DE69838126T2

DE69838126T2 - Verkehrsverwaltung für geschalteten Frame Relay Datendienst

Info

Publication number: DE69838126T2
Application number: DE69838126T
Authority: DE
Inventors: Christoper J. Freehold Chase; Stephen L. Little Silver Holmgren; John Babu Colts Neck Medamana; Vikram R. Freehold Saksena
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: EP0923268B1; EP0923268A3; CA2253103C; CA2253103A1; DE69838126D1; US6188671B1; EP0923268A2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zur Implementierung von verbesserten Netzwerkarchitekturen und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Routen von Internet Protokollpaketen (IP) mit Hilfe modifizierter Frame Relay Protokolle.
2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Seit kurzem steigt die Beliebtheit großer Ameshed≡ Netzwerke. Große stark vermaschte Netzwerke sind jedoch u.U. schwer mit konventionellen Netzwerk-Technologien zu implementieren, zu betreiben und zu managen.
Ein Beispiel einer konventionellen Vermaschungskonfiguration ist in 1 dargestellt. Ein WAN (Weitbereichsnetz) 900 enthält eine Mehrzahl von Routern R_A, R_B, R_C, R_D (Kundenstandort-Ausrüstung (CPE – Customer Premises Equipment)), die jeweils an einer Mehrzahl von Endbenutzerorten A, B, C bzw. D angeordnet und über entsprechende Benutzernetzwerk-Schnittstellen (UNI – User Network Interfaces) 920–1, –2, ..., –n mit einem Dienst-Provider=s Netzwerk (SPN) 901 miteinander verbunden sind. Die Benutzernetzwerk-Schnittstellen 920 können auf verschiedene Weise, zum Beispiel als ATM-Schalter (ATM – Asynchronous Transfer Mode) mit einer Frame Relay Schnittstelle zu CPE konfiguriert sein. Die Standorte sind durch logische Pfade, zum Beispiel virtuelle Schaltungen (PVCs), genannt P_A–C, P_A–D, P_B–C, P_A–B, P_C–B, miteinander verbunden, die durch ihre Endpunkte an den UNIs 920–1, 920–2, ..., 920–n und eine garantierte Bandbreite, genannt CIR (Committed Information Rate – Garantierte Informationsrate) gekennzeichnet sind.
In 2 ist eine detaillierte Ansicht des Flusses von Daten durch das WAN 900 dargestellt. Es existiert eine Mehrzahl von Protokollschichten, über welche Kommunikationen laufen können. Zum Beispiel umfasst das gut bekannte ISO (International Standards Organisation) Open Systems Interconnect Modell Schichten einschließlich einer Physikalischen Schicht (Schicht 1), einer Datenlink-Schicht (Schicht 2), einer Netzwerkschicht (Schicht 4) bis hin zu und einschließlich einer Anwendungsschicht (Schicht 7). Gemäß dieses Modells werden Benutzerdaten 902 mit Hilfe einer Benutzeranwendung, die auf der Anwendungsschicht 903 läuft, erzeugt. Auf der Transportschicht (Schicht 4) 904 kann eine Quellen- und Ziel-Portadresse 906 (im Rahmen der TCP Kopfzeile (Schicht 4)) zu den Benutzerdaten 902 hinzugefügt werden. Auf der Netzwerkschicht (Schicht 3) 905 kann eine zusätzliche Kopfzeile (das heißt eine IP Kopfzeile (Schicht 3) die Quellen- und Ziel IP Adressen enthält) 908 hinzugefügt werden. Somit enthält das Benutzerdatenfeld von Schicht 3 die Benutzerdaten 902 von Schicht 4 plus die Kopfzeile 906 von Schicht 4. Die Protokolldateneinheit (PDU) 902, 906, 908 von Schicht 3, die zum Beispiel ein IP Paket 950 bildet, wird nun nach unten zu Schicht 2 909 in der CPE (R_A, R_B, R_C, R_D) geleitet, die mit SPN 901 verbunden ist. Im Router bildet eine Tabelle eine oder mehrere IP Adressen (Schicht 3) 908 auf einen oder mehrere entsprechende PVCs (P_A–C, P_A–D, P_B–C, P_A–B, P_C–B) ab. Die Router-Tabelle wird vom Kunden gewartet. Nachdem die korrekte PVC in der Routing-Tabelle gefunden ist, wird die entsprechende Datenlinkverbindungs-Kennung (DLCI) (Schicht 2) 912 als Code in die Kopfzeile des Frame Relay Frame 914 (Paket) gesetzt. Anschließend wird der übrige Teil des Frame Relay Frame eingesetzt, und es wird eine Frame Prüfsumme (FCS) berechnet. Dann wird das Frame nach unten in die physikalische Schicht geleitet und an das SPN 901 übertragen.
An der UNI 920 wird das Frame auf Gültigkeit geprüft, um zu bestimmen, ob ein mit der DLCI 912 verknüpfter vordefinierter PVC existiert. Falls ja, wird das Frame 914 auf dieser PVC über das Netzwerk entlang des gleichen Pfads und in der gleichen Reihenfolge wie andere Frames mit dieser DLCI weitergeleitet, wie in 2 veranschaulicht. Die Frame-Information von Schicht 2 bleibt bestehen, während das Paket das Frame Relay Netzwerk durchquert, egal ob dieses Netzwerk tatsächlich als Frame Relay Netzwerk oder ein anderes Netzwerk, wie ein ATM-Netzwerk, implementiert ist. Das Frame wird zu seinem Zielort befördert, ohne dass irgendwelche weiteren Routing-Entscheidungen im Netzwerk getroffen werden. Die FCS wird am UNI Ausgang geprüft, und wenn das Frame nicht beschädigt ist, wird es an die mit dem Endbenutzer verknüpfte UNI ausgegeben.
Wie in der Technik gut bekannt, sind in 1–3 beispielhafte Diagramme dargestellt, die zeigen, wie die Frame Relay Datenpakete an den verschiedenen ISO Schichten zusammengestellt werden, wobei das Beispiel des TCP/IP Protokoll Transports auf einer Frame Relay Datenlink-Schicht verwendet wird. An diesem Beispiel ist zu sehen, wie die Benutzerdaten auf der Anwendungsschicht in sukzessive Envelops verpackt (Awrapped≡) werden, die die PDUs bilden, während sie den Protokollstapel durchlaufen. Insbesondere wird die Zusammensetzung des Kopfzeilenfeldes erweitert, um die Details anzuzeigen, und dies ist in 5 dargestellt. Das Datenlinkverbindungs-Kennung (DLCI) Feld umfasst 10 Bits, die über das erste und zweite Oktett ausgebreitet sind, und ermöglicht die Eingabe von 1023 möglichen Adressen, von denen einige für spezifischen Einsatz durch die Standards reserviert sind. Wie in 3 dargestellt, wird die DLCI je nachdem, welche Ziel IP Adresse im IP Paket angegeben ist, zur Frame Relay Kopfzeile hinzugefügt. Diese Entscheidung, welche DLCI gewählt wird, wird von der CPE, gewöhnlich einem Router, getroffen und basiert auf vom Kunden bereitgestellter Konfigurationsinformation, die eine Abbildung von IP Adressen in den PVCs bereitstellt, die den aktuellen Standort mit anderen Standorten im WAN 900 verbinden.
In einem konventionellen Frame Relay befördert ein Schicht 2 Q.922 Frame die Kundendatenpakete von Schicht 3 auf dem Netzwerk in einer permanenten virtuellen Schaltung (PVC), die durch eine Datenlinkverbindungs-Kennung (DLCI) identifiziert ist. Somit werden die DLCIs vom Kunden als Adressen benutzt, die die richtige PVC auswählen, um die Daten an das gewünschte Ziel zu befördern. Das Kundendatenpaket wird transparent durch das Netzwerk befördert, und sein Inhalt wird nie vom Netzwerk geprüft.
Das oben besprochene konventionelle vermaschte Frame Relay Netzwerk ist in verschiedener Hinsicht eingeschränkt. Zum Beispiel, jedes Mal wenn ein neuer Endbenutzerort zu dem vermaschten Netzwerk hinzugefügt wird, muss an jedem anderen Endbenutzerort eine neue Verbindung hinzugefügt werden. Folglich müssen sämtliche Routing-Tabellen an jedem Endbenutzerort aktualisiert werden. Somit pflanzt sich für jede Änderung in der Netzwerk-Topologie ein Aripple≡ Effekt durch das gesamte Netzwerk fort. Für große Netzwerke mit Tausenden von Endbenutzerorten erzeugt dieser Rippeleffekt ein große Belastung sowohl für den Netzwerkprovider, der genügend virtuelle Schaltungen (PVCs) bereitstellen muss, als auch für die Netzwerkkunden, die sämtliche Routing-Tabellen aktualisieren müssen. Des Weiteren sind die meisten Router auf einen Zusammenschluss mit einem Maximum von 10 anderen Router beschränkt, so dass diese Netzwerk-Topologie nur schwer zu implementieren ist. Mit zunehmender Netzwerkgröße muss die Anzahl von PVC Kunden die Zunahme in den DLCIs managen und mehr Abbildungen auf die DLCIs vornehmen. Eine weitere Komplikation des Problems entsteht durch den Trend, Netzwerke immer mehr zu verwaschen (Ameshedness≡), was bedeutet, dass mehr Standorte direkt miteinander verbunden werden. Das Ergebnis ist ein Anstieg in der Anzahl und Vermaschung von PVCs in Netzwerken, was sich nicht gut mit den aktuellen Netzwerk-Technologien vereinen lässt.
Eine mögliche Lösung zur Handhabung von großen vermaschten Netzwerken besteht darin, ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) zur Verbindung der Endbenutzerstandorte miteinander zu verwenden, wobei verschlüsselter Verkehr zum Einsatz kommt, der über Atunnelings≡ über das Internet gesendet wird. VPNs werden jedoch nicht weit verbreitet von Internet-Dienstprovidern (ISPs) unterstützt, weisen anormale Informationsraten auf und bringen eine Anzahl von Sicherheitsproblemen mit sich.
