DE102004047691A1

DE102004047691A1 - Data packets routing method in multinode, packets transmitting communication network in which network nodes are linked by connecting paths with cost assessment, starting from input node routing path to output node

Info

Publication number: DE102004047691A1
Application number: DE102004047691A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr. Charzinski; Christoph Reichert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13

Abstract

Data packets are transmitted from input to output node via routing path with lowest sum of cost assessment of connecting paths. If there are several routing paths or sections with same cost, data packets are divided onto them. Starting from input node, routing path to output node is tested for packet division. Number of data packets is permitted onto at least two routing sections. With further possibilities of division of data packets only one routing path section is used and remaining sections obtain higher cost assessment, preventing data packet division. Independent claims are included for cost assessments and network node.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, Kostenmetriken für Verbindungswege eines Netzknotens und einen Netzknoten eines paketvermittelnden Kommunikationsnetzes.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1, cost metrics for Connection paths of a network node and a network node of a packet-switching Communications network.

Paketvermittelte Kommunikationsnetze bestehen aus Netzknoten, wie Router, Switches, Netzelementen, Hubs, die untereinander durch Verbindungswege respektive Linkstrecken, Verbindungen, Leitungen, Links, Strecken, mindestens teilweise miteinander verbunden sind. In paketvermittelnden Kommunikationsnetzen werden Datenpakete respektive Pakete von einem Eingangs- oder Quellnetzknoten über Routingwege zu einem Ausgangs- oder Zielnetzknoten übertragen. Ein paketvermittelndes Kommunikationsnetz ist beispielsweise das Internet. Im Internet werden Routingprotokolle wie open shortest path first, kurz OSPF, oder Intermediate System – Intermediate System, kurz IS-IS, verwendet. Diese Routingprotokolle ermitteln zwischen Eingangs- und Ausgangsnetzknoten einen Routingweg respektive Routingpfad, Route oder Pfad. Um einen Routingpfad zu ermitteln wird jedem Verbindungsweg eine so genannte Kostenmetrik zugeordnet. Dies sind vergebene Kosten für den entsprechenden Verbindungsweg. Mit Hilfe dieser Kostenmetriken werden durch die Routingprotokolle kürzeste Routingpfade zwischen Eingangs- und Ausgangsnetzknoten im Sinne der Routingpfade mit der geringsten Kostensumme der Verbindungswege ermittelt. Falls es mehrere gleich gute Routingpfade oder Routingpfadabschnitte, d.h. Teilabschnitte des Routingpfades, gibt, wird entweder nach lokalen Regeln und Reihenfolgen ein Routingpfadabschnitt respektive nächster Netzknoten ausgesucht oder es wird beispielsweise mit Hilfe des equal cost multi- path Verfahren, kurz ECMP, der Datenpaketverkehr bzw. die Datenpakete auf mehrere gleich gute Pfade aufgeteilt.packet-switched Communication networks consist of network nodes, such as routers, switches, Network elements, hubs, which communicate with each other through connection paths Link routes, connections, lines, links, routes, at least partially interconnected. In packet-switched communication networks are data packets or packets from an input or source network node via routing paths to a source or destination network node. A packet-switching Communication network is for example the Internet. On the Internet become routing protocols like open shortest path first, OSPF for short, or Intermediate System - Intermediate System, ISIS for short. Determine these routing protocols between input and output network nodes a routing path respectively Routing path, route or path. To find a routing path Each connection path is assigned a so-called cost metric. This are assigned costs for the corresponding connection path. With the help of these cost metrics will be through the routing protocols shortest Routing paths between input and output network nodes in the sense the routing paths with the least cost of the connection paths determined. If there are several equally good routing paths or routing path sections, i.e. Subsections of the routing path are, either after local rules and sequences a routing path section respectively next network node chosen or it is, for example, with the help of equal cost multidrop procedure, short ECMP, the data packet traffic or the data packets to several equally good paths split.

