專利名稱：分散處理經(jīng)過(guò)網(wǎng)路和子網(wǎng)路的路由選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)路，具體涉及網(wǎng)路中兩個(gè)端站或站節(jié)點(diǎn)之間選擇一條最低加權(quán)值路由的方法。
為了便于描述，通常把將通信網(wǎng)路稱為“由通信鏈路互連的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)和端節(jié)點(diǎn)或端站的集合”。一個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)可以表征為一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它在網(wǎng)路內(nèi)提供一定功能例如在本節(jié)點(diǎn)與鄰近或相鄰節(jié)點(diǎn)之間為信息定路由、為兩節(jié)點(diǎn)之間傳送的信息選擇路由以及對(duì)所連接的端節(jié)點(diǎn)提供查號(hào)服務(wù)。各節(jié)點(diǎn)之間的鏈路可以是永久性連接的通信鏈路，如常規(guī)的電纜連接，或是僅當(dāng)需要時(shí)才接通的鏈路，如撥號(hào)電話的接續(xù)鏈路。端節(jié)點(diǎn)可以用各種設(shè)備來(lái)舉例說(shuō)明，諸如顯示終端，智能工作站、打印機(jī)以及類似的設(shè)備，這些都不對(duì)網(wǎng)路中其它節(jié)點(diǎn)提供通路或路由選擇，或者是查號(hào)服務(wù)。總的說(shuō)來(lái)，網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)、端節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)之間的鏈路都稱為網(wǎng)路資源。網(wǎng)路中的各種節(jié)點(diǎn)和鏈路的物理結(jié)構(gòu)和特征就是所說(shuō)的網(wǎng)路拓樸結(jié)構(gòu)。
為使一個(gè)端節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)用戶與另一個(gè)端節(jié)點(diǎn)上的另一個(gè)用戶交換數(shù)據(jù)，必須經(jīng)由網(wǎng)路建立一條通路或路由。該路由包括位于第一個(gè)用戶處的端節(jié)點(diǎn)(源端節(jié)點(diǎn))、位于第二個(gè)用戶處的端節(jié)點(diǎn)(目的端節(jié)點(diǎn))、可能的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)和鏈路或傳輸群來(lái)連接該路由上的各節(jié)點(diǎn)。“傳輸群”通常解釋為一組具有相似特性的并行鏈路，它們形成一個(gè)單獨(dú)的邏輯鏈路，并具有比該群中每個(gè)單個(gè)鏈路更高的容量。為了便于描述，假定“傳輸群”也可以是單獨(dú)的一條完整的物理鏈路。在以下的描述中，該術(shù)語(yǔ)可以相互交替的使用。
在一個(gè)理想的網(wǎng)路中，在兩個(gè)用戶間的路由上不管可能包括多少個(gè)節(jié)點(diǎn)和傳輸群，第一個(gè)用戶所提供的數(shù)據(jù)都可在無(wú)花費(fèi)、零延時(shí)、高可靠性、高安全性的情況下傳送給第二個(gè)用戶。遺憾的是，實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)路缺少這些理想的特性。通過(guò)不同的路由可能引入量值變化的延時(shí)。某些類型的傳輸群可能在使用時(shí)費(fèi)用更高，或引入比其它情況更大的延時(shí)。某些傳輸群與其它一些相比，可能會(huì)更好地保持所傳輸數(shù)據(jù)的完整。甚至在實(shí)際網(wǎng)路中還存在上文尚未討論的其它“不完善”的地方。
因?yàn)樵趯?shí)際網(wǎng)路中節(jié)點(diǎn)和傳輸群具有不同的特性，通常的實(shí)踐是，對(duì)節(jié)點(diǎn)和傳輸群指定加權(quán)值，并將這個(gè)指定的加權(quán)值用于計(jì)算從一個(gè)用戶到另一個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)路的最優(yōu)或者最小加權(quán)值路由。“加權(quán)”通常反映一個(gè)給定節(jié)點(diǎn)或傳輸群如何接近滿足預(yù)定的特性標(biāo)準(zhǔn)。例如，如果只按延時(shí)特性原則指定加權(quán)值，則高延時(shí)傳輸群比低時(shí)延傳輸群具有更大的指定加權(quán)值。
在名稱為“Method for Selectiong Least Weight EndNode to End Node Route in a Data CommunicationNetwork”并授權(quán)給A.E.Baratz等人的美國(guó)專利4873517中，經(jīng)由網(wǎng)路從一個(gè)端節(jié)點(diǎn)或端站處的第一個(gè)用戶到另一個(gè)端節(jié)點(diǎn)或端站處的第二個(gè)用戶的“最好”路由是通過(guò)相加在各種潛在路由上的各節(jié)點(diǎn)和各傳輸群的加權(quán)值來(lái)決定的。具有總加權(quán)值最低的路由可以認(rèn)為是各用戶間的“最好”路由，該總加權(quán)值最低的路由可以明白地表示為最小加權(quán)值路由。
