DE60035638T2

DE60035638T2 - Verfahren zum sequentiell ordnen von Änderungen für IP-Netzkonfiguration

Info

Publication number: DE60035638T2
Application number: DE60035638T
Authority: DE
Inventors: P. Matawan Krishnan; Subrata Marlboro Mazumdar; Tejas Eatontown Naik; Ganesan Matawan Ramu
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: US6621798B1; CA2305059A1; EP1047228A2; EP1047228A3; DE60035638D1; ATE368339T1; EP1047228B1

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft IP-Netzwerke und insbesondere Techniken zum Sequenzieren von Konfigurationsänderungen in einem Netzwerk von IP-Routern.
Derzeitige IP-Netzwerke bestehen in der Regel aus Routern, die durch Strecken verbunden werden. Ein zu dem Netzwerk gesendetes Paket erreicht ein bestimmtes Ziel durch Spezifizieren der IP-Adresse eines Zielports. Ein Paket erreicht den gewünschten Zielport, indem es sequentiell durch eine Anzahl von Routern geroutet wird.
Eine OSPF-Domäne eines IP-Netzwerks kann logisch in eine Ansammlung von ABR (Area Border Router) unterteilt werden, die über "Backbone"-Strecken mit einem oder mehreren Gebieten verbunden werden. Jedes Gebiet umfaßt ein Subnetzwerk von Routern, die durch Strecken verbunden werden. Innerhalb eines Gebiets kann es auch Subnetze geben und jedes Subnetz ist eine Ansammlung verbundener IP-Router mit einem Gateway, das das Subnetz an den Rest des Netzwerks anschaltet.
IP-Router besitzen zahlreiche Parameter, die sich auf ihren Betrieb auswirken. Zum Beispiel können Router dafür ausgelegt werden, ein angefordertes Dienstniveau bereitzustellen, die Sicherheit der Kommunikation zu verbessern, Kommunikation von verschiedenen Quellen zu blockieren, Verwaltungsinformationen bereitzustellen usw. Natürlich müssen Router auch ihre Hauptaufgabe des Routens von Paketen ausführen und zu diesem Zweck führen Router ein Routing-Protokoll aus. Als Teil dieses Protokolls muß jeder der Router ein Gefühl für die Konnektivität des IP-Netzwerks, in dem er operiert, entwickeln und eine Routing-Tabelle zur Anleitung des Routens von Paketen durch den Router erstellen. Das Routing-Protokoll operiert gemäß verschiedenen Para metern, die mit dem Routing-Protokoll assoziiert sind. Wie bei den zuvor erwähnten Parametern werden die Routing-Protokoll-Parameter von einem oder mehreren Systemadministratoren für die Router konfiguriert (z.B. aktualisiert).
Um das Konfigurieren oder Aktualisieren auszuführen, greifen Administratoren entweder durch Außerband- oder Inband-Kanäle auf Router zu. Die Außerband-Konfiguration wird durch die Konsole des Routers oder abgesetzt entweder durch einen Modemport des Routers oder einen separaten Ethernet-Port des Routers erreicht. Inband-Konfiguration wird durch Erreichen des Routers über das Netzwerk selbst erreicht, d.h. durch "Telneting" zu dem Router. Inband-Konfiguration ist das üblichste Verfahren des Zugriffs, da es keine Verwendung eines separaten Zugangsnetzwerks erfordert.
Das Konfigurieren von Routern von einem zentralen Konfigurationsstandort aus durch den Inband-Kanal stellt ein potentielles Problem dar, das von dem Umstand stammt, daß das Aktualisieren der Parameter eines Routers bewirken kann, daß ein anderer Router unzugänglich wird. Das Problem ist nur ein potentielles Problem, weil es nur auftreten kann, wenn Parameter, die sich auf die Erreichbarkeit von Ports auswirken, aktualisiert werden, und nur wenn die Aktualisierung zufällig in der falschen Sequenz erfolgt. Folglich ist es wichtig, das Aktualisieren von Routern ordnungsgemäß zu sequenzieren, um eine Situation zu vermeiden, bei der ein Router von dem zentralen Standort aus aktualisiert werden muß, aber dem zentralen Standort unzugänglich ist.
