專利名稱：同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中邏輯連接建立方法、網(wǎng)絡(luò)元件、管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在同步數(shù)字通信系統(tǒng)中建立邏輯連接的方法，用于同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件，以及同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)。
例如來源于局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)包通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向各個收件人傳輸。這種數(shù)據(jù)包具體來源于因特網(wǎng)應(yīng)用程序，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)構(gòu)成，并具有源地址和目標地址。作為用于長距離數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)(OSI Layer 1)，使用了基于SDH或SONET標準和建議的同步數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(SDH=SynchronousDigital Hierarchy,SONET=Synchronous Optical Network)。例如這在RFC1619(W.Simpson,Request for Comments 1619,Internet Engineering TaskForce,Network Working Group,May 1994)中有敘述，該文獻提出把通過點對點連接傳送的數(shù)據(jù)包直接放到SDH的同步傳輸模塊(STM-N)中或SONET的同步傳輸信號(STS-N)中。
在同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中，虛擬連接，即邏輯連接，能夠在網(wǎng)絡(luò)元件之間切換。這是借助于管理系統(tǒng)人工進行的。然后被切換的邏輯連接由不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的路由器使用，它們提供了通向同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，以便傳輸數(shù)據(jù)包。
特別地，由于因特網(wǎng)的應(yīng)用程序產(chǎn)生了需要通過同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)以IP數(shù)據(jù)包的形式傳輸?shù)暮軐挼臅r變數(shù)據(jù)量(在0b/s和幾個Mb/s之間)，故先有技術(shù)有這樣的缺陷，即或者在通信網(wǎng)絡(luò)中需要保持大的傳輸容量可用(于是產(chǎn)生大量未使用時間)，或者如果幾個用戶要同時發(fā)送大量數(shù)據(jù)則出現(xiàn)瓶頸。
在另一種概念中，IP包首先置于ATM信元中，并然后通過虛擬信道連接經(jīng)同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH或SONET)傳輸。在由Ipsilon Network發(fā)表的文章(“IP Switching:The Intelligence of Routing,the Performance ofSwicthing”,Ipsilon Technical White Paper on IP Switching,February1996，可在因特網(wǎng)址http:∥www.ipsilon.com/productinfo/wp-ipswitch.html檢索)中，提出一種把IP路由器與ATM交換機的功能結(jié)合在一起的裝置(IP交換機)。這一裝置，借助于地址監(jiān)視器，能夠識別被稱為流的具有相同的源和目標地址的較長持續(xù)時間的數(shù)據(jù)包序列，并在硬件中對這些流切換適當?shù)倪B接。這增加了數(shù)據(jù)包通過IP交換機的吞吐量并縮短了平均切換時間。它也有這樣的缺陷，即只能使用預(yù)定的邏輯連接，這種連接取決于當前的有效負荷而為欠規(guī)格的或超規(guī)格的。
本發(fā)明的目的是要提供一種方法，以使同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)能夠更好地適應(yīng)時變的數(shù)據(jù)通信量。本發(fā)明的目的進而要提供一種用于同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的、適于執(zhí)行該方法的網(wǎng)絡(luò)元件和管理系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種在同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中建立邏輯連接的方法，該網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連且要用于傳輸每個包含目標地址的數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)元件，包括以下步驟監(jiān)視被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址；借助于目標地址確定各個網(wǎng)絡(luò)元件之間的當前通信量；基于通信量和現(xiàn)有的邏輯連接確定邏輯連接的最優(yōu)配置；以及以優(yōu)化的配置更新同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中的邏輯連接。
