EP1440543A1 - Verfahren, empfangseinrichtung und sendeeinrichtung zur bestimmung des schnellsten nachrichtenpfades ohne uhrensynchronisation - Google Patents

Verfahren, empfangseinrichtung und sendeeinrichtung zur bestimmung des schnellsten nachrichtenpfades ohne uhrensynchronisation

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Publication number
EP1440543A1
EP1440543A1 EP02785146A EP02785146A EP1440543A1 EP 1440543 A1 EP1440543 A1 EP 1440543A1 EP 02785146 A EP02785146 A EP 02785146A EP 02785146 A EP02785146 A EP 02785146A EP 1440543 A1 EP1440543 A1 EP 1440543A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
message
receiving device
messages
transmitting device
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02785146A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hanns Jürgen SCHWARZBAUER
Michael TÜXEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP02785146A priority Critical patent/EP1440543A1/de
Publication of EP1440543A1 publication Critical patent/EP1440543A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/50—Testing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H04L45/121—Shortest path evaluation by minimising delays

Definitions

  • Secured transport protocols usually measure the round trip delay, i.e. the total delay that occurs in the transmission of a message from a sender to a receiver and the transmission of another message, e.g. a confirmation message that occurs from the receiver to the sender in order to derive therefrom when messages have to be repeated.
  • Typical examples of such secure transport protocols are Transmission Control Protocol TCP according to IETF RFC 793 and Stream Control Transmission Protocol SCTP according to IETF RFC 2960.
  • the sending time of a message is noted in the transmitter and the receiving time of a confirmation message arriving from the recipient of the sent message is determined.
  • the round trip delay is determined from the difference between these times. Clock synchronization is not required for this procedure.
  • the value of the round trip delay determined does not allow any conclusions to be drawn about the one-way delays from the transmitter to the receiver and vice versa. Even if the transmission of the messages from the sender to the recipient takes place on the same message path as the transmission of the confirmation messages from the recipient to the sender, the determined value of the round trip delay does not allow conclusions to be drawn about the one-way delays from the sender to the recipient and vice versa, since the Message path can be highly unbalanced.
  • the sender may be expedient to send the messages on the message path on which they are transmitted the fastest to the recipient. To do this, the sender must have information as to which message path is the fastest. The fastest message path can be determined based on the one-way delays of all message paths from the sender to the receiver.
  • clock synchronism means that the clocks or clock generators run at the same speed, but do not necessarily have the same absolute times. If the clock is synchronized, any message or a message provided by the transmitter with a time stamp, which is provided for measuring purposes, is sent from the transmitter to the receiver.
  • the one-way delay for the relevant message path can be determined by the receiver from the difference between the time of reception and the time stamp. In order to determine the fastest from a number of existing message paths, the method must be repeated in a suitable manner for all message paths. By comparing the one-way delays determined by the receiver for all message paths, it is easily possible in the receiver to identify the fastest message path and to signal this to the sender.
  • the object on which the present invention is based is to improve the known methods, receiving devices and transmitting devices for determining the fastest message path. This object is achieved by the features of patent claims 1, 9 and 15.
  • An important advantage of the method according to the invention is that clock synchronization of the transmitter and receiver is not necessary in order to determine the fastest message path between the transmitter and receiver. This is based on the idea that to determine the fastest message path it is not necessary to know the absolute delay times on the different message paths, but rather that it is sufficient to send one message each on several message paths to be examined and using the
  • Message runtimes are determined, i.e. the delays caused by each individual message path compared to the fastest message path - claim 2. This can be used, for example, for load sharing between two or more message paths if the transit times of the message paths differ only slightly, i.e. the determined relative runtimes of these message paths in relation to the fastest message path are sufficiently short.
  • the messages that are sent by the transmitter to determine the fastest message path or to measure the relative transit times are advantageously sent at the same time or with a short time interval - claim 4. If the communication protocol used and / or the sending device, the simultaneous sending of messages to more - If the message paths are not provided, a short time interval between these messages can be provided.
  • FIG. 1 shows a receiving device E and a transmitting device S as well as three messages sent via three different message paths P1, P2, P3 between receiving device E and transmitting device S from transmitting device S to receiving device E at time TO, which are sent at different times T1, T2 , T3 can be received by the receiving device E.
  • the relative message transit times .DELTA.T2, .DELTA.T3 of the message paths P2, P3 are shown in relation to the fastest message path P1.
  • FIG. 2 shows the receiving device E and the transmitting device S as well as a request message DelayReq sent from the receiving device E to the transmitting device S and three identical messages sent at the time T0 by the transmitting device S to the receiving device E on the three different message threads P1, P2, P3 Confirmation messages DelayRes that are received by the receiving device E at different times T1, T2, T3.