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)用戶要求經(jīng)由網(wǎng)路與第二個(gè)用戶建立一個(gè)通路時(shí)，便由兩個(gè)用戶端節(jié)點(diǎn)向負(fù)責(zé)路由計(jì)算的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)提供有關(guān)連接兩用戶節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的傳輸群特性的信息。這個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)以分級(jí)過(guò)程計(jì)算通過(guò)該網(wǎng)路的一個(gè)最優(yōu)路由。首先，利用從各端點(diǎn)所收到的信息，計(jì)算從各端節(jié)點(diǎn)至這些端節(jié)點(diǎn)與之連接的所有網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)之間的各最優(yōu)路由。其次，該網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)使用存儲(chǔ)在它自己的網(wǎng)路拓樸數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，計(jì)算從第一組網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)與第二組網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)之間的各最優(yōu)路由。該第一組網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)是所有與第一個(gè)用戶端節(jié)點(diǎn)相連接的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)。該第二組網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)是所有與第二個(gè)用戶端節(jié)點(diǎn)相連接的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)。將端節(jié)點(diǎn)至網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)間的計(jì)算結(jié)果和網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)至網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)間的計(jì)算結(jié)果聯(lián)合或組合，以便確定通過(guò)網(wǎng)路的最優(yōu)端節(jié)點(diǎn)至端節(jié)點(diǎn)路由。


圖1是上述的Baratz等人專利的一種通信網(wǎng)路的例子。圖示的網(wǎng)路包括多個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNA、NNB、NNC、NND、NNE和NNF。各個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)由僅表示為單獨(dú)線路的各傳輸群相互連接。從EN1到EN10的多個(gè)端節(jié)點(diǎn)與各網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接。其終端節(jié)點(diǎn)可以與多個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)相連接，和/或具有至同一網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的并行傳輸群。例如，端節(jié)點(diǎn)EN2既與網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNA相連接，又與網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNB相連接，并具有兩個(gè)并行的傳輸群接至網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNB。同樣，端節(jié)點(diǎn)EN6連接到網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NND和NNF，并且具有三個(gè)接至節(jié)點(diǎn)NNFF的并行傳輸群。
如上所述，對(duì)網(wǎng)路中的每一傳輸群和網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)指定加權(quán)值，這些加權(quán)值代表使用節(jié)點(diǎn)或傳輸群來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的“費(fèi)用”。在圖1，用出現(xiàn)在網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)符號(hào)內(nèi)的數(shù)字或表示連接網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的傳輸群的鄰近連線上的數(shù)字來(lái)表示各種加權(quán)值。在圖中出現(xiàn)的各加權(quán)值本身是為了描述目的而任意選定的，并且不應(yīng)作為典型數(shù)據(jù)通信網(wǎng)路中要指定的各實(shí)際數(shù)值來(lái)解釋。該圖還表示出對(duì)于連接各端節(jié)點(diǎn)與它們的鄰近網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的各傳輸群所指定的各加權(quán)值。對(duì)于各端節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，已知指定給各端節(jié)點(diǎn)傳輸群的加權(quán)值；而對(duì)于各網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如果它們保持的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)僅包含有關(guān)各網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)本身和連接各網(wǎng)路接點(diǎn)的傳輸群的信息，則各網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)可能不知道各端節(jié)點(diǎn)傳輸群所指定的加權(quán)值。雖然存儲(chǔ)在各網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)中的信息是以適合使各網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)能夠計(jì)算在任意兩個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)之間的最優(yōu)路由，但不足以適合使一個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)來(lái)計(jì)算兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的最優(yōu)路由。
