WO2009013201A1 - Verfahren, netzwerke und netzknoten zur auswahl einer route - Google Patents

Verfahren, netzwerke und netzknoten zur auswahl einer route Download PDF

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WO2009013201A1
WO2009013201A1 PCT/EP2008/059297 EP2008059297W WO2009013201A1 WO 2009013201 A1 WO2009013201 A1 WO 2009013201A1 EP 2008059297 W EP2008059297 W EP 2008059297W WO 2009013201 A1 WO2009013201 A1 WO 2009013201A1
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request message
network
route
node
message
Prior art date
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PCT/EP2008/059297
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Ziller
Parag Sudhir Mogre
Matthias Hollick
Christian SCHWINGENSCHLÖGL
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/28—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update for reactive routing
    • 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
    • H04L45/123—Evaluation of link metrics
    • 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
    • H04L45/20—Hop count for routing purposes, e.g. TTL
    • 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
    • H04L45/302—Route determination based on requested QoS

Definitions

  • the invention is in the field of network technology and relates to methods, networks and network nodes for setting up a distance to a reference route correlated route in a network.
  • Networks allow a transmission of messages between data interconnected network nodes.
  • data transmission methods in which a logical route for message transmission between a start and destination node of the network is established dynamically. In this case, it is possible to set up a route in such a way that specific service characteristics are fulfilled, for which purpose redundant replacement or parallel routes are often also set up.
  • the problem may arise that local interferences (disturbances) in the radio distance of individual network nodes affect the service good of all routes that run through the disturbed area. This can result in reduced reliability and longer response times in the event of a fault if, in addition to an active route, this also compromises their replacement route.
  • FIGS. 3 to 5 in which wireless multi-hop networks with redundant parallel routes are illustrated.
  • the network nodes as circles and in each case two adjacent network nodes data-technically interconnecting (point-to-point) data links as Li shown.
  • Data links belonging to a route (end-to-end connection) are shown as thickened lines.
  • FIG. 3 shows in two different representations a same network, each having two parallel routes between a start node Q and a destination node Z.
  • Intermediate nodes are designated Ni Ni 2 .
  • a first route I containing the network nodes Q, Ni, N 2 , N 3 , N 4 and Z in this sequence and a parallel thereto, the network nodes Q, N 5 , N ⁇ , N 7 and Z set up in this order, set up second route II.
  • the two routes have a small distance from one another, ie they have a relatively large distance correlation, so that local disturbances caused by a network node in one of the two routes always also have an effect on the other route.
  • route I and a third route III parallel thereto and containing the network nodes Q, Ng, Ni 0 , Nu, N i2 and Z in this order are set up. These two routes are far apart, ie they have a relatively low distance correlation, so that local disturbances of one network node only affect the other route close to the source and destination nodes.
  • FIGS. 4 and 5 explain the effects of a local disturbance by a network node in different networks.
  • FIG. 4 shows a wireless network with network node Ni N 8 .
  • network node Ni N 8 In the network two parallel routes I, II are established, with a first
  • Route I the network nodes Ni, N 2 and N 3 in this order and a second route II comprises the network nodes N 6 , N 7 and N 8 in this order.
  • Route II is intended as a replacement or backup route for the failure of the active route I. Only sections of the two routes are shown here, in particular start and destination nodes not being shown.
  • the network node N 4 does not belong to either of the two routes. As illustrated by an arrow in FIG. 4, the network node N 4 sends data to the network node
  • N 5 which also belongs to neither of the two routes. If a local disturbance of the network node N 4 occurs, which leads to the fact that in the communication between the network node N 4 and the network node N 5 all available available bandwidth is claimed, this has the consequence that neither to Netzkno ⁇ th N 4 immediately adjacent network node N 2 , which belongs to the route I, nor the network node N 7 , which belongs to the route II, bandwidth for data transmission is available.
  • the network node N 2 of route I and the network node N 7 of route II are separated only by the intermediate network node N 4 , or two network node hops (network node jump), or two data links.
  • a data transmission is impaired by a local disturbance of the network node N 4 m in both routes, so that no data transmission is possible either via Route I or via its backup route.
  • the region of the local disturbance is indicated by a dashed circle around the network node N 4 .
  • Fig. 5 is a wireless network with network node Ni. N 9 , wherein a first route I with the network nodes Ni, N 2 and N 3 in this order and a second route II parallel thereto with the network nodes N 8 , N 7 and N 9 are set up in this order.
  • Route II is intended as a backup route in case of failure of the active route I.
  • the three serially linked network nodes N 4 , N 5 , and N 6 Do not listen to either of the two routes and separate the two routes, so that the two routes I, II are separated by more than 3 network node hops (here four data links).
  • the network node N 4 sends data to the network node N 5 , causing a local disturbance of the network node N 4 , which results in communication between the network node N 4 and the network node N 5 all available bandwidth is claimed. Since the local disturbance of the network node N 4 only affects the network node N 2 immediately adjacent to the network node N 4 , to which route I belongs, only route I is impaired by a local disturbance of the network node N 4 . Route II, which is removed more than 3 hops from Route I will not adversely impressed ⁇ by a local disturbance of the node N 4 and can as a backup route traffic Unhold ⁇ men.
  • the routes are optimized with regard to nodule uncertainty.
  • redundant routes can also have common network nodes, with problems due to local interference and failed intermediate nodes affecting all established routes.
  • node-disjoint routes may also contain network nodes that are within radio range of network nodes one each other route. This means that problems with local interferences with network nodes on one route can also affect network nodes of another route. A locally occurring disturbance can thus reconcile several routes. If there are not multiple node-disjoint routes between a starting node and a destination node, these methods can not build multiple non-node-disjoint routes as alternatives.
  • node-disjoint routes can also contain network nodes which are within radio range of network nodes of a different route. This means that problems caused by local interference in network nodes on one route can also affect network nodes of other routes. A locally occurring interference can thus ne ⁇ gativ affect multiple routes.
  • Aura Ganz, Qi Xue's “Ad Hoc QoS on-demand Routing (AQOR) in Mobile Ad-Hoc Networks” in Journal of Parallel and Distinct Computing, Volume 63, pages 154-165, 2003 describes a routing method in which The quality of the routes found is taken into account and the final route is selected according to their quality.Other routing methods, several routes are built between the source and destination nodes, as described in Zhenngiang Ye, S ⁇ kanth V. K ⁇ shnamurthy, Satish K.
  • T ⁇ pathi A Framework for reliable routing into mobile ad-hoc networks "in IEEE INFOCOMM 2003, a routing method in which the established routes are compellingly node-disjoint, and in Stephen Mueller, Dipak Ghosal," Analysis of a distributed Algorithm to de- mote multiple Routes with Path Diversity in Ad-Hoc Networks "in Modeling and Optimization in Mobile, Ad-hoc and Wireless Networks, pages 277-285, April 2005 described, in which the built routes can be node-disjoint.
  • the object of the present invention is to provide a method for setting up a route in a connection-oriented packet-switched network, which makes it possible to construct a route such that impairment of redundant routes can be avoided by a local disturbance of a network node ,
  • a connection in a network is uniquely determined by:
  • Parallel route All routes that exist for a connection between a same source node and a same destination node are parallel routes. The totality of all parallel routes are parallel routes. A route that is parallel to another route can be called a parallel route. Equivalent terms to parallel route are alternative route, substitute route and backup route. A parallel route is identified by a 4-tuple of the respective identifiers for start node, destination node, service class, and route number.
  • the correlation (correlation factor) between two routes is a measure that relates to the distance between the two routes or describes the distance between two routes. Correlation is understood to mean a distance correlation between routes.
  • the distance between two routes results from the distance of each individual network node of a route to each other network node of the other route.
  • the distance between two network nodes is the number of intermediate nodes on a shortest path between the two network nodes.
  • aggregation is meant the application of an aggregation function (valuation function) which combines one or more qualitative numerical or non-numerical quality characteristics, the respective quality characteristics being weighted according to their importance.
  • evaluation function evaluation function
  • the evaluation function returns a score as the result.
  • a quality attribute (service attribute) of a route is a route property by means of which the good of a route can be assessed.
  • quality characteristics are the correlation of the route to another route, expressed by a measure (correlation factor) or the maximum bandwidth available on that route.
  • local interference As local interference a perturbation in a REMtra ⁇ supply is considered in a wired or wireless network, to the the interfering node affects only the transmission within the 3-hop neighborhood. This may be a network node, for example, the much channel capacity bean ⁇ sprucht due to its transmission behavior that neighboring nodes are not able to smoothly send your own or receive data. Depending on the characteristics of the local interference, their effects may be limited to smaller nodal distances. Also, in this context, the failure of a
  • Network node regarded as local interference, which affects only the transmission of those routes that go through the failed network node.
  • the network nodes can be wired or wirelessly connected to one another in terms of data technology.
  • the network nodes are wirelessly connected to each other in terms of data technology.
  • the route to be established is intended to connect a start node to one another by means of at least one intermediate node with a destination node (end-to-end connection).
  • a route connecting the starting node and the destination node in terms of data technology which is referred to here and below as the "reference route”.
  • the new route should be built distance-correlated to this reference route.
  • test routes first of all a plurality of test routes, each of which connects the start and destination nodes to one another via at least one intermediate node, are determined with the respectively associated service feature features.
  • test routes here temporary network paths between the start and destination nodes are considered, which come to the device as a route in the network into consideration.
  • a correlation parameter which describes a distance correlation to the reference route existing in the network is calculated as a service feature for each test route.
  • an evaluation function for weighted evaluation of service attribute features is applied to at least one service feature of the determined test routes, wherein at least the calculated correlation parameter is included as a service item in the function argument, whereby for each
  • Test route is received an evaluation result.
  • the correlation parameter here preferably has a maximum weighting within the evaluation function.
  • a test route is then selected from the plurality of test routes according to a selection rule for the evaluation results of the test procedure. Routes selected and the selected test route set up as a route in the network, which can be done by a response or confirmation message.
  • the selection rule selects a test route such that the selected test route has a distance of more than 3 network node hops to the reference route (i.e., there are always at least four data links between the network nodes of the two routes).
  • the selection rule allows a request message to be selected in particular such that the network path traveled by the request message has the greatest possible distance from the reference route.
  • the inventive first method may be implemented by a corresponding network protocol in a central Netztechnik Kunststoffein ⁇ direction or distributed in the network nodes.
  • a first distance correlated to Re ference ⁇ route route can be built up, wherein the established route can in particular have a distance of more than 3 network node hops to the reference route.
  • a second subject of the invention relates to a network of network nodes connected by data technology, in which a network protocol is implemented in the network nodes, such that the network nodes can execute a method according to the first subject of the invention.
  • the third subject matter of the invention relates to a network node of a network of data network interconnected network nodes in which a network protocol is implemented. is such that the network node can perform a method according to the first subject of the invention.
  • a second method for setting up a distance-correlated route in a packet-switched network (multi-hop network) from network nodes interconnected by data technology is shown.
  • the network nodes may be wired or wirelessly interconnected.
  • the network nodes are wirelessly connected to each other.
  • the route to be set up is intended to connect a start node to one another by means of a data link via at least one intermediate node with a destination node.
  • a reference route connecting the start and the destination node in terms of data technology, to which the new route is to be established in a distance-correlated manner is already exists.
  • the start node first generates a request message (RREQ) as a routing message, which is sent to the destination node in the broadcast method.
  • the request message contains at least one service feature for describing the service good of the network path traveled by the request message, wherein the service feature feature includes at least one correlation identifier describing a distance correlation of the network path traveled by the request message to the reference route in the network.
  • the request message (RREQ) is stored in a request message buffer of the intermediate node.
  • the service attribute features for the network path traveled by the request message are supplemented, i. H.
  • the service characteristics affecting the network path included, including this network node are redetermined and added to the request message, in particular the correlation parameter being updated.
  • An evaluation is subsequently function to the weighted vote of service Good features to at least one service good feature of the data stored in thestreamnachrich ⁇ tenpuffer Eat request messages used in each intermediate node, wherein in any case is included as Divgu ⁇ temerkmal in the function argument, the correlation characteristic variable, thereby obtaining a first evaluation result of JE de request message becomes.
  • a request message is selected from the request messages stored in the request message buffer memory according to a first selection rule for the first evaluation results, and the selected request message with the supplemented service feature features is forwarded to adjacent network nodes in the broadcast method.
  • a request message is selected by the first selection rule such that the network path traveled by the request message always has a distance of more than 3 network node hops (ie at least four data links) to the reference route.
  • the first selection rule makes it possible, in particular, to select a query axis such that the query from The network path traveled by the request message has the greatest possible distance to the reference route.
  • the destination node If the destination node first receives a request message relayed by the intermediate nodes, it stores the request message and starts a second timer with a presettable second expiration time (T 2 ). During the second expiration time received request messages are in
  • the destination node's request message buffer is stored.
  • the service attribute features for the query messages stored in the request message buffer memory are stored for each of the request messages
  • Network paths added d. H.
  • the service-item features relating to the covered network path, including the destination node are redetermined and added to the request message, in particular the correlation parameter being updated.
  • the evaluation function is applied to at least one service attribute of the request messages stored in the request message buffer of the destination node, in any case including the correlation characteristic as a service feature in the function argument, whereby a second evaluation result is obtained for each request message.
  • the correlation parameter has a maximum weight within the evaluation function.
  • the destination node selects a request message according to a second selection rule for the second evaluation results among the inquiry messages stored in the request message buffer.
  • a request message is selected by the second selection rule such that the network path traveled by the request message always has a distance of more than 3 network node hops to the reference route.
  • the second selection rule allows a request message to be selected in particular such that the network path traveled by the request message has the greatest possible distance from the reference route.
  • the destination node then generates as a routing message a response message (RREP) containing at least the distance correlation to the reference route as a service feature feature, which is sent backwards at least partially to the start node via the network path forwarded by the selected request message, thereby confirming the network path as a route and to set up (build) in the network.
  • RREP response message
  • the second method according to the invention makes it possible to set up a distance-correlated route, wherein the probability that a local disturbance of a network node also has an effect on message transmission in the reference route and in the route established in a distance-correlated manner can be minimized ,
  • the second method can be realized in a technically simple manner and enables a reliable and secure establishment of a route between the start and destination nodes which is distance-correlated to the reference route.
  • an intermediate node receiving a request message is valid:
  • the intermediate node Upon receipt of a request message (RREQ) for the first time, the intermediate node starts a third timer with a pre-settable third expiration time (T 3 ), starting time and duration the third expiration time are selected so that the third expiration time expires after the first expiration time.
  • RREQ request message
  • Query neighbors received during the expiration of the third expiration time are stored in the request message buffer of the intermediate node.
  • its service attribute features are determined in consideration of this network node, and the service attribute features of the request are supplemented accordingly.
  • the evaluation function for the weighted vote of service Good features to at least one service good feature of the knot during the course of the third elapsed time applied vomit ⁇ cherten request messages in the request message buffer memory of the intermediate is at least the calculated correlation characteristic variable in the function argument is contained ⁇ th, whereby for each such request message a first evaluation result is obtained.
  • the intermediate node Upon receiving a response message, the intermediate node checks whether a request message stored in the request message buffer memory of the intermediate node after the first expiration time and during the third expiration time according to the first selection rule has a better evaluation result than the request message forwarded after the first expiration time has elapsed.
  • the response message is forwarded in the reverse direction along the network path traveled by the request message selected by the destination node.
  • the reply message is forwarded backward along the network path traveled by the request message better evaluated by the intermediate node.
  • a signal received from a gift Zvi ⁇ sheets response message is only forwarded tet, if the third elapse time has not yet elapsed, whereby a total duration for the route setup can be limited.
  • a fifth subject matter of the invention relates to a network of network nodes connected by data technology, in which a network protocol is implemented in the network node, so that the network nodes can execute a second method according to the fourth subject of the invention.
  • a sixth aspect of the invention relates to a network node of a network of network nodes interconnected by data, in which a network protocol is implemented, so that the network node can execute a second method according to the fourth subject of the invention.
  • a seventh aspect of the invention a third method for establishing a distance-correlated route in a packet-switched network (multi-hop network) from network nodes interconnected by data technology is shown.
