CN101102521A - 一种自动交换光网络中实现业务保护的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及网络通信技术领域，特别公开了一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，该方法包括如下步骤：A.业务所在的工作路径发生故障后，所述工作路径的首节点和末节点分别相向发起恢复路径建立请求；B.恢复路径上的中间节点根据所述恢复路径建立请求建立连接，并逐跳转发所述恢复路径建立请求，直至完成所述恢复路径的建立；C.将业务从所述工作路径倒换至所述恢复路径。利用本发明方法显著加快路径恢复进程，明显缩短恢复时间，提高了工作执行效率和可靠性，保证业务能恢复正常。

Description

一种自动交换光网络中实现业务保护的方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别在自动交换光网络技术领域中涉及一种实现业务保护的方法。
背景技术
在传统光网络技术领域中，如SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)、SONET(Synchronous Optical Network，同步光纤网)和OTN(Optical Transmission Network，光传送网)，主要采用自愈环的组网形式，其缺点在于带宽利用率不高。而且，传统的光网络技术主要采用通过网管进行静态配置的方式，配置较为复杂且耗费大量时间。随着多业务、高带宽、高生存性、快速连接提供等各种需求的提出，使得现有的网络架构和组网方式受到强烈地冲击，网络拓扑将从传统的以环网为主演进到以Mesh网(Mesh Network，网状网)为主，相应地，网络连接提供方式也将从以静态指配的永久连接过渡到以基于信令的SPC(Soft Permanent Connection，软永久性连接)和SC(SwitchConnection，交换连接)为主，其成为了光网络发展的一项核心技术。因此，这种新型的光传送网络被ITU-T(International TelecommunicationUnion-Telecommunication Standardization Sector，国际电联-标准化部)组织称为ASON(Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络)，其引入“控制平面”理念用于网络连接的建立、修改和维护，并在网络故障条件下实现连接的恢复。另外，ASON信令实现的方式之一应用了IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工作任务组)开发的GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching，通用多协议标签交换)协议。
在Mesh网中，目前常采用的恢复机制有：恢复路径预计算、恢复路径预留资源、恢复路径预选择资源、动态重路由等机制；采用以上不同恢复机制如何解决工作路径出现故障时保证业务能恢复正常。对此，目前的研究重点都集中在由首节点单向发起信令建立恢复路径，再把业务从故障路径切换至恢复路径上。主要过程如下：如图1所示，假定A节点为首节点，当工作路径上的B节点检测到该路径出现故障时，将故障状态信息通告给工作路径的A节点，然后由A节点负责恢复路径的建立，即A节点先创建信令消息，然后携带恢复路径信息沿着A节点至J节点的方向，逐跳建立恢复路径上每个节点的连接，直至完成整个恢复路径，最后把业务从故障路径切换至恢复路径上，使业务恢复正常。所创建的信令消息，例如：RSVP-TE(resource reservation setup protocolwith traffic-engineering extensions，针对流量工程扩展的资源预留协议)和CR-LDP(Constrained Route-Label Distribution Protocol，约束路由LDP)。具体内容请参见IETF的标准草案
“draft-ietf-ccamp-gmpls-recovery-e2e-signaling-03.txt”，其中做了详细说明。
该技术的缺点表现为：没有充分发挥自动交换光网络中分布式的特性，建立恢复路径时仅仅从单一方向(首节点—＞末节点)发起信令，造成恢复路径建立持续时间长、完成效率低，从而使业务的传送受到牵制；影响严重时，可能导致业务中断。
