通信网络中的路由寻找 本发明的背景
1.发明的技术领域
本发明涉及一种通信网络中路由选择或判定的方法；还涉及实现该方法的节点；及涉及包括该节点的网络。已有路由出现故障时，需用一个路由代替，称它为恢复路由；或者当某已有路由变得拥塞时，可能需要一个路由来补充。这里，术语“附加路由”包含恢复路由和补充路由两者。
2.相关技术的说明
众所周知，例如从第87期《环球通信》中W.D.Grover的文章《自恢复网络：采用数字交叉连接设备的网络快速分配恢复技术》以及美国专利4.956.835可知，对连结在某个故障区域上的两个节点(称为故障节点)进行响应，接收区域故障报告，启动实时恢复过程。
故障节点基于各自独立的网络标识(ID)确定，哪个节点为发送器哪个节点为寻找器(也分别称为主节点和从属节点)。
对于故障区域的每个链路，发送器向相邻节点(串联节点)重复发送(馈送)各自地路由寻找器签名，这些节点又将所接收的签名传送给它们的相邻节点。上述美国专利的一个实施例中，每个节点只知道自己的标识(ID)，并且通过读取与故障链路对应的受影响的端口上的接收签名寄存器的最新有效内容来得知与它失去联接的节点的ID，在另一实施例中，节点存储并保存相邻节点的ID表。
决定作为寻找器的节点进入等待状态直至接收到路由寻找器签名为止。它接着向发送路由寻找器签名的串联节点返回补充反向链路签名(也称为确认或返回签名)作为响应。确认签名经过串联节点最后到达发送器节点，串联节点建立输入、输出端口间需要的开关连结，发送器节点停止发送各路由寻找器签名并继续通常新建立的恢复路由发送那些本应在故障区域的响应的链路上发送的业务。
上述美国专利同时公布该恢复机制也可用于网络中新电路路由的自动设置，通过考虑所选择的节点间的假故障信息将需要在其间提供附加链路的两个节点直接放入发送器和接收器状态当所选的几个节点间出现故障时，把相互间需要增加附加电路路由的两个节点直接置为发送器和接收器。这些节点将被提供包括正被搜寻的电路路由数在内的假故障信息。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供一种在部分或整体节点的网格型通信网中确定附加路由的方法，该方法包括通过至该相邻节点的区域内某条备用链路由一个节点向相邻节点传送路由寻找器签名，其特征在于包括以下步骤：
对区域中的链路分级；及
根据该节点及其相邻节点的各自独立的网络节点标识，判定该节点与其相邻节点之间是第一级还是第二级关系；
如果节点是所述第一级关系，用区域中可得到的最低等级链路向相邻节点传送路由寻找器签名；
如果节点是所述第二级关系，用区域中可得到的最高等级链路向相邻节点传送路由寻找器签名。
本发明的一个优点在于，区域对应端的两个节点可以独立地从区域内的一组备用链路中选择链路来恢复故障的路由，分别从最低级别和最高级别备用链路开始，由此避免了对备用链路分配的冲突，或者最坏情况，限制两个节点为两个不同的恢复而暂时分配相同的备用链路。这种情况由冲突协议处理，其中例如两个节点中等级较高的知道其临时分配将被确认，两节点的较低级别的知道它必须为不能利用的容量发送一个返回签名。
最好，当所述路由寻找器签名是一返回路由寻找器签名时，包括以下步骤：
检测为发送给该相邻节点的第一返回路由寻找器签名中所标识的恢复路由而由该节点分配的所述区域的一条或多条备用链路何时被请求用于由后续从该相邻节点处接收的第二返回路由寻找器签名中标识的恢复路由；并作为响应，
如果节点具有预定的所述第一级或第二级关系，则保持它们已分配的一条或多条备用链路；
如果节点具有其它的所述第一级或第二级关系，将所述的一条或多条备用链路由第一返回路由寻找器签名所标识的恢复路由改变为第二返回路由寻找器签名所标识的恢复路由，并给第一返回路由寻找器签名所源于的从属端节点发送相应的返回签名，以取消对应于所述一条或多条备用链路的备用链路的分配，通过将所述第一返回路由寻找器签名的恢复路由相关的请求容量域的内容减去所述一或多个区域的容量来修改第一返回路由寻找器签名，及向相邻节点发送修改的第一返回路由寻找器签名。
或者，当路由寻找器签名作为返回寻找器签名时，包括以下步骤：