  • the transmitting device S sends a message to the receiving device E on a plurality of message paths P1, P2, P3.
  • the fastest message path P1 can be determined by the receiving device E on the basis of the reception sequence.
  • the absolute reception time T1 and the absolute delay time between the transmitting device S and the receiving device E expressed by the formula T1-T0, are irrelevant. It is only important that the first of the identical messages that were sent at the same time or with negligible time intervals were received via the first message path P1.
  • the first message path P1 is thus determined as the fastest message path.
  • the time differences between the receipt of the identical messages via the various message paths P1, P2, P3 can also be used to determine the relative running time differences ⁇ T2, ⁇ T3, i.e. the delay times that occur on all message paths P2, P3 compared to the fastest message path P1.
  • the relative transit time ⁇ T1 of the fastest message path Pl represents a special case.
  • ⁇ T1 0 - not shown. If the relative message transit times .DELTA.T1, .DELTA.T2, .DELTA.T3 are transmitted to the transmitting device S, this ensures that the transmitting device S recognizes the fastest message path P1 without this having to be signaled separately.
  • the receiving device E To determine the fastest message path P1 or the relative message transit times, the receiving device E only has to be able to recognize that the messages were sent at the same time. This can e.g. by a time stamp in the messages, a specific message type with sequence numbers or simply derived from the protocol itself.
  • the described method is used independently in both directions - not shown.
  • message elements, notifications or parameters embedded in ordinary messages can also be used to carry out the method according to the invention.
  • a request message element DelayReq is then used.
  • either the already mentioned confirmation messages DelayRes can be sent, or another message type is used, in which a corresponding confirmation message element DelayRes is embedded.
  • SCTP Stream Control Transmission Protocol
  • IP address Internet Protocol address
  • an SCTP endpoint E can set the primary path or primary message path of a communication partner S, that is, E can determine the path on which the communication partner S sends messages to the endpoint E. This extension is used to signal which message path is the fastest.
  • An SCTP message consists of a common header and a number of chunks. This number of chunks can vary with which SCTP messages are different, it is also permissible to use messages without chunks. Each chunk is classified by a chunk type - a number between 0 and 255.
  • the method described here uses special new chunk types (DelayReq (SN), DelayRes (SN)) with a sequence number SN. SCTP allows such extensions. It is possible to maintain interoperability with SCTP endpoints for which these new chunks are not implemented.
  • the receiving device E sends a request message DelayReq (SN) in order to initiate a measurement. In the next measurement, the sequence number used is SN + 1, ie an additional counter is passed through the receiving device E.
  • a request message DelayReq (SN) is received by the transmitting device S, then a confirmation message DelayRes (SN) is sent on some or all of the available message paths P1, P2, P3.
  • the receiving device E can then determine which message path P1, P2, P3 is the fastest.
  • the fastest message path P1 is given by the destination IP address or destination IP address of the confirmation message, which contains the DelayRes (SN) chunk and is received first.
  • This IP address is now reproduced with the message "Set Primary IP Address" (setting of the primary IP address, described in 3.2.5 and 4.4 of the IETF Internet Drafts draft-ietf-tsvwg-addip-sctp-02, below) ) signals to the transmitting device S, which will then always use this message path P1 as the first one for data transmission.
  • the frequency of these measurements depends on the stability of the network. However, it makes sense, for example, to carry out such measurements periodically.
  • the heartbeat and heartbeat-ack chunks can also be used to determine the fastest message path P1, P2, P3.
  • heartbeat-ack chunks are then sent on some or all message paths, instead of the DelayRes chunks in the above embodiment. This procedure also ensures interoperability with other implementations.
  • the introduction of new chunk types can also be dispensed with, but the behavior of the protocol must be adapted accordingly.
  • This field contains an IPv4 or IPv6 address parameter as described in 3.3.2.1 of [RFC2960].
  • the complete TLV is wrapped within this parameter. It requests the receiver to mark the specified address as the primary address to send data to (see section 5.1.2 of [RFC2960]). The receiver MAY mark this as its primary upon receiving this request.
  • TLV requesting that the IPv4 address 10.1.1.1 be made the primary destination address would look as follows:
  • the Set Primary IP Address parameter may appear in the ASCONF Chunk, the INIT, or the INIT-ACK chunk type.
  • the inclusion of this parameter in the INIT or INIT-ACK can be used to indicate an initial preference of primary address.
  • a sender of this option may elect to send this combined with a deletion or addition of an address.
  • a request to set primary MAY also appear in a INIT or INIT-ACK chunk. This can give advice to the peer endpoint as to which of its addresses the sender of the INIT or INIT-ACK would like to be used as the primary address.
