專利名稱：電信網(wǎng)中的分組路由選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在分組交換電信網(wǎng)中進(jìn)行的分組路由選擇，尤其涉及經(jīng)ATM網(wǎng)傳輸IP分組(IP，網(wǎng)間協(xié)議)。
主要由于因特網(wǎng)的普及，IP是當(dāng)前最流行的網(wǎng)絡(luò)層(OSI模型中的第三層)協(xié)議。隨著與因特網(wǎng)連接的主機(jī)的指數(shù)式增長(zhǎng)，IP網(wǎng)絡(luò)的吞吐量已成為瓶頸，從而需要一種比目前更快地傳送IP業(yè)務(wù)的方法。


圖1示出IP網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu)。在辦公環(huán)境下，個(gè)人計(jì)算機(jī)PC或類似的終端設(shè)備和典型地為以太網(wǎng)的局域網(wǎng)LAN1…LAN3連接，局域網(wǎng)轉(zhuǎn)而和基干網(wǎng)(WAN，廣域網(wǎng))互聯(lián)，基于網(wǎng)包含著作為節(jié)點(diǎn)的路由器(RT1…RT6)。位于同一局域網(wǎng)中的所有計(jì)算機(jī)具有相同的IP網(wǎng)絡(luò)地址。當(dāng)從與局域網(wǎng)連接的某計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)，該發(fā)送計(jì)算機(jī)的協(xié)議棧的IP層檢驗(yàn)IP目的地地址是否和其自身的IP網(wǎng)絡(luò)地址相同。若地址相同，不需要路由器，僅僅沿著該區(qū)域網(wǎng)把該分組發(fā)送到具有目的地地址的計(jì)算機(jī)上。若目的地的IP網(wǎng)絡(luò)地址和發(fā)送計(jì)算機(jī)的IP網(wǎng)絡(luò)地址不同，計(jì)算機(jī)把分組發(fā)送到某路由器，路由器再把該分組傳送到別的網(wǎng)絡(luò)。
路由器之間的傳輸鏈接可以由PDH或SDH技術(shù)或用分組網(wǎng)技術(shù)(例如ATM、幀中繼、X.25)實(shí)現(xiàn)。
路由器具有二個(gè)主要功能分組傳送和更新路由選擇表。分組傳送過程原理上是以這種方式進(jìn)行的路由器首先從進(jìn)到來的IP分組讀目的地的網(wǎng)絡(luò)地址，然后從它的路由選擇表中查找與該地址相關(guān)的輸出端口并且通過所述端口把該分組發(fā)送到下個(gè)路由器。該分組從一個(gè)路由器發(fā)送到另一個(gè)路由器，直到某路由器發(fā)現(xiàn)目的地地址和它自己的網(wǎng)絡(luò)地址相同為止，在該情況下該路由器把該分組發(fā)送到目的地主機(jī)。
隨著傳輸速率要求的提高，已經(jīng)引入新技術(shù)。作為一種基干網(wǎng)技術(shù)，ATM技術(shù)的應(yīng)用程度不斷增加。在該情況下，在朝向ATM網(wǎng)的路由選擇節(jié)點(diǎn)中構(gòu)建接口；首先從來自ATM網(wǎng)的信元重建分組，對(duì)分組選擇路由，并且之后再把分組分解成用于在ATM網(wǎng)中傳送的ATM信元。標(biāo)準(zhǔn)ATM適配層(AAL)執(zhí)行IP分組的分解和重建。下面將對(duì)此更詳細(xì)說明，以便為本發(fā)明的說明提供背景。
當(dāng)上述以太局域網(wǎng)中的某工作站向另一個(gè)局域網(wǎng)中的某工作站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由該工作站的應(yīng)用程序形成的數(shù)據(jù)部分P1首先封裝成TCP分組P2，例如如圖2中所示(假定傳輸層采用的協(xié)議是TCP，傳輸控制協(xié)議)。然后把TCP分組封裝成IP分組P3，并且進(jìn)而把IP分組封裝成以太幀P4，沿著局域網(wǎng)把以太幀P4傳送到與局域網(wǎng)連接的并具有朝向ATM網(wǎng)的接口的一個(gè)路由器。該路由器去掉以太段并且把IP分組分解成ATM適配層中的ATM信元。請(qǐng)注意，封裝可包括在分組的前面以及后面(所謂的尾部)的插入。
圖3示出一個(gè)IP分組30(即IP數(shù)據(jù)報(bào))的結(jié)構(gòu)。分組標(biāo)題的最小長(zhǎng)度為20字節(jié)，其被劃分為五個(gè)四字節(jié)的“字”，存在于圖中的相鄰行中。在各字段的名字后面，該圖中在括號(hào)內(nèi)以位數(shù)示出字段的長(zhǎng)度。標(biāo)題首先包括4位的版本字段31，表示所使用的IP版本。接著是長(zhǎng)度字段32(IHL，因特網(wǎng)標(biāo)題長(zhǎng)度)，表示標(biāo)題長(zhǎng)度為4字節(jié)的字。類型字段33指示業(yè)務(wù)類型，字段34是包含著標(biāo)題的數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度。標(biāo)識(shí)字段35用于會(huì)同分組的重建標(biāo)識(shí)IP分組。標(biāo)記字段36使系統(tǒng)推斷分解后的分組的某片段是否是原始分組的最后一個(gè)片段。