WO2008037756A1 - Optimierte verkehrsumleitung in fehlerfällen für ip-netze mit zusätzlichem fehlerkorrekturmechanismus auf einer unteren schicht - Google Patents

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  • the invention relates to a method for traffic redistribution for fail-safe routing in an IP network formed with links and nodes, the network comprising a first error correction mechanism on the IP layer and a second error correction mechanism below the IP layer.
  • IP protocol Internet Protocol
  • the IP protocol forms the basis for the global Internet, which enables a worldwide exchange of data.
  • IP networks were designed only for traditional traffic, i. the requirements for other types of traffic were generally not fulfilled.
  • IP networks suitable for other types of traffic. It is intended primarily to so-called real-time traffic, i. Voice data or video data that must be transmitted with a small time delay acceptable to the service.
  • real-time traffic i. Voice data or video data that must be transmitted with a small time delay acceptable to the service.
  • quality of service features or quality of service which must be guaranteed.
  • MPLS Multi Protocol Label
  • Path P1 is now protected against failure by the path P2 at the IP level, ie this second path P2 is a substitute path which is not used in normal operation, so that the traffic can be switched to path 2 on failure of path 1.
  • Each of the links has a capacity 2C, where C is the capacity of a single fiber. (This assumes a definition that associates one direction with links, so capacity 2C only considers the capacity available for transmission in the direction of the path.) In fact, only one fiber is used in normal operation. This means that half of the capacity (standby fiber) is available for link failures.
  • the path Pl thus has a capacity C available for the transmission of traffic. Conventionally, if the node K2 fails, ie if the path P1 fails, the path P2 with a capacitance C would be available.

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Abstract

Optimierte Verkehrsumleitung in Fehlerfällen für IP-Netze mit zusätzlichem Fehlerkorrekturmechanismus auf einer unteren Schicht Die Erfindung betrifft eine Verkehrsumverteilung für ein ausfallgesichertes Routen in einem mit Links und Knoten gebildeten IP-Netz, wobei das Netz einen ersten Fehlerkorrekturmechanismus auf der IP-Schicht und einen zweiten, unterhalb der IP-Schicht liegenden Fehlerkorrekturmechanismus umfasst. Es werden Störungszenarien berücksichtigt. Dabei wird im Normalbetrieb Bandbreite für eine Störungskorrektur mittels des zweiten Fehlerkorrekturmechanismus zur Verfügung gestellt. Erfindungsgemäß wird die für Verkehrsumverteilung zur Verfügung stehende Bandbreite erhöht, indem bei einer Störungskorrektur mittels des ersten Fehlerkorrekturmechanismus durch Umverteilen von Verkehr für eine Störungskorrektur mittels des zweiten Fehlerkorrekturmechanismus zur Verfügung gestellte Bandbreite zum Routen von Verkehr verwendet wird. Gemäß einer Weiterbildung wird dieses Konzept bei der Optimierung von Linkgewichten angewandt.

Description

Beschreibung
Optimierte Verkehrsumleitung in Fehlerfällen für IP-Netze mit zusätzlichem Fehlerkorrekturmechanismus auf einer unteren Schicht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrsumverteilung für ein ausfallgesichertes Routen in einem mit Links und Knoten gebildeten IP-Netz, wobei das Netz einen ersten Fehler- korrekturmechanismus auf der IP-Schicht und einen zweiten unterhalb der IP-Schicht liegenden Fehlerkorrekturmechanismus umfasst .