Eine weitere mögliche Lösung wäre der Einsatz von Frame Relay basierten geschalteten virtuellen Schaltungen (SVCs). Während PVCs (oben besprochen) auf Teilnehmerbasis definiert werden und sinngemäß Internet-Standleitungen sind, handelt es sich bei SVCs um temporäre Leitungen, die nach Bedarf definiert werden und dem Sinn nach Telefonanrufe sind. SVCs erfordern jedoch kontinuierliche Kommunikationen zwischen allen Routern im System, um die SVCs zu koordinieren. Des Weiteren, weil die Tabellen, die IP Adressen auf SVC Adressen abbilden, typisch manuell gewartet werden, sind SVCs oft unpraktisch für große stark vermaschte Netzwerke. Sicherheit ist ein wesentliches Problem für SVC Netzwerke, in denen Tabellen inkorrekt gemanagt werden oder das Netzwerk „spoofed" ist. Des Weiteren ist Interworking zwischen SVCs und ATM SVCs (ATM = Asynchroner Transfer Modus) mit Schwierigkeiten verbunden.
Keine der obigen Lösungen befasst sich hinreichend mit dem wachsenden Bedarf an großen vermaschten Netzwerken. Folglich müssen Netzwerk-Architekturen gefunden werden, die die Implementierung großer vermaschter Netzwerke, in denen Sicherheit besteht, ermöglichen, und die niedrige Wartungskosten, effizienten Betrieb und Skalierbarkeit bieten.
In US Patent Nr. 5313454 von Bustini ist ein „Rückkopplungssteuersystem vorgeblich für die Verhinderung von Stau in einem zellen-(paket-)vermittelten Kommunikationsnetzwerk beschrieben. Die Steuerung von Stau wird durch Steuerung der Übertragungsrate von burstartigem Verkehr in Gegenwart von Daten mit hoher Priorität, Sprachdaten, langsamen statistischen, schnellen deterministischen und Multicast Daten erzielt. Da burstartiger Verkehr relativ unempfindlich gegenüber Verzögerungen ist, kann genügend Pufferkapazität an den Netzwerkknoten bereitgestellt werden, um burstartigen Datenzellenverlust auf ein Minimum zu reduzieren. Durch Überwachen der Puffer-Warteschlangenlängen an den Knoten kann ein Steuersignal an jedem Zwischenknoten erzeugt werden, welches den Statuszustand anzeigt. Eine übertrieben lange Warteschlange bedeutet beginnenden Stau, während eine kurze Warteschlangenlänge einen Überschuss an Kapazität bedeutet. Der Warteschlangenstatus wird an den Zielknoten weitergeleitet, wo er interpretiert und als Rückkopplungsraten-Steuersignal an den Quellenknoten unter Einsatz eines 2-Bit Codes zurückgeschickt wird. Der Quellencode regelt die Geschwindigkeit der burstartigen Datenübertragung über das Zellennetzwerk entsprechend dem Rückkopplungs-Steuersignal, so dass Stau und gleichzeitiger Datenverlust auf ein Minimum reduziert sind, während die verfügbare Netzwerk-Bandbreite effizient genutzt wird". Siehe Abstrakt.
In der Patent-Kooperation-Vertragsanmeldung Nr. WO 96/19060 von Wolff wird ein „Verfahren in einem Kommunikationssystem vorgeblich zum Steuern des übertriebenen Einsatzes (der Überschuss- Verwendung?) einer endlichen Ressource, durch welche Information fließt, mit Hilfe einer Mehrzahl von Quellen mit einem „Überschuss-Zustand" beschrieben. Für jede Quelle wird bestimmt, ob sich die Quelle im Überschuss-Zustand befindet. Wenn die Überschuss-Informationsrate unter einer vorherbestimmten gerechten Informationsrate liegt, wird die Information an die Ressource weitergeleitet. Wenn die Überschuss-Information über der gerechten Informationsrate liegt, wird die Information beseitigt". Siehe Abstrakt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beinhalten ein Verfahren, umfassend, in einem Schnell-Paket-Netzwerk, den Schritt des Verwalten, gemäß einer garantierten Zustellrate, mindestens einer aus einer Mehrzahl von tatsächlichen Netzwerkübertragungsraten für mindestens eine aus einer Mehrzahl von aktiven Quellen, wobei die garantierte Zustellrate mit einem Zielort verknüpft ist, wobei die garantierte Zustellrate eine auf einem Zeitfenster mit variabler Länge beruhende durchschnittliche Zustellrate ist, und die durchschnittliche Zustellrate die Zustellung am Zielort garantiert.
Aspekte der vorliegenden Erfindung lösen eins oder mehrere der oben genannten Probleme und/oder stellen verbesserte Systeme und Verfahren zur Implementierung einer Netzwerkarchitektur bereit.
Ein netzartiger Datentransportdienst macht sich die vorhandene Basis von Frame Relay Kundenstandortausrüstungen (CPE) und Kunden zunutze, wobei diesen Kunden ein neuer Mechanismus zur Bereitstellung von erweiterbaren Dienstmerkmalen angeboten wird. In dem neuen Dienst können die Datenlinkverbindungs-Kennungen (DLCIs) von der CPE dazu benutzt werden, aus Diensttypen, Merkmalsets und geschlossenen Benutzergruppen (CUGs) auszuwählen. Die DLCI wird im Schicht 2 Frame benutzt, das die Benutzerdaten dem Netzwerk zuführt. Das Schicht 3 Datenpaket wird dem Schicht 2 Frame entnommen, und die Schicht 3 Adressinformation für das (routing-fähige) Protokoll wird dazu benutzt, das Benutzerdatenpaket gemäß der von der DLCI ausgewählten Dienstklasse bzw. dem Merkmalset über ein paketvermitteltes Hochleistungs-Netzwerk zu routen. Am Zielort wird das Schicht 3 Datenpaket wieder in ein Schicht 2 Frame mit einer DLCI aufgenommen, die anzeigt, zu welcher Dienstgruppe es gehört. Das Frame wird an die CPE weitergeleitet. Der Einsatz dieser Technik gestattet der vorhandenen Frame Relay CPE, den konventionellen Frame Relay Dienst mit einer Reihe von DLCIs, die mit logischen Pfaden wie permanenten virtuellen Schaltungen (PVCs) verknüpft sind, sowie mit einer Reihe von DLCIs, die mit Dienst- und/oder Merkmalsets verknüpft sind, über die gleiche physikalische Schnittstelle zu unterstützen. Dies ermöglicht, in robuster Weise, die Erweiterung der installierten Frame Relay Basis durch neue Dienste, wobei die Auswirkungen auf vorhandene Kundenausrüstungen minimal sind.
In einigen Aspekten der Erfindung werden DLCIs zur Auswahl aus verschiedenen Aservice Categories≡ benutzt. Dies ist ein signifikanter Unterschied zu konventionellem Frame Relay, bei welchem DLCIs nur zur Auswahl von PVCs und/oder geschalteten virtuellen Schaltungen (SVCs) benutzt werden. Die Dienstkategorien können beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: die Kommunikation über das öffentliche Internet, die Kommunikation über ein lokales Intranet, die Kommunikation innerhalb einer geschlossenen Benutzergruppe (CUG), die Kommunikation mit einem Extraset (zum Beispiel einem Netzwerk von zuverlässigen Lieferanten oder Firmengeschäftspartnern), live Audio/Video Übertragung, Multicasting, Telefonie über Internet-Protokoll (IP) oder eine Kombination derselben. Somit wird das Konzept einer Frame Relay PVC durch Aspekte der vorliegenden Erfindung signifikant erweitert. Zum Beispiel wird der Standort eines beabsichtigten Netzwerk-Endpunktempfängers nicht notwendigerweise durch eine DLCI an einem sendenden Netzwerk-Endpunkt bestimmt. Die DLCI könnte eine Dienstkategorie sein, bei der der beabsichtigte Empfänger durch eine IP Adresse innerhalb des Frame Relay Pakets angezeigt wird. Daraus ergeben sich signifikante Vorteile für Netzwerkkunden, weil der Kunde, um Gegensatz zum konventionellen Frame Relay, seine lokalen DLCI Tabellen nicht jedes Mal neu aktualisieren muss, wenn ein Netzwerkkunde, mit dem er kommunizieren möchte, zum Netzwerk hinzugefügt oder aus ihm entfernt wird. Somit ist die Belastung des Kunden durch Netzwerkverwaltung weitgehend reduziert.
In Unteraspekten der Erfindung könnten manche DLCIs dazu benutzt werden, aus Dienstkategorien (Aservice Kategory DLCI≡) auszuwählen, während im gleichen Netzwerk andere DLCIs dazu benutzt werden, konventionelle PVCs und/oder SVCs (Aconventional DLCIs≡) auszuwählen. In anderen Worten, konventionelles Frame Relay kann mit Aspekten der vorliegenden Erfindung innerhalb des gleichen Netzwerks gemischt werden, was der vorliegenden Erfindung in einigen Aspekten die inkrementale Implementierung in vorhandenen konventionellen Frame Relay Netzwerken gestattet.
In weiteren Aspekten der Erfindung wird in mehreren Schichten enthaltene Adressierung (zum Beispiel wie im Open System Interconnection Modell definiert) in einem Netzwerk miteinander verglichen, um Routing-Fehler zu bestimmen. Wenn die Adressierung in allen Schichten konsistent ist, werden die zugehörigen Daten ohne Unterbrechung geroutet. Andererseits, wenn die Adressierung in allen Schichten nicht konsistent ist, können die zugehörigen Daten speziell gehandhabt werden. Zum Beispiel könnten die Daten beseitigt, an eine vorherbestimmte Adresse gesendet und/oder an den Sender zurückgeschickt werden. Dieser Adressvergleich könnte für die sendende Adresse und/oder für die Zieladresse verwendet werden. Ein Vorteil dieses Vergleichs mehrerer Schichtadressen bedeutet erhöhte Sicherheit. Zum Beispiel werden Probleme wie Aspoofing,≡, das heißt die Praktik, absichtlich eine inkorrekte Internetprotokoll (IP) Sendeadresse zu verwenden, mit einem solchen Verfahren besser gesteuert.