片段偏離字段37的內(nèi)容表示該片段在原始分組中的位置。壽命字段38表示該分組在網(wǎng)絡(luò)中可能存在的最長(zhǎng)時(shí)間。從該字段的值推繹該分組歷經(jīng)的各路由器。協(xié)議字段39表示該數(shù)據(jù)報(bào)攜帶的數(shù)據(jù)的高層協(xié)議(例如TCP)。字段40包含標(biāo)題檢驗(yàn)和。字段41和42是源地址和目的地地址，即，它們以32位地址的形式表示發(fā)送主機(jī)和接收主機(jī)的地址。地址字段之后是一個(gè)很少使用的任選字段。該字段中傳送的數(shù)據(jù)通常和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試或查找故障有關(guān)；該數(shù)據(jù)例如定義該數(shù)據(jù)報(bào)應(yīng)該通過的某給定路由。必要時(shí)該字段帶有填充位組，從而字節(jié)數(shù)量可以由四整除。
在上述標(biāo)題之后，是IP分組中的實(shí)際數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度是可變的，但其上限由字段34的長(zhǎng)度定界，這意味著整個(gè)分組的最大長(zhǎng)度為216字節(jié)。
如前面所述，在依據(jù)圖1的ATM網(wǎng)中，以ATM信元形式傳送IP分組。圖4a表示ATM網(wǎng)中所傳送的一個(gè)信元的基本結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中要傳送的多個(gè)信元包括一個(gè)48字節(jié)的有效負(fù)載和一個(gè)5字節(jié)的標(biāo)題，但是標(biāo)題的確切結(jié)構(gòu)(標(biāo)題的內(nèi)容)取決于每種情況下使用ATM網(wǎng)的那一部分，因?yàn)锳TM網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中包括一些各種標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)規(guī)定的接口并且ATM信元中采用的標(biāo)題結(jié)構(gòu)取決于所涉及的接口(即，網(wǎng)絡(luò)的哪個(gè)部分)。
圖4b示出ATM網(wǎng)的UNI接口(用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口)處的信元標(biāo)題結(jié)構(gòu)，該接口是ATM終端設(shè)備和ATM節(jié)點(diǎn)之間的接口。圖4C示出ATM網(wǎng)絡(luò)的NNI接口(網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口)處的信元標(biāo)題結(jié)構(gòu)，該接口是二個(gè)ATM節(jié)點(diǎn)(或在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)或在二個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間)之間的接口。
信元標(biāo)題的路由選擇字段包括虛擬路徑標(biāo)識(shí)符(VPI)和虛擬通道標(biāo)識(shí)符(VCI)。在圖4b中所示的僅用于用戶終端的標(biāo)標(biāo)題結(jié)構(gòu)中，為路由選擇字段(VPI/VCI)總共保留24位。在圖4C中所示的用于ATM的其它部分處的標(biāo)題結(jié)構(gòu)中，為路由選擇字段(VPI/VCI)保留28位。如其名字所意味，路由選擇字段在ATM網(wǎng)中充當(dāng)路由信元的基礎(chǔ)。虛擬路徑標(biāo)識(shí)符VPI主要用于網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部部分，實(shí)際上它經(jīng)常確定信元將路由那個(gè)物理連接。另一方面，虛擬通道標(biāo)識(shí)符VCI通常只用于網(wǎng)絡(luò)邊界上的路由選擇。然而請(qǐng)注意，VPI和VCI一起明確地規(guī)定信元的路由。
規(guī)范中所定義的ATM信元標(biāo)題中的其它字段是-GFC(類流控制)，用于在用戶終端監(jiān)督業(yè)務(wù)的字段，尚未準(zhǔn)確定義，-PTI(有效負(fù)載類型指示符)，主要用于區(qū)分網(wǎng)絡(luò)管理信元和用戶信息信元，此外有可能根據(jù)是否在路由上檢測(cè)出擁塞區(qū)分用戶信息信元。
-CLP(信元丟失優(yōu)先度)，當(dāng)涉及信元丟失可能性時(shí)用于確定信元優(yōu)先級(jí)(大都對(duì)應(yīng)于幀中繼網(wǎng)中的DE位)，-HEC(標(biāo)題錯(cuò)誤控制)，標(biāo)題檢驗(yàn)和。
在這些其它字段中，主要是PTI字段和本發(fā)明有關(guān)，有可能利用該字段監(jiān)視分組之間的界限。PTI字段中的最后一位(圖4a…4c中的位號(hào)2)指示何時(shí)開始一個(gè)新的高層分組(IP分組)。當(dāng)把該位置成1時(shí)，涉及某IP分組的最后一個(gè)信元，并且在該情況下，下一個(gè)分組以下一個(gè)非空閑的信元開始。