  • the network nodes may be wired or wirelessly interconnected.
  • the network nodes are wirelessly connected to each other.
  • the route to be set up is intended to connect a start node to one another by means of a data link via at least one intermediate node with a destination node.
  • a reference route connecting the start and the destination node in terms of data technology, to which the new route is to be established in a distance-correlated manner is already exists.
  • the start node first generates a request message (RREQ) as a routing message which is sent to the destination node in the broadcast method.
  • RREQ request message
  • a service good characteristic for describing the Divgu ⁇ te of the route at least is included, as a service Good feature
  • a correlation characteristic variable is at least describing a distance-correlation of the distance traveled by the request message the network path to the reference route in the network.
  • an intermediate node If an intermediate node first receives a request message, the request message is stored in a request message buffer of the intermediate node. At the same time, a first timer with a presettable first expiration time (T 1 ) and a third timer with a presettable third expiration time (T 3 ) are started, wherein during the first expiration time and during the third expiration time of Network node received query messages are stored in the request message buffer memory.
  • the service attribute features for the network path traveled by the request message are supplemented for the request messages stored in the request message buffer, that is, the network address.
  • the service attribute features relating to the covered network path, including this network node are redetermined and added to the request message, in particular the correlation characteristic is updated.
  • a scoring ⁇ function to the weighted vote of service Good features to at least one service good feature of the data stored in thestreamnachrich ⁇ tenpuffer Eat request messages, is applied afterwards in each intermediate node, wherein at least the correlation characteristic variable is included as Divgu ⁇ temerkmal in the function argument to obtain a first score for each ⁇ de request message becomes.
  • a request message is selected from the request messages stored in the request message buffer memory according to a first selection rule for the first evaluation results and the selected one
  • a request message is selected by the first selection rule such that the network path traveled by the request message always has a distance of more than 3 network node hops (ie at least four data links) to the reference route.
  • a request message can in particular also be selected such that the network path traveled by the request message has as large a distance as possible from the reference route.
  • the destination node receiving the request message is:
  • the destination node If the destination node first receives a request message forwarded by the intermediate nodes, it stores the request message and starts a second timer with a presettable second expiry time (T 2 ). Request messages received during the second expiration time are stored in the request message buffer of the destination node.
  • the service attribute features for the network path traveled by the request message are supplemented for the request messages stored in the request message buffer memory, i. H.
  • the service-item features relating to the covered network path, including the destination node are redetermined and added to the request message, in particular the correlation parameter being updated.
  • the evaluation function is set to at least one
  • the correlation characteristic is included as a feature feature in the function argument, which for each request Nachacht a second evaluation result is obtained.
  • the correlation parameter has a maximum weight within the evaluation function.
  • the destination node selects a plurality of request messages according to a second selection rule for the second evaluation results among the request messages stored in the request message buffer.
  • request messages are selected so that the requests made by the requestor ten network paths always have a distance of more than 3 node hops to the reference route.
  • the request message can be selected by the second selection rule in such a way that the traversed network paths of the selected request messages, starting with that
  • Network path which has a maximum distance to the reference route, have a successively decreasing distance to the reference route.
  • the destination node then generates as a routing message a response message (RREP) containing at least the distance correlation to the reference route as a service feature feature, which is sent backwards at least partially to the start node via the network paths traveled by the selected request messages in the forward direction.
  • RREP response message
  • the intermediate node Upon receiving a response message, the intermediate node checks whether a request message stored in the request message buffer memory of the intermediate node after the first expiration time and during the third expiration time has a better evaluation result than the request message forwarded after expiration of the first expiration time.
  • the reply message is forwarded in the reverse direction along the network path traveled by the request message selected by the destination node.
  • the reply message forwarded backward along the network path traveled by the request message better evaluated by the intermediate node.
  • the start node Upon receipt of a response message for the first time, the start node stores the response message in a response message buffer and starts a fourth timer with a presettable fourth expiration time (T 4 ).
  • Response messages received during the fourth expiration time are stored in the response message buffer.
  • the service attribute features for the network paths traveled by the reply messages are supplemented, i. H. for each request message, the service attribute features relating to the covered network path, including the start node, are redetermined and added to the response message, in particular the correlation parameter being updated.
  • the score function is applied to at least one service attribute of the response messages stored in the response message buffer of the start node, whereby a third score is obtained for each network path traveled by a reply message.
  • a response message is selected from the response messages stored in the response message buffer of the start node according to a third selection rule for the evaluation results.
  • the third selection rule selects a response message such that the network path traveled by the response message always has a distance of more than 3 network node hops from the reference route.
  • the response message can also be selected such that the covered network path of the selected response message has a maximum distance from the reference route.
  • the selected network path is set up (established) by a data packet sent from the start node to the destination node, which data packet is sent to the destination node in the forward direction via the network path traveled through the selected response message.
  • the start node can to this
  • RCFM Route Confirmation
  • the route can also be confirmed by a first payload data packet (which is different from a routing message sent in the context of the network protocol). This is useful ⁇ fully, as a payload data packet may be lost Bestatistsnachricht overhauls ⁇ len or Bestat Trentsnachricht.
  • the third method according to the invention makes it possible to set up a distance-correlated route, whereby the probability that a local disturbance of a network node also has an effect on message transmission in the reference route and in the route established in a distance-correlated manner can be minimized ,
  • the third method can be realized in a technically simple manner and enables a reliable and secure establishment of a distance-to-reference route between the start and destination nodes.
  • the third method advantageously makes it possible for a plurality of network paths, which were already selected in the forward direction from the start to the destination node with regard to the desired quality features, to take into account that an intermediate node after expiration of the first expiration time and during the expiration of the second expiration time , has received a better rated request message, so that the route to be established can also be further improved in terms of the desired quality feature, in particular the distance correlation to the reference route, even from the destination node to the starting node.
  • a response message received from an intermediate node is forwarded only if the third transmission time has not yet expired, whereby a total duration for route setup can be limited.
  • Em eighth object of the invention relates to a network of data technically interconnected network nodes in which a network protocol is implemented in the network nodes, so that the network nodes can run a third method according to the seventh subject of the invention.
  • Ninth subject of the invention relates to a Netzkno ⁇ th a network of data technically interconnected network node, in which a network protocol is implemented, so that the network node can run a third method according to the seventh subject of the invention.
  • a route parallel to the reference route is established, so that redundant routes for message transmission can be established with distance correlation, whereby the probability that, in the event of a local disturbance of a network node, both an active one for Nach ⁇ ch- Route as well as their replacement route is impaired, can be minimized.
  • each network node exchanges route information messages with other network nodes, wherein data is contained in each route information message, which describe whether a network node transmitting the route information message is part of the reference route.
  • data is described which advantageously describes whether a network node of adjacent network nodes transmitting to the route information message is part of the reference route, wherein in each route information message data may preferably be contained which describe whether a message is being sent to the route information message Network node within a 1-hop, 2-hop or 3-hop neighborhood of adjacent network nodes is part of the reference route.
  • Fig. 1 illustrates a schematic representation of an embodiment of the invention
  • FIG. 2 illustrates in a further schematic representation of the exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates in a first schematic representation a network with two highly correlated parallel routes and in a second schematic representation a network with two low-correlated parallel routes;
  • FIG. 4 is a diagrammatic representation of a network having two highly correlated parallel routes that are affected by local interference of a network node
  • FIG. Fig. 5 is a schematic representation of a network with two low correlated parallel routes, of which only one route is affected by local interference of a network node.
  • FIGS. 3 to 5 have already been explained in detail in the introduction to the description, so that a further description is unnecessary here.
  • FIGS. 1 and 2 show a wireless, meshed connection-oriented packet-switched network (multi-hop network).
  • Network with a plurality of point-to-point data links data interconnected network nodes, each indicated by indexed letters are shown.
  • the network nodes are each provided with processing devices suitable for data processing, and with transmitting and receiving devices for transmitting or receiving data packets.
  • a decentralized network protocol implemented in the network node serves to execute an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • a connection request request for a route from a start node Q to a destination node Z
  • a sequence of process steps for setting up the route in the network is started, which here in its entirety designates the term "route discovery" become.
  • a same route discovery is uniquely identifiable by the addresses of start and destination nodes, a service class, and a route number.
  • the route to be established by means of the method according to the invention is intended to provide a distance of more than 3 network node hops an already existing in the network route (reference route), here, for example, a parallel route, have. It is assumed that such a parallel route already exists in the network. It may, for example, have been constructed by an earlier route discovery of the method according to the invention.
  • RREQ route request
  • FIG. 1 This is left-hand representation in FIG. 1, in which the start node Q and the next neighbors Ei. E k of the start node Q are shown, based on Pfeiffer ⁇ len which Sieren sending the request message RREQ symbolized schematically illustrated.
  • the message format of the request message RREQ is here at ⁇ play, as follows:
  • Qualified queue length 16 bits Minimum reserved bandwidth 8 bits Minimum free bandwidth 8 bits Long of the route 8 bits
  • an identifier for the message type in the present case, "request "), an identifier of the starting node, an identifier of the destination node, an identifier of the desired service class, a route number for identifying the route to be established, and a route request number for identifying the request message RREQ.
  • various pieces of service information are included for describing characteristics of the network path traveled by the request message, including, in particular, a correlation factor (correlation parameter) indicating the distance correlation of the route to be established to the parallel route already existing in the network.
  • Other service item information is a qualified queue queue, a minimum bandwidth reserved for data transmission on the route, minimum free bandwidth, and the length of the route.
  • an intermediate node of the network When an intermediate node of the network first receives a request message RREQ of a same route discovery, it stores the request message RREQ m to a request message buffer (Route Request Buffer) and starts a first timer with a presettable first lease time T 1 and a third timer a pre-settable third delivery time T 3 . Start time and length of the two delivery times are selected so that the third expiry time T 3 expires only after the first expiration time T 1 .
  • a request message buffer Rastere Request Buffer
  • a request message is selected by the intermediate node from all request messages RREQ stored in the request message buffer memory during the expiration of the first expiration time Ti. A selection is made on the basis of the quality characteristics of the quality characteristics stored as service product information in the request messages RREQ. Each intermediate node updates the service goods information of the buffered request messages for this purpose.
  • a Aggregations etc. Evaluation function for each buffered request message RREQ executed, which a weighted evaluation of (aktua ⁇ lished) quality characteristics of the request message RREQ made ⁇ light.
  • the evaluation function outputs a judgment value for each request message RREQ.
  • the correlation factor ie a measure of the distance correlation of the network path traveled by the request message to the parallel route already established in the network, is taken into account.
  • the correlation factor preferably receives the highest weight from the quality features entering the evaluation function (priority).
  • a request message RREQ from the buffered query messages RREQ by the intermediate node is carried out according to a selectable selection rule for the results of the evaluation function, here a query message RREQ is selected, whose traveled network path has a distance of more than 3 node hops to the reference route.
  • a query message RREQ is selected, whose traveled network path has a distance of more than 3 node hops to the reference route.
  • the network node modifies the selected request message RREQ by adapting all routing-relevant information of the network node.
  • the service goods information is thus updated, in particular the correlation factor of the route to be established being adapted to the already existing parallel route, taking into account the network node transmitting the request message RREQ.
  • all network nodes exchange information about routes in the vicinity of a network node by means of route information messages. This is done in such a way that each network node informs all neighboring neighboring nodes by transmitting the route information message , which routes contain it as intermediate nodes and which routes via network nodes in its 1-hop, 2-hop and 3-hop neighborhood walk.
  • an aggregation function an addition can be used.
  • the number of parallel routes is weighted by distance during aggregation. The weighting is increasing from routes in the three-hop neighborhood to routes on the network node.
  • the route information messages relating to the reference route are transmitted, which is a parallel route.
  • the method may also be used to determine and account for the correlation to routes of another connection (not parallel routes).
  • FIG. 1 this is illustrated by the middle figure showing an intermediate node I, which of a plurality of intermediate nodes Fi F m in each case a request message RREQ receiving, the received request message RREQ in the re- quest message buffers buffers, from these a request message RREQ selects , the selected request message RREQ according to its own routing-relevant information modified and this modified request message RREQ to all immediately adjacent network nodes Gi. G n broadcasts.
  • Each network node stores the information from which network node it has received a respective request message RREQ.
  • the destination node Z receives from its neighboring network nodes Hi. H p each have a request message RREQ, which is illustrated in Fig. 1, right figure.
  • RREQ request message
  • the destination node Z starts a second timer with a vorem tone second expiry time T 2.
  • the destination node Z buffers all received request messages RREQ in a request message buffer.
  • a plurality of request messages RREQ are selected by the destination node Z from the request messages RREQ stored in the request message buffer.
  • the selection of a request message RREQ takes place on the basis of the quality characteristics stored in the request messages RREQ as service good information, whereby after the quality features have been updated an evaluation function is used as already in the intermediate nodes.
  • a weighting of the quality characteristics in the evaluation radio tion is preferably carried out in such a way that the correlation factor is assigned a maximum weight among the quality features.
  • the selection of the plurality of query messages RREQ is carried out according to a selection rule for the evaluation results, in which case, for example, query messages are selected whose traveled network path is spaced by a distance of more than 3 network node hops from the reference route.
  • those query messages RREQ with successively increasing correlation to the parallel route, starting with the request message RREQ, which has the smallest correlation to the parallel route can also be selected.
  • a plurality of request messages RREQ a plurality of possible parallel Vorwartsrouten between start and end nodes is selected, in which for example A possible ⁇ lichst high pitch correlation may be realized with the already-established parallel route.
  • RREP "Route Reply”
  • Figure 2 left figure, which schematically shows that the destination node Z sends a plurality of reply messages to the immediately adjacent network nodes Hi..H p .
  • the message format of the response message RREP is here as follows, for example:
  • Each intermediate node which receives a response message RREP sends this reply message in the unicast method to the next network node, from which it has received the forwarded request message RREQ.
  • a prerequisite for forwarding a response message RREP by an intermediate node is that the second expiration time T 2 of the associated route discovery of the intermediate node has not yet expired. If the associated second expiration time T 2 of the zugehori- gen route discovery has already expired, the answer ⁇ message RREP is not processed further.
  • the response message RREP is thus forwarded to the start node Q in the unicast method in the backward direction of the forward routes defined by the selected request axes RREQ.
  • the reply message RREP informs all receiving intermediate nodes and the start node Q of the selected route.
  • Each intermediate node, which receives a response message RREP, can assign it to Route Discovery based on the address of the start node and the route request number.
  • an intermediate node receives a plurality of reply messages RREP forwarded to a plurality of network nodes from which it has received the corresponding request messages RREQ. Since an intermediate node buffers incoming request messages RREQ in the request message buffer memory until the expiration of the third expiration time T 3 , ie even after sending a request message RREQ, the case may occur that a request message RREQ received after expiration of the third expiration time T 3 defines a better evaluated route is. In this case, the intermediate node forwards the reply message RREP to that principal node from which it has received the best (best-evaluated) buffered request message RREQ. The response message is supplemented for this purpose with its own quality features.
  • FIG. 2 middle figure, which shows an intermediate node I which receives a reply message RREP from a plurality of intermediate nodes G 1 .G 3 and sends them to a network node F 1 from which it requests the requests RREQ has received the best route.
  • an intermediate node buffers request messages RREQ in the request cache buffer until the expiration of the third download time T 3 , it is also possible to buffer a request counter RREQ that reaches this network node again on a loop in the network, for example by sending a request subsequent network node in the broadcast method is passed to the network node.
  • a request message RREQ is not recognized as being on a loop, it could possibly be selected to establish a backward route on the arrival of a response message RREP.
  • the start node Q When the start node Q receives the first response message RREP of the route discovery, it starts a fourth timer with a selectable fourth expiration time T 4 . During the expiration of the fourth expiration time T 4 , further incoming reply messages RREP are temporarily stored in a response message buffer memory of the start node Q.
  • the start node Q selects a request message from the request messages RREQ stored in the request message buffer.
  • the selection of a request message RREQ takes place on the basis of the quality characteristics stored as service information in the request messages RREQ, for which purpose a weighting function is used as already in the intermediate nodes and in the destination node.
