CN101047546A - 一种自动交换光网络的路由信息维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动交换光网络的路由信息维护方法，由本地控制节点定时向其传送链路的对端控制节点发送探测数据包；然后，本地控制节点根据能否收到对端控制节点的应答，确定本地控制节点到该对端控制节点的传送链路的可达性信息；当所述传送链路上的可达性信息发生变化的时候，本地控制节点将变化后的信息扩散传播到网络中的其他节点。所述方法，进一步还包括：控制节点接收到连接建立请求后，根据网络中各节点保存的有关链路的可达性信息，为该请求计算路由。本发明所述的方法完善了目前通用的ASON体系结构中链路资源管理和路由控制模块的功能，避免了因控制节点或者控制通道发生故障而导致的路由计算错误。

Description

一种自动交换光网络的路由信息维护方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种自动交换光网络的路由信息维护方法。

背景技术

自动交换光网络(ASON：Automatic Switched Optical Network)是在传统光传送网的基础上发展出来的一种新技术。ASON网络在不需要人为的管理和控制的条件下，可以依据自身所配备的一系列路由、信令、自动发现等协议机制的运作，按用户的请求来建立符合用户需求的光信道。这一前所未有的革命性进步为光网络带来了质的飞跃。

ASON网络架构中有三个平面，它们分别是传送平面、控制平面和管理平面。传送平面由一系列的传送实体组成，它提供业务传送的实际物理通道。控制平面是ASON网络的控制核心，它由一系列的控制节点及控制节点之间的通信控制通道组成。控制节点负责完成对传送节点的控制功能，例如传送节点交插矩阵的配置等。为了在没有人为干预的条件下正确地实现对传送节点的控制，控制节点之间需要通过通信控制通道动态地交换路由信息以及信令控制信息。

ITU(国际电信联盟)在它的建议G.8080中描述了ASON网络的体系架构，这也是目前被最广泛采用的ASON架构，其中关于动态路由计算和路由信息扩散功能的基本流程如下所述：

路由控制模块负责完成网络拓扑信息的维护和路由计算功能。每个控制节点的路由控制模块都维护一个全局的数据库，这个数据库描述了整个ASON网络传送平面的拓扑资源，包括传送节点以及它们之间的传送链路的资源利用状态。当控制节点接收到网管或者用户发送来的连接建立请求时，路由控制模块根据它所维护的网络拓扑数据库，计算出一条满足流量参数以及各种约束条件的显式路径，提供给连接控制模块，连接控制模块再根据此显示路径去建立连接。当传送平面的拓扑资源信息发生变化时，传送节点需要将此信息反馈给对应的控制节点，控制节点再将此信息在整个控制平面中扩散传播，以保证每个控制节点的路由控制模块都能及时得到最新的传送平面拓扑信息。

上面所描述的ASON网络动态路由计算和路由信息扩散机制存在一个缺陷——路由计算模块不维护控制平面中控制节点的可达性信息。当控制节点本身或控制节点之间的通信控制通道发生故障时，为新的连接所计算的路径可能经过故障节点，因为故障节点对应的传送平面资源已经不能被控制，所以导致不能成功地建立连接。下面我们结合附图1和附图2，给出两个例子：

例1.控制节点发生故障

如图1所示，A、B、C、D、E、F、G是七个ASON传送节点，它们对应的控制节点分别是a、b、c、d、e、f、g，图中虚线为控制节点之间的控制通道。根据当前的ASON控制平面体系结构，每个节点的路由控制模块都保存有网络传送平面的拓扑信息，但没有控制平面中控制节点的拓扑信息。假设控制节点c突然发生故障，C点所对应的传送平面拓扑信息仍然保留在a、b、d、e、f、g的拓扑数据库中。在这种情况下，假如A节点试图建立到D点的连接，控制节点a的路由控制模块根据传送平面拓扑信息计算出的路径是A-＞B-＞C-＞D。但是，由于控制节点c发生故障，它无法完成对传送节点C的控制功能，因此这条路径实际上是走不通的，正确的路径应该是A-＞G-＞F-＞E-＞D。

