WO2003105414A1 - Method for increasing the reliability of transmissions in ip and/or mpls networks and/or in combined ip/mpls-networks - Google Patents

Method for increasing the reliability of transmissions in ip and/or mpls networks and/or in combined ip/mpls-networks Download PDF

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WO2003105414A1
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Definitions

  • the present invention relates to a method for increasing the reliability of transmissions in IP and / or MPLS and / or in combined IP / MPLS networks.
  • IP networks are able to reconfigure themselves in the event of a failure of network elements or connections using so-called routing protocols so that in most cases the transmission of information is still possible. However, this reconfiguration often takes a few minutes. Such periods are too long for existing real-time connections, such as telephony, to be maintained.
  • So-called MPLS paths Multiple Path Label Switching
  • QoS Quality of Service
  • MPLS networks can also be operated independently of IP networks.
  • MPLS paths so-called LSPs (Label Switched Paths) are unidirectional So-called Label Switched Routers (LSR) conveys and can combine tree-like data from different sources in a sink Mechanisms to protect LSPs, either by switching to protection paths already set up in advance (“Protection Switch ching ”) or by setting up new paths or by reconfiguring existing paths (“ rerouting ”) are currently being developed in the IETF (see raft-ietf-mpls-recovery-frmwrk ⁇ 03.txt).
  • Errors that occur are detected in the sink and / or by LSRs located in the path.
  • a fault message upstream from the detecting network element, ie, for example from the sink and / or an LSR, to one or more network elements which can carry out a switchover.
  • PSL the so-called "Path switch LSRs"
  • layer 2 In the IETF it is intended to use layer 2 or layer 3 mechanisms (see section 3.6 above). If layer 2 is used, direct paths are used by the detector Network element provided for one or more PSLs. However, this means that layer 2 must offer appropriate functionality. The general possibility of using different layer 2 technologies in different sections of an LSP can also lead to problems.
  • layer 3 An error message from the detecting network elements is forwarded to the next LSR upstream, which means that a new functionality is required in all LSRs involved.A total failure of an LSR cannot be remedied with such a mechanism.
  • IP for example ATM
  • TDM or ATM switches are now built internally redundantly in order to increase security.
  • IP routers do not support redundancy of Layer 2 connections and do not offer any redundancy in their internal architecture either, because in an IP environment, resilience is primarily a function of the network and not individual connections and / or Routers is viewed. As a result, in the case of IP networks, a real-time connection may be interrupted if errors occur.
  • the object of the present invention was to provide a method by means of which it is possible to simply ensure an increase in the reliability of transmissions in an IP and / or an MLSP and / or in a combined IP / MLSP network.
  • Security of transmissions between a source and a sink in IP and / or MPLS and / or combined IP / MPLS networks is provided in the event of interference, in which a fault report by means of a signaling protocol over a dedicated network or over a dedicated protected connection between the source and the sink is transmitted.
  • a signaling protocol which is transported in a particularly protected manner in a dedicated network, a signaling network or, via a dedicated connection, a signaling connection, can transmit information that is associated with this are suitable to prevent existing real-time connections from being interrupted.
  • the sink of an incoming packet stream can possibly occur interruptions or disturbances of the packet stream of a source of the packet stream via the dedicated network, i.e. Report via the special signaling network or via the dedicated signaling connection.
  • the interruptions and faults reported in this way can be caused both by the transmission network and directly by the sink.
  • a source of a packet stream may also be able to exchange messages with the sink of the packet stream via the dedicated network in the event of an error occurring directly at the source which leads to an interruption or disturbance of the packet stream. start over the special signaling network, or over the dedicated signaling connection.
  • Information relating to a further procedure is preferably exchanged between the source and the sink by means of the signaling protocol via the dedicated network or via the dedicated signaling connection.
  • a new transmission path for the transmission between the source and the sink is preferably specified as information relating to a further procedure.
  • the source can respond to a fault message from the sink by sending the subsequent packets in a different way through the IP or MLSP network.
  • the source of the sink here is via the special signaling network or via the dedicated one Signaling connection announces that it is another
  • Path chooses. Another way can be chosen, for example, in that the source forwards the packets to another edge router or in that the source explicitly specifies a different route in an IP header of the packets. In the latter case one speaks of a so-called "source routing". If MLSP is used, a different route can be chosen by the source selecting a different MPLS path.
  • the information relating to the further procedure can be transmitted as part of the fault report. This means that, for example, the sink that determined the fault already specifies in the fault message how to proceed with the subsequent packets.
  • Addresses have, as information relating to a further procedure, a change in the IP address at the source and / or the sink from the source and / or sink.
  • the change of the IP interfaces is negotiated between the source and the sink via the special signaling network or via the dedicated signaling connection.
  • the change of the IP interface at one end point or both end points can be used in an IP network to correct an error that occurs directly at the source or sink IP interface.
  • the change of the IP interface at one end point or both end points can also be used in an IP network to give the packet stream a new route through the network. Even in the event that the source and the sink are connected to each other via MPLS paths, it may be necessary to change IP interfaces together with a change in the MPLS path.
  • one end point A of the packet stream ie the source or the sink, has several IP interfaces with separate IP addresses and if there is a fault at end point A, then this end point A is trading with the other end point B of the packet stream via the special signaling network or via the dedicated signaling connection that A uses an intact IP interface 2 with a different IP address instead of the faulty IP interface 1 to receive and / or send the existing packet stream.
  • the other end point B must accordingly receive the existing packet stream from the new IP interface 2 or send it to the new IP interface 2.
