DE69834731T2

DE69834731T2 - Arrangement zum gemeinsamen laden in computernetzwerken

Info

Publication number: DE69834731T2
Application number: DE69834731T
Authority: DE
Inventors: Nail Kavak
Original assignee: Telia AB
Current assignee: Telia AB
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: NO995672D0; NO323990B1; SE507720C2; DE69834731D1; EE03542B1; NO995672L; EP1010102A2; WO1998057275A3; EP1010102B1; EE9900572A; SE9702239D0; USRE44363E1; WO1998057275A2; SE9702239L; US6687731B1; DK1010102T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für Lastverteilung in Computernetzwerken und genauer gesagt eine Anordnung für Verteilung von Verkehr, z.B. über Internet von Klienten zu Dienstversorgern, die Dienste von einer Vielzahl von Servern liefern. Die Erfindung ermöglicht Verteilung auf eine Anzahl von kopierten Servern. Ein geeigneter Server wird ausgewählt, z.B. aufgrund der zur Verfügung stehenden Ressourcen an der Schnittstelle des Servers oder aufgrund von weniger Verzögerung in der Verbindung. Die Erfindung führt zu besserem Betriebsverhalten und verringertem Verkehr, indem der Verkehr geographisch und von einem Ressourcengesichtspunkt aus verteilt wird.
STAND DER TECHNIK
Viele internationale große Unternehmen stellen eine Vielzahl von Kopien ihrer Informationsserver zur Verfügung, in einigen Fällen auch im Ausland, mit dem Ziel, die Zugangsmöglichkeiten und das Betriebsverhalten für den Internetbenutzer zu verbessern. Ein Problem ist, dass einige Server immer mehr belastet sind als andere, insbesondere, da die Übertragung von Audio- und Videodateien in Echtzeit immer populärer wird. Dieses führt zu Überlastung in den Netzwerken.
Eine konventionelle Weise, dieses Problem zu lösen, besteht darin, einen existierenden Server durch einen anderen zu ersetzen, der höhere Verarbeitungskapazität und Speicherkapazität hat. In den meisten Fällen ist jedoch das Problem nicht der Mangel an Kapazität, sondern der Mangel von Lastverteilung, das heißt, die Lösung besteht häufig darin, die existierenden Netzwerkressourcen besser auszunutzen.
In einigen Fällen wird die Information in einer Mehrzahl von Servern kopiert oder nachgebildet, die geographisch an verschiedenen Stellen verteilt sind, um die Antwortzeiten zu verbessern. Traditionell wird der Verkehr auf den unterschiedlichen Servern unter Verwendung einer sequentiellen (round robin, Ring) oder Zufallstechnik verteilt. Bei dieser sequentiellen Technik werden die Server sequentiell nacheinander ausgewählt, während Zufallstechnik Server in jeder beliebigen Reihenfolge auswählt. Bei keiner dieser Techniken wird Information über die Belastung auf den Servern oder den Ort der Server im Netzwerk verwendet.
Beispiele solcher Lösungen des Standes der Technik schließen ein:

US 5 539 883 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Computers in einem Netzwerk von Computern unter Verwendung einer verbesserten Lastausgleichstechnik. Logische Verbindungen werden zwischen den Computern und anderen Computern im Netz erzeugt, so dass eine Baumstruktur gebildet wird, wobei die Computer logisch mit einem Computer verbunden sind, der höher im Baum angeordnet ist, und mit einer Anzahl von Computern verbunden ist, die weiter unten im Baum angeordnet sind. Gespeicherte Information wird im Computer aufbewahrt, was die gegenwärtige Last auf dem Computer und die Last auf wenigstens einem der anderen Computer in dem Netzwerk betrifft, indem bewirkt wird, dass der Computer periodisch die Information an die Computer verteilt, mit denen er logisch verbunden ist, und von den Computern ähnliche solche Information erhält und eine eigene Information in Übereinstimmung damit aktualisiert, so dass die Information benutzt werden kann, einen Computer im Netzwerk zu bestimmen, der Extralast annehmen kann.
