DE10340809A1 - Optimization of route determination within network with multiple way editing e.g. for real time traffic in packet based network, involves routing to alternative route based on criterion of topology of communications network - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung von Wegabschnitten für das Routing in einem paketbasierten, mit Knoten und Links gebildeten Kommunikationsnetz mit Mehrwegerouting.The The invention relates to a method for defining path sections for the Routing in a packet-based communication network formed with nodes and links with multipath routing.
Die Verbesserung bzw. Optimierung von paketorientierten Netzen vor allem in Hinblick auf Echtzeitverkehr ist ein wichtiges Arbeitsfeld für Vermittlungstechniker, Netzwerkspezialisten und Internet-Experten.The Improvement or optimization of packet-oriented networks, above all in terms of real-time traffic is an important field of work for switching technicians, Network specialists and Internet experts.
Derzeit wird intensiv daran gearbeitet, paketorientierte Netze und dabei besonders das auf dem Internetprotokoll (IP) basierende Internet für die Übertragung von Echtzeitverkehr, wie z. B. Sprach- oder Videodaten weiterzuentwickeln. Für die Akzeptanz eines Echtzeitdienstes durch den Dienstnutzer ist entscheidend, dass bestimmte sogenannte Dienstgütemerkmale eingehalten werden können. Im Englischen ist für diese Eigenschaft der Begriff „Quality of Service" – abgekürzt QoS – üblich. Neben Ansätzen zu einer strengen Kontrolle der durch den Benutzer beanspruchten Bandbreite, z.B. mittels Wegeschaltung (MPLS: Multi Protocol Label Switching) in Verbindung mit Bandbreitereservierungen (RSVP: Resource Reservation Protocol) gibt es komplementäre oder alternative Anstrengungen, die Funktionsweise des herkömmlichen Internets zu verbessern.Currently intensive work is being done on packet-oriented networks and in the process especially the Internet Protocol (IP) based Internet for the transmission of real-time traffic, such as B. to develop voice or video data. For the Acceptance of a real-time service by the service user is crucial that certain so-called quality of service characteristics are met can. In English is for this property is the term "Quality of Service "- abbreviated QoS - common approaches to a strict control of the user claimed Bandwidth, e.g. by means of routing (MPLS: Multi Protocol Label Switching) in conjunction with bandwidth reservations (RSVP: Resource Reservation Protocol), there are complementary or alternative efforts, the operation of the conventional Internet to improve.
Im herkömmlichen Internet findet Routing innerhalb von Netzdomänen oder autonomen Systemen z.B. mittels des OSPF (Open Shortest Path First) Protokolls statt. Üblicherweise wird mit Hilfe einer Metrik, d.h, festen Routingkriterien, ein im Sinne dieser Metrik optimaler Pfad für durch die Routingdomäne geleiteten Pakete ermittelt und die Routingtabellen der ein zelnen Knoten des Netzes entsprechend dieser ermittelten Pfade (häufig mittels sogenannter Link-State-Nachrichten im Rahmen des linked-state Routings) angepasst. In einer Routingtabelle ist dann üblicherweise für ein bestimmtes Ziel, welches durch die Zieladresse des Paketes gegeben ist, eine Adresse für den nächsten Hop bzw. die nächste Station oder den nächsten Sprung zugeordnet. Ein Router, der ein Paket erhält, wertet die im Paketkopf integrierte Adresszielinformation aus, bestimmt dazu die Adresse für den nächsten Hop bzw. nächsten Sprung und leitet das Paket zu dem entsprechenden Router bzw. Knoten weiter. Auf diese Weise werden die Paket sozusagen Hop per Hop durch das Netz bzw. die Routingdomäne vermittelt.in the usual Internet finds routing within network domains or autonomous systems e.g. using the OSPF (Open Shortest Path First) protocol. Usually is determined by means of a metric, that is, fixed routing criteria, an in For this metric optimal path for routed through the routing domain Determines packets and the routing tables of the individual nodes of the Network according to these determined paths (often by means of so-called link-state messages as part of the linked-state routing). In a routing table is then usually for a particular destination given by the destination address of the packet, an address for the next Hop or the next Station or the next Assigned jump. A router receiving a packet evaluates those in the packet header integrated address destination information, determines the address for the next Hop or next Jump and forward the packet to the appropriate router or node further. In this way, the packages will hop through hop, so to speak the network or the routing domain taught.