為了允許網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)計(jì)算最優(yōu)的端節(jié)點(diǎn)至端節(jié)點(diǎn)的路由，必須使有關(guān)連接各端節(jié)點(diǎn)至各鄰近網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的傳輸群的信息成為負(fù)責(zé)路由計(jì)算的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)可用的信息?！坝靡允股鲜鲂畔⒊蔀榭捎谩钡默F(xiàn)有技術(shù)方法是根據(jù)Baratz等人專利的圖2進(jìn)行描述的。該圖2是信息的時(shí)基圖，當(dāng)位于端節(jié)點(diǎn)EN2的一個(gè)用戶企圖與位于端節(jié)點(diǎn)EN6的一個(gè)用戶通信時(shí)該信息流過(guò)網(wǎng)路。源端節(jié)點(diǎn)EN2向有責(zé)任為EN2提供路由服務(wù)的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNB發(fā)送一個(gè)信息單元(MV)。該信息包括有關(guān)連接EN2與NNA和NNB兩者的傳輸群的信息或矢量。該傳輸群矢量存于NNB，而所述信息經(jīng)由節(jié)點(diǎn)NNC和NNF通過(guò)網(wǎng)路前向傳送到端節(jié)點(diǎn)EN6。端節(jié)點(diǎn)EN6回應(yīng)一個(gè)信息單元應(yīng)答(MVR)，該信息單元應(yīng)答包括有關(guān)連接端節(jié)點(diǎn)與其兩個(gè)鄰近網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的傳輸群的信息。該應(yīng)答通過(guò)網(wǎng)路前向送到接口進(jìn)程網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNB，NNB存有目的傳輸群矢量。
因而網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)B擁有了計(jì)算通過(guò)網(wǎng)路起始端節(jié)點(diǎn)EN2和終止端接點(diǎn)EN6間的最優(yōu)路由所需的信息。如前所述，計(jì)算是分級(jí)進(jìn)行的，計(jì)算最優(yōu)端節(jié)點(diǎn)至網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)路由與計(jì)算網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)之間的最優(yōu)路由是分開進(jìn)行的。確定最好路由的全部計(jì)算發(fā)生在網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)B中。
本發(fā)明的一個(gè)目的是分散那些在通信網(wǎng)路中執(zhí)行路由選擇所需的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是從端節(jié)點(diǎn)或端站卸下路由選擇任務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過(guò)在源網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)和目的地網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)上分散最優(yōu)路由確定處理過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在寬域網(wǎng)(WAN)和子網(wǎng)間的接口處的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)含有取接口進(jìn)程(access agents)，用以控制寬域網(wǎng)與子網(wǎng)中一個(gè)端站之間的通信流。當(dāng)在第一子網(wǎng)中的第一端站要求在它本身與第二子網(wǎng)中的第二端站之間進(jìn)行通信時(shí)，便將兩個(gè)端站間選擇最優(yōu)路由的任務(wù)分散在第一子網(wǎng)中WAN接口處的存取接口進(jìn)程與第二子網(wǎng)中MAN接口處的存取接口進(jìn)程之間。
在與源端站相關(guān)聯(lián)的子網(wǎng)組存取接口進(jìn)程中的每個(gè)存取接口進(jìn)程得到從它本身到源端站的最優(yōu)本地路由。在與目的地端站相關(guān)聯(lián)的子網(wǎng)組存取接口進(jìn)程中的每個(gè)存取接口進(jìn)程得到從它本身到目的端站的最優(yōu)本地路由。此外，在這些子網(wǎng)組中的一個(gè)子網(wǎng)組內(nèi)的存取接口進(jìn)程找到通過(guò)WAN從源子網(wǎng)中的每一存取接口進(jìn)程到目的地子網(wǎng)中的每個(gè)存取接口進(jìn)程的最優(yōu)路由，而后將它的最優(yōu)本地路由信息與通過(guò)WAN的最優(yōu)路由信息進(jìn)行組合。這時(shí)在源子網(wǎng)組中的一個(gè)被指定的存取接口進(jìn)程用于收集和組合由源子網(wǎng)和目的地子網(wǎng)上存取接口進(jìn)程所找到的全部最優(yōu)路由信息。將這個(gè)最優(yōu)路由信息鏈接起來(lái)，并選擇具有最小加權(quán)值的路由作為端站之間的最優(yōu)路由。
