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Dokumentenidentifikation DE602004005242T2 20.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001695482
Titel ZENTRALISIERTE KONFIGURATION VON VERWALTETEN OBJEKTEN DES LINK-SCOPE-TYPS IN NETZWERKEN, DIE AUF DEM INTERNET-PROTOKOLL (IP) BASIEREN
Anmelder Telefonaktiebolaget L M Ericsson AB (Publ), Stockholm, SE
Erfinder MOLNAR, Gergely, H-1085 Budapest, HU;
TOTH, Gabor, H-2310 Szigetszentmiklos, HU;
GERÖ, Balazs Peter, H-7633 Pecs, HU;
NOHL, Attila Rajmund, H-1039 Budapest, HU
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 602004005242
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.11.2004
EP-Aktenzeichen 048003008
WO-Anmeldetag 09.11.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/SE2004/001637
WO-Veröffentlichungsnummer 2005060162
WO-Veröffentlichungsdatum 30.06.2005
EP-Offenlegungsdatum 30.08.2006
EP date of grant 07.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse H04L 12/24(2006.01)A, F, I, 20060801, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Internetprotokoll-Kommunikationsnetze (IP-Kommunikationsnetze). Insbesondere und ohne einschränkung ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren des Konfigurierens von Link-Scope-organisierten Objekten in IP-basierten Netzen von zentralisierten Managementknoten gerichtet.

STAND DER TECHNIK

Das Internetprotokoll (IP) ist ein Kommunikationsprotokoll, das Hosts unabhängig von ihrer physikalischen Verbindung verbindet. Im Allgemeinen sind IP-Hosts Computer, die einen IP-Protokollstapel und Anwendungen einschließen. Wenn ein Satz von Hosts direkt verbunden ist, d.h., sie sind am selben Kabel, dann können sie direkt miteinander kommunizieren. Diese Anordnung wird IP-Netz oder Sub-Netz genannt (oder einfach IP-Subnetz). Wenn die IP-Hosts nicht direkt verbunden sind, d.h., es gibt mehrere physikalisch getrennte Verknüpfungen, wird ein Router benötigt zum Bereitstellen von IP-Verbindbarkeit zwischen den Hosts in den physikalisch getrennten IP-Subnetzen. Ein Router verbindet unterschiedliche IP-Subnetze. Das größte auf IP basierende Computernetz ist das Internet, welches aus einer großen Anzahl von IP-Subnetzen besteht, die durch Router verbunden sind. Wenn ein Router mindestens zwei Subnetze verbindet, können die Hosts dieser Subnetze miteinander durch den Router sprechen. Sicherlich können direkt verbundene Hosts in jedem Subnetz direkt miteinander sprechen, aber wenn ein Host an einem der Subnetze mit einem Host an einem anderen Subnetz zu sprechen wünscht, durchläuft die Kommunikation den Router. Der Router selbst ist ein Computer mit spezialisierter Hardware und Software, optimiert zum Weiterleiten der von den Hosts gesendeten empfangenen IP-Pakete.

Router haben viele implementierte Funktionen, die sie befähigen, verschiedene Protokolle und Dienste zu unterstützen und andere Funktionen auszuführen. Routerfunktionen werden durch variable Parameter gesteuert. Ein gegebener Satz von Werten dieser Parameter wird als eine Konfiguration bezeichnet. Konfigurations-Management eines einzelnen Routers wird als Elementkonfigurations-Management bezeichnet während die derzeitige Konfiguration von vielen Routern und Hosts in einem Netz als die Netzkonfiguration bezeichnet wird. Netzkonfigurations-Management schließt das Planen und Einrichten von Betriebsfunktionen des Netzes ein. Diese Funktionen können Routingprotokolle, Weiterleitungsrichtlinlien (policies), virtuelle private Netze, einige Qualitäts- und Dienstemerkmale (QoS) und Ähnliches einschließen. Zusätzlich gibt es verknüpfungsbezogene Konfigurationen wie IPoverPPP-Verbindungen. Jeder Router führt seinen individuellen Teil der Netzkonfiguration aus, wie z.B. spezielle Attribute der Schicht-1-physikalischen Verbindungen, der Schicht-2-Datenverbindungsebenen-Schnittstellen, Software-Konfigurationen, Elementesicherheit und Ähnliches.

Für einen gegebenen Router ist der Satz von Werten dieser Parameter die Konfiguration des Routers. In ähnlicher Weise ist die Vereinigung jener Sätze von Routerkonfigurationen ineinem Netz die Netzkonfiguration. Jedoch sind diese Sätze nicht disjunktiv. Die Routerkonfiguration hat einige Variablen, die von anderen Routern im Netz abhängt und einige Variablen, die von anderen Routern unabhängig sind. Diese Variablen können folgendermaßen klassifiziert werden:

  • • Routerbereichs-Parameter (router-scope parameter): Diese Parameter sind nur relevant für den Router selbst. Das Ändern von Routerbereichs-Parametern hat keine direkte Wirkung auf den Betrieb anderer Router (beispielsweise das Ändern des Host-Namens eines Routers, des Zugriffspassworts, der Routingprozess-Identifikation und Ähnliches).
  • • Verbindungsbereichs-Parameter (link-scope-parameter): Diese Parameter sind relevant für mehrerer Router, die über eine Verbindung (link) verbunden sind (welche eine physikalische Verbindung sein kann wie eine PPPoverSerial-Verbindung oder eine logische Verbindung sein kann, beispielsweise eine OSPF-Nachbarschaftsverbindung (Open Shortest Path First adjacency connection)). Verbindungsbereichs-Parameter müssen in den durch die konfigurierten Verbindungen verbundenen Routern konsistente Werte haben (beispielsweise muss das OSPF-HelloInterval dasselbe sein für angrenzende Router zum Aufbauen einer korrekten Nachbarschaft).
  • • Gebietsbereichs-Parameter (area-scope parameters): Diese Parameter sind für eine Gruppe von Routern relevant, die zu einer logischen Domäne oder einem Gebiet gehören (beispielsweise dieselbe AS-Nummer bzw. Autonomous-System-Nummer für ein autonomes System (AS) oder dieselbe OSPF-AreaID (OSPF-Gebietsidentifikation) für ein OSPF-Gebiet)).

Wie oben erwähnt, ist die Funktion eines Routers im Wesentlichen zu bestimmen, wohin ein empfangenes IP-Paket weiterzuleiten ist, und das Paket zu seinem Bestimmungsort weiterzuleiten. Die Weiterleitungsinformation kann dem Router entweder unter Verwendung von statischem Routing oder dynamischen Routing bereitgestellt werden. Bei statischem Routing legt der Netz-Administrator manuell die Leitwege (Routs) in der Routingtabelle jedes Routers fest. Bei dynamischen Routing verwenden die Router Routingprotokolle zum Bestimmen der existierenden Leitwege bzw. Routs im Netz.

Die Router pflegen ihre eigenen Routingtabellen unter Verwendung der durch das Routingprotokoll bestimmten Information.

Wenn es mehr als eine gewisse Anzahl von Routern in einem Netz gibt (beispielsweise 4 oder 5), dürfte das dynamische Verfahren bevorzugt sein. Dies bedeutet, dass ein Routingprotokoll in jedem Router gestartet wird und der Router konfiguriert ist zum geeigneten Arbeiten. Eines der gewöhnlich verwendeten Routingprotokolle in IP-Netzen ist das OSPF-Protokoll. Die Konfiguration dieses Protokolls kann in derselben Weise klassifiziert werden wie die variablen Parameter, nämlich Router-Bereich, Verbindungs-Bereich und Gebiets-Bereich. Router-Bereich (Router-scope) bezieht sich auf den Prozess des konfigurierens des OSPF-Prozesses in einem Router. Verbindungs-Bereich (link-scope) bezieht sich auf den Prozess des Konfigurierens der OSPF-Verbindungen (Nachbarschaftsbeziehungen). Gebiets-Befestigung (area-scope) bezieht sich auf den Prozess des Konfigurierens des OSPF-Gebiets.