例2.控制通道发生故障

如图2所示，控制节点b和c之间、以及c和d之间的控制通道发生故障，导致c节点在控制平面成为一个孤岛而无法和其他节点通信。假如不维护控制平面的可达性信息，则a节点的路由控制模块根据传送平面的拓扑资源信息计算出从A到D的路径还是A-＞B-＞C-＞D。因为控制节点b和c无法通信，所以这是一条无效的路径，正确的路径应该是A-＞G-＞F-＞E-＞D。

综上可知，ASON控制节点是根据路由控制模块中所维护的传送平面拓扑资源信息进行路由计算的，控制节点或者控制节点之间的通信控制通道发生故障有可能会造成传送平面的某些资源无法被控制平面访问。由于当前的ASON网络体系结构中不维护控制平面的可达性信息，这可能会导致无效的路由计算结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自动交换光网络的路由信息维护方法，以解决在控制节点或者控制节点之间的通信控制通道发生故障时，有可能会造成传送平面的某些资源无法被控制平面访问的问题。

本发明提供一种自动交换光网络的路由信息维护方法，包括如下步骤：

(1)本地控制节点定时向其传送链路的对端控制节点发送探测数据包；

(2)本地控制节点根据能否收到对端控制节点的应答，确定本地控制节点到该对端控制节点的传送链路的可达性信息；

(3)当所述传送链路上的可达性信息发生变化的时候，本地控制节点将变化后的信息扩散传播到网络中的其他节点。

本发明所述的方法，进一步地还包括：

(4)控制节点接收到连接建立请求后，根据网络中各节点保存的有关链路的可达性信息，为该请求计算路由。

其中，

所述步骤(1)中，对探测数据包是否允许底层协议对其进行路由转发的设置与对信令协议数据包的设置相同。

所述步骤(2)包括：

对传送链路的属性进行扩展，增加一个“控制平面可达性”字段；

如果本地控制节点在规定时间内能够接收到对端控制节点的应答，则将该传送链路的“控制平面可达性”属性取值为“可达”，否则取值为“不可达”。

步骤(3)所述传送链路上的可达性信息发生变化的时候，为“控制平面可达性”属性由“可达”变为“不可达”，或者由“不可达”变为“可达”。

所述步骤(3)中，本地控制节点通过路由协议将变化后的信息扩散传播到网络中的其他节点。所述路由协议为OSPF协议。

所述步骤(4)中，控制节点通过选用所述可达性信息为“可达”的链路，来为该请求计算路由。

本发明所提出的一种自动交换光网络的路由信息维护方法，通过维护传送平面的链路资源在控制平面的可达性信息，完善了目前通用的ASON体系结构中链路资源管理和路由控制模块的功能，避免了因控制节点或者控制通道发生故障而导致的路由计算错误，提高了在控制节点或者控制通道发生故障时连接创建的成功率并缩短连接创建时间。

附图说明

图1是在当前现有的ASON体系架构中控制节点故障导致无效路由计算结果的一个例子的示意图；

图2是在当前现有的ASON体系架构中控制通道故障导致无效路由计算结果的一个例子的示意图；

图3是依据本发明实施例的自动交换光网络的路由信息维护方法的流程图；

图4是依据本发明所述方法对ASON控制平面体系结构中某些功能模块进行扩展的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明较佳实施例对本发明所述方法进行详细说明。

路由控制模块在进行路由计算时需要考虑传送平面链路的带宽、权重值等属性，在本发明中，我们对传送链路的属性进行了扩展，增加一个“控制平面可达性”字段。ASON网络中每一条传送链路都是由两端的两个控制节点进行管理的，任何一条经过这条链路的连接的建立过程都会涉及到链路两端控制节点之间的信令交互，如果这两个控制节点本身发生故障或者这两点之间的通信出现异常都可能会导致连接建立失败。本发明中我们规定：如果链路两端的控制节点能够正确的进行信息交互，则这条链路的“控制平面可达性”属性取值为“可达”，否则取值为“不可达”。路由控制模块在为连接计算路由时必须选用“控制平面可达性”取值为“可达”的链路而避开那些“不可达”的链路。

