WO2006061394A1 - Aggregation der inter-domain ressourcen-signalisierung - Google Patents

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WO2006061394A1
WO2006061394A1 PCT/EP2005/056550 EP2005056550W WO2006061394A1 WO 2006061394 A1 WO2006061394 A1 WO 2006061394A1 EP 2005056550 W EP2005056550 W EP 2005056550W WO 2006061394 A1 WO2006061394 A1 WO 2006061394A1
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PCT/EP2005/056550
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Thomas Engel
Thomas Schwabe
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Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the efficient adaptation of resource reservations during route changes in the context of inter-domain routing.
  • Inter-domain routing, and the signaling required for this purpose, are particularly demanding where a large number of networks in a network network interact in an end-to-end transmission and at the same time guarantee quality criteria for the transmission should be.
  • the most important example of such a scenario is the transmission of real-time traffic over the Internet Protocol based on the IP protocol.
  • IP networks will also support applications that include the transmission of voice, video and data streams that require fast and reliable transport of IP packets.
  • Current development activities aim to ensure that future IP networks provide new transmission services in addition to the traditional "best effort" service, which will provide traffic with the bandwidths required and reliably transport IP packets to the receiver with little, little lag and very low packet loss rates.
  • a network equipped to implement these new transmission services is also referred to as NGN (Next Generation Network). Traffic that is transported as part of these services is also referred to as QoS (Quality of Service) traffic.
  • NGN Next Generation Network
  • Traffic that is transported as part of these services is also referred to as QoS (Quality of Service) traffic.
  • Today's Internet is an amalgamation of a growing number of individual IP networks, so-called autonomous systems (AS) or routing domains, managed and controlled by different organizations. At present, the Internet consists of more than 15,000 autonomous systems.
  • AS autonomous systems
  • QoS Quality of Service
  • aggregation is understood to be the pooling of reservations for different QoS traffic streams, that is to say of individual connections or of smaller aggregates, to a common reservation.
  • the traffic streams combined with the aggregation of reservations then form an aggregate for this purpose only a single reservation needs to be managed.
  • BGRP all reservations are grouped together to one destination.
  • SICAP additionally aggregates on intermediate sections of the end-to-end paths.
  • the aggregation of inter-domain reservations is necessary to limit the number of necessary reservations for QoS traffic between the very large number of different autonomous systems so that they can be transmitted and processed with reasonable computing and memory overhead in a suitable time. If the route changes to a destination, then the aggregates of the QoS traffic, which is transported via the changed route, must be resolved, since the route change can cause aggregates to lose their validity. After route changes, the traffic streams that have previously formed an aggregate can run on different routes and thus require new aggregates. Reasons for a route change may be the failure of a connection or overload on the connection used. In order to dissolve the aggregates, messages are sent to all the sources involved and the persons concerned have to adapt their reservations to the new routes.
  • a route resolution and consequent relocation or diversion of traffic in order to design the signaling as efficiently as possible.
  • a route change message eg UPDATE message of the BGP protocol
  • a route change message eg UPDATE message of the BGP protocol
  • the first routing domain is signaled a resource reservation adapted in accordance with the route change, which, for example, requests resources along an alternative route or new route.
  • These signaled resource reservations are aggregated and further communicated from the first routing domain, typically to a fourth routing domain, from which the route change was originally communicated to the first routing domain.
  • the invention has the advantage that resource reservations combined are further communicated and thus the signaling effort is optimized.
  • the number of signaling messages when dissolving and rebuilding an aggregate are thus significantly reduced.
  • the procedure according to the invention can lead to a delay of
  • the root of a route tree or a plurality of routes, which determines which route reservations can be aggregated is given by a routing domain that represents the end point of the routes, but it is also conceivable that it may not is a routing domain, but a network - for example, defined by a particular address - which can form part of a domain.
  • the destination is not necessarily the endpoint of routes, but may be a suitably chosen waypoint selected, along a route te, lying domain.
  • an aggregation of reservations that is not limited to the endpoints is also provided for in a context different from that of the application in the SICAP protocol.
  • the above embodiment of the subject invention can be advantageously extended, not only in the first routing domain, but also in other routing domains, which are notified of the route change on the first routing domain and which do not form the end point of a route, also a timer for aggregation of Resource reservations start.
  • a timer can also be started in the second routing domain; Preferably, however, timers are started in all routing domains, which are informed of the routing change from the first domain and which then receive resource re-reservations from more than one domain to the same destination.
  • Routing domain shorter than the duration of the timer to choose the routing domain then the aggregated route reservations are signaled.
  • such a tuning of the duration of the timer takes place for all routing domains that aggregate route reservations and with it Timers work. This results in a kind of timer cascade or timer interwall nesting, where the duration of the timer becomes shorter the further one approaches the endpoints or leaf nodes in the route tree. In general, the time it takes to run a timer will be shorter the later it starts. A vote of the timers on each other can be done by exchanging information that is part of the route change message, for example.
  • This information may include, for example, the duration of the timer, which, together with the transmission time of the message, which is often already provided by the protocol, for example in the form of a time stamp (Time Stamp) used to determine a suitable duration for the timer ,
  • a time stamp used to determine a suitable duration for the timer
  • Other solutions are also conceivable, for example, one can also imagine that there are empirical values for a suitable duration of timers in accordance with the distance of the routing domain from the tree located furthest forward in the tree. In this embodiment, for example, a domain which is located in third place with respect to the routing domains using the timers must only forward the information to a subsequent routing domain that it is located fourth, so that it selects the runtime provided for this position.