EP 742 658 A2 offenbart ein System, das die Bandbreitenineffizienzen vermeidet, indem einfach vielfache getrennte und unabhängige Kanäle zum Verteilen von Datendiensten über fernsehkompatible Netzwerke verteilt werden, indem die vielfachen Kanäle als eine Einheit angesehen werden und sie als eine Einheit mit einer stromauf vorgesehenen Bandbreiten-Verwaltungseinheit verwaltet werden. Die Bandbreiten-Verwaltungseinheit ordnet dynamisch aktiven Benutzern unbenutzte Bandbreite unter vielfachen Kanälen zu. Um dies zu erzielen, zeichnet die Bandbreiten-Verwaltungseinheit jede Anforderung für Kanalbandbreite, die gemacht wird, jede Anforderung, die aktiv erfüllt worden ist und jede Anforderung auf, die nicht erfüllt worden ist. So können Datendienstversorger wie z.B. Multimediadienste wirksam vielfache mit 6 Megahertz Fernsehnetzwerk kompatible Kanäle benutzen, um ihre Daten auf viele Anfordernde/Benutzer bei hohen Geschwindigkeitsraten über ein verhältnismäßig billiges existierendes Netzwerk zu verteilen.
US 5 283 897 offenbart einen halbdynamischen Lastausgleicher für ein Transaktionsverarbeitungssystem, das Transaktionstypen unter Computern im System als eine Gruppe und nicht als individuelle Transaktionen erneut zuordnet. Statistische Daten werden in einer Affinitätsmatrix angesammelt, die die Anzahl von Malen aufzeigt, die ein Transaktionstyp i durch einen Transaktionstyp j blockiert wurde, der eine Verriegelung oder Blockierung auf einer Dateneinheit hielt, auf die Transaktionstyp i Zugriff nehmen wollte. Wenn ein überlasteter Computer festgestellt wird, werden die Transaktionstypen auf den Computern des Systems gemäß einer Transaktionstypleitwegtabelle neu zugeordnet, die aufgrund von Daten von der Affinitätsmatrix aktualisiert wird.
EP 479 660 A2 offenbart ein verteiltes Computersystem, das ein Datenkommunikationsnetzwerk verwendet und eine Anzahl von Serviceversorgern für einen gegebenen Service oder einen Prozeduraufruf haben kann. Ein Klient des Netzwerks bezieht sich auf einen Namendienst, um die Netzwerkadresse einer dieser Serviceversorger zu erhalten. Der Namenservice behält für jeden Klienten oder Gruppe von Klienten ein Konfigurationsprofil der Serviceversorger aufrecht, um das Problem zu lösen, einen der mehreren Serviceversorger auszuwählen, wenn eine Anforderung vorgenommen wird. Ein einziges Konfigurationsprofil ist eine prioritätsgeordnete Suchliste, die von einem Serviceidentifizierer (z.B. Prozeduraufruf-Schnittstellenspezifikation von fern) in Serviceversorgernamen (z.B. entfernten Prozeduraufrufserver) abbildet. Ein Konfigurationsprofil kann Namen für einzelne Serviceversorger und/oder mit Namen versehene Gruppen von Serviceversorger und/oder andere Konfigurationsprofile enthalten. Konfigurationsprofile werden auf eine Weise gespeichert, die sie durch das gesamte verteilte System zugänglich macht, das heißt im Namenservice. Konfigurationsprofile können miteinander verkettet werden, indem sie mit anderen Konfigurationsprofilen in Bezug gesetzt werden, um eine Hierarchie von Konfigurationsprofilen zu schaffen.
US 4 933 936 offenbart ein System, das eine Mehrzahl von Computern aufweist, die jeweils eine erste Eingangs-/Ausgangsschnittstelle und eine zweite Eingangs-/Ausgangsschnittstelle zum schnittstellenmäßig mit Kommunikationsnetzwerken Verbindung Herstellen, wobei jede zweite Eingangs-/Ausgangsschnittstelle eine Überbrückung zum Überbrücken des damit verknüpften Computers einschließt. Ein globales Kommunikationsnetzwerk verbindet die ersten Eingangs-/Ausgangsschnittstellen, um jeden Computer mit der Fähigkeit zu versehen, Meldungen gleichzeitig zum Rest der Computer rumzusenden. Ein Maschenwerks-Kommunikationsnetzwerk verbindet die zweiten Eingangs-/Ausgangsschnittstellen, wodurch jeder Computer mit der Fähigkeit versehen wird, eine Kommunikationsverbindung mit einem anderen der Computer unter Überbrückung des Rests des Computers einzurichten. Jeder Computer wird durch eine residente Kopie eines gemeinsamen Betriebssystems gesteuert. Kommunikationen zwischen entsprechenden Computern geschehen durch gespaltene TOKEN (Kennzeichen für Kommunikationssteuerungen) die jeweils einen sich bewegenden ersten Teil haben, der von Computer zu Computer gesendet wird, und einen residenten zweiten Teil haben, der im Speicher von wenigstens einem Computer angeordnet ist, und wobei der Ort des zweiten Teils ein Teil des ersten Teils ist.