Im derzeitigen IP-Netzmanagement nimmt der Netz-Administrator die meisten der Konfigurationsoperationen manuell vor unter Verwendung eines der folgenden Elementmanagementverfahren:

  • Command Line Interface (CLI): Dies ist das am häufigsten verwendete Verfahren für das Router-Konfigurationsmanagement. Mit CLI wird auf den Router über Telnet oder eine Konsolenverbindung zugegriffen unter Verwendung eines gewissen Befehlssatzes, der Netz-Administratorbefehle zum Einholen von Information von dem Router und zum Festlegen von Parametern. CLI-Befehlssätze können sehr groß sein. Das beste Beispiel von CLI ist das Cisco-CLI, welches der de facto-Standard ist.
  • • Konfigurationsdatei editieren (configuration file editing): Dieses Verfahren ist eine Spezialanwendung des CLI-Verfahrens. In diesem Fall editiert der Netz-Administrator eine Konfigurationsdatei, die eine Sequenz von CLI-Befehlen enthält. Dann wird diese Konfigurationsdatei in den relevanten Router heruntergeladen unter Verwendung des File-Transfer-Protocol (FTP bzw. Dateiübertragungs-Protokoll) oder des Trivial-File-Transfer-Protocol (TFTP; triviales Dateiübertragungsprotokoll). Dieser Prozess kann einige CLI-Interaktionen erfordern, beispielsweise das Veranlassen des Herunterladens von dem Router, wenn der Router nur einen FTP- oder TFTP-Client hat.
  • • Menü-basierter Elementemanager: Es gibt einige Router, die keine CLI-Schnittstelle haben, aber ein Menügetriebenes System, auf das über Telnet oder eine Konsolenverbindung zugegriffen werden kann. Der Netz-Administrator kann die Router-Konfiguration sehen oder festlegen unter Verwendung dieser Schnittstelle. Dieses Verfahren wird sehr selten benutzt.
  • • Simple Network Management Protocol (SNMP): SNMP ist ein Standardprotokoll des IETF (Internet Engineering Task Force), das ein Standardverfahren der Elementeüberwachung und Konfiguration bereitstellt. Eine Management-Informationsbasis (MIB; Management Information Base) definiert gemanagte Objekte und ihre Attribute. SNMP ist ein Protokoll, das Werte dieser Attribute erhält und festlegt. Einige Anwendungen verwenden SNMP. Es gibt sogenannte MIB-Browser, die einfach eine gegebene MIB durch Browsen und ihre Attribute auf einem Zielrouter erhalten oder festlegen. Es gibt Anwendungen, die mehr als einen Router handhaben können. Jedoch wird SNMP in der Praxis typischerweise zum Überwachen, zum Sammeln von Statistiken und für das Normal-Management verwendet statt das Konfigurations-Management. Ein Grund hierfür ist, dass MIB weitgehend Nur-Lese-Attribute enthält, die Statistiken bereitstellen. Ein anderer Grund ist, dass das Standard-MIB nicht alles abdeckt so dass viele Routertypen besser durch proprietäre MIBs gemanagt werden statt die Standardversion.
  • • HTTP-basiertes Elementemanagement: Einige Routertypen haben einen Web-Serverdienst. Ein HTTP-Browser (HyperText Transfer Protocol Browser) kann auf die Konfiguration und andere Information zugreifen. Der Benutzer kann Parameter einholen oder festlegen auf bedienten HTML-Seiten (HyperText Markup Language pages).

Unter diesen Elementmanagementverfahren ist SNPM das verwendbarste für eine Anwendung. CLI ist für manuelles Konfigurationsmanagement entworfen, obwohl es zur Verwendung durch eine Anwendung modifiziert werden kann. Konfigurationsdatei-Editieren kann durch eine Anwendung unterstützt werden. Die Menü-basierten und Webserverbasierten Verfahren sind nicht dazu entworfen, durch eine Anwendung verwendet zu werden. Diese Verfahren sind nur gut für manuelles Konfigurationsmanagement.

Zudem gibt es Anwendungen, die einen gewisse Level an Netzmanagement bereitstellen. Diese Programme können aufgeteilt werden in zwei Basisschritte, Anwendungen, die durch Routeranbieter bereitgestellt werden (beispielsweise CiscoWorks von Cisco) und Anwendungen, die durch andere Software-Entwicklungsfirmen bereitgestellt werden (beispielsweise HP OpenView).

Für das Fern-Management wird meist das Telnet-Protokoll zum Zugreifen auf die Router verwendet. Die Verwendung von Telnet kann direkt zu einem Zielrouter durchgeführt werden oder indirekt durch Verwendung von Telnet zu einem Nachbarrouter des Ziels und dann Verwendung von Telnet von dem Nachbarrouter zum Zielrouter. Dieser Managementtyp ist jedoch in vollständiger Unkenntnis des Bereichs der Konfigurationsattribute. Es gibt nur eine bekannte Beschreibung der bereichsbewussten (scope-aware) und das ist die in einem Dokument mit dem Titel "Sequencing of Configuration Operation of IP Networks" von P. Krishnan et al., Proceedings of the 14th Systems Administration Conference, LISA 2000 (nachstehend Krishnan genannt). Jedoch, wie später gezeigt wird, ist das Krishnan-Verfahren keine zufriedenstellende Lösung.

Die signifikanteste Eigenschaft von früheren IP-Konfigurationsmanagement-Verfahren ist, dass alle Zielrouter für sich konfiguriert werden unabhängig voneinander. Der Netz-Administrator entwirft den Ablauf im Gedächtnis und setzt ihn durch einzelnes Konfigurieren der relevanten Router um. Der erste Schritt ist, dass der Administrator die Parameter, die zu ändern sind und die Werte, die festzulegen sind, definiert. Diese Änderungen werden dann an den relevanten Routern vorgenommen. Der erste Teil ist logisch, der nächste Teil ist konkret. Demnach wird der erste Schritt im Hinterkopf des Administrators oder auf einem Blatt Papier vorgenommen. Dann werden die erforderlichen Elementmanagement-Operationen der relevanten Router ausgeführt. Das Managen von Verbindungsbereichs-OSPF-Parametern auf diese Weise kann zu Konfigurationskostenproblemen, Sequenzierungsproblemen, langen Betriebszeiten und Problemen beim Aufheben und bei der Fehlerbehandlung führen. Jeder dieser Problembereiche wird nachstehend diskutiert.

Konfigurationskostenprobleme: OSPF-Verbindungen haben Verbindungsbereichsattribute (link-scope-attribute). Diese Attribute werden in den Routern gespeichert und müssen konsistente werte haben für geeignete OSPF-Nachbarschaft. Die logische Konfiguration einer OSPF-Verbindung muss nur die Werte dieser Verbindungsbereichs-Attribute definieren. Die physikalische Konfiguration muss jedoch diese Werte in jedem durch die konfigurierte OSPF-Verbindung verbundenen Router einstellen. In dem Fall einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung bedeutet dies zwei Router. Jedoch in anderen Fällen wie Rundsenden oder Nicht-Rundsende-Mehrfachzugriff (NBMA; Non-Broadcast Multiaccess) können mehr als zwei Router vorkommen. Wenn mehrere OSPF-Verbindungen das Ziel sind, wird zudem die Anzahl der Zielrouter multipliziert. Die wichtigsten Verbindungsbereichs-OSPF-Parameter betrachtend, nämlich Hello- und DeadInterval, muss der Administrator den neuen Wert für jede Zielverbindung definieren. Es sind logisch zwei Parameter zu ändern, aber der Administrator muss auf einige Router zugreifen und diese beiden Werte in jedem Router einstellen. Der Unterschied zwischen dem theoretisch erforderten Konfigurationsaufwand (in diesem Beispiel das Einstellen von zwei Parametern) und dem realen Konfigurationsaufwand (Einstellen von zwei Parametern in einigen Routern mit denselben Werten) kann recht lästig sein. Zudem muss der Netz-Administrator dasselbe mehrmals bei mehreren Routern vornehmen. Diese erhöht die Wahrscheinlichkeit von menschlichen Fehlern in der Netz-Konfiguration. Es würde vorteilhaft sein, ein Konfigurationsverfahren zu haben, das die Arbeitsbelastung des Netz-Administrators verringert und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens menschlicher Fehler in der Netz-Konfiguration verringert.

Sequenzierungsprobleme: Ein anderes und wichtigeres Problem ist das Sequenzierungsproblem. Das Management eines großen IP-Netzes wird höchstwahrscheinlich eher zentralisiert als verteilt. Da nur einige Netzoperationszentren für das Netz zuständig sind, werden im Allgemeinen Konfigurationsänderungen (Elementkonfigurationsmanagement) von diesen Zentren durchgeführt. Folglich ist es sehr wichtig, die IP-Verbindbarkeit mit jedem Ziel-Router während einer Operation aufrecht zu erhalten. In einem kleinen Netz, bei dem die Anzahl von Ziel-Routern niedrig ist, kann dies kein großes Problem sein. Wenn jedoch die Anzahl der Router in der Größenordnung von einigen hundert liegt, ist die Abfolge bzw. Sequenz von Elementkonfigurationen wichtig. Um das Problem zu verstehen, ist es erforderlich, sich daran zu erinnern, wie OSPF-Protokolle Verbindungen handhaben (d.h., Nachbarschaft).

