Способ мультимаршрутизации блоков данных в коммутируемой сети

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к способам маршрутизации данных, и может быть использовано в существующих и создаваемых сетях с коммутацией блоков данных для обеспечения инжиниринга трафика и параллельной доставки сегментов одного потока данных. Технический результат заключается в сокращении времени доведения потоков данных в сети. Способ мультимаршрутизации блоков данных в коммутируемой сети реализуется посредством программного обеспечения узла коммутируемой сети, включающего модуль подготовки блоков данных, модуль передачи блоков данных, модуль мультимаршрутизации. Способ включает следующие этапы: исполнение алгоритма поиска нескольких кратчайших маршрутов на графах связности сети для формирования таблиц мультимаршрутизации в граничных узлах сети; распределение сегментов потока по нескольким маршрутам в маршрутной подсистеме; задание маршрута в поле заголовка блока данных в виде цепочки сетевых адресов или идентификаторов сетевых адресов абонентов и узлов; осуществление коммутации блока данных в соответствии с цепочкой сетевых адресов или идентификаторов в поле заголовка блока данных по одной из таблиц коммутации в промежуточных узлах; сбор потока данных в граничных узлах. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электросвязи, а именно, к способам маршрутизации данных, и может быть использовано в существующих и создаваемых сетях с коммутацией блоков данных (сообщений, пакетов, ячеек, сегментов потока данных и т.д.) для обеспечения инжиниринга трафика (Traffic Engineering, TE) и параллельной доставки сегментов одного потока данных по разным маршрутам с целью сокращения времени доведения потоков в сети.

В настоящее время имеется ряд общеизвестных протоколов маршрутизации – RIP (Routing Information Protocol), IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), EIGRP (Extended IGRP), IS-IS (Intermediate System – to– Intermediate System), OSPF (Open Shortest Path First), PNNI (Private Network – to – Network Interface) и др. Перечисленные протоколы, в основу которых положены решения задачи поиска «кратчайшего пути», реализуют преимущественно одношаговую, однопутевую стратегию маршрутизации. При одношаговой маршрутизации каждый маршрутизатор ответственен за выбор только одного шага маршрута (до следующего маршрутизатора), а окончательный маршрут складывается в результате работы всех маршрутизаторов.

В ряде протоколов маршрутизации из вышеперечисленных предусмотрена балансировка нагрузки, предполагающая многопутевую маршрутизацию передаваемых данных. Известен, например, способ многопутевой маршрутизации с использованием расщепления потока трафика данных (патент RU №2636665, МПК H04W 40/02, H04L 12/803, опубл. 27.11.2017), заключающийся в том, что принимают промежуточной системой потоки трафика данных от оконечной системы отправителя, каждый поток трафика данных представлен в виде протокольных блоков данных или байтов, расщепляют в промежуточной системе каждый поток трафика данных на два или более субпотоков трафика данных, каждый субпоток трафика данных представлен в виде протокольных блоков данных или байтов соответствующего потока трафика данных, маршрутизируют протокольные блоки данных или байты каждого субпотока трафика данных по двум или более надежным маршрутам в промежуточной системе, рекомбинируют в промежуточной системе каждый поток трафика данных, состоящий из двух или более субпотоков трафика данных, передают от промежуточной системы потоки трафика данных в оконечную систему получателя. Вычисляют два или более надежных маршрута в сети связи, при этом используют композицию алгоритмов Дейкстры, построение усеченного дерева событий в ширину и метод объединения простых цепей с учетом эффекта поглощения, заполняют таблицы маршрутизации для двух или более надежных маршрутов сети связи в порядке уменьшения их надежности, формируют вектор величин расщепления потока трафика данных на два или более субпотоков трафика данных с учетом вычисленных надежных маршрутов сети связи, пропускной способности каналов связи, загрузки каналов связи.

Недостатки подобных способов маршрутизации следующие. Из найденного пути в таблице маршрутизации запоминается только следующий IP-адрес ближайшего маршрутизатора (одношаговая маршрутизация), а остальные промежуточные адреса отбрасываются. Каждый маршрутизатор в IP-сетях принимает решение только об одном шаге маршрута. В конечном итоге все потоки сходятся на более «лучшем» ресурсе. Кроме того, организация параллельной доставки сегментов одного потока по разным маршрутам невозможна.