Das derzeit am weitesten verbreitete Protokoll zur Übertra- gung von Datenverkehr ist das so genannte Internet-Protokoll (IP-Protokoll) . Das IP-Protokoll bildet die Basis für das weltumspannende Internet, welches einen weltweiten Austausch von Daten ermöglicht. Ursprünglich waren IP-Netze nur für herkömmlichen Datenverkehr ausgelegt, d.h. die für andere Verkehrstypen bestehenden Anforderungen wurden in der Regel nicht erfüllt. Aktuelle Entwicklungen gehen dahin, IP-Netze auch für andere Arten von Verkehr geeignet zu machen. Dabei ist in erster Linie an so genannten Echtzeitverkehr gedacht, d.h. Sprachdaten oder Videodaten, die mit einer geringen, für den Dienst akzeptablen Zeitverzögerung übertragen werden müssen. In diesem Zusammenhang spricht man von Dienstgütemerkmalen oder von Quality of Service, welche garantiert werden müssen. Ein möglicher Ansatz zur Unterstützung von Dienstgütemerkmalen beim Übertragen von Verkehr über IP-Netze basiert auf dem so genannten MPLS (Multi Protocol Label
Switching) Protokoll. Bei diesem Protokoll werden mittels Labels durch das Netz führende Pfade definiert. Durch die Festlegung von Pfaden lässt sich die Bandbreitenbeanspruchung kontrollieren, so dass Engpässe vermieden und damit die Einhaltung von Dienstgütemerkmalen garantiert werden kann. Typischerweise findet dann in MPLS-Netzen eine Reservierung (beispielsweise mittels des RSVP-Protokolls) statt, wodurch der Gesamtverkehr beschränkt und somit die Voraussetzung für die Beförderung des Verkehrs unter Einhaltung von Dienstgütemerkmalen gewährleistet wird.
Echtzeitverkehr wurde bisher hauptsächlich in TDM-basierten (Time Division Multiplex) Netzen übertragen. Um die Dienste zuverlässig anbieten zu können, wurden die Netze auf eine sehr hohe Ausfallsicherheit ausgelegt. Beim Umstieg von der herkömmlichen TDM Technik auf IP-Netze soll auch diese hohe Ausfallsicherheit wieder gewährleistet sein. Nach Möglichkeit soll der Ausfall eines Netzelementes eines IP-Netzes nicht dazu führen, dass Dienstgütemerkmale verletzt werden, beispielsweise weil Pakete verworfen oder verzögert werden. Daher müssen in IP-Netzen Mechanismen zur Verfügung gestellt werden, die in Fehlerfällen zu einer schnellen Umverteilung des Verkehrs führen. Derartige Mechanismen wurden für MPLS beispielsweise in dem RFC 4090 (RFC: Request for Comments) der IETF (Internet Engineering Task Force) vorgeschlagen. Bei einem Ausfall im Netz wird dabei der Verkehr auf einen Ersatzpfad (der möglicherweise nur einen Abschnitt des gestörten Pfades absichert) gelenkt. Für diese Umlenkung von Verkehr muss auch im Normalbetrieb zusätzliche Bandbreite bereitgestellt werden, die dann auch im Fehlerfall verfügbar ist .
Neben derartigen Fehlerbehandlungsmechanismen auf der IP- Ebene, wie sie z.B. in RFC 4090 beschrieben sind, gibt es mitunter zusätzliche Mechanismen auf im Protokollstapel weiter unter liegenden Ebenen bzw. Schichten. Ein Beispiel ist der Transport von IP-Verkehr über Sonet/SDH-Ringe (SDH: synchronous digital hierarchy) . Bei der Sonet/SDH-Ring- Topologie werden typischerweise zwei oder mehr optische Fasern (meist in entgegenlaufendem Sinne) im Kreis geführt. Bei Ausfall eines Teilstücks einer Faser wird der Verkehr über die andere Faser ans Ziel gelenkt. Auf diese Weise wird der Ausfall eines Teilstückes auf der Sonet/SDH-Ebene korrigiert. Dieser Ausfall eines Teilstückes entspricht in der Regel dem Ausfall eines Links auf der IP-Ebene. Es besteht ein Bedürfnis für eine möglichst effiziente Koordinierung von Fehlerkorrekturmechanismen auf der IP-Ebene mit auf niedereren Schichten liegenden Fehlerkorrekturmechanismen. Vor allem eine effiziente Nutzung der Bandbreite im Feh- lerfall ist wünschenswert.