US 5 031 089 offenbart eine Verbesserung zum dynamischen erneuten Zuordnen der Ressourcen des Systems für ein optimales Jobverhalten in einem verteilten heterogenen Computersystem, das eine Mehrzahl von Computerknoten hat, die jeder betriebsmäßig durch eine Netzwerkschnittstelle mit einem Netzwerk verbunden sind, um Kommunikationen und Übertragungen von Daten zwischen Knoten zu schaffen und wobei die Knoten jeweils eine Warteschlange zum Enthalten von auszuführenden Jobs haben. Es gibt eine erste Logik an jedem Knoten zum dynamischen und periodischen Berechnen und Speichern eines Arbeitslastwertes als Funktion der Anzahl von Jobs in der Warteschlange des Knotens. Eine zweite Logik ist an jedem Knotenpunkt vorgesehen, um den Arbeitslastwert zu anderen Knoten im Netzwerk auf Anforderung der anderen Knoten zu übertragen. Schließlich gibt es eine dritte Logik bei jedem Knoten, die bei Vervollständigung jedes Jobs betätigbar ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung löst die obigen Probleme, indem Information über die Last und die Netzwerktopologie der Server verwendet werden, zusammen mit einer Technik, geeignete Server zu adressieren, nämlich die Anycast-Technik (Anycast-Leitwegführung und Anycast-Adressierung). Dadurch kann die Erfindung Verkehr zu geographisch verteilten Servern verteilen, so dass der Verkehr zu z.B. weniger belasteten Servern verteilt wird. Deutlicher gesagt schafft die Erfindung eine Anordnung gemäß Anspruch 1.
Vorzugsweise ist der Domainnamenserver dazu ausgebildet, den am wenigsten belasteten kopierten Server oder den nächsten kopierten Server auszuwählen. Jeder kopierte Server kann eine Ressourcenmeldung senden, die Information über zur Verfügung stehende Ressourcen beim fraglichen Server und über die Verbindungsparameter der Server enthält.
Dank der neuen Technik der vorliegenden Erfindung wird eine Anzahl von Vorteilen erzielt. Die Endbenutzer nutzen die geringere Verzögerung und das bessere Betriebsverhalten aus. Die Anzahl von Servern im Netzwerk oder beim Serviceversorger kann verringert werden. Es wird leicht sein, Server hinzuzuführen und wegzunehmen, ohne dass der Benutzer dadurch gestört wird, das heißt ohne Unterbrechung von laufenden Diensten. Dies bringt beträchtlich geringere Investitionskosten und Verwaltungskosten für den Netzwerkbetreiber und den Serviceversorger, während dem Endbenutzer gleichzeitig eine höhere Leistung geboten wird. Die Endbenutzer bemerken nicht, dass es mehrere Server gibt, die denselben Dienst bieten.
Die Erfindung schafft kosteneffiziente Lösungen, die automatisch konfiguriert werden können und für den Benutzer transparent sind. Die Erfindung ermöglicht es, Server schrittweise zu erweitern und passt die Kapazität gemäß dem Bedarf an. In dem Verkehr zum am wenigsten belasteten Server geleitet werden, wird die Anzahl von Sprüngen und möglichen Zeitverzögerungen verringert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll unten detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen
1 ein Diagramm der gesamten Anordnung gemäß der Erfindung;
2 eine Darstellung eines Formats einer Ressourcenmeldung gemäß der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine der wichtigeren begrenzten Ressourcen z.B. im World Wide Web ist Netzwerkbandbreite und Prozessorkapazität von Servern und Klientcomputern. Die Netzwerkbandbreite und die Prozessorleistung wachsen unter einem allgemeinen Gesichtspunkt an, jedoch nicht schnell genug, um mit der mehr und mehr anwachsenden Anzahl von Benutzern im Netzwerk Schritt zu halten. Die Anzahl der Benutzer wird bald eine Milliarde sein.
