一种基于资源约束的选路方法

专利名称：一种基于资源约束的选路方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于资源约束的选路方法。
背景技术：
随着因特网(Internet)规模的不断扩大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多媒体系统也层出不穷。由于实时业务对网络传输时延、延时抖动等特性较为敏感，因此，当网络上有突发性高的文件传输(FTP)或者含有图像文件的超文本传输(HTTP)等业务时，实时业务就会受到很大影响；另外，由于多媒体业务将占用大量的带宽，所以也将使得现有网络中需要得到保证的关键业务难以得到可靠的传输。于是，为保证关键业务得到可靠的传输，各种服务质量(QoS，Quality of Service)技术便应运而生。互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)已经提出了很多服务模型和机制，以满足QoS的需求。目前业界比较认可的是在网络的接入或边缘使用综合业务(Int-Serv，Integrated Service)模型，在网络的核心使用区分业务(Diff-Serv，Differentiated Service)模型。
Diff-Serv模型仅通过设定优先等级的措施来保障QoS，该模型虽然有线路利用率高的特点，但具体效果难以预测，因此，业界为骨干网的Diff-Serv模型引入了一个独立的承载控制层，建立一套专门的Diff-Serv QoS信令机制，从而为Diff-Serv网络专门建立了一个资源管理层，用来管理网络的拓扑资源。这种资源管理Diff-Serv方式被称为有独立承载控制层的Diff-Serv模型。在这种模型中，承载网资源管理器负责配置管理规则和网络拓扑，为客户的业务带宽申请分配资源。每个承载网资源管理器所管理的所有路由器的集合称为该承载网资源管理器的一个管理域，每个管理域的承载网资源管理器之间通过信令传递客户的业务带宽申请请求和结果，以及承载网资源管理器为业务申请所分配的路径信息等。下面介绍现有技术中承载网资源管理器进行路由选路的方法。
现有技术一以静态路由(Static Routing)的方式确定路径。此种方式是确定路径的方法中最为简单的一种，静态路由是指一旦一个节点确定了它的路由表，此节点的路由将不再改变。使用该方法必须满足一个潜在的假设影响制定路由表的条件是不变的。在根据距离以及中间节点间的数据速率来计算传输成本的情况下，这个假设有时是有效的，其原因在于，除非是主要设备升级或设备迁移，否则这些参数是不会发生变化的。因此，在有些情况下，静态路由是理想的，比如，公司到Internet的连接可以静态定义为一条到安全服务器的路由，未经过服务器提供的认证机制，不允许任何接入，此种情况下，通过配置静态路由能够提高网络的安全性。但是，静态路由只能在网络条件不变的情况下出色地工作，而实际中这通常是不可能的；更为重要的一点是，采用这种静态路由技术，无法实现根据网络的资源约束条件进行选路，例如，该现有技术无法实现针对业务的带宽要求实现选路，对用户所需的带宽要求难于保障，也就无法保证业务的服务质量。
现有技术二图1所示为独立承载控制层的Diff-Serv模型方案，在服务骨干实验网(Qbone)中采用了带宽代理器模型。由图1可见，Internet专门为各个Diff-Serv管理域定义了相应的带宽代理器，带宽代理器负责处理来自用户主机，或者业务服务器，或者网络维护人员的带宽申请请求，带宽代理器根据当前网络的资源预留状况和配置的策略以及与用户签订的业务(SLA)，确定是否允许用户的带宽申请；该模型中还包括业务服务器，属于业务控制层，可实现软交换等功能；边缘路由器(ER，Edge Router)和核心路由器，ER和核心路由器都属于承载网络。每个带宽代理器对应管理一个管理域，各个带宽代理器之间能够进行通讯。
参见图2，每个带宽管理器内部包括用户业务接口，用于与业务服务器、主机/用户以及网络维护进行双向通信；域间接口，用于与其它域的带宽代理器进行通讯；域内接口，用于控制管理域内的ER；还包括数据库、简单策略服务模块、路由信息模块、网管接口和策略接口；在带宽管理器内记录有包括各类SLA配置信息、物理网络的拓扑信息、路由器的配置信息和策略信息、用户认证信息、当前的资源预留信息、网络占用状态信息等在内的大量静态和动态信息，同时，带宽管理器还记录有路由信息，用以确立用户的业务流路径和跨域的下游带宽管理器位置。
