專利名稱：網(wǎng)絡單元的自適應控制的制作方法
本申請主題涉及一種用于自適應控制通信網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡單元的方法和一種用于耦合多個網(wǎng)絡單元的方法。
存在利用由管理員預先設定的并存放于數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則來配置網(wǎng)絡節(jié)點的概念。這種IETF(因特網(wǎng)工程任務組)的‘策略性基礎網(wǎng)絡管理(policy based networking)’一方面用于將準靜態(tài)配置信息裝載到網(wǎng)絡節(jié)點中。因此另一方面也可在要求時刻將配置提供給節(jié)點，該配置必須依賴于具體的連接期望來調節(jié)。為此，置于網(wǎng)絡上的部件、‘策略決定點(Policy Decision Point)’PDP被引入，該策略決定點可以從數(shù)據(jù)庫中讀出預先給定的規(guī)則并找出適于給定情形的規(guī)則。隨后該策略決定點將相應的配置信息裝載到網(wǎng)絡單元PEP(策略執(zhí)行點(Policy Enforcement Point))中。
如果PDP僅僅為了靜態(tài)配置被采用，則PDP在網(wǎng)絡正常運行時不再被包括。節(jié)點從獨立于網(wǎng)絡控制的時刻開始工作，然而不能自主地起反應。如果反之到達的連接期望應被處理(例如RSVP資源預留協(xié)議(Resource Reservation Protocol))，則PDP是該網(wǎng)絡運行的中心部件。PDP的數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則由管理者產(chǎn)生，必要時自動檢查堅度(Konsistenz)和由PDP在沖突時根據(jù)預先設定的方案給予優(yōu)先級。
本發(fā)明的問題在于，給出一種用于控制通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡單元的方法，該方法在工作條件發(fā)生變化時、譬如負載變化、線路中斷、節(jié)點故障時，利用快速自主轉交數(shù)據(jù)包來起反應。
該問題通過具有權利要求1的特征的主題得以解決。
根據(jù)本發(fā)明在自主的通信網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡單元通過性能規(guī)則被控制。為此控制實體(Instanz)“網(wǎng)絡控制服務器(Network ControlServer，NCS)”屬于網(wǎng)絡單元，該控制實體產(chǎn)生規(guī)則并利用這些規(guī)則配置該網(wǎng)絡單元。通過這種方法網(wǎng)絡在不用NCS持續(xù)介入的情況下工作。只有當由于網(wǎng)絡情形的持久的和長期的變化必需新的、匹配的規(guī)則時，NCS才相應地供應新規(guī)則給網(wǎng)絡單元。
由以下認知出發(fā)，即網(wǎng)絡運行引起越高的成本，則應承受越多的管理花費，根據(jù)本發(fā)明的前述的網(wǎng)絡單元的自主工作的方法是有優(yōu)點的。此處描述的(自動生成規(guī)則的)方法在同時提高可支配性時最小化運營商成本。通過耦合多個網(wǎng)絡單元的NCS也可決定性地驅動(子)網(wǎng)，并端對端地利用最少的管理花費描述由用戶要求的質量特性。
本發(fā)明具有下述特性-該網(wǎng)絡面向分組地和無連接地工作。
-該網(wǎng)絡具有應用規(guī)則自主工作的網(wǎng)絡單元-在這些規(guī)則的幫助下這些網(wǎng)絡單元能夠根據(jù)預先設定的準則(譬如，業(yè)務質量)尤其是還通過多條合理的可能的路徑(譬如為了相同的負載分布)在正常工作時自主執(zhí)行數(shù)據(jù)包的轉交。此外，該網(wǎng)絡單元非?？焖俚刈灾鞯貙W(wǎng)絡中的故障(譬如線路中斷、節(jié)點故障)作出反應。
在本發(fā)明的特別的安排中，性能規(guī)則在各個屬于網(wǎng)絡單元的控制實體(NCS)中被構成和維持。在此，在包含多個網(wǎng)絡單元的通信網(wǎng)絡中一個、多個或全部網(wǎng)絡單元分別自身產(chǎn)生性能規(guī)則，網(wǎng)絡單元從該性能規(guī)則中按照工作條件自主/自動選擇。