  • the request to set an address as the primary path is an option the receiver SHOULD perform. It is considered advice to the receiver of the best destination address to use in sending SCTP packets (in the requester's view). If a request arrives that asks the receiver to set an address as primary that does not exist, the receiver should NOT honor the request, leaving its existing primary address unchanged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Gesicherte Transportprotokolle messen normalerweise die Roundtrip-Verzögerung, um daraus abzuleiten, wann Nachrichten wiederholt werden müssen. Typische Beispiele derartiger gesicherter Transportprotokolle sind Transmission Control Protocol TCP gemäss IETF RFC 793 und Stream Control Transmission Protocol SCTP gemäss IETF RFC 2960. Ein Rückschluss auf die Einwegverzögerung aus der bestimmten Roundtrip-Verzögerung ist im Allgemeinen nicht möglich. Existieren für einen Sender (S) mehrere Nachrichtenpfade (P1, P2, P3), um die Nachrichten an einen Empfänger (E) zu senden, so kann es günstig sein, die Nachrichten auf dem Nachrichtenpfad (P1) zu senden, auf dem sie am schnellsten zum Empfänger übermittelt werden. Dazu müssen beim Sender (S) Informationen vorliegen, welcher Nachrichtenpfad (P1, P2, P3) der schnellste ist. Erfindungsgemäss ist dafür eine Uhrensynchronität von Sender (S) und Empfänger (E) nicht erforderlich. Dem zugrunde liegt die Idee, dass für das Ermitteln des schnellsten Nachrichtenpfades (P1) nicht die absoluten Verzögerungszeiten auf den verschiedenen Nachrichtenpfaden (P1, P2, P3) bekannt sein müssen, sondern dass es vielmehr ausreicht, je eine Nachricht (DelayRes) auf mehreren zu untersuchenden Nachrichtenpfaden (P1, P2, P3) abzusenden und anhand der Empfangsreihenfolge den schnellsten Nachrichtenpfad (P1) zu erkennen.

Description

Beschreibung
Verfahren, Empfangseinrichtung und Sendeeinrichtung zur Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades ohne Uhrensynchro- nisation
Gesicherte Transportprotokolle messen normalerweise die Roundtrip-Verzögerung, d.h. die Gesamtverzögerung, die bei der Übertragung einer Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger und der Übertragung einer weiteren Nachricht, z.B. einer Bestätigungsnachricht, vom Empfänger zum Sender auftritt, um daraus abzuleiten, wann Nachrichten wiederholt werden müssen. Typische Beispiele derartiger gesicherter Transportprotokolle sind Transmission Control Protocol TCP gemäß IETF RFC 793 und Stream Control Transmission Protocol SCTP gemäß IETF RFC 2960.
Zur Messung dieser Roundtrip-Verzögerung wird im Sender die Sendezeit einer Nachricht vermerkt und die Empfangszeit einer vom Empfänger der gesendeten Nachricht eintreffenden Bestätigungsnachricht festgestellt. Aus der Differenz dieser Zeiten wird die Roundtrip-Verzögerung bestimmt. Für dieses Verfahren ist keine Uhrensynchronisation erforderlich.
Da jedoch die Übertragung der Nachrichten vom Sender zum Empfänger auf anderen Nachrichtenpfaden erfolgen kann als die Übertragung der Bestätigungsnachrichten vom Empfänger zum Sender, läßt der ermittelte Wert der Roundtrip-Verzögerung keine Rückschlüsse auf die Einweg-Verzögerungen vom Sender zum Empfänger und umgekehrt zu. Auch wenn die Übertragung der Nachrichten vom Sender zum Empfänger auf dem gleichen Nachrichtenpfad erfolgt wie die Übertragung der Bestätigungsnachrichten vom Empfänger zum Sender, läßt der ermittelte Wert der Roundtrip-Verzögerung keine Rückschlüsse auf die Einweg- Verzögerungen vom Sender zum Empfänger und umgekehrt zu, da der Nachrichtenpfad stark unsymmetrisch sein kann. Existieren für einen Sender mehrere Nachrichtenpfade, um die Nachrichten an einen Empfänger zu senden, so kann es günstig sein, die Nachrichten auf dem Nachrichtenpfad zu senden, auf dem sie am schnellsten zum Empfänger übermittelt werden. Dazu müssen beim Sender Informationen vorliegen, welcher Nachrichtenpfad der schnellste ist. Die Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades kann anhand der Einweg-Verzögerungen aller Nachrichtenpfade vom Sender zum Empfänger vorgenommen werden.
