專利名稱：虛擬中繼線上的業(yè)務(wù)分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)了的業(yè)務(wù)量尋徑工具。
在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，尤其是那些所傳遞的業(yè)務(wù)量具有必須被保證的服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，一種著名的確定業(yè)務(wù)量跨越網(wǎng)絡(luò)時(shí)所走的路徑的方法就是最短路徑法，它要求每個(gè)終端都要有一張整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的圖，以便能找到在發(fā)送和接收終端間鏈路數(shù)最少的那條路徑。
本發(fā)明在題目為“最大流數(shù)據(jù)尋徑”的澳大利亞專利申請(qǐng)No．44470／99(Docket No．127045)中已被描述，它描述了一種改進(jìn)了的路徑選擇算法，這種算法把業(yè)務(wù)量分配到發(fā)送端和接收端間所有實(shí)際可得的鏈路上去。
我們的與上述發(fā)明共同未決的題為“遞歸業(yè)務(wù)量分布的IP／數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型”的澳大利亞專利申請(qǐng)No．47400／99(Docket No．127064)中描述了一種可報(bào)告網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在把業(yè)務(wù)量分配給鏈路時(shí)，利用它可使業(yè)務(wù)量被優(yōu)先分配給負(fù)載較輕的鏈路。
本發(fā)明通過(guò)把并行的路徑當(dāng)做一條單獨(dú)的鏈路來(lái)處理而使得確定網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài)變得更為容易。
在每一個(gè)由并行路徑所組成的組中，最好把一個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)為主結(jié)點(diǎn)，讓它來(lái)對(duì)比本組中結(jié)點(diǎn)及鏈路的負(fù)載狀態(tài)，并廣播本組的全部負(fù)載狀態(tài)報(bào)告。
每一個(gè)由結(jié)點(diǎn)和鏈路構(gòu)成的組都通過(guò)至少一條組間鏈路與相鄰組相連。每個(gè)組的接收結(jié)點(diǎn)，即與組間鏈路相連的那個(gè)結(jié)點(diǎn)，都能夠得到其所在組內(nèi)的所有結(jié)點(diǎn)和鏈路的負(fù)載狀態(tài)的詳細(xì)信息，并且使用負(fù)載共享算法在本組內(nèi)的路徑間分配業(yè)務(wù)量。
這一過(guò)程減少了網(wǎng)絡(luò)中因報(bào)告負(fù)載狀態(tài)而產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量的數(shù)量，并且簡(jiǎn)化了消息經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的尋徑過(guò)程。發(fā)送結(jié)點(diǎn)沒(méi)有必要知道網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)和鏈路的詳細(xì)的負(fù)載狀態(tài)數(shù)據(jù)。在某個(gè)組內(nèi)的尋徑及分配業(yè)務(wù)量的任務(wù)由接收業(yè)務(wù)量的那個(gè)組間鏈路結(jié)點(diǎn)來(lái)完成。


圖1給出了一個(gè)由結(jié)點(diǎn)和鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
圖2給出了一個(gè)包含抽象鏈路的網(wǎng)絡(luò)，這些抽象鏈路是把并行路徑按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在理論上組合在一起而形成的。
圖3給出了一個(gè)結(jié)點(diǎn)組。
