專利名稱：用于分組方式數(shù)據連接的路由再選方法
根據附帶的權利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種分組方式數(shù)據連接的路由再選方法。
原則上，本發(fā)明的方法可以應用于面向連接的分組交換通信網(例如X.25或幀中繼)，但是本發(fā)明主要打算用于ATM(異步傳輸模式)網絡(準許高速連接的)，因它的內部的特性特別適合于這種網絡。
ATM是一種新的面向連接的分組交換技術，它通過采用短的固定長度的分組(53個字節(jié))，即所謂的信元，解決了傳統(tǒng)分組網絡存在的問題。每個信元由一個48個字節(jié)的有效負載段和一個5個字節(jié)的報頭所組成。然而，在此將不對ATM技術作任何更詳細的說明，因為本發(fā)明的方法不需要任何ATM技術的專門應用。ATM技術的詳細說明，例如在參考資料〔1〕和〔2〕中可以得到(在本說明書的末了有一個參考資料的清單)。
在一個ATM網絡中(如同在其它面向連接的分組網絡一樣)，除了主要的路由之外，通過節(jié)點之間的一條或多條的備用路由，連接可以變得可靠些。這樣，當必要的時候，報務(traffic)可以從一條路由傳遞到另一條路由。對ATM網絡有一個附加的要求，這就是一個連接的信元順序是必須保持不變。因為以上信元的報頭沒有允許它們在接收端點重新組合的順序號碼，連接必需按照同一路由通過網絡。
但是，當新的路由的延遲比舊的路由的延遲更短時，從一條路由傳遞報務到另一條路由會引起信元的順序被打亂，導致數(shù)據的丟失，這是非?？赡艿?。
本發(fā)明的目的是清除以上的缺點并提供一種方法，使得一個發(fā)送分組方式數(shù)據的(虛擬)連接以最少的數(shù)據丟失從一條路由傳遞到另一條路由。利用本發(fā)明的方法可實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明方法的特征如附帶權利要求1的特征部分所述。
本發(fā)明的思想是在某一時間窗口內實現(xiàn)傳輸，使得在一定期間，兩個節(jié)點都從兩條路由接收，但是，對方端點的傳輸操作卻使得每次只從一條路由接收到數(shù)據。當啟動路由再選的節(jié)點開始收聽一個新的連接時，時間窗口被啟動，當對方節(jié)點對將要不工作的路由停止收聽時，時間窗口則被關閉。對節(jié)點雙方，路由再選的結束采用同樣的方法，即當節(jié)點獨立地(利用暫停(time-out))停止收聽將要不工作的路由時結束。
本發(fā)明的方法準許連接的不同端點，一般來說，位置相距很遠，在不同的時間點轉接到一條新的路由，因為兩個端點在某一時間內，將從兩條不同的路由接收屬于某一特定連接的報務。這種非同時性，在從一條路由立即到另一條路由的轉接時產生阻斷。由于在一個典型的網絡中，請求傳遞通常經過了若干個網絡環(huán)節(jié)，這就使得非同時性難于防止。這些環(huán)節(jié)的響應時間是不確定的(另外，請求傳遞一般是通過軟件處理的)，所以確定傳遞的準確瞬間是困難的。另外，在整個網絡中維持一個準確的實時關系也是困難的。
如下所述，本發(fā)明的方法還便于控制由一個連接的不同端點的不同譯碼(interpretation)所引起的沖突。
下面，對本發(fā)明及其優(yōu)選實施例，將參考具體實例及其附圖進行更詳細的說明，其中

圖1表示一個分組交換網絡的一個分段，其中的兩個節(jié)點之間有兩條可能的路由，圖2是一個時間圖，它以一條路由的終端點上的兩節(jié)點所采用的方法來描述本發(fā)明的方法，以及圖3更詳細地表示出位于一條路由的一個端點上的一個節(jié)點的一個用戶接口單元，該節(jié)點因而是一個用戶節(jié)點。
本發(fā)明的方法特別適用于發(fā)送半永久性虛擬電路(PVC)的網絡—在和網絡的重新配置有關的情況下，例如當鏈路因維修而不工作時，或—當從一條臨時的備用連接返回至原來的連接時。
