用于路由器自动配置的网络业务量数据处理系统和方法

摘要

本申请公开了一种数据处理系统，所述数据处理系统用于具有分层体系结构的通信路由器，所述分层体系结构包括至少一个物理层，所述至少一个物理层通过至少一个连接而被连接到至少一个通信网络并且被直接安置在至少一个数据链路层之下，所述数据链路层本身又被直接安置在至少一个网络层之下。该系统包括在各数据链路层中的处理器以便分析来自于通过各个连接到达物理层的各网络的业务量数据以及根据网络业务量数据来为配置所述网络层确定配置数据。在相关数据链路层和相关网络层之间有至少一个应用编程接口，所述应用编程接口与各种网络的技术无关并且能够向相关网络层传送特定的配置数据以便作为各个网络业务量的函数的来配置该网络层。

说明书

技术领域

本申请基于2003年8月1日提交的法国专利申请03 09 507，其公开在此全部引入作为参考。

本发明涉及通信网络，并且特别涉及配置这种网络中的路由器。

技术背景

路由器是组成网络节点的单元，并且在开放系统互连(OSI)模型中，其体系结构被分成了七层。所述七层是等级关系，每层都使用来自下层(较低级别)的信息并向上层(较高级别)提供服务。

从最低层开始，七层通常被称为物理层(1)、数据链路层(2)、网络层(3)、传输层(4)、会话层(5)、表示层(6)和应用层(7)。

例如IP路由器的一些路由器，例如，被连接到许多的数据网络，所述数据网络使用不同版本的互联网协议和/或实现不同类型的服务和/或使用不同的通信硬件，因此，它们的数据链路层(2层)要依赖于不同的网络技术，尽管它们的网络层与这些技术无关。结果，必需配置路由器的网络层以使得其能够有效的使用来自数据链路层的信息。

目前，路由器的网络层是由网络管理平台远程配置的。由于网络是不断发展的，因此，网络管理员必需经常地配置他们的路由器，特别是由于在各个网络中的大量的路由器，所以这是一个冗长而苛求的过程，并且这不必要地消耗了资源。

因此，本发明的一个目的就是消除这种缺陷。

发明内容

为此目的，本发明提出了一种为具有分层体系结构的通信路由器处理数据的方法，所述分层体系结构包括至少一个物理层，所述至少一个物理层通过至少一个连接而被连接到至少一个通信网络并且被直接安置在至少一个数据链路层之下，所述数据链路层又被直接安置在至少一个网络层之下，该方法包括：i)在数据链路层的级别上分析来自于通过各个连接而到达物理层的各个网络的数据业务量，ii)根据该网络业务量数据来为该有关的网络层确定配置数据，并且iii)基于该配置数据作为各个网络的业务量的函数来配置该有关的网络层。

换句话说，即，作为每个路由器在其物理层或者若干物理层上所接收到的业务量数据的函数来自动配置每个路由器。

根据本发明的另外的特征，通过由至少一个在数据链路层和网络层之间的、并且独立于各种网络技术的应用编程接口将配置数据传递到该有关的网络层来实现配置。

优选地，根据网络业务量数据信息确定取决于由有关的数据链路层所实现的各种网络技术的数据，之后，将信息数据转换为与各种网络技术无关的配置数据(为了保证API接口的重新使用)。在此情况下，如果单独地观测通过各个物理层连接到达物理层的网络业务量数据，并且从业务量数据中提取由关于每个网络连接的网络技术而确定的信息数据，这样是有益的。应该注意，一个网络连接可以同时传送几种类型的级别2(数据链路层)的数据，并且，因此，可以在同一个连接上传送许多种网络技术。于是，可以捆绑以及用选择的格式来适配所提取的信息数据(其对应于各个业务量)。最后，该捆绑的信息数据可以被转换及适配以产生与各种网络技术无关的配置数据。

优选地，周期性地分析业务量数据，以便可以周期性地配置各个网络层。然而，当在一个连接上接收到专门的通知时才分析业务量数据，这也是可以设想的。

而且，被确定并被发送到网络层的配置数据包括，例如，最大传输单元(MTU)的大小、该路由器物理层所连接的各个网络中所使用的网络层协议的不同版本(例如IPv4、IPv6、Decnet、Appletalk、IPX等。)、该路由器物理层所连接的各网络中所使用的各种网络层服务的版本(例如不同的路由选择协议)、以及邻近该路由器并且与物理层相连的路由器的网络层地址。

本发明还提出了一种用于具有分层体系结构的通信路由器的数据处理系统，所述分层体系结构包括至少一个物理层，所述至少一个物理层通过至少一个连接而被连接到至少一个通信网络并且被直接安置在至少一个数据链路层之下，所述数据链路层本身又被直接安置在至少一个网络层之下，该系统包括在各数据链路层中所实现的处理装置和至少一个在有关数据链路层和有关网络层之间的应用编程接口，所述处理装置适合于分析来自于通过各个连接而到达物理层的各网络的业务量数据以及根据网络业务量数据来为配置该有关网络层确定配置数据，所述应用编程接口与各种网络的技术无关并且适于向该有关的网络层传送特定的配置数据以便作为各个网络业务量的函数的来配置该网络层。