Bei gegebenem Eingangsverkehr des Netzknotens kann mittels des Routingverfahrens vorhergesagt werden, wie viel Verkehr auf den Verbindungswegen auftreten wird. Diese Aussage ist bei einer unbekannten Auswahl des Verbindungsweges nicht möglich. Die Fähigkeit zur Vorhersage des Verkehrs auf den einzelnen Verbindungswegen zwischen den Netzknoten ist allerdings eine Grundvoraussetzung für Verfahren zur Optimierung der Verbindungsweg- bzw. Linklasten.at given input traffic of the network node can by means of the routing method Predict how much traffic will occur on the connection paths becomes. This statement is not with an unknown selection of the connection path possible. The ability for predicting the traffic on each link between however, the network node is a prerequisite for procedures for optimizing the connection path or link loads.

Die einfachste Art der Aufteilung von Datenpaketen respektive Datenpaketverkehr auf zwei gleich gute Verbindungswege geschieht paketweise im sogenannten Round-Robin-Verfahren. Dabei wird von einer Reihe von Paketen zum selben Ziel das erste an den ersten, das zweite an den zweiten, das dritte wieder an den ersten usw. Netzknoten bzw. Verbindungsweg weitergeleitet. Dadurch wird zwar sichergestellt, dass auf jeder der Verbindungswege die selbe Datenpaketrate übertragen wird, andererseits kann es im Falle unterschiedlicher Laufzeiten der Datenpakete auf den Verbindungswegen zu Paketüberholungen kommen. Diese sind in Übertragungsprotokollen, wie dem Internet Protokoll, kurz IP, nicht ausgeschlossen, führen allerdings trotzdem oft zu Performance Einbußen in den Anwendungen. Um die Reihenfolge zusammengehörender Datenpakete zu erhalten, wird für die Verteilung von Datenpaketen über Verbindungswege mit unterschiedlichen Laufzeit heute in der Regel ein Verfahren eingesetzt, das auf so genannten Hash-Funktionen basiert. Dabei wird aus Informationen aus dem Kopf des Datenpaketes, wie z. B. der Absender-/Ursprungs-/Quell- und der Empfänger-/Zieladresse, beispielsweise die IP-Absender- und Empfängeradresse sowie gegebenenfalls Portnummern von Absender und Empfängern mittels Modulo 2 Addition mit Verschiebungen und Restbildung eine Integer-Zahl ermittelt. Diese Hash-Funktion liefert für alle Datenpakete mit der selben Ursprungs- und Zieladressen die selbe Integer- Zahl. Der durch die Hash-Funktion ermittelbare mögliche Integer-Zahlen Wertebereich wird auf die Anzahl der zu einem Ausgangs- bzw. Zielnetzknoten lokal zur Verfügung stehenden nächsten Netzknoten bzw. Verbindungswege abgebildet und der gesamte Verkehr zum Zielnetzknoten entsprechend dieser Abbildung aufgeteilt. Somit werden zusammen gehörende Pakete auf dem selben Routingweg bzw. Routingwegabschnitt weitergeleitet, ohne dass in den Netzknoten irgendwelche Zustandsinformationen gehalten werden müssten.The simplest way of dividing data packets respectively data packet traffic on two equal good connection ways happens packagewise in the so-called Round-Robin method. It is from a series of packages for same destination the first to the first, the second to the second, the third again at the first etc. network node or connection path forwarded. This will ensure that on everyone the connection paths the same data packet rate is transmitted, on the other hand It can in case of different maturities of the data packets on the connection paths to package overhauls come. These are in transmission protocols, like the Internet Protocol, short IP, not excluded, however, cause nevertheless often performance losses in the applications. To the Sequence of related Receive data packets is for the distribution of data packets over Connection paths with different maturity today usually used a method based on so-called hash functions. This is from information from the head of the data packet, such as z. The sender / origin / source and destination / destination addresses, for example the IP sender and recipient address and, if necessary, port numbers of sender and recipient by means of Modulo 2 addition with shifts and remainder an integer number determined. This hash function provides for all data packets with the same source and destination addresses the same integer number. The one by the Hash function detectable possible Integer numbers value range is based on the number of or destination network node locally available next network node or Means communication paths and all traffic to the destination network node split according to this figure. Thus be together belonging Packets forwarded on the same routing path or routing path section, without holding any state information in the network node would have to be.