In wiederum weiteren Aspekten der Erfindung werden Nachschlage-Tabellen innerhalb des Netzwerks separat geroutet derart, dass zum Beispiel jeder Kunde, jede geschlossene Benutzergruppe (CUG), das Extranet, und/oder das Intranet ihre eigene private Partition und/oder separate Tabelle haben kann. Hierdurch kann eine höhere Netzwerk-Geschwindigkeit bereitgestellt werden, weil ein Router den insgesamt verfügbaren Adressraum für alle Netzwerkkunden nicht auf einmal scannen muss. Des Weiteren ist die Datensicherheit verbessert, weil das Risiko des Sendens von Daten an den falschen Empfänger reduziert ist.
In wiederum weiteren Aspekten der Erfindung wird Schicht 3 und/oder Schicht 4 IP Adressinformation dazu benutzt, die Schnellpakete durch das Netzwerk zu routen.
In wiederum weiteren Aspekten der Erfindung wurden neue Netzwerk Verkehrsverwaltungs-Techniken und Messungen definiert. Zum Beispiel könnten in einigen Verkehrsverwaltungs-Aspekten der Erfindung garantierte Zustellraten (CDRs) einer oder mehreren UNIS zugewiesen werden. Eine CDR ist eine durchschnittliche Mindestdatenrate, die einer gegebenen UNI garantiert zugestellt wird, wenn genügend Verkehr an die UM gesendet wird. In wiederum weiteren Verkehrsverwaltungs-Aspekten der Erfindung wird einer oder mehreren UNIS ein Zielortratenanteil (DRS) zugewiesen. Mit dem DRS kann der Anteil des Verkehrs bestimmt werden, den eine gegebene UNI über das Netzwerk senden kann. Wenn mehrere UNIs gleichzeitig anbieten, Verkehr an die gleiche Zielort UNI zu senden, kann jeder sendende UNI=s Anteil des Netzwerks durch seine eigene DRS und die DRSs der anderen sendenden UNIS bestimmt werden.
Diese und andere Merkmale der Erfindung ergeben sich bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen. Obwohl die Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wurde, dienen diese Ansprüche als Beispiele insofern als beabsichtigt ist, die hier beschriebenen Elemente und Schritte in die Erfindung in jeder beliebigen Kombination oder Subkombination aufzunehmen. Dementsprechend gibt es jede beliebige Anzahl von Kombinationsalternativen zum Definieren der Erfindung, die ein oder mehrere Elemente der Spezifikation einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche und Zeichnungen in verschiedenen Kombination oder Subkombinationen beinhalten. Für einen in Netzwerktheorie und Design bewanderten Fachmann ist erkennbar, dass angesichts der vorliegenden Erfindung andere Kombinationen der erfindungsgemäßen Aspekte, entweder für sich oder in Kombination mit einem oder mehreren hier definierten Elementen oder Schritten als Modifikationen oder Änderungen der Erfindung oder als Teil der Erfindung ausgenutzt werden können. Es ist beabsichtigt, dass die hier enthaltene schriftliche Beschreibung der Erfindung alle solchen Modifikationen und Änderungen abdeckt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obige Zusammenfassung der Erfindung sowie die folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist besser verständlich, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Zum Zwecke der Veranschaulichung sind in den Zeichnungen Ausführungsformen dargestellt, die einen oder mehrere Aspekte der Erfindung zeigen. Diese beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch nicht dazu gedacht, die Erfindung einzig und allein darauf zu beschränken.
1 veranschaulicht ein Weitbereich-Netzwerk (WAN) mit Routern wie CPEs und PVCs zwischen den Kundenstandorten.
2 zeigt den Datenfluss durch das in 1 dargestellte WAN.
3 bis 5 zeigen die Konstruktion und den Fluss von Datenpaketen durch das Netzwerk.
6 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer Netzwerkarchitektur gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung.
7A–7B zeigen einen Migrationspfad zum Einbauen von Aspekten der Erfindung in konventionelle Netzwerkarchitekturen.
8 zeigt den Datenfluss durch die Netzwerkarchitektur von 6.
9–11 veranschaulichen den Datenfluss durch beispielhafte WANs 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Betreiben der installierten großen Basis von Frame Relay Kundenstandortausrüstungen (CPE) durch den Einsatz der gleichen Schnittstelle auf andere Weise, so dass dem Kunden neue Dienstsets und Merkmalsets angeboten werden können. Zum Beispiel könnte die aus dem Frame Relay Protokoll bekannte Datenlinkverbindungs-Kennung (DLCI) dazu benutzt werden, aus mehreren virtuellen privaten Netzwerken mit unterschiedlichen Adressräumen, Merkmalsets und/oder konventionellen permanenten virtuellen Schaltungen (PVCs) auszuwählen.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Blockdiagramm eines Weitbereich-Netzwerks (WAN) 1 dargestellt, das Aspekte der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Das WAN 1 enthält eine Mehrzahl von Kundenstandortausrüstungssystemen (CPE), zum Beispiel Routers, die sich an jedem der Endbenutzerstandorte befinden und über einen oder mehrere Dienstprovider=s Netzwerke (SPNs) 500 miteinander verbunden sind. Das SPN 500 ist typisch über eine Mehrzahl von entsprechenden Benutzernetzwerk-Schnittstellen (UNIs) 402 und/oder ein oder mehrere Internet-Protokoll (IP) Switches 502 an eine Mehrzahl von Endpunkt-Routern 919 angeschlossen. Die IP Switches 502, UNIs 402 und/oder Routers/Switches 501 könnten miteinander zu einem vermaschten Netzwerk (zu einem teilweise oder vollständig vermaschten Netzwerk) verbunden sein. Zusätzlich könnte das Weitbereich-Netzwerk (WAN) 1 eine Anzahl von IP Switches 502, die sich im WAN 1 befinden, enthalten, so dass es nicht direkt an irgendwelche Endpunkt Router 919 angeschlossen ist, und/oder einer oder mehrere IP Switches 502 könnten an einer Schnittstelle zwischen dem SPN 500 und einem Endpunkt Router 919 angeordnet sein. In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnte es mehrere Endpunkt Router 919 geben, die zu einem UNI 402/IP Switch 502 gehören, und/oder es könnte mehrere UNI 402/IP Switches 502 geben, die zu einem Endpunkt-Router 919 gehören.
Die Netzwerkarchitektur des WAN 1 ermöglicht den Einsatz von mehr und mehr IP Switches, wenn Kunden auf den neuen Dienst umsteigen. Zum Beispiel, wie in 7A dargestellt, könnte anfänglich nur eine kleine Anzahl von IP Switches (zum Beispiel einer, zwei oder drei) im System installiert sein. Wenn nur eine kleine Anzahl von IP Switches im Netzwerk enthalten ist, könnte der Verkehr von UNIs 402, die nicht IP benutzen (zum Beispiel UNI A), an einen IP Switch 502 an anderer Stelle im Netzwerk geroutet werden. Obwohl dies einige vernachlässigbare Ineffizienzen in Abacktracking≡ erzeugt, wird dadurch ein Migrationspfad zur neuen Netzwerkarchitektur ermöglicht, ohne dass alle Router 501 ausgewechselt werden müssen. Je mehr Benutzer jedoch zu der neuen Netzwerkarchitektur von WAN 1 übergehen, umso mehr IP Switches können hinzugefügt werden (7B), um die erhöhte Belastung aufzunehmen. In vielen Ausführungsformen ist es vielleicht wünschenswert, im Endeffekt jede UNI 402 in einen IP Switch 502 umzuwandeln derart, dass IP Routing bis zum Rand des Netzwerk erzielt wird.
In einigen Ausführungsformen könnte das WAN 1 eine Kombination von konventionellen Netzwerk-Schaltern und/oder Router 501 zusätzlich zu IP Switches 502 beinhalten. Andererseits könnte jeder Schalter im SPN 500 ein IP Switch 502 sein. Das WAN 1 könnte aber auch nur einen einzelnen IP Switch 502 enthalten. Die IP Switches 502 könnten auf verschiedene Weise konfiguriert sein und einen geeigneten Mehrschicht-Routing Switch wie einen Tag Switch von Cisco enthalten. Es könnten auch Mehrschicht-Routing Switches von Lieferanten wie Ipsilon, Toshiba, IBM und/oder Telecom eingesetzt werden. Entwickelt werden zur Zeit IP Switches, die die Endpunkt Router ersetzen werden, damit Kundenstandortausrüstungen (zum Beispiel Ausrüstungen für Ethernet Lokalbereichnetzwerke (LAN)) sich direkt an ein ATM Netzwerk (Asynchronous Transfer Mode) anschließen können. In Aspekten der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, IP Switches in verschiedener Weise zum Betreiben einer großen installierten Basis von Kundenstandortausrüstungen unter Vermeidung der Einschränkungen vorhergehender Systeme zu benutzen. Dementsprechend sind die IP Switches entsprechend erfindungsgemäßer Ausführungsformen derart innerhalb des SPN 500 angeordnet und modifiziert, dass geeignete Routing- und Schnittstellen-Funktionen bereitgestellt werden können.
