DE102004008376B4

DE102004008376B4 - Verfahren und System zum Schaffen einer garantierten Qualität des Dienstes in einem IP-Netz

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Publication number: DE102004008376B4
Application number: DE200410008376
Authority: DE
Inventors: Wu Qing; Jiandong Ge; Guoping Li; Jianzhong Huang
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2024-02-21
Also published as: RU2271614C2; BRPI0400906A; JP2004254328A; BR122014030822B1; US7319691B2; CN1283079C; BRPI0400906B1; KR100585418B1; KR20040075288A; ES2238928A1; JP4015122B2; DE102004008376A1; AU2004200280A1; ES2238928B1; US20040215817A1; CN1523834A; GB2399257A; GB2399257B; RU2004105915A; GB0403736D0

Abstract

Verfahren zum Schaffen einer garantierten Qualität eines Dienstes (QoS) in einem IP-Netz, das folgende Schritte umfasst:
a. Erhalten der Adressen eines Quellteilnehmers und eines Zielteilnehmers und der QoS-Parameter für einen Dienst durch Analysieren einer Dienstanforderung nach dem Empfangen der Dienstanforderung mit einer Anforderung einer garantierten QoS von einem Quellteilnehmer und Senden einer Leitwegauswahl- und Betriebsmittelanwendungs-Anforderung zur Trägersteuerschicht des IP-Netzes durch einen Dienst-Steuerschicht-Server im IP-Netz;
b. Zuweisen von Betriebsmitteln und einem mehrere markenvermittelte Wege enthaltenden Leitweg vom Quellteilnehmer zum Zielteilnehmer für den Dienst in einem Dienstträger-Logiknetz entsprechend den Adressen des Quellteilnehmers und des Zielteilnehmers und dem Diensttyp durch einen Trägernetz-Betriebsmittelmanager in der Trägersteuerschicht, sowie Erzeugen eines Mehrfachebenen-Markenstapels (Multi-Level Label Stack) für die Betriebsmittel und den Leitweg, wobei der Mehrfachebenen-Markenstapel Marken für alle markenvermittelten Wege des Leitwegs enthält, Informieren des Dienstträger-Logiknetzes über den Mehrfachebenen-Markenstapel; und
c. Weiterleiten der Verkehrsströme im Dienstträger-Logiknetz entsprechend den Marken in dem Mehrfachebenen-Markenstapel durch den...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf die IP-Netztechnologie und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Schaffen einer garantierten Qualität des Dienstes (Quality of Service, QoS) in einem IP-Netz.
Hintergrund der Erfindung
Gegenwärtig kann ein IP-Netz des Telekommunikationsdiensteanbieters nur Datendienste soweit möglich anbieten. Zusammen mit dem Ansteigen der Anzahl der Breitbandnetz-Teilnehmer werden die Anforderungen an das IP-Netz immer größer. Die Echtzeitdienste, wie z. B. Sprache, Videokonferenzen usw., haben strenge Anforderungen an die QoS.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein vollständiges IP-Netz eines Telekommunikationsdiensteanbieters Zugangs-/Netzübergangs-Schichten und eine Kernschicht. Die Teilnehmer des IP-Netzes können durch verschiedene Zugriffsmittel, wie z. B. XDSL, HFC, Ethernet, Mietleitung oder WLL usw., auf den Rand-Weiterleitungs-Router E zugreifen. Der Rand-Weiterleitungs-Router E ist für das Management der Teilnehmer verantwortlich, wobei er mit dem Kern-Router RH verbunden ist, der für das Weiterleiten und die Leitweglenkung der IP-Pakete verantwortlich ist. Ein IP-Netz kann riesig sein, z. B. kann ein landesweites Netz eines Telekommunikationsdiensteanbieters Tausende über Tausende von Kern-Routern und Rand-Weiterleitungs-Routern umfassen. Mit Blick auf die Zweckmäßigkeit des Managements und der Stabilität der Netz-Leitwege kann das IP-Netz in mehrere unabhängige Leitweg-Managementbereiche unterteilt werden, wie mit den gestrichelten Linien in 1 gezeigt ist. Das ganze Netz umfasst mehrere Netzbereiche und die Verbindungen zwischen ihnen.
Ein Netz kann basierend auf Verwaltungsregionen, wie z. B. Stadt, Bezirk und Staat; oder basierend auf anderen Arten in Bereiche unterteilt werden. Normalerweise ist ein IP-Netz eines Telekommunikationsdiensteanbieters basierend auf den Verwaltungsbereichen unterteilt, wobei jeder Bereich ein autonomes IP- System (IP-AS) sein kann.
Zurückzuführen auf die Konstruktionsgedanken gibt es kein Mittel für eine garantierte QoS in älteren IP-Netzen. Für die Anpassung an die Entwicklung der Netzanwendungen sind verschiedene Verfahren für die IP-QoS vorgeschlagen worden, die das Modell der integrierten Dienste (Int-Serv-Modell) und das Modell der differenzierten Dienste (Diff-Serv-Modell) enthalten. Unter diesen kann das Diff-Serv-Modell verwendet werden, um die QoS-Unterstützung zusammen mit der Mehrfachprotokoll-Markenvermittlungs-Technologie (MPLS(Multiprotocol Label Switching)-Technologie) zu schaffen. Gegenwärtig ist eine Kombination des Int-Serv-Modells und des Diff-Serv-Modells ein übliches Verfahren, in dem das Int-Serv-Modell im Zugangsnetz und an der Grenze verwendet wird, während das Diff-Serv-Modell im Rückgratnetz verwendet wird. Die MPLS-Technologie kann verwendet werden, wenn das Diff-Serv-Modell im Rückgratnetz verwendet wird.
Wenn das Diff-Serv-Modell verwendet wird, ist, wenn nur die Priorität in einem Typ des Dienstes (Type of Service, ToS) gesetzt ist, um die QoS zu garantieren, die Wirkung nicht vorhersagbar, obwohl es den Vorteil eines hohen Leitungsausnutzungsfaktors besitzt. Deshalb ist eine weitere Verbesserung für Diff-Serv implementiert worden. Einige Organisationen und Verkäufer führen eine unabhängige Trägersteuerschicht des Hintergrundes-Diff-Serv ein und setzen eine Menge spezieller Diff-Serv-QoS-Zeichengabemechanismen fest. Um die Anwendung des Diff-Serv zu fördern, treiben IETF und einige Anbieter bzw. Verkäufer und Institute zusammen das Internet 2 im Qbone-Versuchsnetz voran, das einen Bandbreitenvermittler (Bandwidth Broker, BB) verwendet, um die Netzbetriebsmittel und die Netztopologie zu managen. Außerdem schlagen einige andere Verkäufer Verfahren zum Managen der Betriebsmittel und der Topologie und zum Koordinieren der QoS-Fähigkeit jedes Diff-Serv-Bereichs unter Verwendung einer ähnlichen QoS-Server/Betriebsmittel-Managertechnologie vor. In allen diesen Verfahren wird eine Trägersteuerschicht zum Managen der Netzbetriebsmittel und der Netztopologie für das Diff-Serv-Basisnetz speziell festgelegt. Wie in 2 gezeigt ist, wird die Diff-Serv-Betriebsart beim professionellen Netzbetriebsmittelmanagement als ein Diff-Serv-Modell mit einer unabhängigen Trägersteuerschicht bezeichnet.
