DE60302865T2

DE60302865T2 - Bandbreitenmakler für ein Telekommunikationssystem

Info

Publication number: DE60302865T2
Application number: DE60302865T
Authority: DE
Inventors: Jeremy De Clercq; Hans M.P. De Neve; Danny J. Goderis; Maarten J.C. Büchli
Original assignee: Alcatel SA; Nokia Inc
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: US20040170124A1; ATE313896T1; DE60302865D1; EP1443717A1; EP1443717B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Telekommunikationssystem, das eine Vielzahl von Netzwerk-Domänen enthält, die so angepasst sind, dass sie Datenpakete durch und zwischen solchen Domänen übertragen. Sie betrifft auch einen Bandbreitenmakler, der so angepasst ist, dass er Bandbreiten-Ressourcen zuweist und den Zugang von Nachrichten in eine Netzwerk-Domäne steuert.
Netzwerke werden heute dazu benutzt, unterschiedliche Arten von Verkehr zu übertragen, wie Sprache, Dateien (Programme), Videodaten, Bilder. Jeder Verkehrstyp muss auf eine vorgegebene Weise behandelt werden. Zum Beispiel muss der Sprachverkehr in Echtzeit übertragen werden, es kann aber ein bestimmter Grad an Fehlern zugelassen werden. Die Übertragung von Programmen ist im Allgemeinen nicht in Echtzeit erforderlich, aber es ist kein Datenverlust zulässig. Allgemein werden jedem Datenfluss eine Bandbreite und eine Dienstgüte zugeordnet, die durch Parameter ausgedrückt werden, wie eine maximale Verzögerungszeit, eine maximale Bitfehlerrate usw.
Da die Verkehrs-Ressourcen relativ begrenzt sind, müssen sie sorgfältig verwaltet werden, d.h. für jeden Datenfluss ist es erforderlich, die benötigte Bandbreite und die benötigte Dienstgüte (Quality of Service, QoS) zuzuweisen, aber vorzugsweise nicht mehr.
Für die Verwaltung von Verkehrs-Ressourcen muss auch berücksichtigt werden, dass Datenpakete mehrere Domänen durchqueren müssen, d.h. mehrere Netzwerke, die unterschiedliche Eigenschaften haben und die im Allgemeinen von verschiedenen Netzbetreibern verwaltet werden.
Zur Verwaltung der Dienstgüte kann in diesem Zusammenhang der Standard intServ verwendet werden, bei dem eine Inband- Signalisierung verwendet wird, worin jedem Fluss eine Dienstgüte zugeordnet wird. Allgemeiner ausgedrückt definieren Signalisierungs-Nachrichten, welcher Fluss welche Ressourcen erhalten muss. Die Flüsse werden unter Verwendung verschiedener Parameter beschrieben. In der Datenebene werden Pakete als zu einem bestimmten Fluss zugehörig erkannt, indem verschiedene Felder der Pakete untersucht werden, wobei diese Felder zu mehr als einer Kopfinformation gehören können. Diese Technologie ist jedoch sehr aufwendig für die Netzwerk-Einrichtungen, wie z.B. Router, weil jedes Netzwerkelement das Inband-Signalisierungs-Protokoll verstehen muss und weil jedes Netzwerkelement einige Zustände pro Fluss speichern muss und die Pakete auf einer Pro-Fluss-Basis verarbeiten (überwachen, formen usw.) muss.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann der Standard diffServ benutzt werden. Die Dienstgüte wird durch eine Außerband-Signalisierung verwaltet. DiffServ verwendet ein spezielles Feld im IP-Kopf, um anzuzeigen, wie jedes einzelne Paket bezüglich der Dienstgüte zu behandeln ist. In diesem Fall wird die Verwaltung durch Bandbreitenmakler realisiert, die manchmal auch VSN-Steuerungen (Virtual Service-aware Network Controller) genannt werden.
Mit dem Standard oder der Technologie diffServ wird jedem Fluss eine Behandlungs-Klasse zugeordnet, die einer Dienstgüte (QoS) entspricht. Eine Behandlungs-Klasse ist ein Parameter, der den Typ des Flusses repräsentieren kann, zum Beispiel Sprache, Daten oder E-Mail. Sie erfordert die Übertragung von weniger Daten als die detaillierten Parameter, die für die Dienstgüte erforderlich sind. Mit dieser Art von Information behandeln die Router die Pakete entsprechend dem erforderlichen Dienst-Typ (der Behandlungs-Klasse). Im Allgemeinen werden in jedem Router alle Pakete, die zu unterschiedlichen Flüssen gehören können, die diesem Dienst-Typ entsprechen, in einem bestimmten Puffer gesammelt.
Die jedem Router bereitgestellte Information reicht jedoch nicht aus, um die Zugangs-Kontrolle und die Bandbreite zu verwalten. Das ist der Grund, warum ein Bandbreitenmakler mindestens für jede Domäne bereitgestellt wird. Dieser Bandbreitenmakler vergibt für jeden Dienst-Typ eine Menge von Ressourcen innerhalb der Domäne und vergibt auch Ressourcen an den Grenzen des Netzwerks zwischen zwei Domänen.
1 zeigt einen Teil eines Telekommunikationssystems nach dem bisherigen Stand der Technik mit zwei Domänen 10 und 12, worin jede Domäne einem Bandbreitenmakler 14 bzw. 16 entspricht.