Es wird angemerkt, daß die europäische Patentanmeldung EP 0 817 424 der Digital Equipment Corporation ein Mesh-verbundenes lokales Netzwerk beschreibt, bei dem immer dann, wenn eine neue Vermittlung oder Strecke zu dem Netzwerk hinzugefügt wird und immer dann wenn eine Vermittlung oder eine Strecke ausfällt, die Vermittlungen in dem Netzwerk das Netzwerk durch Neuberechnung der Menge legaler Wege durch das Netzwerk automatisch neukonfigurieren.
Kurzfassung
Das Aktualisieren von Routern wird erreicht, indem sichergestellt wird, daß die Ablaufplanung von Routeraktualisierungen dergestalt ist, daß eine Turbolenzzone, die auftritt, wenn die Aktualisierung stattfindet, nicht verhindert, daß ein etwaiger Router, der möglicherweise aktualisiert werden muß, erreicht werden kann. Bei IP-Routern, die eine Task-Ablaufplanungsfähigkeit besitzen, wird dies erzielt durch Schätzen der Zeit zum Übermitteln von Aktualisierungsinformationen zu allen Routern, die aktualisiert werden müssen, Addieren dieser Schätzung zu der Tageszeit und Senden der Aktualisierungsspezifikationen. Die Router empfangen die Aktualisierungsspezifikationen, planen die Aktualisierungs-Task ein und aktualisieren sich unabhängig selbst zum entsprechenden Zeitpunkt. Bei Anordnungen, in denen Router keine Task-Ablaufplanungsfähigkeit besitzen, wird die Aktualisierung sequenziert. Es werden drei Verfahren offenbart. Eine Ausführungsform erzeugt eine Menge von Traceroute-Bäumen, die die zu aktualisierenden Knoten abdecken, und es werden Blattknoten der Bäume zufällig aufgenommen. Alle Blattknoten, die berücksichtigt werden, werden aus den Bäumen entfernt, so daß Knoten zurückbleiben, die Zwischenknoten anderer Bäume waren. Wenn solche Knoten zu den einzigen übrigen Blattknoten werden, werden sie entfernt und der Prozeß wird fortgesetzt, bis keine Knoten in irgendwelchen der Bäume verbleiben. Die zweite Ausführungsform ist insofern mehr baumzentrisch, als sobald ein Startknoten identifiziert ist (und sein assoziierter Baum), alle seine Knoten betrachtet werden, bevor zu einem anderen Baum fortgeschritten wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens für IP-Router, die ihre Parameter unabhängig auf ablaufgeplanter Zeitbasis aktualisieren;
2 zeigt einen gerichteten Baum für ein Netzwerk von Knoten;
3 zeigt ein Flußdiagramm eines ersten Verfahrens zum Sequenzieren der Aktualisierung von IP-Routern in einem Netzwerk;
4 zeigt die Etikettierung von Knoten und Strecken, die bei der Ausführung des durch 3 offenbarten Verfahrens auftritt; und
5 zeigt ein Flußdiagramm eines zweiten Verfahrens zum Sequenzieren der Aktualisierung von IP-Routern in einem Netzwerk.
Ausführliche Beschreibung
Das Problem des Sequenzierens wird beseitigt, wenn die Router, die aktualisiert oder konfiguriert werden müssen, eine "Ablaufplanungsfähigkeit" bereitstellen, d.h. eine Fähigkeit zum Empfang von Konfigurationsaktualisierungen, sie speichern und die Änderungen zu einem späteren Zeitpunkt ausführen. Gemäß diesem Ansatz werden über das in 1 abgebildete Verfahren Mengen von Routern aktualisiert.
In der ersten Phase wird im Block 10 eine Schätzung der erforderlichen Zeit zum Herunterladen der Konfigurationsinformationen zu allen Routern in der Menge von zu aktualisierenden Routern erhalten. Diese Schätzung kann grob sein, wie etwa eine bestimmte große vorsichtige Schätzung von zum Beispiel 10 Minuten. Es kann zum Beispiel auch eine genauere Schätzung erhalten werden, indem man ein Ping zu den verschiedenen Routern durchführt (wodurch man die Erreichbarkeitszeit erhält) und die maximale Erreichbarkeitszeit, addiert zu der maximalen geschätzten Aktualisierungsheraufladezeit, verwendet. Erreichbarkeitszeiten (die mit den "Dings" abgeleitet werden) können gespeichert werden, um ein Histogramm zu erzeugen, so daß die maximale Zeit, die durch Block 10 ausgewählt wird, die größte in dem gespeicherten Histogramm gefundene maximale Zeit ist. Gemäß dem in 1 abgebildeten Prozeß wird die Schätzung der maximalen Erreichbarkeitszeiten zu der Tages-Uhrzeit addiert und im Block 20 mit den Aktualisierungsinformationen zusammengelegt. Block 30 sendet diese Informationen inband zu der Menge von zu aktualisierenden Routern. Als letztes aktualisieren sich die Router gemäß Block 40 selbst unter der Kontrolle der zuvor empfangenen und gespeicherten Anweisungen zum entsprechenden Zeitpunkt.