  • a weighting of the quality features in the evaluation function is preferably carried out in such a way that the correlation factor is assigned a maximum weight among the quality characteristics.
  • the best answer message RREP for example, the one with the lowest correlation to the parallel route already established in the network is selected.
  • the start node Q then generates a confirmation message, which is forwarded to the destination node Z via the forward route belonging to the selected response message RREP, whereby the selected route is confirmed and the route is built.
  • the message format of the confirmation message is here as follows, for example:
  • an intermediate node For each intermediate node, if an intermediate node receives such a confirmation message, it inserts a corresponding entry in its routing table.
  • This one ⁇ contract contains the address of the starting node, the address of the destination node, the service class, the number of the route, the ad ⁇ ress of the Bestat Whilesnachricht transmitting network node (predecessor address) and the address of the next node (successor) address ,
  • the entry of the predecessor address also enables data transmission in the backward direction from destination to start node, so that a bidirectional connection path is established. Data transmission in the direction of the start node is particularly important if the start node is to be informed of a deterioration of the service good.
  • the new route is established in the network.
  • the start node After the Route Discovery, in which a new route in the network has been established distance-correlated to a parallel route already existing in the network, is completed, the start node checks whether at least one further parallel route or redundant route exists in the network. in the In the above exemplary embodiment, it was assumed that a parallel route already exists in the network.
  • a route having in particular a lowest correlation to, for example, a parallel one may be used
  • Route found in the network and set up This implies that a node-disjoint route is found, if any. This also implies that a non-node-disjoint route is found if there is no node-disjoint route.
  • a route can be set up with a large distance, in particular with a distance of more than 3 network node hops, for example with a maximum possible distance to a reference route, which has the advantage that the probability that a local disturbance has an effect on both routes has minimized.
  • each network node of a route is more than three hops away from any network node of the other route, local interference which causes the service good on one route may not affect the service good of the other route.
  • a data transmission takes place exclusively via a route and a deterioration of the service good occurs during the data transmission or if an intermediate node of the active route fails, the data traffic can be handled via a parallel route, which then becomes the active route.
  • a parallel route is established as a spare connection path without hindering the existing data transmission.
  • the earlier route can be broken down by a construction message (Route Destruction) directed from the start node to the destination node.
  • each network node manages a routing table for the bidirectional forwarding of incoming data packets.
  • the routing table assigns an address for the next hop of the data packet to a 4-tuple address of the start node, address of the destination node, service class, and route number.
  • the addresses of source and destination nodes are taken from the corresponding fields of the IP header of the data packet.
  • the service class and the route number are taken from the ToS field of the IP header. For this, the two values must be stored in binary coded form.
  • the assignment of a data packet arriving at an intermediate node to a route is necessary since several routes can go via the same network node and thus there is the possibility that data packets are forwarded via incorrect neighbor nodes.
  • Parallel route which has a lowest correlation to all other established routes.
  • the method according to the invention is also able to find routes if, because of a limited topology of the network, routes can not be found which have the required criteria for a correlation.
  • Service good on one or more other routes can be maintained even if one or more routes, in ⁇ special parallel routes, fail due to local interference or their quality of service deteriorates.
  • the correlation that is to say the distance between two routes, in particular parallel routes
  • the correlation can be calculated decentrally by means of local information exchange between the network nodes and this information can be taken into account for the route setup. This avoids overhead through network-wide information exchange and improves scalability.
  • the network nodes execute an evaluation function which, depending on weighted quality features, can calculate the good of a route, so that it is comparable to the good of another route. Since with this evaluation function the goodness of a route can be taken into account during the route construction, built route allows better service, so that the load can be better distributed to the network.
  • the method according to the invention is able to optimize routes with regard to any quality features for which an algebra is defined in each case. It evaluates locally received query messages and forwards them if necessary, in particular, a multiple forwarding is possible. In this way, it is also possible to set up routes which, although longer than the shortest possible routes, allow better data transmission in terms of their quality characteristics. In this way, routes can be set up which enable greater data throughput and a lower delay compared to conventional methods. In addition, the load situation can be taken into account when setting up the route. Also, in the process of this invention can be prepared by a plausibility check of the quality characteristics of the mitgebuchten request RREQ messages judged ⁇ to whether these have been guided by a respective network node continue so that routes avoided grinding who can ⁇ .
  • the service attributes of a route are typically connection features of layer 1 (bit transmission layer) and layer 2 (security layer) of the OSI model.
  • In the routing messages (request message, response message) of the network protocol are the Service characteristics of a route in aggregated or non-aggregated form stored in a data container having at least one data structure. In this case, each network node of a route can be assigned a separate data structure.
  • the service good can be monitored continuously on all established routes with test data packets.

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren, Netzwerk und Netzknoten zum Aufbau einer Route in einem paketvermittelten Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, die einen Startknoten über Zwischenknoten mit einem Zielknoten verbindet, bei denen eine Route abstanskorreliert zu einer bereits im Netzwerk aufgebauten Referenzroute aufgebaut wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN, NETZWERKE UND NETZKNOTEN ZUR AUSWAHL EINER ROUTE
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Netzwerktechnik und betrifft Verfahren, Netzwerke und Netzknoten zum Aufbau einer zu einer Referenzroute abstandskorrelierten Route in einem Netzwerk.
Netzwerke ermöglichen eine Übermittlung von Nachrichten zwischen datentechnisch miteinander verbunden Netzknoten. Um in paketvermittelten Netzwerken die Vorteile einer verbindungs- orientierten Datenübertragung zu nutzen, ist es bekannt, Da- tenubertragungsverfahren einzusetzen, bei denen eine logische Route zur Nachrichtenübermittlung zwischen einem Start- und Zielknoten des Netzwerks dynamisch aufgebaut wird. Hierbei besteht die Möglichkeit, eine Route so einzurichten, dass be¬ stimmte Dienstgutemerkmale erfüllt sind, zu welchem Zweck oftmals auch redundante Ersatz- bzw. Parallelrouten aufgebaut werden.
Insbesondere in einem drahtlosen Netzwerk kann das Problem auftreten, dass sich lokale Interferenzen (Störungen) in Ra- dioreichweite einzelner Netzknoten auf die Dienstgute all ]e- ner Routen auswirken, die durch den gestörten Bereich laufen. Dies kann eine verminderte Ausfallsicherheit und längere Reaktionszeiten im Fehlerfall zur Folge haben, wenn hierdurch neben einer aktiven Route auch deren Ersatzroute beeinträchtigt ist.
Dies wird anhand der Figuren 3 bis 5, worin drahtlose Multi- Hop-Netzwerke mit redundanten Parallelrouten dargestellt sind, naher erläutert. In den Figuren sind die Netzknoten als Kreise und jeweils zwei benachbarte Netzknoten datentechnisch miteinander verbindende (Punkt-zu-Punkt-) Datenlinks als Li- nien dargestellt. Zu einer Route (Ende-zu-Ende-Verbindung) gehörende Datenlinks sind als verdickte Linien eingezeichnet.
Sei zunächst Fig. 3 betrachtet. In Fig. 3 ist in zwei ver- schiedenen Darstellungen ein selbes Netzwerk mit jeweils zwei parallelen Routen zwischen einem Startknoten Q und einem Zielknoten Z dargestellt. Zwischenknoten sind mit Ni Ni2 bezeichnet .
In der linken Darstellung von Fig. 3 ist eine die Netzknoten Q, Ni, N2, N3, N4 und Z in dieser Reihenfolge enthaltende erste Route I und eine hierzu parallele, die Netzknoten Q, N5, Nε, N7 und Z in dieser Reihenfolge enthaltende, zweite Route II eingerichtet. Die beiden Routen haben einen geringen Ab- stand voneinander, d. h. sie weisen eine relativ große Abstandskorrelation auf, so dass lokale Störungen, die durch einen Netzknoten in einer der beiden Routen verursacht werden, stets auch Auswirkungen auf die andere Route haben.
In der rechten Darstellung von Fig. 3 ist Route I und eine hierzu parallele, die Netzknoten Q, Ng, Ni0, Nu, Ni2 und Z in dieser Reihenfolge enthaltende, dritte Route III eingerichtet. Diese beiden Routen haben einen großen Abstand voneinander, d. h. sie weisen eine relativ niedrige Abstandskorrela- tion auf, so dass lokale Störungen eines Netzknotens lediglich in Nahe des Quell- und Zielknotens Auswirkungen auf die andere Route haben.
In Fig. 4 und Fig. 5 sind die Auswirkungen einer lokalen Sto- rung durch einen Netzknoten in verschiedenen Netzwerken erläutert .
Sei zunächst Fig. 4 betrachtet. In Fig. 4 ist ein drahtloses Netzwerk mit Netzknoten Ni N8 dargestellt. Im Netzwerk sind zwei parallele Routen I, II eingerichtet, wobei eine erste
Route I die Netzknoten Ni, N2 und N3 in dieser Reihenfolge und eine zweite Route II die Netzknoten N6, N7 und N8 in dieser Reihenfolge umfasst. Route II ist als Ersatz- bzw. Backup- Route für den Versagensfall der aktiven Route I vorgesehen. Es sind hier lediglich Abschnitte der beiden Routen darge- stellt, wobei insbesondere Start- und Zielknoten nicht gezeigt sind.
Im Netzwerk von Fig. 4 gehört der Netzknoten N4 keiner der beiden Routen an. Wie durch einen Pfeil in Fig. 4 veranschau- licht ist, sendet der Netzknoten N4 Daten an den Netzknoten
N5, der ebenfalls keiner der beiden Routen angehört. Wenn eine lokale Störung des Netzknotens N4 auftritt, welche dazu fuhrt, dass bei der Kommunikation zwischen dem Netzknoten N4 und dem Netzknoten N5 samtliche verfugbare Bandbreite bean- sprucht wird, hat dies zur Folge, dass weder dem zu Netzkno¬ ten N4 unmittelbar benachbarten Netzknoten N2, welcher zur Route I gehört, noch dem Netzknoten N7, welcher zur Route II gehört, Bandbreite für eine Datenübertragung zur Verfugung steht. Der Netzknoten N2 von Route I und der Netzknoten N7 von Route II sind nur durch den zwischen liegenden Netzknoten N4, beziehungsweise zwei Netzknoten-Hops (Netzknotensprunge) , beziehungsweise zwei Datenlinks voneinander getrennt. Somit wird durch eine lokale Störung des Netzknotens N4 m beiden Routen eine Datenübertragung beeinträchtigt, so dass weder über Route I noch über ihre Backup-Route eine Datenübermittlung möglich ist. In Fig. 4 ist durch einen gestrichelten Kreis um den Netzknoten N4 der Bereich der lokalen Störung gekennzeichnet .
In Fig. 5 ist ein drahtloses Netzwerk mit Netzknoten Ni. N9 dargestellt, wobei eine erste Route I mit den Netzknoten Ni, N2 und N3 in dieser Reihenfolge und eine hierzu parallele zweite Route II mit den Netzknoten N8, N7 und N9 in dieser Reihenfolge eingerichtet sind. Route II ist als Backup-Route bei einem Ausfall der aktiven Route I vorgesehen. Die drei seriell miteinander verknüpften Netzknoten N4, N5, und N6 ge- hören keiner der beiden Routen an und trennen die beiden Routen voneinander, so dass die beiden Routen I, II durch mehr als 3 Netzknoten-Hops (hier vier Datenlinks) voneinander getrennt sind.
Wie durch einen Pfeil in Fig. 5 veranschaulicht ist, sendet der Netzknoten N4 Daten an den Netzknoten N5, wobei eine lokale Störung des Netzknotens N4 auftritt, welche dazu fuhrt, dass bei einer Kommunikation zwischen dem Netzknoten N4 und dem Netzknoten N5 samtliche verfugbare Bandbreite beansprucht wird. Da sich die lokale Störung des Netzknotens N4 lediglich auf den zu Netzknoten N4 unmittelbar benachbarten Netzknoten N2 auswirkt, welcher Route I angehört, wird durch eine lokale Störung des Netzknotens N4 nur Route I beeinträchtigt. Route II, welche mehr als 3 Hops von Route I entfernt ist, wird durch eine lokale Störung des Netzknotens N4 nicht beein¬ trächtigt und kann als Backup-Route den Datenverkehr überneh¬ men .
In verbmdungsorientierten paketvermittelten Netzwerken wer¬ den bislang eine Vielzahl verschiedener Routingverfahren zum Aufbau redundanter Routen von einem Startknoten zu einem Zielknoten eingesetzt. Diese Verfahren können bezüglich der Eigenschaften der aufgebauten Routen m drei Kategorien em- geordnet werden:
In einer ersten Kategorie werden die Routen hinsichtlich Kno- tendisjunktheit optimiert. Hierbei können redundante Routen auch gemeinsame Netzknoten haben, wobei sich Probleme durch lokale Interferenzen und ausgefallene Zwischenknoten auf alle aufgebauten Routen auswirken.
In einer zweiten Kategorie werden die Routen nur hinsichtlich Knotendisjunktheit optimiert und sind immer knotendisjunkt . Hierbei können knotendisjunkte Routen auch Netzknoten enthalten, die sich in Funkreichweite von Netzknoten einer jeweils anderen Route befinden. Dies bedeutet, dass Probleme durch lokale Interferenzen bei Netzknoten auf einer Route auch Auswirkungen auf Netzknoten einer anderen Route haben können. Eine lokal auftretende Störung kann somit mehrere Routen be- eintrachtigen. Sollte es nicht mehrere knotendisjunkte Routen zwischen einem Startknoten und einem Zielknoten geben, können diese Verfahren nicht mehrere nicht-knotendisjunkte Routen als Alternativen aufbauen.
In einer dritten Kategorie werden die Routen nur hinsichtlich Knotendisjunktheit optimiert und müssen nicht knotendisjunkt sein. Hierbei können knotendisjunkte Routen auch Netzknoten enthalten, die sich in Funkreichweite von Netzknoten einer jeweils anderen Route befinden. Dies bedeutet, dass Probleme durch lokale Interferenzen bei Netzknoten auf einer Route auch Auswirkungen auf Netzknoten anderer Routen haben können. Eine lokal auftretende Störung kann somit mehrere Routen ne¬ gativ beeinflussen.
Beispielsweise ist in Aura Ganz, Qi Xue "Ad-Hoc QoS on-demand Routing (AQOR) in mobile Ad-Hoc-Networks in Journal of Parallel and Distπbuted Computing, Volume 63, Seiten 154-165, 2003 ein Routingverfahren beschrieben, bei dem die Qualität der gefundenen Routen berücksichtigt und die endgültige Route entsprechend ihrer Qualität ausgewählt wird. Bei anderen Routingverfahren werden mehrere Routen zwischen Quell- und Zielknoten aufgebaut. So ist in Zhenngiang Ye, Sπkanth V. Kπsh- namurthy, Satish K. Tπpathi "A Framework for reliable Routing in mobile Ad-Hoc-Networks" in IEEE INFOCOMM 2003 ein Routingverfahren gezeigt, bei dem die aufgebauten Routen zwingend knotendisjunkt sind. Weiterhin ist in Stephen Muel- ler, Dipak Ghosal "Analysis of a distributed Algorithm to de- termine multiple Routes with Path Diversity in Ad-Hoc Networks" in Modelling and Optimization in Mobile, Ad-Hoc and Wireless Networks, Seiten 277-285, April 2005 ein Verfahren beschrieben, bei dem die aufgebauten Routen knotendisjunkt sein können.
Jedoch wurden in keinem der bislang eingesetzten Verfahren für den Aufbau redundanter Routen die Auswirkungen lokaler Störungen von Netzknoten auf die Ubertragungseigenschaften der Routen hinreichend berücksichtigt.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Aufbau einer Route in einem verbin- dungsoπentierten paketvermittelten Netzwerk zur Verfugung zu stellen, welches es ermöglicht, ein Route so aufzubauen, dass eine Beeinträchtigung redundanter Routen durch eine lokale Störung eines Netzknotens vermieden werden kann.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch Verfahren zum Aufbau einer Route sowie zur Durchfuhrung dieser Verfahren geeignet eingerichtete Netzwer¬ ke und Netzknoten mit den Merkmalen der unabhängigen Patent- anspruche gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteranspruche angegeben.