Bekannte Lösungen zur Messung der Einweg-Verzögerungen setzen Uhrensynchronität der Uhren bzw. Taktgeneratoren von Sender und Empfänger voraus. Uhrensynchronität bedeutet dabei, daß die Uhren bzw. Taktgeneratoren gleich schnell laufen, aber nicht notwendigerweise auch gleiche absolute Zeiten aufwei- sen. Liegt Uhrensynchronität vor, wird eine beliebige oder eine eigens für Meßzwecke vorgesehene, durch den Sender mit einem Zeitstempel versehene Nachricht vom Sender an den Empfänger gesendet. Aus der Differenz zwischen Empfangszeitpunkt und Zeitstempel kann die Einweg-Verzögerung für den betref- fenden Nachrichtenpfad durch den Empfänger ermittelt werden. Um aus einer Anzahl vorhandener Nachrichtenpfade den schnellsten zu ermitteln, muß das Verfahren in geeigneter Weise für alle Nachrichtenpfade wiederholt werden. Durch Vergleich der für alle Nachrichtenpfade vom Empfänger ermittelten Einweg- Verzögerungen ist es im Empfänger leicht möglich, den schnellsten Nachrichtenpfad zu identifizieren und diesen an den Sender zu signalisieren.
Uhrensynchronität zwischen Sender und Empfänger existiert je- doch in vielen Fällen nicht.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die bekannten Verfahren, Empfangseinrichtungen und Sendeeinrichtungen zur Bestimmung des schnellsten Nach- richtenpfades zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patenansprüche 1, 9 sowie 15 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Uhrensynchronität von Sender und Empfänger nicht erforderlich ist, um den schnellsten Nachrichtenpfad zwischen Sender und Empfänger zu ermitteln. Dem zugrunde liegt die Idee, daß für das Ermitteln des schnellsten Nachrichtenpfades nicht die absoluten Verzögerungszeiten auf den verschiedenen Nachrichtenpfaden bekannt sein müssen, sondern daß es vielmehr ausreicht, je eine Nachricht auf mehreren zu untersuchenden Nachrichtenpfaden abzusenden und anhand der
Empfangsreihenfolge den schnellsten Nachrichtenpfad zu erkennen.
Gemäß einer vorteilhaften Fortbildung des Verfahrens können neben dem schnellsten Nachrichtenpfad auch die relativen
Nachrichtenlaufzeiten ermittelt werden, d.h. die Verzögerungen, die jeder einzelne Nachrichtenpfad gegenüber dem schnellsten Nachrichtenpfad verursacht - Anspruch 2. Dies ist beispielsweise für Lastteilung zwischen zwei oder mehr Nach- richtenpfaden anwendbar, falls die Laufzeiten der Nachrichtenpfade nur unwesentlich voneinander abweichen, d.h. die ermittelten relativen Laufzeiten dieser Nachrichtenpfade bezogen auf den schnellsten Nachrichtenpfad sind hinreichend klein.
Vorteilhaft werden die Nachrichten, die zur Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades bzw. zur Messung der relativen Laufzeiten vom Sender abgesendet werden, zeitgleich oder mit geringem zeitlichen Abstand abgesendet - Anspruch 4. Falls das verwendete Kommunikationsprotokoll und/oder die Sendeeinrichtung das gleichzeitige Absenden von Nachrichten auf meh- reren Nachrichtenpfaden nicht vorsehen, kann ein geringer zeitlicher Abstand dieser Nachrichten vorgesehen werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von zwei Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Empfangseinrichtung E und eine Sendeeinrichtung S sowie drei über drei verschiedene Nachrichtenpfade Pl, P2 , P3 zwischen Empfangseinrichtung E und Sendeeinrich- tung S von der Sendeeinrichtung S zur Empfangseinrichtung E zum Zeitpunkt TO gesendete Nachrichten, die zu verschiedenen Zeiten Tl, T2 , T3 durch die Empfangseinrichtung E empfangen werden. Außerdem sind die relativen Nachrichtenlaufzeiten ΔT2, ΔT3 der Nachrichtenpfade P2, P3 bezogen auf den schnell- sten Nachrichtenpfad Pl dargestellt.
Fig. 2 zeigt die Empfangseinrichtung E und die Sendeeinrichtung S sowie eine von der Empfangseinrichtung E an die Sendeeinrichtung S gesendete Anforderungsnachricht DelayReq und drei identische zum Zeitpunkt T0 von der Sendeeinrichtung S daraufhin an die Empfangseinrichtung E auf den drei verschiedenen Nachrichtenfaden Pl, P2 , P3 gesendete Bestätigungsnachrichten DelayRes, die zu verschiedenen Zeiten Tl, T2, T3 durch die Empfangseinrichtung E empfangen werden.
