RU2827000C1 - Method of controlling traffic routing between networks of telecom operators - Google Patents
Method of controlling traffic routing between networks of telecom operators Download PDFInfo
- Publication number
- RU2827000C1 RU2827000C1 RU2024100257A RU2024100257A RU2827000C1 RU 2827000 C1 RU2827000 C1 RU 2827000C1 RU 2024100257 A RU2024100257 A RU 2024100257A RU 2024100257 A RU2024100257 A RU 2024100257A RU 2827000 C1 RU2827000 C1 RU 2827000C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- communication
- networks
- radio access
- subscriber
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области управления сетями связи и может быть использовано для управления маршрутизацией трафика.The invention relates to the field of communication network management and can be used to manage traffic routing.
Уровень техникиState of the art
Одной из важных задач, лежащих в области управления сетями связи, является задача управления маршрутизацией трафика.One of the important tasks in the field of communication network management is the task of managing traffic routing.
Маршрутизация - процесс определения маршрута следования данных в сетях связи [Бобынцев, Д.О. Основы администрирования информационных систем : учебное пособие / Д.О. Бобынцев [и др.]. - Москва; Берлин: Директ-Медиа, 2021. - 200 с.].Routing is the process of determining the route of data in communication networks [Bobyntsev, D.O. Fundamentals of Administration of Information Systems: a tutorial / D.O. Bobyntsev [et al.]. - Moscow; Berlin: Direct-Media, 2021. - 200 p.].
Маршрут - последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю [Олифер Виктор, Олифер Наталья Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Юбилейное издание. - СПб.: Питер, 2020. - 1008 с.].Route - a sequence of nodes lying on the path from the sender to the recipient [Olifer Victor, Olifer Natalia Computer networks. Principles, technologies, protocols: Anniversary edition. - St. Petersburg: Piter, 2020. - 1008 p.].
Исторически управление маршрутизацией трафика применялось для определения оптимальных по какому-либо критерию путей (с минимальной задержкой, стоимостью, с максимальной надежностью или пропускной способностью). Позднее маршрутизация стала использоваться, в том числе, как метод балансировки нагрузки в сети, а также для обеспечения требуемого качества обслуживания пользователей [А.А. Авдеев, Е.А. Долматов, Р.Е. Лисейкин, С. М. Одоевский, С.В. Оранский, В. О. Рашич. Инфокоммуникационные системы специального назначения. Учебное пособие / Под ред. С. М. Одоевского. - СПб.: ВАС, 2016. -447 с.: ил.].Historically, traffic routing management was used to determine the optimal paths according to some criterion (with minimal delay, cost, maximum reliability or throughput). Later, routing began to be used, among other things, as a method of balancing network loads, as well as to ensure the required quality of user service [A.A. Avdeev, E.A. Dolmatov, R.E. Liseykin, S.M. Odoevsky, S.V. Oransky, V.O. Rashich. Special-Purpose Infocommunication Systems. Tutorial / Ed. by S.M. Odoevsky. - St. Petersburg: VAS, 2016. - 447 p.: ill.].
В общем виде процесс управления маршрутизацией состоит в адаптации маршрутов к постоянно изменяющемуся состоянию сети связи с целью сохранения баланса нагрузки, оптимальности маршрутов и качества обслуживания пользователей.In general, the routing management process consists of adapting routes to the constantly changing state of the communication network in order to maintain load balance, route optimality and quality of service to users.
Основным, наиболее динамичным фактором, влияющим на состояние сети связи, является действия пользователей по генерации и потреблению информации, в результате которой изменяется интенсивность потоков трафика, что может вызывать перегрузку некоторых элементов сети связи и, как следствие, снижение эксплуатационных показателей, ведущее к ухудшению качества обслуживания.The main, most dynamic factor influencing the state of the communication network is the actions of users in generating and consuming information, as a result of which the intensity of traffic flows changes, which can cause overload of some elements of the communication network and, as a consequence, a decrease in operational indicators, leading to a deterioration in the quality of service.
Наиболее сильное влияние перегрузки оказывают на процесс доставки пакетов [Крылов В.В., Самохвалова С.С. Теория телетрафика и ее приложения. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 288 с.], характеризуемый коэффициентом потери пакетов (PLR) [ГОСТ Р 53728-2009 Качество услуги «Передача данных». Показатели качества]:The greatest impact of congestion is on the process of packet delivery [Krylov V.V., Samokhvalova S.S. Teletraffic Theory and Its Applications. - SPb.: BHV-Petersburg, 2005. - 288 p.], characterized by the packet loss ratio ( PLR ) [GOST R 53728-2009 Quality of Service "Data Transmission". Quality Indicators]:
где - количество отправленных пакетов, - количество полученных пакетов.Where - the number of packets sent, - number of received packets.
Более детально суть задачи управления маршрутизацией состоит в перераспределении потоков трафика за счет изменения маршрутов их прохождения так, чтобы загрузка оборудования сети связи была оптимальной (не превышала предельно допустимых значений).In more detail, the essence of the routing management task consists of redistributing traffic flows by changing their routes so that the load on the communication network equipment is optimal (does not exceed the maximum permissible values).
Основным ограничением, с которым сталкиваются в процессе управления маршрутизацией, является физическая структура сети связи, что позволяет строить маршруты только в пределах этой структуры. Иными словами, возможности по снижению интенсивности входящего потока трафика на высоконагруженные элементы сети ограничены физической структурой сети.The main limitation encountered in the process of routing management is the physical structure of the communication network, which allows building routes only within this structure. In other words, the ability to reduce the intensity of the incoming traffic flow to highly loaded network elements is limited by the physical structure of the network.
Негативный эффект усугубляется в случае наличия в физической структуре сети «узких мест» - мостов.The negative effect is aggravated if there are “bottlenecks” – bridges – in the physical structure of the network.
Мост [в контексте структуры] - элемент сети (узел или линия), мера центральности по посредничеству у которого наибольшая. Мосты связывают отдельные части сети (кластеры), т.е. удаление моста приводит к разъединению сети [Марк Нидхем, Эми Ходлер Графовые алгоритмы. Практическая реализация на платформах Apache Spark и Neo4j. / пер. с англ. В. С. Яценкова - М.: ДМК Пресс, 2020. - 258 с.].A bridge [in the context of structure] is a network element (node or line) that has the highest betweenness centrality measure. Bridges connect individual parts of the network (clusters), i.e. removing a bridge results in the network being disconnected [Mark Needham, Amy Hodler Graph Algorithms. Practical Implementation on Apache Spark and Neo4j Platforms. / translated from English by V. S. Yatsenkova - Moscow: DMK Press, 2020. - 258 p.].
Такая ситуация наблюдается при взаимодействии сетей связи различных операторов связи, поскольку соединение их сетей осуществляется с использованием ограниченного (минимального) числа точек присоединения [Макроскопическое исследование интернета. URL: www.ididb.ru].This situation is observed during the interaction of communication networks of different communication operators, since the connection of their networks is carried out using a limited (minimum) number of connection points [Macroscopic study of the Internet. URL: www.ididb.ru].
Точка присоединения - средства связи, входящие в состав одной сети электросвязи, с помощью которых осуществляется физическое подключение средств связи другой сети электросвязи и обеспечивается возможность пропуска трафика между этими сетями [Правила присоединения сетей электросвязи и их взаимодействия, утв. Постановлением Правительства РФ от 21.01.2022 № 29].Connection point - communication facilities that are part of one telecommunications network, with the help of which the physical connection of communication facilities of another telecommunications network is carried out and the possibility of passing traffic between these networks is ensured [Rules for the connection of telecommunications networks and their interaction, approved by RF Government Resolution No. 29 of 21.01.2022].
Межсетевое соединение состоит из точек присоединения сетей связи и средств их присоединения (прямая линия связи, точка обмена трафиком или сеть третьего оператора связи).An interconnection consists of connection points of communication networks and the means of their connection (direct communication line, traffic exchange point or third-party communication operator network).