In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen fungiert ein IP Switch 502 als Mehrschicht Switch. Zum Beispiel könnte ein IP Switch 502 ATM Zellen empfangen und einige oder alle ATM Zellen auf Basis des Inhalts von IP Paketen schalten, die in den ATM Zellen verkapselt sind. Somit kann IP Adressierung von einem IP Switch 502 zur Bestimmung eines virtuellen ATM-Pfads zum Senden von ATM Zellen an eine Zielort-UNI 402 benutzt werden. In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnte von einem IP Switch 502 auch Höherebenen-Adressierung (zum Beispiel logische Ports des Übertragungssteuerungsprogramms (TCP) auf Schicht 4) als Basis zum Schalten von ATM Zellen verwendet werden, um einen Pfad durch das SPN 500 bereitzustellen. In wiederum weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen benutzt ein IP Switch 502 die IP Adressen und/oder logischen TCP Ports dazu, Dienstgüte-(QOS) Entscheidungen zu treffen.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnte ein Endpunkt Router 919 ein oder mehrere IP Pakete im Frame Relay Frame 914 verkapseln. In diesem Fall könnten die Frame Relay Frames zwischen einem Endpunkt Router 919 und einer entsprechenden UNI 402 und/oder dem IP Switch 502 übertragen werden. Der Endpunkt Router 919 verkapselt die IP Pakete 950 mit Frame Relay Frames 914. Ferner könnte der Endpunkt Router 919 die DLCI jedes Frame Relay Frames 914 auf eine bestimmte Dienstkategorie (wenn eine Dienstkategorie DLCI benutzt wird) einstellen, die der Benutzer ausgewählt hat. Zum Beispiel könnten die verschiedenen Dienstkategorien das öffentliche Internet, die Kommunikation über ein lokales Intranet, die Kommunikation innerhalb einer geschlossenen Benutzergruppe (CUG), die Kommunikation mit einem Extranet (zum Beispiel einem Netzwerk von zuverlässigen Lieferanten oder Firmengeschäftspartnern), live Audio/Video Übertragung, Multicasting, Telefonie über Internet-Protokoll (IP) oder eine Kombination derselben beinhalten. Somit wird das Konzept einer Frame Relay PVC durch Aspekte der vorliegenden Erfindung signifikant erweitert. Zum Beispiel wird der Standort eines beabsichtigten Netzwerk-Endpunktempfängers nicht notwendigerweise durch eine DLCI an den Endpunkt Router 919 bestimmt.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnte eine UNI 402 Frame Relay Frames 914 von einem Endpunkt Router 919 empfangen und die Frame Relay Frames zum Beispiel in ATM-Zellen kleinerer Festlänge aufteilen und verkapseln. Die UNI 402 könnte ferner die Frame Relay DLCI in eine ATM-Adresse umsetzen (zum Beispiel eine virtuelle Pfadkennung/eine virtuelle Kanalkennung (VPI/VCI)). Es gibt verschiedene Verfahren, die zum Umsetzen von DLCIs in VPI/VCIs verwendet werden können. Zum Beispiel könnte der im Implementationsabkommen Nr. 5 des Frame Relay Forums definierte Network Interworking Standard und/oder der im Implementationsabkommen Nr. 8 des Frame Relay Forums definierte Service Interworking Standard verwendet werden. Eine mit einer Dienstkategorie DLCIs verknüpfte ATM-Adresse definiert einen virtuellen ATM-Pfad über Netzwerk-Router zu einem IP Switch 502. Somit werden mit einer Dienstkategorie DLCI verknüpfte ATM-Daten letztlich an einen IP Switch 502 gesendet. ATM-Daten jedoch, die mit einer konventionellen DLCI verknüpft sind, könnten oder könnten nicht an einen IP Switch 502 gesendet werden und könnten durch das Netzwerk geroutet werden, ohne einen IP Switch 502 zu durchlaufen. Somit könnten sowohl umgesetzte IP Daten als auch konventionelle PVC Daten im SPN 500 und/oder WAN 1 vorhanden sein.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnte eine UNI 402 und/oder ein Netzwerk-Router 501 Daten an einen vorherbestimmten IP Switch 502 senden. In wiederum weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen wählt eine UNI 402 und/oder ein Netzwerk-Router 501 aus, an welchen IP Switch 502 Daten basierend auf einem Algorithmus zu senden sind (zum Beispiel basierend auf Verkehrsflüssen, der relativen Entfernung/des Standorts eines IP Switch 502, des gesendeten Datentyps und/oder der ausgewählten Dienstkategorie). In wiederum weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnten eine UNI 402, der Netzwerk-Router 501 und/oder der IP Switch 502 die gleichen Daten, abhängig von zum Beispiel einer oder mehreren Dienstkategorien, an mehr als eine UNI 402, einen Netzwerk-Router 501 und/oder einen IP Switch 502 senden.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen vergleicht eine UNI 402, ein IP Switch 502 und/oder ein Netzwerk-Router 501 eine ATM VPI/VCI 303–305 Adresse mit einer IP Adresse für die gleichen Daten. Wenn die beiden Adressen nicht miteinander übereinstimmen, kann die ATM-Zelle beseitigt werden, an eine vorherbestimmte Adresse gesendet werden und/oder an den sendenden Standort zurückgeschickt werden. In noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen könnten über der Schicht 3 IP Schicht liegende Schichten zur Erzeugung/Unterscheidung von Adressen und/oder Dienstklassen verwendet werden. Zum Beispiel könnten Schicht 4 des ISO Adressiersystems und/oder andere Anwendungsebenen-Daten zur Bestimmung bestimmter Dienstklassen verwendet werden.
Bezugnehmend auf 8 ist der Pfad von Benutzerdaten, die durch ein beispielhaftes WAN 1 fließen, dargestellt. Wie im Frame Relay Fall muss zu den Benutzerdaten auf der Anwendungsschicht und auf Schicht 4 eine Schicht 3 Netzwerkadressen-Kopfzeile hinzugefügt werden. In der CPE wird aufgrund der Information in den Schichten 3 und 4 eine Entscheidung getroffen, an welches virtuelle private Netzwerk (VPN), welche Dienstklasse oder konventionelle PVC das Paket geroutet werden soll. Somit könnte ein Paket mit Schicht 4 Information, bezeichnend eine (interaktive) Telnet Anwendung, und Schicht 3 Information, bezeichnend eine interne Firmenadresse, zu VPN A für eine Intranet Dienstklasse mit geringer Verzögerung gehen. Ein anderes Paket, das Teil einer FTP Dateiübertragung ist (FTP = Dateiübertragungsprotokoll), könnte zu VPN B mit einer niedrigeren Dienstklasse gehen, und ein drittes Paket, das zwischen zwei stark benutzten Anwendungen läuft, könnte zu einer dedizierten PVC D gehen. Diese Entscheidungen werden als verschiedene DLCI Werte codiert, in das Schicht 2 Frame eingefügt und an die UNI gesendet.
An der UNI A 402 findet das auf der DLCI basierende Switching (Schalten) statt. Das Paket kann an IP Switch 502 im Mittelpunkt des SPN 500 geroutet werden. Das erste Paket verliert sein Schicht 2 Frame während der Weiterleitung an VPN A. Innerhalb von VPN A wird jetzt die Schicht 3 Adresse dazu benutzt, Routing-Entscheidungen zu treffen, die das Paket an seine Ziel UNI senden. Somit ist es nicht erforderlich, vorweg für diesen Pfad eine PVC einzurichten, und es können konventionelle Routing-Verfahren und Protokolle sowie auch neuere Ashsort-cut≡Routing-Techniken verwendet werden. Dies ermöglicht VPN A eine hohe Konnektivität (Amesh≡) zwischen den Anlagen bereitzustellen, ohne dass der Kunde Amesh≡als große Anzahl von PVCs konfigurieren und warten muss. Das an VPN B weitergeleitete Paket wird in ähnlicher Weise behandelt, nur dass VPN B mit einer niedrigeren Dienstklasse (zum Beispiel einer höheren Verzögerung) implementiert wird. Schließlich hat das an PVC D weitergeleitete Paket ein Schicht 2 Frame, das intakt ist, und durchläuft das Netzwerk als konventionelles Frame Relay Frame. Dies erlaubt den Kunden, ihre aktuelle Konnektivität von PVCs für ihre stark benutzten Verkehrspfade beizubehalten und auch eine hoch vermaschte Konnektivität durch verschiedene VPNs hindurch aufzuweisen.