在该现有技术中，承载控制层上的带宽代理器基本上没有对承载网络层中的域内路由的建立过程，只是根据各个路由器的路由表计算业务请求所经过的路径，然后实现域内选路。因此，一旦一个域内的各个路由器上的信息有更新，例如开展新的业务或业务更新等，承载控制层上的带宽代理器也要随之更新，就可能引发网络预留的不稳定；并且，带宽管理器需要记录本区域的动态路由信息，存在路由表更新频繁的问题，容易造成网络预留的不稳定；更为重要的一点是，由于带宽代理器基本上没有实现域内路由的建立过程，因此，无法实现根据如带宽要求的资源约束条件实现选路，从而难于以带宽的角度保障业务的服务质量，无法实现用户的业务要求。
在现有技术中，还存在包括其他运营商所提供的Rich Qos方案在内的多种其它域内选路方案，这些方案虽然有简单的路由实现机制，但网络结构复杂，建设成本高，难以适应大规模网络的需要，并且，这些方案也无法实现基于资源约束条件进行选路。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于资源约束的选路方法，在域内或域间的路径上预先设定资源约束条件，根据这些条件选择出满足业务要求的路径，从而实现基于资源约束条件进行选路的目的，使得服务质量得以保障。
本发明为一种基于资源约束的选路方法，其特征在于，对域内或域间的路径预先设定资源约束条件，资源管理器根据业务要求，从满足路由条件的域内或域间的所有路径中选择出一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。
其中，所述设定资源约束条件为对各个资源管理器的管理域中的路径设定资源约束条件，所述从满足路由条件的所有路径中选择出一条路径为各个资源管理器分别从各自的域内的所有路径中选择出满足路由条件的路径，然后，从所选择的满足路由条件的路径中选择出一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。
其中，所述设定资源约束条件为对各个资源管理器之间的域间路径设定资源约束条件，所述从满足路由条件的所有路径中选择出一条路径为资源管理器从域间的所有路径中选择出满足路由条件的路径，然后，从所选择的满足路由条件的路径中选择出一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。
其中，所述设定资源约束条件为对各个域内的路径设定资源约束条件，和对各个域间的路径设定资源约束条件，所述从满足路由条件的所有路径中选择出一条路径为分别选择出满足路由条件的域内路径和域间路径，并且分别从所选择的满足路由条件的路径中选择出一条路径，这些路径的资源约束条件满足业务要求。
其中，所述资源约束条件包括带宽要求，所述业务要求包括带宽要求。
其中，所述资源约束条件为允许或限制流通过的规则。
其中，所述对域内或域间的路径预先设定资源约束条件进一步包括将设定的资源约束条件保存在各个资源管理器上。
其中，所述对域内或域间的路径预先设定资源约束条件进一步包括将设定的资源约束条件保存在专门建立的数据库上。
其中，该方法进一步包括如果在满足路由条件的域内或域间的所有路径中，无法选择出一条资源约束条件满足业务要求的路径，则向上游的边缘路由器或边界路由器上报资源拒绝响应，由管辖该边缘路由器或边界路由器的资源管理器向上一跳资源管理器或呼叫代理上报资源请求拒绝响应。
可见，本发明能够针对业务请求进行基于资源约束的选路，从而选择出满足带宽要求的路径，从而，在用户的呼叫被接纳后就能够保证达到所需的服务质量，并且，运营商还可以根据预先设定的资源约束条件设定收费标准，实现分类收费，以获取更佳的经济效益。该方法实现简单，易于维护管理。


图1为独立承载控制层的Diff-Serv模型的结构图。
图2为独立承载控制层的Diff-Serv模型中承载网资源管理器的内部结构图。
图3为本发明实施例的承载控制层示意图。
图4为本发明实施例中在承载网络上建立LSP的过程示意图。
具体实施例方式
本发明采用上述的Diff-Serv模型在网络上实现数据传输，该模型承载控制层的路由包括承载网资源管理器之间的信令路由和连接节点(CN)之间的业务路由。当承载控制层处理用户的业务带宽申请时，将确定用户的业务路径，承载网资源管理器会通知ER按照指定的业务路径转发业务流。因此，承载网资源管理器中的路由包含信令路由和业务路由两种，信令路由指的是各个承载网资源管理器如何找到下一跳承载网资源管理器的过程；业务路由指的是承载网资源管理器如何根据业务流信息查找合适的承载标签交换路径(LSP)的过程，具体包括域内路由和域间路由，本发明所述的选路方法可以应用于业务路由和信令路由之上，但由于域间的网络拓扑一般比较简单，对信令路由进行资源约束没有太大必要，且会增加网络的管理维护成本，因此，本发明实施例仅以对业务路由进行满足资源约束条件的选路为例，其中，上述的CN包括ER、边界路由器(BR)以及例如转接路由器的其它路由器。