Leider sind heute in realen Netzknoten bzw. Routern sehr einfache Realisierungen der Hash-basierten Datenpaket- bzw. Verkehrsverteilung anzutreffen. Diese setzen oft in jedem Netzknoten bzw. Router die selbe Hash-Funktion ein.Unfortunately are today in real network nodes or routers very simple implementations the hash-based data packet or traffic distribution. These often set the same hash function in each network node or router one.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem paketvermittelnden Kommunikationsnetz, bestehend aus sechs Netzknoten bzw. Routern R1 bis R6, bei denen Netzknoten R1 über jeweils einen Verbindungsweg mit Netzknoten R2 und R3 verbunden ist. Netzknoten R2 wiederum über jeweils einen Verbindungsweg mit Netzknoten R3 und R4, Netzknoten R3 wiederum über jeweils einen Verbindungsweg mit Netzknoten R4 und R5 verbunden ist. Die Netzknoten R4 und R5 sind jeweils über einen Verbindungsweg mit dem Netzknoten R6 verbunden. 1 shows a section of a packet-switching communication network, consisting of six network nodes or routers R1 to R6, in which network node R1 is connected via a respective connection path with network nodes R2 and R3. Network node R2 in turn via a respective connection path with network nodes R3 and R4, network node R3 in turn via a respective connection path with network nodes R4 and R5 is connected. The network nodes R4 and R5 are each connected via a connection path with the network node R6.

Anhand der 1 wird im folgenden erläutert, wie Datenpakete mittels Hash-Funktion-Verfahren vom (Eingangs-) Netzknoten R1 zum (Ziel-) Netzknoten R6 weitergeleitet bzw. geroutet und aufgeteilt werden. Die Zahlen in eckigen Klammern stellen die in diesem Fall bidirektional zu verstehenden Kostenmetriken für die Verbindungswege respektive Links dar, für den Verbindungsweg zwischen Netzknoten R1 und R2 ist dies 1, für den Verbindungsweg zwischen Netzknoten R1 und R3 ist dies 2, für R2 – R3: 1, für R2 – R4: 2, für R3 – R4. 1, für R3 – R5 1, für R4 – R6: 2 und für R5 – R6: 2. Die Angaben in geschweiften Klammern sollen darstellen, dass Netzknoten R1 ein Datenpaket mit der Adresskombination A zu Netzknoten R2 wei terleitet, wenn die Hash-Funktion H1 im Netzknoten R1 den Wert H1 von A = 0, d.h. H1(A) = 0, liefert oder zu Netzknoten R3, wenn die Hash-Funktion H1 von A gleich 1, d.h. H1(A) = 1, ist. Entsprechend leitet Netzknoten R2 ein Datenpaket mit der Hash-Funktion H2 von A = 0 zu Netzknoten R4 weiter und ein Paket mit der Hash-Funktion H2 von A = 1 zu Netzknoten R3 weiter. Der Netzknoten R3 leitet Pakete mit der Hash-Funktion H3 von A = 0 an Netzknoten R4 weiter und Pakete mit der Hash-Funktion H3 von A = 1 an Netzknoten R5. Die Netzknoten R4 und R5 sollen in diesem Beispiel die Datenpakete bzw. den Verkehr nicht weiter aufteilen und zu Netzknoten R6 weiterleiten.Based on 1 is explained below how data packets are routed by means of hash function method from the (input) network node R1 to (destination) network node R6 and divided become. The numbers in square brackets represent the bidirectional cost metrics for the connection paths or links in this case, for the connection path between network nodes R1 and R2 this is 1, for the connection path between network nodes R1 and R3 this is 2, for R2 - R3: 1, for R2 - R4: 2, for R3 - R4. 1, for R3 - R5 1, for R4 - R6: 2 and for R5 - R6: 2. The information in curly brackets is intended to represent that network node R1 forward a data packet with the address combination A to network node R2 if the hash function H1 in the network node R1 returns the value H1 from A = 0, ie H1 (A) = 0, or to network node R3 when the hash function H1 of A equals 1, ie H1 (A) = 1. Correspondingly, network node R2 forwards a data packet with the hash function H2 from A = 0 to network node R4 and a packet with the hash function H2 from A = 1 to network node R3. The network node R3 forwards packets with the hash function H3 from A = 0 to network node R4 and packets with the hash function H3 from A = 1 to network node R5. In this example, the network nodes R4 and R5 should not further divide the data packets or the traffic and forward them to network node R6.

