DE60032073T2

DE60032073T2 - Datennetzwerk - Reserveschaltungen zur automatischen Reserveumschaltung

Info

Publication number: DE60032073T2
Application number: DE60032073T
Authority: DE
Inventors: Loa Anderson; Kent Kantana Felske; Guo-Qlang Nepean Wang
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2020-08-19
Also published as: CA2311105C; EP1079570B1; US6901048B1; US20030152025A1; DE60032073D1; US7486615B2; CA2311105A1; US20090161537A1; EP1079570A2; EP1079570A3; US7760623B2; US6535481B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Computer-Netzwerke und insbesondere auf ein Computer-Netzwerk, das eine automatische Schutzschaltung vorsieht, um Datenpakete im Fall des Ausfalls einer Netzwerk-Verbindungsstrecke neu zu lenken.
In einem Internet-Protokoll-(IP-)basierten Computer-Netzwerk werden Daten-Routenführungs- oder Leitweglenkungs-Protokolle, wie zum Beispiel das Protokoll des offenen kürzesten Pfades als ersten (OSPF), das Zwischensystem-Zwischensystem-Protokoll (IS-IS) und Leitweglenkungs- oder Routenführungs-Informations-Protokoll (RIP) verwendet, um den Pfad zu bestimmen, den Datenpakete durch das Netzwerk zurücklegen. Wenn eine Verbindungsstrecke zwischen zwei Netzwerk-Routern ausfällt, werden die Leitweglenkungs-Protokolle zur Ankündigung des Ausfalls über das gesamte Netzwerk hinweg verwendet. Die meisten Router können einen örtlicher Verbindungsstrecken-Ausfall relativ schnell feststellen, doch benötigt das Netzwerk insgesamt eine wesentlich längere Zeit, um zu konvergieren. Diese Konvergenz-Zeit liegt typischerweise in der Größenordnung von 10–60 Sekunden in Abhängigkeit von dem Routenführungs-Protokoll und der Größe des Netzwerkes. Schließlich erfahren alle die beteiligten Router über den Verbindungsstrecken-Ausfall, und sie berechnen neue Routen für Datenpakete an betroffene Ziele. Sobald alle die Router auf einen neuen Satz von Routen konvergieren, geht die Datenpaket-Weiterleitung normal weiter. Während das Netzwerk nach dem Ausfall einer Verbindungsstrecke konvergiert, können vorübergehende Schleifen auftreten, die wertvolle Bandbreite verbrauchen. Schleifen-Verhinderungs-Algorithmen wurden vorgeschlagen, um derartige vorübergehende Schleifen zu beseitigen. Unter Verwendung dieser Algorithmen werden Routen festgehalten, bis das Netzwerk konvergiert hat und die neuen Routen sich als schleifenfrei erwiesen haben. Schleifen-Verhinderungs-Algorithmen haben den Vorteil, dass Datenpakete, die auf nicht betroffenen Routen fließen, nicht unterbrochen werden, während vorübergehende Schleifen beseitigt werden. Der Haupt-Nachteil der Schleifen-Verhinderungs-Algorithmen besteht darin, dass Datenpakete, die aus einer ausgefallenen Verbindungsstrecke heraus gelenkt werden, während der Konvergenz verloren gehen oder in einem „schwarzen Loch verschwinden". Die Schleifen-Verhinderungs-Algorithmen verlängern weiterhin die Konvergenz-Zeit in gewisser Weise, während überprüft wird, dass neue Routen schleifenfrei sind.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung geschaffen, die Datenpakete im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfall eines Leitweglenkungs-Knotens verarbeitet, der Datenpakete an ein Computer-Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefert, wobei die Schutzschaltungs-Zykus-Verwaltungseinrichtung eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Identifikations-Einrichtung, die als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete die Datenpakete identifiziert, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format aufweisen, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt, und eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Verarbeitungseinrichtung umfasst, die jedes Schutzschaltungs-Zyklus-Paket verarbeitet, um festzustellen, ob das Paket dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, wobei, wenn das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket durch den Leitweglenkungs-Knoten als ein Datenpaket behandelt wird, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wurde, und wobei, wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket an einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Leitweglenkungs-Knoten gesandt wird.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Datenpaketen in dem Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls eines Leitweglenkungs-Knotens geschaffen, der Datenpakete an ein Daten-Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Identifizieren von Datenpaketen, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format haben, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt, als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete; und
Verarbeiten jedes Schutzschaltungs-Zyklus-Pakets zur Feststellung, ob das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, wobei:

(i) wenn das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket von dem Leitweglenkungs-Knoten als ein Datenpaket behandelt wird, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wird; und
(ii) wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket an einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Leitweglenkungs-Knoten gesandt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung von Datenpaketen in dem Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls eines Leitweglenkungs-Knotens ein, der Datenpakete an ein Daten-Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefert. Eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung schließt eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Identifikations-Einrichtung und einen Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Prozessor ein. Die Paket-Identifikations-Einrichtung identifiziert als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete die Datenpakete, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format aufweisen, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt. Der Prozessor verarbeitet jedes Schutzschaltungs-Zyklus-Paket um festzustellen, ob das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, und wenn das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, so wird das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket durch den Leitweglenkungs-Knoten als ein Datenpaket behandelt, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wird. Anderenfalls wird, wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitwegelenkungs-Knoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket an einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Leitweglenkungs-Knoten gesandt.
