustandsinformationen
aufgenommen werden. Nach Auswahl wird angenommen, daß sich die
Kernknoten nicht ändern,
es versteht sich jedoch, daß diese
Einschränkung
nicht bindend ist.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung wird ein Kernknoten als aktiv definiert,
wenn es einen teilnehmenden Knoten in der gleichen Partnergruppe
gibt, zu dem der Kernknoten gehört.
Die vorliegende Erfindung erfordert, daß folgende Bedingungen zu allen Zeiten
erfüllt
werden alle aktiven Kernknoten müssen sich
auf dem Mehrfachsendebaum befinden; wenn es einen zu einer bestimmten
Partnergruppe gehörenden
Zwischenknoten (nichtteilnehmenden Knoten, der sich auf dem Mehrfachsendebaum
befindet) gibt, muß sich
der entsprechende Kernknoten auf dem Mehrfachsendebaum befinden;
und wenn es keinen teilnehmenden Knoten in einer bestimmten Partnergruppe
gibt, müssen
der entsprechende Kernknoten und die Zwischenknoten dieser Partnergruppe
vom Mehrfachsendebaum abgeschnitten werden, vorausgesetzt, daß der Baum
dadurch nicht abgetrennt wird. Diese Bedingungen ergeben einen gut
ausgeglichenen Baum und Zufügung
und Löschungen
teilnehmender Knoten können
mit minimaler Latenzzeit durchgeführt werden.
-
Vom Teilnehmer eingeleiteter
Beitritt (PIJ – Participant-Initiated
Join)
-
Wenn
im PIJ-Mechanismus (Participant-Initiated Join) ein (als beitretender
Knoten bezeichneter) Knoten der Mehrfachsendegruppe beitreten möchte, versucht
der beitretende Knoten, sich an den Kernknoten in seiner Partnergruppe
anzuschließen.
Der kürzeste
Weg zum Kernknoten kann leicht bestimmt werden, da der Knoten und
die Verbindungszustände in
der Partnergruppe allen Knoten in der Partnergruppe vollständig bekannt
sind. Zum Kernknoten wird entlang dieses kürzesten Weges eine Aufbaunachricht
gesendet. Wenn unterwegs die Nachricht einen Knoten erreicht, der
sich bereits auf dem Mehrfachsendebaum befindet, schließt sich
der beitretende Knoten an diesen bestimmten Knoten an und wird zu einem
Teil des Mehrfachsendebaums.
-
Es
kann geschehen, daß sich
der Kernknoten in der Partnergruppe des beitretenden Knotens gegenwärtig nicht
auf dem Mehrfachsendebaum befindet. Der Kernknoten versucht dann,
dem Kernknoten der Mutter-Partnergruppe
beizutreten. Die Leitweglenkung wird rekursiv auf jeder Hierarchiestufe verfolgt,
bis ein aktiver Kernknoten oder der Kernknoten der obersten Partnergruppe
erreicht wird. Daraus ergibt sich das Aufbauen eines Backbone-Baums, der
aus aktiven Kernknoten besteht. Der beitretende Knoten zusammen
mit allen beteiligten Kernknoten wird dann zu einem Teil des Mehrfachsendebaums.
-
Der
PIJ-Mechanismus der vorliegenden Erfindung läßt sich weiterhin unter Bezugnahme
auf 1 erläutern. 1 zeigt
ein hierarchisches Netz 10 gemäß der vorliegenden Erfindung,
in dem die dunklen Knoten für
Kernknoten repräsentativ
sind. Es ist ein Mehrfachsendebaum dargestellt, wobei anfänglich die
Knoten A, A.2 und A.2.1 sich auf dem Mehrfachsendebaum befinden.
Wenn sich der Knoten A.3.5 an den Mehrfachsendebaum anzufügen wünscht, fügt er sich
zuerst an den Kernknoten in seiner Partnergruppe 23, das
heißt
Knoten A.3.1 an. Da A.3.1 selbst sich nicht auf dem Mehrfachsendebaum befindet,
wird der Algorithmus rekursiv auf der nächsthöheren Stufe 80 ausgeführt, mit
dem Ergebnis, daß der
Knoten A.3 sich dem Kernknoten A.2 anfügt. Der sich ergebende Baum 40 ist
in 2 dargestellt. Wenn nun der Knoten B.2.5 der Mehrfachsendegruppe
beitreten will, fügt
er sich zuerst an den Knoten B.2.1 an. Auf Stufe 80 fügt sich
B.2 an B.1 an. Die logische Verbindungsstrecke (B.2–B.1) sei
durch die physikalische Verbindungsstrecke (42) B.2.2–B.1.4 dargestellt.