Im Idealfall sollen die Hash-Funktionen H1, H2 und H3 unabhängig voneinander sein und für die selbe Adressenkombination A jeweils unterschiedliche Werte liefern können. In der Realität werden aber oft identische Funktionen eingesetzt, die sich nur durch einen Offsetwert in der Berechnung unterscheiden. In diesem Fall wird ein Paket, für das die Hash-Funktion H1 von A = 0 berechnet, auch immer das Ergebnis H2 von A = 0 und H3 von A = 0 liefern. Dadurch wird der Datenpaketverkehr nicht, wie nach dem equal cost multi-path, ECMP, Routing erwartet, im Netzknoten R2 und R3 nochmals aufgeteilt, sondern ein Paket, das von Netzknoten R1 zu Netzknoten R2 weitergeleitet wurde, wird von Netzknoten R2 auch sicher zu Netzknoten R4 weitergeleitet. Ebenso wird ein Paket, das von Netzknoten R1 wegen H1 von A = 1 zu Netzknoten R3 weitergeleitet wurde, auch sicher von Netzknoten R3 zu Netzknoten R5 geschickt werden. Damit unterscheiden sich die Belastungen der Verbindungswege im Netz durch den betrachteten Datenpaketverkehr deutlich von den erwarteten Werten. In einem realen Netz mit Netzknoten, die alle die selbe Hash-Funktion einsetzen, stellt sich somit nicht der Verkehr ein, der nach einer Kostenmetrikoptimierung, beispielsweise durch eine externe Steuerkomponente oder ein Netzmanagement/Netzmanagementsystem, erwartet werden würde. Im Extremfall kann der Netzzustand nach einer Optimierung der Metriken durch genannte externe oder interne Steuerkomponenten sogar schlechter sein als ohne die Optimierung. Netzbetreiber von Kommunikationsnetzen erwarten, dass die Netzknoten den Verkehr richtig aufteilen und wissen zum Teil nicht, dass dies nicht der Fall ist. Die richtige Lösung wäre es, unterschiedliche Hash-Funktionen in die Netzknoten einzubauen, z. B. einen kryptografischen Hash, der neben den Adressen im Datenpaket auch eine Routeridentifikationsnummer berücksichtigt. Die teilweise zu beobachtende Verwendung von Routernummern oder Interfacenummern des hereinkommenden Verkehrs als additive Größe in der Hash-Funktion hat nicht den gewünschten Effekt, da die Ergebnisse der Hash-Funktion zu stark korreliert sind, so dass die gewünschte Aufteilung in der Regel nicht erreicht wird.in the Ideally, the hash functions H1, H2 and H3 should be independent of each other be and for the same address combination A each deliver different values can. In reality But often identical functions are used, which can only be done by differentiate an offset value in the calculation. In this case will be a package for that calculates the hash function H1 from A = 0, whatever the result Deliver H2 from A = 0 and H3 from A = 0. This will cause the data packet traffic not, as expected after the equal cost multi-path, ECMP, routing in the Network nodes R2 and R3 again split, but a packet that from network node R1 to network node R2 is forwarded by Network node R2 also securely forwarded to network node R4. Likewise will a packet coming from network node R1 because of H1 from A = 1 to network nodes R3 has been forwarded, also safely from network node R3 to network nodes R5 will be sent. This differentiates the burdens of Connection paths in the network through the considered data packet traffic clearly from the expected values. In a real network with network nodes, which all use the same hash function does not arise the traffic that after a cost metric optimization, for example by an external control component or a network management / network management system, would be expected. In extreme