专利名称：用于快速识别传输路径上和/或节点中故障的方法、计算机程序产品和网络节点元件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于在网络节点元件、特别是路由器之间进行通信的 方法，在该方法中把关于一个网络节点元件的完全或部分中断或功能 缺陷的信息传递给相邻的网络节点元件。
背景技术：
至少部分担任交换计算机的路径引导功能的网络元件也称作网络 节点元件。广泛公知的网络节点元件是所谓的路由器。路由器把到达的数据包经过另外的网络节点元件或者路由器转发 给一个在要确定的目标网络中的预定网络元件。在数据包到达时路由 器确定到目标网络元件的最佳路径，其中该路径可能经过另外的网络 节点元件或者路由器。在这种关系下在路由器中选择一个适合的接 口，经过该接口传递数据包。为此路由器利用本地存储的路由表。在 该表中的表目可以是静态的或动态的。通过网络管理器的登记完成静 态的表目，在连续的运行中编制并修改动态表目。对此应用所谓的路 由协议进行动态表目的编制和修改。路由协议用于交换路由信息并且允许路由器动态建立其路由表并 且适应于变化的现实。在此变化的现实的一个重要情况是路由器完全 或部分中断。相邻路由器的这种中断也称为》邻居停机《。部分中断例 如可能涉及该路由器的单个接口 ，而该路由器的其余接口正常，完全 中断则使路由器的全部功能失效。下面名称"中断，，不仅包含部分中断而且也包含完全中断。此外 在下面为了便于理解对于网络节点元件一般性地选择路由器的概念， 但不会由此限制为路由器这一特殊实施形式。在连接多个路由器的情况下或在多个路由器连接到所谓的广播媒 介、比如以太网交换机的情况下，路由器中断会出现这样的问题，告 知所连接的相邻路由器中断的路由器不再运行。
迄今在现有技术中这个问题的解决方案是，相邻路由器交换彼此 的消息，该消息表明路由器的运行准备情况并且在该消息消失的情况 下可以确定路由器中断。按照重复的时间间隔传递的、具有上述目的的消息常常也称作》呼叫消息《。在已知的路由协议、比如0SPF(0pen Shortest Path First,开放式最短路径优先)或IS-IS( Intermediate System to Intermediate System Protocol, 中间系统到中间系统 协议)中规定呼叫消息。这两个路由协议OSPF和IS-IS例如用于所谓的》链路状态协卡义《 并且因此是用于建立拓朴数据库的路由协议。在具有链路状态协议的链路状:公告i链路状态通告(LSA;。在此在拓朴数据库中周围网络 节点元件或者路由器的LSA被映射为网络，由此每个路由器了解全部 相邻的拓朴结构。由于变化通常直接或者》立即《传递给该网络的所有 路由器，因此LSA路由协议具有较好的》会聚《，也就是说关于网络拓 朴结构的变化的快速动态匹配特性。OSPF协议调节关于在面向分组的网络之间连接路径的可用性的信 息的传递并特别支持分级的网络结构。其特征在于快速会聚。OSPF的 核心是拓朴数据库，其包含所有路由器的列表和其连接或链路。为了 建立和为了管理拓朴数据库在相邻路由器之间交换LSA。IS-IS协议是另一个链路状态协议。由于Cisco System Inc. , San Jose， California, USA的第一个IS-IS实现比OSPF实现更鲁棒，因此 许多网络运行商主要使用IS-IS协议。在链路状态协议中通常以两个呼叫消息之间10秒的时间间隔周期 地进行已经描述的呼叫消息的交换以连续表明操作准备情况。在设定 10秒时间间隔的情况下在经过确定的、通常为40秒的公差时间之后一 也称为》停滞间隔《，假如在该持续时间内没有第二路由器的其它呼叫 消息到达第一路由器，则通过笫一路由器假定相邻的第二路由器中 断。然后在这种状态下假定相邻的路由器不再可用。在停滞间隔的通常设定中其持续40秒，直到通过上述的链路状态 协议在一个路由器中断或该路由器的一个接口 ( Interface)中断之后 确定中断并且可以引入以下措施该措施的目标是用正常的相邻路由 器的操作代替由中断路由器到目前为止实施的操作，以便当在面向分