Auf Stufe 104 wird der physikalische Weg (B.2.1, B.2.2,
B.1.4, B.1.1) an den Mehrfachsendebaum angehängt. Da sich B.1 selbst nicht
auf dem Baum befindet, fügt
sich der Knoten B auf Stufe 64 an den Knoten A an. Die
logische Verbindungsstrecke (B–A)
sei durch die logische Verbindungsstrecke B.1.2–A.3.4 dargestellt. Daraus
ergibt sich, daß der
Weg (B.1.1, B.1.2, A.3.4) an den Mehrfachsendebaum angehängt wird.
Der sich ergebende Baum 50 ist in 3 dargestellt.
Knoten B.1.3 und B.1.5 können
leicht der Mehrfachsendegruppe beitreten, indem sie sich an Knoten
B.1.2 bzw. B.1.4 anschließen.
So verbessert sich die Latenzzeit des Beitretens bei diesem Algorithmus
bedeutend.
-
Löschung von Knoten
-
Bei
der Beschreibung der Löschung
von Knoten aus einer Mehrfachsendegruppe sei der Mehrfachsendebaum,
der alle teilnehmenden Knoten und die aktiven Kernknoten verbindet,
als Graph angesehen. Wenn ein teilnehmender Knoten mit höherem Grad
als 1 versucht, die Mehrfachsendegruppe zu verlassen, bleibt er
als Zwischenknoten auf dem Mehrfachsendebaum. Wenn ein teilnehmender
Knoten mit einem Grad 1 versucht, die Mehrfachsendegruppe zu verlassen,
schneidet er sich vom Baum ab, vorausgesetzt, daß er kein Kernknoten ist. Dieses Abschneiden
kann bewirken, daß der
Grad des Nachbarknotens 1 wird. Der Nachbarknoten schneidet sich
dann selbst ab, wenn er weder der Kernknoten noch ein teilnehmender
Knoten ist. Dieser Vorgang wiederholt sich und bewirkt eine Kaskade
von Abschneidungen. Diese Kaskade geht solange weiter, bis ein teilnehmender
Knoten oder ein Kernknoten oder ein Knoten mit einem höheren Grad
als 1 erreicht wird.
-
Jedes
Mal, wenn ein teilnehmender Knoten die Mehrfachsendegruppe verläßt, wird
auch der Kernknoten in dieser Partnergruppe informiert. Wenn der
Kernknoten feststellt, daß es
keine weiteren teilnehmenden Knoten in seiner Partnergruppe gibt, kann
er sich aus dem Mehrfachsendebaum löschen, vorausgesetzt, daß dadurch
nicht der Baum abgetrennt wird. Dies geschieht auch auf der logischen Ebene.
Die Löschung
einer logischen Verbindung bewirkt, daß auch irgendwelche physikalischen
Knoten gelöscht
werden. Durch das Abschneiden werden die Kosten des Baums in vernünftigen
Grenzen gehalten, besonders, wenn es wenige teilnehmende Knoten
gibt.
-
Bezug
nehmend auf 4 ist ein Beispiel mit teilnehmenden
Knoten B.2.5, B.1.3, B.1.5 und A.3.5 für die Löschung von Knoten in der Mehrfachsendung
des Netzes 10 dargestellt. Wie ersichtlich werden, wenn
der Knoten B.2.5 die Mehrfachsendegruppe zu verlassen wünscht, die
Knoten B.2.5 und B.2.4 abgeschnitten. Auf Stufe 80 stellt
Knoten B.2 fest, daß es
keine teilneh menden Knoten in der von ihm vertretenen Partnergruppe
gibt. So schneidet sich der Knoten B.2 selbst ab, mit dem Ergebnis,
daß Knoten
B.2.1 und B.2.2 sich selbst von dem Mehrfachsendebaum abschneiden.
Der sich ergebende Baum 60 ist in der 4 dargestellt.