Im Diff-Serv-Modell mit einer unabhängigen Trägersteuerschicht führt ein Rand-Weiterleitungs-Router des Netzes die Klassifizierung und Markierung des DS- Feldes für jede Gruppe aus, wobei er das DS-Feld eines IP-Pakets oder die EXP-Informationen eines MPLS-Pakets verwendet, um die Prioritätsinformationen der IP-Gruppe zu übertragen. Im Kernknoten des Netzes wählt der Router basierend auf den Prioritätsinformationen die entsprechende Weiterleitungsverarbeitung für das Paket. Die Server in der Trägersteuerschicht, einschließlich dem BB oder dem QoS-Server/Betriebsmittel-Manager, konfigurieren die Managementregeln und die Netztopologie, wobei sie die Betriebsmittel für die Dienstbandbreitenanforderungen der Teilnehmer zuweisen. Die spezifizierte Bandbreite kann durch die Koordination mit den Teilnehmern über Dienstebenenvereinbarungen (Service Level Agreement, SLA) gemeinsam benutzt werden. Die Trägernetz-Steuer-Server jedes Managementbereichs übertragen die Dienstbandbreitenanforderungen und -ergebnisse, die für die Dienstanforderungen durch den Trägernetz-Betriebsmittelmanager zugewiesenen Weginformationen usw. durch Zeichengabe zwischen einander. Gegenwärtig sind die Probleme im älteren Diff-Serv-Modell mit unabhängiger Trägersteuerschicht, wie z. B. eines Bandbreitenvermittler-Modells des Qbone, vorhanden, wobei es z. B. schwierig zu implementieren, zu planen, zu betreiben und zu warten ist.
Im ersten Schema des Standes der Technik, wie in 3 gezeigt ist, die ein Internet2-BB-Modell veranschaulicht, definiert das Internet2 die entsprechenden BBs für jeden Diff-Serv-Managementbereich, wobei der BB für die Handhabung der Bandbreiteanwendungsanforderungen von den Teilnehmer-Computern, den Dienst-Servern S oder dem Netz-Wartungspersonal verantwortlich ist. Der BB bestimmt, ob die Bandbreitenanwendung entsprechend dem erhaltenen Betriebsmittelzustand des aktuellen Netzes, den Konfigurationspolitiken und der SLA des mit dem Teilnehmer vereinbarten Dienstes zu erlauben ist.
Wie in 4 gezeigt ist, zeichnet ein Bandbreitenmanager eine große Menge statischer und dynamischer Informationen auf, die verschiedene Arten der SLA-Konfigurationsinformationen, der Topologieinformationen über das physische Netz, der Konfigurationsinformationen und der Politikinformationen der Router, der Anwenderberechtigungsinformationen, der Informationen über die aktuellen erhaltenen Betriebsmittel und Informationen über den Belegungszustand des Netzes usw. enthalten. Gleichzeitig zeichnet der Bandbreitenmanager außerdem die Leitweginformationen auf, um den Leitweg des Verkehrsstroms und die Position eines stromabwärtigen Bandbreitenmanagers in Kreuzungsbereichen zu bestimmen.
Im Bandbreitenmanager-Modell des Internet2 gibt es ein Problem, dass die Topologie und das Management sehr kompliziert sind, weil der Bandbreitenmanager die Betriebsmittelinformationen und die Konfigurationsinformationen aller Router im Bereich direkt managt. Weil der Bandbreitenmanager die dynamischen Leitweginformationen des Bereichs aufzeichnen muss, gibt es gleichzeitig ein Problem, dass eine Leitwegtabelle häufig aktualisiert wird, was zu einer Instabilität der Netzerhaltung führt. Außerdem ist es schwierig, dass der durch die dynamischen Leitweginformationen im Bereich bestimmte Dienst-Leitweg mit dem tatsächlichen Weiterleitungs-Leitweg des Verkehrsstroms übereinstimmt.
Weil es zu viele Probleme im Bandbreitenmanager-Modell gibt, ist das Modell bisher nicht in die geschäftliche Anwendung genommen worden.
Im zweiten Schema des Standes der Technik, das eine durch NEC Japan vorgeschlagene Rich-QoS-Lösung ist, wie in 5 gezeigt ist, wird der QoS-Server (QS) als ein Schlüsselelement betrachtet. Der Verfahrensregel-Server (Policy Server, CS), der Verzeichnis-Server (DS) und der Netzmanagementüberwachungs-Server sind außerdem in der Lösung enthalten. Der Verfahrensregel-Server implementiert die Parametereinstellung und die Konfiguration für in Zusammenhang stehende Router entsprechend den Verfahrensregelkonfigurationsinformationen, wie z. B. den Informationen über den QoS-Server und die Managementschnittstelle. Der Verzeichnis-Server ist eine konzentrierte Datenbank zum Speichern der Netzvorrichtungs-Konfigurationsinformationen, der Anwenderinformationen und der QoS-Informationen. Der Netzmanagementüberwachungs-Server ist für das Sammeln der Informationen, wie z. B. den Blockierungszustand der Router und Verbindungen usw., verantwortlich, wobei er auf den QoS-Server Bezug nehmen kann, um den Leitweg für die Dienstanwendung auszuwählen.
Der QoS-Server ist für das Zuweisen eines Träger-Leitwegs, der die QoS-Anforderung erfüllt, basierend auf der Netztopologie und dem Betriebsmittelzustand des Trägernetzes verantwortlich. Es ist notwendig, die Topologie und den Bandbreitenzustand im QoS-Server vorzugeben und die Regeln für die Leitwegauswahl im Voraus zu konfigurieren. Wenn der Dienst-Server eine Bandbreitenanforderung zum QoS-Server sendet, zeichnet der QoS-Server die Betriebsmittelanforderung dieses Anrufs auf und weist einen Träger-Leitweg zu, der die Anforderungen entsprechend den QoS-Anforderungen, der aktuellen Topologie und dem aktuellen Betriebsmittelzustand des Trägernetzes für diese Dienstanforderung erfüllt, und schickt das Ergebnis der Zuweisung zum Dienst-Server zurück.
Der QoS-Server schickt entsprechend dem Bandbreitenbelegungszustand des Dienstes einen entsprechenden LSP-Verfahrensregelmodifizierungsbefehl zum Verfahrensregel-Server. Dann konfiguriert der Verfahrensregel-Server entsprechend den Befehlen vom QoS-Server einen entsprechenden Rand-Weiterleitungs-Router (Edge Router).
Der Rand-Weiterleitungs-Router verwendet die MPLS-LSP-Anzeigeleitweg-Technologie, um den LSP (Label Switched Path) entsprechend dem durch den QoS-Server bestimmten Weg neu zu erzeugen oder einzustellen.
Das durch NEC vorgeschlagene Rich-QoS-Schema ist außerdem ein kompliziertes Trägernetz, das der QoS-Server managt, wobei es eine große Menge von Routern gibt. Der QoS-Server und der Verfahrensregel-Server verwenden die MPLS-LSP-Anzeigeleitweg-Technologie, um die Rand-Weiterleitungs-Router zu informieren. Die Betriebsart des Herstellens eines Ende-zu-Ende-LSP besitzt den Nachteil einer schlechten Erweiterbarkeit und eines eingeschränkten Netzmaßstabs. Deshalb kann das Schema die Ende-zu-Ende-Dienstanforderungen in einem landesweiten öffentlichen Netz nicht erfüllen.