Ein wichtiger Ansatz zur Verbesserung des Routings innerhalb paketorientierter Netze ist das sogenannte Mehrwegerouting, das häufig auch mit dem englischen Ausdruck „Multipath Routing" bezeichnet wird. Dabei wird vorgesehen, Pakete entlang zweier oder mehrerer Pfade innerhalb einer Routingdomäne zu einem Ziel zu senden. Mehrwegerouting bringt in zweierlei Hinsicht eine wichtige Verbesserung zu dem herkömmlichen Routing. Einerseits kann durch die Verteilung von Paketen auf mehrere verschiedene Wege eine bessere und effizientere Auslastung des Netzes erzielt werden. Die bei Ungleichbelastung häufig auftretenden Engpässe, welche zu Verzögerungen und den Verwurf von Paketen führen können, werden so deutlich unwahrscheinlicher. Anderseits kann Mehrwegerouting auch für eine schnelle Reaktion auf Störungen oder Ausfälle innerhalb des Netzes verwendet werden. Im Regelbetrieb verteilt ein Knoten den Verkehr in Richtung eines Ziels gleichmäßig oder nach bestimmten Verteilgewichten auf den verfügbaren Wegefächer. Ein Wegefächer ist dabei durch vom Knoten abgehende Links – in der deutschsprachigen Literatur auch als Kanten bezeichnet – gegeben, auf die Pakete eines Flows verteilt werden. Bei Ausfall eines Links nimmt der Knoten den betroffenen Weg aus dem Wegefächer und verteilt den Verkehr entsprechend auf die verbliebenen Wege um. Dabei kann für den Qualitätsverkehr eine Annahmekontrolle mit geeignet berechneten Annahmeschwellen sicherstellen, dass nur so viel Qualitätsverkehr im Netz zugelassen wird, dass der nach einem Fehler verbleibende Wegefächer diesen Verkehr auch tatsächlich tragen kann. Das Netz bietet damit also eine geplante Reserve, die im Fehlerfall den Verkehr unter Einhaltung der zugesagten Dienstqualität übernimmt (und die im Regelbetrieb durch niedriger priorisierte Verkehrsklassen – z.B. best effort Verkehr – genützt werden kann).One important approach to improve routing within packet-oriented Nets is the so-called Mehrwegerouting, often with the English Expression "Multipath Routing "is called. It provides for packets along two or more paths within a routing domain too to send to a destination. Multipath routing brings in two ways an important improvement to traditional routing. On the one hand can be done by distributing packages in several different ways a better and more efficient utilization of the network can be achieved. The case of unequal burden frequently occurring bottlenecks, which leads to delays and the throwing of packages can be so much less likely. On the other hand, multipath routing can also for a quick reaction to disturbances or failures be used within the network. Distributed in regular operation a node the traffic in the direction of a goal evenly or according to certain distribution weights on the available travel fans. One route fan is there by outgoing links from the node - in the German-speaking Literature also called edges - given on the packages one Flows are distributed. If a link fails, the node picks up the affected path from the Weefächer and distributes the traffic according to the remaining ways around. It can for quality traffic a Ensure acceptance control with suitably calculated acceptance thresholds, that only so much quality traffic is allowed in the network that the remaining after an error route fan actually this traffic can carry. The net thus offers a planned reserve, the in case of error, the traffic in compliance with the promised quality of service takes over (and in normal operation by lower priority traffic classes - e.g. effort traffic - to be availed can).
Für IP-Netze wurde im Rahmen der zweiten Version des OSPF-Protokolls (siehe RFCs 2328, 2178, 1583, 1247, 1131) vorgesehen, Protokolle entlang mehrerer Wege, die im Sinne einer Metrik gleiche Länge aufweisen, zu transportieren. Diese Protokollerweiterung ist unter dem Kürzel ECMP (Equal Cost Multi Path) in der Fachwelt bekannt. Es erfolgt im Rahmen dieses Konzeptes eine Gleichverteilung auf die verschiedenen Wege, die auch durch die gleiche Länge, bzw. die gleichen Kosten nahegelegt ist.For IP networks under the second version of the OSPF Protocol (see RFCs 2328, 2178, 1583, 1247, 1131) provided protocols along several paths in the Meaning of a metric of equal length have to transport. This protocol extension is under the abbreviation ECMP (Equal Cost Multi Path) known in the art. It takes place in Within this concept an equal distribution to the different ones Paths that are also the same length, or the same cost is suggested.