Eine weitere Ausführungsform kann eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paketisierungseinrichtung einschließen, die als Antwort auf den Ausfall einer Verbindungsstrecke für den Leitweglenkungs-Knoten betroffene Datenpakete, die über die ausgefallene Verbindungsstrecke gelenkt werden, in Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete in dem speziellen Schutzschaltungs-Zyklus-Format umwandelt. Die Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung kann weiterhin einen Verbindungsstrecken-Ausfall an das Netzwerk unter Verwendung eines Leitweglenkungs-Protokolls ankündigen. Das spezifische Schutzschaltungs-Zyklus-Format kann einen Etikett-Stapel einschließen, der auf der Multiprotokoll-Etikett-Vermittlung (MPLS) beruht, die Etiketten für die Paket-Quelle und das Paket-Ziel einschließen kann. Der Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten kann ein nächster Knoten auf einem Etikett-vermittelten Pfad (LSP) sein, wobei in diesem Fall der LSP auf einer Netzwerk- Topologie-Information beruhen kann, die von einem Netzwerk-Protokoll abgeleitet werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform schließt weiterhin einen Daten-Router ein, der Datenpakete an ein Daten-Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefert, wobei der Router Datenpakete im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls verarbeitet. Der Router schließt eine Daten-Schnittstelle für Datenpakete zum Eintritt und zum Verlassen des Routers und eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung ein. Die Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung schließt eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Identifikations-Einrichtung und einen Schutzschaltungs-Zyklus-Prozessor ein. Die Paket-Identifikation identifiziert als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete die Datenpakete, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format aufweisen, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt. Der Prozessor verarbeitet Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete, um festzustellen, ob das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, und: (i) wenn das Paket-Ziel dem Router entspricht, so wird das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket von dem Router als ein Datenpaket behandelt, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wurde, und (ii), wenn das Paket-Ziel nicht dem Routenführungs-Knoten entspricht, so werden die Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete an einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Router gesandt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform schließt ein Computer-Netzwerk mit einer Vielzahl von Datenpaket-Strömen ein. Das Netzwerk schließt eine Anzahl von Teil-Netzwerken, wobei jedes Teil-Netzwerk zumindest eine Anwendung, die einen Strom von Datenpaketen zur Übertragung über das Computer-Netzwerk erzeugt, und eine Anzahl von Routern ein, die Datenpakete an das Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefern. Zumindest ein Router verarbeitet Datenpakete im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls. Der zumindest eine Router schließt eine Anzahl von Datenschnittstellen für Ströme von Datenpaketen für den Eintritt und das Verlassen des zumindest einen Routers und eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung ein, die eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Identifikations-Einrichtung und einen Schutzschaltungs-Zyklus-Prozessor aufweist. Die Paket-Identifikations-Einrichtung identifiziert als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete die Datenpakete, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format aufweisen, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt. Der Prozessor verarbeitet Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete, um festzustellen, ob das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, und: (i) wenn das Paket-Ziel dem zumindest einen Router entspricht, so wird das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket von dem zumindest einen Router als ein Datenpaket behandelt, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wurde, und (ii), wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, so werden die Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete an einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den zumindest einen Router gesandt.
