CN100395989C

CN100395989C - 承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法

Info

Publication number: CN100395989C
Application number: CNB2004100889426A
Authority: CN
Inventors: 陈悦鹏; 范灵源; 吴登超; 许波; 吕珍珠
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: CN1773930A

Abstract

本发明公开了一种承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法，在承载网设备上运行具有流量工程扩展的路由协议，或者，在承载网设备上运行普通路由协议，在承载网资源管理器上设置过滤掉不具备流量工程属性路由的过滤策略；关键在于，该方法还包括：承载网资源管理器在自身运行具有流量工程扩展的路由协议，并通过当前运行的具有流量工程扩展的路由协议，实时获取所连接承载网的具有流量工程属性的承载网信息。采用这种方法能自动获取整个承载网的拓扑和路径信息，实现简单方便。

Description

承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法

技术领域

本发明涉及网络拓扑获取技术，尤指一种承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法。

背景技术

随着互联网规模的不断扩大，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，当网络上有突发性高的文件传输(FTP)或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 ofService)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，而在网络的核心使用区分业务(Diff-serv，Differentiated Service)模型。

由于Diff-serv模型仅通过设定优先级的方式来保障QoS，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，建立了专门的Diff-Serv QoS信令机制，并利用Diff-Serv网络新增的承载控制层管理网络的拓扑资源，这种Diff-Serv被称为有独立承载控制层的Diff-Serv模型，图1为有独立承载控制层的Diff-serv模型图。如图1所示，在该模型中，承载控制层102设置于承载网络103和业务控制层101之间。在业务控制层101中的呼叫代理(CA，Call Agent)为业务服务器，比如软交换等，可实现软交换等功能；在承载控制层102中，包括一个或多个承载网资源管理器，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，控制和管理各个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、以及为业务申请分配的路由路径信息等，比如：控制和管理承载网资源管理器1、承载网资源管理器2、承载网资源管理器3之间的通信；在承载网103中，每个承载网资源管理器管理一个特定的承载网区域，这个特定的承载网区域被称为所对应的承载网资源管理器的管理域，比如：承载网资源管理器1的管理域105、承载网资源管理器2的管理域106和承载网资源管理器3的管理域107，承载网103中包括边缘路由器(ER，Edge Router)、边界路由器(BR，Border Router)以及核心路由器104，ER、BR和核心路由器都属于承载网，统称为连接节点(CN，Connection Node)。

在IP网络中，承载网资源管理器位于整个IP业务网络的承载控制层，为了实现对承载网的管理，为了完成对业务连接的资源分配与管理，承载网资源管理器需要为业务控制层的业务连接提供实际承载网络可达性和QoS等条件的判断，因此，就要求承载网资源管理器能准确、快速、便捷地掌握所管理的用于流量工程的物理承载网拓扑信息，以及实体间相连的路径信息，比如：带宽、工作状态、时延等等逻辑承载网信息。

目前，承载网资源管理器中的网络拓扑信息和路径数据信息全部是通过手工配置得到的，如此，不仅成本高、效率低，而且容易产生错误。尤其是，随着物理承载网络的规模越来越大，拓扑结构也变得更加复杂，承载控制层在管理时需要在承载网资源管理器上维护大量的承载网拓扑和路径数据，这就意味着需要配置大量的配置数据，增加了配置的复杂度，非常不方便，而且会大大降低工作效率和配置信息可靠性。

另外，由于业务连接的QoS仅与具有流量工程(TE)的路径信息有关，所以，通常承载网资源管理器还需要过滤掉不具备TE属性的路径信息，这样又会增加拓扑和路径信息获取的复杂度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法，能自动获取整个承载网中具有流量工程属性的拓扑信息和路径资源信息，且实现简单、方便、灵活。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法，在承载网设备上运行具有流量工程扩展的路由协议，或者，在承载网设备上运行普通路由协议，在承载网资源管理器上设置过滤掉不具备流量工程属性路由的过滤策略；该方法还包括：

