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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kurzschlussleitweglenkungsverfahren über ein Internet-Netzwerk, wie in
der Präambel
von Anspruch 1 beschrieben, und ein damit verbundenes Gerät, wie in
der Präambel
von Anspruch 2 definiert.
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Ein
solches Kurzschlussleitweglenkungsverfahren, ein damit verbundenes
Gerät und
ein damit verbundenes System sind bereits in der Technik bekannt,
z. B. aus dem Entwurf des Internet-Dokumentes "IPSOFACTO: IP Switching over Fast ATM
cell transport" von
den Autoren A. Acharya, R. Dighe und F. Ansari, veröffentlicht
im Juli 1997 durch die Internet Task Force (IETF), oder alternativ
aus dem Dokument "IP
switching over fast ATM cell transport (IPSOFACTO): Switching multicast
flows" von den Autoren
A. Acharya et al, IEEE Global Telecommunications Conference, Phoenix
Arizona, 3.–8.
November 1997, Band 3, Seiten 1850–1854, Abschnitt 5.
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Darin
wird ein Verfahren zur Abbildung von IP-Mehrfachsende-Flüssen auf
ATM-Verbindungen beschrieben. Dieses Verfahren bezieht sich auf
den Aufbau eines Internet-Protokoll-Mehrfachsende-Verteilungs-Baums für jede Quelle
und die Kurzschlussleitweglenkung entlang jedes Zweiges des konstruierten
Baumes. Dieser Verteilungs-Baum, der in dem zitierten Entwurf Punkt-zu-Mehrpunkt-VC
genannt wird, ist ein Baum von der Mehrfachsende-Quelle am Stamm
des Baumes zu allen Mehrfachsende-Empfängern als Blätter des
Baumes. Der Verteilungs-Baum bietet den kürzesten Weg von der Quelle zu
jedem Empfänger
der Gruppe. Es soll darauf hingewiesen werden, dass das Internet-Protokoll
im Folgenden IP genannt wird. Der gerade erwähnte Baum wird mit einem "Rundsende- und Abschneide"-Verfahren konstruiert
und erhalten, wobei das Rundsenden als "Hinzufügen eines Punkt-zu-Mehrpunkt-VC-Eintrages in die
Hardware-VC-Leitweglenkungs-Tabelle" bezeichnet wird, wenn eine Quelle beginnt,
eine Mehrfachsende- Gruppe
zu senden. Das bedeutet, dass die Mehrfachsende-Quelle eine Rundsende-Nachricht
an jeden Empfänger
der Gruppe sendet. Jeder nicht interessierte Empfänger sendet
eine Abschneide-Nachricht
in Richtung des Senders, die anzeigt, dass er aus der Mehrfachsende-Gruppe
ausgeschlossen werden will. Im Fall einer IP-Mehrfachsende-Abkürzung werden
alle Baum-Topologie-Informationen
von OSI-Ebene 3 auf OSI-Ebene 2 kopiert, was in dem Entwurf "Umsetzung des Zustandes
auf eine Punkt-zu-Mehrpunkt-VC
innerhalb des Koppelbausteins" genannt wird.
Somit wird für
eine Rundsende-Nachricht zu jedem Empfänger eine Abkürzung über eine ATM-Kurzschluss-VC
aufgebaut. Für
jeden nicht interessierten Empfänger,
der eine Abschneide-Nachricht
zurücksendet,
wird die Abkürzung über eine ATM-Kurzschluss-VC abgebaut,
was "Löschen einer VC
aus den Leitweglenkungs-Tabellen" genannt wird.
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In
der aktuellen Situation, d. h. in der Situation wie im bisherigen
Stand der Technik beschrieben, wird der Kurzschluss-Pfad zu einem
bestimmten Zeitpunkt aufgebaut. Der empfangende Host, der nicht interessiert
ist, zeigt dies durch Senden einer Abschneide-Nachricht an. Letztendlich
kann man den Schluss ziehen, dass der Aufbau des Kurzschluss-Pfades
zu diesem empfangenden Host nicht erforderlich und überflüssigerweise
Netzwerk-Ressourcen benutzt hat.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kurzschlussleitweglenkungsverfahren
des obigen bekannten Typs bereitzustellen, das aber effizienter
ausgeführt
wird und worin weniger Netzwerk-Ressourcen überflüssigerweise benutzt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieses Ziel durch das in Anspruch 1 beschriebene
Verfahren und das in Anspruch 2 beschriebene Gerät erreicht.