Ein weiterer auf Mehrwegerouting basierender Ansatz zur Verbesserung des Routings innerhalb eines Netzes (intra-domain Routing) wird im Rahmen des KING (Key Components for the mobile Internet of Next Generation) Projekts entwickelt. Bei dem KING Projekt werden die zentral bzw. am Rand des Netzes benötigte Informationen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren mit Bandbreitenreservierung stark reduziert, indem Routingentscheidungen wie beim herkömmlichen IP Netz im Wesentliche lokal durchgeführt werden. Netzweite Zustände müssen nicht gehalten werden. Entscheidende Punkte des Konzeptes sind:
- • Verkehrskontrollen am Netzeingang und Netzausgang
- • Übertragung von Verkehr von einem Eingangspunkt zu einem Ausgangspunkt entlang mehrerer Wege (Mehrwegerouting)
- • Verteilung auf verschiedene Wege und Umverteilung bei Störungen durch lokale Routingentscheidungen
- • Traffic controls at the network entrance and net output
- • Transmission of traffic from an entry point to a starting point along multiple paths (multipath routing)
- • Distribution in different ways and redistribution in case of disturbances due to local routing decisions
Die Idee hinter dem Konzept ist, dass an den Netzgrenzen nur die aggregierten Verkehrsvolumina kontrolliert werden. Die Verteilung innerhalb des Netzes wird durch geeignete lokalen Maßnahmen im Sinne einer Vermeidung von Engpässen gewährleistet.The The idea behind the concept is that at the network borders only the aggregated ones Traffic volumes are controlled. The distribution within the Net is by appropriate local measures in the sense of avoidance bottlenecks guaranteed.
Generell ist Mehrwegeroutingverfahren in Paketnetzen gemein, dass die Festlegung der Routen für das Mehrwegerouting einen wichtigen Faktor für eine effiziente Verkehrsverteilung darstellt.As a general rule is multipath routing method in packet networks common that fixing the routes for Multipath routing is an important factor for efficient traffic distribution represents.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, die Festlegung von Routen in einem Netz mit Mehrwegerouting zu optimieren.The Invention has the task of defining routes in a network to optimize with multipath routing.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The The object is solved by the subject matter of claim 1.
Die Grundidee dieser Erfindung ist, bei der Routenbestimmung neben Kriterien erster Ordnung, wie z.B. Topologie und Link-Metriken (z.B. in Verbindung mit den Links zugeordneten Gewichten), ein Kriterium zweiter Ordnung zu definieren, das immer dann zur Anwendung gebracht wird, wenn die Kriterien erster Ordnung Wahlmöglichkeiten lassen. Bisher wurde in solchen Situationen eine zufällige Auswahl getroffen. Ein mögliches Kriterium zweiter Ordnung ist z.B. die Verteilung des Verkehrs bzw. die jeweilige Link-Auslastung.The The basic idea of this invention is, in the route determination next to criteria first order, such as Topology and link metrics (e.g., in conjunction with the Left assigned weights), a second order criterion which is always used when the First-order criteria Choices to let. So far, a random selection has been made in such situations. A possible Second order criterion is e.g. the distribution of traffic or the respective link utilization.
Beispielsweise würden bei einem O2-Routing-Verfahren (d.h. einem Verfahren, welches zwei weiterführende Links pro Knoten vorsieht), das in einem Verfahrensschritt an einem Knoten drei (oder mehr) weiterführende Wegemöglichkeiten ermittelt hat, die zwei tatsächlich in die Mehrwege-Route aufzunehmenden Wege bzw. Wegabschnitte z.B. nach der geringsten relativen Link-Belastung ausgewählt.For example would in an O2 routing method (i.e., a method which has two secondary links per node), which in one step at a node three (or more) continuing way possible has determined the two actually paths to be included in the multipath route, e.g. selected according to the lowest relative link load.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere für das Routing zu einem Ziel (das z.B. durch einen Randknoten des Netzes gegeben sein kann) alternative Links auf Basis eines ersten Kriteriums der Topologie des Kommunikationsnetzes bestimmt bzw. identifiziert. Bei diesen äquivalenten Links handelt es sich z.B. um von dem selben Knoten wegführende Links, welche für das Routing zu dem Ziel verwendet werden können. Aus dieser Gruppe alternativer Links wird eine Auswahl anhand eines weiteren Kriteriums vorgenommen. Die so ausgewählten Links werden als Wegabschnitte bzw. als Bestandteile von für das Routing zu dem Ziel verwendeten Wegen für ein Routing entlang dieser Wege zu dem Ziel festgelegt.in the Framework of the method according to the invention be several for the routing to a destination (e.g., by an edge node of the network may be given) alternative links based on a first criterion determines or identifies the topology of the communication network. In these equivalent Links are e.g. around links leading from the same node, which for the routing to the destination can be used. From this group of alternative On the left, a selection is made based on another criterion. The so selected Links are considered path sections or components of routing routes used to the destination set routing along these routes to the destination.