Die Daten gelangen über einen Eingangs-Grenz-Router in jede Domäne und verlassen eine solche Domäne durch einen Ausgangs-Grenz-Router. In 1 sind die Eingangs-Grenz-Router mit 18 bzw. 20 bezeichnet und die Ausgangs-Grenz-Router sind mit 22 und 24 bezeichnet.
Die Router, welche die kompliziertesten und teuersten Geräte in Netzwerken sind, bestimmen die Wege der Daten. Die Routen sind in jedem Router in Form von Leitweglenkungs-Tabellen gespeichert. Diese Leitweglenkungs-Tabellen werden auf konsistente Weise für alle Grenz-Router berechnet und sind im Format durch das BGP-Protokoll (Border Gateway Protocol) standardisiert. Die BGP-Nachrichten sind entweder I-BGP-(interne) oder E-BGP-(externe) Nachrichten, was davon abhängt, ob sie innerhalb der Domänen oder zwischen den Domänen ausgetauscht werden.
Jeder Bandbreitenmakler 14 oder 16 benötigt seine eigenen Leitweglenkungs-Tabellen, um zu wissen, mit welchem Nachbar-Bandbreitenmakler er Signalisierungs-Informationen für das Ziel eines bestimmten Flusses austauschen muss. Natürlich müssen die Leitweglenkungs-Tabellen des Bandbreitenmaklers mit den Leitweglenkungs-Tabellen des Grenz-Routers übereinstimmen. Tatsächlich muss, wenn die Route von Datenpaketen geändert wird, eine entsprechende Änderung der Route für die Signalisierung (zur Reservierung von Ressourcen) zwischen den Bandbreitenmaklern durchgeführt werden.
Um die Leitweglenkungs-Tabellen der Grenz-Router mit den Leitweglenkungs-Tabellen der Bandbreitenmakler in Übereinstimmung zu bringen, liest jeder Bandbreitenmakler nur die Leitweglenkungs-Nachrichten, die von den untergeordneten Routern ausgetauscht werden. Wie in 1 gezeigt, empfängt der Bandbreitenmakler 16 Nachrichten vom Grenz-Router 20.
Es wurde beobachtet, dass diese bekannte Technologie wesentliche Nachteile hat. Spezieller ausgedrückt kann, da die Routen von den Routern nur unter Verwendung von BGP bestimmt werden und da die BGP-Strategie nicht die Verfügbarkeit von Ressourcen in Downstream-Richtung berücksichtigt, das Fehlen dieses Kriteriums ernsthafte Schwierigkeiten für die Verwaltung von Ressourcen durch den Bandbreitenmakler hervorrufen, weil es sein kann, dass die von den Routern gewählte Route nicht genügend Ressourcen aufweist.
Darüber hinaus folgen, wenn Routen-Änderungen implementiert werden, die Pakete vorhandener Flüsse dieser neuen Route, bevor die Bandbreitenmakler in der Lage waren, auf dem kompletten Pfad, der dieser neuen Route entspricht, Ressourcen zuzuweisen. Diese Verzögerung kann zu ernsthaften Problemen führen, spezieller für einen Betriebs-Modus mit Ressorcen-Anforderung (Resource-on-Demand), in dem die Betreiber Pakete an Partner-Betreiber senden, nachdem letztere Ressourcen für diese Pakete angefordert haben. Tatsächlich liegt folgendes Problem vor:
Vorhandene Flüsse sind die, welche durch eine Aneinanderreihung von Netzwerken zugelassen wurden. Sie folgen einem bestimmten Pfad, und ihnen wurden bestimmte Ressourcen und damit bestimmte Garantien gewährt. Wenn eine große Zahl von Flüssen, zum Beispiel 10000, einem bestimmten Pfad folgt, weiß der Bandbreitenmakler, da er die BGP-Nachrichten abhört, welchem Pfad gefolgt wird, und wenn eine Routen-Änderung unter Verwendung von BGP von Grenz-Router zu Grenz-Router angekündigt wird, werden zu dem Zeitpunkt, zu dem ein bestimmter Grenz-Router entscheidet, anstelle der alten die neue Route zu nehmen (aus einem beliebigen Grund, der vom Knoten abhängig sein kann), alle Pakete dieser 10000 Flüsse dem neuen Pfad zu ihrem Ziel folgen. Die Bandbreitenmakler haben jedoch die Zugangskontrolle für diese Flüsse auf dem alten Pfad zum Zeitpunkt des Fluss-Aufbaus durchgeführt, aber nicht auf dem neuen Pfad, dem diese Pakete wegen der Routen-Änderung nun folgen. So werden diese Flüsse einem neuen Pfad folgen, und es gibt überhaupt keine Garantie, dass dieser neue Pfad genug Ressourcen hat, um die Dienstgüte für all diese 10000 Flüsse zu garantieren.
Zusammenfassend kann man sagen, dass einerseits der Bandbreitenmakler die neue Route nur kennt, nachdem die vorhandenen Flüsse neu geleitet wurden (so ist der Bandbreitenmakler nur auf das Akzeptieren neuer Flüsse eingestellt), und andererseits werden akzeptierte Flüsse einer Route über einen Pfad folgen, über den keine Zugangskontrolle durchgeführt wurde und über den keine Ressourcen reserviert wurden und keine Dienstgüte garantiert wird.