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In
der Tat wird durch Verzögerung
des Aufbaus eines Kurzschluss-Pfades, wobei die Verzögerungszeit
zum Beispiel mindestens die Zeitdauer beträgt, die eine Abschneide-Nachricht, die vom
empfangenden Host gesendet wird, benötigt um den auslösenden Router
in Aufwärtsrichtung
zu erreichen, es vermieden, dass unnötige Kurzschluss-Pfade aufgebaut
werden. Somit wird, wenn der Aufbau von Kurzschluss-Pfaden verzögert wird,
bis eine mögliche
Abschneide-Nachricht empfangen werden kann, kein Kurzschluss-Pfad überflüssigerweise
aufgebaut.
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Eine
weitere charakteristische Eigenschaft der vorliegenden Erfindung,
die in Anspruch 3 erwähnt
wird, bezieht sich auch auf die Bestimmung und Anpassung des Verzögerungszeit-Intervalls.
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Der
Kurzschluss-Router ROU kann in der Lage sein, eine Ablaufzeit einer
Abschneide-Nachricht zu bestimmen, d. h. die Zeit, die eine Abschneide-Nachricht
vom sendenden Host SH nach dem Ablaufen des Verzögerungszeit-Intervalls empfangen wird.
Wenn der Kurzschluss-Router ROU nach oder vor dem Ablaufen des aktuellen
Verzögerungszeit-Intervalls
eine Anzahl von Abschneide-Nachrichten empfängt, kann das Verzögerungszeit-Intervall angepasst
werden, um den Aufbau von Kurzschluss-Verbindungen zu optimieren. Auf der
Grundlage dieser Ablauf-Zeit
berechnet der Kurzschluss-Router ROU das Maß der Erweiterung des Verzögerungszeit-Intervalls.
Eine weitere Möglichkeit
kann die Situation sein, dass Abschneide-Nachrichten vor dem Ablauf der Verzögerungszeit
empfangen werden. Dann kann das Verzögerungszeit-Intervall verkleinert
werden.
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Noch
eine weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch
4 beschrieben.
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Ein
Kurzschluss-Router kann am Aufbau von mehr als einem Kurzschluss-Pfad
beteiligt sein, einer zwischen dem sendenden Host und jedem der
empfangenden Hosts. Um die Verzögerungszeiten
jedes der parallelen Zweige der Kurzschluss-Pfade des Mehrfachsende-Baumes
zu berücksichtigen,
an dem der erwähnte
Kurzschluss-Router beteiligt ist, enthält jeder Kurzschluss-Router
ein Verzögerungs-Mittel
für jeden
Pfad zwischen dem sendenden Host und einem empfangenden Host.
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Die
oben angegebenen und weitere Aufgaben und Eigenschaften der Erfindung
werden deutlicher, und die Erfindung selbst wird am besten verstanden,
wenn man auf die folgende Beschreibung zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
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1 einen
Mehrfachsende-Verbindungs-Baum darstellt, in dem der Mehrfachsende-Kurzschluss-Pfad
aufgebaut wird, und
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2 den
strukturellen Aufbau des Routers darstellt, der den Router jedes
Vermittlungs-Routers SR1–R11
in 1 bildet.
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In
den folgenden Abschnitten wird mit Bezug auf die Zeichnungen die
Implementation des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Im ersten Abschnitt dieser Beschreibung werden die
Hauptelemente dieses Mehrfachsende-Kurzschlussleitweglenkungssystems beschrieben.
Im zweiten Abschnitt werden alle Verbindungen zwischen den oben
erwähnten
Netzwerkelementen und beschriebenen Mitteln definiert. Im folgenden
Abschnitt wird die tatsächliche
Ausführung
des Kurzschlussleitweglenkungssystems beschrieben.
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Die
wesentlichen Elemente des Netzwerks der Ausführung der vorliegenden Erfindung
sind die Kurzschlussleitweglenkungs-Geräte,
die durch Vermittlungs-Router-Kombinationen SR1–SR11, einen sendenden Host
SH und empfangende Hosts RH1–RH6
gebildet werden, wie in 1 gezeigt. In dieser Ausführung sind
die sendenden und empfangenden Hosts Computer-Terminals.