Wenn nunmehr B.2.5 wieder der Mehrfachsendegruppe beitreten möchte und
die Verbindungsstreckenzustände
sich geändert
haben, könnte
ein unterschiedlicher Weg an dem bestehenden Baum angehängt werden.
Diese dynamische Erstellung von Baum trägt dazu bei, die QoS-Erfordernisse der
Verbindung unter unterschiedlichen Knoten- und Verbindungszuständen zu erfüllen.
-
Zeichengabemechanismen
-
Um
einen Knoten zu einem bereits bestehenden Mehrfachsendebaum hinzuzufügen, wird
irgendeine Art von Zeichengabemechanismus benötigt. Bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Partner-zu-Partner-Implementierung beschrieben,
jedoch würde
der Fachmann verstehen, daß andere
Weisen zur Implementierung des gegenständlichen Leitweglenkungsalgorithmus
zur Verfügung
stehen. Bei dem Partner-zu-Partner-Verfahren wird die Mehrfachsendegruppe
durch eine logische Mehrfachsendungsadresse vertreten. Alle an der
Mehrfachsendegruppe interessierten Knoten sind teilnehmende Knoten.
Es gibt keine Wurzel- oder Astknoten. Der Knoten, der der Mehrfachsendegruppe
beizutreten wünscht,
sendet eine SETUP-Nachricht zu dem Kernknoten in seiner Partnergruppe.
Der Weg zum Kernknoten wird als DTL (Designated Transit List) ausgedrückt, wie
hinsichtlich der PNNI-Zeichengabe erläutert worden ist und wie ein
Fachmann es verstehen würde.
Dies ist ein Point-zu-Point-Mechanismus in dem Sinn, daß ein Zweig
gewöhnlich
dem bestehenden Mehrfachsendebaum hinzugefügt wird. Da Kernknoten beteiligt sind,
kann es geschehen, daß Kernknoten
auch als zusätzliche
Zweige dem Baum hinzugefügt
werden. Zufügung
von mehr als einem Zweig zum Hinzufügen eines einzelnen Knotens
ist ein ausgeprägtes
Merkmal der vorliegenden Erfindung.
-
Die
Grundarten von Nachrichten für
den Zeichengabemechanismus der vorliegenden Erfindung sind eine
SETUP-Nachricht,
RETRACE-Nachricht, CONNECT-Nachricht und RELEASE-Nachricht. Die SETUP-Nachricht
entsteht am beitretenden Knoten zum Aufbauen einer Verbindung. Das
Ziel dieser Nachricht ist entweder ein Knoten auf dem Mehrfachsendebaum
oder der Kernknoten in der Partnergruppe. Wenn diese Nachricht auf
einer Verbindungsstrecke von einem Knoten zu einem anderen läuft, werden
Ressourcen für
die Verbindung auf dieser Verbindungsstrecke reserviert. Diese Nachricht
führt die DTL-Liste
(Designated Transit List), die den von den Zeichengabenachrichten
zu verfolgenden annähernden
Weg bildet. Dieser Weg wird von der Quelle der Nachricht in quellenbasierter
Leitweglenkung berechnet. Bei der vorliegenden Erfindung kann die durch
die Quelle erstellte DTL durch einen Eintrittsknoten zur Partnergruppe,
einen Austrittsknoten von der Partnergruppe und einen Kernknoten
der Partnergruppe modifiziert werden. Man beachte, daß sich dies
sehr von der PNNI-Zeichengabe unterscheidet, wo nur die Quelle und
der Eintrittsknoten die DTL modifizieren können.
-
Die
RETRACE-Nachricht ist eine neue Art Nachricht, die Informationen ähnlich der
SETUP-Nachricht führt.
Ein Schlüsselunterschied
ist jedoch, daß keine
Ressourcen auf den Verbindungsstrecken reserviert werden. Weiterhin
läuft die
RETRACE-Nachricht nur auf den bereits von der SETUP-Nachricht durchlaufenen
Verbindungsstrecken und in der entgegengesetzten Richtung.
-
Die
CONNECT-Nachricht wird von dem Knoten gesendet, an den sich der
beitretende Knoten anschließt.
Man beachte, daß dieser
Knoten bereits ein Teil des Mehrfachsendebaums sein muß. Die Nachricht
durchläuft
alle Verbindungsstrecken, auf denen Ressourcen reserviert sind.