Demnach könnte in verschiedenen Aspekten der Erfindung das WAN 1 und/oder das SPN 500 jedes geeignete Schnellpaket-Netzwerk sein, das Frame Relay Datenpakete mit Benutzerdaten in einem Benutzerdatenfeld empfängt. Das WAN 1 und/oder SPN 500 schaltet nun Pakete unter Einsatz eines oder mehrerer IP Switches 502, die auf die Benutzerdaten ansprechen. Die Benutzerdaten können zur Unterscheidung zwischen einer Mehrzahl verschiedener Dienstkategorien auf der Basis der Benutzerdaten verwendet werden. Das Routing über das WAN 1 und/oder das SPN 500 könnte auf mindestens eine von verschiedenen Dienstkategorien ansprechen einschließlich des Unterscheidens auf Basis von Multicast-Daten. Außerdem könnte das WAN ein Schnellpaket-Adressfeld erzeugen, das auf die IP Paketdaten anspricht, und das IP Paket durch das auf das Schnellpaket-Adressfeld ansprechende Schnellpaket-Netzwerk routen. Des Weiteren könnte Schicht 4 Information zur Bestimmung der Dienstgüte verwendet werden. Die Dienstgüte könnte zum Beispiel eine oder mehrere der folgenden beinhalten: eine Informationsrate, Prioritätsinformation, Verzögerung, Verlust, Verfügbarkeit usw. Im IP Switch könnten Sicherheitsmerkmale implementiert werden, derart, dass die Routing-Tabellen für jeden Benutzer auf Basis einer oder mehrerer Dienstkategorien und/oder Benutzer getrennt werden. In dieser Weise könnte die Sicherheit des Systems erhöht werden. Des weiteren könnte das System eine Mehrzahl von Frame Relay Paketen über eine permanente virtuelle Schaltung (PVC) an einem ersten Knoten in einem ATM-Netzwerk (asynchroner Transfer-Modus) empfangen, eine Adresse auf Basis eines anderen Datenfeldes als einer DLCI (Datenlinkverbindung-Kennung) innerhalb der Frame Relay Pakete erzeugen und dann die Pakete über das ATM-Netzwerk auf Basis der ATM-Adresse routen. Das Routing der Pakete könnte auf eine Mehrzahl von Dienstkategorien ansprechen. Das System könnte separate Routing-Tabellen innerhalb eines ATM-Schalters für jede einer Mehrzahl verschiedener Dienstkategorien bereitstellen. Die verschiedenen Dienstkategorien könnten mit Hilfe von Internet-Protokolldaten (IP) innerhalb eines Datenfeldes eines Pakets bestimmt werden, das vom ATM-Schalter weitergeleitet wird. In einem Schnellpaket-Netzwerk könnte ein Schnellpaket Switch eine Adresse eines Schnellpakets mit einer Schicht 3 Internet-Protokolladresse (IP), die im Schnellpaket enthalten ist, vergleichen und bestimmen, ob die Schnellpaketadresse mit der Schicht 3 IP Adresse übereinstimmt. Des Weiteren könnten aus Sicherheitsgründen Hardware Schaltungen und/oder Software zur Prüfung einer Sendeadresse oder Zielortadresse bereitgestellt werden. Des Weiteren könnten Pakete beseitigt werden, die auf eine entdeckte Unstimmigkeit ansprechen. Das WAN 1 könnte Kundenstandortausrüstungen (CPE) und einen ATM-Schalter (Asynchroner Transfer Modus) enthalten, der an die CPE gekoppelt ist und von dieser Frame Relay Datenpakete empfängt, und der Adressen-Umsetzungsschaltungen zum Umsetzen von Datenlinkverbindungs-Kennungen aus den Frame Relay Datenpaketen in ATM Adressen enthält, die eine Mehrzahl von virtuellen privaten Netzwerken darstellen, die auf einer mit einer bestimmten DLCI verknüpften vorherbestimmten Dienstkategorie basieren; oder das WAN 1 könnte Kundenstandortausrüstungen (CPE) und einen Schnellpaket Switch enthalten, der über einen oder mehrere permanente virtuelle Schaltungen an die CPE gekoppelt ist und Frame Relay Datenpakete empfängt, wobei der Schnellpaket Switch Adressen-Umsetzungsschaltungen zum Umsetzen von Benutzerdaten innerhalb der Frame Relay Datenpakete in Schnellpaket-Adressen enthält.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Datensicherheit insofern verbessert, als Daten leicht und genau am Zielort auf Unstimmigkeiten geprüft werden können. Der Grund dafür ist, dass diese Ausführungsformen sowohl mit Schicht 2 als auch Schicht 3 Adressinformation arbeiten. Zur Veranschaulichung sei angenommen, dass ein Frame Relay Frame mit einer DLCI, die ein VPN 1 anzeigt (zum Beispiel das Firmen-Intranet), an einem Netzwerk Switch/Router mit einer IP Adresse eines bestimmten Firmenbuchhaltungssystems ankommt. Da jedoch der VPN Prozessor die DLCI des Pakets (und somit Information über die Quelle des Pakets) zur Verfügung hat, kann der VPN Prozessor die DLCI mit der Quellen-IP-Adresse im Paket vergleichen, um zu sehen, ob die Quellen-IP-Adresse in dem Bereich liegt, der aufgrund des ursprünglichen Standorts bekannt ist. Somit kann das mit Spoofing von Quellen-IP-Adressen verknüpfte Problem signifikant reduziert werden.
In wiederum weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat eine UNI 402, ein IP Switch 502 und/oder ein Netzwerk-Router 501 separate und/oder partitionierte Routing Nachschlagetabellen. Routing-Tabellen könnten nach Dienstkategorie, Kunde oder Benutzer, und/oder UNI 402 getrennt werden. Somit könnte in manchen Ausführungsformen innerhalb eines VPN ein Kunde oder Benutzer eine individuelle Routing-Tabelle haben, die customer=s Netzwerkadressinformation enthält. In manchen Ausführungsformen, da die DLCI die Quelle eines Frames identifiziert, könnte die DLCI als Index von einem IP Switch, Netzwerk-Router und/oder einer UNI dazu benutzt werden, zu bestimmen, welche Routing-Tabelle benutzt werden soll. Dies ermöglicht Kunden, die Größe und Geschwindigkeit ihrer Routing-Tabelle von ihrem individuellen Adressraum abhängig zu machen, wodurch der Routing-Prozess beträchtlich beschleunigt wird. Der Einsatz separater Routing-Tabellen führt ferner zu einem zusätzlichen Maß an Sicherheit, da dadurch das Fehlrouten von Paketen aufgrund von Fehlern oder Aktualisieren der Routing-Information mit Bezug auf andere Kunden verhindert wird.
In einigen Ausführungsformen weist ein Router mehrere Datenraumabbildungen auf, die mit einer einzelnen Anweisungsraumabbildung der Routing Software gepaart sind. So zum Beispiel, wenn Pakete vom Kunden A ankommen, benutzt die Routing Software die Datenabbildung für eine mit dem Kunden A verknüpfte Routing-Tabelle zum Treffen einer Routing-Entscheidung. In weiteren Ausführungsformen wird eine einzelne Software-Abbildung benutzt, aber zusätzliche, den Kunden entsprechende Indizes werden zu den Routing-Tabellen hinzugefügt. In wiederum weiteren Ausführungsformen wird die Anweisungsausführung und Datenhandhabung getrennt verarbeitet. Dies kann mit Hilfe von separaten Prozessoren erfolgen – einem für die Anweisungsausführung und einem für die Datenhandhabung.
9 veranschaulicht ein beispielhaftes WAN 1 mit sowohl konventionellen Routern als auch IP Switches, die Aspekte der Erfindung beinhalten. In diesem beispielhaften WAN 1 sind ein Routing-Element 1004 und Switch 1003 über Frame Relay Switch 1001 an die Kundenanlage A angeschlossen. Routing-Element 1007 und Switch 1006 sind über Frame Relay Switch 1009 an Kundenanlage B angeschlossen. Routing-Element 1012 und Switch 1014 sind über Frame Relay Switch 1016 an Kundenanlage C angeschlossen. Routing-Element 1013 und Switch 1015 sind über Frame Relay Switch 1017 an Kundenanlage D angeschlossen. In diesem beispielhaften WAN 1 können von Kundenanlage A eingehende Frames 1000 mit einer Schicht 2 DLCI codiert werden, wobei VPN Nr. 1 als Schicht 2 Zielort angegeben wird, und eine Schicht 3 Adresse auf Kundenanlage B zeigt. In diesem Fall schaltet Frame Relay Switch 1001 die Frames über eine Frame Relay Amtsleitung 1002 zu Switch 1003, mit dem das Schicht 3 Routing-Element 1004 verknüpft ist. Nach Empfang des Frames durch Switch 1003 wird das Frame an den Router 1004 weitergeleitet, der das oben beschriebene Abkürzungs-Routing implementiert. Der Router/Switch 1003, 1004 benutzt die Schicht 2 Information zum Unterscheiden zwischen verschiedenen Quellen-Kunden. Die Schicht 2 Information kann jetzt beseitigt werden. Als Nächstes wird die Schicht 3 Information in Kombination mit einer Routing-Tabelle dazu benutzt, eine Routing-Entscheidung zu treffen. In diesem Fall würde die Routing-Entscheidung dazu führen, dass eine Schicht 3 PDU 1011 an Router/Switch 1006, 1007 weitergeleitet wird. Die Schicht 3 PDU 1011 wird nun mit einem Schicht 2 Frame verkapselt, wobei in diesem Fall das Frame an die Kundenanlage B adressiert ist. Switch 1006 leitet nun das Frame über eine Amtsleitung 1008 an Frame Relay Switch 1009 weiter. Am Ausgangsport des Frame Relay Switch 1009 wird die DLCI von Frame Relay Switch 1010 durch einen Wert ersetzt, der anzeigt, dass das Frame in diesem Fall aus VPN Nr. 1 stammt. Dann wird das Frame Relay Frame 1010 an den Kundenanlage B Router geliefert.
Einhergehend mit dem Wachstum des Dienstes kann die Funktionalität des Treffens von VPN Routing-Entscheidungen näher an den Kunden herangebracht werden und zum Schluss in jedem Schaltknoten vorhanden sein, wie in 10 dargestellt. Dies kann die „Rückfracht" (Backhaul) reduzieren, die früher benötigt wurde, um zu den Router/Switch Verarbeitungsknoten zu gelangen und ermöglicht optimales Routing unter Einsatz aller Knoten im WAN 1 und/oder SPN 500. In der beispielhaften Ausführungsform von 10 ist das VPN Nr. 1 an die Kundenanlagen A, B, C und D angeschlossen. Hier enthält jeder Schaltknoten einen Switch 1501 und ein Routing-Element 1502. Frame Relay Frames 1500, die eine an Kundenanlage B gerichtete DLCI aufweisen, können von Kundenanlage A gesendet werden. In einem solchen Fall würden die Frames 1503 durch VPN Nr. 1 über die Schaltknoten 1501, 1502 gesendet und die Frames 1504 würden an Kundenanlage B empfangen.
