DE9422227U1 - Vorrichtung zur Mindestkosten-Wegauswahl in verteilten digitalen Kommunikationsnetzen - Google Patents

Description

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Vorrichtung zur Mindestkosten-Wegauswahl in verteilten digitalen Kommunikationsnetzen

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein verteilte digitale Kommunikationsnetze, und spezieller betrifft sie eine Vorrichtung zum Auswählen eines Wegs von Ursprungsknoten zu Zielknoten in derartigen Netzen.

Hintergrund der Erfindung

Ein verteiltes digitales Kommunikationsnetz enthält typischerweise eine Anzahl von über Übertragungsstrecken miteinander verbundenen Knoten. Auf zumindest einige Knoten kann typischerweise von zumindest einigen anderen Knoten nur über mehrere Teilstrecken zugegriffen werden. Außerdem weisen zumindest einige Teilstrecken typischerweise nicht nur verschiedene Übertragungseigenschaften, insbesondere im Sinn der Übertragungsbandbreite, der Übertragungsverzögerung, der Bitfehlerrate und der Verfügbarkeit oder Nichtverfügbarkeit

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von Verschlüsselung auf, sondern es bestehen auch verschiedene Übertragungskosten.

Beim Übertragen einer Nachricht zwischen zwei Knoten in einem derartigen verteilten digitalen Übertragungsnetz ist es normalerweise von Vorteil, denjenigen Weg auszuwählen, der die geringsten Übertragungskosten zur Folge hat, bevor dieser aufgebaut wird. In der Vergangenheit wurde für derartige Auswahlvorgänge in weitem Umfang ein als Dijkstra-Shortest-Path-First (SPF)-Algorithmus bezeichneter Algorithmus verwendet. Der SPF-Algorithmus ist z. B. auf den Seiten 586 bis 589 der zweiten Ausgabe von "Data Structures Using Pascal" von Aaron Tennenbaum und Moshe Augenstein, veröffentlicht 1986 von Prentice-Hall, offenbart. Genauer gesagt, umfasst der SPF-Algorithmus zwei gesonderte und unterschiedliche Schritte. Im ersten Schritt wird die Übertragungsentfernung zwischen einem Ursprungsknoten und jedem anderen Knoten im Netz berechnet. Die kürzeste Übertragungsentfernung zu jedem möglichen Zielknoten wird im Speicher des Ursprungsknotens 0 registriert. Wenn ein Weg zur Übertragung einer Nachricht an einen speziellen Zielknoten erforderlich ist, bestimmt der zweite Schritt des SPF-Algorithmus dadurch den Weg mit der kürzesten Übertragungsentfernung zum Zielknoten, dass ausgehend vom Zielknoten eine Wegverfolgung in Rückwärtsrichtung erfolgt. Unglücklicherweise genügt der ausgewählte Weg nicht notwendigerweise allen Übertragungserfordernissen für die Nachricht, für die der Weg aufgebaut wird. Wenn der ausgewählte Weg nicht allen Übertragungserfordernissen für die Nachricht genügen kann, ist eine vollständig neue Berechnung erforderlich, und es wird der Aufbau eines funktionierenden Wegs verzögert. Da die Übertragungsentfernung nicht der einzige die Kosten beeinflussende Faktor sein muss, muss der ausgewählte Weg nicht notwendigerweise der billigste Weg sein.

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Zusammenfassung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert sowohl die Geschwindigkeit als auch die Zuverlässigkeit des Wegauswahlprozesses in einem verteilten digitalen Kommunikationsnetz mit verteilten Knoten, und zwar zumindest teilweise durch die Erkenntnis, dass die Übertragungserfordernisse zwischen einem beliebigen speziellen Paar von Knoten die Tendenz haben, von einer Verbindungsanforderung zur nächsten dieselben zu sein. In einem derartigen Netz sind die verschiedenen Knoten über Übertragungsstrecken miteinander verbunden, und auf zumindest einige Knoten kann von zumindest einigen anderen Knoten nur über mehrere Teilstrecken zugegriffen werden.

Gemäß einer wichtigen Erscheinungsform ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Auswählen des Wegs mit den geringsten Kosten von einem Ursprungsknoten zu einem spezifizierten Zielknoten gerichtet. Grob gesprochen, ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass sie die folgenden Schritte ausführt:

(1) Empfangen, in einem als Ursprungsknoten dienenden Prozessor, einer Diensteanforderung mit ersten Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, (2) Einspeichern der ersten Übertragungserfordernisse in einen den Ursprungsknoten bedienenden Speicher, (3) Berechnen, im Prozessor, und Einspeichern, im Speicher, denjenigen Weg geringster Kosten vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, bei dem jede Teilstrecke die ersten Übertragungserfordernisse erfüllt, (4) Aufbauen des eingespeicherten Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, (5) Empfangen, im Prozessor, einer zweiten Diensteanforderung mit zweiten Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, (6) Vergleichen, im Prozessor, der zweiten Übertragungserfordernisse mit den im Speicher gespeicherten ersten Übertragungserfordernissen, (7) Bestätigen des gespei-

cherten Wegs, um zu bestimmen, dass er immer noch zweckmäßig ist, wenn die zweiten Übertragungserfordernisse mit den ersten Übertragungserfordernissen übereinstimmen, und (8) Aufbauen des gespeicherten Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten. Zwischen demselben Paar von Knoten in einem verteilten digitalen Kommunikationssystem besteht die Tendenz, dass die Übertragungserfordernisse von einer Verbindungsanforderung zur nächsten dieselben sind. Aus diesem Grund liefert die Erfindung eine Wegauswahl, die nicht nur beträchtlich schneller als diejenige ist, die mit dem bekannten SPF-Algorithmus erzielt wurde, sondern die auch dadurch zuverlässiger ist, dass der ausgewählte Pfad tatsächlich immer der Weg mit den geringsten Kosten ist.

Gemäß speziellen Ausführungsformen der Erfindung können die Übertragungserfordernisse für einzelne Wege Faktoren wie die Übertragungsbandbreite, die Übertragungsverzögerung, die Bitfehlerrate und ein Vorhandensein oder NichtVorhandensein der Fähigkeit zu ver- und zu entschlüsseln beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beruhen die Berechnungen für die geringsten Kosten auf den Kosten der Verwendung spezieller Übertragungsstrecken. Es werden die Teilstreckenkosten berechnet, wobei die für die Übertragung zugeordnete Teilstrecken-Bandbreite sowie die mögliche Gesamtbandbreite der Teilstrecke berücksichtigt werden. Die Kosten für einen Weg werden dadurch bestimmt, dass die Kosten aller Teilstrecken addiert werden, die innerhalb eines solchen Wegs enthalten sind.

Da sich die Topologie eines verteilten digitalen Kommunikationsnetzes mit mehreren Knoten ändern kann, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, gemäß einem zusätzlichen Gesichtspunkt, so ausgebildet sein, dass die die folgenden weiteren Schritte ausführt: (1) Neuberechnen, im Prozessor, (vorteilhafterweise als im Hintergrund ablaufende Operation) eines

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Wegs geringster Kosten vom Ursprungsknoten zu jedem Zielknoten, auf dem jede Teilstrecke den ersten Verbindungserfordernissen genügt, (2) Ersetzen von im Speicher gespeicherten Wegen durch die neu berechneten Wege, und (3) wenn die zweiten Verbindungserfordernisse mit den ersten Verbindungserfordernissen übereinstimmen, Aufbauen des neu berechneten, gespeicherten Wegs geringster Kosten vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten.