Wenn ein Knoten die CONNECT-Nachricht empfängt, aktualisiert er seine Leitwegtabellen,
um das Aufbauen der Verbindung anzuzeigen.
-
Die
RELEASE-Nachricht kann von einem beliebigen der Zwischenknoten gesendet
werden, sollte es nicht möglich
sein, die Verbindung herzustellen, oder zum Abschließen der
Verbindung. Diese Nachricht durchläuft auch alle Verbindungsstrecken, auf
denen Ressourcen reserviert sind. Die Ressourcen werden bei Empfangen
dieser Nachricht freigegeben.
-
Bei
Empfang einer bestimmten Nachricht sind die von einem Knoten unternommenen
Handlungen von der Art der Nachricht abhängig. Wenn sich der Knoten
beispielsweise bei der SETUP-Nachricht bereits auf dem Baum befindet,
sendet der Knoten eine CONNECT/RELEASE-Nachricht zum beitretenden
Knoten, je nachdem, ob die Verbindung angenommen/abgewiesen wird.
Die Nachricht verfolgt den Rückweg
zum beitretenden Knoten.
-
Wenn
sich der Knoten nicht auf dem Mehrfachsendebaum befindet, überprüft er die
DTL und leitet die Nachricht zum nächsten Knoten in der DTL weiter
und leitet auch den Zeiger weiter. Wenn der Knoten ein Austritts-Grenzknoten
ist, sichert er die Liste der durch die SETUP-Nachricht besuchten Knoten und leitet
die Nachricht über
die Grenzverbindungsstrecke weiter. Wenn der Knoten ein Eintritts-Grenzknoten
ist, berechnet er den Weg zum Kernknoten der Partnergruppe. Der
Weg wird in DTL-Format umgewandelt und auf den Stack geschoben.
Die SETUP-Nachricht wird dann gemäß der neuen DTL (in Richtung
des Kernknotens) weitergeleitet.
-
Wenn
der Knoten ein Kernknoten ist, prüft er zuerst, ob er aktiv ist,
wenn ja, dann muß er
auf dem Baum sein, wobei dieser Fall schon oben besprochen worden
ist. Wenn er nicht aktiv ist, berechnet der Kernknoten den Weg zur
nächsten
Partnergruppe in der DTL. Dieser Weg wird in eine DTL umgewandelt und
auf den Stack geschoben. Wenn irgendein Knoten auf diesem Weg bereits
von der SETUP-Nachricht besucht worden ist (dies kann unter Verwendung
der Liste besuchter Knoten festgestellt werden), wird die SETUP-Nachricht
in eine RETRACE-Nachricht geändert.
Die Einträge
in der DTL werden entfernt, bis der erste Eintrag oben der besuchte Knoten
ist und kein weiterer Eintrag in der DTL ein besuchter Knoten ist.
Die RETRACE-Nachricht wird zu dem Knoten weitergeleitet, von dem
die SETUP-Nachricht
empfangen wurde. Wenn es keine besuchten Knoten auf dem berechneten
Weg gibt, wird die SETUP-Nachricht
gemäß der neuen
DTL weitergeleitet.
-
Wenn
der Kernknoten nicht aktiv ist und der DTL-Stack leer ist, leitet
der Kernknoten die SETUP-Nachricht in Richtung des Kernknotens der
Mutter-Partnergruppe weiter. Der Weg zu diesem Kernknoten und der
entsprechenden DTL wird berechnet. Wiederum wird eine Überprüfung auf
einen besuchten Knoten durchgeführt.
Sollte ein besuchter Knoten gefunden werden, wird die Nachricht
in eine RETRACE geändert,
und die DTL wird wie oben erläutert
abgeändert.
Wenn keine besuchten Knoten gefunden werden, wird die SETUP-Nachricht
gemäß der neuen DTL
weitergeleitet.
-
Sollte
im Fall der RETRACE-Nachricht der erste Eintrag oben auf dem DTL-Stack
nicht mit der Knoten-ID oder ihrer Vorläufer-ID übereinstimmen, wird die RETRACE-Nachricht in Richtung
des Knotens weitergeleitet, von dem er die SETUP-Nachricht empfangen
hat.