In einigen Ausführungsformen könnte ein ATM-Kernnetzwerk für den Datentransport benutzt werden, und die Frame Relay Schnittstellen könnten als Schnittstelle zu den Kunden dienen. Eine beispielhafte Ausführungsform, die ein ATM-Kernnetzwerk verwendet, ist in 11 dargestellt. In dieser Ausführugsform sind Switch 2003 und Router 2004 über Switch 2000 und eine Frame Relay/ATM Umwandlungseinheit 2001 an Kundenanlage A angeschlossen. Switch 2019 und Router 2018 sind über Switch 2005 und Frame Relay/ATM Umwandlungseinheit 2006 an Kundenanlage B angeschlossen. Switch 2012 und Router 2010 sind über Switch 2015 und Frame Relay/ATM Umwandlungseinheit 2014 an Kundenanlage C angeschlossen. Switch 2013 und Router 2011 sind über Switch 2016 und Frame Relay/ATM Umwandlungseinheit 2017 an Kundenanlage D angeschlossen. In der Annahme, dass Kundenanlage A Frames 2020 sendet, die für Kundenanlage B bestimmt sind, könnten zum Beispiel gemäß des Network Interworking Standards die eingehenden Schicht 2 Frames zum Transport in die ATM-Zellen am Switch 2000 verkapselt werden. Diese Verkapselung könnte zum Beispiel in Umwandlungseinheit 2001, außerhalb ATM-Schalter 2000, erfolgen. Die ATM Zellen 2002 können auf einer ATM PVC, die zur VPN Nr. 1 Verarbeitung bestimmt ist, gesendet werden. Die ATM-Zellen 2002 können nun an Switch 2003 und (den möglicherweise an Switch 2003 angeschlossenen) Router/Switch 2004 weitergeleitet werden, wo die ATM-Zellen wieder zusammengesetzt werden können, um die Schicht 3 Paketinformation zum Routen innerhalb VPN Nr. 1 zu erhalten. Nachdem die Adressinformation aus dem Schicht 3 Paket entnommen wurde, kann das Paket wieder in ATM-Zellen 2009 zerteilt werden, die über das Netzwerk übertragen werden können. Nach Senden durch Router/Switch 2018, 2019 können die ATM-Zellen 2008 in der externen Umwandlungseinheit 2006 und Switch 2005 von Zellen in Frames umgewandelt werden. Kundenanlage B würde mm Frame Relay Frames 2021 empfangen. Somit würde ein zusätzlicher Segmentierungs- und Wiederzusammensetzungszyklus (SAR – Segmentation und Reassembly) benötigt, wenn ein ATM Backbone mit einem Kern aus Routern/Switches benutzt wird. Wenn jedoch die VPN Verarbeitung nach außen an die Kanten-Switches gedrückt wird, kann der zusätzliche SAR Zyklus ausgelassen werden. Der zusätzliche SAR Zyklus kann ausgelassen werden, weil die Umwandlung von Frame Relay Frames in ATM-Zellen in der gleichen Einheit, in der die VPN Routing-Entscheidung getroffen werden, stattfinden kann.
Die Verkehrsverwaltung kann nach Belieben im WAN 1 und/oder im SPN 500 konfiguriert werden. Zum Beispiel kann von einem customer=s Gesichtspunkt aus das WAN 1 und/oder SPN 500 bestimmte Verkehrsraten für den Kunden sicherstellen.
In einem Netzwerk kann der Datenverkehr von vielen Quellen aus an einen einzelnen Zielort (Multipunkt-zu-Punkt) gesendet werden. Eine Asource≡ (Quelle) wird als benutzer-übertragende Seite zum Beispiel einer UNI (das heißt der Kundenseite einer UNI, die außerhalb eines WAN und/oder eines VPN liegen kann), eines Switch, eines IP Switch und/oder eines Routers am oder nahe des Randes eines Netzwerks definiert. Ein Adestination≡ (Zielort) wird als benutzer-empfangende Seite zum Beispiel einer UNI (das heißt der Netzwerkseite einer UNI), eines Switch, eines IP Switch und/oder eines Routers am oder nahe des Randes eines Netzwerks definiert. Der Verkehr, der zur Übertragung durch eine Quelle zum WAN 1 und/oder SPN 500 angeboten wird, wird als Aoffered traffic.≡ (angebotener Verkehr) definiert. Ferner sind ein A VPN source≡ und ein A VPN destination≡ eine Quelle bzw. ein Zielort, die zu einem gegebenen VPN gehören. Eine gegebene UNI, wenn sie gleichseitig sendet und empfangt, kann gleichzeitig eine Quelle und ein Zielort sein. Des Weiteren könnte eine gegebene Quelle Datenverkehr an viele Zielorte anbieten, und ein gegebener Zielort könnte Verkehr von vielen Quellen empfangen.
In manchen Ausführungsformen der Erfindung könnte jedem Zielort eine garantierte Zustellrate (CDR) zugewiesen werden. Die CDR ist definiert als die durchschnittliche Anzahl von Bits pro Sekunde, die ein WAN 1 und/oder ein SPN 500 für die Zustellung an einem gegebenen Zielort garantiert, wobei der Durchschnitt über ein festes oder variables Zeitfenster berechnet wird. Obwohl durchweg das Wort Aaverage≡ benutzt wird, kann jeder andere ähnliche Algorithmus, wie das Mittel, die Summe, oder jedes andere nützliche Maß und/oder jede statistische Berechnung benutzt werden. Wenn die Durchschnittsrate des angebotenen Verkehrsaggregats (das heißt, der angebotenen Verkehrssumme) von einer oder mehreren Quellen zu einem gegebenen Zielort größer als oder gleich einer gegebenen destination=s zugewiesenen CDR ist, kann das WAN 1 und/oder SPN 500 garantieren, den an den Zielort adressierten Verkehr mit einer Durchschnittsrate zuzustellen, die gleich der oder größer als die CDR ist. Wenn die Durchschnittsrate des angebotenen Verkehrsaggregats kleiner als die CDR ist, kann das WAN 1 und/oder SPN 500 den angebotenen Verkehr am Zielort mit der angebotenen Gesamtverkehrsrate (100% des angebotenen Verkehrs) zustellen. Zur näheren Erklärung sei die Anzahl der aktiven Quellen, die Verkehr an einen bestimmten Zielort senden, N. Wie im Folgenden im Detail beschrieben, könnte eine Quelle während eines gegebenen Zeitfensters Aactive≡ sein, wenn die Quelle dem WAN 1 und/oder SPN 500 eine Schwellenmenge an Verkehr innerhalb des gegebenen Zeitfensters anbietet. Zum Beispiel sei S_i die durchschnittliche angebotene Verkehrsrate oder Aoffering rate≡ von jeder Quelle i in Richtung eines einzelnen gegebenen Zielorts, wobei i = [1, ..., N]. Ferner sei R die Gesamtrate, mit der das WAN 1 und/oder SPN 500 den Verkehr tatsächlich an den Zielort liefert. Dann stellt WAN 1 und/oder SPN 500 Folgendes bereit:
Wenn das Aggregat der angebotenen Verkehrsrate 3S_i die CDR nicht überschreitet, kann 100% des von der Quelle i angebotenen Verkehrs durch das WAN 1 und/oder SPN 500 an den Zielort geliefert werden. Wenn jedoch das Aggregat der angebotenen Verkehrsrate die CDR überschreitet, liegt es am WAN 1 und/oder SPN 500, die Zustellrate des angebotenen Verkehrs von einigen oder allen aktiven Quellen zu drosseln oder zu reduzieren. Die Zustellung kann derart um einen Betrag reduziert werden, dass die Gesamtverkehrs-Zustellrate R an einem Zielort mindestens gleich der destination≡ zugewiesenen CDR ist. In einer Situation, in der R vom Netzwerk reduziert wird, kann es wünschenswert sein, für jede Quelle Afairness≡ zu erzwingen. In anderen Worten, es mag wünschenswert sein zu erzwingen, keiner einzigen Quelle zu erlauben, eine unangemessene Menge Netzwerkbandbreite auf Kosten anderer Quellen zu erwerben.
Zur Bereitstellung von fairem Zugang zum WAN 1 und/oder SPN 500 ist jeder Quelle mindestens ein Zielortratenanteil (DRS) zugewiesen. Ein DRS ist eine Rate, gemessen in Dateneinheiten pro Zeiteinheit (zum Beispiel Bits pro Sekunde). Ein separater DRS und/oder ein Satz von DRSs könnte jeder Quelle und/oder jeder Gruppe von Quellen zugewiesen werden. Ferner könnten der oder die DRSs für eine gegebene Quelle abhängig sein vom Zielort oder Satz von Zielorten, an die die Quelle Verkehr senden könnte. In anderen Worten, jeder Quelle i könnte mindestens ein DRS_i zugewiesen sein, entsprechend des DRS, der zwischen einer Quelle i und einem gegebenen Zielort (oder Satz von Zielorten) zugewiesen ist. Somit könnte der DRS in einigen Ausführungsformen für eine gegebene Quelle verschieden sein, je nachdem, an welchen Zielort sie Verkehr sendet. In weiteren Ausführungsformen könnte der DRS für eine gegebene Quelle konstant, unabhängig vom Zielort, sein.
Wenn eine Quelle i Verkehr mit einer Durchschnittsrate S_i anbietet, die die CDR eines bestimmten Zielorts überschreitet, kann Fairness dadurch erzielt werden, dass sichergestellt wird, dass jede Quelle mindestens ihren fairen CDR-Anteil überträgt. Eine source=s Afair share≡ der destination=s CDR wird definiert als der source=s DRS, dividiert durch das DRS Aggregat aktiver, an einen bestimmten Zielort übertragenden Quellen. Somit kann jeder aktive source=s faire Anteil r_i der CDR wie folgt definiert werden:
Die tatsächliche Netzwerk-Übertragungsrate T_i, die das WAN 1 und/oder SPN 500 wählt als konformen Verkehr, dessen Zustellung von jeder Quelle an einen gegebenen Zielort garantiert wird, könnte folgenden Ausdruck erfüllen:
Somit könnte in diesen Ausführungsformen das WAN 1 und/oder SPN 500 Fairness durch Reduzierung einer oder mehrerer source= tatsächlichen Netzwerk-Übertragungsraten T_i von höchstens S_i zu r_i erzwingen und sicherstellen, dass jede Quelle ihren fairen Anteil an der CDR erhält. In einigen Ausführungsformen, um eine Rate von mindestens CDR zu erzielen, könnte das WAN 1 und/oder SPN 500, nach eigenem Ermessen, Verkehr von einer gegebenen aktiven Quelle oder Quellen mit einer Rate übertragen, die größer als r_i ist. In der Tat könnte das WAN 1 und/oder SPN 500, nach eigenem Ermessen, Daten von einer Quelle i mit einer beliebigen Rate zwischen und einschließlich der fairen Anteilsrate r_i und der vollen angebotenen Rate S_i übertragen.