Benachbarte OSPF-Router bauen Nachbarschaften auf. Dieser Kanal wird verwendet zum Kommunizieren, um bekannte Router anzusprechen und eine OSPF-Datenbank zu synchronisieren. Ohne geeignete Kommunikation können einige Verbindungen nicht durch das OSPF verwendet werden und gewisse Strecken sind nicht für die Leitwegberechnung verfügbar. Daher sind diese Strecken (routs) für den Verkehr nicht verfügbar. Demnach können einige Router, Hosts oder Subnetze von gewissen Punkten des Netzes aus nicht zugreifbar sein. OSPF-Nachbarschaften sind kritisch für geeignetes OSPF-Routing. Das Einrichten von OSPF-Nachbarschaften basiert auf den Verbindungsbereichs-Attributen. Die allgemeine Regel ist, dass diese Parameter konsistente Werte haben müssen. Auf einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung müssen beide Nachbarrouter konsistente OSPF-Verbindungsbereichs-Attribute für die OSPF-Verbindung haben. Bei einer Rundsende-, NMBA- oder Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung wird ein Nachbarschaftsverhältnis zwischen konsistente Verbindungsbereichswerte mitteilenden Nachbarn eingerichtet. Wenn ein teilnehmender Router abweichende Werte mitteilt (advertising) als andere Router, richten die anderen kein Nachbarschaftsverhältnis mit ihm ein und der teilnehmende Router richtet kein Nachbarschaftsverhältnis mit den Anderen ein.

Es sollte auch verstanden werden, wie OSPF-Verbindungsbereichs-Parameter auf einer OSPF-Verbindung geändert werden. Wenn der Netz-Administrator wünscht, ein Verbindungsbereichs-Attribut auf einer arbeitenden OSPF-Verbindung zu ändern und auf einen Endpunkt von ihr zuzugreifen, muss der Administrator die Tatsache beachten, dass wenn das Verbindungsbereichs-Attribut geändert wird, die OSPF-Verbindung verloren werden kann, bis der bzw. die anderen Endpunkt(e) konsistente Werte haben. Ein wichtiger Faktor ist die Verbindungskonfigurationszeit, welches die Zeit ist zwischen dem ersten Zugriff des Routers und der letzten Parametereinstellung im letzten Router auf der Verbindung. Die Wahrscheinlichkeit des Verbindungsverlustes hängt von der ursprünglichen Hello-, DeadInterval- und dieser Konfigurationszeit ab. Die Übertragungsrate zwischen benachbarten Routern ist vernachlässigbar. In einigen Zusammenhängen kann die Verbindung während der Operation intakt bleiben während bei anderen Zusammenhängen die Verbindung temporär verloren werden kann bis eine neue eingerichtet wird mit den neuen Verbindungsbereichswerten. Dieses Verhalten ist wichtig, wenn die zu konfigurierende Verbindung ein Baum-Teil des Netzes ist.

1 ist ein vereinfachtes Netzdiagramm, das das beim Stand der Technik erfahrene Sequenzbildungsproblem darlegt. In dem dargelegten Fall wird zuerst ein Zugriff von der Managementstation 11 zu dem nächsten Router R-1 12 vorgenommen, bei dem die gewünschte Verbindungsbereichsänderung durchgeführt wird. Wenn jedoch die Verbindung verloren geht vor dem Zugriff auf das andere Ende, dann kann die Managementstation nicht den entferntesten Router R-3 14 oder möglicherweise den Zwischen-Router R-2 13 erreichen. Daher kann die Managementstation die neuen Verbindungsbereichswerte in dem entferntesten Router R-3 nicht einrichten und die neue Verbindung kann nicht eingerichtet werden. Demnach kann eine beliebige Konfigurationsreihenfolge leicht zu permanentem Routerverlust führen. Es wäre vorteilhaft, ein Konfigurationsverfahren zu haben, das das Sequenzbildungsproblem löst und den Verlust der Router beim Konfigurieren des Netzes vermeidet.

Lange Betriebszeit: Beim Betrachten eines großen Szenarios, bei dem viele Verbindungen für Verbindungsbereichswertänderung als Ziel betrachtet werden und folglich viele Router zu konfigurieren sind, ist die Betriebszeit wichtig. Während dieses Konfigurationsbetriebs ist nicht zu empfehlen, andere Konfigurationsoperationsabläufe zu veranlassen, weil diese Operation das Routing beeinträchtigt. Während der Konfigurationsoperation können transiente Routing-Änderungen auftreten, wenn einige Ziel-Verbindungen temporär verloren gehen. Das Konfigurieren der Zielrouter in traditioneller Weise (einer nach dem anderen und sequentiell) kann zu langen Betriebszeiten führen. Es wäre vorteilhaft, ein Konfigurationsverfahren zu haben, das die Betriebszeit, die mit der Netz-Konfiguration einhergeht, reduziert.

Aufhebung und Fehlerbehandlung: Wenn der Netzbetreiber seine Meinung ändert oder erkennt, dass er eine nicht korrekte Konfigurationsoperation begonnen hat, kann er wünschen, sie aufzuheben. Sicherste Lösung ist es sicherlich, nichts aufzuheben sondern die Operation zuende kommen zu lassen. In diesem Fall kann er jedoch in großem Umfang zusätzliche Konfiguration vornehmen müssen, nur um zu dem vorangehenden Zustand zurückzukommen. Daher ist die Möglichkeit des Aufhebens einer Konfigurationsoperation eine nützlicher Zusatz, aber ihre Realisierung ist nicht geradlinig. Das Problem beim Aufheben ist, dass es Zeiten gibt, zu denen die Konfigurationsoperation nicht aufgehoben werden kann. Wenn die Operation aufgehoben wird nachdem ein Endpunkt einer Verbindung konfiguriert ist aber bevor der andere Endpunkt bzw. die anderen Endpunkte konfiguriert ist/sind, wird die Verbindung verloren gehen. Dies tritt mit höherer Wahrscheinlichkeit auf, wenn viele Verbindungen parallel konfiguriert werden. Wenn demnach eine Aufhebung veranlasst wird, müssen irgendwelche Verbindungen, bei denen die Konfiguration begonnen worden ist, beendet werden, aber die Konfiguration zusätzlicher Verbindungen sollte nicht begonnen werden. Ein geeignetes Aufheben bei traditionellen Verfahren ist kein wesentliches Problem aber in einer Softwarebasierten Lösung, speziell bei parallelem Ausführen, sollte dies mit Vorsicht betrachtet werden.

Eine andere wichtige Überlegung ist, dass einige Elementmanagementoperationen aus einigen Gründen fehlschlagen können. Wenn ein Fehler dieses Typs auftritt, sollte die Operation in derselben Weise wie beim Aufheben stoppen. Jedoch ist ein bloßes Stoppen nicht ausreichend. Es ist auch wichtig, dass die den Fehler verursachende Situation von der zentralen Managementstation aus gehandhabt wird. Bei Lösungen nach dem Stand der Technik ist dies jedoch nicht immer möglich. Bei beliebiger Konfiguration kann leicht eine Situation auftreten, bei der die zentrale Managementstation nicht immer den Fehler beheben kann und ein Techniker muss den Fehler manuell bei dem ausgefallenen Router korrigieren.

Die in dem Krishnan-Papier (oben herangezogen) vorgeschlagene Lösung berechnet die Verbindungs- und Router-Sequenz basierend auf dem derzeitigen Routing. Bei Vorwärts- und Rückwärtleitwegen zwischen der Managementstation und den Zielroutern bildet sie einen Baum, der die Sequenz definiert. Der Baum wird von den Blättern zur Wurzel hin durchwandert. Signifikante Merkmale und Einschränkungen der Krishnan-Lösung sind (1) nur symmetrisches Routing wird betrachtet; (2) Routing-Information wird von den Routern selbst erhalten; (3) kein Aufheben wird betrachtet; und (4) keine Fehlerbehandlung wird betrachtet.

Das Dokument US 2003/043820 A1, Goringe Christopher M. et al., 6. März 2003, offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es wäre vorteilhaft, ein IP-Konfigurationsverfahren zu haben, das die oben diskutierten Probleme löst. Die vorliegende Erfindung stellt ein solches Verfahren bereit.

RESÜMEE DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren des Verbindungsbereichs-Konfigurierens (link-scope-Konfigurierens) von Open-Shortest-Path-First-Verbindungen bzw. OSPF-Verbindungen von einem zentalisierten Managementknoten in einem IP-Netz. Das Verfahren stellt bereit (1) eine Lösung für das Sequenzbildungsproblem; (2) den schnellen Betrieb bei parallelem Ausführen; (3) eine geeignete Aufhebung; (4) eine gute Fehlerbehandlung; und (5) eine einfachere Sequenzberechnung als bei den Lösungen des Standes der Technik.