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Der
sendende Host SH ist über
eine ATM-Verbindung mit dem Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers
SR1 verbunden. Der Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers SR1
ist über
eine andere ATM-Verbindung mit den Vermittlungsteilen des Vermittlungs-Routers
SR2, mit Vermittlungs-Router SR4 und mit Vermittlungs-Router SR7
verbunden. Vermittlungs-Router SR2 ist über eine ATM-Verbindung mit
dem Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers SR3 verbunden, der
wiederum über
eine ATM-Verbindung mit dem empfangenden Host RH1 und dem empfangenden
Host RH2 verbunden ist. Der Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers
SR5 ist mit dem Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers SR4 und
auf der anderen Seite mit dem Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers
SR6 verbunden. Der Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers SR6
ist mit den empfangenden Hosts RH3 und RH4 verbunden, beide über eine
ATM-Verbindung.
Dann ist der Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers SR7 mit dem Vermittlungsteil
des Vermittlungs-Routers SR8 verbunden und daneben auch mit dem
Vermittlungsteil des Vermittlungs-Routers SR10. Die Vermittlungsteile
der jeweiligen Vermittlungs-Router SR8 und SR10 sind mit den entsprechenden
Vermittlungsteilen der Vermittlungs-Router SR9 und SR11 verbunden.
Die Vermittlungsteile der Vermittlungs-Router SR9 und SR11 sind jeweils mit
den empfangenden Hosts RH5 und RH6 verbunden, beide über eine
ATM-Verbindung. Jeder Router der Vermittlungs-Router-Kombination
SR1–SR11
ist mit der zugehörigen
Vermittlung über
eine Verbindung zwischen dem Steuer-Anschluss der Vermittlung und
einem der Router verbunden.
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Ein
wichtiges Netzwerkelement ist der Kurzschluss-Router ROU, wie in 2 dargestellt,
der hauptsächlich
die Leitweglenkung von Datenflüssen durch
das Netzwerk und den Aufbau eines Kurzschluss-Pfades durchführt, was
in Zusammenarbeit mit den benachbarten Routern durchgeführt wird.
Die Hauptelemente des Routers ROU sind die Rundsende-Mittel BRM,
welche das Rundsenden von Datenpaketen zu den nächsten in Abwärtsrichtung
benachbarten Routern ROU durchführen,
die Verzögerungs-Mittel
DEM, welche die Verzögerung
des Aufbaus eines Kurzschluss-Pfades durchführen, und die Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel
SEM, die in Zusammenarbeit mit benachbarten Routern den tatsächlichen
Aufbau eines Kurzschluss-Pfades durchführen. Es muss auch darauf hingewiesen
werden, dass jeder Router ein Verzögerungs-Mittel DEM für jeden
möglichen
Kurzschluss-Pfad besitzt, an dem der Router beteiligt ist. Es wird
auch angenommen, dass die Funktionalität bezüglich der Behandlung eintreffender
Abschneide-Nachrichten in dem Kurzschluss-Router ROU, sowie in den
aktuell verfügbaren
Routern zur Verfügung
steht. Hier sind hauptsächlich
die Funktionalität
bezüglich
des Empfangs einer Abschneide-Nachricht und die Entscheidung, ob
diese Abschneide-Nachricht weitergeleitet werden muss, sowie die
tatsächliche
Weiterleitungs-Funktionalität
gemeint.
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Das
Rundsende-Mittel BRM hat einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss I/O, der
auch Eingangs-/Ausgangs-Anschluss des Routers ROU ist. Das Rundsende-Mittel
BRM ist weiterhin mit dem Verzögerungs-Mittel
DEM gekoppelt, das wiederum mit dem Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel
SEM gekoppelt ist. Das Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel SEM hat
einen Ausgangs-Anschluss,
der auch mit dem Eingangs-/Ausgangs-Anschluss I/O des Routers ROU
gekoppelt ist. Daneben ist der Ausgangs-Anschluss des Verzögerungs-Mittels DEM auch mit
dem Eingangs-/Ausgangs-Anschluss
I/O des Routers ROU gekoppelt.