圖1表示一個分組交換通信網絡的一個分段，其中，用戶A(一個數(shù)據連接的第一方)和用戶B(一個數(shù)據連接的第二方)之間的連接在節(jié)點A和B之間有兩條可能的路由，即A-B和a-b，所以—A→B和a→b是單向路由，在那里數(shù)據可以從用戶A發(fā)送到用戶B(前一個路由經過節(jié)點A2，而后一個路由經過節(jié)點A1)，以及—B→A和b→a是單向路由，在那里數(shù)據可以從用戶B發(fā)送到用戶A(前一個路由經過節(jié)點A2，而后一個路由經過節(jié)點A1)。
下面對本發(fā)明的路由再選方法進行說明，假設最初時，路由a→b和b→a是工作的(即一條經過節(jié)點A1的雙向路由a-b)。路由再選是對路由A→B和B→A進行的(即一條經過節(jié)點A2的雙向路由A-B)。在這個例子中，還進一步假設路由再選是在用戶A端點(節(jié)點A)的起始進行的。在這里還可以參考圖2，圖中的垂直軸表示時間，并且?guī)ш幱暗拇怪睏l表示與路由再選有關的節(jié)點A和節(jié)點B兩者的傳送和接收周期。
最初，兩個節(jié)點都使用路由a-b，正如圖2的垂直條的上部所表示的。路由再選的開始是由發(fā)起端點(即在本情況下的節(jié)點A)發(fā)送一個消息至對方端點(即至節(jié)點B處的用戶B的用戶接口單元，假若節(jié)點B是網絡外圍的一個用戶節(jié)點)；所述消息通知路由再選到路由A-B。同時，節(jié)點A使連接B→A起作用，即開始收聽一條新的路由。這一時刻用Ta表示。此后，路由a→b和A→B起作用，即節(jié)點A將從兩條路由接收屬于這個連接的(可能的)報務。
其后，節(jié)點A將等待(保持現(xiàn)狀)一段預定的時間T0＋T1，它是一個與網絡特性有關的參量，其中T0表示節(jié)點A和B的處理時間延遲的總和，而T1表示用于通知的路由(a→b)的最大延遲。這個等待時間的作用是為了保證對方端點的節(jié)點能完成與路由再選有關的通知的處理。
在上述時間過去之后，節(jié)點A將使路由a→b不工作，即停止傳輸?shù)铰酚蒩-b。
此后，這個節(jié)點將繼續(xù)等待一段預定的時間T2，之后將使路由b→a不工作，即不再從這不工作的路由接收；并使路由A→B開始工作，即開始傳輸(數(shù)據)到一條新的路由A-B。時間T2代表路由之間延遲差值的最大值(路由a-b的最大延遲減去路由A-B的最小延遲)，在T2期間，節(jié)點A要緩沖從用戶A始發(fā)的可能報務。這個緩沖時間將保證分組的順序不會被打亂，即沿著一條新的路由發(fā)送的分組將不會繞過沿著舊的路由已發(fā)送的最后的分組。如果以上的延遲差值小于或者等于零，緩沖將不執(zhí)行，因為在該場合，分組的順序是不會被打亂的。
這樣，節(jié)點A就停止使用路由a-b并且開始只使用路由A-B，既用于發(fā)送也用于接收。
至于節(jié)點B，路由再選將按如下進行(圖2)。
在時間Tb，節(jié)點B接收到從節(jié)點A發(fā)來的上面的路由再選至路由A-B的通知；隨之發(fā)生的是，節(jié)點B立刻使路由A→B開始工作，從而路由a→b和A→B將都工作，并且該節(jié)點將對兩條路由都收聽。與此同時，節(jié)點B將使路由b→a不工作，即停止發(fā)送到所述路由。
此時，直至網絡延遲差值T2內的這段時間里，節(jié)點B將緩沖從用戶B所接收的可能有的報務，這樣做的目的是為了再次確保分組將以正確的順序到達對方的端點。在時間T2結束之后(T2在它的最大值時只有幾個毫秒)，該節(jié)點B將使路由B→A開始工作，即開始發(fā)送到一個新的路由。
此后，節(jié)點B將等待，直至時間T1過去(保持現(xiàn)狀)，這樣可確信，從不工作的路由將再不會有分組到來。此時，節(jié)點B將使路由a→b不工作，即將停止收聽該不工作的路由。