本發(fā)明還提供一種用于同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件，該同步通信網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連的網(wǎng)絡(luò)元件并用于數(shù)據(jù)包的傳輸，網(wǎng)絡(luò)元件包括用于監(jiān)視要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的裝置；以及通向中心管理系統(tǒng)的接口，用于發(fā)送包含要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的消息、并用于接收與要被切換的邏輯連接相關(guān)的指令，裝設(shè)中心管理系統(tǒng)是為了在通信網(wǎng)絡(luò)中建立邏輯連接。
本發(fā)明還提供一種用于同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)，該通信網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連的網(wǎng)絡(luò)元件并用于數(shù)據(jù)包的傳輸，該管理系統(tǒng)包括通向同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)元件的接口，用于接收包含要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的消息、并用于向網(wǎng)絡(luò)元件發(fā)送與要被切換的邏輯連接相關(guān)的指令；基于包含要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的消息，用于確定網(wǎng)絡(luò)元件之間當前通信量的裝置；基于現(xiàn)有的邏輯連接和通信量，用于確定網(wǎng)絡(luò)元件之間的邏輯連接的優(yōu)化配置的裝置；根據(jù)優(yōu)化的配置用于向網(wǎng)絡(luò)元件發(fā)送關(guān)于要被切換的邏輯連接的指令的裝置。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，傳輸容量可被更好地利用于數(shù)據(jù)包的傳輸，且平均傳輸率高于先有技術(shù)。其它優(yōu)點在于，可使用市售的IP路由器，且不必改變用戶希望通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)包的設(shè)備。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，增加執(zhí)行源地址的監(jiān)視。這能夠確定被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的收費。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，具有預(yù)定的源和目標地址的數(shù)據(jù)包，例如所有來自或發(fā)向各預(yù)定用戶的數(shù)據(jù)包，在傳輸中被賦予了較高的優(yōu)先權(quán)。
現(xiàn)在將參照
本發(fā)明的一個實施例，其中圖1表示由同步數(shù)字通信網(wǎng)相互連接的兩個局域網(wǎng)(LAN)；圖2a表示用于相鄰的用戶之間高數(shù)據(jù)通信量的通信網(wǎng)絡(luò)的配置；以及圖2b表示用于彼此相距遙遠的用戶之間高數(shù)據(jù)通信量的通信網(wǎng)絡(luò)的配置。
參見圖1，其中示出由同步數(shù)字通信網(wǎng)SDH相互連接并能夠通過這一網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)包的兩個局部數(shù)據(jù)網(wǎng)LAN1、LAN2。從局域網(wǎng)到通信網(wǎng)絡(luò)SDH的網(wǎng)關(guān)是由路由器RTR1、RTR2提供的。后者的每一個連接到網(wǎng)絡(luò)SDH的網(wǎng)絡(luò)元件NE1、NE2。在這兩個網(wǎng)絡(luò)元件NE1、NE2之間，有一邏輯連接通過待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包經(jīng)由其傳送的網(wǎng)絡(luò)SDH。如果數(shù)據(jù)包要從第一局域網(wǎng)LAN1傳輸?shù)降诙钟蚓W(wǎng)LAN2，則在第一網(wǎng)絡(luò)元件NE1中，它們被置于(“被打包”)同步傳輸模塊或這種同步傳輸模塊的子單元中，這稱為虛擬容器VC-N(在SDH中)或虛擬分支VT(在SONET中)，并被傳輸?shù)降诙W(wǎng)絡(luò)元件NE2，在這里它們被解包并傳送到第二路由器RTR2。除了SDH和SONET系統(tǒng)之外，準同步數(shù)字分層結(jié)構(gòu)(PDH)傳輸系統(tǒng)必須看作為在本發(fā)明的意義上的同步數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。