Fig. 1 illustriert die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Idee. Es soll festgestellt werden, welcher von mehreren zur Verfügung stehenden Nachrichtenpfaden Pl, P2, P3 zwischen der Sendeeinrichtung S und der Empfangsein- richtung E der schnellste ist. Die Sendeeinrichtung S sendet auf mehreren Nachrichtenpfaden Pl, P2 , P3 eine Nachricht an die Empfangseinrichtung E. Anhand der Empfangsreihenfolge kann der schnellste Nachrichtenpfad Pl durch die Empfangseinrichtung E bestimmt werden. Dabei ist der absolute Empfangs- Zeitpunkt Tl und die absolute Verzögerungszeit zwischen Sendeeinrichtung S und Empfangseinrichtung E, ausgedrückt durch die Formel T1-T0, ohne Bedeutung. Wichtig ist lediglich, daß über den ersten Nachrichtenpfad Pl die erste der identischen und zeitgleich oder mit vernachlässigbaren zeitlichen Abständen ausgesandten Nachrichten empfangen wurde. Damit ist der erste Nachrichtenpfad Pl als der schnellste Nachrichtenpfad bestimmt.
Durch die Zeitdifferenzen zwischen dem Empfang der identischen Nachrichten über die verschiedenen Nachrichtenpfade Pl, P2 , P3 können darüberhinaus die relativen LaufZeitdifferenzen ΔT2, ΔT3 ermittelt werden, d.h. die Verzögerungszeiten, die auf allen Nachrichtenpfaden P2, P3 gegenüber dem schnellsten Nachrichtenpfad Pl auftreten. Als Formel ausgedrückt ergibt sich als relative Laufzeitdifferenz ΔT2 für den Nachrichtenpfad P2: ΔT2=T2-T1. Für den Nachrichtenpfad P3 ergibt sich die relative Laufzeitdifferenz ΔT3 gemäß folgender Formel: ΔT3=T3-T1. Die relative Laufzeit ΔT1 des schnellsten Nachrichtenpfades Pl stellt einen Sonderfall dar. Je nach Anwendungsfall kann es sinnvoll sein, die relative Laufzeit ΔT1 des schnellsten Nachrichtenpfades Pl auf Null zu setzen: ΔT1=0 - nicht dargestellt. Falls eine Übermittlung der relativen Nachrichtenlaufzeiten ΔT1, ΔT2, ΔT3 an die Sendeeinrichtung S erfolgt, ist so sichergestellt, daß die Sendeeinrichtung S den schnellsten Nachrichtenpfad Pl erkennt, ohne daß dies gesondert signalisiert werden muß.
Zur Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades Pl bzw. der relativen Nachrichtenlaufzeiten muß die Empfangseinrichtung E lediglich in der Lage sein zu erkennen, daß die Nachrichten zur gleichen Zeit gesendet wurden. Dies kann z.B. durch einen Zeitstempel in den Nachrichten, einem bestimmten Nachrichtentyp mit Sequenznummern oder einfach aus dem Protokoll selbst abgeleitet werden.
Nach Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades durch die Empfangseinrichtung E muß nur noch der Sendeeinrichtung signalisiert werden, welcher Nachrichtenpfad der schnellste ist und fortan für die Übertragung von Nachrichten von der Sende- einrichtung S zur Empfangseinrichtung E verwendet werden soll .
Ist die Kommunikationsbeziehung bidirektional, so wird das beschriebene Verfahren unabhängig in beiden Richtungen benutzt - nicht dargestellt.
Anstelle kompletter Nachrichten können auch in gewöhnliche Nachrichten eingebettete Nachrichtenelemente, Notifikationen oder Parameter verwendet werden, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Statt einer eigenen Anforderungsnachricht DelayReq wird dann ein Anforderungs-Nachrichtenelement Delay- Req verwendet. Als Antwort darauf können entweder die bereits genannten Bestätigungsnachrichten DelayRes gesendet werden, oder es wird ein anderer Nachrichtentyp verwendet, in den ein entsprechendes Bestätigungs-Nachrichtenelement DelayRes eingebettet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit dem Stream Control Transmission Protocol SCTP gemäß IETF RFC 2960 vorteilhaft angewendet werden. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. SCTP ist ein Multilink-Protokoll . Wie bei SCTP üblich, wird im folgenden davon ausgegangen, daß ein Nachrichtenpfad zur Gegenseite durch eine Internet Protocol Adresse (im folgenden IP Adresse) der Gegenseite identifiziert wird. Ferner wird angenommen, daß ein Teil der Erweiterungen, die im IETF Internet Draft draft-ietf-tsvwg-addip-sctp-02 beschrieben sind, implementiert ist. Mit diesem Teil kann ein SCTP Endpunkt E den Primary Path bzw. primären Nachrichten- pfad eines Kommunikationspartners S setzen, daß heißt E kann bestimmen, auf welchem Pfad der Kommunikationspartner S Nachrichten zum Endpunkt E schickt. Diese Erweiterung wird zur Signalisierung, welcher Nachrichtenpfad der schnellste ist, benutzt.