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Um
die Funktion der vorliegenden Erfindung zu erklären, wird angenommen, dass
der sendende Host SH einen Internet-Protokoll-Datenfluss an eine Benutzergruppe
senden will, die aus den empfangenden Hosts RH1–RH6 besteht. Dazu wird das
erste Paket eines Internet-Protokoll-Datenflusses vom sendenden
Host über
einen Vermittlungs-Router SR1 in Richtung aller möglicher
empfangenden Hosts RH1–RH6
rundgesendet.
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Die
Pakete des Datenflusses, die vom sendenden Host SH gesendet werden,
enthalten eine spezielle Mehrfachsende-Zieladresse, die anzeigt, dass der Datenfluss
an alle möglichen
empfangenden Hosts RH1–RH6
gesendet werden soll. Anschließend
wird das erste Datenpaket des Datenflusses zuerst zu den Rundsende-Mitteln
BRM des Routers gesendet, der zu Vermittlungs-Router SR1 gehört. Das
Rundsende-Mittel BRM des Routers, der zu Vermittlungs-Router SR1
gehört,
rundsendet dann das erste Datenpaket in Richtung der Router, die
zu Vermittlungs-Router SR2, SR4 und SR7 gehören, und der Verzögerungs-Zeitgeber
des Verzögerungs-Mittels
DEM des Routers, der zu Vermittlungs-Router SR1 gehört, wird
gestartet. Die Rundsende-Mittel BRM dieser gerade erwähnten Router leiten
das Datenpaket an alle Vermittlungs-Router in Abwärtsrichtung
weiter, d. h. in Richtung der entsprechenden Router SR3, SR5, SR8
und SR10. Die Verzögerungs-Zeitgeber
des Verzögerungs-Mittels
DEM der Router, die zu diesen Vermittlungs-Routern gehören, werden
ebenfalls gestartet. Auf dieselbe Weise wie vorher werden die Datenpakete über die
entsprechenden restlichen Vermittlungs-Router SR6, SR9 und SR11
in Richtung der empfangenden Hosts RH1–RH6 rundgesendet. Auf diese
Weise wird den empfangenden Hosts RH1–RH6 mitgeteilt, dass ein Datenfluss
in Richtung jedes empfangenden Hosts der Gruppe gesendet wird.
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Es
wird weiterhin angenommen, dass die empfangenden Hosts RH2, RH4
und RH6 nicht an dem gesendeten Datenfluss interessiert sind. Um
die Zwischen-Router auf den entsprechenden Pfaden herab zu Vermittlungs-Router
SR1 davon zu benachrichtigen, dass diese empfangenden Hosts RH2, RH4
und RH6 nicht an dem zu sendenden Datenfluss interessiert sind,
wird über
die jeweiligen benachbarten Router in Abwärtsrichtung SR3, SR6 und SR11 eine
Abschneide-Nachricht in Richtung von Vermittlungs-Router SR1 gesendet.
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Alle
Router der Zwischen-Vermittlungs-Router SR1–SR11 erwarten ihrerseits,
dass sie eine Abschneide-Nachricht empfangen können, und daher warten diese
Router der Zwischen-Vermittlungs-Router
SR1–SR11
während
der Verzögerungszeit,
bevor die Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel SEM aktiviert werden.
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Die
von den empfangenden Hosts RH2, RH4 und RH6 gesendeten Abschneide-Nachrichten
werden in der Zwischenzeit über
die jeweiligen Router, die zu den Vermittlungs-Routern SR3, SR6
und SR11 gehören,
weitergegeben. Durch Senden der Abschneide-Nachrichten werden die Verzögerungs-Mittel
DEM der Router der Vermittlungs-Router SR3, SR6 und SR11 deaktiviert,
und folglich werden die entsprechenden Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel SEM gesperrt.
Auf diese Weise werden alle Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel SEM der drei empfangenden
Hosts RH2, RH4 und RH6 gesperrt, was bedeutet, dass kein Kurzschluss-Pfad über die
jeweiligen Verbindungen zwischen den Vermittlungs-Routern SR3, SR6
und SR11 und dem entsprechenden empfangenden Host RH2, RH4 und RH6
aufgebaut wird. Im Fall der empfangenden Hosts RH2 und RH4 leiten
die Routen der Vermittlungs-Router SR3 und SR6 die Abschneide-Nachricht
nicht in Richtung von Vermittlungs-Router SR1 weiter, da die anderen empfangenden
Hosts RH1 und RH3 den Internet-Protokoll-Paketfluss empfangen wollen,
und zwischen ihnen muss folglich ein Kurzschluss-Pfad aufgebaut
werden. Auf diese Weise wird in Richtung der empfangenden Hosts
RH2 und RH4 kein Kurzschluss-Pfad aufgebaut.