邏輯連接(常常也稱為虛擬連接)是在兩個網(wǎng)絡(luò)元件周期地交換同步傳輸模塊的子單元時形成的，這些子單元通過通信網(wǎng)絡(luò)SDH的其它中間網(wǎng)絡(luò)元件切換而不必重新打包。虛擬連接是通過同步數(shù)字網(wǎng)絡(luò)SDH的中心網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建立的，并具有固定的傳輸容量，即它們是永久的虛擬連接。
本發(fā)明的基本思想是在通信網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)視被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址，由此確定通信網(wǎng)絡(luò)的各網(wǎng)絡(luò)元件之間的通信量，并基于通信量確定用來更新網(wǎng)絡(luò)的邏輯連接的優(yōu)化配置。這樣網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)于當前的通信量，且能夠以最佳可能的方式使用網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量。這種方法特別適用于因特網(wǎng)應(yīng)用程序的IP數(shù)據(jù)包，但是它還可用于根據(jù)其它協(xié)議，特別是OSI層3的協(xié)議，諸如Novell公司的IPX協(xié)議所構(gòu)造的數(shù)據(jù)包。
特別的優(yōu)點是，至少在同步通信網(wǎng)絡(luò)的部分網(wǎng)絡(luò)元件中執(zhí)行目標地址的監(jiān)視。為此，網(wǎng)絡(luò)元件包含用于監(jiān)視目標地址的裝置，例如IP地址監(jiān)視器。另外，也可使用環(huán)繞成網(wǎng)絡(luò)的連接通路的分開的地址監(jiān)視器。在另一個優(yōu)選實施例中，在通信網(wǎng)絡(luò)的中心管理系統(tǒng)中執(zhí)行通信量的確定和優(yōu)化配置的確定。網(wǎng)絡(luò)元件通知管理系統(tǒng)監(jiān)視目標地址的結(jié)果，從這結(jié)果管理系統(tǒng)能夠確定通信量。然后通過提供了管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)元件之間的連接的接口(例如，Q接口)，向與被網(wǎng)絡(luò)元件切換的邏輯連接相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)元件傳輸指令。這樣，管理系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化的配置建立了網(wǎng)絡(luò)中的邏輯連接。
優(yōu)點是，周期地確定優(yōu)化配置并周期地更新邏輯連接。例如，視應(yīng)用的情形，這可每天、每小時、或每分鐘(準在線)進行。
圖2a和2b表示本發(fā)明的一個實施例中的同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的三個網(wǎng)絡(luò)元件CC1-CC3，第一和第二網(wǎng)絡(luò)元件及第二和第三網(wǎng)絡(luò)元件通過例如光纜或同軸電纜物理上連接，但圖中未示出物理連接。所示的連接是邏輯連接。三個網(wǎng)絡(luò)元件的每一個通過接口連接到中心管理系統(tǒng)TMN。它們能夠從后者接收邏輯連接必須在內(nèi)部被切換的指令。連接到三個網(wǎng)絡(luò)元件CC1-CC3的分別是路由器RTR1-RTR3，它們提供了從各個相應(yīng)的局域網(wǎng)(未示出)到通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。路由器把目標指向另一局域網(wǎng)中的收件人的數(shù)據(jù)包從連接到網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)路由到與其連接的網(wǎng)絡(luò)元件，其中數(shù)據(jù)包被打包在同步傳輸模塊的子單元中，并通過邏輯連接之一傳輸?shù)礁h的網(wǎng)絡(luò)元件。
根據(jù)本發(fā)明，在數(shù)據(jù)包打包之前在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)元件中監(jiān)視每一數(shù)據(jù)包的目標地址。這種監(jiān)視的結(jié)果是以消息MTL的形式傳送到中心管理系統(tǒng)TMN的。還能夠把要傳輸?shù)膬蓚€或多個數(shù)據(jù)包的監(jiān)視結(jié)果組合起來并把它們作為一個消息MTL向管理系統(tǒng)TMN發(fā)送。
在圖2a所示配置中，在每兩個相鄰的網(wǎng)絡(luò)元件之間有兩個邏輯連接，而在兩個遠程網(wǎng)絡(luò)元件CC1和CC3之間沒有邏輯連接。這一配置適用于相鄰網(wǎng)絡(luò)元件CC1、CC2和CC2、CC3之間高數(shù)據(jù)通信量的情形。遠程網(wǎng)絡(luò)元件之間的通信量，即要從CC1向CC3發(fā)送的數(shù)據(jù)包，必須在CC2處解包，傳送到相關(guān)的路由器RTR2，在那里進行檢驗，并返回CC2，然后從這里它們能夠被傳輸?shù)紺C3。