Das Dokument mit dem bisherigen Stand der Technik vom Internet 2 Qbone BB advisory council "A discussion of Bandwidth Broker Requirements for Internet 2 Qbone Deployment" liefert Richtlinien für die Implementation von BB zur Bereitstellung von QoS.
Um diese Nachteile zu beseitigen, stellt die Erfindung ein Telekommunikationssystem bereit, in dem die Bandbreiten-Broker dazu benutzt werden, die Leitweglenkungs-Nachrichten zwischen Grenz-Routern unterschiedlicher Domänen weiterzuleiten. Mit anderen Worten werden gemäß der Erfindung, statt eine Leitweglenkungs-Nachricht direkt von einem Grenz-Router zum Grenz-Router einer Nachbar-Domäne zu übertragen, die Leitweglenkungs-Nachrichten vom ersten Grenz-Router zum Bandbreitenmakler, der diesem Grenz-Router zugeordnet ist, gesendet, und von diesem Bandbreitenmakler zu dem Bandbreitenmakler, der dem Ziel-Grenz-Router dieser Nachbar-Domäne zugeordnet ist, an welche die Nachricht gesendet werden muss, und von diesem zweiten Bandbreitenmakler wird die Leitweglenkungs-Nachricht zum zweiten Grenz-Router gesendet.
Indem sie die Leitweglenkungs-Nachrichten weiterleiten, erhalten die Bandbreitenmakler Informationen über die Leitweglenkungs-Topologie zwischen den Domänen. Daher kann die Leitweglenkungs-Information der Bandbreitenmakler korrekt mit der Leitweglenkungs-Information im Netzwerk in Übereinstimmung gebracht werden. Darüber hinaus ist, weil die Bandbreitenmakler die Routen-Austausch-Nachrichten einfach weiterleiten, diese Übertragung transparent für die Grenz-Router, und folglich ist es nicht erforderlich, die komplizierten und teuren Grenz-Router zu ändern, d.h. aufzurüsten.
Die Erfindung ist konsistent zur Verwendung des BGP-Protokolls. Informationen, die zwischen Grenz-Routern derselben Domäne ausgetauscht werden, verwenden das I-BGP-Protokoll, und für die Information, die zwischen Grenz-Routern über Bandbreitenmakler ausgetauscht wird, kann das E-BGP-Protokoll verwendet werden.
Der Bandbreitenmakler enthält Mittel zum Kopieren der Leitweglenkungs-Tabelle des zugehörigen Grenz-Routers und Mittel zur Synchronisation seiner Leitweglenkungs-Tabelle mit der Leitweglenkungs-Tabelle des zugehörigen Grenz-Routers.
Hiermit hat der Bandbreitenmakler genaue Informationen über den Pfad in der Datenebene des Flusses, für den er eine Bandbreitenanforderung erhält. Tatsächlich schaut der Bandbreitenmakler, wenn er eine neue Bandbreitenanforderung erhält, auf den Ursprung der Anforderung und auf das Ziel des entsprechenden Flusses, für den Ressourcen angefordert werden. Indem er in diese Leitweglenkungs-Tabelle sieht, weiß der Bandbreitenmakler, was der Pfad in der Datenebene für diesen Fluss sein wird.
Darüber hinaus hat jeder Bandbreitenmakler Mittel zur Verzögerung oder zur Verhinderung von Routen-Änderungen angesichts der Verfügbarkeit von Ressourcen, die durch diesen Bandbreitenmakler kontrolliert werden, oder die von Bandbreitenmaklern benachbarten Netze kontrolliert werden.
Daher ist der Bandbreitenmakler so programmiert, dass die Ankündigung einer Routen-Änderung verzögert wird, bis er vorhandenen Flüssen und neuen Flüssen auf der neuen Route Ressourcen zugewiesen hat. Der Bandbreitenmakler ist auch so programmiert, dass er eine Routen-Änderung verhindert, wenn er die Information erhält, dass auf der neuen Route Ressourcen nicht verfügbar sind oder zum Beispiel, wenn durch die neue Route eine Blockierung hervorgerufen würde. In diesem Fall darf keine Routen-Änderung stattfinden, und die vorherige Route wird beibehalten.
Die zwischen Bandbreitenmaklern ausgetauschten Routen-Nachrichten müssen nicht notwendigerweise dem Border Gateway Protokoll BGP entsprechen. Es ist einfach nur erforderlich, dass sie E-BGP weiterleiten.
Kurz gesagt betrifft diese Erfindung einen Bandbreitenmakler für eine Domäne eines Telekommunikationssystems, wie in Anspruch 1 definiert.
Es wird hier daran erinnert, dass die Leitweglenkungs-Tabelle in der Steuerungsebene verwendet wird und dass die Weiterleitungs-Tabelle in der Datenebene verwendet wird. Präziser ausgedrückt enthält/enthalten die Leitweglenkungs-Tabelle(n) die Leitweglenkungs-Informationen, die von allen Leitweglenkungs-Partnern über Leitweglenkungs-Protokolle empfangen werden, und die Informationen, die zu den Leitweglenkungs-Partnern gesendet werden müssen. Aus all diesen Informationen trifft der Router Leitweglenkungs- oder Protokoll-Entscheidungen und fügt das geeignete Weiterleitungs-Verhalten in die Weiterleitungs-Tabelle ein.
