WO2005013564A1 - Verfahren für ein inter-domain mehrwege-routing - Google Patents

Verfahren für ein inter-domain mehrwege-routing Download PDF

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WO2005013564A1
WO2005013564A1 PCT/EP2004/051662 EP2004051662W WO2005013564A1 WO 2005013564 A1 WO2005013564 A1 WO 2005013564A1 EP 2004051662 W EP2004051662 W EP 2004051662W WO 2005013564 A1 WO2005013564 A1 WO 2005013564A1
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packet
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Stefan Butenweg
Claus Gruber
Thomas Schwabe
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L45/02—Topology update or discovery
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    • H04L45/24—Multipath
    • H04L45/243—Multipath using M+N parallel active paths

Definitions

  • the invention relates to a method for optimized inter-domain routing between packet-oriented networks and a method for determining routes for multi-way routing in a packet-oriented network, which includes the distribution of patents on links connecting several different packet-oriented networks.
  • IP protocol allows data to be transmitted over different, possibly technically different networks.
  • IP protocol on the network layer provides information for routing, which can be interpreted by all networks involved in the routing. The most important information of this type is address information.
  • networks with a uniform routing technology are also referred to as routing domains, autonomous systems, subnets or subnetworks within the framework of the IP concept.
  • network is used in such a way that it refers to a network within which uniform routing mechanisms are used, and not a network.
  • the OPSP open shortest path first protocol
  • the OSPF protocol is a so-called linked state protocol, in which, by exchanging topology information between the routers or nodes, routing tables are set up or adapted in the sense of optimal routing.
  • MPLS multiprotocol label switching
  • Intra-domain routing Another approach to improve routing within a network (intra-domain routing) is being developed as part of the KING (Key Components for the mobile Internet of Next Generation) project.
  • the aim of this concept is to avoid the complexity of the MPLS process and still allow routing in compliance with quality characteristics.
  • states must be defined or maintained throughout the network. Routing or, in the case of MPLS multi-way routing, the distribution Packets are defined when the network is entered. Information on the routes used and their workloads must be kept and evaluated centrally in order to enable bandwidth usage in the sense of guaranteeing quality of service features.
  • the KING project the information required centrally or at the edge of the network is greatly reduced by essentially maintaining the locality of the routing decisions, as with the conventional IP network.
  • Crucial points of the concept are: • Traffic controls at the network entrance and exit
  • border gateway eg Boder router or edge node
  • Border gateway eg Boder router or edge node
  • Another border router can be used to maintain the flow of traffic.
  • the routing tables of the autonomous system must be adapted to the new route. Routing loops can occur in the network during the reconfiguration of the routing tables. Packets are delayed due to frequent changes to the routing tables, redirected to longer distances, the order of the packets is exchanged or packets are even lost.
  • the edge nodes of the adjacent networks via which the destination can be reached and via which traffic is to be routed to the destination, are combined as a virtual point.
  • Conventional methods for determining alternative paths between a starting and ending point can then be used.
  • Routing mechanisms based on multi-way routing eg for reacting to errors and faults, can also be used.
  • MPLS Multi-Path, ECMP or KING By using known and tested algorithms and protocol parts from MPLS Multi-Path, ECMP or KING, the grain complexity, the implementation effort and the susceptibility to errors of the new concept of the inter-domain multi-path are greatly reduced.
  • Fig. 1 Illustration of the routing as part of the KING concept
  • Fig. 2 Illustration of the routing as part of the MPLS concept
  • Fig. 5 Connection of a target domain through different transit domains
  • Fig. 6 Distribution of traffic and renewed aggregation on an edge router using the example of the MPLS multipath concept
  • Fig. 7 Selection of suitable edge nodes as gateways for the target domain
  • FIG. 8 Summary of the gateways from FIG. 7 into a virtual router
  • Fig. 10 Configuration of the routers passed through the network on the basis of known routing concepts Fig. 1 to Fig. 6 serve to illustrate the prior art and the difficulties encountered.
  • the traffic is divided locally at each router into so-called distribution compartments, i.e. alternative links going from the respective node to a destination.
  • distribution compartments i.e. alternative links going from the respective node to a destination.
  • the arrows drawn in FIG. 1 define the distribution compartments. Allocation ratios are given as examples.
  • Dual homing means the use of two or more possible connections between autonomous systems (FIG. 3). In the case of crosswise connections, one also speaks of redundant dual homing (FIG. 4).
  • FIG. 5 In the case of heavily meshed networks, there is the possibility of also reaching target networks or target domains via different transit networks (FIG. 5). Even if the routing function fails As a result, a destination network can still be reached in a transit network, as a result of which expensive and complex redundancy structures for edge nodes or border routers can be prevented. One way is conventionally used.
  • the second route shown in FIG. 5 is stored, for example, as an alternative route and is put into operation in the event of a reported failure of the first route.
  • FIG. 6 shows for two MPLS networks with multi-path routing that a potential bottleneck or weak point exists between the networks. There is a risk of overloading the intermediate network connection.
  • multi-path the idea of the simultaneous use of multiple paths (multi-path) is extended beyond the network boundaries or domain boundaries.
  • the number of links on which traffic to one or more networks is forwarded to a destination can be two or more.
  • FIGS. 7 and 8 show two border nodes (border router), via which packets coming from a source can be forwarded to a destination in different ways.
  • FIG. 8 is used for the calculation of paths and distribution weights within the network.
  • the edge routers of neighboring networks which can be reached by the edge routers of the network for the transmission to the destination, are combined as a virtual router. This has advantages when using conventional methods.
  • Fig. 1 shows two border nodes (border router), via which packets coming from a source can be forwarded to a destination in different ways.
  • FIG. 8 is used for the calculation of paths and distribution weights within the network.
  • the edge routers of neighboring networks which can be reached by the edge routers of the network for the transmission to the destination, are combined as a virtual router. This has advantages when using conventional methods.
  • Both the KING concept (Fig. 1) and the MPLS concept Muli-Path Fig.
  • the start and end points are given by the input routers and output routers of the network used in the routing to the destination.
  • the end point for the calculation of alternative routes beyond the network boundary can be extended.
  • FIG. 10 shows a scenario corresponding to FIG. 9, not as in FIG. 9 from the point of view of defining MPLS paths, but from the point of view of the configuration of the border router (border router).
  • the two edge routers are configured so that the incoming traffic to the destination is sent to the links going towards the destination.
  • the configuration of the individual routers within the network, including the peripheral routers, can be carried out in accordance with the conventionally used methods for intra-domain routing.
  • the individual edge routers therefore do not see a virtual router, but rather the edge routers of the neighboring networks, to which packets are forwarded in accordance with the routing tables.