在所有三個網(wǎng)絡(luò)元件中，所有要由各個相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)元件傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址被監(jiān)視。監(jiān)視的結(jié)果作為消息MTL向中心管理系統(tǒng)TMN傳送。管理系統(tǒng)TMN從這些消息確定當前的通信量，它根據(jù)當前的通信量確定這時用以更新通信網(wǎng)絡(luò)中邏輯連接的最優(yōu)配置。為此，管理系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)元件發(fā)送與要由每一網(wǎng)絡(luò)元件切換的邏輯連接相關(guān)的指令A(yù)NW。
如果在遠程網(wǎng)絡(luò)元件CC1和CC3之間出現(xiàn)增大的數(shù)據(jù)通信量，則管理系統(tǒng)TMN將確定網(wǎng)絡(luò)元件CC1和CC3之間的邏輯連接對于最優(yōu)配置是必要的，并將向網(wǎng)絡(luò)元件CC1-CC3發(fā)送一指令A(yù)NM以便切換對應(yīng)的連接，即切換表示從第一網(wǎng)絡(luò)元件CC1通過第二網(wǎng)絡(luò)元件CC2到第三網(wǎng)絡(luò)元件CC3的邏輯連接的虛擬容器。
遠程網(wǎng)絡(luò)元件CC1和CC3之間數(shù)據(jù)通信量的最優(yōu)配置示于圖2b中。這種優(yōu)化增加了IP包的吞吐量，并降低了通過通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲。
來自IP路由器的這種通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化是不可能的，因為IP路由器沒有網(wǎng)絡(luò)拓撲技術(shù)的知識。與此相反，新建的或不再存在的邏輯連接能夠被路由器自動地識別和使用或回避，例如通過輪詢方法。因而在短暫的識別時間之后，根據(jù)本發(fā)明的方法被動態(tài)優(yōu)化的傳輸網(wǎng)絡(luò)可由路由器使用以便進行路由。
另一優(yōu)點在于，在通向通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)處，可使用帶有通用接口的市售的路由器，諸如帶有E1、E3、E4、T1、T3、DS1、DS3、OC-n或STM-n接口的路由器。也不需要對用戶設(shè)備進行修改。
優(yōu)點在于，目標地址的監(jiān)視可在指定用來切換同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中的邏輯連接的交叉連接器中執(zhí)行。
可以不向網(wǎng)絡(luò)元件提供用于監(jiān)視目標地址的IP監(jiān)視器，而向路由器提供通到中心管理系統(tǒng)的接口，用于通知管理系統(tǒng)關(guān)于當前通信量狀況。
本發(fā)明的進一步發(fā)展在于不僅監(jiān)視數(shù)據(jù)包的目標地址，而且監(jiān)視源地址。這樣，例如通過簡單地對每一個源的被傳輸數(shù)據(jù)包進行計數(shù)，即可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包的傳輸?shù)氖召M。
根據(jù)本發(fā)明的另一項發(fā)展，對根據(jù)預(yù)定的準則所選擇的數(shù)據(jù)包給予較好的對待，即更高的優(yōu)先權(quán)。這種準則可具體為數(shù)據(jù)包的源地址或目標地址。這樣，所選擇的用戶，例如付出較高價格的用戶，可獲得更為可靠、更快速的數(shù)據(jù)鏈接。
根據(jù)本發(fā)明的另一發(fā)展，在確定優(yōu)化配置時考慮在周期出現(xiàn)的通信狀況中所獲得的經(jīng)驗。例如可通過對延長的時間區(qū)間進行統(tǒng)計估算，或從各用戶典型的行為習(xí)慣中獲得這種經(jīng)驗。例如，可從觀察中獲知每一星期日夜晚兩個用戶以高數(shù)據(jù)通信量交換數(shù)據(jù)。這時在數(shù)據(jù)傳輸開始前夕，針對這一事項通常所需的傳輸容量以邏輯連接的形式自動準備好，并在事項結(jié)束后自動解除連接。
權(quán)利要求
1．在同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)中建立邏輯連接的方法，該網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連且要用于傳輸每個包含目標地址的數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)，所述方法包括以下步驟監(jiān)視被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址；借助于目標地址確定各個網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)之間的當前通信量；基于通信量和現(xiàn)有的邏輯連接確定邏輯連接的最優(yōu)配置；以及以優(yōu)化的配置更新同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)中的邏輯連接。
2．如權(quán)利要求1中所述的方法，其中優(yōu)化配置的確定和邏輯連接的更新周期地進行。
3．如權(quán)利要求1中所述的方法，其中數(shù)據(jù)包是根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議構(gòu)造的數(shù)據(jù)包。