检测为发送给该相邻节点的第一返回路由寻找器签名中所标识的恢复路由而由该节点分配的所述区域的一条或多条备用链路何时被请求用于由后续从该相邻节点处接收的第二返回路由寻找器签名中标识的恢复路由；如果节点具有预定的所述一级或二级关系，及它不是后续从相邻节点接收的第二返回路由寻找器签名中所标识的恢复路由的一个端节点；作为响应，
保持所述一条或多条备用链路的分配；
通过将所述第二返回路由寻找器签名的恢复路由相关的请求容量域的内容减去所述一或多个区域的容量来修改接收的第二返回路由寻找器签名；及
向相应的相邻节点发送修改的第二返回路由寻找器签名。
最好，所述发送步骤包括发送该区域的当前可用的备用链路的每个n最低级别的返回路由寻找器签名，或者n最高级别的返回路由寻找器签名，其中n是与返回路由寻找器签名的恢复路由相关的请求的容量域的内容。
根据本发明的第二方面，提供用于整体或部分的节点网格型通信网的一个节点，该节点用于通过至该相邻节点的区域的一条备用链路向相邻节点发送一路由寻找器签名，其特征在于：根据该节点及其相邻节点的各自的网络节点标识确定该节点相对于其相邻节点是第一级关系还是第二级关系；及
如果是所述第一级关系，通过与所述区域相关的级别最低的节点端口所对应的备用链路传送路由寻找器签名；
如果是所述第二级关系，通过与所述区域相关的级别最高的节点端口所对应的备用链路传送路由寻找器签名。
最好，该节点还用于检测发送给该相邻节点的第一返回路由寻找器签名中所标识的恢复路由而由该节点分配的所述区域的一条或多条备用链路何时被请求用于由后续从该相邻节点处接收的第二返回路由寻找器签名中标识的恢复路由；作为响应，
如果该节点具有预定的所述第一级或第二级关系，它用于保持所述一条或多条备用链路的分配；
如果该节点具有其它的所述第一级或第二级关系，将所述的一条或多条备用链路的分配由第一返回路由寻找器签名所标识的恢复路由改变为第二返回路由寻找器签名所标识的恢复路由，并给第二返回路由寻找器签名所源于的从属端节点发送相应的返回签名，以取消对应于所述一条或多条备用链路的备用链路的分配，及向相邻节点发送修改的第二返回路由寻找器签名，其中与所述第二返回路由寻找器签名的恢复路由有关的请求的容量域的内容被减去所述的一或多个区域的容量。
或者，该节点还用于确定发送给该相邻节点的第一返回路由寻找器签名中所标识的恢复路由而由该节点分配的所述区域的一条或多条备用链路何时被请求用于由后续从该相邻节点处接收的第二返回路由寻找器签名中标识的恢复路由；作为响应，
如果该节点具有预定的所述第一级或第二级关系，它用于保持所述一条或多条备用链路的分配；
如果该节点对于后续从该相邻节点接收的第二返回路由寻找器签名中所标识的恢复路由不是端节点，它用于向相应的相邻节点发送一修改的所述第二返回路由寻找器签名，其中与所述第二返回路由寻找器签名的恢复路由有关的请求的容量域的内容被减去所述的一或多个区域的容量。
最好，该节点用于发送该区域的当前可用的备用链路的每个n最低级别的返回路由寻找器签名，或者n最高级别的返回路由寻找器签名，其中n是与返回路由寻找器签名的恢复路由相关的请求的容量域的内容。
根据本发明的第三方面，提供了完整或部分的节点网格型通信网，其中的节点本质是相同的且根据本发明的第二方面。
附图的简要说明
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行说明，其中：
图1为互联的节点的网络图；
图2为图1网络的部分放大图；
图3为表明网络两个节点间备用链路的连结的示意图。
具体实施例的详细说明
本发明的具体实施例涉及在通信网中建立恢复路由的实时恢复过程，并且下面的说明也限于此，尽管可以理解这个过程无需只是网络中的一个恢复过程而可以结合一个预设计的恢复过程。
图1中示出包括若干个节点12的网络10，每个节点都具有独立的网格标识，相互间由区域14连结。为便于说明，节点网络标识在实际中用数字表示，这里采用大写英文字母A到K，且不用I以避免可能的混淆。各个区域14用连在它两端的一对节点的标识加以标志，例如区域AB(或区域BA，按签名传送方向)。
