CN101073229A - 域间资源信令的聚集 - Google Patents
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Abstract
在本发明中介绍一种对用于在路由改变时资源预留的必要匹配的信令消息进行聚集或组合的方法。在此将域间路由的改变通知给第一路由域(AS1),其中该改变要求资源预留的匹配。该第一路由域(AS1)将域间路由的改变传送给至少一个第二(AS2)和一个第三(AS3)路由域。按照路由改变所匹配的资源预留然后由该第二(AS2)和第三(AS3)路由域通知给第一路由域(AS1),并且在那里被组合以传递给第四路由域(AS8)。根据一个改进方案,使用定时器,该定时器对用于组合预留消息的时间间隔进行限制,以便更有效地进行改变的预留的传递。本发明能够实现在路由改变时资源预留的花费很少的且有效的改变。
Description
本发明涉及用于在域间路由的范围内在路由改变时对资源预留进行有效匹配的方法和设备。
首先在以下方面对在不同网络之间的路由、域间路由以及为此所需的信令提出高的要求,即多个网络在联合网络(Netzverbund)的范围内在端到端传输时应当共同起作用,并且应当同时保证该传输的质量标准。这样的情况的最重要的例子是通过基于IP协议的因特网的实时通信的传输。
将来,IP网络也将支持包含语音、视频和数据流的传输的应用,对于这些应用来说需要快速而可靠的IP分组传输。目前的研究工作的目标在于,未来的IP网络除了提供传统的“尽力而为(best effort)”业务之外还提供新的传输业务,这些新的传输业务使通信一般可使用所需的带宽,并以微小的、几乎无波动的延迟以及非常微小的分组损失率将IP分组可靠地传输到接收方。被构造用于实现这种新的传输业务的网络也称为NGN(Next Gerneration Network,下一代网络)。在该业务的范围内所传输的通信也称为QoS(Qos:Quality of Service,业务质量)通信。
当前的因特网是数量增加的由不同组织管理和控制的单个IP网络、所谓的自治***(AS)或路由域的联接。目前因特网由多于15000个自治***组成。类似地,将来NGN被联接为联合网络,并且跨越网络提供QoS业务。
为了能够提供QoS业务,为此所需的资源不仅在NGN之内而且在NGN之间的连接上都必须被预留。为此目前存在域间资源信令协议的两种建议,即边界网关预留协议(BGRP,Pan,P.,E.Hahne,H.Schulzrinne:“BGRP:Sink-Tree-Based Aggregation forInter-Domain Reservations(基于汇集树的用于域间预留的聚集)”,Journal of Communications and Networks,第2卷,第2期,第157-167页,http://www.cs.columbia.edu/~pingpan/papers/bgrp.pdf,2000年6月)和共享段域间控制聚集协议(SICAP,R.Sofia,R.Guerin和P.Veiga:“SICAP,a Shared-segment Inter-domain ControlAggregation Protocol”,高性能交换和路由,HPSR2003,意大利,都灵,2003年6月)。这两个协议的区别主要在于它们的聚集特性。
在这方面,聚集被理解为不同QoS通信流的预留、也即各个连接或较小的集合组合为共同的预留。利用预留的聚集而被组合的通信流于是形成一个集合,随后针对该集合仅还需管理单独的预留。在BGRP的情况下,至一个目标的所有预留被组合。SICAP还附加地在端到端路径的中间段上进行聚集。