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erweiterung von Mehrwegerouting über die Grenzen von paketorientierten Netzen bzw. autonomen Systemen hinaus. Dabei findet ein Verteilung von Verkehr auf mehrere von einem paketorientiertem Netz mit Mehrwegerouting abgehende Links statt. Zur Festlegung von al ternativen zu benachbarten Netzen führenden Wegen können die Randkonten benachbarter Netze, über die ein Ziel erreichbar ist, als ein virtueller Endpunkt zusammengefasst werden. Dieser virtuelle Randknoten dient dann zur Festlegung von alternativen Wegen zwischen einem Anfangspunkt und dem virtuellen Endpunkt mittels herkömmlicher Verfahren, beispielsweise MPLS Multi-Path. Pakete werden dann auf diese Wege verteilt, wodurch ebenfalls eine Verteilung jenseits der Netzgrenze bewirkt wird. Durch die Erfindung wird ein flexibleres, weniger störanfälliges Inter-Domain Routing erreicht. Die Problem durch die Verbindung zwischen verschiedenen Netzen eine Engstelle zu haben wird entschärft. Zudem können aus dem Intra-Domain Routing bekannte Konzepte zur Reaktion auf Störungen angewendet werden.

Description

Beschreibung
Verfahren für ein Inter-Domain Mehrwege-Routing
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein optimiertes Inter-Domain Routing zwischen paketorientierten Netzen und ein Verfahren zur Bestimmung von Wegen für ein Mehrwegerouting in einem paketorientiertem Netz, welches die Verteilung von Patenten auf mehrere verschiedene paketorientierte Netze ver- bindende Links beinhaltet.
Eine der derzeit wohl wichtigsten Entwicklungen auf dem Gebiet der Netze ist die Verbesserung paketorientierter Netze im Hinblick auf Funktionen für das Routing von Echtzeit- Verkehr, wie Sprachverkehr oder Videoübertragungen .
Die meisten Protokollstapel für das Routing von Datenpaketen verwenden auf der sogenannten Netzwerkschicht das Internet Protokoll, in der Fachliteratur meist abgekürzt mit IP Proto- koll . Das IP Protokoll erlaubt eine Vermittlung von Daten über verschiedene, evtl. technisch unterschiedliche Netze. Das IP Protokoll auf der Netzwerkschicht stellt Informationen für das Routing zur Verfügung, welche von sämtlichen bei dem Routing beteiligten Netzen interpretiert werden können. Die wichtigsten derartigen Informationen sind Adressinformationen.
Einzelne Netze mit einer einheitlichen Routing-Technologie werden im Rahmen des IP Konzeptes auch als Routing Domänen (engl . routing domains) , autonome Systeme (engl. Autonomous system), Subnetze oder Teilnetz bezeichnet. Im Folgenden wird der Begriff Netz so verwendet, dass er ein Netz bezeichnet, innerhalb welchen einheitliche Routing Mechanismen zur Anwendung kommen, und nicht einen Netzverbund.
In der Regel wird ein Netz durch einen Netzbetreiber organisiert, welcher gewisse Freiheiten bzgl. der verwendeten Rou- ting-Mechanismen hat. Innerhalb von IP Netzen wird üblicherweise das OPSP (open shortest path first) Protokoll für das Routing verwendet. Das OSPF Protokoll ist ein sogenanntes linked State protocol, bei dem durch Austausch von Topologie- Informationen zwischen den Routern bzw. Knoten eine Einrichtung bzw. Anpassung von Routing-Tabellen im Sinne eines optimalen Routings erfolgt.
Für das Routing innerhalb paketorientierter Netze gibt es auf die herkömmlichen Protokoll aufsetzende Methoden für ein verbessertes Routing im Hinblick auf die Einhaltung von Dienstgütemerkmalen, welche für Echtzeitverkehr essentiell sind.
Ein Ansatz ist durch das sogenannte MPLS (multiprotocol label switching) Verfahren gegeben. Im Rahmen dieses Verfahrens werden Wege durch das Netz festgelegt. Nach Maßgabe des Ziels, zu welchem Verkehr geleitet werden soll, bzw. nach Maßgabe der in den Paketen enthaltenen Adressinformationen wird der Weg durch das Netz spezifiziert und die entsprechen- den Pakete durch Labels bzw. Informationsfelder gekennzeichnet. Die Labels bestimmen dann das Routing auf einen Weg durch das Netz . Eine Weiterentwicklung des MPLS Konzeptes ist durch Mehrwegerouting gegeben, im Rahmen dessen Verkehr über mehrere MPLS Wege zu einem Randknoten des Netzes übertragen werden (MPLS Multi-Path) . Ein weiteres Konzept, das ECMP (e- qual cost multipath) Verfahren, ist durch die Verteilung von Verkehr auf im Sinne einer Metrik bzw. Kostenfunktion äquivalente Wege gegeben .
Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung des Routings innerhalb eines Netzes (intra-domain Routing) wird im Rahmen des KING (Key Components for the mobile Internet of Next Generation) Projekts entwickelt. Ziel dieses Konzeptes ist es, die Komplexität des MPLS Verfahrens zu vermeiden und trotzdem Rou- ting unter Einhaltung von Dienstgütemerkmalen zuzulassen. Bei dem MPLS müssen netzweit Zustände definiert bzw. gehalten werden. Das Routing bzw. bei MPLS Mehrwegerouting die Vertei- lung von Paketen wird beim Netzeintritt festgelegt. Informationen über die verwendeten Wege und deren Auslastungen müssen zentral gehalten und ausgewertet werden, um eine Bandbreitennutzung im Sinne der Gewährleistung von Dienstgüte- merkmalen zu ermöglichen. Bei dem KING Projekt werden die zentral bzw. am Rand des Netzes benötigte Informationen stark reduziert, indem die Lokalität der RoutingentScheidungen wie beim herkömmlichen IP Netz in wesentliche Zügen beibehalten werden. Entscheidende Punkte des Konzeptes sind: • Verkehrskontrollen am Netzeingang und Netzausgang
• Übertragung von Verkehr von einem Eingangspunkt zu einem Ausgangspunkt entlang mehrerer Wege (Mehrwegerouting)
• Verteilung auf verschiedene Wege und Umverteilung bei Störungen durch lokale Routingentscheidungen
Die Idee hinter dem Konzept ist, dass an den Netzgrenzen nur die aggregierten Verkehrsvolumina kontrolliert werden. Die Verteilung innerhalb des Netzes wird durch geeignete lokalen Maßnahmen im Sinne einer Vermeidung von Engpässen gewährleis- tet.
Für eine effiziente globale Datenübertragung ist neben einem optimierten Routing innerhalb der beteiligten Netze das Routing zwischen den Netzen entscheidend. Derzeit werden zwi- sehen IP Netzen mittels den BGP (border gateway protocols) Daten übertragen (inter-domain routing) . Bei dem BGP Protokoll tauschen das Randknoten benachbarter Netze Erreichbar- keitsdaten zu anderen bekannten Netzen aus . In der Regel umfassen diese Informationen Vektoren der Kennungen von zu durchlaufenden Netzen zu einem Zielnetz. Die Randknoten ermitteln mit Hilfe dieser Daten alle zulässigen Wege zu anderen Netzen und vergleichen diese miteinander. Nach vorgegebenen Kriterien, z.B. Minimalzahl durchlaufener netze, werden bevorzugte Wege ausgesucht.
Das Routing zwischen den Netzen stellt eine sensitive Stelle bei der Beförderung von Verkehr dar: • Die Verbindung zwischen zwei Netzen ist eine potentielle Engstelle, auf der in der Regel keine adäquate Bandbreitenkontrolle vorgesehen ist. Da verschiedene Netze meinst von verschiedenen unabhängigen Unternehmen betrieben wer- den, werden im Allgemeinen die Topologieinformationen nicht vollständig ausgetauscht und Mechanismen, die innerhalb von Netzen für eine Verkehrskontrolle angewandt werden, stehen in der Regel nicht zur Verfügung.
• Die Verbindung von zwei Netzen stellt einen kritischen Punkt bzgl . Störungen und Ausfällen von Netzelementen dar. Das BGP Protokoll sieht bei Ausfällen die Propagation an- gepasster Topologieinformationen zu den einzelnen Netzen für eine Neuberechnung des Inter-Domain Routings vor. Dieses Verfahren konvergiert häufig schlecht und ist auf je- den Fall zu langsam für ein Vermeidung der Beeinträchtigung der Übertragung von Echtzeitverkehr.
Die Übertragung von Paketen zwischen Netzen bzw. Domänen erfolgt durch Router, welche ein BGP (border gateway Protocol) unterstützen. Die Pakete werden von einer BGP Instanz bzw. BGP Router zu einer BGP Instanz in einem anderen Netz übertragen. Im Folgenden wird der Begriff Randknoten für Router bzw. Knoten verwendet, welche mit Knoten in anderen Netzen kommunizieren können. Randknoten unterstützen dann im Allge- meinen auch ein BGP Protokoll. (BGP Protokoll ist sowohl eine generische Bezeichnung als auch ein Protokollname) .