组的网络中连接路径通常冗余的情况下重新建立对面向分组网络中所有网络节点元件的可达性D在对网络拓朴结构变化的反应中匹配特性 的持续时N也称为W会聚时间《 。由于是在确定中断之后、也就是在经过停滞间隔之后才能开始匹 配，因此与上述方法相联系的会聚时间非常长并因此对于许多应用领 域是不能接受的。为J缩短会聚时间建议缩短两个呼叫消息之间的时间间隔，也就 是说在每个路由器t将用于预先规定该时间间隔的相应计时器调整到 较短的时间值。可是特别是在相邻路由器的运行中断的识别应当缩短到亳秒范围 内的情况下，这种措施不仅提高了与呼叫消息的增强处理结合的、每 个路由器的计算负荷，而且也提高了在整个面向分组网络中的网络负荷。发明内容本发明的任务是缩短路由器中断时的会聚时间，同时将路由器的 计算负荷和/或面向分组网络中的网络负荷尽可能保持在较低水平。 该任务通过具有权利要求l特征的方法解决。根据本发明规定一种用于在网络节点元件之间进行通信的方法， 在该方法中网络节点元件彼此间用 一 个连接状态协议进行通信。该方 法以接收从相邻的第二网络节点元件到第一网络节点元件的连接状态 消息为开始。在连接状态协议或者连接路由协议中周期地或在连接状态改变之后规定这样的连接状态消息。在连接状态消息t包含的连接 状态与同第一网络节点元件相邻的网络节点元件的至少一个已存储的 连接状态进行比较。所有相邻网络节点元件的已存储的连接状态通常 处在一个拓朴数据库中，其本地存储在相邻的第一网络节点元件上或中央存储在相邻的面向分组网络中的其它位置上。最后分析已比较的 连接状态。如果该分析表明或者第二网络节点元件或者另外的网络节 点元件具有缺乏的连接状态，则这被看作是相邻网络节点元件中断的 判断标准。在这种情况下在相邻的网络节点元件中假定该相邻路由器 不再可以支配。本发明的主要优点在于，代替B前在现有技术中实际应用的周期 呼叫消息的分析，将连接状态的分析作为相邻网络元件中断的判断标准。用本发明单元布置的网络节点元件不必等待前面描述的、通常40 秒的》停滞间隔《来适应相邻网络节点元件的中断，以及在最短路径的 基础上重新计算拓朴结构并修改路由表。本发明方法的应用能够有益 地在显著缩短的时间间隔内识别一个或多个相邻路由器的连接损耗。 有益地在毫秒范围内实现该时间间隔，而不会让待检查的路由器负担 很多呼叫消息。本发明方法有益地不仅分析网络节点元件的完全中断，而且也分 析其他方面保持正常的网络节点元件的接口 (Interface)中断。如果网络节点元件完全中断，则其几乎不再发送连接状态消息。;定，本来应该到达的连接状态消息长时间没有到达^且所属的网络 节点元件因此一定是中断的。通过优选属于多个或者甚至所有相邻网 络节点元件的连接状态与相邻网络节点元件的至少一个已存储的连接 状态的比较，能够在相邻完好的网络节点元件的连接状态消息中识别 中断的网络节点元件，因为连接状态消息不仅仅包含发出告知的网络 节点元件到被告知的网络节点元件的连接状态。确切地说发出告知的 网络节点元件的连接状态消息也包含与发出告知的网络节点元件相邻 的网络节点元件的所有连接状态。另外的设计方案变体是从属权利要求的目标。通常在拓朴数据库中保存已存储的连接状态。该拓朴数据库或者 在第一网络节点元件中作为本地数据库实现，或者在一个中央网络元 件中作为中央数据库实现。根据本发明的一个有益设计方案，当在连接状态消息中包含的连 接状态与已存储的连接状态比较之后预先检查二者是否完全一致。在 这种情况下中止作为相邻网络节点元件中断判断标准的、对已比较的 连接状态的分析，因为明显没有出现状态改变，该分析仅仅需要多余 的计算容量。由此形成本发明方法的另一个设计方案，在表明相邻的网络节点 元件中断的分析之后，在考虑中断的相邻网络节点元件的情况下基于 相邻可支配的网络节点元件重新计算拓朴结构。如同根据本发明的想 法规定的，不必等待在周期连接消息(》呼叫消息《)基础上的故障时