Eine SCTP Nachricht besteht aus einem Common Header und einer Anzahl von Chunks . Diese Anzahl von Chunks kann bei verschie- denen SCTP Nachrichten unterschiedlich sein, auch ist es zulässig, Nachrichten ohne Chunks zu verwenden. Jeder Chunk wird durch einen Chunk Typ - eine Zahl zwischen 0 und 255 - klassifiziert. Das hier beschriebene Verfahren benutzt spezi- eile neue Chunk Typen (DelayReq(SN) , DelayRes (SN) ) mit einer Sequenznummer SN. SCTP erlaubt solche Erweiterungen. Dabei ist es möglich, die Interoperabilität mit SCTP Endpunkten zu bewahren, für welche diese neuen Chunks nicht implementiert sind. Die Empfangseinrichtung E sendet eine Anforderungsnach- rieht DelayReq(SN) aus, um eine Messung zu initiieren. Bei der nächsten Messung wird als Sequenznummer SN+1 benutzt, d.h. durch die Empfangseinrichtung E wird ein zusätzlicher Zähler geführt. Wird eine Anforderungsnachricht DelayReq(SN) durch die Sendeeinrichtung S empfangen, so wird auf einigen oder allen zur Verfügung stehenden Nachrichtenpfaden Pl, P2 , P3 je eine Bestätigungsnachricht DelayRes (SN) gesendet. Die Empfangseinrichtung E kann dann feststellen, welcher Nachrichtenpfad Pl, P2, P3 der schnellste ist. Der schnellste Nachrichtenpfad Pl wird durch die Destination IP Adresse bzw. Ziel-IP Adresse der Bestätigungsnachricht gegeben, die den DelayRes (SN) Chunk enthält und als erstes empfangen wird. Diese IP-Adresse wird nun mit der Nachricht "Set Primary IP Address" (Setzen der primären IP Adresse, beschrieben in 3.2.5 und 4.4 des genannten IETF Internet Drafts draft-ietf- tsvwg-addip-sctp-02, untenstehend in Auszügen wiedergegeben) an die Sendeeinrichtung S signalisiert, die daraufhin diesen Nachrichtenpfad Pl stets als den ersten für Datenübertragung nutzen wird. Die Häufigkeit dieser Messungen hängt von der Stabilität des Netzes ab. Es bietet sich aber zum Beispiel an, periodisch solche Messungen vorzunehmen.
Alternativ zum oben beschriebenen Verfahren mit DelayReq und DelayRes Chunks können auch die Heartbeat und Heartbeat-Ack Chunks benutzt werden, um die Ermittlung des schnellsten - Nachrichtenpfades Pl, P2 , P3 durchzuführen. Als Reaktion auf den Empfang eines Heartbeat Chunks werden dann auf einigen oder allen Nachrichtenpfaden Heartbeat-Ack Chunks gesendet, anstelle der DelayRes Chunks in obigem Ausführungsbeispiel. Auch dieses Verfahren gewährleistet die Interoperabilität mit anderen Implementierungen. Vorteilhaft kann zudem auf die Einführung neuer Chunk Typen verzichtet werden, allerdings muß das Verhalten des Protokolls entsprechend angepaßt werden.
Auszug aus IETF Internet Draft draft-ietf-tsvwg-addip-sctp-02
Internet Draft draf -ietf-tsvwg-addip-sctp-02 June 2001
Network Working Group R. R. Stewart INTERNET-DRAFT M. A. Ramalho
Cisco Systems
Q. Xie
Motorola
M. Tuexen
Siemens AG
I . Rytina
Ericsson
P. Conrad
Temple University
expires in six months June 29, 2001
SCTP Extensions for Dynamic Reconfiguration of IP Addresses and Enforcement of Flow and Message Limits
<draf -ietf-tsvwg-addip-sctp-02. txt>
(...) 3.2.5 Set Primary IP Address
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 | Type =0xC005 | Length = Variable |
| Address Parameter |
Address Parameter: TLV
This field contains an IPv4 or IPv6 address parameter as described in 3.3.2.1 of [RFC2960] . The complete TLV is wrapped within this parameter. It requests the receiver to mark the specified address as the primary address to send data to (see section 5.1.2 of [RFC2960]). The receiver MAY mark this as its primary upon receiving this request.
An example TLV requesting that the IPv4 address 10.1.1.1 be made the primary destination address would look as follows:
+ +
| Type=0xC005 | Length = 12 |
+ +
| Type=5 | Length = 8 |
+ + +
| Value=0x0a010101 |
+ + +
Valid Chunk Appearance
The Set Primary IP Address parameter may appear in the ASCONF Chunk, the INIT, or the INIT-ACK chunk type. The inclusion of this parameter in the INIT or INIT-ACK can be used to indicate an initial preference of primary address.
