專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于在一個通信網(wǎng)中在選中的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)間識別出一條路徑來提供網(wǎng)中的路由。
近些年來，由于采用了數(shù)字通信設(shè)備，通信公司提供給其客戶的服務(wù)的質(zhì)量及范圍都在不斷地提高與擴(kuò)大。因此，在網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)內(nèi)(干線交換機(jī))的設(shè)備及本地業(yè)務(wù)交換機(jī)都在很大程度上數(shù)字化了。然而本地業(yè)務(wù)交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)的連接，可能包括許多種不同的技術(shù)，包括同軸銅線電纜、光纖電纜、無線電鏈路及衛(wèi)星鏈路。
為了利用通信網(wǎng)絡(luò)中的需求變化，例如，每日周期性變化的通信業(yè)務(wù)密度的改變，可以控制數(shù)字通信設(shè)備來對客戶業(yè)務(wù)進(jìn)行動態(tài)改變，以便能利用一天的某個特定時刻可以使用的最經(jīng)濟(jì)的路由。我們知道網(wǎng)絡(luò)中通信業(yè)務(wù)量的改變是按照編碼在網(wǎng)絡(luò)中每個通信節(jié)點(diǎn)的各處理器處的算法而自動執(zhí)行的。
某網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)A向同一網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)B發(fā)出的一個呼叫可能經(jīng)過許多不同的路徑。在業(yè)務(wù)進(jìn)行時，某條特定的路徑是否是最經(jīng)濟(jì)的，這一點(diǎn)非常重要。一個眾所周知的方法是，把一個業(yè)務(wù)請求消息向系統(tǒng)中所有的節(jié)點(diǎn)發(fā)送，這樣，在A點(diǎn)和B點(diǎn)間的每一個中間節(jié)點(diǎn)都會收到該請求消息，并把該消息向它所連接的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送。在某些點(diǎn)上，B點(diǎn)所連接的節(jié)點(diǎn)會收到上述消息。在收到的第一個上述消息中，包括編碼有該消息從A點(diǎn)到B點(diǎn)的路程中所經(jīng)過的所有節(jié)點(diǎn)。隨后，會有數(shù)個消息到達(dá)距點(diǎn)B最近的節(jié)點(diǎn)；然而這些消息的到達(dá)在時間上都落后了，于是在第一請求消息之后接收到的編碼在一個請求消息中的節(jié)點(diǎn)表描述出將該請求消息從A點(diǎn)的呼叫者發(fā)到B點(diǎn)的接收者的需要更長時間的路徑。這是網(wǎng)絡(luò)如何能給呼叫和通信業(yè)務(wù)有效地提供動高效率的動態(tài)重新路由選擇的一個典型例子。人們也知道一些其它與此相似的更先進(jìn)的在網(wǎng)絡(luò)中給通信業(yè)務(wù)提供動態(tài)路由選擇的方法，并且這也是許多當(dāng)前研究的主題。
這種類型的網(wǎng)絡(luò)的一個眾所周知的不利之處是，在固定的嚴(yán)格的條件下，網(wǎng)絡(luò)的行為變得不可預(yù)知，甚至是混亂的，很可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)在某段時間內(nèi)災(zāi)難性的癱瘓。對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬是很困難的，這是因?yàn)橐獏㈩A(yù)動態(tài)尋經(jīng)的分布節(jié)點(diǎn)的數(shù)量巨大，決定了其復(fù)雜程度很高，所以只能數(shù)學(xué)模型來粗略地近似地解決。
這種類型的網(wǎng)絡(luò)還有一個不利之處，網(wǎng)絡(luò)中很大一部分節(jié)點(diǎn)都必須遵從某個特殊的規(guī)范，即一個特定類型的節(jié)點(diǎn)的硬、軟件都要與該節(jié)點(diǎn)的要求精確匹配，所以分階段地引入這類網(wǎng)絡(luò)要比分階段地引入由一個或數(shù)個中央網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)測的通信節(jié)點(diǎn)困難。
然而，集中的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需要相當(dāng)大的計算資源來保證動態(tài)地進(jìn)行呼叫的有效路由選擇與重新路由選擇。非常典型地，由于需要集中地監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)所帶來的限制，導(dǎo)致當(dāng)某業(yè)務(wù)的最有效的路由接近通道容量的飽合值時使用諸如交替業(yè)務(wù)的簡單路由選擇算法而確定出有效性較低的路由。
不論是分布式監(jiān)控，還是中央監(jiān)控，重新路由選擇的另一個用途是要克服電纜故障。在一個被動的中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)檢測到一個線路故障時，通常的做法是按照一個預(yù)先定好的替換路徑來對業(yè)務(wù)進(jìn)行重新路由選擇。
運(yùn)行中的通信網(wǎng)內(nèi)的動態(tài)路由選擇需求以外，通信網(wǎng)的大的工業(yè)用戶，如一個石油公司或是一個銀行，可能會需要在不同的分部間建立直接的數(shù)字連接。為了提供這樣的直接鏈路，通信公司就要設(shè)計一條能通過現(xiàn)有的利用能符合客戶要求的各種技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。如果需要高可靠性的連接的話，用戶可能會指定不用無線鏈路?；蛘?，用戶可能會要求提供兩條完全不同的路由的鏈路，這樣當(dāng)一條線路不論因什么原因而出現(xiàn)故障時，不會與另一條線路的故障同時發(fā)生。