Es werden zunächst Begriffe definiert, die im Zusammenhang mit der Beschreibung ein bestimmtes Verständnis haben.
Begriff: "Verbindung"
Eine Verbindung in einem Netzwerk wird eindeutig bestimmt durch :
A) ein 2-Tupel aus den jeweiligen Identifikatoren für Start- und Zielknoten oder
B) ein 3-Tupel aus den jeweiligen Identifikatoren für Startknoten und Zielknoten und Serviceklasse
Die Verwendung eines n-Tupels impliziert, dass jedes Element des Tupels einen eindeutigen Platz hat. Das heißt, in einem 2-Tupel gemäß A) wäre eine Verbindung Rl = (X, Y) nicht identisch zu einer Verbindung R2 = (Y, X) .
Begriff: "Parallelroute" Alle Routen, die für eine Verbindung zwischen einem selben Quellknoten und einem selben Zielknoten existieren, sind zueinander parallele Routen. Die Gesamtheit aller parallelen Routen sind Parallelrouten. Eine Route die zu einer anderen Route parallel ist, kann als Parallelroute bezeichnet werden. Gleichwertige Begriffe zu Parallelroute sind Alternativroute, Ersatzroute und Backup-Route. Eine Parallelroute wird identifiziert durch ein 4-Tupel der jeweiligen Identifikatoren für Startknoten, Zielknoten, Serviceklasse und Routennummer.
Begriff: "Korrelation"
Die Korrelation (Korrelationsfaktor) zwischen zwei Routen ist eine Maßzahl, die in Bezug zum Abstand der beiden Routen steht bzw. den Abstand zwischen zwei Routen beschreibt. Unter Korrelation wird hier eine Abstandskorrelation zwischen Rou- ten verstanden.
Begriff: "Abstand zweier Routen"
Der Abstand zweier Routen ergibt sich aus dem Abstand jedes einzelnen Netzknotens einer Route zu jedem anderen Netzknoten der anderen Route.
Begriff: "Abstand zweier Netzknoten"
Der Abstand zweier Netzknoten ist die Anzahl der Zwischenknoten auf einem kürzesten Weg zwischen den beiden Netzknoten.
Begriff: "Aggregation"
Mit Aggregation ist die Anwendung einer Aggregationsfunktion (Bewertungsfunktion) gemeint, die eine oder mehrere qualitative numerische oder nicht-numerische Qualitatsmerkmale mit- einander kombiniert, wobei die jeweiligen Qualitatsmerkmale gemäß ihrer Bedeutung gewichtet werden können. Beispielsweise können die Qualitatsmerkmale Pfadlange 5, Verfügbarkeit 70% und Korrelation 4 wie folgt aggregiert werden: 0,2*5+10*70/100+0,5*4=10. Die Bewertungsfunktion liefert als Ergebnis einen Bewertungswert.
Begriff: "Qualitatsmerkmal"
Em Qualitatsmerkmal (Dienstgutemerkmal) einer Route ist eine Routeneigenschaft anhand der die Gute einer Route beurteilt werden kann. Beispiele für Qualitatsmerkmale sind die Korre- lation der Route zu einer anderen Route, ausgedruckt durch eine Maßzahl (Korrelationsfaktor) oder die maximale Bandbreite, die auf dieser Route zur Verfugung steht.
Begriff: "lokale Interferenz" Als lokale Interferenz wird eine Störung einer Datenübertra¬ gung in einem verdrahteten oder drahtlosen Netzwerk angesehen, die sich nur auf die Übertragung innerhalb der 3-Hop- Nachbarschaft um den die Störung verursachenden Netzknoten auswirkt. Dies kann beispielsweise ein Netzknoten sein, der aufgrund seines Sendeverhaltens soviel Kanalkapazitat bean¬ sprucht, dass benachbarte Netzknoten nicht in der Lage sind, störungsfrei eigene Daten zu versenden oder zu empfangen. Je nach Charakteristik der lokalen Interferenz können ihre Auswirkungen auch auf geringere Knotenentfernungen beschrankt sein. Auch wird in diesem Zusammenhang der Ausfall eines
Netzknotens als lokale Interferenz betrachtet, die sich nur auf die Übertragung jener Routen auswirkt, die über den ausgefallenen Netzknoten gehen.
Gemäß einem ersten Gegenstand der Erfindung ist ein erstes
Verfahren zum Aufbau einer abstandskorrelierten Route in einem paketvermittelten Netzwerk (Multi-Hop-Netzwerk) aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten gezeigt. In dem Netzwerk können die Netzknoten drahtgebunden oder draht- los datentechnisch miteinander verbunden sein. Vorzugsweise sind die Netzknoten drahtlos datentechnisch miteinander verbunden .
Die aufzubauende Route soll einen Startknoten über wenigstens einen Zwischenknoten mit einem Zielknoten datentechnisch miteinander verbinden (Ende-zu-Ende-verbindung) . In dem Netzwerk existiert bereits eine den Start- und den Zielknoten datentechnisch miteinander verbindende Route, welche hier und im Weiteren als "Referenzroute" bezeichnet wird. Die neue Route soll abstandskorreliert zu dieser Referenzroute aufgebaut werden .
In dem erfindungsgemaßen ersten Verfahren wird zunächst eine Mehrzahl Testrouten, die jeweils Start- und Zielknoten über wenigstens einen Zwischenknoten miteinander verbinden, mit den jeweils zugehörigen Dienstgutemerkmalen ermittelt. Als Testrouten werden hier temporare Netzwerkpfade zwischen Start- und Zielknoten betrachtet, welche zur Einrichtung als Route im Netzwerk in Betracht kommen.
Anschließend wird für jede Testroute als Dienstgutemerkmal eine Korrelationskenngroße (Korrelationsmaßzahl) berechnet, die eine Abstandskorrelation zu der im Netzwerk vorhandenen Referenzroute beschreibt.
Daraufhin wird eine Bewertungsfunktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgutemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der ermittelten Testrouten angewendet, wobei wenigstens die berechnete Korrelationskenngroße als Dienstgutemerk- mal im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für jede
Testroute ein Bewertungsergebnis erhalten wird. Die Korrelationskenngroße hat hierbei vorzugsweise eine maximale Gewichtung innerhalb der Bewertungsfunktion.
Daraufhin wird eine Testroute aus der Mehrzahl Testrouten gemäß einer Auswahlregel für die Bewertungsergebnisse der Test- routen ausgewählt und die ausgewählte Testroute als Route im Netzwerk eingerichtet, was durch eine Antwort- bzw. Bestati- gungsnachricht erfolgen kann.
Vorzugsweise wird durch die Auswahlregel eine Testroute so ausgewählt, dass die ausgewählte Testroute einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat (d. h. es befinden sich stets wenigstens vier Datenlinks zwischen den Netzknoten der beiden Routen) . Durch die Auswahlregel kann eine Anfragenachricht insbesondere auch so gewählt werden, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen größtmöglichen Abstand zur Referenzroute hat.
Das erfindungsgemaße erste Verfahren kann durch ein entspre- chendes Netzwerkprotokoll zentral in einer Netzwerksteuerein¬ richtung oder dezentral in den Netzknoten implementiert sein.
Durch das erfindungsgemaße erste Verfahren kann eine zur Re¬ ferenzroute abstandskorrelierte Route aufgebaut werden, wobei die aufgebaute Route insbesondere einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops zur Referenzroute haben kann. Dies hat den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine lokale Störung eines Netzknotens des Netzwerks zugleich Auswirkungen auf eine Nachrichtenübermittlung in der Referenzroute und in der zu dieser abstandskorreliert aufgebauten Route hat, minimiert bzw. ausgeschlossen werden kann.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, m dem in den Netzknoten ein Netzwerkprotokoll implementiert ist, derart, dass die Netzknoten ein Verfahren gemäß dem ersten Gegenstand der Erfindung ausfuhren können.
Em dritter Gegenstand der Erfindung betrifft einen Netzkno- ten eines Netzwerks aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, in welchem ein Netzwerkprotokoll implemen- tiert ist, derart, dass der Netzknoten ein Verfahren gemäß dem ersten Gegenstand der Erfindung ausfuhren kann.
Gemäß einem vierten Gegenstand der Erfindung ist ein zweites Verfahren zum Aufbau einer abstandskorrelierten Route in einem paketvermittelten Netzwerk (Multi-Hop-Netzwerk) aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten gezeigt. In dem Netzwerk können die Netzknoten drahtgebunden oder drahtlos miteinander verbunden sein. Vorzugsweise sind die Netz- knoten drahtlos miteinander verbunden.
Die aufzubauende Route soll einen Startknoten über wenigstens einen Zwischenknoten mit einem Zielknoten datentechnisch miteinander verbinden. In dem Netzwerk existiert bereits eine den Start- und den Zielknoten datentechnisch miteinander verbindende Referenzroute, zu welcher die neue Route abstands- korreliert aufgebaut werden soll.
In dem erfindungsgemaßen zweiten Verfahren zum Aufbau einer Route generiert der Startknoten zunächst als Routingnachricht eine Anfragenachricht (RREQ) , die im Broadcast-Verfahren an den Zielknoten gesendet wird. In der Anfragenachricht ist wenigstens ein Dienstgutemerkmal zur Beschreibung der Dienstgute des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads enthalten, wobei als Dienstgutemerkmal wenigstens eine Korre- lationskenngroße enthalten ist, die eine Abstandskorrelation des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads zu der Referenzroute im Netzwerk beschreibt.
Für jeden eine Anfragenachricht empfangenden Zwischenknoten gilt:
Falls ein Zwischenknoten eine Anfragenachricht erstmalig empfangt, wird die Anfragenachricht (RREQ) in einem Anfragenach- richtenpufferspeicher des Zwischenknotens gespeichert. Zudem wird ein erster Zeitgeber mit einer voreinstellbaren ersten Abiaufzeit (Ti) gestartet, wobei wahrend der ersten Ablauf- zeit vom Netzknoten empfangene Anfragenachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeichert werden.
In jedem Zwischenknoten werden für die im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten die Dienstgutemerkmale für den von der Anfragenachrichten jeweils zurückgelegten Netzwerkpfad ergänzt, d. h. für jede Anfragenachricht werden die den zurückgelegten Netzwerkpfad einschließ- lieh dieses Netzknotens betreffenden Dienstgutemerkmale neu ermittelt und der Anfragenachricht beigefugt, wobei insbesondere die Korrelationskenngroße aktualisiert wird.
Anschließend wird in jedem Zwischenknoten eine Bewertungs- funktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgutemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrich¬ tenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten angewendet, wobei jedenfalls die Korrelationskenngroße als Dienstgu¬ temerkmal im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für je- de Anfragenachricht ein erstes Bewertungsergebnis erhalten wird.
Dann wird nach Ablauf der ersten Abiaufzeit aus den im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten eine Anfragenachricht gemäß einer ersten Auswahlregel für die ersten Bewertungsergebnisse ausgewählt und die ausgewählte Anfragenachricht mit den ergänzten Dienstgutemerkmalen im Broadcast-Verfahren an benachbarte Netzknoten weitergeleitet .
Vorzugsweise wird durch die erste Auswahlregel eine Anfragenachricht so gewählt, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad stets einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops (d. h. wenigstens vier Datenlinks) zur Referenzroute hat. Durch die erste Auswahlregel kann eine Anfra- genachπcht insbesondere auch so gewählt werden, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen möglichst großen Abstand zur Referenzroute hat.
Für den die Anfragenachrichten empfangenden Zielknoten gilt:
Falls der Zielknoten eine von den Zwischenknoten weitergeleitete Anfragenachricht erstmalig empfangt, speichert dieser die Anfragenachricht und startet einen zweiten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren zweiten Ablaufzeit (T2) . Wahrend der zweiten Ablaufzeit empfangene Anfragenachrichten werden im
Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zielknotens gespeichert.
Im Zielknoten werden für die im Anfragenachrichtenpufferspei¬ cher gespeicherten Anfragenachrichten die Dienstgutemerkmale für die von der Anfragenachrichten jeweils zurückgelegten
Netzwerkpfade ergänzt, d. h. für jede Anfragenachricht werden die den zurückgelegten Netzwerkpfad einschließlich des Zielknotens betreffenden Dienstgutemerkmale neu ermittelt und der Anfragenachricht hinzugefugt, wobei insbesondere die Korrela- tionskenngroße aktualisiert wird.
Anschließend wird die Bewertungsfunktion auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zielknotens gespeicherten Anfragenachrichten angewendet, wo- bei jedenfalls die Korrelationskenngroße als Dienstgutemerkmal im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für jede Anfragenachricht ein zweites Bewertungsergebnis erhalten wird. Vorzugsweise hat die Korrelationskenngroße eine maximale Gewichtung innerhalb der Bewertungsfunktion.
Der Zielknoten wählt nach Ablauf der zweiten Ablaufzeit eine Anfragenachricht gemäß einer zweiten Auswahlregel für die zweiten Bewertungsergebnisse unter den im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten aus. Vorzugsweise wird durch die zweite Auswahlregel eine Anfragenachricht so gewählt, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad stets einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat. Durch die zweite Aus- wahlregel kann eine Anfragenachricht insbesondere auch so gewählt werden, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen größtmöglichen Abstand zur Referenzroute hat.
Daraufhin generiert der Zielknoten als Routingnachricht eine wenigstens die Abstandskorrelation zur Referenzroute als Dienstgutemerkmal enthaltende Antwortnachricht (RREP) , welche in Ruckwartsπchtung wenigstens teilweise über den von der ausgewählten Anfragenachricht in Vorwartsrichtung zuruckge- legten Netzwerkpfad an den Startknoten gesendet wird, wodurch der Netzwerkpfad als Route bestätigt und damit im Netzwerk eingerichtet (aufgebaut) wird.
Durch das erfindungsgemaße zweite Verfahren kann eine zur Re- ferenzroute abstandskorrelierte Route aufgebaut werden, wobei die Wahrscheinlichkeit, dass eine lokale Störung eines Netzknotens zugleich eine Auswirkung auf eine Nachrichtenübermittlung in der Referenzroute und in der zu dieser abstands- korreliert aufgebauten Route hat, minimiert werden kann. Das zweite Verfahren kann technisch einfach realisiert werden und ermöglicht einen zuverlässigen und sicheren Aufbau einer zur Referenzroute abstandskorrelierten Route zwischen Start- und Zielknoten .
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfin- dungsgemaßen zweiten Verfahrens gilt für jeden eine Anfragenachricht empfangenden Zwischenknoten:
Bei erstmaligem Empfang einer Anfragenachricht (RREQ) startet der Zwischenknoten einen dritten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren dritten Ablaufzeit (T3) , wobei Startzeit und Dauer der dritten Abiaufzeit so gewählt sind, dass die dritte Ablaufzeit nach der ersten Ablaufzeit ablauft.
Wahrend des Ablaufs der dritten Ablaufzeit empfangene Anfra- genachπchten werden im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zwischenknotens gespeichert. Zudem werden für jede im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherte Anfragenachricht deren Dienstgutemerkmale unter Berücksichtigung dieses Netzknotens ermittelt und die Dienstgutemerkmale der Anfragenach- rieht entsprechend ergänzt.
Zudem wird die die Bewertungsfunktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgutemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zwischen- knotens wahrend des Ablaufs der dritten Ablaufzeit gespei¬ cherten Anfragenachrichten angewendet, wobei wenigstens die berechnete Korrelationskenngroße im Funktionsargument enthal¬ ten ist, wodurch für jede solche Anfragenachricht ein erstes Bewertungsergebnis erhalten wird.
Zudem gilt für jeden eine Antwortnachricht empfangenden Zwischenknoten :
Bei Empfang einer Antwortnachricht prüft der Zwischenknoten, ob eine nach Ablauf der ersten Abiaufzeit und wahrend der dritten Abiaufzeit im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zwischenknotens gespeicherte Anfragenachricht gemäß der ersten Auswahlregel ein besseres Bewertungsergebnis hat als die nach Ablauf der ersten Abiaufzeit weitergeleitete Anfrage- nachπcht.