Eine bevorzugte Ausführungsform schließt ein Computerprogramm-Produkt zur Verwendung auf einem Computer-System zur Verarbeitung von Datenpaketen im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls eines Leitweglenkungs-Knotens ein, der Datenpakete an das Daten-Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefert. Das Computerprogramm-Produkt umfasst ein Computer-nutzbares Medium mit einem darauf befindlichen Computer-lesbaren Programm-Code. Der Computer-lesbare Programm-Code schließt Programm-Code zur Identifikation derjenigen Pakete als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete ein, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format aufweisen, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt. Es gibt weiterhin Programm-Code zur Verarbeitung von Schutzschaltungs-Zyklus-Paketen, um festzustellen, ob das Paket-Ziel einem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, und: (i) wenn das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, so wird das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket von dem Leitweglenkungs-Knoten als ein Datenpaket behandelt, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wurde, und (ii), wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, so werden die Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Leitweglenkungs-Knoten gesandt.
Die vorliegende Erfindung wird einfacher durch eine Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen:
1 eine Darstellung eines Computer-Netzwerkes ist, das eine automatische MPLS-p-Zyklus-Schutzschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 eine Darstellung eines Netzwerk-Knoten-Routers ist, der p-Zyklen unterstützt, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3 eine Ablaufdiagramm-Darstellung der logischen Schritte in einem Verfahren zur Bereitstellung einer automatischen Schutzschaltungs-Umschaltung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet eine Multi-Protokoll-Etikett-Vermittlung (MPLS) mit einer expliziten Routenführung oder Leitweglenkung, um einen MPLS-Schicht-Schutz-Zyklus (p-Zyklus) auszubilden, der eine automatische Schutzschaltung zur Leitweg-Umlenkung von Datenpaketen in dem Fall eines Netzwerk-Verbindungsstrecken-Ausfalls ergibt. Ein MPLS-Etikett-vermittelter Pfad-(LSP-)Tunnel verläuft durch die Endpunkte der Verbindungsstrecke, die geschützt wird. Der auf diese Weise ausgebildete LSP-Tunnel bildet einen MPLS-p-Zyklus, über den Pakete einer ausgefallenen Verbindungsstrecke gelenkt werden. Ein vorgegebener p-Zyklus kann eine oder mehrfache Verbindungsstrecken schützen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Standard-Mehrschicht-MPLS-Etikett-Stapel in dem p-Zylus verwendet. In anderen Ausführungsformen kann ein p-Zyklus in anderen Protokollen als MPLS implementiert werden.
Der p-Zyklus kann von Hand konfiguriert werden oder automatisch unter Verwendung von Netzwerk-Verbindungsstrecken-Zustands- und Topologie-Information ausgebildet werden, die von einem Routenführungs- oder Leitweglenkungs-Protokoll abgeleitet wird, wie zum Beispiel dem Protokoll mit dem offenen kürzesten Pfad als erstem (OSPF). Verschiedene Algorithmen können verwendet werden, um automatisch die spezifische Struktur eines vorgegebenen p-Zyklus zu berechnen. Eine bevorzugte Ausführungsform verwendet eine Netzwerk-Verwaltungs-Anwendung für diesen Zweck, weil der p-Zyklus nicht einem optimalen Pfad folgen wird. Wenn ein p-Zyklus bidirektional ist, kann ein Bandbreiten-Schutz-Mechanismus derart implementiert werden, dass ein Teil des p-Zyklus-Verkehrs einen Weg geht, während der Rest den anderen Weg geht.
Eine bevorzugte Ausführungsform verwendet einen Diffusions-basierten Schleifen-Verhinderungs-Algorithmus, wie er in der Technik bekannt ist, um festzustellen, wann das Netzwerk konvergiert hat, sodass es sicher ist, auf dem neuen leitweggelenkten Pfad umzuschalten. Derartige Diffusions-Algorithmen sind beispielsweise in der Veröffentlichung von Garcia-Lunes-Aceves, J. J., „Loop-Free Routing Using Diffusing Computations", IEEE/ACM Transactions on Networking, Band 1, Nummer 1, 1993, Seiten 130–141 beschrieben. Die Verwendung von p-Zyklen mit einem Schleifen-Verhinderungs-Algorithmus ermöglicht einen ununterbrochenen Dienst im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls, ohne dass Pakete auf der ausgefallenen Verbindungsstrecke verschwinden.