承载网资源管理器在自身运行具有流量工程扩展的路由协议，并通过当前运行的具有流量工程扩展的路由协议，实时获取所连接承载网的具有流量工程属性的承载网信息。

上述方案中，所述具有流量工程扩展的路由协议为：具有流量工程扩展的边界网关协议和/或具有流量工程扩展的内部网关协议。

其中，所述具有流量工程扩展的内部网关协议为具有流量工程扩展的开放式最短路径优先协议、或为具有流量工程扩展的中间系统-中间系统协议。

所述获取承载网信息具体为：每个承载网资源管理器通过具有流量工程扩展的内部网关协议获取自身管理域内的路由信息，并通过具有流量工程扩展的边界网关协议获取相邻管理域之间的路由信息。

上述方案中，所述承载网信息为承载网中节点的拓扑信息和节点间的路径资源信息。

那么，所述获取所连接承载网的具有流量工程属性的承载网信息具体为：承载网资源管理器通过基于链路-状态算法的路由协议直接获取承载网中节点的拓扑信息和节点间的路径资源信息。

或者，所述获取所连接承载网的具有流量工程属性的承载网信息具体为：承载网资源管理器通过基于距离-矢量算法的路由协议先获得承载网中节点的拓扑信息，再根据所获得的拓扑信息，通过TCP/IP协议的探测路由功能或简单网络管理协议的路由自动发现功能得到承载网中节点间的路径资源信息。

本发明所提供的承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法，承载网资源管理器利用具有流量工程(TE)扩展的路由协议或网管协议，自动从物理承载网中获取承载网信息或具有TE属性的承载网信息，这样就可以使承载网资源管理器的数据配置量大大减少，降低信息获取的复杂度，从而适应不同规模网络的应用，适用范围更广。并且，如果本发明方法直接获取的是具有流量工程的拓扑和路由信息，就能防止物理承载网上无流量工程属性的路由流入承载控制层，可大大减轻了由于过滤无流量工程属性的路由数据而带来的设备开销。

另外，该方法在物理承载网网络拓扑发生变化时，能被承载网资源管理器很好地、迅速地自动感知，使承载网资源管理器中的拓扑和路径信息能及时更新，进而提高承载网资源管理器中承载网相关信息的可靠性，实用性更强，使用更灵活。

本发明仅对承载网资源管理器稍加改动，利用路由协议能够收集整个系统路由的特点，实现承载控制层中承载网资源管理器对承载网信息的获取，实现简单、方便、有效。

附图说明

图1为现有技术中独立的承载控制层网络模型示意图；

图2为本发明承载网信息获取一实施例的实现原理图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：承载控制层的承载网资源管理器利用具有TE扩展功能的路由协议或网管协议，自动从物理承载网中获取逻辑承载网信息，该逻辑承载网信息为承载网上节点的拓扑信息和节点间的路径资源信息。

这里，逻辑承载网是指所有承载网资源管理器对应的管理域构成的承载网络；相应的，物理承载网是指实际应用中所有物理路由设备构成的承载网络。实际上，逻辑承载网和物理承载网针对的是同一对象群，只是描述的角度不同。所述具有TE扩展功能的路由协议为具有TE扩展的边界网关协议(BGP)、或具有TE扩展的边界网关协议(BGP)和具有TE扩展的内部网关协议(IGP)的组合。其中，具有TE扩展的BGP可简称为BGP-TE，具有TE扩展的IGP可简称为IGP-TE。

在实际应用中，承载网资源管理器学习获取承载网的拓扑和路径资源信息有两种途径：

第一种是，承载网资源管理器仅仅通过在自身运行网管协议如SNMP来感知整个域的逻辑承载网拓扑和路径信息，这种情况下，承载网设备上也运行网管协议，同时也可以运行路由协议。由于通过SNMP协议自身的功能就可以将整个域的路由信息收集上来，因此，承载网资源管理器利用网管协议自动收集自身所连接的承载网上节点的拓扑信息和节点间的路径资源信息。进一步的，可以通过在承载网资源管理器上配置相应的过滤策略，使承载网资源管理器最终获得具有TE属性的拓扑和路径资源信息。