本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在參閱本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例的完整書面描述后將會(huì)對(duì)本發(fā)明的上述目的和特點(diǎn)及其它目的和特點(diǎn)更加清楚。
圖1示出上述的現(xiàn)有技術(shù)描述的用以執(zhí)行最優(yōu)路由選擇的通信網(wǎng)路一個(gè)例子。
圖2示出圖1所示的網(wǎng)路中進(jìn)行最優(yōu)路由選擇所使用的現(xiàn)有技術(shù)采集路由信息的過(guò)程。
圖3是用于描述本發(fā)明的工作過(guò)程的一種通信網(wǎng)路的舉例。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在圖3所示的端站ES-A和ES-B之間選擇通信最優(yōu)路由的操作過(guò)程的時(shí)基通信消息流程圖。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例在圖3所示的端站ES-A和ES-B之間選擇通信最優(yōu)路由的操作過(guò)程的時(shí)基通信信息流程圖。
圖6示出本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例如圖3所示的源端存取接口進(jìn)程中所執(zhí)行的的操作過(guò)程。
圖7示出本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例如在圖3的目的地端存取接口進(jìn)程中所執(zhí)行的操作過(guò)程。
圖8A示出本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例如在選擇最優(yōu)路由的源端存取接口進(jìn)程中所執(zhí)行的操作過(guò)程。
圖8B示出本發(fā)明最優(yōu)實(shí)施例如在選擇最優(yōu)路由的目的地端存取接口進(jìn)程中所執(zhí)行的操作過(guò)程。
參考圖3的通信網(wǎng)路對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。在圖3中基本上重復(fù)使用了圖1所用的術(shù)語(yǔ)。圖3中的網(wǎng)路由一個(gè)骨干的寬域網(wǎng)(WAN)組成，其上連接三個(gè)子網(wǎng)路1、12和13。在WAN10和一個(gè)子網(wǎng)路之間的接口處的每個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NNX含有一個(gè)存取接口進(jìn)程。存取接口進(jìn)程控制WAN和子網(wǎng)路之間通信流。例如，網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NN1、NN2和NN3位于與子網(wǎng)路11的接口處。這些網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)之中的每個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)都含有一個(gè)存取接口進(jìn)程即存取接口進(jìn)程AA1.1、AA1.2和AA1.3，它們分別駐存在網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)NN1、NN2和NN3中。
對(duì)于子網(wǎng)共用的那些存取接口進(jìn)程起到多路存取組(MAG)的作用，而多路存取接口進(jìn)程操作以一組(而不是作為單一的)存取接口進(jìn)程執(zhí)行通信任務(wù)。在多路存取組中的存取接口進(jìn)程的操作已在IBM律師案號(hào)RA992-014、申請(qǐng)日為、申請(qǐng)?zhí)枮?、題為“在LAN/WAN接口處形成和保存存取組”的文件中描述了。為了便于描述，在這種多路存取組(MAG)中的存取接口進(jìn)程被賦予了相同的根號(hào)碼(1.0、2.0或3.0)。因此，在子網(wǎng)路11中MAG1有三個(gè)存取接口進(jìn)程AA1.1、AA1.2和AA1.3，MAG2也有三個(gè)存取接口進(jìn)程AA2.1、AA2.2和AA2.3。子網(wǎng)路13中的MAG3僅用一個(gè)存取接口進(jìn)程AA3.1表示。
這些子網(wǎng)路通常含有多個(gè)端站子網(wǎng)路11中的ES-A和ES-X，子律師案號(hào)網(wǎng)12中的ES-B、ES-Y和ES0-Z。一個(gè)端站可能是一個(gè)主計(jì)算機(jī)、一個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)、一個(gè)文件接口進(jìn)程器、一個(gè)打印機(jī)等等。在為了說(shuō)明本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例而描述的示范通信中，通信是從源端站ES-A至目的端站ES-B的。
圖4是與圖2相似的時(shí)基通信消息流程圖，并且示出當(dāng)其用于圖3中的網(wǎng)路/子網(wǎng)中并且這些子網(wǎng)路模擬圖1中所示的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)子網(wǎng)路時(shí)本發(fā)明的功能/過(guò)程。ES-A和ES-B之間的通信過(guò)程在ES-A發(fā)送一個(gè)包消息14給其被指定的存取接口進(jìn)程AA1.3之時(shí)開始。一個(gè)端站與一個(gè)被指定的存取接口進(jìn)程的匹配可利用許多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種方法是根據(jù)通信消息檢查源端站的地址，并根據(jù)源地址指定一個(gè)存取接口進(jìn)程。另一可選方法是，可以將一個(gè)端節(jié)點(diǎn)預(yù)先指定給一個(gè)網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，如對(duì)圖2中所描述的那樣。