1 ist eine Darstellung eines Computer-Netzwerkes unter Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine automatische MPLS-p-Zylus-Schutzschaltung. In 1 sind die Netzwerk-Knoten A 10 bis H 17 normalerweise über die gestrichelten Linien miteinander verbunden, um Datenpakete von Knoten zu Knoten zu lenken. In dem gezeigten Netzwerk-Segment sind die normalen Netzwerk-Verbindungsstrecken zwischen A und E, A und F, B und D, B und E, und H und F außerdem durch einen p-Zyklus 18 geschützt. Der p-Zyklus 18 bildet eine Schleife durch das Netzwerk, sodass ein Paket, das über den p-Zyklus gesandt wird, schließlich zu seinem Ursprungs-Knoten zurückkehrt, wenn es nicht aus dem p-Zyklus durch einen der Knoten herausgenommen wird, die es durchläuft. In 1 durchquert der LSP-p-Zyklus 18 das Netzwerk-Segment von dem Knoten A 10 zu B 11 zu C 12 ... zu G 16 zu H 17 und dann zurück an A 10.
Es ist lediglich ein p-Zyklus 18 in 1 gezeigt. In der Praxis wird ein p-Zyklus für jeden Satz von zu schützenden Verbindungsstrecken ausgebildet. Eine bevorzugte Ausführungsform kann erfolgreich in irgendeiner willkürlichen Netzwerk-Topologie arbeiten. Es sei jedoch bemerkt, dass zur Realisierung des vollen Verbindungsstrecken-Ebenen-Schutzes für jede zwei Nachbarn A und B, die durch eine Verbindungsstrecke L in dem Netzwerk verbunden sind, ein anderer Netzwerk-Pfad zwischen A und B existieren muss, der L nicht einschließt.
Verschiedene Optionen können bzgl. der Netzwerk-Schicht-Einkapselung auf der ursprünglichen Verbindungsstrecke verwendet werden. Beispielsweise kann die ursprüngliche Netzwerk-Schicht-Einkapselung (beispielsweise IP) in dem p-Zyklus-LSP getunnelt werden. Wenn MPLS auf der ursprünglichen Verbindungsstrecke verwendet wird, so kann das etikettierte Paket auf der Reserve-Verbindungsstrecke unter Verwendung einer MPLS-Etikett-Stapelung getunnelt werden. Mehrfache unabhängige Verbindungsstrecken-Ausfälle können unter Verwendung mehrfacher Schichten der Tunnelung toleriert werden.
Der Router für jeden Knoten überwacht seine eigenen örtlichen Verbindungsstrecken. Wenn ein Verbindungsstrecken-Ausfall festgestellt wird, lenkt der Router für einen betroffenen Knoten schnell den Datenpaket-Verkehr über den p-Zyklus 18. Dann kündigt das Netzwerk-Leitweglenkungs-Protokoll den Verbindungsstrecken-Ausfall an, sodass das Netzwerk mit einer neuen Leitweglenkung ohne die ausgefallene Verbindungsstrecke ausgebildet werden kann, und ein Schleifen-Verhinderungs-Mechanismus stellt fest, dass das in neuer Weise leitweggelenkte Netzwerk schleifenfrei ist. Paket-Verkehr kann dann auf das neu leitweggelenkte Netzwerk geschaltet werden, und es können neue p-Zyklen erforderlichenfalls neu berechnet werden.
2 ist eine Darstellung eines Netzwerk-Knoten-Routers, der p-Zyklen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform unterstützt. Der Netzwerk-Knoten-Router 20 bildet einen Teil eines Computer-Netzwerkes 22 von Routern in gegenseitiger Kommunikation über eine Anzahl von Netzwerk-Knoten-Daten-Verbindungsstrecken 21. Der Router 20 dient weiterhin zur Verbindung von einem oder mehreren lokalen Netzwerken (LANs) 23, die ein oder mehrere Arbeitsstationen 231 aufweisen. Datenpakete treten in den Router 20 ein und verlassen diesen unter der Steuerung durch einen Daten-Schnittstellen-Treiber 24, der mit den Netzwerk-Knoten-Verbindungsstrecken 21 verbunden ist.
3 ist die Darstellung eines Ablaufdiagramms, das die logischen Schritte in einem entsprechenden Verfahren zur Bereitstellung einer automatischen Schutzschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeigt. Eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung 25 schließt eine p-Zyklus-Paket-Identifikations-Einrichtung 251 ein, die im Schritt 301 als p-Zyklus-Pakete diejenigen Datenpakete identifiziert, die einen p-Zyklus-Etikett-Stapel aufweisen, der bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Standard-MPLS-Etikett-Stapel ist.
