專利名稱：在面向連接型網(wǎng)絡(luò)中用于分布式多播路由的方法和應(yīng)用該方法的網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向連接型網(wǎng)絡(luò)的分布式的多播路由方法和應(yīng)用該方法的網(wǎng)絡(luò)。
在不久的將來，多播將成為一種很重要的業(yè)務(wù)。可是，至今還沒有適合于面向連接型網(wǎng)絡(luò)(比如SDH網(wǎng)絡(luò))的滿意的多播路由系統(tǒng)被建議。
IP網(wǎng)絡(luò)(DVMRP，MOSPF，PIM)中的多播是以依靠單播協(xié)議預(yù)先計(jì)算出的路由表的存在為基礎(chǔ)?？墒?，在面向連接型網(wǎng)絡(luò)的情況下，單播協(xié)議不使用路由表，并且這些已知方法因此不適用于這些網(wǎng)絡(luò)。此外，根據(jù)單播表適配的結(jié)果在任何情況下都無法為多播情形產(chǎn)生最佳解決方案。
此外，在已往，網(wǎng)絡(luò)沒有分布式控制平面，并且全部操作都已由一個(gè)集中式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)執(zhí)行?？墒?，隨著新的體系結(jié)構(gòu)(ASON，ASTN，GMPLS)的來臨，已經(jīng)出現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)分布式路由容量的需求。
由于大量網(wǎng)絡(luò)早就已經(jīng)建立，所以，很顯然，對正在使用中的設(shè)備具有最小可能影響的解決方案將是更可取的。這樣一個(gè)解決方案自然將被大部分市場認(rèn)為是一個(gè)最佳解決方案。
本發(fā)明的一般目的是通過提供用于分布式多播路由的網(wǎng)絡(luò)和方法來克服上述缺點(diǎn)，它特別適合于面向連接型網(wǎng)絡(luò)并且它對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有有限的影響。
為此，根據(jù)本發(fā)明已設(shè)計(jì)了一種用于為電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多播路由的方法，所述電信網(wǎng)絡(luò)包括通過多個(gè)路徑互連的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，用于在一個(gè)源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)之間建立多播連接，所述方法包括如下步驟使源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)中傳播直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的目的地通知消息來通知所述目的節(jié)點(diǎn)需要連接到源節(jié)點(diǎn)；一收到目的地通知信息，就使每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)包含有關(guān)加權(quán)連接成本信息的連接請求；在網(wǎng)絡(luò)中把所述連接請求向源節(jié)點(diǎn)傳播，同時(shí)集中有關(guān)沿著路徑所累積的加權(quán)連接成本的進(jìn)一步信息；在源節(jié)點(diǎn)接收來自目的節(jié)點(diǎn)的在網(wǎng)絡(luò)中傳播的連接請求；根據(jù)從源節(jié)點(diǎn)收到的具有連接請求的信息來選擇具有滿意成本的多播路徑；并且經(jīng)由用這種方式選擇的多播路徑建立多播連接。
而且，根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種電信網(wǎng)絡(luò)，包括通過多個(gè)路徑互連的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，用于在源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)之間建立多播連接，其中上述方法被應(yīng)用于多播路由。
為了闡明本發(fā)明的創(chuàng)新原理及其勝過已知技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在唯一一個(gè)附圖
的幫助下在下面給出應(yīng)用這些原理的可能實(shí)施例的一個(gè)說明。
參考附圖，它示出了一個(gè)通用網(wǎng)絡(luò)的圖表，其中，某一數(shù)量的節(jié)點(diǎn)通過通信路徑彼此連接。在網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)源節(jié)點(diǎn)希望通過從可能的路徑中做出一個(gè)適當(dāng)選擇來與多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)建立多播呼叫。
圖中，源節(jié)點(diǎn)通過一條路徑(稱為多播樹)連接到一個(gè)或多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)(樹葉)。一個(gè)加權(quán)w與連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的每條線路相關(guān)。優(yōu)化一棵多播樹是指找到連接源到所有的路徑，源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間畫出的所有選定路徑(用粗線畫出)具有一個(gè)總加權(quán)或”多播樹成本”為w6+w7+w5+w4+w3。