混合技術(shù)的通信網(wǎng)可能包括遠(yuǎn)端監(jiān)控計算機(jī)不能重新配置的通信節(jié)點(diǎn)。在這種情況下，設(shè)計地理位置不同的客戶間的最佳路由就需要在大量的通信操作者中的個人與資源間，或一個單獨(dú)的大通信提供者的各分部間進(jìn)行協(xié)調(diào)。這就使得在對路徑進(jìn)行估計與設(shè)計時要進(jìn)行大量的協(xié)調(diào)與管理。另外，由于在一對給定的客戶地址間可能會有多種方法提供一條路徑，可能產(chǎn)生以下問題在處理沿路徑的各個公司分部時，滿足了這個，就滿足不了另一個。
在某個局部的水平上看，一個特定類型的路徑，例如同軸電纜，可能看起來比其它類型的路徑(如無線鏈路)具有優(yōu)越之處。然而，當(dāng)考慮整個路徑時，在局部上看是優(yōu)點(diǎn)之處，從總體上看很可能會變?yōu)椴焕?。這可能是因隨后使用同軸電纜的連接類型而產(chǎn)生的。由于管理設(shè)計過程的成本，另外進(jìn)行一個重復(fù)的設(shè)計過程從成本上說是效率不高的，使得一個路由的成本比從理論上得到的要的成本要高。
按照本發(fā)明的第一方面是提供一種為一個通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)識別出最優(yōu)路徑的方法，上述路徑包括有傳輸鏈路及可重新配置的交換節(jié)點(diǎn)，上述方法包括以下步驟對有關(guān)從第一節(jié)點(diǎn)起向第二節(jié)點(diǎn)提供通信的路徑的第一組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；對與從上述第二節(jié)點(diǎn)起，向上述第一節(jié)點(diǎn)提供通信的路徑有關(guān)的第二組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；比較上述數(shù)據(jù)組，以決定是否還需要進(jìn)一步的步驟來識別出更好的從上述第一節(jié)點(diǎn)或上述第二節(jié)點(diǎn)起的路徑。
最好，上述第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)包括一些潛在的鏈路，這些鏈路可能構(gòu)成一條最優(yōu)路徑的一部分。上述比較步驟可以包括對連到每一個上述第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)目進(jìn)行比較，這樣，把具有較少鏈路數(shù)目的節(jié)點(diǎn)作為起始節(jié)點(diǎn)。
在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，其它的步驟包括一個啟發(fā)過程，以便識別出一個通過鏈路與上述第一節(jié)點(diǎn)或第二節(jié)點(diǎn)相連的第三節(jié)點(diǎn)。最好地，如果第三節(jié)點(diǎn)與第一節(jié)點(diǎn)相連，就把它當(dāng)新的第一節(jié)點(diǎn)，如果它與第二節(jié)點(diǎn)相連，就把它當(dāng)作新的第二節(jié)點(diǎn)，然后重復(fù)進(jìn)行本方法，以便在新的節(jié)點(diǎn)間找出一條最優(yōu)的路徑。
隨后在進(jìn)一步的步驟(h)中，對網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，把所標(biāo)識出的路徑當(dāng)作最佳路徑，以響應(yīng)包括網(wǎng)絡(luò)中的上述最初的第一及第二節(jié)點(diǎn)的通信要求。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種給一個通信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)識別出最佳路徑的設(shè)備，該路徑帶有傳輸鏈路及可重新配置的交換節(jié)點(diǎn)，它包括處理裝置，用來處理與從第一節(jié)點(diǎn)起提供向第二節(jié)點(diǎn)通信的路徑有關(guān)的第一組數(shù)據(jù)；及處理與從上述第二節(jié)點(diǎn)起向上述第一節(jié)點(diǎn)提供通信的路徑有關(guān)的第二組數(shù)據(jù)；以及比較裝置，用來對上述的數(shù)據(jù)組進(jìn)行比較，以決定用來標(biāo)識上述最佳路徑的其它步驟應(yīng)當(dāng)從上述第一節(jié)點(diǎn)開始還是從上述第二節(jié)點(diǎn)開始。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一個雙向過程來標(biāo)識通過一個網(wǎng)絡(luò)的路徑，而不用檢查所有潛在的路徑。
現(xiàn)在只對本發(fā)明用舉例的方法，參考著附圖進(jìn)行說明，在附圖中

圖1所示的是一個在不同地理位置的一個公司的兩個辦公室間的假想連接。
圖2表示出了對任何遠(yuǎn)程通信網(wǎng)都適用的關(guān)鍵概念。
圖3詳細(xì)表示出由提供自動路由選擇的程序來執(zhí)行的操作。
圖4示出兩個位置間的連接的其它細(xì)節(jié)；及圖5A、5B、5C、6A、6B、6C、7、8、9A、9B及9C表示出一個遠(yuǎn)程通信網(wǎng)內(nèi)可互連的節(jié)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然本說明書中使用“遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)”一詞，但不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明就只限于由上述名詞所指的任一特殊類型的通信網(wǎng)絡(luò)，諸如只連接電話的網(wǎng)絡(luò)，而是還包括其它類型的網(wǎng)絡(luò)，例如能在數(shù)據(jù)處理點(diǎn)間傳遞數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。
圖1所示的是一個在某公司的處于不同地理位置的兩個辦公間室的假想連接。一個在地理位置A的辦公室101通過一條遠(yuǎn)程通信鏈路103與一個在地理位置B的辦公室102連接起來，這條鏈路由一個遠(yuǎn)程通信公司提供。圖1所示的是一個典型的例子，一個用戶需要一條用于遠(yuǎn)程通信通道的永久路徑，它由遠(yuǎn)程通信公司建立。