间间隔(>>停滞时间《)就进行该重新计算。
下面根据附图详细阐述具有其它优点的实施例和本发明的设计方案。
具体实施方式
唯一的图示出第一面向分组网络A、第二面向分组网络B和一个处 在这两个网络A、 B之间的网络FR，其具有这样的特性，当在这两个网 络A、 B之一上》链路停止《的情况下不会自动导致在另一侧网络B、 A 上的链路停止。网络FR例如通过帧中继或通过以太网交换机形成。采用帧中继或以太网交换机阐明本发明方法在一个实际的、包括 多个网络类型的环境中的应用；可是为了实施本发明方法这不是所必 需的功能。在第一网络A中布置第一路由器1和第三路由器3，在第二网络B 中布置第二路由器2和第四路由器4。第一路由器1在第一面向分组的 网络A内部与第三路由器3连接。第二路由器2在第二面向分组的网 络B内部与第四路由器4连接。面向分组的网络A、 B通过窄带连接L1、 L2彼此连接，由此冗余 实施在两个面向分组的网络A、 B之间的连接。经过在第一路由器1和第二路由器2之间的连接L1实现在第一网 络A和第二网络B之间的标准路径。与第一标准连接L1冗余的第二标 准连接L2保证在第一标准连接Ll中断时第一面向分组网络A与第二 面向分组网络B的连接。基于第一连接L1的窄带-也就是说支配较低带宽-的特性，在与其 相结合的较高带宽需求的基础上不允许在毫秒范围内周期传递呼叫消 息。本发明利用了在许多路由器中包含的、没有示出的拓朴数据库或 者替代的存储器体系的扩展应用，该拓朴数据库或存储器体系用于存 储LSA。从拓朴数据库中提取相邻网络节点元件的连接状态LSA (链路 状态公告)的信息。LSA描述每个路由器与公共通信媒体、例如以太网、 帧中继、ATM、 HDLC等的连接状态。 在新接收的LSA中路由器检查该LSA与相邻路由器的以前接收的 LSA相比是否改变。如果改变，则另外检查根据在LSA中包含的数据是 否存在被检查的路由器到公共通信媒体的不再存在的连接。下面首先以第二路由器2到第一路由器1的没有示出的接口中断 为出发点。在第一种情形中假定，经过连接L1的笫二路由器2到第一路由器 1的接口中断，可是第二路由器2其它方面保持完好。在这种情况下在 第二路由器2到连接L1的接口中断之后在第二路由器2的所有完好的 剩余接口上发送一个LSA (链路状态公告)。该LSA例如作为》广播《 或》多点传送《消息发送并且首先到达第四路由器。经过第四路由器4、 第二连接L2和第三路由器3所发送的LSA经过冗余的笫二连接L2到 达第一路由器1。第一路由器1因此可以直接识别出其相邻的第二路由 器2不再可以直接到达。在第二种情形中以笫二路由器2的完全中断为出发点。 在第二路由器2中断的情况下第四路由器4经过第三路由器3给 第一路由器1发送一个LSA，在该LSA的数据组中找不到第二路由器2 的连接。在分析LSA时第一路由器1识别出其相邻的第二路由器2不 再可以到达。对于没有示出的实施形式、在该实施形式中第二路由器2与第四 路由器4经过一个直接连接(玻璃纤维或电缆)连接，第四路由器4 通过分析缺乏的呼叫消息能够比第一路由器1更快地识别第二路由器 2中断。虽然在由于宽带媒体(玻璃纤维或电缆)而使得第二路由器2 和笫四路由器4之间可支配更高带宽的情况下在发送的呼叫消息之间 采用较小的时间间隔，与其关联的带宽消耗不起决定作用，可是在窄 带连接L1上两个呼叫消息之间相同的较短时间间隔的使用导致较高的 网络负荷，因此本发明方法对于在此所考虑的第二路由器2的完全中 断来说也比在两个呼叫消息之间存在较短间隔有益。在要检查的路由器的一个接口中断的情况下，表明相应路由器中 断的状态消息U链路停止《LISA)通过穿越面向分组网络的冗余路径 到达以前相邻的路由器。如果路由器完全中断，并且不仅仅其一个接口完全中断，则不仅 仅到相应相邻路由器的连接是重要的，而且中断的路由器的其它连接