如图3所示，是依据本发明实施例的自动交换光网络的路由信息维护方法的流程图，本发明的方案包括如下步骤：

步骤301：本地控制节点定时向其传送链路的对端控制节点发送探测数据包；

首先，本地控制节点通过周期性的向传送链路的对端控制节点发送探测数据包来检测双方的通信是否正常，本发明中这种通过周期性发送探测数据包来检测通信是否异常的做法在通信领域是很常见的，例如OSPF协议和LMP协议中的Hello数据包都采用了这种策略。

但在本发明中有一点需要格外注意：关于是否允许低层协议(主要是指IP层)对探测数据包进行路由转发的设置。假如允许底层协议对数据包进行路由转发，则在某些控制节点或者控制通道发生故障的情况下，探测数据包有可能会绕开发生故障的控制节点和控制通道而迂回路由到目的节点。本发明中我们应该保证探测数据包路由转发属性的设置和信令协议包的相同：即如果允许底层协议对信令包进行路由转发，则也应该允许它对探测数据包进行路由转发；反之亦然。

步骤302：本地控制节点根据能否收到对端控制节点的应答，确定本地控制节点到该对端控制节点的传送链路的可达性信息；

如果本地控制节点在规定的时间间隔内能够正确地接收到对方的应答则认为两个节点之间是相互“可达”的，否则认为对端节点发生故障或者是两点之间的通信出现异常，是“不可达”的。

步骤303：当所述传送链路上的可达性信息发生变化的时候，本地控制节点将变化后的信息扩散传播到网络中的其他节点。

如果本地控制节点检测到传送链路的“控制平面可达性”属性发生变化，通过路由协议将变化了的信息扩散传播到网络中其他节点，这个操作可以通过标准的路由协议扩散流程来完成。

步骤304：控制节点接收到连接建立请求后，根据网络中各节点保存的有关链路的可达性信息，为该请求计算路由。

ASON网络中的各个控制节点的路由控制模块，在为新到达的连接请求计算路由时，需要考虑传送链路的“控制平面可达性”属性，它必须避开那些此属性为“不可达”的链路，选择此属性为“可达”的链路，以避免无效的路由计算结果。

如图4所示，是依据本发明所述方法对ASON控制平面体系结构中某些功能模块进行扩展的示意图。

图中：

LRM代表链路资源管理模块，本发明在此模块中增加了一个链路控制平面可达性实时检测子模块。

RC为路由控制模块，它可以分为路由信息扩散和路由计算两个子功能模块。在本发明中，路由信息扩散时需要扩散传送链路的“控制平面可达性”属性，路由计算模块为连接计算路由时要选用那些“控制平面可达性”属性为“可达”的链路。

本发明所述的方法在具体实施时，包括如下详细步骤：

第一步：本地控制节点周期性地向传送链路的对端控制节点发送探测数据包，本节点探测数据包关于是否允许底层协议对它进行路由转发的设置与信令协议数据包相同。

第二步：本地控制节点如果在规定的时间间隔内能够接收到对端控制节点的应答，则认为以本地节点和对端节点之间的所有传送链路的“控制平面可达性”属性取值为“可达”；否则，则认为对应属性取值为“不可达”。

第三步：如果传送链路“控制平面可达性”属性发生变化，不论是从“可达”到“不可达”或者是从“不可达”到“可达”，链路资源管理模块检测到链路属性发生变化后，触发通过路由协议将变化了的链路属性信息向网络中其他节点扩散传播，

这里我们以目前应用最为广泛的路由协议——OSPF协议为例来进行说明。OSPF协议将它需要传播的信息封装到一种特定格式的数据包——链路状态广播数据包(LSA：Link State Advertisement)中进行扩散传播。RFC2370定义了一种应用非常灵活的链路状态广播数据包类型——不透明链路状态广播包(Opaque LSA)。Opaque LSA有一个固定格式的报文头，后面可以跟随任意的应用层信息。因此对于采用OSPF路由协议的系统，可以很方便的把传送链路的所有属性，包括“控制平面可达性”属性封装到Opaque LSA中，然后通过OSPF协议标准的LSA泛洪机制将链路属性的变化通告给网络中其他节点。