Wenn S_i größer als T_i ist, könnte eine Quelle vom WAN 1 und/oder SPN 500 als nicht konforme Quelle – Anon-conforming source≡ – betrachtet werden. Die Konformität einer Quelle kann mit Hilfe eines so genannten „Leaky Gucket" Standard-Algorithmus mit variabler Drain-Rate berechnet werden. Somit wäre Adepth≡ eines Abucket≡ DRS_i·W. In anderen Worten, die maximale Anzahl von Bits, die innerhalb eines gegebenen Zeitfensters mit der Länge W gesendet werden, ist gleich DRS_i·W. Während eines gegebenen Zeitfensters mit der Länge W ist die Adrain rate≡ des Abucket≡ gleich T_i, welches während früherer Zeitfenster berechnet wurde. Somit können Datenpakete, die Aabove≡ über der konformen Bucket Tiefe eingefügt wurden, als nicht-konforme Datenpakete bezeichnet werden. In anderen Worten, Datenpakete, die über einer DRS_i·W Gesamtanzahl von Bits liegen, können als nicht-konforme Datenpakete bezeichnet werden. In einer solchen Situation können einige oder alle der Quellen-Datenpakete, die gleich der Differenz zwischen S_i und T_i sind, als nicht-konforme Datenpakete bezeichnet werden, und einige oder alle der nicht-konformen Datenpakete können fallengelassen werden.
Dies bedeutet nicht, dass Daten nicht von burstartiger Beschaffenheit sein können oder eine schwankende Rate aufweisen. Obwohl beispielhafte Ausführungsformen als mit Durchschnittsraten arbeitend beschrieben wurden, können die Echtzeitraten innerhalb jedes gegebenen Zeitfensters mit der Länge W variieren. Diese maximale Burst-Größe ist die maximale Anzahl von Bits, die das WAN 1 und/oder SPN 500 für ihre Zustellung innerhalb eines Zeitfensters W garantieren.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung könnte das WAN 1 und/oder SPN 500 eine FCN (Forward Congestion Notification) an einen Zielort liefern. Zum Beispiel könnte das WAN 1 und/oder SPN 500 eine Schicht 2 binäre Anzeige liefern, dass die CDR überschritten ist, indem es ein FECN-Bit (FECN = Frame Relay Forward Explicit Congestion Notification) und/oder eine Schicht 3 Nachricht verwendet die eine nicht-konforme Quelle anzeigt und wahlweise Rateninformation für diese Quelle (zum Beispiel die tatsächliche übertragene Rate T_i und/oder die Überschussrate S_i – T_i) enthält. Des Weiteren könnten in einigen Ausführungsformen viele nicht-konforme Quellen, selbst innerhalb einer einzigen Nachricht, aufgelistet werden. In diesen FCN Ausführungsformen (Forward Congestion Notification) könnte die Konformität auf der Netzwerkseite eines Zielorts gemessen werden. In einigen Ausführungsformen könnte eine FCN (Forward Congestion Notification) an einen gegebenen Zielort geliefert werden, wenn die Angebotsrate S_i einer aktiven Quelle, die das Senden von Verkehr an einen Zielort anbietet, die tatsächliche Netzwerkübertragungsrate T_i für die Quelle überschreitet.
Nicht-konforme Pakete, die nicht an einem Ausgangsport einer Quelle übertragen werden können, können mit oder ohne Benachrichtigung der Quelle oder des Zielorts fallengelassen werden. Zum Messen der Konformität einer Quelle muss die Menge der überschüssigen Bandbreite, die den Quellen zur Übertragung an den Zielort zur Verfügung steht, bestimmt werden. Zum Berechnen der überschüssigen Bandbreite sei W_j das j-te Zeitfenster. Die überschüssige Bandbreite mit Bezug auf die faire Anteils-Bandbreite kann wie folgt berechnet werden:
wobei M als die Anzahl der möglichen Quellen definiert ist, von denen ein Zielort Verkehr empfangen kann, und wobei B als die vorherbestimmte Bezugsrate definiert ist. Die Einführung der Bezugsrate B reserviert im Effekt Netzwerkbandbreite für eine inaktive Quelle, so dass sichergestellt ist, dass eine früher inaktive Quelle, die aktiv wird, mindestens während der Zeitperiode W_j einigen Verkehr über des Netzwerk senden kann. Insbesondere könnten das WAN 1 und/oder SPN 500 sicherstellen, dass für jede source=s T_i mindestens eine minimale Bezugsrate B garantiert wird. In dieser Situation wird eine Quelle als aktiv während W_j betrachtet, wenn mehr als B·W_j Dateneinheiten (zum Beispiel Bits) während W_j empfangen werden. Es ist wünschenswert, dass für B ein relativ kleiner Wert im Vergleich zu S_i definiert wird, um so viel überschüssige Bandbreite wie möglich zurückzuhalten, welcher Wert aber dennoch groß genug ist, um Netzwerkverfügbarkeit für eine nicht-aktive Quelle (nicht-sendende Quelle mit Bezug auf einen gegebenen Zielort) sicherzustellen, die vielleicht später mit Bezug auf einen gegebenen Zielort aktiv wird. In einigen Ausführungsformen könnte B eine vorherbestimmte Rate sein. In weiteren Ausführungsformen könnte B mit dem Zeitverlauf, mit der Anzahl inaktiver Quellen, mit der Anzahl aktiver Quellen und/oder mit der Gesamtanzahl der Quellen variieren. In wiederum weiteren Ausführungsformen könnte B für eine Quelle von einer der Quelle zugewiesenen Prioritätsklassifikation abhängig sein. In wiederum weiteren Ausführungsformen, wenn eine früher inaktive Quelle aktiv wird, könnte die der Quelle zugewiesene Priorität abhängig vom Dateninhalt (zum Beispiel Datennutzlast, DLCI und/oder Adresse) sein, der zum Senden angeboten wird. Somit könnte B nicht der gleiche Wert für jede Quelle sein.
Nach Bestimmen der überschüssigen Bandbreite können die maximal konformen tatsächlichen Netzwerkübertragungsraten T_i berechnet werden. Um dies zu erreichen, muss zuerst T_i für jede Quelle als Standard auf min(r_i, S_i) gesetzt werden. Dann kann die überschüssige Bandbreite E auf einige oder alle der Quellen verteilt werden, die aktiv an den gegebenen Zielort senden, so dass für diese Quellen T_i angepasst oder erhöht wird. In weiteren Ausführungsformen könnte die überschüssige Bandbreite gemäß Quellenpriorität, Datenpriorität und/oder DLCI auf diese Quellen verteilt werden.
In weiteren Ausführungsformen könnten das WAN 1 und/oder SPN 500 eine BCN (Backward Congestion Notification) an die nicht-konforme Quelle senden. Diese Benachrichtigung könnte in Form einer Schicht 2 und/oder Schicht 3 Nachricht erfolgen, die einen oder mehrere Zielorte, für die die nicht-konforme Quelle das T_i überschreitet, bezeichnet, und/oder die Rateninformation für die nicht-konforme Quelle (zum Beispiel die tatsächliche Übertragungsrate T_i und/oder die Überschussrate S_i – T_i) angibt. Eine Schicht 2 Nachricht ist jedoch nicht unbedingt vorzuziehen, da eine Quelle, die nur eine Schicht 2 Nachricht empfängt, vielleicht nicht fähig ist, zwischen Zielorten, mit denen die Quelle konform ist, und solchen, mit denen sie nicht konform ist, zu unterscheiden. In einigen Ausführungsformen könnte an eine gegebene aktive Quelle eine BCN (Backward Congestion Notification) geliefert werden, wenn die Angebotsrate S_i der Quelle die tatsächliche Netzwerkübertragungsrate T_i für die Quelle überschreitet. In weiteren Ausführungsformen könnte einem Benutzer an einer nicht-konformen Quelle Stau-Information, die zugewiesene CDR, DRS_i, r_i und/oder T_i mitgeteilt werden. In wiederum weiteren Ausführungsformen kann der Benutzer selbst die Reaktion auf eine Stau-Nachricht bestimmen. In wiederum weiteren Ausführungsformen könnte eine Quelle ihre Angebotsrate S_i in Reaktion auf den Empfang einer BCN (Backward Congestion Notification) reduzieren.
In diesen BCN (Backward Congestion Notification) Ausführungsformen könnte Konformität auf der Netzwerkseite der Quellen-UNI implementiert werden. In solchen Ausführungsformen wird eventuell eine Rücknachricht vom Zielort benötigt, die die Zielortzustellrate betrifft. Die Rücknachricht könnte auch Information über den Ratenanteil der aktiven Quellen am Zielort und/oder die CDR, dividiert durch die Gesamtrate, enthalten.
