CN100484126C - 一种通过标记交换路径规划进行资源分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过标记交换路径规划进行资源分配的方法，该方法首先在承载网络中针对业务类型规划用于资源分配的标记交换路径(LSP)；呼叫代理(CA)收到与业务请求对应的资源请求后，根据该资源请求生成对应的连接资源请求，并将该连接资源请求发送给承载控制层；承载控制层根据连接资源请求确定当前业务流经过的所有路由器，从该路由器对应的所有LSP中选择对应的业务类型中包括当前业务类型的LSP，并将该LSP分配给当前的业务。本发明解决了现有技术所分配的LSP往往不能很好地适应实际情况，每条LSP上承载多种业务，且各种业务之间会出现冲突等问题。本发明方案能够根据当前网络情况合理地分配LSP，并且在资源分配时可以为不同业务选择不同的LSP。

Description

一种通过标记交换路径规划进行资源分配的方法

技术领域

本发明涉及Internet网络中承载控制层的资源分配技术，更确切地说是涉及一种通过标记交换路径(LSP)规划进行资源分配的方法。

背景技术

随着Internet网络规模的不断增大，各种各样的网络服务争相涌现，各种先进的多媒体系统层出不穷。这导致Internet网络需要经常发送突发性高的文件传输协议(FTP)或含有图像文件的超文本传输协议(HTTP)等多媒体业务。对于网络中的实时业务来说，由于其对网络的传输时延、延时抖动等特性较为敏感，因此网络在发送FTP或HTTP等业务时，对实时业务的影响比较大。而且，多媒体业务还占去了大量的网络带宽，使现有网络中需要保证带宽的关键业务很难被可靠地传输。

针对上述问题，业界提出了各种服务质量(QoS)技术，比如，因特网工程任务组(IETF)就建立了很多的服务模型和机制以满足网络的需求。在这些QoS技术中，业界比较认可的是IETF提出的在网络的接入和边缘使用综合业务模型(Int-Serv)、在网络的核心使用区分业务模型(Diff-Serv)的技术方案。由于该方案中的Diff-Serv仅设定了优先登记保障QoS，因此使用该方案的网络虽然具有线路利用率高的特点，但是整个网络的传输可靠性和传输效果很难保证。为解决这个问题，业界提出了为Diff-Serv引入一个独立的承载控制层的方案，即在原有Diff-Serv的基础上提出了有独立承载控制层的Diff-Serv模型。该解决方案是在Diff-Serv的业务控制层和承载网络层之间设置承载控制层，所设置的承载控制层由多个承载网资源管理器组成，承载网资源管理器可以是带宽代理器(BB，Bandwidth Broker)，也可以是QoS服务器、资源管理器或其他设备。如图1所示，Diff-Serv中的每个承载网络对应一个承载网资源管理器，由承载网资源管理器配置该承载网络的管理规则和网络拓扑，并为用户申请的业务分配该承载网络中的带宽资源。各个承载网资源管理器之间通过信令传递用户申请业务带宽的请求和结果，以及承载网资源管理器为用户的业务申请分配的路径信息。

与其他网络一样，承载控制层在根据用户的需要进行资源分配之前，也需要运营商对承载网络进行网络规划。在IP网络中，各种应用的流量特征和QoS需求都有很大差异，比如，交谈类业务对延迟和抖动相对敏感，而对丢包率的要求较低；串流类业务对抖动相对敏感，而对延迟和丢包率的要求较低；交互类业务和背景类业务对丢包率非常敏感，而对延迟的要求则低得多。对于目前来说，很容易得到针对同一种应用的流量模型和业务模型，但是，对于多种不同的应用来说，这些应用的差异大大增加了网络流量特征化的困难，很难得到针对多种应用的流量模型和业务模型。目前，针对多种不同应用的流量模型大多是依据经验建立，这样的流量模型往往不能很好地体现网络的流量特征，而流量模型是网络规划的基础，如果没有一个合乎实际情况的流量模型，则规划出的网络往往也是不合理的，这样的承载网络也就很难为用户提供非常好的服务。其中，为用户提供服务具体是由承载控制层根据承载网络进行资源分配，因此，承载控制层基于这样的承载网络不能对资源进行合理的分配。

另外，由于不同类型业务之间会争夺资源，这必然会导致业务间的干扰，也很难对业务进行管理。比如，一条LSP上既承载了语音IP(VoIP)业务，又承载了视频点播(VOD)业务，由于VOD业务的时长较长，而且需要占用的带宽较大，因此当有较多用户使用VOD时，VOD业务就会抢占LSP上的大量资源，导致VoIP用户得不到足够的资源，从而导致VoIP用户的接通率很低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通过标记交互路径规划进行资源分配的方法，使承载控制层能够非常合理地分配资源，且能够方便地对各种类型的业务进行管理。

为达到以上目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种通过标记交换路径规划进行资源分配的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

a.在承载网络中针对业务类型规划用于资源分配的标记交换路径LSP；

b.呼叫代理CA收到与业务请求对应的资源请求后，根据该资源请求生成对应的连接资源请求，并将该连接资源请求发送给承载控制层；

c.承载控制层根据连接资源请求确定当前业务流经过的所有路由器，从该路由器对应的所有LSP中选择对应的业务类型中包括当前业务类型的LSP，并将该LSP分配给当前的业务。

所述步骤a中，所述在承载网络中根据业务类型规划用于资源分配的LSP为：确定业务类型对应的流量模型和业务模型，根据所确定的流量模型和业务模型在承载网络中分配针对该业务类型的LSP，且将该LSP设置为只承载特定的业务类型。

所述步骤a中，所述业务类型为：只包括一种具体业务的细粒度业务；或包括至少两种具体业务的粗粒度业务。

所述业务类型为语音IP；

步骤a中，所述在承载网络中根据业务类型规划用于资源分配的LSP为：根据LSP上承载的话务量与一个通话的平均带宽的乘积与LSP上的话务负荷的比值，确定针对语音IP设置的LSP的带宽，并根据该带宽在承载网络中分配只与语音IP对应的LSP。

该方法可以进一步包括：所述与语音IP对应的LSP形成针对语音IP的逻辑承载网，所述逻辑承载网包括城域IP网；

步骤a中，所述分配与语音IP对应的LSP为：针对城域IP网分配与语音IP对应的LSP，该LSP包括：城域IP网内从端局路由器到汇接路由器的LSP；城域IP网内从汇接路由器到端局路由器的LSP；汇接路由器到汇接路由器的LSP；

所述从端局路由器到汇接路由器的LSP，以及从汇接路由器到端局路由器的LSP上承载的话务量均为：端局路由器本地用户数与每个用户平均忙时话务量的乘积；

所述汇接路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量为：城域内从端局路由器到汇接路由器的LSP上话务量的总和与城域内话务百分比及城域内跨区话务百分比的乘积。

所述逻辑承载网可以进一步包括省IP骨干网；

步骤a中，所述分配与语音IP对应的LSP进一步包括：针对省IP骨干网分配与语音IP对应的LSP，该LSP包括：从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP；从省IP骨干网汇接路由器到城域IP网汇接路由器的LSP；省IP骨干网内从汇接路由器到汇接路由器的LSP；

所述从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP，以及从省IP骨干网汇接路由器到城域IP网汇接路由器的LSP上承载的话务量均为：城域IP网内从端局路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量的总和与城域内跨区话务百分比的乘积；

所述省IP骨干网内从汇接路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量为：从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP与省内话务百分比及省内跨区话务百分比的乘积。

所述逻辑承载网还可以进一步包括国家IP骨干网；

步骤a中，所述分配与语音IP对应的LSP进一步包括：针对国家IP骨干网分配与语音IP对应的LSP，该LSP包括：从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP；从国家IP骨干网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP；国家IP骨干网内汇接路由器到汇接路由器的LSP；

所述从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP，以及从国家IP骨干网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP上承载的话务量均为：从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP上承载的话务量的总和与省内跨区话务百分比的乘积；

所述国家IP骨干网内汇接路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量为：从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP上承载的话务量的总和与国内话务百分比及国内跨区话务百分比的乘积。

所述LSP上的话务负荷为0.7。

所述步骤c之后进一步包括：获取LSP上的实际流量信息，并根据该信息动态调整或静态配置该LSP的带宽。

所述步骤b中，所述CA收到的资源请求中至少包括当前业务的类型；所述根据资源请求生成的连接资源请求中至少包括当前业务的类型；

步骤c中，所述承载控制层从该路由器对应的所有LSP中选择对应的业务类型包括当前业务类型的LSP之前，进一步包括：承载控制层获取收到的连接资源请求中携带的当前业务类型。

本发明方案通过针对业务类型对LSP进行规划，使每条LSP上只承载特定的业务，非常方便得到相应的流量模型和业务模型，从而使承载网络规划起来非常方便，并保证了不同业务之间不会相互争夺承载资源，也不会相互影响，对各种业务管理起来也非常方便。

另外，本发明方案还可以获取各种业务在承载网络中的实际流量，并根据该实际流量动态调整或静态配置该业务所对应的LSP的带宽，使得承载网络的规划更加合理。

附图说明

图1为目前有独立承载控制层的Diff-Serv模型的示意图；

图2为本发明方案的实现流程图；

图3为本发明方案具体实施例中逻辑承载网的结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明方案作进一步详细的说明。

参见图2，本发明方案通过以下步骤实现：

步骤201、运营商根据业务类型进行LSP规划部署，也就是说，规定一条LSP上只承载特定的业务类型，确定该类业务的流量模型和业务模型，并根据该流量模型和业务模型确定该LSP的带宽。

每条LSP上允许承载的业务类型可以是具体的业务，比如：为语音业务中的VOICE_16K、VOICE_32K，或为视频业务中的VIDEO_384K等的细粒度业务；也可以是某一类业务，比如为VOICE或VIDEO等的粗粒度业务。当然，也可以是所有的业务类型，比如将该LSP的类型设置为ALL。粗粒度业务可以承载其下所有的细粒度业务，比如，业务类型为VOICE的LSP可以承载所有VOICE_^*类型的业务。而业务类型为ALL的LSP则可以承载所有类型的业务。

如果把承载网络中所有相同类型的LSP组合起来所形成的网络作为逻辑承载网，则针对不同业务类型的逻辑承载网之间是相互独立的。运营商规划与某个业务类型对应的LSP也就相当于是规划与该类型对应的逻辑承载网。具体在规划逻辑承载网时，只需要根据该类型业务的流量模型和业务模型进行规划即可，而获取相同类型业务的流量模型和业务模型是非常方便的。

另外，由于太细的粒度会导致过多的逻辑承载网，过多的逻辑承载网会增加运营的维护成本和规划成本，而太粗的粒度又可能无法满足业务实施的需求，因此在具体设置LSP所对应的业务类型时，可以根据运营商自身的业务需求以及运用成本进行综合考虑。

步骤202、用户向CA发送至少包括业务请求类型的资源请求。

步骤203、CA收到用户发送来的资源请求后，根据资源请求生成至少包括业务请求类型的连接资源请求，并将该连接资源请求发送给承载控制层。

步骤204～205、承载控制层根据连接资源请求确定业务流在承载网络中经过的所有路由器，选择经过这些路由器的LSP中与连接资源请求中携带的业务请求类型一致的LSP，并将该LSP分配给当前的业务。

通过上述步骤，即可实现本发明的目的。

在运营管理中，还可以根据LSP上的实际流量信息以及其上承载的业务类型，搜集不同业务的网络流量信息，以形成针对各种业务的流量工程数据库。比如，可以设置一个采集信息的时间间隔，每隔该时间间隔搜集LSP上接收和发送的字节数，以及接收和发送的包数，以获得LSP上的流量数据，并根据该流量数据形成流量工程数据库，再根据流量工程数据库中的流量信息动态调整或静态配置每种业务所对应的LSP承载带宽的大小。还可以针对不同业务类型的流量信息合理分配整个网络中针对各个LSP的带宽，以对网络流量进行引导和管理。

上述步骤201中，运营商针对不同的业务对LSP进行规划的过程即为规划针对不同业务的逻辑承载网的过程，下面以运营商在全国范围内为VoIP业务规划逻辑承载网为例，对规划逻辑承载网的过程进行说明。

参见图3，全国范围内的逻辑承载网包括三层：城域IP网301、省IP骨干网302以及全国IP骨干网303。在规划每层网络中LSP的带宽时，只需要根据VoIP的话务量进行规划即可。LSP带宽可以通过下述公式(1)得到：

LSP带宽＝LSP上承载的话务量×一个通话的平均带宽/LSP上的话务负荷。  (1)

在上述公式中，每个通话的平均带宽可以根据统计得到。LSP上的话务负荷一般是一个常数，可以根据经验数据得到，一般可以将该话务负荷设置为0.7。对于LSP上承载的话务量来说，不同网络层的LSP上承载的话务量不同，下面对逻辑承载网各层中的LSP上承载的话务量的计算方法进行说明。

对于城域IP网来说，其中的LSP有三种，一种是从端局路由器到汇接路由器的LSP，将该类LSP称为A类LSP；一种是从汇接路由器到端局路由器的LSP，将该类LSP称为A’类LSP；还有一种是城域IP网内的汇接路由器到汇接路由器的LSP，将该类LSP称为B类LSP。A类LSP上承载的话务量通过下述公式(2)实现，A’类LSP上承载的话务量与A类LSP上承载的话务量相同，B类LSP上承载的话务量则通过下述公式(3)实现：

A类LSP的话务量＝端局路由器本地的用户数×每个用户平均忙时的话务量  (2)

B类LSP的话务量＝城域内所有A类LSP上的话务量的总和×城域内话务百分比×城域内跨区话务百分比  (3)

对于省IP骨干网来说，其中的LSP也有三种，一种是从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP，将该类LSP称为C类LSP；一种是从省IP骨干网汇接路由器到城域IP网汇接路由器的LSP，将该类LSP称为C’类LSP；还有一种是省IP骨干网内的汇接路由器到汇接路由器的LSP，将该类LSP称为D类LSP。C类LSP上承载的话务量通过下述公式(4)实现，C’类LSP上承载的话务量与C类LSP上承载的话务量相同，D类LSP上承载的话务量则通过下述公式(5)实现：

C类LSP的话务量＝城域内A类LSP上话务量的总和×(1-城域内话务百分比)  (4)

D类LSP的话务量＝省IP骨干网内C类LSP的话务量总和×省内话务百分比×省内跨区话务百分比  (5)

对于国家IP骨干网来说，其中的LSP也有三种，一种是从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP，将该类LSP称为E类LSP；一种是从国家IP骨干网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP，将该类LSP称为E’类LSP；还有一种是国家IP骨干网内的汇接路由器到汇接路由器的LSP，将该类LPS称为F类LSP。E类LSP上承载的话务量通过下述公式(6)实现，E’类LSP上承载的话务量与E类LSP上承载的话务量相同，F类LSP上承载的话务量则通过下述公式(7)实现：

E类LSP的话务量＝省IP骨干网内C类LSP的话务量总和×(1-省内话务百分比)  (6)

F类LSP的话务量＝国家IP骨干网内E类LSP的话务量总和×国内话务百分比×国内跨区话务百分比  (7)

在上述公式中，城域内话务百分比、城域内跨区话务百分比、省内话务百分比、省内跨区话务百分比、国内话务百分比以及国内跨区话务百分比，都可以根据当地的具体情况以及经验数据得到。

通过上述公式(2)到公式(7)，即可得到全国范围内逻辑承载网中所有类型LSP的话务量，将各种类型LSP上承载的话务量代入公式(1)，就可以获得每种类型LSP的带宽，从而可以根据所获得的LSP带宽规划逻辑承载网。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种通过标记交换路径规划进行资源分配的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

a.在承载网络中针对业务类型规划用于资源分配的标记交换路径LSP，具体为：确定业务类型对应的流量模型和业务模型，根据所确定的流量模型和业务模型在承载网络中分配针对该业务类型的LSP，且将该LSP设置为只承载特定的业务类型，并根据该流量模型和业务模型确定该LSP的带宽；

b.呼叫代理CA收到与业务请求对应的资源请求后，根据该资源请求生成对应的连接资源请求，并将该连接资源请求发送给承载控制层；

c.承载控制层根据连接资源请求确定当前业务流经过的所有路由器，从该路由器对应的所有LSP中选择对应的业务类型中包括当前业务类型的LSP，并将该LSP分配给当前的业务。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤a中，所述业务类型为：只包括一种具体业务的细粒度业务；或包括至少两种具体业务的粗粒度业务。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务类型为语音IP；

步骤a为：根据LSP上承载的话务量与一个通话的平均带宽的乘积与LSP上的话务负荷的比值，确定针对语音IP设置的LSP的带宽，并根据该带宽在承载网络中分配只与语音IP对应的LSP。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：所述与语音IP对应的LSP形成针对语音IP的逻辑承载网，所述逻辑承载网包括城域IP网；

步骤a中，所述分配与语音IP对应的LSP为：针对城域IP网分配与语音IP对应的LSP，该LSP包括：城域IP网内从端局路由器到汇接路由器的LSP；城域IP网内从汇接路由器到端局路由器的LSP；汇接路由器到汇接路由器的LSP；

所述从端局路由器到汇接路由器的LSP，以及从汇接路由器到端局路由器的LSP上承载的话务量均为：端局路由器本地用户数与每个用户平均忙时话务量的乘积；

所述汇接路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量为：城域内从端局路由器到汇接路由器的LSP上话务量的总和与城域内话务百分比及城域内跨区话务百分比的乘积。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述逻辑承载网进一步包括省IP骨干网；

步骤a中，所述分配与语音IP对应的LSP进一步包括：针对省IP骨干网分配与语音IP对应的LSP，该LSP包括：从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP；从省IP骨干网汇接路由器到城域IP网汇接路由器的LSP；省IP骨干网内从汇接路由器到汇接路由器的LSP；

所述从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP，以及从省IP骨干网汇接路由器到城域IP网汇接路由器的LSP上承载的话务量均为：城域IP网内从端局路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量的总和与城域内跨区话务百分比的乘积；

所述省IP骨干网内从汇接路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量为：从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP与省内话务百分比及省内跨区话务百分比的乘积。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述逻辑承载网进一步包括国家IP骨干网；

步骤a中，所述分配与语音IP对应的LSP进一步包括：针对国家IP骨干网分配与语音IP对应的LSP，该LSP包括：从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP；从国家IP骨干网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP；国家IP骨干网内汇接路由器到汇接路由器的LSP；

所述从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP，以及从国家IP骨干网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP上承载的话务量均为：从城域IP网汇接路由器到省IP骨干网汇接路由器的LSP上承载的话务量的总和与省内跨区话务百分比的乘积；

所述国家IP骨干网内汇接路由器到汇接路由器的LSP上承载的话务量为：从省IP骨干网汇接路由器到国家IP骨干网汇接路由器的LSP上承载的话务量的总和与国内话务百分比及国内跨区话务百分比的乘积。

7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述LSP上的话务负荷为0.7。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c之后进一步包括：获取LSP上的实际流量信息，并根据该信息动态调整或静态配置该LSP的带宽。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤b中，所述CA收到的资源请求中至少包括当前业务的类型；所述根据资源请求生成的连接资源请求中至少包括当前业务的类型；

步骤c中，所述承载控制层从该路由器对应的所有LSP中选择对应的业务类型包括当前业务类型的LSP之前，进一步包括：承载控制层获取收到的连接资源请求中携带的当前业务类型。

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