-
Wenn
der Eintrag paßt,
dann wird der Weg (und die neue DTL) zum nächsten Eintrag gemäß der DTL
berechnet. Es wird wieder eine Prüfung auf besuchte Knoten durchgeführt. Wenn
es einen besuchten Knoten gibt, wird die DTL wie oben erläutert modifiziert
und die RETRACE-Nachricht
wird in Richtung des Knotens weitergeleitet, von dem er die SETUP-Nachricht
empfangen hat. Wenn es keine besuchten Knoten gibt, wird die RETRACE-Nachricht
in eine SETUP-Nachricht geändert
und gemäß der neuen
DTL zum nächsten
Knoten weitergeleitet.
-
Für die CONNECT/RELEASE-Nachricht werden
die auf der Verbindungsstrecke reservierten Ressourcen zugeordnet/freigegeben.
Vom Knoten wird diese Nachricht auf allen Verbindungsstrecken weitergeleitet,
auf denen eine SETUP empfangen/gesendet wurde, außer der
Verbindungsstrecke, auf der die vorliegende CONNECT/RELEASE empfangen
wird. Es ist zu beachten, daß diese
Nachricht auf allen durch die SETUP-Nachricht durchlaufenen Verbindungsstrecken
durchläuft,
aber in der entgegengesetzten Richtung.
-
Ein Zeichengabebeispiel
-
Bezug
nehmend auf 5 ist eine beispielhafte Darstellung
des Zeichengabemechanismus der vorliegenden Erfindung unter Verwendung
des Netzes 200 dargestellt. Nach der Darstellung in 5 sind
dunkle Knoten für
Kernknoten repräsentativ.
Im vorliegenden Beispiel nehme man an, daß sich Knoten B.1.1 bereits
auf dem Mehrfachsendebaum befindet. Wenn nunmehr Knoten A.3.4 der
Mehrfachsendegruppe beizutreten wünscht, sendet er zuerst eine SETUP-Nachricht
in Richtung des Kernknotens in seiner Partnergruppe (Knoten A.3.1).
Die SETUP-Nachricht
wird zum Knoten A.3.1 weitergeleitet. Da Knoten A.3.1 nicht aktiv
ist und der DTL-Stack leer ist, versucht der Knoten, sich dem Kernknoten A.1
der Mutter-Partnergruppe anzuschließen. Der Weg zum Kernknoten
A.1 sei durch die Partnergruppe A.4. Die DTL für den Weg sieht folgendermaßen aus:
(A.3.1,
A.3.2) Zeiger 1
(A.3, A.4, A.1) Zeiger 1
-
Zusammen
mit der DTL wird auch eine Liste von durch die SETUP-Nachricht in
der gegenwärtigen
Partnergruppe be suchten Knoten weitergegeben. Diese wird vom Eintritts-,
Austritts- und Kernknoten zur Bestimmung von schleifenlosen Wegen benutzt.
-
Die
SETUP-Nachricht wird zum Knoten A.3.2 weitergeleitet. Da Knoten
A.3.2 ein Austrittsknoten ist, erinnert er sich an die Liste besuchter Knoten
(nämlich
Knoten A.3.4, A.3.1 und A.3.2). Er leitet dann die SETUP-Nachricht über die
Grenzverbindungsstrecke 204 zum Knoten A.4.4 weiter. Da A.4.4
ein Eintritts-Grenzknoten ist, berechnet er den Weg zu seinem Kernknoten
(Knoten A.4.2). Dieser Weg sei durch A.4.1. Die DTL ist hier wie
folgt:
(A.4.4, A.4.1, A.4.2) Zeiger 1
(A.3, A.4, A.1)
Zeiger 2
-
Die
SETUP-Nachricht wird durch A.4.1 zum Knoten A.4.2 weitergeleitet.
Da A.4.2 ein Kernknoten ist, der nicht aktiv ist, und der DTL-Stack
nicht leer ist, berechnet er einen Weg zur Partnergruppe A.1. Dieser
Weg sei durch Knoten A.4.3. Die DTL sieht nun wie folgt aus:
(A.4.2,
A.4.3, A.4.4) Zeiger 1
(A.3, A.4, A.1) Zeiger 2
-
Da
der Knoten A.4.4 bereits von der SETUP-Nachricht besucht worden
ist, wird die Nachrichtenart in eine RETRACE-Nachricht geändert und die
DTL wird wie folgt geändert:
(A.4.4)
Zeiger 1
(A.3, A.4, A.1) Zeiger 2
-
Die
RETRACE-Nachricht wird zu dem Knoten weitergeleitet, von dem aus
die SETUP-Nachricht empfangen wurde (Knoten A.4.1) und dann zu A.4.4. Nun
entspricht der erste Eintrag oben auf dem Stack der Knoten-ID. Dementsprechend
wird ein Weg zur Partnergruppe A.1 berechnet.