在各端节点对之间的网络10的诸多路由中，本说明将只考虑具有各自路由ID“X”、“Y”、“Z”的三条已有路由。路由X在端节点A、E之间，经过中间节点(也称串联节点)B、C、D，在区域AB、BC、CD以及DE中构成一系列双向链路；路由Y在节点A、G之间，经过中间节点B、C、F，在区域AB、BC、CF以及FG中构成一系列双向链路；路由Z在节点D、J之间，经过中间节点C、H，在区域DC、CH以及HJ中构成一系列双向链路。这些节点和区域示于图2，其中为清楚起见略去了其它的节点和区域。
节点间的区域包括工作链路和备用链路，每个工作链路都是各独立路由的一部分。路由容量以电路数量形式表示，但容量以链路单元作增减。
在一个区域内链路在此例中以小写英文字母顺序分级、标识。具体地，参考图3，区域FK有十条工作链路a到j(未画出)以及6条备用链路k到p。为了方便，在本说明中a具有最低级别，(但是没有解释为什么a不能有最高级别)。一个区域中的链路一联接序号习惯被联接到节点端口，其中最低级别的被联接到两个相关节点处的相应端口的最低级别的节点端口。
此例中，节点F具有至其相邻节点的共8个区域(图3仅画出两个)，区域FK的链路a-p分别连结到F的端口F101至F116上。而节点K有4个相邻节点，链路a-p相应连接在节点K的端口K45至K60。
假设一台挖掘机在节点C附近切断通信管道，且该点包括区域CD和CF。此时，路由X的节点C、D即故障节点在检测到区域CD的故障后，认为节点A、E间需要找到一条恢复路由；类似地，节点C、F确定节点A、G间也需要找到一条恢复路由；节点D、G确定在节点D和J之间需要找到一条恢复路由。
为说明方便，假定没有其它的路由故障，尽管可以理解在实际中故障节点将相应地为有故障的链路任何其它路由找到一条恢复路由。这些恢复路由建立的顺序可以通过按优先级分级来预先确定，但这个分级过程不属于本发明内容，不作说明。
作为以上确定的结果，每个故障节点为它相关的故障路由产生一公用帮助签名(以后称为帮助消息)，并把帮助消息送往路由的各个端节点。
因此，节点C将为路由X、Y及Z上的节点B、H发送它的公用帮助消息，因为这两个节点是这些路由的相邻节点；节点F为路由Y向节点G发送其公用帮助消息；而节点D则为路由X向节点E发送其公用帮助消息。可以理解尽管节点D是路由Z的故障节点，但它也是路由Z的端节点。
恢复过程采用的所有不同签名都有一个头和一个尾，头具有4bit签名类型域。这多种类型是：一般公用路由寻找器(也称为前向公用路由寻找器)、反向公用路由寻找器(也称为后向路由寻找器)、路由跟踪器、警告、一般帮助、返回、和返回(也称为确认)。
公用路由寻找器签名的信息字段包括以下部分：1个4bit流量统计域，1个4bit跳变统计域，1个4bit路由ID统计域，1个或多个路由ID域，以及相应数量的8bit电路数量域。
公用帮助签名的信息字段包括：1个4bit路由ID统计域，一个或多个16bit路由ID域，以及相应数目的8bit电路数量域，所以在节点C向节点B、H发送签名时，它的路由ID统计域含有3，三个ID域分别包含X、Y和Z，相关的3个电路数量域分别含有3个路由的容量。
当公用帮助消息经过它们各自的中间节点时，它们在相应的故障节点上断接。每个节点在公用帮助消息中包含的一个或多个路由ID相对应的一条或多条链路上发送接收到的公用帮助消息。
每个节点都知道自己的网络ID并且包含一个存储对其来说为端节点的路由及其它端节点的网络ID的表。
当节点B接收到公用帮助消息时，检查它存储的路由表以判断它是否为某个标识路由的端节点，如果它不是路由X或路由Y的端结电，则它通过与那些路由相关的向外链路发送该公用帮助消息，并通过从联接表中除去该路由和链路数据来断接那些路由的联接。节点H类似地向节点J发送该公用帮助消息。
当节点A接收到各自的公用帮助消息时，确定出它是路由X、Y的端节点，接下来基于各自的网络ID(顺序号)确定相对于其它端节点(即：路由X的E和路由Y的G)的存储的网络ID确定它是高级别的还是较低级别的。如果为前者，则它作为一个主节点(也称为发送器节点)；如果是后者它作为一个从属节点(也称为选择器节点)。此例中节点A具有比节点E和G更高级的网络ID，因此收到该公用帮助消息后，为路由X和Y建立恢复路由，它作为主节点。
类似地，当节点E、G收到各自的公用帮助消息时，确定各自由该帮助消息所标识的路由的一个端节点，并继续确定相对于其相关路由(X或Y)的存储的其它端节点的ID来说它是较高级别还是较低级别。本例中节点E、G相对于节点A都具有较低级别网络ID，因此收到该公用帮助消息时，为建立路由X和Y的恢复路由，确定它们为从属节点。
