CN100484092C - 层次光网络路由选择失败后的重路由方法 - Google Patents

Abstract

一种层次光网络路由选择失败后的重路由方法，当一个源发起端路由失败时，如两个节点之间链路不通，将所述两个节点组成一个排除节点对通过信令消息传递到前一个源发起端，所述前一个源发起端利用所述排除节点对，排除该节点对对应的链路，进行重路由，直到重路由成功或回溯到路由连接的首节点重路由失败，所述源发起端包括域边界节点和首节点，其中，进行重路由时，最多只能选择任何一个排除节点对对应的二元组中的两个节点中的一个。实施本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，能够有效地解决层次路由路由选择或者重路由失败回溯过程中的有效性，防止出现存在链路但没有路由可走的局面。

Description

层次光网络路由选择失败后的重路由方法

技术领域

本发明涉及通信技术，更具体地说，涉及一种层次光网络路由选择失败后的重路由方法。

背景技术

自动交换光网络(Automatic Switching Optical Network，以下简称ASON)是一种能够智能地自动地完成光网络自动交换连接的新一代光传送网，所谓自动交换连接是指在网络资源和拓扑结构自动发现的基础上，调用动态智能选路算法，通过分布式信令处理和交互，建立起端到端的按需连接。为完成自动交换连接功能，ASON必须具备一些基本功能，包括如邻居发现、拓扑发现、业务发现等的发现功能、路由功能以及信令功能等。

对于传统光网络，属于分层网络，例如我国现有的传统光网络，分国干网、省干网、城域网，属于物理上的层次概念，而对于单域ASON，属于平面网络，即所有的节点都属于某一个域，可以由现实网络的国干网节点、省干网等属于不同层次的节点组成，没有层次概念；对于层次ASON，是在多个单域ASON组成的大网络的基础上进行抽象，使平面网络形成层次网络，属于逻辑概念。在ASON中，从水平方向上看，一般可以划分为不同的路由域，每一个路由域又可以分为不同的子网。而子网之间又可以互相嵌套，一个上层子网内部可包含若干个下层网络，形成层次的结构。每一个子网都知道本身的拓扑结构并能够进行动态连接控制，但不了解层次结构中的上层或者下层子网的拓扑结构，如图1所示。因此在多层控制时涉及到层次路由和层次业务的发现，这就需要采用多层统一处理的思想，帮助ASON实现自动化的功能。

在层次光网络的路由选择过程中，有多种路由选择方案，包括分层路由选择和一次性路由选择。其中，对于分层路由选择，是根据网络拓扑的抽象，采用从上到下的路由选择模式，分别选择不同层次的路径，然后连接成一条端到端路径；对于一次性路由选择，有两种方式，一类是将所有的链路信息全部扩散到每一个节点，即全网信息已知的情况下进行路由选择；一种是采用信息汇总，每一个节点只知道本域内的信息和其它域的抽象信息，在某一个节点计算出一条存在空洞的路径，路径中的空洞由其它域的首节点再一次进行计算。

对于全部扩散的路由选择方案，由于信息全网已知，所以在首节点就能够计算出全部路径，不存在链路不确定的因素，因而不存在选路失败而需要重试的情况。但该方案存在全网链路数据扩散后信息量太大的问题，对于层次光网络的链路进行抽象后的路由选择不能适用。对于第二种一次性路由选择模式，和分层路由选择方案相同，也是采用拓扑抽象，本域不知道其它域内的具体情况，因此当首节点计算路由成功后，信令走到其它域的首节点时，也可能存在该域内路由不通的情况，此时也需要进行重试。要进行路由选择的重试过程，必须排除路由不成功的节点或者链路。在实际路由选择时，经常使用的是排除节点或者排除链路的方法，以图1的层次网络为例，对使用这两种方法算路的过程描述如下。