在一個在A、B兩地都有分支機(jī)構(gòu)的公司的情況下，一旦一個用戶請求建立一條這種類型的鏈路時，遠(yuǎn)程通信公司便開始估測通過它的現(xiàn)有的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑，以便能提供有競爭力且有效地利用自己的資源的業(yè)務(wù)。
圖2所示的是適于任何遠(yuǎn)程通信網(wǎng)的關(guān)鍵概念。遠(yuǎn)程通信網(wǎng)201受到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測器202的監(jiān)測，它監(jiān)測已知容量的兩個通信節(jié)點(diǎn)間的信號流的密度。當(dāng)遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)或鏈路的已知容量快要被受監(jiān)測的業(yè)務(wù)占滿時，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測器202就會產(chǎn)生一個象在過程203中執(zhí)行的那樣的自動重新路由選擇的請求。這就提供了一系列的對電信網(wǎng)重新路由選擇所進(jìn)行的控制，以保證在任何特定的鏈路上得到的遠(yuǎn)程通信信道的容量都不被超過。很清楚，構(gòu)成遠(yuǎn)程通信網(wǎng)201、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測器202及自動重新路由選擇203的環(huán)路應(yīng)當(dāng)使一個遠(yuǎn)程通信鏈路的容量被超出之前，總是自動進(jìn)行路由選擇。這可以通過提供高速計算機(jī)化的監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)，另外也可通過在一個很長時間內(nèi)監(jiān)測該遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)，以便有可能提前對問題進(jìn)行預(yù)報來實(shí)現(xiàn)。
給網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測器202提供盡可能的最高速度是很有好處的，因?yàn)檫@意味著有很大百分比的可利用的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)的容量可以被用盡而不必?fù)?dān)心網(wǎng)絡(luò)會過載。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測器202也可能執(zhí)行標(biāo)識在兩個遠(yuǎn)程通信網(wǎng)的地點(diǎn)間的某條鏈路的故障的任務(wù)。這可能產(chǎn)生對一個呼叫或業(yè)務(wù)進(jìn)行盡可能快地重新路由選擇的需要，以及通知工程師修復(fù)該故障設(shè)備的需要。
除了給一個遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)提供一個被固定更新的路由選擇外，一個客戶請求204可能會指定一條象圖1中的那樣的鏈路，并且自動路由選擇203可能被用來建立一條這樣的鏈路。
圖3詳細(xì)示出了由能提供圖2所示的自動路由選擇203的那套程序來執(zhí)行的操作。請求表301是作為接收一個客戶請求204或從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測器202得出的的信息結(jié)果而被生成的。它包括關(guān)于用戶的地點(diǎn)的信息，所需帶寬的信息，對所使用的設(shè)備類型的限制信息，諸如不能是無線電，不能是微波等，以及關(guān)于用戶的詳細(xì)情況的信息。這就保證了能對用戶建立和使用通信鏈路而產(chǎn)生的費(fèi)用進(jìn)行計帳。
請求表301中的信息被作為輸入提供給設(shè)計過程302，302是一個被作為專家系統(tǒng)經(jīng)常引用的那種類型的程序。除了請求表301中所提供的信息，設(shè)計過程302還需要由路由選擇文件303提供的關(guān)于現(xiàn)有遠(yuǎn)程通信硬件的信息。路由選擇文件303包括所有可能被用來構(gòu)成地點(diǎn)A和B間的鏈路的遠(yuǎn)程通信硬件的詳細(xì)信息。所以設(shè)計過程302按照請求表301中的客戶說明信息，使用路由選擇文件303中指定的遠(yuǎn)程通信硬件，設(shè)計一條連接地點(diǎn)A和B的通信鏈路。設(shè)計過程的輸出是一個命令形式的文件304，它包含所有的在遠(yuǎn)程通信網(wǎng)中的不同點(diǎn)上需要進(jìn)行的改變的細(xì)節(jié)，以便能建立所請求的通信鏈路。
圖4所示的是地點(diǎn)A和B間的連接的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，在地理位置A的地點(diǎn)101與它的本地交換機(jī)401間有一條直接的數(shù)字連接。這個直接的數(shù)字連接是通過一個本地遠(yuǎn)程通信訪問網(wǎng)形成的。本地交換機(jī)401通過一個遠(yuǎn)程通信網(wǎng)的外部核心連到第一網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402上。該第一網(wǎng)路互連點(diǎn)(干線交換機(jī))402通過一個內(nèi)部核心網(wǎng)絡(luò)連接與一個第二網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)403相連。該第二網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)403被連到一個靠近地理位置B的第二本地交換機(jī)404。在地理位置B的公司點(diǎn)102通過本地遠(yuǎn)程通信訪問網(wǎng)與第二本地交換機(jī)相連。
在設(shè)計過程中執(zhí)行的第一個操作是生成連接點(diǎn)A和B的5個總體方案。第一總體方案如圖5A所示，它與圖4中所示的相對應(yīng)。圖5A所示的總體方案是通過參照網(wǎng)絡(luò)各部分的的單個方案來生成的，在這種情況下，上述的各部分就是從本地交換機(jī)401到網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402的部分，網(wǎng)絡(luò)互連節(jié)點(diǎn)402到網(wǎng)絡(luò)互連節(jié)點(diǎn)403的部分，及網(wǎng)絡(luò)互連節(jié)點(diǎn)403到本地交換機(jī)404的部分。上述三部分的每一個所提供的遠(yuǎn)程通信硬件的方案都存在路由選擇文件303中，設(shè)計過程把關(guān)于每部分的方案結(jié)合到圖5A中所示的總體方案中。