cases, the network state may be after optimization of the metrics even worse by said external or internal control components be as without the optimization. Network operator of communication networks expect the network nodes to split traffic correctly and partly do not know that this is not the case. The right Solution would be different Incorporate hash functions into the network nodes, e.g. A cryptographic hash, in addition to the addresses in the data packet also a router identification number considered. The partially observed use of router numbers or Interface numbers of the incoming traffic as additive size in the hash function does not have the wished Effect, because the results of the hash function are too strongly correlated, so that the desired Distribution is usually not achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass Routing von Datenpaketen in paketvermittelnden Kommunikationsnetzen zu verbessern.Of the Present invention is based on the object that routing data packets in packet-switched communication networks.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 1, durch Kostenmetriken gemäß dem Anspruch 7 sowie durch einen Netzknoten gemäß dem Anspruch 8 gelöst.These The object is achieved by the features of the method according to claim 1, by cost metrics according to the claim 7 and solved by a network node according to claim 8.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Datenpakete von einem Eingangsnetzknoten zu einem Ausgangsnetzknoten über definierte vorhersagbare Routingwege übertragen werden. Damit ist der Datenpaketverkehr durch das Netz bekannt, es können die Datenpaketlasten der Verbindungswege ermittelt werden und eine Optimierung des Datenpaketverkehrsflusses durch das Netz wird ermöglicht.Of the Advantage of the invention is that data packets from a Input network node to an output network node via predefined predictable Transfer routing routes become. This is the data packet traffic through the network known it can the data packet loads of the connection paths are determined and a Optimization of the data packet traffic flow through the network is made possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in the subclaims.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Überprüfung auf Datenpaketaufteilungen ein Flag mitgeführt, das anzeigt, ob bzw. wie oft Datenverkehr schon einmal aufgeteilt wurde. Dies hat den Vorteil einer einfachen Realisierung des Verfahrens.In An advantageous embodiment of the invention is in the review Data packet divisions carried a flag indicating whether or not often traffic has been split once. This has the advantage a simple realization of the method.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei Verwendung des Verfahrens equal cost mult-path, ECMP, ein definierter Routingweg durch das Netz ermöglicht werden. Bei einer Abschaltung von ECMP bestünde immer noch das Problem, dass bei gleich guten Routingwegabschnitten unbekannt ist, welcher Verbindungsweg verwendet wird. Das Verfahren ermöglicht somit mit oder ohne ECMP einen definierten Routingweg.In Another advantageous embodiment of the invention can at Using the method equal cost mult-path, ECMP, a defined Routing path through the network allows become. Switching off ECMP would still cause the problem that is unknown at the same good Routingwegabschnitten which Connection path is used. The method thus allows with or without ECMP a defined routing path.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