In einer derartigen Ausführungsform zeigt das oberste Etikett in dem Stapel den nächsten Knoten in dem p-Zyklus an. Das nächste Etikett auf dem Stapel ist die Identität des Ziel-Knotens, der schließlich das Paket empfängt, das dritte Etikett in dem Stapel ist die Identität des Knotens, der den Etikett-Stapel erzeugt. Identifizierte p-Zyklus-Pakete werden von einem p-Zyklus-Paket-Prozessor 252 verarbeitet, der im Schritt 302 das oberste Etikett von dem Etikett-Stapel abhebt und das nächste Etikett prüft, um festzustellen, ob die eigene Identität des Router-Knotens sich in der Ziel-Knoten-Position in dem Etikett-Stapel befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird das Etikett für den nächsten p-Zyklus-Knoten auf den Stapel aufgelegt, und das Paket wird von dem Daten-Schnittstellen-Treiber 24 über die Knoten-Verbindungsstrecke 21 an den nächsten Knoten auf dem p-Zyklus gesandt, Schritt 303. Wenn im Schritt 302 die eigene Identität des Router-Knotens in der Ziel-Knoten-Position in dem Etikett-Stapel enthalten ist, so wird das Quellen-Knoten-Etikett in dem Etikett-Stapel geprüft, um festzustellen, welche Netzwerk-Verbindungsstrecke das Paket normalerweise verwendet hätte, Schritt 304. Der p-Zyklus-Stapel wird dann gelöscht, Schritt 305, und danach wird das Paket so behandelt, als ob es über die normale Netzwerk-Verbindungsstrecke 21 von dem Quellen-Knoten empfangen worden sein würde, Schritt 306.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform schließt der Netzwerk-Knoten-Router weiterhin eine Netzwerk-Verbindungsstrecken-Überwachungs-Einrichtung 26 in Kombination mit dem Daten-Schnittstellen-Treiber 24 ein. Wenn die Verbindungsstrecken-Überwachungs-Einrichtung 26 eine ausgefallene Verbindungsstrecke feststellt, Schritt 307, so bringt die Schutzschaltungs-Zyklus-Paktisierungs-Einrichtung 253 an betroffene Datenpakete einen p-Zyklus-Etikett-Stapel an, der passende Etiketten für den Quellen-Knoten, den Ziel-Knoten und den p-Zyklus-Knoten aufweist, Schritt 308, und die p-Zyklus-Pakete werden dann an den p-Zyklus-Knoten für diesen Router gesandt, Schritt 303. Ein Verbindungsstrecken-Ausfall wird weiterhin dem Netzwerk unter Verwendung des Leitweglenkungs-Protokolls, Schritt 309, angekündigt. Eine neue Netzwerk-Route wird dann ausgebildet, um die ausgefallene Verbindungsstrecke zu ersetzen, Schritt 310, und ein Schleifen-Verhinderungs-Algorithmus wird verwendet, um festzustellen, dass die neuen Netzwerk-Routen konvergiert haben und schleifenfrei sind, Schritt 311.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung oder Teile hiervon (beispielsweise er p-Zyklus-Paket-Prozessor 252, die p-Zyklus-Paket-Identifikations-Einrichtung 251, die Verbindungsstrecken-Überwachungseinrichtung 26, usw.) können in irgendeiner üblichen Computer-Programmiersprache implementiert werden. Beispielsweise können bevorzugte Ausführungsformen in einer Prozedur-Programmiersprache (beispielsweise „C") oder einer Objekt-orientierten Programmiersprache (beispielsweise „C++" oder „JAVA") implementiert werden. Alternative Ausführungsformen der Erfindung können als vorprogrammierte Hardware-Elemente (beispielsweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltungen) oder andere verwandte Komponenten implementiert werden.
