专利名称:一种基于路径计算单元的路径保护方法及系统的制作方法
技术领域:
本发明涉及通信领域,尤其涉及在自动交换光网络中使用路径计算单元的实现业 务保护的方法及系统。
背景技术:
在基于路径计算单元(PCE,PathComputation Element)的MPLS (Multi-Protocol Label Switching,多协议标记切换)/GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching,通用多协议标记切换)网络结构中,PCE是网络中专门负责路径计算的功能实 体,它基于已知的网络拓扑结构和约束条件,根据路径计算客户(PCC,Path Computation Clients)的请求计算出一条满足约束条件的最佳路径。PCE可以位于网络中的任何地方, 可以集成在网络设备内部,如集成在标记交换路由器(Label Switching Route, LSR)内 部,或者集成在电信运营支撑系统(Operation Support Systems, 0SS)内部,也可以是一 个独立的设备。PCC和PCE之间以及PCE与PCE之间通过专门的路径计算协议(PCECP, PCE Communication Protocol)通信,提交路径计算请求并获得路径计算结果。PCC可以是 MPLS/GMPLS网络中的标记交换路由器LSR或者是网络管理系统匪S。
当前自动交换光网络中适用MPLS/GMPS的保护恢复方法,都不能做到路径的最优 化,特别是对于跨域LSP保护。发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种基于路径计算单元的路径保护方法, 用于解决现有路径保护方法不能做到路径最优、及跨域LSP保护的技术问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的
一种基于路径计算单元的路径保护方法,包括
在网络发生故障时,故障资源的检测节点将网络故障信息通知给路径计算单元 (PCE),所述PCE找出受资源故障影响的路径并对需保护的路径计算恢复路径,然后将计算 出来的恢复路径通知给所述故障资源的检测节点;所述故障资源的检测节点依据所述恢复 路径恢复相关的路径。
进一步地,所述故障资源的检测节点通过PCE参与内部网关协议(IGP)域内洪泛、 或边界网关协议(BGP)域间洪泛、或通过信令消息的方式将网络故障信息通知给所述PCE。
进一步地,所述PCE通过扩展的路径计算单元通信协议(PCEP)中的路径响应 (PCRep)消息或路径计算通知(PCNtf)消息将计算出来的恢复路径保护路径通知给所述故 障资源的检测节点。
进一步地,所述PCRep消息中的标记切换路径属性(LSPA)对象中包含用于标识路 径是否更新的扩展U标志位;
所述PCE将恢复路径对应的节点的IP地址填入所述PCR印消息中的显式路由对 象(ERO)中。
进一步地,所述PCNtf消息的通知(NOTIFICATION)对象体中的标志域中包含用于 标识是否在NOTIFICATION对象中的可选路由类长值集(Optional TLVs)中携带有路由类 长值(Route TLV)对象的扩展P标志位;
所述PCE将所述恢复路径对应的节点的IP地址填入所述Route TLV对象中对应 的IP地址位置,并将填好的Route TLV对象填入NOTIFICATION对象体中的Optional TLVs 中。
本发明还提出一种基于路径计算单元的路径保护系统,包括
路径计算单元(PCE),用于在网络发生故障时,接收故障资源的检测节点发送的网 络故障信息,找出受资源故障影响的路径并对需保护的路径计算恢复路径,将计算出来的 恢复路径通知给所述故障资源的检测节点;
故障资源的检测节点,用于检测网络是否发生故障,在网络发生故障时将网络故 障信息通知给所述PCE ;以及接收所述PCE发送的恢复路径,并依据所述恢复路径恢复相关 的路径。
进一步地,所述故障资源的检测节点通过PCE参与内部网关协议(IGP)域内洪泛、 或边界网关协议(BGP)域间洪泛、或通过信令消息的方式将网络故障信息通知给所述PCE。
进一步地,所述PCE通过扩展的路径计算单元通信协议(PCEP)中的路径响应 (PCRep)消息或路径计算通知(PCNtf)消息将计算出来的恢复路径保护路径通知给所述故 障资源的检测节点。
进一步地,所述PCRep消息中的标记切换路径属性(LSPA)对象中包含用于标识路 径是否更新的扩展U标志位;
所述PCE将恢复路径对应的节点的IP地址填入所述PCR印消息中的显式路由对 象(ERO)中。
进一步地,所述PCNtf消息的通知(NOTIFICATION)对象体中的标志域中包含用于 标识是否在NOTIFICATION对象中的可选路由类长值集(Optional TLVs)中携带有路由类 长值(Route TLV)对象的扩展P标志位;
所述PCE将所述恢复路径对应的节点的IP地址填入所述Route TLV对象中对应 的IP地址位置,并将填好的Route TLV对象填入NOTIFICATION对象体中的Optional TLVs 中。