Weil der Bandbreitenmanager die Betriebsmittelinformationen und die Konfigurationsinformationen aller Router in dem Bereich direkt managt, gibt es ein Problem, dass die Topologie und das Management sehr kompliziert sind. In den durch andere Verkäufer, wie z. B. NEC, vorgeschlagenen Lösungen managt der QoS-Server trotzdem ein kompliziertes Trägernetz. Die Betriebsart des Herstellens eines Ende-zu-Ende-LSP mit der im Trägernetz verwendeten Anzeigeleitweg-Technologie besitzt den Nachteil einer schlechten Erweiterbarkeit und eines eingeschränkten Netzmaßstabs, wobei sie die Ende-zu-Ende-Dienstanforderungen in einem landesweiten öffentlichen Netz nicht erfüllen kann. Folglich gibt es in einem großen IP-Rückgrat(Backbone)-Netz (auch Hintergrundnetz genannt) des Telekommunikationsdiensteanbieters ein Problem, das dringend gelöst werden muss, um die garantierte QoS vom ursprünglichen Rand-Weiterleitungs-Router zum Ziel-Rand-Weiterleitungs-Router für die Dienstanforderungen der Teilnehmer, wie z. B. VoIP oder Videotelephon usw., zu schaffen.
Das Dokument EP 1069742 A2 stellt ein Verfahren zum Übertragen eines Telekommunikationsinformationspaketes an einen Endpunkt in einem Netzwerk bereit, das ein Multiprotocol-Label-Switching-Netzwerk beinhaltet.
Die EP 1168728 A2 stellt ein Verfahren zum Routing eines Informationspakets über einen markenvermittelten Weg von einer Endstation an einen Zielort über ein Zugriffsnetzwerk und ein Kern-Netzwerk bereit.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schaffen einer garantierten QoS in einem IP-Netz zu schaffen, um die QoS-Anforderungen der Ende-zu-Ende-Dienste im öffentlichen Netz zu erfüllen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein System zum Schaffen einer garantierten QoS in einem IP-Netz zu schaffen.
Um die Aufgaben der Erfindung zu lösen, wird zuerst beim LSP der MPLS-Technologie für spezifische Dienste das entsprechende Dienstträger-Logiknetz vom physischen IP-Netz getrennt, um die spezifischen Dienste und die herkömmlichen Internet-Dienste zu trennen. Zweitens werden die Konzepte der Trägersteuerschicht und des Trägernetz-Betriebsmittelmanagers eingeführt; die Trägersteuerschicht umfasst die Trägernetz-Betriebsmittelmanager, wobei sie für die Betriebsmittelberechnung und die Leitwegauswahl für die Teilnehmerdienste verantwortlich ist. Nach dem Bestimmen des Dienstweges und der QoS-Parameter informiert der Trägernetz-Betriebsmittelmanager eine Rand-Weiterleitungs-Vorrichtung des IP-Netzes, um die Wegeigenschaft und die QoS-Eigenschaft für den Verkehrsstrom zu bestimmen. Schließlich leiten beim Mehrfachebenen-Markenstapel (Multi-level Label Stack) der MPLS-Technologie die Vorrichtungen des IP-Netzes den Verkehrsstrom der IP-Pakete im IP-Netz entsprechend dem durch die Trägernetz-Betriebsmittelmanager bestimmten Weg weiter.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Im oben erwähnten Verfahren enthält das Dienstträger-Logiknetz die Rand-Weiterleitungsknoten und Durchgangsvermittlungsknoten, zwischen denen mit der Mehrfachprotokoll-Markenvermittlungs-Technologie (MPLS-Technologie) Verbindungen durch markenvermittelte Wege (LSP-Verbindungen) hergestellt werden. Das Dienstträger-Logiknetz wird entsprechend dem Diensttyp basiernd auf der Basisnetz-Schicht im Voraus geplant und im Voraus konfiguriert.
Während des Weiterleitens der Datenpakete des Verkehrsstroms endet der gerade durchlaufene LSP, wann immer ein Datenpaket des Verkehrsstroms durch einen Vermittlungsknoten geht, wobei die Ebene, die diesen LSP im Mehrfachebenen-Markenstapel darstellt, an diesem Vermittlungsknoten oder dem zweitletzten Sprung-Router im LSP abgehoben wird, wobei dann der Vermittlungsknoten das Paket entsprechend der aktuellen obersten Ebene, die den nächsten LSP darstellt, weiterleitet.
Der Schritt b gemäß Patentanspruch 1 kann ferner den Schritt des Informierens der Dienststeuerschicht umfassen, um die Dienstanforderungen vom Quellteilnehmer abzuweisen, wenn ein Trägernetz-Betriebsmittelmanager feststellt, dass die Leitwegauswahl, verursacht durch nicht ausreichend Betriebsmittel in der logischen Topologie des Bereichs, gescheitert ist.
Ein System gemäß der Erfindung ist in Anspruch 14 definiert.
Im Vergleich zu den älteren Modellen wird in der Erfindung ein Dienstträger-Logiknetz im physischen IP-Trägernetz mit der MPLS-Technologie im Voraus geplant und konfiguriert, sodass die Dienste mit QoS-Anforderungen und die herkömmlichen Internet-Dienste separat gemanagt werden können, wobei dies die Grundlage schafft, um das Betriebsmittelmanagement und die Leitwegauswahl in der Trägersteuerschicht zu verwirklichen. Gleichzeitig ist die Funktion der Leitwegauswahl und der Betriebsmittelzuweisung vom Leitwegprotokoll und vom Betriebsmittelzuweisungsmechanismus des älteren IP-Basisnetzes unabhängig, wobei eine spezielle Trägersteuerschicht verwendet wird, um die Leitwegauswahl und das Betriebsmittelmanagement für die Teilnehmer zu verarbeiten. Außerdem kann die Anforderung zurückgewiesen werden, falls es nicht ausreichend Betriebsmittel gibt. Mit der im Trägernetz verwendeten Mehrfachebenen-Markenstapel-Technologie des MPLS können die Verkehrsströme der Teilnehmer entsprechend dem durch die Trägersteuerschicht im physischen IP-Netz bestimmten Weg weiterleitet werden. Deshalb können die QoS-Anforderungen der Ende-zu-Ende-Dienste im öffentlichen Netz durch die Erfindung gut erfüllt werden.
Außerdem führt die neu eingeführte Trägernetz-Steuerschicht nicht zur Rekonstruktion des Netzleitweglenkungsprotokolls. Es ist nicht notwendig, die Kern-Router für das Weiterleiten der Verkehrsströme entsprechend dem durch das Trägernetz mit dem Mehrfachebenen-Markenstapel der MPLS-Technologie bestimmten Weg zu modifizieren. Deshalb besitzt die Erfindung wenig Einfluss auf das ältere Netz.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Darstellung, die die Netzarchitektur eines IP-Netzes veranschaulicht.
2 ist eine schematische Darstellung, die das Netzmodell der unabhängigen Trägersteuerschicht veranschaulicht.
3 ist eine schematische Darstellung, die das Modell der Bandbreitenvermittler des Internet2 veranschaulicht.
4 zeigt das interne Funktionsprinzip eines Bandbreitenvermittlers.
5 zeigt die durch NEC Japan vorgeschlagene Rich-QoS-Lösung.