Die Erfindung hat den Vorteil einer besseren Festlegung der Routen bzw. Wege für das Mehrwegerouting. Die Einführung eines zweiten Kriteriums erlaubt es, die Routenauswahl hinsichtlich dieses Kriteriums zu optimieren, d.h. ein effizienteres Routing zu gewährleisten.The Invention has the advantage of better definition of the routes or Ways for the multipath routing. The introduction a second criterion allows the route selection with regard to to optimize this criterion, i. a more efficient routing too guarantee.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the subject invention are specified in the dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:in the The following is the invention within the scope of an embodiment on the basis of figures closer explained. Show it:
In Figur ist ein Netz gezeigt, welches aus Knoten und Links gebildet ist. Randknoten r1 ... r10 sind als ausgefüllte Kreise und innere Knoten als nicht ausgefüllte Kreise dargestellt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels werden Wegabschnitte für ein Mehrwegerouting entlang Routen ausgewählt. Dabei soll zwischen Paaren von Randknoten eine Auswahl von Wegabschnitten für das Routing zwischen den Randknoten erfolgen. Exemplarisch sind in der Figur Wegabschnitte durch durchbrochene Pfeile gekennzeichnet. Diese Wegabschnitte definieren Routen zwischen dem Eingangsrandknoten r1 und dem Ausgangsrandknoten r7. Die Wegabschnitte bzw. die entsprechenden Knoten und Links wurden dabei so festgelegt, dass jeder der inneren Knoten zwei Alternativen für das Weiterleiten von von dem Eingangsrandknoten r1 ankommenden Verkehr zu dem Ausgangsrandknoten r7 hat. Diese verschiedenen alternativen Links für das Weiterleiten von einem Konten werden im Rahmen des zugrundeliegenden Konzeptes auch als Wegefächer oder Verteilungsfächer bezeichnet. Ein Wegefächer kann natürlich auch mehr als zwei Links umfassen. Der Einfachheit halber konzentriert sich das Ausführungsbeispiel auf Wegefächer mit zwei Wegalternativen (unten auch als O2-Routing bezeichnet).In FIGURE is shown a net formed of nodes and links is. Edge nodes r1 ... r10 are as solid circles and inner nodes as unfilled Circles shown. In the context of the embodiment, path sections for a multipath routing selected along routes. Here, between pairs of edge nodes, a selection of path sections for the Routing between the edge nodes done. Exemplary are in the Figure path sections marked by broken arrows. These Path sections define routes between the entrance edge node r1 and the output edge node r7. The path sections or the corresponding Nodes and links were set so that each of the inner Knot two alternatives for the forwarding of incoming from the input edge node r1 traffic to the output edge node r7. These different alternatives Links for The forwarding of an account will be within the scope of the underlying Concept also as a Weifächer or distribution slots designated. A traveling fan can of course also include more than two links. Concentrated for the sake of simplicity the embodiment on moving fans with two path alternatives (also referred to as O2 routing below).