在此文件的余下部分中，應(yīng)用到一個(gè)指定節(jié)點(diǎn)，將使用如下術(shù)語-D是所有目的節(jié)點(diǎn)的集；-Di是D的一個(gè)一般(generic)子集；-Dr是D的一個(gè)子集，由規(guī)定節(jié)點(diǎn)當(dāng)前可以達(dá)到的目的節(jié)點(diǎn)組成；-Dm是當(dāng)前被鏈接到所述指定節(jié)點(diǎn)的目的節(jié)點(diǎn)的一個(gè)子集；-ACr(累積的成本)是沿著從集Dr的節(jié)點(diǎn)到指定節(jié)點(diǎn)的路徑的累積成本；-PH(先前的跳躍)是發(fā)送請求創(chuàng)建連接的消息的節(jié)點(diǎn)的地址。
現(xiàn)在將給出一個(gè)關(guān)于自動(dòng)過程的描述，該自動(dòng)過程用于查找一個(gè)最佳多播樹來執(zhí)行創(chuàng)建多播連接的給定請求。同時(shí)將給出與此處理相關(guān)的協(xié)議的高級描述。
根據(jù)所述解決方案，提供一種分布式算法以避免浪費(fèi)資源。網(wǎng)絡(luò)的所有網(wǎng)絡(luò)元件(NE)并行執(zhí)行計(jì)算操作。計(jì)算多播路由所需要的信息在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳播，使得NE不必要保持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的完全可見度。
按照建議的解決方案，多播連接的建立是以三個(gè)步驟的信息交換為基礎(chǔ)的。
在第一個(gè)步驟中，通知目的節(jié)點(diǎn)來自一個(gè)特定源中的一個(gè)多播連接請求正在到達(dá)。
第二個(gè)步驟由目的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)二者來執(zhí)行每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)連接請求到源，并且這些請求被網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處理并中繼。這些請求從節(jié)點(diǎn)傳播到節(jié)點(diǎn)直到它們達(dá)到源節(jié)點(diǎn)，并攜帶著關(guān)于沿路徑累積的成本的信息。
第三個(gè)步驟是確認(rèn)連接的建立，其中，已經(jīng)接收到關(guān)于可能路徑成本的信息的源節(jié)點(diǎn)選擇具有一個(gè)滿意成本的路徑。
所建議的解決方案使得從不同節(jié)點(diǎn)到達(dá)的請求能夠被合并，并且使得請求創(chuàng)建多播連接的消息能夠在節(jié)點(diǎn)之間傳播。
現(xiàn)在將給出有關(guān)節(jié)點(diǎn)特性和用于使源節(jié)點(diǎn)能夠找到最佳路徑的信息的描述。
如上所述，源節(jié)點(diǎn)必須首先通知所有目的節(jié)點(diǎn)將要建立一個(gè)多播連接。為此，源節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送適當(dāng)?shù)男畔⒔o目的節(jié)點(diǎn)。這個(gè)過程可以被稱作”目的地通知過程”。發(fā)送的信息可以是各種形式，重要的要求是在目的地通知過程結(jié)束時(shí)，已經(jīng)通知每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)它是這個(gè)特定多播連接的一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)并且知道源地址。
當(dāng)這一點(diǎn)已經(jīng)完成時(shí)，每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)送回給多播源節(jié)點(diǎn)一則請求建立連接的消息。這則消息被稱作“連接請求”消息。由目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送給源節(jié)點(diǎn)的連接請求包含下列信息-消息的目的地(為了實(shí)際的用途，這是多播源)；-AC(累積的成本)這表示連接的成本總和，消息是沿著所述連接而從Dr傳遞到所述節(jié)點(diǎn)的；-PH(先前的跳躍)這是發(fā)送這則消息的設(shè)備(節(jié)點(diǎn))的地址；-Dr經(jīng)由設(shè)備(節(jié)點(diǎn))PH可以到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)集。
如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到具有相同Dr和PH的兩個(gè)消息，則具有更高AC的那則消息被拒絕。
一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收從目的節(jié)點(diǎn)傳播的信息，從中提取有用信息并把它存儲(chǔ)在第一表格中，我們將稱之為“接收表”，并且它包含從PH中收到的信息。