Ferner ist die Erfindung nicht auf die Berechnung eines einzelnen Wegs geringster Kosten zwischen zwei beliebigen Knoten beschränkt. Es können auch alternative Wege berechnet werden. Gemäß diesem Gesichtspunkt nimmt die Erfindung die Form einer Vorrichtung ein, durch die ein Weg geringster Kosten von einem Ursprungsknoten zu einem spezifizierten Zielknoten ausgewählt wird und die so ausgebildet ist, dass sie die folgenden Schritte ausführt: (1) Empfangen, im Prozessor, einer Verbindungsanforderung mit ersten Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, (2) Einspeichern der ersten digitalen Übertragungserfordernisse in den Speicher, (3) Berechnen, im Prozessor, und Speichern, im Speicher, eines Wegs geringster Kosten als Primärweg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, wobei jede Teilstrecke im Primärweg 5 den ersten Übertragungserfordernissen genügt, (4) Berechnen, im Prozessor, und Speichern, im Speicher, eines Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, auf dem jede Teilstrecke im alternativen Weg den ersten Übertragungserfordernissen genügt, wobei die Kosten des alternativen Wegs nicht geringer als die Kosten des Primärwegs sind, (5) Auswählen des gespeicherten Primärwegs aus dem Speicher und Aufbauen desselben vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, (6) Empfangen, im Prozessor, einer zweiten Dienstanforderung mit zweiten Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zum Zielknoten, (7) Verglei-

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chen, im Prozessor, der zweiten Übertragungserfordernisse mit den im Speicher gespeicherten ersten Übertragungserfordernissen, (8) Bestätigen des gespeicherten Primärwegs, um zu bestimmen, dass er noch zweckmäßig ist, wenn die zweiten Übertragungserfordernisse mit den ersten Übertragungserfordernissen übereinstimmen, (9) wenn der gespeicherte Primärweg nicht zweckmäßig ist, Bestätigen des gespeicherten alternativen Wegs, um zu bestimmen, dass dieser zweckmäßig ist, und (10) Aufbauen des gespeicherten alternativen Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten. Die Kosten des alternativen Wegs sind, gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung, den Kosten des Primärwegs gleich, oder sie sind größer.

Die Erfindung ist insbesondere dahingehend von Vorteil, dass sie gegenüber dem bekannten SPF-Algorithmus deswegen schneller ist, weil sie alles vollständig weglässt, das irgendwie mit dem zweiten Schritt des SPF-Algorithmus vergleichbar wäre.

Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels, das im Licht der beigefügten Zeichnung und der beigefügten Ansprüche zu betrachten ist, vollständiger zu verstehen sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines verteilten digitalen Kommunikationssystems mit mehreren Knoten und mehreren Teilstrecken vom Typ, bei dem die erfindungsgemäße Wegauswahlvorrichtung besonders anwendbar ist;

Fig. 2 ist ein Flussdiagramm eines grundlegenden Wegauswahlprozesses, wie er von der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus-5 geführt wird;

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Fig. 3 ist ein Flussdiagramm des im Wegauswahl-Flussdiagramm von Fig. 2 verwendeten Kostenberechnungsprozesses;

Fig. 4 und 5 sind Flussdiagramme von Funktionen, wie sie im Prozess von Fig. 3 verwendet sind;

Fig. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifizierung des in Fig. 2 veranschaulichten grundlegenden Wegauswahlprozesses zeigt; und

Fig. 7 ist ein Flussdiagramm der in Fig. 4 dargestellten Funktion, das so modifiziert ist, dass es den Erfordernissen des Prozesses von Fig. 6 genügt.
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Detaillierte Beschreibung

Eine wichtige Anwendung der Erfindung kann sich bei einem Unternehmensnetz 10 wie dem im Blockdiagramm in Fig. 1 dargestellten finden. Gemäß Fig. 1 verfügt das Netz 10 über einen Hauptquartierknoten 12 mit eigenem internem Speicher (MEM) 14 und einem Prozessor (PROC) 16. Außerdem enthält das Netz 10, gemäß weiterer beispielhafter Form, fünf entfernte Knoten 18, 20, 22, 24 und 26 an geographisch verschiedenen Orten. Beispielsweise kann jeder der entfernten Knoten Bürooder Fabrikorte repräsentieren. Jeder der entfernten Knoten kann ferner über seinen eigenen internen Speicher und Prozessor verfügen.

Die verschiedenen Knoten im Netz 10 sind über eine Anzahl von Zwischenknoten-Teilstrecken (INLS = Internodal Links) 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 miteinander verbunden. So verbindet die Teilstrecke 28 den Hauptquartierknoten 12 mit dem entfernten Knoten 18. Die Teilstrecken 30 und 32 sind parallele Teilstrecken, die die

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entfernten Knoten 18 und 22 verbinden. Die Teilstrecke 34 verbindet den Hauptguartierknoten 12 mit dem entfernten Knoten 22. Die Teilstrecken 36 und 38 sind parallele Teilstrecken, die die entfernten Knoten 18 und 2 0 miteinander verbinden. Die Teilstrecke 40 verbindet den Hauptquartierknoten 12 mit dem entfernten Knoten 20. Die Teilstrecke 42 verbindet den Hauptquartierknoten 12 mit dem entfernten Knoten 24. Die Teilstrecken 44 und 46 sind parallele Teilstrecken, die die entfernten Knoten 20 und 24 miteinander verbinden. Die Teilstrecken 48 und 50 sind parallele Teilstrecken, die die entfernten Knoten 22 und 24 miteinander verbinden. Schließlich verbindet die Teilstrecke 52 die entfernten Knoten 22 und 26 miteinander, und die Teilstrecke 54 verbindet die entfernten Knoten 24 und 26 miteinander. Wie dargestellt, sind zumindest einige der entfernten Knoten im Netz 10 nur über mehrere Teilstrecken vom Hauptquartierknoten 12 aus erreichbar.

Im Netz 10 kann jede Zwischenknoten-Teilstrecke durch Attribute betreffend die Bandbreite, die Übertragungsverzögerung, die Qualität, eine Verschlüsselung, die Bandbreitenunterteilung und die Kosten gekennzeichnet sein. Die Bandbreite repräsentiert die Übertragungsfähigkeit einer Teilstrecke in Bits pro Sekunde. Die Übertragungsverzögerung hängt stark von der Art der Teilstrecke ab. Zum Beispiel zeigt eine terrestrische Teilstrecke viel weniger Verzögerung als eine Satellitenteilstrecke. Die Qualität repräsentiert das Übertragungsvermögen einer Teilstrecke, und sie wird typischerweise mittels der Bitfehlerrate überwacht und gemessen. Die Bitfehlerrate ist das Verhältnis der Anzahl von Bits, die auf der Teilstrecke verändert werden zur Anzahl von über die Teilstrecke übertragenen Bits. Um für Verschlüsselung zu sorgen, kann eine Teilstrecke mit einer Datenverschlüsselungsschaltung versehen sein, die es ermöglicht, dass die Teilstrecke Teilnehmerdaten in verschlüsselter Form trans-

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portiert. Die Bandbreitenunterteilung ermöglicht es einem Teilnehmer, im Netz 10 mehrere Zwischenknoten-Teilstreckengruppen zu definieren, wobei eine einzelne Teilstrecke zu einer Gruppe oder mehreren gehören kann. Schließlich trägt jede Teilstrecke zu den Kosten einer Zwischenknotenverbindung bei, wobei die Gesamtkosten der Verbindung die Summe der Kosten der Teilstreckenkomponenten sind.

Die Kosten einer speziellen Teilstrecke können auf eine Anzahl von Daten definiert werden. Als erstes können die Kosten einfach als Sprungzählwert bestimmt werden. Jedem Sprung, bei dem es sich um eine einzelne Zwischenknoten-Teilstrecke handelt, können Kosten entsprechend einem Einheitswert zugeordnet werden. Hinsichtlich des Sprungszählwerts entsprechen die Verbindungskosten zwischen Knoten im Netz 10 der Gesamtanzahl von Sprüngen. Eine zweite Vorgehensweise beinhaltet vom Teilnehmer definierte Kosten. So kann ein Teilnehmer Verbindungskosten auf Grundlage der Ausbreitungsverzögerung festlegen, wobei jeder Zwischenknoten-Teilstrecke eine spezielle Kostenzahl zugeordnet ist. Derartige Kosten können z. B. auf der körperlichen Länge einer Zwischenknoten-Teilstrecke beruhen. Schließlich können Kosten mittels der Durchlaufverzögerung definiert werden. Die Durchlaufverzögerung ist die Verzögerung, wie sie ein Teilnehmer-Datenpacket an jedem Knoten im Netz 10 erfährt, und sie ist die Summe aus jeder Verarbeitungsverzögerung in jedem Knoten und jeder Warteschlangenverzögerung, wie sie auftritt, während ein Packet darauf wartet, dass eine abgehende Zwischenknoten-Teilstrecke aufgebaut wird. Die Verarbeitungsverzögerung ist konstant, und die Warteschlangenverzögerung beruht auf der Gesamtbandbreite der Teilstrecke und der tatsächlichen Anzahl von Packeten, die zu einem speziellen Zeitpunkt auf der Teilstrecke übertragen werden.