处理装置优选地适合于根据网络业务量数据来确定取决于由该有关的数据链路层所实现的各种网络技术的信息数据，并且适合于随后将该信息数据转换为与各种网络技术无关的配置数据。在这种情况下，如果处理装置包括与各个物理层的网络连接数量相同的监测模块，每个监测模块都适合于监测通过一个网络连接到达所述物理层的网络业务量数据，并且适合于从所述网络业务量数据中提取由与网络连接相关联的网络技术而定的信息数据，这样是有益的。

可选地，通过为各个物理接口保持分别的数据结构，例如通过利用“多线程”技术而使用同一个监测模块来处理所有相同类型物理层的连接，这样也是可以设想的。

而且，如果处理装置包括与各物理层的网络连接数量相同的格式化模块，每个格式化模块都与一个监测模块相关联，并且适合于将由相关监测模块所提取的信息数据捆绑起来，以及适合于用选择的格式来适配该捆绑的信息数据，这样也因此是优选的。可选地，使用连接到监测模块的同一整形模块来处理所有相同类型物理层的连接也是可以设想的。而且，处理装置可以包括转换模块，所述转换模块连接到各格式化模块及有关的应用编程接口，并且适合于将被捆绑和适配的信息数据转换为与各种网络技术无关的配置数据。

本发明还提供装备了上文所描述类型的处理设备的通信路由器。

尽管不是排它的，但是本发明特别适合于互联网协议(IP)通信网络。

处理装置还优选地适合于周期性地进行分析以便可以周期性地配置各个网络层。然而，处理装置适合于当在一个连接上接收到专门的通知时才执行分析，这种情况也是同样可以设想的。

附图说明

在看过下面的详细描述和附图之后，本发明的特征和优点将变得显而易见，在附图中，单个附图示意性地示出了装备了本发明的处理设备并连接到三个通信网络的路由器的实施例。附图构成本发明说明书的一部分并且如果必要的话可以用于解释本发明。

具体实施方式

本发明的一个目的是使得能够通过分析通信路由器所接收的业务量来自动配置通信路由器。

如在单个附图中所示的那样，通信路由器R具有包括七个等级上相关的层次的开放系统互连(OSI)体系结构。

在最低级别有一个或多个物理层1，接着是(若干)数据链路层2，以及随后是(若干)网络层3，以及随后是其它层，其它层包括传输层4、会话层5、表示层6、和应用层7(这是在最高级别上的层)。该体系结构和构成其的七层在现有技术中是已知的，因此这里不再描述。可以说各物理层1和各数据链路层2都是依赖于它们所连接的网络的技术的，然而，各网络层3则是与网络技术无关的。

上述类型的路由器R通常连接到许多通信网络Ni，所述路由器R构成通信网络Ni的一个节点。在示出的例子中，路由器R通过三个物理端口P1至P3连接到三个通信网络N1至N3。例如，所述三个通信网络是IP数据网络，IP数据网络可以使用不同的网络层协议版本，例如IPv4、IPv6、Decnet，和/或不同的网络层服务版本，例如不同的路由选择协议。

如果路由器R通过与其(若干)物理层1相关联的其物理端口Pi所连接的网络是IP网络，那么该路由器被称为IP路由器。在下文中这是以说明性例子的方式来考虑的，即，路由器R是IP路由器并且只具有一个物理层和一个数据链路层。然而，该路由器可以是IP以外的其它类型的路由器，并且/或者可以结合许多物理层和/或数据链路层。

为了能够快速的调整路由器R以适应没有与远程或者本地的外部调节相连的演进IP网络Ni，本发明提出用处理设备D来装备所述路由器R。

为此，设备D包括在数据链路层2实现的处理装置PM和一个或者多个插在数据链路层和(或各个)网络层3之间的应用编程接口(API)。

尽管这没有出现在所述单个附图中，但是多个网络层3可以共存在一个路由器R中，并且在这种情况下，应用编程接口的数目优选地是和网络层的数目一样多。这使得路由器R能够工作在多协议模式下。

处理装置PM适合于分析各网络上业务量的数据(或者数据帧)，所述各网络通过各个网络连接Li到达与物理层1相关联的所述三个物理端口Pi，并且处理装置PM适合于根据网络业务量数据为网络层3确定配置数据。