6 ist eine schematische Darstellung, die das ganze Modell der Erfindung veranschaulicht.
7 zeigt das mit dem LSP der MPLS-Technologie hergestellte Dienstträger-Logiknetz.
8 ist eine schematische Darstellung, die die Leitwegauswahlprozedur der Trägersteuerschicht veranschaulicht.
9 ist ein Blockschaltplan, die Funktion eines Rand-Weiterleitungs-Routers veranschaulicht.
10 ist eine schematische Darstellung eines Dienstweges.
11 ist eine schematische Darstellung, die die Weiterleitungsprozedur mit einem Mehrfachebenen-Markenstapel veranschaulicht.
12 ist ein Ablaufplan der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 12 umfasst ein Verfahren gemäß der Erfindung die folgenden Schritte.
Im Schritt a gemäß Patentanspruch 1 leitet ein Teilnehmer eine Dienstanforderung mit einer Anforderung für eine garantierte QoS ein, wobei die eine relevante Dienst-Entität des Netzes die Adressen des Quellteilnehmers und des Zielteilnehmers und die in Beziehung stehenden QoS-Parameter für diese Dienstanforderung durch das Analysieren der Dienstanforderung erhält und dann eine Leitwegauswahl- und Betriebsmittelanwendungs-Anforderung an die Trägersteuerschicht des Netzes sendet.
Im Schritt b gemäß Patentanspruch 1 weist der Trägernetz-Betriebsmittelmanager der Trägersteuerschicht dem Leitweg und die Betriebsmittel für diesen Dienst im Dienstträger-Logiknetz entsprechend den Adressen des Quellteilnehmers und des Zielteilnehmers und des Diensttyps zu.
Die Leitwegzuweisung verwendet den Mehrfachebenen-Markenstapel, wobei die Trägersteuerschicht die Rand-Weiterleitungsknoten des Dienstträger-Logiknetzes über den Mehrfachebenen-Markenstapel informiert.
Wenn festgestellt wird, dass der Ausfall der Leitwegauswahl durch nicht ausreichend Betriebsmittel in der logischen Topologie des Bereichs verursacht wird, fordert der Trägernetz-Betriebsmittelmanager die Dienststeuerschicht auf, die Dienstanforderung abzuweisen.
Im Schritt c gemäß Patentanspruch 1 wird der Verkehrsstrom im Dienstträger-Logiknetz entsprechend des durch die Trägersteuerschicht zugewiesenen Leitwegs weitergeleitet.
Im Dienstträger-Logiknetz kapselt der Rand-Weiterleitungsknoten der Quellseite des Verkehrsstroms einen Mehrfachebenen-Markenstapel des Leitwegs in jedem gesendeten Datenpaket des Verkehrsstroms ein. Die Knoten im Dienstträger-Logiknetz leiten den Verkehrsstrom entsprechend dem Mehrfachebenen-Markenstapel weiter. Wenn das Datenpaket des Verkehrsstroms durch einen Vermittlungsknoten geht, wird eine Ebene des Mehrfachebenen-Markenstapels weggenommen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung und ein Beispiel eines IP-Rückgratnetzes ausführlicher beschrieben.
Wie in 6 gezeigt ist, in der die globale Struktur des Netzes gemäß der Erfindung veranschaulicht ist, umfasst ein Netz ein Trägernetz, das eine Basisnetzschicht und ein Dienstträger-Logiknetz enthält, eine Trägersteuerschicht und eine Dienststeuerschicht hinsichtlich des Dienstfunktionsmodells.
Die Basisnetzschicht des Trägernetzes, die eine physische Netz-Entität ist, die aus den Rand-Weiterleitungs-Routern E und den Kern-Routern RH besteht, wird verwendet, um verschiedene IP-Pakete zu übertragen. Das Dienstträger-Logiknetz des Trägernetzes ist ein Logiknetz, das für einen bestimmten Typ von Diensten basierend auf der Basisnetzschicht unter Verwendung der MPLS-Technologie im Voraus geplant wird.
Die Trägersteuerschicht ist für das Managen der Trägernetzbetriebsmittel des Dienstträger-Logiknetzes und der Basisnetzschicht verantwortlich. Sie wählt den Trägerweg, der die QoS-Anforderungen erfüllt, im Dienstträger-Logiknetz für die Dienstanforderung des Teilnehmers aus.
Die Dienststeuerschicht umfasst einige Server für die Dienstanforderungsverarbeitung, wie z. B. den SoftSwitch für die Verarbeitung der Anrufzeichengabe des VoIP/des Videotelephons, den Web-Server des VoD-Dienstes zum Verarbeiten der VoD-Anforderung von Teilnehmern.
Mit Blick auf die Zweckmäßigkeit des Managements und die Stabilität des Netzes ist das ganze IP-Basisnetz in verschiedene Netzbetriebsmittel-Managementbereiche unterteilt, wie in den Bereichen mit den gestrichelten Linien gezeigt ist. Die Unterteilung der Netzbetriebsmittel-Managementbereiche kann dem der Leitwegbereiche entsprechen. Jeder Managementbereich wird durch den Trägernetz-Betriebsmittelmanager (CM) gemanagt, der für die Berechnung der Netzbetriebsmit tel und die Leitwegauswahl für einen Teilnehmerdienst verantwortlich ist. Die CMs verschiedener Bereiche bilden durch Logik das Trägerleitweg-Auswahlnetz. Der Trägernetz-Leitweg, der die QoS-Anforderungen erfüllt, kann durch die Zeichengabe zwischen einander für die Dienstanforderung ausgewählt werden, die mehrere Managementbereiche überspannt.
Die Basisnetzschicht ist eine letzte Trägervorrichtungsschicht für verschiedene IP-Dienste. Sowohl die Internet-Dienste ohne garantierte QoS als auch die IP-Dienste mit garantierter QoS werden durch die Basisnetzschicht übertragen. Um zu sichern, dass die Verkehrsströme mit QoS zuverlässig durch das IP-Basisnetz übertragen werden, müssen die Verkehrsströme der Internet-Dienste und diejenigen mit garantierter QoS getrennt werden und längs verschiedener Wege weitergeleitet werden.
Unter Bezugnahme auf die Netzstruktur des PSTN, das aus Endstellen, Durchgangsstellen, ländlichen Fernämtern, internationalen Fernämtern und Verbindungsleitungen inzwischen den Vermittlungen besteht, kann ein Dienstträger-Logiknetz für eine Art der IP-Dienste auf der Grundlage des IP-Basisnetzes geplant werden. Die Dienstträger-Logikschicht umfasst Rand-Weiterleitungsknoten, Durchgangsvermittlungsknoten und logische Verbindungen zwischen den Knoten. Der Rand-Weiterleitungs-Router E ist der Rand-Weiterleitungs-Router des Dienstträger-Logiknetzes. Einige Kern-Router RH in jedem IP-Netzbetriebsmittel-Managementbereich können als die Durchgangsvermittlungsknoten R ausgewählt werden. Die Knoten sind durch einen LSP verbunden, der mit der MPLS-Technologie im Voraus hergestellt wird, der LSP kann z. B. sowohl statisch mit Zeichengabe, wie z. B. RSVP-TE (Resource Reservation Protocol with Traffic Engineering Extensions) oder CR-LSP, als auch mit der Technologie der MPLS-Verkehrstechnik konfiguriert werden, wobei die Bandbreite und die anderen QoS-Eigenschaften für die LSP-Konstruktion erhalten werden. Die Rand-Weiterleitungsknoten, die Durchgangsvermittlungsknoten und die LSP-Verbindungen bilden das Dienstträger-Logiknetz des Verkehrsstroms, wie in 7 gezeigt ist.