  • end point B may be necessary for end point B to use a new IP interface 4 instead of the previously used IP interface 3, because only between interface 2 and interface 4, but not between interface 2 and interface 3, a connection with the necessary one Transmission quality exists, for example an MPLS path.
  • the possible change from the IP interface 3 to the IP interface 4 is also negotiated via the special signaling network or via the dedicated signaling connection between the end points A and B.
  • an SS7 network is selected as the dedicated signaling network, the signaling protocol being transported as a payload of the MTP level 3 layer or the SCCP layer, or a specially protected transport network is selected which consists of the layers SUA SCTP over IP, or SCCP over M3UA over SCTP over IP.
  • SS7 Signaling System 7
  • Message Transfer Part Level3 (MTP3b) and the so-called” Signaling Connection Control Part “(SCCP) are defined by the ITU-T.
  • SCTP Stream Control Transmission Protocol
  • M3UA MTP3-User Adaptation Layer
  • draf -ietf-sigtran-m3ua-12.txt and the so-called “Signaling Connection Control.”
  • SBA Part User Adaption Layer
  • the dedicated signaling connection is provided within an IP network by means of the "Stream Control Transmission Protocol (SCTP)", RFC 2960.
  • SCTP Stream Control Transmission Protocol
  • BICC Battery Independent Call Control
  • BICC is preferably selected as the signaling protocol.
  • BICC is defined by the ITU-T inter alia within the specifications Q.1901 and Q.1902.4 and can be carried within the above-mentioned MTP3b layer or the M3UA layer
  • BICC allows the transport of user connections, so-called “bearers”, over different packet networks, including IP networks with or without MPLS and in future also pure MPLS networks.
  • the so-called “Bearer Interworking Functions” (BIWF) then play the role of a source or sink of the packet streams of the user connections.
  • BICC permits the transparent transport of bearer-specific protocols between the BIWFs by means of the so-called "BICC Bearer Control Tunneling Protocol” (BCTP) in accordance with ITU-T specification Q.1990. This is in turn transported in messages of the BICC protocol Signaling can be used, for example, as an Extension of existing bearer-specific protocols, such as the so-called “IP Bearer Control
  • IPBCP ITU-T specification Q.1970
  • BCTP BCTP Protocol
  • the transport of BCTP in BICC is such that the signaling transported within BCTP is bound to a special user connection, such as a telephone call. If several user connections are affected simultaneously by an error such as the failure of an interface or a network connection, the necessary signaling messages, which can relate to several user connections simultaneously, can preferably be exchanged by means of the signaling actually assigned to an individual user connection via the transport in BCTP and BICC.
  • the semantics of the signaling according to the invention can preferably be selected such that messages always, or whenever expressed appropriately, relate to all user connections within a network connection, such as an MPLS path, or a network connection determined by the IP addresses of the endpoints.
  • a new protocol which is not linked to a special user connection and which can be used as an application, i.e. is transported as a so-called “user part” within a network, can be used for the signaling according to the invention.
  • a major advantage of the present invention is the fact that real-time connections, such as voice, are maintained in the event of errors using the method according to the invention.
  • the method according to the invention can be used both in a so-called “best effort IP network”, ie in an IP network that does not use any special mechanisms to ensure the transmission quality of real-time connections, as well as in IP networks that use Intserv, Diffserv or MPLS for this purpose.
  • the method according to the invention can also be used in MPLS networks without IP.
  • Signaling is also provided which is suitable for supporting redundant transport routes, for example in the form of a plurality of MPLS paths, between two end points.
  • redundant interfaces at end points of a packet stream are made possible without any non-redundant possible error points.
  • special support is not required on all connection sections and routers. If BICC is used as the signaling protocol, the functionality can be implemented with little effort, since a suitable signaling transport protocol is already available here.
  • FIG.l Schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention, in which a new transmission path is selected in the event of a fault
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention, in which, in the event of a fault, new IP interfaces are selected together with new transmission paths,
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention, in which new IP interfaces are selected together with new MPLS paths in the event of a fault.
  • FIG. 1 shows a case in which there is a malfunction when a packet stream X is transmitted from a source Q with an IP interface Q1 to a sink S with an IP interface S1 through an IP network 1 on path 1 , The sink S notices the malfunction and sends a malfunction message to the source Q via a dedicated signaling network SN using a signaling protocol, such as BICC. This malfunction can be remedied by the packet stream X taking a different route 2 through the IP network 1 is sent.
  • a signaling protocol such as BICC
  • a specific route through the IP network 1 can be determined, for example, by the source Q, for example by explicitly specifying corresponding routers in the IP headers of the packets.
  • Q and S exchange the necessary signaling via the dedicated network SN, which has specially protected connections and is therefore not affected by interference in the IP network 1.
  • This can be an SS7 network that transports BICC, for example.
  • Figure 2 shows another variant of an inventive
  • a disturbance in the transmission of a packet stream X from an IP interface Q.l to an IP interface S.l is eliminated here by the packet stream X being transmitted from an IP interface Q.2 to an IP interface S.2 instead.
  • this is ensured by the fact that the IP interfaces are connected via separate IP networks 1 and 2.
  • Q and S exchange the necessary signaling via a separate dedicated network SN, which, as in FIG. 1, can be a CSS7 network that transports BICC.
  • FIG. 3 shows the case in which MPLS paths are used when a packet stream is transmitted. Is shown here the case that when the IP interfaces change, both on the part of the source Q and on the part of the sink S, there is also a change from an MPLS path 1 to a new MPLS path 2.

Abstract

The invention relates to a method for increasing the reliability of transmissions in IP and/or MPLS networks and/or combined IP/MPLS networks in the case of an error. An error message is transmitted by means of a signalisation protocol between the source and the acceptor via a dedicated network or a dedicated connection.