Die Weiterleitungs-Tabelle enthält die Regeln, denen die aktuellen Datenpakete folgen. Daher ist in der Weiterleitungs-Tabelle nur eine abgehende Schnittstelle für ein spezielles Datenpaket möglich. Die Weiterleitungs-Tabelle wird erzeugt, indem Entscheidungs-Regeln oder Algorithmen oder Strategie-Regeln für alle Leitweglenkungs-Informationen erzeugt werden, die in der/den Leitweglenkungs-Tabelle(n) gespeichert sind.
Allgemeiner ausgedrückt, muss, obwohl in der obigen und in der folgenden Beschreibung der Begriff "Leitweglenkungs-Tabelle" verwendet wird, verstanden werden, dass er allgemein "Leitweglenkungs- oder Weiterleitungs-Tabelle" bedeutet.
Der Bandbreitenmakler kann eine Vielzahl von Eingängen/Ausgängen zum Anschluss an eine Vielzahl von Grenz-Routern enthalten sowie eine Vielzahl von Eingängen/Ausgängen zum Anschluss an andere Bandbreitenmakler, um in der Lage zu sein, eine Vielzahl von Routen-Wechseln weiterzuleiten.
Der Bandbreitenmakler kann einer Vielzahl von Grenz-Routern der entsprechenden Domäne zugeordnet sein. Alternativ kann der Bandbreitenmakler einem einzigen Grenz-Router zugeordnet sein, wobei dieser Bandbreitenmakler mit den anderen Bandbreitenmaklern derselben Domäne verbunden ist, um Routen-Wechsel-Nachrichten zwischen dem/den anderen Bandbreitenmakler(n) und dem einzelnen Grenz-Router auszutauschen.
Der Bandbreitenmakler kann Mittel enthalten, um aus Daten spezieller Flüsse Informationen über die Route zu gewinnen, der von einem Grenz-Router zu einem anderen Grenz-Router innerhalb der zugeordneten Domäne gefolgt wird, um in der Lage zu sein, der gewählten Route Ressourcen zuzuordnen und/oder die Zugangskontrolle auf der gewählten Route durchzuführen und/oder um das nächste Netzwerk zu erkennen, das die Daten erreichen oder durchlaufen werden.
Das Mittel zur Gewinnung von Informationen über eine gewählte Route innerhalb der zugeordneten Domäne kann durch die Anwendung der Strategie-Regeln des Protokolls der Routen-Festlegung innerhalb der Domäne bestimmt sein. Alternativ können Mittel zur Gewinnung von Informationen über eine gewählte Route innerhalb der zugeordneten Domäne Mittel umfassen, die so angepasst sind, dass sie die Leitweglenkungs-Wechsel-Information analysieren, die vom Grenz-Router erhalten wird, nachdem der Grenz-Router eine Routen-Auswahl getroffen hat.
Der Austausch von Informationen mit dem entsprechenden Grenz-Router erfolgt zum Beispiel gemäß dem Border Gateway Protocol (BGP).
Die Erfindung betrifft auch ein Telekommunikationssystem, das eine Vielzahl von Bandbreitenmaklern enthält, wie in Anspruch 8 definiert.
In einer Ausführung enthält eine gleiche Domäne eine Vielzahl von Bandbreitenmaklern, wobei jeder Bandbreitenmakler der Vielzahl einem getrennten einzelnen Grenz-Router oder einem Satz von Grenz-Routern der Domäne zugeordnet ist, und alle Bandbreitenmakler der Vielzahl miteinander verbunden sind, um Leitweglenkungs-Informationen von der kompletten Domäne und dem einzelnen Grenz-Router auszutauschen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die Beschreibung bestimmter Ausführungen deutlich, wobei diese Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erfolgt, in denen:
1, die schon beschrieben wurde, ein Telekommunikationssystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt,
2 ein Telekommunikationssystem gemäß der Erfindung zeigt,
3 ein anderes Telekommunikationssystem gemäß der Erfindung zeigt,
4 einen Betrieb des in 3 gezeigten Telekommunikationssystems zeigt,
5 eine weitere Ausführung des Telekommunikationssystems gemäß der Erfindung zeigt, und
6 ein Beispiel für Routen-Wechsel-Nachrichten in einem Netzwerk gemäß der Erfindung zeigt.
Das in 2 gezeigte Telekommunikationssystem enthält zwei Domänen 30 und 32, wobei jede Domäne einen Eingangs-Grenz-Router und einen Ausgangs-Grenz-Router hat. Jeder Domäne ist ein Bandbreitenmakler 34 bzw. 36 zugeordnet.
In dieser 2 repräsentieren die Linien mit Pfeilen Routen-Wechsel-Nachrichten, d.h. Signalisierungsnachrichten, die Routen, denen zu folgen ist, oder angeforderte Routen-Änderungen anzeigen. Mit anderen Worten sind diese Nachrichten BGP-Nachrichten, die Nachrichten repräsentieren, mit denen Router Erreichbarkeits-Informationen untereinander verteilen. Diese Linien sind keine zu sendenden Daten oder Pakete.
Wie gezeigt, wird eine Routen-Wechsel-Nachricht 42 unter Verwendung des I-BGP-Protokolls, wie nach dem bisherigen Stand der Technik, zwischen dem Eingangs-Grenz-Router 38 der Domäne 30 und dem Ausgangs-Grenz-Router 40 derselben Domäne bereitgestellt. Diese Routen-Wechsel-Nachricht wird, wie durch Linie 44 dargestellt, zum Bandbreitenmakler 34, welcher der Domäne 30 zugeordnet ist, übertragen. Die Routen-Wechsel-Nachricht entlang der Linie 44 entspricht dem E-BGP-Protokoll. Die Routen-Austausch-Nachricht wird über die Linie 46 vom Bandbreitenmakler 34 zum Bandbreitenmakler 36, welcher der Domäne 32 zugeordnet ist, übertragen. Wie bereits gezeigt, ist es nicht erforderlich, dass die Nachrichten entlang der Leitung 46 dem BGP-Protokoll entsprechen.