圖4給出了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)中所使用的頭信息。
圖5給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中為業(yè)務(wù)量尋徑所采用的方案示意圖。
圖1給出了一個(gè)由被結(jié)點(diǎn)鏈路3001至3019所互連在一起的結(jié)點(diǎn)2001…2017所組成的網(wǎng)絡(luò)。這些結(jié)點(diǎn)被要排在組4001，4002，4003中。這些組則由組鏈路5001，5002互連起來(lái)。
一般講，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)組都要提供至少一條，通常是多條能夠穿越該組的從一條組鏈路至另一條組鏈路的路徑。
在圖3所示的實(shí)施例中，組4004被畫(huà)了出來(lái)，其中的結(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)如下2410=A4，2411=C4，2412=B42413=D4當(dāng)業(yè)務(wù)量通過(guò)組鏈路5402進(jìn)入組4004時(shí)，它可能被引導(dǎo)至一個(gè)內(nèi)部結(jié)點(diǎn)上，或者也可能經(jīng)過(guò)本組而去往分別相應(yīng)于組鏈路5403和5404的結(jié)點(diǎn)E4和F4。在結(jié)點(diǎn)E4和F4屬于不同組的情況下，路徑選擇如下。
去往E4的業(yè)務(wù)量有三條路徑可去A4．B4．E4，A4．C4．B4．E4，A4．D4．B4．E4。
這些路徑中沒(méi)有一條使用了該組內(nèi)相同的內(nèi)部結(jié)點(diǎn)鏈路。
去往F4的業(yè)務(wù)量有三條路徑可去A4．D4．F4，A4．B4．D4．F4，A4．C4．B4．D4．F4，這些路徑中，第二和第三條使用了相同的鏈路B4D4。為了優(yōu)化穿過(guò)組去往E4的業(yè)務(wù)量，結(jié)點(diǎn)A需要決定路徑A4B4和A4C4B4哪個(gè)具有更大的可得容量，若因業(yè)務(wù)量的優(yōu)先級(jí)而使等待時(shí)間成為關(guān)鍵時(shí)，還要決定哪條路徑能滿足對(duì)等待時(shí)間的要求。為了使結(jié)點(diǎn)能夠確定這些因素，每個(gè)消息頭除了要包含目標(biāo)和原始信息外，還要包括優(yōu)先級(jí)信息。最好能在每個(gè)消息中也有時(shí)間信息。這一時(shí)間信息可能是一個(gè)絕對(duì)時(shí)戳(該消息被最初發(fā)出的時(shí)間)，或者是順序信息(數(shù)據(jù)塊在整個(gè)消息中的順序)。另外，時(shí)間信息可能包括數(shù)據(jù)在結(jié)點(diǎn)被接收時(shí)的時(shí)間。(相對(duì)時(shí)間信息)。
在業(yè)務(wù)量被導(dǎo)向F4的情況下，A4有三種選擇A4D4，A4B4D4，A4C4B4D4，但第二和第三種包括了相同的鏈路B4D4，由于它的存在，若假設(shè)所有鏈路都有相同的可得容量，則應(yīng)將50％的負(fù)載分配給A4D4，25％分配給A4B4D4，25％分配給A4C4B4D4，而不是三條路徑各分擔(dān)1／3的負(fù)載，這樣在確定實(shí)際負(fù)載分配時(shí)，就應(yīng)當(dāng)考慮每條鏈路的實(shí)際負(fù)載狀態(tài)。例如，如果鏈路A4D4滿負(fù)載，鏈路A4B4的可得容量是鏈路A4C4和C4B4的可得容量的一半，則2／3的業(yè)務(wù)量應(yīng)當(dāng)分配給A4C4B4D4，1／3的業(yè)務(wù)量應(yīng)當(dāng)分配給A4B4D4。
上例說(shuō)明了一個(gè)組主結(jié)點(diǎn)在決定穿越該組的從一個(gè)組鏈路到另一個(gè)組鏈路的可得容量時(shí)，需要考慮的因素。
通過(guò)運(yùn)用在我們的申請(qǐng)No．44470／99(Docket No．127045)中所描述的在全部實(shí)際路徑上分配業(yè)務(wù)量的方法，在連于組1(4001)中的結(jié)點(diǎn)2001上的終端A和連于組3(4003)中的結(jié)點(diǎn)2017上的終端B之間的網(wǎng)絡(luò)就可以被簡(jiǎn)化為一系列的結(jié)點(diǎn)和鏈路，如圖2所示。