在指定的存取接口進(jìn)程AA1.3收到一個(gè)包14后，它詢問(wèn)(16)在它的組MAG1中其它存取接口進(jìn)程AA1.2和AA1.3，以便取得從它們的每一個(gè)存取接口進(jìn)程到ES-A最優(yōu)路由。最優(yōu)路由通過(guò)累加該路由中每個(gè)鏈路上的路由加權(quán)值來(lái)確定，正如在Baratz等人的專利4,873,517中所描述的那樣。這些加權(quán)值通常反映一個(gè)路由的通信費(fèi)用，并包括諸如計(jì)費(fèi)時(shí)間、傳輸速度、延時(shí)、線路完整性等項(xiàng)目。
存取接口進(jìn)程AA1.3還將一個(gè)FIND消息18送到組成多路存取組MAG2的存取接口進(jìn)程AA2.1、AA2.2和AA2.3的每一個(gè)存取接口進(jìn)程。AA1.3從包消息14中的目的地地址信息得知要給MAG2發(fā)送FIND消息。目的地地址表明ES-B為目的地端站而且在MAG2中。AA1.3根據(jù)組信息得知MAG2的個(gè)數(shù)和上文引用的申請(qǐng)?zhí)枮?的專利文件中所描述的多路存取組的保持過(guò)程。
另外，如果由于沒(méi)構(gòu)成目的地地址而使AA1.3不能確定內(nèi)含ES-B的子網(wǎng)路的標(biāo)志，則AA1.3可以將FIND消息18送到所有的MAG。因?yàn)檫@樣可能造成附加的WAN資源消耗，所以這不是優(yōu)選的實(shí)施例。這種不希望的情況達(dá)到的程度取決于WAN的大小和它支持快速消息廣播的能力。
回到MAG1，AA1.1、AA1.2和AA1.3確定到達(dá)ES-A的最優(yōu)路由。這是通過(guò)在從它們每一個(gè)到ES-A的所有可能的通路上累加各傳輸鏈路的加權(quán)值完成的。AA1.1和AAA1.2響應(yīng)來(lái)自AA1.3的詢問(wèn)，將它們的最優(yōu)路由信息作為本地路由信息20和22送回到AA1.3。當(dāng)然，AA1.3有它從它本身到ES-A得到的最優(yōu)路由的路由信息。在過(guò)程中的這一點(diǎn)上，AA1.3具有加權(quán)值并且為從ES-A到每個(gè)AA1.3、AA1.2和AA1.1的最優(yōu)路由而制定路由。
同時(shí)在MAG2中，AA2.1、AA2.2和AA2.3一直確定從它們的每一個(gè)到ES-B的最優(yōu)路由。這是用與在MAG1中對(duì)至ES-A路由的相同方法完成的。此外，AA2.1、AA2.2和AA2.3正在確定從它們每一個(gè)到MAG1中每一個(gè)存取接口進(jìn)程的最優(yōu)路由。這最好是用與Baratz等人的專利4,873,517中所描述的相同方法，根據(jù)在每個(gè)存取接口進(jìn)程中的拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成。利用這種附加信息，每個(gè)存取接口進(jìn)程AA2.1、AA2.2和AA2.3便可確定從ES-B經(jīng)由它本身返回到MAG1中每個(gè)存取接口進(jìn)程AA1.1、AA1.2和AA1.3的最優(yōu)路由。當(dāng)這個(gè)調(diào)用和計(jì)算任務(wù)完成后，AA2.1、AA2.2和AA2.3分別地給AA1.3發(fā)送FOUND消息24、26和28。每個(gè)FOUND消息包含三個(gè)路由；從MAG1中每個(gè)存取接口進(jìn)程經(jīng)過(guò)發(fā)出FOUND消息的MAG2中每個(gè)存取接口進(jìn)程到ES-B是最優(yōu)路由。對(duì)MAG1和MAG2所描述的過(guò)程/操作的后果是，將確定最優(yōu)路由的任務(wù)分散到在源和目的地子網(wǎng)路中的所有的存取接口進(jìn)程。
這時(shí)源存取接口進(jìn)程AA1.3(被指定的存取接口進(jìn)程)知道從AA1.1、AA1.2和AA1.3至ES-A(三條路由)和從AA1.1、AA1.2和AA1.3通過(guò)AA2.1、AA2.2和AA2.3至ES-B(九條路由)的最優(yōu)路由和加權(quán)值。如在Baratz的專利中所描述利用把路由加權(quán)值信息鏈接(concatenate)起來(lái)的方法使AA1.3選取從ES-A至ES-B的最優(yōu)路由。假定結(jié)果是，最優(yōu)路由是經(jīng)AA1.1和AA2.1，則AA1.3發(fā)送SELECT(選擇)消息30給AA1.1，以使AA1.1準(zhǔn)備處理ES-A和ES-B之間的通信流。AA1.2也送出SELECT(選擇)消息32，使AA2.1準(zhǔn)備處理ES-A和ES-B之間的通信流。在它發(fā)送SELECT消息32的同時(shí)，AA1.3發(fā)送PACKET(包)消息33(它與PACKET消息14相同)給AA2.1。AA2.1將PACKET33傳送到ES-B。
當(dāng)ES-B收到PACKET消息后，它便從該消息中讀出最優(yōu)路由信息。該路由信息已由AA1.3和AA2.1加到PACKET消息14中。而后ES-B在通過(guò)AA2.1和AA1.1的最優(yōu)路由送回PACK-ET RESPONSE(包響應(yīng))消息。AA2.1和AA1.1不必處理這時(shí)正在ES-A與ES-B之間流動(dòng)的包中的信息。一經(jīng)建立起通信路由，AA1.1和AA2.1便使這些包通過(guò)該路由。
在上述例子中，曾假定MAG1和MAG2中所有的存取接口進(jìn)程都選擇參與確定的最優(yōu)路由。這是不必要。一個(gè)存取接口進(jìn)程可以拒絕被選定作為最優(yōu)路由的一部份。這可能在存取接口進(jìn)程的任務(wù)表已滿的情況下，或在存取接口進(jìn)程過(guò)負(fù)荷的情況下發(fā)生。在這種情況下，存取接口進(jìn)程在被AA1.3詢問(wèn)以確定最優(yōu)路由時(shí)能夠送回一個(gè)“無(wú)路由消息”而拒絕加入該最優(yōu)路由選擇過(guò)程。另外，存取接口進(jìn)程可以就它的路由送回具有人為的高加權(quán)值的路由信息，從而保證該路由不會(huì)被選定為最優(yōu)路由的一部份。
在圖5中，本發(fā)明是在圖3的子網(wǎng)路都是源路由LAN的情況下實(shí)施的，并且所遵照的通信協(xié)議是網(wǎng)間協(xié)議(IP)。在這種情況下，ES-A與ES-B之間的通信是在ES-A發(fā)送地址分辨協(xié)議(ARP)消息36時(shí)開始的。該消息是一個(gè)LAN網(wǎng)的全路由廣播(ARB)，并在本例子中由MAG1中所有的存取接口進(jìn)程AA1.1、AA1.2和AA1.3接收。MAG1中的每個(gè)存取接口進(jìn)程把AA1.3識(shí)別為象LAN廣播包中所編碼的那樣根據(jù)ES-A的LAN地址來(lái)指定的存取接口進(jìn)程。