Das Netz 10 erlaubt es einem Teilnehmer, permanente, virtu-

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eile Schaltkreise, die verschiedene Knoten miteinander verbinden, vorab zu definieren. In jedem speziellen Knoten (wie dem Hauptquartierknoten 12) kann ein menschlicher Knotenverwalter das Profil jeder Zwischenknoten-Kanalverbindung definieren und solche Profile in den Speicher 14 einspeichern. Ein derartiges Profil kann die Kanalgeschwindigkeit in Bits pro Sekunde, die Tatsache, ob Verschlüsselung erforderlich ist oder nicht, die annehmbare Fehlerrate, die annehmbare Übertragungsverzögerung als maximale Anzahl zulässiger Satellitensprünge, jede beliebige Bandbreitenunterteilung, mittels der die Kanalverbindung geführt werden sollte, und den Kostentyp umfassen. Ein derartiger Verwalter kann einen der vier Kostentypen auswählen, d. h. gemäß dem Sprungzählwert, die vom Teilnehmer definierten Kosten, diejenigen gemaß der Durchlaufverzögerung, oder vom Teilnehmer definierte Kosten zuzüglich solcher gemäß der Durchlaufverzögerung. Unter Zuhilfenahme des Kanalprofils und des gewählten Kostenkriteriums ermöglicht die Erfindung eine schnelle Auswahl des Wegs geringster Kosten, um eine Verbindung fertigzustellen.

Da das Netz 10 vorab definierte, permanente, virtuelle Schaltkreise unterstützt, muss ein Verwalter Kanalverbindungsprofile vorab definieren. Wenn dann ein Verbindungsaufbau beginnt, sind bereits alle Verbindungsprofile bekannt. Die Verbindungsaufbauprozedur sortiert die Profile in solcher Weise, dass Verbindungen mit identischen Profilen sequentiell aufgebaut werden. Auch ist in einer Umgebung, in der eine erhebliche Anzahl vorab definierter, permanenter, virtueller Schaltkreise zwischen zwei Knoten aufgebaut ist, die Wahrscheinlichkeit, dass aufeinanderfolgende Verbindungsanforderungen identische Erfordernisse zeigen, sehr hoch. Anders gesagt, besteht die Tendenz, dass aufeinanderfolgende Verbindungsanforderungen zwischen denselben Knoten einen gemeinsamen Anforderungssatz zeigen.

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Ein Beispiel veranschaulicht die Verwendung vorab definierter, permanenter, virtueller Schaltkreise am besten. Im Netz 10 existieren bei diesem Beispiel 14 verschiedene Zwischenknoten-Teilstrecken. Beispielsweise sind die Teilstrecken 30, 42, 48 und 54 solche mit Verschlüsselung. Alle anderen Teilstrecken sind solche ohne Verschlüsselung. Jede Abteilung des beispielhaften, hypothetischen Unternehmens ist mit ihrem eigenen Knoten verbunden, und der menschliche Verwalter im Hauptquartierknoten 12 wünscht, die folgenden Kanalverbindungen zwischen dem Hauptquartierknoten 12 und dem entfernten Knoten 18 zu konfigurieren:

Verbindung 1: Diese Verbindung dient zur Verwendung durch eine Fertigungsabteilung am Knoten 18. Sie benötigt eine Bandbreite von 64.000 Bits pro Sekunde (bps), und es ist eine Teilstrecke mit mittlerer Fehlerqualität annehmbar. Die Verbindung benötigt keine Teilstrecke mit Verschlüsselung.
Verbindung 2: Diese Verbindung dient zur Verwendung durch eine Verkaufsabteilung am Knoten 18. Sie benötigt eine Bandbreite von 19.200 bps, und es ist eine Teilstrecke mit mittlerer Fehlerqualität annehmbar. Die Verbindung benötigt keine Teilstrecke mit Verschlüsselung.

Verbindung 3: Diese Verbindung dient zur Verwendung durch eine Konstruktionsabteilung am Knoten 18. Es ist eine Teilstrecke mit mittlerer Fehlerqualität annehmbar. Sie benötigt eine Bandbreite von 64.000 bps, und es ist eine Teilstrecke ohne Verschlüsselung annehmbar.

Verbindung 4: Diese Verbindung dient zur Verwendung durch eine Lohnabteilung am Knoten 18. Sie benötigt eine Bandbreite von 9600 bps sowie eine Teilstrecke mit Verschlüsselung mit niedriger Fehlerrate.

Wie es aus den angegebenen Verbindungserfordernissen erkennbar ist, haben die Verbindungen 1 bis 3 identische Erfordernisse, d. h. eine Teilstrecke ohne Verschlüsselung mit mitt-

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lerer Fehlerrate. Die Verbindung 4 ist verschieden, da sie eine Teilstrecke mit Verschlüsselung mit hoher Qualität benötigt.

Die Erfindung erlaubt es, den Weg geringster Kosten vom Knoten 18 zum Hauptquartierknoten 12 im Prozessor 16 zu berechnen und im Speicher 14 abzuspeichern, wenn die erste Verbindungsanforderung erfolgt. Bei diesem Beispiel ist der Weg geringster Kosten die aus dem Knoten 18 herausführende Zwischenknoten-Teilstrecke 28. Die Teilstrecke 18 verfügt über eine verfügbare Bandbreite von 1.544.000 bps. Demgemäß sind, wenn die erste Verbindung hergestellt ist, auf dieser Teilstrecke immer noch 1.480.000 bps verfügbar.

Gemäß einem wichtigen Gesichtspunkt der Erfindung werden, wenn eine zweite Verbindungsanforderung erfolgt, deren Verbindungserfordernisse im Prozessor 16 mit denjenigen Verbindungserfordernissen verglichen, wie sie im Speicher 14 für die vorige Verbindung gespeichert sind. Da es dieselben sind und da die Zwischenknoten-Teilstrecken entlang dem Weg ausreichend Bandbreite aufweisen, wird derselbe Weg (wie bereits im Speicher 14 abgespeichert) aufgebaut, d. h. die Zwischenknoten-Teilstrecke 28. Derselbe Weg erfüllt auch die dritte Verbindungsanforderung. Wenn die vierte Verbindungsanforderung erfolgt, wird, da die Verbindung eine Teilstrecke mit Verschlüsselung benötigt, ein neuer Weg geringster Kosten im Prozessor 16 bestimmt, um den Verbindungserfordernissen zu genügen. Ein derartiger Weg ist bei diesem Beispiel eine Kombination aus den Zwischenknoten-Teilstrecken 30, 48 und 42. Alle diese Teilstrecken verfügen über Verschlüsselung und sie sorgen, von einem Ende zum anderen, für den erforderlichen Übertragungspfad vom Knoten 18 zum Hauptquartierknoten 12 über die entfernten Knoten 22 und 24. Im Vergleich mit der Vorgehensweise mit dem Stand der Technik wird wesentlich Zeit eingespart, da für die Verbindungen 2

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und 3 keine neuen Wege geringster Kosten zu berechnen sind.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt die Auswahl eines alternativen Wegs. Um diesen Gesichtspunkt der Erfindung zu verstehen, ist zu überlegen, dass dann, wenn die dritte Verbindungsanforderung erfolgt, auf der Teilstrecke 28 eine Bandbreite von 48.000 bps verfügbar ist und der Weg geringster Kosten bereits im Prozessor 16 berechnet wurde und im Speicher 14 abgespeichert ist. Die dritte Verbindung benötigt 64.000 bps. Bei diesem Beispiel wurde, wenn die Verbindungsanforderung 1 erfolgte, bestimmt, dass ein alternativer Weg, um zum Knoten 12 zu gelangen, die Zwischenknoten-Teilstreck 32 wäre, gefolgt von der Teilstrecke 34. Dieser alternative Weg wird im Speicher 14 abgespeichert. Jede der Teilstrecken 32 und 34 verfügt über eine verfügbare Bandbreite von 128.000 bps. Da diese Bandbreite für die Kanalverbindungsanforderung 3 angemessen ist, wird dieser alternative Pfad auf die Verbindungsanforderung 3 hin bereitgestellt. Der im Speicher 14 bereits gespeicherte alternative Pfad spart dadurch Zeit für die Verbindungsanforderung 3, dass es vermieden ist, eine neue Berechnung für geringste Kosten auszuführen.