本发明中,采用PCE进行路径保护计算,由于PCE知道域内和域间流量工程信息, 擅长于跨域流量工程LSP的计算,因而有利于实现路径的最优化,提高网络资源的利用率。 采用本方法进行路径保护计算,缩短了处理环节,节省LSP的算路时间,提高了效率,增加 算路成功的概率。
图1为本发明实施例中基于PCE的组网示意图2为本发明实施例中单处网络故障和恢复示意图3为本发明实施例中两处网络故障示意图4为本发明实施例中两处业务恢复示意图
图5为本发明实施例中多处网络故障和恢复示意图6为本发明实施例中扩展后的LSPA对象体示意图7为本发明实施例中扩展后的NOTIFICATION对象体示意图8为本发明实施例中定义的Route TLV。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下举实施例并参照附图,对 本发明进一步详细说明。
图1为本发明实施例所采用的基于PCE的组网示意图。其中PCE负责该网络的路 径计算。
实施例一
图2为本发明网络中单处网络资源发生故障并恢复时的示意图。其中一条初始经 过路由器A到Z的业务,对应的标记切换路径(LSP)为LSPl,路径为A-C-F-Z,对应图中的 粗实线。虚线表示的路径F-G-Z为恢复路径。
结合图2,首先节点A用扩展PCEP协议中的路径计算响应PCR印(Path Computation Reply)消息请求PCE为Α-Ζ的业务和Α-Ζ业务请求路径。PCE将计算出来的 路径返回给节点A,其中A-Z的业务对应LSP1,路径为A-C-F-Z。
在某一时刻网络发生故障,其中链路F-Z断纤。检测到资源故障的节点F将此信 息报告给PCE。其中节点F可以用开放最短路径优先(Open Shortest Path First, 0SPF) 协议在域内洪泛,而PCE参与到域内洪泛,从而得知资源故障信息。本发明中故障资源的检 测节点可通过PCE参与内部网关协议(Interior Gateway Protocol, IGP)域内洪泛、或边 界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)域间洪泛、或信令消息的方式将网络故障信 息通知给所述PCE。
PCE在得知链路F-Z发生故障后,首先检查出LSPl受到影响。接着PCE计算用于 LSPl的恢复路径F-G-Z,计算的方式一般采用约束最短路径优先(Constrained Shortest Path First, CSPF)算法,图中用虚线表示。然后将恢复路径发送给节点F。最后节点F利 用信令建立恢复路径,从而完成业务的恢复。
其中PCE可用扩展后的PCR印消息或PCNtf消息,将恢复路径发送给节点F。下面 分别描述用这两个消息的用法
一、使用扩展PCEP(Path Computation Element Communication Protocol,路径计 算单元通信协议)协议中的路径计算响应PCR印O^ath Computation Reply)消息
(I)PCE首先设置标记切换路径属性(LSP Attributes, LSPA)对象体中的U标志 位,如图6所示;
本发明中扩展后的LSPA对象如图6所示。其中在LSPA对象体中的Flags域中扩 展了 U(bit 22)标志位,该标志位用来标识路径是否需要更新。
(2)将恢复路径F-G-Z的对应的节点F、节点G、节点Z的IP地址填入PCR印消息 中的显式路由对象(Explicit Route Object,ER0)中,ERO为PCE协议中定义的协议元素, 详见 RFCM40 ;
(3) PCE将上述构造好的PCR印消息发送给节点F。
(4)节点F收到上述PCRep消息后,取出恢复路径,并用信令完成对LSPl的恢复操6作。
二、使用扩展PCEP协议中的路径计算通知消息PCNtf (Path Computation Notification)消息
(I)PCE将恢复路径F-G-Z的对应的节点F、节点G、节点Z的IP地址填入路由类长 值(Type Length Value,Route TLV)对象中对应的 IP Address 位置,本发明中 Route TLV 的对象定义如图8所示。
O) PCE将填好的Route TLV填入通知(NOTIFICATION)对象体中的可选路由类长 值集(Optional TLVs)中,如图7所示。
本发明中,扩展后的NOTIFICATION对象体如图7所示。其中在NOTIFICATION对 象体中的标志(Flags)域中扩展了 P (bit 15)标志位,用于标识是否在Optional TLVs中 携带Route TLV。当设置了 P标志位(即P位取值为1)后,表示在NOTIFICATION对象体的 Optional TLVs中,携带图8中定义的Route TLV。图8中的Route TLV表示恢复路径,IP Address表示恢复路径经过的节点IP地址。
(3)PCE首先设置NOTIFICATION对象体中的P标志位(见图7),并构造好PCNtf 消息。
(4) PCE将上述构造好的PCNtf消息发送给节点F。
