CN100413275C

CN100413275C - 自动交换光网络组播网络接口业务的实现方法

Info

Publication number: CN100413275C
Application number: CNB2006100579715A
Authority: CN
Inventors: 尹芳
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: CN1859255A

Abstract

本发明是一种自动交换光网络组播网络接口业务的实现方法，其应用于用户网络接口UNI和网络-网络接口NNI，其特征是对用户网络接口信令协议和网络-网络接口信令协议两者中的资源预留协议对象进行扩展，在资源预留协议子对象属性中增加组播树标识以标识组播树。在用户网络接口信令协议和网络-网络接口信令协议中，改变组播树标识的处理机制，使组播树的在建立和嫁接时携带组播树标识，而在实现组播树的删除和剪枝、组播树的状态查询时不携带组播树标识，实现组播用户网络接口业务和网络-网络接口业务。本发明通过对组播树标识的UNI和NNI属性化，降低了UNI和NNI信令对组播业务的处理过程，增强了组播UNI和NNI的可扩展性和标准化程度。

Description

自动交换光网络组播网络接口业务的实现方法

技术领域

本发明涉及宽带接入网络技术，尤其是涉及在自动交换光网络中组播UNI(用户网络接口)和NNI(网络一网络接口)业务的实现方法。

背景技术

随着宽带接入用户数目的大规模增长，宽带业务成为ISP新一轮的竞争焦点。网络电视、视频会议等宽带应用需要占用较大的带宽，并且需要传送网络具有670D服务质量保证。虽然IP组播技术可以在主干上有效的使用网络带宽，但由于IP本身尽力服务的特性，使得IP组播无法提供服务质量保证，因此IP组播并不适合在较大范围内提供具有严格QoS要求的宽带业务。并且随着数据业务和专线业务的迅速发展，大大加大了对网络的带宽需求，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切，需要网络提供动态开通的能力，需要支持网状网的结构，同时具有灵活的扩展能力和快速的保护恢复功能。

与此同时，近几年自动交换光网络ASON的研究取得了非常大的进展，它在控制平面使用GMPLS协议，提供了两种新的连接类型：SC(Switched Connection交换连接)，SPC(Soft PermanentConnection软永久连接)。目前ITU-T已经基本完成了ASON的架构和需求定义，IETF完成了信令扩展、自动发现、路由的协议扩展和定义，OIF完成了UNI、E-NNI等接口规范的定义，并且基于上述规范的设备开始逐渐在骨干域和城域范围内得到了应用。但这些标准规范都是基于单点到单点(P2P)的连接而定义，因此扩展现有的ASON控制平面，使其除了可以支持单点到单点(P2P)的连接之外，还可以支持单点到多点(P2MP)的连接，从而有效地利用网络带宽。

图1是单点到多点(P2MP)的端到端SC连接的示意图。如图1所示，_USERA和_USERB、_USERC和_USERD组成网络组播树，_USERA作为一个源，_USERB、_USERC和_USERD作为多个宿，形成_USERA到_USERB、_USERC和_USERD的一个树状连接。在该树状连接中，_USERA作为一个源端，_USERB、_USERC和_USERD作为多个宿端。在本文中，源端称为根，多个宿端称为叶。

目前，在现有技术还没有针对ASON的组播UNI标准实现方式，在国家863的3TNET项目中，针对ASON实现组播是通过扩展UNI，新增私有对象(P2MP对象)实现的，该对象主要携带组播树标识Index，Class-num为11bbbbbb。在实现组播树的创建和嫁接、删除与剪枝和状态通告时的所有消息传递中都携带该对象，该对象结构为图2所示：其中，

IPv4 tunnel sender address与LSP_TUNNEL_IPv4_SENDER_TEMPLATE对象中的一致。

Tree ID为组播树ID标识。

在该方案的实现中，由于在组播树的创建/删除、嫁接/剪枝、状态通告的所有消息中都需要携带该组播树标识信息，不能只在信令处理中将组播树标识信息当作UNI的属性处理(因为UNI属性只从客户侧UNI-C向网络设备侧UNI-N发送)，只能作为信令处理的一部分，因此必须定义私有扩展对象(P2MP对象)。