節(jié)點(diǎn)從此表格中計(jì)算第二表格，我們將稱之為“發(fā)送表”。正如下面所解釋的，這個(gè)第二表格包含節(jié)點(diǎn)發(fā)送給其鄰居的被計(jì)算的信息。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的那樣，為了實(shí)施的目的，這兩張表格還可以被合并成為一個(gè)單獨(dú)的表格。雖然可以理解，所述表格的每一個(gè)都能夠形成單獨(dú)表格的一部分，可是，為了描述方便，在下文中它們將被描述為分開的表格。
接收表有N個(gè)輸入并且一般的第i個(gè)輸入具有下列字段-Dr＝經(jīng)由相應(yīng)的PH可以到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)集；-ACr＝從此節(jié)點(diǎn)到Dr中所有節(jié)點(diǎn)的路徑的累積成本；-PH＝先前的跳躍的地址；-En＝表格中的輸入的唯一標(biāo)識符。
另一方面，通過關(guān)于離散集Dr封閉而從接收表中獲得發(fā)送表。更明確地，它包含沒有PH欄的接收表中的所有輸入，并且具有如下屬性-對于使得∩RDr＝φ的每個(gè)索引集R，這里有使得Dm＝∪RDr的一個(gè)索引m，在此，R是索引集Dr的一個(gè)索引集，而∩是Dr在索引集R上的交集，并且∪是Dr的在索引集R上的并集。
-對于使得∩RDr＝φ和Dm＝∪RDr的每個(gè)索引集R和每個(gè)索引m，實(shí)際上ACm≤∑RACr。
發(fā)送表還具有一個(gè)附加的字段(DF)，指示它被從中導(dǎo)出的接收表中的記錄組。
通過如下過程更新表格。
當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到一則多播連接創(chuàng)建請求消息時(shí)，它從地址字段中采用PH(先前的跳躍)可以達(dá)到的Dr節(jié)點(diǎn)集。然后它在發(fā)送表中查看以便在表中找到具有Di＝Dr的一個(gè)輸入i。
如果該輸入存在并且ACi＜ACr，則自動(dòng)拒絕這則消息；否則，接收表中的第i個(gè)輸入被這則消息中的信息替換和/或補(bǔ)充。結(jié)果發(fā)送表被更新這是指節(jié)點(diǎn)測試新記錄和表中所有記錄之間具有空交集的所有可能組合。如果一個(gè)或多通過下列過程傳播多播連接創(chuàng)建請求。
不論何時(shí)更新和/或創(chuàng)建發(fā)送表中的一個(gè)記錄，都要把一則創(chuàng)建請求消息發(fā)送給所有相鄰節(jié)點(diǎn)，并且如果有必要(為了優(yōu)化)，則排除DF字段指示的接收表的輸入的PH。
最后，當(dāng)消息到達(dá)源節(jié)點(diǎn)時(shí)，此節(jié)點(diǎn)通過在它的接收表中的記錄之中選擇在Dr字段中具有所有期望目的節(jié)點(diǎn)并且具有最低總成本AC的一個(gè)來選擇它與目的節(jié)點(diǎn)之間的路徑。
現(xiàn)在清楚了如何通過提供一個(gè)對網(wǎng)絡(luò)具有期望的最小影響并且具有高效率的分布式多播路由系統(tǒng)來達(dá)到規(guī)定目標(biāo)的。
自然，應(yīng)用本發(fā)明創(chuàng)新原理的上述實(shí)施例說明已被單獨(dú)提供來給出這些創(chuàng)新原理的示例，所以決不能被解釋為限制在此要求的專利的范圍。
權(quán)利要求
1.用于為電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多播路由的方法，所述電信網(wǎng)絡(luò)包括通過多個(gè)路徑互連的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，所述方法用于在一個(gè)源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)之間建立一個(gè)多播連接，所述方法包括如下步驟使源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)中傳播直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的目的地通知消息來通知所述目的節(jié)點(diǎn)需要連接到源節(jié)點(diǎn)；一收到目的地通知消息，就使每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)包含關(guān)于加權(quán)連接成本信息的連接請求；在網(wǎng)絡(luò)中把所述連接請求向源節(jié)點(diǎn)傳播，同時(shí)收集關(guān)于沿著路徑所累積的加權(quán)連接成本的進(jìn)一步信息；在源節(jié)點(diǎn)接收來自目的節(jié)點(diǎn)的在網(wǎng)絡(luò)中傳播的連接請求，根據(jù)從源節(jié)點(diǎn)收到的具有連接請求的信息來選擇具有滿意成本的多播路徑，并且沿著這樣選擇的多播路徑建立多播連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，由目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送并在網(wǎng)絡(luò)中向源節(jié)點(diǎn)傳播的連接請求至少包含下列信息PH(先前的跳躍)發(fā)送消息的設(shè)備(節(jié)點(diǎn))的地址；Dr經(jīng)由設(shè)備(節(jié)點(diǎn))PH可以到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)集；AC(累積的成本)連接的成本總和，消息是沿著所述連接而從Dr傳遞到所述節(jié)點(diǎn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，接收從目的節(jié)點(diǎn)傳播的信息的一個(gè)節(jié)點(diǎn)從中提取有用信息并把它存儲(chǔ)在被稱為“接收表”的第一表格或者表格的一部分中，并且所述節(jié)點(diǎn)從此表格或者表格的一部分中計(jì)算被稱為“發(fā)送表”的第二表格或表格的一部分，從中提取新的信息并在網(wǎng)絡(luò)中將其向源節(jié)點(diǎn)傳播。