Многошаговые способы маршрутизации – это маршрутизация от источника. В соответствии с этим способом узел (маршрутизатор, коммутатор, сервер и т.д.) абонента-отправителя задает полный маршрут следования блока данных через все промежуточные узлы. Самой известной реализацией многошаговой маршрутизации является протокол MPLS (Multi-Protocol Label Switching – многопротокольная коммутация на основе использования меток). Кроме того, известен, например, способ многошаговой маршрутизации из заявки № 2016127806 от 19.01.2015 (МПК H04L 12/28 (2006.01), H04L 29/06 (2006.01)), последнее изменение статуса: 20.12.2017, заключающийся в том, что способ содержит этапы, на которых принимают, на граничном узле в домене, пакет данных по междоменному пути, причем к пакету данных присоединен заголовок пакета, несущий список переходов на маршруте от источника, причем список переходов на маршруте от источника указывает идентификатор пути отрезка внутридоменного пути без указания отдельных переходов вдоль отрезка внутридоменного пути, и причем отрезок внутридоменного пути является участком междоменного пути, который проходит через данный домен; идентифицируют, на граничном узле, список переходов, связанный с идентификатором пути, причем список переходов указывает последовательность переходов вдоль отрезка внутридоменного пути; заменяют в заголовке пакета идентификатор пути упомянутым списком переходов; и ретранслируют пакет данных на следующий переход отрезка внутридоменного пути в соответствии с упомянутым списком переходов.

В рамках технологии MPLS предусмотрена процедура инжиниринга трафика, предполагающая многопутевую маршрутизацию передаваемых данных. Под Traffic Engineering понимаются методы и механизмы, которые позволяют достичь сбалансированной загрузки всех ресурсов сети путем рационального выбора набора маршрутов прохождения трафика через сеть. Реализацией такого механизма является протокол MPLS TE (документ RFC 2702 «Requirement for Traffic Engineering Over MPLS). Для того, чтобы пакеты продвигались не с помощью таблиц маршрутизации, а с помощью таблиц коммутации, используется технология продвижения пакетов по меткам – MPLS.

MPLS TE сложен в осуществлении, так как на практике необходимо построение транспортной сети на базе технологии MPLS и разворачивание стека дополнительных расширяющих протоколов, что делает данную технологию доступной только для операторов связи и крупных корпораций, а для построения плана распределения нагрузки часто используются данные, имеющие статистическую природу и не отражающие возможные непредвиденные изменения трафика. Кроме того, к недостаткам можно отнести плохую масштабируемость решений MPLS TE, обусловленную квадратичной скоростью роста количества виртуальных туннелей в полносвязной топологии единой транспортной сети. Известно, что выбор путей для туннелей под каждый поток обычно осуществляется по очереди методом «кратчайшего пути». При этом администратор определяет очередность выбора только на основе своей интуиции. Резервный туннель формируется в самом начале и его качество зависит от администратора, и на практике обладает более низким качеством, так как он рассматривается как временное решение. Кроме того, не исключена вероятность того, что резервный туннель может проходить через вышедшее из строя оборудование основного туннеля. Для того чтобы обеспечить параметры качества обслуживания (Quality of Service, QoS) для разных видов трафика, поставщик услуг для каждого класса эквивалентности пересылки устанавливает в сети отдельную систему туннелей. Это порождает противоречивость технологии MPLS TE. С одной стороны, целевая функция TE повышение коэффициента использования оборудования и сети в целом, а с другой - для чувствительного к задержкам трафика требуется выполнить резервирование таким образом, чтобы максимальный коэффициент использования ресурсов туннеля находился в диапазоне 0,2-0,3 - иначе задержки и их вариации, потери пакетов выйдут за допустимые пределы.

Таким образом, специфика существующих способов многомаршрутной доставки заключается в том, что пути выбираются только с целью соблюдения баланса загрузки сети и не используются, в силу заложенных возможностей, для повышения качества доставки данных, например, для параллельной доставки сегмента одного потока для сокращения времени доведения всего потока.

Задачей изобретения является повышение эффективности распределения потоков в сети с коммутацией блоков данных, а именно, повышение коэффициента использования оборудования и производительности сети в целом, повышение устойчивости функционирования сети с коммутацией блоков данных к воздействию компьютерных атак, сокращение времени доведения потоков данных.