-
Da
der Knoten A.4.4 selbst ein Austritts-Grenzknoten ist, gibt es keine
besuchten Knoten auf dem Weg. So wird die RETRACE-Nachricht in eine
SETUP-Nachricht geändert
und über
die Grenzverbindungsstrecke zum Knoten A.1.4 weitergeleitet. Da
A.1.4 ein Eintrittsknoten ist, findet er den Weg zu seinem Kernknoten.
Die DTL sieht nun wie folgt aus:
(A.1.4, A.1.1) Zeiger 1
(A.3,
A.4, A.1) Zeiger 3
-
Wenn
A.1.1 die SETUP-Nachricht empfängt, wird
der DTL-Stack leer.
Da der Knoten A.1.1 nicht aktiv ist, leitet er die SETUP-Nachricht
zum Kernknoten seiner Mutter-Partnergruppe
(Knoten A.1) weiter. Da wir uns bereits in der Partnergruppe A.1
befinden, wird die SETUP-Nachricht
zum Kernknoten in seiner Mutter-Partnergruppe (Knoten B) weitergeleitet.
Es wird der Weg zur Partnergruppe B berechnet. Der Weg soll durch
Partnergruppen A.2, A.3 und A.5 laufen. Die DTL für diesen
Weg ist:
(A.1.1, A.1.2) Zeiger 1
(A.1, A.2, A.3, A.5)
Zeiger 1
(A, B) Zeiger 1
-
Es
stellt sich jedoch heraus, daß der
Knoten A.3 bereits von der SETUP-Nachricht besucht worden ist (was
dem Knoten A.1 bekannt ist). SETUP wird in die RETRACE-Nachricht geändert, und
die DTL wird wie folgt geändert:
(A.3,
A.5) Zeiger 1
(A, B) Zeiger 1
-
Die
RETRACE-Nachricht wird zum Knoten A.1.4 weitergeleitet, der sie
zu A.4.4 und dann zu A.3.2 weiterleitet. Nun entspricht der erste
Eintrag oben auf dem Stack der Vorläufer-ID des Knotens A.3.2.
Es wird der Weg zur Partnergruppe A.5 berechnet. Für das vorliegende
Beispiel soll der Weg durch A.3.1 und A.3.4 laufen. Die DTL für diesen Weg
ist:
(A.3.2, A.3.1, A.3.4) Zeiger 1
(A.3, A.5) Zeiger
1
(A, B) Zeiger 1
-
Da
A.3.4 bereits von der SETUP-Nachricht besucht wird, wird die SETUP-Nachricht
in eine RETRACE-Nachricht geändert.
Die DTL wird folgendermaßen
geändert:
(A.3.4)
Zeiger 1
(A.3, A.5) Zeiger 1
(A, B) Zeiger 1
-
Die
RETRACE-Nachricht wird zu dem Knoten weitergeleitet, von dem aus
der Knoten A.3.2 die SETUP-Nachricht empfangen hat (Knoten A.3.1). Vom
Knoten A.3.1 wird die RETRACE-Nachricht zu A.3.4 weitergeleitet.
Nun entspricht der erste Eintrag oben auf dem Stack der Knoten-ID.
So wird ein Weg zur Partnergruppe A.5 berechnet. Die Nachricht wird in
SETUP geändert,
da es keine weiteren besuchten Knoten gibt. Die SETUP-Nachricht wird nunmehr zum
Knoten A.5.1 weitergeleitet. A.5.1 ist ein Kernknoten, und der DTL-Stack
ist nicht leer. So wird der Weg zur Partnergruppe B berechnet. Die
SETUP-Nachricht wird dann zum Knoten A.5.4 und dann zum Knoten B.1.3
weitergeleitet.