域间预留的聚集是必要的,以便如此限制在非常大数量的不同自治***之间的QoS通信的必要预留的数量,使得这些预留能够以合理的计算和存储器花费在适当的时间内被传输以及被处理。如果到一个目标的路由发生改变,那么必须解除通过改变的路由所传输的QoS通信的集合,因为集合可能由于路由改变而失去其有效性。在路由改变之后,先前已经形成集合的通信流可以经过不同的路由,并且因此需要新的集合。路由改变的原因可能是连接的失效或所使用的连接上的过载。为了解除集合,向所有参与的源发送消息,并且有关的源必须使其预留与新的路由相匹配。
本发明的任务在于,给出一种用于在域间路由的范围内在路由改变时对资源预留进行匹配的在信令负载方面花费很少且有效的方法。
根据本发明建议,在路由解除并由此有条件地转移或转接通信时,对资源预留进行组合,以便尽可能有效地进行信令发送。
在本发明的过程中,在域间路由的范围内在路由改变时将域间路由的改变通知给第一路由域(在此不仅可以涉及域间路由的取消,而且可以涉及改变的域间路由的通知),其中该改变要求资源预留的匹配。该第一路由域然后将该改变例如以路由改变消息(例如该BGP协议的UPDATE消息)的形式通知给至少一个第二和一个第三路由域,但优选地通知给所有的相邻路由域,其中从这些路由域开始,QoS通信通过该第一路由域沿着所述改变所涉及的路由被传输。由该第二和第三路由域分别将按照路由改变所匹配的资源预留用信令通知给该第一路由域,其中该资源预留例如请求沿着替代路由或新路由的资源。这些用信令通知的或所通知的资源预留由该第一路由域进行组合,并且通常被继续传送给第四路由域,其中最初是从该第四路由域把该路由改变传送给该第一路由域的。
本发明具有以下优点,即资源预留以组合的形式被继续传送,并且因此信令花费被优化。在解除以及重新建立集合时的信令消息的数量因此被明显减少。
当例如由该第二路由域用信令通知的资源预留首先延迟到达时,根据本发明的方法可能导致资源预留的延迟,由此第二和第三路由域的资源预留的组合也首先延迟转发。在这种情况下,还延迟进行第三路由域的资源预留,其中该延迟在不进行预留的聚集或组合的情况下不被给定。由于这种困难,根据一个改进方案建议:引入定时器或计时器,并且仅仅对在该定时器的运行时间内所接收的资源预留进行组合。如果在该定时器的运行时间内所有的资源预留都被接收,那么可以将这些资源预留一起(可能还在该定时器到期之前)转发。否则仅仅在该定时器的运行时间期间所收到的资源预留以聚集的形式被转发。稍后到达的资源预留于是可以作为单个预留在不被聚集或者不被组合的情况下被继续传送。
有意义的是,从该第一路由域沿着现有的域间路由将路由改变通知给已经沿着路由预留了资源的路由域,其中所述路由通过该第一路由域通向共同的目标并且与所述路由改变有关。因此产生路由的路由树,其中路由改变从该第一路由域传送到这些路由。根据本申请主题的一种实施形式,在随着在不是“叶节点”、也即不是端点的路由域中的资源预留的改变而遍历树的反方向上进行资源预留的根据本发明的聚集。所述共同的目标或者路由树或多个路由的根例如由为该路由的端点的路由域给定,其中通过所述共同的目标或者路由树或多个路由的根确定哪些路由预留可以被组合。但是也可以设想,不是涉及一个路由域,而是涉及例如一个通过确定的地址所定义的网络,其中该网络可以构成一个域的一部分。同样该目标不必是路由的端点,而是可以是适当选择的中间点或适当选择的沿着路由的域。不仅仅涉及端点的预留聚集例如还在SICAP协议中在与本申请不同的上下文中被规定。
本发明主题的上述扩展方案可以有利地通过以下方式来扩展,即不仅在该第一路由域中,而且还在其它路由域中同样启动用于资源预留的聚集的定时器,其中所述其它路由域通过该第一路由域被通知路由改变,并且不构成路由的端点。因此例如可以在该第二路由域中同样启动一个定时器;然而优选地在所有路由域中都启动定时器,其中所述所有路由域从该第一路由域开始被通知路由改变,并且于是接收从多于一个的域到同一目标的资源新预留。
在使用多个定时器的情况下有利的是,这些定时器相互匹配。通过这种匹配应当实现,如果一个路由域在其定时器到期之后将到那时为止到达的资源预留组合为一个预留并将该预留用信令通知给就改变的路由而言随后的路由域,该路由域的定时器同样还没有到期,使得用信令通知的(被聚集的)路由预留可以与其它的路由预留一起被聚集或组合。因此提出,将一个路由域的定时器的运行时间选择为短于被聚集的路由预留随后用信令所通知的路由域的定时器的运行时间。