Vom Bandbreitenmakler 36 wird die Routen-Wechsel-Nachricht über die Leitung 48 mit dem E-BGP-Protokoll zum Eingangs-Grenz-Router 50 der Domäne 32 und von diesem Grenz-Router 50 über eine Verbindung 54 gemäß dem I-BGP-Protokoll zum Ausgangs-Grenz-Router 52 der Domäne 32 übertragen.
Wenn der Bandbreitenmakler 34 oder 36 eine Routen-Änderung erkennt, die vorhandene zugelassene Flüsse beeinflusst, ist er programmiert, die Weiterleitung dieser Routen-Änderung so lange zu verzögern, bis überprüft wurde (zum Beispiel über Außerband-Signalisierung), ob auf dem neuen Pfad genug Ressourcen zur Verfügung stehen, die vorhandenen Flüsse, die entsprechend der empfangenen Routen-Änderung neu geleitet werden, übertragen zu können. Der Bandbreitenmakler kann die Weiterleitung der Routen-Änderung auch verzögern, bis er auf dem kompletten neuen Pfad genug Ressourcen zugewiesen hat. Wenn auf der neuen Route nicht genug Ressourcen zur Verfügung stehen, kann der Bandbreitenmakler so programmiert sein, dass er die Änderung der Route verhindert.
Obwohl die Bandbreitenmakler unabhängig vom Protokoll BGP miteinander kommunizieren können, müssen sie zu den BGP-Strategie-Regeln konsistent sein, so dass Informationen, die in den Leitweglenkungs-Tabellen der Bandbreitenmakler gespeichert sind, mit den Informationen synchronisiert werden, die in den Leitweglenkungs-Tabellen der Grenz-Router gespeichert sind. Die Bandbreitenmakler müssen jedoch mit den Grenz-Routern gemäß dem BGP kommunizieren.
In einer anderen Ausführung ist, angesichts der Synchronisierung der Bandbreitenmakler mit den Entscheidungen der Grenz-Router, statt diese Bandbreitenmakler komplett konsistent zu den BGP-Strategie-Regeln zu haben (und die Entscheidungen der Grenz-Router zu emulieren), eine zusätzliche Überwachung von BGP-Nachrichten implementiert. Dies kann mit einer einfachen (I- oder E-)BGP-Verbindung zwischen dem Grenz-Router und einem Prozess im Bandbreitenmakler realisiert werden. Der Grenz-Router sendet als solcher Leitweglenkungs-Änderungen, die seine Entscheidung widerspiegeln, an den Bandbreitenmakler, als ob sie für einen Partner-Grenz-Router bestimmt wären. Der Begriff "Überwachung" wird hier verwendet, weil in diesem Beispiel der Bandbreitenmakler nicht in der Lage ist, Leitweglenkungs-Änderungen oder Informationen über diese Verbindung zum Grenz-Router zu senden und nicht aktiv am BGP-Prozess teilnimmt.
Wie in 3 gezeigt, kann ein Bandbreitenmakler in der Lage sein, gleichzeitig mehrere Routen-Austausch-Sitzungen zwischen den Domänen zu kontrollieren. In diesem Beispiel sind im Netzwerk vier Domänen D1, D2, D3 und D4 vorhanden. Die Bandbreitenmakler BB₁, BB₂, BB₃ und BB₄ sind den jeweiligen Domänen D1, D2, D3 und D4 zugeordnet.
Wie gezeigt, kontrolliert der Bandbreitenmakler BB₁ eine Routen-Wechsel-Sitzung zwischen den Domänen D1 und D4, eine Routen-Wechsel-Sitzung zwischen den Domänen D1 und D3 und eine Routen-Wechsel-Sitzung zwischen den Domänen D1 und D2.
Für die Routen-Wechsel-Sitzung von D1 zu D4 startet die Routen-Wechsel-Nachricht vom Ausgangs-Grenz-Router BR₁₄ der Domäne D1 und wird zum Eingangs-Grenz-Router BR₄ der Domäne D4 über erstens den Bandbreitenmakler BB₁ und zweitens den Bandbreitenmakler BB₄ übertragen.
Für die Routen-Wechsel-Sitzung von D1 zu D3 startet die Routen-Wechsel-Nachricht vom Ausgangs-Grenz-Router BR₁₃ der Domäne 1, um den Eingangs-Grenz-Router BR₃ der Domäne D3 zu erreichen und wird zu diesem Zweck durch den Bandbreitenmakler BB₁ und den Bandbreitenmakler BB₃ übertragen.
Auf dieselbe Weise folgt die Routen-Wechsel-Sitzung von der Domäne D1 zur Domäne D2 dem Pfad BR₁₂-BB₁-BB₂-BR₂, wobei BR₁₂ ein Ausgangs-Grenz-Router der Domäne D1 und BR₂ ein Eingangs-Grenz-Router der Domäne D2 ist.