在实际的网络处理时，对于UNI的组播树标识，在组播树的创建/嫁接需要提供UNI的组播树标识，在对整个组播树删除时，同样也需要组播树标识，但在组播树叶子的剪枝时，由于是对单个组播树叶子的操作，对于一个组播树叶子，有叶子的源端地址、宿端地址唯一标识一个组播树叶子，因此剪枝时不一定需要组播树标识。在状态通告时是根据各个处理的消息发送通告的，有针对消息的标识处理机制，因此也不一定需要组播树标识。因此，在所有的组播信令消息中都增加组播树标识，增加了网络设备对UNI消息的处理复杂度。

另外，由于在UNI信令消息中都需要增加组播树标识，而不是将组播树标识作为UNI的一个特征，UNI的信令定义和处理方式和网络设备的相同，由于目前UNI的定义由OIF组织定义，而网络设备的信令定义和处理方式由IETF组织定义，也就是组播UNI的定义是在IETF的基础上进行私有对象的扩展，而不是在OIF的UNI基础上扩展，这样不利于组播UNI的扩展和标准化。

发明内容

本发明的目的在于提供一个组播技术的UNI接口模型，简化ASON网络对组播UNI业务的处理流程，使ASON网络能够建立一个单点到多点(P2MP)的端到端SC自动连接。

本发明的另一个目的在于通过对OIF的UNI接口扩展，增强组播UNI接口的可扩展性和标准化。

为了实现本发明的目的，提出一种自动交换光网络组播网络接口业务的实现方法，其应用于用户网络接口和网络-网络接口，其特征是对用户网络接口信令协议和网络-网络接口信令协议两者中的资源预留协议对象属性进行扩展，通过在资源预留协议子对象属性中增加组播树标识以标识组播树；

在用户网络接口信令协议和网络-网络接口信令协议中，改变组播树标识的处理机制，使在组播树的建立和嫁接时携带组播树标识，而在实现组播树的删除和剪枝、组播树的状态查询时不携带组播树标识，实现组播用户网络接口业务和网络-网络接口业务。

所述的信令协议为用户网络接口UNI信令协议和网络-网络接口NNI信令协议，所述的进行扩展的资源预留协议对象为GENERALIZED_UNI对象和GENERALIZED_NNI，实现标识组播树的子对象属性为组播树标识属性Multicast Tree ID。

所述的对UNI资源预留协议中的通用网络接口对象GENERALIZED_UNI对象进行扩展，是将组播树标识作为私有对象扩展。

所述的对组播树标识的处理机制是将源端到多个宿端之间的请求连接，对应为逐个源端-宿端的请求方式，既，将组播树请求{源端，宿端1，宿端2，…，宿端n}对应为{源端，宿端1}，{源端，宿端2}，…，{源端，宿端n}，并将n个单独的单点到单点的UNI的连接关联起来。

所述的n个单独的单点到单点的UNI的连接通过定义同一个组播树标识实现关联。

在所述的组播树中，单个源端-宿端的连接请求方式建立的信令流程如下：

源端的客户设备向网络设备发送携带源端地址、宿端地址和组播属性Multicast Tree ID的组播请求Path消息；

源端的网络设备接收到Path消息，获取到源端地址、宿端地址和组播树标识属性，经过路由算法，在网络内部建立从源端的网络设备到宿端的网络设备的组播路径，源端的网络设备通过该组播路径发送Path消息到宿端的网络设备；

在宿端的网络设备接收到Path消息后，宿端的网络设备向宿端的客户设备发送携带组播树标识属性Multicast Tree ID的UNI信令Path消息；

宿端的客户设备接收到Path消息后，进行相应的资源预留处理，并向宿端的网络侧设备回送Resv消息，宿端的网络设备按照原有路径向源端的网络设备回送Resv消息，然后源端的网络设备再回送Resv消息给源端的客户设备；

当源端的客户设备接收到源端的网络设备的Resv消息后，单个源端-宿端的组播业务建立成功。

在所述的组播树中，对组播树的剪枝和删除是由源端的客户设备发送给源端的网络设备或者宿端的网络设备发送给宿端的客户设备，在剪枝和删除组播树时，采用逐个源端-宿端进行剪枝和删除。

本发明的组播UNI对GENERALIZED_UNI的扩展方法，同样也适用于组播在NNI情况下的应用。

本发明的自动交换光网络组播UNI和NNI业务的实现方法是针对自动交换光网络的发展，提供对UNI和NNI接口进行组播功能的扩展。通过对UNI和NNI信令的扩展，实现传送网络组播树的创建和拆除，以及向组播树动态添加和删除成员，从而维护一个单点到多点(P2MP)的端到端SC自动连接。通过简化UNI和NNI信令的组播扩展，降低了组播的处理过程。同时通过组播树标识的UNI和NNI属性化，增强了组播UNI和NNI的可扩展性和标准化程度。