1 zeigt eine Anordnung eines paketvermittelnden Kommunikationsnetzes. 1 shows an arrangement of a packet-switched communication network.

1 zeigt das bereits in der Anmeldungseinleitung beschriebene Kommunikationsnetz. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird für Datenpakete, die von einem Eingangsnetzknoten zu einem Ziel bzw. Zielnetzknoten übertragen werden, ausgehend vom Eingangsnetzknoten R1 jede mögliche Aufteilung von Datenpaketen auf zwei gleichwertige Verbindungswege bzw. Routingwegabschnitte ermittelt. Abhängig vom zu erreichenden Ziel der Verkehrsaufteilung, wird nur eine Aufteilung auf zwei Routingwegabschnitte zugelassen und bei einer weiteren Aufteilung nur ein Routingwegabschnitt verwendet, mit der Maßgabe, dass der oder die weiteren Routingwegabschnitte eine höhere Kostenmetrik erhalten, so dass durch diese erhöhte Kostenmetrik in Zusammenhang mit dem zu verwendenden Routingprotokoll keine Aufteilung der Datenpakete auf gleichwertige Alternativpfade erfolgt, da diese eine höherer Kostenmetrik aufweisen. Die erste zugelassene Aufteilung der Datenpakete auf zwei Routingwegabschnitte kann derart erfolgen, dass zwei disjunkte Pfade verwendet werden, die durch eine Überprüfung auf Überschneidungen der Pfade ermittelt werden. In analoger Weise kann auch eine definierte mehrfache Aufteilung der Datenpakete an verschiedenen Stellen des Netzes auf zwei oder mehrere gleichwertige Routingwege bzw. Routingwegabschnitte erfolgen. Ebenso kann eine Aufteilung von Datenpaketen vermieden werden, indem alternative Routingwegabschnitte durch Festsetzung erhöhter bzw. andersartig geeigneter Kostenmetriken, in Zusammenhang mit dem verwendeten Routingprotokoll, quasi gesperrt werden, da sie erhöhte Kosten aufweisen. 1 shows the communication network already described in the application. In the method according to the invention, for data packets which are transmitted from an input network node to a destination or destination network node, starting from the input network node R1, every possible division of data packets into two equivalent connection paths or routing path segments is determined. Depending on the destination of the traffic distribution to be achieved, only one allocation to two routing path sections is permitted and with a further division only one routing path section is used, with the proviso that the one or more further routing path sections receive a higher cost metric, so that this increased cost metric is associated with the routing protocol to be used no division of the data packets on equivalent alternative paths, since they have a higher cost metric. The first allowed division of the data packets onto two routing path sections can be done using two disjoint paths, which are determined by a check for path overlaps. In an analogous manner, a defined multiple division of the data packets at different points in the network can also take place on two or more equivalent routing paths or routing path sections. Likewise, a division of data packets can be avoided by quasi-locking alternative routing path sections by setting increased or otherwise suitable cost metrics, in connection with the routing protocol used, since they have increased costs.

Im Beispiel würden Datenpakete vom (Eingangs-)Netzknoten R1 in Richtung R2 oder R3 weitergeleitet werden (erste Aufteilung) für den (Ausgangs-)Netzknoten R6. In den Netzknoten R2, R3, R4 und R5 würde dann keine weitere Aufteilung erfolgen. So wäre ein erster Pfad von R1 über R2 und R4 zu R6, der in 1 gestrichelt gekennzeichnet ist, und ein zweiter Pfad von R1 über R3 und R5 zu R6 gegeben, der in 1 gepunktet gekennzeichnet ist. Die Verbindungswege zwischen den Netzknoten R2 und R3 sowie R3 und R4 erhalten in diesem Fall höhere Kostenmetriken als die Verbindungswege zwischen den Netzknoten R2 und R4 sowie R3 und R5.In the example, data packets would be forwarded from the (input) network node R1 in the direction of R2 or R3 (first division) for the (output) network node R6. In the network nodes R2, R3, R4 and R5 then no further division would take place. Thus, a first path from R1 through R2 and R4 would be to R6, which is in 1 dashed line, and a second path from R1 via R3 and R5 to R6 given in 1 dotted is marked. The connection paths between the network nodes R2 and R3 as well as R3 and R4 in this case receive higher cost metrics than the connection paths between the network nodes R2 and R4 and R3 and R5.

Dieses Verfahren kann in einer externen Steuerkomponente des paketvermittelnden Kommunikationsnetzes durchgeführt werden, wie einem sogenannten Network Control Server oder ein Netz-Management System. Ebenso kann die Funktionalität in einer Dienstesteuerung oder steuerungsseitig den Netzelementen vorgelagerten Kontrollinstanzen durchgeführt werden. Zudem ist auch eine Durchführung des Verfahrens in den Netzelementen bzw. Routern möglich, beispielsweise mittels Verteilung oder Replikation der Funktionen des Verfahrens.This Method may be in an external control component of the packet-switching Communication network performed such as a so-called network control server or a network management system. Likewise, the functionality in a service control or control side network elements upstream supervisory bodies. It is also an implementation of the method in the network elements or routers possible, for example by means of distribution or replication of the functions of the method.