如图3所示，在本发明实施例中，需要建立一条呼叫代理(CA)-资源管理器1-资源管理器2-资源管理器4的路由路径，其中，图3中的虚线表示资源请求建立路径，以10M带宽要求作为业务要求，结合参见图4，本发明实施例中建立该路由路径的过程包括以下步骤步骤A根据CA的呼叫请求，资源管理器1确定ER1为主叫端局路由器或汇接局路由器，根据该确定的入口路由器，资源管理器1按照10M的带宽要求确定其域内的LSP，资源管理器1确定域内的LSP的具体实现过程为如表1所示，在资源管理器1上预先存储该域内所有路径信息，资源管理器1根据该表中的内容，确定得到以ER1为主叫端局路由器的所有LSP共有三条，分别是LSP1、LSPa和LSP3，这三条LSP分别被预先配置有资源约束条件，该资源约束条件在本发明实施例中为带宽要求，分别是LSP1的总带宽为50000M，每个流允许的最大带宽为50M；LSPa的总带宽是10000M，每个流允许的最大带宽是10M；LSP3的总带宽是1000M，每个流允许的最大带宽是1M；由于LSPa的每个流允许的最大带宽是10M，与10M的业务带宽要求相等，因此，资源管理器1选择LSPa作为资源管理器1的域内路径；在以上三条可供选择的LSP中，LSP1的每个流允许的最大带宽为50M，也能够实现10M的业务带宽要求，但以节约资源的角度考虑，如果采用LSP1，则浪费了网络资源，因此，本发明实施例中选择LSPa作为资源管理器1中的域内路径；另外，在选路过程中，还可考虑网络现状，假如LSPa上的带宽基本分配完毕，而LSP1上尚有较多空闲资源，此时可以选择LSP1。总之，在根据资源约束条件进行选路时，只要所选择的LSP上的资源约束条件大于等于业务要求即可，在能够选择出多条符合业务要求的LSP时，则综合考虑包括资源消耗等因素在内的其他条件，选择出一条最佳LSP。
在确定LSPa为资源管理器1的域内路径后，根据表1进而确定资源管理器1域内的出口路由器为BR1；

表1在表1中，横行表项和纵行表项分别代表承载网资源管理器1域内的入口路由器和出口路由器，入口路由器表项和出口路由器表项中分别包括了该域内的所有ER或BR，横行和纵行的交点表示从一个ER/BR到另一个ER/BR的路径集，在该表中，路径集有以下几种可能1、为空，在表1中以“-”或空格表示，表示出口路由器和入口路由器两点之间没有可用路径；2、一条路径，如表1中的{(LSP1)}，表示两点间只有一条最优路径；如表1中的{(LSP3、LSP4)}，表示该一条路径依次经过多条域内的LSP；3、多条路径，如表1中用括号相区分的{(LSP5)、(LSP3、LSP4)}，表示两点间有多条最优路径；步骤B资源管理器1或资源管理器2根据预先设置的域间LSP带宽要求，从资源管理器1和资源管理器2之间的所有域间LSP中选择一条满足带宽要求的LSP，其具体实现包括由于步骤A中已经确定资源管理器1的出口路由器为BR1，因此，在该步骤中，列出以BR1为域间LSP起点的所有域间LSP，得到这些LSP预先配置的带宽要求，根据10M的带宽要求从这些LSP中选择一条，并根据所选择的LSP的终点确定资源管理器2的入口路由器，本发明实施例所选择的资源管理器1和资源管理器2之间的域间LSP为LSP13，所确定的资源管理器2的入口路由器为BR3；步骤C资源管理器2根据业务带宽要求，从资源管理器2域内的所有LSP中选择一条满足业务带宽要求的LSP，由所选择的LSP确定资源管理器2的出口路由器，本步骤中的选择LSP方法与步骤A中所述的方法类似，所确定的资源管理器2的域内LSP为LSPb，由LSPb所确定的资源管理器2的出口路由器BR4；步骤D采用与步骤B相类似的方法，确定资源管理器2与资源管理器4的域间LSP为LSP23，由LSP23确定得到资源管理器4的入口路由器为BR5；然后再采用与步骤A相类似的方法，由资源管理器4确定域内的LSP路径为LSPc，资源管理器4的出口路由器ER3。
在本发明实施例中，所述的LSP的带宽要求信息分别保存在各个资源管理器上，在本发明的其它实施例中，也可以建立专用的数据库保存这些LSP的带宽要求信息。