Für den Fall, dass keine besser bewertete Anfragenachricht im Zwischenknoten vorhanden ist, wird die Antwortnachricht in Ruckwartsrichtung entlang des von der vom Zielknoten ausge- wählten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weiterleitet. Alternativ, für den Fall, dass eine besser bewertete Anfragenachricht im Zwischenknoten vorhanden ist, wird die Antwortnachricht in Ruckwartsπchtung entlang des von der vom Zwi- schenknoten besser bewerteten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weitergeleitet.
Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemaßen zweiten Ver- fahrens kann in vorteilhafter Weise der Fall berücksichtigt werden, dass ein Zwischenknoten nach Ablauf der ersten Ablaufzeit, wahrend des Ablaufs der dritten Ablaufzeit, eine besser bewertete Anfragenachricht empfangen hat, so dass die aufzubauende Route hinsichtlich der gewünschten Qualitats- merkmale, hier insbesondere die Abstandskorrelation zur Refe¬ renzroute, weiter verbessert werden kann.
Vorzugsweise wird im zweiten Verfahren eine von einem Zwi¬ schenknoten empfangene Antwortnachricht nur dann weitergelei- tet wird, falls die dritte Abiaufzeit noch nicht abgelaufen ist, wodurch eine Gesamtdauer für den Routenaufbau begrenzt werden kann.
Ein fünfter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, m dem ein Netzwerkprotokoll in den Netzknoten implementiert ist, so dass die Netzknoten ein zweites Verfahren gemäß dem vierten Gegenstand der Erfindung ausfuhren können.
Ein sechster Gegenstand der Erfindung betrifft einen Netzknoten eines Netzwerks aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, in dem ein Netzwerkprotokoll implementiert ist, so dass der Netzknoten ein zweites Verfahren gemäß dem vierten Gegenstand der Erfindung ausfuhren kann. Gemäß einem siebten Gegenstand der Erfindung ist ein drittes Verfahren zum Aufbau einer abstandskorrelierten Route in einem paketvermittelten Netzwerk (Multi-Hop-Netzwerk) aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten gezeigt. In dem Netzwerk können die Netzknoten drahtgebunden oder drahtlos miteinander verbunden sein. Vorzugsweise sind die Netzknoten drahtlos miteinander verbunden.
Die aufzubauende Route soll einen Startknoten über wenigstens einen Zwischenknoten mit einem Zielknoten datentechnisch miteinander verbinden. In dem Netzwerk existiert bereits eine den Start- und den Zielknoten datentechnisch miteinander verbindende Referenzroute, zu welcher die neue Route abstands- korreliert aufgebaut werden soll.
In dem erfindungsgemaßen dritten Verfahren zum Aufbau einer Route generiert der Startknoten zunächst als Routingnachricht eine Anfragenachricht (RREQ) , die im Broadcast-Verfahren an den Zielknoten gesendet wird. In der Anfragenachricht ist we- nigstens ein Dienstgutemerkmal zur Beschreibung der Dienstgu¬ te der Route enthalten, wobei als Dienstgutemerkmal wenigstens eine Korrelationskenngroße enthalten ist, die eine Ab- standskorrelation des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads zu der Referenzroute im Netzwerk beschreibt.
Für jeden eine Anfragenachricht empfangenden Zwischenknoten gilt:
Falls ein Zwischenknoten eine Anfragenachricht erstmalig emp- fangt, wird die Anfragenachricht in einem Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zwischenknotens gespeichert. Zugleich werden ein erster Zeitgeber mit einer voreinstellbaren ersten Ablaufzeit (T1) und ein dritter Zeitgeber mit einer voreinstellbaren dritten Abiaufzeit (T3) gestartet, wobei wahrend der ersten Abiaufzeit und wahrend der dritten Ablaufzeit vom Netzknoten empfangene Anfragenachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeichert werden.
In jedem Zwischenknoten werden für die im Anfragenachrichten- Pufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten die Dienstgutemerkmale für den von der Anfragenachrichten jeweils zurückgelegten Netzwerkpfad ergänzt, d. h. für jede Anfragenachricht werden die den zurückgelegten Netzwerkpfad einschließlich dieses Netzknotens betreffenden Dienstgutemerkmale neu ermittelt und der Anfragenachricht hinzugefugt, wobei insbesondere die Korrelationskenngroße aktualisiert wird.
Anschließend wird in jedem Zwischenknoten eine Bewertungs¬ funktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgutemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrich¬ tenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten angewendet, wobei jedenfalls die Korrelationskenngroße als Dienstgu¬ temerkmal im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für je¬ de Anfragenachricht ein erstes Bewertungsergebnis erhalten wird.
Dann wird nach Ablauf der ersten Ablaufzeit aus den im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten eine Anfragenachricht gemäß einer ersten Auswahlregel für die ersten Bewertungsergebnisse ausgewählt und die ausgewählte
Anfragenachricht im Broadcast-Verfahren an benachbarte Netzknoten weitergeleitet .
Vorzugsweise wird durch die erste Auswahlregel eine Anfrage- nachπcht so gewählt, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad stets einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops (d. h. wenigstens vier Datenlinks) zur Referenzroute hat. Durch die erste Auswahlregel kann eine Anfragenachricht insbesondere auch so gewählt werden, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen möglichst großen Abstand zur Referenzroute hat. Für den Anfragenachrichten empfangenden Zielknoten gilt:
Falls der Zielknoten eine von den Zwischenknoten weitergelei- tete Anfragenachricht erstmalig empfangt, speichert dieser die Anfragenachricht und startet einen zweiten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren zweiten Ablaufzeit (T2) . Wahrend der zweiten Ablaufzeit empfangene Anfragenachrichten werden im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zielknotens gespeichert.
Im Zielknoten werden für die im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten die Dienstgutemerkmale für den von der Anfragenachrichten jeweils zurückgelegten Netzwerkpfad ergänzt, d. h. für jede Anfragenachricht werden die den zurückgelegten Netzwerkpfad einschließlich des Zielknotens betreffenden Dienstgutemerkmale neu ermittelt und der Anfragenachricht hinzugefugt, wobei insbesondere die Korrela- tionskenngroße aktualisiert wird.
Anschließend wird die Bewertungsfunktion auf wenigstens ein
Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zielknotens gespeicherten Anfragenachrichten angewendet, wobei jedenfalls die Korrelationskenngroße als Dienstgutemerkmal im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für jede An- fragenachπcht ein zweites Bewertungsergebnis erhalten wird. Vorzugsweise hat die Korrelationskenngroße eine maximale Gewichtung innerhalb der Bewertungsfunktion.
Der Zielknoten wählt nach Ablauf der zweiten Ablaufzeit eine Mehrzahl Anfragenachrichten gemäß einer zweiten Auswahlregel für die zweiten Bewertungsergebnisse unter den im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten aus .
Vorzugsweise werden durch die zweite Auswahlregel Anfragenachrichten so ausgewählt, dass die von den Anfragenachrich- ten zurückgelegten Netzwerkpfade stets einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops zur Referenzroute haben. Durch die zweite Auswahlregel können die Anfragenachricht insbesondere auch so gewählt werden, dass die zurückgelegten Netzwerkpfade der ausgewählten Anfragenachrichten, beginnend mit jenem
Netzwerkpfad, der einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat, einen sukzessiv abnehmenden Abstand zur Referenzroute haben .
Daraufhin generiert der Zielknoten als Routingnachricht eine wenigstens die Abstandskorrelation zur Referenzroute als Dienstgutemerkmal enthaltende Antwortnachricht (RREP) , welche in Ruckwartsπchtung wenigstens teilweise jeweils über die von den ausgewählten Anfragenachrichten in Vorwartsrichtung zurückgelegten Netzwerkpfade an den Startknoten gesendet wird.
Für jeden eine Antwortnachricht empfangenden Zwischenknoten gilt:
Bei Empfang einer Antwortnachricht prüft der Zwischenknoten, ob eine nach Ablauf der ersten Ablaufzeit und wahrend der dritten Abiaufzeit im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zwischenknotens gespeicherte Anfragenachricht gemäß der ers- ten Auswahlregel ein besseres Bewertungsergebnis hat als die nach Ablauf der ersten Abiaufzeit weitergeleitete Anfragenachricht .
Für den Fall, dass keine besser bewertete Anfragenachricht im Zwischenknoten vorhanden ist, wird die Antwortnachricht in Ruckwartsrichtung entlang des von der vom Zielknoten ausgewählten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weiterleitet.
Alternativ, für den Fall, dass eine besser bewertete Anfragenachricht im Zwischenknoten vorhanden ist, wird die Antwort- nachricht in Ruckwartsπchtung entlang des von der vom Zwischenknoten besser bewerteten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weitergeleitet.
Für den die Antwortnachrichten empfangenden Startknoten gilt:
Bei erstmaligem Empfang einer Antwortnachricht speichert der Startknoten die Antwortnachricht in einem Antwortnachrichtenpufferspeicher und startet einen vierten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren vierten Abiaufzeit (T4).
Wahrend der vierten Ablaufzeit empfangene Antwortnachrichten werden im Antwortnachrichtenpufferspeicher gespeichert. Im Startknoten werden zudem für die im Antwortnachrichtenpuffer- Speicher gespeicherten Antwortnachrichten die Dienstgutemerkmale für die von den Antwortnachrichten jeweils zurückgelegten Netzwerkpfade ergänzt, d. h. für jede Anfragenachricht werden die den zurückgelegten Netzwerkpfad einschließlich des Startknotens betreffenden Dienstgutemerkmale neu ermittelt und der Antwortnachricht hinzugefugt, wobei insbesondere die Korrelationskenngroße aktualisiert wird.
Anschließend wird die Bewertungsfunktion auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Antwortnachrichtenpufferspeicher des Startknotens gespeicherten Antwortnachrichten angewendet, wodurch für jeden von einer Antwortnachricht zurückgelegten Netzwerkpfad ein drittes Bewertungsergebnis erhalten wird.
Nach Ablauf der vierten Ablaufzeit wird eine Antwortnachricht aus den im Antwortnachrichtenpufferspeicher des Startknotens gespeicherten Antwortnachrichten gemäß einer dritten Auswahlregel für die Bewertungsergebnisse ausgewählt. Vorzugsweise wird durch die dritte Auswahlregel eine Antwortnachricht so ausgewählt, dass der von der Antwortnachricht zurückgelegte Netzwerkpfad stets einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten- Hops zur Referenzroute hat. Durch die dritte Auswahlregel kann die Antwortnachricht insbesondere auch so gewählt werden, dass der zurückgelegte Netzwerkpfad der ausgewählten Antwortnachricht einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat.
Anschließend wird durch ein vom Startknoten zum Zielknoten gesendetes Datenpaket, das in Vorwartsrichtung über den durch die ausgewählte Antwortnachricht zurückgelegten Netzwerkpfad an den Zielknoten gesendet wird, der ausgewählte Netzwerkpfad eingerichtet (aufgebaut) . Der Startknoten kann zu diesem
Zweck eine Bestatigungsnachricht (RCFM = Route Confirmation) generieren, die an den Zielknoten gesendet wird. Alternativ kann auch durch ein erstes Nutzdatenpaket (welches von einer im Rahmen des Netzwerkprotokolls versendeten Routingnachricht verschieden ist) die Route bestätigt werden. Dies ist sinn¬ voll, da ein Nutzdatenpaket die Bestatigungsnachricht überho¬ len oder eine Bestatigungsnachricht verloren gehen kann.
Durch das erfindungsgemaße dritte Verfahren kann eine zur Re- ferenzroute abstandskorrelierte Route aufgebaut werden, wobei die Wahrscheinlichkeit, dass eine lokale Störung eines Netzknotens zugleich eine Auswirkung auf eine Nachrichtenübermittlung in der Referenzroute und in der zu dieser abstands- korreliert aufgebauten Route hat, minimiert werden kann. Das dritte Verfahren kann technisch einfach realisiert werden und ermöglicht einen zuverlässigen und sicheren Aufbau einer zur Referenzroute abstandskorrelierten Route zwischen Start- und Zielknoten .
Zudem ermöglicht das dritte Verfahren in vorteilhafter Weise, dass für eine Mehrzahl Netzwerkpfade, welche in Vorwartsrichtung vom Start- zum Zielknoten bereits hinsichtlich der gewünschten Qualitatsmerkmale ausgewählt wurden, berücksichtigt werden kann, dass ein Zwischenknoten nach Ablauf der ersten Ablaufzeit und wahrend des Ablaufs der zweiten Ablaufzeit, eine besser bewertete Anfragenachricht empfangen hat, so dass die aufzubauende Route auch in Ruckwartsπchtung vom Ziel- zum Startknoten hinsichtlich der gewünschten Qualitatsmerkma- Ie, hier insbesondere die Abstandskorrelation zur Referenzroute, weiter verbessert werden kann.
Vorzugsweise wird im dritten Verfahren eine von einem Zwischenknoten empfangene Antwortnachricht nur dann weitergeleitet wird, falls die dritte Abiaufzeit noch nicht abgelaufen ist, wodurch eine Gesamtdauer für den Routenaufbau begrenzt werden kann.
Em achter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, in dem ein Netzwerkprotokoll in den Netzknoten implementiert ist, so dass die Netzknoten ein drittes Verfahren gemäß dem siebten Gegenstand der Erfindung ausfuhren können.
Em neunter Gegenstand der Erfindung betrifft einen Netzkno¬ ten eines Netzwerks aus datentechnisch miteinander verbunde- nen Netzknoten, in dem ein Netzwerkprotokoll implementiert ist, so dass der Netzknoten ein drittes Verfahren gemäß dem siebten Gegenstand der Erfindung ausfuhren kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfin- dungsgemaßen Verfahren wird eine zur Referenzroute parallele Route aufgebaut, so dass redundante Routen für eine Nachrichtenübermittlung abstandskorreliert eingerichtet werden können, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass im Falle einer lokalen Störung eines Netzknotens sowohl eine für die Nachπch- tenubermittlung aktive Route als auch deren Ersatzroute beeinträchtigt ist, minimiert werden kann.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfmdungsgemaßen Verfahren tauscht jeder Netzknoten mit anderen Netzknoten Routeninformationsnachrichten aus, wobei in jeder Routeninformationsnachricht Daten enthalten sind, welche beschreiben, ob ein die Routeninformationsnachricht sendender Netzknoten Teil der Referenzroute ist. Besonders vorteilhaft sind in jeder Routeninformationsnachricht Daten enthalten, welche beschreiben, ob ein zu dem die Routeninfor- mationsnachricht sendenden Netzknoten benachbarter Netzknoten Teil der Referenzroute ist, wobei in jeder Routeninformationsnachricht insbesondere bevorzugt Daten enthalten sein können, welche beschreiben, ob ein zu dem die Routeninformationsnachricht sendenden Netzknoten innerhalb einer 1-Hop-, 2- Hop- oder 3-Hop-Nachbarschaft benachbarter Netzknoten Teil der Referenzroute ist. Durch diese Maßnahme wird jeder Netzknoten technisch einfach und zuverlässig in die Lage versetzt, die Abstandskorrelation eines von einer Routingnachricht zurückgelegten Netzwerkpfads zur Referenzroute zu er- mittein.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausfuhrungsbeispiels na¬ her erläutert, wobei Bezug auf die beigefugten Figuren genom¬ men wird.
Fig. 1 veranschaulicht in einer schematischen Darstellung ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 veranschaulicht in einer weiteren schematischen Darstellung das Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 veranschaulicht in einer ersten schematischen Darstellung ein Netzwerk mit zwei stark korrelierten Parallelrouten und in einer zweiten schematischen Darstellung ein Netzwerk mit zwei gering korrelierten Parallelrouten;
Fig. 4 veranschaulicht in einer schematischen Darstellung ein Netzwerk mit zwei stark korrelierten Parallel- routen, die durch lokale Interferenz eines Netzknotens beeinträchtigt sind; Fig. 5 veranschaulicht in einer schematischen Darstellung ein Netzwerk mit zwei gering korrelierten Parallelrouten, von denen lediglich eine Route durch lokale Interferenz eines Netzknotens beeinträchtigt ist.