Das Dienstträger-Logiknetz kann außerdem die LSP-Schichtbildungstechnologie verwenden, mit anderen Worten, die LSP-Verbindungen zwischen den Rand-Weiterleitungsknoten/Durchgangsvermittlungsknoten können irgendwelche LSPs einer niedrigen Schicht neben einigen physikalischen Verbindungen der Router weiterleiten. Diese LSPs der niedrigen Schicht werden aber als Tunnelschnittstellen im Trägernetz verarbeitet, wobei sie im Dienstträger-Logiknetz nicht erscheinen. Die Trägersteuerschicht muss nur die LSP-Verbindungen zwischen den Rand-Weiterleitungsknoten/Durchgangsvermittlungsknoten verarbeiten, wobei sie die LSPs der niedrigen Schicht nicht verarbeiten muss.
Nachdem eine Dienstanforderung mit garantierter QoS von einem Teilnehmer akzeptiert worden ist, tritt der Verkehrsstrom in einen Rand-Weiterleitungsknoten (einen Rand-Weiterleitungs-Router) ein; wobei der Rand-Weiterleitungsknoten bewirkt, dass der Verkehrsstrom in das Dienstträger-Logiknetz eintritt. Der Verkehrsstrom beginnt vom einleitenden Rand-Weiterleitungsknoten, wobei er einen End-Rand-Weiterleitungsknoten erreicht, nachdem der durch einige Durchgangsvermittlungsknoten gegangen ist. Der Verkehrsstrom kann durch den LSP im Dienstträger-Logiknetz eindeutig bestimmt werden, deshalb wird der Verkehrsstrom längs des Weges weitergeleitet, der durch die Trägersteuerschicht definiert ist. In dieser Weise kann eine steuerbare Leitweg-Weiterleitung des Verkehrsstroms verwirklicht werden, wobei der Zustand verhindert werden kann, dass die Verkehrsströme gemeinsam mit den Internet-Diensten weitergeleitet werden, sodass die QoS des Verkehrsstroms garantiert werden kann, wobei das Dienstniveau im IP-Netz das im PSTN erreichen kann.
Es gibt mehrere Verfahren, das Dienstträger-Logiknetz auf der Basisnetzschicht zu planen. Der Telekommunikationsdiensteanbieter kann entsprechend Netze im Stadtbereich, ländliche Rückgratnetze und nationale Rückgratnetze oder sogar ein internationales Rückgratnetz unter Bezugnahme auf die Plananordnung eines öffentlichen Telephonnetzes PSTN konstruieren.
Unabhängige Dienstträger-Logiknetze können jeweils für verschiedene Dienste, wie z. B. VoIP, Videotelephon und VoD usw., geplant und konfiguriert werden. Selbstverständlich kann die Topologiestruktur des Dienstträger-Logiknetzes für jeden Dienst dieselbe oder verschieden sein, was von dem praktischen Zustand im spezifischen Implementierungsprozess, der Auswahl der Durchgangsvermittlungsknoten, des Umsetzungsmodells und der Lasterwartung jedes Dienstes abhängt.
Die durch die Basisnetzschicht für jeden Dienst mit garantierter QoS erhaltene und gesetzte Struktur der Netztopologie des Dienstträger-Logiknetzes wird im CM der Trägersteuerschicht aufgezeichnet, wobei der Zustand jedes LSP zwischen den Knoten ebenfalls dem CM gemeldet wird. Der CM in jedem Bereich managt das Dienstträger-Logiknetz mehrerer Dienste im Managementbereich.
Die Trägersteuerschicht führt die Betriebsmittelberechnung und Leitwegauswahl für eine Dienstanforderung im Dienstträger-Logiknetz aus. Die Trägersteuerschicht umfasst die CMs aller Bereiche, wobei jeder CM die Betriebsmittel und die Leitwegauswahl des Dienstträger-Logiknetzes in einem Bereich managt. Die Betriebsmittelsteuerung und die Leitwegauswahl für die bereichsüberspannende Dienstanwendung können durch mehrere CMs durch Zeichengabe zwischen ihnen ausgeführt werden.
Für jedes Gespräch ist es notwendig, dass der Teilnehmer eine Dienstanforderung, wie z. B. einen VoIP-Anruf oder einen Videotelephonanruf, durch Dienstzeichengabe sendet. Nach dem Empfangen der Anwendung beurteilt der entsprechende Dienstverarbeitungs-Server die Teilnehmerrechte für diesen Dienst und die Adressen der anrufenden und angerufenen Teilnehmer, wobei er die QoS-Parameter, wie z. B. die für dieses Gespräch benötigte Bandbreite usw., bestimmt; wobei er sich dann bei der Trägersteuerschicht für die entsprechenden Betriebsmittel und den entsprechenden Dienstträgerweg bewirbt. Die Schnittstelle kann eine interne Schnittstelle oder eine offene Schnittstelle sein, was von dem spezifischen Implementierungsverfahren abhängt. Unter der Bedingung, dass der Dienststeuerschicht-Server mit dem CM integriert ist, ist es eine interne Schnittstelle. Unter anderen Bedingungen kann die Zeichengabe, wie z. B. das Sitzungseinleitungsprotokoll (SIP), als die Schnittstelle zwischen der Dienststeuerschicht und der Trägersteuerschicht verwendet werden.
Nach dem Empfangen der Anforderung der Leitwegauswahl und der Betriebsmittelanwendung von der Dienststeuerschicht wählt der CM der Trägersteuerschicht den Leitweg für diese Anforderung im Dienstträger-Logiknetz entsprechend der Quelladresse und der Zieladresse aus. Falls festgestellt wird, dass es nicht ausreichend Betriebsmittel in der Topologie des Logiknetzes des Bereichs gibt, informiert der CM die Dienststeuerschicht, um die Teilnehmeranforderung abzuweisen. Falls die Leitwegauswahl erfolgreich ist, informiert der CM den entsprechenden Rand-Weiterleitungs-Router, um die geeigneten QoS-Parameter und die Dienstwegparameter zu setzen, die dem IP-Verkehrsstrom entsprechen. Nachdem das Gespräch durch den Teilnehmer beendet worden ist, gibt die Trägersteuerschicht das durch den Teilnehmer beanspruchte Betriebsmittel frei und informiert den entsprechenden Rand-Weiterleitungs-Router, die Verarbeitung des IP-Verkehrsstroms einzustellen.
Wenn das Gespräch, das mehrere Betriebsmittel-Managementbereiche überspannt, verarbeitet wird, führt der CM der Trägersteuerschicht nicht nur die Leitwegauswahl in diesem Bereich aus, sondern er wählt außerdem einen CM eines Nachbarbereichs und sendet entsprechend der Adresse und der Nummer des Zielteilnehmers eine Weganforderung zu ihm, was zur Funktion des abgehenden Leitwegs im PSTN ähnlich ist.