通常，各種格式的信號(hào)到達(dá)ATM適配層，ATM適配層的任務(wù)一方面是把這些信號(hào)在通過ATM網(wǎng)之前形成為ATM網(wǎng)所需的標(biāo)準(zhǔn)格式，并且另一方面在把信號(hào)中繼到用戶接口或控制接口之前對(duì)來自ATM網(wǎng)的信元信號(hào)進(jìn)行重建。對(duì)不同的業(yè)務(wù)類(A…D)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了不同類型的適配層(AAL1…AAL5)。例如，AAL類型3、4、5為應(yīng)用程序提供傳輸服務(wù)，在其中不存在源和目的地之間的時(shí)間相關(guān)性。
圖5示出AAL5執(zhí)行的把IP分組分割成ATM信元以及從ATM信元重建分組，以便示范圖1中示出的示例網(wǎng)絡(luò)中的ATM適配層的操作。ATM適配層一般分為二個(gè)子層，它們被縮寫成SAR(分割和重新裝配子層)和CS(聚合子層)。后一個(gè)子層執(zhí)行用戶數(shù)據(jù)部分(例如IP分組)以及控制數(shù)據(jù)的封裝和去封裝。由CS子層執(zhí)行封裝而產(chǎn)生的幀稱為CS-PDU(聚合子層協(xié)議數(shù)據(jù)單元)。AAL5封裝以這樣的方式進(jìn)行，即向用戶數(shù)據(jù)單元(例如，IP分組)增添一個(gè)尾部，例如包括一個(gè)差錯(cuò)檢查部分(CRC)。該尾部的長(zhǎng)度為8字節(jié)。整個(gè)CS-PDU的長(zhǎng)度和48字節(jié)的倍數(shù)對(duì)應(yīng)，這是通過需要時(shí)適當(dāng)在尾部和分組的有效負(fù)載之間添加長(zhǎng)度為0…47字節(jié)的填充字段PAD得到的。
SAR子層把發(fā)送方向的各個(gè)CS-PDU分割成48字節(jié)長(zhǎng)的稱為SAR-PDU(分割和重新裝配協(xié)議數(shù)據(jù)單元)的段。在接收方向上，通過裝配SAR-PDU形成CS-PDU。
ATM適配層下面的ATM層負(fù)責(zé)把五字節(jié)的標(biāo)題字段CH(圖4b和4c)添加到SAR-PDU之中以供發(fā)送，從而生成發(fā)送到ATM網(wǎng)的ATM信元50。ATM網(wǎng)只處理信元標(biāo)題，在ATM網(wǎng)中不處理并且甚至不讀48字節(jié)的有效負(fù)載。在接收方向上，ATM層從信元中去掉標(biāo)題，并且把48字節(jié)的有效負(fù)載提供給SAR子層以便裝配。
在圖1的網(wǎng)絡(luò)中，路由器發(fā)送IP分組，按上述方式把分組分割成信元并把分組發(fā)送到ATM傳輸鏈路。鏈路另一端處的路由器按上述方式用信元重建分組，根據(jù)IP地址以常規(guī)方式作出路由判斷，并為下個(gè)ATM鏈路再次把分組分割成信元。
分組上的路由判斷通常是由軟件完成的。當(dāng)用軟件實(shí)現(xiàn)的路由選擇和上述的分組分割和重建組合時(shí)，基于ATM的路由器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行明顯放慢。此外，實(shí)現(xiàn)這種常規(guī)路由選擇方法是昂貴的。
為緩解這些缺點(diǎn)，已經(jīng)開發(fā)了一種稱為IP交換的方法。IP交換基于流概念流(通常)是一串從同一源至同一目的地的IP分組。從而，一個(gè)流(通常)包括源地址以及目的地地址相同的一組IP分組。例如，TCP連接是一個(gè)流當(dāng)打開該TCP連接時(shí)，一串分組從源發(fā)送到目的地。在IP交換中，路由器節(jié)點(diǎn)確定各流，并要求網(wǎng)絡(luò)邊界處的路由器為每條流的分組提供一個(gè)唯一流標(biāo)識(shí)符，例如唯一VPI/VCI標(biāo)識(shí)符。當(dāng)對(duì)與某給定流有關(guān)的各分組提供唯一VPI/VCI標(biāo)識(shí)符時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路由器可以利用常規(guī)ATM交換實(shí)現(xiàn)信元級(jí)上的分組中繼。從而，路由選擇不需要進(jìn)入到第三層(IP層)，而是可在第二層(ATM層)中進(jìn)行。
但是，剛剛提到的現(xiàn)有技術(shù)解決辦法的缺點(diǎn)是，其先決條件是一個(gè)獨(dú)立的控制協(xié)議，借助該協(xié)議網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)入局方向上的節(jié)點(diǎn)交涉以便向給定的流分配專用的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符。這種解決辦法使網(wǎng)絡(luò)仍是較復(fù)雜的并且造成對(duì)網(wǎng)絡(luò)加載的附加業(yè)務(wù)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是去掉上述各缺點(diǎn)，并提供一種不必要應(yīng)用任何新的流控制協(xié)議下加快分組路由選擇的解決辦法。
該目的是通過權(quán)利要求書中定義的解決辦法達(dá)到的。