Технический результат изобретения заключается в поддержании автоматического установления маршрутных подсистем, состоящих из избыточного (более одного) количества явно заданных маршрутов между взаимодействующим оборудованием (узлами) сети и многошаговую маршрутизацию блоков данных, составляющих поток, с использованием нескольких или всех маршрутов из состава подсистемы.

Задача решается, а технический результат достигается способом мультимаршрутизации блоков данных в коммутируемой сети, реализуемым посредством программного обеспечения узла коммутируемой сети, включающего модуль подготовки блоков данных граничного узла абонента-отправителя, граничного узла абонента-получателя и промежуточного узла, модуль передачи блоков данных граничного узла абонента-отправителя, граничного узла абонента-получателя и промежуточного узла, модуль мультимаршрутизации, устанавливаемый на граничных узлах, обеспечивающий построение одного или нескольких графов связности сети на основе приема информации состояния узлов, при этом способ включает этапы исполнения алгоритма поиска нескольких явно заданных кратчайших маршрутов на графах связности сети для формирования таблиц мультимаршрутизации в граничных узлах сети, распределения сегментов потока по нескольким маршрутам в маршрутной подсистеме, задания маршрута в поле заголовка блока данных в виде цепочки сетевых адресов или идентификаторов сетевых адресов абонентов и узлов, осуществления коммутации блока данных в соответствии с цепочкой сетевых адресов или идентификаторов в поле заголовка блока данных по одной из таблиц коммутации в промежуточных узлах, а также сбор потока данных в граничных узлах, причем таблица мультимаршрутизации ведётся под каждый граф связности и состоит из перечня маршрутных подсистем между граничным узлом абонента-отправителя и другими граничными узлами, списка нескольких кратчайших маршрутов для каждой маршрутной подсистемы с полным перечнем сетевых адресов абонентов и узлов из состава маршрута, списка соответствия идентификаторов сетевым адресам и хранится в каждом граничном узле, а таблица коммутации, содержащая перечень сетевых адресов и перечень их идентификаторов, хранится для каждого графа связности в промежуточных узлах. Согласно изобретению:

- количество таблиц коммутации и таблиц мультимаршрутизации определяется количеством графов связности сети;

- вводят узлы, рассматриваемые как внешний элемент вычисления нескольких явно заданных кратчайших маршрутов на графах.

Технический результат достигается за счёт:

– отказа от маршрутизации по «кратчайшему пути» и переходу к мультимаршрутизации по нескольким кратчайшим маршрутам – формирование маршрутных подсистем;

– задания явных маршрутов следования блока данных в заголовке блока данных с помощью цепочки сетевых адресов или идентификаторов сетевых адресов;

– распределения потоков по нескольким маршрутам в рамках маршрутной подсистемы;

– формирования нескольких таблиц коммутации в промежуточных узлах сети с коммутацией блоков данных, каждая таблица коммутации имеет свой идентификатор.

Заявителем не обнаружено технических решений, имеющих совокупность существенных признаков, неочевидно ведущих к указанному техническому результату. Что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень». Изобретательский шаг усматривается в следующем:

– мультимаршрутизация по нескольким кратчайшим маршрутам позволяет повысить коэффициент использования оборудования и повысить производительность сети в целом, а также осуществлять параллельную доставку сегментов потока блоков данных для сокращения времени доведения всего потока;

– задание явных маршрутов следования блока данных в заголовке блока данных с помощью идентификаторов сетевых адресов позволяет повысить устойчивость функционирования сети с коммутацией блоков данных при воздействии компьютерных атак;

– формирование нескольких таблиц коммутации в промежуточных узлах сети с коммутацией блоков данных со своим идентификатором позволяет формировать на ресурсах одной сети подсети с различными характеристиками, в том числе и виртуальные сети.

Сущность изобретения поясняется рисунками:

На фиг.1 показан формат заголовка IP-пакета (блока данных) версии 4;

На фиг.2 показано взаимодействие узлов в коммутируемой сети;

На фиг.3 показана гистограмма эффективности противодействия компьютерным атакам.

Способ мультимаршрутизации блоков данных в коммутируемой сети осуществляют посредством программного обеспечения маршрутизатора следующим образом.