五個總體方案是按照一種輻射式的距離成本生成的。所以圖5B中所示的總體方案所表示的路徑所覆蓋的地理距離要比圖5A中所示的大。圖5C所示的總體方案所代表的路徑所覆蓋的地理距離比圖5B所示的大。所以圖5A、5B和5C所示的各總體方案所代表的按輻射式距離成本來講是最好的連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的5個總體方案中的頭三個。
輻射式距離成本是純粹按照一個遠(yuǎn)程通信點(diǎn)(例如第一網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn))到第二網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)403間一條直鏈路的距離來估算使用某條特定的通信鏈路的成本。盡管這是一個相當(dāng)隨意的計算路徑成本的方法，但它沒什么特別的重要性，因?yàn)橐赃@種方法生成五個總體方案的目的是要提供一個劃分了優(yōu)先級的可能路徑的表列，這些路徑隨后會被用更嚴(yán)格的算法進(jìn)行估算。
用這樣方法生成五個總體方案后，頭三個示于圖5A、5B、5C中，設(shè)計過程的下一步是設(shè)計每一個總體方案并對它們在各自的基礎(chǔ)上進(jìn)行估算，從最便宜的開始，直到設(shè)劃出一個成功的通信鏈路為止。
設(shè)計過程要考慮的第一個總體方案是圖5A中所示的總體方案。圖5A所示的從本地交換機(jī)到網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402的連接的細(xì)節(jié)由圖示出。在圖6中兩個中間遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601和602為本地交換機(jī)401和網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402間的鏈路提供一條通路。很可能在圖6A中所示的每一個不同遠(yuǎn)程通信點(diǎn)間的連接都是屬于不同類型的。
對于一個特定類型的遠(yuǎn)程通信鏈路，例如一條數(shù)字鏈路，一定類型的遠(yuǎn)程通信連接或設(shè)備可能是不適合的或不是最優(yōu)的。因此，圖6所示的只是可能被用來為交換機(jī)401和402間提供連接的各路徑之一。本地交換機(jī)401和網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402間的其他路徑被按照所需的遠(yuǎn)程通信鏈路的容量和類型進(jìn)行估測和劃分優(yōu)先級。另外二個路徑如圖6B和6C所示。
所以對于一個特定類型的鏈路，設(shè)計過程將會生成在每一個主要遠(yuǎn)程通信點(diǎn)間一定數(shù)量的可能路徑。所參考的總體計劃。圖6A、6B和6C分別示出三個不同的通路，但可能會有更大量的可能通路。
路由選擇文件303包含一個用于主要遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)401、402、403和404間的每一個部分的方案；為這些部分中的每一個都生成一個可能通路的表列，這些路徑都根據(jù)可利用的遠(yuǎn)程通信設(shè)備的類型加給該鏈路的限制而劃分了優(yōu)先級。
圖6B中所示的路徑代表著具有本地交換機(jī)401和402間各連接的第二個最有效的路徑，它帶有通過附加的小遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601和603提供的遠(yuǎn)程通信鏈路。圖6C所示的是本地交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)間第三有效的連接，帶有通過遠(yuǎn)程通信點(diǎn)604和603的鏈路。所以圖6A、6B、6C代表本地交換機(jī)401和402間三個最有效連接路徑的一個優(yōu)先級表列。根據(jù)每一個遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)上可利用的遠(yuǎn)程通信設(shè)備的容量和設(shè)計，可產(chǎn)生另外的路徑。
所以在總體方案中一定量連接各節(jié)點(diǎn)的可能路徑被生成。第一個連接A和B的嘗試將用總體方案的每一個對應(yīng)部分的路徑的表列中每個中的第一最有效路徑來進(jìn)行。使用第一路徑中的一個進(jìn)行連接A和B的嘗試很有可能會失敗。在這種情況下，從上述部分的可能路徑列表中選出另一個路徑來替換該不能使用的路徑。通過這種方法，構(gòu)成總體計劃的每一個部分的各路徑的大量排列都有可能被檢測，直到建立起一條成功的鏈路為止。
為連接兩個點(diǎn)有可能會建立多個路由，例如使用圖6A所示的路徑可以提供第一路由，使用圖6C所示的路徑提供第二路由。這提供了一個重要的安全保障，通常稱為“隔離”(Separacy)隔離保證了當(dāng)?shù)谝贿h(yuǎn)程通信鏈路出故障時，由同樣原因使第二遠(yuǎn)程通信鏈路也出故障的可能性極小。所以很有可能不只一條路徑可以被用來當(dāng)作一條設(shè)計路由的一個部分。
圖7詳細(xì)示出包括圖6A所示的路徑的連接。遠(yuǎn)程通信點(diǎn)401、601、602和402中的每一個都有許多可連接的遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)。本地交換機(jī)401可直接與中間遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601相連，或者與一個交換機(jī)房內(nèi)部的數(shù)字分布框架702或703相連。中間遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601也包括一個主遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)705和許多能與本地交換機(jī)相連的數(shù)字分布框架704和706。所以，通過三種不同的可能連接之一，到可能與中間遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601連接的本地交換機(jī)401，有三種可能的雙向鏈路。所以總共有九種不同的可能方法把本地交換機(jī)401與中間遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601相連。在一個給定的路徑中鏈路可采用的每一種不同的可能路由都通過仔細(xì)衡量一些因素來進(jìn)行估測，這些因素包括所使用的設(shè)備的類型，鏈路容量、成本、距離等。設(shè)計用于實(shí)現(xiàn)圖7中所示的路徑的特定連接需要對可能產(chǎn)生的大量的可能連接進(jìn)行漸進(jìn)式智能搜索。