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Im
Fall des empfangenden Hosts RH6 leitet der Router, der zu Vermittlungs-Router
SR11 gehört, die
Abschneide-Nachricht in Richtung des Routers, der zu Vermittlungs-Router
SR10 gehört,
weiter.
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Das
Verzögerungs-Mittel
DEM des Routers von Vermittlungs-Router
SR10 wird ebenfalls deaktiviert, und folglich wird das Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel
SEM deaktiviert. Dann wird die Abschneide-Nachricht zu dem Router
weitergeleitet, der zu Vermittlungs-Router SR7 gehört. Die
Abschneide-Nachricht wird hier empfangen, der entsprechende Verzögerungs-Zeitgeber
DEM wird deaktiviert und folglich wird das entsprechende Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel
SEM deaktiviert.
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Der
Routen von Vermittlungs-Router SR7 entscheidet, die Abschneide-Nachricht
nicht weiterzuleiten, da der empfangende Host RH5 den Internet-Protokoll-Datenfluss
nicht empfangen will, und folglich muss über die Verbindung zwischen
den Vermittlungs-Routern SR1 und SR7 ein Kurzschluss-Pfad aufgebaut
werden.
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Wenn
eines der Verzögerungs-Mittel
DEM der Routen, die zu den Zwischen-Vermittlungs-Routern SR1–SR11 gehören, keine
Abschneide-Nachricht erhält,
was in dieser Ausführung
für die
Routen der Fall ist, die zu den Vermittlungs-Routern auf den Pfaden
zwischen dem sendenden Host SH und den empfangenden Hosts RH1, RH3
und RH5 gehören, bauen
die Kurzschluss-Routen-Aufbau-Mittel
SEM des Routers jedes Vermittlungs-Routers an jedem dieser Zweige
in Zusammenarbeit mit den anderen Vermittlungs-Routern innerhalb
dieser Zweige einen Kurzschluss-Pfad in Richtung der Ziele, der
empfangenden Hosts RH1, RH3 und RH5, auf. Die empfangenden Hosts
empfangen den Internet-Protokoll-Paketfluss, der vom sendenden Host
SH gesendet wird.
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Es
ist auch möglich,
die Verzögerungs-Mittel DEM
in die Lage zu versetzen, das Ablauf-Zeitintervall der Abschneide-Nachricht zu messen.
Das Ablauf-Zeitintervall der Abschneide-Nachricht wird nach dem Ablauf des Verzögerungszeit-Intervalls
empfangen. Auf der Grundlage des Mittelwertes des Abschneide-Nachricht-Ablauf-Zeitintervalls
einer Anzahl von Abschneide-Nachrichten
wird das Verzögerungszeit-Intervall
angepasst. Nehmen wir an, dass der Mittelwert des Abschneide-Nachricht-Ablauf-Zeitintervalls
den Wert Tmean hat. Dieser Wert Tmean kann positiv sein: Die Abschneide-Nachricht
kommt nach dem Ablauf des Verzögerungszeit-Intervalls
an, oder er kann negativ sein: Die Abschneide-Nachricht kommt vor
dem Ablauf des Verzögerungszeit-Intervalls
an. Das Verzögerungszeit-Intervall
wird dann angepasst, indem der Mittelwert des Abschneide-Nachricht-Ablauf-Zeitintervalls
zum aktuellen Verzögerungszeit-Intervall
hinzuaddiert wird.
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Obwohl
die obige Ausführung
der Erfindung anhand von Funktionsblöcken beschrieben wurde, ist deren
detaillierte Realisierung auf der Grundlage dieser Funktionsbeschreibung
einem Fachmann offensichtlich und wird daher nicht beschrieben.
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Obwohl
die Prinzipien der Erfindung oben in Verbindung mit einer speziellen
Vorrichtung beschrieben wurden, muss deutlich verstanden werden,
dass diese Beschreibung nur als Beispiel erfolgt und nicht als Einschränkung des
Umfanges der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.