的LSA也是重要的。根据相应笫一 LSA首先识别其相邻路由器中断的 路由器通过第二 LSA告知在面向分组网络中其余还可到达的路由器。 如果这样的LSA经过冗余路径到达中断路由器的其它以前相邻的路由 器，则该路由器可以直接假定其相邻的路由器不再可以到达。
在本发明的另外实施形式中规定， 一个路由器在收到并分析一个 表明相邻路由器中断的LSA之后，用一个或多个发送给该相邻路由器 的呼叫消息确信不可以到达该相邻路由器。优选以彼此之间较小的时 间间隔发送该呼叫消息。该实施形式的基本思想在于，在检查之后表 明相邻路由器中断的LSA用作触发信号，以呼叫消息的快速序列检查 该相邻路由器。然而如果相邻路由器应答已发送的呼叫消息，则相应 的连接状态在拓朴数据库中可以仍然注明为存在。如果相邻路由器没 有应答，则进行检查的路由器更加可靠地假定相邻路由器例如由于中 断可能实际不再应答，然后在拓朴数据库中注明为中断或清除中断路 由器的相应登记。
权利要求
1.一种用于在网络节点元件之间进行通信的方法，在该方法中网络节点元件相互间用连接状态协议进行通信，具有如下步骤a)接收从相邻的第二网络节点元件到第一网络节点元件的连接状态消息，b)将连接状态消息中包含的连接状态与同第一网络节点元件相邻的网络节点元件的至少一个已存储的连接状态比较，c)分析已比较的连接状态作为相邻网络节点元件中断的判断标准。
2. 按照权利要求l的方法，其特征在于，已存储的连接状态保存 在拓朴数据库中。
3. 按照权利要求2的方法，其特征在于，所述拓朴数据库保存在 第一网络节点元件中。
4. 按照权利要求2的方法，其特征在于，所述拓朴数据库保存在 中央网络元件中。
5. 按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，在根据步骤b) 的比较之后检查在连接状态消息中包含的连接状态是否与已存储的连 接状态完全一致，并且在肯定的情况下中止根据步骤c)的分析。
6. 按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，在根据步骤c) 的分析之后，在考虑出现故障的相邻网络节点元件的情况下基于相邻 可支配的网络节点元件重新计算拓朴结构，而不必等待基于周期连接 消息的故障时间间隔。
7. —种计算机程序产品，其具有当该计算机程序产品在网络节点 元件上执行时用于实施按照上述权利要求之一方法的装置。
8. —种网络节点元件，用于按照连接状态协议与其它网络节点元 件进行通信，其包含a)用于接收从相邻的第二网络节点元件到第一网络节点元件的连 接状态消息的装置，b )用于将连接状态消息中包含的连接状态与同第 一 网络节点元件 相邻的网络节点元件的至少 一个已存储的连接状态比较的装置，c )用于分析已比较的连接状态作为相邻网络节点元件中断的判断 标准的装置。
9. 按照权利要求8的网络节点元件，其特征在于，实施为路由器。
10. 按照权利要求9的网络节点元件，其特征在于，IS-IS协议 用作连接状态协议。
11. 按照权利要求9的网络节点元件，其特征在于，0SPF协议用 作连接状态协议。
全文摘要
用于在网络节点元件(路由器)之间进行通信的方法，在该方法中路由器相互间以连接状态协议、例如IS-IS或OSPF进行通信，而且对网络节点元件中断的识别快于通过现有技术中的呼叫消息分析所达到的识别。该方法包括接收从相邻的第二网络节点元件到第一网络节点元件的连接状态消息，将连接状态消息中包含的连接状态与同第一网络节点元件相邻的网络节点元件的至少一个已存储的连接状态比较，分析已比较的连接状态作为相邻网络节点元件中断的判断标准。在考虑中断的相邻网络节点元件的情况下重新计算拓扑结构，而不必等待基于周期连接(呼叫)信息的故障时间间隔(停滞时间)。
文档编号H04L12/56GK101160854SQ200680012157
公开日2008年4月9日 申请日期2006年4月4日 优先权日2005年4月13日
发明者O·维茨 申请人:西门子企业通讯有限责任两合公司