  • the invention also includes a device, e.g. B. a router, with means for performing a method according to the invention.
  • a device e.g. B. a router
  • FIG. 1 Routing domains with resource reservation aggregation for routing to a destination network N1.
  • FIG. 2 shows the routing domains shown in FIG. 1 with an aggregation according to the invention of new route reservations in the case of a change of routes leading to the destination N 1.
  • BGRP shows the disadvantages of the procedure according to the prior art.
  • the basic procedure for aggregation and deaggregation of BGRP and SICAP is very similar and thus has the same problem that is solved in this application. Therefore, only BGRP is considered below.
  • Fig. 1 shows an example of aggregation of reservations corresponding to BRGP.
  • each of the four autonomous systems AS4, AS5, AS6 and AS7 has each set up a reservation to the destination network N1.
  • the reservations start with the reservations Fl, F2, F3 and F4 between one of the autonomous systems AS4, AS5, AS6 and AS7 and AS2 or AS3 and are combined step by step into larger aggregates.
  • the autonomous system AS2 has combined the two reservations Fl and F2 from the autonomous system AS4 or the autonomous system AS5 to the aggregate A1 in the direction of AS1.
  • the autonomous system AS3 has combined the two reservations F3 and F4 from the autonomous system AS6 or the autonomous system AS7 to the aggregate A2.
  • the autonomous system ASl has again combined the two units Al and A2 into a larger aggregate A12. Based on the reservations Fl, F2, F3 and F4, this creates a tree-like system of reservations, which will be referred to below as a reservation tree.
  • Each of the autonomous systems AS4, AS5, AS6 and AS7 uses its reservations Fl, F2, F3 and F4 for the entire QoS traffic with destination addresses with the prefix 10.10.10.0/23.
  • the prefix 10.10.10.0/23 is split into the two prefixes 10.10.10.0/24 and 10.10.11.0/24, as shown in FIG. 2, and forwarded via the routing protocol to all affected autonomous systems corresponding routing messages. Then all autonomous systems (AS1-7), whose QoS traffic is part of the aggregate A12, must adapt their reservations to the prefix 10.10.11.0/23 to the new path via AS8. Via the routing protocol, at least one new route with the prefix 10.10.11.0/24 is made known, which leads from the autonomous system AS1 via the autonomous system AS8 to the network N1.
  • the autonomous system AS4 divides its reservation Fl into two reservations Fla and FIb corresponding to the traffic to the two prefixes 10.10.10.0/24 and 10.10.11.0/24, which are now reached via different routes.
  • the autonomous systems AS5, AS6 and AS7 react analogously and two new reservation trees are created.
  • the procedure according to the invention is illustrated below. After splitting the prefix 10.10.10.0/23 into the two prefixes 10.10.10.0/24 and 10.10.11.0/24, corresponding routing messages are forwarded via the routing protocol to all affected autonomous systems. Then all autonomous systems (AS1-7), whose QoS traffic is part of the aggregate A12, must adapt their reservations to the prefix 10.10.11.0/23 to the new path via the autonomous system AS8.
  • the autonomous system AS1 notices the changed routing at a time Tl.
  • the autonomous system ASl then sends to all neighbors whose reservations the aggregate A12 is made at time T1, i. to the autonomous systems AS2 and AS3, a message that causes them to check the reservations according to the changed routing and to respond with new reservations to the autonomous system AS1.
  • the autonomous system AS1 sends to all neighbors whose reservations the aggregate A12 is made at time T1, i. to the autonomous systems AS2 and AS3, a message that causes them to check the reservations according to the changed routing and to respond with new reservations to the autonomous system AS1.
  • the autonomous system ASl then answers the notified autonomous systems AS2 and AS3 and monitors with a timer the maximum response time.
  • the autonomous system ASl waits for four reservations, one each for the two prefixes 10.10.10.0/24 and 10.10.11.0/24 from the autonomous system AS2 and from the autonomous system AS3.
  • T2 be the time when either all expected responses have arrived or the timer has expired (the earlier of the two events).
  • ⁇ Tl T2 - Tl
  • the autonomous system ASl sets up two new aggregates according to the incoming reservations: one aggregate for the direct connection to Nl (prefix 10.10.10.0/24) and for the path via the autonomous system AS8 (prefix 10.10.11.0/24).
  • incoming signaling messages relating to reservations of the resolved aggregate A12 at time Tl during ⁇ Tl are not signaled further in the direction of the destination. Only new reservations that are not part of the resolved aggregate A12 at the time Tl are treated as usual.
  • the assignment of incoming reservations to the dissolved aggregate A12 is done via a unique identifier which was sent by the autonomous system AS1 with the resolution message to the autonomous systems AS2 and AS3 and is contained in the returning responses. Only at time T2 does the autonomous system AS1 signal the two new aggregates in the direction of the destination network N1.
  • the autonomous systems AS2 and AS3 react according to the invention as the autonomous system ASl on the message to rebuild the reservations of the aggregate A12. Only when the autonomous system AS2 has ever received a new reservation for the two prefixes 10.10.10.0/24 and 10.10.11.0/24 from AS4 and AS5, or a corresponding timer has expired, the autonomous system AS2 sends two reservation messages to the autonomous System ASl, one for each of the two prefixes.