Es ist Aufgabe dieser Anmeldung, anzugeben, wie in Fehlerfällen die Bandbreite effizient genutzt werden kann, wenn ein Fehlerbehandlungsmechanismus auf IP-Ebene durch einen auf einer unteren Schicht liegenden Fehlerbehandlungsmechanismus ergänzt wird.
Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass für den Fehlerbehandlungsmechanismus auf einer unteren Ebene Bandbreite im Normalbetrieb reserviert werden muss, die je nach Ausfall und betrachteten Fehlerszenarien bzw. Störungsszenarien für eine Umleitung von Verkehr zur Verfügung steht.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, Bandbreite, die im Normalfall für eine Fehlerkorrektur bzw. Störungskorrektur mittels des Fehlerkorrekturmechanismus auf einer unteren Ebene (z.B. Sonet/SDH) vorgehalten wird, bei einer Reaktion mittels des Fehlerkorrekturmechanismus auf der IP-Ebene zur Umleitung des Verkehrs zu verwenden. Beispielsweise werden durch den Fehlerbehandlungsmechanismus auf der unteren Ebene Linkausfälle kompensiert. Zusätzlich wird durch einen Fehlerkorrekturmechanismus auf der IP-Ebene das Netz gegen Ausfälle anderer Art (z.B. Knotenausfälle) geschützt. Dabei wird üblicherweise eine Anzahl von wahrscheinlichen
Fehlerszenarien bzw. Störungsszenarien betrachtet, z.B. der Ausfall einzelner Links oder Knoten. Bei einer Reaktion auf der IP-Ebene wird dann Bandbreite, die für eine Fehlerreaktion auf der unteren Ebene bereitgestellt wird, mitbenutzt.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass im Fehlerfall, der ja einen Verlust von zur Verfügung stehender Bandbreite bedeutet, eine Kompensation dadurch stattfindet, dass freie Bandbreite, die für einen anderen Fehlerfall vorgesehen wurde und daher ungenutzt geblieben ist, verwendet wird. Bandbreiten-Engpässe können dadurch besser vermieden werden bzw. die vorhandene Bandbreite wird besser genutzt. Als Konsequenz kann die Dienstgüte erheblich verbessert werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes wird der Rückgriff auf von für einen anderen Fehlerfall bereitgestell- te Bandbreite zur Umlenkung des Verkehrs bei der Optimierung und Festlegung von Linkgewichten in der IP-Schicht berücksichtigt. Die Optimierung von Linkgewichten wird dabei mit der Maßgabe durchgeführt, dass die maximale Verkehrsauslastung der Links des Netzes bei ungestörtem Betrieb und für eine Anzahl von Fehlerszenarien beschränkt wird (z.B. in dem sie minimiert wird oder dass sie bis unterhalb eines Schwellenwertes abgesenkt wird) . Diese Optimierung bzw. Festsetzung wird dann zusätzlich mit der Maßgabe durchgeführt, dass für wenigstens ein Ausfallszenario, auf das durch Reaktion bzw. Fehlerkorrektur mittels des Fehlerkorrekturmechanismus auf der IP-Ebene reagiert wird, für eine Fehlerkorrektur mittels des weiteren Fehlerkorrekturmechanismus zur Verfügung gestellte Bandbreite zum Routen des Verkehrs verwendet wird. Entsprechende Linkgewichte können dann den einzelnen Links zugewiesen werden bzw. für die Berechnung von Pfaden (z.B. MPLS-Pfade) verwendet werden, welche dann im Netz für das Routen von Verkehr festgelegt werden.
Eine derartige Festlegung von Linkgewichten bzw. Pfaden im Netz führt wiederum zu einer besseren Auslastung des Netzes im Fehlerfall. Dadurch kann insgesamt mehr Verkehr transportiert werden bzw. bei einer gegebenen Verkehrsmatrix liegt das Maximum der Linkauslastung niedriger.