Die Erfindung hat zur Aufgabe, Verfahren anzugeben, welche zu einem optimierten Routing zwischen paketorientierten Netzen (Inter-domain routing) beitragen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Erfindung beruht darauf, dass Mehrwegeroutingmethoden auf den Bereich zwischen Netzen (Inter-domain Routing) ausgedehnt werden. Zu diesem Zweck werden von einem paketorientiertem Netz zu einem Ziel gesendete Pakete auf mehrere von dem Netz wegführenden Links (z.B. 2) verteilt.
Es können herkömmlicher Mehrwegeverfahren, wie z.B. MPLS Mul- ti-Path oder das KING Konzept, für die Erweiterung des Mehrwegeroutings auf inter-domain Links (d.h. Netze verbindende Links) auf den Zwischennetzbereich zwischen paketorientierten Netzen folgendermaßen ausgedehnt werden: Die herkömmlichen Verfahren definieren in der Regel Alternativpfade zwischen einem Anfangspunkt und einem Endpunkt (üblicherweise ein Eingangs- bzw. Ausgangsrouter des Netzes) . Erfindungsgemäß kann ein Rangknoten eines benachbarten Netzes, zu dem zwei oder mehr Links führen, als Endpunkt für die Mehrwegebestimmung verwendet werden. Auf diese Weise werden mehrere das Netz mit dem Nachbarnetz verbindende Links in die Bestimmung alternativer Wege einbezogen, d.h. eine Verteilung von Verkehr über mehrere Inter-domain Links kann vorgenommen werden.
Zur Festlegung der Pfade und/oder der Verteilungsgewichte können alternativ auch mehrere benachbarte Randrouter von
Netzen, über welche das Ziel erreicht werden kann, zu einem virtuellen Endpunkt zusammengefasst werden bzw. als ein virtueller Knoten betrachtet werden. Die Festlegung alternativer Wege findet dann zwischen einem Konten des Netzes und diesem virtuellem Endpunkt statt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass Verkehr zu verschiedenen Randrouter eines oder mehrerer benachbarter Netze verteilt werden kann, wodurch die Auswirkungen von Störungen durch Ausfall eines Routers verringert wird.
Mittels der herkömmlichen Verfahren, wie MPLS Multi-Path oder Mehrwegerouting im Rahmen des KING Konzepts, können verschiedene Wege festgelegt werden, welche sich von einem Anfangspunkt innerhalb des Netzes zu dem (virtuellen) Endpunkt au- ßerhalb des Netzes erstrecken, wodurch ein inter-domain Mehrwegerouting zwischen dem Netz des Anfangspunkts und dem Netz bzw. den Netzen, in denen die den virtuellen Endpunkt konsti- tuierenden Randknoten liegen, festgelegt wird. Dabei ist möglich, entlang einer Strecke das erfindungsgemäßen Verfahren bei mehreren Netzen anzuwenden und so ein Mehrwegerouting entlang dieser mehrere Netze umfassenden Strecke zu ermögli- chen, wobei die einzelnen Netze unterschiedliche Mehrwegerou- tingverfahren (z.B. MPLS Multi-Path, KING, ECMP) unterstützen können .
Entsprechend einer Weiterbildung sind mehrere Randknoten des Netzes gegeben, durch welche zu dem Ziel zu sendender Verkehr über Links zu anderen Netzen übertragen wird. Die zu dem Ziel gesendeten Pakete können dann auf die Randknoten verteilt werden .
Durch die Verteilung des Verkehres auf mehrere Wege wird eine Überlastung der Inter-Domain-Verbindungen sowie der angrenzenden Router vermindert sowie die Verfügbarkeit von Ende-zuEnde Verbindungen erhöht.
Das hier vorgestellte erweiterte Multi-Path Konzept hat diverse Vorteile:
A) Verringerung der Überlast von Border-Routern bzw. Randknoten und Intra-Domain Verbindungen (d.h. Verbindungen von ver- schiedenen Netzen)
Das hier vorgestellte erweiterte Multi-Path Konzept ermöglicht die gleichmäßige Aufteilung des Verkehres im gesamten Netz und über die Domänengrenzen hinaus. Überlast von einzel- nen Verbindungen sowie der an die Domänen angrenzenden Komponenten (Inter-Domain Verbindungen sowie Border-Router) können dadurch verringert oder vermieden werden.
B) Erhebliche Beschleunigung der Konvergenzzeit bei Border- Gateway (z.B. Boder-Router oder Randknoten) Ausfällen Bei Verwendung herkömmlicher Konzepte uss bei Ausfall eines Border-Routers oder dessen Intra-Domain Verbindung ein anderer Border-Router zur Aufrechterhaltung des Verkehrsflusses genutzt werden. Die Routing Tabellen des autonomen Systems müssen an die neue Route angepasst werden. Während der Rekon- figuration der Routing-Tabellen können im Netz Routing- Schleifen entstehen. Pakete werden durch häufige Änderungen der Routing-Tabellen verzögert, auf längere Wege umgeleitet, die Reihenfolge der Pakete wird vertauscht oder Pakete gehen gar verloren.
Mit Hilfe des vorgeschlagenen Konzeptes ist keine globale Re- konfiguration (z.B. BGP gefolgt von OSPF Re-routing) nötig. Bei der Detektierung des Ausfalles eines Border-Elementes reicht eine schnell durchführbare lokale Reaktion (z.B. Umverteilung des Verkehrs) zur Behebung des Fehlers aus. Die Pakete werden z.B. analog zum Intra-Domain Routing automatisch an die nächstgelegenen Border-Router weitergeleitet.
C) Reduzierung der Komplexität durch Verwendung von bekannten Konzepten
Für die Festlegung der Wege für Mehrwegerouting über die Netzgrenzen hinweg werden die Randknoten der angrenzenden Netze, über welche das Ziel erreichbar ist und über welche Verkehr zu dem Ziel geleitet werden soll, als ein virtueller Punkt zusammengefasst. Herkömmliche Verfahren zur Bestimmung von alternativen Wegen zwischen einem Anfangs- und Endpunkt können dann angewandt werden. Auf das Mehrwegerouting aufset- zende Routing-Mechanismen, z.B. zur Reaktion auf Fehler und Störungen, können ebenfalls eingesetzt werden. Durch die Verwendung von bekannten und getesteten Algorithmen und Protokollteilen von MPLS Multi-Path, ECMP oder KING wird die Korn- plexität, der Implementierungsaufwand und die Fehleranfälligkeit des neuen Konzeptes des Inter-Domain Multi-Paths stark reduziert .
Die Erfindung wird im Folgenden im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: Illustration des Routings im Rahmen des KING Konzepts
Fig. 2: Illustration des Routings im Rahmen des MPLS Konzepts
Fig. 3: Dual Homing Konzept
Fig. 4: Redundantes Dual Homing Konzept
Fig. 5: Anbindung einer Zieldomäne durch verschiedene Transitdomänen
Fig. 6: Aufteilung des Verkehrs und erneute Aggregation an einem Randrouter am Beispiel des MPLS Multipath Konzeptes
Fig. 7: Auswahl geeigneter Randknoten als Gateways für die Zieldomäne
Fig. 8: Zusammenfassung der Gateways aus Fig. 7 zu einem virtuellen Router
Fig. 9: Darstellung der Einbeziehung eines virtuellen Routers in bekannte Intra-Domain Routing Konzepte im Falle des MPLS Multi-Path Konzeptes
Fig. 10: Konfiguration der durchlaufenen Router des Netzes auf der Basis bekannter Routing Konzepte Fig. 1 bis Fig. 6 dienen der Illustration des Standes der Technik und der dabei auftretenden Schwierigkeiten.
Neuere Versionen und Entwicklungen der Inter-Domain Routing Protokolle wie OSPF erlauben es, den Verkehr gleichzeitig auf mehrere alternative Wege innerhalb einer Domäne zu verteilen. Dies ist exemplarisch für das KING Konzept in Fig. 1 und für das MPLS Konzept in Fig. 2 dargestellt.
Im Rahmen des KING Konzeptes (Fig. 1) erfolgt eine Aufteilung des Verkehrs lokal bei jedem Router auf sogenannte Verteilungsfächer, d.h. alternative von dem jeweiligen Knoten zu einem Ziel abgehende Links. Die in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile legen dabei die Verteilungsfächer fest. Exemplarisch sind Aufteilungsverhältnisse angegeben.
Demgegenüber findet beim MPLS Konzept (Fig. 2) die Aufteilung am Eingangsknoten statt. Der Verkehr wird auf zwei alternati- ve (MPLS) Wege verteilt. Ein mögliches Aufteilungsverhältnis ist wiederum angegeben.
Zum Schutz vor dem Ausfall einer Verbindung zwischen zwei angrenzenden autonomen Systemen, werden sogenannte "Dual Ho- ming" Konzepte verwendet. Unter Dual Homing versteht man das Nutzen von einer zwei oder mehreren möglichen Verbindungen zwischen autonomen Systemen (Fig. 3) . Bei kreuzweise ausgeführten Verbindungen spricht man auch von redundantem Dual Homing (Fig. 4) .
Bei stark vermaschten Netzen besteht die Möglichkeit, Ziel- Netze bzw. Ziel-Domänen auch über verschiedene Transit-Netze zu erreichen (Fig. 5) . Selbst bei Ausfall der Routingfunktio- nen eines Transit-Netzes ist ein Ziel-Netz dadurch noch erreichbar, wodurch teure und komplexe Redundanzaufbauten von Randknoten bzw. Border-Routern verhindert werden können. Herkömmlich wird ein Weg verwendet. Der zweite in der Fig. 5 ge- zeigte Weg wird beispielsweise als Ersatzweg gespeichert und bei einem gemeldeten Ausfall des ersten Wegs in Betrieb genommen .
Bei den bestehenden Konzepten wie MPLS Multi-Path (Fig. 2) und dem KING Konzept (Fig. 1) wird der Verkehr innerhalb eines Netzes auf mehrere Wege aufgeteilt und am ausgewählten Randknoten bzw. Border-Gateway Router wieder aggregiert.
Mögliche Überlastungen der Verbindungen zwischen den Netzen (Inter-Domain Verbindung) sowie der verwendeten Randknoten vermindern erheblich den Durchsatz des Netzes in Richtung einer entfernten Zieladresse sowie dessen Verfügbarkeit. In Fig. 6 ist für zwei MPLS Netze mit Multi-Path Routing dargestellt, dass zwischen den Netzen eine potentielle Eng- bzw. Schwachstelle existiert. Es besteht die Gefahr einer Überlastung der Zwischennetzverbindung.
Erfindungsgemäß wird die Idee der gleichzeitigen Verwendung von mehreren Pfaden (Multi-Path) über die Netzgrenzen bzw. Domänengrenzen hinaus erweitert.
Der Verkehr verlässt das autonome System falls möglich auf mehreren alternativen Links bzw. Wegen gleichzeitig. Die Anzahl der Links, auf welchen Verkehr zu einem oder mehreren Netzen zu einem Ziel weitergeleitet wird, kann zwei oder mehr betragen.
Das vorgeschlagene Konzept wird im Folgenden näher dargestellt: Zur Berechnung der möglichen Pfade sowie der Verkehrsverteilungsgewichte werden die Randrouter bzw. Border-Gateway Router der angrenzenden Domänen, die zu einem Ziel führen, zu einem virtuellen Router zusammengefasst. Dies ist in Fig. 7 und 8 genauer dargestellt. Fig. 7 zeigt zwei Randknoten (Border Router) , über welche auf verschiedenen Wegen von einer Quelle kommende Pakete zu einen Ziel weitergeleitet werden können. Für die Berechnung von Pfaden und Verteilungsgewich- ten innerhalb des Netzes wird die in Fig. 8 gezeigte Sichtweise verwendet. Die Randrouter benachbarter Netze, welche von den Randroutern des Netzes für die Übertragung zu dem Ziel erreichbar sind, werden als ein virtueller Router zusammengefasst. Dies hat Vorteile bei der Verwendung herkömmli- eher Verfahren. Beide, das KING Konzept (Fig. 1) and das MPLS Konzept Muli-Path (Fig. 2) stellen Alternativwege zwischen einem Anfangspunkt und einen Endpunkt zur Verfügung. Herkömmlich sind Anfangs- und Endpunkt durch die bei dem Routing zu dem Ziel verwendeten Eingangsrouter und Ausgangsrouter des Netzes gegeben. Im Rahmen der Erfindung kann der Endpunkt für die Berechnung alternativer Wege über die Netzgrenze hinaus erweitert werden. Durch die Zusammenfassung der in anderen Netzen liegenden benachbarten Randknoten als ein virtueller Knoten können die herkömmlichen Konzepte (welche von einem Endpunkt ausgehen) ohne aufwändige Änderungen der Protokolle auf die erfindungsgemäße Situation mit Erweiterung des Mehrwegeroutings auf den Bereich zwischen den Netzen angewandt werden.
Dieser Sachverhalt ist in Fig. 9 näher dargestellt. Zwischen einer Quelle bzw. einem Anfangspunkt und einem durch den virtuellen Router gegebenen Endpunkt werden im Rahmen des MPLS Multi-Path Konzeptes verschiedene MPLS Wege und zugehörige Verteilungsgewichte bzw. Aufteilungsverhältnisse festgelegt.
D.h. die Einbeziehung der entstehenden virtuellen Router in die Intra-Domain Routing Konzepte ermöglicht die Verwendung der bekannten und erprobten Algorithmen und Verfahren.
Fig. 10 zeigt ein Fig. 9 entsprechendes Szenario nicht wie in Fig. 9 aus der Sicht der Festlegung von MPLS Pfaden, sondern aus der Sicht der Konfiguration der Randrouter (Border Router) . Die beiden Randrouter werden so konfiguriert, dass der ankommende Verkehr zu dem Ziel auf die in Richtung Ziel abgehenden Links geschickt wird. In dem Beispiel von Fig. 10 sind zwei Wege von dem Netz zu dem Ziel über etwaige Tansitnetze gegeben., auf welche der zu dem Ziel geleitete Verkehr verteilt wird. Auf beiden Wegen fallen jeweils zwei der vier in Fig. 9 dargestellten MPLS Pfade zusammen, was mit einer entsprechende Akkumulierung des Verkehrs außerhalb des Netzes einhergeht. Die Konfiguration der einzelnen Router innerhalb den Netzes einschließlich der Randrouter kann entsprechend der herkömmlich verwendeten Verfahren für Intra-Domain Rou- ting vorgenommen werden. Die einzelnen Randrouter sehen also keinen virtuellen Router, sondern die Randrouter der benachbarten Netze, zu denen Pakete nach Maßgabe der Routingtabellen weitergeleitet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren für ein verbessertes Inter-Domain Routing zwi- sehen paketorientierten Netzen, demzufolge zu einem außerhalb eines paketbasierten Netzes liegenden Ziel zu übertragender Verkehr von einem oder mehreren Randknoten des Netzes auf mehrere Inter-domain Links verteilt wird, wobei die Links das paketorientierte Netz mit einem oder mehre- ren anderen paketorientierten Netzen verbinden, über welche der Verkehr zu dem Ziel geleitet wird.
2. Verfahren zur Bestimmung von alternativen Wegen für ein Mehrwegerouting in einem paketorientiertem Netz, welches die Verteilung von Paketen auf mehrere verschiedene paketorientierte Netze verbindende Links beinhaltet, bei dem
- ein Berechnungsverfahren verwendet wird, durch das alternative Wege zwischen zwei Knoten des Netzes berechenbar sind, und - zur Berechnung von alternativen Wegen für das Routing zu einem Ziel das Berechnungsverfahren für einen Knoten des Netzes und einen Randknoten eines benachbarten Netzes, welcher über mehrere für das Routing zu dem Ziel verwendete und das Netz mit dem Nachbarnetz verbindende Links erreichbar ist, angewendet wird.
3. Verfahren zur Bestimmung von Wegen für ein Mehrwegerouting in einem paketorientiertem Netz, welches die Verteilung von Paketen auf mehrere verschiedene paketorientierte Netze ver- bindende Links beinhaltet, bei dem
- zur Berechnung der Wege für das Routing zu einem Ziel Randknoten anderer Netze, welche über mehrere für das Routing zu dem Ziel verwendete Links erreichbar sind, zu einem einzigen virtueller Knoten zusammengefasst werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Berechnung der Verteilungsgewicht für das Routing zu einem Ziel Randknoten anderer Netze, welche über mehrere für das Routing zu dem Ziel verwendete Links erreichbar sind, zu einem einzigen virtuellen Knoten zusammengefasst werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- für das Routing zu dem außerhalb des Netzes liegenden Ziel wenigstens zwei Randknoten des paketorientieren Netzes fest- gelegt werden, von welchen aus der Verkehr zu dem Ziel weiterübertragen werden kann, und
- beim Routing innerhalb des Netzes für zu dem Ziel zu übertragender Verkehr eine Aufteilung auf die festgelegten Randknoten vorgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Aufteilung mittels Verteilung des Verkehrs auf mehrere
Wege innerhalb des Netzes vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Aufteilung mittels Verkehrsverteilung auf verschiedene zu den Randkonten führenden MPLS (multiprotocol label swit- ching) Pfade vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - bei einer die das paketorientierte Netz mit einem anderen paketorientierten Netz verbindenden Links betreffenden Störung, z.B. durch Ausfall eines Netzelementes oder Überlast, eine der Störung entgegenwirkende Umverteilung des Verkehrs auf die Links vorgenommen wird.
PCT/EP2004/051662 2003-08-01 2004-07-29 Verfahren für ein inter-domain mehrwege-routing WO2005013564A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/566,779 US20060274718A1 (en) 2003-08-01 2004-07-29 Inter-domain multipath routing method

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10335335A DE10335335A1 (de) 2003-08-01 2003-08-01 Verfahren für ein Inter-Domain Mehrwege-Routing
DE10335335.6 2003-08-01

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PCT/EP2004/051662 WO2005013564A1 (de) 2003-08-01 2004-07-29 Verfahren für ein inter-domain mehrwege-routing

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2906429A1 (fr) * 2006-09-25 2008-03-28 France Telecom Routeur coeur apte a securiser un routeur de bordure dans un reseau

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060248194A1 (en) * 2005-03-18 2006-11-02 Riverbed Technology, Inc. Connection forwarding
JP4606249B2 (ja) * 2005-05-18 2011-01-05 富士通株式会社 情報処理方法及びルータ
US7636309B2 (en) * 2005-06-28 2009-12-22 Alcatel-Lucent Usa Inc. Multi-path routing using intra-flow splitting
TWI323110B (en) * 2005-07-30 2010-04-01 Firetide Inc System and method for a shared access network
US7852772B2 (en) * 2005-10-20 2010-12-14 Cisco Technology, Inc. Method of implementing a backup path in an autonomous system
US7855953B2 (en) * 2005-10-20 2010-12-21 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for managing forwarding of data in an autonomous system
US7864669B2 (en) * 2005-10-20 2011-01-04 Cisco Technology, Inc. Method of constructing a backup path in an autonomous system
US20070091794A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Clarence Filsfils Method of constructing a backup path in an autonomous system
US8467382B1 (en) 2005-12-22 2013-06-18 At&T Intellectual Property Ii, L.P. Method and apparatus for providing a control plane across multiple optical network domains
US8644137B2 (en) * 2006-02-13 2014-02-04 Cisco Technology, Inc. Method and system for providing safe dynamic link redundancy in a data network
US9008081B2 (en) * 2006-12-14 2015-04-14 Rpx Clearinghouse Llc Serving gateway proxies for non-SIP speakers in a next generation network
DE102007012235B4 (de) * 2007-03-12 2009-08-20 Sineurop Nanotech Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellen-Elektrode, Elektrode und Brennstoffzelle
US7969867B2 (en) * 2008-12-16 2011-06-28 Cisco Technology, Inc. Backup route generation in border gateway protocol
US8611349B1 (en) 2010-06-28 2013-12-17 Amazon Technologies, Inc. Methods and apparatus for internet-scale routing using small-scale border routers
US20160050612A1 (en) * 2013-03-27 2016-02-18 Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson (Publ) Aggregation-node selection using virtual hub
US9634919B2 (en) 2014-06-27 2017-04-25 Cisco Technology, Inc. Multipath data stream optimization

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0841824A2 (de) * 1996-11-08 1998-05-13 Nec Corporation Grossflächiges Netz geeignetes Wiederherstellungssystem
US20020184393A1 (en) * 2000-10-17 2002-12-05 Leddy John G. Routing information exchange

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7289498B2 (en) * 2002-06-04 2007-10-30 Lucent Technologies Inc. Classifying and distributing traffic at a network node

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0841824A2 (de) * 1996-11-08 1998-05-13 Nec Corporation Grossflächiges Netz geeignetes Wiederherstellungssystem
US20020184393A1 (en) * 2000-10-17 2002-12-05 Leddy John G. Routing information exchange

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAJAGOPALAN B ET AL: "IP OVER OPTICAL NETWORKS: ARCHITECTURAL ASPECTS", September 2000, IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE, IEEE SERVICE CENTER. PISCATAWAY, N.J, US, PAGE(S) 94-102, ISSN: 0163-6804, XP000975326 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2906429A1 (fr) * 2006-09-25 2008-03-28 France Telecom Routeur coeur apte a securiser un routeur de bordure dans un reseau
WO2008037921A1 (fr) * 2006-09-25 2008-04-03 France Telecom Routeur coeur apte a securiser un routeur de sortie d'un systeme autonome
US8223629B2 (en) 2006-09-25 2012-07-17 France Telecom Core router capable of securing the output router of an autonomous system

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Publication number Publication date
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