Der in Verbindung mit dem Netz 10 in Fig. 1 beschriebene Prozess kann durch Software realisiert werden, wie sie für den Steuerungsprozessor 16 im Hauptquartierknoten 12 vorhanden ist. Ein Beispiel derartiger Software ist durch die in den Fig. 2 bis 7 dargestellten Flussdiagramme veranschaulicht.
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Ein Beispiel für den bei einer Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten grundlegenden Wegauswahlprozess ist durch das Flussdiagramm in Fig. 2 veranschaulicht, das die Schritte 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 und 74 umfasst. Dabei kennzeichnet der Schritt 60 "WEG ERMITTELN" den Beginn

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des Prozesses. Die Schritte 62, 64 und 66 repräsentieren Entscheidungsschritte im Prozess, und sie verfügen beide über Ausgänge JA und NEIN. Der Schritt 62 entspricht "GESPEICHERTE WEGQUALIFIKATIONSMERKMALE = VERBINDUNGSERFORDER-NISSE?", der Schritt 64 entspricht "HAT DER WEG DIE ERFORDERLICHE BANDBREITE?", und der Schritt 66 entspricht "ALLE INLS IM WEG NOCH VERFÜGBAR?". Die Schritte 68 und 70 sind weitere Schritte im Prozess. Der Schritt 68 entspricht "WEGQUALIFIKATIONSMERKMALE = VERBINDUNGSERFORDERNISSE?", und der Schritt 70 entspricht "KOSTENBERECHNUNG ERNEUT AUSFÜHREN". Die Schritte 72 und 74 sind Prozessausgangswerte oder Endergebnisse, und sie sind beide "PFAD AN DEN ZIELKNOTEN ZURÜCKLIEFERN" .

Wie dargestellt, liefert der Schritt 60 einen Eingangswert an den Entscheidungsschritt 62. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 62 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 64, wobei der Ausgangswert JA desselben einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 66 bildet.

Der Ausgangswert des Entscheidungsschritts 66 bildet einen Eingangswert für den Ausgabeschritt 72. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 62 bildet einen Eingangswert für den Schritt 68, der seinerseits einen Eingangswert für den Schritt 70 bildet. Der Schritt 70 bildet einen Eingangswert für den Ausgabeschritt 74. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 64 bildet einen Eingangswert für den Schritt 70, und dies gilt auch für den Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 66.

Im Betrieb überprüft der in Fig. 2 veranschaulichte Prozess zunächst im Schritt 62, ob die aktuellen Verbindungserfordernisse (d. h. die Qualifikationsmerkmale) dieselben wie die bei der vorigen Verbindungsanforderung verwendeten Wegqualifikationsmerkmale sind. Wenn dies der Fall ist (Entscheidung JA), existiert hohe Wahrscheinlichkeit, dass der

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vorab berechnete und gespeicherte Weg für die aktuelle Qualifikationsmerkmale anwendbar ist. Dann nimmt der Prozess im Schritt 64 eine Überprüfung dahingehend vor, ob der zuvor berechnete und gespeicherte Weg ausreichend Bandbreite aufweist, um der aktuellen Anforderung zu genügen. Wenn die Bandbreite angemessen ist (Entscheidung JA), nimmt der Prozess mittels des Schritts 66 eine Prüfung vor, um sicherzustellen, dass der zuvor berechnete und gespeicherte Weg noch funktionsfähig ist. Wenn dies der Fall ist (Entscheidung JA), liefert der Schritt 72 den zuvor berechneten und gespeicherten Weg an die anfordernde Stelle zurück.

Gemäß Fig. 2 speichert der Schritt 68, wenn der Schritt 62 herausfindet, dass die aktuellen Verbindungserfordernisse nicht mit den vorigen Erfordernissen übereinstimmen (Entscheidung NEIN), die aktuellen Erfordernisse als Wegqualifikationsmerkmale, der Schritt 70 nimmt eine neue Wegberechnung vor, und der Schritt 74 liefert den neu berechneten Weg an die anfordernde Stelle. Wenn der Schritt 64 bestimmt, dass der zuvor berechnete Weg nicht ausreichend Bandbreite aufweist (Entscheidung NEIN), oder wenn der Schritt 66 bestimmt, dass der zuvor berechnete Weg nicht mehr funktionsfähig ist, führt der Schritt 70 eine neue Wegberechnung aus, und der Schritt 74 liefert den neu berechneten Weg an die 5 anfordernde Stelle zurück.

Da sich die Topologie des Netzes in Fig. 10 ändern kann, nämlich durch Hinzufügen oder durch Weglassen von Knoten und/oder Teilstrecken, kann der in Fig. 2 veranschaulichte Prozess auch dazu verwendet werden, eine kontinuierliche Aktualisierung der im Speicher 14 gespeicherten Wege geringster Kosten auszuführen. Eine derartige Aktualisierung kann in vorteilhafter Weise als Hintergrundsoperation im Prozessor 16 ausgeführt werden. So wird, wenn sich die Topologie des Netzes 10 ändert, der in Fig. 2 dargestellte Prozess im

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Prozessor 16 abgearbeitet, um einen Weg geringster Kosten vom Hauptquartierknoten 12 zu jedem der verbliebenen Knoten zu berechnen und in den Speicher 14 einzuspeichern. Bei jeder derartigen Berechnung genügt jede Teilstrecke auf dem sich ergebenden Weg geringster Kosten die Verbindungserfordernisse, wie sie gemäß der jüngsten Verbindungsanforderung im Speicher 14 gespeichert sind. Auf weitere Verbindungsanforderungen hin wird der gespeicherte Weg geringster Kosten vom Ursprungsknoten zu einem spezifizierten Zielknoten ohne weitere Berechnung aufgebaut, wenn die neuen Verbindungserfordernisse mit den im Speicher 14 abgespeicherten übereinstimmen.

Ein Beispiel für den Kostenberechnungsprozess im Schritt 70 in Fig. 2 ist durch das Flussdiagramm in Fig. 3 veranschaulicht, das Schritte 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97 und 98 umfasst. Dabei ist der Anfangsschritt 80 "KNOTEN NUMMER = 0", wodurch der Prozess gestartet wird. Die Schritte 82, 83, 84, 85, 86, 87 sowie 98 repräsentieren Entscheidungsschritte im Kostenberechnungsprozess, und sie verfügen beide über Ausgangswerte JA und NEIN. Der Entscheidungsschritt 82 ist "INL-ATTRIBUTE = VERBINDUNGSERFORDERNISSE?", der Entscheidungsschritt 83 entspricht "KNOTEN NUMMER = ORTSKNOTEN_NUMMERN?", und der Entscheidungsschritt 84 entspricht "INL < MAX # von INL?". Der Entscheidungsschritt 8 5 entspricht "KNOTEN NUMMER < GESAMTKNOTEN IM NETZ?", und der Entscheidungsschritt 86 entspricht "ANZAHL DER GEPRÜFTEN KNOTEN < GESAMTANZAHL VON KNOTEN?". Der Entscheidungsschritt 98 entspricht "WENN MIN KNOTEN < 0?". Die Schritte 81, 87, 88, 89, 90 und 91 sind zusätzliche Schritte im Kostenberechnungsprozess. Der Schritt 81 entspricht "INL = 1", wobei INL für internodal link (Zwischenknoten-Teilstrecke) steht. Der Schritt 87 entspricht "INL.AUSWAHL = 1", der Schritt 88 entspricht "KNOTEN.KOSTEN = 0", der Schritt 89 entspricht "KNOTEN.KOSTEN = UNENDLICH",

der Schritt 90 entspricht "INL.AUSWAHL = 0", und der Schritt 91 entspricht "INL = INL + 1". Gemäß dieser Notation repräsentiert ein Buchstabenfolgen trennender Punkt eine Struktur, die in der Programmiersprache variabel ist, und das Gleichheitszeichen kennzeichnet die Zuordnung eines Werts zu einer Variablen.