如圖所示，4001、4002、4003每個(gè)組都被簡(jiǎn)化為一對(duì)對(duì)的由相應(yīng)的假設(shè)的等效的單獨(dú)的鏈路6001，6002，6003所互連起來(lái)的點(diǎn)對(duì)2001／2005，2006／2011，2012／2017。
這些假設(shè)的鏈路代表相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)間可得可用的容量。
所以鏈路6001代表組1的結(jié)點(diǎn)2001和2005間的路徑上的可得的可用容量。
我們的申請(qǐng)No．47400／99(127064)揭示了一項(xiàng)技術(shù)，一個(gè)組中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)和每條鏈路，以及每個(gè)組中至少一個(gè)結(jié)點(diǎn)接收其它每個(gè)組或網(wǎng)中組的匯聚的全部負(fù)載狀態(tài)信息。這一信息足以構(gòu)建上述假設(shè)的等效鏈路。
圖4說(shuō)明了可能包含在消息分組中的頭信息，它可使重構(gòu)被運(yùn)用“全部路徑”技術(shù)傳送過(guò)網(wǎng)絡(luò)后的消息時(shí)變得容易一些。這一信息一般可能包括源地址；目標(biāo)地址；優(yōu)先級(jí)；消息號(hào)；分組序號(hào)；圖5形象地說(shuō)明了一種在結(jié)點(diǎn)內(nèi)部把輸入消息分配給輸出鏈路的機(jī)制。
在鏈路51上輸入的消息被存儲(chǔ)在緩沖器52中以便被傳給其它鏈路或結(jié)點(diǎn)53，54，55。
控制手段接收這一頭信息，并運(yùn)用目標(biāo)、時(shí)戳、優(yōu)先級(jí)、消息的暫時(shí)緩沖器地址等來(lái)決定該消息將被送往哪個(gè)輸出端?？刂剖侄我苍L問(wèn)網(wǎng)絡(luò)圖和負(fù)載狀態(tài)信息57，并決定給每條鏈路分配多少業(yè)務(wù)量。
為了決定結(jié)點(diǎn)2001和2005間的可得容量，假設(shè)鏈路3001的容量為C1，鏈路3002的容量為C2，鏈路3003的容量為C3，鏈路3004的容量為C4，鏈路3005的容量為C5，鏈路3006的容量為C6，并且所有結(jié)點(diǎn)都是無(wú)阻塞的。
所以有三條路徑，它們擁有的鏈路如下路徑1=3001，3002，3003路徑2=3004，3003路徑3=3005，3006如果C3＞(C2+C4)，則路徑1和路徑2都具完全可得的，并分別被各自的容量最小的鏈路所限制。假設(shè)C2是路徑1中容量最小的鏈路，則路徑1的最大容量就是C2。同樣，若C4＜C3，則C4就是路徑3中的容量最小的鏈路，所以2001與2005間的最大容量的總和是C2+C4+C5。
這一最大容量隨著鏈路上的負(fù)載而變化，并且這一負(fù)載信息被在組中的各結(jié)點(diǎn)間交換。因?yàn)榭赡芡瑫r(shí)存在著組內(nèi)及跨組的業(yè)務(wù)量，所以一條路徑上的容量最小的鏈路可能并不能成為該路徑上的限制因素。如果該路徑上的其它鏈路中的一條上的業(yè)務(wù)量減少了該鏈路的容量的話，情況就會(huì)如此。
因?yàn)橐粋€(gè)組中的所有鏈路的負(fù)載狀態(tài)信息是可得的并且被定時(shí)地更新，所以等效鏈路的可得容量就可以被計(jì)算出來(lái)。例如，在受C2，C4和C5所限的等效鏈路中，假設(shè)C2有60％的可得容量，C4有75％的可得容量，C5有100％的可得容量。理論上的等效鏈路CE的可得容量總和可以計(jì)算如下CE=0．6C2+0．75C4+C5更一般地，CE=X1·C1+X2C2+…Xn·Cn其中XnCn是路徑n中具有最少可得容量的那條鏈路的可得容量，Xn是具有容量Cn的那條鏈路的可得比例。
權(quán)利要求