Demnach ist die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt auf ein Verfahren des Konfigurierens eines IP-basierten Netzes mit mindestens einer Managementstation gerichtet, einem Satz von Netzwerkknoten und Kommunikationsverbindungen zwischen den Netzwerkknoten und zwischen der Managementstation und den Netzwerkknoten. Das Verfahren schließt die Schritte des Vorbereitens einer OSPF-Topologiegraphik des Netzes ein; des Identifizierens eines Satzes von zu konfigurierenden ZielVerbindungen; des Klassifizierens der Ziel-Verbindungen in N getrennte Unter-Sätze (Sub-Sätze) T1-TN; und des Konfigurierens der Verbindung von jedem Subset parallel, beginnend mit dem Subset T1 und sequentiell handhabend jedes Sub-Satzes einen nach dem anderen. Die Ziel-Verbindungen können klassifiziert werden durch Entfernen von Nicht-Zielverbindungen, die nicht von der OSPF-Topologiegraphik zu konfigurieren sind, durch Bestimmen von Abhängigkeiten zwischen den in der OSPF-Topologiegraphik verbleibenden Verbindungen und des Klassifizierens der Ziel-Verbindungen in den Sub-Sätzen basierend auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen.

Die Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen können durch Bilden einer Verbindungsgraphik LinkGraph bestimmt werden. Die Verbindungsgraphik LinkGraph kann durch Anordnen eines neuen Knotens in der Verbindungsgraphik LinkGraph für jede Ziel-Verbindung in der OSPF-Topologiegraphik aufgebaut werden. Für jeden in der Verbindungsgraphik LinkGraph angeordneten Knoten wird ein vollständiges Netz von Nachbarknoten von der OSPF-Topologiegraphik erstellt. Dies, gefolgt von dem Hinzufügen eines die Managementstation in der OSPF-Topologiegraphik repräsentierenden Knotens zu der Verbindungsgraphik LinkGraph, und Verbinden des die Managementstation repräsentierenden Knotens mit den Verbindungen, die von der Managementstation in der OSPF-Topologiegraphik stammen.

Die Ziel-Verbindungen können in den Sub-Sätzen basierend auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen durch Aufbauen eines Verbindungsbaums LinkTree von der Verbindungsgraphik LinkGraph klassifiziert werden. Der Verbindungsbaum LinkTree kann durch Designieren des die Managementstation repräsentierenden Knotens als ersten Startpunkt aufgebaut werden. Dann werden alle den ersten Startpunkt mit zu dem ersten Startpunkt benachbarten Knoten verbindenden Verbindungen zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt. Ein zu dem ersten Startpunkt benachbarter Knoten wird dann als zweiter Startpunkt ausgewählt. Die Auswahl kann vorgenommen werden durch Auswählen eines benachbarten Knotens mit der größten Anzahl von Nachbarknoten, der noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden ist (wenn es einen benachbarten Knoten mit mehr Nachbarknoten gibt als irgendein anderer benachbarter Knoten). Wenn mehr als ein benachbarter Knoten mit der größten Anzahl von Nachbarknoten noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden ist, wird der zweite Startpunkt beliebig von den benachbarten Knoten mit der größten Anzahl von Nachbarknoten ausgewählt.

Der Verbindungsbaum LinkTree wird durch Hinzufügen aller von dem zweiten Startpunkt stammenden Verbindungen fortgesetzt mit Ausnahme von Verbindungen, die bereits in dem Verbindungsbaum LinkTree enthalten sind und Auswählen eines anderen Knotens in dem Verbindungsbaum LinkTree als einem dritten Startpunkt. Der dritte Startpunkt kann durch Auswählen eines Knotens mit der größten Anzahl von Nachbarknoten ausgewählt werden, der noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden ist (wenn es ein Knoten in dem Verbindungsbaum LinkTree mit mehr Nachbarknoten gibt als irgendein anderer Knoten). Wenn mehr als ein Knoten die größte Anzahl von Nachbarknoten hat, der noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden ist, wird der Knoten, der die größte Anzahl von Nachbarknoten hat und der am weitesten von dem ersten Startpunkt entfernt ist, als der dritte Startpunkt ausgewählt. Wenn mehr als ein Knoten die größte Anzahl von Nachbarknoten hat, die noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden sind, und alle Knoten mit der größen Anzahl von Nachbarknoten denselben Abstand von dem ersten Startpunkt haben, wird der dritte Startpunkt beliebig ausgewählt aus den Knoten mit der größten Anzahl von Nachbarknoten.

Der Verbindungsbaum LinkTree wird durch Hinzufügen aller von dem dritten Startpunkt stammenden Verbindungen fortgesetzt mit Ausnahme von Verbindungen, die bereits im Verbindungsbaum LinkTree sind. Wenn alle Knoten der Verbindungsgraphik LinkGraph zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden sind, sind alle Verbindungen in dem Verbindungsbaum LinkTree in einem getrennten Subset Ti klassifiziert. Es wird dann bestimmt, ob es irgendwelche Ziel-Verbindungen gibt, die noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden sind. Ist dies der Fall, wird eine Verbindungsuntergraphik kreiert, die die Ziel-Verbindungen enthält, die noch nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden sind, und die obigen Schritte werden wiederholt, um einen getrennten Subset Ti+1 zu erstellen. Wenn alle Sub-Sätze erstellt worden sind, können die Verbindungen von jedem Subset parallel konfiguriert werden durch Aufbauen eines die Nicht-Zielverbindungen, die noch nicht konfiguriert worden sind, umfassenden Skeletts in der OSPF-Topologiegraphik; und paralleles Konfigurieren der Knoten für alle Ziel-Verbindungen bei demselben Level unter der Voraussetzung, dass der zuletzt konfigurierte Knoten in dem Skelett liegt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:

1 ein vereinfachtes Netzdiagramm, das das Sequenzbildungsproblem zeigt, das beim Stand der Technik erfahren wird (Stand der Technik);

2 ein Ablaufdiagramm der Schritte eines Gesamt-Algorithmus in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;

3 ein Ablaufdiagramm der Schritte eines Klassifizierungs-Algorithmus in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;

4A4B Abschnitte eines Ablaufdiagramms der Schritte eines Algorithmus zum Aufbauen eines Verbindungsbaums LinkTree von einer Verbindungsgraphik LinkGraph;

5 eine beispielhafte OSPF-Topologiegraphik, die geeignet ist zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung;

6 eine beispielhafte Verbindungsgraphik LinkGraph, hergeleitet von der OSPF-Topologiegraphik und verwendet zum Entdecken der Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen;

7 den Prozess des Aufbaus eines Verbindungsbaums LinkTree von der beispielhaften Verbindungsgraphik LinkGraph der 6;

8 den Verbindungsbaum LinkTree der 7, die in einem ersten Subset T1 klassifizierten Verbindungen darstellend;

9 eine sich ergebende Graphik, wenn Nachbarn der Verbindungen im Subset T1 entfernt werden;

10 eine Verbindungsgraphik LinkGraph der Graphik der 9;

11 einen Verbindungsbaum LinkTree, aufgebaut aus der Verbindungsgraphik LinkGraph der 10; und

12 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Managementstation für die Verbindungsbereichskonfigurierung eines IP-Netzes in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren des Konfigurierens von Verbindungsbereichs-gemanagten Objekten in IP-basierten Netzen von einem zentralisierten Managementknoten bereit. Eine beispielhafte Ausführungsform wird in Bezug auf das OSPF-Protokoll (Open Shortest Path First protocol) beschrieben, weil OSPF sehr klare Verbindungsbereichs-(link-scope-), Routerbereichs-(router-scope-) und Gebietsbereichs-(area-scope-)gemanagte Objekte hat zum Repräsentieren des Problems des Konfigurierens von Verbindungsbereichsparametern. Das Zugreifen auf Router zum Konfigurieren kann durch direktes Verbinden oder von Ferne vorgenommen werden. Für das direkte Verbinden hat das Endgerät eines Netz-Administrators eine Konsole oder eine Arbeitsstation (work station) eine direkte Verbindung mit dem Router. Die Verbindung wird unabhängig von der gemanagten IP-Infrastruktur vorgenommen, beispielsweise durch Verwenden einer seriellen Konsolenverbindung. Für das ferne Konfigurieren greift der Netz-Administrator auf die Router von einer Maschine zu, die mit den Routern über das gemanagte IP-Netz verbunden ist, beispielsweise unter Verwendung von Telnet, um sich bei dem Router anzumelden (login). Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Durchführen von Fern-Konfiguration bereit.