Description

Beschreibung description
VERFAHREN ZUR ERHOEHÜNG DER AUSFALLSICHERHEIT VON UEBERTRAGUNGEN IN IP- UND/ODE R MPLS- UND/ODER IN KOMBINIERTEN IP/MPLS-NETZENMETHOD FOR INCREASING THE FAILURE SAFETY OF TRANSMISSIONS IN IP AND / OR ODE R MPLS AND / OR IN COMBINED IP / MPLS NETWORKS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Ausfallsicherheit von Übertragungen in IP- und/oder MPLS- und/oder in kombinierten IP/MPLS-Netzen. Heutige IP-Netze sind in der Lage, sich bei einem Ausfall von Netzelementen oder Verbindungen mit Hilfe von sogenannten Routingprotokollen so umzukonfigurieren, dass in den meisten Fällen weiterhin eine Übertragung von Informationen ermöglicht wird. Dieses Umkonfigurieren benötigt aber oftmals Zeiträume von eini- gen Minuten. Solche Zeiträume sind zu lang, als dass bestehende Echtzeitverbindungen, wie beispielsweise Telefonie, erhalten werden könnten. Darüber hinaus ist es heute bei IP- Netzen üblich, Verbindungen abzubrechen, wenn eine IP- Schnittstelle an einem Endpunkt einer Verbindung, beispiels- weise an einer Quelle oder einer Senke eines Stroms von IP-The present invention relates to a method for increasing the reliability of transmissions in IP and / or MPLS and / or in combined IP / MPLS networks. Today's IP networks are able to reconfigure themselves in the event of a failure of network elements or connections using so-called routing protocols so that in most cases the transmission of information is still possible. However, this reconfiguration often takes a few minutes. Such periods are too long for existing real-time connections, such as telephony, to be maintained. In addition, it is common today for IP networks to break connections when an IP interface at an end point of a connection, for example at a source or a sink of a stream of IP
Paketen, ausfällt.Packages, fails.
Innerhalb von IP-Netzwerken können sogenannte MPLS-Pfade (Multiple Path Label Switching) eingesetzt werden. Dadurch lässt sich beispielsweise eine nötige „Quality of Service" (QoS) für bestimmte Datenströme sicherstellen. Sogenannte MPLS-Netze können auch unabhängig von IP-Netzen betrieben werden. MPLS-Pfade, sogenannte LSPs (Label Switched Paths) sind unidirektional . Sie werden von sogenannten Label Swit- ched Routern (LSR) vermittelt und können baumartig Daten aus verschiedenen Quellen in einer Senke zusammenführen. Mechanismen zum Schutz von LSPs, entweder durch ein Umschalten auf schon im Voraus eingerichtete Schutzpfade („Protection Swit- ching") oder durch Einrichten von neuen Pfaden oder durch Umkonfigurieren von bestehenden Pfaden („Rerouting") werden momentan in der IETF entwickelt (s. raft-ietf-mpls-recovery- frmwrk~03.txt). Auftretende Fehler werden in der Senke und/oder durch im Pfad liegende LSRs detektiert. Es ist hier im Fehlerfall nötig, eine Störungsmeldung vom detektierenden Netzelement, d.h. beispielsweise von der Senke und/oder einem LSR, stromaufwärts zu einem oder mehreren Netzelementen zu schicken, die eine Umschaltung vornehmen können. Dies sind die sogenannten „Path switch LSRs" (PSL) . In der IETF ist dabei vorgesehen, Layer 2 oder Layer 3 Mechanismen zu verwenden (s. Abschnitt 3.6 oben genannter Referenz) . Im Falle der Verwendung von Layer 2 werden direkte Pfade vom detektierenden Netzelement zu einem oder mehreren PSLs bereitgestellt . Das bedeutet aber, dass Layer 2 entsprechende Funktionalität bieten muss. Die generelle Möglichkeit der Verwendung verschiedener Layer 2 Technologien in verschiedenen Abschnitten eines LSPs kann auch zum Auftreten von Problemen führen. Im Falle des Einsatzes von Layer 3 wird eine Fehlermeldung von den de- tektierenden Netzelementen jeweils zum nächsten LSR stromaufwärts weiter gereicht. Dafür ist dann eine neue Funktionalität in allen beteiligen LSRs nötig. Ein Totalausfall eines LSRs kann mit einem derartigen Mechanismus nicht behoben werden.So-called MPLS paths (Multiple Path Label Switching) can be used within IP networks. This allows, for example, a necessary "Quality of Service" (QoS) for certain data streams. So-called MPLS networks can also be operated independently of IP networks. MPLS paths, so-called LSPs (Label Switched Paths) are unidirectional So-called Label Switched Routers (LSR) conveys and can combine tree-like data from different sources in a sink Mechanisms to protect LSPs, either by switching to protection paths already set up in advance ("Protection Switch ching ") or by setting up new paths or by reconfiguring existing paths (" rerouting ") are currently being developed in the IETF (see raft-ietf-mpls-recovery-frmwrk ~ 03.txt). Errors that occur are detected in the sink and / or by LSRs located in the path. In the event of a fault, it is necessary here to send a fault message upstream from the detecting network element, ie, for example from the sink and / or an LSR, to one or more network elements which can carry out a switchover. These are the so-called "Path switch LSRs" (PSL). In the IETF it is intended to use layer 2 or layer 3 mechanisms (see section 3.6 above). If layer 2 is used, direct paths are used by the detector Network element provided for one or more PSLs. However, this means that layer 2 must offer appropriate functionality. The general possibility of using different layer 2 technologies in different sections of an LSP can also lead to problems. If layer 3 is used, An error message from the detecting network elements is forwarded to the next LSR upstream, which means that a new functionality is required in all LSRs involved.A total failure of an LSR cannot be remedied with such a mechanism.