Die erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise auf einer zentral für Netzeinstellungen zuständigen Vorrichtung durchgeführt . Der Erfindungsgegenstand wird im Folgenden anhand von Figuren im Rahmen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Sonet/SDH-Ring
Fig. 2 Schichten eines IP-Netzes
Fig. 3 einen Netzausschnitt zur Veranschaulichung der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Sonet/SDH-Ring gezeigt. Die gezeigte Architektur wird üblicherweise als „Four Fiber Bidirectional" bezeichnet. Dabei sind vier Fasern ringförmig angeordnet. Jeweils zwei der Fasern sind für Verkehr einer Richtung vorgesehen, wobei jeweils eine der Fasern für den Normalbetrieb (Working) und eine als Ersatz (Standby) verwendet wird. Bei Ausfall der Faser im Betrieb (Working) wird auf die andere (Standby) umgeleitet. Diese Umleitung erfolgt durch einen der Knoten, die üblicherweise durch ADD/Drop Multiplexer ADM oder digitale Cross-Connects DCC gebildet werden. Die Kapazität bzw. Bandbreite der Ersatzfasern (Stand-by) wird im Normalbetrieb nicht genutzt. Die gezeigte Topologie ist die robusteste der aktuell verwendeten Sonet/SDH-Ringtopologien . Sie wurde hier verwendet, weil sie zur Demonstration des Prinzips der Erfindung besonders geeignet ist. Die Erfindung kann aber für beliebige Fehlerkorrektormechanismen auf Ebenen unterhalb der IP-Ebene verwendet werden, insbesondere auch für Sonet/SDH-Ringtopologien mit zwei Fasern anstatt vier.
In Fig. 2 sind drei Schichten eines Netzes gezeigt: Verkehr wird auf einer IP-Schicht geroutet. Auf dieser Ebene ist ein Fehlerbehandlungsmechanismus (nicht gezeigt) vorgesehen, der beispielsweise auf MPLS-Pfade aufsetzt und das Umschalten auf einen anderen Pfad im Fehlerfall bewirkt. Auf einer unteren Ebene, der Sonet/SDH-Ebene, wird mit einer Ringtopologie gearbeitet, so dass ein zweiter Korrekturmechanismus zur Absicherung des Ausfalles von Teilabschnitten dieser Ringe gegeben ist. Dieser zweite Mechanismus stellt praktisch einen Schutz gegen Linkausfall auf IP-Ebene dar. Im Folgenden wird der Einfachheit halber angenommen, dass diese Ringtopologie der aus Fig. 1 entspricht. Im Rahmen dieses
Ausführungsbeispiels wird weiter angenommen, dass die Menge der berücksichtigten Ausfallsszenarien durch die Ausfälle einzelner Links oder Knoten gegeben ist. Da einzelne
Linkausfälle bereits durch die untere Ebene abgesichert sind, wird der Mechanismus auf der IP-Ebene beschränkt auf den Schutz gegen den Ausfall einzelner Knoten eingesetzt. Dabei wird bei einem Knotenausfall die für das Abfangen von Linkausfällen auf unterer Ebene bereitgestellte Bandbreite mitbenutzt (d.h. die auf den im Normalfall nicht mitbenutzten Standby-Fasern) . Dies wird anhand von Fig. 3 genauer erläutert. Fig. 3 zeigt eine extrem vereinfachte Netz- Konfiguration, anhand derer das Prinzip der Erfindung leich- ter ersichtlich ist. Es sind vier Knoten gezeigt, Kl bis K4, die durch vier Links Ll bis L4 miteinander verbunden sind. Links und Knoten bilden zusammen einen Ring. Es sei angenommen, dass es sich hier um einen Sonet/SDH-Ring handelt, d.h. dass die Links auf unterer Ebene gegen einen Ausfall ge- schützt seien (entsprechend Fig.l). Jeder der gezeigten Links stellt sich bezüglich der Realisierung auf unterer Ebene als vier parallele optische Fasern dar, auf denen Verkehr in entgegengesetzter Richtung übertragen wird. Durch die vier Fasern werden sozusagen vier Ringe gebildet, von denen zwei be- nützt werden und die anderen als redundante Kapazität für die Kompensation von Fehlerfällen zur Verfügung steht.