在图1所示的组网情况下，计算从地址TNA11到TNA41的路由，可能选择的路径如图2中的102所示。如果在域CD2中到BN5节点的链路全部中断，此时在节点首节点N01并不知道在CD2域内的BN3和BN5之间已经没有路由，当选择出来的路径102在信令执行到BN3后，无法计算出到BN5的路由，因此在BN3节点信令必须发送相关消息通知N01节点，通过N01进行重新计算路由。为了防止再次选择BN3到BN5的链路，此时必须在Notify消息中添加相关信息，便于N01在计算路由时排除相应的链路。

在现有技术中，经常使用的是排除节点或者排除链路的方式，相对应图2中的选择过程中，排除节点，就是排除BN3节点；排除链路，即排除BN1—BN3链路。上述两种排除方法存在诸多不足。

首先，对于排除节点的方法，对于图2所示链路情况，如果排除BN3节点，在重新选择路由时，按照从上到下的计算过程或者一次算路由模型的算法，两个域之间的节点被排除，那么，如果存在通过该节点的其它有效链路将不能被使用，会导致存在路由但没有路可选的状况。例如，如果在BN3节点还有一条链路和BN7连接，则导致该链路不能选择。在信令实现来看，以RSVP协议为例，都是以ERROR_SPEC对象为例，未扩展的ERROR_SPEC对象的结构如下表(参见IETF标准RFC2205 Appendix A.5)：

表1

其中：IPv4/IPv6 Error Node Address为发生错误的node ID；Flags为错误标记，目前只在ResvErr消息中使用；Error Code为错误码，标识哪类错误；Error Value为错误值，标识错误的具体原因。

其次，对于排除链路的方法，如图2所示，排除的是BN1—BN3链路，在路由选择时，在CD1和CD2两个域之间只能选择BN2—BN4链路，如果这条链路也失效，则导致路由选择失败，此时实际上则可能存在BN1—BN3—BN6—BN8，此处的前提是BN3和BN5之间没有路由，而BN3和BN6之间存在域内路由。以图2中102表示的路由中在BN3节点发生域内失败的情况为例，如果是回溯链路信息，需要表示的是BN1—BN3链路，那么此时ERROR_SPEC对象中的NodeAddress项应该为BN3，Error Code和Error Value分别表示错误类型和错误原因，这里主要是错误原因，要表示出该节点的BN1—BN3链路有问题，在这里可用该节点的前向(UpStream)和后向(DownStream)来表示该链路，这里为后向(DownStream)。当携带ERROR_SPEC对象的Notify或者PathErr消息到达前一个源端时，源端根据自己保存的ERO(Explicit Route Object)和ERROR_SPEC对象确定被排除的链路。

在现有技术中，要排除的实际上是BN3到BN5之间的路由，但实际上排除的却是与BN3相关的域间链路或者节点，因此这期间必然在计算过程中出现误差，导致存在路由但实际却不能避免路由选择失败的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在层次光网络中，当在选择路由失败或者原有路由链路失败进行重路由时，提供一种重试方法，为层次光网络中路由选择失败或者链路或节点失效后进行更为有效的重路由方法。

本发明上述技术问题这样解决，构造一种层次光网络路由选择失败后的重路由方法，包括：当两个节点之间链路不通导致一个源发起端路由失败时，将所述两个节点组成一个排除节点对通过信令消息传递到前一个源发起端，所述前一个源发起端利用所述排除节点对，排除该节点对对应的链路，进行重路由，直到重路由成功或回溯到路由连接的首节点重路由失败，所述源发起端包括域边界节点和首节点。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，一个所述排除节点对对应一个节点二元组，在重路由时，最多只选择该节点二元组中的两个节点中的一个。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，如果排除对象的类型是节点二元组，则在前一个源发起端接收到信令消息中的排除对象时，将根据该排除对象中的节点二元组确定由该节点二元组中的两个节点组成的排除节点对。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，如果选择一条链路后，继续下一层计算路由时出错，则由算法本身进行回溯，利用获得的所有排除节点对，排除所述所有的排除节点对对应的链路后重路由。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，所述一个源发起端路由失败包括：当计算一个域的某一节点到另外一个域的路由时，在路由选择后发现路由不存在的第一情形；和/或在已经存在一条从一个域某一节点到另一个域的路由时，发生所经过的域内链路中断或域内重路由不成功的第二情形。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，在第一情形下，采用包含表示与当前源发起端路由失败时得到的路由错误节点相邻的另一个节点的ERROR_SPEC对象的信令消息来传递路由不存在的链路排除信息，在第二情形下，采用包含表示与当前节点相邻的另外一个节点的ERROR_SPEC对象的信令消息来传递已有路由中断或不再有路由的链路排除信息。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，采用RSVP协议时，在第一情形下，采用PathErr消息扩展有邻接节点的ERROR_SPEC对象传递排除信息，在第二情形下，采用Notify消息扩展有邻接节点的ERROR_SPEC对象来传递排除信息。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，所述信令消息中的对象包含的排除信息与路由不通的两个节点的二元组，即(首节点nodeID，目的节点node ID)或(域内首节点node ID，域内目的节点nodeID)相对应。

按照本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，采用包括经过扩展的相关对象的信令消息传递排除节点对，在扩展的对象中，指定一个域说明排除对象的类型，所述排除对象的类型包括所述排除节点对对应的链路、节点和所述排除节点对。

实施本发明提供的层次光网络路由选择失败后的重路由方法，能够有效地解决层次路由选择失败或者重路由失败回溯过程中的有效性，防止出现存在链路但没有路由可走的局面。

附图说明

图1是一个用于说明本发明方法的ASON多层光网络示意图；

图2是基于图1网络的路由选择路径示意图；

具体实施方式

图1是一个属于层次光网络的三层的ASON示意图，根据OIF2002.023.09-DDRP-OSPF标准(其中，OIF是Optical Internetworking Forum，光互联网论坛的缩写，DDRP是Domain-Domain Routing Protocol域到域路由协议的缩写，OSPF是Open Shortest Path First开放最短路径优先的缩写)，最下层0层中的某一个域内节点可能不知道其它域的具体详细信息，但可能在以下两种情况下需要进行路由选择的重试。第一种情形是：当计算一个域的某一节点到另外一个域的路由时，在路由选择后信令建路不成功。如选择C01到C03的路由时，信令到BN3时不能建立从BN3到BN5的路由；第二种情形是：如已经存在一条从一个域某一节点到另一个域的路由，所经过的某域内链路中断，在域内重路由不成功，需要在首节点进行重路由。如存在C01到C03的路由，如图1中101表示的BN3节点到BN5的所有链路所示，此时BN3到BN5的所有链路中断，BN3节点发起重路由不成功。

在这两种情况下，就有必须按照本发明的方法进行重路由来完成路由选择。针对上述情况，本发明提出重路由的解决方案，其思想就是采用在往首节点传递排除信息时使用“排除节点对”的方式来实现层次光网络路由选择过程中失败后进行重路由，保证连接建立的成功率，提高光网络的自愈能力，这个过程可称为层次光网络的Crankback(回溯)功能。

网络是否具有回溯功能，也就是由发生故障的位置回溯到首节点或者中间节点(一般为域边界节点)进行重路由。在层次光网络中，可以有多个域组成，因此回溯到首节点和中间节点两种情况都存在，在本申请文件的上下文中，不区分两者的不同，统称为路由连接的源发起端，当第一个源发起端重路由失败时，再回溯到向前一个源发起端进行重路由，直到回溯到路由连接的首节点重路由失败。

本发明所谓层次光网络回溯时排除信息采用的“排除节点对”方法，就是在域内两个节点之间的路由不通时，将两个节点作为一个排除信息对，回溯到前一个源发起端进行重路由。也就是在回溯消息中的对象中，包含的信息必须是一个二元组：(域内首节点node ID，域内目的节点node ID)。如在图1中，当CD2域内的101链路中断后，先回溯到BN3节点进行重路由，当在BN3和BN5之间重路由失败时，BN3应向前一个源发起端(即N01节点)发起Crankback请求，并传递排除信息，即节点对，为(BN3，BN5)。

在获得了层次光网络Crankback的排除信息后，接下来就需要将排除信息传递到源发起端，在单域的回溯中，相应的排除信息是通过信令消息来传递的，以信令协议的RSVP(Resource ReSerVation Protocol资源预留协议)协议为例，分别对应两种情况：第一种是：如果是在路由选择失败导致Crankback，采用PathErr消息的ERROR_SPEC对象；第二种是：如果是连接中链路或节点失效导致Crankback，采用Notify消息的ERROR_SPEC对象。

对于信令的其它协议(如LDP，是Label Distribute Protocol标签分配协议的缩写)，都有相关消息的对象装载相关信息，这里不作一一描述。

因此在层次光网络中，同样也采用信令消息来传递排除信息。不同的是，对于层次光网络的回溯过程，由于传递的数据不同(对于单域，装载的是链路信息)，对于层次光网络，装载的是节点二元组，因此需要扩展消息中的相关对象。

当回溯消息发送到源发起端时，源发起端进行重路由，层次光网络的重路由过程和单域光网络的过程相同，不同的就是对回溯的排除信息的处理不同。在多层光网络中，回溯回来的是节点二元组信息，二元组里面的两个节点属于互斥，也就是说，二元组中的两个节点不能在路由选择时同时共存，最多只能存在其中之一。如前面示例的图1中101链路BN3—BN5中发生重路由失败后，排除二元组为(BN3，BN5)，BN3节点发起回溯到源发起端N01节点重路由时，可以进行下面的选择方式：选择BN2—BN4—BN5—BN7的域间链路；也可以是BN1—BN3—BN6—BN8的域间链路，但不能再选择既包含BN3节点又包含BN5节点的域间链路，如BN2—BN3—BN5—BN7。

对于排除节点二元组信息，是排除路由不通的两个节点信息，此时在现有标准的ERROR_SPEC对象中无法体现，需要通过扩展ERROR_SPEC对象。例如进行扩展后的ERROR_SPEC对象如下表：

表2

从中可见，只是在ERROR_SPEC对象中增加一项“IPv4/IPv6 Neighbor NodeAddress”，表示与当前错误节点的另外一个节点，使用Error Value来区分是需要排除链路、节点还是排除节点二元组，如果表示区分节点二元组，则在前一个源端接收到ERROR_SPEC对象时，将对象中的两个节点信息确定为排除的二元组信息。在重新计算路由的过程中，只能选择其中一条节点所在的链路。如果选择一条链路后继续下一层计算路由时出错，则由算法本身进行回溯，排除该链路，重新选择路由。

如图2，用102表示第二种情形已经存在N01到BN13的链路，如果域CD1中节点BN1到域CD2中节点BN3的链路中断，按照本发明方法，由BN1节点生成Notify消息，其中ERROR_SPEC对象按照表1的形式携带链路信息如下：Error Node为BN1节点，Error Code为链路失效模式，Error Value为Upstream，表示该BN1—BN3链路，返回到源发起端N01节点，重新计算N01到BN5的路由，从图2上看就是实现CD5域的域内重路由。

从图中可以看到，CD5对应的域内链路实际对应为CD1和CD2之间的域间链路，存在三条链路：BN1—BN3、BN2—BN3和BN2—BN4，因此在CD5域内，存在上述三条链路。此时BN1—BN3链路中断，在域CD1源发起端节点N01计算N01到BN5的路由时，从Notify消息中获取到链路BN1—BN3被排除的信息，则在CD5计算域内链路时，只能选择BN2—BN3或BN2—BN4两条链路种的一条。选择了CD1和CD2的域间链路之后，然后再选择CD1域的域内链路，这里就是计算N01和BN2的路由。因此BN1—BN3链路中断重路由后的路径可为N01->…->BN2->BN4->…->BN5->BN7->…->BN13。

如图2所示，用102表示第二种情形已经存在N01到BN13的链路，以下面的示例来说明，当BN3到BN5的链路中断，如何采用本发明排除节点二元组的方式来进行重路由。例如BN5节点在CD2域内的链路全部中断，此时BN3检测到链路中断告警，发起BN3到BN5的域内重路由，从图2中可以发现此时重路由不能成功，因此需要使用Notify消息通告前一个源发起端节点N01)发起域间重路由，其中Notify消息的ERROR_SPEC对象如前描述的，采用表2描述的对象格式，在N01节点检测到Notify消息后，从ERROR_SPEC对象中提取出要排除的节点二元组(BN3，BN5)，重新调用算法计算路径。此时仍然可以选择BN5-BN7链路，那么此时不能选择BN1-BN3链路，只能选择BN2-BN4链路，但从前面描述，BN5节点的域内链路全部中断，当信令走到BN4节点时，域内路由将无法得到，此时BN4节点向N01节点发出PathErr消息，包含有ERROR_SPEC对象，排除BN4和BN5节点二元组。当N01节点重新重路由时，需要排除两个二元组(BN3，BN5)和(BN4，BN5)，此时如果再次选择BN5-BN7链路，那么在CD1和CD2域间无法计算路由，此时算法将排除BN5-BN7，重新进行路由选择，最后结果可为N01->…->BN1->BN3->…BN6->BN8->…->BN13。从上面结果来看，通过排除节点二元组的方法避免了存在路径但计算路由失败的情况。

对现有技术如回溯链路信息而言，回溯信息是标识该域的发现错误的节点的域间链路信息，而回溯节点二元组，回溯的信息是标识路由不通的两个节点信息。需要一提的是，重路由本身可以采用现有的算法，例如Dijkstra算法。

因为既然是层次光网络，而二元组是域内的节点间的，所以最好简单说明一下BN1和BN3之间链路失效，这样就引用到层次1中的域内重路由，也体现层次，同时也说明这个域内是相对的概念。

Claims (9)

1、一种层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于：当两个节点之间链路不通导致一个源发起端路由失败时，将所述两个节点组成一个排除节点对通过信令消息传递到前一个源发起端，所述前一个源发起端利用所述排除节点对，排除该节点对对应的链路，进行重路由，直到重路由成功或回溯到路由连接的首节点重路由失败，所述源发起端包括域边界节点和首节点。

2、根据权利要求1所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，一个所述排除节点对对应一个节点二元组，在重路由时，最多只选择所述节点二元组中的两个节点中的一个。

3、根据权利要求1所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，如果排除对象的类型是节点二元组，则在前一个源发起端接收到信令消息中的排除对象时，将根据该排除对象中的节点二元组确定由该节点二元组中的两个节点组成的排除节点对。

4、根据权利要求1所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，如果选择一条链路后，继续下一层计算路由时出错，则由算法本身进行回溯，利用获得的所有排除节点对，排除所述所有的排除节点对对应的链路后重路由。

5、根据权利要求1-4中任何一项所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，所述一个源发起端路由失败包括：当计算一个域的某一节点到另外一个域的路由时，在路由选择后发现路由不存在的第一情形；和/或在已经存在一条从一个域某一节点到另一个域的路由时，发生所经过的域内链路中断或域内重路由不成功的第二情形。

6、根据权利要求5所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，在第一情形下，采用包含表示与当前源发起端路由失败时得到的路由错误节点相邻的另一个节点的ERROR_SPEC对象的信令消息来传递路由不存在的链路排除信息，在第二情形下，采用包含表示与当前节点相邻的另外一个节点的ERROR_SPEC对象的信令消息来传递已有路由中断或不再有路由的链路排除信息。

7、根据权利要求6所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，采用RSVP协议时，在第一情形下，采用PathErr消息扩展有邻接节点的ERROR_SPEC对象传递排除信息，在第二情形下，采用Notify消息扩展有邻接节点的ERROR_SPEC对象来传递排除信息。

8、根据权利要求1-4中任何一项所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，所述信令消息中的对象包含的排除信息与彼此链路不通的两个节点组成的二元组，即(首节点node ID，目的节点node ID)或(域内首节点node ID，域内目的节点node ID)相对应。

9、根据权利要求1-4中任何一项所述层次光网络路由选择失败后的重路由方法，其特征在于，采用包括经过扩展的相关对象的信令消息传递排除节点对，在扩展的对象中，指定一个域说明排除对象的类型，所述排除对象的类型包括所述排除节点对对应的链路、节点和排除节点对。

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