Dies würde kein Problem sein, wenn die Benutzer ihre Aktivitäten auf ihre lokalen Maschinen beschränken würden; das Netzwerk macht es jedoch für die Benutzer möglich, Dokumente von Servern an entfernt angeordneten Stellen anzufordern. Es ist auch eine Tatsache, dass einige Server populärer sind als andere, was bedeutet, dass diese Server eine zu schwere Belastung trotz der Tatsache tragen müssen, dass es eine Menge von Servern gibt, die dieselben Dienste liefern können. Eine Lösung zu diesem Problem besteht darin, Dokumente näher bei den Benutzern zu speichern. Dies wird sowohl den Netzwerkverkehr als auch die Belastung der Server verringern. Eine ähnliche Lösung ist eine Nachbil dung oder Kopierung, was im wesentlichen Pufferspeicherung mit sich bringt, bevor die Dokumente angefordert werden. Die Kosten der vielfachen Kopierung können verringert werden, indem Flussübertragungsverteilung verwendet wird, wie dies durch NNTP (Network News Transfer Protocol, Netzwerknachrichtenübertragungsprotokoll) unterstützt wird. Weiter kann Kopierung sowohl auf diese als auch auf Dokumente angewendet werden. Wenn kopierte Server in Clustern nahe dem Originalserver sind, wird dies die Belastung des einzelnen Servers verringern, verringert jedoch nicht den Netzwerkverkehr, da alle Anforderungen immer noch zum Cluster gehen. Wenn jedoch kopierte Server über das Netzwerk verteilt sind und wenn Klienten automatisch den nächsten oder am wenigsten belasteten Server lokalisieren können, würde dies auch den Netzwerkverkehr verringern.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, durch die die Netzwerkressourcen wirksamer benutzt werden können. Das Ziel ist, dynamisch den Benutzerverkehr zu dem am wenigstens belasteten Anwendungsserver zu leiten. Die Vorteile, die dabei erzielt werden, sind oben erwähnt. Obwohl die Erfindung mit besonderem Bezug zu IP über ATM (das heißt Netze, die mit dem Internetprotokoll mit der asynchronen Übertragungsbetriebsart, Asynchronous Transfer Mode, arbeiten) beschrieben wird, kann die Erfindung auch auf andere Techniken als ATM angewendet werden.
1 zeigt ein Diagram einer bevorzugten Anordnung gemäß der Erfindung. Ein Klientcomputer 1 hat eine virtuelle Schaltungsverbindung, die mit seinen Domainnamenservern (DNS) 2 eingerichtet ist, von denen einer in der Figur gezeigt ist, und zwar über das Netzwerk 3. Dies kann eine se kundäre Verbindung zu einem Reservedomainnamenserver (nicht gezeigt) sein, auf den aufgrund eines Fehlers oder bei einer Unterbrechung/Pause Zugriff genommen wird. Im Netzwerk gibt es eine Anzahl von Routern 4, die Verbindungen mit Servern 5A bis 5E bei Serviceversorgern einrichten. Alle Server 5A, 5B, 5C, 5D, 5E sind Kopien voneinander und bilden dieselbe Anycast-Gruppe oder „gemeinsame Adressengruppe". Anycast-Gruppen senden nur eine virtuelle JP-Adresse zu ihren Nachbarn. Einer logischen Adresse kann eine Anzahl von physischen Adressen entsprechen.
Der Domainnamenserver hat Kenntnis von allen Anycast-Gruppen. Aus Gründen der Skalierung und des Betriebsverhaltens können Anycast-Gruppen über viele Domainnamenserver verteilt werden. Die Mitglieder der Anycast-Gruppen sind mit den Domainnamenservern durch eine Punkt-zu-Mehrfach-Verbindung verbunden.
Die Funktion der Anordnung kann wie folgt zusammengefasst werden. Der Klientcomputer sendet zuerst eine Anforderung zu einem Domainnamenserver, um einen Domainnamen in eine IP-Adresse aufzulösen. Steuermeldungen zu und vom Domainnamenserver werden durch die dicken Pfeile 6 in der Figur dargestellt. Der Domainnamenserver kontrolliert zuerst die Semantik der DNS-Anforderung, um herauszufinden, welche Anwendung angefordert worden ist. Z.B. wird eine ftp-Anforderung auf eine unterschiedliche Weise gehandhabt als eine Ping-Anforderung. Die erstere ist langlebig, während die letztere kurzlebig ist. Der Typ von Anwendung hilft dem Domainnamenserver, den relevantesten Server für jede Anforderung auszuwählen. In einigen Fällen wird der am wenigsten belastete Server ausgewählt, während in anderen Fällen die billigste Verbindung und der dazu gehörende Server ausgewählt werden.