Die Figuren 3 bis 5 wurden bereits in der Beschreibungseinleitung ausfuhrlich erläutert, so dass sich hier eine weitere Beschreibung erübrigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 2 wird nun ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
In den Figuren 1 und 2 ist ein drahtloses vermaschtes verbin- dungsorientiertes paketvermitteltes Netzwerk (Multi-Hop-
Netzwerk) mit einer Mehrzahl über Punkt-zu-Punkt-Datenlinks datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, die jeweils durch indizierte Buchstaben bezeichnet sind, gezeigt. Die Netzknoten sind jeweils mit zur Datenverarbeitung geeig- neten Prozessiereinrichtungen, sowie mit Sende- und Empfangs¬ einrichtungen zum Senden bzw. Empfangen von Datenpaketen versehen. Ein in den Netzknoten dezentral implementiertes Netzwerkprotokoll dient zur Ausfuhrung eines Ausfuhrungsbeispiels für ein erfmdungsgemaßes Verfahren.
In dem Verfahren wird auf Basis einer Verbindungsanfrage (Anfrage nach einer Route von einem Startknoten Q zu einem Zielknoten Z) eine Folge von Prozessschritten zum Einrichten der Route im Netzwerk gestartet, welche hier m ihrer Gesamtheit mit dem Begriff "Route Discovery" (Routenfindung) bezeichnet werden. Eine selbe Route Discovery ist durch die Adressen von Start- und Zielknoten, eine Serviceklasse und eine Routennummer eindeutig identifizierbar.
Die mittels des erfmdungsgemaßen Verfahrens aufzubauende Route soll einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops zu einer bereits im Netzwerk existierenden Route (Referenzroute) , hier beispielsweise eine Parallelroute, haben. Es wird angenommen, dass eine solche Parallelroute bereits im Netzwerk existiert. Sie kann beispielsweise durch eine frühere Route Discovery des erfmdungsgemaßen Verfahrens aufgebaut worden sein.
Zu diesem Zweck generiert der Startknoten Q zunächst als Routingnachricht eine Anfragenachricht RREQ (RREQ = Route Re- quest) , die im Broadcast-Verfahren an alle nächsten Nachbarn des Startknotens Q gesendet wird. Dies ist in Fig. 1 linke Darstellung, worin der Startknoten Q und die nächsten Nachbarn Ei. Ek des Startknotens Q gezeigt sind, anhand von Pfei¬ len, welche das Aussenden der Anfragenachricht RREQ symboli- sieren, schematisch veranschaulicht.
Das Nachrichtenformat der Anfragenachricht RREQ ist hier bei¬ spielsweise wie folgt:
Feld Große
Nachrichtentyp 4 Bit
Quelladresse 32 Bit
Zieladresse 32 Bit
Serviceklasse 8 Bit
Routennummer 8 Bit
Route Request Nummer 16 Bit
Dienstguteinformationen :
Korrelationsfaktor 16 Bit
Qualifizierte Queue-Lange 16 Bit Minimale reservierte Bandbreite 8 Bit Minimale freie Bandbreite 8 Bit Lange der Route 8 Bit
Demnach ist in der Anfragenachricht RREQ ein Identifikator für den Nachrichtentyp (im vorliegenden Fall "Anfragenach- rieht"), ein Identifikator des Startknotens, ein Identifika- tor des Zielknotens, ein Identifikator der gewünschten Serviceklasse, eine Routennummer zur Identifikation der aufzubauenden Route und eine Route Request Nummer zur Identifikation der Anfragenachricht RREQ enthalten.
Zusätzlich sind verschiedene Dienstguteinformationen zur Beschreibung von Eigenschaften des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads enthalten, worunter insbesondere ein Korrelationsfaktor (Korrelationskenngroße) zahlt, der die Abstandskorrelation der aufzubauenden Route zu der bereits im Netzwerk existierenden Parallelroute angibt. Weitere Dienstguteinformationen sind eine qualifizierte Queue-Lange (Queue = Warteschlange) , eine minimale Bandbreite, die für eine Da- tenubertragung auf der Route reserviert ist, eine minimale freie Bandbreite und die Lange der Route.
Für einen jeden zwischen dem Startknoten Q und dem Zielknoten Z liegenden Zwischenknoten des Netzwerks gilt:
Wenn ein Zwischenknoten des Netzwerks eine Anfragenachricht RREQ einer selben Route Discovery zum ersten Mal empfangt, speichert dieser die Anfragenachricht RREQ m einem Anfragenachrichtenpufferspeicher (Route Request Buffer) und startet einen ersten Zeitgeber (Timer) mit einer voreinstellbaren ersten Abiaufzeit T1 sowie einen dritten Timer mit einer vor- emstellbaren dritten Abiaufzeit T3. Startzeit und Lange der beiden Abiaufzeiten sind so gewählt, dass die dritte Ablauf- zeit T3 erst nach der ersten Abiaufzeit T1 ablauft.
Wahrend des Ablaufs der ersten Ablaufzeit T1 und wahrend des Ablaufs der dritten Ablaufzeit T3 werden alle an diesem Zwischenknoten ankommenden Anfragenachrichten RREQ, die zur selben Route Discovery gehören, im Anfragenachrichtenpufferspei- eher zwischengespeichert (gepuffert) . Somit werden auch nach Ablauf der ersten Ablaufzeit T1 bis zum Ablauf der dritten Abiaufzeit T3 alle ankommenden Anfragenachrichten RREQ, die zur selben Route Discovery gehören, im Anfragenachrichtenpufferspeicher zwischengespeichert.
Nach Ablauf der ersten Abiaufzeit Ti wird vom Zwischenknoten aus allen wahrend des Ablaufs der ersten Ablaufzeit Ti im An- fragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten RREQ eine Anfragenachricht ausgewählt. Eine Auswahl erfolgt auf Basis der Qualitatsmerkmale der als Dienstgutein- formationen in den Anfragenachrichten RREQ gespeicherten Qualitatsmerkmale. Jeder Zwischenknoten aktualisiert zu diesem Zweck die Dienstguteinformationen der gepufferten Anfragenachrichten .
Im Zwischenknoten wird zu diesem Zweck eine Aggregationsbzw. Bewertungsfunktion für jede gepufferte Anfragenachricht RREQ ausgeführt, welche eine gewichtete Bewertung der (aktua¬ lisierten) Qualitatsmerkmale der Anfragenachricht RREQ ermög¬ licht. Als Ergebnis gibt die Bewertungsfunktion einen Bewer- tungswert für jede Anfragenachricht RREQ aus. Als Qualitats- merkmal wird hier insbesondere der Korrelationsfaktor, d. h. eine Maßzahl für die Abstandskorrelation des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads zu der im Netzwerk bereits aufgebauten Parallelroute berücksichtigt. Vorzugsweise erhalt der Korrelationsfaktor aus den in die Bewertungsfunktion eingehenden Qualitatsmerkmalen ein höchstes Gewicht (Priorität) .
Die Auswahl einer Anfragenachricht RREQ aus den gepufferten Anfragenachrichten RREQ durch den Zwischenknoten erfolgt gemäß einer wahlbaren Auswahlregel für die Ergebnisse der Bewertungsfunktion, wobei hier eine Anfragenachricht RREQ gewählt wird, deren zurückgelegter Netzwerkpfad einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat. Insbe- sondere kann auch jene Anfragenachricht RREQ ausgewählt werden, deren zurückgelegter Netzwerkpfad eine geringste Korre- lation, das heißt einen größten Abstand zu der bereits bestehenden Parallelroute hat.
Anschließend modifiziert der Netzknoten die ausgewählte An- fragenachricht RREQ, indem alle Routing-relevanten Informationen des Netzknotens angepasst werden. In der Anfragenachricht RREQ werden somit die Dienstguteinformationen aktualisiert, wobei insbesondere der Korrelationsfaktor der aufzubauenden Route zu der bereits existierenden Parallelroute un- ter Berücksichtigung des die Anfragenachricht RREQ sendenden Netzknotens angepasst wird.
Um den Netzknoten eine Bestimmung der Korrelation zu einer Route zu ermöglichen, tauschen in dem erfindungsgemaßen Ver- fahren alle Netzknoten mittels Routeninformationsnachrichten Informationen über Routen in der Nachbarschaft eines Netzknotens aus. Dies erfolgt in der Weise, dass jeder Netzknoten allen nächsten Nachbarknoten durch Übermittlung der Routenin¬ formationsnachricht mitteilt, welche Routen ihn als Zwischen- knoten enthalten und welche Routen über Netzknoten in seiner 1-Hop-, 2-Hop- und 3-Hop-Nachbarschaft gehen.
Auf Basis der über die Routeninformationsnachrichten übermittelten Informationen kann eine Berechnung der Korrelation ei- ner Route erfolgen, wobei jeder Zwischenknoten zu diesem
Zweck eine Aggregation der Anzahl aller Zwischenknoten einer Route in der 1-Hop-, 2-Hop- und 3-Hop-Nachbarschaft, sowie der Anzahl der Parallelrouten, die über den entsprechenden Netzknoten gehen, durchfuhrt. Als Aggregationsfunktion kann eine Addition verwendet werden. Die Anzahl der Parallelrouten wird bei der Aggregation nach Abstand gewichtet. Die Gewichtung ist ansteigend von Routen in der Drei-Hop-Nachbarschaft bis Routen auf dem Netzknoten.
Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel werden die Routeninformationsnachrichten bezuglich der Referenzroute übermittelt, welche eine Parallelroute ist. Gleichermaßen kann das Verfahren auch dazu verwendet werden, die Korrelation zu Routen einer anderen Verbindung (keine Parallelrouten) zu bestimmen und zu berücksichtigen.
Im Weiteren ist ein beispielhafter Algorithmus zur Bestimmung der Korrelation anhand von Nachbarschaftsinformationen angegeben :
function C0RRELATI0N(srG4αür, dstAddr, serviceClass, routeNumbeή correlationFactor <— 0 for all i ε <Routen auf lokalem Knoten> do if /s Parallel(srcAddr, dstAddrm, sen/iceClass) then correlationFactor <— correlationFactor + 12 end if end for for all i ε <Routen auf direkten Nachbarn> do if /s Parallel(srcAddr, dstAddrm, serviceClass) then correlationFactor <— correlationFactor + 3 end if end for for all i ε <Routen mit einem Abstand von drei Kanten> do if /s Parallel(srcAddr, dstAddrm, serviceClass) then correlationFactor <— correlationFactor + 3 end if end for for all i ε <Routen mit einem Abstand von vier Kanten> do if /s Parallel(srcAddr, dstAddrm, serviceClass) then correlationFactor <— correlationFactor + 1 end if end for return correlationFactor end function Anschließend sendet der Netzknoten die modifizierte Anfragenachricht RREQ im Broadcast-Verfahren an alle seine nächsten Nachbarknoten .
In Fig. 1 ist dies durch die mittlere Abbildung veranschaulicht, welche einen Zwischenknoten I zeigt, der von einer Mehrzahl Zwischenknoten Fi Fm jeweils eine Anfragenachricht RREQ erhalt, die empfangenen Anfragenachrichten RREQ im An- fragenachrichtenpufferspeicher puffert, aus diesen eine An- fragenachricht RREQ auswählt, die ausgewählte Anfragenachricht RREQ entsprechend seiner eigenen Routing-relevanten Informationen modifiziert und diese modifizierte Anfragenachricht RREQ an alle unmittelbar benachbarten Netzknoten Gi . Gn im Broadcast-Verfahren sendet. Jeder Netzknoten speichert die Information, von welchem Netzknoten er eine jeweilige Anfragenachricht RREQ empfangen hat.
Schließlich erhalt der Zielknoten Z von seinen benachbarten Netzknoten Hi . Hp jeweils eine Anfragenachricht RREQ, was in Fig. 1, rechte Abbildung, veranschaulicht ist. Mit dem Emp¬ fang der ersten Anfragenachricht RREQ einer selben Route Discovery startet der Zielknoten Z einen zweiten Timer mit einer voremstellbaren zweiten Ablaufzeit T2. Wahrend des Ablaufs der zweiten Abiaufzeit T2 puffert der Zielknoten Z alle emp- fangenen Anfragenachrichten RREQ in einem Anfragenachrichtenpufferspeicher .
Nach Ablauf der zweiten Abiaufzeit T2 wird aus den im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten RREQ eine Mehrzahl Anfragenachrichten RREQ durch den Zielknoten Z ausgewählt. Die Auswahl einer Anfragenachricht RREQ erfolgt auf Basis der als Dienstguteinformationen in den Anfragenachrichten RREQ gespeicherten Qualitatsmerkmale, wobei nach Aktualisierung der Qualitatsmerkmale eine Bewertungs- funktion wie bereits in den Zwischenknoten angewendet wird. Eine Gewichtung der Qualitatsmerkmale in der Bewertungsfunk- tion erfolgt vorzugsweise in der Weise, dass dem Korrelati- onsfaktor ein höchstes Gewicht unter den Qualitatsmerkmalen zugewiesen wird.
Die Auswahl der Mehrzahl von Anfragenachrichten RREQ erfolgt gemäß einer Auswahlregel für die Bewertungsergebnisse, wobei hier beispielsweise Anfragenachrichten ausgewählt werden, deren zurückgelegter Netzwerkpfad jeweils einen Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops von der Referenzroute beabstandet ist. Insbesondere können auch jene Anfragenachrichten RREQ mit sukzessiv ansteigender Korrelation zur Parallelroute, beginnend mit der Anfragenachricht RREQ, die die kleinste Korrelation zur Parallelroute hat, ausgewählt werden. Durch die Auswahl einer Mehrzahl Anfragenachrichten RREQ wird eine Mehrzahl möglicher paralleler Vorwartsrouten zwischen Start- und Zielknoten ausgewählt, in denen beispielsweise eine mög¬ lichst hohe Abstandskorrelation zu der bereits aufgebauten Parallelroute realisiert sein kann.
Anschließend generiert der Zielknoten Z eine Antwortnachricht (RREP = "Route Reply") mit aktualisierten Dienstguteinformationen für die zurückgelegten Netzwerkpfade, die im Unicast- Verfahren jeweils an alle benachbarten Zwischenknoten, von denen die ausgewählten Anfragenachrichten RREQ empfangen wur- den, gesendet wird. Dies ist in Fig. 2, linke Abbildung, veranschaulicht, worin in schematischer Weise dargestellt ist, dass der Zielknoten Z eine Mehrzahl Antwortnachrichten an die unmittelbar benachbarten Netzknoten Hi..Hp sendet.
Das Nachrichtenformat der Antwortnachricht RREP ist hier beispielsweise wie folgt:
Feld Große
Nachrichtentyp 4 Bit
Quelladresse 32 Bit
Zieladresse 32 Bit Serviceklasse 8 Bit
Routennummer 8 Bit
Route Request Nummer 16 Bit
Dienstguteinformationen :
Korrelationsfaktor 16 Bit
Qualifizierte Queue-Lange 16 Bit
Minimale reservierte Bandbreite 8 Bit
Minimale freie Bandbreite 8 Bit
Lange der Route 8 Bit
Jeder Zwischenknoten der eine Antwortnachricht RREP empfangt, sendet diese Antwortnachricht im Unicast-Verfahren an den nächsten Netzknoten weiter, von dem er die weiter geleitete Anfragenachricht RREQ erhalten hat. Voraussetzung für eine Weiterleitung einer Antwortnachricht RREP durch einen Zwischenknoten ist, dass die zweite Ablaufzeit T2 der zugehöri¬ gen Route Discovery des Zwischenknotens noch nicht abgelaufen ist. Falls die zugehörige zweite Ablaufzeit T2 der zugehori- gen Route Discovery bereits abgelaufen ist, wird die Antwort¬ nachricht RREP nicht weiter verarbeitet.