附图说明

图1是单点到多点P2MP的端到端SC连接的示意图；

图2是现有技术中新增私有对象P2MP对象的结构图；

图3是Multicast Tree ID子对象的定义结构图；

图4是组播树建立的信令流程图。

具体实施方式

传送网络组播树是指传送网络一个源到多个宿之间的具有固定带宽的一个树状连接，源端和宿端分为客户设备(UNI-C)和网络设备(UNI-N)。根据组播方式的需求，UNI信令的组播扩展需要完成以下任务：

1.组播树的创建和嫁接；

2.组播树的删除和剪枝；

3.组播树的状态通告。

其中，组播树的创建和对现存组播树的嫁接只能由源端UNI-C完成，宿端UNI-C只能删除作为组播树一部分的连接。在组播树内的个别连接可以从源或宿的UNI-C或UNI-N删除，但是，多个连接只能由UNI-C或UNI-N逐个删除。

要完成组播树的建立请求，也就是要在UNI中申请根到多个叶子之间的连接请求，为了最大限度的兼容UNI1.0，对于根到多个叶子之间的请求连接，采用逐个根-叶子的请求方式。例如：将组播树请求{根，叶子1，叶子2，…，叶子n}对应为{根，叶子1}，{根，叶子2}，…，{根，叶子n}(N为正整数)。为了将以上n个单独的单点到单点的UNI的连接关联起来，定义同一个组播树标识Index。

要完成UNI信令的组播扩展功能，必须对应到UNI的消息定义中，下面的表1中定义了组播扩展需要的UNI信令抽象消息。

表1

消息号	消息类型描述	消息处理方向
消息号	消息类型描述	消息处理方向	1	连接建立请求	UNI-C-＞UNI-N和UNI-N-＞UNI-C
2	连接删除请求	UNI-C-＞UNI-N和UNI-N-＞UNI-C	1	连接建立请求	UNI-C-＞UNI-N和UNI-N-＞UNI-C
2	连接删除请求	UNI-C-＞UNI-N和UNI-N-＞UNI-C	3	连接状态通告	UNI-C-＞UNI-N和UNI-N-＞UNI-C

根据实际采用的信令协议(如RSVP协议)，组播扩展需要利用的具体消息类型如表2所示，图2所示的是采用GMPLS的RSVP协议与UNI抽象消息之间的对应关系：

表2

消息号	UNI消息类型描述	RSVP消息
消息号	UNI消息类型描述	RSVP消息	1	连接建立请求	Path
2	连接删除请求	Path or Resv	1	连接建立请求	Path
2	连接删除请求	Path or Resv	3	连接状态通告	PathErr、Resv

从上面分析可以得出，要实现组播树连接的创建和嫁接，源UNI-C和源UNI-N需要携带组播树标识Index(所谓Index：即表3中的组播UNI属性中的组播树标识)，当连接已经成功建立以后，该连接的删除和状态通告不需要标识Index，因为该连接具有LSP的标识。所以，仅在PATH消息中增加组播树属性。表3显示了组播UNI属性与RSVP对象的对应关系。

表3

组播UNI属性	RSVP对象
组播UNI属性	RSVP对象	源TNA	GENERALIZED_UNI/Source TNA Address
宿TNA	GENERALIZED_UNI/Destination TNA	源TNA	GENERALIZED_UNI/Source TNA Address
宿TNA	GENERALIZED_UNI/Destination TNA	组播树标识	GENERALIZED_UNI/Multicast Tree ID
Service-level	GENERALIZED_UNI/Service Level	组播树标识	GENERALIZED_UNI/Multicast Tree ID

从上表3中可以看出，组播UNI属性新增了组播树标识属性，因此RSVP协议通过对GENERALIZED_UNI对象进行了扩展，增加Multicast Tree ID子对象来标识一棵组播树，该Multicast Tree ID子对象的定义如附图3所示。