Точка обмена трафиком - совокупность технических и программных средств и (или) сооружений связи, с использованием которых собственник или иной их владелец обеспечивает возможность для соединения и пропуска в неизменном виде трафика между сетями связи, если собственник или иной владелец сетей связи имеет уникальный идентификатор совокупности средств связи и иных технических средств в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» [Федеральный закон Российской Федерации от 7 июля 2003 года №126-ФЗ «О связи»].Traffic exchange point - a set of technical and software means and (or) communication facilities, using which the owner or other holder thereof ensures the possibility of connecting and transmitting unchanged traffic between communication networks, if the owner or other holder of communication networks has a unique identifier for the set of communication facilities and other technical means in the information and telecommunications network "Internet" [Federal Law of the Russian Federation of July 7, 2003 No. 126-FZ "On Communications"].
Минимизация количества точек присоединения между двумя сетями следует из высокой стоимости проведения капитальных работ по созданию линейных и узловых сооружений связи и сложности контроля, в том числе с точки зрения безопасности, процесса межсетевого взаимодействия.Minimization of the number of connection points between two networks follows from the high cost of capital works on the creation of linear and nodal communication structures and the complexity of control, including from the point of view of security, of the process of inter-network interaction.
Таким образом, задача управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи является актуальной.Thus, the task of managing traffic routing between the networks of telecom operators is relevant.
а) Описание аналоговa) Description of analogues
Известен способ определения эффективного вектора пути BGPAS-pathpre-pend [Pat. USUS2013/0132542 A1, G06F 5/73, Method and system for effective BGPAS-pathpre-pending / YingZhang, SanJose, pub. 23.05.2013], заключающийся в том, что собирают топологические данные на уровне автономных систем, определяют связи между автономными системами, вычисляют пути для каждой пары автономных систем, применяют технологию балансировки нагрузки, резервируют пути, определяют вектор пути BGPAS-pathpre-pend.A method for determining the effective BGPAS-pathpre-pend path vector is known [Pat. USUS2013/0132542 A1, G06F 5/73, Method and system for effective BGPAS-pathpre-pending / YingZhang, SanJose, pub. 23.05.2013], which consists of collecting topological data at the level of autonomous systems, determining connections between autonomous systems, calculating paths for each pair of autonomous systems, applying load balancing technology, reserving paths, and determining the BGPAS-pathpre-pend path vector.
Недостаток способа. Управление маршрутизацией на основании определения (изменения) вектора AS-path позволяет выбрать маршрут из сильно ограниченного числа возможных маршрутов, что снижает вероятность наличия оптимального.Disadvantage of the method. Routing control based on the definition (change) of the AS-path vector allows choosing a route from a very limited number of possible routes, which reduces the probability of having an optimal one.
Известен способ для эффективной маршрутизации в сетях связи [Пат. РФ RU2436250, H04L 12/56, Способ и устройство для эффективной маршрутизации в сетях связи / Нараянан Видья, Ван Цзюнь, Дондети Лакшминатх Редди, Махендран Арунгундрам С., Хсу Реймонд Тах-Шэнг, опубл. 10.12.2011, Бюл. № 34], заключающийся в том, что обнаруживают трафик, передаваемый между первым и вторым узлами, передают запрос в агент мобильности, ассоциированный с первым узлом, чтобы запросить авторизацию для оптимизации маршрута между первым и вторым узлами, принимают ответ, который авторизует оптимизацию маршрута и устанавливают оптимизированный маршрут.A method for efficient routing in communication networks is known [Patent RF RU2436250, H04L 12/56, Method and device for efficient routing in communication networks / Narayanan Vidya, Wang Jun, Dondeti Lakshminath Reddy, Mahendran Arungundram S., Hsu Raymond Tah-Sheng, published 12/10/2011, Bulletin No. 34], which consists in detecting traffic transmitted between the first and second nodes, transmitting a request to a mobility agent associated with the first node to request authorization for route optimization between the first and second nodes, receiving a response that authorizes route optimization, and establishing an optimized route.
Недостаток способа: способ не позволяет исключить из формируемых маршрутов перегруженные элементы сети (мосты), что негативно сказывается на качестве обслуживания пользователей.Disadvantage of the method: the method does not allow excluding overloaded network elements (bridges) from the routes being formed, which negatively affects the quality of service to users.
Известен способ маршрутизации в сетях подвижной персональной спутниковой связи на низкоорбитальных спутниках-ретрансляторах с зональной регистрацией абонентов [Пат. РФ RU2714220, H04W 40/20, H04W 8/00, Способ маршрутизации в сетях подвижной персональной спутниковой связи на низкоорбитальных спутниках-ретрансляторах с зональной регистрацией абонентов и маршрутизатор низкоорбитального спутника ретранслятора с интегрированными службами для осуществления указанного способа, Пантелеймонов И.Н., опубл. 13.02.2020, Бюл. № 5], заключающийся в том, что баллистическую информацию о текущем положении низкоорбитальных спутников ретрансляторов относительно зоны радиосвязи и подзоны радиосвязи на поверхности Земного шара периодически рассылают всем низкоорбитальным спутникам ретрансляторам из центра управления полетом и записывают в каждом низкоорбитальном спутнике ретрансляторе в базы данных баллистической информации о нахождении низкоорбитальных спутников ретрансляторов, а информацию о текущем местоположении абонентских терминалов относительно зоны радиосвязи и подзоны радиосвязи рассылают всем низкоорбитальным спутникам ретрансляторам и в центр управления сетью, причем при построении маршрута осуществляют запрос к базе данных зарегистрированных абонентов в зоне радиосвязи и подзоне радиосвязи, к базе данных низкоорбитальных спутников ретрансляторов, установивших соединение со шлюзовой станцией в фидерной линии связи и к базе данных баллистической информации о местоположении низкоорбитальных спутников ретрансляторов на орбите относительно зоны радиосвязи и подзоны радиосвязи.A method for routing in mobile personal satellite communications networks on low-orbit repeater satellites with zonal registration of subscribers is known [Patent. Russian Federation RU2714220, H04W 40/20, H04W 8/00, Method for routing in mobile personal satellite communications networks on low-orbit repeater satellites with zonal registration of subscribers and a router of a low-orbit repeater satellite with integrated services for implementing the said method, Panteleimonov I.N., published 13.02.2020, Bull. No. 5], which consists in that ballistic information about the current position of low-orbit repeater satellites relative to the radio communication zone and radio communication subzone on the surface of the globe is periodically sent to all low-orbit repeater satellites from the flight control center and is recorded in each low-orbit repeater satellite in the databases of ballistic information about the location of low-orbit repeater satellites, and information about the current location of subscriber terminals relative to the radio communication zone and radio communication subzone is sent to all low-orbit repeater satellites and to the network control center, wherein when constructing a route, a request is made to the database of registered subscribers in the radio communication zone and radio communication subzone, to the database of low-orbit repeater satellites that have established a connection with the gateway station in the feeder communication line and to the database of ballistic information about the location of low-orbit repeater satellites in orbit relative to the radio communication zone and radio communication subzone.
Недостаток способа: низкая адекватность создаваемых маршрутов структурно-потоковой обстановке по причине низкой скорости обновления данных, на основании которых осуществляется построение маршрутов.Disadvantage of the method: low adequacy of the created routes to the structural-flow situation due to the low speed of updating the data on the basis of which the routes are built.
б) Описание ближайшего аналога (прототипа)b) Description of the closest analogue (prototype)
Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к заявленному (прототипом) является способ управления маршрутизацией трафика в сети связи [Pat. USUS20090323544A1, H04L 2/26, Internet routed aggregation and route selection preferencng / Michael E. Gaddis, Peter N. Hicks, Webster, David Barmann, Steven T. Nunes, pub. 31.12.2009], заключающийся в том, что осуществляют выборку IP-пакетов (далее - пакеты) во множестве точек присоединения сетей связи, сопоставляют IP-адреса (далее - адреса) выбранных пакетов с префиксами подсетей, взаимодействующих через точки присоединения сетей связи, на основе чего получают сводные данные, характеризующие потоки межсетевого трафика, перестраивают маршруты прохождения межсетевого трафика.The closest in technical essence and functions performed to the declared one (the prototype) is the method for managing traffic routing in a communication network [Pat. USUS20090323544A1, H04L 2/26, Internet routed aggregation and route selection preferenceencng / Michael E. Gaddis, Peter N. Hicks, Webster, David Barmann, Steven T. Nunes, pub. 12/31/2009], which consists in selecting IP packets (hereinafter referred to as packets) in a plurality of connection points of communication networks, comparing the IP addresses (hereinafter referred to as addresses) of the selected packets with the prefixes of the subnets interacting through the connection points of communication networks, on the basis of which summary data is obtained characterizing the flows of inter-network traffic, and rebuilding the routes of passage of inter-network traffic.