這樣，節(jié)點B也停止使用路由a-b，并且開始使用路由A-B于發(fā)送和接收。報務就這樣在一個確定的時間窗口之內(從時間Ta到時間Tc)發(fā)送至一條新的路由。路由再選就是以上述的方式進行的，所以不會從不同的路由同時接收到數(shù)據，并且，在兩個節(jié)點均獨立地停止(利用暫停)收聽不工作路由的時候，對于兩個節(jié)點結束路由再選。
圖2表示這些節(jié)點在執(zhí)行轉接之間的時間關系的一個例子。原則上，這些節(jié)點執(zhí)行的操作之間的時間關系是可以變化的，然而是在某個限度之內。這可以在圖2中表示出來，通過切開例如代表節(jié)點B的半邊，并且垂直地(沿著時間軸)滑動它。一方面當B邊最高的虛線L1b上升到與A邊(沒有延遲的網絡)最高的虛線L1a同樣的水平，而另一方面當B邊最高的虛線L1b下降到與A邊虛線L2a同樣的水平，本發(fā)明的方法仍然是可行的。
不同的冗余度可以被加入以上的過程，例如路由A→B和B→A的狀態(tài)，可以在傳遞到所述路由之前，通過節(jié)點間的消息交換加以測試。用以保證對方端點已經接收到路由再選的信息的啟動路由再選的傳遞消息和后續(xù)的等待時間間隔可變?yōu)橐粋€請求，對于該請求，期待得到對方端點的應答，并據此采取下一步驟。
兩個節(jié)點都通過發(fā)送上述通知或請求啟動路由再選時的沖突情況可以利用使傳遞的通知或請求中包括一個數(shù)值標志來加以消除，所述標志指示出哪個節(jié)點的意見占主導位置。這樣的一種標志可以是例如網絡節(jié)點的號碼(每一個網絡節(jié)點有一個唯一的號碼，表示它與其它節(jié)點的關系中的權限)或者一個隨機的號碼。
圖3把一個ATM節(jié)點A(或B)的用戶接口單元30用一個方框圖來表示，所述節(jié)點在此情況下就是一個用戶節(jié)點。由該節(jié)點從用戶A經過一條用戶線SL所接收到的數(shù)據，首先送入至輸入緩沖器31進行緩沖，并從那里輸入至ATM適配單元32，該適配單元32執(zhí)行與要適配的規(guī)程有關的功能；所述功能取決于用戶鏈路的類型。例如在HDLC類型的情況下，幀是從用戶那里接收來的(例如這些幀從用戶的局域網始發(fā))，這些幀被分成信元，并且這些信元在適配單元中被裝配報頭。裝配完的ATM信元被緩沖進入至一個輸出緩沖器33，并從那里進一步輸入到一條節(jié)點間的中繼線，其中經過該節(jié)點的一個交換區(qū)段(switchingfield)(沒有表示出)和線路接口單元(沒有表示出)。
適配單元32和接收方向的標識單元35實際上執(zhí)行的都是ATM層次模型的ATM適配層ALL的功能，因此實際上以在推薦書I.362(BISDN ATM適配層(AAL)功能說明)和I.363(B-ISDN ATM適配層(AAL)說明)中說明的方式運行。在AAL規(guī)程(AAL1…AAL5)之間的選擇是以本質上已知的一種方式取決于用戶連接(服務等級)的類型。
這樣，實際上，在發(fā)送的方向上，路由再選是通過在適配單元32中改變將要發(fā)送的信元的報頭中的VPI/VCI標志對，使它對應于新的路由的鏈路來加以實現(xiàn)的。
在接收的方向，一個輸入緩沖器34從交換區(qū)段接收ATM信元；所述信元輸入至一個標識單元35，該標識單元形成用戶數(shù)據，如HDLC幀。同一個用戶(用戶線路SL)可以從若干不同的連接接收數(shù)據，這表示ATM信元報頭的若干不同的虛擬信道或者虛擬路徑標志(VCI，VPI)可以代表同一用戶線路SL。最后，在標識單元中根據形成的數(shù)據幀計算出校驗和，并且，當該校驗和正確時，提供給該幀一個地址(例如一個DLCI標志，數(shù)據鏈路連接標志)，并使其經過輸出緩沖器36輸入到用戶線路。
這樣，在接收的方向上，使某一連接開始工作實際上意味著該節(jié)點將開始發(fā)送具有對應于與用戶連接的新鏈路的一條虛擬路徑/虛擬信道標志對的ATM信元，而停止工作意味著該節(jié)點將停止發(fā)送具有對應于與用戶連接的舊鏈路的一條虛擬路徑/虛擬信道標志對的ATM信元。