1．一種在由被結(jié)點(diǎn)鏈路互連的結(jié)點(diǎn)所構(gòu)成并且其中的結(jié)點(diǎn)組被組鏈路所互連的網(wǎng)絡(luò)中使用的業(yè)務(wù)量尋徑工具，-其中，本工具利用所有實(shí)際路徑來(lái)動(dòng)態(tài)地決定一個(gè)源與一個(gè)目標(biāo)之間的可得業(yè)務(wù)量容量，-其中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)組都被理論地簡(jiǎn)化為一個(gè)在源／目標(biāo)路徑中的一對(duì)相關(guān)的結(jié)點(diǎn)對(duì)間的相應(yīng)的等效鏈路，此路徑就是代表相關(guān)的結(jié)點(diǎn)對(duì)間可得容量的等效單獨(dú)路徑。
2．一種在由結(jié)點(diǎn)鏈路互連的結(jié)點(diǎn)所構(gòu)成并且其中的結(jié)點(diǎn)組被組鏈路所互連的網(wǎng)絡(luò)中為業(yè)務(wù)量尋徑的方法，-其中，本工具利用所有實(shí)際路徑來(lái)動(dòng)態(tài)地決定一個(gè)源與一個(gè)目標(biāo)之間的可得業(yè)務(wù)量容量，-其中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)組都被理論上簡(jiǎn)化為一個(gè)在源／目標(biāo)路徑中的一對(duì)相關(guān)的結(jié)點(diǎn)對(duì)間相應(yīng)的等效鏈路，此路徑就是代表相關(guān)結(jié)點(diǎn)對(duì)間可得容量的等效單獨(dú)路徑。
3．一種為一條輸入鏈路上的每個(gè)消息尋找去往一個(gè)或多個(gè)輸出鏈路的路徑的業(yè)務(wù)量尋徑方案，它包括-緩沖器手段以便存貯輸入的消息；-控制手段以便根據(jù)每個(gè)輸入的消息頭中目的信息來(lái)決定該消息的目的地；-控制手段訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的布局信息以及網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀態(tài)信息；-由此，本業(yè)務(wù)量尋徑方案在所有通往目標(biāo)根據(jù)目標(biāo)信息、網(wǎng)絡(luò)布局信息及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài)信息所確定的目標(biāo)的實(shí)際路徑的基礎(chǔ)上為每一個(gè)消息尋找去往一個(gè)或多個(gè)輸出鏈路的路徑。
4．一種如同上述的方案，其中的網(wǎng)絡(luò)信息包括的代表并行路徑組的可得容量的理論等效鏈路。
5．一種在這里被參考著附圖進(jìn)行了主要描述的業(yè)務(wù)量尋徑方案。
6．一種在這里被參考著附圖進(jìn)行了主要描述的業(yè)務(wù)量尋徑工具。
7．一種在這里被參考著附圖進(jìn)行了主要描述的業(yè)務(wù)量尋徑方法。
全文摘要
一種使用了一種最大流算法的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),它所提供的網(wǎng)絡(luò)利用率要把最短路徑網(wǎng)絡(luò)所提供的利用率高,上述最大流算法利用了在源和目標(biāo)間所有的可得路徑。為了便于交換網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息,尤其是在使用最大流的情況下,大量的由一個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)2001、2017及結(jié)點(diǎn)鏈路3001…3020所構(gòu)成的并行路徑被合成由組鏈路5001,5002所連接的組4001…4003。組鏈路間的組內(nèi)的路徑被理論地簡(jiǎn)化為一個(gè)單獨(dú)的路徑6001…6003,其容量由原來(lái)多路徑的動(dòng)態(tài)容量的匯聚而成。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1291030SQ0012879
公開(kāi)日2001年4月11日 申請(qǐng)日期2000年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月5日
發(fā)明者邁克爾·考克斯, 米基·伍西克, 布安·喬納森·班 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司