(...)
4.4 Setting of the primary address
A sender of this option may elect to send this combined with a deletion or addition of an address. A sender SHOULD only send a set primary request to an address that is already considered part of the association. In other words if a sender combines a set primary with an add of a new IP address the set primary will be discarded unless the add request is to be processed BEFORE the set primary (i.e. it precedes the set primary).
A request to set primary MAY also appear in a INIT or INIT-ACK chunk. This can give advice to the peer endpoint as to which of its addresses the sender of the INIT or INIT-ACK would like to be used as the primary address.
The request to set an address as the primary path is an option the receiver SHOULD perform. It is considered advice to the receiver of the best destination address to use in sending SCTP packets (in the requester's view) . If a request arrives that asks the receiver to set an address as primary that does not exist, the receiver should NOT honor the request, leaving its existing primary address unchanged.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) in einem Kommunikationssystem mit einer Sende- einrichtung (S) , einer Empfangseinrichtung (E) und mindestens zwei Nachrichtenpfaden (Pl, P2 , P3) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) , demgemäß durch die Sendeeinrichtung (S) Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) auf allen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) abgesendet werden und der schnellste Nachrichtenpfad (Pl) als der Nachrichtenpfad (Pl, P2 , P3) bestimmt wird, über den die zuerst durch die Empfangseinrichtung (E) empfangene Nachricht bzw. Nachrichtenelement (DelayRes) empfangen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß alle durch die Sendeeinrichtung (S) gesendeten Nach- richten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) auf den Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3 ) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) durch die Empfangseinrichtung (E) empfangen werden und relative Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) für alle oder ausgewählte Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) aus den zeitlichen Abständen der auf den verschiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2 , P3) empfangenen Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) bezogen auf die Nachrichtenlaufzeit des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) ermittelt werden.
3. Verf hren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte schnellste Nachrichtenpfad (Pl) und/oder die relativen Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) aller oder ausgewählter Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) durch die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) signalisiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) durch die Sendeeinrichtung (S) auf den verschiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) zeitgleich oder mit geringen, gegenüber der zu erwartenden Laufzeit vernachlässigbaren zeitlichen Abständen gesendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den verschiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) gleicher Länge und/oder Nachrichten (DelayRes) mit gleichen Merkmalen durch die Sendeeinrichtung (S) gesendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den verschiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3 ) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) gesendeten Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes)
anhand eines durch die Sendeeinrichtung (S) aufgeprägten Zeitstempels und/oder anhand eines speziellen, im zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) vereinbarten Kommunikations- Protokoll dafür vorgesehenen Nachrichtentyps und/oder anhand einer von der Sendeeinrichtung (S) eingestellten Sequenznummer der Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente und/oder anhand der Merkmale des zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) vereinbarten Kommunikationsprotokolls als die für die Ermittlung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) und/oder der relativen Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) aller oder ausgewählter Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) vorgesehenen Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) erkannt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Kommunikationsprotokoll zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) ein Multilink-Protokoll eingesetzt wird, bei dem durch die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) ein primärer Nachrichtenpfad (Pl) von verschiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3) signalisiert werden kann, der dann von der Sendeein- richtung (S) für die Übermittlung von Nachrichten an die Empfangseinrichtung (E) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kommunikationsprotokoll zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) das Stream Control Transmission Protocol SCTP gemäß IETF RFC 2960 mit einer Erweiterung, durch welche die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) einen für die Übermittlung von Nachrichten an die Empfangseinrichtung (E) zu verwendenden primären Nachrichtenpfad (Pl) signalisieren kann, eingesetzt wird.
9. Empfangseinrichtung (E) , die Nachrichten von einer Sende- einrichtung (S) empfängt, über mindestens zwei Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) mit der Sendeeinrichtung (S) gekoppelt ist und Mittel zur Bestimmung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) umfaßt, durch welche die Empfang- seinrichtung (E) von der Sendeeinrichtung (S) auf allen Nachrichtenpfaden (Pl, P2 , P3) von der Sendeeinrichtung (S) zur Empfangseinrichtung (E) gesendete Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) empfängt und den schnellsten Nachrichtenpfad (Pl) als den Nachrichtenpfad (Pl, P2, P3) bestimmt, über den die Empfangseinrichtung (E) zuerst eine Nachricht (DelayRes) empfängt.
10. Empfangseinrichtung (E) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (E) Mittel zur Bestimmung relativer Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) für alle oder ausgewählte Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) aus den zeitlichen Abständen der von der Sendeeinrichtung (S) auf allen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3) empfangenen Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) umfaßt, wobei die relativen Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) auf die Nach- richtenlaufzeit des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) bezogen sind.
11. Empfangseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (E) Mittel zur Signalisierung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) und/oder der relativen Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) an die Sendeeinrichtung (S) umfaßt.
12. Empfangseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (E) Mittel für die Identifi- zierung der für die Ermittlung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) und/oder der relativen Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) aller oder ausgewählter Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) vorgesehenen Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes)
anhand eines durch die Sendeeinrichtung (S) aufgeprägten Zeitstempels und/oder anhand eines speziellen, im zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) vereinbarten Kommunikationsprotokoll dafür vorgesehenen Nachrichtentyps und/oder anhand einer von der Sendeeinrichtung (S) eingestellten Sequenznummer der Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente und/oder anhand der Merkmale des zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) vereinbarten Kommunikationsprotokolls
umfaßt .
13. Empfangseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (E) eine Protokolleinrichtung enthält, die den Empfängerteil eines Multilink-Protokolls bildet, wobei das Multilink-Protokoll Mittel zur Signalisierung eines primären Nachrichtenpfads (Pl) von ver- schiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2 , P3) durch die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) vorsieht, wobei der primäre Nachrichtenpfad (Pl) dann von der Sendeeinrichtung (S) für die Übermittlung von Nachrichten an die Empfangseinrichtung (E) verwendet wird.
14. Empfangseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (E) eine Protokolleinrichtung enthält, die den Empfängerteil des Stream Control Transmission Protocol SCTP gemäß IETF RFC 2960 bildet, wobei das Stream Control Transmission Protocol SCTP eine Erweiterung aufweist, durch welche die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) einen für die Übermittlung von Nachrichten an die Empfangseinrichtung (E) zu verwendenden primären Nachrichtenpfad (Pl) signalisieren kann.
15. Sendeeinrichtung (S) , die Nachrichten an eine Empfangseinrichtung (E) sendet, über mindestens zwei Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) mit der Empfangseinrichtung (E) gekoppelt ist und - Mittel zum zeitgleichen Senden von Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) über alle Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) oder Mittel zum Senden von Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) über alle Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) mit geringen, gegenüber der zu erwartenden Laufzeit vernachlässigbaren zeitlichen Abständen umfaßt und
Mittel zum Kennzeichnen der Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) aufweist, so daß die Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente durch die Empfangseinrichtung (E) als die für die Ermittlung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) und/oder relativer Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) aller oder ausgewählter Nachrichtenpfade (Pl, P2 , P3) vorgesehenen Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) erkannt werden.
16 . Sendeeinrichtung ( S) nach Anspruch 15 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sendeeinrichtung (S) Mittel zum Senden von Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) gleicher Län- ge und/oder Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) mit gleichen Merkmalen zur Ermittlung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) und/oder relativer Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) aller oder ausgewählter Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) durch die Empfangseinrichtung (E) aufweist.
17. Sendeeinrichtung (S) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Kennzeichnen der Nachrichten bzw. Nachrichtenelemente (DelayRes) Mittel zum Aufprägen eines Zeitstempels und/oder Mittel zum Verwenden eines im zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) vereinbarten Kommunikationsprotokoll für die Ermittlung des schnellsten Nachrichtenpfades (Pl) und/oder relativer Nachrichtenlaufzeiten (ΔT2, ΔT3) aller oder ausgewählter Nachrichtenpfade (Pl, P2, P3) durch die Empfangseinrich- tung (E) vorgesehenen Nachrichtentyps umfassen und/oder Merkmale des zwischen Sendeeinrichtung (S) und Empfangseinrichtung (E) vereinbarten Kommunikationsprotokolls umfassen.
18. Sendeeinrichtung (S) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (S) eine Protokolleinrichtung enthält, die den Sendeteil eines Multilink-Protokolls bildet, wobei das Multilink-Protokoll Mittel zur Signali- sierung eines primären Nachrichtenpfads (Pl) von verschiedenen Nachrichtenpfaden (Pl, P2, P3) durch die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) vorsieht, wobei der primäre Nachrichtenpfad (Pl) dann von der Sendeeinrichtung (S) für die Übermittlung von Nach- richten an die Empfangseinrichtung (E) verwendet wird.
19. Sendeeinrichtung (S) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch ge ennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (S) eine Protokolleinrichtung enthält, die den Sendeteil des Stream Control Transmission Protocol SCTP gemäß IETF RFC 2960 bildet, wobei das Stream Control Transmission Protocol SCTP eine Erweiterung aufweist, durch welche die Empfangseinrichtung (E) an die Sendeeinrichtung (S) einen für die Übermittlung von Nachrichten an die Empfangseinrichtung (E) zu verwendenden primären Nachrichtenpfad (Pl) signalisieren kann.
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