Ein
Verfahren, zu allen Ausgangsknoten Routen festzulegen, welches möglichst
bei allen für das
Routing zu einem Ausgangsknoten verwendeten inneren Knoten Wegefächer mit
zwei alternativen Links vorsieht, wird im Folgenden skizziert:
Das
Verfahren durchläuft
zumindest alle Ausgangsrandknoten. Wenn es sich bei dem Netz nicht
um ein reines Transitnetz handelt, kann das Verfahren auch alle
Knoten des Netzes durchlaufen, wobei die jeweilige Senke bzw. der
Zielknoten die Rolle des Ausgangsrandknotens (bei Transitverkehr) übernimmt. Für einen
festgelegten Ausgangsrandknoten werden für alle inneren Knoten zwei
alternative Links bestimmt, auf welchen der Knoten Verkehr zu dem
Ausgangsrandknoten weiterleiten kann. Für die Bestimmung bzw. Festlegung
der links ist es sinnvoll, die inneren Knoten in Klassen einzuteilen,
je nachdem, wie viele Links auf der Route mit der minimalen Anzahl von
Links passiert werden müssen,
um den jeweiligen Ausgangs randknoten zu erreichen. Die direkt mit dem
Ausgangsrandknoten verbundenen Knoten wären dann von der Klasse 1,
die über
diese Knoten mit dem Ausgangsknoten verbundenen Knoten wären von
der Klasse 2, etc. Diese Einteilung in Klassen erlaubt eine Systematik
bei der Festlegung von für
das Routing zu dem Ausgangsrandknoten verwendeten Links, welche
das Kreisen von Paketen vermeidet. Dabei werden Links zu dem Ausgangsknoten
primär zu
Knoten der jeweils niederen Klasse und evtl. zu Knoten der gleichen
Klasse, aber nicht zu Knoten der höheren Klasse festgelegt. Das
Verfahren sieht zudem eine Reihenfolge bei der Festlegung der Verteilungsfächer für die inneren
Knoten vor, bei der nach Festlegung der Verteilungsfächer der
Knoten einer Klasse die Festlegung für die Knoten der nächsthöheren Klasse
vorgenommen werden. Es wird unten beschrieben, wie im Rahmen des
oben skizzierten Verfahrens das erfindungsgemäße Verfahren für die Festlegung
von Verteilungsfächern
verwendet wird. Die Gesamtheit der für einen Ausgangsknoten bestimmten
Wegefächer
bzw. Links wird im Folgenden auch als Hammock-Set bezeichnet.A method to set routes to all egress nodes, which if possible in all internal nodes used for routing to an egress node traversing two alternative routes On the left, the following is sketched:
The method goes through at least all the output edge nodes. If the network is not a pure transit network, the process can also go through all the nodes of the network, with the respective sink or destination node assuming the role of the outgoing edge node (in the case of transit traffic). For a given output edge node, two alternative links are determined for all inner nodes on which the node can forward traffic to the outgoing edge node. For the determination of the links on the left, it makes sense to divide the inner nodes into classes, depending on how many links have to be passed along the route with the minimum number of links in order to reach the respective exit node. The nodes directly connected to the output edge node would then be of class 1, the nodes connected to the output node via these nodes would be of class 2, etc. This classification into classes allows a systematic in the definition of links used for the routing to the output edge node which avoids the circling of packets. In this case, links to the output node are primarily set to nodes of the lower class and possibly to nodes of the same class, but not to nodes of the higher class. The method also provides an order in which the distribution slots for the inner nodes are determined, in which, after the distribution compartments have been determined, the nodes of a class are made the determination for the nodes of the next higher class. It will be described below how, in the context of the method outlined above, the method according to the invention is used for the definition of distribution compartments. The totality of the Weufächer or links intended for an output node is also referred to below as a Hammock Set.
Es
sind in
Bei der Bestimmung der Wegefächer für das Mehrwege-Routing zu dem Zielknoten A wird erfindungsgemäß ein zweistufiges Verfahren vorgeschlagen.at the determination of the Weufächer for multipath routing to the destination node A according to the invention a two-stage process proposed.
Ausgehend von einem inneren Ring um den jeweiligen Zielknoten (z.B. den Zielknoten A) werden für alle weiteren Netzknoten:
- – in einem ersten Schritt für jeden Knoten, der noch nicht O2-fähig ist (d.h. der noch keinen zwei Links umfassenden Wegefächer aufweist), alle durch die Netz-Topologie möglichen Links bestimmt, die diesen Knoten O2-fähig machen würden (sofern es mindestens 2 sind).
- – In einem zweiten Schritt werden dann aus den gefundenen möglichen Links auf Basis des Verkehrs im Netz oder eines anderen sinnvollen Kriteriums ein Paar von Links bestimmt, das für das Routing herangezogen werden soll.
- In a first step, for each node which is not yet O2-capable (that is, which does not yet have two links compartments) determine all links possible by the network topology which would make that node O2-capable (if at least 2 are).