  • the autonomous system AS3 reacts analogously. If no resources are to be reserved for a prefix, then a reservation can be made with the value 0 so as not to have to wait for the timer to expire.
  • the new procedure requires a total of 6 + 12 signaling messages (6 for dissolving the aggregates between AS4, AS5, AS6, AS7 and ASl + 12 for rebuilding). Without the new procedure, 6 + 24 signaling messages will be needed. In particular, the load of the autonomous system ASl decreases with the new method from 8 answers to 4, thus halving itself in this small example.
  • the autonomous system ASl starts a timer and sends a message to the autonomous systems AS2 and AS3.
  • Autonomous system AS2 then starts a timer again and sends a message to the autonomous systems AS4 and AS5.
  • the timer of the autonomous system AS2 will expire.
  • the autonomous system AS2 sends the reservations AIa and Alb to the autonomous system ASl. If the timers of the autonomous systems AS2 and AS3 comprise the same time period, then the timer has already expired from the autonomous system AS1, that is, the reservations from the autonomous system AS2 are no longer taken into account in the aggregation.
  • the autonomous system AS1 informs the autonomous system AS2 of the duration of its timer, and the autonomous system AS2 then selects a shorter duration, which allows the reservation messages to be sent before the autonomous system timer ASl expires.
  • This shorter duration of the timer takes into account the duration of the messages exchanged between the autonomous system AS1 and AS2.
  • the duration is then at least twice the duration of exchanged messages less (duration of the route change message + duration of the message with the aggregated reservations).

Abstract

In dieser Erfindung wird ein Verfahren vorgestellt, Signalisierungsnachrichten für bei Routenänderungen notwendige Anpassung von Ressourcen-Reservierungen zu aggregieren bzw. zusammenzufassen. Dabei wird einer ersten Routingdomäne (AS1) eine Änderung einer inter-domain Route mitgeteilt, welche eine Anpassung von Ressourcenreservierungen erfordert. Diese erste Routingdomäne (AS1) kommuniziert die Änderung der inter-domain Route zumindest einer zweiten (AS2) und einer dritten (AS3) Routingdomäne. Nach Massgabe der Routenänderung angepasste Ressourcenreservierungen werden dann durch die zweite (AS2) und die dritte (AS3) Routingdomäne der ersten Routingdomäne (AS1) mitgeteilt und dort zur Weitergabe an eine vierte Routingdomäne (AS8) zusammengefasst. Gemäss einer Weiterbildung wird ein Timer verwendet, der den Zeitraum für die Zusammenfassung von Reservierungsnachrichten begrenzt, um die Weitergabe von geänderten Reservierungen effizienter zu gestalten. Die Erfindung ermöglicht eine aufwandsarme und effiziente Änderung von Ressourcen-Reservierungen bei Routenänderungen.

Description

Beschreibung
Aggregation der inter-domain Ressourcen-Signalisierung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur effizienten Anpassung von Ressourcenreservierungen bei Routenänderungen im Rahmen von inter-domain Routing.
An das Routing zwischen verschiedenen Netzen, inter-domain Routing, und die dazu erforderliche Signalisierung werden vor allem dort hohe Anforderungen gestellt, wo eine Vielzahl von Netzen im Rahmen eines Netzverbundes bei einer Ende-zu-Ende Übertragung zusammenwirken und gleichzeitig Qualitätskriterien für die Übertragung garantiert werden sollen. Das wich- tigste Beispiel für ein derartiges Szenario ist die Übertragung von Echtzeitverkehr über das auf dem IP-Protokoll basierende Internet.
Zukünftig werden IP-Netze auch Anwendungen unterstützen, die die Übertragung von Sprach-, Video- und Datenströmen beinhaltet, für welche ein schneller und zuverlässiger Transport von IP-Paketen benötigt wird. Derzeitige Entwicklungstätigkeiten zielen dahin, dass zukünftige IP- Netze neben dem traditionellen "best effort" Dienst neue Übertragungsdienste bereitstellen, die dem Verkehr die benötigten Bandbreiten durchgängig verfügbar machen und IP- Pakete mit geringen, kaum schwankenden Verzögerung und sehr geringen Paketverlustraten zuverlässig zum Empfänger übertragen. Ein Netz, welches für die Realisierung dieser neuen Übertragungsdienste ausgestattet ist, wird auch als NGN (Next Gerneration Network) bezeichnet. Verkehr, welcher im Rahmen dieser Dienste transportiert wird, wird auch als QoS- Verkehr (QoS: Quality of Service) bezeichnet. Das heutige Internet ist ein Zusammenschluss einer wachsenden Anzahl einzelner IP-Netze, so genannter autonomer Systeme (AS) oder Routingdomänen, die von unterschiedlichen Organisationen verwaltet und gesteuert werden. Zur Zeit besteht das Internet aus mehr als 15000 autonomen Systemen. Ähnlich werden zukünftig NGNs zu einem Netzverbund zusammengeschlossen und QoS-Dienste netzübergreifend angeboten.