Alternative Ausführungsformen der Erfindung können als ein Computerprogramm-Produkt zur Verwendung mit einem Computer-System implementiert werden. Eine derartige Implementierung kann eine Serie von Computer-Befehlen einschließen, die entweder auf einem fassbaren Medium, wie zum Beispiel einem Computer-lesbaren Medium (beispielsweise einer Diskette, CD-ROM, ROM, oder Festplatte) festgelegt sind oder die an ein Computer-System über ein Modem oder eine andere Schnittstellen-Einrichtung übertragbar sind, wie zum Beispiel einem Kommunikations-Adapter, der mit einem Netzwerk über ein Medium verbunden ist. Das Medium kann entweder ein fassbares Medium (beispielsweise optische oder Analog-Kommunikationsleitungen) oder ein Medium sein, das mit drahtlosen Techniken (beispielsweise Mikrowellen, Infrarot oder anderen Übertragungstechniken) implementiert ist. Die Serie von Computer-Befehlen verwirklicht vorzugsweise die gesamte oder einen Teil der Funktionalität, die vorstehend hier bezüglich des Systems beschrieben wurde. Der Fachmann sollte erkennen, dass derartige Computer-Befehle in einer Anzahl von Programmiersprachen zur Verwendung mit vielen Computer-Architekturen oder Betriebssystemen geschrieben werden können. Weiterhin können derartige Befehle in irgendeinem Speichergerät gespeichert werden, wie zum Beispiel Halbleiter-, magnetischen, optischen- oder anderen Speichergeräten, und sie können unter Verwendung irgendeiner Kommunikationstechnologie übertragen werden, wie zum Beispiel durch optische, Infrarot-, Mikrowellen- oder andere Übertragungstechnologien. Es wird erwartet, dass ein derartiges Computerprogramm-Produkt, als ein auswechselbares Medium mit beigefügter gedruckter oder elektronischer Dokumentation verteilt werden kann (beispielsweise schrumpfverpackte Software), dass es auf Computer-Systemen vorgeladen wird (beispielsweise auf einem System-ROM oder auf einer Festplatte), oder dass es von einem Server oder einem elektronischen Bulletin-Board über das Netzwerk verteilt wird (beispielsweise das Internet oder das weltweite Datennetz).
Obwohl verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde, sollte es für den Fachmann verständlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, die einige der Vorteile der Erfindung erzielen, ohne von dem wahren Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Diese und andere naheliegenden Modifikationen sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sein.

Claims

Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungeinrichtung (25), die Datenpakete im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls eines Leitweglenkungs-Knotens (20) verarbeitet, der Datenpakete an ein Computernetzwerk (22) über eine Anzahl von Verbindungsstrecken (21) liefert, wobei die Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Identifikationseinrichtung (251), die als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete die Datenpakete identifiziert, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format aufweisen, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt, und eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paket-Verarbeitungseinrichtung (252) umfasst, die jedes Schutzschaltungs-Zyklus-Paket verarbeitet, um festzustellen, ob das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten (20) entspricht, wobei, wenn das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten (20) entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket durch den Leitweglenkungs-Knoten (20) als ein Datenpaket behandelt wird, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wurde, und wobei, wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitweglenkungs-Knoten (20) entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket einem Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Leitweglenkungs-Knoten (20) gesandt wird.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, die weiterhin eine Schutzschaltungs-Zyklus-Paketisierungseinrichtung (253) umfasst, die als Antwort auf den Ausfall einer Verbindungsstrecke für den Leitweglenkungs-Knotens (20) betroffene Datenpakete, die über die ausgefallene Verbindungsstrecke gelenkt werden, in Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete in dem spezifischen Schutzschaltungs-Zyklus-Format umwandelt.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) so angeordnet ist, dass sie einen Verbindungsstrecken-Ausfall an das Netzwerk (22) unter Verwendung eines Leitweglenkungs-Protokolls ankündigt.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das spezifische Schutzschaltungs-Zyklus-Format einen Etikett-Stapel einschließt, der auf der Multiprotokoll-Etikettvermittlung (MPLS) beruht.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach Anspruch 4, bei der der Etikett-Stapel Etiketten für die Paket-Quelle und das Paket-Ziel einschließt.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten ein nächster Knoten auf einem Etikett-vermittelten Pfad (LSP) ist.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach Anspruch 6, bei der der LSP auf einer Netzwerk-Topologie-Information beruht.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach Anspruch 7, bei der die Netzwerk-Topologie-Information von einem Netzwerk-Protokoll abgeleitet wird.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin Einrichtungen zur Ausbildung einer neuen Netzwerk-Route zum Ersatz einer ausgefallenen Verbindungsstrecke umfasst.
Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin Einrichtungen umfasst, die zur Anwendung eines Schleifen-Verhinderungs-Algorithmus nach einem Verbindungsstrecken-Ausfall angeordnet sind, um festzustellen, dass das Netzwerk (22) konvergiert hat und schleifenfrei ist.