Natürlich müssen in Bandbreitenmakler BB₁ die drei Routen-Wechsel-Sitzungen streng getrennt sein. Diese Trennung ist in 3 durch drei unterschiedliche Felder 54, 56 und 58 in dem Block symbolisiert, der den Bandbreitenmakler BB₁ darstellt.
In 3 repräsentieren die Linien, die BR₁₄ und BR₄, BR₁₃ und BR₃ und BR₁₂ und BR₂ verbinden, den Pfad für die Datenpakete, die von D1 zu D4, von D1 zu D3 und von D1 zu D2 zu übertragen sind.
4 ist eine Zeichnung, die dasselbe Netzwerk darstellt, wie das in 3 dargestellte, aber direkt nach den Routen-Wechsel-Sitzungen. Tatsächlich empfängt direkt nach den Routen-Wechsel-Sitzungen der Bandbreitenmakler BB₁ Ressourcen-Anforderungs-Nachrichten, d.h. Bandbreiten- Anforderungen von den Bandbreitenmaklern BB₂, BB₃ und BB₄. Die Bandbreiten-Anforderung 62 von BB₂ zu BB₁ wird durch den Bandbreitenmakler BB₁ als zur vorherigen Routen-Wechsel-Sitzung gehörig interpretiert. Mit anderen Worten bezieht sich die Bandbreiten-Anforderung auf Pakete, die zwischen D1 und D2 über die Grenz-Router BR₁₂ und BR₂ zu übertragen sind.
Tatsächlich zeigt 4 die Beziehung zwischen der Leitweglenkungs-Ebene (BGP-Nachrichten) und der Dienstgüte-(QoS)-Reservierungs-Ebene (der Bandbreiten-Fluss-Anforderung). Wenn ein Bandbreitenmakler einer gegebenen Domäne eine Bandbreitenanforderung für einen Fluss in Richtung auf ein spezielles Ziel empfängt (das weit entfernt sein kann, zum Beispiel zehn Netzwerke weiter), muss er wissen, an welchem Grenz-Router seiner Domäne die Pakete eintreffen werden und zu welchem Grenz-Router seiner Domäne die Pakete fließen werden. Angesichts dieser Information weiß der Bandbreitenmakler, zu welchem Partner-Netzwerk die Pakete fließen werden und zu welchem Partner-Bandbreitenmakler er die Bandbreitenanforderung senden muss. Tatsächlich sind alle diese Informationen bekannt, weil der Bandbreitenmakler an der BGP-Leitweglenkung teilnimmt und seine Leitweglenkungs-Datenbank mit der aktuellen Leitweglenkungs-Information im Netzwerk in Übereinstimmung bringt.
Die aktive Interaktion zwischen der Leitweglenkungs-Signalisierung und der Bandbreitenanforderungs-Signalisierung ist wie folgt:
Die Startsituation ist ein stabiles Netzwerk, wobei bestimmte Flüsse eine Kette von Netzwerken durchlaufen. Diese Flüsse wurden durch eine Zugangskontroll-Prozedur zugelassen, bevor sie von diesen Netzwerken akzeptiert wurden. Wenn sie einmal zugelassen sind, profitieren diese Flüsse von der QoS, da sie Zugriff auf garantierte reservierte Ressourcen haben. Diese Ressourcen sind auf dem speziellen Pfad reserviert, dem diese Flüsse durch die Verkettung von Netzwerken folgen.
Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bessere Route zu einem bestimmten Ziel-Netzwerk gefunden wird, verteilt das BGP-Leitweglenkungs-Protokoll diese neue Leitweglenkungs-Information an alle Grenz-Router aller Netzwerke. Wenn an einem gegebenen Netzwerk X diese neue Leitweglenkungs-Information bedeutet, dass 10000 vorhandene Flüsse mit einem bestimmten Ziel D nicht mehr über Netzwerk A geleitet werden, sondern über Netzwerk B, bedeutet dies, dass plötzlich die 10000 vorhandenen Flüsse über B anstelle von A geleitet werden. Daher müssen die Bandbreitenmakler, bevor sie zulassen, dass diese Leitweglenkungs-Änderung in den Routern implementiert wird, überprüfen, ob das Netzwerk B und alle nachfolgenden Netzwerke in Abwärtsrichtung genug verfügbare Bandbreiten-Ressourcen haben, um all diese Flüsse zu akzeptieren. Um diese Verfügbarkeit zu überprüfen, sendet der Bandbreitenmakler von Netzwerk X eine Bandbreitenanforderungs-Signalisierungs-Nachricht an den Bandbreitenmakler von Netzwerk B, mit der er Bandbreite für 10000 Flüsse anfordert. Wenn der Bandbreitenmakler von Netzwerk B (und eventuell von weiteren Netzwerken in Abwärtsrichtung) die Bandbreitenanforderung und die Flüsse akzeptiert, wird die Fortsetzung der Leitweglenkungs-Änderung zugelassen und der Bandbreitenmakler von Netzwerk X leitet die Leitweglenkungs-Änderungs-Nachricht an die Grenz-Router weiter.
5 zeigt dasselbe Netzwerk, wie das mit 3 beschriebene, mit folgender Änderung: Ein Bandbreitenmakler ist jedem Grenz-Router zugeordnet.