Um QoS-Dienste anbieten zu können, müssen die dafür benötigten Ressourcen nicht nur innerhalb eines NGNs sondern auch auf den Verbindungen zwischen den NGNs reserviert werden. Derzeit existieren dafür zwei Vorschläge für ein inter-domain Resourcen Signalisierungsprotokoll, das Border Gateway Reservation Protocol (BGRP, Pan, P., E. Hahne, H. Schulzrinne: "BGRP: Sink-Tree-Based Aggregation for InterDomain Reservations", Journal of Communications and Networks, Vol. 2, No. 2, pp. 157-167, http://www.cs.columbia.edu/~pingpan/papers/bgrp.pdf, June
2000) und das Shared-segment Inter-domain Control Aggregation Protocol (SICAP, R.Sofia, R.Guerin and P.Veiga: "SICAP, a Shared-segment Inter-domain Control Aggregation Protocol", High Performance Switching and Routing, HPSR 2003, Turin, Italy, June 2003) . Beide Protokolle unterscheiden sich hauptsächlich in ihrem Aggregationsverhalten.
Unter Aggregation versteht man in diesem Zusammenhang das Zusammenfassen von Reservierungen für verschiedene QoS- Verkehrsströme, dass heißt von einzelnen Verbindungen oder von kleineren Aggregaten, zu einer gemeinsamen Reservierung. Die mit der Aggregation von Reservierungen zusammengefassten Verkehrsströme bilden dann ein Aggregat zu dem im Weiteren nur noch eine einzelne Reservierung verwaltetet werden muss. Bei BGRP werden alle Reservierungen zu einem Ziel zusammengefaßt. SICAP aggregiert zusätzlich noch auf Zwischenabschnitten der Ende-zu-Ende Pfade.
Die Aggregierung von inter-domain Reservierungen ist notwendig, um die Anzahl der notwendigen Reservierungen für QoS- Verkehr zwischen der sehr großen Anzahl von verschiedenen autonomen Systemen so zu beschränken, dass sie mit vernünftigem Rechen- und Speicheraufwand in geeigneter Zeit übertragen und verarbeitet werden können. Ändert sich die Route zu einem Ziel, dann müssen die Aggregate des QoS-Verkehrs, der über die geänderte Route transportiert wird, aufgelöst werden, da durch die Routenänderung Aggregate ihre Gültigkeit verlieren können. Nach Routenänderungen können die Verkehrsströme, die vorher ein Aggregat gebildet haben, über verschiedene Routen laufen und damit neue Aggregate erfordern. Gründe für eine Routenänderung kann der Ausfall einer Verbindungen oder Überlast auf der benutzten Verbindung sein. Um die Aggregate auf- zulösen werden an alle beteiligten Quellen Nachrichten verschickt und die Betreffenden müssen ihre Reservierungen an die neuen Routen anpassen.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein bezüglich der Signalisie- rungslast aufwandarmes und effizientes Verfahren für die Anpassung von Ressourcen-Reservierungen bei Routen-Änderungen im Rahmen von inter-domain Routing anzugeben.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einer Routen- Auflösung und dadurch bedingten Umlegen bzw. Umleiten von Verkehr Ressourcen-Reservierungen zusammenzufassen, um die Signalisierung möglichst effizient zu gestalten. Im Zuge der Erfindung wird bei einer Routen-Änderung im Rahmen von inter-domain Routing einer ersten Routingdomäne eine Änderung einer inter-domain Route mitgeteilt (dabei kann es sich sowohl um eine Zurückziehung einer inter-domain Route oder die Mitteilung einer geänderten inter-domain Route handeln) , welche eine Anpassung von Ressourcen-Reservierungen erfordert. Die erste Routingdomäne teilt dann diese Änderung, z.B. in Form einer Routen-Änderungsnachricht (z.B. UPDATE- Nachricht des BGP-Protokolls) zumindest einer zweiten und ei- ner dritten Routingdomäne, vorzugsweise aber allen benachbarten Routingdomänen, von denen aus QoS-Verkehr über die erste Routingdomäne entlang der von der Änderung betroffenen Route transportiert wurde, mit. Von der zweiten und der dritten Routingdomäne werden jeweils der ersten Routingdomäne eine nach Maßgabe der Routen-Änderung angepasste Ressourcen- Reservierung signalisiert, die z.B. Ressourcen entlang einer alternativen Route oder neuen Route anfordert. Diese signalisierten bzw. mitgeteilten Ressourcen-Reservierungen werden von der ersten Routingdomäne zusammengefasst und weiterkommu- niziert, normalerweise an eine vierte Routingdomäne, von der ursprünglich die Routen-Änderung an die erste Routingdomäne kommuniziert wurde.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass Ressourcen-Reservierungen zusammengefasst weiterkommuniziert werden und so der Signali- sierungsaufwand optimiert wird. Die Anzahl der Signalisie- rungsnachrichten beim Auflösen und Neuerstellen eines Aggregates werden so deutlich verringert.