Недостаток: согласно способу, перераспределение межсетевого трафика не эффективно в случае, если его интенсивность превышает суммарную пропускную способность точек присоединения.Disadvantage: According to the method, redistribution of inter-network traffic is not effective if its intensity exceeds the total throughput of the connection points.
Общий недостаток известных способов управления маршрутизацией состоит в том, что процесс управления маршрутизацией (выбора маршрута) осуществляется в ограниченном физической структурой сети пространстве возможных вариантов, в пределах которого оптимального маршрута может не существовать.The general disadvantage of known methods of routing control is that the process of routing control (route selection) is carried out in a space of possible options limited by the physical structure of the network, within which an optimal route may not exist.
Техническая проблемаTechnical problem
Техническая проблема заключается в необходимости расширения арсенала технических решений по управлению маршрутизацией трафика между сетями операторов связи.The technical problem lies in the need to expand the arsenal of technical solutions for managing traffic routing between telecom operator networks.
Техническая проблема обусловлена низкой эффективностью известных способов управления маршрутизацией по поддержанию (повышению) эксплуатационных (технических) параметров сети связи в заданных (требуемых) пределах, снижение которых обусловлено перегрузкой узлов связи (в том числе точек присоединения) из-за изменения (в том числе импульсного) структуры и объема межсетевого трафика (в том числе за счет появления или перемещения крупных потребителей).The technical problem is caused by the low efficiency of known methods of routing management to maintain (increase) the operational (technical) parameters of the communication network within the specified (required) limits, the reduction of which is caused by the overload of communication nodes (including connection points) due to changes (including pulsed) in the structure and volume of inter-network traffic (including due to the emergence or movement of large consumers).
Техническая проблема решается за счет создания технического решения (способа управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи), заключающегося в расширении пространства возможных маршрутов прохождения трафика между сетями операторов связи за счет быстрого формирования межсетевого соединения на основе виртуального канала связи, агрегированного из субканалов, образованных парами абонентских устройств радиодоступа, подключенных к разным сетям операторов связи и находящихся в зоне взаимного пересечения их радиопокрытий.The technical problem is solved by creating a technical solution (a method for managing traffic routing between networks of telecom operators), which consists of expanding the space of possible routes for traffic between networks of telecom operators by quickly forming an inter-network connection based on a virtual communication channel, aggregated from subchannels formed by pairs of subscriber radio access devices connected to different networks of telecom operators and located in the zone of mutual intersection of their radio coverage.
Раскрытие изобретения (его сущность)Disclosure of the invention (its essence)
а) Технический результат, на достижение которого направлено изобретениеa) The technical result that the invention is aimed at achieving
Техническим результатом является реализация управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи, повышение качества обслуживания потребителей за счет повышения эксплуатационных показателей взаимодействующих сетей связи, в частности качества процесса доставки пакетов.The technical result is the implementation of traffic routing management between networks of communication operators, an increase in the quality of consumer service due to an increase in the operational indicators of interacting communication networks, in particular the quality of the packet delivery process.
Технический результат достигается тем, что в способе управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи, заключающемся в том, что осуществляют выборку IP-пакетов во множестве точек присоединения сетей связи, сопоставляют IP-адреса выбранных пакетов с префиксами подсетей, взаимодействующих через точки присоединения сетей связи, на основе чего получают сводные данные, характеризующие потоки межсетевого трафика, перестраивают маршруты прохождения межсетевого трафика, согласно изобретению дополнительно осуществляют поиск оптимального, соответствующего изменившемся объему и структуре потоков межсетевого трафика, расположения дополнительного межсетевого соединения, с оптимально расположенного узла доступа сети первого оператора связи направляют подключенным к нему абонентским устройствам радиодоступа команду на формирование субканалов, на абонентских устройствах радиодоступа при получении команды на формирование субканала проверяют радиоэфир на наличие служебных сигналов абонентских устройств радиодоступа, подключенных к оптимально расположенному узлу доступа сети второго оператора связи, с абонентских устройств радиодоступа сети первого оператора связи отправляют запрос на установление соединений с абонентскими устройствами радиодоступа сети второго оператора связи, у которых уровень сигнала наибольший, с абонентских устройств радиодоступа сети второго оператора связи при получении запроса отправляют ответ о готовности к формированию субканала, формируют субканалы между абонентскими устройствами радиодоступа двух операторов связи, с абонентских устройств радиодоступа отправляют сообщения о сформированных субканалах на узлы доступа, к которым они подключены, формируют виртуальный канал связи между узлами доступа сетей операторов связи на основе агрегации сформированных субканалов, с узлов доступа в свои сети отправляют объявления о доступности подсетей сети другого оператора связи.The technical result is achieved in that in the method for managing the routing of traffic between networks of communication operators, which consists in selecting IP packets in a plurality of connection points of communication networks, comparing the IP addresses of the selected packets with the prefixes of the subnets interacting through the connection points of communication networks, on the basis of which summary data is obtained that characterize the flows of inter-network traffic, rebuilding the routes of passage of inter-network traffic, according to the invention, additionally searching for an optimal location of an additional inter-network connection that corresponds to the changed volume and structure of the flows of inter-network traffic, from an optimally located access node of the network of the first communication operator a command is sent to the subscriber radio access devices connected to it to form subchannels, on the subscriber radio access devices, upon receiving a command to form a subchannel, the radio air is checked on the subscriber radio access devices for the presence of service signals of the subscriber radio access devices connected to the optimally located access node of the network of the second communication operator, from the subscriber radio access devices of the network of the first communication operator a request is sent to establish connections with the subscriber radio access devices of the network the second communication operator, which has the highest signal level, from the subscriber devices of the radio access network of the second communication operator, upon receiving a request, send a response about readiness to form a subchannel, form subchannels between the subscriber devices of the radio access of the two communication operators, from the subscriber devices of the radio access send messages about the formed subchannels to the access nodes to which they are connected, form a virtual communication channel between the access nodes of the networks of communication operators based on the aggregation of the formed subchannels, from the access nodes to their networks send announcements about the availability of subnets of the network of another communication operator.
в) Причинно-следственная связь между признаками и техническим результатомc) Cause-and-effect relationship between features and technical result
Благодаря введению в известный объект совокупности существенных отличительных признаков, заявленный способ позволяет реализовать управление маршрутизацией трафика между сетями операторов связи.By introducing a set of essential distinctive features into a known object, the claimed method makes it possible to implement traffic routing management between networks of communication operators.
Доказательства соответствия заявленного изобретения условиям патентоспособностиEvidence of compliance of the claimed invention with the conditions of patentability
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the state of the art has allowed us to establish that there are no analogues characterized by sets of features identical to all the features of the claimed method. Consequently, the claimed invention meets the patentability requirement of "novelty".
Перечисленная новая совокупность существенных признаков достаточна для реализации управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи.The listed new set of essential features is sufficient for implementing traffic routing management between the networks of telecom operators.
Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The results of the search for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that coincide with the distinctive features of the claimed invention from the prototypes showed that they do not follow explicitly from the state of the art. The prior art determined by the applicant does not reveal the known influence of the essential features of the claimed invention on achieving the specified technical result. Consequently, the claimed invention meets the patentability condition of "inventive step".