In heutigen komplexen großen IP-Netzen bezieht die Netz-Konfiguration gewöhnlich das Konfigurieren einer Netz-Funktionalität ein, die als eine logische Einheit betrachtet werden kann wie z.B. als Dienste, Strecken, Protokolle wie OSPF, oder Unter-Sätze (Sub-Sätze) von jenen. Daher wird eine große Zahl von Konfigurationsoperationen ausgeführt beim Konfigurieren vieler Router. Wenn demnach der Netzbetreiber wünscht, eine Änderung in der Netz-Konfiguration vorzunehmen, muss er viele Elementkonfigurationsoperationsvorgänge ausführen. Eine Konfigurationsoperation, die für mehr als einen Router relevant ist, wird Mehrzieloperation (multy target Operation) genannt. Ein Beispiel ist, wenn der Netzbetreiber wünscht, die OSPF-HelloInterval-Einstellung auf einigen OSPF-Verbindungen im Netz zu ändern. Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Durchführen von Mehrzieloperationen bereit.

Die vorliegende Erfindung kann in Software implementiert werden. Diese Management-Software stellt eine OSPF-Verbindungsbereichsoperation für den Netz-Administrator bereit. Als ein Ergebnis braucht der Administrator nur die Ziel-Verbindungen und die neuen Werte der Verbindungsbereichsparameter zu definieren und die Software erledigt den Rest. Daher stellt in der bevorzugten Ausführungsform die vorliegende Erfindung eine implementierbare Software-Lösung für eine Mehrziel-Verbindungsbereichs-OSPF-Fernkonfiguration bereit.

Die vorliegende Verbindung arbeitet auf jedweder Topologie und mit jedwedem Routing (symmetrischem und asymmetrischem). Die Erfindung beschleunigt die Konfigurationsoperation durch Finden einer maximalen Anzahl von Ziel-Verbindungen, die parallel konfiguriert werden können in einem großen komplexen Netz, selbst wenn es keine Topologieabhängigkeit zwischen ihnen gibt.

2 ist ein Ablaufdiagramm zum Zeigen der Schritte eines Gesamt-Algorithmus in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung implementiert einen Algorithmus, der ausgewählte Ziel-Verbindungen in so wenigen Schritten wie möglich konfiguriert durch Konfigurieren jener parallel. Der Algorithmus ist ein Greedy-Graph-Algorithmus, der bei Schritt 21 G (die OSPF-Topologiegraphik des Netzes) und T (den Satz von Ziel-Verbindungen) als Eingangsgrößen nimmt. Bei Schritt 22 klassifiziert der Algorithmus die Ziel-Verbindungen in N getrennte Sub-Sätze von T, T1-TN. Nach dem Klassifizieren nimmt der Algorithmus die Untergruppen eine nach der anderen beim Schritt 23, startend mit T1, und konfiguriert ihre Elemente parallel.

3 ist ein Ablaufdiagramm zum Zeigen der Schritte eines Klassifizierungs-Algorithmus 22 in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Der Klassifizierungs-Algorithmus ist ein rekursiver Algorithmus und ist ein wichtiger Teil des Gesamt-Algorithmus. Bei Schritt 31 entfernt der Klassifizierungs-Algorithmus die Nicht-Zielverbindungen von der Topologie-Graphik G durch Auslöschen der mit Nicht-Zielverbindungen in der Graphik verbundenen Router-Knoten. Bei Schritt 32 wird eine sogenannte Verbindungsgraphik LinkGraph aufgebaut zum Entdecken der Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen. Ein neuer Knoten wird für jede Ziel-Verbindung zu einer Graphik gegeben und eine volle Masche von Nachbarn eines Router-Knotens in der Ursprungsgraphik wird für jeden Router erstellt (siehe das Beispiel der 6-10 unten). Letztendlich verwendet der Algorithmus bei Schritt 33 die Verbindungsgraphik LinkGraph, um einen Verbindungsbaum LinkTree aufzubauen, wie in 4A4B gezeigt und beschrieben.

4A4B sind Abschnitte eines die Schritte eines Algorithmus 33 zum Aufbauen des Verbindungsbaums LinkTree aus der Verbindungsgraphik LinkGraph zeigenden Ablaufdiagramms. Bei Schritt 41 wird ein Zähler I auf 1 gesetzt. Bei Schritt 42 wird der die Managementstation repräsentierende Knoten M als Startpunkt identifiziert und in den Verbindungsbaum LinkTree eingegeben. Bei Schritt 43 werden alle von M herrührenden Ränder in den Verbindungsbaum LinkTree eingegeben. Bei Schritt 44 wird bestimmt, ob mehr als eines der Blätter (Knoten), die nicht bereits in dem Verbindungsbaum LinkTree enthalten sind, die größte Anzahl von Nachbarknoten hat. Wenn nicht, und demnach ein einzelnes Blatt die größte Anzahl von Nachbarn hat, dann wird das Blatt mit der größten Anzahl von Nachbarn bei Schritt 45 als Variable S ausgewählt. Wenn mehr als eines der Blätter eine gleiche größte Anzahl von Nachbarn hat, bewegt sich das Verfahren vom Schritt 44 zum Schritt 46, wo bestimmt wird, ob irgendeines der Blätter mit der größten Anzahl von Nachbarn einen Grad in der Verbindungsgraphik LinkGraph hat, der größer als Zwei ist. Ist dies der Fall, bewegt sich das Verfahren zum Schritt 47, wo es bestimmt, ob es ein einzelnes Blatt mit einem Grad größer als Zwei gibt, das am weitesten von M entfernt ist, oder eine Vielzahl von Blättern mit einem Grad größer als Zwei, die am weitesten von M entfernt sind. Wenn es ein einzelnes Blatt mit einem Grad größer als Zwei gibt, das am weitesten von M entfernt ist, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 48, wo das einzelne Blatt mit einem Grad größer als zwei, das am weitesten von M entfernt ist, als die Variable S ausgewählt wird. Wenn jedoch mehrere Blätter mit einem Grad größer als Zwei vorhanden sind, die am weitesten von M entfernt sind, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 49, wo ein Blatt beliebig ausgewählt wird als die Variable S aus den mehreren Blättern, die diese Kriterien erfüllen.

Zurück zu Schritt 46, wenn bestimmt wird, dass keines der Blätter mit der größten Anzahl an Nachbarn einen Grad in der Verbindungsgraphik LinkGraph hat, der größer als Zwei ist (d.h., es gibt eine Blätter mit dem Grad gleich Zwei), bewegt sich das Verfahren zu Schritt 51, wo es bestimmt, ob es ein einzelnes Blatt mit einem Grad gleich Zwei gibt, das am nächsten bei M ist, oder ob mehrere Blätter mit einem Grad gleich Zwei am nächsten bei M sind. Wenn es ein einzelnes Blatt mit einem Grad gleich Zwei gibt, das am nächsten bei M ist, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 52, wo das einzelne Blatt mit einem Grad gleich Zwei, das das nächste bei M ist, ausgewählt wird, um die Variable S zu sein. Wenn es jedoch mehrere Blätter mit einem Grad gleich Zwei gibt, die am nächsten bei M sind, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 53, wo ein Blatt von der Vielzahl von Blättern, die dieses Kriterium erfüllen, beliebig ausgewählt wird um die Variable S zu sein. Derart ein Blatt entweder bei Schritt 45, 48, 49, 52 oder 53 ausgewählt habend, geht das Verfahren weiter zu Schritt 54, wo S festgelegt wird als das ausgewählte Blatt. Das Verfahren bewegt sich dann zu 4B.

Bei Schritt 55 platziert das Verfahren in dem Verbindungsbaum LinkTree alle von S stammenden Ränder, die nicht zu dem Verbindungsbaum LinkTree zurückgeführt werden. Bei Schritt 56 bestimmt es, ob alle Knoten in der Verbindungsgraphik LinkGraph in dem Verbindungsbaum LinkTree platziert worden sind. Ist dies der Fall, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 57, wo alle Blätter des Verbindungsbaums LinkTree in dem Sub-Satz Ti platziert werden. Wenn jedoch alle Knoten in der Verbindungsgraphik LinkGraph nicht in dem Verbindungsbaum LinkTree platziert sind, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 58 und erstellt eine neue Verbindungsgraphik LinkGraph durch Subtrahieren von Knoten von der ursprünglichen Verbindungsgraphik LinkGraph, die in dem Verbindungsbaum LinkTree platziert worden sind. Bei Schritt 59 wird der Zähler (i) um Eins (1) inkrementiert und das Verfahren kehrt dann zurück zu Schritt 42 und wiederholt den Prozess.