本發(fā)明的思想是監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點(diǎn)上由分組形成的流(高協(xié)議層的接收分組)。當(dāng)檢測(cè)出某給定流滿足專用連接準(zhǔn)則時(shí)，向該流分配一個(gè)專用的低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符。當(dāng)下游方向上的下個(gè)節(jié)點(diǎn)接收具有“新”連接標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)單元時(shí)，它立即明白連接了已指定著專用信道的一條流。該節(jié)點(diǎn)根據(jù)IP目的地地址在第一分組上執(zhí)行常規(guī)的路由選擇，但對(duì)后繼的具有相同連接標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)單元僅根據(jù)低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符向前傳送。此外，節(jié)點(diǎn)具有過時(shí)控制，在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)沒有接收到與相關(guān)流有關(guān)的業(yè)務(wù)后，該控制停止該專用連接的使用。
在本發(fā)明的大多數(shù)優(yōu)選實(shí)施例中，依據(jù)上述，低層數(shù)據(jù)單元是ATM信元并且高層分組是IP分組，但是本方法也可以和其它協(xié)議或傳輸方法一起實(shí)現(xiàn)。
由于根據(jù)本發(fā)明的解決辦法，可以增加節(jié)點(diǎn)的吞吐量，不再需要在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行分組分割和重建。此外，它是以在網(wǎng)絡(luò)中不需要額外的流控制協(xié)議的方式下達(dá)到的，從而它使路由器節(jié)點(diǎn)保持為較簡(jiǎn)單而且不產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)中的附加業(yè)務(wù)。
通過依照附圖中的示例，下面參照?qǐng)D6-11g詳細(xì)說明本發(fā)明和它的優(yōu)選實(shí)施例，附圖是圖1說明本發(fā)明的使用環(huán)境，圖2說明在發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中之前形成分組，圖3說明IP分組的結(jié)構(gòu)，圖4a…4c說明ATM信元的一般結(jié)構(gòu)，圖5說明ATM適配層5執(zhí)行的把分組分割成ATM信元，以及從ATM信元重建分組，圖6說明在網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)相繼節(jié)點(diǎn)上本發(fā)明的方法的操作，圖7是一個(gè)流程圖，表示在圖6的第一節(jié)點(diǎn)上本發(fā)明方法的操作，圖8是一個(gè)流程圖，表示在圖6的第二、第三節(jié)點(diǎn)上本發(fā)明方法的操作，圖9說明網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，圖10說明網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，以及圖11a…11g說明圖10的節(jié)點(diǎn)使用的表。
在根據(jù)本發(fā)明的解決方法中，按上述在網(wǎng)絡(luò)邊界的節(jié)點(diǎn)(圖1中的RT1或RT4)處進(jìn)行IP分組的分割，并且把ATM信元發(fā)送到ATM傳輸鏈路。
圖6示出三個(gè)相繼地位于分組的路由上的以及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的ATM網(wǎng)節(jié)點(diǎn)N1…N3。在該圖中，節(jié)點(diǎn)之間的缺省信道是用粗管標(biāo)示的，節(jié)點(diǎn)之間的專用信道是用細(xì)管標(biāo)示的。該方法的不同步驟用圓圈標(biāo)記。
系統(tǒng)最初只包括缺省信道，當(dāng)開始業(yè)務(wù)時(shí)系統(tǒng)根據(jù)需要對(duì)連接分配專用信道。缺省信道從節(jié)點(diǎn)沿所有方向延伸，具有不同源地址和/或目的地地址的分組可以沿一條缺省信道行進(jìn)(即使它們具有相同的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符)。這里，缺省信道是只把ATM用為傳輸路徑的信道，并且在其中以常規(guī)方式在高層(IP層)實(shí)現(xiàn)路由選擇。出于這個(gè)原因，缺省信道中的業(yè)務(wù)是系統(tǒng)試圖消除的不希望業(yè)務(wù)。但是，必須使用缺省信道，因?yàn)閷?shí)際中所有業(yè)務(wù)中的大部分持續(xù)很短(可能在TCP連接上只發(fā)送幾個(gè)分組)，從而不需要對(duì)它們分配專用VPI/VCI標(biāo)識(shí)符。只值得為持續(xù)較長(zhǎng)的業(yè)務(wù)建立專用虛擬連接。