«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ с достижением указанного в изобретении результата.The “industrial applicability” of the method is determined by the presence of an element base, on the basis of which devices can be made that implement this method with the achievement of the result specified in the invention.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Заявленный способ поясняется чертежами:The claimed method is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - Схема взаимодействия сетей операторов связи до осуществления способа;Fig. 1 - Scheme of interaction of networks of communication operators before implementation of the method;
Фиг. 2 - Схема взаимодействия сетей операторов связи после осуществления способа;Fig. 2 - Scheme of interaction of networks of communication operators after implementation of the method;
Фиг. 3 - Пример данных, характеризующих потоки межсетевого трафика между сетями AS 64496 и AS 64511;Fig. 3 - Example of data characterizing inter-network traffic flows between networks AS 64496 and AS 64511;
Фиг. 4 - Пример данных, характеризующих обнаруженные в радиоэфире одним из абонентских устройств радиодоступа сети AS 64496 служебные сигналы абонентских устройств радиодоступа сети AS 64511.Fig. 4 - An example of data characterizing the service signals of subscriber radio access devices of the AS 64511 network detected in the air by one of the subscriber radio access devices of the AS 64496 network.
На фиг. 1, 2:In Fig. 1, 2:
IXP (InterneteXchangePoint) - точка обмена трафиком;IXP (InterneteXchangePoint) - traffic exchange point;
ISP (InternetServiceProvider) 1 - первый оператор связи;ISP (Internet Service Provider) 1 - first telecom operator;
AS (Autonomous System) 64496 - сеть (автономная система) первого оператора связи (первая сеть связи);AS (Autonomous System) 64496 - network (autonomous system) of the first communications operator (first communications network);
1.1-1.4 - узлы уровня ядра сети первого оператора связи;1.1-1.4 - nodes of the core level of the network of the first telecom operator;
1.5-1.7 - узлы уровня агрегации сети первого оператора связи;1.5-1.7 - nodes of the aggregation level of the first telecom operator's network;
1.8-1.10 - узлы уровня доступа сети первого оператора связи;1.8-1.10 - nodes of the access level of the first telecom operator's network;
1.11, 1.12, …, 1.n - абонентские устройства радиодоступа сети первого оператора связи;1.11, 1.12, …, 1.n - subscriber radio access devices of the first communications operator’s network;
ISP 2 - второй оператор связи;ISP 2 - the second telecom operator;
AS 64511 - сеть второго оператора связи (вторая сеть связи);AS 64511 - second operator network (second communication network);
2.1-2.4 - узлы уровня ядра сети второго оператора связи;2.1-2.4 - nodes of the core level of the network of the second telecom operator;
2.5-2.7 - узлы уровня агрегации сети второго оператора связи;2.5-2.7 - nodes of the aggregation level of the second telecom operator's network;
2.8-2.10 - узлы уровня доступа сети второго оператора связи;2.8-2.10 - nodes of the access level of the second telecom operator’s network;
2.11, 2.12, …, 2.n - абонентские устройства радиодоступа сети второго оператора связи;2.11, 2.12, …, 2.n - subscriber radio access devices of the second communications operator’s network;
УС 1- первый узел связи корпоративной информационной системы;US 1 - the first communication node of the corporate information system;
УС 2- второй узел связи корпоративной информационной системы.US 2 is the second communication node of the corporate information system.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Осуществление способауправления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи продемонстрировано на схеме взаимодействия сетей операторов связи (фиг. 1, 2), котороеявляется показательным вариантом взаимодействия.The implementation of the method for managing traffic routing between networks of communication operators is demonstrated in the diagram of interaction of networks of communication operators (Fig. 1, 2), which is an indicative version of interaction.
Сеть связи AS 64496 (фиг. 1) первого оператора связи ISP 1 (фиг. 1) через точку присоединения 1.2 (фиг. 1) и точку обмена трафиком IXP (фиг. 1) соединена с сетью связи AS 64511 (фиг. 1) второго оператора связи ISP 2 (фиг. 1) через его точку присоединения 2.1 (фиг. 1).The communication network AS 64496 (Fig. 1) of the first communication operator ISP 1 (Fig. 1) is connected via the connection point 1.2 (Fig. 1) and the traffic exchange point IXP (Fig. 1) to the communication network AS 64511 (Fig. 1) of the second communication operator ISP 2 (Fig. 1) via its connection point 2.1 (Fig. 1).
В качестве точек присоединения 1.2, 2.1 (фиг. 1) и точки обмена трафиком IXP(фиг. 1) может выступать маршрутизатор или L3-коммутатор (например, CiscoNexusN3K-C3048-BA-L3).A router or L3 switch (for example, Cisco Nexus N3K-C3048-BA-L3) can act as connection points 1.2, 2.1 (Fig. 1) and traffic exchange point IXP (Fig. 1).
Пусть пропускная способность межсетевого соединения («1.2-IXP-2.1», фиг. 1) составляет 1 Гбит/с, а пиковая нагрузка (среднемаксимальная интенсивность межсетевого трафика) - 950 Мбит/с.Let the throughput of the interconnection (“1.2-IXP-2.1”, Fig. 1) be 1 Gbit/s, and the peak load (average maximum intensity of the interconnection traffic) be 950 Mbit/s.
В качестве узлов доступа 1.8, 1.9, 1.10, 2.8, 2.9, 2.10 (фиг. 1) могут выступать маршрутизаторы уровня доступа (например, CiscoCatalyst 2960). Пусть узлы доступа формируют сети доступа со следующими префиксами подсетей (адресными пространствами): 192.0.2.0/26, 192.0.2.64/26, 192.0.2.128/26, 203.0.113.0/26, 203.0.113.64/26, 203.0.113.128/26, соответственно.Access level routers (e.g. Cisco Catalyst 2960) can act as access nodes 1.8, 1.9, 1.10, 2.8, 2.9, 2.10 (Fig. 1). Let the access nodes form access networks with the following subnet prefixes (address spaces): 192.0.2.0/26, 192.0.2.64/26, 192.0.2.128/26, 203.0.113.0/26, 203.0.113.64/26, 203.0.113.128/26, respectively.
Фактором изменения структуры и объема потока межсетевого трафика может явиться появление нового крупного пользователя, например, корпоративной системы управления. Функционирование корпоративной системы управления обеспечивает ее корпоративная информационная система.The factor of change of structure and volume of the flow of inter-network traffic can be the appearance of a new large user, for example, a corporate management system. The functioning of the corporate management system is provided by its corporate information system.
Корпоративная информационная система - система управления предприятием (корпорацией), в которой процессы сбора, хранения, обработки, преобразования, передачи и обновления информации осуществляются с использованием современной компьютерной техники и средств телекоммуникаций [Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник: Учеб. пособие / Под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 848 с.].Corporate information system - a system for managing an enterprise (corporation) in which the processes of collecting, storing, processing, transforming, transmitting and updating information are carried out using modern computer technology and telecommunications [Systems Theory and Systems Analysis in Organization Management: Handbook: Textbook / Edited by V.N. Volkova and A.A. Emelyanov. - Moscow: Finance and Statistics, 2006. - 848 p.].
Пусть корпоративная информационная система представлена узлами связи УС 1, УС 2 (фиг. 1). Узел связи корпоративной информационной системы УС 1 (фиг. 1) подключен к сети связи AS 64496 (фиг. 1) первого оператора связи ISP 1 (фиг. 1) через узел доступа 1.8 (фиг. 1), а узел связи корпоративной информационной системы УС 2 (фиг. 1) подключен к сети связи AS 64511 (фиг. 1) второго оператора связи ISP 2 (фиг. 1) через узел доступа 2.10 (фиг. 1). Информационное взаимодействие узлов связи корпоративной информационной системы изменяет (увеличивает) интенсивность трафика между сетями операторов связи, относительно стандартных (планируемых) значений.Let the corporate information system be represented by communication nodes US 1, US 2 (Fig. 1). The communication node of the corporate information system US 1 (Fig. 1) is connected to the communication network AS 64496 (Fig. 1) of the first communication operator ISP 1 (Fig. 1) through the access node 1.8 (Fig. 1), and the communication node of the corporate information system US 2 (Fig. 1) is connected to the communication network AS 64511 (Fig. 1) of the second communication operator ISP 2 (Fig. 1) through the access node 2.10 (Fig. 1). Information interaction of the communication nodes of the corporate information system changes (increases) the traffic intensity between the networks of communication operators, relative to the standard (planned) values.