1. Посредством модуля подготовки блока данных в граничном узле абонента отправителя данных формируют из данных пользователя поле «данных» блока данных и заголовок блока данных (например, заголовок IP-пакета, фиг.1). Выбирают по предопределенным правилам распределения потоков (например, по правилам параллельной доставки сегментов потока по разным маршрутам (фиг.2) или по правилам ремаршрутизации – правилам переключения на резервный маршрут) несколько маршрутов из в граничный узел абонента получателя данных , объединенные в маршрутную подсистему . Вносятся в заголовок, как стандартные данные, такие как «адрес источника» , «идентификатор блока данных», который используют для распознавания блоков данных, образовавшихся путем фрагментации потока данных на сегменты, и т.д., а в поле «адрес назначения» ставится сетевой адрес первого промежуточного узла на маршруте. В поле «параметры» заголовка блока данных вносится список идентификаторов сетевых адресов узлов, через которые проходит маршрут, а также, в соответствии с выбранным вариантом структуры сети из заранее определенных, идентификатор таблиц коммутации в промежуточных узлах. Поле «параметры» заголовка IP-пакета предназначено, в том числе, и для этих целей. Идентификаторы таблиц коммутации едины для каждого варианта структуры сети (фрагмента сети). В предлагаемом способе формируется несколько таблиц коммутации в промежуточных узлах. Ведение таких таблиц позволяет сформировать на ресурсах одной сети с коммутацией блоков данных нескольких подсетей с различными характеристиками. Например, некоторые виды трафика ни в коем случае не должны идти через радиорелейные линии - проблемы с синхронизацией. Или трафик широкополосного радиодоступа нельзя пускать через линии какого-то оператора связи по экономическим соображениям. В промежуточном узле производится коммутация пакетов. Получив блок данных, в промежуточном узле анализируется поле «адрес назначения», если адрес не соответствует сетевому адресу промежуточного узла, блок данных сбрасывается. В противном случае, анализируется поле «параметры» заголовка блока данных. В поле «параметры» выбирается идентификатор таблицы коммутации, а в таблице коммутации по идентификатору адреса следующего узла его сетевой адрес и прописывается в поле «адрес назначения». При несовпадении каких-либо идентификаторов блок данных сбрасывается. В поле «адрес источника» проставляется свой сетевой адрес. Каждый промежуточный узел осуществляет аналогичные действия. В граничном узле получателя производятся стандартные операции обработки заголовка и поля «данных» блока данных для предоставления данных абоненту-получателю.

2. Модуль маршрутизации на основе информации о состоянии сети вырабатывает маршрутные подсистемы для каждой пары граничных узлов и . Маршрутная подсистема представляет собой совокупность явно заданных маршрутов. Постановка задачи выработки маршрутов в маршрутной подсистеме следующая. Пусть сеть с коммутацией блоков данных задана графом с двумя выделенными (граничными) непересекающимися узлами , вес каждого ребра и положительные целые числа и . Требуется найти явно заданных простых маршрутов (список, включающий и все промежуточные узлы между ними) от до , веса которых не превосходят . Простой маршрут – маршрут без петель. Каждому элементу списка сетевых адресов узлов, через которые проходит маршрут, присваивается идентификатор. Формируется таблица мультимаршрутизации (маршрутных подсистем ). Таблица мультимаршрутизации содержит поля «список адресов узлов маршрута» и список идентификаторов узлов маршрута». Таблица мультимаршрутизации служит для ведения списка маршрутов в маршрутной подсистеме для каждой пары . Идентификаторы сетевых адресов узлов едины для всех узлов сети (фрагментов сети). С заданной периодичностью и/или при выходе параметров сетевого оборудования за установленные пределы, корректируется таблица мультимаршрутизации.

3. Посредством модуля передачи данных проверяют контрольную сумму заголовка блока данных, определяют адрес (канального уровня) получателя и производят непосредственно отправку блока данных с учетом очередности, фрагментации, фильтрации и т. д.

Способ мультимаршрутизации может применяться для разработки алгоритмов маршрутизации:

- централизованных или децентрализованных;

- статических или динамических;

- одноуровневых или иерархических;

- внутридоменных или междоменных;

- одноадресных или групповых.