Das Verfahren kann eine Optimierung der Kostenmetriken mittels sogenannter Kostenfunktionen zur Bewertung der Kostenmetriksätze durchführen. Die Kostenfunktionen bewerten die Verbindungsweg- bzw. Linklasten. Diese Kostenfunktion wird um einen Betrag erweitert, mit dem Ziel, solche Metriksätze zu bestrafen, die Verkehr zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangsnetzknoten mehrfach aufteilen würden. Dieser Betrag kann ein additiver oder multiplikativer Term sein, der die Kostenmetrik bzw. das Ergebnis der Berechnung der Kostenfunktion deutlich erhöht, wenn eine Aufteilung der Datenpakete bzw. des Datenpaketverkehrsstromes erfolgt.The Method can be an optimization of the cost metrics using so-called Perform cost functions to evaluate the cost metric records. The cost functions evaluate the link or link loads. This cost function will extended by an amount to penalize such metric sentences, the traffic between an input and an output network node multiple times would split up. This amount can be an additive or multiplicative term the cost metric or the result of the calculation of the cost function clearly increased, if a division of the data packets or the data packet traffic stream he follows.

Die Modifikation der Kostenfunktion bzw. der Kostenmetriken kann wie folgt durchgeführt werden.

A) Vor oder nach der Berechnung der Verbindungsweg- bzw. Linklasten wird das durch einen Satz von Metriken in einem Kommunikationsnetz gegebene Routing mittels einer Funktion auf Mehrfachaufteilungen überprüft. Treten Mehrfachaufteilungen auf, werden die Kostenmetriken der Alternativpfade erhöht und die Verkehrsaufteilung erneut überprüft. Diese Verfahren kann wiederholend durchgeführt werden, bis die gewünschte Verkehrsaufteilung erzielt ist.
B) Bei der Berechnung der Verbindungswege und der Ermittlung der diesen zugeordneten Verbindungsweglasten bzw. Linklasten wird für den Datenpaketverkehr, der einem Netzknoten zugeführt wird, ein Flag mitgeführt, das angibt ob dieser Datenpaketverkehr schon einmal aufgeteilt wurde. Wenn an einem Netzknoten Datenpaketverkehr ankommt, der bereits aufgeteilt wurde und dieser Netzknoten den Datenpaketverkehr nochmals aufteilen möchte, wird dieses Flag ausgewertet und die Aufteilung des Verkehrs mit höheren Kosten bewertet, so dass der Verkehr nur an einem Verbindungsweg weiter geleitet wird.

The modification of the cost function or the cost metrics can be carried out as follows.

A) Before or after the calculation of the link loads, the routing given by a set of metrics in a communication network is checked for multi-partitioning by means of a function. If multiple divisions occur, the cost metrics of the alternative paths are increased and the traffic distribution is checked again. This procedure can be repeated until the desired traffic distribution is achieved.
B) In the calculation of the connection paths and the determination of the associated link loads or link loads for the data packet traffic that is supplied to a network node, carried a flag indicating whether this data packet traffic has been divided once. If data packet traffic arrives at a network node that has already been split up and this network node wants to re-split the data packet traffic, this flag is evaluated and the distribution of the traffic is assessed at a higher cost, so that the traffic is forwarded only on one connection path.

Enthält die Bewertungsfunktion für die Kostenmetriken in einer externen Optimierungskomponente bzw. Steuerkomponente einen additiven Term zur Erhöhung der Kostenmetriken, so ist die Bewertungsfunktion dann um den Strafsummanden höher.Contains the evaluation function for the Cost metrics in an external optimization component or control component an additive term to increase the cost metrics, then the evaluation function is then around the Strafsummanden higher.

Die Bewertungsfunktion kann auch multiplikativ durch einen Straffaktor erhöht werden. Für Metriklösungen, die mehrfache Aufteilung des Verkehrs zwischen einem Ursprung und einem Ziel enthalten, ist die Bewertungsfunktion dann um den Straffaktor höher.The Rating function can also be multiplicative by a penalty factor elevated become. For Metric solutions the multiple division of traffic between an origin and contain a target, the rating function is then higher by the penalty factor.