Für andere Übertragungstechniken, wie beispielsweise ATM oder TDM, ist es möglich, auf Layer 2 des OSI-Schichtenmodells entsprechenden Transportprotokollen Redundanz für jeden Abschnitt einer Verbindung einzeln bereitzustellen. In Abhän- gigkeit von dem verwendeten Transportprotokoll unterhalb vonFor other transmission technologies, such as ATM or TDM, it is possible to provide redundancy for each section of a connection individually on layer 2 of the OSI layer model corresponding transport protocols. Depending on the transport protocol used below
IP, beispielsweise ATM, könnte dieser Ansatz auch für IP verwendet werden. Ebenso sind handelsübliche TDM- oder ATM- Switche heute intern redundant aufgebaut, um ihre Ausfallsi- cherheit zu erhöhen. Viele handelsüblichen IP-Router unterstützen dagegen eine Redundanz von Layer-2-Verbindungen nicht und bieten auch in ihrer internen Architektur keine Redundanz an, da in einem IP-Umfeld Ausfallsicherheit vor Allem als ei- ne Funktion des Netzes und nicht einzelner Verbindungen und/oder Routern angesehen wird. Aufgrund dessen ist im Falle von IP-Netzen bei Auftreten von Fehlern ein Abbruch einer Echtzeitverbindung zu befürchten.IP, for example ATM, this approach could also be used for IP. Likewise, commercially available TDM or ATM switches are now built internally redundantly in order to increase security. Many commercially available IP routers, on the other hand, do not support redundancy of Layer 2 connections and do not offer any redundancy in their internal architecture either, because in an IP environment, resilience is primarily a function of the network and not individual connections and / or Routers is viewed. As a result, in the case of IP networks, a real-time connection may be interrupted if errors occur.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe es möglich ist, einfach eine Erhöhung der Ausfallsicherheit von Übertragungen in einem IP- und/oder einem MLSP- und/oder in einem kombinierten IP-/MLSP- Netz zu gewährleisten.The object of the present invention was to provide a method by means of which it is possible to simply ensure an increase in the reliability of transmissions in an IP and / or an MLSP and / or in a combined IP / MLSP network.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfahren nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den entsprechenden Unteransprüchen aufgeführt.This object is achieved by an inventive method according to claim 1. Advantageous embodiments are listed in the corresponding subclaims.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Erhöhung der Ausfall-According to claim 1, a method for increasing the failure
Sicherheit von Übertragungen zwischen einer Quelle und einer Senke in IP- und/oder MPLS- und/oder kombinierten IP/MPLS- Netzen bei Auftreten von Störungen bereitgestellt, bei dem eine Stδrungsmeldung mittels eines Signalisierungsprotokolls über ein dediziertes Netz oder über eine dedizierte geschützte Verbindung zwischen der Quelle und der Senke übermittelt wird.Security of transmissions between a source and a sink in IP and / or MPLS and / or combined IP / MPLS networks is provided in the event of interference, in which a fault report by means of a signaling protocol over a dedicated network or over a dedicated protected connection between the source and the sink is transmitted.
Ein Signalisierungsprotokoll, das besonders geschützt in ei- nem dedizierten Netz, einem Signalisierungsnetz oder über eine dedizierte Verbindung, eine Signalisierungsverbindung transportiert wird, kann Informationen übertragen, die dazu geeignet sind, zu verhindern, dass bestehende Echtzeitverbindungen unterbrochen werden.A signaling protocol, which is transported in a particularly protected manner in a dedicated network, a signaling network or, via a dedicated connection, a signaling connection, can transmit information that is associated with this are suitable to prevent existing real-time connections from being interrupted.
Vorzugsweise kann die Senke eines eintreffenden Paketstroms gegebenenfalls auftretende Unterbrechungen bzw. Störungen des Paketstromes einer Quelle des Paketstromes über das dedizierte Netz, d.h. über das spezielle Signalisierungsnetz oder ü- ber die dedizierte Signalisierungsverbindung melden. Die so gemeldeten Unterbrechungen und Störungen können sowohl durch das Übertragungsnetz verursacht werden, wie auch direkt durch die Senke .Preferably, the sink of an incoming packet stream can possibly occur interruptions or disturbances of the packet stream of a source of the packet stream via the dedicated network, i.e. Report via the special signaling network or via the dedicated signaling connection. The interruptions and faults reported in this way can be caused both by the transmission network and directly by the sink.
Vorzugsweise kann gegebenenfalls auch eine Quelle eines Paketstroms im Falle eines direkt an der Quelle auftretenden Fehlers, der zur Unterbrechung oder Störung des Paketstromes führt, einen Nachrichtenaustausch mit der Senke des Paket- Stroms über das dedizierte Netz, d.h. über das spezielle Signalisierungsnetz, oder über die dedizierte Signalisierungsverbindung beginnen.Preferably, a source of a packet stream may also be able to exchange messages with the sink of the packet stream via the dedicated network in the event of an error occurring directly at the source which leads to an interruption or disturbance of the packet stream. start over the special signaling network, or over the dedicated signaling connection.
Vorzugsweise werden Informationen, eine weitere Vorgehensweise betreffend, mittels des Signalisierungsprotokolls über das dedizierte Netz oder über die dedizierte Signalisierungsverbindung zwischen der Quelle und der Senke ausgetauscht.Information relating to a further procedure is preferably exchanged between the source and the sink by means of the signaling protocol via the dedicated network or via the dedicated signaling connection.