Betrachtet wird nun ein Pfad Pl, der von Knoten 1 über Knoten 2 zu Knoten 3 führt. Ein alternativer Pfad ist durch den Pfad P2 gegeben, der über die Knoten Kl, K4 und K3 führt.
Pfad Pl wird nun durch den Pfad P2 auf IP-Ebene gegen Ausfall geschützt, d.h. dieser zweite Pfad P2 sei ein Ersatzpfad, der im Normalbetrieb nicht verwendet wird, so dass der Verkehr beim Ausfall von Pfad 1 auf Pfad 2 umgeschaltet werden kann. Jeder der Links habe eine Kapazität 2C, wobei C die Kapazität einer einzelnen Faser ist. (Hierbei wird von einer Definition ausgegangen, die mit Links eine Richtung assoziiert; die Kapazität 2C berücksichtigt also nur die für Übertragung in Richtung des Pfades verfügbare Kapazität.) Tatsächlich verwendet wird bei Normalbetrieb immer nur eine Faser (Working) . D.h. die Hälfte der Kapazität (Standby-Faser) wird für Linkausfälle zur Verfügung gehalten. Der Pfad Pl hat also eine Kapazität C für die Übertragung von Verkehr verfügbar. Herkömmlich stünde bei Ausfall des Knotens K2, d.h. bei Ausfall des Pfades Pl der Pfad P2 mit einer Kapazität C zur Verfügung.
Erfindungsgemäß wird bei einem auf IP-Ebene kompensierten
Fehler zusätzlich die Back-up-Kapazität bzw. die für Linkfehler vorgesehene Zusatzkapazität genützt. Bei Ausfall des Knotens K3 werden also nicht nur die unter Normalbedingungen verwendeten Fasern von P2 sondern auch die Standby-Fasern zur Umleitung des Verkehrs verwendet. So steht tatsächlich eine
Kapazität bzw. Bandbreite von 2C für die Umleitung zur Verfügung.
Es ist leicht zu ersehen, dass dies eine erheblich effizien- tere Nutzung der Bandbreite darstellt, da in diesem Fall der Back-up-Pfad P2 auch unter Normalbedingungen mit Verkehr belegt werden kann (z.B. bis zu einer Kapazität C), da bei Ausfall des Pfades Pl die doppelte Kapazität 2C übertragen wird.
Normalerweise sind komplexere topologische Gegebenheiten die Regel. Für eine Umsetzung des erfinderischen Prinzips wird im Rahmen einer Weiterbildung dieses für die Festlegung von Linkgewichten verwendet. Aus den Linkgewichten wiederum las- sen sich Pfade bestimmen.
Linkgewichte werden im Folgenden durch Optimierung bestimmt. Ziel ist es dabei, die maximale Linkauslastung zu minimieren. Dabei wird die Optimierung dergestalt durchgeführt, dass bei einer Fehlerbehebung auf IP-Ebene die für Fehlerbehebung auf unteren Ebenen bereitgestellte, im Normalbetrieb ungenutzte Kapazität verwendet wird. Konkret heißt das in dem anhand von Fig. 1 und Fig.3 beschriebenen Fall, dass bei einem Knotenfehler die doppelte Kapazität auf den verwendeten Links (d.h. den durch die Knotenfehler nicht betroffenen Links) zur Verfügung steht.