Wenn die Ursprungs-OSPF-Topologiegraphik aus nur einem Knoten besteht, der M ist, sind die Sub-Sätze Ti definiert und bereit, um zu dem Konfigurations-Algorithmus weitergegeben zu werden.

5 ist eine beispielhafte OSPF-Topologiegraphik, die geeignet ist zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung. In dem dargestellten Beispiel sind die Verbindungen nummeriert 1–10. Jede Verbindung in dem Netz ist eine Ziel-Verbindung, so dass die Graphik nicht durch Löschen der Endpunkte von Nicht-Zielverbindungen kontrahiert werden kann. Gemäß dem in 4A4B gezeigten Prozess ist der erste Schritt das Bilden der Verbindungsgraphik LinkGraph zum Entdecken der Zusammenhänge zwischen den Verbindungen. Die resultierende Verbindungsgraphik LinkGraph ist in 8 gezeigt. Die Verbindungsgraphik LinkGraph wird dann zum Konstruieren eines Verbindungsbaums LinkTree unter Nachverfolgen der obigen Regeln verwendet.

7 zeigt ein Beispiel des Prozesses des Konstruierens des Verbindungsbaumes LinkTree aus der Verbindungsgraphik LinkGraph der 6 in Übereinstimmung mit den Prozeduren der 4A4B. Zuerst wird der Knoten M ausgewählt und die Ränder (M,1), (M,2) und (M,4) werden zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt. Diese Verbindungen werden mit "a" in 7 gekennzeichnet zum Kennzeichnen, dass sie als erstes zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt werden. Der nächste Schritt ist das Ermitteln, wie viele Nicht-LinkTree-Knotennachbarn die Blätter des aktuellen Verbindungsbaums LinkTree haben. In diesem Fall hat Knoten 1 zwei solcher Nachbarn (Knoten 3 und Knoten 5); Knoten 2 hat zwei solcher Nachbarn (Knoten 6 und Knoten 8) und Knoten 4 hat ebenfalls zwei solcher Nachbarn (Knoten 3 und Knoten 7). Daher muss eine Entscheidung getroffen werden in Bezug darauf, welcher der drei Knoten (Knoten 1, Knoten 2 und 4) als S festgelegt werden sollte. Alle drei Knoten sind einen Schritt tief in dem Verbindungsbaum LinkTree (d.h., der Grad ist gleich Zwei) und kein einzelner Knoten ist am nächsten bei M, so dass ein Knoten beliebig in Übereinstimmung mit Schritt 53 der 4A ausgewählt wird.

In dem dargestellten Beispiel wird Knoten 4 ausgewählt und als S festgelegt. Daher sind die nächsten Ränder, die zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt werden (4,3) und (4,7). Diese Verbindungen werden mit "b" in 7 gekennzeichnet zum Kennzeichnen, dass sie als Zweites zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt werden. Im nächsten Schritt werden die Blätter des aktuellen Verbindungsbaums LinkTree wieder untersucht zum Bestimmen, welcher Knoten die größte Anzahl von LinkTree-Knotennachbarn hat. An dieser Stelle wird bestimmt, dass Knoten 1 und Knoten 3 beide einen Nicht-LinkTree-Knotennachbarn haben, während Knoten 7 und Knoten 2 beide zwei Nicht-LinkTree-Knotennachbarn haben. In diesem Fall ist jedoch Knoten 7 zwei Schritte tief in dem Verbindungsbaums LinkTree (d.h., ein Grad größer als Zwei), während Knoten 2 nur einen Schritt tief ist (d.h., ein Grad gleich Zwei). Daher wird in Übereinstimmung mit Schritt 48 der 4A Knoten 7 ausgewählt um S zu sein und die Ränder (7,8) und (7,10) werden zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt. Diese Verbindungen werden mit "c" in 7 gekennzeichnet, um zu kennzeichnen, dass sie als Drittes zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt werden.

Derselben Prozedur folgende, werden die Blätter des tatsächlichen Verbindungsbaums LinkTree wieder untersucht zum Bestimmen, welcher Knoten die größte Zahl von Nicht-LinkTree-Knotennachbarn hat. An dieser Stelle wird bestimmt, dass Knoten 8 und Knoten 10 beide einen Nicht-LinkTree-Knotennachbarn haben. Beide Knoten sind drei Schritte tief im Verbindungsbaum LinkTree (d.h. einen Grad größer als Zwei), so dass ein Knoten beliebig ausgewählt wird in Übereinstimmung mit Schritt 49 der 4A. In dem dargestellten Beispiel wird Knoten 8 ausgewählt und als S festgelegt, und der Rand (8,6) wird zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt. Der Rand (8,6) wird mit "d" in 7 gekennzeichnet zum Kennzeichnen, dass er als Viertes zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt wird.

Im nächsten Schritt werden die Blätter des aktuellen Verbindungsbaums LinkTree wieder untersucht, um zu bestimmen, welcher Knoten die größte Anzahl von Nicht-LinkTree-Knotennachbarn hat. An dieser Stellel wird bestimmt, dass Knoten 6 die meisten Nicht-L1nkTree-Knotennachbarn hat und er wird als S ausgewählt in Übereinstimmung mit Schritt 45 der 4A. Ränder (6,9) und (6,5) werden dann zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt und werden mit "e" in 7 gekennzeichnet, um zu kennzeichnen, dass sie als Fünftes zu dem Verbindungsbaum LinkTree hinzugefügt worden sind. Dies schließt das Aufbauen des Verbindungsbaums LinkTree, wie in 7 gezeigt ab.

Nachdem der Verbindungsbaum LinkTree aufgebaut worden ist, wird der Satz von parallel konfigurierbaren Verbindungen durch Finden der Blätter in dem Verbindungsbaum LinkTree bestimmt. Demnach ist T1 (d.h., der Satz von Verbindungen, die im ersten Schritt konfiguriert werden) {1,2,3,5,9,10}. Diese Verbindungen werden in 8 gezeigt. Die Nachbarn dieser Verbindungen werden dann gelöscht. Die resultierende Graphik wird in 9 gezeigt und ihre Verbindungsgraphik LinkGraph wird in 10 gezeigt. Im nächsten Schritt wird die Verbindungsgraphik LinkGraph aktualisiert und der resultierende Verbindungsbaum LinkTree wird in 11 gezeigt. Demnach ist das festgelegte T2{4,6,7,8}.

Die Elementmanagement-Operationen werden in der durch die Verbindungsgraphik LinkGraph geregelten Sequenz oder Abfolge ausgeführt. Die Verbindungen in denselben Ebenen werden parallel konfiguriert. Die Sequenz zwischen den durch die tatsächliche Ziel-Verbindung verbundenen Routern wird von der Graphik G in folgender Weise hergeleitet. Als Erstes wird ein Skelett, d.h., die aus den Nicht-Zielverbindungen und den nicht konfigurierten Verbindungen aufgebaute Unter-Graphik, in der ursprünglichen OSPF-Topologiegraphik konstruiert. Das Ergebnis ist eine verbundene Graphik. Während der Konfiguration einer Verbindung ist die einzige Einschränkung in der Sequenz der Router-Modifikationen, dass der zuletzt konfigurierte Router in dem Skelett sein muss. Die Sequenz der anderen Router ist beliebig; ihre Konfiguration kann parallel vorgenommen werden. Der letzte Router kann nur modifiziert werden, nachdem alle Router, die an der Verbindung angebracht sind, erfolgreich konfiguriert sind. Eine Überprüfung hat gezeigt, dass der Algorithmus immer exakt ist, wenn jedes Ziel-Verbindung zu demselben Gebiet gehört.

Ein Aufheben wird durch Anwenden der folgenden Implementierungsregel bereitgestellt. In einer aktuellen Stufe des Algorithmus werden einige Ziel-Verbindungen parallel konfiguriert. Auf Router wird wie oben beschrieben zugegriffen und der Algorithmus geht nicht zur nächsten Stufe (Ti+1), bis jede Verbindung in den aktuellen Verbindungen nicht erfolgreich konfiguriert ist. Wenn ein Aufheben veranlasst wird, müssen die aktuellen Verbindungen, die bereits konfigurierte Router haben, vollständig konfiguriert werden.