Vorzugsweise wird als Information, eine weitere Vorgehensweise betreffend, eine neuer Übertragungsweg für die Übertragung zwischen der Quelle und der Senke angegeben. Das heißt beispielsweise, dass die Quelle auf eine Störungsmeldung seitens der Senke reagieren kann, indem die Quelle nachfolgende Pakete auf einem anderen Weg durch das IP- oder das MLSP-Netz schickt. Das bedeutet, dass die Quelle hier der Senke über das spezielle Signalisierungsnetz oder über die dedizierte Signalisierungsverbindung mitteilt, dass sie einen anderenA new transmission path for the transmission between the source and the sink is preferably specified as information relating to a further procedure. This means, for example, that the source can respond to a fault message from the sink by sending the subsequent packets in a different way through the IP or MLSP network. This means that the source of the sink here is via the special signaling network or via the dedicated one Signaling connection announces that it is another
Weg wählt. Ein anderer Weg kann beispielsweise dadurch gewählt werden, dass die Quelle die Pakete an einen anderen Edge-Router reicht oder dadurch, dass die Quelle eine andere Route explizit in einem IP-Header der Pakete angibt. Man spricht im letzten Fall von einem sogenannten „Source Routing" . Falls MLSP Verwendung findet kann ein anderer Weg dadurch gewählt werden, dass die Quelle einen anderen MPLS Pfad auswählt .Path chooses. Another way can be chosen, for example, in that the source forwards the packets to another edge router or in that the source explicitly specifies a different route in an IP header of the packets. In the latter case one speaks of a so-called "source routing". If MLSP is used, a different route can be chosen by the source selecting a different MPLS path.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Informationen, die weitere Vorgehensweise betreffend, als Teil der Störungsmeldung übermittelt werden. Das bedeutet, dass beispielsweise die Senke, die die Störung festgestellt hat, in der Storungsmeldung bereits vorgibt, wie weiter mit den nachfolgenden Paketen zu verfahren ist.In a preferred embodiment, the information relating to the further procedure can be transmitted as part of the fault report. This means that, for example, the sink that determined the fault already specifies in the fault message how to proceed with the subsequent packets.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird im Falle, dass die Quelle und/oder die Senke mehrere IP-Schnittstellen mit getrennten IP-In a further preferred embodiment of the method according to the invention, in the event that the source and / or the sink several IP interfaces with separate IP
Adressen aufweisen, als Information, eine weitere Vorgehensweise betreffend, ein Wechsel der IP-Adresse an der Quelle und/oder der Senke von der Quelle und/oder Senke angegeben. Der Wechsel der IP-Schnittstellen wird zwischen der Quelle und der Senke über das spezielle Signalisierungsnetz oder ü- ber die dedizierte Signalisierungsverbindung ausgehandelt. Der Wechsel der IP-Schnittstelle an einem Endpunkt oder beiden Endpunkten kann bei einem IP-Netz dazu genützt werden, um einen direkt an der IP-Schnittstelle der Quelle oder Senke auftretenden Fehler zu beheben. Der Wechsel der IP- Schnittstelle an einem Endpunkt oder beiden Endpunkten kann bei einem IP-Netz auch dazu genützt werden, dem Paketstrom einen neuen Weg durch das Netz zu geben. Auch im Falle, dass die Quelle und die Senke über MPLS Pfade miteinander verbunden sind, kann ein Wechsel von IP-Schnittstellen mit einem Wechsel des MPLS-Pfades zusammen nötig sein. Besitzt beispielsweise ein Endpunkt A des Paketstromes, d.h. die Quelle oder die Senke, mehrere IP-Schnittstellen mit getrennten IP- Adressen und tritt eine Störung an dem Endpunkt A auf, so handelt dieser Endpunkt A mit dem anderen Endpunkt B des Paketstromes über das spezielle Signalisierungsnetz oder über die dedizierte Signalisierungsverbindung aus, dass A statt der fehlerhaften IP-Schnittstelle 1 eine intakte IP- Schnittstelle 2 mit anderer IP-Adresse zum Empfangen und/oder Senden des bestehenden Paketstroms verwendet. Der andere Endpunkt B muss entsprechend von der neuen IP-Schnittstelle 2 den bestehenden Paketstrom empfangen bzw. ihn zu der neuen IP-Schnittstelle 2 senden. Dabei kann es erforderlich sein, dass gleichzeitig auch der Endpunkt B statt der bisher verwendeten IP-Schnittstelle 3 eine neue IP-Schnittstelle 4 verwendet, weil nur zwischen Schnittstelle 2 und Schnittstelle 4, nicht aber zwischen Schnittstelle 2 und Schnittstelle 3 eine Verbindung mit der nötigen Übertragungsqualität besteht, beispielsweise ein MPLS-Pfad. Auch der mögliche Wechsel von der IP-Schnittstelle 3 zu der IP-Schnittstelle 4 wird über das spezielle Signalisierungsnetz oder über die dedizierte Signalisierungsverbindung zwischen den Endpunkten A und B ausgehandelt.Addresses have, as information relating to a further procedure, a change in the IP address at the source and / or the sink from the source and / or sink. The change of the IP interfaces is negotiated between the source and the sink via the special signaling network or via the dedicated signaling connection. The change of the IP interface at one end point or both end points can be used in an IP network to correct an error that occurs directly at the source or sink IP interface. The change of the IP interface at one end point or both end points can also be used in an IP network to give the packet stream a new route through the network. Even in the event that the source and the sink are connected to each other via MPLS