Für die Optimierung hetrogener Netze, z. B. mit unterschiedlichen Netzknoten bzw. Router-Modellen, kann die Fähigkeit zur unabhängigen Hash-Bewertung pro Netzknoten angegeben werden. Die Kostenbewertungsfunktion bestraft dann solche Lösungen, die eine Verkehrsverteilung an mindestens zwei Netzknoten vornehmen würden.For the optimization of heterogeneous networks, eg. As with different network nodes or router models, the ability to independent hash rating per network node can be specified. The cost evaluation function punishes then such solutions, which a traffic distribution would make at least two network nodes.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Verfahren dahingehend verwendet werden, dass nur single path Routing erzwungen wird. Dazu werden all jene Lösungen der Bewertungsfunktion für die Linkmetriken bestraft, die überhaupt an irgendeiner Stelle im Netz den Verkehr aufteilen würden. Beispielsweise ist so definiertes single path Routing möglich. Dies ist etwas anderes als normales single path Routing, da bei diesem nicht vorhergesagt werden kann, welcher Verbindungsweg, von zwei gleichartigen, verwendet wird.In In one embodiment of the invention, the method may be the same that only single path routing is enforced. To become all those solutions the evaluation function for penalizes the link metrics that are at all at any point in the network would split the traffic. For example So defined single path routing is possible. This is something else as a normal single path routing, since not predicted at this which connection path, of two similar ones, can be used becomes.

Die durch das Verfahren ermittelten Kostenmetriken werden in die Netzelemente geladen, die ihr Routing auf dieser Basis durchführen.The Cost metrics determined by the method become the network elements loaded, which perform their routing on this basis.

Durch das Verfahren ist eine Optimierung von Kostenmetriken in paketvermittelnden Kommunikationsnetzen möglich. Insbesondere in Netzen, die equal cost multi-path Routing mit Hash-basierter Verkehrsverteilung einsetzen und bei denen die Netzknoten oder ein Teil dieser dieselbe Hash-Funktionen verwenden.By the method is an optimization of cost metrics in packet-switched Communication networks possible. Especially in networks, the equal cost multi-path routing with hash-based traffic distribution and where the network nodes or part of them are the same Use hash functions.

Claims

A method for routing data packets in a multi-node packet-switched communication network in which the network nodes are at least partially connected by connection paths to which cost metrics are assigned, in which data packets are from an input network node to an output network node via a routing path with the least sum of the cost metrics of the connection paths and in the presence of a plurality of costly routing paths or Routingwegabschnitte data packets are distributed to these routing paths or Routwegwegabschnitte, characterized in that starting from the input network node, the routing path to the output network node is checked for a data packet division, a number of data packet divisions is allowed on at least two Routwegwegabschnitte and in further Datenpaketteilteilungsmöglichleiten only a routing path section is used and the remaining routing path sections receive higher cost metrics, so that a data packet distribution is avoided.

Method according to claim 1, characterized in that that starting from the input network node, the routing path to the output network node checked for a data package split, allowed a first data packet division on two Routwegwegabschnitte and with further data packet splitting, only one routing path section is possible is used and the remaining routing path sections have higher cost metrics received, so that a data packet distribution is avoided.

Method according to claim 1, characterized in that that starting from the input network node, the routing path to the output network node is checked for a data packet distribution and in data packet splitting options only one routing path section is used and the remaining routing path sections higher Receive cost metrics so that data packet partitioning is avoided.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the packet-switched communication network the Internet Protocol used in conjunction with the Equal Cost Multi Path procedure becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that starting from the input network node of the routing path to the output network node is checked for a data packet distribution, a first data packet division is allowed on two routing path sections, indicated by a flag and possible in further data packet partitioning only one routing path section is used by evaluating the flag and the remaining routing path sections have higher cost metrics received, so that a further data packet division is avoided.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the method is executed in an external control component and determined cost metrics are loaded into the network nodes.

Cost metrics for Connection paths of a network node, which according to the method according to one of previous claims 1 to 5 were generated.

Network node of a packet-switched communications network, operated with cost metrics, according to the method according to of the preceding claims 1 to 5 are generated.

Network node according to claim 6, comprising means for execution of the method according to one of the preceding claims 1 to 5th