主节点A为故障路由X、Y传送一公用向前路由寻找器签名，即通过备用链路向其相邻节点发送该签名。相邻节点随后依次继续传送所接收的签名，因此这个签名传遍整个网络。这个签名包括路由X、Y的ID，两个路由的各自被请求的容量，它的路由ID统计域中的数2及它的流量统计域被置1。当该签名在整个网络流动时，转发和中继节点(即那些不是签名中任一路由ID的端节点的节点)使跳变统计域增加。
中继节点向所有区域转送该公用签名。不检查区域内备用容量是否具有充足容量以恢复故障路由，并且该节点不给备用容量做标识。
中继节点检查接收签名的跳变值，跳变值比预定值大时，它不作出反应，由此传输的地理范围受到限制。或者，流动控制另外或可选择地包括检查签名中的原始域的时间。当信号存在时间比预定值长时，中继节点同样不作反应。
主节点A，广播一般路由寻找器签名后，进入安静状态，等待接收各个返回签名。
一旦节点E确定出它作为故障路由X的从属节点，它就开始(激发)一个时延以等待接收相应的路由寻找器签名，这个签名包括路由ID X，于是表明一未知容量的潜在的恢复路由。如果在时延期结束后没有接收到路由X的向前路由寻找器签名，则节点将转换作为路由X的主节点，并将向相邻节点发送反向路由寻找器签名，但以上恢复方面不是本发明的部分，不再加以介绍。
当从属节点E在时延内收到第一个前向路由寻找器签名后，产生一返回签名(也称为路由确认签名)并经路由寻找器签名被接收的节点将其传送回去。返回签名与路由选择信号这签名，但它的签名类型字段改变以表明该签名为一向主节点A传送的返回签名，且没有路由ID统计字段，使用包含路由ID X的单个路由ID字段，而且一单个字段用于所请求的容量。从属节点E对此后收到的路由X的路由寻找器签名不作反应。
本例假设没有断点恢复路由是许可的，且节点E收到的路由X的前向路由寻找器签名已经过节点B、C、K和F组成的路由；节点G收到的路由Y的前向路由寻找器签名类似地已经过节点B、C、K和F组成的路由，且节点J收到的路由Z的第一前向路由寻找器签名已经过节点F、K和H组成的路由。同时，假设路由X、Y和Z所需容量分别为3，2和4。
返回签名经过潜在恢复路由各节点时，各节点检测可利用的容量，并在相应切换端口间建立连接，且创建一个8比特ID字段，在其中写入节点ID。该点比较可用容量和需求容量，如果需求容量不大于可用容量，该节点为需求的容量建立连接，同时给潜在恢复路由的下一节点传送返回签名。但是，如果需求容量大于可用容量，节点为可用容量建立连接，并将带有用可用容量改写需求容量的数字的签名向前传送。节点同时向从属端节点发送反向信号，它包括路由ID以及需求容量与可用容量的差值，以拆端那个具体上不能建立的容量的已经建立的连接。
主节点A接收到返回信号，知道一恢复路由已经存在，如签名中的各中间节点和中继节点所标识的，同时它也得到那个恢复路由的容量，此时主节点A通过该恢复路由向节点E发送路由返回者签名，以告知恢复路由的各中间节点。本发明用于寻找补充路由时，路由返回者签名可在已存在的路由上传送。路由返回者签名的使用属于本技术公知的，不是本发明的一部分。
在本具体例子(图3)中，假设来自节点E(路由X的)的返回签名到节点F的时间返回签名(路由Z的)从发送节点H到达节点K的时间相同；节点E比F级别高，而节点H又高于K。
节点E在区域EF最低级别备用链路上传送返回签名，节点F在如端口F15上接收它。节点F此时完成以下工作：
根据返回签名内容判定路由X的需求容量(3)，同时将端口F15、F16和F17(区域FE中三条备用链路〕分配给恢复路由，节点E已判定区域EF具有充足备用容量；
判断传送路由X返回签名的节点，确认是节点K；
为需求的容量检测区域FK，判定需求容量(3)小于备用容量(6)时，继续判判节点F、K间相对级别关系，假设F高于K，则给路由X的恢复路由分配3条最低级别的链路K、L和m。以后，在端口F15，F16和F17与对应与链路k、l、m的端口F111、F112及F113的连接；
在备用链路K上向节点K传送返回签名，随后从节点K接收路由Z的反回签名。
类似地，节点K完成以下工作：