Das Verfahren von 1 arbeitet gut, erfordert aber, daß die Router eine Task-Ablaufplanungsfähigkeit besitzen. Für Netzwerke, die Router verwenden, die keine Task-Ablaufplanungsfähigkeit aufweisen, ist eine ordnungsgemäße Sequenzierung die einzige Alternative bei Verwendung eines Inband-Zugangskanals oder einer Mischung von Außerband- und Inband-Zugangskanälen.
In den meisten Fällen wirkt sich das Ändern eines kritischen Routing-Protokoll-Parameters auf die Fähigkeit dieses Routers zum Austausch von Routing-Informationen mit anderen Routern aus. Dies hat zur Folge, daß Wege, die durch diesen Router verlaufen, zumindest für einige Zeit unbenutzbar sein könnten. Während Parameter auf mehreren Routern geändert werden, wird eine "Turbolenzzone" erzeugt, die abklingt, wenn alle erforderlichen Router aktualisiert sind. Das Ziel besteht darin, die Turbolenzzone so zu erzeugen, daß die Möglichkeit, alle erforderlichen Router zu erreichen, nicht beeinträchtigt wird.
Um die Aktualisierung von Routern so zu sequenzieren, daß die Turbolenzzone die entsprechende Eigenschaft aufweist, muß die Topologie des Netzwerks bekannt sein. Dies kann durch ein IPNC-Werkzeug (IP Network Configurator) erreicht werden, das von Lucent Technologies erhältlich ist. In der Regel ist das IPNC-Werkzeug auf einer an das Netzwerk angeschlossenen UNIX-Workstation installiert. Die Topologie des Netzwerks wird durch das IPNC-Werkzeug entdeckt. Ein Verfahren dafür besteht darin, eine Menge von Traceroute-Befehlen auszuführen, die alle Knoten abdecken, die aktualisiert werden müssen. Der hier verwendete Begriff "abdecken" bedeutet "berücksichtigt". Traceroute ist ein Standard-Vernetzungswerkzeug, das im Betriebssystem enthalten ist und als Eingabe ein Ziel nimmt und den Weg ausgibt, der von dem Startort zu dem Ziel gemäß derzeitigen Routing-Tabellen genommen wird. Aus diesen Informationen kann man einen gerichteten Baum konstruieren, der zeigt, wie Pakete von dem IPNC-Werkzeug zu den verschiedenen Routern geroutet werden. Der Zweckmäßigkeit halber werden in der vorliegenden Offenbarung die konstruierten Bäume als "Traceroute-Bäume" bezeichnet, gleichgültig, ob die Informationen für das Konstruieren der Bäume mittels eines Traceroute-Werkzeugs oder anderweitig erhalten werden. 2 zeigt einen einfachen Traceroute-Baum eines Netzwerks, der durch ein Traceroute von dem IPNC-Werkzeug auf der Maschine R0 zu dem Router (d.h. Knoten) R5, gefolgt durch Traceroutes zu den Knoten R2 und R3, konstruiert worden sein könnte. Da ein Netzwerk und die entsprechenden Routing-Tabellen sich von Zeit zu Zeit ändern können, werden diese Informationen vorteilhafterweise jedesmal gesammelt, wenn eine Aktualisierungsoperation unternommen wird, statt nur einmal. Es wird angenommen, daß der Routing-Baum für die Zeit, die erforderlich ist, um die Konfigurationen auszuführen, stabil ist.
Die Sequenz für das Aktualisieren wird von den Blättern bis zu der Wurzel des Baums spezifiziert, so daß alle Knoten, die von einem Knoten aus erreichbar sind, in der Sequenzierungsreihenfolge vor dem Knoten erscheinen müssen. Im allgemeinen kann man die notwendige Sequenzierungsreihenfolge durch Verwendung einer herkömmlichen tiefenorientierten Suche erreichen. Siehe zum Beispiel "The Design and Analysis of Computer Algorithms" von Aho, Hopcroft und Ullman für eine Beschreibung der tiefenorientierten Suche. Das Sequenzierungsproblem wird jedoch durch die Details, die über den grundlegenden Ansatz in Bezug auf ein IP-Netzwerk hinausgehen, interessant und schwierig.