Der wichtigste Anwendungsfall ist der Schutz bei Knotenausfällen auf IP-Ebene und der Schutz bei Link-Ausfällen auf einer unteren Ebene. Dass dies unter normalen Umständen bei einer Minimierung zu einem kleineren Wert der maximalen Linkauslastung führt, ist leicht zu sehen. Denn herkömmlich wird in den meisten Fällen bei einem Knotenfehler das Maximum der Linkauslastung erreicht. Das ist intuitiv daraus verständlich, dass bei einem Knotenfehler alle zu dem Knoten hin bzw. abführenden Links nicht verwendet werden können, d.h. der Verkehr auf einen im Vergleich zum Normalzustand und zu einem einzelnen Linkausfall geringere Anzahl von im Störungsfall verwendbaren Links verteilt werden muss. Folglich hat man in diesem Fall auch unter normalen Umständen die höchste Linkauslastung. Bei Verwendung der für den Mechanismus auf unterer Ebene bereitgehaltenen Backup-Kapazität erhöht (im obigen Fall verdoppelt) sich die im Knotenausfall zur Verfügung stehende Kapazität auf den Links. Das berechnete Minimum der maximalen Linkauslastung ist folglich kleiner. Aufgrund der berechneten Linkgewichte können Pfade und deren verwendbare Kapazität berechnet werden. Insgesamt ergibt sich dadurch eine bessere Auslastbarkeit des Netzes, d.h. mehr Verkehr kann durch das Netz transportiert werden, wobei für die Ausfallszenarien mehr Bandbreite zur Verfügung steht.
Eine Berechnung von Linkgewichten k(l), I e L (Menge der Links) wird unten skizziert.
Es sei p(l,s) die Auslastung oder Nutzung des Links 1 im Falle des Szenarios s. L sei die Menge der Links. Die Menge der Szenarien S setzte sich zusammen aus der Menge der Linkausfälle S (L) , der Knoten- oder Routerausfälle S (R) und dem Normalbetrieb S(O).
Das Maximum pmax (K) der Linkauslastung hängt von der Menge K der Linkgewichte k(l) ab
pmax (K) = max (p(l,s,K)), I e L, s e S,
wobei p(l,s,K) die Auslastung des Links 1 im Szenario s ist.
Es sei angenommen, dass wie im obigen Beispiel die Hälfte der Kapazität für den Sicherungsmechanismus auf der unteren Ebene freigehalten wird. Die im Normalbetrieb zur Verfügung ste- hende Kapazität sei C. Sei v(i,j) der vom Knoten i zum Knoten j zu transportierende Verkehr (Verkehrsmatrix) . Dann lassen sich die p(l,s,K) in Abhängigkeit der Verkehrsmatrix und der Größen u(i,j,l,s,K) (Anteil des Verkehrsstroms v(i,j), der bei Szenario s über Link 1 geleitet wird) darstellen.
Für s e S(L) U S(O), d.h. Für Ausfälle einzelner Links und den Normalbetrieb gilt
p(l,s,K) = Y v(i,j) * u(i,j,l,s,K) / C, Summe über i,j.
Dagegen kann bei Knotenausfällen die doppelte Kapazität genutzt werden, d.h. für s e S(R)
p(l,s,K) = Y1 v(i,j) * u(i,j,l,s,K) / 2C, Summe über i,j.
D.h. der über einen nach Ausfall eines Knotens r (Szenario s (r) ) noch verfügbaren Link 1 geleitete Anteil des ursprünglichen Verkehrs zwischen den Knoten I und j, d.h. u (i, j , 1, s (r) , K) , kann doppelt so groß werden wie herkömmlich. In der Regel findet dadurch eine Erniedrigung von pmax (K) statt. Das Kriterium für die Berechung der Linkgewichte k(l) bzw. K ist dann die Minimierung des Maximums pmax der Linkauslastung.