12 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Managementstation 61 für Verbindungsbereichskonfiguration eines IP-Netzes 62 in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung. Das IP-Netz schließt einen Satz von Netzwerkknoten ein und eine Vielzahl von Kommunikationsverbindungen zwischen den Netzwerkknoten und zwischen der Managementstation und den Netzwerkknoten. Ein Topologiegraphikbilder 63 erhält Konfigurationsinformation für das IP-Netz, beispielsweise von einer Konfigurationsdatenbank 64, die intern oder extern von der Managementstation sein kann. Die Topologiegraphik wird zu einem Ziel-Verbindungs-Identifizierer 65 gesendet, der einen Satz von Ziel-Verbindungen aus der zu konfigurierenden Topologiegraphik identifiziert. Der identifizierte Satz von Ziel-Verbindungen wird zu einem Ziel-Verbindungs-Klassifizierer 66 gesendet, der die Ziel-Verbindungen in N getrennte Sub-Sätze T1-TN klassifiziert. In dem Ziel-Verbindungs-Klassifizierer entfernt ein Nicht-Zielverbindungsentferner 67 Verbindungen von der Topologiegraphik, die nicht als Ziel-Verbindungen identifiziert worden sind. Die reduzierte Topologiegraphik wird dann zu einem LinkGraph-Bilder 68 weitergegeben, der eine Verbindungsgraphik LinkGraph zum Bestimmen von Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen bildet. Die Abhängigkeiten werden dann zu einem LinkTree-Bilder 69 gebildet, der einen LinkTree zum Klassifizieren der Ziel-Verbindungen in den N getrennten Sub-Sätzen (T1-TN) basierend auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen bildet. Ein Zusatzzielverbindungs-Identifizierer 70 bestimmt, ob es irgendeine Zusatzzielverbindung gibt, die noch nicht in dem Verbindungsbaum platziert worden ist, und wenn dies der Fall ist, bildet der LinkTree-Bilder einen anderen Verbindungsbaum LinkTree, um die verbleibenden Verbindungsziele in Sub-Sätzen zu klassifizieren.

Wenn alle Ziel-Verbindungen in Sub-Sätzen klassifiziert worden sind, identifiziert der Verbindungsbaumbilder 69 die Sub-Sätze T1-TN, zu einer Verbindungs-Sub-Satz-Parallelkonfigurationseinheit 71 , die die IP-Netzverbindungen von jedem Sub-Satz parallel konfiguriert, beginnend mit dem Sub-Satz T1 und sequentiell jeden Sub-Satz nacheinander handhabend bis zu dem Sub-Satz TN. Wenn die Konfiguration abgeschlossen ist, aktualisiert die Konfigurationseinheit die Konfigurationsdatenbank 64.

Wie von Fachleuten erkannt werden wird, können die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen innovativen Konzepte über einen weiten Anwendungsbereich modifiziert und variiert werden. Demgemäß sollte der Schutzbereich des patentierten Gegenstandes nicht auf irgendeine der spezifisch beispielhaften Lehren, die oben diskutiert worden sind, eingeschränkt werden, sondern stattdessen durch die folgenden Patentansprüche definiert sein.


Anspruch[de]
Verfahren zur Link-Scope- bzw. Verbindungsbereichs-Konfiguration eines Internet-Protokoll- oder IP-basierten Netzes, das wenigstens eine Management-Station, einen Satz von Netzknoten und eine Mehrzahl von Kommunikationsverbindungen zwischen den Netzknoten und zwischen der Management-Station und den Netzknoten hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Vorbereiten eines Topologiegraphen des Netzes;

Identifizieren eines Satzes von Zielverbindungen, die zu konfigurieren sind;

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden weiteren Schritte umfasst:

Klassifizieren der Zielverbindungen in N getrennte Sub-Sätze T1 bis TN; und

paralleles Konfigurieren der Verbindungen von jedem Sub-Satz, beginnend mit dem Sub-Satz T1 und jeden Sub-Satz einen nach dem anderen aufeinander folgend behandelnd.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vorbereitens eines Topologiegraphen das Vorbereiten eines Topologiegraphen einschließt, der auf dem Open-Shortest-Path-First- oder OSPF-Leitwegprotokoll basiert, und der Schritt des Klassifizierens der Zielverbindungen die folgenden Schritte einschließt:

Entfernen von Nicht-Zielverbindungen, die nicht zu konfigurieren sind, aus dem OSPF-Topologiegraphen;

Bestimmen von Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen, die im OSPF-Topologiegraphen verbleiben; und

Klassifizieren der Zielverbindungen in die Sub-Sätze basierend auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Bestimmens von Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen das Aufbauen eines Verbindungsgraphen einschließt, wobei der Schritt des Aufbaus eines Verbindungsgraphen die folgenden Schritte einschließt:

Platzieren eines neuen Knotens im Verbindungsgraphen für jede Zielverbindung im OSPF-Topologiegraphen;

Schaffen eines vollständigen Netzes benachbarter Knoten vom OSPF-Topologiegraphen für jeden Knoten, der im Verbindungsgraphen platziert ist;

Hinzufügen eines Knotens, der die Management-Station im OSPF-Topologiegraphen repräsentiert, zum Verbindungsgraphen; und

Verbinden des Knotens, der die Management-Station repräsentiert, mit den Verbindungen, die von der Management-Station im OSPF-Topologiegraphen ausgegangen sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Klassifizierens der Zielverbindungen in die Sub-Sätze, der auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen basiert, das Aufbauen eines Verbindungsbaums aus dem Verbindungsgraphen einschließt, wobei der Schritt des Aufbauens eines Verbindungsbaums die folgenden Schritte einschließt:

(a) Bezeichnen des Knotens, der die Management-Station repräsentiert, als einen ersten Ausgangspunkt;

(b) Hinzufügen aller Verbindungen, die den ersten Ausgangspunkt mit den Knoten verbinden, die an den ersten Ausgangspunkt angrenzen, zu dem Verbindungsbaum;

(c) Auswählen eines Knotens, der an den ersten Ausgangspunkt angrenzt, wobei der Schritt des Auswählens eines angrenzenden Knotens die folgenden Schritte einschließt:

(c)(1) Auswählen eines angrenzenden Knotens, der die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind, als einen zweiten Ausgangspunkt, wenn dort ein angrenzender Knoten mit mehr benachbarten Knoten als jeder andere angrenzende Knoten vorhanden ist; und

(c)(2) beliebiges Auswählen eines angrenzenden Knotens von den angrenzenden Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, als den zweiten Ausgangspunkt, wenn mehr als ein angrenzender Knoten die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind;

(d) Hinzufügen all der Verbindungen zu dem Verbindungsbaum, die von dem zweiten Ausgangspunkt ausgehen, mit Ausnahme von Verbindungen, die schon im Verbindungsbaum sind;

(e) Auswählen eines Knotens im Verbindungsbaum als einen dritten Ausgangspunkt, wobei der Schritt des Auswählens eines Knotens in dem Verbindungsbaum die folgenden Schritte einschließt:

(e)(1) Auswählen eines Knotens in dem Verbindungsbaum, der die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind, wenn in dem Verbindungsbaum ein Knoten mit mehr benachbarten Knoten als jeder andere Knoten ist;

(e)(2) Auswählen eines Knotens von den Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, der am weitesten von dem ersten Ausgangspunkt entfernt ist, als den dritten Ausgangspunkt, wenn mehr als ein Knoten die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind; und

(e)(3) beliebiges Auswählen eines Knotens von den Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, als den dritten Ausgangspunkt, wenn mehr als ein Knoten die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind und alle Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, gleich weit von dem ersten Ausgangspunkt entfernt sind;

(f) Hinzufügen aller Verbindungen zu dem Verbindungsbaum, die von dem dritten Ausgangspunkt ausgehen, mit Ausnahme der Verbindungen, die schon im Verbindungsbaum sind;

(g) Entscheiden, ob alle Knoten des Verbindungsgraphen zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind;

(h) Klassifizieren aller Verbindungen in dem Verbindungsbaum in einen getrennten Sub-Satz Ti, wenn alle Knoten des Verbindungsgraphen zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt wurden.
Verfahren nach Anspruch 4, das weiter die folgenden Schritte umfasst:

Bestimmen, ob es irgendwelche Zielverbindungen gibt, die nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind;

Schaffen eines Verbindungssubgraphen, der die Zielverbindungen umfasst, die nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt wurden, wenn es Zielverbindungen gibt, die nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt wurden; und

Wiederholen der Schritte (a) bis (h), um einen getrennten Sub-Satz Ti+1 zu schaffen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des parallelen Konfigurierens der Verbindungen von jedem Sub-Satz die folgenden Schritte einschließt:

Konstruieren eines Gerüsts im OSPF-Topologiegraphen, das die Nicht-Zielverbindungen umfasst, die nicht konfiguriert werden; und

paralleles Konfigurieren der Knoten für alle Zielverbindungen auf demselben Niveau, vorausgesetzt, dass der zuletzt konfigurierte Knoten in dem Gerüst ist.
Management-Station zur Link-Scope- bzw. Verbindungsbereichs-Konfiguration eines Internet-Protokoll- oder IP-basierten Netzes, das einen Satz von Netzknoten hat und eine Mehrzahl von Kommunikationsverbindungen zwischen den Netzknoten und zwischen der Management-Station und den Netzknoten, wobei die Management-Station umfasst:

Mittel zum Vorbereiten eines Topologiegraphen des Netzes;

Mittel zum Identifizieren eines Satzes von Zielverbindungen, die konfiguriert werden sollen, wobei die Management-Station dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiter umfasst:

Mittel zum Klassifizieren der Zielverbindungen in N getrennte Sub-Sätze T1 bis TN; und

Mittel zum parallelen Konfigurieren der Verbindungen von jedem Sub-Satz, beginnend mit Sub-Satz T1 und aufeinander folgend jeden Sub-Satz einen nach dem anderen behandelnd.
Management-Station nach Anspruch 7, wobei die Mittel zum Vorbereiten eines Topologiegraphen Mittel zum Vorbereiten eines Topologiegraphen einschließen, der auf dem Open-Shortest-Path-First- oder OSPF-Leitwegprotokoll basiert. Management-Station nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Klassifizieren der Zielverbindungen einschließen:

Mittel zum Entfernen von Nicht-Zielverbindungen, die nicht konfiguriert werden sollen, aus dem OSPF-Topologiegraphen;

Mittel zum Bestimmen von Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen, die in dem OSPF-Topologiegraphen verbleiben; und

Mittel zum Klassifizieren der Zielverbindungen in die Sub-Sätze basierend auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen.
Computersoftware-Programm, das auf einem Medium gespeichert ist und so ausgelegt ist, dass es, wenn es in einem Prozessor in einer Management-Station in einem Internet-Protokoll- oder IP-basierten Netz mit einem Satz von Netzknoten und einer Mehrzahl von Kommunikationsverbindungen zwischen den Netzknoten und zwischen der Management-Station und den Netzknoten ausgeführt wird, das IP-Netz Link-Scope- bzw. Verbindungsbereichs-konfiguriert, indem es die Management-Station veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen:

Vorbereiten eines Topologiegraphen des Netzes;

Identifizieren eines Satzes von Zielverbindungen, die zu konfigurieren sind;

Klassifizieren der Zielverbindungen in N getrennte Sub-Sätze T1 bis TN; und

paralleles Konfigurieren der Verbindungen, die von jedem Sub-Satz ausgehen, beginnend mit dem Sub-Satz T1 und aufeinander folgend einen nach dem anderen behandelnd.
Computersoftware-Programm nach Anspruch 10, wobei das Programm so ausgelegt ist, dass es, wenn es auf dem Prozessor ausgeführt wird, einen Topologiegraphen vorbereitet, der auf dem Open-Shortest-Path-First- oder OSPF-Leitwegprotokoll basiert, und das Programm die Management-Station veranlasst, die Zielverbindungen zu klassifizieren, indem es folgende Schritte ausführt:

Entfernen der Nicht-Zielverbindungen, die nicht zu konfigurieren sind, aus dem OSPF-Topologiegraphen;

Bestimmen von Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen, die im OSPF-Topologiegraphen verbleiben; und

Klassifizieren der Zielverbindungen in die Sub-Sätze basierend auf den Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen.
Computersoftware-Programm nach Anspruch 11, wobei das Programm so ausgelegt ist, dass es, wenn es auf dem Prozessor ausgeführt wird, Abhängigkeiten zwischen den Verbindungen durch Aufbauen eines Verbindungsgraphen bestimmt indem es folgende Schritte ausführt:

Platzieren eines neuen Knotens im Verbindungsgraphen für jede Zielverbindung im OSPF-Topologiegraphen;

Schaffen eines vollständigen Netzes benachbarter Knoten vom OSPF-Topologiegraphen für jeden Knoten, der im Verbindungsgraphen platziert ist;

Hinzufügen zum Verbindungsgraphen eines Knotens, der die Management-Station im OSPF-Topologiegraphen repräsentiert; und

Verbinden des Knotens, der die Management-Station repräsentiert, mit den Verbindungen, die von der Management-Station im OSPF-Topologiegraphen ausgegangen sind.
Computersoftware-Programm nach Anspruch 12, wobei das Programm so ausgelegt ist, dass es, wenn es auf dem Prozessor ausgeführt wird, die Zielverbindungen durch Aufbauen eines Verbindungsbaums aus dem Verbindungsgraphen in die Sub-Sätze klassifiziert, indem es folgende Schritte ausführt:

(a) Bezeichnen des Knotens, der die Management-Station repräsentiert, als einen ersten Ausgangspunkt;

(b) Hinzufügen aller Verbindungen, die den ersten Ausgangspunkt mit den Knoten verbinden, die an den ersten Ausgangspunkt angrenzen, zu dem Verbindungsbaum;

(c) Auswählen eines Knotens, der an den ersten Ausgangspunkt angrenzt, wobei der Schritt des Auswählens eines angrenzenden Knotens die folgenden Schritte einschließt:

(c)(1) Auswählen eines angrenzenden Knotens, der die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind, als einen zweiten Ausgangspunkt, wenn dort ein angrenzender Knoten mit mehr benachbarten Knoten ist als jeder andere angrenzende Knoten vorhanden ist; und

(c)(2) beliebiges Auswählen eines angrenzenden Knotens von den angrenzenden Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, als den zweiten Ausgangspunkt, wenn mehr als ein angrenzender Knoten die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind.

(d) Hinzufügen all der Verbindungen zu dem Verbindungsbaum, die von dem zweiten Ausgangspunkt ausgehen, mit Ausnahme von Verbindungen, die schon im Verbindungsbaum sind;

(e) Auswählen eines Knotens im Verbindungsbaum als einen dritten Ausgangspunkt, wobei der Schritt des Auswählens eines Knotens in dem Verbindungsbaum die folgenden Schritte einschließt:

(e)(1) Auswählen eines Knotens in dem Verbindungsbaum, der die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind, wenn in dem Verbindungsbaum ein Knoten mit mehr benachbarten Knoten als jeder andere Knoten ist;

(e)(2) Auswählen eines Knotens von den Knoten, die die größte Anzahl von angrenzenden Knoten haben, der am weitesten von dem ersten Ausgangspunkt entfernt ist, als den dritten Ausgangspunkt, wenn mehr als ein Knoten die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind; und

(e)(3) beliebiges Auswählen eines Knotens von den Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, als den dritten Ausgangspunkt, wenn mehr als ein Knoten die größte Anzahl von benachbarten Knoten hat, die noch nicht dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind und alle Knoten, die die größte Anzahl von benachbarten Knoten haben, gleich weit von dem ersten Ausgangspunkt entfernt sind;

(f) Hinzufügen aller Verbindungen zu dem Verbindungsbaum, die von dem dritten Ausgangspunkt ausgehen, mit Ausnahme der Verbindungen, die schon im Verbindungsbaum sind;

(g) Entscheiden, ob alle Knoten des Verbindungsgraphen zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind;

(h) Klassifizieren aller Verbindungen in dem Verbindungsbaum in einen getrennten Sub-Satz Ti, wenn alle Knoten des Verbindungsgraphen zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt wurden.
Computersoftware-Programm nach Anspruch 13, wobei das Programm so ausgelegt ist, dass es, wenn es auf dem Prozessor ausgeführt wird, die folgenden Schritte ausführt:

Bestimmen, ob es irgendwelche Zielverbindungen gibt, die nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt worden sind;

Schaffen eines Verbindungssubgraphen, der die Zielverbindungen umfasst, die nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt wurden, wenn es Zielverbindungen gibt, die nicht zu dem Verbindungsbaum hinzugefügt wurden; und

Wiederholen der Schritte (a) bis (h), um einen getrennten Sub-Satz Ti+1 zu schaffen.
Computersoftware-Programm nach Anspruch 14, wobei das Programm so ausgelegt ist, dass es, wenn es auf dem Prozessor ausgeführt wird, die von jedem Sub-Satz ausgehenden Verbindungen durch Ausführen der folgenden Schritte parallel konfiguriert:

Konstruieren eines Gerüsts im OSPF-Topologiegraphen, das die Nicht-Zielverbindungen umfasst, die nicht konfiguriert werden; und

paralleles Konfigurieren der Knoten für alle Zielverbindungen auf demselben Niveau, vorausgesetzt, dass der zuletzt konfigurierte Knoten in dem Gerüst ist.






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