(5)节点F收到上述PCNtf消息后,取出恢复路径,并用信令完成LSPl的恢复操作。
实施例二
图3为本发明网络中两处网络资源发生故障的示意图。其中一条A-H的业务,对 应LSPl路径为A-C-F-G-H ;另一条A-Z的业务,对应LSP2路径为A-C-F-Z。其中节点C检 测到链路C-F断路后,将此信息发送给PCE。
结合图3,首先节点A用PCReq消息请求PCE为A-H的业务和A-Z业务请求路径。 PCE将计算出来的路径返回给节点A,其中A-H的业务对应LSPl,路径为A-C-F-G-H ;A-Z的 业务对应LSP2,路径为A-C-F-Z。
若在某一时刻网络发生故障,其中链路C-F断纤,节点C将此信息报告给PCE。其 中节点可以用OSPF协议在域内洪泛,而PCE参与到域内洪泛,从而得知资源故障信息。
图4为基于图3的业务恢复示意图。PCE在得知链路径C-F发生故障后,首先检查 出LSPl和LSP2受到影响。接着PCE计算用于LSPl和LSP2的恢复路径。其中PCE将LSPl 的恢复路径A-C-D-E-H和LSP2的恢复路径A-C-D-E-F-Z发送给节点C,最后节点C利用信 令建立恢复路径,从而完成业务的恢复。
其中PCE可用扩展后的PCR印消息或PCNtf消息,将恢复路径发送给节点C。下面 分别描述用这两个消息的用法
一、使用扩展后的PCR印消息
(1)PCE首先设置LSPA对象体中的U标志位(见图6)
(2)将恢复路径C-D-E-H的对应的节点C、节点D、节点E、节点H的IP地址填入 PCR印消息中的ERO(Explicit Route Object, PCE协议中已经定义好的协议元素,详见 RFC5440)对象中。
(3) PCE将上述构造好的PCR印消息发送给节点C。
(4)节点C收到上述PCRep消息后,取出恢复路径,并用信令完成对LSPl的恢复操作。
(5)使用上述同样的步骤,完成对LSP2的恢复操作,这里不再赘述。
二、使用扩展后的PCNtf消息
(1) PCE将恢复路径C-D-E-H的对应的节点C、节点D、节点E、节点H的IP地址填 入Route TLV(见图8)中对应的IP Address位置。
(2) PCE 将填好的 Route TLV±真入 NOTIFICATION对象体中的 Optional TLVs (见图 7)部分。
(3)PCE首先设置NOTIFICATION对象体中的P标志位(见图7),并构造好PCNtf 消息。
(4) PCE将上述构造好的PCNtf消息发送给节点C。
(5)节点C收到上述PCNtf消息后,取出恢复路径,并用信令完成LSPl的恢复操作。
(6)使用上述同样的步骤,完成对LSP2的恢复操作,这里不再赘述。
实施例三
图5为网络中多处故障并恢复的示意图。其中初始时有三条LSP,分别对应图中的 粗实线 LSPl (路径为 A-B-D-E-H)、LSP2 (路径为 A-C-F-G-Z)、LSP3 (路径为 A-C-F-Z)。在某 一时刻链路B-D、G-H、F-Z发生故障,其对应的恢复路径分别为图中的虚线段B-C-D、G-Z-H、 F-G-Z。
结合图5,首先网络中存在两条A-H,一条A-Z的业务。其中一条A-H的业务对应 LSP1,路径为A-C-F-G-H ’另一条A-H的业务对应LSP2,路径为A-C-F-G-H ;A-Z的业务对应 LSP2,路径为 A-C-F-Z。
在某一时刻网络发生故障,其中链路B-D、F-Z、G_H断纤。节点B、F、G将此信息报 告给PCE。
PCE在得知链路B-D、F-Z、G_H断纤发生故障后,首先检查出LSP1、LSP2和LSP3受 到影响。接着PCE计算出用于LSP1、LSP2、LSP3的恢复路径,它们分别是路径B_C_D、G-Z-H、 F-G-Z。然后将恢复路径发送给节点B、F、G。最后节点B、F、G利用信令建立恢复路径,从而 完成业务的恢复。
其中PCE可用扩展后的PCR印消息或PCNtf消息,将恢复路径发送给节点B、F、G。 下面分别描述用这两个消息的用法
一、使用扩展后的PCR印消息
(1)PCE首先设置LSPA对象体中的U标志位(见图6)
将恢复路径B-C-D的对应的节点B、节点C、节点D的IP地址填入PCR印消息中的 ERO(Explicit Route Object,PCE协议中已经定义好的协议元素,详见RFC5440)对象中。
(2) PCE将上述构造好的PCR印消息发送给节点B。
(3)节点B收到上述PCRep消息后,取出恢复路径,并用信令完成对LSPl的恢复操作。
(4)使用上述同样的步骤,完成对LSP2、LSP3的恢复操作。
二、使用扩展后的PCNtf消息
(I)PCE将恢复路径B-C-D的对应的节点B、节点C、节点D的IP地址填入Route TLV(见图8)中对应的IPAddress位置。
(2) PCE 将填好的 Route TLV±真入 NOTIFICATION对象体中的 Optional TLVs (见图 7)部分。
(3)PCE首先设置NOTIFICATION对象体中的P标志位(见图7),并构造好PCNtf 消息。
(4) PCE将上述构造好的PCNtf消息发送给节点B。
(5)节点B收到上述PCNtf消息后,取出恢复路径,并用信令完成LSPl的恢复操作。