Die Antwortnachricht RREP wird somit im Unicast-Verfahren in Ruckwartsπchtung der durch die ausgewählten Anfragenachπch- ten RREQ definierten Vorwartsrouten zum Startknoten Q geleitet. Über die Antwortnachricht RREP wird allen empfangenden Zwischenknoten und dem Startknoten Q die ausgewählte Route mitgeteilt. Jeder Zwischenknoten, der eine Antwortnachricht RREP empfangt, kann diese anhand der Adresse des Startknotens und der Route Request Nummer einer Route Discovery zuordnen.
Es kann auch der Fall eintreten, dass ein Zwischenknoten mehrere Antwortnachrichten RREP empfangt, die an mehrere Netzknoten, von dem er die entsprechenden Anfragenachrichten RREQ empfangen hat, weitergeleitet werden. Da ein Zwischenknoten bis zum Ablauf der dritten Abiaufzeit T3, also auch noch nach Aussenden einer Anfragenachricht RREQ ankommende Anfragenachrichten RREQ im Anfragenachrichtenpufferspeicher puffert, kann der Fall eintreten, dass durch eine nach Ablauf der dritten Ablaufzeit T3 empfangene Anfragenachricht RREQ eine besser bewertete Route definiert ist. In diesem Fall leitet der Zwischenknoten die Antwortnachricht RREP an jenen Vorgangerknoten weiter, von dem er die beste (am besten bewertete) gepufferte Anfragenachricht RREQ empfangen hat. Die Antwortnachricht wird zu diesem Zweck mit den eigenen Qualitatsmerkmalen ergänzt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, nachträgliche Routenverbesserungen durch im Zwischenknoten nach bereits erfolgtem Aussenden einer Anfragenachricht RREQ empfangene Anfragenachrichten RREQ zu beruck- sichtigen. Eine Auswahl der besten Anfragenachricht RREQ erfolgt durch die Anwendung der Bewertungsfunktion und Auswahl gemäß der Auswahlregel für das Bewertungsergebnis (beispiels¬ weise geringste Korrelation zur bereits vorhandenen Parallel¬ route) .
Dies ist in Fig. 2, mittlere Abbildung, veranschaulicht, welche einen Zwischenknoten I zeigt, der von einer Mehrzahl Zwischenknoten G1..G3 jeweils eine Antwortnachricht RREP empfangt und diese an einen Netzknoten F1 sendet, von dem er die An- fragenachπcht RREQ mit der besten Route empfangen hat.
Da ein Zwischenknoten bis zum Ablauf der dritten Abiaufzeit T3 Anfragenachrichten RREQ im Anfragenachπchtenpufferspei- cher puffert, kann auch der Fall eintreten, dass eine Anfra- genachπcht RREQ gepuffert wird, die diesen Netzknoten auf einer Schleife im Netzwerk erneut erreicht, beispielsweise indem sie von einem nachfolgenden Netzknoten im Broadcast- Verfahren an den Netzknoten geleitet wird. Da jedoch, anders als bei einem Source-Routmg-Verfahren, keine Informationen über die bereits besuchten Netzknoten in den Protokollnachrichten gespeichert werden, kann eine Schleifenbildung ohne Weiteres nicht erkannt werden. Wird jedoch für eine Anfragenachricht RREQ nicht erkannt, dass sie sich auf einer Schleife befindet, konnte sie unter Umstanden für den Aufbau einer Ruckwartsroute bei Ankunft einer Antwortnachricht RREP ausge- wählt werden. Die Antwortnachricht RREP wurde dann den gleichen Weg rückwärts wie die Anfragenachricht RREQ nehmen und erneut am Ausgangspunkt der Schleife ankommen. Da der Netzknoten an dieser Stelle nach den gleichen Kriterien den weiteren Verlauf der Ruckwartsroute bestimmt, wurde die Antwort- nachπcht RREP auf der Schleife bleiben, bis sie aufgrund einer abgelaufenen Maximallaufzeit (TTL = Time To Live) geloscht werden wurde.
Um eine Schleifenbildung zu verhindern, muss zunächst verhin- dert werden, dass Anfragenachrichten RREQ, die einen Netzknoten bereits passiert haben, erneut berücksichtigt werden. Dies ist aber ohne weiteres nicht möglich, da der Pfad einer Nachricht nicht nachvollzogen werden kann. Um dennoch eine Schleifenbildung zu vermeiden, wird eine Heuristik verwendet. Diese besteht darin, dass eine empfangene Anfragenachricht RREQ nur dann im Anfragenachrichtenpufferspeicher gepuffert wird, wenn dort keine andere Anfragenachricht RREQ gespeichert ist, die in allen Qualitatsmerkmalen (Dienstguteinformationen) nicht schlechter ist. Hierfür kann beispielsweise folgender Algorithmus angewendet werden:
function IsNotOnALoop(r) for all i ε Q do (Q ist die Menge der gepufferten Anfragenachrichten RREQ) if corr(ι) < corr(r) A delay (i) ≤ delay(r) A hops(ι) < hops(r) then return fe/se end if end for return true end function Somit wird eine Anfragenachricht RREQ nicht gepuffert, wenn sie sich auf einer Schleife befindet. Die ursprüngliche Anfragenachricht RREQ, von welcher die wiederholt empfangene Anfragenachricht RREQ abstammt, befindet sich stets im Anfra- genachπchtenpufferspeicher . Aus diesem Grund liegt mindestens eine Anfragenachricht RREQ im Anfragenachricht- Pufferspeicher vor, die aufgrund der Monotonie in allen Qua- litatsmerkmalen nicht schlechter ist, als die wiederholt empfangene Anfragenachricht RREQ. Eine auf einer Schleife be- findliche Anfragenachricht RREQ wird somit in jedem Fall erkannt .
Wenn der Startknoten Q die erste Antwortnachricht RREP der Route Discovery empfangt, startet er einen vierten Timer mit einer wahlbaren vierten Ablaufzeit T4. Wahrend des Ablaufs der vierten Ablaufzeit T4 werden weitere ankommende Antwort¬ nachrichten RREP in einem Antwortnachrichtenpufferspeicher des Startknotens Q zwischengespeichert.
Nach Ablauf der vierten Ablaufzeit T4 wählt der Startknoten Q aus den im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten RREQ eine Anfragenachricht aus. Die Auswahl einer Anfragenachricht RREQ erfolgt auf Basis der als Dienst- guteinformationen in den Anfragenachrichten RREQ gespeicher- ten Qualitatsmerkmale, wobei hierzu eine Bewertungsfunktion wie bereits in den Zwischenknoten und im Zielknoten angewendet wird. Eine Gewichtung der Qualitatsmerkmale in der Bewertungsfunktion erfolgt vorzugsweise in der Weise, dass dem Korrelationsfaktor ein höchstes Gewicht unter den Qualitats- merkmalen zugewiesen wird. Als beste Antwortnachricht RREP wird beispielsweise jene mit der geringsten Korrelation zu der bereits im Netzwerk aufgebauten Parallelroute ausgewählt.
Anschließend erzeugt der Startknoten Q eine Bestatigungsnach- rieht, welche über die zur ausgewählten Antwortnachricht RREP gehörende Vorwartsroute an den Zielknoten Z geleitet wird, wodurch die ausgewählte Route bestätigt und die Route aufgebaut wird.
Das Nachrichtenformat der Bestatigungsnachricht ist hier bei- spielsweise wie folgt:
Feld Große
Nachrichtentyp 4 Bit
Quelladresse 32 Bit
Zieladresse 32 Bit
Serviceklasse 8 Bit
Routennummer 8 Bit
Für jeden Zwischenknoten gilt: Falls ein Zwischenknoten eine solche Bestatigungsnachricht empfangt, fugt dieser einen ent- sprechenden Eintrag in seine Routing-Tabelle ein. Dieser Ein¬ trag enthalt die Adresse des Startknotens, die Adresse des Zielknotens, die Serviceklasse, die Nummer der Route, die Ad¬ resse des die Bestatigungsnachricht sendenden Netzknotens (Vorganger-Adresse) und die Adresse des nachfolgenden Netz- knotens (Nachfolger-Adresse) . Durch den Eintrag der Vorganger-Adresse ist auch eine Datenübertragung in Ruckwartsrich- tung von Ziel- zu Startknoten ermöglicht, so dass ein bidirektionaler Verbindungspfad eingerichtet wird. Eine Datenübermittlung in Richtung zum Startknoten ist insbesondere dann wichtig, wenn der Startknoten über eine Verschlechterung der Dienstgute informiert werden soll.
Wenn der Zielknoten Z die Bestatigungsnachricht empfangt, ist die neue Route im Netzwerk aufgebaut.
Nachdem die Route Discovery, bei welcher eine neue Route im Netzwerk abstandskorreliert zu einer bereits im Netzwerk vorhandenen Parallelroute aufgebaut wurde, abgeschlossen ist, prüft der Startknoten, ob mindestens eine weitere Parallel- route bzw. redundante Route im Netzwerk vorhanden ist. Im vorstehenden Ausfuhrungsbeispiel wurden angenommen, dass bereits eine Parallelroute im Netzwerk vorhanden ist.
Für den Fall, dass noch keine Route im Netzwerk eingerichtet ist, werden zwei verschiedene Route Discoveries nacheinander (sukzessiv) durchlaufen, wobei in der ersten Route Discovery eine erste Route und in der zweiten Route Discovery eine zur ersten Route abstandskorrelierte zweite Route aufgebaut wird. Für den Aufbau der ersten Route betragt der Wert des Korrela- tionsfaktors Null, da eine Korrelation zu einer bereits existierenden Route nicht berücksichtigt werden kann.
In dem erfindungsgemaßen Verfahren kann durch die Verwendung einer Bewertungsfunktion eine Route mit einer insbesondere geringsten Korrelation zu einer beispielsweise parallelen
Route im Netzwerk gefunden und aufgebaut werden. Dies impliziert, dass eine knotendisjunkte Route gefunden wird, falls es eine solche gibt. Dies impliziert auch, dass eine nicht- knotendisjunkte Route gefunden wird, falls es keine knoten- disjunkte Route gibt.
In dem erfindungsgemaßen Verfahren kann eine Route mit einem große Abstand, insbesondere mit einem Abstand von mehr als 3 Netzknoten-Hops, beispielsweise mit einem maximal möglichen Abstand zu einer Referenzroute aufgebaut werden, was den Vorteil hat, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine lokale Störung Auswirkungen auf beide Routen hat, minimiert wird. Durch sukzessives Durchlaufen mehrerer Route Discoveries können mehrere Routen in der Weise erzeugt werden.
Ist in den aufgebauten Routen jeder Netzknoten einer Route mehr als drei Hops von einem beliebigen Netzknoten der anderen Route beabstandet, können lokale Interferenzen, die die Ursache für eine Dienstguteverschlechterung auf der einen Route sind, keine Auswirkungen auf die Dienstgute der anderen Route haben. Falls eine Datenübermittlung exklusiv über eine Route erfolgt und tritt wahrend der Datenübermittlung eine Verschlechterung der Dienstgute auf oder fallt ein Zwischenknoten der aktiven Route aus, kann der Datenverkehr über eine Parallelroute abgewickelt, welche dann zur aktiven Route wird. In diesem Fall wird eine Parallelroute als Ersatzverbindungspfad aufgebaut, ohne dass die bestehende Datenübertragung behindert wird. Die frühere Route kann durch eine vom Startknoten zum Zielknoten geleitete Αbbaunachricht (Route Destruction) abgebaut werden.
Das Nachrichtenformat einer solchen Abbaunachricht ist beispielsweise wie folgt:
Feld Große
Nachrichtentyp 4 Bit
Quelladresse 32 Bit
Zieladresse 32 Bit
Serviceklasse 8 Bit
Routennummer 8 Bit
In dem erfindungsgemaßen Verfahren verwaltet ;jeder Netzknoten eine Routing-Tabelle für die bidirektionale Weiterleitung von ankommenden Datenpaketen. Die Routing-Tabelle ordnet einem 4- Tupel aus Adresse des Startknotens, Adresse des Zielknotens, Serviceklasse und Routennummer eine Adresse für den nächsten Hop des Datenpakets zu. Die Adressen von Quell- und Zielknoten werden aus den entsprechenden Feldern des IP-Headers des Datenpakets entnommen. Die Serviceklasse und die Routennummer werden aus dem ToS-FeId des IP-Headers entnommen. Hierzu mus- sen die beiden Werte in binar kodierter Form gespeichert sein. Die Zuordnung eines an einem Zwischenknoten ankommenden Datenpakets zu einer Route ist erforderlich, da mehrere Routen über einen selben Netzknoten gehen können und somit die Möglichkeit besteht, dass Datenpakete über falsche Nachbar- knoten weitergeleitet werden. Mithilfe des erfindungsgemaßen Verfahrens können Routen, insbesondere Parallelrouten aufgebaut werden, die unter Berücksichtigung der Abstandskorrelation beliebig unabhängig von- einander sind. Hierbei kann stets eine Route, insbesondere
Parallelroute, aufgebaut werden, die eine niedrigste Korrelation zu allen anderen aufgebauten Routen hat. Somit ist das erfindungsgemaße Verfahren auch dann in der Lage Routen zu finden, wenn wegen einer beschrankten Topologie des Netzwerks keine Routen zu finden sind, die geforderte Kriterien für eine Korrelation aufweisen.
In dem erfindungsgemaßen Verfahren kann ausgeschlossen werden, dass sich lokale Interferenzen, die eine Dienstgutever- schlechterung für eine Route bedeuten wurden, auch auf die
Dienstgute einer oder mehrerer anderen Routen auswirken können. Somit kann die Dienstgute für eine Verbindung auch dann aufrechterhalten werden, wenn eine oder mehrere Routen, ins¬ besondere Parallelrouten, aufgrund von lokalen Interferenzen ausfallen bzw. sich ihre Dienstgute verschlechtert.
Durch das erfindungsgemaße Verfahren kann die Korrelation, also der Abstand zweier Routen, insbesondere Parallelrouten, dezentral durch lokalen Informationsaustausch zwischen den Netzknoten berechnet und diese Information für den Routenaufbau berücksichtigt werden. Hierdurch wird ein Overhead durch netzwerkweiten Informationsaustausch vermieden und die Skalierbarkeit wird verbessert.
In dem erfindungsgemaßen Verfahren fuhren die Netzknoten eine Bewertungsfunktion aus, die in Abhängigkeit von gewichteten Qualitatsmerkmalen die Gute einer Route berechnen kann, so dass diese mit der Gute einer anderen Route vergleichbar ist. Da mit dieser Bewertungsfunktion die Gute einer Route beim Routenaufbau berücksichtigt werden kann, ist über die aufge- baute Route eine bessere Dienstgute ermöglicht, so dass die Last besser auf das Netzwerk verteilt werden kann.
Das erfindungsgemaße Verfahren ist in der Lage, Routen hin- sichtlich beliebiger Qualitatsmerkmale, für die jeweils eine Algebra definiert ist, zu optimieren. Es bewertet lokal empfangene Anfragenachrichten und leitet diese gegebenenfalls weiter, wobei insbesondere auch eine mehrfache Weiterleitung möglich ist. Auf diese Weise können auch solche Routen aufge- baut werden, die zwar langer als die kurzestmoglichen Routen sind, dafür aber, bezogen auf ihre Qualitatsmerkmale, eine bessere Datenübertragung ermöglichen. So können Routen aufgebaut werden, die eine größeren Datendurchsatz und eine geringere Verzögerung im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren er- möglichen. Außerdem kann beim Routenaufbau die Lastsituation berücksichtigt werden. Zudem kann in dem erfindungsgemaßen Verfahren durch eine Plausibilitatsprufung der mitgefuhrten Qualitatsmerkmale der Anfragenachrichten RREQ beurteilt wer¬ den, ob diese von einem jeweiligen Netzknoten bereits weiter- geleitet wurden, so dass Routen mit Schleifen vermieden wer¬ den können.
Durch die Möglichkeit Datenverkehr im Falle des Auftretens lokaler Störungen oder Netzknotenausfalls auf eine unter Be- rucksichtigung einer Abstandskorrelation aufgebaute Parallelroute umzuleiten, kann eine Dienstguteverschlechterung m der Datenübertragung vermieden werden.