在本发明实施例中，如果在选路过程中，发现可供选择的LSP都不能满足业务的带宽要求时，则当前的ER或BR向上游的ER或BR上报资源拒绝响应，在该资源拒绝响应中包括路由失败消息，由管辖该上游ER或BR的资源管理器向上一跳资源管理器或CA上报资源请求拒绝响应消息，从而拒绝该资源请求。
按照上述方法，建立了一条满足业务带宽要求的CA-资源管理器1-资源管理器2-资源管理器4的路由路径，在本发明的其它实施例中，也可以只在域内选路时针对业务的带宽要求进行选路，或者也可以在域间选路时针对业务的带宽要求进行选路；并且，也可以以其它的业务要求作为资源约束条件进行选路，例如，资源约束条件可以是对LSP的规则限制，该规则限制包括该LSP允许哪些流通过，禁止哪些流通过。
采用本发明所述的方法，网络运营商可以为具有相应业务要求的用户选择特定的路径来实现业务，从而能够进一步实现根据该用户的业务要求收取相应的费用，在进行网络规划时，运营商可以对未来的流量进行预测，对LSP进行相应的约束，从而满足业务和性能需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于资源约束的选路方法，其特征在于，对域内或域间的路径预先设定资源约束条件，资源管理器根据业务要求，从满足路由条件的域内或域间的所有路径中选择出一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定资源约束条件为对各个资源管理器的管理域中的路径设定资源约束条件，所述从满足路由条件的所有路径中选择出一条路径为各个资源管理器分别从各自的域内的所有路径中选择出满足路由条件的路径，然后，从所选择的满足路由条件的路径中选择出一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定资源约束条件为对各个资源管理器之间的域间路径设定资源约束条件，所述从满足路由条件的所有路径中选择出一条路径为资源管理器从域间的所有路径中选择出满足路由条件的路径，然后，从所选择的满足路由条件的路径中选择出一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定资源约束条件为对各个域内的路径设定资源约束条件，和对各个域间的路径设定资源约束条件，所述从满足路由条件的所有路径中选择出一条路径为分别选择出满足路由条件的域内路径和域间路径，并且分别从所选择的满足路由条件的路径中选择出一条路径，这些路径的资源约束条件满足业务要求。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于所述资源约束条件包括带宽要求，所述业务要求包括带宽要求。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于所述资源约束条件为允许或限制流通过的规则。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述对域内或域间的路径预先设定资源约束条件进一步包括将设定的资源约束条件保存在各个资源管理器上。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述对域内或域间的路径预先设定资源约束条件进一步包括将设定的资源约束条件保存在专门建立的数据库上。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括如果在满足路由条件的域内或域间的所有路径中，无法选择出所述一条资源约束条件满足业务要求的路径，则向上游的边缘路由器或边界路由器上报资源拒绝响应，由管辖该边缘路由器或边界路由器的资源管理器向上一跳资源管理器或呼叫代理上报资源请求拒绝响应。
全文摘要
本发明公开了一种基于资源约束的选路方法，该方法的目的在于实现根据业务要求进行选路，选出符合业务要求的路径，从而保障对该业务的服务质量，该方法包括对域内或域间的路径预先设定资源约束条件，资源管理器根据业务要求，从满足路由条件的域内或域间的所有路径中选择一条路径，该路径的资源约束条件满足业务要求。该方法主要应用于业务路由的域内选路和域间选路中，也可应用于资源管理器间的信令路由选路过程中。该方法能够满足如带宽要求的业务要求，在呼叫被接纳后就能够保证服务质量，并且有利于运营商根据资源占用情况收取费用。
文档编号H04L12/28GK1595895SQ03159179
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者陈悦鹏, 范灵源, 吴登超, 许波, 隋少帅, 徐波 申请人:华为技术有限公司