Die Linkgewichte K werden nun durch die Suche nach dem Minimum von pmax (K) bestimmt. Es können z.B. iterative Verfahren verwendet werden, bei denen K schrittweise in Richtung geringerer pmax (K) variiert wird. Dabei kann z.B. auch ein lokales Minimum von pmax (K) gesucht werden (simuliertes Tempern) oder bei dem Unterschreiten eines Schwellenwertes für pmax (K) abgebrochen und der Wert für K verwendet werden. Derartige Verfahren sind bekannt und werden hier nicht weiter beschrieben.
Die Bestimmung der Linkgewichte führt zu Linkgewichten, die einen Transport von mehr Verkehr im Netz erlauben. Auf Grundlage dieser Linkgewichte können dann Pfade (z.B. durch Dij kstra-Algorithmus) berechnet werden.
Abschließend sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf beliebige Netzstrukturen anwendbar ist und keineswegs auf Ringtopologien beschränkt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verkehrsumverteilung für ein ausfallgesichertes Routen in einem mit Links und Knoten gebildeten IP- Netz, wobei das Netz einen ersten Fehlerkorrekturmechanismus auf der IP-Schicht und einen zweiten, unterhalb der IP- Schicht liegenden Fehlerkorrekturmechanismus umfasst, bei dem
- Störungszenarien berücksichtigt werden,
- im Normalbetrieb Bandbreite für eine Störungskorrektur mit- tels des zweiten Fehlerkorrekturmechanismus zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- für wenigstens ein Störungszenario, bei welchem mittels des ersten Fehlerkorrekturmechanismus eine Störungskorrektur durch Verkehrsumverteilung stattfindet, für eine Störungskorrektur mittels des zweiten Fehlerkorrekturmechanismus zur Verfügung gestellte Bandbreite zum Routen von Verkehr verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass berücksichtigte Störungszenarien durch den Ausfall wenigstens eines Knotens oder eines Links gegeben sind.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- bei Störungszenarien mit Ausfall wenigstens eines Knotens der erste Fehlerkorrekturmechanismus verwendet wird, und
- bei Störungszenarien bei denen nur ein oder mehrere Links betroffen sind, der zweite Fehlerkorrekturmechanismus verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Ausfall eines oder mehrerer Links nicht im Rahmen des ersten Fehlerkorrekturmechanismus berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die berücksichtigten Ausfallszenarien gegeben sind durch die Szenarien mit Ausfall eines Knotens oder eines Links.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- im Rahmen des zweiten Fehlerkorrekturmechanismus auf der SDH/SONET-Schicht Verkehr umgeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umleitung über durch wenigstens einen SDH/SONET-Ring bereitgestellte Ersatzbandbreite erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- in dem Netz MPLS-Pfade festgelegt sind, und
- im Zuge des ersten Fehlermechanismus Verkehr über zumindest einen Pfad umgeleitet wird, welcher einen Ersatzpfad für zumindest einen Teil eines MPLS-Pfads darstellt.
9. Verfahren zur Optimierung von Linkgewichten für ein durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausfallgesi- chertes Routen in einem mit Links und Knoten gebildeten IP- Netz, wobei das Netz einen ersten Fehlerkorrekturmechanismus auf der IP-Schicht und einen zweiten, unterhalb der IP- Schicht liegenden Fehlerkorrekturmechanismus umfasst, bei dem
- Störungszenarien berücksichtigt werden, - im Normalbetrieb Bandbreite für eine mittels des zweiten
Fehlerkorrekturmechanismus durchzuführende Störungskorrektur im Rahmen wenigstens eines der berücksichtigten Störungszenarien zur Verfügung gestellt wird,
- die Linkgewichte optimiert werden mit der Maßgabe, die ma- ximale Verkehrsauslastung der Links des Netzes für den ungestörten Betrieb und die Fehlerszenarien zu beschränken, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Optimierung nach der Maßgabe durchgeführt wird, dass für wenigstens ein Störungszenario, bei welchem mittels des ersten Fehlerkorrekturmechanismus eine Störungskorrektur durch Verkehrsumverteilung stattfindet, für eine Störungskorrektur mittels des zweiten Fehlerkorrekturmechanismus zur Verfügung gestellte Bandbreite zum Routen von Verkehr verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Verkehrsauslastung der Links des Netzes für den ungestörten Betrieb und die Fehlerszenarien beschränkt wird, indem die maximale Verkehrsauslastung minimiert oder bei Unterschreiten eines Schwellenwertes die Optimierung beendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Einstellung der Linkgewichte für die Links des Netzes erfolgt, indem die optimierten Linkgewichte den Links des Netzes zugewiesen werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
- die optimierten Linkgewichte für die Bestimmung von Pfaden verwendet werden.