由MAG1中每個(gè)存取接口進(jìn)程收到的ARP含有一個(gè)路由信息段。因?yàn)锳RP是從ES-A傳送到AA1.1、AA1.2和AA1.3，所以它所通過(guò)的每個(gè)橋(或節(jié)點(diǎn))都對(duì)ARP通過(guò)的路由增加路由信息。MAG1中的每個(gè)存取接口進(jìn)程在收到一個(gè)通過(guò)不同路由的ARP時(shí)便保持該路由信息，而后通過(guò)計(jì)算從所收到的路由信息中導(dǎo)出的加權(quán)值，選擇從它本身到ES-A的最優(yōu)路由。一經(jīng)AA1.1和AA1.2選出至ES-A的最優(yōu)路由，它們便發(fā)送包括作為本地路由信息38和40的最優(yōu)路由信息給指定的存取接口進(jìn)程AA1.3。AA1.3具有從它本身至ES-A的最優(yōu)路由，正如根據(jù)它收到的ARP所確定的那樣。
被指定的存取接口進(jìn)程AA1.3在它收到來(lái)自ES-A的ARP之后廣播內(nèi)含從ES-A到MAG2中各存取接口進(jìn)程的ARP的FIND消息42。AA2.1、AA2.2和AA2.3依次廣播來(lái)自子網(wǎng)路12中的ES-A的ARP。ES-B從每個(gè)AA2.1、AA2.2和AA2.3收到ARP(可能多于一個(gè))。每個(gè)ARP內(nèi)含它從MAG2存取接口進(jìn)程到達(dá)ES-B所經(jīng)過(guò)的路由上的路由信息。ES-B讀出ARP，ARP含有它的路由信息。對(duì)于所收到的每個(gè)ARP消息43，ES-B將一個(gè)ARP RESPONSE(響應(yīng))消息44送回到MAG2中送來(lái)ARP消息43的同一存取接口進(jìn)程。每個(gè)來(lái)自ES-B的ARP RESPONSE44不進(jìn)行廣播；它在其來(lái)時(shí)的同一路由上點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地返回到MAG2中的存取接口進(jìn)程。在收到ARP RESPONSE消息44后，MAG2中的每個(gè)存取接口進(jìn)程便可以通過(guò)累加在ARP RESPONSE的路由信息中的加權(quán)值來(lái)確定從它本身至ES-B的最優(yōu)路由。
MAG2中每個(gè)存取接口進(jìn)程也根據(jù)WAN路由信息確定從它本身至MAG1中每個(gè)存取接口進(jìn)程的最優(yōu)路由。WAN路由信息可以作為拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，正如Baratz等人專利中對(duì)每個(gè)存取接口進(jìn)程點(diǎn)所討論的那樣。這時(shí)AA2.1、AA2.2和AA2.3具有從它們每一個(gè)至ES-B和從它們的每一個(gè)至每個(gè)AA1.1、AA1.2和AA1.3的最優(yōu)路由信息。每個(gè)AA2.1、AA2.2和AA2.3把這個(gè)信息鏈接起來(lái)，并分別地發(fā)送FOUND(找到)消息46、48和50給指定的存取接口進(jìn)程AA1.3。每個(gè)FOUND消息包括從每個(gè)AA1.1、AA1.2和AA1.3通過(guò)發(fā)送FOUND消息的存取接口進(jìn)程至ES-B的最優(yōu)路由信息。
如上面對(duì)圖4所描述的那樣，這時(shí)AA1.3具有它為選擇從ES-A至ES-B的最優(yōu)路由所需要的全部信息。AA1.3把在子網(wǎng)路11內(nèi)的三條本地路由與從MAG1中的存取接口進(jìn)程通過(guò)MAG2中的存取接口進(jìn)程至ES-B的九條WAN和本地目的路由鏈接起來(lái)。因?yàn)樵春湍康牡氐腗AG各有三個(gè)存取接口進(jìn)程，所以有九條可能的最優(yōu)目的地路由。可能的最優(yōu)的目的地路由的個(gè)數(shù)等于N1乘以N2，其中N1和N2分別為MAG1和MAG2中存取接口進(jìn)程的個(gè)數(shù)。
把本地路由信息與目的路由信息鏈接起來(lái)后，AA1.3確定最優(yōu)路由是通過(guò)AA1.1和AA2.1的路由。AA1.3將SELECT消息52和54分別地送給AA1.1和AA2.1，使它們作好準(zhǔn)備，處理ES-A和ES-B之間的通信。這些SELECT消息在選定的路由上點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳送，而不是廣播。此外，AA1.3將ARP56(與ARP36相同)經(jīng)由AA2.1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地送給ES-B。ES-B將ARP RESPONSE58在選定的路由上送回到ES-A。而后通信經(jīng)由AA1.1和AA2.1在ES-A和ES-B之間流通，不再需要AA1.1和AA2.1對(duì)通信消息作進(jìn)一步的處理。
在圖6示出通信的源端處每個(gè)存取接口進(jìn)程的處理流程圖。處理過(guò)程以存取接口進(jìn)程從源端站ES-A接收ARP消息(或PACKET)的操作框60開始。判定框62測(cè)試ARP中所識(shí)別的源-目的地端站對(duì)的現(xiàn)行通信路由(或路徑)是否起作用。如果判斷結(jié)果為“是”，操作框64直接地將ARP通過(guò)起作用的現(xiàn)行路正向送到目的地站ES-B。本發(fā)明中不直接地涉及判斷框62和操作框64，但它們通常是路由選擇過(guò)程的一部份。
判定框66測(cè)試收到ARP的存取接口進(jìn)程是否是被指定的存取接口進(jìn)程。如果判斷結(jié)果為“否”，則處理流分流到操作框68。正如以上對(duì)圖5的描述那樣，在源端的存取接口進(jìn)程接收從ES-A通過(guò)不同的路徑來(lái)的多個(gè)ARP。根據(jù)隨著ARP向存取接口進(jìn)程的傳送而標(biāo)識(shí)在它上面的路由信息，存取接口進(jìn)程可以累加到達(dá)它那里的每個(gè)ARP所通過(guò)的路由的加權(quán)值。在操作框68存取接口進(jìn)程根據(jù)累加的最低的加權(quán)值選擇在ES-A與它本身之間的最優(yōu)路由。在操作框70中，存取接口進(jìn)程根據(jù)源端站地址或標(biāo)志識(shí)別對(duì)源端站的指定的存取接口進(jìn)程。在操作框72中該存取接口進(jìn)程將本地路由信息送到該被指定的存取接口進(jìn)程。