In einem IPATM-Netz bevorzugt ein Sender manchmal, den kürzesten Leitweg für zeitkritische Anwendungen zu wählen, z.B. für Bilder, Video, ftp, und in anderen Fällen würde derselbe Sender den billigsten Leitweg bevorzugen, wie z.B. ping, dns usw.
Der Domainnamenserver empfängt dauernd Leitweginformation von allen Anycast-Servern, die er bedient. Die Leitweginformation wird über die Verbindungen übertragen, die mit 7 in 1 bezeichnet sind. Die Leitweginformation schließt Details über die zur Verfügung stehende Kapazität für jede Verbindung, die Anzahl von Sprüngen zu jedem Server, die Bandbreite jeder Verbindung, die Prozessorkapazität, die gemessene Verzögerungszeit usw. ein. Der Domainnamenserver schickt die IP-Adresse zu dem Server zurück, der am besten an die Anwendungsanforderungen angepasst ist, die von der DNS-Abfrage abgeleitet sind. Wenn die IP-Adresse aufgelöst ist, wird sie zum Klientcomputer zurückgeführt, so dass eine direkte Verbindung zwischen dem Klientcomputer und dem Server eingerichtet wird. Die Verbindung ist für den Domainnamenserver transparent. Der Server oder das Dokument, das angefordert wird, kann dann zum Klientcomputer übertragen werden. Der Datenfluss ist in 1 bei 8 gezeigt.
Um einen Server aus den unterschiedlichen geeigneten genau gleichen Servern auszuwählen, wird Anycast-Technik verwendet. Eine Anycast-Adresse (gemeinsame Adresse) wird benutzt, um eine Gruppe von Knoten darzustellen, von denen einer ausgewählt werden soll. Wenn eine Anycast-Adresse empfangen wird, liefert der Domainnamenserver die IP-Adresse an alle Bestimmungsorte, die durch die Anycast-Adresse dargestellt werden. Da viele Server dieselbe Anycast-Adresse haben können, wählt der Router konventionell eine von ihnen aus, indem er Information über die Anzahl von Sprüngen zu den unterschiedlichen Servern sammelt und den nächsten auswählt. Die Verwendung von Verbindungen ist ein anderes gegenwärtig zur Verfügung stehendes Kriterium. Andere mögliche Kriterien sind Kosten, Prozessorbelastung, Speicherung, Leitwegpolitik usw.
Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, die Anycast-Technik zu verwenden, um auf Dienste Zugriff zu nehmen, die durch eine größere Anzahl von Servern geliefert werden, die auf unterschiedlichen Netzwerkknoten arbeiten. Insbesondere kann auf denselben Dienst durch eine einzige Anycast-Adresse unabhängig davon Zugriff genommen werden, wie viele Server für den Dienst benutzt werden und wo die Server im Netzwerk angeordnet sind. Den Dienst bei vielen Servern des Netzwerkes zu kopieren ist nützlich, wenn eine hohe Dienstzugänglichkeit erforderlich ist. Andere Dienste, die von Anycast-Technik Nutzen ziehen können, schließen ein: World Wide Web, Videodienste, Domainnamenserver, adressenauflösende Server, Nachbarentdeckungsserver, 020-Nummerndienste, Telefonieren über Internet und öffentliches vermitteltes Telefonnetz, um die am kostengünstiges Sprachdienste zu finden, usw.
Ein Anycast-Server, ANS, der zusammen mit dem Domainnamenserver 2 lokalisiert sein kann, hält Information über die Mitgliedschaft für alle Anycast-Dienstmitglieder 5A–5E. Ein Knoten kann sich selbst beim Anycast-Service re gistrieren, als Mitglied beitreten, sich davon zurückzuziehen und aufzuhören, am ANS-Dienst teilzunehmen.
Um Belastungsverteilung, die über die am wenigstens belasteten Server verteilt ist, zum Arbeiten zu bringen, muss jeder Server die Umgebung über seine zugänglichen Ressourcen informieren. Zu diesem Zweck wird eine Ressourcenankündigung (Resource Advertisement, RA) gesendet. Bei der Berechnung der Dienstqualität Leitwege (QoS-Leitwege), wird RA verwendet.