圖8所示的是用于節(jié)點(diǎn)A和B間建立鏈路的遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)。在智能算法的一部分完全迭代之后可形成的連接被示出。由此就為通過聯(lián)合路徑的鏈路建立了最便宜且最有效的路由。
所以，本系統(tǒng)的安排使得它能為具有傳輸鏈路及可配置交換節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)標(biāo)識出最優(yōu)的路徑。對包含有一定量從一個節(jié)點(diǎn)開始向第二節(jié)點(diǎn)提供通信的鏈路的第一組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。同樣，當(dāng)前起自上述第二節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)目被處理，于是提供到第一節(jié)點(diǎn)的通信。然后把這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這就是說，把正在討論中的起自上述第一節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)目與起自第二節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)目相比較，以決定接下來的標(biāo)識最佳路徑的步驟應(yīng)當(dāng)從第一節(jié)點(diǎn)開始還是應(yīng)從第二節(jié)點(diǎn)開始。當(dāng)執(zhí)行迭代時，需要使后續(xù)處理被賦以最大可能性的目標(biāo)。因此，進(jìn)一步的處理步驟從具有最少鏈路數(shù)的節(jié)點(diǎn)開始，由此在目標(biāo)端能提供最大數(shù)量的鏈路。
當(dāng)智能搜索算法第一次被初始化時，它會通過對可能連接的數(shù)量進(jìn)行估算來開始，這些連接可能會在第一遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)(即本地交換機(jī)401)與路徑中那一段的下一個遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)(即中間電位節(jié)點(diǎn)601)之間形成。
對連接這兩個節(jié)點(diǎn)401和601的可能的方法的數(shù)量進(jìn)行估算，且在這種情況下排列數(shù)量為9。對距點(diǎn)B最近的本地交換機(jī)404也進(jìn)行同樣的估算，將沿從本地交換機(jī)404到本地交換機(jī)401方向上第一個中間遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)801作為下一個節(jié)點(diǎn)。在后面這種情況下，建立一條從本地交換機(jī)404與中央遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)801間的鏈路的可能的方法數(shù)量為10。這比從本地交換機(jī)401到中間遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601的排列數(shù)9要大。智能算法隨后對這兩個數(shù)進(jìn)行比較，算出總體方案的哪一端需要的待估算的可能連接數(shù)最少，以便路徑進(jìn)行下一步。在這種情況下，本地交換機(jī)401的排列數(shù)量小所以算法試圖在本地交換機(jī)401和很可能包含本地交換機(jī)401自身在內(nèi)的路徑中的下一個節(jié)點(diǎn)間或在中央遠(yuǎn)程通信點(diǎn)601內(nèi)的路徑中的下一個節(jié)點(diǎn)間建立一個連接。后面將會詳細(xì)介紹這個估算過程。
上述智能算法通過沿一條路徑建立下一個鏈路，隨后再估算到下一個遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)的可能鏈路的數(shù)量來繼續(xù)。這個數(shù)量然后與已知的從總體方案的另一端算出的排列數(shù)進(jìn)行比較。圖8所示的是算法已進(jìn)行到網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402的主連接節(jié)點(diǎn)的階段。已經(jīng)為本地交換機(jī)401和網(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402之間的鏈路建立了連接。
以這種方法從A和B的移動停在圖8所示的點(diǎn)上，因?yàn)閺木W(wǎng)絡(luò)互連點(diǎn)402的中心節(jié)點(diǎn)到路徑上的下一個節(jié)點(diǎn)的鏈路的排列數(shù)大于10，所以現(xiàn)在就有可能使算法轉(zhuǎn)到從本地交換機(jī)404沿點(diǎn)A的方向工作。智能算法沿著從連接排列數(shù)最小的方向開始到連接排列數(shù)最大的方向進(jìn)行處理。所以既保持了計算效果最高，同時又保證兩端搜索在中間某點(diǎn)相遇的概率最大。以這種方式操作就能保證搜索算法總是指向最大目標(biāo)。