Noch zusätzliche Schritte im Kostenberechnungsprozess sind die Schritte 92, 93, 94, 95, 96 und 97. Der Schritt 92 entspricht "KNOTEN NUMMER = KNOTEN NUMMER + 1", der Schritt 93 ist ein zweiteiliger Schritt, der "ALLE UNGEPRÜFTEN KNOTEN MARKIEREN" und "ANZAHL DER GEPRÜFTEN KNOTEN = 0" UMFASST. Der Schritt 94 entspricht "MIN KNOTEN = MINKOSTEN KNOTEN ER-FASSENO", und der Schritt 95 entspricht "KOSTEN_AKTUALISIE-REN(MIN KNOTEN)". Der Schritt 96 ist ein anderer zweiteiliger Schritt mit "ANZAHL DER GEPRÜFTEN KNOTEN = ANZAHL DER GEPRÜFTEN KNOTEN + 1" sowie "MIN KNOTEN GEPRÜFT = JA". Schließlich entspricht der Schritt 97 "ZURÜCK". In dieser Notation repräsentieren Ausdrücke innerhalb Klammern Variab-Ie, die das Wiederauftreten der Variablen außerhalb der Klammern modifizieren, und leere Klammern kennzeichnen eine Funktion.

Wie dargestellt, liefert der Schritt 80 einen Eingangswert an den Entscheidungsschritt 83. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 83 liefert einen Eingangswert an den Schritt 88, der einen Eingangswert an den Schritt 81 liefert. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 83 liefert einen Eingangswert an den Schritt 89, der auch einen Eingangswert an den Schritt 81 liefert. Der Schritt 81 liefert einen Eingangswert an den Entscheidungsschritt 82, dessen Ausgangswert JA einen Eingangswert für den Schritt 87 liefert, und dessen Ausgangswert NEIN einen Eingangswert für den Schritt 90 liefert. Die Schritte 87 und 90 liefern beide einen Eingangswert an den Schritt 91. Der Schritt 91 liefert

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einen Eingangswert an den Entscheidungsschritt 84, wobei dessen Ausgangswert JA einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 82 liefert. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 84 liefert einen Eingangswert für den Schritt 92. Der Schritt 92 liefert einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 85, dessen Ausgangswert JA einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 83 liefert. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 85 liefert einen Eingangswert für den Schritt 93, der seinerseits einen Eingangswert für den Schritt 94 liefert. Der Schritt 94 liefert einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 98, dessen Ausgangswert JA einen Eingangswert für den Schritt 95 liefert. Der Schritt 95 liefert seinerseits einen Eingangswert für den Schritt 96. Der Schritt 96 liefert einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 86, dessen Ausgangswert NEIN einen Eingangswert für den Schritt 97 liefert. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 98 liefert einen Eingangswert für den Schritt 97. Schließlich liefert der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 86 einen Eingangswert für den Schritt 94.

Im Betrieb beginnt der in Fig. 3 veranschaulichte Prozess mit dem Schritt 80 dadurch, dass er die Knotennummer auf null setzt. Im Schritt 83 wird überprüft, um zu erkennen, ob die durch den Schritt 80 eingestellte Knotennummer mit der Ortsknotennummer übereinstimmt (d. h. mit dem Hauptquartierknoten 12). Der Ausgangswert JA des Schritts 83 sorgt dafür, dass der Schritt 88 die Kosten zum Erreichen des Knotens auf null setzt. Der Ausgangswert NEIN des Schritts 83 veranlasst den Schritt 89 dazu, die Kosten zum Erreichen des Knotens auf unendlich zu setzen. Dann setzt der Schritt 81 INL auf eins. Der Schritt 82 nimmt eine Prüfung vor, um zu ermitteln, ob die Attribute des ersten INL mit den Verbindungserfordernissen übereinstimmen oder nicht. Der Ausgangswert NEIN des Schritts 82 kennzeichnet, dass keine Übereinstim-

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mung vorliegt, was den Schritt 90 dazu veranlasst, diese INL als nicht ausgewählt zu markieren. Der Ausgangswert JA des Schritts 82 zeigt an, dass Übereinstimmung existiert, was den Schritt 87 dazu veranlasst, diese INL als ausgewählt zu markieren. Der Schritt 91 inkrementiert die INL-Nummer um eins, und der Schritt 84 überprüft, ob die Anzahl überprüfter INLs kleiner als die Maximalanzahl von INLs im Netz ist. Der Ausgangswert JA des Schritts 84 initialisiert den Entscheidungsschritt 82 mit dem inkrementierten Wert INL neu. Der Ausgangswert NEIN des Schritts 84 initialisiert den Schritt 92.

Der Schritt 92 in Fig. 3 inkrementiert die Knotennummer um eins, was den Schritt 85 dazu veranlasst, zu ermitteln, ob die inkrementierte Knotennummer die Gesamtanzahl von Knoten im Netz überschreitet. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt der Kostenberechnungsprozess zum Schritt 81 zurück. Wenn die inkrementierte Knotennummer die Gesamtanzahl von Knoten im Netz überschreitet, geht der Prozess zum Schritt 9 3 weiter, der alle Knoten als ungeprüft markiert und die Anzahl geprüfter Knoten auf null setzt.

Der Schritt 93 in Fig. 3 setzt ein Kostenberechnungsflag für alle Knoten auf unvollständig, und er stellt die Anzahl der Knoten, für die die zu erlangenden Kosten berechnet wurden, auf null. Der Schritt 94 (in Fig. 4 detaillierter dargestellt) ist eine Funktion, die die nächste Minimalkosten-INL bestimmt, und der Schritt 95 aktualisiert die Kosten zum Erreichen aller anderen Knoten über die Minimalkosten-INL. Der Schritt 96 inkrementiert die Anzahl der Knoten, für die die zu erlangenden Kosten berechnet wurden, und er setzt das Flag MIN KNOTEN.GEPRÜFT auf JA. Der Schritt 86 ermittelt, ob die Anzahl geprüfter Knoten (für die die zu erlangenden Kosten berechnet wurden) kleiner als die Gesamtanzahl der Knoten im Netz ist, und der Prozess kehrt zum Schritt 94 zu-

&eegr;&idiagr;s>i*^**·»&idigr;

rück. Andernfalls wird die Wegberechnung abgeschlossen, und der Prozess endet im Schritt 97 mit dem Befehl ZURÜCK.

Ein Beispiel für die Funktion MINIMAL_KOSTEN KNOTEN ERMIT-

TELN im Schritt 102 ist durch das Flussdiagramm in Fig. 4 veranschaulicht, das Schritte, 112, 114, 116, 118, 120, 121, 122, 124 und 126 umfasst. Dabei markiert der Schritt 112 "KOSTEN = UNENDLICH" den Beginn der Funktion. Die Schritte 114, 116 und 118 sind Entscheidungsschritte, und sie verfügen über Ausgangswerte JA und NEIN. Der Entscheidungsschritt 114 entspricht "KNOTEN.GEPRÜFT = JA ODER KNOTEN.STATUS = OFFLINE?", der Entscheidungsschritt 116 entspricht "KNOTEN KOSTEN = KOSTEN?", und der Entscheidungsschritt 118 entspricht "KNOTEN < MAXIMALKNOTEN IM NETZ?". Die Schritte 120, 121, 122, 124 und 126 sind weitere Schritte in dieser Funktion. Der Schritt 120 entspricht "KOSTEN = UNENDLICH", und

der Schritt 121 entspricht "KNOTEN = LETZER KNOTEN". Der

Schritt 122 verfügt über zwei Teile, nämlich "MIN KNOTEN = KNOTEN" und "KOSTEN = KNOTEN.KOSTEN". Der Schritt 124 entspricht "KNOTEN = KNOTEN + 1", und der Schritt 126 entspricht "ZURÜCK ZU MIN KNOTEN".