根据节点H提供的返回签名，判定路由Z的需求容量(4)，把区域KH上端口K7、K8、K9和K10分配给恢复路由，节点H已经判定区域HK具有充足备用容量；
确定给路由Z传送返回签名的节点，确认是节点F；
为路由Z的返回签名中的需求容量(4)检查区域KF，若发现需求容量(4)不大于备用容量(6)，继续判断节点K，F间相对级别关系，假设K低于F，则给路由Z的恢复路由分配4条最高级别链路p、o、n、和m，在区域KH上的四个端口K7、K8、K9和K10与对应与区域KH上的链路p、o、n、和m的4个端口K60、K59、K58和K57间作连接；
在链路p上向节点F传送返回签名，随后从节点F接收路由X的返回签名。
节点K将在与其端口K55连接的备用链路K上接收请求三条链路容量的路由X的返回签名，因为已经分配并连接了链路p、o、n及m，因此进入冲突模式。类似地，节点F在与其端口F116连接的备用链路p上接收请求四条链路容量的路由Z的返回签名，因为已经分配链路k、l、m，所以也会进入冲突模式。此时，对备用链路m的分配的冲突将是哪一路由占先。
根据高级别节点占先，节点K会：
给路由X的返回签名分配链路m；
提供路由X的带有未修改的容量字段的返回签名到节点C；
将路由Z的恢复路由的链路分配更改为链路p、o、n；
拆断端口K57，K10间的连接，在K57及区域KC中另一个端口间建立新连接；
产生路由Z的返回信号，它的容量字段置1，用来标明容量不够，并通过端口K10向节点H发送该签名。
因连结在区域上的两个节点知道备用链路的端口号，只要在最低级别的备用链路上发送该返回签名就足够了，这是由于接收节点可为需求的容量n确定n条最低级别的备用链路。但另外，发送的签名可以由发送节点更改一包含所分配的链路的标识，也可通过分配给某个路由的所有备用链路传送返回签名。
假设节点F此时从节点G接收到路由Y的返回签名，它将发送一包含不能连接的不足容量(2)的返回签名，节点将通过传送路由Y的反向路由寻找器签名来响应。
如上所述，节点A从接收到的路由X的返回签名中的电路数字段的内容得知恢复路由的容量与需求路由的容量是相同的，于是在恢复路由A、B、C、K、F和E上发送路由跟踪器签名，以通知节点E所有串联节点的标识。
另外，在路由Z的情况下，节点D从收到的路由Z的返回签名的电路数字段的内容可得知恢复路由(D、F、K、H、J)的容量小于需求的容量，它因此变为路由Z的从属节点，并等待从节点J接收路由Z的反向路由寻找器签名。
节点J收到节点K发送的返回签名后，变为路由X的主节点，然后向相邻节点发送路由寻找器签名，此签各也称反向路由寻找器签名，它的流量统计字段置2，其需求容量设置为返回签名中的值。应理解带有偶数流量统计值的签名可被标识为由原始主节点发起的连续请求，而带有奇数流量统计值的签名则标识为原始从属节点所发起的连续请求。
节点A第一次收到节点G发送的反向路由寻找器签名，变成从属节点，并立即沿接收该反向路由寻找器签名经过的路由发送一返回签名。此签名的签名类型字段中由该返回签名的恰当的代码，它的流量统计字段置2，电路数字段值与所接收的反向路由选择签名中的值一致。
节点E作为主节点发送返向路由寻找器签名后，进入等待状态。
上述网络中寻找恢复路由的方法也可用于寻找补充路由，从网管中心向出现拥塞的路由的两个节点发送指令，以使它们将拥塞的路由作为故障路由处理，在两个端点间开始寻找附加路由(替换路由)的本发明的方法。
应理解尽管本实施例参照一小型网络进行了说明并且为了方便区域的链路数相应地较少(16)，但大的网络会由几百条工作链路和备用链路组成。
上述实施例的一个优点在于，区域两端的两个节点能够各自独立地从区域中一组备用链路内分配链路，以恢复故障路由，两个节点分别从最低级别和最高级别的备用链路开始，避免了对备用链路分配的冲突直到两个节点为不同的路由恢复同时分配某条或多条备用链路的极限情况。可以理解这种极限情况通常不发生，因为保留的一条或多条备用链路可能由一个节点临时分配，并被另一节点在收到返回签名后确认，之后该另一节点准备好检查备用链路的可用性及为恢复路由进行临时分配。任何发生的冲突由冲突协议进行处理，其中两个节点中较高级别的节点知道它的临时分配将被确认，而等级较低的节点必须为不能实用的容量发送一个返回签名。