在一个优选的实施形式中,进行所有路由域的定时器的运行时间这种匹配,其中所述所有路由域对路由预留进行聚集并且为此使用定时器。因此得到一种定时器级联或定时器间隔嵌套(Timer-Interwall-Schachtelung),其中定时器的运行时间越短,在路由树中距离端点或叶节点越远。于是通常定时器的运行时间越短,它越晚被启动。可以通过信息的交换来实现定时器的相互匹配,其中该信息例如是路由改变消息的组成部分。该信息例如可以包含定时器的运行时间,该运行时间与消息的传输持续时间一起被使用,以便确定该定时器的合适的运行时间,其中消息的传输持续时间经常从协议出发例如以时间戳(Time-Stamp)的形式已经被规定。同样可以设想其它解决方案,例如也可以设想,按照路由域与在该树中被置于最远前方的域的间距来给定定时器的合适的运行时间的经验值。在该扩展方案中,例如就使用定时器的路由域而言处于第三位置的域必须把该信息仅仅转发给随后的处于第四位置的路由域,使得该路由域选择针对该位置所规定的运行时间。
本发明还包含具有用于执行本发明方法的装置的设备、例如路由器。
下面在实施例的范围内借助图来更详细地解释本发明主题。
图1示出具有至目标网络N1的路由的资源预留聚集的路由域。
图2示出图1中所示的、在通向目标N1的路由改变时具有新路由预留的根据本发明的聚集的路由域。
借助图1示出按照现有技术的方法具有哪些缺点。在BGRP和SICAP的聚集和解聚情况下的基本过程是非常相似的,并且因此具有相同的问题,其中该问题在本申请中被解决。因此在下文中仅还考虑BGRP。
图1示出根据BGRP的预留聚集的一个例子。在所示的联合网络中,四个自治***AS4、AS5、AS6和AS7中的每一个都已经分别建立至目标网络N1的预留。这些预留以自治***AS4、AS5、AS6和AS7与AS2或AS3之间的预留F1、F2、F3和F4开始,并且逐步地被组合为更大的集合。自治***AS2已经将自治***AS4或自治***AS5的两个预留F1和F2组合为在AS1方向上的集合A1。类似地,自治***AS3已经将自治***AS6或自治***AS7的两个预留F3和F4组合为集合A2。自治***AS1将两个集合A1和A2再次组合为更大的集合A12。因此,从预留F1、F2、F3和F4出发形成预留的树状***,这在下文中称为预留树。自治***AS4、AS5、AS6和AS7中的每一个都将其预留F1、F2、F3或F4用于与具有前缀10.10.10.0/23的目标地址的整个QoS通信。
在该例子中假设:在AS1与该目标网络N1之间的直接连接上QoS通信的负载超过由网络管理所确定的极限,并且因此应当通过AS8将集合A12的一部分路由到该目标网络。为此,该前缀10.10.10.0/23被分解为两个前缀10.10.10.0/24和10.10.11.0/24,如图2中所示,并通过路由协议把相应的路由消息转发给所有有关的自治***。于是QoS通信为集合A12的组成部分的所有自治***(AS1-7)都必须使它们的至前缀10.10.11.0/23的预留匹配于通过AS8的新路径。通过该路由协议至少公布具有前缀10.10.11.0/24的新路由,其中该新路由从自治***AS1通过自治***AS8通向网络N1。因此至该前缀的通信应当从该自治***AS1与该目标网络N1之间的过高加载的直接连接转移到从该自治***AS1通过该自治***AS8到该目标网络N1的路径上。自治***AS1的资源管理对这个新路由作出反应,并把具有以下请求的消息发送给自治***AS2和AS3,即这些自治***重新建立其现有的预留。该自治***AS2和AS3接着发送相应的消息给其邻居、即自治***AS4、AS5、AS6和AS7。也即这些消息在与现有的预留相反的方向上在从根到叶、也即到各个预留所开始的节点的预留树上返回。从那里开始,现在建立新的预留。基于改变的路由,自治***AS4根据至两个前缀10.10.10.0/24和10.10.11.0/24的通信把它的预留F1划分为两个预留F1a和F1b,其中所述两个前缀现在通过不同的路由到达。自治***AS5、AS6和AS7类似地作出反应,并形成两个新的预留树。