第二种是，承载网资源管理器在自身运行具有流量工程扩展的路由协议，来感知整个域的逻辑承载网拓扑和路径信息，比如：承载网资源管理器同时运行IGP-TE协议和BGP-TE协议，通过IGP-TE感知每个管理域的域内路由，通过BGP-TE感知相邻管理域的域间路由，这种情况下，承载网资源管理器可能会重复获取同一路由，所以此情况下，还需要进行路由一致性方面的检查。路由一致性检查的方法也属于已有技术，在此不再详述。

这种情况下，承载网设备也同时运行相应的路由协议，承载网资源管理器通过与承载网设备之间的物理或逻辑连接，利用路由协议的学习特性，自动获取承载网设备如路由器中具有TE属性的路由。如此，能降低在承载网资源管理器上手工配置大量数据的不方便性，还能过滤掉承载网中没有流量工程属性的路由，为获取到的拓扑和路径资源信息根据流量工程权值(metric)准确计算出适当的路径提供了保证，比如：可以根据所获得的拓扑和路径信息、每条路径对应的流量工程metric，再根据一定的选路策略，计算并选定源节点和目的节点间路径最短的、或带宽最大的、或费率最低的等等符合需求的路径。

当网络拓扑或资源物理属性变化时，由于路由协议本身具有刷新机制，可以将拓扑和路径信息的变化动态的传播到承载网资源管理器中，承载网资源管理器能通过路由协议自动感知，承载网资源管理器收到变化信息后只需重新进行计算，更新CSPF数据库即可。这种情况下，如果承载网的变化影响到已有业务连接，则承载网资源管理器可及时向CA发起通告。

上述情况中，承载网设备上所运行的路由协议可以是目前广泛使用的普通路由协议，也可以是具有流量工程扩展的路由协议。如果承载网设备上运行的是普通路由协议，则在承载网资源管理器一侧还需要配置相应的过滤策略，以便从获取的所有路由信息中过滤掉没有流量工程属性的路由；如果承载网设备上运行的是具有流量工程扩展的路由协议，则承载网资源管理器可直接获取具有流量工程属性的路由。

目前，在IP承载网上，广泛应用的路由协议如开放式最短路径优先(OSPF)协议、中间系统-中间系统(IS-IS)协议和BGP等等，均能很好地提供不同设备/网络间的路由发布、学习和转换功能，并具有环路检测和故障检测功能，有些还能支持路由备份和负荷分担等功能。路由中的开销(cost)和metric在一定程度上反映了网络的一些要求，如成本因素、带宽因素，这些metric大部分基于的准则是：如何计算出源地址和目的地址之间的最短路径。但在实际应用中，还要考虑到物理承载网上承载的各种各样的业务连接所对应的QoS要求也不同，所述QoS要求是指带宽值、时延、抖动、丢包率等等参数，因此，IP网络标准组织目前推出了流量工程metric的概念，并且，在物理承载网中支持TE属性扩展的路由协议已经在物理承载网层面逐步开始应用，比如：标准RFC3630中第10种链路状态发布(LSA)即OSPF-TE属性扩展就是用来发布路径流量工程信息的，还有标准RFC3784中的IS-IS-TE属性扩展、BGP-TE属性扩展等等。本发明第二种实现方式中，每个承载网资源管理器正是使用这些路由协议，与目前承载网上支持TE的路由设备/交换设备进行连接和交互，完成逻辑承载网信息的获取。

图2为本发明承载网信息获取一实施例的实现原理图，如图2所示，管理域A为承载网资源管理器A的管理域，管理域B为承载网资源管理器B的管理域，管理域A和管理域B中的路由设备/交换设备运行OSPF-TE协议；管理域C为承载网资源管理器C的管理域，管理域C中的路由设备/交换设备运行IS-IS-TE协议；管理域A、B、C之间支持BGP-TE协议；承载网资源管理器A、B、C上均运行IGP-TE协议和BGP-TE协议。图中以斜线填充的圆代表边缘/边界路由器，其余空心圆为核心路由器。其中，OSPF-TE协议、IS-IS-TE协议等等都属于IGP-TE。