Da die Domäne D1 drei Grenz-Router BR₁₂, BR₁₃ und BR₁₄ hat, wird jedem dieser Grenz-Router ein Bandbreitenmakler BB₁₂, BB₁₃ bzw. BB₁₄ zugeordnet. In diesem Fall werden die internen Routen-Wechsel-Nachrichten auch von den Bandbreitenmaklern weitergeleitet. Wie gezeigt, wird der externe Routen-Wechsel BR₄-BB₄-BB₁₄-BR₁₄ vom Bandbreitenmakler BB₁₄ an die beiden anderen Bandbreitenmakler BB₁₂ und BB₁₃ der Domäne D1 weitergeleitet. Diese Übertragung benutzt das BGP zu oder von einem Grenz-Router, und zwischen den Bandbreitenmaklern ist jedes beliebige Signalisierungs-Protokoll zulässig. Im vorliegenden Fall ist diese Information erforderlich, da wie gezeigt, Datenpakete innerhalb der Domäne D1 von Grenz-Router BR₁₄ zu Grenz-Router BR₁₂ (Fluss F1) übertragen werden, und Datenpakete innerhalb der Domäne D1 von Grenz-Router BR₁₄ zu Grenz-Router BR₁₃ (Fluss F2) übertragen werden.
6 zeigt ein Beispiel für ein Routen-Wechsel-Szenarium. In dieser Figur entsprechen die Nummern in einem Kreis, die einem Pfeil zugeordnet sind, der Reihenfolge von Routen-Austausch-Sitzungen. Die Domänen sind mit A, B, C, D und E bezeichnet. Jeder Domäne ist ein Bandbreitenmakler zugeordnet, der mit BB bezeichnet wird. Jede Domäne hat mindestens zwei Grenz-Router BR. Die Domäne B hat drei Grenz-Router.
In diesem Szenarium ist das Ziel ein Grenz-Router BR der Domäne E.
Pfeil Nummer 1 repräsentiert die Verteilung der neuen Route vom Ziel-BR in Richtung des anderen Grenz-Routers in derselben Domäne E. Diese Verteilung erfolgt gemäß dem I-BGP-Protokoll.
Es soll hier darauf hingewiesen werden, dass die Datenpakete in der der Erreichbarkeits-Informations-Verteilung, d.h. den Routen-Wechsel-Nachrichten, entgegengesetzten Richtung fließen. Mit den Routen-Wechsel-Nachrichten werden Erreichbarkeits-Informationen an alle Partner-Domänen verteilt. Die Erreichbarkeits-Information für einen gegebenen Grenz-Router bedeutet, dass eine bestimmte Adresse oder Domäne über diesen gegebenen Grenz-Router erreichbar ist.
Pfeil Nummer 2 repräsentiert die E-BGP-Verteilung vom zweiten Grenz-Router BR der Domäne E zum zugehörigen Bandbreitenmakler BB dieser Domäne. Die Bandbreitenmakler der Domäne E müssen den Routen-Wechsel zu den Bandbreitenmaklern der Netzwerke C und D verteilen, weil die angekündigte Erreichbarkeits-Information für alle Quellen hinter (d.h. für Datenpakete in Aufwärtsrichtung) den Netzwerken C und D erreichbar sein muss. Somit werden Datenpakete in Richtung des neuen Ziels in E von BR₁ der Domäne C zur BR₂ der Domäne E fließen, oder von BR₁ der Domäne D zu BR₂ der Domäne E.
Pfeil Nummer 5 entspricht der I-BGP-Verteilung der Routen innerhalb der Domänen C und D.
Die Pfeile Nummer 6, 7 und 8 repräsentieren die Verteilung der Routen von BR₂ der Domäne C zu BR₁ der Domäne B über die entsprechenden Bandbreitenmakler der Domänen C und B. Der Routen-Wechsel von BR₂ der Domäne C zu BR'₁ der Domäne B erfolgt ebenfalls über die Bandbreitenmakler der Domänen D bzw. B. Die entsprechenden Pfeile sind ebenfalls mit 6, 7 und 8 nummeriert.
Die Pfeile von BR₁ zu BR'₁ und von BR'₁ zu BR₁ und von BR'₁ zu BR₂ und von BR₁ zu BR₂ sind mit 9 bezeichnet. Sie repräsentieren die I-BGP-Verteilung der Routen innerhalb der Domäne B.
Die Strategie-Entscheidungen der drei Router in Domäne B beeinflussen, wie die Pakete von Netzwerk A zum neuen Ziel in Netzwerk E fließen: über Netzwerk C oder über Netzwerk D. Diese Entscheidung zur Auswahl einer der Routen wird durch die BGP-Strategie-Regeln getroffen. Da der Bandbreitenmakler der Domäne B jedoch nicht direkt Informationen über die Entscheidung empfängt, und da der Bandbreitenmakler andererseits auf der gewählten internen Route Ressourcen zuweisen (oder die Zugangskontrolle durchführen) muss und andererseits in der Lage sein muss, die nächste Domäne zu identifizieren, durch die Pakete fließen werden, muss der BB der Domäne B die Auswahl aus den BGP-Strategie-Regeln der Grenz-Router ableiten. Mit anderen Worten hat jeder Bandbreitenmakler, der nicht direkt Informationen über die Routen, denen innerhalb der zugeordneten Domäne gefolgt wird, empfängt, Informationen über die BGP-Strategie-Regeln, um in der Lage zu sein, die Routen zu berechnen, denen innerhalb der zugeordneten Domäne gefolgt wird, und dies angesichts der Zuordnung von Ressourcen zu den internen Routen und/oder der Durchführung der Zugangskontrolle für neue Flüsse und/oder der Auswahl des nächsten Netzwerkes, durch das Pakete auf dem Weg zu ihrem Ziel fließen werden.