其中網(wǎng)絡單元具有各個所屬的控制實體(NCS)的安排適應非等級網(wǎng)絡結構的概念，在這個非等級的網(wǎng)絡結構中各自的網(wǎng)絡單元支配全部功能。在此即一個網(wǎng)絡單元具有控制實體(NCS)的功能，可比較地在網(wǎng)絡單元中維持鏈接狀態(tài)的信息涉及接通的連接導線的可支配性。
本申請主題的有利的擴展方案在從屬權利要求中給出。
下面根據(jù)附圖作為為了理解必要的范圍內(nèi)的實施例進一步解釋本發(fā)明。在此示出

圖1在通信網(wǎng)絡中根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡單元的示意圖，圖2網(wǎng)絡等級和控制等級的示意圖，以及圖3自適應網(wǎng)絡控制的輸入和輸出量。
在附圖中相同的符號表示相同的單元。
這里描述的發(fā)明說明了自適應控制。此外多個網(wǎng)絡的耦合被尋址。
網(wǎng)絡(以下稱為自主網(wǎng)絡)中的根據(jù)本發(fā)明自主起反應的網(wǎng)絡單元工作在自適應控制的引導下但不用其持續(xù)介入。
自主網(wǎng)絡的單元(參見圖1)是-一方面是自主交換/轉交通信業(yè)務的網(wǎng)絡節(jié)點(Router)，這些節(jié)點區(qū)分為邊緣節(jié)點(Edge Router)和核心節(jié)點(Core Router)，-另一方面是資源控制實體(RCA)，其被布置在網(wǎng)絡邊緣。
RCA被分配給邊緣節(jié)點。該RCA的任務在于(譬如，由一個獨立的、此處沒有進一步說明的業(yè)務控制(參見圖1的5))接受對所屬的輸入-或輸出邊緣節(jié)點的資源要求(譬如連接建立/連接拆除)；并檢驗該邊緣節(jié)點的可靠性和可滿足性，以接受或拒絕該邊緣節(jié)點。隨后RCA為相應的邊緣節(jié)點配備參數(shù)(參加圖1的4)，這些參數(shù)使邊緣節(jié)點調節(jié)資源的利用和利用監(jiān)控以及配置針對處理屬于相應的通信業(yè)務流的數(shù)據(jù)包的規(guī)則(譬如標記、策略、調度)成為可能。
RCA如路由器一樣根據(jù)性能規(guī)則自主工作。這種性能規(guī)則說明其控制任務并顯式或隱式地(譬如作為計算規(guī)定)包含在運行時需轉交給邊緣路由器的參數(shù)對于RCA的實現(xiàn)存在多種選項●作為單獨的服務器●集成在邊緣路由器中在此RCA可負責●每個邊緣路由器●多個邊緣路由器自主網(wǎng)絡的單元(路由器、RCA)根據(jù)性能規(guī)則工作。該性能規(guī)則可由NCS提供給網(wǎng)絡單元或者還可以以其他的方式、譬如通過網(wǎng)絡管理來配置。因此NCS可負責●核心路由器(參見圖1的3)●邊緣路由器(參見圖1的2)●RCA(參見圖1的1)●每個組合網(wǎng)絡等級和控制等級對于網(wǎng)絡-和控制等級存在四層，該四層分別具有在控制時不同的重點/目標和不同的時間特性。這四層從下到上是(參見圖2)●傳輸基礎設施/傳輸(Transmission)●自主的IP網(wǎng)絡●網(wǎng)絡單元的自適應控制●網(wǎng)絡管理首先傳輸基礎設施負責數(shù)據(jù)的傳輸和譬如在SDH或者光網(wǎng)絡領域中類似方法中可以包含用于在故障情況(譬如線路中斷等)下非常快速地替換電路的機制。這是控制任務，通過傳輸基礎設施在毫秒的范圍內(nèi)獨立地完成該任務。
以上描述的自主IP網(wǎng)絡處理自主的資源請求、與業(yè)務控制協(xié)調的控制任務，分配網(wǎng)絡中的通信業(yè)務和快速獨立地對故障情況作出反應。在此僅僅處理在傳輸層中已經(jīng)不能被排除的故障。
根據(jù)本發(fā)明的自適應的網(wǎng)絡控制(調節(jié))相對下面兩層沒有實時要求。該網(wǎng)絡控制觀察網(wǎng)絡并在明顯偏離理想運行時產(chǎn)生新的規(guī)則。時間范圍為小時或者更高。
網(wǎng)絡管理在網(wǎng)絡方向上用于調節(jié)基本配置。因此在所有規(guī)則中只以非常大的時間間隔來控制，譬如在網(wǎng)絡擴建時。