Пусть средняя интенсивность трафика между узлами корпоративной информационной системы составляет 100 Мбит/с. В таком случае (до осуществления способа) трафик между узлами связи корпоративной информационной системы пройдет по маршруту «УС 1-1.8-1.7-1.4-1.2-IXP-2.1-2.3-2.5-2.10-УС 2» (фиг. 1), перегружая тем самым точку обмена трафиком IXP (фиг. 1) и снижая качество обслуживания других потребителей за счет потери части пакетов из их входящего потока, интенсивность которого превышает производительность IXP (фиг. 1).Let the average traffic intensity between the nodes of the corporate information system be 100 Mbit/s. In this case (before the method is implemented), the traffic between the communication nodes of the corporate information system will pass along the route "US 1-1.8-1.7-1.4-1.2-IXP-2.1-2.3-2.5-2.10-US 2" (Fig. 1), thereby overloading the traffic exchange point IXP (Fig. 1) and reducing the quality of service to other consumers due to the loss of some packets from their incoming flow, the intensity of which exceeds the performance of the IXP (Fig. 1).
При реализации способа:When implementing the method:
1. Осуществляют выборку пакетов во множестве точек присоединения сетей связи.1. Perform packet sampling at multiple connection points of communication networks.
В течение заданного периода времени, который определяется исходя из периода колебаний интенсивности межсетевого трафика (как правило - сутки [Статистика трафика точки обмена трафиком MSK-IXP. URL: https://www.msk-ix.ru/traffic]) выбирают все поступающие пакеты.During a specified period of time, which is determined based on the period of fluctuations in the intensity of inter-network traffic (usually a day [Traffic statistics of the MSK-IXP traffic exchange point. URL: https://www.msk-ix.ru/traffic]), all incoming packets are selected.
Выборка осуществляется путем чтения заголовков пакетов, поступающих на точку обмена трафиком или точки присоединения сетей (фиг. 2, IXP) и записью в предварительно очищенную базу данных метаинформации об этих пакетах: адреса назначения, адреса получения и метки времени.The selection is performed by reading the headers of packets arriving at the traffic exchange point or network connection points (Fig. 2, IXP) and writing metainformation about these packets into a previously cleared database: destination addresses, receiving addresses and timestamps.
Собранная информация характеризует процесс межсетевого взаимодействия на уровне отдельных пользователей.The collected information characterizes the process of inter-network interaction at the level of individual users.
2. Сопоставляют адреса выбранных пакетов с префиксами подсетей, взаимодействующих через точки присоединения сетей связи.2. Match the addresses of the selected packets with the prefixes of the subnets interacting through the connection points of the communication networks.
В точке обмена трафиком на основании информации, хранящейся в базе данных, и данных о распределении префиксов подсетей (конфигурации адресных пространств) сопоставляют адреса отправления и назначения с префиксами подсетей, которым эти адреса принадлежат.At the traffic exchange point, based on the information stored in the database and the data on the distribution of subnet prefixes (address space configuration), the source and destination addresses are matched with the prefixes of the subnets to which these addresses belong.
Например, адреса отправления 192.0.2.10 и назначения 203.0.113.10 будут сопоставлены с префиксами подсетей 192.0.2.0/26 и 203.0.113.0/26, соответственно (фиг. 2).For example, the source addresses 192.0.2.10 and destination addresses 203.0.113.10 will be mapped to the subnet prefixes 192.0.2.0/26 and 203.0.113.0/26, respectively (Figure 2).
Полученная информация характеризует процесс межсетевого взаимодействия на уровне подсетей.The information obtained characterizes the process of inter-network interaction at the subnet level.
3. Получают сводные данные, характеризующие потоки межсетевого трафика.3. Obtain summary data characterizing inter-network traffic flows.
В точке обмена трафиком на основании информации о процессе межсетевого взаимодействия на уровне подсетей получают сводные данные, характеризующие потоки межсетевого трафика, а именно распределение интенсивности межсетевого трафика во времени в зависимости от подсети отправления и подсети назначения. Результаты могут быть представлены в табличном виде.At the traffic exchange point, based on information about the process of inter-network interaction at the subnet level, summary data are obtained that characterize the flows of inter-network traffic, namely the distribution of the intensity of inter-network traffic over time depending on the sending subnet and the destination subnet. The results can be presented in tabular form.
Например, данные, характеризующие потоки межсетевого трафика между сетями AS 64496 и AS 64511 (фиг. 2), могут иметь вид, представленный на фиг. 3, где в столбце 1 указаны префиксы подсетей отправления, в столбце 2 - подсетей назначения, в столбцах 3-6 указаны временные интервалы в течение суток, и соответствующие этим интервалам количество пакетов; в последней строке указаны обобщенные данные за всю сеть.For example, data characterizing the flows of inter-network traffic between the networks AS 64496 and AS 64511 (Fig. 2) may have the form shown in Fig. 3, where column 1 indicates the prefixes of the sending subnets, column 2 indicates the destination subnets, columns 3-6 indicate the time intervals during the day, and the number of packets corresponding to these intervals; the last row indicates the generalized data for the entire network.
4. Осуществляют поиск оптимального, соответствующего изменившемся объему и структуре потоков межсетевого трафика, расположения дополнительного межсетевого соединения.4. They search for an optimal location for an additional interconnection connection that corresponds to the changed volume and structure of inter-network traffic flows.
Поиск оптимального расположения дополнительного межсетевого соединения осуществляется на уровне узлов доступа сетей операторов связи с учетом их географической близости и может быть осуществлен с учетом известных методов [Крылов В. В., Самохвалова С. С. Теория телетрафика и ее приложения. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. -288 с.; В.П. Соловьев, Н.В. Павленко Метод выбора узлов-партнеров при пиринговом обмене данными с учетом топологии сети // Программные продукты и системы // № 1 (101), 2013 Тверь С. 135-140].Для чего выполняют, по крайней мере, следующее.The search for the optimal location of an additional interconnection is carried out at the level of access nodes of the networks of telecom operators, taking into account their geographic proximity and can be carried out using known methods [Krylov V.V., Samokhvalova S.S. Theory of teletraffic and its applications. - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2005. - 288 p.; V.P. Soloviev, N.V. Pavlenko Method for selecting partner nodes in peer-to-peer data exchange taking into account network topology // Software products and systems // No. 1 (101), 2013 Tver pp. 135-140]. For which at least the following is performed.
По известным географическим координатам узлов доступа вычисляют расстояние между всеми возможными парами узлов доступа, принадлежащих различным сетям операторов связи. Формулы для вычисления расстояния между точками на местности, заданными в различных системах координат, известны и описаны в соответствующей литературе [Справочник геодезиста: в 2-х кн. Кн. 1 - 3-изд., перераб. и доп. / под ред. В.Д. Большакова и Г.П. Левчука. - М.: Недра, 1985, 455 с.].Based on the known geographic coordinates of access nodes, the distance between all possible pairs of access nodes belonging to different networks of telecom operators is calculated. Formulas for calculating the distance between points on the ground specified in different coordinate systems are known and described in the relevant literature [Geodesist's Handbook: in 2 books. Books 1-3, revised and enlarged / edited by V.D. Bolshakov and G.P. Levchuk. - Moscow: Nedra, 1985, 455 p.].
Из всех возможных пар узлов выбирают те, расстояние между которыми меньше, чем дальность передачи по технологии, используемой на абонентских устройствах радиодоступа, подключенных к этим узлам.Of all possible pairs of nodes, those are selected whose distance is less than the transmission range of the technology used on the subscriber radio access devices connected to these nodes.
Устройство абонентское - подключаемое к абонентским линиям (узлам доступа) техническое средство формирования сигналов электросвязи для передачи или приема по каналам связи заданной абонентом информации (телефонный аппарат, факс, автоответчик, модем и др.). Абонентские устройства радиодоступа отличаются наличием радиоинтерфейса (сотовый телефон, Wi-Fi точка доступа и др.) [Боговик А.В., Зарубин М.А., Керко В.А. Сборник терминов в области информационных и сетевых технологий. - СПб.: ВАС, 2009.- 116с.].Subscriber device - a technical means for generating telecommunication signals connected to subscriber lines (access nodes) for transmitting or receiving information specified by the subscriber via communication channels (telephone, fax, answering machine, modem, etc.). Subscriber radio access devices are distinguished by the presence of a radio interface (cellular phone, Wi-Fi access point, etc.) [Bogovik A.V., Zarubin M.A., Kerko V.A. Collection of terms in the field of information and network technologies. - St. Petersburg: VAS, 2009.- 116 p.].