如果對(duì)判定框66的回答為“是”，則在操作框74被指定的存取接口進(jìn)程用與剛剛在上文描述的操作框68中其它存取接口進(jìn)程使用的同樣方式得到至ES-A的最優(yōu)路由信息。在操作框76中，被指定的存取接口進(jìn)程接收和存貯在操作框72中由其它存取接口進(jìn)程送來(lái)的本地路由信息。在操作框78中，被指定的存取接口進(jìn)程將FOUND(找到)消息送到目的地MAG(多路存取組Multiple AccessGroup)。盡管操作框78是與操作框74和76按順序說(shuō)明的，但操作框78也可以與操作框74和76并行地執(zhí)行操作。
上述的處理流程實(shí)施圖5中所示的例子，其中ARP向所有的源存取接口進(jìn)程廣播。在圖4的例子中信息包中只從ES-A至指定的存取接口進(jìn)程傳送，處理流程可能稍有不同。判定框66不再需要了，而操作框68、70和72可以由來(lái)自被指定的存取接口進(jìn)程的詢問(wèn)來(lái)啟動(dòng)。此外，被指定的存取接口進(jìn)程在它將詢問(wèn)送給源存取接口進(jìn)程的同時(shí)還會(huì)將FIND(操作框78)送給目的地組的存取接口進(jìn)程。
在操作框80中，被指定的存取接口進(jìn)程等待直到它收到來(lái)自MG2(圖5)中存取接口進(jìn)程的FOUND消息時(shí)為止。當(dāng)收到FOUND消息并存儲(chǔ)后，被指定的存取接口進(jìn)程便具有了來(lái)自源存取接口進(jìn)程和目的地存取接口進(jìn)程的所有的最優(yōu)路由信息。操作框82把加權(quán)的路由信息鏈接起來(lái)，并識(shí)別最低加權(quán)值路由作為從源端站至目的地端站的最優(yōu)路由。在操作框84和86中，被指定的存取接口進(jìn)程將SELECT消息與ES-A和ES-B之間最優(yōu)路由上路由信息一起發(fā)送到源存取接口進(jìn)程和目的地存取接口進(jìn)程。
圖7示出響應(yīng)于從被指定的存取接口進(jìn)程來(lái)的FIND消息、在目的地存取接口進(jìn)程中操作的處理流程。在操作框88中收到FIND消息后，在判定框90中的目的地存取接口進(jìn)程測(cè)試目的地端站是否在它的子網(wǎng)路中。如果回答為“否”，則處理結(jié)束。如果回答為“是”，則存取接口進(jìn)程在操作框92開始尋找從它本身至目的地端站的最優(yōu)路由。
正如上文在圖4和圖5例子中所描述的那樣，通往目的地端站的最優(yōu)路由可以按不同的方式得到。按照?qǐng)D4的實(shí)施方式，在操作框92中，存取接口進(jìn)程知道在通往目的地端站的各條路徑上的各鏈路的加權(quán)值。所以，該存取接口進(jìn)程累加這些加權(quán)值，并選擇通向ES-B的具有最低加權(quán)值的路由。按照?qǐng)D5的實(shí)施方式，操作框92不存儲(chǔ)它的子網(wǎng)路中各鏈路的加權(quán)信息。代之以向目的地端站廣播ARP，并接收來(lái)自目的地端站的應(yīng)答。這種應(yīng)答包含通過(guò)從該存取接口進(jìn)程到端站的每條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)路由上的路由信息和加權(quán)信息。存取接口進(jìn)程選擇具有最低權(quán)值的路由。
在操作框94中，每個(gè)目的地存取接口進(jìn)程檢查從每個(gè)源存取接口進(jìn)程通過(guò)WAN10(圖3)到每個(gè)目的地存取接口進(jìn)程的各條路由上的加權(quán)值。這些路由和加權(quán)值是先前存儲(chǔ)在該存取接口進(jìn)程中的信息。根據(jù)這些信息，每個(gè)目的地存取接口進(jìn)程選擇從它本身到每個(gè)源存取接口進(jìn)程的最優(yōu)WAN路由。每個(gè)目的也存取接口進(jìn)程把最優(yōu)WAN路由信息與至目的地端站ES-B最優(yōu)本地路由信息鏈接起來(lái)在操作框96中，每個(gè)目的地存取接口進(jìn)程將FOUND消息送到指定的存取接口進(jìn)程，F(xiàn)OUND消息包括從源存取接口進(jìn)程至ES-B的最優(yōu)路由信息。如前面參照?qǐng)D4和圖5所描述的那樣，每個(gè)FOUND消息包括三個(gè)路由。這樣便完成了FOUND處理過(guò)程。
圖8A和圖8B示出通過(guò)對(duì)于從ES-A至ES-B最優(yōu)路由選定的存取接口進(jìn)程處理SELECT消息的過(guò)程。在這兩圖的情況下，在操作框98中被選定的源存取接口進(jìn)程和被選定的目的地存取接口進(jìn)程接收SELECT消息。在操作框100中，它們各自設(shè)置它們的路由表，該路由表建立端站間對(duì)通信流起作用的路由。此外，在圖8B中，被選定的目的地存取接口進(jìn)程將來(lái)自源端站的ARP(圖5)或PACKET(圖4)正向送給目的地端站。這提示目的地端站進(jìn)行應(yīng)答，并在源與目的地端站間通信。
在最優(yōu)實(shí)施例中，目的存取接口進(jìn)程將WAN最優(yōu)路由信息與在目的地子網(wǎng)路中的最優(yōu)路由信息組合起來(lái)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到，源存取接口進(jìn)程已經(jīng)得到WAN最優(yōu)路由信息，并且將它與源子網(wǎng)路中它們的最優(yōu)路由信息組合起來(lái)。在這種情況下，該被指定的存取接口進(jìn)程僅收到從三個(gè)目的地存取接口進(jìn)程來(lái)的三條最優(yōu)路由，還會(huì)收到從源存取接口進(jìn)程來(lái)的九條最優(yōu)路由。此外，在本發(fā)明的另一變型中，可將加權(quán)信息而不是路由信息送回到被指定的存取接口進(jìn)程。被指定的存取接口進(jìn)程可以根據(jù)加權(quán)信息選擇最優(yōu)路由，并且如前所述由SELECT消息選擇存取接口進(jìn)程。