Daten-Router (20), der zur Lieferung von Datenpaketen an ein Computernetzwerk (22) über eine Anzahl von Verbindungsstrecken (21) angeordnet ist, wobei der Router Datenpakete im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls verarbeitet, wobei der Router (20) eine Daten-Schnittstelle (24) für Datenpakete zum Eintritt und zum Verlassen des Routers (20) und eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei der Router ein Leitweglenkungs-Knoten ist.
Computernetzwerk (22) mit einer Vielzahl von Datenpaket-Strömen, wobei das Netzwerk einer Anzahl von Teilnetzwerken (23) umfasst, wobei jedes Teilnetzwerk zumindest eine Anwendung, die einen Strom von Datenpaketen zur Übertragung über das Computernetzwerk (22) erzeugt, und eine Anzahl von Routern (20) aufweist, die Datenpakete an das Netzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefern, wobei zumindest ein Router Datenpakete im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls verarbeitet, wobei der zumindest eine Router eine Anzahl von Datenschnittestellen für Ströme von Datenpaketen für den Eintritt und das Verlassen des zumindest einen Routers und eine Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung (25) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 einschließt, wobei der zumindest eine Router einen Leitweglenkungs-Knoten bildet.
Verfahren zum Verarbeiten von Datenpaketen im Fall eines Verbindungsstrecken-Ausfalls eines Leitweglenkungs-Knotens, der Datenpakete an ein Datennetzwerk über eine Anzahl von Verbindungsstrecken liefert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Identifizieren von Datenpaketen, die ein spezifisches Schutzschaltungs-Zyklus-Format haben, das eine Paket-Quelle und ein Paket-Ziel einschließt, als Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete; und Verarbeiten jedes Schutzschaltungs-Zyklus-Pakets zur Feststellung, ob das Paket-Ziel dem Leitweglenkungs-Knoten entspricht, wobei: (i) wenn das Paket-Ziel dem Leitweglenkgungs-Knoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket von dem Leitweglenkungs-Knoten als ein Datenpaket behandelt wird, das von der Paket-Quelle über die ausgefallene Verbindungsstrecke empfangen wird; und (ii) wenn das Paket-Ziel nicht dem Leitweglenkungsknoten entspricht, das Schutzschaltungs-Zyklus-Paket an einen Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten für den Leitweglenkungs-Knoten gesandt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin als Antwort auf den Ausfall einer Verbindungsstrecke für den Leitweglenkungs-Knoten den Schritt der Umwandlung betroffener Datenpakete, die über die ausgefallene Verbindungsstrecke gelenkt werden, in Schutzschaltungs-Zyklus-Pakete in dem spezifischen Schutzschaltungs-Zyklus-Format umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, das weiterhin den Schritt der Ankündigung eines Verbindungsstrecken-Ausfalls an das Netzwerk unter Verwendung eines Leitweglenkungs-Protokolls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, das weiterhin den Schritt des Aufbau einer neuen Netzwerk-Route zum Ersatz einer ausgefallenen Verbindungsstrecke umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, das weiterhin den Schritt der Verwendung eines Schleifen-Verhinderungs-Algorithmus nach einem Verbindungsstrecken-Ausfall umfasst, um festzustellen, dass das Netzwerk konvergiert und schleifenfrei ist.
Verfahren nach einem Ansprüche 13 bis 17, bei dem das spezifische Schutzschaltungs-Zyklus-Format einen Etikett-Stapel auf der Grundlage der Multi-Protokoll-Etikettvermittlung (MPLS) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 18, das weiterhin den Schritt der Einfügung von Etiketten für die Paket-Quelle und das Paket-Ziel in den Etikett-Stapel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem der Schutzschaltungs-Zyklus-Knoten ein nächster Knoten auf einem Etikett-vermittelten Pfad (LSP) ist.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der LSP auf Netzwerk-Topologie-Information beruht.
Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin den Schritt der Ableitung der Netzwerk-Topologie-Information aus einem Netzwerk-Protokoll umfasst.
Computerprogramm, das Computerprogramm-Codeeinrichtungen umfasst, die zur Implementierung der Schutzschaltungs-Zyklus-Verwaltungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Computerprogramm, das Computerprogramm-Codeeinrichtungen umfasst, die zur Ausführung aller der Schritte nach einem der Ansprüche 13 bis 22 ausgebildet sind, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.