Die Anforderungsinformationen zwischen den CMs enthalten nicht nur die Informationen über den Zielteilnehmer, sondern außerdem die Weginformationen über die Durchgangsbereiche, d. h., die Informationen darüber, durch welche LSPs gegangen worden ist. Nach dem Empfangen einer Anforderung von einem stromaufwärtigen CM sucht der aktuelle CM nach einem Leitweg zum Zielbereich. Falls der Bereich selbst der Zielbereich ist, wählt der CM den Weg im Bereich basierend auf den Informationen über den Eintritts-LSP und der QoS-Anforderung und informiert den stromaufwärtigen CM über den ausgewählten Weg. Falls der Bereich nicht der Zielbereich ist, definiert der CM den stromabwärtigen CM entsprechend der Informationen über den Zielteilnehmer, wie z. B. der Telephonnummer oder der IP-Adresse usw., wobei er den Weg innerhalb des Bereichs entsprechend den Informationen über den Eintritts-LSP und der QoS-Anforderung wählt und dann eine Anforderungsnachricht an den stromabwärtigen CM sendet. Die Anforderungsinformationen enthalten die Informationen über den Zielteilnehmer, wobei die Weginformationen innerhalb des Bereichs zu den Dienstweginformationen hinzugefügt werden können, d. h., den Informationen darüber, durch welche LSPs gegangen worden ist.
Falls festgestellt wird, dass im Bereich nicht ausreichend Trägernetz-Betriebsmittel vorhanden sind, weist der CM die Dienstanwendung ab und schickt Ausfallinformationen zum stromaufwärtigen CM. Die CMs längs des Weges geben die entsprechenden Betriebsmittel frei und leiten die Ausfallinformationen zum stromaufwärtigen CM. Der CM auf der Anfangsseite informiert die Dienststeuerschicht nach dem Empfangen der Ausfallinformationen, dass die Anforderung abgebrochen wird.
Wenn ein Teilnehmer einen Dienst beendet, schickt die Dienststeuerschicht einen Betriebsmittelfreigabebefehl zu den entsprechenden CMs. Die CMs längs des Weges dieses Dienstes geben die Betriebsmittel frei, die vorher für diesen Dienst zugewiesen worden sind.
Wie in 8 gezeigt ist, wird ein möglicher Implementierungsprozess in der Trägersteuerschicht für eine Teilnehmer-Dienstanwendung beschrieben, wobei als ein Beispiel angenommen wird, dass der Teilnehmer S1 anfordert, mit dem Teilnehmer S2 zu kommunizieren. Hier ist der Teilnehmer S1 mit dem Rand-Weiterleitungs-Router E1 verbunden, der zum Bereich A gehört, der Teilnehmer S2 ist mit dem Rand-Weiterleitungs-Router E2 verbunden, der zum Bereich D gehört, und die CM-A, CM-B, CM-C und CM-D managen die Bereiche A, B, C bzw. D.

(1) Nach dem Erhalten der Adressen der anrufenden und angerufenen Teilnehmer durch das Analysieren der Anrufanforderung des Teilnehmers sendet der Dienststeuerschicht-Server eine Anforderung an den CM-A des Bereichs des Teilnehmers S1, um sich für das Erzeugen eines Verkehrsstromweges zwischen den Teilnehmern S1 und S2 zu bewerben.
(2) Nach dem Erhalten der Anforderung wählt der CM-A den CM-C als den stromabwärtigen CM entsprechend der Adresse oder der Telephonnummer von S2 und die Wege "LSPa1/LSPac" als den Weg vom Knoten E1 zum Bereich C entsprechend dem aktuellen Betriebsmittelzustand des Bereichs A, wobei er dann den im CM-A aufgezeichneten Betriebsmittelzustand des Dienstträger-Logiknetzes aktualisiert.
(3) Der CM-A sendet die Anforderungsinformationen zum stromabwärtigen CM-C. Die Anforderungsinformationen enthalten die Anrufinformationen, wie z. B. die Adressen oder Nummern der Teilnehmer S1 und S2, die Parameter der erforderlichen QoS, und können außerdem die Weginformationen "LSPa1/LSPac" im Bereich A enthalten.
(4) Nach dem Empfangen der Betriebsmittelanforderungsinformationen vom CM-A erhält der CM-C seinen Eintrittsweg LSPac, wobei er feststellt, dass der stromabwärtige CM der CM-D ist, indem er die Trägerleitweginformationen entsprechend den Informationen über den Zielteilnehmer S2 durchsucht. Dann wählt der CM-C entsprechend dem Eintrittsweg LSPac, dem stromabwärtigen Bereich D, den QoS-Anforderungen für die Dienstanwendung und dem Betriebsmittelzustand des Bereichs C den LSPcd als den Austrittsweg des Bereichs C.
(5) Nachdem der CM-C die Weginformationen im Bereich C zu den empfangenen Anforderungsinformationen hinzugefügt hat, sendet er die Anforderungsinformationen noch einmal zum stromabwärtigen CM-D. Die Anforderungsinformationen enthalten die Anrufinformationen über die Teilnehmer S1 und S2, die Parameter der erforderlichen QoS und die Weginformationen "LSPa1/LSPac/LSPcd", die die Anrufanwendung weiterleitet.
(6) Nach dem Empfangen der Anforderungsinformationen vom CM-C erhält der CM-D den Eintrittsweg des Bereichs D LSPcd, wobei er den Rand-Weiterleitungsknoten E2 im Bereich D feststellt, indem er die Trägerleitweginformationen entsprechend den Informationen über den Zielteilnehmer S2 durchsucht. Dann wählt der CM-D entsprechend dem Eintrittsweg LSPcd, dem Zielknoten E2 und den QoS-Parametern für die Dienstanwendung und dem Betriebsmittelzustand im Bereich D den LSPd1 als den Weg zum Knoten E2.
(7) Der CM-D sendet die Informationen, die zeigen, dass die Betriebsmittel erfolgreich erhalten worden sind, zu den stromaufwärtigen CMs. Die Informationen enthalten die Anrufinformationen über die Teilnehmer S1 und S2 und den ganzen Weg für die Anrufanwendung "LSPa1/LSPac/LSPcd/LSPd1".

Nach der vollständigen Verarbeitung ist der ganze Weg des Verkehrsstroms im Trägernetz allen CMs längs des Weges bekannt.
Neben dem oben erwähnten Implementierungsprozess für bereichsüberspannende Dienste kann es einige andere Implementierungsprozesse geben. Eine Teilnehmerdienstanwendung kann ein einseitig gerichteter Verkehrsstrom oder ein zweiseitig gerichteter Verkehrsstrom sein. Wenn es ein zweiseitig gerichteter Verkehrsstrom ist, können die Wege in zwei Richtungen demselben Weg zugewiesen werden oder entsprechend verschiedenen Wegen zugewiesen werden. Es spielt keine Rolle, welcher Implementierungsprozess verwendet wird, die Trägersteuer schicht bestimmt den vollständigen Weg im Dienstträger-Logiknetz für jede Dienstanwendung.