-
Da
der Knoten B.1.3 ein Eintrittsknoten ist, berechnet er den Weg zu
seinem Kernknoten (Knoten B.1.1). Wenn B.1.1 die SETUP-Nachricht
empfängt,
ist er bereits aktiv (auf dem Mehrfachsendebaum). Er sendet daher
eine CONNECT-Nachricht zum Knoten A.3.4. Diese Nachricht durchläuft alle Verbindungsstrecken,
auf denen die Ressourcen reserviert wurden. Wenn die Nachricht den
Knoten A.3.4 erreicht, ist die Verbindung hergestellt.
-
Der
Zeichengabemechanismus der vorliegenden Erfindung ist insofern vorteilhaft,
als schleifenfreie Verbindungen erstellt werden, wenn ein neuer
Knoten sich an den Mehrfachsendebaum anfügt. Als Beweis für diese
Behauptung betrachte man eine bestimmte Partnergruppe auf der untersten
Stufe. Wege werden der DTL nur unter den folgenden Umständen hinzugefügt:
- (i) Eine SETUP-Nachricht erreicht den Eintrittsknoten.
Da
der Eintrittsknoten in diesem Stadium der einzige besuchte Knoten
in der Partnergruppe ist, kann durch irgendeinen der DTL hinzugefügten Weg
keine Schleife erstellt werden.
- (ii) Eine SETUP-Nachricht erreicht den Kernknoten.
Wenn
der zugefügte
Weg einen besuchten Knoten aufweist, wird eine RETRACE-Nachricht
auf dem Rückweg
weitergeleitet, bis der besuchte Knoten erreicht wird. Dadurch wird
die Möglichkeit einer
Erstellung einer Schleife eliminiert.
- (iii) Eine RETRACE-Nachricht erreicht den Austrittsknoten.
Wenn
der zugefügte
Weg einen besuchten Knoten aufweist, wird eine RETRACE-Nachricht
auf dem Rückweg
weitergeleitet, bis der besuchte Knoten erreicht wird. Dadurch wird
die Möglichkeit der
Erstellung einer Schleife eliminiert.
-
Wie
ersichtlich ist, wird durch keinen der obigen Zustände eine
Schleife erzeugt. Da dieses Argument rekursiv auf alle Stufen der
Hierarchie erweitert werden kann, wird durch den Zeichengabemechanismus
daher sichergestellt, daß die
hergestellte Verbindung schleifenfrei ist. Es versteht sich, daß ähnliche Mechanismen
zum Löschen
eines Knotens aus dem Mehrfachsendebaum benutzt werden können.
-
Ein
attraktives Merkmal des Mehrfachsende-Leitweglenkungsverfahrens
der vorliegenden Erfindung ist seine Einfachheit. Da Knoten auf
jeder Stufe denselben Algorithmus befolgen, ist die Erfindung sehr
leicht zu implementieren. Es sind sehr geringe Informationen über die
Mitgliedschaft bei Mehrfachsendegruppen zur Bestimmung eines Weges
erforderlich. Es wird nur die Liste von Kernknoten der Partnergruppe
und ihrer Vorläufer
in einer Partnergruppe gefloodet. Es besteht daher ein minimaler
Zusatzaufwand bei der Implementierung.
-
Ein
vermeintlicher Nachteil der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß der
Zeichengabemechanismus unterschiedliche Nachrichtenarten umfaßt und etwas
kompliziert erscheint. Auch kann die Bedingung, daß aktive
Kernknoten ein Teil des Mehrfachsendebaums sein müssen, verschobene
Bäume ergeben,
wobei verschobene Bäume
zu einer Verschwendung von Bandbreite führen. Das geschieht, wenn es
sehr wenige teilnehmende Knoten gibt und die Kernknoten weit von
den teilnehmenden Knoten entfernt sind. Durch den Zeichengabemechanismus der
vorliegenden Erfindung wird jedoch sichergestellt, daß jedes
Mal, wenn ein Knoten sich an einen bereits bestehenden Mehrfachsendebaum
anfügt, keine
Schleifen entstehen. Weiterhin liegen die Kosten des durch diesen
Algorithmus erzeugten Baums nicht weit von den Kosten des durch
Steiner-Heuristiken erzeugten pseudooptimalen Baums entfernt, und
der Baum erfüllt
die Eigenschaft, daß alle
Knoten mit Grad 1 entweder Zielknoten oder Kernknoten sind.