Jeder Server erzeugt eine Ressourcenankündigung für jedes Abdeckungsgebiet und zeigt die größte Menge von zugänglichen Ressourcen für Reservierungen bei der Schnittstelle jeder der Server im Abdeckungsgebiet an, zusammen mit den Verzögerungsparametern der Verbindung. Diese Parameter sind ungefähr analog zum Standardkostenwert „öffne den kürzesten Pfad zuerst" (Open Shortest Path First, OSPF), sind jedoch unabhängig vom Standarddiensttypwert, um besser die statischen Verzögerungscharakteristiken der Verbindung zu charakterisieren. Eine neue Kopie der Ressourcenmeldung wird erzeugt, wenn immer eine neue Leitwegressourcenankündigung für das Abdeckungsgebiet erzeugt wird, oder wenn immer die zur Verfügung stehende Bandbreitenressource oder die Verzögerung für eine Verbindung im Abdeckungsgebiet geändert wird. Ein Algorithmus kann verwendet werden, dass eine neue Ressourcenankündigung nur dann erzeugt wird, wenn die zur Verfügung stehende Bandweitenressource in einem beträchtlichen Ausmaß geändert wird. Ressourcenankündigungen werden in Flüssen durch ein einziges Abdeckungsgebiet übertragen. Das Format der Ressourcenankündigung ist in 2 gezeigt.
Die Anzahl von Verbindungen ist die Verbindungsanzahl, die in der Ressourcenankündigung eingeschlossen ist. Für jede Verbindung sind der Verbindungstyp, Verbindungsidentität und Verbindungsdaten dieselben wie für die Leitwegressourcenankündigung. Die zur Verfügung stehende Verbindungsressource wird durch Paketdatengebietparameter in Fließkommaformat mit einfacher Präzision entsprechend IEEE dargestellt, wie in der Servicemodelsteuerlast. Die Verbindungsverzögerung ist ein statistischer Verzögerungswert für die Verbindung, ausgedrückt in Millisekunden.
Eingabe in die Leitwegberechnung schließt Quellenadresse und Bestimmungsadresse und die Dienstqualitäten für den Fluss ein, die gegenwärtig die Paketdatengebietsparameter für die Pfadmeldung des Ressourcenreservierungsprotokolls sind, aber jedoch auch von anderen Auslösungseinheiten abgeleitet werden können. Um den besten Leitweg oder den Leitweg mit der geringsten Verzögerung zu berechnen, wird der statistische Verzögerungswert in derselben Weise benutzt, wie OSPF den Nullkostenwert des TOS (Type of Service, Typ des Dienstes) des Routers benutzt.
Der DNS-Server benötigt sowohl Information über zur Verfügung stehende Ressourcen als auch über existierende Ressourcenreservierung zusätzlich zur normalen Information über Topologie und Mitgliedschaft.
Wenn ein neuer kopierter Server sich mit einer Anycast-Gruppe verbindet, informiert der lokale Router über die Existenz des Dienstes als Teil seiner normalen Leitwegaustauschaktivitäten mit den benachbarten Routern. Wenn der normale Router beobachtet, dass ein kopierter Server eine angehaltene Sendemeldung hat, wird auch eine negative In formation zu den benachbarten Routern übertragen. Jeder der benachbarten Router untersucht einen Entfernungswert für den angekündigten Anycast-Server, aktualisiert seine Tabellen aufgrund dieses Wertes und leitet dann die aktualisierte Information an seine Nachbarn weiter. Jeder Router behält Kenntnis wenigstens über den Leitweg zu den nächsten Anycast-Servern und möglicherweise eine kleine Liste über alternative Server für den Fall, dass er informiert wird, dass der vorherige nächste Server außer Betrieb ist. Auf diese Weise wird jeder Server im Netzwerk ausreichend Kenntnisse haben, Anycast-Pakete zum nächsten Server zu leiten, muss jedoch nicht eine Datenbank über alle Anycast-Server im Netz aufrechterhalten. Wenn ein Klient eine Anforderung für Verbindung zu der Anycast-Gruppe sendet, und wenn dies kein Dienst im lokalen Unternetzwerk ist, leitet der lokale Router das Paket zum nächsten kopierten Server aufgrund der gegenwärtigen Leitwegtabellen weiter.