该预留树上的信令反向发送(Zuruecksignalisieren)以及所有预留的重新建立在实际的因特网中产生非常大数量的信令消息,其中在所述因特网中形成显著更大的预留树。
下面来描述根据本发明的方法。在将前缀10.10.10.0/23分解为两个前缀10.10.10.0/24和10.10.11.0/24之后,相应的路由消息通过路由协议被转发给所有有关的自治***。于是所有的自治***(AS1-7)都必须使其至前缀10.10.11.0/23的预留与通过自治***AS8的新路径相匹配,其中所有的自治***(AS1-7)的QoS通信是集合A12的组成部分。自治***AS1在时间点T1注意到改变的路由。于是该自治***AS1向所有的邻居、也即向自治***AS2和AS3发送消息,其中由所有的邻居的预留在时间点T1构成该集合A12,所述消息促使所述自治***AS2和AS3根据改变的路由来检查预留,并以新的预留向自治***AS1应答。根据本发明,该自治***AS1然后等待所通知的自治***AS2和AS3的应答,并利用定时器来监控最大应答时间。该自治***AS1等待四个预留、即自治***AS2和自治***AS3的针对两个前缀10.10.10.0/2 4和10.10.11.0/24的各一个预留。T2应该是所有所等待的应答到达或者该定时器到期的时间点(两个事件中的较早的事件)。在间隔ΔT1=T2-T1内,该自治***AS1根据到达的预留构建两个新的集合:至N1(前缀10.10.10.0/24)的直接连接和通过自治***AS8的路径(前缀10.10.11.0/24)的各一个集合)。根据本发明,在ΔT1期间到达的、涉及在时间点T1被解除的集合A12的预留的信令消息不继续朝目标方向发送。仅仅在时间点T1不是被解除的集合A12的组成部分的新预留如惯常那样被处理。通过明确的标识符来实现到达的预留向被解除的集合A12的分配,其中该标识符由自治***AS1利用解除消息发送给该自治***AS2和AS3并且被包含在返回的应答中。该自治***AS1在时间点T2才用信令通知目标网络N1方向上的这两个新的集合。
自治***AS2和AS3根据本发明如自治***AS1一样对该自治***AS1的用于重新建立集合A12的预留的消息作出反应。只有当自治***AS2已经收到AS4和AS5的针对两个前缀10.10.10.0/24和10.10.11.0/24的各一个新预留或者相应的定时器已经到期时,该自治***AS2才发送两个预留消息(针对两个前缀中的每一个的各一个)给自治***AS1。自治***AS3类似地作出反应。如果不应为一个前缀预留资源,那么可以以数值0来进行预留,以便不必等待定时器的到期。
从自治***AS1在时间点T1促使集合A12的预留的重新建立所利用的第一信令消息开始,利用新方法总共需要6+12个信令消息(用于解除AS4、AS5、AS6、AS7与AS1之间的集合的6个信令消息+用于重新建立的12个信令消息)。在不使用这种新方法的情况下需要6+24个信令消息。利用这种新方法,尤其是自治***AS1的负载从8个应答下降到4个,也即在这个小的例子中已经减半。
使定时器的运行时间相互匹配是有意义的。因此自治***AS1启动一个定时器并发送消息给自治***AS2和AS3。然后自治***AS2又启动一个定时器并发送消息给自治***AS4和AS5。假设自治***AS4没有及时应答,于是自治***AS2的定时器到期。该自治***AS2将预留A1a和A1b发送给自治***AS1。如果自治***AS2和AS3的定时器包含相同的时间间隔,那么自治***AS1的定时器已经到期,自治***AS2的预留在聚集时因此不再被考虑。当定时器的时间间隔相互适应或匹配(在树中越远,则越短)时,这可以被防止。这例如可以通过将定时器的时间间隔***到自治***之间的消息中来实现。例如如果自治***AS1把它的定时器的运行时间通知给自治***AS2,那么该自治***AS2选择更短的运行时间,该运行时间允许在自治***AS1的定时器到期之前发送预留消息。定时器的该更短的运行时间考虑到在自治***AS1和AS2之间所交换的消息的传播时间。于是所述运行时间至少短了所交换的消息的传播时间的两倍(路由改变消息的传播时间+具有被聚集的预留的消息的传播时间)。