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的許多最優(yōu)實(shí)施例，但熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)懂得，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以進(jìn)一步構(gòu)成許多變型和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種通信網(wǎng)路中使用的選擇裝置，該通信網(wǎng)路具有一個(gè)寬域網(wǎng)路(WAN)和許多個(gè)子網(wǎng)路，并有一個(gè)或多個(gè)在寬域網(wǎng)路和每個(gè)子網(wǎng)路間接口處的存取接口進(jìn)程，上述選擇裝置用于在第一子網(wǎng)路中的第一端站與和第二子網(wǎng)路中的第二端站之間選擇最優(yōu)路由，上述選擇裝置其特征在于多個(gè)位于第一子網(wǎng)中的第一存取接口進(jìn)程裝置，用以在第一端站與寬域網(wǎng)路之間的通信流選定路由，并且用以尋找從每個(gè)第一存取接口進(jìn)程裝置到第一端站的第一最優(yōu)路由信息，多個(gè)位于第二子網(wǎng)中的第二存取接口進(jìn)程裝置，用以在第二端站與寬域網(wǎng)路之間的通信流選定路由，并且用于尋找從每個(gè)第二存取接口進(jìn)程裝置到第二端站的第二最優(yōu)路由信息，還用于尋找在每個(gè)上述第一存取接口進(jìn)程裝置與每個(gè)上述第二存取接口進(jìn)程裝置之間的WAN最優(yōu)路由信息；及選擇存取接口進(jìn)程裝置，響應(yīng)于每個(gè)上述第一和第二存取接口進(jìn)程裝置，用以根據(jù)來(lái)自上述第一存取接口進(jìn)程裝置的第一最優(yōu)路由信息、來(lái)自第二存取服務(wù)裝置的WAN最優(yōu)路由信息和來(lái)自上述第二存取接口進(jìn)程裝置的第二最優(yōu)路由信息，選擇從第一端站至第二端站的最優(yōu)路由。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，上述裝置包括第一分散裝置，用以向每個(gè)第一存取接口進(jìn)程裝置分散尋找從第一端站通過(guò)第一子網(wǎng)路的第一最優(yōu)路由的任務(wù)；及第二分散裝置，用以向每個(gè)第二存取接口進(jìn)程裝置分散尋找每個(gè)上述第一和第一存取接口進(jìn)程裝置間的最優(yōu)WAN路由和從第二端站通過(guò)第二子網(wǎng)路的最優(yōu)路由的任務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，上述第一分散裝置包括廣播裝置，用以在第一端站中向每一個(gè)第一存取裝置廣播一條與第二端站通信的請(qǐng)求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，上述第二分散裝置包括廣播裝置，用以在上述選擇存取裝置中向每個(gè)第二存取裝置廣播一條通向第二端站的最優(yōu)路由信息的請(qǐng)求。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，上述第一和第二分散裝置包括上述選擇存取接口進(jìn)程裝置，用以就最優(yōu)路由信息詢問(wèn)每個(gè)上述第一和第二存取接口進(jìn)程裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，每個(gè)上述第二存取接口進(jìn)程裝置包括用以尋找從每個(gè)第二存取接口進(jìn)程裝置至第二端站的第二最優(yōu)路由信息的裝置；用于尋找在每個(gè)上述第一存取接口進(jìn)程裝置和每個(gè)上述第二存取接口進(jìn)程裝置之間的WAN最優(yōu)路由信息的裝置；及用于將第二最優(yōu)路由信息與WAN最優(yōu)路由信息鏈接起來(lái)以得到從每個(gè)上述第一存取接口進(jìn)程裝置經(jīng)由每個(gè)上述第二存取接口進(jìn)程裝置到上述第二端站的組合的WAN和第二最優(yōu)路由信息的裝置。
7.權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，上述選擇存取接口進(jìn)程裝置包括用于響應(yīng)于每個(gè)上述第一存取接口進(jìn)程裝置、接收從第一端站至每個(gè)上述第一存取裝置的第一最優(yōu)路由信息的裝置；用于響應(yīng)于每個(gè)上述第二存取接口進(jìn)程裝置接收從第二端站至每個(gè)上述第一存取接口進(jìn)程裝置的組合最優(yōu)路由信息的裝置；及用于將第一最優(yōu)路由信息與組合最優(yōu)路由信息鏈接起來(lái)以得到從上述第一端站至上述第二端站的最優(yōu)路由信息的裝置。
全文摘要
確定從源端站至目的地端站的最優(yōu)通信路由的過(guò)程分散在源和目的地網(wǎng)路的節(jié)點(diǎn)上。在寬域網(wǎng)和各子網(wǎng)之間的接口處的網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)包括存取接口進(jìn)程用以控制寬域網(wǎng)與子網(wǎng)的端站之間的通信流。把在兩個(gè)端站之間選擇最優(yōu)路由的任務(wù)分散在第一與第二子網(wǎng)各自的寬域網(wǎng)絡(luò)接口處的存取接口進(jìn)程之間。一個(gè)被指定的存取接口進(jìn)程收集所有的最優(yōu)路由信息。將這種最優(yōu)路由信息鏈接起來(lái)并選擇具有最小加權(quán)值的路由作為兩端站之間的最優(yōu)路由。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1170998SQ9711081
公開日1998年1月21日 申請(qǐng)日期1997年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月24日
發(fā)明者杰夫瑞·H·德比, 威利波德·A·德瑞格, 小瓊·E·頓克, 督格拉斯·H·迪克曼, 哈德恩·J·賽迪克, 肯·V·吳 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司