Wie dargestellt, liefert der Schrittll2 einen Eingangswert
an den Schritt 120, der seinerseits einen Eingangswert an den Schritt 121 liefert. Der Schritt 121 liefert einen Eingangswert an den Entscheidungsschritt 114. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 114 bildet einen Eingangswert für den Schritt 124. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 114 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 116. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 116 bildet einen Eingangswert für den Schritt 112, während der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 116 einen Eingangswert unmittelbar in den Schritt 124 bildet. Der Schritt 122 liefert einen Eingangswert an den Schritt 124. Der Schritt 124 liefert einen Eingangswert an

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den Entscheidungsschritt 118. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 118 liefert einen Eingangswert zurück an den Entscheidungsschritt 114, während der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 118 einen Eingangswert für den Schritt 12 6 bildet.

Im Betrieb beginnt die in Fig. 4 dargestellte Funktion MINIMUM KOSTEN KNOTEN ERMITTELN mit dem Schritt 112, in dem eine als KOSTEN bezeichnete lokale Variable auf unendlich gesetzt wird. Dann setzt der Schritt 120 MIN KNOTEN auf -1, und der Schritt 121 setzt KNOTEN auf 1. Dann geht die Funktion zum Entscheidungsschritt 114 weiter· Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 114 bedeutet, dass die Kosten des Pfads zum Erreichen dieses Knotens bereits berechnet wurden,

d. h., das Kostenberechnungsflag ist fertiggestellt, oder dass der Knoten off line ist, in welchem Fall die Funktion zum Schritt 124 weitergeht. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 114 bedeutet, dass die Kosten des Pfads zum Erreichen dieses Knotens noch nicht berechnet wurden und dass der Knoten on line ist. Dann ermittelt der Entscheidungsschritt, ob die Kosten zum Erreichen dieses Knotens, d. h. die INL-Kosten kleiner als KOSTEN sind. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 116 zeigt, dass die Kosten zum Erreichen dieses Knotens kleiner als KOSTEN sind, woraufhin der Schritt 122 MIN_KNOTEN auf die aktuelle Knotennummer setzt und KOSTEN auf die Kosten zum Erreichen dieses Knotens setzt. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 166 veranlasst die Funktion dazu, unmittelbar zum Schritt 124 überzugehen.

Der Schritt 124 in der in Fig. 4 veranschaulichten Funktion inkrementiert die Knotennummer und initialisiert den Entscheidungsschritt 118. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 118 zeigt an, dass alle Knoten im Netz überprüft wurden, woraufhin die Funktion zum Schritt 126 weiter-

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geht, die zu MIN KNOTEN zurückkehrt. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 118 initialisiert den Entscheidungsschritt 114 mit der inkrementierten Knotennummer neu.

Ein Beispiel für die Funktion KOSTEN AKTUALISIEREN im

Schritt 104 ist durch das Flussdiagramm in Fig. 5 veranschaulicht, das Schritte 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142 und 144 beinhaltet. Gemäß Fig. 5 beginnt die Funktion mit dem Schritt 13 0 "BEGINN MIT DER ERSTEN ZWISCHENKNOTEN-TEIL-STRECKE (INL) FÜR MIN_KNOTEN". Die Schritte 132, 134, 136 und 138 sind Entscheidungsschritte mit Ausgangswerten JA und NEIN. Der Schritt 132 entspricht "INL.AUSGEWÄHLT = 1?", der Schritt 134 entspricht "(INL.ENTFERNT).GEPRÜFT = WAHR?", der Schritt 136 entspricht "(INL.ENTFERNT).KOSTEN > MIN.KNO-TEN.KOSTEN + INL.KOSTEN?", und der Schritt 138 entspricht "INL < GESAMTANZAHL VON TEILSTRECKEN FÜR MIN KNOTEN?". Die Schritte 140, 142 und 144 sind zusätzliche Schritte in der Funktion. Der Schritt 140 verfügt über zwei Teile, nämlich "ENTFERNTER_KNOTEN.KOSTEN = MIN KNOTEN.KOSTEN + INL.KOSTEN" sowie "MIN KNOTEN UND INL ZUM WEG HINZUFÜGEN". Der Schritt 142 entspricht "INL = INL + 1", und der Schritt 144 entspricht "ZURÜCK".

Wie dargestellt, liefert der Schritt 130 einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 132. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 132 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 134, und der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 134 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 136. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 136 bildet einen Eingangswert für den Schritt 140, der seinerseits einen Eingangswert für den Schritt 142 liefert. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 132 bildet einen direkten Eingangswert für den Schritt 142, und dies gilt auch für den Ausgangswert JA des Entscheidungs-Schritts 134 sowie den Ausgangswert NEIN des Entscheidungs-

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Schritts 136.

Der Schritt 142 in der in Fig. 5 dargestellten Funktion KOSTEN AKTUALISIEREN liefert einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 138. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 138 sorgt für eine Rückkehr, während der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 138 einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 132 bildet.

Im Betrieb beginnt der Schritt 130 dadurch mit der ersten INL, dass ein INL-Index auf eins gesetzt wird. Der Entscheidungsschritt 132 ermittelt, ob die erste INL ausgewählt ist, und der Entscheidungsschritt 134 ermittelt, ob das Kostenberechnungsflag für den Knoten am entfernten Ende der INL auf unvollständig gesetzt ist. Der Entscheidungsschritt 136 ermittelt, ob die Kosten zum Erreichen des Knotens am entfernten Ende der INL kleiner als die Summe der Kosten zum Gelangen zu MIN KNOTEN zuzüglich der INL-Kosten sind. Die Abfolge JA, NEIN, JA der Antworten über die Entscheidungsschritte 132, 134 und 135 startet den Schritt 140, der die Kosten zum Erreichen des entfernten Knotens auf die Kosten für MIN KNOTEN zuzüglich der INL-Kosten setzt und dann MIN KNOTEN und

INL zum Weg zum Erreichen des entfernten Knotens hinzufügt. Dann geht die Funktion zum Schritt 142 weiter.

Wenn im Schritt 132 die INL nicht ausgewählt wird, wenn das Kostenberechnungsflag für den Knoten am entfernten Ende der INL im Schritt 134 auf vollständig gesetzt wird oder wenn die Summe aus den Kosten für MIN KNOTEN und den INL-Kosten größer als die Kosten sind, um zum entfernten Knoten zu gelangen, werden der Weg zum entfernten Knoten und die Kosten zum Erreichen dieses Knotens nicht aktualisiert. Stattdessen geht die Funktion direkt zum Schritt 142 weiter.

Im Schritt 142 wird der INL-Index inkrementiert. Wenn der

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Entscheidungsschritt 138 ermittelt, dass der INL-Index kleiner als die Gesamtanzahl von INLs für MIN KNOTEN ist und er den Ausgangswert JA liefert, wird der Entscheidungsschritt 132 neu gestartet. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 138 sorgt für eine Rückkehr über den Schritt 144.

Durch das Flussdiagramm in Fig. 6, das die Schritte 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 178 und 170 enthält, ist ein Beispiel für eine Modifizierung des in Fig. 2 veranschaulichten grundlegenden Wegauswahlprozesses, um einen alternativen Pfad zu erstellen, dargestellt. Gemäß Fig. 6 beginnt der Prozess mit dem Schritt 150 "WEG ERMITTELN". Die Schritte 152, 154, 156, 158 und 160 sind Entscheidungsschritte mit Ausgangswerten JA und NEIN. Der Entscheidungsschritt 152 entspricht "WEGQUALIFIKATIONSMERKMALE = VERBINDUNGSERFORDERNISSE?", und der Entscheidungsschritt 154 entspricht "VERFÜGT DER WEG ÜBER DIE ERFORDERLICHE BANDBREITE?". Der Entscheidungsschritt 156 entspricht "ALLE INLS AUF DEM WEG NOCH VERFÜGBAR?", der Entscheidungsschritt 158 ent-0 spricht "VERFÜGT DER ALTERNATIVE WEG ÜBER AUSREICHEND BANDBREITE?", und der Entscheidungsschritt 160 entspricht "ALLE INLS AUF DEM ALTERNATIVEN WEG NOCH VERFÜGBAR?".