對于NCS的實現(xiàn)存在多種選項●作為單獨的服務器●屬于各自的網(wǎng)絡單元，譬如集成的在此NCS可負責●每個網(wǎng)絡單元●多個網(wǎng)絡單元規(guī)則和規(guī)則產(chǎn)生A.準靜態(tài)規(guī)則在最簡單的情況下該規(guī)則是準靜態(tài)的，因此只依賴于網(wǎng)絡拓撲和網(wǎng)絡靜態(tài)的特性。
區(qū)別于“策略性基礎網(wǎng)絡管理”可是該規(guī)則不是由管理員固定地預先設定的而是由NCS自動產(chǎn)生的。
NCS可譬如由網(wǎng)絡管理和/或一個/多個網(wǎng)絡單元本身獲得對此的基本信息。網(wǎng)絡拓撲、線路帶寬、一個/多個網(wǎng)絡單元的特點、(優(yōu)選的)路由、通信業(yè)務矩陣、通信業(yè)務等級等等可屬于該基本信息。
在基本信息變化時、譬如網(wǎng)絡拓撲變化時規(guī)則相應地被重新計算并裝載到各自的網(wǎng)絡單元中。
規(guī)則被這樣確定，使得在自主運行時網(wǎng)絡可以確保上述特性。NCS基本上不是規(guī)則運行的部分。
B.動態(tài)規(guī)則
在較復雜的情況下，規(guī)則另外依賴于網(wǎng)絡狀態(tài)自適應地變化或匹配或產(chǎn)生。在此應保持，在較大的時間標度上規(guī)則被匹配(譬如15分鐘或兩天)并且網(wǎng)絡如上所述對于動態(tài)變化(也是故障)快速自主地作出反應。
對于通過NCS的規(guī)則產(chǎn)生可考慮兩種變型方案●NCS根據(jù)網(wǎng)絡狀況從預先確定的規(guī)則組中選擇規(guī)則。
●NCS另外根據(jù)網(wǎng)絡狀況與預先確定的規(guī)則匹配。
●NCS根據(jù)網(wǎng)絡狀況產(chǎn)生的規(guī)則。
來自網(wǎng)絡的信息譬如是關于通信業(yè)務和等待隊列的統(tǒng)計、來自網(wǎng)絡的故障消息、當前路由引導等等。這樣譬如危險的持久的不良負載(譬如由于擴大的故障或用戶特性的保持的變化以及通信業(yè)務矩陣)可以被糾正。
‘NCS’的信息度和智能對于NCS，分級的實施方案是可能的，該實施方案在維數(shù)上區(qū)分信息度和智能。越多的信息(信息源)供NCS支配，NCS就可以生成更加優(yōu)化的規(guī)則。因此NCS的必要的和可能的智能緊密地吻合，NCS可以由簡單的邏輯通過優(yōu)化方法和確定尺寸方法直至專家系統(tǒng)或者神經(jīng)網(wǎng)絡來實施。NCS的智能的需要隨著信息的增加而提高。
可能的信息源(也可以不同的組合)其中有網(wǎng)絡單元自身(譬如統(tǒng)計信息、網(wǎng)絡負載、路由)、網(wǎng)絡管理(譬如拓撲、錯誤結果)、管理員輸入、靜態(tài)和動態(tài)的基本數(shù)據(jù)(譬如通信業(yè)務矩陣)。
自適應網(wǎng)絡控制的信息流/用于自適應網(wǎng)絡控制的信息流(NCS)NCS針對他的任務從多個源獲得信息并也將數(shù)據(jù)提供給不同的用戶(參見圖3)。
輸入●網(wǎng)絡管理/運營商(等)●網(wǎng)絡運行策略●網(wǎng)絡配置●附加的配置數(shù)據(jù)(譬如專用于保護的網(wǎng)絡段等)●自主網(wǎng)絡(等)●統(tǒng)計●運行狀態(tài)
●路由●服務提供商(等)●關于業(yè)務和應用及其特性和要求的信息輸出●網(wǎng)絡管理/運營商(等)●針對運營商的信息，譬如網(wǎng)絡擴建的必要性等●統(tǒng)計●事件●自主網(wǎng)絡(等)●性能規(guī)則●參數(shù)(子)網(wǎng)絡的耦合如果多個網(wǎng)絡應緊密耦合以致該多個網(wǎng)絡可決定性地描述自主網(wǎng)絡的特性、如負載的分布、錯誤反應和業(yè)務品質，該多個網(wǎng)絡根據(jù)所說明的自主原則工作，則子網(wǎng)絡的規(guī)則必須相互協(xié)調。
為此分別負責(子)網(wǎng)絡的NCS通過合適的協(xié)議彼此耦合，并交換用于平衡規(guī)則的信息。緊接著他產(chǎn)生如上所述的相匹配的規(guī)則并將該規(guī)則提供給其(子)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡單元。
選項和擴展●每個網(wǎng)絡節(jié)點得到各個參數(shù)組/所有的網(wǎng)絡節(jié)點得到同樣的參數(shù)。
●當用于處理任務的多種算法可行時，該參數(shù)也包含算法的選擇。