在第一節(jié)點(diǎn)(N1)處只抵達(dá)IP分組，以上面所述的方式把分組分割成信元，并把信元中繼到節(jié)點(diǎn)N2。節(jié)點(diǎn)N1以周知方式確定入局IP分組的所需用的標(biāo)題字段(源地址和目的地地址以及可能還有別的字段)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)N1檢測(cè)出(圓圈1)某給定的IP連接(具有相同的源地址和/或目的地地址的分組)滿足某些為專用第二層連接(OSI層2)預(yù)先確定的準(zhǔn)則時(shí)，節(jié)點(diǎn)N1決定對(duì)該流指定一個(gè)專用的第二層連接(即，連接標(biāo)識(shí)符)，在ATM網(wǎng)的情況下這是一個(gè)新的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符。
例如節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)檢測(cè)出在該IP連接上存在常規(guī)的或繁重的業(yè)務(wù)(節(jié)點(diǎn)對(duì)到來的分組計(jì)數(shù))或者根據(jù)檢測(cè)出IP連接需要一定量的業(yè)務(wù)來作出上述決定。節(jié)點(diǎn)例如可能發(fā)現(xiàn)涉及到需要快速業(yè)務(wù)的FTP傳輸。上述準(zhǔn)則可以是大范圍的各種類型。
當(dāng)上述決定后節(jié)點(diǎn)N1檢測(cè)出第一分組時(shí)，它根據(jù)該分組的IP標(biāo)題選擇一個(gè)可使用的第二層連接標(biāo)識(shí)符(VPI/VCI標(biāo)識(shí)符)。
例如，當(dāng)節(jié)點(diǎn)在第十分組處檢測(cè)出該連接要求專用第二層連接，節(jié)點(diǎn)N1從所述分組起開始在其分解的信元中使用屬于專用第二層連接的標(biāo)識(shí)符。前九個(gè)分組已經(jīng)在缺省信道中傳送(以信元的形式)。在缺省信道中以各分組不重疊的方式連續(xù)發(fā)送每個(gè)分組中的信元。
此后，下游的下個(gè)節(jié)點(diǎn)(N2)接收了攜帶著對(duì)該節(jié)點(diǎn)為“新的”(未被任何其它流使用)VPI/VCI標(biāo)識(shí)符的一個(gè)信元，從而明白(圓圈3)該流涉及一個(gè)上游方向的節(jié)點(diǎn)已對(duì)其分配專用第二層連接標(biāo)識(shí)符的流。該節(jié)點(diǎn)從該信元讀IP目的地地址，如可從圖3中看出，IP目的地地址在分割時(shí)總是使其處于信元的有效負(fù)載字節(jié)13-17的固定位置上。根據(jù)讀出的目的地地址，節(jié)點(diǎn)從路由選擇表查找和該地址相關(guān)的輸出端口的標(biāo)識(shí)符，并把信元發(fā)送到該輸出端口。然后，具有相同VPI/VCI標(biāo)識(shí)符的所有信元都發(fā)送到相同的輸出端口。節(jié)點(diǎn)只需要檢查第一個(gè)IP地址，并且根據(jù)該地址執(zhí)行常規(guī)的路由選擇(在IP層)。此后，它可以根據(jù)VPI/VCI標(biāo)識(shí)符直接進(jìn)行ATM層上的交換，并且利用新的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符把信元接著發(fā)送到下個(gè)節(jié)點(diǎn)(圓圈4)。
圖7示出說明網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)N1)的操作的流程圖。該圖中在不同的步驟里示出括號(hào)中的參照Tn(n=1…5)；它們代表該節(jié)點(diǎn)使用的各表，這些表在圖9中描述。
首先，節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)IP分組，從其標(biāo)題至少讀出源地址和目的地地址(步驟71)，并為該地址對(duì)(或只為目的地地址)更新分組計(jì)數(shù)(步驟72，表T1)。
然后，節(jié)點(diǎn)判定是否為該地址對(duì)設(shè)定專用連接(步驟73)。這是通過查看該表中(表T1)是否設(shè)定和該地址對(duì)有關(guān)的某專用信道完成的，換言之，是否對(duì)該流分配了專用第二層連接標(biāo)識(shí)符。若是這種情況，從路由選擇表(表T2)查找和該連接相關(guān)的路由選擇標(biāo)記；該標(biāo)記是ATM交換矩陣的內(nèi)部標(biāo)識(shí)符，依靠它ATM交換結(jié)構(gòu)(fabric)執(zhí)行對(duì)正確的輸出端口的交換(步驟74)。
若尚未分配專用連接，下一步驟是判定該流是否滿足專用連接的準(zhǔn)則(步驟75)，換言之，例如，在某測(cè)量期業(yè)務(wù)量是否超過某給定值，或者該流中業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求是否為某給定類型(即，需要高吞吐量可能性)。節(jié)點(diǎn)例如可使用通過中繼、吞吐量和可靠性等指示服務(wù)質(zhì)量的連接類型字段33(圖3)。若不滿足這些準(zhǔn)則，查找有關(guān)IP目的地地址的缺省信道的路由選擇標(biāo)記(步驟74，表T2)，并對(duì)應(yīng)地執(zhí)行路由選擇。