Die Schritte 162, 164, 166, 168 und 170 sind zusätzliche Schritte im Fig. 6 veranschaulichten Prozess. Der Schritt 162 entspricht "WEGQUALIFIKATIONSMERKMALE = VERBINDUNGSERFORDERNISSE", und der Schritt 164 entspricht "KOSTENBERECHNUNG AUSFÜHREN". Der Schritt 166 entspricht "PRIMÄRWEG ZURÜCKLIEFERN", der Schritt 168 entspricht "ALTERNATIVEN WEG ZURÜCKLIEFERN", und der Schritt 170 entspricht "PRIMÄRWEG ZURÜCKLIEFERN".

Wie dargestellt, liefert der Schritt 150 einen Eingangswert an den Entscheidungsschritt 152. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 152 bildet einen Eingangswert für den

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Entscheidungsschritt 154, und der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 154 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 156. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 152 bildet einen Eingangswert für den Schritt 162, der seinerseits einen Eingangswert an den Schritt 164 liefert. Sowohl der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 154 als auch der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 156 bilden einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 158.

Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 158 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 160, während der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 158 einen Eingangswert für den Schritt 164 bildet. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 160 bildet einen Eingangswert für den Schritt 168, während der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 160 einen Eingangswert für den Schritt 164 bildet. Der Schritt 164 liefert seinerseits einen Eingangswert für den Schritt 170.

Im Betrieb wird der Prozess gemäß Fig. 6 durch eine Verbindungsanforderung, beginnend mit dem Schritt 150, gestartet. Dann überprüft der Schritt 152, ob die aktuellen Verbindungserfordernisse (d. h. die Qualiflkationsraerkmale) dieselben wie die bei der vorigen Verbindungsanforderung verwendeten Wegqualifikationsmerkmale sind. Der Ausgangswert JA zeigt an, dass dies der Fall ist und dass die Wahrscheinlichkeit besteht, dass der zuvor berechnete Weg für die aktuellen Qualifikationsmerkmale anwendbar ist. Der Entscheidungsschritt 154 verifiziert, dass der zuvor berechnete Weg ausreichend Bandbreite zum Führen des aktuellen Kanals aufweist. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 154 zeigt an, dass die Bandbreite angemessen ist, was es dem Entscheidungsschritt 156 ermöglicht zu ermitteln, ob jede 5 INL im zuvor berechneten Weg noch funktionsfähig ist. Der

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Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 156 veranlasst den Schritt 166 dazu, den Primärweg zurückzuliefern, wodurch jedes Erfordernis einer Neuberechnung beseitigt ist.

Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 152 zeigt an, dass die aktuellen Verbindungserfordernisse nicht mit den vorigen Erfordernissen übereinstimmen, und es wird der Schritt 162 gestartet, der die aktuellen Erfordernisse als Wegqualifikationsmerkmale speichert. Dann führt der Schritt 164 eine Wegberechnung aus, und der Schritt 170 liefert den berechneten Weg an die anfordernde Stelle zurück.

Die Modifizierung des in Fig. 2 dargestellten Wegauswahlprozesses beginnt gemäß Fig. 6 mit dem Ausgangswert NEIN entweder des Entscheidungsschritts 154 oder des Entscheidungsschritts 156. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 154 zeigt an, dass der zuvor berechnete Weg nicht ausreichend Bandbreite aufweist. Dann nimmt der Entscheidungsschritt 158 eine Überprüfung vor, um zu erkennen, ob der zuvor berechnete und gespeicherte alternative Weg ausreichend Bandbreite aufweist. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 158 zeigt an, dass der gespeicherte alternative Wert ausreichend Bandbreite aufweist, und es wird der Entscheidungsschritt 160 gestartet, der ermittelt, ob alle INLs auf dem gespeicherten alternativen Weg funktionsfähig sind. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 160 zeigt an, dass dies der Fall ist, und der Schritt 168 liefert den alternativen Weg zurück, wodurch jedes Erfordernis einer Neuberechnung vermieden ist.

Der Ausgangswert NEIN entweder des Entscheidungsschritts 158 oder des Entscheidungsschritts 160 löst eine Kostenberechnung durch den Schritt 164 aus. Der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 158 zeigt an, dass der abgespeicherte alternative Wert nicht ausreichend Bandbreite aufweist, und

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der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 160 zeigt an, dass nicht alle INLs auf dem gespeicherten alternativen Weg noch funktionsfähig sind. Danach führt der Schritt 164 eine neue Kostenberechnung aus, und der Schritt 170 liefert einen neuen Primärweg zurück.

Fig. 7 ist ein Flussdiagramm für eine Funktion KOSTEN&mdash;AKTUALISIEREN, wie sie zur Verwendung als Schritt 164 im in Fig. 6 dargestellten Auswahlprozess für einen alternativen Weg geeignet ist. Gemäß Fig. 7 umfasst die Funktion die Schritte 176, 178, 180, 182, 184, 186, 188, 190, 192 und 194. Genauer gesagt, beginnt die Funktion mit dem Schritt 176 "BEGINN MIT DER ERSTEN ZWISCHENKNOTEN-TEILSTRECKE (INL) FÜR MIN KNOTEN". Die Schritte 178, 180, 182 und 184 sind Entscheidungsschritte mit Ausgangswerten JA und NEIN. Der Entscheidungsschritt 178 entspricht "INL.AUSWAHL = 1?", und der Entscheidungsschritt 180 entspricht "(INL.ENTFERNT).GEPRÜFT = WAHR?", der Entscheidungsschritt 182 entspricht "(INL.ENTFERNT).KOSTEN > MIN KNOTEN.KOSTEN + INL.KOSTEN?", und der Entscheidungsschritt 184 entspricht "INL < GESAMTANZAHL VON TEILSTRECKEN FÜR MIN_KNOTEN?".

Die Schritte 186, 188, 190, 192 und 194 sind zusätzliche Schritte in der in Fig. 7 veranschaulichten Funktion. Der Schritt 186 entspricht "ENTFERNTER KNOTEN.KOSTEN = MIN KNOTEN. KOSTEN + INL.KOSTEN", der Schritt 188 entspricht "KOPIEREN DES PRIMÄRWEGS AUF DEN ALTERNATIVEN WEG", und der Schritt 19 0 entspricht "MIN_KNOTEN UND INL ZUM PRIMÄRWEG HINZUFÜGEN". Der Schritt 192 entspricht "INL = INL + 1", und der Schritt 194 entspricht "ZURÜCK".

Wie dargestellt, liefert der Schritt 176 einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 178. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 178 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 180. Der Ausgangswert NEIN des Ent-

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&mdash;Vi&mdash;S-i &idigr;&mdash;&idigr;&mdash;■

scheidungsschritts 180 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 182. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 182 bildet einen Eingangswert für den Schritt 186, wobei die Schritte 186, 188 und 190 aufeinanderfolgend gestartet werden. Der Schritt 19 0, der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 178, der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 180 und der Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 192 bilden alle Eingangswerte für den Schritt 192. Der Schritt 192 liefert seinerseits einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 184, wobei der Ausgangswert NEIN desselben den Schritt 194 startet. Der Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 184 bildet einen Eingangswert für den Entscheidungsschritt 178.

Die in Fig. 7 veranschaulichte Funktion beginnt im Schritt 176 dadurch mit der ersten INL, dass der INL-Index auf 1 gesetzt wird. Wenn der Schritt 178 diese INL durch den Ausgangswert JA auswählt, ermittelt der Schritt 180, dass das Kostenberechnungsflag für den Knoten am entfernten Ende der INL auf unvollständig gesetzt ist, was mittels des Ausgangswerts NEIN erfolgt, und der Schritt 182 ermittelt, dass die Kosten zum Erreichen des Knotens am entfernten Ende der INL kleiner als die Summe aus den Kosten zum Gelangen zu MIN KNOTEN zuzüglich der INL-Kosten ist, und dann setzt der Schritt 186 die Kosten zum Erreichen des entfernten Knotens auf die Kosten für MIN KNOTEN zuzüglich der INL-Kosten. Dann kopiert der Schritt 188 den aktuellen Primärweg auf den alternativen Weg.