Im allgemeinen Fall kann es mehrere mögliche Startknoten zur Einleitung des Traceroute geben. Zum Beispiel wird in 2 das Traceroute erreicht, indem sich das IPNC-Werkzeug in die Maschine R1 einloggt und eine Anzahl von Traceroutes von R1 aus ausführt. Es ist jedoch möglich, daß die Menge der zu aktualisierenden Router nicht von einer einzigen Maschine, wie etwa R1, aus abgedeckt werden kann. Deshalb ist es notwendig, Login-Zugang zu einer Anzahl der Router (die auch als Knoten oder Maschinen bezeichnet werden) zu besitzen, von denen aus Traceroute auszuführen ist, und vielleicht sogar zu allen Routern zu besitzen. Ferner muß es einen Login-Weg zu diesem Traceroute-Startknoten geben, der durch keine anderen Knoten, die aktualisiert werden müssen, verläuft.
Die Menge von Routern, die die Anforderungen des "Traceroute-Startknoten" erfüllen (oder sie für Teilmengen der zu aktualisierenden Router erfüllen), umfaßt folgendes.

• Die Maschine, auf der das IPNC-Werkzeug ausgeführt wird. Offensichtlich ist Zugang zu der Maschine, auf der das IPNC-Werkzeug abläuft, immer verfügbar.
• Router mit Außerband-Verbindung. Auch hier ist offensichtlich, daß angenommen werden kann, daß der Zugang zu Routern mit Außerband-Konnektivität immer verfügbar ist.
• ABR (Area Border Router). Für andere Gebiete als das Gebiet des Routers, in dem das IPNC-Werkzeug verankert ist, oder des Routers, in dem das IPNC-Werkzeug eingeloggt ist, ist der ABR der Knoten, der vor dem Erreichen jedes anderen Knotens in dem Gebiet immer erreicht wird. Die Wahl des ABR als Startknoten für das Gebiet ist deshalb eine effektive Wahl.
• Gateway-Router. Wie bei ABR stellt das Gateway eine gute Wahl als Traceroute-Startknoten für das Subnetz des Gateways dar.

Es sei angemerkt, daß häufig die Menge von Knoten, die der Administrator aktualisieren möchte, in einem Gebiet des Netzwerks oder in einem IP-Subnetz gefunden wird.
3 zeigt ein Flußdiagramm eines ersten Echtzeit-Sequenzierungsverfahrens zum Aktualisieren von IP-Netzwerk-Routern. Im Prinzip erzeugt das Verfahren von 3 eine geordnete Liste von Elementen {s_i, sn_j}, wobei s_i ein Knoten aus einer Menge S von Knoten ist, an denen Aktualisierungsänderungen vorgenommen werden sollen, und sn_j ein Knoten aus einer Menge SN von Knoten ist, die "Traceroute-Start"-Knoten bilden. Die Aktualisierungen werden in der durch die geordnete Liste spezifizierten Reihenfolge ausgeführt. Für das Beispiel der Topologie von 2 ist die geordnete Liste (R3, R0), (R4, R0), (R2, R0), (R5, R0), (R6, R0), (R1, R0) akzeptabel.
In einfachsten Fall wird ein Traceroute-Baum von einem Knoten sn₁ in der Menge SN erzeugt, bis alle Knoten in S in dem Traceroute-Baum enthalten sind oder keine neuen Knoten zu dem Baum hinzugefügt werden. Zu letzterem könnte es kommen, wenn es keinen Routing-Weg von sn₁ zu bestimmten der Knoten in S gibt. Es sei angemerkt, daß, wenn ein Traceroute zu einem Knoten j ausgeführt wird, der Weg mehrere Zwischenknoten durchlaufen kann, die sich in der Menge S befinden. Unter solchen (relativ häufigen) Umständen ist es offensichtlich nicht notwendig, separate Traceroutes zu diesen Zwischen knoten auszuführen. Für jedes ausgeführte Traceroute wird jeder durchquerte Knoten mit sn₁ etikettiert und das gleiche gilt für jede durchquerte Strecke (oder "Kante"). Ein Knoten, der bereits etikettiert wurde, wird auch dann nicht erneut etikettiert, wenn er mit einem anderen Traceroute durchquert wird. So lange Knoten in S verbleiben, die noch nicht etikettiert wurden, wird der Traceroute-Prozeß fortgesetzt, wobei ein anderer Knoten in SN, z.B. sn₂, als der Traceroute-Startknoten dient und jeder neue Knoten bzw. jede neue Kante der bzw. die durchquert wird, mit sn₂ etikettiert wird. Die resultierende Struktur kann wie in 4 aussehen, wenn die Traceroute-Startknoten R1 und dann R7 sind. Das Ergebnis ist eine Menge von Bäumen, die sich möglicherweise überlappen (z.B. Knoten R6). Die Menge von Bäumen wird durch Block 11 in 3 erzeugt.