若在步驟75中發(fā)現(xiàn)滿足專用連接準(zhǔn)則，則查找與有關(guān)地址對(duì)或目的地地址相關(guān)的輸出端口(表T2)，并且查找和該輸出端口對(duì)應(yīng)的一個(gè)可使用路由選擇標(biāo)記(表T3)，即一個(gè)尚未分配的并和該IP地址對(duì)應(yīng)的路由選擇標(biāo)記。然后，設(shè)定對(duì)應(yīng)于該IP地址的某專用信道(表T1)，并且在表T2中更新該連接的路由選擇標(biāo)記。在輸出端口處，為該新的路由選擇標(biāo)記查找一個(gè)可使用的VPI/VCI(表T5)并且更新路由選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)換表(表T4)。
此后，本方法進(jìn)入步驟78，在其中把IP分組分割成信元，并把上面檢索到路由選擇標(biāo)記附在這些信元上。然后把這些信元發(fā)送到和該路由選擇標(biāo)記相對(duì)的輸出端口(步驟79)。在把信元發(fā)送到下個(gè)鏈路之前，用對(duì)應(yīng)的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符替代路由選擇標(biāo)記(表T4)。
然后本方法進(jìn)入接收下個(gè)IP分組。
此外，節(jié)點(diǎn)具有一個(gè)獨(dú)立的老化邏輯電路，在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)未接收到與該特定流有關(guān)的業(yè)務(wù)后，該電路不再使用專用連接以及相關(guān)的連接數(shù)據(jù)。最好在所有的節(jié)點(diǎn)處采用類似的機(jī)制，并且從起始節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)對(duì)專用連接的刪除。若節(jié)點(diǎn)已經(jīng)廢棄專用連接但在該流中仍存在業(yè)務(wù)，則類似于上面對(duì)“第一”分組的說明進(jìn)行路由判斷。
圖8說明網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)N2和N3)的操作。該圖中，在不同步驟里的括號(hào)中示出參照Sn(n=1…7)，它們代表節(jié)點(diǎn)使用的并在后面的圖10、圖11a…11g中描述的表。
節(jié)點(diǎn)最初接收某信元(步驟80)并且讀其標(biāo)題(步驟81)。然后更新和該VPI/VCI標(biāo)識(shí)符有關(guān)的業(yè)務(wù)計(jì)數(shù)(步驟82，表S1)。下一步，節(jié)點(diǎn)判定是否涉及缺省信道，即，進(jìn)入VPI/VCI標(biāo)識(shí)符是否標(biāo)志成缺省信道(步驟83，表S1)。
若不涉及缺省信道，下一步驟判定該流是否是已為其設(shè)定某專用信道的流(步驟84，表S1)，即，進(jìn)入VPI/VCI是否已經(jīng)標(biāo)記成專用信道。若是這種情況，直接從表S3取出和該進(jìn)入VPI/VCI標(biāo)識(shí)符相關(guān)的路由選擇標(biāo)記(步驟86)。
另一方面，若尚未對(duì)該流分配專用信道，本方法進(jìn)入步驟88，在該步驟中從信元讀出IP目的地地址；如從圖3中看出，該地址在分割中總是映射到信元的有效負(fù)載字節(jié)13-17中的固定位置上。根據(jù)讀出的目的地地址，從路由選擇表中查找和該地址相關(guān)的輸出端口(表S4)以及相應(yīng)的可使用路由選擇標(biāo)記(表S5)。在該輸出端口，為該路由選擇標(biāo)記查找一個(gè)可使用的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符(表S7)；把該標(biāo)識(shí)符設(shè)置在該輸出端口的路由選擇標(biāo)記轉(zhuǎn)換表中(表S6)。同時(shí)，把連接標(biāo)記成專用，并更新各表(表S1、S3、S4)中的數(shù)據(jù)。
若在步驟83中發(fā)現(xiàn)涉及缺省信道，更新和該IP地址對(duì)或IP目的地地址有關(guān)的業(yè)務(wù)計(jì)數(shù)(步驟85，表S2)，并且根據(jù)計(jì)數(shù)值判定該流是否滿足專用連接準(zhǔn)則(步驟87)。若不滿足專用連接準(zhǔn)則，以常規(guī)方式路由信元，即查找用于該特定IP目的地地址的路由(輸出端口)以及對(duì)應(yīng)的路由選擇標(biāo)記(步驟89，表S4)。另一方面，若滿足專用連接準(zhǔn)則，過程和有關(guān)建立一條新專用信道的過程相同(步驟88)。
在上述各步驟后，節(jié)點(diǎn)找到正確的路由標(biāo)記，并且可把信元路由到正確的輸出端口(步驟90)。在把信元發(fā)送到下個(gè)鏈路之前，去掉路由選擇標(biāo)記并對(duì)標(biāo)題設(shè)置外出VPI/VCI標(biāo)識(shí)符(表S6)。