Das erfindungsgemaße Verfahren kann L3-Pakete (L3 = Layer 3) , d. h. Datenpakete aus Schicht 3 (Vermittlungs- bzw. Netzwerkschicht) des OSI-Schichtenmodells (OSI = Open Systems Inter- connection) , einer Verbindung zuordnen. Die Dienstgutemerkmale einer Route sind typischer Weise Verbindungsmerkmale von Schicht 1 (Bitubertragungsschicht) und Schicht 2 (Sicherungs- schicht) des OSI-Modells. In den Routingnachrichten (Anfragenachricht, Antwortnachricht) des Netzwerkprotokolls sind die Dienstgutemerkmale einer Route in aggregierter oder nicht- aggregierter Form in einem Datencontainer mit wenigstens einer Datenstruktur gespeichert. Hierbei kann jedem Netzknoten einer Route eine separate Datenstruktur zugeordnet sein.
In dem dargestellten Verfahren kann die Dienstgute auf allen aufgebauten Routen kontinuierlich mit Test-Datenpaketen überwacht werden.
Durch das erfindungsgemaße Verfahren werden mehrere parallele Vorwartsrouten signalisiert, so dass dem Zielknoten mehrere Routen zur Auswahl stehen, wodurch die Routenqualitat verbessert wird. Da mehrere Antwortnachrichten RREP vom Zielknoten versendet werden können, können nachtragliche Routenverbesse- rungen durch in den Zwischenknoten nach bereits erfolgtem
Aussenden einer Anfragenachricht RREQ empfangene Anfragenachrichten RREQ berücksichtigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbau einer Route in einem paketvermittelten Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, die einen Startknoten über Zwischenknoten mit einem Zielknoten verbindet, bei welchem: eine Mehrzahl Testrouten mit jeweiligen Dienstgutemerkmalen ermittelt wird, für jede Testroute eine Korrelationskenngroße berechnet wird, die eine Abstandskorrelation zu einer im Netzwerk vorhandenen Referenzroute beschreibt; eine Bewertungsfunktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgutemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der Testrouten angewendet wird, wobei die Korrelationskenngroße als Dienstgutemerkmal im Funktionsargument enthalten ist, wo¬ durch für jede Testroute ein Bewertungsergebnis erhalten wird; eine Testroute gemäß einer Auswahlregel für die Bewer¬ tungsergebnisse der Testrouten ausgewählt wird; - die ausgewählte Testroute als Route im Netzwerk einge¬ richtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Korrelationskenngroße eine maximale Gewichtung innerhalb der Bewertungs- funktion hat.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welchem die ausgewählte Testroute einen Abstand von mehr als drei Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei welchem die ausgewählte Testroute einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat.
5. Verfahren zum Aufbau einer Route in einem paketvermittelten Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, welche einen Startknoten (Q) über Zwischenknoten mit einem Zielknoten (Z) verbindet, mit den Schritten: a) der Startknoten generiert eine Dienstgutemerkmale enthaltende Anfragenachricht (RREQ) , die im Broadcast- Verfahren an den Zielknoten gesendet wird, wobei als
Dienstgutemerkmal wenigstens eine Korrelationskenngroße enthalten ist, die eine Abstandskorrelation des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads zu einer Referenzroute im Netzwerk beschreibt; b) wobei jeder Zwischenknoten: bl) bei erstmaligem Empfang der Anfragenachricht (RREQ) die Anfragenachricht in einem Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert und einen ersten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren ersten Ablaufzeit (Ti) startet; b2) wahrend der ersten Ablaufzeit empfangene Anfrage¬ nachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert; b3) für jede im Anfragenachrichtenpufferspeicher ge- speicherte Anfragenachricht deren Dienstgutemerkma¬ le aktualisiert; b4) eine Bewertungsfunktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgutemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten anwendet, wobei die Korrelationskenngroße im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für jede Anfragenachricht ein erstes Bewertungsergebnis erhalten wird; b5) nach Ablauf der ersten Abiaufzeit aus den im Anfra- genachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten eine Anfragenachricht gemäß einer ersten Auswahlregel für die ersten Bewertungsergebnisse auswählt; b6) die ausgewählte Anfragenachricht im Broadcast- Verfahren an benachbarte Netzknoten weiterleitet; c) wobei der Zielknoten: cl) bei erstmaligem Empfang der Anfragenachricht (RREQ) die Anfragenachricht in einem Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert und einen zweiten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren zweiten Ablaufzeit (T2) startet; c2) wahrend der zweiten Ablaufzeit empfangene Anfragenachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert; c3) für jede im Anfragenachrichtenpufferspeicher ge- speicherte Anfragenachricht deren Dienstgutemerkmale aktualisiert; c4) die Bewertungsfunktion auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten anwendet, wodurch für jede Anfragenachricht ein zweites Bewertungser¬ gebnis erhalten wird; c5) nach Ablauf der zweiten Ablaufzeit eine Anfrage¬ nachricht gemäß einer zweiten Auswahlregel für die zweiten Bewertungsergebnisse auswählt; c6) eine Dienstgutemerkmale enthaltende Antwortnach¬ richt (RREP) generiert, welche in Ruckwartsrichtung wenigstens teilweise über den von der ausgewählten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfad an den Startknoten gesendet wird, wodurch der Netzwerkpfad als Route eingerichtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Korrelations- kenngroße eine maximale Gewichtung innerhalb der Bewertungsfunktion hat.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, bei welchem durch die erste Auswahlregel eine Anfragenachricht gewählt wird, derart, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen Abstand von mehr als drei Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, bei welchem durch die erste Auswahlregel eine Anfragenachricht gewählt wird, derart, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welchem jeder Zwischenknoten: al) bei erstmaligem Empfang der Anfragenachricht (RREQ) einen dritten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren dritten Ablaufzeit (T3) startet, wobei die dritte
Ablaufzeit nach der ersten Ablaufzeit abläuft, a2) während des Ablaufs der dritten Ablaufzeit (T3) empfangene Anfragenachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert; a3) für jede im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherte Anfragenachricht deren Dienstgütemerkma¬ le aktualisiert; a4) die Bewertungsfunktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgütemerkmalen auf wenigstens ein Dienst- gütemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten anwendet, wobei die Korrelationskenngrόße im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für jede Anfragenachricht ein erstes Bewertungsergebnis erhalten wird; a5) bei Empfang einer Antwortnachricht prüft, ob eine nach Ablauf der ersten Ablaufzeit und während der dritten Ablaufzeit im Anfragenachrichtenpufferspeicher des Zwischenknotens gespeicherte Anfragenachricht gemäß der ersten Auswahlregel ein besseres Bewertungsergebnis hat als die nach Ablauf der ersten Ablaufzeit weitergeleitete Anfragenachricht; a6) für den Fall, dass keine besser bewertete Anfragenachricht im Zwischenknoten vorhanden ist, die Antwortnachricht in Rückwärtsrichtung entlang des von der vom Zielknoten ausgewählten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weiterleitet; a7) für den Fall, dass eine besser bewertete Anfragenachricht im Zwischenknoten vorhanden ist, die Antwortnachricht in Ruckwartsrichtung entlang des von der vom Zwischenknoten besser bewerteten Anfrage- nachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weiterleitet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem eine von einem Zwischenknoten empfangene Antwortnachricht nur dann weiterge- leitet wird, falls die dritte Ablaufzeit noch nicht abgelaufen ist.
11. Verfahren zum Aufbau einer Route in einem paketvermittelten Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, welche einen Startknoten über Zwischenknoten mit einem Zielknoten verbindet, mit den Schritten: a) der Startknoten generiert eine Dienstgutemerkmale ent¬ haltende Anfragenachricht (RREQ) , die im Broadcast- Verfahren an den Zielknoten gesendet wird, wobei als Dienstgutemerkmal wenigstens eine Korrelationskenngroße enthalten ist, die eine Abstandskorrelation des von der Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads zu einer Referenzroute im Netzwerk beschreibt; b) wobei jeder eine Anfragenachricht empfangende Zwischen- knoten: bl) bei erstmaligem Empfang der Anfragenachricht (RREQ) die Anfragenachricht in einem Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert und einen ersten Zeitgeber mit einer voremstellbaren ersten Abiaufzeit (T1) sowie einen dritten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren dritten Ablaufzeit (T3) startet ; b2) wahrend der ersten Ablaufzeit und wahrend der dritten Ablaufzeit empfangene Anfragenachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert; b3) für jede im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherte Anfragenachricht deren Dienstgutemerkmale aktualisiert; b4) eine Bewertungsfunktion zur gewichteten Bewertung von Dienstgütemerkmalen auf wenigstens ein Dienstgütemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten anwendet, wobei die Korrelationskenngrόße im Funktionsargument enthalten ist, wodurch für jede Anfragenachricht ein erstes Bewertungsergebnis erhalten wird; b5) nach Ablauf der ersten Ablaufzeit aus den während der ersten Ablaufzeit im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten eine Anfragenachricht gemäß einer ersten Auswahlregel für die ersten Bewertungsergebnisse auswählt; b6) die ausgewählte Anfragenachricht im Broadcast-
Verfahren an benachbarte Netzknoten weiterleitet;bei der Zielknoten: cl) bei erstmaligem Empfang der Anfragenachricht (RREQ) die Anfragenachricht in einem Anfragenachrichten¬ pufferspeicher speichert und einen zweiten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren zweiten Ablaufzeit (T2) startet; c2) während der zweiten Ablaufzeit empfangene Anfrage- nachrichten im Anfragenachrichtenpufferspeicher speichert; c3) für jede im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherte Anfragenachricht deren Dienstgutemerkmale aktualisiert; c4) die Bewertungsfunktion auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Anfragenachrichtenpufferspeicher gespeicherten Anfragenachrichten anwendet, wodurch für jede Anfragenachricht ein zweites Bewertungsergebnis erhalten wird; c5) nach Ablauf der zweiten Abiaufzeit eine Mehrzahl
Anfragenachrichten gemäß einer zweiten Auswahlregel für die zweiten Bewertungsergebnisse auswählt; c6) eine Dienstgutemerkmale enthaltende Antwortnach- rieht (RREP) generiert, welche in Ruckwartsrichtung wenigstens teilweise jeweils über die von den ausgewählten Anfragenachrichten zurückgelegten Netzwerkpfade an den Startknoten gesendet wird; d) wobei jeder eine Antwortnachricht empfangende Zwischen- knoten: dl) bei Empfang einer Antwortnachricht prüft, ob eine nach Ablauf der ersten Ablaufzeit und wahrend der dritten Ablaufzeit im Anfragenachrichtenpufferspei¬ cher des Zwischenknotens gespeicherte Anfragenach- rieht gemäß der ersten Auswahlregel ein besseres
Bewertungsergebnis hat als die nach Ablauf der ers¬ ten Ablaufzeit weitergeleitete Anfragenachricht; d2) für den Fall, dass im Zwischenknoten keine besser bewertete Anfragenachricht vorhanden ist, die Ant- wortnachricht in Ruckwartsrichtung entlang des von der vom Zielknoten ausgewählten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weiterleitet; d3) für den Fall, dass im Zwischenknoten eine besser bewertete Anfragenachricht vorhanden ist, die Ant- wortnachricht in Ruckwartsrichtung entlang des von der vom Zwischenknoten besser bewerteten Anfragenachricht zurückgelegten Netzwerkpfads weiterleitet; e) wobei der Startknoten: el) bei erstmaligem Empfang der Antwortnachricht (RREP) die Anfragenachricht in einem Antwortnachrichtenpufferspeicher speichert und einen vierten Zeitgeber mit einer voreinstellbaren vierten Ablaufzeit (T4) startet; e2) wahrend der vierten Abiaufzeit empfangene Antwortnachrichten im Antwortnachrichtenpufferspeicher speichert; e3) für jede im Antwortnachrichtenpufferspeicher ge- speicherte Antwortnachricht die Dienstgutemerkmale des zurückgelegten Netzwerkpfads aktualisiert; e4) die Bewertungsfunktion auf wenigstens ein Dienstgutemerkmal der im Antwortnachrichtenpufferspeicher gespeicherten Antwortnachrichten anwendet, wodurch für jeden Netzwerkpfad ein drittes Bewertungsergebnis erhalten wird; e5) nach Ablauf der vierten Ablaufzeit eine Antwortnachricht gemäß einer dritten Auswahlregel für die Bewertungsergebnisse auswählt; e6) ein Datenpaket in Vorwartsrichtung über den durch die ausgewählte Antwortnachricht zurückgelegten Netzwerkpfad an den Zielknoten sendet, wodurch die Route eingerichtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Startknoten eine Bestatigungsnachricht generiert, welche an den Zielknoten gesendet wird, wodurch die Route eingerichtet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei wel- ehern die Korrelationskenngroße eine maximale Gewichtung innerhalb der Bewertungsfunktion hat.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welchem durch die erste Auswahlregel eine Anfragenachricht ge- wählt wird, derart, dass der von der Anfragenachricht zurückgelegte Netzwerkpfad stets einen Abstand von mehr als drei Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei wel- ehern durch die erste Auswahlregel eine Anfragenachricht gewählt wird, derart, dass der von der Anfragenachricht zurück- gelegte Netzwerkpfad einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei wel- ehern durch die zweite Auswahlregel Anfragenachrichten ausgewählt werden, derart, dass die zurückgelegten Netzwerkpfade der ausgewählten Anfragenachrichten stets einen Abstand von mehr als drei Netzknoten-Hops zur Referenzroute haben.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welchem durch die zweite Auswahlregel Anfragenachrichten ausgewählt werden, derart, dass die zurückgelegten Netzwerkpfade der ausgewählten Anfragenachrichten, beginnend mit jenem Netzwerkpfad, der einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat, einen sukzessiv abnehmenden Abstand zur Referenzroute haben .
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei wel¬ chem durch die dritte Auswahlregel eine Antwortnachricht ge- wählt wird, derart, dass der von der Antwortnachricht zurück¬ gelegte Netzwerkpfad einen Abstand von mehr als drei Netzknoten-Hops zur Referenzroute hat.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei wel- ehern durch die dritte Auswahlregel eine Antwortnachricht gewählt wird, derart, dass der von der Antwortnachricht zurückgelegte Netzwerkpfad einen maximalen Abstand zur Referenzroute hat.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei welchem eine von einem Zwischenknoten empfangene Antwortnachricht nur dann weitergeleitet wird, falls die dritte Ablaufzeit noch nicht abgelaufen ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei welchem eine zur Referenzroute parallele Route aufgebaut wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei welchem jeder Netzknoten mit anderen Netzknoten Routeninformationsnachrichten austauscht, wobei in jeder Routeninformations- nachπcht Daten enthalten sind, welche beschreiben, ob ein die Routeninformationsnachricht sendender Netzknoten Teil der Referenzroute ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem in jeder Routen- informationsnachπcht Daten enthalten sind, welche beschreiben, ob ein zu dem die Routeninformationsnachricht sendenden Netzknoten benachbarter Netzknoten Teil der Referenzroute ist.
24. Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem in jeder Routeninformationsnachricht Daten enthalten sind, welche beschrei¬ ben, ob ein zu dem die Routeninformationsnachricht sendenden Netzknoten innerhalb einer 1-Hop-, 2-Hop- oder 3-Hop- Nachbarschaft benachbarter Netzknoten Teil der Referenzroute ist.
25. Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, dessen Netzknoten zur Durchfuhrung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 21 bis 24 geeignet eingerichtet sind.
26. Netzknoten eines Netzwerks aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, welcher zur Durchfuhrung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 21 bis 24 ge- eignet eingerichtet ist.
27. Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, dessen Netzknoten zur Durchfuhrung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 10 und 21 bis 24 geeignet eingerichtet sind.
28. Netzknoten eines Netzwerks aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, welcher zur Durchfuhrung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 10 und 21 bis 24 geeignet eingerichtet ist.
29. Netzwerk aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, dessen Netzknoten zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 24 geeignet eingerichtet sind.
30. Netzknoten eines Netzwerks aus datentechnisch miteinander verbundenen Netzknoten, welcher zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 24 geeignet einge¬ richtet ist.
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