Claims (11)
1.用于在域间路由的范围内在路由改变时对资源预留进行有效匹配的方法,其中
-将域间路由的改变通知给第一路由域(AS1),其中该改变要求资源预留的匹配,
-由所述第一路由域(AS1)将所述域间路由的改变通知给至少一个第二(AS2)和一个第三(AS3)路由域,
-由所述第二(AS2)和所述第三(AS3)路由域分别将按照路由改变所匹配的资源预留用信令通知给所述第一路由域(AS1),以及
-由所述第一路由域(AS1)对至少两个由所述第二(AS2)和所述第三(AS3)路由域用信令通知的资源预留进行组合,并且作为一个资源预留用信令通知给第四路由域(AS8)。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
-由所述第一路由域(AS1)根据路由改变的通知启动一个定时器,以及
-对在该定时器到期之前用信令通知的资源预留进行组合并且作为一个资源预留用信令通知给第四路由域(AS8)。
3.根据权利要求2所述的方法,
其特征在于,
-在所述定时器到期之后由所述第二路由域(AS2)用信令通知资源预留,以及
-将该资源预留在没有进一步延迟的情况下作为资源预留的之前组合的改变用信令通知给所述第四路由域(AS8)。
4.根据前述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
从所述第一路由域(AS1)开始沿现有的域间路由将所述路由改变通知给路由域,这些路由域已经为沿着通过所述第一路由域(AS1)通向目标(N1)的域间路由预留了资源,并且在这些路由域中需要按照路由改变对资源预留进行匹配。
5.根据前述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
由所述第一路由域(AS1)对所有由于路由改变而用信令通知的资源预留进行组合,其中这些资源预留涉及要沿着改变的路由传输到共同的目标的通信。
6.根据权利要求5所述的方法,
其特征在于,
所述目标(N1)由路由域或网络来给定。
7.根据权利要求5或6所述的方法,
其特征在于,
-由所述第一路由域(AS1)根据路由改变的通知启动一个定时器,以及
-对由于路由改变而用信令通知的资源预留中涉及要沿着改变的路由传输到共同的目标的通信并且在所述定时器到期之前被传输至所述第一路由域(AS1)的那些资源预留进行组合。
8.根据权利要求2至7之一所述的方法,
其特征在于,
-由所述第二路由域(AS2)同样启动一个定时器,
-对在该定时器到期之前所收到的资源预留进行组合,并且用信令通知给所述第一路由域(AS1)。
9.根据权利要求8所述的方法,
其特征在于,
由所述第二路由域(AS2)启动的定时器的运行时间这样按照由所述第一路由域(AS1)启动的定时器的运行时间来确定,使得在第二定时器的运行时间期间所收到的以及在所述第二定时器到期时被组合的并且用信令通知给所述第一路由域(AS1)的路由改变在第一定时器到期之前到达所述第一路由域(AS1)。
10.根据权利要求9所述的方法,
其特征在于,
所述第二定时器的运行时间的确定按照由所述第一路由域(AS1)传送给所述第二路由域(AS2)的信息来进行。
11.具有用于执行根据权利要求1至10之一所述的方法的装置的设备。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Open date: 20071114 |