Obwohl beispielhafte Systeme und Verfahren, die die vorliegende Erfindung verkörpern, anhand von Beispielen veranschaulicht wurden, versteht es sich selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Von einem in der Technik bewanderten Fachmann könnten Modifikationen vorgenommen werden, insbesondere angesichts der vorhergehenden Lehren. Zum Beispiel könnte jedes der Elemente der oben erwähnten Ausführungsformen für sich allein oder in Kombination mit Elementen der anderen Ausführungsformen verwendet werden. Ferner, obwohl ein vermaschtes Netzwerk in den Beispielen dargestellt ist, ist die durch die beigefügten Ansprüche definierte Erfindung nicht notwendigerweise durch diese Ansprüche eingeschränkt. Ferner könnte der IP Switch von jedem Höherebenen-IP-artigen Protokoll in jedes Schnellpaket-artige Protokoll umgewandelt werden und ist nicht unbedingt auf das oben beschriebene ATM/IP Beispiel beschränkt. Des Weiteren sind beispielhafte Schritte, die bei der Implementierung verschiedener Aspekte der Erfindung durchgeführt werden können, in Verbindung mit dem Beispiel einer physikalischen Ausführungsform beschrieben, wie in 5 dargestellt. Jedoch sind die Schritte zum Implementieren des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf diese Schritte beschränkt. Außerdem, obwohl die Beispiele unter Einsatz des IP Protokolls für Schicht drei abgeleitet wurden, ist für einen in der Technik bewanderten Fachmann erkennbar, dass jede beliebige Version von IP oder IPX als routing-fähiges Schicht 3 Protokoll verwendet werden könnte. Des Weiteren versteht es sich, dass, obwohl einige Implementierungsbeispiele oben mit Bezug auf IP und ATM Protokolle besprochen wurden, es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung einzig und allein darauf zu beschränken, und andere Protokolle, die kompatibel mit Aspekten der Erfindung sind, können ebenfalls verwendet werden.
Obwohl auf die in einem Anspruch angegebenen technischen Merkmale Bezugszeichen folgen, wurden diese Bezugszeichen einzig und allein zum Zwecke der besseren Verständlichkeit der Ansprüche aufgenommen, und folglich haben diese Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Geltungsbereich jedes Elements, das beispielhaft durch diese Bezugszeichen identifiziert ist.

Claims

Verfahren, umfassend, in einem Schnell-Paket-Netzwerk (1), den folgenden Schritt: Verwalten, gemäß einer garantierten Zustellrate, mindestens einer aus einer Mehrzahl von tatsächlichen Netzwerkübertragungsraten für mindestens eine aus einer Mehrzahl von aktiven Quellen, wobei die garantierte Zustellrate mit einem Zielort verknüpft ist; und wobei der Schritt des Verwalten den Schritt des Steuerns einer Gesamtzustellrate R zum Zielort gemäß der garantierten Zustellrate CDR und einer Mehrzahl von Angebotsraten S einer ersten Gruppe der Mehrzahl von aktiven Quellen i beinhaltet, wobei die aktiven Quellen in der ersten Gruppe anbieten, eine Mehrzahl von Datenpaketen an den Zielort zu senden, derart dass:
Verfahren, umfassend, in einem Schnell-Paket-Netzwerk (1), den folgenden Schritt: Verwalten, gemäß einer garantierten Zustellrate, mindestens einer aus einer Mehrzahl von tatsächlichen Netzwerkübertragungsraten für mindestens eine aus einer Mehrzahl von aktiven Quellen, wobei die garantierte Zustellrate mit einem Zielort verknüpft ist; und ferner beinhaltend den Schritt des Zuweisen eines Zielortraten-Anteils zu jeder der ersten Gruppe von aktiven Quellen, wobei die erste Gruppe der aktiven Quellen anbietet, eine Mehrzahl von Datenpaketen an den Zielort zu senden; wobei der Schritt des Verwalten folgende Schritte beinhaltet: Verwalten, gemäß der Zielortraten-Anteile der ersten Gruppe von aktiven Quellen, einer tatsächlichen Netzwerkübertragungsrate für mindestens eine der aktiven Quellen in der ersten Gruppe von aktiven Quellen; und Bestimmen einer gerechten Anteilsrate r für mindestens eine der aktiven Quellen i in der ersten Gruppe von aktiven Quellen gemäß dem Zielortraten-Anteil DRS der mindestens einen aktiven Quelle und der garantierten Zustellrate CDR, derart, dass:
an den Zielort liefert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend den Schritt des Mittelns mindesten einer einer Mehrzahl von Angebotsraten von mindestens einer der aktiven Quellen über ein Zeitfenster.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend den Schritt des Definierens einer Länge des Zeitfensters.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Zuweisen eines Zielortraten-Anteils zu jeder der ersten Gruppe von aktiven Quellen, wobei die erste Gruppe von aktiven Quellen anbietet, eine Mehrzahl von Datenpaketen an den Zielort zu senden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Zuweisens den Schritt des Zuweisen des Zielortraten-Anteils gemäß einer Kennung des Zielorts umfasst; und/oder wobei der Schritt des Verwalten den Schritt des Verwalten, gemäß der Zielortraten-Anteile der ersten Gruppe von aktiven Quellen, einer tatsächlichen Netzwerkübertragungsrate für mindestens eine der aktiven Quellen in der ersten Gruppe von aktiven Quellen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Verwalten ferner den Schritt des Bestimmens einer gerechten Anteilsrate r für mindestens eine der aktiven Quellen i in der ersten Gruppe von aktiven Quellen gemäß des Zielortraten-Anteils DRS der mindestens einen aktiven Quelle und der garantierten Zustellrate CDR umfasst, derart dass:
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Verwalten ferner den Schritt des Anpassen der tatsächlichen Netzwerkübertragungsrate T für mindestens eine der aktiven Quellen i in der ersten Gruppe von aktiven Quellen gemäß einer Angebotsrate S der mindestens einen aktiven Quelle, der gerechten Anteilsrate r der mindestens einen aktiven Quelle und der garantierten Zustellrate CDR umfasst, derart dass:
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Verwalten ferner den Schritt des Identifizieren mindestens eines der Datenpakete als nicht konform umfasst, wenn eine Summe der Angebotsraten der ersten Gruppe von aktiven Quellen größer als die garantierte Zustellrate ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Verwalten ferner den Schritt des Auslassen mindestens eines der identifizierten Datenpakete umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend den Schritt des Reservieren eines ersten Anteils der Netzwerkbandbreite für eine erste inaktive Quelle, die ausreicht um der ersten inaktiven Quelle zu gestatten, mit dem Senden von Datenpaketen über das Netzwerk mit einer Rate zu beginnen, die mindestens gleich der ersten Referenzrate ist.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt des Bestimmen der ersten Referenzrate gemäß einer Gesamtzahl von inaktiven Quellen; und/oder ferner umfassend den Schritt des Bestimmens der ersten Referenzrate gemäß einer ersten Prioritätsklassifikation der ersten inaktiven Quelle.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Schritt des Verwalten den Schritt des Informieren mindestens einer der aktiven Quellen über einen Netzwerkstau umfasst, indem mindestens einer aktiven Quelle eine Staumeldung zum Vorgänger (Backward Notification Congestion) zugeschickt wird, wenn eine Angebotsrate der mindestens einen aktiven Quelle die tatsächliche Netzwerkübertragungsrate für die mindestens eine aktive Quelle überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Benachrichtigens der mindestens einen aktiven Quelle den Schritt der Lieferung einer Schicht 2 BCN (Backward Notification Congestion) an die mindestens eine aktive Quelle umfasst; oder wobei der Schritt des Informieren der mindestens einen aktiven Quelle den Schritt der Lieferung einer Schicht 3 BCN (Backward Notification Congestion) (Backward Notification Congestion) an die mindestens eine aktive Quelle umfasst; oder ferner umfassend den Schritt des Reduzieren der Angebotsrate der mindestens einen aktiven Quelle, die auf die BCN (Backward Notification Congestion) anspricht.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Informieren der mindestens einen aktiven Quelle ferner den Schritt des Lieferns von Information umfasst die die Kennung eines Zielorts darstellt wobei die mindestens eine aktive Quelle anbietet eine Mehrzahl von Datenpaketen an den Zielort zu senden; oder wobei der Schritt des Informieren der mindestens einen aktiven Quelle ferner den Schritt des Lieferns von Information umfasst die die tatsächliche Netzwerkübertragungsrate der mindestens einen aktiven Quelle darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Schritt des Verwalten den Schritt des Informieren eines Zielorts über einen Netzwerkstau umfasst indem eine FCN (Staumeldung zum Nachfolger, Forward Congestion Notification) an den Zielort geliefert wird, wenn eine Angebotsrate mindestens einer der aktiven Quellen die tatsächliche Netzwerkübertragungsrate für die mindestens eine aktive Quelle überschreitet wobei die mindestens eine aktive Quelle anbietet, eine Mehrzahl von Datenpaketen an den Zielort zu senden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Informieren des Zielorts den Schritt des Bereitstellens einer Schicht 2 FCN (Forward Congestion Notification) beinhaltet; oder wobei der Schritt des Informierens des Zielorts den Schritt des Bereitstellen einer Schicht 3 FCN (Forward Congestion Notification) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Informieren des Zielorts ferner den Schritt des Bereitsstellens von Information beinhaltet die eine Kennung der ersten aktiven Quelle darstellt; oder wobei der Schritt des Informieren des Zielorts ferner den Schritt des Bereitsstellens von Information beinhaltet, die die gemittelte Angebotsrate der mindestens einen aktiven Quelle und die tatsächliche Netzwerkübertragungsrate für die mindestens eine aktive Quelle darstellt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Verwalten ferner den Schritt des Verteilen einer überschüssigen Netzwerkbandbreite auf mindestens zwei der aktiven Quellen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Verwalten ferner den Schritt des Bestimmen der überschüssigen Netzwerkbandbreite E gemäß der garantierten Datenrate CDR, der gerechten Anteilsraten r, der Angebotsraten S, einer Referenzrate B und einer Gesamtanzahl M der Quellen beinhaltet, die fähig sind, Daten an den Zielort zu senden, derart dass:
oder ferner umfassend den Schritt des Bestimmens einer maximalen konformen tatsächlichen Netzwerkübertragungsrate für mindestens eine der aktiven Quellen gemäß einer Menge an überschüssiger Netzwerkbandbreite, die auf die mindestens eine aktive Quelle verteilt wird.