paths, it may be necessary to change IP interfaces together with a change in the MPLS path. For example, if one end point A of the packet stream, ie the source or the sink, has several IP interfaces with separate IP addresses and if there is a fault at end point A, then this end point A is trading with the other end point B of the packet stream via the special signaling network or via the dedicated signaling connection that A uses an intact IP interface 2 with a different IP address instead of the faulty IP interface 1 to receive and / or send the existing packet stream. The other end point B must accordingly receive the existing packet stream from the new IP interface 2 or send it to the new IP interface 2. It may be necessary for end point B to use a new IP interface 4 instead of the previously used IP interface 3, because only between interface 2 and interface 4, but not between interface 2 and interface 3, a connection with the necessary one Transmission quality exists, for example an MPLS path. The possible change from the IP interface 3 to the IP interface 4 is also negotiated via the special signaling network or via the dedicated signaling connection between the end points A and B.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als dediziertes Signalisierungsnetz ein SS7 Netz gewählt, wobei das Signalisierungsprotokoll als Nutzlast der MTP Level 3 Schicht oder der SCCP Schicht transportiert wird, oder aber es wird ein speziell geschütztes Transportnetz gewählt, das aus den Schichten SUA über SCTP über IP, oder SCCP über M3UA über SCTP über IP, besteht. Das sogenannte „Signalling System 7 (SS7)", der sogenannte „In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, an SS7 network is selected as the dedicated signaling network, the signaling protocol being transported as a payload of the MTP level 3 layer or the SCCP layer, or a specially protected transport network is selected which consists of the layers SUA SCTP over IP, or SCCP over M3UA over SCTP over IP. The so-called "Signaling System 7 (SS7)", the so-called "
Message Transfer Part Level3" (MTP3b) und der sogenannte „Signalling Connection Control Part" (SCCP) werden von der ITU-T definiert. Das sogenannte „Stream Control Transmission Protocol (SCTP)", RFC 2960, der sogenannte „SS7 MTP3-User A- daption Layer (M3UA)", draf -ietf-sigtran-m3ua-12.txt, und der sogenannte „Signalling Connection Control Part User Adaption Layer (SUA)", draft-ietf-sigtran-m3ua-13.txt, werden von der IETF definiert.Message Transfer Part Level3 "(MTP3b) and the so-called" Signaling Connection Control Part "(SCCP) are defined by the ITU-T. The so-called "Stream Control Transmission Protocol (SCTP)", RFC 2960, the so-called "SS7 MTP3-User Adaptation Layer (M3UA)", draf -ietf-sigtran-m3ua-12.txt, and the so-called "Signaling Connection Control." Part User Adaption Layer (SUA) ", draft-ietf-sigtran-m3ua-13.txt, are defined by the IETF.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die dedizierte Signalisierungsverbindung mittels dem „Stream Control Transmission Protocol (SCTP)", RFC 2960, innerhalb eines IP Netzes bereitgestellt.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the dedicated signaling connection is provided within an IP network by means of the "Stream Control Transmission Protocol (SCTP)", RFC 2960.
Als Signalisierungsprotokoll wird vorzugsweise „Bearer Inde- pendent Call Control" (BICC) gewählt. BICC ist von der ITU-T unter anderem innerhalb der Spezifikationen Q.1901 und Q.1902.4 definiert und kann innerhalb der oben genannten MTP3b Schicht oder der M3UA Schicht befördert werden. BICC erlaubt einen Transport von Nutzverbindungen, sogenannten „Bearern", über unterschiedliche Paketnetze, darunter IP- Netze mit oder ohne MPLS und zukünftig auch reine MPLS-Netze. Die sogenannten „ Bearer Interworking Functions" (BIWF) tre- ten dann in die Rolle einer Quelle oder Senke der Paketströme der Nutzverbindungen."Bearer Independent Call Control" (BICC) is preferably selected as the signaling protocol. BICC is defined by the ITU-T inter alia within the specifications Q.1901 and Q.1902.4 and can be carried within the above-mentioned MTP3b layer or the M3UA layer BICC allows the transport of user connections, so-called "bearers", over different packet networks, including IP networks with or without MPLS and in future also pure MPLS networks. The so-called "Bearer Interworking Functions" (BIWF) then play the role of a source or sink of the packet streams of the user connections.
BICC erlaubt den transparenten Transport von Bearer- spezifischen Protokollen zwischen den BIWFs mittels dem soge- nannten „BICC Bearer Control Tunnelling Protocol" (BCTP) gemäß der ITU-T Spezifikation Q.1990. Dieses wird wiederum in Nachrichten des BICC Protokolls transportiert. Eine erfindungsgemäße Signalisierung kann beispielsweise als eine Er- Weiterung von bestehenden Bearer-spezifischen Protokollen, wie beispielsweise von dem sogenannten „IP Bearer ControlBICC permits the transparent transport of bearer-specific protocols between the BIWFs by means of the so-called "BICC Bearer Control Tunneling Protocol" (BCTP) in accordance with ITU-T specification Q.1990. This is in turn transported in messages of the BICC protocol Signaling can be used, for example, as an Extension of existing bearer-specific protocols, such as the so-called “IP Bearer Control
Protocol" (IPBCP) , ITU-T Spezifikation Q.1970, oder als ein oder mehrere neue Protokolle realisiert werden, die innerhalb von BCTP transportiert werden.Protocol "(IPBCP), ITU-T specification Q.1970, or as one or more new protocols that are transported within BCTP.