Wie in 9 gezeigt ist, informiert der CM, nachdem der Trägerweg bestimmt worden ist, den Rand-Weiterleitungs-Routen im Bereich, in dem sich der Teilnehmer befindet, um die QoS-Parameter zu setzen, wie z. B. die Bandbreite und die Priorität des Verkehrsstroms usw., und um den Trägerweg des Verkehrsstrom zu setzen, um zu sichern, dass der Verkehrsstrom entsprechend den durch den Dienst bestimmten QoS-Parametern verarbeitet wird, und um zu sichern, dass der Verkehrsstrom längs des durch die CMs bestimmten Weges weitergeleitet wird. Wenn eine Teilnehmerdienstanwendung erfolgreich ist, erzeugt der Rand-Weiterleitungs-Router unter der Steuerung des CM entsprechende Elemente der Verkehrsstrom-Klassifizierungstabelle, zeichnet die QoS-Parameter, wie z. B. die durch den Verkehrsstrom benötigte Bandbreite und Priorität, und die Weiterleitungsweg-Parameter im Trägernetz für den Verkehrsstrom auf. Der Rand-Weiterleitungs-Router verarbeitet ein IP-Paket, das zum Verkehrsstrom gehört, entsprechend den bestimmten QoS-Parametern und Weiterleitungsanforderungen. Wenn ein Teilnehmer den Dienst beendet, löscht der Rand-Weiterleitungs-Router unter der Steuerung des CM die entsprechenden Elemente der Verkehrsstrom-Klassifizierungstabelle.
Sowohl die Verfahren des Anzeigewegs als auch des Mehrfachebenen-Markenstapels der MPLS-Technologie können verwendet werden, um das Weiterleiten der Verkehrsströme entsprechend dem bestimmten Trägerweg im Basisnetz zu verwirklichen. Das Verfahren des Mehrfachebenen-Markenstapels wird in dieser Ausführungsform verwendet.
Nach dem Auswählen eines Trägerweges für die Teilnehmerdienstanwendung informiert die Trägersteuerschicht den Rand-Weiterleitungs-Router des Trägernetzes über den Weiterleitungsweg für einen bestimmten Verkehrsstrom und leitet den Verkehrsstrom entsprechend dem durch die Trägersteuerschicht bestimmten Weg mit dem Mehrfachebenen-Markenstapel-Verfahren der MPLS-Technologie weiter. Der Rand-Weiterleitungs-Router kapselt die IP-Pakete des Verkehrsstroms mit dem Mehrfachebenen-Markenstapel entsprechend den Befehlen von der Trägersteuerschicht ein, wobei die Durchgangs-Router nur die im Voraus konfigurierten Marken weiterleiten. Die Vermittlungs-Router sind Router an den Anfangs- und Endpunkten des LSP, wobei sie bevorzugt die Verarbeitungsfähigkeit für einen Zweiebenen-Markenstapel besitzen.
Wie in 10 gezeigt ist, in der eine Weiterleitungsprozedur unter Verwendung des Mehrfachebenen-Markenstapels veranschaulicht ist, gibt es einige Kern-Router zwischen den zwei Rand-Weiterleitungs-Routern E1 und E2. Ein Teilnehmerdienst ist ein Verkehrsstrom vom Rand-Weiterleitungs-Router E1 zu E2. Der durch die Trägersteuerschicht für den Verkehrsstrom zugewiesene Trägerweg ist: Rand-Weiterleitungs-Router E1-LSPa → Vermittlungs-Router RA-LSPb → Vermittlungs-Router RB-LSPc → Vermittlungs-Router RC-LSPd → Rand-Weiterleitungs-Router E2.
Falls die jedem Knoten im Weg entsprechenden Marken globale Marken sind, z. B. die globale Marke für E1 des LSPa1 La ist, die globale Marke für RA des LSPb Lb ist, die globale Marke für RB des LSPc Lc ist und die globale Marke für RC des LSPd Ld ist, ist der Markenstapel für den Weg LSPa → LSPb → LSPc → LSPd La/Lb/Lc/Ld, wobei sich La an der Spitze des Markenstapels befindet.
Wie in 11 gezeigt ist, ist, falls die Funktion des Abhebens am zweitletzten Sprung nicht in den Routern längst des Weges konfiguriert ist, das Weiterleiten des MPLS im Trägernetz für den Verkehrsstrom wie folgt.
Zuerst kapselt, wenn ein Verkehrsstrompaket den Rand-Weiterleitungs-Router E1 erreicht, E1 das Paket mit dem Markenstapel La/Lb/Lc/Ld entsprechend den Befehlen von der Trägersteuerschicht ein, wobei sich La an der Spitze des Markenstapels befindet. Dann sendet E1 das MPLS-Paket längs LSPa. Wenn das MPLS-Paket durch LSPa weitergeleitet wird, geht es durch einige Router, aber alle diese Router leiten das MPLS-Paket nur entsprechend der obersten Marke des Markenstapels weiter, wobei sie vielleicht die oberste Marke ersetzen.
Wenn das MPLS-Paket längs LSPa am Vermittlungs-Router RA ankommt, hebt, weil der LSPa bei RA endet, der RA die oberste Ebene ab und leitet das MPLS-Paket entsprechend der zweiten Marke Lb weiter. Deshalb wird das MPLS-Paket längs LSPb weitergeleitet, wobei der Markenstapel um eine Ebene verringert ist.
Ähnlich wird dann das MPLS-Paket längs LSPb weitergeleitet. Wenn das MPLS-Paket durch einige Router geht, leiten diese Router das MPLS-Paket nur entsprechend der obersten Marke des Markenstapels weiter, wobei sie vielleicht die oberste Marke ersetzen. Nachdem der Router RB das MPLS-Paket empfangen hat, hebt er, weil der LSPb bei Rb endet, die oberste Marke des Markenstapels ab und leitet das MPLS-Paket entsprechend der nächsten Marke Lc weiter. Deshalb wird das MPLS-Paket längs LPSc weitergeleitet, wobei der Markenstapel um eine Marke verringert ist.
Wenn das MPLS-Paket am Router RC ankommt, hebt RC, weil der LSPc bei RC endet, die oberste Marke ab und leitet das MPLS-Paket entsprechend der zweiten Marke Ld weiter. Deshalb wird das MPLS-Paket am Vermittlungs-Router RC längs LSPd weitergeleitet, wobei im Markenstapel die letzte Marke verbleibt.
Während das MPLS-Paket längs LSPd weitergeleitet wird, geht es vielleicht durch einige Router durch, wobei diese Router die Marke ersetzen können. In dieser Weise kommt das MPLS-Paket durch LSPd an seinem Ziel-Rand-Weiterleitungs-Router E2 an. Wenn E2 das MPLS-Paket empfangen hat, wird, weil LSPd am Rand-Weiterleitungs-Router E2 endet, die Marke abgehoben, wobei das IP-Paket des Verkehrsstroms wiederhergestellt wird.
Die oben erwähnte Beschreibung nimmt als ein Beispiel an, dass die globale Marke beim Weiterleiten des Verkehrsstroms verwendet wird. In der Praxis kann, basierend auf dem gleichen Prinzip des elementaren Weiterleitungsverfahrens mit MPLS, das Mehrfachebenen-Markenstapel-Verfahren der MPLS-Technologie in dem Zustand verwendet werden, dass eine lokale Marke beim Weiterleiten des Verkehrsstroms verwendet wird, wobei es in dem Zustand verwendet werden kann, dass die Funktion des Abhebens am zweitletzten Sprung außerdem konfiguriert ist. Der spezifische Weiterleitungsprozess ist hierin weggelassen.
Die Erfindung kann im ganzen Netz eines Telekommunikationsdiensteanbieters verwendet werden, oder sie kann entsprechend in jedem Bereichsnetz verwendet werden. Für einen Dienst, der die Netze mehrerer Diensteanbieter überspannt, kann die Erfindung in jedem Netz separat verwendet werden.