- In a second step, a pair of links to be used for the routing is then determined from the possible links found on the basis of the traffic in the network or another sensible criterion.
D.h. in der Regel werden zuerst anhand topologischer Kriterien mehr als zwei mögliche Links ausgewählt. Aus den ausgewählten Links werden dann zwei anhand sekundärer Kriterien festgelegt.That usually more than two possible ones Selected links. From the selected Two links are then set based on secondary criteria.
Dieses
Vorgehen wird anhand des in
Im Folgenden wird als Auswahlkriterium für den zweiten Schritt die Verkehrsbelastung der Links gewählt.in the Below is the selection criterion for the second step, the traffic load the links chosen.
Ring 1:Ring 1:
Es wird zunächst der innere Ring um A betrachtet (hier als Ring_1 bezeichnet), also die Ring-Knoten B, C, D, E sowie die Ring-Links und die Stern-Links. Um O2-Fähigkeit zu erreichen, kann ein beliebiger Ring-Link als ein sogenannter Joker oder Joker-Link gewählt werden.It will be first the inner ring around A (here referred to as Ring_1), ie the ring nodes B, C, D, E as well as the ring links and the star links. To O2 ability can reach any ring link as a so-called Joker or Joker link selected become.
Es
ist nicht möglich,
bei allen Ring-Knoten jeweils zwei abgehende Links zum Routing zu
dem Ziel A vorzusehen, wobei die Links nicht zu einem Knoten einer
höheren
Klasse führen
sollen, und gleichzeitig das Kreisen von Paketen auszuschließen. Deshalb wird
ein Link definiert (Joker), über
den zwar in der Regel in eine Richtung Verkehr geleitet wird, der
aber bei einem wohldefinierten Störfall auch in der anderen Richtung
(zum selben Ziel) betrieben werden kann. In
Beispielhaft
wird vorgeschlagen, denjenigen Ring-Link zum Joker zu machen, dessen
benachbarte Stern-Links den geringsten Verkehr führen. Wenn I und J die Endpunkte
eines Ring-Links sind, so wird der Joker für den Hammock-Set zu dem Ziel
A wie folgt bestimmt:
Link i-j = Joker falls
Link ij = Joker if
Dabei ist:
- • TLink_i_A der Verkehr auf dem Link i-A vor der Berechnung des Hammock-Sets nach A (d.h. der für die bereits berechneten Hammock-Sets ermittelte Verkehr)
- • TLink_j_A der Verkehr auf dem Link j-A vor der Berechnung des Hammock-Sets nach A
- • T_i_A der Verkehr des Knotens i nach A (d.h. der im Knoten i generierte Verkehr, der nach A geschickt wird)
- • T_j_A der Verkehr des Knotens j nach A
- • k1 ein Faktor, der zwischen 0 und 1 liegt. Er kann z.B. bei einem O2-Hammock-Set starr zu 0.5 gewählt werden, oder aber auch abhängig vom berechneten Hammock-Set. So kann z.B. durch Wahl von k1 = (i/n) der zu hohe Einfluss von lokalem Verkehr bei der Berechnung der ersten Hammock-Sets kompensiert werden. Dabei ist n die Anzahl der Knoten im Netz und i kennzeichnet, dass der Hammock-Set für den Knoten i (1 < = i< = n) berechnet wird. Eine andere Wahl von k1, z.B. auf Basis der Verkehrsmatrix, ist ebenso möglich.
- TLink_i_A the traffic on the link iA before the calculation of the Hammock set after A (ie the traffic determined for the already calculated Hammock sets)
- • TLink_j_A the traffic on link jA before the hammock set is calculated to A
- T_i_A the traffic of node i to A (ie the traffic generated in node i which is sent to A)
- T_j_A the traffic of the node j to A
- • k1 is a factor between 0 and 1. For example, it can be set to 0.5 for an O2 Hammock Set, or depending on the calculated Hammock Set. For example, by choosing k1 = (i / n), the excessive influence of local traffic in the calculation of the first hammock sets can be compensated. Where n is the number of nodes in the network and i indicates that the hammock set is calculated for node i (1 <= i <= n). Another choice of k1, eg based on the traffic matrix, is also possible.