Das erfindungsgemäße Vorgehen kann zu einer Verzögerung von
Ressourcen-Reservierungen führen, wenn z.B. die von der zweiten Routingdomäne signalisierte Ressourcen-Reservierung erst mit Verzögerung eintrifft, wodurch auch die Zusammenfassung der Ressourcen-Reservierungen von den Routingdomänen zwei und drei erst verzögert weitergegeben wird. In diesem Fall erfolgt auch die Ressourcen-Reservierung der dritten Routingdomäne mit einer Verzögerung, die ohne Aggregation bzw. Zusam- menfassung der Reservierungen nicht gegeben wäre. Wegen dieser Schwierigkeit wird gemäß einer Weiterbildung vorgeschlagen einen Timer oder Zeitgeber einzuführen und nur innerhalb der Laufdauer des Timers empfangene Ressourcen-Reservierungen zusammenzufassen. Falls alle Ressourcen-Reservierungen innerhalb der Laufzeit des Timers empfangen werden, können diese zusammen (evtl. noch vor Ablauf des Timers) weitergegeben werden. Anderenfalls werden nur die während der Laufdauer des Timers erhaltenen Ressourcen-Reservierungen in aggregierter Form weitergegeben. Später eintreffende Ressourcen- Reservierungen können dann als Einzelreservierungen nicht ag- gregiert bzw. nicht zusammengefasst weiter kommuniziert werden.
Es ist sinnvoll, von der ersten Routingdomäne entlang bestehender Inter-Domain-Routen die Routing-Änderung den Routingdomänen mitzuteilen, die Ressourcen entlang Routen reserviert haben, die über die erste Routingdomäne zu einem gemeinsamen Ziel führen und von der Routen-Änderung betroffen sind. Es ergibt sich damit ein Routen-Baum von Routen, die von der ersten Routingdomäne die Routen-Änderung kommuniziert bekommen. Gemäß einer Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes wird bei der Rückrichtung beim Durchlaufen des Baumes mit geänderten Ressourcen-Reservierungen bei den Routingdomänen, die keinen „Blatt-Knoten" darstellen, d. h. kein Endpunkt sind, eine erfindungsgemäße Aggregation der Ressourcen- Reservierungen durchgeführt. Das gemeinsame Ziel bzw. die Wurzel eines Routen-Baumes oder einer Mehrzahl von Routen, wodurch festgelegt ist, welche Routen-Reservierungen zusam- mengefasst werden können, ist beispielsweise durch eine Routingdomäne gegeben, die den Endpunkt der Routen darstellt. Es ist aber auch vorstellbar, dass es sich nicht um eine Routingdomäne, sondern um ein Netz - z. B. definiert durch eine bestimmte Adresse - handelt, welches einen Teil einer Domäne bilden kann. Ebenso ist das Ziel nicht notwendigerweise der Endpunkt von Routen, sondern kann einen geeignet gewählten Zwischenpunkt bzw. eine geeignet gewählte, entlang einer Rou- te, liegende Domäne sein. Eine nicht nur auf die Endpunkte bezogene Aggregation von Reservierungen ist beispielsweise auch in einem zu dieser Anmeldung verschiedenen Kontext im SICAP-Protokoll vorgesehen.
Die obige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorteilhaft dadurch erweitert werden, nicht nur in der ersten Routingdomäne, sondern auch in anderen Routingdomänen, denen die Routen-Änderung über die erste Routingdomäne mitgeteilt wird und welche nicht den Endpunkt einer Route bilden, ebenfalls einen Timer zur Aggregation von Ressourcen- Reservierungen zu starten. So kann beispielsweise in der zweiten Routingdomäne ebenfalls ein Timer gestartet werden; vorzugsweise werden jedoch in allen Routingdomänen Timer ge- startet, die ausgehend von der ersten Domäne über die Routing-Änderung informiert werden und welche daraufhin Ressourcen-Neureservierungen von mehr als einer Domäne zu demselben Ziel empfangen.
Bei einer Verwendung mehreren Timern ist es von Vorteil, die Timer aufeinander abzustimmen. Durch eine derartige Abstimmung soll erreicht werden, dass falls eine Routingdomäne, welche nach Ablauf ihres Timers die bis dahin eingegangenen Ressourcen-Reservierungen zu einer Reservierung zusammenfasst und diese einer bezüglich der geänderten Route nachfolgenden Routingdomäne signalisiert, der Timer dieser Routingdomäne ebenfalls noch nicht abgelaufen ist, so dass die signalisierte (aggregierte) Routen-Reservierung mit weiteren Routen- Reservierungen aggregiert bzw. zusammengefasst werden kann. Deshalb ist es angebracht, die Laufdauer eines Timers einer
Routingdomäne kürzer als die Laufzeit des Timers der Routingdomäne zu wählen, an die dann die aggregierten Routen- Reservierungen signalisiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform findet eine derartige Abstimmung der Laufdauer der Timer für alle Routingdomänen statt, die Routen-Reservierungen aggregieren und dafür mit Timern arbeiten. Man kommt so zu einer Art Timer-Kaskade oder Timer-Interwall-Schachtelung, wo die Laufdauer der Timer umso kürzer wird, je weiter man sich im Routen-Baum den Endpunkten bzw. Blatt-Knoten nähert. Im Allgemeinen ist dann die Lauf- zeit eines Timers umso kürzer, je später er gestartet wird. Eine Abstimmung der Timer aufeinander kann durch Austausch von einer Information geschehen, die beispielsweise Bestandteil der Routen-Änderungsnachricht ist. Diese Information kann beispielsweise die Laufdauer des Timers beinhalten, die zusammen mit der Übertragungsdauer der Nachricht, welche häufig vom Protokoll aus, z.B. in Form eines Zeitstempels (Time- Stamp) schon vorgesehen ist, verwendet werden, um eine geeignete Laufdauer für den Timer zu ermitteln. Andere Lösungen sind ebenfalls denkbar, beispielsweise kann man sich auch vorstellen, dass Erfahrungswerte für eine passende Laufdauern von Timern nach Maßgabe des Abstandes der Routingdomäne von der im Baum am Weitesten vorne gelegenen Domäne gegeben ist. Bei dieser Ausgestaltung muss beispielsweise eine Domäne, welche bezüglich der Timer verwendenden Routingdomänen an dritter Stelle gelegen ist, einer nachfolgenden Routingdomäne nur die Information weiterleiten, dass diese an vierter Stelle gelegen ist, so dass diese die für diese Position vorgesehene Laufdauer wählt.