盡管在上面根據附圖并參考實例，對本發(fā)明已作說明，但本發(fā)明顯然并不局限于此，而是所在上面所揭示的本發(fā)明的思想和在附帶的權利要求書的范圍加以修改。從上所述，顯而可見，本發(fā)明的方法對節(jié)點的內部構造沒有特殊的要求；本發(fā)明的特性可以在一種本質上已知的ATM節(jié)點的類型中作為控制方法來實現(xiàn)。
參考資料清單〔1〕.推薦出I.610B-ISDN操作、維護原理及功能，國際電報電話咨詢委員會第18研究小組、日內瓦，1992年6月9-19。
〔2〕.推薦出I.361B-ISDN ATM層說明書，國際電報電話咨詢委員會；美國國家標準協(xié)會T1.617附件D。
權利要求
1.一種分組方式數(shù)據連接，尤其是一個ATM網絡的數(shù)據連接的路由再選的方法，其中網絡兩個節(jié)點(A，B)之間要傳遞的報務將從第一個不工作的路由(a-b)路由至另一個新的路由(A-B)，其特征在于—啟動路由再選的節(jié)點(A)發(fā)送一個路由再選的通知到對方端點的節(jié)點(B)，并且同時從兩條路由開始接收報務，—接收到涉及路由再選通知的對方端點節(jié)點(B)，開始從兩條路由都接收報務，—兩個節(jié)點都轉接傳輸?shù)揭粭l新的路由(A-B)，使得對方的端點每次只從一條路由接收數(shù)據，并且—當兩個節(jié)點均獨立地停止收聽一條將停止工作的路由時使節(jié)點雙方的路由再選結束。
2.如在權利要求1中所述的方法，其特征在于對方端點的節(jié)點(B)在始發(fā)節(jié)點(A)之前轉接它的傳輸?shù)揭粭l新的路由上，上述轉接是由響應接收到有關路由再選的上述通知引起的，而且當有必要的時候，僅僅在一個預定期間的緩沖期(T2)之后，就可以開始發(fā)送數(shù)據到新的路由(A-B)。
3.如權利要求1或2中所述的方法，其特征在于啟動路由再選的節(jié)點(A)在傳送路由再選的通知之后，執(zhí)行時間的監(jiān)控；而且在暫停期(time-out period)結束之后，停止對將不工作的路由(a-b)的傳輸。
4.如權利要求1或2中所述的方法，其特征在于啟動路由再選的節(jié)點(A)，在發(fā)送有關路由再選的通知之后，等待來自對方端點的節(jié)點(B)的接收到通知的應答，然后節(jié)點(A)停止對將不工作的路由(a-b)的傳輸。
5.如權利要求3中所述的方法，其特征在于當必要時，啟動路由再選的節(jié)點(A)，在它停止傳輸?shù)綄⒉还ぷ鞯穆酚?a-b)之后，僅僅在一段預定期間的緩沖期(T2)過去之后開始到新的路由(A-B)去的傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于面向連接的分組方式數(shù)據連接的路由再選方法，它尤其適用于ATM(異步傳輸模式)網絡數(shù)據連接。在這種方法中，網絡兩個節(jié)點(A，B)間所要傳遞的報務是從第一條不工作的路由(a-b)改變路由到另一條新的路由(A-B)。為了使路由再選期間的數(shù)據損失降到最低，(a)啟動路由再選的節(jié)點(A)發(fā)送一個路由再選的通知到對方端點的節(jié)點(B)，并且同時從這兩條路由一起開始接收報務，(b)已經接收到路由再選通知的對方端點節(jié)點(B)，開始從這兩條路由都接收報務，(C)這兩個節(jié)點都把傳輸轉接到一條新的路由(A-B)，使對方端點每次只能從一條路由接收數(shù)據，并且(d)結束路由再選，因為它們都獨立地停止收聽一條將不工作的路由。
文檔編號H04Q3/00GK1142297SQ95191823
公開日1997年2月5日 申請日期1995年2月27日 優(yōu)先權日1994年2月28日
發(fā)明者海基·阿爾梅 申請人:諾基亞電信公司