Es wird angenommen, dass ein Anycast-Ruf zu einem der Server auf dem normalen Niveau der Serverhierarchie geleitet werden kann, unabhängig davon, wo diese Server physikalisch im Netzwerk sind. Für viele Anwendungen würde das normale Niveau entweder das Niveau des Knotens des Anycast-Rufers oder das nächste Niveau darüber sein. Der Anycast-Anrufer soll nicht irgendwelche Details darüber kennen müssen, wie die Servicehierarchie organisiert ist, oder sogar, wie die Niveaus in der Serverhierarchie nummeriert sind. Was der Anrufende nur angeben muss, ist, dass ein Anycast-Ruf zu einem Server auf dem niedrigst möglichen höheren Niveau geleitet werden soll, wo ein Server gefunden werden kann. Um den Anforderungen zu genügen und eine Serverhierarchie durch eine einzige Adresse zu adressieren, schlägt die Erfindung vor, die Definition von Nähe, die durch die Leitwegalgorithmen benutzt wird, dahingehend zu erweitern, dass sie neue Parameter einschließt, um Nähe zu messen. Es soll angenommen werden, dass PNNI-Leitwegniveaus (Private Network Node Interface, Knotenschnittstelle des privaten Netzwerks) benutzt werden, um die hierarchischen Niveaus der Server zu identifizieren. Wenn wir den Unterschied zwischen zwei Leitwegniveauidentifizierer ein annehmbares Maß der Nähe zwischen zwei entsprechenden Knoten sein lassen, muss ein Anycast-Anrufer nicht direkt ein Niveau in der Hierarchie angeben. Durch Verwendung dieser Messparameter kann das Leiten zu Servern auf dem niedrigstmöglichen höheren Niveau in einer Hierarchie von Servern unterstützt werden, unabhängig von der physikalischen Entfernung zwischen dem angeforderten Server und dem Klient.
Daher schafft die vorliegende Erfindung eine Anordnung für Lastverteilung, die die angezeigten Probleme löst. Ein Experte auf diesem Gebiet realisiert, dass die Erfindung in einer Anzahl von unterschiedlichen Weisen mit unterschiedlichen Kombinationen von Hardware und Software implementiert werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Das Ausmaß des Schutzes der Erfindung wird nur durch die unten angeführten Patentansprüche begrenzt.

Claims

Anordnung für Lastverteilung in Computernetzwerken mit einer Anzahl von Client-Computern (1), wenigstens einem Serviceversorger, der über eine Anzahl von kopierten Servern (5A–5E) Dienste bereitstellt, einem Computernetzwerk (3) mit Routern (4), die die Client-Computer (1) mit den Servern (5A–5E) verbinden können, um einen Kleincomputer, der einen Dienst anfragt, mit einem geeigneten Server zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vielfaches an kopierten Servern (5A–5E) zu einer Anycast-Gruppe gehört, wobei jede Anycast-Gruppe mit einem Domain-Name-Server (2) verbunden ist, der so angeordnet ist, dass er fortlaufend Routeninformation von jedem Server in der Anycast-Gruppe empfängt, wobei diese Routeninformation Last-bezügliche Einzelheiten über die Bandbreite und zur Verfügung stehende Kapazität für jedes Link enthält und Topologie-bezügliche Einzelheiten über die Anzahl von Sprüngen auf jeden Server, wobei der Domain-Name-Server basierend auf der Information über Last und Topologie der Server angewiesen wird, einen der kopierten Server (5A–5E) zu wählen; so dass ein Router (4) zwischen dem gewählten Server und dem einen Dienst anfordernden Client-Computer (1) eine Verbindung errichten kann.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Name-Server (2) so angeordnet ist, dass er den am wenigsten belasteten kopierten Server (5A–5E) wählt.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder kopierte Server (5A–5E) so angeordnet ist, dass er eine Quellenanzeige (RA), die Information über zur Verfügung stehende Quellen des Servers enthält, überträgt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Name-Server (2) so angeordnet ist, dass er den am nächsten liegenden kopierten Server (5A–5E) wählt.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder kopierte Server (5A–5E) so angeordnet ist, dass er eine Quellenanzeige (RA), die Information über die Link-Parameter des Servers enthält, beispielsweise die Link-Verzögerungsparameter oder den Routingpegel, überträgt.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Domain-Name-Server (2) so angeordnet ist, dass er eine Anycast-Technologie verwendet, um einen kopierten Server (5A–5E) zu wählen.