為了解釋智能搜索算法，需要定義一些變量，它們是f’＝從A到B的鏈路成本估算值；g＝從A到當(dāng)前考慮的遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)的鏈路的已知成本；h’＝從由左到右確定出的當(dāng)前考慮的遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)到由右到左確定的最近考慮的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的鏈路成本的估算值；h＝從B到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鏈路的已知成本。
f’＝g+h’+h這里符號h’表示一個啟發(fā)分量，將在后面進(jìn)行詳細(xì)描述。定義這些變量以便在從左到右的搜索過程中使用。當(dāng)從相反方向搜索時，也使用相同的變量，只是它們的值不同。
智能搜索算法的第一步如圖9A所示。包含在路由選擇文件303內(nèi)的數(shù)據(jù)為智能搜索算法指明兩個數(shù)字分布框架或節(jié)點(diǎn)(以后就這樣稱呼)適于建立從A到B所需要的那種類型的鏈路。節(jié)點(diǎn)702和703對于建立上述鏈路的適用性進(jìn)行分別估算。這由對節(jié)點(diǎn)702和703的每一個單獨(dú)使用上述公式來完成。所以公式f’＝g+h’+h首先被用于節(jié)點(diǎn)702的估算。在這種情況下，g是初始節(jié)點(diǎn)701與當(dāng)前考慮的節(jié)點(diǎn)702間鏈路成本的測量值；h當(dāng)前為0，因?yàn)槿鐖D8所示，從右到左沒有進(jìn)展；h’的值是在給定了與在圖8的右邊本地交換機(jī)404的連接的鏈路節(jié)點(diǎn)702的可能成本的條件下，根據(jù)一個啟發(fā)估算計算出來的。一旦使用上述公式，節(jié)點(diǎn)702的f’值就被存貯起來。對節(jié)點(diǎn)703也使用相同的公式，然后比較算得的f’值，該值較小的那個節(jié)點(diǎn)就被考慮進(jìn)行與路徑上下一個遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)601的連接。
保存在路由選擇文件303中的數(shù)據(jù)為智能搜索算法指出從節(jié)點(diǎn)703到遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)601有三種可能的方法進(jìn)行連接。它們包括從節(jié)點(diǎn)703到節(jié)點(diǎn)704，從節(jié)點(diǎn)703到節(jié)點(diǎn)705，從節(jié)點(diǎn)703到706。對節(jié)點(diǎn)704、705、706中的每一個都用與前面描述的節(jié)點(diǎn)702和703的相同的方式使用公式f’＝g+h’+h，以便為從A到B的完全鏈路的估計成本范圍內(nèi)有效的鏈路估算出一條最佳路徑。
對704、705和706三個節(jié)點(diǎn)中的每一個使用公式f’＝g+h’+h得出三個不同的f’值，除了節(jié)點(diǎn)702的f’值外，互相比較這三個結(jié)果f’值，f’值最小的節(jié)點(diǎn)就是要考慮的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)。所以，在智能搜索的這個階段，從節(jié)點(diǎn)703到節(jié)點(diǎn)706的鏈路就是最佳連接，當(dāng)考慮到附加連接時，節(jié)點(diǎn)702可能最終提供的一個較好的解決。
這個結(jié)果示于圖9B中，這里將節(jié)點(diǎn)706連至705的f’值要比把節(jié)點(diǎn)702連到節(jié)點(diǎn)704、705和706中任一個上的f’都大。對于可能的節(jié)點(diǎn)連接，節(jié)點(diǎn)702和節(jié)點(diǎn)706間的連接的f’值實(shí)際上小于前面考慮的沿節(jié)點(diǎn)701、703、706到705的路徑的連接的f’值。
圖9C所示的是由此得出的自然的遞進(jìn)結(jié)果，節(jié)點(diǎn)702來完成與節(jié)點(diǎn)706的連接，從節(jié)點(diǎn)706開始，考慮與節(jié)點(diǎn)705的下一步的連接。所以圖9A所示的一條初始較有希望的路徑從長遠(yuǎn)看，就不如通過節(jié)點(diǎn)701、702和7706的初始希望較小的路徑有效。一條路徑上連接的每一個節(jié)點(diǎn)都被賦予一個指向前一節(jié)點(diǎn)的指針和一個指向后節(jié)點(diǎn)的指針，這樣當(dāng)發(fā)現(xiàn)了一條通過網(wǎng)絡(luò)的成功路由時，就能夠向前計算出所連接的節(jié)點(diǎn)，以便確定所要建立的連接。在圖9C中，節(jié)點(diǎn)706向后指向節(jié)點(diǎn)702，所以706的向后指針就不再指向703這就是眾所周知的刪節(jié)過程。
參考圖8，當(dāng)多節(jié)點(diǎn)是從左到右，或是從地點(diǎn)A到地點(diǎn)B的方向連接的，而從右到左或是從地點(diǎn)B到地點(diǎn)A沒有進(jìn)展，h的值就被設(shè)為0。所以，把當(dāng)前所考慮的節(jié)點(diǎn)從左邊向本地交換機(jī)404的主節(jié)點(diǎn)的連接的估算成本就有可能是一個對實(shí)際成本的相當(dāng)不精確的進(jìn)似。然而，由于算法繼續(xù)連接更多的節(jié)點(diǎn)，且從右到左也有進(jìn)展，所以從右端開始，由本地交換機(jī)404的主節(jié)點(diǎn)到最近考慮的節(jié)點(diǎn)的連接得出的已知成本h就會增大，而h’就會減小。