Например, для технологии IEEE 802.11b расстояние передачи данных составляет до 120 метров в пределах прямой видимости, а для технологии IEEE 802.11b - до 30 метров [Инфокоммуникационные сети: энциклопедия. Том 1: Инфокоммуникационные сети: классификация, структура, архитектура, жизненный цикл, технологии / С. П. Воробьев, А. Е. Давыдов, В. В. Ефимов, В. И. Курносов; Под ред. С. П. Воробьева. - Изд. 2-е, перераб и доп. - СПб.: Наукоемкие технологии, 2019. - 739 с.].For example, for IEEE 802.11b technology, the data transmission distance is up to 120 meters within line of sight, and for IEEE 802.11b technology - up to 30 meters [Infocommunication networks: encyclopedia. Volume 1: Infocommunication networks: classification, structure, architecture, life cycle, technologies / S. P. Vorobyov, A. E. Davydov, V. V. Efimov, V. I. Kurnosov; Ed. by S. P. Vorobyov. - 2nd ed., revised and enlarged. - St. Petersburg: Science-intensive technologies, 2019. - 739 p.].
Например, пусть оптимальное расположение дополнительного межсетевого соединения соответствует паре узлов доступа: 1.10 и 2.8 (фиг. 2).For example, let the optimal location of the additional interconnection correspond to a pair of access nodes: 1.10 and 2.8 (Fig. 2).
5. С оптимально расположенного узла доступа сети первого оператора связи направляют подключенным к нему абонентским устройствам радиодоступа команду на формирование субканалов.5. From the optimally located access node of the first communications operator’s network, a command is sent to the subscriber radio access devices connected to it to form subchannels.
В качестве абонентских устройств радиодоступа 1.11-1.n и 2.11-2.n (фиг. 2), соответственно подключенных к узлам доступа 1.10 и 2.8 (фиг. 2) могут выступать точки доступа Wi-Fi (например, CiscoSRP521W-U).Wi-Fi access points (for example, CiscoSRP521W-U) can act as subscriber radio access devices 1.11-1. n and 2.11-2. n (Fig. 2), respectively connected to access nodes 1.10 and 2.8 (Fig. 2).
Пусть абонентские устройства радиодоступа первой сети 1.11-1.n (фиг. 2) имеют адреса 192.0.2.129-192.0.2.n, а абонентские устройства радиодоступа второй сети 2.11-2.n (фиг. 2) - 203.0.113.1-203.0.113.n, соответственно.Let the subscriber radio access devices of the first network 1.11-1. n (Fig. 2) have addresses 192.0.2.129-192.0.2. n , and the subscriber radio access devices of the second network 2.11-2. n (Fig. 2) - 203.0.113.1-203.0.113. n , respectively.
Команда на формирование субканала, состоящая из условной комбинации битов, инкапсулируется в тело пакета, который отправляется всем абонентским устройствам радиодоступа, подключенным к узлу доступа.The command to form a subchannel, consisting of a conditional combination of bits, is encapsulated in the body of a packet, which is sent to all subscriber radio access devices connected to the access node.
Например, в качестве команды может быть выбрана комбинация битов «01010101» и направлена в теле пакета с узла доступа 1.10 (фиг. 2) всем абонентским устройствам радиодоступа 1.11-1.n (фиг. 2) по их адресам 192.0.2.129-192.0.2.n.For example, the bit combination “01010101” can be selected as a command and sent in the body of a packet from access node 1.10 (Fig. 2) to all subscriber radio access devices 1.11-1. n (Fig. 2) at their addresses 192.0.2.129-192.0.2. n .
Здесь и далее, с материальной точки зрения, отправка (направление, передача) сообщений (команд, запросов, объявлений) осуществляется путем 1) генерации передающими модулями устройств (узлов доступа, абонентских устройств радиодоступа и др.) электрического (электромагнитного) аналогового сигнала, соответствующего цифровому представлению передаваемой информации, и 2) направления его по среде распространения.From here on, from a material point of view, sending (directing, transmitting) messages (commands, requests, announcements) is carried out by 1) generating an electrical (electromagnetic) analog signal corresponding to the digital representation of the transmitted information by transmitting modules of devices (access nodes, subscriber radio access devices, etc.), and 2) directing it through the propagation medium.
При этом цифровое представление передаваемой информации суть пакет, битовая структура которого соответствует используемой на сети технологии, с инкапсулированной в его тело полезной нагрузкой (командой, запросом, объявлением и т.д.).In this case, the digital representation of the transmitted information is a packet, the bit structure of which corresponds to the technology used on the network, with the payload (command, request, announcement, etc.) encapsulated in its body.
6. На абонентских устройствах радиодоступа при получении команды на формирование субканала проверяют радиоэфир на наличие служебных сигналов абонентских устройств радиодоступа, подключенных к оптимально расположенному узлу доступа сети второго оператора связи.6. On subscriber radio access devices, upon receiving a command to form a subchannel, the radio airwaves are checked for the presence of service signals from subscriber radio access devices connected to the optimally located access node of the second communications operator’s network.
Абонентские устройства радиодоступа (в примере - точки доступа Wi-Fi), находящиеся в активном состоянии, через определенные временные интервалы отправляют в радиоэфир сигнальные кадры (служебные сигналы), содержащие информацию о собственных функциональных возможностях, поддерживаемых скоростях, политиках безопасности и идентификаторах (BSSID, SSID)[Смирнова В.В., Пролетарский А.В. и др. Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi. / под общ. ред. А. В. Пролетарского. - М: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 446].Subscriber radio access devices (in the example - Wi-Fi access points), which are in the active state, send signal frames (service signals) over the air at certain time intervals, containing information about their own functional capabilities, supported speeds, security policies and identifiers (BSSID, SSID) [Smirnova V.V., Proletarsky A.V. et al. Technologies of modern wireless Wi-Fi networks. / edited by A.V. Proletarsky. - M: Publishing House of Bauman Moscow State Technical University, 2017. - 446].
Все действия, связанные с приемом и передачей радиосигналов, осуществляются штатными радиоприемными и радиопередающими модулями абонентских устройств радиодоступа, которые функционально состоят из антенны, входной цепи, усилителя, смесителя, гетеродина, детектора, аналого-цифрового преобразователя и цифро-аналогового преобразователя, усилителей, модулятора, генератора, антенны, соответственно.All actions related to the reception and transmission of radio signals are carried out by standard radio receiving and radio transmitting modules of subscriber radio access devices, which functionally consist of an antenna, an input circuit, an amplifier, a mixer, a heterodyne, a detector, an analog-to-digital converter and a digital-to-analog converter, amplifiers, a modulator, a generator, and an antenna, respectively.
Отличие абонентских устройств радиодоступа друг от друга, а также определение их принадлежности к различным сетям, осуществляется по находящемуся в сигнальных кадрах идентификатору (BSSID).The distinction between subscriber radio access devices and their belonging to different networks is carried out using the identifier (BSSID) located in the signal frames.
BSSID (Basic Service Set Identifier) - уникальный идентификатор базового набора услуг, который, как правило, совпадает с MAC-адресом устройства [Смирнова В.В., Пролетарский А.В. и др. Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi. / под общ. ред. А. В. Пролетарского. - М: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 446].BSSID (Basic Service Set Identifier) is a unique identifier of the basic service set, which usually coincides with the MAC address of the device [Smirnova V.V., Proletarsky A.V. et al. Technologies of modern wireless Wi-Fi networks. / edited by A.V. Proletarsky. - M: Publishing house of Bauman Moscow State Technical University, 2017. - 446].
Например, пусть абонентским устройством радиодоступа 1.11 (фиг. 2) после получения команды в радиоэфире обнаружены служебные сигналы 4-х абонентских устройств радиодоступа сети второго оператора связи, логическое содержание и физические параметры которых представлены на фиг. 4.For example, let subscriber radio access device 1.11 (Fig. 2), after receiving a command on the radio, detect service signals from 4 subscriber radio access devices of the second communications operator’s network, the logical content and physical parameters of which are presented in Fig. 4.