Da zunächst die Hammock-Sets nicht bekannt sind, sondern schrittweise einer nach dem anderen ermittelt werden, können bei Berechnung des Hammock-Sets zu einem Zielknoten m die jeweiligen Werte von TLink auch nicht von Anfang an den vollen Verkehr auf den Links berücksichtigen sondern nur den in den vorherigen Durchläufen bis zum Knoten (Ziel) m-1 berechneten Verkehr.There first the hammock sets are not known, but gradually one after the other can be determined when calculating the hammock sets to a destination node m the respective values of TLink also not from the beginning consider the full traffic on the links but only in the previous runs to the node (destination) m-1 calculated traffic.
Das Verfahren stellt sicher, dass der Joker zwischen die Stern-Links mit dem geringsten Verkehr gelegt wird, so dass der Verkehr für die ohnehin schon stärker belasteten Links nach dem O2-Prinzip verteilt werden kann. Für die übrigen Ring-Knoten lässt die Forderung nach O2-Fähigkeit keine Freiheit für die Anwendung sekundärer Kriterien.The Procedure ensures that the joker is between the star links with the least traffic being laid, so traffic for that anyway stronger loaded links can be distributed according to the O2 principle. For the remaining ring nodes leaves the Demand for O2 capability no freedom for the application of secondary Criteria.
Ring kRing k
Danach
wird das O2-Routing für
alle weiter außen
liegenden Knoten im Netz berechnet, in Bild 1 also für die Knoten
F, G, H, die nacheinander "O2-erreichbar" werden. Ähnlich wie
für Ring
1 werden für einen
gegebenen Knoten i (hier aus F, G, H) für alle möglichen 2-Link Kombinationen,
die den Knoten i zu einem neuen O2-Knoten machen würden, die
zwei Links mit dem geringsten Verkehr
- T_i_j ist dabei der Verkehrsbeitrag des Knoten i über den gerade betrachteten Link zu Knoten j, wobei j ein bereits im Hammock-Set enthaltener Knoten ist, an den i angebunden werden kann.
- • T_link ist der bereits auf dem betrachteten Link laufende Verkehr Für den Faktor k2 gilt das bei Ring 1 für den Faktor k1 Gesagte.
- T_i_j is the traffic contribution of the node i over the currently considered link to node j, where j is a node already contained in the hammock set to which i can be connected.
- • T_link is the traffic already running on the link under consideration. For the factor k2, what has been said with ring 1 for the factor k1 applies.
Mit dem beschriebenen Verfahren („Ring 1", Ring k") werden nacheinander alle Hammock-Sets berechnet. Da der Algorithmus jeweils am Zielknoten eines Hammock-Set startet, können die Verkehrsbeiträge noch nicht einbezogener Knoten in Richtung des Zielknotens auch nicht in die Bestimmung der Link-Lasten einfließen. Für die Näherung der LinKlast als Kriterium zweiter Ordnung wird daher nur der direkte Verkehrsbeitrag, der durch den gerade betrachteten Link/Knoten entsteht bzw. dort generiert wird, zugrunde gelegt (T_i_j und T_i_A beschreiben jeweils die direkten Verkehrsbeziehungen der betrachteten Nachbarknoten). Allerdings werden nach jedem Durchlauf, also nach Bestimmung jedes Hammock-Set, zur Vorbereitung der nächsten Runde die bis dahin aufgelaufenen Linklasten T_link im Netz exakt berechnet, was mit Kenntnis der bis dahin berechneten Hammock-Sets und der Verkehrsmatrix, sowie z.B. gleichgewichtig angenommener Verteilgewichte möglich ist.With the described method ("Ring 1 ", ring k") are successively all hammock sets calculated. Since the algorithm at each destination node of a Hammock set starts, can the traffic contributions not yet included node in the direction of the destination node, too not included in the determination of link loads. For the approximation of LinKlast as a criterion second order will therefore only the direct traffic contribution, the is created or generated by the currently considered link / node, underlying (T_i_j and T_i_A each describe the direct Traffic relations of the considered neighboring nodes). Indeed after each pass, after determining each hammock set, to prepare for the next Round the previously accumulated link loads T_link in the network exactly calculated, what with knowledge of hitherto calculated Hammock sets and the traffic matrix, as well as e.g. assumed equal weight Distribution weights possible is.
Durch dieses Routing wird eine erheblich gleichmäßigere Auslastung der Links des Netzes erreicht und ebenso eine geringere Verschiebung der Last bei Link-Ausfällen.By This routing will significantly increase the load on the links of the network and also a smaller shift of the load with link failures.