Sobald Block 11 seine Task abschließt, kann die Erzeugung einer Aktualisierungssequenz beginnen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird die Sequenz gemäß dem folgenden Pseudocode erzeugt:
While (es sind Knoten in irgendeinem der Menge von Bäumen übrig) do {zufälliges Auswählen eines Blatts s_i aus der Menge von Bäumen zufällig dergestalt, daß der Knoten s_i für keinen Baum ein interner Knoten ist (OR Versagen).
Das Blatt s_i und seine Kennzeichnung sn_j an die geordnete Aktualisierungssequenzliste ausgeben
Knoten s_i aus dem Baum sn_j entfernen
folgendes wiederholen {
wenn es keine Kante mit Kennzeichnung x aus einem Nicht-Blattknoten heraus gibt,
Entfernen der Kennzeichnung x aus allen Kanten in diesen Knoten hinein (oder Kanten mit der Kennzeichnung x in diesen Knoten hinein), wenn der Knoten nicht mit x gekennzeichnet ist;
} until (keine Kante oder Kennzeichnung ist entfernbar);
}
Dieser Pseudocode wird in 3 wiedergegeben, wobei, nachdem die Steuerung an den Block 12 abgegeben wurde, ein Blattknoten willkürlich aus der Menge von Bäumen so ausgewählt wird, daß der Knoten für keinen Baum ein interner Knoten ist (OR Versagen). Der gewählte Blattknoten s_i und sein Kennzeichnung sn_j, das den Baum bezeichnet, zu dem der Knoten s_i hauptsächlich gehört, werden durch Block 13 als das Tupel {s_i, sn_j} an die geordnete Liste angehängt. Block 14 entfernt das Blatt aus dem Baum sn_j und alle Kanten des Baums sn_j, die zu dem entfernten s_i zeigen. Dann wird die Steuerung an Block 15 abgegeben, der eine "Aufräum"-Operation ausführt. In einer Schleife mit Block 16 prüft Block 15 auf alle Knoten, die eine in ihn hineinkommende Kante mit der Kennzeichnung x aber keine aus ihm herausgehende Kante mit der Kennzeichnung x aufweisen, wobei die Kennzeichnung x von der Kennzeichnung des Knotens verschieden ist. Für alle solche Knoten werden die Kennzeichnung x an den Kanten in den Knoten entfernt. Dann wird die Steuerung an Block 17 abgegeben, der bestimmt, ob Knoten übrig sind. Wenn dies der Fall ist kehrt die Steuerung zum Block 12 zurück. Andernfalls endet der Algorithmus mit Block 18, der Aktualisierungsausführungsbefehle zu den Routern in der Reihenfolge zu den Routern sendet, die in der im Block 13 erzeugten geordneten Liste spezifiziert wird. Natürlich kann es Knoten in der geordneten Liste geben, die nicht aktualisiert werden müssen. Die diesen Knoten entsprechenden Tupel können aus der geordneten Liste entfernt (oder erst gar nicht in diese gesetzt) werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird der Prozeß des Löschens entweder in Block 13 sozusagen "im Verlauf" oder in Block 18 ausgeführt. Ein Beispiel für eine akzeptable Sequenz für 4 ist (R2, R1), (R4, R1), (R9, R7), (R8, R7), (R6, R1), (R7, R7), (R5, R1), (R3, R1), (R1, R1).