第四步：路由控制模块为新到达的连接请求计算路由的处理，此步骤与传统的方式相比较，唯一的差别在于路由控制模块必须要考虑传送链路的“控制平面可达性”属性，保证它计算出的路径所经过的链路的“控制平面可达性”属性取值必须为“可达”。

下面结合图1和图2，依据本发明所述的方法，给出几个具体实施的例子，

首先，在故障发生之前，控制节点a的路由控制模块所维护的拓扑数据库如表1所示：

表1正常情况下控制节点a的拓扑数据库内容

链路	控制平面可达性
		A-B	可达
B-C	可达
		C-D	可达
D-E	可达
		E-F	可达
F-G	可达
		A-G	可达

实施例1：控制节点c发生故障

控制节点c发生故障后，节点b和d会因为探测数据包应答超时而检测到故障，因此它们会分别将传送链路B-C和C-D的“控制平面可达性”属性修改为“不可达”并通过OSPF协议向网络中其他节点扩散传播此信息。控制节点a接收到b和d发送来的更新信息后更新自己的拓扑数据库，如表2所示：

表2控制节点c发生故障后节点a的拓扑数据库内容

链路	控制平面可达性
		A-B	可达
B-C	不可达
		C-D	不可达
D-E	可达
		E-F	可达
F-G	可达
		A-G	可达

此时，假若a接收到源节点是A目标节点是D的连接建立请求，它计算出的路由应该是A-＞G-＞F-＞E-＞D。

实施例2：仅控制通道b-c发生故障

这时可以根据是否允许底层协议对探测数据包进行路由转发而区分为两种情况：

(a)假如不允许底层协议对探测数据包进行路由转发，则控制节点b和c都能够检测到传送链路B-C的“控制平面可达性”属性变为“不可达”，控制节点a的拓扑数据库如表3所示：

表3在不允许底层协议对探测数据包进行路由转发的情况下，

控制通道b-c发生故障后节点a的拓扑数据库内容

链路	控制平面可达性
		A-B	可达
B-C	不可达
		C-D	可达
D-E	可达
		E-F	可达
F-G	可达
		A-G	可达

此时，假若a接收到源节点是A目标节点是D的连接建立请求，它计算出的路由应该是A-＞G-＞F-＞E-＞D。

(b)假如允许底层协议对探测数据包进行路由转发，则控制通道b-c发生故障将导致b和c之间的探测数据包走迂回路由b-a-g-f-e-d-c，但链路B-C的“控制平面可达性”属性仍然保持为“可达”，因此控制节点a中的拓扑数据库保持不变，仍然如表1所示。

实施例3：控制通道b-c和c-d都发生故障

此时不论是否允许底层协议对探测数据包进行路由转发，控制节点b和c之间以及c和d之间都无法进行通信。控制节点b和d分别检测到传送链路B-C以及C-D的“控制平面可达性”属性变为“不可达”并把此信息传播到网络中其他节点。这种情况下控制节点a的拓扑数据库和表2所示的情况相同。

Claims (8)

1、一种自动交换光网络的路由信息维护方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)本地控制节点定时向其传送链路的对端控制节点发送探测数据包；

(2)本地控制节点根据能否收到对端控制节点的应答，确定本地控制节点到该对端控制节点的传送链路的可达性信息；

(3)当所述传送链路上的可达性信息发生变化的时候，本地控制节点将变化后的信息扩散传播到网络中的其他节点。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(4)控制节点接收到连接建立请求后，根据网络中各节点保存的有关链路的可达性信息，为该请求计算路由。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，对探测数据包是否允许底层协议对其进行路由转发的设置与对信令协议数据包的设置相同。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

对传送链路的属性进行扩展，增加一个“控制平面可达性”字段；

如果本地控制节点在规定时间内能够接收到对端控制节点的应答，则将该传送链路的“控制平面可达性”属性取值为“可达”，否则取值为“不可达”。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述传送链路上的可达性信息发生变化的时候，为“控制平面可达性”属性由“可达”变为“不可达”，或者由“不可达”变为“可达”。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，本地控制节点通过路由协议将变化后的信息扩散传播到网络中的其他节点。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述路由协议为OSPF协议。

8、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，控制节点通过选用所述可达性信息为“可达”的链路，来为该请求计算路由。

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