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，接收表具有一個(gè)擁有如下字段的一般的第i個(gè)輸入Dr＝經(jīng)由相應(yīng)的PH可以到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)集；ACr＝從此節(jié)點(diǎn)到Dr中所有節(jié)點(diǎn)的路徑的累積成本；PH＝先前的跳躍的地址；En＝表格中的輸入的唯一標(biāo)識符。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，通過關(guān)于離散集Dr的組合的封閉來從接收表中獲得發(fā)送表，并且發(fā)送表具有如下屬性對于使得∩RDr＝φ的每個(gè)索引集R，這里有一個(gè)使得Dm＝∪RDr的索引m；對于使得∩RDr＝φ和Dm＝∪RDr的每個(gè)索引集R和每個(gè)索引m，實(shí)際上ACm≤∑RACr。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到一則多播連接創(chuàng)建請求消息時(shí)，它從地址字段中取得采用PH(先前的跳動(dòng))可以達(dá)到的節(jié)點(diǎn)集Dr，然后在它的發(fā)送表中查看以便在表中找到具有Di＝Dr的一個(gè)輸入i；如果該輸入存在并且ACi＜ACr，則自動(dòng)拒絕這則消息；否則，接收表中的第i個(gè)輸入被這則消息中的信息替換和/或補(bǔ)充。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，為了更新它的發(fā)送表，所述節(jié)點(diǎn)測試新記錄和表中所有記錄之間具有空交集的所有可能組合；如果一個(gè)或多個(gè)組合與發(fā)送表的屬性相匹配，則它們被添加或替換到其中；否則，它們被拒絕。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，發(fā)送表具有一個(gè)附加的字段(DF)，指示它被從中導(dǎo)出的接收表中的記錄組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，為了傳播多播連接創(chuàng)建請求，一個(gè)節(jié)點(diǎn)中不論何時(shí)更新和/或創(chuàng)建發(fā)送表的一個(gè)記錄，都要把一則創(chuàng)建請求消息發(fā)送給所有相鄰節(jié)點(diǎn)，并且如果有必要，則排除DF字段指示的接收表的輸入的PH。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，當(dāng)消息到達(dá)源節(jié)點(diǎn)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)通過在它的接收表中的記錄之中選擇在Dr字段中具有所有期望目的節(jié)點(diǎn)并且具有最低總成本AC的一個(gè)來選擇它與目的節(jié)點(diǎn)之間的路徑。
11.用于在一個(gè)源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)之間建立多播連接的電信網(wǎng)絡(luò)，包括通過多個(gè)路徑互連的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，其中根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求的方法被應(yīng)用于多播路由。
全文摘要
一種用于電信網(wǎng)絡(luò)的多播路由的方法，所述電信網(wǎng)絡(luò)包括通過多條路徑互連的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，所述方法用于在源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)之間建立多播連接，其中，通知目的節(jié)點(diǎn)來自一個(gè)特定源中的一個(gè)多播連接請求正在到達(dá)。每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)然后發(fā)送一個(gè)連接請求到源，并且這些請求被網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處理并中繼。這些請求從節(jié)點(diǎn)傳播到節(jié)點(diǎn)直到它們達(dá)到源節(jié)點(diǎn)，并攜帶關(guān)于沿著路徑累積的成本的信息。最后，已接收到關(guān)于可能路徑的成本的信息的源節(jié)點(diǎn)選擇具有一個(gè)滿意成本的路徑。
文檔編號H04L12/18GK1531805SQ02809414
公開日2004年9月22日 申請日期2002年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月4日
發(fā)明者D·卡維利亞, G·菲亞施, F·拉澤里, D 卡維利亞, 罄 , 鞘 申請人:馬科尼通訊有限公司