Das oben beschriebene Verfahren kann durch Voridentifizieren einer Teilmenge PSN (bevorzugte Startknoten) in der Menge SN beschleunigt werden. Diese Teilmenge kann natürlich alle Knoten in SN enthalten, es ist aber in der Praxis am besten, in die PSN die Knoten in SN aufzunehmen, die "schnell" von der Station, die Host für das IPNC-Werkzeug ist, erreicht werden kann. Nachdem die PSN-Knoten identifiziert wurden, kann man Bäume konstruieren, indem die Knoten identifiziert werden, die direkt mit den PSN-Knoten verbunden sind, wie folgt:
Entferne alle Knoten von PSN aus S;
Kennzeichne jeden Knoten in PSN mit der Kennzeichnung psn_j
Für jeden Knoten psn_j in PSN do {
Es sei n₁, n₂, ..., n_k die Menge von Knoten (Routern), die eine direkt verbundene Schnittstelle zu psn_j aufweisen;
For i = 1...k {
Wenn n_i nicht schon gekennzeichnet ist {
Kennzeichne n_i mit psn_j und füge eine Kante von psn_j zu n_i mit der Kennzeichnung psn_j hinzu;
Entferne n_i aus der Menge S;
}
}
Nach diesem Identifikations- und Kennzeichnungsprozeß können die oben beschriebenen Prozesse zum Aufbau von Bäumen und zum Entwickeln einer Aktualisierungssequenz für die Bäume für die PSN-Bäume voranschreiten. Danach können die oben beschriebenen Prozesse, wenn Knoten in S übrig sind, für diese Knoten wiederholt werden.
Der Prozeß von 3 konzentriert sich auf den zu aktualisierenden Knoten (knotenzentrisch). Ein zweites Verfahren, das den hier offenbarten Prinzipien genügt, konzentriert sich auf den Startknoten (baumzentrisch) und ist in 5 abgebildet.
Block 25 erzeugt eine Menge von Bäumen, die die zu aktualisierenden Knoten abdecken. Wie bei Block 11 könnte die Menge Knoten enthalten, die nicht aktualisiert werden müssen. Vorausgesetzt, daß es j_max Startknoten sn_j, j = 1, 2, ..., j_max, gibt und daß es m_max Knoten N_m, m = 1, 2, ..., m_max, gibt, die aktualisiert werden müssen, wird für jeden Startknoten sn_j ein separater Traceroute-Baum (mit der Kennzeichnung sn_j) konstruiert. Das Ergebnis können j_max Traceroute-Bäume sein (die zu aktualisierenden Router könnten durch weniger Traceroute-Bäume abgedeckt werden). Natürlich wird an besuchten Knoten am nächsten Startknoten nicht noch mal ein Traceroute ausgeführt. Eine Erweiterung wäre, einen Baum zu beschneiden, wenn ein anderer Startknoten während des Traceroute erreicht wird, weil die von dem Baum dieses anderen Startknotens abgeleiteten Informationen bereits die gewünschte Abdeckung bereitstellen.
Nach dem Abschluß der Menge von Bäumen gibt Block 25 die Steuerung an Block 26 ab, in dem ein Startknoten sn_j z.B. zufällig ausgewählt wird. Nachdem der Startknoten sn_j und sein Baum ausgewählt wurden, wird die Steuerung an Block 27 abgegeben, in dem ein Blattknoten s_a aus dem sn_j-Baum ausgewählt wird. Die Steuerung wird dann an Block 29 abgegeben, der bestimmt, ob der gewählte s_a-Knoten ein Zwischenknoten eines anderen Baums ist. Wenn dem so ist, springt die Steuerung zum Block 28. Andernfalls wird die Steuerung an Block 31 abgegeben, der das Tupel {s_a, sn_j} an die geordnete Liste ausgibt und den Knoten s_a aus dem sn_j-Baum entfernt. Die Steuerung wird dann an Block 28 abgegeben, der bestimmt, ob es weitere Knoten in dem Baum gibt. Wenn der Baum nicht leer ist, kehrt die Steuerung zum Block 26 zurück. Wenn der Baum leer ist, wird die Steuerung an Block 23 abgegeben, der die oben in Verbindung mit 5 beschriebenen Funktionen ausführt. Wie in Verbindung mit dem oben offenbarten ersten Verfahren werden Knoten, die nicht aktualisiert werden müssen, aus der geordneten Liste entfernt oder erst gar nicht in diese aufgenommen.