Die Erfindung beinhaltet auch eine Vorrichtung, z. B. einen Router, mit Mitteln zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens .
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 Routingdomänen mit Ressourcen-Reservierungs- Aggregierung für Routing zu einem Zielnetz Nl. Figur 2 die in Figur 1 gezeigten Routingdomänen mit einer erfindungsgemäßen Aggregierung von neuen Routen- Reservierungen bei einer Änderung von zu dem Ziel Nl führenden Routen.
Anhand von Fig. 1 wird dargestellt, welche Nachteile das Vorgehen gemäß des Standes der Technik hat. Der grundsätzliche Ablauf bei der Aggregation und Deaggregation von BGRP und SICAP ist sehr ähnlich und hat damit dasselbe Problem, das in dieser Anmeldung gelöst wird. Deswegen wird im Folgenden nur noch BGRP betrachtet.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel von Aggregation von Reservierungen entsprechend BRGP. In dem gezeigten Netzverbund hat jedes der vier autonomen Systeme AS4, AS5, AS6 und AS7 je eine Reservierung zum Zielnetz Nl aufgebaut. Die Reservierungen beginnen mit den Reservierungen Fl, F2, F3 und F4 zwischen einem der autonomen Systeme AS4, AS5, AS6 und AS7 und AS2 bzw. AS3 und werden schrittweise zu größeren Aggregaten zusammenge- fasst. Das autonome System AS2 hat die beiden Reservierungen Fl und F2 von dem autonomen System AS4 bzw. dem autonomen System AS5 zu dem Aggregat Al in Richtung ASl zusammenge- fasst. Analog hat das autonome System AS3 die beiden Reservierungen F3 und F4 von dem autonomen System AS6 bzw. dem au- tonomen System AS7 zum Aggregat A2 zusammengefasst. Das autonome System ASl hat die beiden Aggregate Al und A2 nochmals zu einem größeren Aggregat A12 zusammengefasst. Ausgehend von den Reservierungen Fl, F2, F3 und F4 entsteht so ein baumartiges System von Reservierungen, das im Folgenden Reservie- rungsbaum genannt wird. Jedes der autonomen Systeme AS4, AS5, AS6 und AS7 verwendet seine Reservierung Fl, F2, F3 bzw. F4 für den gesamten QoS-Verkehr mit Zieladressen mit dem Prefix 10.10.10.0/23. In diesem Beispiel wird angenommen, daß auf der direkten Verbindung zwischen ASl und dem Zielnetz Nl die Last des QoS- Verkehrs eine vom Netzwerk Management festgelegte Grenze ü- berschreitet und deshalb ein Teil des Aggregates A12 über AS8 zum Zielnetz geroutet werden soll. Dazu werden der Prefix 10.10.10.0/23 in die beiden Prefixe 10.10.10.0/24 und 10.10.11.0/24 aufgespaltet, wie in Fig. 2 gezeigt, und über das Routingprotokoll an alle betroffenen autonomen Systeme entsprechende Routingnachrichten weitergeleitet. Daraufhin müssen alle autonomen Systeme (AS1-7), deren QoS-Verkehr Bestandteil des Aggregates A12 ist, ihre Reservierungen zum Prefix 10.10.11.0/23 an den neuen Pfad über AS8 anpassen. Ü- ber das Routingprotokoll wird zumindest eine neue Route mit dem Prefix 10.10.11.0/24 bekannt gegeben, die von dem autono- men System ASl über das autonome System AS8 zu dem Netz Nl führt. Damit soll der Verkehr zu diesem Prefix von der zu hoch belasteten direkten Verbindung zwischen dem autonomen System ASl und dem Zielnetz Nl auf den Pfad von dem autonomen System ASl über das autonome System AS8 zu dem Zielnetz Nl umgelegt werden. Auf die neue Route reagiert das Ressoucenma- nagement des autonomen Systems ASl und schickt eine Nachricht an die autonomen Systeme AS2 und AS3 mit der Aufforderung, dass diese ihre bestehenden Reservierungen neu aufbauen. Die autonomen Systeme AS2 und AS3 senden in Folge eine entspre- chende Nachricht an ihre Nachbarn, die autonomen Systeme AS4, AS5, AS6 und AS7. Diese Nachrichten laufen also in umgekehrter Richtung zu den bestehenden Reservierungen auf dem Reservierungsbaum von der Wurzel zu den Blättern, d.h. zu den Knoten, an dem die einzelnen Reservierungen beginnen, zurück. Von dort aus werden jetzt neue Reservierungen aufgebaut. Aufgrund des geänderten Routings unterteilt das autonome Systeme AS4 seine Reservierung Fl in zwei Reservierungen Fla und FIb entsprechend dem Verkehr zu den beiden Prefixen 10.10.10.0/24 und 10.10.11.0/24, die nun über unterschiedliche Routen erreicht werden. Die autonomen Systeme AS5, AS6 und AS7 reagieren analog und es entstehen zwei neue Reservierungsbäume.