Die obige Beschreibung ist lediglich die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei sie nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränkend auszulegen ist.

Claims

Verfahren zum Schaffen einer garantierten Qualität eines Dienstes (QoS) in einem IP-Netz, das folgende Schritte umfasst: a. Erhalten der Adressen eines Quellteilnehmers und eines Zielteilnehmers und der QoS-Parameter für einen Dienst durch Analysieren einer Dienstanforderung nach dem Empfangen der Dienstanforderung mit einer Anforderung einer garantierten QoS von einem Quellteilnehmer und Senden einer Leitwegauswahl- und Betriebsmittelanwendungs-Anforderung zur Trägersteuerschicht des IP-Netzes durch einen Dienst-Steuerschicht-Server im IP-Netz; b. Zuweisen von Betriebsmitteln und einem mehrere markenvermittelte Wege enthaltenden Leitweg vom Quellteilnehmer zum Zielteilnehmer für den Dienst in einem Dienstträger-Logiknetz entsprechend den Adressen des Quellteilnehmers und des Zielteilnehmers und dem Diensttyp durch einen Trägernetz-Betriebsmittelmanager in der Trägersteuerschicht, sowie Erzeugen eines Mehrfachebenen-Markenstapels (Multi-Level Label Stack) für die Betriebsmittel und den Leitweg, wobei der Mehrfachebenen-Markenstapel Marken für alle markenvermittelten Wege des Leitwegs enthält, Informieren des Dienstträger-Logiknetzes über den Mehrfachebenen-Markenstapel; und c. Weiterleiten der Verkehrsströme im Dienstträger-Logiknetz entsprechend den Marken in dem Mehrfachebenen-Markenstapel durch den Trägernetz-Betriebsmittelmanager in der Trägersteuerschicht, wobei die Ebenen des Mehrfachebenen-Markenstapels um eine Ebene verringert werden, wann immer ein Datenpaket des Verkehrsstroms für den Dienst durch einen Durchgangsvermittlungsknoten geht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Dienstträger-Logiknetz basierend auf der Basisnetz-Schicht entsprechend dem Diensttyp im Voraus geplant und im Voraus konfiguriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Dienstträger-Logiknetz Rand-Weiterleitungsknoten und Durchgangsvermittlungsknoten enthält, zwischen denen die Verbindungen durch markenvermittelte Wege (LSP-Verbindungen) mit der Mehrfachprotokoll-Markenvermittlungs-Technologie (MPLS-Technologie) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Durchgangsvermittlungsknoten Teil von Kern-Routern sind, die aus den Netzbetriebsmittel-Managementbereichen ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während das Weiterleitens der Datenpakete des Verkehrsstroms der gerade durchlaufene markenvermittelte Weg endet, wann immer ein Datenpaket des Verkehrsstroms durch einen Durchgangsvermittlungsknoten geht, die Marke, die den markenvermittelten Weg im Mehrfachebenen-Markenstapel darstellt, in diesem Vermittlungsknoten oder dem zweitletzten Sprung-Router im markenvermittelten Weg abgehoben wird, und dann der Durchgangsvermittlungsknoten das Datenpaket des Verkehrsstroms entsprechend der aktuellen obersten Marke, die den nächsten markenvermittelten Weg darstellt, weiterleitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Schritt b ferner den Schritt des Informierens der Dienststeuerschicht umfasst, um die Dienstanforderung vom Quellteilnehmer abzuweisen, wenn ein Trägernetz-Betriebsmittelmanager feststellt, dass die Leitwegauswahl, verursacht durch nicht ausreichend Betriebsmittel in der logischen Topologie des Netzbetriebsmittel-Managementbereichs, gescheitert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Dienstträger-Logiknetze die gleiche Topologie oder eine verschiedene Topologie für jeden Diensttyp besitzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Netzstruktur des Dienstträger-Logiknetzes zu der eines öffentlichen Telephonnetzes völlig gleich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Dienstträger-Logiknetz ein Netz im Stadtbereich, ein ländliches Rückgratnetz, ein nationales Rückgratnetz und/oder sogar ein internationales Rückgratnetz ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Dienstträger-Logiknetz in verschiedene Netzbetriebsmittel-Managementbereiche unterteilt ist, die jeweils durch entsprechende Trägernetz-Betriebsmittelmanager gemanagt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das IP-Netz ein IP-Rückgratnetz, ein lokales IP-Netz, oder ein Stadt-IP-Netz ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Dienst mit der Anforderung einer garantierten QoS ein Sprachdienst, ein Videokommunikationsdienst, ein Strommedien-Videodienst (stream media video service) und/oder ein anderer Dienst mit einer Anforderung einer bestimmten QoS ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das ferner umfasst: Freigeben der durch den Dienst beanspruchten Betriebsmittel, nachdem ein Teilnehmer den Dienst abschließt oder beendet, und Informieren der entsprechenden Rand-Weiterleitungs-Router, um die Verarbeitung für den Verkehrsstrom aufzuheben, durch die Trägersteuerschicht.
System zum Schaffen einer garantierten QoS in einem IP-Netz, das umfasst: eine Basisnetzschicht, die Rand-Weiterleitungs-Router und Kern-Router enthält, um verschiedene IP-Dienstpakete zu übertragen; eine basierend auf der Basisnetz-Schicht geplante und konfigurierte Dienstträger-Logikschicht, die in mehrere Netzbetriebsmittel-Managementbereiche unterteilt ist und die Rand-Weiterleitungsknoten, die Durchgangsvermittlungsknoten und die Verbindungen zwischen ihnen enthält, um die Verkehrsströme mit Anforderungen für eine garantierte QoS zu übertragen; eine Trägersteuerschicht, die die Trägernetz-Betriebsmittelmanager enthält, von denen jeder dafür verantwortlich ist, die Betriebsmittel des Trägernetzes eines Netzbetriebsmittel-Managementbereiches der Dienstträger-Logikschicht zu managen; und eine Dienststeuerschicht, die mehrere Dienststeuerschicht-Server enthält, zum Verarbeiten der Dienstanforderungen, wobei ein Trägernetz-Betriebsmittelmanager einem Dienst Betriebsmittel und einen Leitungsweg mit mehreren markenvermittelten Wegen in der Dienstträger-Logikschicht zuweist, einen Mehrfachebenen-Markenstapel für die Betriebsmittel und den Leitweg erzeugt, wobei der Mehrfachebenen-Markenstapel mehrere Marken enthält, von denen jede für einen markenvermittelten Weg des Leitwegs steht, sowie Informieren der Dienstträger-Logikschicht über den Mehrfachebenen-Markenstapel; und Weiterleiten der Verkehrsströme des Dienstes durch das Dienstträger-Logiknetz entlang der markenvermittelten Wege, die durch die Marken in dem Mehrfachebenen-Markenstapel repräsentiert werden, wobei die Ebenen des Mehrfachebenen-Markenstapels um eine Ebene verringert werden, wann immer ein Datenpaket des Verkehrsstroms für den Dienst durch einen Durchgangsvermittlungsknoten geht.
System nach Anspruch 14, in dem die logischen Verbindungen zwischen den Knoten in der Dienstträger-Logikschicht mit der MPLS-Technologie hergestellte markenvermittelte Weg-Verbindungen sind.