從上面呈示的流程圖可以看出，當(dāng)從幾個(gè)源或并行的鏈路向同一目的地多路傳輸業(yè)務(wù)時(shí)，仍有可能例如根據(jù)目的地地址對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)建立專用信道。若在專用信道上采用多路傳輸，它必須在保護(hù)分組的次序下完成。
圖9以功能框圖的形式說明網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的可能實(shí)現(xiàn)方式。
為暫時(shí)性地存儲(chǔ)到來的分組，在節(jié)點(diǎn)的輸入端處設(shè)置緩沖器91。測(cè)量及控制塊92讀分組的標(biāo)題，并利用源/目的地地址對(duì)從它的表(T1)查看是否為所述地址對(duì)確立專用信道參數(shù)。
檢索塊93接收來自測(cè)量及控制塊的IP地址，并且根據(jù)該地址從路由選擇表(T2)查找該檢索塊提供給分割塊95的一個(gè)路由選擇標(biāo)記，在該分割塊中進(jìn)行信元分割并把路由選擇標(biāo)記附著在已分割好的信元上。
此外，在節(jié)點(diǎn)的輸入側(cè)設(shè)置簿記器98。以跟蹤和每個(gè)輸入、輸出端口(表T3)相關(guān)的可使用路由選擇標(biāo)記。
信元和來自分割單元的路由選擇標(biāo)記一起發(fā)送到ATM交換機(jī)96，后者根據(jù)路由選擇標(biāo)記把信元連接到正確的輸出端口97。這里，路由選擇標(biāo)記是交換機(jī)內(nèi)的一個(gè)標(biāo)識(shí)符，其不發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。
測(cè)量及控制塊測(cè)量每條流中的業(yè)務(wù)量，并且在給定的時(shí)間周期內(nèi)未檢測(cè)到和該流有關(guān)的業(yè)務(wù)時(shí)刪除某專用信道的參數(shù)，例如路由選擇標(biāo)記和VPI/VCI。
圖10示意性地表示網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的各功能塊和上面相同，但該節(jié)點(diǎn)使用的表不同于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)使用的表。出于這個(gè)原因，各個(gè)塊用圖9中對(duì)應(yīng)塊的同一參照號(hào)標(biāo)示。不同塊使用的表S1…S7分別在圖11a…11g中描述。
測(cè)量及控制塊92為每個(gè)VPI/VCI對(duì)保持一個(gè)計(jì)數(shù)器以及有關(guān)信道為缺省信道還是為專用信道的信息(表S1，圖11a)。另外，為了使它能把缺省信道上的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換到專用信道，它為IP地址對(duì)或IP目的地地址保持一個(gè)計(jì)數(shù)器(表S2，圖11b)。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，源/目的地對(duì)的業(yè)務(wù)例如可能從并行鏈路多路傳輸，或者業(yè)務(wù)可能從幾個(gè)源向某給定的目的地地址多路傳輸，為此而建立專用信道。
在一個(gè)單獨(dú)的表(S3，圖11c)中設(shè)置對(duì)應(yīng)于VPI/VCI的專用信道路由選擇標(biāo)記，它們可由路由選擇塊使用。此外，為所有連接設(shè)置一個(gè)路由選擇表，該表中IP地址與輸出端口及路由選擇標(biāo)記關(guān)聯(lián)(表S4，圖11d)。對(duì)于缺省信道中的所有路由過的分組以及對(duì)于建立新的專用信道該表是必需的。
簿記器98跟蹤和每個(gè)輸入、輸出端口相關(guān)的可使用路由選擇標(biāo)記(表S5，圖11e)。
ATM輸出端口具有一個(gè)轉(zhuǎn)換表，表中到來信元的路由選擇標(biāo)記用外出信元的VPI/VCI替代(表S6，圖11f)。此外，輸出端口跟蹤可使用的VPI/VCI標(biāo)識(shí)符(表S7，圖11g)。
雖然上面參照根據(jù)附圖的示例解釋了本發(fā)明，應(yīng)該理解本發(fā)明不受限于此，而是在附屬權(quán)利要求書中闡述的本發(fā)明思想的范圍內(nèi)可修改的。例如，根據(jù)上面所述，流可以由相同源/目的地對(duì)之間的業(yè)務(wù)或約束到同一目的地的業(yè)務(wù)構(gòu)成。
權(quán)利要求