Zweckmäßige Ergänzungen bzw. Alternativen zu der im Rahmen des Ausführungsbeispiels vorgestellten Vorgehens sind:
- • Die Verwendung der relativen Verkehrslast als Kriterium zweiter Ordnung, also der auf die Link-Bandbreite bezogenen Verkehrswerte T. Dadurch wird in einfacher Weise die Berücksichtigung von unterschiedlichen Link-Bandbreiten in O2-Netzen möglich.
- • Die Verwendung von Kosten-Funktionen bei der Auswahl der Links bzw. des Jokers. Kosten-Funktionen können z.B. im Sinne einer optimierten gleichmäßigen Verkehrsverteilung oder das Preis/Bandbreite Verhältnis eines Betreibers sein.
- • Die Verwendung von Faktoren k1 bzw. k2 proportional zu (i/n)x, wobei i der Knoten (Ziel A) ist, für den gerade der Hammock-Set berechnet wird und n die Gesamtzahl der Knoten im Netz. Dadurch wird vermieden (z.B. mit x = 1), dass für die ersten Hammock-Sets der lokale Verkehr zwischen zwei Nachbarn zu stark bewertet wird.
- • Die unabhängige Verwendung der für Ring 1 bzw. Ring k vorgeschlagenen Verfahren. So kann es zweckmäßig sein, im Ring 1 mehrere Joker zu verwenden, um einen hohen hopcount für bestimmten Verkehr zu vermeiden. Mehrere Joker in Ring 1 verhindern, dass Pakete über eine längere Kette von Ring-Links gesendet werden. Dann kann trotzdem sinnvoll das vorgeschlagen Verfahren für die äußeren Ringe verwendet werden.
- • Auch im Fall von mehreren Jokern in Ring 1 kann sinngemäß verfahren werden, wie hier für einen Joker vorgeschlagen.
- • Die Verwendung etwa anfallender verkehrsabhängiger Kosten als Kriterium zweiter Ordnung.
- • Die Verwendung etwa unterschiedlicher Link-Verfügbarkeit als Kriterium zweiter Ordnung.
- The use of the relative traffic load as a second-order criterion, ie the traffic values T related to the link bandwidth. This makes it possible to easily consider different link bandwidths in O2 networks.
- • The use of cost functions when selecting links or jokers. Cost functions can be eg in the sense of an optimized even traffic distribution or the price / bandwidth ratio of an operator.
- • The use of factors k1 and k2, respectively, proportional to (i / n) x , where i is the node (target A) for which the hammock set is currently being calculated and n is the total number of nodes in the network. This avoids (eg with x = 1) that the local traffic between two neighbors is overestimated for the first hammock sets.
- • The independent use of the procedures proposed for Ring 1 or Ring k. So it may be useful to use multiple wild cards in ring 1 to avoid a high hopcount for certain traffic. Multiple wildcards in ring 1 prevent packets from being sent over a longer chain of ring links. Then, nevertheless, the proposed method for the outer rings can still be used meaningfully.
- • In the case of several Jokers in Ring 1, the same procedure can be followed, as suggested here for a Joker.
- • The use of any traffic-related costs as a second-order criterion.
- The use of some different link availability as a second-order criterion.
Weitere Kriterien zur Auswahl wie z.B. die Laufzeit der Links, die Belastbarkeit (Kapazität) der End-Knoten der neuen Links etc. sind ebenfalls denkbar. Eine zusätzliche Verbesserung der Verkehrsverteilung durch eine gezielte Reihenfolge bei der Bearbeitung der Knoten ist zusätzlich möglich.Further Criteria for selection, such as the running time of the links, the load capacity (Capacity) the end nodes of the new links etc. are also conceivable. A additional Improvement of traffic distribution through a specific order when editing the node is also possible.
Das vorgeschlagene Verfahren zur Auswahl nach den angeführten Kriterien ist sinngemäß auch für andere Algorithmen zur Berechnung von Hammock-Sets anwendbar.The proposed methods of selection according to the criteria listed is synonymous for others Algorithms for calculating Hammock Sets applicable.
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DE10340809A DE10340809A1 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Optimization of route determination within network with multiple way editing e.g. for real time traffic in packet based network, involves routing to alternative route based on criterion of topology of communications network |
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- 2003-09-04 DE DE10340809A patent/DE10340809A1/en not_active Withdrawn
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