Способ мультимаршрутизации может использоваться как для создания сетевого оборудования сети с коммутацией блоков данных, например, IP-сети с мультимаршрутизацией, так и создания наложенной маршрутизирующей сети. Наложенная сеть (или оверлей) в общем случае представляет собой некоторую логическую сеть, организованную поверх существующей инфраструктуры и являющуюся надстройкой над стандартными сетевыми протоколами. При этом способ решает несколько проблем сетей с коммутацией блоков данных:

1. Ориентирован на улучшение характеристик доведения трафика:

- повышение вероятности доведения блоков данных;

- сокращение времени доведения потока данных за счет передачи сегментов этого потока разными маршрутами.

2. Ориентирован на улучшение коэффициента использования:

- максимизация загрузки сетевого оборудования;

- максимизация общей производительности сети с коммутацией блоков данных.

Предлагаемый способ мультимаршрутизации был исследован на возможности распределения входящего в сеть потока по критерию среднего времени доставки пакета. В этом случае для исследований использовался следующая математическая модель.

Пусть в сети имеется несколько независимых маршрутов, по каждому из которых в единицу времени можно передать один пакет. Начальное состояние сети задается матрицей , где  – число пакетов на узле , адресованных узлу . Обозначим через суммарное число пакетов в начальный момент времени :

.

Новые пакеты в сеть не поступают, время дискретно, . Назовем шагом распределения потоков назначение для каждого маршрута , , определенного пакета для доставки на данном интервале времени ( ). По достижении конца маршрута пакет из сети выбывает. В данной модели нет приоритетных пакетов, а есть лишь счётчики числа пакетов на узле в момент времени , адресованных узлу , . Совокупность этих счётчиков описывает состояние сети в момент .

Обозначим через момент полного освобождения сети. Тогда критерием среднего времени доставки пакетов будет

Проведенные исследования показали, что:

1. Обобщенная реализованная нагрузка (производительность) в сети оказывается выше, чем при использовании механизма MPLS TE (средний коэффициент использования сетевого оборудования 0,6).

2. Значение реализованной обобщенной нагрузки в сети оказывается выше реализованной нагрузки по любому отдельно взятому маршруту. Максимальное значение реализованной обобщенной нагрузки в любой момент времени в точности равно суммарному значению реализованной нагрузки по каждому маршруту, и её значение превышало значение реализованной обобщенной нагрузки более чем на 30% относительно механизма MPLS TE. При этом на среднем времени доставки пакетов это не отражается.

Распараллеливание передачи информации известно достаточно давно и в настоящее время активно используется распараллеливание передачи информации по различным каналам связи, в том числе и для сокращения времени доведения информации. В отличие от этого известного механизма, в предлагаемом способе распараллеливание потоков производится по сетевым маршрутам, данное решение использует естественную избыточность сети и является, безусловно, значительно дешевле. Эффективность распараллеливания потоков по нескольким сетевым маршрутам определяется по формуле

,

где  - время затраченное на последовательную доставку потока данных одним маршрутом,  – время затраченное на доставку того же потока данных по нескольким маршрутам. зависит от характеристик каждого элемента этого маршрута, а  – от характеристик самого медленного маршрута при делении потока по маршрутам, то есть

, .

Очевидно, что время доведения информации большого объема будет зависеть от количества используемых маршрутов и их характеристик производительности, но эффективность распараллеливания потоков 30% является минимальной в сколь либо разветвленной сети.

Операция записи в поле «параметры» заголовка блока данных списка идентификаторов сетевых адресов узлов, через которые проходит маршрут, и идентификаторов таблиц коммутации позволяет противостоять компьютерным атакам типа «отказ в обслуживании» и «навязывание ложной информации управления (адресной, маршрутной)».

Гистограмма (фиг.3) показывает, что для выбранной структуры сети при её штатном функционировании между и обеспечивается коэффициент связности выше требуемого. Воздействие компьютерной атаки на смежный узел с граничным узлом (критический узел) при штатной высокой эффективности выполнения процессов обмена данными снижает коэффициент связности в IP-сети до 0,9988 (что уже ниже технической нормы), а в сети с мультимаршрутизацией – до 0,999932. При воздействии на два узла смежных с граничным узлом, IP-сеть полностью деградирует. Сеть с мультимаршрутизацией сохранит 43% от возможных маршрутов доставки данных даже при воздействии на три узла смежных с граничным узлом.