Ausgedrückt in Pseudocode folgt das Verfahren von 5 der folgenden Logik:
While (es gibt einen Knoten in irgendeinem Baum) do {
Startknoten sn_j zufällig aussuchen
While (Blattknoten s_i existiert im Baum sn_j und der Knoten s_i ist kein Zwischenknoten eines Baums außer sn_j) {
Setze (s_i, sn_j) auf Aktualisierungssequenzliste
Entferne Knoten s_i aus dem Baum sn_j
}
}
Das Verfahren von 5 ist einfach zu implementieren und ist wahr, wenn in Verbindung mit allen Knoten folgendes wahr ist: wenn Knoten A C erreichen kann, Knoten B C erreichen kann und Knoten C D erreichen kann, können die Knoten A und B D erreichen.
Die Auswahl der Menge von Startknoten ist ein interessantes Problem. Insbesondere wenn eine Änderung von Parametern mit gebietsweiter Auswirkung vorgenommen wird, wird die Wahl der Startknoten wichtig. Router mit Außerband-Zugang werden automatisch in die SN-Menge aufgenommen und können bei einer Ausführungsform, die das Prinzip einer PSN-Menge verwendet, in die PSN-Menge (abhängig von Performance-Aspekten) aufgenommen werden oder nicht. Wenn das IPNC-Werkzeug in demselben Gebiet wie die Menge aktualisierter Router verankert ist, reicht ein Traceroute von der Maschine, auf der das IPNC-Werkzeug abläuft, aus, und der Startknoten ist die Maschine, auf der das IPNC-Werkzeug abläuft. Wenn die Menge von aktualisierten Routern zu einem Gebiet außerhalb des Gebiets gehört, in dem das IPNC-Werkzeug abläuft, enthält die SN-Menge (und die PSN-Menge) die Menge von ABR. Wenn das Ziel in einem virtuellen Gebiet liegt, enthält die SN-Menge die Menge virtueller ABR zu dem Zielgebiet.
Von besonderer praktischer Signifikanz ist der Fall, daß Aktualisierungen an Routern an einem Subnetz vorgenommen werden müssen. Obwohl die oben offenbarten Techniken ausreichen, kann man den Umstand ausnutzen, daß direkt verbundene Schnittstellen fast immer von einem Nachbar in dem Subnetz aus zugänglich sind. Da Schnittstellen in einem Subnetz als direkt verbunden betrachtet werden, muß das IPNC-Werkzeug lediglich einen der Nachbarn erreichen und diesen Nachbarknoten als Startknoten verwenden. Wenn eine Außerband-Verbindung zu einem der Subnetzknoten verfügbar ist, ist dies dann der Startknoten. Wenn nicht, kann man die folgende Technik verwenden:

• Durchführen eines Traceroutes zu einer willkürlich ausgewählten existierenden Schnittstelle des Subnetzes
• Es sei r der erste Router in der Traceroute-Sequenz, der eine Schnittstelle in dem Subnetz aufweist. Dieser Knoten ist dann der Gateway-Knoten für das Subnetz.
• Es sei SN = {r}, so daß Knoten r zu einem Startknoten wird.
• Ausgabe: {r1, r}, {r2, r}, ..., {rN, r}, {r, r}, wobei r1, r2, ..., rN die Router (außer r) sind, die eine Schnittstelle in dem Subnetz aufweisen.

Wenn Zugang zu einem der Router in dem Subnetz zur Verfügung steht, ist eine andere, effizientere Technik die folgende:

• Einloggen in einen Router rr mit der Schnittstelle ii in dem Subnetz.
• Durchführen eines Traceroute von dem Router rr zu der IPNC-Werkzeug-Hostmaschine M.
• Auswählen der letzten Schnittstelle i in der Traceroute-Liste (mit vorangestelltem ii), die zu dem Subnetz gehört; es sei i zu dem Router r gehörend. Dieser ist wieder das Gateway des Subnetzes. (Äquivalent wähle man den letzten Router r in der Traceroute-Liste (mit vorangestelltem rr), der eine Schnittstelle i in dem Subnetz aufweist.) Es sei angemerkt, daß es in den meisten Fällen ausreicht, nur den ersten Sprung von dem Router rr zu untersuchen, um die Schnittstelle i und den Router r zu bestimmen).
• Es sei SN = {r}, wodurch der Knoten r zu einem Startknoten wird.
• Ausgabe: {r1, r}, {r2, r}, ..., {rN, r}, {r, r}, wobei r1, r2, ..., rN die Router (außer r) sind, die eine Schnittstelle in dem Subnetz aufweisen.