Der Transport von BCTP in BICC ist so geartet, dass innerhalb von BCTP transportierte Signalisierung jeweils an eine spezielle Nutzverbindung gebunden ist, wie beispielsweise an ein Telefongespräch. Sind mehrere Nutzverbindungen gleichzeitig von einem Fehler wie dem Ausfall einer Schnittstelle oder einer Netzverbindung betroffen, können vorzugsweise die nötigen Signalisierungsmeldungen, die sich auf mehrere Nutzverbindungen gleichzeitig beziehen können, mittels der eigentlich über den Transport in BCTP und BICC einer einzelnen Nutzverbindung zugeordneten Signalisierung ausgetauscht werden. So kann vorzugsweise die Semantik der erfindungsgemäßen Signalisierung so gewählt sein, dass sich Meldungen immer, oder immer wenn entsprechend ausgedrückt, auf alle Nutzverbindungen innerhalb einer Netzwerkverbindung beziehen, wie beispielsweise einem MPLS Pfad, oder einer durch die IP Adressen der Endpunkte bestimmte Netzverbindung.The transport of BCTP in BICC is such that the signaling transported within BCTP is bound to a special user connection, such as a telephone call. If several user connections are affected simultaneously by an error such as the failure of an interface or a network connection, the necessary signaling messages, which can relate to several user connections simultaneously, can preferably be exchanged by means of the signaling actually assigned to an individual user connection via the transport in BCTP and BICC. For example, the semantics of the signaling according to the invention can preferably be selected such that messages always, or whenever expressed appropriately, relate to all user connections within a network connection, such as an MPLS path, or a network connection determined by the IP addresses of the endpoints.
Ferner kann ein neues, nicht an eine spezielle Nutzverbindung gebundenes Protokoll, das als Applikation, d.h. als sogenannter „User Part" innerhalb eines Netzes transportiert wird, für die erfindungsgemäße Signalisierung genutzt werden.Furthermore, a new protocol which is not linked to a special user connection and which can be used as an application, i.e. is transported as a so-called “user part” within a network, can be used for the signaling according to the invention.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Echtzeitverbindungen, wie beispielsweise Sprache, in Fehlerfällen aufrecht erhalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl bei einem sogenannten „best-effort-IP-Netz" einsetzbar, d.h. in einem IP Netz, das keine besonderen Mechanismen verwendet, um die Übertragungsqualität von Echtzeitverbindungen sicherzustellen, wie auch bei IP-Netzen, die zu diesem Zweck Intserv, Diffserv oder MPLS verwenden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei MPLS Netzen ohne IP einsetzbar. Ferner wird eine Signalisierung geboten, die dazu geeignet ist, redundante Transportwege, zum Beispiel in Form mehrerer MPLS- Pfade, zwischen zwei Endpunkten zu unterstützen. Darüber hinaus werden redundante Schnittstellen an Endpunkten eines Pa- ketstromes ganz ohne nicht-redundante mögliche Fehlerstellen ermöglicht. Im IP-Netz oder im MPLS-Netz bedarf es nicht auf allen Verbindungsabschnitten und Routern einer speziellen Unterstützung. Im Falle der Verwendung von BICC als Signalisie- rungsprotokoll kann die Funktionalität mit einem geringen Aufwand realisiert werden, da hier ein geeignetes Signalisie- rungs-Transportprotokoll bereits vorhanden ist.A major advantage of the present invention is the fact that real-time connections, such as voice, are maintained in the event of errors using the method according to the invention. The method according to the invention can be used both in a so-called “best effort IP network”, ie in an IP network that does not use any special mechanisms to ensure the transmission quality of real-time connections, as well as in IP networks that use Intserv, Diffserv or MPLS for this purpose. The method according to the invention can also be used in MPLS networks without IP. Signaling is also provided which is suitable for supporting redundant transport routes, for example in the form of a plurality of MPLS paths, between two end points. In addition, redundant interfaces at end points of a packet stream are made possible without any non-redundant possible error points. In the IP network or in the MPLS network, special support is not required on all connection sections and routers. If BICC is used as the signaling protocol, the functionality can be implemented with little effort, since a suitable signaling transport protocol is already available here.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:Further advantages of the invention are explained in more detail with reference to the following figures. Show it:
Fig.l Schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der im Störungsfall ein neuer Übertragungsweg gewählt wird,Fig.l Schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention, in which a new transmission path is selected in the event of a fault,
Fig.2 Schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der im Störungsfall neue IP-Schnittstellen zusammen mit neuen Übertragungswegen gewählt werden,2 shows a schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention, in which, in the event of a fault, new IP interfaces are selected together with new transmission paths,
Fig.3 Schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der im Störungsfall neue IP-Schnittstellen zusammen mit neuen MPLS- Pfaden gewählt werden. In Figur 1 ist ein Fall dargestellt, in welchem es bei einer Übertragung eines Paketstroms X von einer Quelle Q mit einer IP-Schnittstelle Q.l zu einer Senke S mit einer IP- Schnittstelle S.l durch ein IP-Netz 1 auf Weg 1 zu einer Störung kommt . Die Senke S bemerkt die Störung und sendet eine Störungsmeldung über ein dediziertes Signalisierungsnetz SN mittels eines Signalisierungsprotokolls, wie beispielsweise BICC, an die Quelle Q. Diese Störung kann dadurch behoben werden, dass der Paketström X auf einem anderen Weg 2 durch das IP-Netz 1 geschickt wird. Ein bestimmter Weg durch das IP-Netz 1 kann beispielsweise von der Quelle Q, beispielsweise durch eine explizite Angabe von entsprechenden Routern in den IP-Headern der Pakete bestimmt werden. Q und S tauschen die nötige Signalisierung über das dedizierte Netz SN aus, das über speziell geschützte Verbindungen verfügt und somit von Störungen im IP-Netz 1 nicht betroffen ist. Dies kann beispielsweise ein SS7-Netz sein, das BICC transportiert.3 shows a schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention, in which new IP interfaces are selected together with new MPLS paths in the event of a fault. FIG. 1 shows a case in which there is a malfunction when a packet stream X is transmitted from a source Q with an IP interface Q1 to a sink S with an IP interface S1 through an IP network 1 on path 1 , The sink S notices the malfunction and sends a malfunction message to the source Q via a dedicated signaling network SN using a signaling protocol, such as BICC. This malfunction can be remedied by the packet stream X taking a different route 2 through the IP network 1 is sent. A specific route through the IP network 1 can be determined, for example, by the source Q, for example by explicitly specifying corresponding routers in the IP headers of the packets. Q and S exchange the necessary signaling via the dedicated network SN, which has specially protected connections and is therefore not affected by interference in the IP network 1. This can be an SS7 network that transports BICC, for example.
Figur 2 zeigt eine andere Variante eines erfindungsgemäßenFigure 2 shows another variant of an inventive
Verfahrens. Eine Störung in einer Übertragung eines Paketstroms X von einer IP-Schnittstelle Q.l zu einer IP- Schnittstelle S.l wird hier dadurch behoben, dass der Paketstrom X statt dessen von einer IP-Schnittstelle Q.2 zu einer IP-Schnittstelle S.2 übertragen wird. In Figur 2 ist das dadurch sichergestellt, dass die IP-Schnittstellen über getrennte IP-Netze 1 bzw. 2 verbunden sind. Q und S tauschen die nötige Signalisierung über ein getrenntes dediziertes Netz SN aus, was wie in Figur 1 ein CSS7-Netz sein kann, das BICC transportiert.Process. A disturbance in the transmission of a packet stream X from an IP interface Q.l to an IP interface S.l is eliminated here by the packet stream X being transmitted from an IP interface Q.2 to an IP interface S.2 instead. In Figure 2 this is ensured by the fact that the IP interfaces are connected via separate IP networks 1 and 2. Q and S exchange the necessary signaling via a separate dedicated network SN, which, as in FIG. 1, can be a CSS7 network that transports BICC.
Figur 3 zeigt den Fall, dass bei einer Übertragung eines Paketstromes MPLS-Pfade verwendet werden. Hier dargestellt ist der Fall, dass es bei einem Wechsel der IP-Schnittstellen sowohl seitens der Quelle Q wie auch seitens der Senke S auch zu einem Wechsel von einem MPLS Pfad 1 zu einem neuen MPLS- fad 2 kommt . FIG. 3 shows the case in which MPLS paths are used when a packet stream is transmitted. Is shown here the case that when the IP interfaces change, both on the part of the source Q and on the part of the sink S, there is also a change from an MPLS path 1 to a new MPLS path 2.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Erhöhung der Ausfallsicherheit von Übertragungen zwischen einer Quelle und einer Senke in IP- und/oder MPLS- und/oder kombinierten IP/MPLS-Netzen bei Auftreten von Störungen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Störungsmeldung mittels eines Signalisierungs- protokolls über ein dediziertes Netz oder eine dedizierte Verbindung zwischen der Quelle und der Senke übermittelt wird.1. A method for increasing the reliability of transmissions between a source and a sink in IP and / or MPLS and / or combined IP / MPLS networks in the event of interference, since you rch noted that an error message via a signaling protocol over a dedicated network or connection between the source and the sink is transmitted.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Informationen, eine weitere Vorgehensweise betreffend, mittels des Signalisierungsprotokolls über das dedizierte Netz zwischen der Quelle und der Senke ausgetauscht werden.2. The method as claimed in claim 1, which also means that information relating to a further procedure is exchanged between the source and the sink via the dedicated network using the signaling protocol.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Informationen, die weitere Vorgehensweise betreffend, als Teil der Störungsmeldung übermittelt werden.3. The method according to claim 2, so that the information relating to the further procedure is transmitted as part of the fault report.
4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als dediziertes Netz ein SS7-Netz gewählt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an SS7 network is selected as a dedicated network.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass MTP3b und/oder SCCP verwendet werden. 5. The method according to claim 4, characterized in that MTP3b and / or SCCP are used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das dedizierte Netz mittels einem der Protokolle M3UA oder SUA über dem Protokoll SCTP gebildet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3, that the dedicated network is formed by means of one of the protocols M3UA or SUA over the protocol SCTP.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Signalisierungsprotokoll BICC gewählt wird.7. The method according to any one of claims 4 to 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that BICC is selected as the signaling protocol.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als dedizierte Verbindung ein sogenanntes „Stream Control Transmission Protocol", IETF RFC 2960 verwendet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 3, so that a so-called "Stream Control Transmission Protocol", IETF RFC 2960 is used as a dedicated connection.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Information, eine weitere Vorgehensweise betreffend, eine neuer Übertragungsweg für die Übertragung zwi- sehen der Quelle und der Senke angegeben wird.9. The method according to any one of claims 2 to 8, so that a new transmission path for the transmission between the source and the sink is specified as information relating to a further procedure.
10.Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Falle, dass die Quelle und/oder die Senke mehrere IP-Schnittstellen mit getrennten IP-Adressen aufweisen als Information, eine weitere Vorgehensweise betreffend, ein Wechsel der IP-Adresse von der Quelle und/oder der Senke angegeben wird.10. The method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that in the event that the source and / or the sink have a plurality of IP interfaces with separate IP addresses as information, a further procedure relating to a change in the IP address from the source and / or the sink is specified.
11.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Störungsmeldung gleichzeitig eine Störung mehrerer oder aller Nutzverbindungen zwischen einer Quelle und einer Senke umfasst. 11.The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fault message simultaneously includes a fault in several or all useful connections between a source and a sink.
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