Das Zurücksignalisieren auf dem Reservierungsbaum und das erneute Aufbauen aller Reservierungen wird im realen Internet, wo wesentlich größere Reservierungsbäume entstehen, eine sehr große Anzahl von Signalisierungsnachrichten erzeugen.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Vorgehen dargestellt. Nach Aufspalten des Prefix 10.10.10.0/23 in die beiden Prefi- xe 10.10.10.0/24 und 10.10.11.0/24 werden über das Routingprotokoll an alle betroffenen autonomen Systeme entsprechende Routingnachrichten weitergeleitet. Daraufhin müssen alle autonomen Systeme (AS1-7), deren QoS-Verkehr Bestandteil des Aggregates A12 ist, ihre Reservierungen zum Prefix 10.10.11.0/23 an den neuen Pfad über das autonome System AS8 anpassen. Das autonome System ASl bemerkt das veränderte Routing an einem Zeitpunkt Tl . Daraufhin sendet das autonome System ASl an alle Nachbarn, aus deren Reservierungen das Aggregate A12 zum Zeitpunkt Tl aufgebaut ist, d.h. an die autonomen Systeme AS2 und AS3, eine Nachricht, die diese veran- lasst, die Reservierungen gemäß den geänderten Routing zu ü- berprüfen und mit neuen Reservierungen an das autonome System ASl zu antworten. Gemäß der Erfindung wartet das autonome
System ASl dann auf Antworten der benachrichtigten autonomen Systeme AS2 und AS3 und überwacht mit einem Timer die maximale Antwortzeit. Das autonome System ASl wartet auf vier Reservierungen, je eine für die beiden Prefixe 10.10.10.0/24 und 10.10.11.0/24 von dem autonomen System AS2 und von dem autonomen System AS3. Sei T2 der Zeitpunkt, an dem entweder alle erwarteten Antworten eingetroffen sind oder der Timer abgelaufen ist (das frühere der beiden Ereignisse) . In der Zwischenzeit: ΔTl = T2 - Tl, baut das autonome System ASl entsprechend der eintreffenden Reservierungen zwei neue Aggregate auf: je ein Aggregat für die direkte Verbindung zu Nl (Prefix 10.10.10.0/24) und für den Pfad über das autonome System AS8 (Prefix 10.10.11.0/24) . Gemäß der Erfindung werden während ΔTl einlaufende Signalisierungsnachrichten, die Reservierungen des aufgelösten Aggregates A12 zum Zeitpunkt Tl betreffen, nicht weiter in Richtung Ziel signalisiert. Lediglich neue Reservierungen, die nicht Bestandteil des aufgelös- ten Aggregates A12 zum Zeitpunkt Tl sind werden wie gewohnt behandelt. Die Zuordnung von einlaufenden Reservierungen zum aufgelösten Aggregat A12 geschieht über einen eindeutigen I- dentifier der von dem autonomen System ASl mit der Auflösungsnachricht an die autonomen Systeme AS2 und AS3 versandt wurde und in den zurücklaufenden Antworten enthalten ist. Erst zum Zeitpunkt T2 signalisiert das autonome System ASl die beiden neuen Aggregate in Richtung Zielnetz Nl.
Die autonomen Systeme AS2 und AS3 reagieren erfindungsgemäß wie das autonome System ASl auf dessen Nachricht, die Reservierungen des Aggregates A12 neu aufzubauen. Erst wenn das autonome System AS2 je eine neue Reservierungen für die beiden Prefixe 10.10.10.0/24 und 10.10.11.0/24 von AS4 und von AS5 erhalten hat, oder ein entsprechender Timer abgelaufen ist, sendet das autonome System AS2 zwei Reservierungsnachrichten an das autonome System ASl, je eine für jeder der beiden Prefixe. Das autonome System AS3 reagiert analog. Sollen für einen Prefix keine Ressourcen reserviert werden, dann kann eine Reservierung mit dem Betrag 0 erfolgen, um nicht den Ablauf des Timers abwarten zu müssen.
Ausgehend von der ersten Signalisierungsnachricht, mit der das autonome System ASl zum Zeitpunkt Tl den Neuaufbau der Reservierungen des Aggregats A12 veranlasst, werden mit dem neuen Verfahren insgesamt 6 + 12 Signalisierungsnachrichten benötigt (6 zum Auflösen der Aggregate zwischen AS4, AS5, AS6, AS7 und ASl + 12 zum Neuaufbau) . Ohne das neue Verfahren werden 6 + 24 Signalisierungsnachrichten benötigt. Insbesondere die Belastung des autonomen Systems ASl sinkt mit dem neuen Verfahren von 8 Antworten auf 4, halbiert sich also schon in diesem kleinen Beispiel.