所以，總過程包括識別某第一節(jié)點(diǎn)到某第二節(jié)點(diǎn)間的最佳路徑。提供一個過程來通過鏈路建立一條路徑，并且該過程很可能從節(jié)點(diǎn)A或從節(jié)點(diǎn)B開始執(zhí)行。因此，在執(zhí)行節(jié)點(diǎn)搜索之前，先執(zhí)行一個程序，基于其連接到該節(jié)點(diǎn)的鏈路數(shù)量找到一個最優(yōu)的起始點(diǎn)。一旦找到了該最優(yōu)起始點(diǎn)，就執(zhí)行第二個過程，以便識別出下一個最優(yōu)節(jié)點(diǎn)來建立一個最優(yōu)連接。在這個點(diǎn)上，整個過程可能要重復(fù)進(jìn)行。所以一條連接第一節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)的鏈路可能已被標(biāo)識?；蛘撸褂迷撨^程，一條從第二節(jié)點(diǎn)到第三節(jié)點(diǎn)的鏈路也可能已被建立起來?，F(xiàn)在，這個第三節(jié)點(diǎn)就可能被當(dāng)作一個原始節(jié)點(diǎn)，即如果第三節(jié)點(diǎn)與原始的第一節(jié)點(diǎn)相連，它就可能會被當(dāng)作新的第一節(jié)點(diǎn)。同樣，如果該第三節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)相連，它就可能被當(dāng)作新的第二節(jié)點(diǎn)。所以新的問題就與前面的問題相似，即在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)間建立一個連接。因此，重復(fù)初始過程，以便確定出最佳起始點(diǎn)。所以路由選擇過程進(jìn)行的方向可能一直在變化，直到最終路由連接從而一個最佳路徑被完全標(biāo)識出來。
智能搜索算法的另一個特征是，在使用公式f’＝g+h’+h對每一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行估算之前，都要對該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，確保它沒有被從搜索的另一端成生的鏈路所連接。如果上述情況發(fā)生，搜索過程就結(jié)束，通過讀取每一個服務(wù)節(jié)點(diǎn)中的指針就可以形成從A到B的鏈路的連接的完整集合，讀取工作從左和右通過服務(wù)節(jié)點(diǎn)鏈接的表。
智能搜索算法的有效運(yùn)行需要未知鏈路的估算成本h’小于或等于最終的實(shí)際成本。為了達(dá)到這個目的，必須對幾個成本因素進(jìn)行仔細(xì)的平衡，這些因素是1、搜索的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到初始節(jié)點(diǎn)的距離。
2、搜索的另一邊到初始節(jié)點(diǎn)的距離3、正在考慮的鏈路所覆蓋的距離。
4、為達(dá)到當(dāng)前考慮的節(jié)點(diǎn)所使用的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
5、當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的容量，6、當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所使用的遠(yuǎn)程通信媒體。
這些因素中的每一個都需要仔細(xì)調(diào)整，以便使算法的性能最優(yōu)。在算法開始執(zhí)行后，每個因素都可能用一個可精細(xì)調(diào)整的常數(shù)進(jìn)行加權(quán)，該常數(shù)可調(diào)整為一個模擬結(jié)果，甚至當(dāng)作一個正在進(jìn)行的最優(yōu)化及精細(xì)調(diào)整過程的一部分。
上述第一實(shí)施例關(guān)于一個遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)在一臺中央計算機(jī)監(jiān)視器的控制下能夠重作路由選擇，上述監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視202。然而，在許多擁有混合技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中，許多通信節(jié)點(diǎn)在計算機(jī)控制下可能不能被重新構(gòu)造。所以為這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了第二實(shí)施例，前面所介紹的算法，也這里也還有很大的優(yōu)越性。自動路由選擇203所產(chǎn)生的結(jié)果被以一種計算機(jī)打印的形式送給地點(diǎn)A和B間的數(shù)個遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)。地點(diǎn)A、B間每一個遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)的工作人員就可以得知他們的有關(guān)本地硬件的知識已經(jīng)被以路由選擇文件303中編碼數(shù)據(jù)的形式加以利用，并很可能接受由自動路由選擇過程生成的結(jié)果。如果他不們接受上述結(jié)果，認(rèn)為是沒有效率的，就會產(chǎn)生一個報告，自動路由選擇過程就會通過為上述特定遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)修改路由選擇文件中的數(shù)據(jù)的方式而得到優(yōu)化，或者通過調(diào)整啟發(fā)函數(shù)h’中的常數(shù)的權(quán)值的辦法來優(yōu)化自動路由選擇過程，h’是核心路由選擇算法中的一部分。由此，自動路由選擇就提供了一個好處，因?yàn)樗崃艘环N機(jī)制，可以把一個解決辦法施加給一個大通信公司的各個分部，但它不是一個忽視本地遠(yuǎn)程通信工人的知識和技巧的解決辦法。另外，這種技術(shù)避免了部門間通信的需要及當(dāng)人工生成一個路由選擇計劃時可能會產(chǎn)生的矛盾。
權(quán)利要求
1.一種為通信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)識別最佳路徑的方法，上述路徑有傳輸鏈路及可重配置的交換節(jié)點(diǎn)，上述方法包括以下步驟處理一個關(guān)于從某第一節(jié)點(diǎn)開始的路徑的第一組數(shù)據(jù)，上述路徑用于向某第二節(jié)點(diǎn)提供通信；處理一個關(guān)于從上述第二節(jié)點(diǎn)開始向上述第一節(jié)點(diǎn)提供通信的路徑的第二組數(shù)據(jù)；及比較上述數(shù)據(jù)組，以便決定識別上述最佳路徑的下一個步驟應(yīng)當(dāng)從上述第一節(jié)點(diǎn)開始還是從第二節(jié)點(diǎn)開始。