7. С абонентских устройств радиодоступа сети первого оператора связи отправляют запрос на установление соединений с абонентскими устройствами радиодоступа сети второго оператора связи, у которых уровень сигнала наибольший.7. From the subscriber radio access devices of the first communications operator's network, a request is sent to establish connections with the subscriber radio access devices of the second communications operator's network, which have the highest signal level.
Отправляют запрос на установление соединения, включающий перечень согласованных параметров радиолинии (частота, полоса пропускания, модуляция и т.д.) и логического канала (скорость, протокол и т.д.), по адресу устройства (идентификатору BSSID), уровень служебного сигнала которого наибольший.A connection establishment request is sent, including a list of agreed parameters of the radio link (frequency, bandwidth, modulation, etc.) and the logical channel (speed, protocol, etc.), to the device address (BSSID identifier) whose service signal level is the highest.
Например, учитывая найденные абонентским устройством радиодоступа 1.11 (фиг. 2) сигналы (фиг. 4), по MAC-адресу AA:00:01:05:F3:B2(абонентское устройство радиодоступа второй сети 2.11, фиг. 2) в радиоэфир на частоте 2422 МГц отправляют запрос на установление соединения на скорости 18 Мбит/с.For example, taking into account the signals found by the subscriber radio access device 1.11 (Fig. 2) (Fig. 4), a request to establish a connection at a speed of 18 Mbit/s is sent to the radio air at the MAC address AA:00:01:05:F3:B2 (the subscriber radio access device of the second network 2.11, Fig. 2) at a frequency of 2422 MHz.
9. Формируют субканалы между абонентскими устройствами радиодоступа двух операторов связи.9. Form subchannels between subscriber radio access devices of two communications operators.
На основании предварительно согласованных параметров формируют субканалы, представляющие собой каналы связи точка-точка между абонентскими устройствами радиодоступа двух операторов связи.Based on previously agreed parameters, subchannels are formed, which are point-to-point communication channels between subscriber radio access devices of two communication operators.
Субканал может быть сформирован на основе технологии WDS-соединения, которое устанавливается между точками доступа с одновременным согласованием полного перечня необходимых параметров, в числе которых номер и ширина канала (частота), SSID, алгоритм шифрования, ключи шифрования и парольные фразы.A subchannel can be formed based on WDS connection technology, which is established between access points with simultaneous agreement on a full list of necessary parameters, including the channel number and width (frequency), SSID, encryption algorithm, encryption keys and password phrases.
Например, пусть сформированы n субканалов между следующими парами абонентских устройств 1.11-2.11 (фиг. 2), 1.12-2.12 (фиг. 2), …, 1.n-2.n (фиг. 2).For example, let n subchannels be formed between the following pairs of subscriber devices 1.11-2.11 (Fig. 2), 1.12-2.12 (Fig. 2), …, 1. n -2. n (Fig. 2).
10. С абонентских устройств радиодоступа отправляют сообщения о сформированных субканалах на узлы доступа, к которым они подключены.10. Messages about formed subchannels are sent from subscriber radio access devices to the access nodes to which they are connected.
Каждое абонентское устройство радиодоступа информирует узел доступа, к которому оно подключено, для чего отправляет сообщение, содержащее данные о пропускной способности сформированного субканала и идентификаторах устройства радиодоступа, с которым установлено соединение (его MAC-адрес и IP-адрес).Each subscriber radio access device informs the access node to which it is connected, for which purpose it sends a message containing data on the throughput of the formed subchannel and the identifiers of the radio access device with which the connection is established (its MAC address and IP address).
Например, абонентские устройства радиодоступа первой сети 1.11-1.n (фиг. 2) отправляют сообщение узлу доступа 1.10 (фиг. 2), а абонентские устройства радиодоступа второй сети 2.11-2.n (фиг. 2) - узлу доступа 2.8 (фиг. 2).For example, subscriber radio access devices of the first network 1.11-1. n (Fig. 2) send a message to access node 1.10 (Fig. 2), and subscriber radio access devices of the second network 2.11-2. n (Fig. 2) send a message to access node 2.8 (Fig. 2).
11. Формируют виртуальный канал связи между узлами доступа сетей операторов связи на основе агрегации сформированных субканалов.11. Form a virtual communication channel between access nodes of communication operators’ networks based on the aggregation of formed subchannels.
Сформированные между абонентскими устройствами радиодоступа субканалы соединяют на физическом и канальном уровнях узлы доступа сетей операторов связи. Образование единого виртуального канала связи на сетевом уровне осуществляется по технологии агрегации каналов.Subchannels formed between subscriber radio access devices connect access nodes of communication operators' networks at the physical and channel levels. The formation of a single virtual communication channel at the network level is carried out using channel aggregation technology.
Агрегация (агрегирование) каналов - технология, которая позволяет объединить несколько физических каналов в один логический. Такое объединение позволяет увеличивать пропускную способность и надежность канала [Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Юбилейное издание. - СПб.: Питер, 2020. - 1008 с.].Channel aggregation is a technology that allows combining several physical channels into one logical one. Such unification allows increasing the channel capacity and reliability [Olifer V., Olifer N. Computer networks. Principles, technologies, protocols: Anniversary edition. - St. Petersburg: Piter, 2020. - 1008 p.].
Конкретная реализация технологии агрегации каналов может различаться (LACP, Ethernet trunk, NIC Teaming, Port Channel и др.), однако, в общем виде состоит в мониторинге состояния группы агрегируемых каналов (субканалов), постановке в соответствие логического канала группе агрегируемых каналов (субканалов) и балансировке между агрегируемыми каналами (субканалами) нагрузки, передаваемой по виртуальному каналу.The specific implementation of channel aggregation technology may vary (LACP, Ethernet trunk, NIC Teaming, Port Channel, etc.), however, in general it consists of monitoring the state of a group of aggregated channels (subchannels), assigning a logical channel to a group of aggregated channels (subchannels), and balancing the load transmitted over a virtual channel between the aggregated channels (subchannels).
Материально формирование виртуального канала осуществляется 1) конфигурированием узлов доступа, путем ввода соответствующих команд через их интерфейс, за счет чего в память узлов записываются параметры, предопределяющие режимы их работы, и 2) функционированием узлов доступа в соответствии с сконфигурированными параметрами.The material formation of a virtual channel is carried out by 1) configuring access nodes by entering the corresponding commands through their interface, due to which parameters that predetermine their operating modes are recorded in the memory of the nodes, and 2) the functioning of the access nodes in accordance with the configured parameters.
Например, на узлах доступа 1.10 и 2.8 (фиг. 2) агрегируют субканал 1 (1.11-2.11, фиг. 2), субканал 2 (1.12-2.12, фиг. 2), … и субканал n (1.n-2.n, фиг. 2), в результате чего формируют виртуальный канал 1.10-2.8 (фиг. 2).For example, on access nodes 1.10 and 2.8 (Fig. 2), subchannel 1 (1.11-2.11, Fig. 2), subchannel 2 (1.12-2.12, Fig. 2), ... and subchannel n (1. n -2. n , Fig. 2) are aggregated, as a result of which virtual channel 1.10-2.8 is formed (Fig. 2).
12. С узлов доступа в свои сети отправляют объявления о доступности подсетей сети другого оператора связи.12. Access nodes send announcements about the availability of subnets of another telecom operator’s network to their networks.
Появление дополнительного межсетевого соединения изменяет физическую структуру сетей связи и открывает возможность взаимодействия пользователей (протекания потоков межсетевого трафика) через новый канал связи.The emergence of an additional interconnection changes the physical structure of communication networks and opens up the possibility of interaction between users (flow of inter-network traffic) through a new communication channel.
Для чего информация о доступности подсетей другого оператора связи через новую дополнительную точку присоединения (узел доступа) распространяется в сети оператора связи путем отправки объявлений о доступности (анонсов).For this reason, information about the availability of subnets of another telecom operator through a new additional connection point (access node) is distributed in the telecom operator’s network by sending availability announcements.