In beiden Fällen kann der aufwendige Traceroute von dem Router r vermieden werden, da direkt verbundene Schnittstellen von dem Router r aus erreicht werden können. Es sei angemerkt, daß in beiden Fällen die Ausgabe r1, r2, ..., r auch gültig ist; d.h. direktes Telnet zu jedem Router, in r hinein am Ende der Sequenz.

Claims

Verfahren zum Aktualisieren von Routern in einem Netzwerk, mit den folgenden Schritten: Verwenden eines oder mehrerer Traceroute-Bäume (12-22), wobei jeder Baum einen Wurzelknoten, Blattknoten und Kanten aufweist, die jeden Blattknoten durch n Zwischenknoten, wobei n eine ganze Zahl ≥ 0 ist, mit dem Wurzelknoten verbinden, wobei die Bäume kollektiv die zu aktualisierenden Router abdecken, wobei Knoten und Kanten jedes Baums mit einer Baumkennung gekennzeichnet werden und wobei Knoten, die zu mehr als einem Baum gehören, wenn solche Knoten existieren, mit nur einer Baumkennung gekennzeichnet werden; Aktualisieren (23) der Router beginnend mit Blättern der Bäume und voranschreitend in Richtung der jeweiligen Wurzeln der Bäume.
Verfahren nach Anspruch 1, das mit einem Werkzeug ausgeführt wird, das auf einem an das Netzwerk angeschlossenen Computer verankert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der eine bzw. die mehreren Bäume Wurzelknoten aufweisen, die dem Computer zugänglich sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der eine bzw. die mehreren Bäume Wurzelknoten aufweisen, die aus einer Menge ausgewählt werden, die folgendes umfaßt: den Computer, Router, die der Computer über eine Außerbandverbindung erreichen kann, Bereichgrenzenrouten und Gateway-Router.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Schritt des Konstruierens des einen bzw. der mehreren Bäume.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Konstruierens des einen bzw. der mehreren Bäume Knoten, die von einem Computer, der das Verfahren ausführt, aus erreichbar sind, zufällig auswählt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Konstruierens des einen bzw. der mehreren Bäume Knoten zufällig als Wurzelknoten aus einer vorzuziehenden Teilmenge von Knoten, die von einem Computer, der das Verfahren ausführt, aus erreichbar sind, auswählt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Computer die Wurzelknoten durch Ausführen eines Telnet-Prozesses erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Verwendens eine Sequenz zum Aktualisieren der zu aktualisierenden Knoten entwickelt und der Schritt des Aktualisierens der Router gemäß dieser Sequenz aktualisiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Sequenz auf knotenzentrische Weise entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Sequenz auf baumzentrische Weise entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Sequenz durch einen Prozeß entwickelt wird, der eine geordnete Aktualisierungssequenzliste erstellt, indem Schritte ausgeführt werden, die der folgenden Logik genügen: While (es sind Knoten in irgendeinem der Menge von Bäumen übrig) do {zufälliges Auswählen eines Blatts s_l aus der Menge von Bäumen dergestalt, daß der Knoten s_l für keinen Baum ein interner Knoten ist (OR Versagen). Das Blatt s_l und seine Kennzeichnung sn_j an die geordnete Aktualisierungssequenzliste ausgeben Knoten s_i aus dem Baum sn_j entfernen folgendes wiederholen: { wenn es keine Kante mit Kennzeichnung x aus einem Nicht-Blattknoten heraus gibt, Entfernen der Kennzeichnung x aus allen Kanten in diesen Knoten hinein (oder Kanten mit der Kennzeichnung x in diesen Knoten hinein), wenn der Knoten nicht mit x gekennzeichnet ist; } until (keine Kante oder Kennzeichnung ist entfernbar); }
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Prozeß ferner einen Schritt umfaßt, Knoten, die nicht aktualisiert werden müssen, aus der Liste abzuschneiden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Sequenz durch einen Prozeß entwickelt wird, der eine geordnete Aktualisierungssequenzliste erstellt, indem Schritte ausgeführt werden, die der folgenden Logik genügen: While (es existiert ein Knoten in irgendeinem Baum) do { Startknoten sn_j zufällig aussuchen While (vorderster Knoten s_i existiert im Baum sn_j und Knoten s_i ist kein Zwischenknoten eines anderen Baums außer sn_j) { (s_i, sn_j) auf Aktualisierungssequenzliste setzen Knoten s_i aus Baum sn_j entfernen } }
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Prozeß ferner einen Schritt umfaßt, Knoten, die nicht aktualisiert werden müssen, aus der Liste abzuschneiden.