更明确地，接收到的分组具有层2的报头和净荷，该净荷又包括层的3报头和净荷。由层2分组的报头中的特定编码，例如由在通过以太网类型的层2进行传输时，对于IPv4等于0x0800或者对于IPv6等于0x86DD的编码来确定层3的类型。一旦获知层3帧的类型，就可以在层3的报头中检查该层3的特定信息了，例如对于IPv4中ICMP的“协议代码1(protocol code 1)”，或者对于IPv6中ICMP的“下一报头的值58(value58 of NextHeader)”

每个应用程序接口负责从数据链路层2向其所连接的网络层3传递由处理装置PM所确定的配置数据，这样就可以作为路由器R所接收的各种网络的业务量的函数来配置所述网络层3了。

由于处理设备D，每个路由器都可以作为其在其物理层1的级别上所接收的数据业务量(或者数据帧)的函数来实现其自身的配置。

优选地，周期性地分析业务量数据，例如每五分钟分析一次。在这种情况下，以相同的周期来配置网络层。当在连接Li上接收到专门的通知时才触发数据业务量的分析也是可以设想的。

在一个特别有益的实施例中，如在单个附图中所示，处理装置PM包括三个监测模块SM-i，每个监测模块SM-i与所述三个物理端口Pi中的一个相关联并且连接到各自的格式化模块FM-i，所述格式化模块FM-i本身又连接到转换模块CM。

每个监测模块SM-i都适合于观测由物理端口Pi中的一个所接收到的网络业务量数据(或者帧)以便从中提取信息数据，所述信息数据包括对配置网络层3有用的信息以及取决于由数据链路层2所实现的、并且与所述端口Pi和网络Ni之间的连接Li相关联的网络技术的信息。

例如，提取的信息数据包括被放置在连接(或者链接)的“终端”的路由器的特征。所述特征用于适当地配置路由器。

各格式化模块FM-i从其所连接的监测模块SM-i接收该监测模块SM-i所提取的数据，以便捆绑所述数据(它可以接收随后用于捆绑的突发信息，以便向邻近的高层只呈现真正有用的内容)，并且随后用所选的格式来适配该数据(或者格式化该数据)，例如XML或者ASN1格式(尽管任何其它适当类型的格式也是可以设想的)。

由各个格式化模块FM-i所捆绑及适配的并且根据由数据链路层2所实现的网络技术而定的数据进入到转换模块CM，所述转换模块CM负责将该数据转换(或者转变)为与网络技术无关的、并且是网络层3用于其自动配置所需的配置数据。

例如，配置数据表示最大传输单元(MTU)的大小或者用在不同网络Ni中的不同网络层协议版本(IPv4、IPv6、Decnet等)、或者用在不同网络Ni中的不同网络服务版本(不同的路由选择协议、不同的RSVP、LDP及类似的信令)、或者邻近路由器的网络层地址(这特别可以使得路由器R能够观测路由选择-例如，数据链路层可以产生ARP请求以便从各个连接Li上的邻近路由器中获得它们的IPv4(或者IPv6)地址。)。

所述转换模块CM连接到应用编程接口API，所述应用编程接口API负责将配置数据传递到有关的网络层，并且所述应用编程接口API与层2技术无关。

一旦接收到该配置数据，该有关的网络层3就能够以传统的方式来配置其自身了，因而使得能够为高层服务提供关于数据的信息，例如MTU的大小。于是，调整路由器R使之与业务量相适应直到在随后的分析中检测到在一个网络Ni上的下一个通知为止，其中所述业务量是所述路由器从通过其物理端口Pi而连接的三个IP网络Ni中所接收的。

本发明的处理设备D，特别是其监测模块SM-i、其格式化模块FM-i、其转换模块CM、和其各个应用编程接口API，可以是以电子电路、数据处理模块(软件)、或者电路和软件的组合的形式来实现的。

应该注意，下面的变形也是可以设想的，即，在所述变形中，同一个监测模块用于处理所有相同类型物理层的连接。于是，有必要为各个物理接口保持分别的数据结构，例如使用多线程技术。在这种情况下，优选地，同一格式化模块被连接到用于处理所有共同物理层类型的连接的监测模块上。

本发明还提供一种为具有分层体系结构的通信路由器R处理数据的方法。

该方法具体可以借助于上文所描述的处理设备D和通信路由器R来实现。本发明步骤的主要的和可选功能及子功能基本上与组成处理设备D和/或通信路由器R的装置的相一致，因而下文中只概述实现本发明方法的主要功能的步骤。

处理方法包括在路由器R的数据链路层2的级别上分析来自于通过各个连接Li到达物理层1的不同网络的数据业务量，根据网络业务量数据来为所述网络层3确定配置数据，以及基于配置数据并作为各网络的业务量的函数来配置所述网络层。

本发明不限于上文中仅通过例子的方式描述的处理设备、通信路由器和处理方法的实施例，而是包括了其所有的变形，所述变形对本领域技术人员来说是可以设想的并且落在下面的权利要求的范围之内。