0 Der Schritt 19 0 fügt MIN KNOTEN und INL zum Primärweg für

den entfernten Knoten hinzu, und der Schritt 192 inkremen-

tiert den INL-Index. Der Entscheidungsschritt 184 ermittelt,

ob der INL-Index kleiner als die Gesamtanzahl von INLs für

MIN KNOTEN ist. Der Ausgangswert JA des Entscheidungs-

Schritts 184 startet den Entscheidungsschritt 178 neu. Der

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Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 184 startet den Schritt 194, der den Befehl ZURÜCK liefert.

Wenn die INL nicht ausgewählt wird, wie es durch den Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 178 angezeigt wird, wird der Schritt 192 unmittelbar gestartet, wenn das Kostenberechnungsflag für den Knoten am entfernten Ende der INL auf vollständig gesetzt ist, wie es durch den Ausgangswert JA des Entscheidungsschritts 180 angezeigt wird, oder wenn die Summe aus den Kosten für MIN KNOTEN und den INL-Kosten größer als die Kosten zum Gelangen zum entfernten Knoten ist, wie durch den Ausgangswert NEIN des Entscheidungsschritts 182 angezeigt. Der Weg zum entfernten Knoten und die Kosten zum Erreichen dieses entfernten Knotens werden durch die Schritte 186, 188 und 190 nicht aktualisiert.

Claims (10)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Auswählen eines Wegs geringster Kosten von einem Ursprungsknoten in einem verteilten digitalen Kommunikationsnetz (10) zu einem von mehreren Zielknoten (18, 20, 22, 24, 26) im Netz, wobei die Knoten im Netz über Teilstrecken (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) verbunden sind, wobei der Ursprungsknoten auf zumindest einige der Zielknoten nur über mehrere Teilstrecken zugreifen kann und wobei zumindest der Ursprungsknoten über einen ihm zugeordneten Speicher (14) und einen Prozessor (16) verfügt, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zum Empfangen einer Verbindungsanforderung, die mindestens einen ersten Satz von Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zu einem spezifizierten der Zielknoten enthält;

eine Einrichtung zum Einspeichern des ersten Satzes von Übertragungserfordernissen im Speicher;

eine Einrichtung zum Berechnen und Speichern, im Speicher, des Wegs geringster Kosten vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, bei dem jede Teilstrecke den ersten Satz von Übertragungserfordernissen erfüllt;

eine Einrichtung zum Aufbauen des im Speicher gespeicherten Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten;

eine Einrichtung zum Empfangen einer zweiten Dienstanforderung, die einen zweiten Satz von Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten umfasst;

eine Einrichtung zum Vergleichen des zweiten Satzes von Übertragungserfordernissen mit dem im Speicher gespeicherten ersten Satz von Übertragungserfordernissen;

eine Einrichtung, um dann, wenn der zweite Satz von Ubertragungserfordernissen mit dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen übereinstimmt, den im Speicher gespei-

cherten Weg zu bestätigen, um zu bestimmen, dass er noch zweckmäßig ist; und

eine Einrichtung, um dann den im Speicher gespeicherten Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten aufzubauen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Satz von Übertragungserfordernissen die Übertragungsbandbreite beinhalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Satz von Übertragungserfordernissen die Übertragungsverzögerung beinhalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Satz von Übertragungserfordernissen die Bitfehlerrate beinhalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Satz von Übertragungserfordernissen eine Verschlüsselung beinhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Einrichtungen, die immer dann aktiv werden, wenn sich die Konfiguration des Netzes ändert:

eine Einrichtung zum Neuberechnen eines Wegs geringster Kosten vom Ursprungsknoten zu jedem Zielknoten, für den jede Teilstrecke den ersten Satz von Übertragungserfordernissen erfüllt;

eine Einrichtung zum Ersetzen von im Speicher gespeicherten Wegen durch die neu berechneten Wege; und

eine Einrichtung zum Aufbauen des neu berechneten, gespeicherten Wegs geringster Kosten vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, wenn der zweiten Satz von Übertragungserfordernissen mit dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen übereinstimmt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die Neuberechnungseinrichtung im Prozessor mit Hintergrundsoperationen arbeitet, was es erlaubt, andere Operationen als Vordergrundsoperationen auszuführen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der auf die Verbindungsanforderung hin im Prozessor berechnete und im Speicher gespeicherte Weg geringster Kosten ein Primärweg ist, für den jede Teilstrecke dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen genügt, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zum Berechnen und Speichern, im Speicher, eines alternativen Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, wobei jede Teilstrecke dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen genügt, wobei die Kosten des alternativen Wegs nicht kleiner als die Kosten des Primärwegs sind;

eine Einrichtung zum Auswählen des gespeicherten Primärwegs aus dem Speicher und Aufbauen desselben vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten;

eine Einrichtung zum Empfangen einer zweiten Verbindungsanforderung mit einem zweiten Satz von Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten;

eine Einrichtung zum Vergleichen des zweiten Satzes von Übertragungserfordernissen mit dem im Speicher gespeicherten ersten Satz von Übertragungserfordernissen;

eine Einrichtung, um dann, wenn der zweite Satz von Übertragungserfordernissen mit dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen übereinstimmt, den gespeicherten Primärweg zu validieren, um zu bestimmen, dass dieser noch in Funktion ist; und dann, wenn der gespeicherte Primärweg nicht mehr in Funktion ist, den gespeicherten alternativen Weg zu validieren, um zu bestimmen, dass dieser in Funktion ist; und

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eine Einrichtung, um sodann den gespeicherten alternativen Weg vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten aufzubauen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Einrichtungen, die immer dann aktiv werden, wenn sich die Konfiguration des Netzes ändert:

eine Einrichtung zum Neuberechnen eines Wegs vom Ursprungsknoten zu jedem Zielknoten, für den jede Teilstrecke den ersten Satz von Übertragungserfordernissen erfüllt;

eine Einrichtung zum Ersetzen von im Speicher gespeicherten Wegen durch die neu berechneten Wege; und

eine Einrichtung zum Aufbauen des neu berechneten, gespeicherten Wegs vom Ursprungsknoten zum spezifizierten Zielknoten, wenn der zweiten Satz von Übertragungserfordernissen mit dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen übereinstimmt .

10. Knotenvorrichtung, um als Ursprungsknoten in einem verteilten digitalen Kommunikationsnetz (10) einen Weg geringster Kosten zu einem von mehreren Zielknoten (18, 20, 22, 24, 2 6) im Netz auszuwählen, wobei die Knoten im Netz über Teilstrecken (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) verbunden sind und der Ursprungsknoten auf zumindest einige der Zielknoten nur über mehrere Teilstrecken zugreifen kann, aufweisend:

einen Prozessor (16) zum Empfang einer Verbindungsanforderung, die einen ersten Satz von Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten zu einem spezifizierten Zielknoten enthält, und

einen Speicher (14) zum Speichern des ersten Satzes von Übertragungserfordernissen, wobei

der Prozessor (16) eine Einrichtung zum Berechnen des Wegs geringster Kosten vom Ursprungsknoten (12) zum spezifizierten Zielknoten, bei dem jede Teilstrecke den ersten Satz

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von Übertragungserfordernissen erfüllt, und zum Speichern des berechneten Wegs im Speicher (14) aufweist,

der Speicher (14) mit einer Einrichtung zum Aufbauen des genannten Wegs vom Ursprungsknoten (12) zum spezifierten Zielknoten versehen ist,

der Prozessor (16) eine Einrichtung zum Empfangen einer zweiten Dienstanforderung mit einem zweiten Satz von Übertragungserfordernissen für einen Weg vom Ursprungsknoten (12) zum spezifierten Zielknoten sowie zum Vergleichen des zweiten Satzes von Übertragungserfordernissen mit dem im Speicher (14) gespeicherten ersten Satz von Übertragungserfordernissen aufweist,

der Speicher (14) eine Einrichtung aufweist, um den gespeicherten Weg unter Bestimmung, daß dieser noch in Funktion ist, zu valididieren, wenn der zweite mit dem ersten Satz von Übertragungserfordernissen übereinstimmt, und

der Speicher (14) mit einer Einrichtung zum Wiederaufbau des gespeicherten Wegs vom Ursprungsknoten (12) zum spezifierten Zielknoten versehen ist.