13. Vorrichtung mit Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine zentrale Vorrichtung des Netzes zur Vornahme von Netzeinstellungen ist.
PCT/EP2007/060241 2006-09-27 2007-09-27 Optimierte verkehrsumleitung in fehlerfällen für ip-netze mit zusätzlichem fehlerkorrekturmechanismus auf einer unteren schicht WO2008037756A1 (de)

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Country Status (2)

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DE (1) DE102006045713A1 (de)
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020156914A1 (en) * 2000-05-31 2002-10-24 Lo Waichi C. Controller for managing bandwidth in a communications network
US20020172149A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Hiroshi Kinoshita Method and apparatus for protection path setup

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2225683C (en) * 1997-12-22 2002-04-09 Northern Telecom Limited Multi-layered architectures for communications networks
US7167443B1 (en) * 1999-09-10 2007-01-23 Alcatel System and method for packet level restoration of IP traffic using overhead signaling in a fiber optic ring network
CN100440843C (zh) * 2004-05-12 2008-12-03 华为技术有限公司 一种环网及其业务实现方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020156914A1 (en) * 2000-05-31 2002-10-24 Lo Waichi C. Controller for managing bandwidth in a communications network
US20020172149A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Hiroshi Kinoshita Method and apparatus for protection path setup

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERNARD FORTZ ET AL: "Robust optimization of OSPF/IS-IS weights", INTERNET CITATION, 2003, XP007901238, Retrieved from the Internet <URL:http://www.poms.ucl.ac.be/staff/bf/en/inoc.pdf> [retrieved on 20061023] *
MENTH M: "Efficient admission control and routing for resilient communication networks", DISSERTATION, XX, XX, 18 May 2004 (2004-05-18), pages 1,2,145 - 192, XP002404019 *
PAPNEJA ISOCORE S PORETSKY REEF POINT TAKUMI KIMURA NTT SIL JERRY PERSER VERIWAVE R: "Benchmarking Terminology for Protection Performance; draft-poretsky-protection-term-02.txt", IETF STANDARD-WORKING-DRAFT, INTERNET ENGINEERING TASK FORCE, IETF, CH, no. 2, June 2006 (2006-06-01), XP015045403, ISSN: 0000-0004 *
PAPNEJA ISOCORE S VAPIWALA J KARTHIK CISCO SYSTEMS S PORETSKY REEF POINT S RAO QWEST COMMUNICATIONS JEAN-LOUIS LE ROUX FRANCE TELE: "Methodology for benchmarking MPLS Protection mechanisms; draft-papneja-mpls-protection-meth-merge-00.txt", IETF STANDARD-WORKING-DRAFT, INTERNET ENGINEERING TASK FORCE, IETF, CH, 21 June 2006 (2006-06-21), XP015045235, ISSN: 0000-0004 *
ZUBAIR AHMAD EQUANT E OKI NTT LEI WANG TELENOR JAIME MILES LEVEL 3 COMMUNICATIONS: "Multi-TEchnology Recovery (MTER) Problem Statement; draft-ahmad-mter-problem-statement-00.txt", IETF STANDARD-WORKING-DRAFT, INTERNET ENGINEERING TASK FORCE, IETF, CH, March 2006 (2006-03-01), XP015043246, ISSN: 0000-0004 *

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