承载网资源管理器A、B、C分别通过IGP-TE协议和BGP-TE协议，实时获取并保存管理域A、管理域B、管理域C中以及每个管理域之间具有TE属性的承载网信息，该承载网信息包括承载网的拓扑和路径信息；之后，承载网资源管理器根据自身配置或业务控制层的要求，利用所获取的拓扑和路径信息计算并生成约束最短路径优先算法(CSPF)数据库，该数据库中保存有若干条从不同源路由器到不同目的路由器之间的路径，比如：保存有管理域A中边界路由器21与管理域C中核心路由器22之间的一条最短路径，为后续业务连接的管理做准备。当有业务连接请求时，可直接通过查CSPF数据库获取当前业务连接所需的最优路由路径。其中，所述的承载网资源管理器自身配置或业务控制层要求是指所要求达到的带宽、时延、丢包率等信息。如何利用获取的路由信息计算并生成CSPF数据库属于现有技术，在此不再赘述。

上述过程中，承载网资源管理器收集边缘/边界路由器具有TE属性的拓扑和路径信息采用BGP-TE，收集核心路由器具有TE属性的拓扑和路径信息采用IGP-TE。由于承载网设备中已手工配置了哪些网段支持流量工程、哪些网段不支持流量工程，因此，承载网资源管理器仅仅学习对端路由器中具有TE属性的路由即可，且对于承载网资源管理器而言，考虑到承载网资源管理器属于承载控制层，相当于信令层设备，要保证设备的安全可靠性，因此承载网资源管理器仅仅是单向学习，也就是说，承载网资源管理器仅学习承载网的信息，并不发布自身信息。

现有的路由协议可分为两类：基于链路-状态算法的路由协议如OSPF协议或IS-IS协议、基于距离-矢量算法的路由协议如RIP协议。由于通过基于链路-状态算法的路由协议能够直接获得整个网络的拓扑结构和路径信息，所以，当承载网资源管理器和承载网设备运行基于链路-状态算法的路由协议时，承载网资源管理器可以通过当前运行的路由协议很好的感知逻辑承载网信息。而通过基于距离-矢量算法的路由协议只能得到整个网络的拓扑信息，因此，如果承载网资源管理器和承载网设备运行基于距离-矢量算法的路由协议时，承载网资源管理器先通过BGP-TE承载当前采用的路由协议获取整个网络的拓扑结构信息；之后，对于路径资源信息的获取可借助TCP/IP说明中描述的探测路由(traceroute)功能、或是借助RFC 2570中描述的SNMP的路由自动发现功能来完成。

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的保护范围。

Claims

1.一种承载网资源管理器自动获取承载网信息的方法，其特征在于，在承载网设备上运行具有流量工程扩展的路由协议，或者，在承载网设备上运行普通路由协议，在承载网资源管理器上设置过滤掉不具备流量工程属性路由的过滤策略；该方法还包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有流量工程扩展的路由协议为：具有流量工程扩展的边界网关协议和/或具有流量工程扩展的内部网关协议。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述具有流量工程扩展的内部网关协议为具有流量工程扩展的开放式最短路径优先协议或为具有流量工程扩展的中间系统-中间系统协议。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取承载网信息具体为：每个承载网资源管理器通过具有流量工程扩展的内部网关协议获取自身管理域内的路由信息，并通过具有流量工程扩展的边界网关协议获取相邻管理域之间的路由信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载网信息为承载网中节点的拓扑信息和节点间的路径资源信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所连接承载网的具有流量工程属性的承载网信息具体为：承载网资源管理器通过基于链路-状态算法的路由协议直接获取承载网中节点的拓扑信息和节点间的路径资源信息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所连接承载网的具有流量工程属性的承载网信息具体为：承载网资源管理器通过基于距离-矢量算法的路由协议先获得承载网中节点的拓扑信息，再根据所获得的拓扑信息，通过TCP/IP协议的探测路由功能或简单网络管理协议的路由自动发现功能得到承载网中节点间的路径资源信息。