Таким образом, в отличие от существующих способов маршрутизации, способ мультимаршрутизации одновременно распределяет сегменты по нескольким маршрутам, тем самым осуществляя сокращение времени доведения потоков данных, так же при этом осуществляется и инжиниринг трафика – повышая коэффициент использования всех устройств сети. Применение идентификаторов адресов в цепочках адресов узлов, в отличие от маршрутизации от источника, призвано обеспечить противодействие компьютерным атакам.

Пример конкретного выполнения способа.

Предусловие: Абонент-отправитель (источник потока блоков данных) намерен отправить этот поток абоненту-получателю. При этом ставится задача сократить время доведения этого потока до абонента-получателя.

Входящая информация: поток (совокупность) блоков данных для пересылки, адрес абонента-получателя, тип обслуживания блоков данных и т.д.

В таблице приведен алгоритм основных действий.

Таблица 

Шаг Описание
1 Абонент-отправитель на базе своих средств подготавливает поток блоков данных.
При этом он выполняет следующие операции:
– формирует из сообщения совокупность блоков данных (поток);
– заполняет служебную часть блока данных, а именно свой адрес и адрес получателя, тип обслуживания и т.п. Для примера на фиг.1 представлен формат IP-пакета (блока данных) версии 4. В поле «тип обслуживания» проставляется идентификатор обслуживания «сокращение времени доведения потока»
2 Абонент-отправитель направляет поток блоков данных в модуль подготовки блоков данных граничного узла
3 Модуль мультимаршрутизации (устанавливается только на граничных узлах):
- строит граф связей сети, вершинами графа являются узлы с модулями подготовки блоков данных, взаимодействующих с абонентами (граничные узлы) и промежуточные узлы с модулями подготовки блоков данных, которые взаимодействуют только с граничными узлами и между собой. Ребрами графа являются интерфейсы узлов;
- обменивается информацией состояния узлов и интерфейсов для построения графа связей сети. Например, в протоколе маршрутизации OSPF (Open Shortest Path First) подобные сообщения называются router links advertisement (объявления о связях).
4 Модуль мультимаршрутизации:
- формирует «дерево» маршрутных подсистем. Каждый модуль маршрутизации считает узел, на котором он установлен (граничный узел), центром сети и ищет установленное количество явно заданных кратчайших маршрутов до каждого другого граничного узла. Эта совокупность маршрутов называется маршрутной подсистемой;
- каждый найденный таким образом маршрут заносится в таблицу мультимаршрутизации в виде цепочки адресов абонентов и узлов, через которые будет проходить блок данных;
- ведет таблицу мультимаршрутизации, в которую заносит данные о каждой маршрутной подсистеме: каждом маршруте (адреса абонентов-отправителей, цепочку адресов узлов и адреса абонентов-получателей и список идентификаторов этих адресов).
5 Модуль мультимаршрутизации при функционировании сети на основе информации состояния функционирующей сети вносит коррективы в таблицу мультимаршрутизации.
6 Модуль подготовки блоков данных граничного устройства абонента-отправителя. Получив требование от абонента-отправителя на доставку потока блоков данных:
- по адресу абонента-получателя выбирает маршрутную подсистему;
- по идентификатору обслуживания «сокращение времени доведения потока» выбирает в маршрутной подсистеме нужное количество маршрутов;
- разбивает поток данных на сегменты (количество сегментов соответствует количеству маршрутов). В служебное поле блока данных заносит идентификатор сегмента потока;
- заносит в соответствующее поле заголовка каждого блока данных, например в подполе поля «Параметры» (IP Options) пакета (Фиг.1), каждого сегмента потока соответствующую цепочку идентификаторов сетевых адресов абонентов и узлов маршрута;
- в поле «Адрес отправителя» (например, поле «Адрес источника» в IP-пакете, фиг.1) заменяет адрес абонента-отправителя на свой адрес;
- выбирает в цепочке адресов адрес следующего после себя узла и в поле «Адрес получателя» (например, поле «Адрес назначения» в IP-пакете, фиг.1) вносит этот адрес;
- передает каждый блок данных в модуль передачи блоков данных.
7 Модуль передачи блоков данных производит стандартные операции по передаче данных: проверяет контрольную сумму заголовка, определяет адрес (канального уровня) получателя и производит непосредственно отправку блока данных с учетом очередности, фрагментации, фильтрации и т. д.
8 Модуль подготовки блоков данных промежуточного узла:
- получив блок данных, проверяет поле «Адрес получателя», если блок данных адресован не ему сбрасывает блок данных;
- по полю «Адрес отправителя» и идентификатору предыдущего узла сверяет правильность цепочки узлов. Для этого модуль подготовки блоков данных промежуточного узла по адресу отправителя, в таблице коммутации, находит идентификатор этого адреса и по цепочке идентификаторов адресов узлов сверяет этот идентификатор с предыдущим идентификатором в цепочке, прописанной в соответствующем поле блока данных. Если идентификатор не совпадает, блок данных сбрасывается;
- выбирает в соответствующем поле блока данных идентификатор таблицы коммутации, а в таблице коммутации по идентификатору адреса следующего узла выбирает его сетевой адрес и прописывает в поле «Адрес получателя»;
- поле «Адрес отправителя» вносится свой сетевой адрес;
- передает блок данных в модуль передачи блоков данных.
Примечание: данный шаг повторяется до тех пор, пока блок данных не достигнет модуля подготовки блоков данных граничного узла абонента-получателя.
9 Модуль передачи блоков данных производит действия шага 7.
10 Модуль подготовки блоков данных граничного узла абонента-получателя выполняет действия шага 8, со следующими изменениями:
- в поле «Адрес получателя» каждого блока данных проставляет адрес абонента-получателя;
- в поле «Адрес отправителя» каждого блока данных проставляет адрес абонента-отправителя.
11 Модуль подготовки блоков данных граничного узла абонента-получателя:
- очищает другие служебные поля блока данных, обеспечивающие реализацию способа мультимаршрутизации (приводит блок данных к виду блока данных, представленному абонентом-отправителем);
- собирает из сегментов потока поток;
- передает блок данных в модуль передачи блоков данных.
12 Модуль передачи блоков данных производит действия шага 7.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить эффективность распределения потоков в сети с коммутацией блоков данных, а именно, повысить коэффициент использования оборудования и производительности сети в целом, повысить устойчивость функционирования сети с коммутацией блоков данных к воздействию компьютерных атак, сократить время доведения потоков данных.