●NCS可以布置在網(wǎng)絡的中心/存在一個或多個備用設備/存在多個同樣權利的協(xié)調設備，該協(xié)調設備借助特定的協(xié)調協(xié)議平衡其規(guī)則給定/網(wǎng)絡的不同區(qū)域的各個網(wǎng)絡單元由不同的NCS本地控制，NCS通過特定的通信協(xié)議通信。
●規(guī)則的變化依賴于一個或多個鏈接的滿載來完成。
●規(guī)則的變化依賴于所觀察的業(yè)務品質來完成。
●規(guī)則的變化依賴于在網(wǎng)絡節(jié)點中觀察的等待隊列長度來完成。
●NCS被采用，以附加地預先給定在網(wǎng)絡邊緣的用于連接接受控制的設備中的設置參數(shù)。
●NCS與在其他網(wǎng)絡運營商的網(wǎng)絡中的其他的網(wǎng)絡控制服務器通信。
●NCS從在其中存在的狀態(tài)信息(和可能其他由網(wǎng)絡管理提供的參數(shù))中生成當前的費用信息，NCS將該費用信息轉交給傳輸控制(RCA)。
●網(wǎng)絡單元和NCS之間的通信可以由NCS或由網(wǎng)絡單元發(fā)出。在第一種情況下，NCS主動提供給網(wǎng)絡單元新的規(guī)則和/或參數(shù)，只要這些參數(shù)和規(guī)則存在。在第二種情況下，網(wǎng)絡單元可在需要時調用當前的規(guī)則/參數(shù)。兩種通信形式可以在一個網(wǎng)絡中應用，其中第二種特別在新的網(wǎng)絡單元自動配置的范圍中(譬如在開動或重新啟動時)和/或為了配置第一通信形式的通信參數(shù)來提供。
●NCS在制定規(guī)則/參數(shù)時考慮新的規(guī)則/參數(shù)到網(wǎng)絡單元中的反饋順序。由于不是所有的網(wǎng)絡單元可絕對同時地獲得新的規(guī)則/參數(shù)，所以這種智能耦合可幫助指定和分布規(guī)則/參數(shù)，以避免過載或者不穩(wěn)定的短暫狀態(tài)。
權利要求
1.用于控制通信網(wǎng)絡中的一個網(wǎng)絡單元的方法，按照該方法-一個網(wǎng)絡單元遵循多種性能規(guī)則，以及-該網(wǎng)絡單元按照工作條件自主/獨立地選擇性能規(guī)則和根據(jù)該性能規(guī)則轉發(fā)數(shù)據(jù)包。
2.如權利要求1所述的方法其特征在于，所述工作條件通過線路中斷、節(jié)點故障、網(wǎng)絡滿載、連接建立、網(wǎng)絡改變配置的任意組合來給出。
3.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，性能規(guī)則包含多種路徑中的一種的選擇。
4.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述性能規(guī)則在控制實體(NCS)中被構成。
5.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述性能規(guī)則在各個屬于網(wǎng)絡單元的控制實體(NCS)中被構成。
6.如權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述性能規(guī)則可通過置于多個網(wǎng)絡單元之上的控制實體(NCS)的網(wǎng)絡管理提供給網(wǎng)絡單元。
7.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述性能規(guī)則自動被產(chǎn)生。
8.用于耦合多個網(wǎng)絡單元、尤其是如前述權利要求之一所述的方法，按照該方法兩個控制實體(NCS)通過協(xié)議彼此耦合，通過該協(xié)議該控制實體交換用于平衡性能規(guī)則的信息。
9.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在面向分組的和無連接的通信網(wǎng)絡中可以應用該方法。
全文摘要
本發(fā)明說明在面向分組和無連接的通信網(wǎng)絡中網(wǎng)絡單元的自主的、自適應控制。此外多個網(wǎng)絡單元的耦合被尋址。
文檔編號H04L29/06GK1666461SQ03815190
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權日2002年6月26日
發(fā)明者J·查欽斯基, K·施羅迪, C·溫克勒爾 申請人:西門子公司