使用上述同样的步骤,完成对LSP2、LSP3的恢复操作,这里不再赘述。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明保护范围。
权利要求
1.一种基于路径计算单元的路径保护方法,其特征在于,包括在网络发生故障时,故障资源的检测节点将网络故障信息通知给路径计算单元(PCE), 所述PCE找出受资源故障影响的路径并对需保护的路径计算恢复路径,然后将计算出来的 恢复路径通知给所述故障资源的检测节点;所述故障资源的检测节点依据所述恢复路径恢 复相关的路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述故障资源的检测节点通过PCE参与内 部网关协议(IGP)域内洪泛、或边界网关协议(BGP)域间洪泛、或通过信令消息的方式将网 络故障信息通知给所述PCE。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述PCE通过扩展的路径计算单元通信协 议(PCEP)中的路径响应(PCR印)消息或路径计算通知(PCNtf)消息将计算出来的恢复路 径保护路径通知给所述故障资源的检测节点。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述PCR印消息中的标记切换路径属性 (LSPA)对象中包含用于标识路径是否更新的扩展U标志位;所述PCE将恢复路径对应的节点的IP地址填入所述PCR印消息中的显式路由对象 (ERO)中。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述PCNtf消息的通知(NOTIFICATION) 对象体中的标志域中包含用于标识是否在NOTIFICATION对象中的可选路由类长值集 (Optional TLVs)中携带有路由类长值(Route TLV)对象的扩展P标志位;所述PCE将所述恢复路径对应的节点的IP地址填入所述Route TLV对象中对应的IP 地址位置,并将填好的Route TLV对象填入NOTIFICATION对象体中的Optional TLVs中。
6.一种基于路径计算单元的路径保护系统,其特征在于,包括路径计算单元(PCE),用于在网络发生故障时,接收故障资源的检测节点发送的网络故 障信息,找出受资源故障影响的路径并对需保护的路径计算恢复路径,将计算出来的恢复 路径通知给所述故障资源的检测节点;故障资源的检测节点,用于检测网络是否发生故障,在网络发生故障时将网络故障信 息通知给所述PCE ;以及接收所述PCE发送的恢复路径,并依据所述恢复路径恢复相关的路 径。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述故障资源的检测节点通过PCE参与内 部网关协议(IGP)域内洪泛、或边界网关协议(BGP)域间洪泛、或通过信令消息的方式将网 络故障信息通知给所述PCE。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述PCE通过扩展的路径计算单元通信协 议(PCEP)中的路径响应(PCR印)消息或路径计算通知(PCNtf)消息将计算出来的恢复路 径保护路径通知给所述故障资源的检测节点。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述PCR印消息中的标记切换路径属性 (LSPA)对象中包含用于标识路径是否更新的扩展U标志位;所述PCE将恢复路径对应的节点的IP地址填入所述PCR印消息中的显式路由对象 (ERO)中。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述PCNtf消息的通知(NOTIFICATION) 对象体中的标志域中包含用于标识是否在NOTIFICATION对象中的可选路由类长值集(Optional TLVs)中携带有路由类长值(Route TLV)对象的扩展P标志位;所述PCE将所述恢复路径对应的节点的IP地址填入所述Route TLV对象中对应的IP 地址位置,并将填好的Route TLV对象填入NOTIFICATION对象体中的Optional TLVs中。
全文摘要
本发明公开了一种基于路径计算单元的路径保护方法,用于解决现有路径保护方法不能做到路径最优的技术问题。本发明在网络发生故障时,故障资源的检测节点将网络故障信息通知给PCE,PCE找出受资源故障影响的路径并对需保护的路径计算恢复路径,然后将计算出来的恢复路径通知给故障资源的检测节点;故障资源的检测节点依据所述恢复路径恢复相关的路径。本发明采用PCE进行路径保护计算,由于PCE知道域内和域间流量工程信息,因而有利于实现路径的最优化,提高网络资源的利用率。
文档编号H04B10/08GK102036129SQ20091017639
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者田国丽, 鲍远林 申请人:中兴通讯股份有限公司