1. Способ мультимаршрутизации блоков данных в коммутируемой сети, реализуемый посредством программного обеспечения узла коммутируемой сети, включающего модуль подготовки блоков данных граничного узла абонента-отправителя, граничного узла абонента-получателя и промежуточного узла, модуль передачи блоков данных граничного узла абонента-отправителя, граничного узла абонента-получателя и промежуточного узла, модуль мультимаршрутизации, устанавливаемый на граничных узлах, обеспечивающий построение одного или нескольких графов связности сети на основе приема информации состояния узлов, при этом способ включает этапы исполнения алгоритма поиска нескольких явно заданных кратчайших маршрутов на графах связности сети для формирования таблиц мультимаршрутизации в граничных узлах сети, распределения сегментов потока по нескольким маршрутам в маршрутной подсистеме, задания маршрута в поле заголовка блока данных в виде цепочки сетевых адресов или идентификаторов сетевых адресов абонентов и узлов, осуществления коммутации блока данных в соответствии с цепочкой сетевых адресов или идентификаторов в поле заголовка блока данных по одной из таблиц коммутации в промежуточных узлах, а также сбор потока данных в граничных узлах, причем таблица мультимаршрутизации ведётся под каждый граф связности и состоит из перечня маршрутных подсистем между граничным узлом абонента-отправителя и другими граничными узлами, списка нескольких кратчайших маршрутов для каждой маршрутной подсистемы с полным перечнем сетевых адресов абонентов и узлов из состава маршрута, списка соответствия идентификаторов сетевым адресам и хранится в каждом граничном узле, а таблица коммутации, содержащая перечень сетевых адресов и перечень их идентификаторов, хранится для каждого графа связности в промежуточных узлах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество таблиц коммутации и таблиц мультимаршрутизации определяется количеством графов связности сети.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят узлы, рассматриваемые как внешний элемент вычисления нескольких явно заданных кратчайших маршрутов на графах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении надежности функционирования систем хранения данных (СХД).

Изобретение относится к устройству для реализации системы оценивания трафика через многокаскадную коммутационную сеть. Технический результат – повышение производительности сети.

Изобретение относится к безопасности компьютерных систем. Технический результат – расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в уменьшении времени передачи потока передачи.

