專(zhuān)利名稱：路由算法中的概率鏈路選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)選地利用服務(wù)質(zhì)量路由算法通過(guò)通信網(wǎng)來(lái)路由呼叫的方法和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)路由連接的通用的和重要的技術(shù)被公知為源節(jié)點(diǎn)路由(SNR)。在這種技術(shù)中，新連接的源基于其自身的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲R(shí)和鏈路在其中的狀態(tài)和利用來(lái)計(jì)算出路由。路由器周期性地(或者在超過(guò)閾值的事件之后)洪泛(flood)鏈路狀態(tài)，所述路由器在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中連接到這些鏈路。這樣，源節(jié)點(diǎn)不時(shí)地查出網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)。然而，信息(被稱為鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù))很快過(guò)期，并且每個(gè)源節(jié)點(diǎn)也具有相同的網(wǎng)絡(luò)視圖，以致這些源節(jié)點(diǎn)都趨于選擇相同的鏈路集，這些鏈路不久被充滿，從而引起呼叫被阻塞，而一些鏈路仍具有支持新連接的空閑容量。解決該問(wèn)題的一種可能性可以是，增加鏈路狀態(tài)洪泛的頻率，但是這引起增加的信令業(yè)務(wù)量。
R.Ghosh、G.Varghese的《Symmetrical Routes and Reverse PathCongestion Control(對(duì)稱路由和逆向路徑擁塞控制)》([在線]1997年9月11日(1997-09-11)，第0-17頁(yè)，XP002301045)描述了用于處理在路由協(xié)議中所出現(xiàn)的不對(duì)稱的新機(jī)制。說(shuō)明如何通過(guò)添加隨機(jī)整數(shù)鏈路成本來(lái)避免路由不對(duì)稱(由于非唯一的最短路徑)。該文獻(xiàn)詳細(xì)地說(shuō)明，如何修改RIP，以避免具有高概率的路由不對(duì)稱，而不會(huì)影響其效率或者諸如收斂時(shí)間的性能指標(biāo)。對(duì)稱的域內(nèi)路由也能夠?qū)崿F(xiàn)擁塞控制的新形式，其也被稱為逆向路徑擁塞控制(RPCC)。通過(guò)使用仿真，該文獻(xiàn)說(shuō)明，RPCC能夠增大現(xiàn)有的TCP擁塞控制機(jī)制，以改善起動(dòng)特性，并且避免域和主干之間的邊界處的損失。
K.A.Berman的“Cost-Constrained Matchings and DisjointPaths(成本約束的匹配和不相交路徑)”(網(wǎng)絡(luò)文章，[在線]2003年12月31日(2003-12-31)，第1-15頁(yè)，XP002301046)描述了一曲線圖(假設(shè)G＝(V，E))，其中邊緣用來(lái)自有限交換半群(S，+)的元素來(lái)加權(quán)，并且考慮找到匹配值M的問(wèn)題，所述匹配值M涵蓋給定的頂點(diǎn)集U，其成本c(M)(其中c(M)是M的邊緣上的權(quán)重之和)滿足給定的約束條件，也即對(duì)于將S映射到{0，1}的給定的約束函數(shù)Φ來(lái)說(shuō)，滿足Φ(c(M))＝1。該問(wèn)題是指數(shù)大小半群的NP完全問(wèn)題。在該文獻(xiàn)中，對(duì)于小半群S(也即S的大小通過(guò)唯一的元素x/2∈S來(lái)限制，以致2(x/2)＝x)，提出(EREW PRAM上的)NC2算法用于計(jì)算這種匹配的數(shù)目的奇偶性并提出RNC2算法用于找到一個(gè)。在這種情況下，其中成本約束條件是單調(diào)、也即對(duì)于每個(gè)元素對(duì)x，y∈S，x+y滿足該約束條件，意味著x也滿足該約束條件，這得出多約束的路徑選擇問(wèn)題的解決方案，并且更通常地得出成本約束的不相交路徑問(wèn)題的解決方案。最后，提出二元相似矩陣結(jié)果的概括。
WO 00/69210在由交換節(jié)點(diǎn)和傳輸路徑所組成的通信網(wǎng)中評(píng)估路由R。為此，優(yōu)選地利用隨機(jī)數(shù)從被分配給傳輸路徑的鏈路成本中建立被修改的鏈路成本，并且根據(jù)被修改的鏈路成本來(lái)評(píng)估路由。如果所修改的鏈路成本隨著每次呼叫請(qǐng)求而被確定，則可以沿具有相同最小路由成本的多個(gè)路由所建立的連接被平均地分配在這些路由上，而同時(shí)保留現(xiàn)有的路由算法。
為了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)找到一從源節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的路由，一種公知的算法是Dijkstra算法，該算法計(jì)算最短路徑。這個(gè)算法的一個(gè)變型有時(shí)被稱為OSPF(開(kāi)放最短路徑優(yōu)先)算法，因?yàn)樗挥迷诰哂邢嗤Q的因特網(wǎng)路由協(xié)議中，該因特網(wǎng)路由協(xié)議通過(guò)RFC 2328和其他相關(guān)文獻(xiàn)(J.Moy，“OSPF版本2”，RFC 2328，1998年4月)來(lái)說(shuō)明。QoS路由在移動(dòng)核心網(wǎng)中的使用已成為必要的，以便滿足多媒體應(yīng)用的需求，并改善網(wǎng)絡(luò)的效率。對(duì)于QoS路由，路由算法必須被設(shè)計(jì)來(lái)滿足QOS約束條件。一種這樣的算法被稱為CSPF，其代表受約束的最短路徑優(yōu)先。它是一種通過(guò)服從諸如最小帶寬、最大延遲的某些約束條件的網(wǎng)絡(luò)來(lái)尋找最短路徑的算法。該算法是以用來(lái)計(jì)算最短路徑的Dijkstra算法為基礎(chǔ)的。CSPF可以被用在運(yùn)行OSPF協(xié)議的節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
已經(jīng)對(duì)QoS路由的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了許多研究，但是在不考慮不斷增長(zhǎng)的用戶人數(shù)的機(jī)動(dòng)性影響的情況下，這些研究集中于QoS路由的優(yōu)點(diǎn)。移動(dòng)用戶引起網(wǎng)絡(luò)元件和路由器上的變化的負(fù)載。對(duì)于非QoS路由算法(例如OSPF)來(lái)說(shuō)，在一天的某些時(shí)段存在無(wú)法接受的呼叫阻塞率。與非QoS算法相比，QoS路由算法被表明能更有效地處理變化的人數(shù)分布。
本發(fā)明旨在解決呼叫阻塞問(wèn)題。
所述問(wèn)題通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中所述的特征來(lái)解決。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求中被描述。
用于找到用于通過(guò)通信網(wǎng)將呼叫從源節(jié)點(diǎn)路由到目的地節(jié)點(diǎn)的路徑的一個(gè)主要方面是一種方法和一種設(shè)備，該方法和該設(shè)備利用諸如Dijkstra或者Bellman-Ford的最短路徑算法來(lái)解決該問(wèn)題，但是該距離是取決于鏈路的容量和空閑帶寬的隨機(jī)變量。這樣，路由器將不趨于選擇相同的鏈路，并且跨越網(wǎng)絡(luò)的連接的負(fù)載共用將被實(shí)現(xiàn)，同時(shí)減小擁塞和增加呼叫接收概率。鏈路(路徑)或者網(wǎng)絡(luò)的任何功能都能夠被用作包括歷史信息和路徑參數(shù)的隨機(jī)變量。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，在不要求手動(dòng)修改有關(guān)鏈路成本的情況下解決呼叫阻塞問(wèn)題，以致本發(fā)明可以改善網(wǎng)絡(luò)的整體效率。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案參照附圖來(lái)描述。其中

圖1示出用于針對(duì)鏈路選擇隨機(jī)距離的實(shí)例方法，圖2說(shuō)明源節(jié)點(diǎn)SN和目的地節(jié)點(diǎn)DN之間的至少一條路徑的選擇。
圖1示出用于針對(duì)鏈路選擇隨機(jī)距離的實(shí)例方法。假設(shè)，已經(jīng)通過(guò)配置或者其他技術(shù)設(shè)置了鏈路的基線距離D。0和鏈路的容量之間的隨機(jī)數(shù)被產(chǎn)生，并且距離從該曲線圖中來(lái)確定。因此，該距離是所得到的隨機(jī)數(shù)?？梢钥闯?，如果鏈路具有大量空閑帶寬，則其距離比在范圍D-2D中更可能位于范圍0-D中。距離越小，鏈路就越可能被選擇。這種類(lèi)型的函數(shù)具有附加的優(yōu)點(diǎn)，即將存在連接(tie)是極不可能的，從而增加負(fù)載共用的有效性。
圖2說(shuō)明在源節(jié)點(diǎn)SN和目的地節(jié)點(diǎn)DN之間選擇至少一條路徑。源節(jié)點(diǎn)SN維持鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。把狀態(tài)信息傳播/發(fā)信號(hào)通知給一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的一種可能性是采用OSPF協(xié)議。OSPF的鏈路狀態(tài)通告(LSA)消息主要用于該目的。通常，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)將由于改變通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的連接配置和OSPF傳播延遲而過(guò)時(shí)。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)SN想要計(jì)算出從其自身到目的地節(jié)點(diǎn)DN的路由/路徑時(shí)，該源節(jié)點(diǎn)(SN)計(jì)算出針對(duì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的呼叫的數(shù)據(jù)的路由/路徑。為了找到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從源節(jié)點(diǎn)SN到目的地節(jié)點(diǎn)DN(也即移動(dòng)終端設(shè)備、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)、PDA等)的路由/路徑，源節(jié)點(diǎn)SN使用諸如Dijkstra算法、Bellman-Ford或者任何類(lèi)似的服務(wù)質(zhì)量路由算法的算法，以選擇/計(jì)算出通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的最短路徑。當(dāng)考慮一路由/路徑時(shí)，從源節(jié)點(diǎn)SN到目的地節(jié)點(diǎn)DN的最短路徑被使用。這是具有其所包括的鏈路的最小總累積距離或者成本的路徑。在本發(fā)明中，總距離或者成本是隨機(jī)數(shù)，其是有關(guān)鏈路的距離/成本之和，某些有關(guān)鏈路是隨機(jī)的。對(duì)于這樣一種鏈路，其距離/成本的隨機(jī)數(shù)利用諸如在圖1中所示的方法來(lái)產(chǎn)生。特殊情況是對(duì)所有有關(guān)鏈路的距離/成本進(jìn)行隨機(jī)化。通常為被考慮的每條路徑的每個(gè)隨機(jī)化鏈路產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)數(shù)。利用本發(fā)明，網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)源節(jié)點(diǎn)SN獨(dú)立于其他節(jié)點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生其自身的隨機(jī)數(shù)，并且選擇最佳路徑，用于路由呼叫的數(shù)據(jù)。另外，每次路由請(qǐng)求使用獨(dú)立于以前的請(qǐng)求的那些隨機(jī)數(shù)的不同的隨機(jī)數(shù)。
權(quán)利要求
1.用于找到用于通過(guò)通信網(wǎng)將呼叫從源節(jié)點(diǎn)(SN)路由到目的地節(jié)點(diǎn)(DN)的路徑的方法，其特征在于，所述源節(jié)點(diǎn)(SN)產(chǎn)生取決于鏈路的容量和空閑帶寬的隨機(jī)數(shù)，根據(jù)所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，所述源節(jié)點(diǎn)(SN)和所述目的地節(jié)點(diǎn)(DN)之間的至少一條路徑將從所述源節(jié)點(diǎn)(SN)中被選擇，和所述源節(jié)點(diǎn)(SN)針對(duì)每條所選擇的路徑產(chǎn)生一獨(dú)立的隨機(jī)數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述隨機(jī)數(shù)是鏈路距離的方差。
3.按照上述權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)信號(hào)通知其他節(jié)點(diǎn)是通過(guò)OSPF-LSA消息來(lái)執(zhí)行的。
4.按照上述權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，所述隨機(jī)數(shù)是在所考慮的路徑的每個(gè)鏈路處所計(jì)算出的隨機(jī)變量之和。
5.按照上述權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，所述方法使用服務(wù)質(zhì)量路由算法，用于選擇一路徑。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，Dijkstra算法和/或Bellman-Ford算法將被用作服務(wù)質(zhì)量路由算法。
7.按照上述權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，目的地節(jié)點(diǎn)(DN)是終端設(shè)備、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)機(jī)算計(jì)和/或PDA。
8.按照上述權(quán)利要求中的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，通信網(wǎng)是移動(dòng)通信網(wǎng)和/或數(shù)據(jù)網(wǎng)。
9.用于找到用于通過(guò)通信網(wǎng)將呼叫從源節(jié)點(diǎn)(SN)路由到目的地節(jié)點(diǎn)(DN)的路徑的設(shè)備，-具有源節(jié)點(diǎn)(SN)，用于產(chǎn)生取決于鏈路的容量和空閑帶寬的隨機(jī)數(shù)，-具有源節(jié)點(diǎn)(SN)，用于根據(jù)所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)在所述源節(jié)點(diǎn)(SN)和所述目的地節(jié)點(diǎn)(DN)之間選擇至少一條路徑，-具有源節(jié)點(diǎn)(SN)，用于針對(duì)每條所選擇的路徑產(chǎn)生獨(dú)立的隨機(jī)數(shù)。
10.按照權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，用于發(fā)信號(hào)通知的所述設(shè)備使用OSPF LSA消息。
全文摘要
本發(fā)明包括用于找到用于通過(guò)通信網(wǎng)將呼叫從源節(jié)點(diǎn)(SN)路由到目的地節(jié)點(diǎn)(DN)的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，源節(jié)點(diǎn)(SN)產(chǎn)生一隨機(jī)數(shù)，并且根據(jù)所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，源節(jié)點(diǎn)(SN)和目的地節(jié)點(diǎn)(DN)之間的至少一條路徑將從源節(jié)點(diǎn)(SN)中被選擇。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1843005SQ200580000877
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者R·埃溫, C·范, A·里夫 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司