1．一種在分組交換電信網(wǎng)中傳送分組的方法，其中根據(jù)每個(gè)分組中含有的某地址把分組從網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，依據(jù)該方法在位于網(wǎng)絡(luò)邊界處的節(jié)點(diǎn)(N1)上，把要傳送的數(shù)據(jù)分組(30)分割成低協(xié)議層數(shù)據(jù)單元(50)，在該網(wǎng)絡(luò)的缺省信道以及專用信道中傳送數(shù)據(jù)單元，目的地地址不同的分組的數(shù)據(jù)單元在分離的缺省信道中傳送，和相同流有關(guān)的數(shù)據(jù)分組在分離的專用信道中傳送，其特征在于網(wǎng)絡(luò)邊界上的節(jié)點(diǎn)(N1)監(jiān)視和相同流有關(guān)的分組，并且一旦檢測(cè)出給定流滿足預(yù)定準(zhǔn)則的事實(shí)，分配一個(gè)專用低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符供該流使用，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)(N2)監(jiān)視到來數(shù)據(jù)分組的連接標(biāo)識(shí)符，并且一旦檢測(cè)出和缺省信道或?qū)Ｓ眯诺啦幌嚓P(guān)的新連接標(biāo)識(shí)符，根據(jù)該分組的目的地地址向數(shù)據(jù)單元分配一個(gè)輸出端口和一個(gè)新的外出低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符，并且把數(shù)據(jù)單元路由到有關(guān)輸出端口，一旦在相繼抵達(dá)的數(shù)據(jù)單元中檢測(cè)出相同的作為所述新連接標(biāo)識(shí)符的低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符，只依據(jù)該低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符在該節(jié)點(diǎn)(N2)上進(jìn)行路由選擇，并且在給定時(shí)間周期未檢測(cè)出具有專用連接標(biāo)識(shí)符的某流中的業(yè)務(wù)后，在節(jié)點(diǎn)上停止專用連接的使用。
2．權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上采用相似的過時(shí)控制。
3．權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)(N2)還監(jiān)視缺省信道上的業(yè)務(wù)，并且一旦檢測(cè)出某缺省信道的某給定流滿足預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)對(duì)連接分配專用的低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符。
4．權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把給定測(cè)量周期內(nèi)接收到的業(yè)務(wù)量作為所述預(yù)定準(zhǔn)則。
5．權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把數(shù)據(jù)分組中所含有的它們所要求的業(yè)務(wù)質(zhì)量信息作為所述預(yù)定準(zhǔn)則。
全文摘要
本發(fā)明涉及電信網(wǎng)中的分組傳送方法。在網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點(diǎn)(N1)中,把要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組分割成低協(xié)議層數(shù)據(jù)單元。在網(wǎng)絡(luò)的缺省信道和專用信道中傳送數(shù)據(jù)單元。為了有效地路由選擇數(shù)據(jù)分組,網(wǎng)絡(luò)邊界節(jié)點(diǎn)(N1)監(jiān)視和同一流有關(guān)的分組,一旦檢測(cè)出某給定流滿足預(yù)定準(zhǔn)則,分配一個(gè)專用低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符供其使用。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)(N2)處,監(jiān)視到來的數(shù)據(jù)分組的連接標(biāo)識(shí)符,一旦檢測(cè)出和缺省信道及專用信道不相關(guān)的新連接標(biāo)識(shí)符,根據(jù)該分組的目的地地址為其數(shù)據(jù)單元定義一個(gè)輸出端口和一個(gè)新的外出低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符,并把數(shù)據(jù)單元路由到相關(guān)輸出端口。一旦檢測(cè)到相同的低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符作為后續(xù)到達(dá)數(shù)據(jù)單元的所述新連接標(biāo)識(shí)符,只在節(jié)點(diǎn)(N2)上依據(jù)低協(xié)議層連接標(biāo)識(shí)符進(jìn)行路由選擇。在給定時(shí)間周期未檢測(cè)出帶有某專用連接標(biāo)識(shí)符的某流的業(yè)務(wù)后停止使用專用連接。
文檔編號(hào)H04Q11/04GK1234159SQ97199115
公開日1999年11月3日 申請(qǐng)日期1997年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月24日
發(fā)明者奧緹·瑪吉 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司