2.按照權(quán)利要求1的一種方法，其中上述第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)包括潛在的鏈路的數(shù)量，這些鏈路能構(gòu)成與上述數(shù)據(jù)有關(guān)的路徑的一部分。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中上述比較步驟包括比較連到上述第一節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)量和連到上述第二節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)量，這樣，具有較少鏈路數(shù)的節(jié)點(diǎn)就被選中作為一個起始節(jié)點(diǎn)。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中上述比較步驟包括比較連到上述第一節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)量和連到上述第二節(jié)點(diǎn)的鏈路的數(shù)量，這樣，具有較少鏈路數(shù)的節(jié)點(diǎn)就被選中作為一起始節(jié)點(diǎn)。
4.按照權(quán)利要求1到3中任一項的方法，其中上述進(jìn)一步的步驟包括一個啟發(fā)過程，以識別一個通過一條鏈路與上述第一節(jié)點(diǎn)或第二節(jié)點(diǎn)相連的第三節(jié)點(diǎn)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中上述第三節(jié)點(diǎn)如果與上述第一節(jié)點(diǎn)相連，就被當(dāng)作新的第一節(jié)點(diǎn)，如果它與第二節(jié)點(diǎn)相連，就被當(dāng)作新的第二節(jié)點(diǎn)，然后，一種在新的節(jié)點(diǎn)與前面所考慮的節(jié)點(diǎn)間識別最佳路徑的方法，就被依照權(quán)利要求1或2來執(zhí)行。
6.按照前面任何一項權(quán)利要求的方法，還包括配置網(wǎng)絡(luò)的步驟，這樣網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的一個通信例就會被按照一條被標(biāo)識的最佳路徑來進(jìn)行路由選擇。
7.用于為通信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)識別最佳路徑的設(shè)備，上述路徑具有傳輸鏈路和可重配置的交換節(jié)點(diǎn)，該設(shè)備包括處理裝置，用于處理一個關(guān)于從某第一節(jié)點(diǎn)到某第二節(jié)點(diǎn)的路徑的第一組數(shù)據(jù)，以便提供與第二節(jié)點(diǎn)的通信，和處理一個關(guān)于從上述第二節(jié)點(diǎn)到上述第一節(jié)點(diǎn)的路徑的第二組數(shù)據(jù)，以便提供與上述第一節(jié)點(diǎn)的通信；和比較裝置，用于比較上述數(shù)據(jù)組，以確定識別上述最佳路徑的進(jìn)一步的步驟應(yīng)從上述第一節(jié)點(diǎn)開始還是應(yīng)從上述第二節(jié)點(diǎn)開始。
8.按照權(quán)利要求7的設(shè)備，其中被上述處理裝置處理的上述第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)包括能構(gòu)成最佳路徑的一部分的潛在鏈路數(shù)。
9.按照權(quán)利要求8的設(shè)備，其中上述比較裝置比較直接與上述第一和第二節(jié)點(diǎn)相連的鏈路的數(shù)據(jù)，具有較少鏈路數(shù)的節(jié)點(diǎn)被選中當(dāng)作一個起始節(jié)點(diǎn)。
10.按照權(quán)利要求7至9任何一項的設(shè)備，包括執(zhí)行上述進(jìn)一步步驟的裝置，上述步驟包括一個啟發(fā)過程來識別一條將上述第一節(jié)點(diǎn)連接到一個第三節(jié)點(diǎn)上或?qū)⑸鲜龅诙?jié)點(diǎn)連到第三節(jié)點(diǎn)上的第一鏈路。
11.按照權(quán)利要求9的設(shè)備，其中上述第三節(jié)點(diǎn)當(dāng)與上述第一節(jié)點(diǎn)連接時，就被當(dāng)作新的第一節(jié)點(diǎn)，或當(dāng)它與上述第二節(jié)點(diǎn)相連接時，就被當(dāng)作新的第二節(jié)點(diǎn)，并且該設(shè)備還包括按照權(quán)利要求6至9中任一項的識別上述新節(jié)點(diǎn)間一條最佳路徑的設(shè)備。
12.按照權(quán)利要求7至11中任意一項的設(shè)備，還包括用于構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的裝置，這樣它就給網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的一個通信網(wǎng)事例提供一條標(biāo)識的最佳的路徑。
全文摘要
在遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識選中的第一節(jié)點(diǎn)(401)和選中的第二節(jié)點(diǎn)(404)之間的一條通路。估算在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)間建立連接的系統(tǒng)的成本，識別出可以從第一節(jié)點(diǎn)連接的潛在的第一中間節(jié)點(diǎn)，并估計從上述第一中間節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的第一組系統(tǒng)成本。此外，識別出可從第二節(jié)點(diǎn)連接的第二中間節(jié)點(diǎn)，并估計從上述第二中間節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的第二組系統(tǒng)成本。根據(jù)第一組系統(tǒng)成本及第二組系統(tǒng)成本的比較結(jié)果，在第一和第二節(jié)點(diǎn)之間，選擇一個起始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
文檔編號H04M3/00GK1167554SQ95196549
公開日1997年12月10日 申請日期1995年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月30日
發(fā)明者斯蒂芬·伊恩·里夫 申請人:英國電訊有限公司