Изобретение относится к устройствам отображения информации. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного отображения информации о контенте из различных источников.

Изобретение относится к средствам проверки неразрывности передачи данных между главным входным блоком и главным выходным блоком. Технический результат заключается в повышении надежности передачи данных.

Изобретение относится к устройствам ввода. Технический результат заключается в снижении числа, степени и/или характера вводов от пользователей и соответственно экономии энергии и увеличении времени между зарядками батареи.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является обеспечение более полного и точного контроля безопасности в сети.

Изобретение относится к средствам для одноранговой передачи информации о перемещениях устройств. Технический результат заключается в обеспечении автоматизированного совместного использования актуальной информации о перемещении устройств посредством одноранговых соединений между ними с повышенной конфиденциальностью.

Изобретение относится к области вычислительных технологий. Технический результат заключается в повышении эффективности обмена сообщениями.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении надежности функционирования систем хранения данных (СХД).

Изобретение относится к области телекоммуникаций и может быть использовано в коммутаторах с поддержкой качества обслуживания для регулирования доступа очередей коммутатора к физическому каналу.

Изобретение относится к средствам беспроводной связи. Технический результат заключается в уменьшении времени задержки и повышении эффективности беспроводной сети.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в уменьшении времени передачи потока передачи.

Изобретение относится к средствам проверки неразрывности передачи данных между главным входным блоком и главным выходным блоком. Технический результат заключается в повышении надежности передачи данных.

Изобретение относится к устройству отображения, устройству захвата речи и способу распознавания речи. Технический результат заключается в обеспечении способа управления устройством отображения.

Изобретение относится к области управления потоком или управления перегрузкой каналов связи и может быть использовано для обеспечения требований качества обслуживания (QoS) при передаче фрактального телекоммуникационного IP трафика.

Изобретение относится к области вычислительных технологий. Технический результат заключается в повышении эффективности обмена сообщениями.

Изобретение относится к контроллеру и способу управления передачей данных. Технический результат заключается в обеспечении управления передачей данных.

Изобретение относится к области передачи данных. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения.

Группа изобретений относится к конфигурированию систем автоматизации. Технический результат - возможность конфигурирования с невысокими затратами модульного устройства управления. Он достигается тем, что для конфигурирования модульного устройства управления, которое включает в себя центральный блок и по меньшей мере один модуль связи с соответствующим встроенным маршрутизатором, блоки конфигурации маршрутизатора первых маршрутизаторов обнаруживают доступные функции маршрутизатора и соотнесенные значения приоритета других маршрутизаторов. Первые маршрутизаторы имеют расширенную функцию маршрутизатора для соединения с сетью связи верхнего уровня. Вторые маршрутизаторы имеют ограниченную функцию маршрутизатора для соединения с подчиненной подсетью эксплуатационного уровня. При наличии других первых маршрутизаторов блоки конфигурации маршрутизатора первых маршрутизаторов проверяют, соответственно, на основе значений приоритета, с каким первым маршрутизатором соотнесено наивысшее значение приоритета. Первый маршрутизатор с наивысшим значением приоритета конфигурируется как маршрутизатор верхнего уровня. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к способам маршрутизации данных, и может быть использовано в существующих и создаваемых сетях с коммутацией блоков данных для обеспечения инжиниринга трафика и параллельной доставки сегментов одного потока данных. Технический результат заключается в сокращении времени доведения потоков данных в сети. Способ мультимаршрутизации блоков данных в коммутируемой сети реализуется посредством программного обеспечения узла коммутируемой сети, включающего модуль подготовки блоков данных, модуль передачи блоков данных, модуль мультимаршрутизации. Способ включает следующие этапы: исполнение алгоритма поиска нескольких кратчайших маршрутов на графах связности сети для формирования таблиц мультимаршрутизации в граничных узлах сети; распределение сегментов потока по нескольким маршрутам в маршрутной подсистеме; задание маршрута в поле заголовка блока данных в виде цепочки сетевых адресов или идентификаторов сетевых адресов абонентов и узлов; осуществление коммутации блока данных в соответствии с цепочкой сетевых адресов или идентификаторов в поле заголовка блока данных по одной из таблиц коммутации в промежуточных узлах; сбор потока данных в граничных узлах. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх