CN100571187C - 一种利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用多条PSN隧道承载PW业务的方法，包括以下步骤：建立PW，获得对端PW标签，获知对端设备是否支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务；根据PW业务建立PSN隧道，设置PW和PSN隧道之间的业务承载关系；报文到达PW后，打上报文标识和对端PW标签，发送到PSN隧道，处理后再发送；到达出口时，PSN隧道首先作自相关处理，将报文发送至PW缓存，先剥离对端PW标签，获得报文标识，如果满足当前发送条件，将报文剥离报文标识后发送出去，否则将报文存放到PW待发送队列中，处理下一个报文；判断当前应发送的等待时间是否大于最大超时时间，并作相应处理。本发明增加了业务可接入性和网络带宽的利用率。

Description

一种利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务的方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种利用多条分组交换网络(packetswitch network，以下简称PSN)遂道承载伪线(Pseudo Wire，以下简称PW)业务的方法。

背景技术

全球电信业已经走到划时代变革的路口，随着3G移动通信的来临，下一代通信网络(Next Generation Network，简称NGN)、网络融合的迫近，一些最新的电信热点技术相继出现。这些技术与新业务的开展密切相关，将决定运营商从传统网络向未来网络架构迁移的步伐和路线。

融合是每个服务提供商所要实现的远大目标。然而电信业迄今为止还没有出现能够指引大家共同前进的领袖，融合理想的实现对每个运营商来说仍是一个挑战。最简单的解决办法就是把IP融入每个网络，所有人都已经认识到IP网络的好处，并且努力利用它。但是传统运营商基于电路的一系列现有服务，如异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，以下简称ATM)、帧中继和专用线路仍然是有利可图的，企业用户也仍得依靠这些服务来支持它们的业务需求。如何一方面保留这些有利可图的现有服务，同时迁移到融合的IP/多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switch，以下简称MPLS)骨干网，满足对基于IP的新型以太网服务的需求呢？IETF的边缘到边缘伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，简称PWE3)机制也许就是答案。

PW是一种在PSN上模拟各种点到点业务的机制，被模拟的业务可以是时分复用(Time Division Multiplexing，简称TDM)专线、ATM、帧中继(Frame Relay，简称FR)技术或以太网等。PW利用PSN上的隧道机制来模拟一种业务的必要属性。PW可以对特定服务的协议数据单元(protocoldata unit，简称PDU)进行封装，PDU里面含有仿真特定服务所必需的数据和控制信息。使用PW仿真机制，运营商可以将所有的传送业务转移到一个融合的网络(如IP/MPLS)之中。从用户的角度来看，可以认为PW仿真模拟的PW是一种专用的链路或电路。申请日为2003年12月03日，申请号为200310120067，发明名称为《边缘到边缘伪线仿真协议的实现方法)》的中国专利申请，以及公开号为US2005129059，发明名称为《伪线仿真边缘到边缘协议的实现方法(Method of implementing PSEUDO wireemulation edge-to-edge protocol)》的美国专利申请中都描述了如何在MPLS分组交换网络中实现PW仿真，但是都没有提到如何利用多条PSN隧道完成PW仿真的业务。

传统的PW利用PSN隧道通常都是单方向上利用一条PSN隧道，或者多条PW复用一条PSN隧道，这样PW仿真的业务就受限于某一PSN隧道。这样一方面有可能造成拥塞；另一方面当两个PE节点间的任一PSN隧道带宽(此时PSN隧道所在的物理链路也无剩余带宽)都不能满足业务需求时，这一业务就不能被接入。

发明内容

本发明的目的是将PW仿真的业务利用多条PSN隧道来承载，这样一方面能利用多条隧道来平衡网络负载；另一方面可以在当一条PSN隧道(此时在物理链路上也无更多的带宽可用)不能满足业务需求时，将业务用不同物理链路上的多条PSN隧道来承载，提高了网络的接入能力和灵活性。

鉴于上述目的，本发明提供了一种利用多条PSN隧道承载PW业务的方法，包括以下步骤：

步骤1，建立PW，获得对端PW标签，获知对端设备是否支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务；

步骤2，如果对端设备支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务，则根据该PW所要承载的PW业务建立PSN隧道，并设置PW和PSN隧道之间的业务承载关系；

步骤3，PW业务的报文到达PW后，首先为该报文打上报文标识，再打上上述对端PW标签，然后根据上述业务承载关系将报文发送到对应的PSN隧道，PSN隧道对打上报文标识及对端伪线标签的业务报文进行处理并发送；

步骤4，上述报文到达PSN隧道出口时，PSN隧道对所述业务报文进行处理，再根据上述对端PW标签将报文发送至对应的PW缓存；

步骤5，在PW缓存中，首先剥离上述报文的对端PW标签，获得上述报文标识，判断上述报文标识是否满足当前发送条件，如果是，则将上述报文剥离报文标识后发送出去；如果不是，则将上述报文存放到PW待发送队列中，处理下一个报文；

步骤6，判断当前应从该伪线发送出去的报文标识的等待时间是否大于最大超时时间，如果是，更新该伪线应发送报文标识再执行步骤7，否则延时报文标识需要超时的时间再返回执行判断当前应从该伪线发送出去的报文标识的等待时间是否大于最大超时时间的步骤；

步骤7，判断待发送队列中是否有报文满足发送条件，如果有，则发送上述待发送队列中的报文并更新当前应从该PW发送出去的报文标识；如果没有，则更新报文发送标识，以及延时报文标识需要的超时时间，再返回执行判断当前应从该伪线发送出去的报文标识的等待时间是否大于最大超时时间的步骤。

上述PSN隧道可以通过MPLS的标签交互路径(Label Switched Path，以下简称LSP)隧道或其它方式建立。

在上述步骤1中，获知对端设备是否支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务的方法是在对端PW标签中包括一个字段，用来标识某一设备支持将报文调度到多条PSN隧道并可对来自多条PSN隧道的报文按照报文标识来重组。

上述步骤2中建立PSN隧道的操作包括配置带宽和服务类型等PSN隧道相关信息。

如果上述PSN隧道通过MPLS的LSP隧道建立，则在上述步骤3中，还要为打上对端PW标签的报文打上LSP隧道标签；在上述步骤4中，PSN隧道对所述业务报文进行处理后，还要将上述LSP隧道标签剥离；上述步骤5中，发送条件是报文携带的报文标识与当前需要从PW发送的报文标识相等，当在发送成功后，更新当前需要从PW发送的报文标识为下一个需要发送的报文标识。此时，上述报文存放到上述PW的待发送队列中的顺序按照报文应发送标识的先后顺序排列。

本发明提供的技术方案的有益效果在于，其平衡了PSN中的负载，也增加了PSN中业务的可接入性，增加了网络带宽的利用率，节约了成本，增加了效益。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是PW利用PSN隧道承载业务的示意图。

图2是发送端处理的流程图。

图3是接收端处理的流程图。

图4是报文标识超时处理的流程图。

图5是本发明一较佳实施例的软件部分模块示意图。

图6是本发明一较佳实施例的网管初始化路由配置的示意图。

图7是本发明一较佳实施例的报文头部字段排列的示意图。

图8是本发明一较佳实施例的PW配置的数据结构图。

图9是本发明一较佳实施例的调度PW业务到多条LSP隧道上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种利用多条PSN隧道承载PW业务的方法作进一步的详细说明。

图1表示PW利用PSN隧道承载业务，其中，一个PW业务可以利用多条PSN隧道来承载业务，即当一个伪线承载的业务到达伪线后，我们可以将伪线承载的业务用如图所示的几条PSN隧道来承载，当伪线承载的业务到达时，我们首先将其按照PSN隧道的带宽比例调度到相应的PSN隧道中，在接收端，我们又利用本发明中提到的方法，进行报文的接收，最后再发送出去。整个过程对于需要承载业务的客户是透明的。

本发明在发送端的处理过程如图2所示，在PW业务的报文到达后，首先进行步骤201，对该PW业务报文打上报文标识ID并封装，然后进行步骤202，为PW业务打上对端PW标签，再进行步骤203，根据业务承载关系将上述报文发送到对应的PSN隧道，最后进行步骤204，PSN隧道对PW业务作相关处理后发送出去。

接收端的处理过程如图3所示，包括以下步骤，

步骤301，PSN隧道判断决定报文是否已经到达PSN隧道出口，如果是，执行步骤302，如果否，执行步骤303；

步骤302，在PSN隧道收到上述报文后，对业务报文进行处理，执行步骤304；

步骤303，继续向PSN隧道的下一个节点转发，此过程结束；

步骤304，根据上述对端PW标签将报文发送至对应的PW缓存中进行处理并剥离上述报文的对端PW标签，；

步骤305，获得报文的报文标识ID，判断上述报文标识ID是否满足当前发送条件，如果是，执行步骤307，如果否，执行步骤306；

步骤306，将上述报文存放到PW待发送队列中，此过程结束；

步骤307，将上述报文剥离报文标识ID后从对应的端口发送出去；

步骤308，更新当前PW需要发送的报文标识ID，此过程结束。

报文超时处理流程如图4所示，包括以下步骤，

步骤401，判断当前应从该PW发送出去的报文标识ID的等待时间是否大于最大超时时间T，如果是，将该报文标识ID加1，转到步骤403，如果否，转到步骤402；

步骤402，延时报文标识需要超时的时间，转到步骤401；

步骤403，判断待发送队列中是否有报文满足发送条件，如果是，转到步骤405，如果否，转到步骤404；

步骤404，更新报文发送标识，转到步骤402；

步骤405，发送上述待发送队列中的报文，并更新当前应从该PW发送出去的报文标识ID。

本发明一具体实施例是在内嵌MPLS技术的多业务传输平台(Multi-Service Transport Platform，以下简称MSTP)设备中利用多条LSP隧道来承载PW业务。

本实施例中的网络是一个由多个内嵌MPLS技术的MSTP设备利用同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称SDH)连接组成的一个网络拓扑结构，并有一个网管设备501对各个内嵌MPLS技术的MSTP设备进行管理，完成操作和维护功能。

其中，内嵌MPLS技术的MSTP设备的软件部分与本发明有关的主要有控制层面502和数据层面503两部分，如图5所示。控制平面502的功能涉及信令、服务质量、操作管理维护、LSP保护、以及流量工程和二层虚拟专用网(L2VPN)等功能。其中，与本发明有关的主要包括路由模块532、LSP模块522和PW模块512。路由模块532完成LSP建立时需要的路由信息；LSP模块522完成LSP的建立；PW模块512完成PW的建立以及PW和LSP隧道间业务的绑定关系。

数据平面503提供了业务数据流分类和流调度、业务到MPLS的适配处理、MPLS标签交换和MPLS到业务的适配等功能。

本实施例利用如图6所示的网络拓扑结构，需求是在网元10.0.0.1和网元10.0.0.4之间建立一条200M的业务。

具体步骤如下：

a)如图6所示，网管501配置各个设备的路由初始化，配置各个设备节点的IP地址分别是10.0.0.1，10.0.0.2，10.0.0.3，10.0.0.4，以及配置各个端口的MPLS端口属性及IP地址。各个设备的路由模块完成路由学习，在本实施例中采用开放最短路径优先-流量工程(Open Shortest Path FirstOSPF-Traffic Engineering，以下简称OSPF-TE)协议。完成后的路由表如表1所示，以10.0.0.1为例。

节点IP地址	出端口	跳数
			10.0.0.2	1.0.0.2	1
10.0.0.3	1.0.0.1	1
			10.0.0.4	1.0.0.2	2
10.0.0.4	1.0.0.1	2

表1

b)配置PW模块，该PW模块512如图8所示，PW模块512中分别带有对端PW标签801、PW源节点802、PW宿节点803、带宽804、路径信息805和LSP信息806，其中对端PW标签801用于标识一条PW；PW源节点802表示PW仿真业务的起点，PW宿节点803表示PW仿真业务的终点，因为PW仿真业务是双向的，所以源节点和宿节点是针对PW仿真业务的某一端时才有其具体意义；带宽804表示PW所需要仿真的业务的带宽信息；路径信息805字段用于路由模块找到路径后填写；LSP信息806字段用于在建立好LSP模块的LSP隧道之后填写。配置后的PW模块如表2所示，以10.0.0.1为例：

对端PW标签801	2000
		PW源节点802	10.0.0.1
PW宿节点803	10.0.0.4
		带宽804	200M
路径信息805	空
		LSP信息806	空

表2

c)获得对端PW标签。本实施例中采用扩展OSPF-TE来实现，报文头部字段排列如图7所示，其中依次排列有隧道标签72，对端PW标签801，报文标识73，载荷。对端PW标签801包括LABEL字段，EXP字段，S字段和TTL字段等，其中的EXP字段111来表示某一设备支持将报文调度到多条LSP隧道上以及可以对来自多条LSP隧道的报文按报文标识ID重组的功能。

d)PW模块接收到配置信息后，在PW模块512中记录PW的数据结构，再将配置信息传递到OSPF-TE路由模块532。OSPF-TE路由模块532在收到配置信息后，利用自己的链路状态广播数据库(Link StateAdvertisement DATABASE)进行路由计算，并将路径信息805返回给PW模块512，路径信息如表3所示，以10.0.0.1为例：

表3

e)PW模块512再将路径信息805传递到LSP模块522，LSP模块522接收到配置信息后，利用资源预留及标签分配协议在配置信息中的路径信息805上的所有节点上进行标签、带宽和服务类型等配置，完成LSP隧道的建立。在所有的LSP隧道建立完成以后，将LSP信息806返回给PW模块512，LSP信息如表4所示，以10.0.0.1为例：

表4

f)控制层面502再将所有获得的数据传递给数据平面503，数据平面503根据控制层面502下发的配置信息对业务报文进行流分类和调度。

g)数据平面503在业务报文到达PW后，首先为报文打上一个标识先后顺序的报文标识ID73，然后再为其打上步骤c)获得的对端PW标签801，最后再根据调度到的LSP隧道来打上LSP隧道标签72。

h)报文接收：报文到达LSP隧道出口时，首先完成对LSP隧道标签72的剥离并存放到LSP的缓存机制中，然后根据对端PW标签801调度到对应的PW缓存中并完成对端PW标签801的剥离，最后我们根据报文携带的报文标识ID73和当前PW需要发送的报文标识ID是否相等，如果相等，则将报文发送出去，并将当前PW需要发送的报文标识ID加1；如果不相等，则将报文按报文标识ID73的大小顺序加入到一个有序待发送队列中。

在LSP隧道的建立时，我们可以获得LSP隧道在该链路的传输时延T，用于设置报文标识超时时间。

最后，结合图9对报文的调度进行说明，图9是以一个PW业务需要20M的带宽为例，来说明数据平面503的调度器按照某一条LSP隧道分配的带宽进行调度，在图9中，可以用多条带宽小于20M的PSN隧道来承载，例如，可以应用带宽为10M的LSP隧道1，带宽为7M的LSP隧道2和带宽为3M的LSP隧道3承载上述PW业务。由于每一次调度器都是调度一个完整的报文到某一个LSP隧道上，所以不存在报文分片的情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务的方法，包括以下步骤：

步骤1，建立伪线，获得对端伪线标签，获知对端设备是否支持该伪线利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务；

步骤2，如果对端设备支持该伪线利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务，则根据该伪线所要承载的业务建立分组交换网络隧道，并设置伪线和分组交换网络隧道之间的业务承载关系；

步骤3，伪线业务的报文到达伪线后，首先为该报文打上报文标识，再打上上述对端伪线标签，然后根据上述业务承载关系将报文发送到对应的分组交换网络隧道，分组交换网络隧道对打上报文标识及对端伪线标签的业务报文进行处理并发送；

步骤4，上述报文到达分组交换网络隧道出口时，分组交换网络隧道对所述业务报文进行处理，再根据上述对端伪线标签将报文发送至对应的伪线缓存；

步骤5，在伪线缓存中，首先剥离上述报文的对端伪线标签，获得上述报文标识，判断上述报文标识是否满足当前发送条件，如果是，则将上述报文剥离报文标识后发送出去；如果不是，则将上述报文存放到伪线待发送队列中，处理下一个报文；

步骤6，判断当前应从该伪线发送出去的报文标识的等待时间是否大于最大超时时间，如果是，更新该伪线应发送报文标识再执行步骤7，否则延时报文标识需要超时的时间再返回执行判断当前应从该伪线发送出去的报文标识的等待时间是否大于最大超时时间的步骤；

步骤7，判断待发送队列中是否有报文满足发送条件，如果有，则发送上述待发送队列中的报文并更新当前应从该伪线发送出去的报文标识；如果没有，则更新报文发送标识，以及延时报文标识需要的超时时间，再返回执行判断当前应从该伪线发送出去的报文标识的等待时间是否大于最大超时时间的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述分组交换网络隧道可通过标签交互路径隧道建立。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在上述步骤1中，获知对端设备是否支持该伪线利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务的方法是在对端伪线标签中包括一个字段，用来标识某一设备支持将报文调度到多条分组交换网络隧道并可对来自多条分组交换网络隧道的报文按照报文标识来重组。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上述步骤2中建立分组交换网络隧道的操作包括配置标签、带宽和服务类型。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在上述步骤3中，还对打上对端伪线标签的报文打上标签交互路径隧道标签，同时，在上述步骤4中，分组交换网络隧道对所述业务报文进行处理后，还要将上述标签交互路径隧道标签剥离。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，上述步骤5中，发送条件是报文携带的报文标识与当前需要从伪线发送的报文标识相等，当在发送成功后，需要更新伪线发送的报文标识为下一个应发送的报文标识。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，上述步骤5中，上述报文存放到上述伪线的待发送队列中的顺序按照报文标识应发送报文的先后顺序排列。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上述报文按照某一条分组交换网络隧道分配的带宽进行调度，每一次都是调度一个完整的报文到某一个分组交换网络隧道上，不存在报文分片的情况。

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