在上述对应表中，表1已经定义了实现组播功能需要的请求类型，表2具体的表现了采用信令协议(如RSVP协议)需要利用的具体消息类型，表3具体的体现了要实现组播功能，需要在信令协议中具体携带的相关信息。如组播连接建立请求，需要使用RSVP信令协议的Path消息，用来协议组播树建立请求的源端、宿端TNA地址，组播树标识等组播树建立请求的相关信息。

根据以上说明，UNI信令的组播扩展具体的处理过程具体说明如下：

1.组播树的创建和嫁接；

组播树的创建和嫁接请求是用来创建一个组播树或者在组播树上增加一个叶子，是由根的源端的客户设备发送给源端的网络设备或者由叶子的宿端的网络设备发送给宿端的客户设备。

根的网络设备的处理过程为：当根的源端的客户设备发送组播树的连接请求时，需要携带组播树标识Index，源端的网络设备接收到该连接请求后，如果当前没有与该Index相符合的组播树，那么新建立一个组播树；如果已经存在与该Index相符合的组播树，则进行组播树的嫁接。

2.组播树的删除和剪枝；

组播树的删除和剪枝请求是用来删除一个组播树或者从一个组播树删除一个叶子，是由根的源端的客户设备发送给源端的网络设备或者叶子的宿端的网络设备发送给宿端的客户设备。前面描述到，为了最大兼容UNI1.0，组播树的创建是采用逐个根-叶子建立的，因此在删除组播树时，同样也采用逐个根-叶子进行删除，因此每一个根地址和叶子地址就已经对应了将要删除的连接，在进行组播树的剪枝时也不需要组播树标识Index。

如，在源端UserA发起一条组播树的剪枝动作(到UserB)，具体实现的步骤如下：

(1)源端的客户设备UserA向源端的网络设备NetworkA发送源和宿分别为UserA和UserB的组播请求Path消息，消息中携带源端地址、宿端地址，并且ADMIN_STATUS对象标识为删除；

(2)源端的网络设备NetworkA接收到Path消息，获取到源端地址、宿端地址，由于一个源与宿是一一对应的关系，因此在NetworkA能够找到对应LSP进行删除，直接发起删除的信令流程；

(3)当NetworkA接收到下游节点返回的删除成功的消息后，向UserA回送删除成功的消息；

3.组播树的状态通告；

组播树的状态通告包括：组播树创建或嫁接失败、组播树删除或剪枝失败。由于组播树的建立和删除过程都是采用逐个根-叶子完成的，一个叶子的建立和删除过程不会影响到整个组播树，因此在发生错误时，不需要组播树标识Index。

以组播树建立过程为例，组播树的创建过程失败的状态通告步骤如下：

(1)当源端的客户设备UserA发起从UserA到宿端的客户设备UserB的组播连接建立请求，向NetworkA发送Path消息请求建立组播连接，NetworkA计算网络内路径后向下游发送路径建立请求，但网络边界显示此时UserB的路由不可达，向NetworkA发送建立失败消息通告(Notify消息)；

(2)在信令传递中，每一条LSP都有独立的标识，因此NetworkA接收到其他节点传送的状态通告消息(Notify消息)，可以通过LSP标识进行相应的处理，不需要组播树标识。NetworkA对失败通告处理后，向UserA发送PathErr消息，通告建立过程失败，UserA按照同样的原则进行错误处理；

下面，结合如图1示的建立一个userA到userB、userC和userD之间的组播树连接，以userA到userB的组播树建立过程为例说明UNI信令流程。图4是组播树建立的信令流程图，其具体步骤叙述如下：

(1)源端的客户端设备UserA向源端的网络设备NetworkA发送源端和宿端分别为UserA和UserB的组播请求Path消息，消息中携带源端地址、宿端地址和组播树标识属性Multicast Tree ID；

(2)源端的网络设备NetworkA接收到Path消息，获取到源端地址、宿端地址和组播树标识属性，经过路由算法，在网络内部建立从NetworkA到NetworkB的组播路径，NetworkA通过该组播路径发送Path消息到NetworkB；

(3)在NetworkB接收到Path消息后，向宿端的客户端设备UserB发送UNI信令(Path消息)，消息中同样携带组播树标识属性；

(4)UserB接收到Path消息后，进行相应的资源预留处理，并向宿端的网络侧设备回送Resv消息，宿端的网络设备按照原有路径向源端的网络设备回送Resv消息，然后源端的网络设备再回送Resv消息给源端的客户端设备UserA；

(5)当UserA接收到源端网络设备NetworkA的Resv消息后，单个源端-宿端的组播业务建立成功。

其中，客户端设备和网络设备之间的组播树请求Path消息和新增组播树标识属性Multicast Tree ID定义如下：

<Path Message>::＝<Common Header>[<INTEGRITY>]

[[<MESSAGE_ID_ACK>|<MESSAGE_ID_NACK>]...]