4．如權(quán)利要求1中所述的方法，其中對目標地址的監(jiān)視至少在同步數(shù)字通信網(wǎng)的部分網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)中進行。
5．如權(quán)利要求1中所述的方法，其中通信量的確定和優(yōu)化配置的確定由同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)的中心管理系統(tǒng)(TMN)作出。
6．如權(quán)利要求1中所述的方法，其中另外對源地址進行監(jiān)視，并由此確定對被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的收費。
7．如權(quán)利要求1或6中所述的方法，其中在傳輸期間對帶有預(yù)定的源或目標地址的數(shù)據(jù)包給予較高的優(yōu)先權(quán)。
8．如權(quán)利要求1中所述的方法，其中優(yōu)化配置的確定還基于在周期出現(xiàn)的通信狀況中所獲得的經(jīng)驗。
9．用于同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)的網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)，該同步通信網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連的網(wǎng)絡(luò)元件并用于數(shù)據(jù)包的傳輸，所述網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)包括用于監(jiān)視要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的裝置；以及通向中心管理系統(tǒng)(TMN)的接口，用于發(fā)送包含要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的消息(MTL)、并用于接收與要被切換的邏輯連接相關(guān)的指令(ANW)，裝設(shè)中心管理系統(tǒng)(TMN)是為了在通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)中建立邏輯連接。
10．如權(quán)利要求9中所述的網(wǎng)絡(luò)元件，所述元件是交叉連接器(CC1-CC3)。
11．用于同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)的管理系統(tǒng)(TMN)，該通信網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連的網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)并用于數(shù)據(jù)包的傳輸，所述管理系統(tǒng)(TMN)包括通向同步數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)的網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)的接口，用于接收包含要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的消息(MTL)、并用于向網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)發(fā)送與要被切換的邏輯連接相關(guān)的指令(ANW)；基于包含要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的目標地址的消息(MTL)，用于確定網(wǎng)絡(luò)元件之間當前通信量的裝置；基于現(xiàn)有的邏輯連接和通信量，用于確定網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)之間的邏輯連接的優(yōu)化配置的裝置；根據(jù)優(yōu)化的配置用于向網(wǎng)絡(luò)元件(NE1,NEn；CC1-CC3)發(fā)送關(guān)于要被切換的邏輯連接的指令(ANW)的裝置。
全文摘要
在同步通信網(wǎng)絡(luò)(SDH)中建立邏輯連接的方法，該網(wǎng)絡(luò)包含多個至少部分地互連的網(wǎng)絡(luò)元件(NE1，NEn；CC1－CC3)并用于傳輸包含目標地址的數(shù)據(jù)包，該方法涉及對被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包目標地址的監(jiān)視，借助于目標地址確定各個網(wǎng)絡(luò)元件(NE1，NEn；CC1－CC3)之間的通信量，并基于通信量和現(xiàn)有的邏輯連接確定邏輯連接的最優(yōu)配置。這樣，通信網(wǎng)絡(luò)能適應(yīng)于當前的通信狀況，并能夠以可能的最好方式利用網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量。優(yōu)點是，監(jiān)視在至少一部分網(wǎng)絡(luò)元件中進行，而優(yōu)化配置由中心管理系統(tǒng)(TMN)執(zhí)行。
文檔編號H04Q11/04GK1227994SQ98119230
公開日1999年9月8日 申請日期1998年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月12日
發(fā)明者沃爾克瑪·霍耶爾 申請人:阿爾卡塔爾公司