In einer anderen Ausführung hört der Bandbreitenmakler BB passiv die zusätzlichen (I- oder E-) BGP-Nachrichten ab, die von den Rand- und Grenz-Routern des Netzwerkes gesendet werden. Mit dieser Ausführung kann ein Bandbreitenmakler Informationen über jede Strategie-Entscheidung erhalten, die von den Grenz-Routern getroffen wurde, ohne die präzisen Strategie-Regeln zu kennen.
Die Pfeile 10, 11, 12 und 13 repräsentieren die Verteilung der Routen von BR₂ der Domäne B zum Grenz-Router BR₁ der Domäne A, und der Pfeil 13 repräsentiert die I-BGP-Verteilung der Routen innerhalb der Domäne A.

Claims

Ein Bandbreitenmakler für eine Domäne eines Telekommunikationssystems, das eine Vielzahl von Domänen enthält, wobei der Bandbreitenmakler mindestens einem Grenz-Router der entsprechenden Domäne auf eine Weise zugeordnet ist, dass der Bandbreitenmakler Informationen über die Leitweglenkungs-Tabellen dieses Grenz-Routers erhalten kann, um in der Lage zu sein, Ressourcen an Daten-Routen innerhalb der Domäne und außerhalb der Domäne zu vergeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandbreitenmakler (34, BB₁) Mittel enthält, um vom zugeordneten Grenz-Router (40, 50; BR₁₄, BR₁₃, BR₁₂) Routen-Wechsel-Nachrichten zu empfangen und zu ihm zu senden, Mittel, um zu anderen Bandbreitenmaklern (36; BB₂, BB₃, BB₄) dieselbe Routen-Wechsel-Information zu senden oder von ihnen zu empfangen, damit dieser Bandbreitenmakler, zusammen mit mindestens einem anderen Bandbreitenmakler Routen-Wechsel-Nachrichten zwischen Grenz-Routern weiterleiten kann, Mittel, um die Leitweglenkungs- oder Weiterleitungs- Tabelle des zugeordneten Grenz-Routers zu kopieren, und Mittel, um die Leitweglenkungs- oder Weiterleitungs-Tabelle des Bandbreitenmaklers mit der Leitweglenkungs- oder Weiterleitungs-Tabelle des zugeordneten Grenz-Routers zu synchronisieren, Mittel, um aus den Leitweglenkungs-Tabellen Änderungen in Daten-Routen innerhalb der Domäne und außerhalb der Domäne zu erkennen, Mittel, um Routen-Änderungen zu verzögern, bis der neuen Route Ressourcen zugewiesen wurden, und Mittel, um die Routen-Änderung zu blockieren, wenn auf der neuen Route keine ausreichenden Ressourcen zur Verfügung stehen.
Der Bandbreitenmakler (BB₁) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandbreitenmakler eine Vielzahl von Eingängen/Ausgängen zum Anschluss einer Vielzahl von Grenz-Routern und eine Vielzahl von Eingängen/Ausgängen zur Verbindung mit anderen Bandbreitenmaklern enthält, um in der Lage zu sein, eine Vielzahl von Routen-Wechseln weiterzuleiten.
Der Bandbreitenmakler gemäß jedem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandbreitenmakler einer Vielzahl von Grenz-Routern der entsprechenden Domäne zugeordnet ist.
Der Bandbreitenmakler gemäß jedem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandbreitenmakler weiterhin Mittel enthält, um aus Daten von speziellen Flüssen Informationen über die Route zu erhalten, der von einem Grenz-Router zu einem anderen Grenz-Router innerhalb der zugeordneten Domäne gefolgt wird, um in der Lage zu sein, der gewählten Route Ressourcen zuzuweisen und/oder die Zugangskontrolle auf der gewählten Route durchzuführen und/oder um das nächste Netzwerk zu identifizieren, das die Daten erreichen oder durchlaufen werden.
Der Bandbreitenmakler gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Gewinnung von Informationen über eine gewählte Route innerhalb der zugeordneten Domäne die Strategie-Regeln des Protokolls der Routen-Bestimmung innerhalb der Domäne anwenden.
Der Bandbreitenmakler gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Gewinnung von Informationen über eine gewählte Route innerhalb der zugeordneten Domäne Mittel enthalten, die so angepasst sind, dass sie die Routen-Wechsel-Informationen analysieren, die vom Grenz-Router erhalten werden, nachdem der Grenz-Router eine Routen-Auswahl getroffen hat.
Der Bandbreitenmakler gemäß jedem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch von Informationen mit dem entsprechenden Grenz-Router entsprechend dem Border Gateway Protocol BGP erfolgt.
Ein Telekommunikationssystem, das eine Vielzahl von Bandbreitenmaklern gemäß jedem der vorherigen Ansprüche enthält.
Das Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine selbe Domäne eine Vielzahl von Bandbreitenmaklern enthält, wobei jeder Bandbreitenmakler der Vielzahl einem getrennten einzelnen Grenz-Router oder einem Satz von Grenz-Routern der Domäne zugeordnet ist, und dass alle Bandbreitenmakler der Vielzahl miteinander verbunden sind, um Leitweglenkungs-Informationen von der kompletten Domäne und dem einzelnen Grenz-Router auszutauschen.