<MESSAGE_ID><UNI_IPv4_SESSION>

<IPv4_IF_ID_RSVP_HOP>

<TIME_VALUES>

<GENERALIZED_LABEL_REQUEST>

[<LABEL_SET>...][<ADMIN_STATUS>]

[<POLICY_DATA>...]

<DESTINATION_TNA>

<SOURCE_TNA>[<DIVERSITY>…]

[<SERVICE_LEVEL>]

[<EGRESS_LABEL>]

<sender descriptor>::＝

<LSP_TUNNEL_IPv4_SENDER_TEMPLATE>

[<RECOVER_LABEL>]。

如上面对Path消息和Generalized UNI对象的描述可以得到，要实现组播业务的UNI/NNI实现，只需要针对Path消息中携带的Generalized-UNI对象进行扩展，增加组播树子对象MulticastTree ID，对于信令协议的其他对象不需要做任何变动。

以上所述，仅为本发明较佳的实施方式，并非用来限定本发明实施的范围。因此，凡是依本发明所述的特征及精神所作的等同变化或修饰，均应包括在本发明的权利要求保护范围内。

Claims

1. 一种自动交换光网络组播网络接口业务的实现方法，其应用于用户网络接口和网络-网络接口，其特征在于：

在用户网络接口和网络-网络接口进行组播功能的扩展时，通过对用户网络接口信令协议和网络-网络接口信令协议两者中的资源预留协议对象进行扩展，在资源预留协议对象的子对象属性中增加组播树标识以标识组播树；

在完成组播树的建立请求时，将源端到多个宿端之间的请求连接，对应为逐个源端与宿端的请求连接，用户网络接口信令协议和网络-网络接口信令协议对组播树标识的处理机制在实现组播树的创建和嫁接时携带组播树标识，在实现组播树的剪枝和删除、组播树的状态查询时不携带组播树标识。

2. 根据权利要求1的组播网络接口业务的实现方法，其特征在于：

所述的进行扩展的资源预留协议对象为通用网络接口对象，实现标识组播树的子对象属性为组播树标识属性。

3. 根据权利要求2的组播网络接口业务的实现方法，其特征在于：

所述的对资源预留协议中的通用网络接口对象进行扩展，是将组播树标识作为私有对象扩展。

4. 根据权利要求1的组播网络接口业务的实现方法，其特征在于：

所述的将源端到多个宿端之间的组播请求连接，对应为逐个源端与宿端的请求连接，即，将组播树请求{源端，宿端1，宿端2，…，宿端n}对应为{源端，宿端1}，{源端，宿端2}，…，{源端，宿端n}，并将n个单独的单点到单点的用户网络接口的连接关联起来。

5. 根据权利要求4的组播网络接口业务的实现方法，其特征在于：

所述的n个单独的单点到单点的用户网络接口的连接通过定义同一个组播树标识实现关联。

6. 根据权利要求4的组播网络接口业务的实现方法，其特征在于：

在所述的组播树中，单个源端一宿端的连接请求方式建立的信令流程如下：

源端的客户设备向源端的网络设备发送携带源端地址、宿端地址和组播树标识属性的组播请求Path消息；

在宿端的网络设备接收到Path消息后，宿端的网络设备向宿端的客户设备发送携带组播树标识属性的用户网络接口信令Path消息；

宿端的客户设备接收到Path消息后，进行相应的资源预留处理，并向宿端的网络设备回送Resv消息，宿端的网络设备按照原有路径向源端的网络设备回送Resv消息，然后源端的网络设备再回送Resv消息给源端的客户设备；

当源端的客户设备接收到源端的网络设备的Resv消息后，单个源端一宿端的组播业务建立成功。

7. 根据权利要求1、4或6的组播网络接口业务的实现方法，其特征在于：

在所述的组播树中，对组播树的剪枝和删除是由源端的客户设备发送给源端的网络设备或者宿端的网络设备发送给宿端的客户设备，在删除组播树时，采用逐个源端一宿端进行删除。