Es ist sinnvoll, die Laufdauer der Timer aneinander anzupassen. So startet das autonome System ASl einen Timer und sendet eine Nachricht an die autonomen Systeme AS2 und AS3. Autonome System AS2 startet dann wieder einen Timer und sendet eine Nachricht an die autonomen Systeme AS4 und AS5. Angenom- men, das autonome System AS4 antwortet nicht rechtzeitig, dann läuft der Timer des autonomen Systems AS2 ab. Das autonome System AS2 sendet die Reservierungen AIa und Alb an das autonome System ASl. Wenn die Timer von der autonomen Systeme AS2 und AS3 dieselbe Zeitspanne umfassen, dann ist der Timer von dem autonomen System ASl bereits abgelaufen, die Reservierungen von dem autonomen System AS2 werden bei der Aggregation also nicht mehr berücksichtigt. Dies kann verhindert werden, wenn die Zeitspannen der Timer aufeinander abgestellt bzw. angepasst werden (je weiter im Baum, desto kürzer) . Dies kann z.B. durch Einfügen der Zeitspanne des Timers in die Nachrichten zwischen den autonomen Systemen realisiert werden. Z.B. teilt das autonome System ASl dem autonomen System AS2 die Laufdauer seines Timers mit, das autonome System AS2 wählt dann eine kürzere Laufdauer, die es er- laubt, die Reservierungsnachrichten vor Ablauf des Timers des autonomen Systems ASl zu senden. Diese kürzere Laufdauer des Timers berücksichtigt die Laufdauer der Nachrichten, die zwischen dem autonomen System ASl und AS2 ausgetauscht werden. Die Laufdauer ist dann zumindest um das Zweifache der Laufdauer ausgetauschter Nachrichten geringer (Laufzeit der Routen-Änderungsnachricht + Laufzeit der Nachricht mit den ag- gregierten Reservierungen) .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur effizienten Anpassung von Ressourcenreservierungen bei Routenänderungen im Rahmen von inter-domain Routing, bei dem
- einer ersten Routingdomäne (ASl) eine Änderung einer inter- domain Route mitgeteilt wird, welche eine Anpassung von Ressourcenreservierungen erfordert, - durch die erste Routingdomäne (ASl) die Änderung der inter- domain Route zumindest einer zweiten (AS2) und einer dritten (AS3) Routingdomäne mitgeteilt wird,
- durch die zweite (AS2) und die dritte (AS3) Routingdomäne jeweils der ersten Routingdomäne (ASl) eine nach Maßgabe der Routenänderung angepasste Ressourcenreservierung signalisiert wird, und
- durch die erste Routingdomäne (ASl) zumindest die beiden von zweiten (AS2) und die dritten (AS3) Routingdomäne signalisierten Ressourcenreservierungen zusammengefasst und als eine Ressourcenreservierung einer vierten Routingdomäne (AS8) signalisiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - durch die erste Routingdomäne (ASl) auf die Mitteilung der Routenänderung hin ein Timer gestartet wird, und
- vor Ablauf des Timers signalisierte Ressourcenreservierungen zusammengefasst und als eine Ressourcenreservierung einer vierten Routingdomäne (AS8) signalisiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- von der zweiten Routingdomäne (AS2) eine Ressourcenreservierung nach Ablauf des Timers signalisiert wird, und - diese Ressourcenreservierung ohne weitere Verzögerung als Änderung der vorangegangenen Zusammenfassung von Ressourcen- reservierungen der vierten Routingdomäne (AS8) signalisiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Routingdomäne (ASl) ausgehend entlang bestehender inter-domain Routen die Routenänderung den Routingdomänen mitgeteilt wird, die Ressourcen für entlang über die erste Routingdomäne (ASl) zu einem Ziel (Nl) führende inter- domain Routen reserviert haben und bei denen eine Anpassung der Ressourcenreservierung nach Maßgabe der Routenänderung erforderlich ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erste Routingdomäne (ASl) alle in Folge der Routenänderung signalisierten Ressourcenreservierungen zusammenge- fasst werden, die entlang der geänderten Route zu einem gemeinsamen Ziel zu übertragenden Verkehr betreffen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziel (Nl) durch eine Routingdomäne oder ein Netz gegeben ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
- durch die erste Routingdomäne (ASl) auf die Mitteilung der Routenänderung hin ein Timer gestartet wird, und - diejenigen der in Folge der Routenänderung signalisierten Ressourcenreservierungen zusammengefasst werden, die entlang der geänderten Route zu einem gemeinsamen Ziel zu übertragenden Verkehr betreffen und vor Ablauf des Timers zur ersten Routingdomäne (ASl) übertragen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - durch die zweite Routingdomäne (AS2) ebenfalls ein Timer gestartet wird,
- vor Ablauf des Timers erhaltene Ressourcenreservierungen zusammengefasst und der ersten Routingdomäne (ASl) signali- siert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufdauer des von der zweiten Routingdomäne (AS2) gestar- teten Timers derart nach Maßgabe der Laufdauer des von der ersten Routingdomäne (ASl) gestarteten Timers festgesetzt wird, dass während der Laufdauer des zweiten Timers erhaltene und bei Ablauf des zweiten Timers zusammengefasste und der ersten Routingdomäne (ASl) signalisierte Routenänderungen vor Ablauf des ersten Timers bei der ersten Routingdomäne (ASl) eintreffen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Festsetzung der Laufdauer des zweiten Timers nach Maßgabe einer von der ersten Routingdomäne (ASl) an die zweite Routingdomäne (AS2) übermittelten Information vorgenommen wird.
11. Vorrichtung mit Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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