Распространение информации о доступности может осуществляться по известным протоколам динамической маршрутизации (BGP, RIP, IS-IS, OSPF и др.).Distribution of availability information can be carried out using well-known dynamic routing protocols (BGP, RIP, IS-IS, OSPF, etc.).
Например, узел доступа 1.10 (фиг. 2) отправляет узлу агрегации 1.7 (фиг. 2) объявления о доступности, по крайней мере, подсетей 203.0.113.0/26, 203.0.113.64/26 и 203.0.113.128/26, а узел доступа 2.8 (фиг. 2) узлу агрегации 2.5 (фиг. 2) - подсетей 192.0.2.0/26, 192.0.2.64/26 и 192.0.2.128/26. При этом получившие объявления узлы рассылают их другим узлам до полного распространения информации по всей сети.For example, access node 1.10 (Fig. 2) sends advertisements to aggregation node 1.7 (Fig. 2) about the availability of at least subnets 203.0.113.0/26, 203.0.113.64/26 and 203.0.113.128/26, and access node 2.8 (Fig. 2) sends advertisements to aggregation node 2.5 (Fig. 2) about subnets 192.0.2.0/26, 192.0.2.64/26 and 192.0.2.128/26. In this case, the nodes that receive the advertisements send them to other nodes until the information is completely distributed throughout the entire network.
Так узлу доступа 1.8 (фиг. 2), к которому подключен УС 1 (фиг. 2) становится известно о доступности подсети 203.0.113.128/26, которой принадлежит адрес УС 2 (фиг. 2), через точку присоединения 1.10 (фиг. 2).Thus, access node 1.8 (Fig. 2), to which US 1 (Fig. 2) is connected, becomes aware of the availability of subnet 203.0.113.128/26, to which the address of US 2 (Fig. 2) belongs, through connection point 1.10 (Fig. 2).
13. Перестраивают маршруты прохождения межсетевого трафика.13. Rebuild the routes of inter-network traffic.
После распространения в сетях связи информации о появлении дополнительно межсетевого соединения на каждом узле сети определяют новые маршруты прохождения трафика и обновляют маршрутно-адресные таблицы. После чего поток межсетевого трафика перераспределится между двумя межсетевыми соединениями.After the information about the appearance of an additional inter-network connection is distributed in the communication networks, new traffic routes are determined on each network node and the route-address tables are updated. After that, the flow of inter-network traffic is redistributed between the two inter-network connections.
Например, если критерием при построении маршрутов будет минимум транзитных элементов, то маршрут между УС 1 и УС 2 будет «УС 1-1.8-1.7-1.10-2.8-2.5-2.10-УС 2» (фиг. 2, выделено жирным).For example, if the criterion for constructing routes is the minimum number of transit elements, then the route between US 1 and US 2 will be “US 1-1.8-1.7-1.10-2.8-2.5-2.10-US 2” (Fig. 2, highlighted in bold).
После чего не учтенный при проектировании сетей связи трафик корпоративной системы управления пройдет через сформированный виртуальный канал (дополнительное межсетевое соединение), освободив при этом перегруженную точку обмена трафиком IXP (фиг. 2).After which, the corporate management system traffic, which was not taken into account when designing the communication networks, will pass through the formed virtual channel (additional inter-network connection), thereby freeing up the overloaded IXP traffic exchange point (Fig. 2).
Оценка эффективностиEvaluation of effectiveness
Помимо осуществления управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи эффект от применения способа также заключается в повышении эксплуатационных показателей взаимодействующих сетей связи, в частности - качества процесса доставки пакетов.In addition to managing the routing of traffic between the networks of communication operators, the effect of using the method also consists in increasing the operational indicators of interacting communication networks, in particular the quality of the packet delivery process.
Эффективность () способа можно оценить путем сравнения коэффициентов потерь пакетов до () и после () применения способа:Efficiency ( ) method can be assessed by comparing the packet loss rates to ( ) and after ( ) application of the method:
Конкретное значение зависит от множества переменных факторов (физической структуры сети, интенсивности трафика, качества межсетевого соединения и др.).Specific meaning depends on many variable factors (physical network structure, traffic intensity, quality of the interconnection, etc.).
Оценка эффективности способа осуществлена в среде моделирования AnyLogic на имитационной модели, отражающей ситуацию на фиг. 1, 2. По результатам моделирования эффективность составила от 23 до 67%, в зависимости от распределения интенсивности межсетевого трафика во времени.The efficiency of the method was assessed in the AnyLogic modeling environment on a simulation model reflecting the situation in Fig. 1, 2. According to the modeling results, the efficiency was from 23 to 67%, depending on the distribution of the intensity of inter-network traffic over time.
На основании этого следует вывод, что заявленный способ управления маршрутизацией трафика между сетями операторов связи позволяет реализовать заявленный процесс и решить техническую проблему.Based on this, it follows that the declared method of managing traffic routing between networks of telecom operators allows the implementation of the declared process and the solution of the technical problem.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2827000C1 true RU2827000C1 (en) | 2024-09-19 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090323544A1 (en) * | 2000-06-14 | 2009-12-31 | Level 3 Communications, Llc | Internet route deaggregation and route selection preferencing |
RU2436250C2 (en) * | 2006-11-17 | 2011-12-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and apparatus for efficient routing in communication networks |
US20130132542A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Telefonktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Method and System for Effective BGP AS-Path Pre-pending |
RU2714220C1 (en) * | 2019-08-19 | 2020-02-13 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | Method of routing in mobile personal satellite communication networks on low-orbiting satellite retransmitters with zonal registration of subscribers and a router of a low-orbiting relay satellite with integrated services for realizing said method |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090323544A1 (en) * | 2000-06-14 | 2009-12-31 | Level 3 Communications, Llc | Internet route deaggregation and route selection preferencing |
RU2436250C2 (en) * | 2006-11-17 | 2011-12-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and apparatus for efficient routing in communication networks |
US20130132542A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Telefonktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Method and System for Effective BGP AS-Path Pre-pending |
RU2714220C1 (en) * | 2019-08-19 | 2020-02-13 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | Method of routing in mobile personal satellite communication networks on low-orbiting satellite retransmitters with zonal registration of subscribers and a router of a low-orbiting relay satellite with integrated services for realizing said method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11929977B2 (en) | System, apparatus and method to support data server selection | |
US8422491B2 (en) | Mobile network configuration and method | |
US20190268181A1 (en) | Methods and systems for transmitting and receiving data through tunnel groups | |
US10075376B2 (en) | Mobile network operating method | |
KR100671526B1 (en) | Method and apparatus for addressing and routing in wireless mesh networks | |
US8982708B1 (en) | Priority aware dynamic routing protocol for ad-hoc networks | |
KR20190018165A (en) | Packet processing method and device | |
CN111771359B (en) | Method and system for connecting communication networks | |
KR20070117627A (en) | Bandwidth adaptation to network load | |
US8958417B2 (en) | Method and system for call admission control in a wireless mesh network | |
CN113923161A (en) | Message forwarding method and device | |
US9124586B2 (en) | Confidential or protected access to a network of nodes distributed over a communication architecture with the aid of a topology server | |
WO2013161316A1 (en) | Communication apparatus, communication method, communication system, control apparatus and program | |
Miao et al. | Study on research challenges and optimization for internetworking of hybrid MANET and satellite networks | |
CN104053208B (en) | Method for routing based on channel distribution, device in wireless self-networking | |
RU2827000C1 (en) | Method of controlling traffic routing between networks of telecom operators | |
US7768946B2 (en) | Resource determination in IP-based networks | |
US20240236807A1 (en) | Multipath communication and control | |
EP2552151B1 (en) | Method and system for centralized control of mobile station associations, routing and rate control in wireless networks | |
US20130138732A1 (en) | Access to a network of nodes distributed over a communication architecture with the aid of a topology server with multicriteria selection | |
CN118101592A (en) | Network address structure, satellite and message processing method and device thereof | |
CN117440467A (en) | Communication method, communication device and communication system | |
Lee et al. | A practical SDN-based data offloading framework | |
Ranjani et al. | Wireless data transmission in ZigBee using indegree and throughput optimization | |
Krishna et al. | Cognitive radio enabled cache map-and-route using context mapping and decision making approach in software defined networks |