发明内容
鉴于上述现有技术方案所存在的问题，本发明的目的在于提供一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，实现恢复路径上的首、末节点双向发起信令并建立恢复路径，从而可以显著缩短恢复路径的建立时间，保证业务能恢复正常。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，该方法包括如下步骤：
A、业务所在的工作路径发生故障后，所述工作路径的首节点和末节点分别相向发起恢复路径建立请求；
B、恢复路径上的中间节点根据所述恢复路径建立请求建立连接，并逐跳转发所述恢复路径建立请求，直至完成所述恢复路径的建立；
C、将业务从所述工作路径倒换至所述恢复路径。
A步骤之前包括：根据用户需求配置业务，并激活该业务所在工作路径的所述首、末节点双向恢复功能。
A步骤中具体包括：所述首节点按照标准信令方式创建正向信令消息并携带该信令消息发起所述恢复路径建立请求，所述正向信令消息增加设置双向恢复标志位；所述末节点按照扩展信令方式创建反向信令消息并携带该信令消息发起所述恢复路径建立请求，所述反向信令消息增加设置双向恢复标志位及扩展对象。
所述正向信令消息的双向恢复标志位与所述反向信令消息的双向恢复标志位增加设置的赋值相同，两信令消息的双向恢复标志位用于表示所述恢复路径通过双向恢复功能进行路径建立。
所述反向信令消息增加设置的扩展对象用于表示所述末节点发起建立所述恢复路径；则所述恢复路径上的节点利用所述扩展对象识别所述反向信令消息以确定当前恢复路径建立请求是由所述末节点发起的。
所述正向、反向信令消息包含所述恢复路径对应的连接标识及显示路由对象ERO，所述ERO用于设置所述首、末节点创建所述恢复路径所经过节点的排列顺序。
B步骤具体包括：所述恢复路径上的节点接收当前的恢复路径建立请求之后，查找本节点状态信息，确定是否接收到所述正向信令消息和所述反向信令消息；
若仅接收到所述正向信令消息或所述反向信令消息，则建立经过本节点的连接，并保存当前接收到的信令消息；
若都接收到所述正向、反向信令消息，则根据预先设置的恢复机制建立经过本节点的连接，并保存当前接收到的信令消息。
所述恢复机制包括预选择资源方式和预留资源方式，
当所设置的恢复机制是预选择资源方式时，则直接采用预选路径作为经过当前节点的连接；
当所设置的恢复机制是预留资源方式时，若没有建立经过当前节点的连接，则根据所述正向、反向信令消息设置的路径资源及本节点所具备的路径资源，选取适合本节点的路径资源建立经过本节点的连接；若已经建立经过当前节点的连接，则已建立的连接是根据所述反向信令消息建立，且所述正向信令消息与所述反向信令消息从已设置的路径资源中选择的路径信息存在冲突时，必须先拆除已建立的连接，再根据所述正向信令消息选择的路径信息建立当前经过本节点的连接；否则，直接保留已建立的连接作为当前的连接。
B步骤进一步包括：当所述恢复路径上的节点接收到所述正向、反向信令消息，并根据所述恢复路径建立请求建立经过本节点的连接之后，则以标准信令方式向所述首节点和/或以扩展信令方式向所述末节点反馈建立请求确认消息；待所述首、末节点都接收到所述建立请求确认消息时，相互进行状态通告以确定所述恢复路径建立完毕。
若所述恢复路径上的节点接收了所述恢复路径建立请求之后，根据所述首节点或所述末节点建立路径失败，则将该失败消息通告至所述首、末节点，并拆除已建立的恢复路径连接。
与现有技术方案相比，本发明技术方案的有益效果如下：
现有技术采用的是工作路径上的首节点负责发起恢复路径的建立，即由首节点先以标准信令方式创建信令消息，然后单向发起恢复路径建立，逐跳建立经过恢复路径上每个节点的连接直至末节点完成整条恢复路径。而本发明提出的技术方案是由工作路径上的首节点和末节点负责发起恢复路径的建立，即首节点以标准信令方式创建正向信令消息，末节点以扩展信令方式创建反向信令消息，然后首、末节点相向发起携带信令消息的恢复路径建立请求，恢复路径上的节点根据接收到的请求建立经过本节点的连接，直至当前节点接收到正向、反向信令消息并建立连接完毕，才完成整条恢复路径的建立。假定利用现有技术方案完成恢复路径建立需要时间T，则利用本发明方案仅仅需要t(T/2＜t＜T)就可以完成建立。显然，这能够显著加快路径恢复进程，明显缩短恢复时间，提高了工作执行效率和可靠性，并且使业务恢复正常，解除了业务在传送过程中遇到的严重牵制，尽可能避免产生业务中断。另外，本发明方案应用性强，可以适用的恢复机制包括：恢复路径预留资源和恢复路径预选择资源。
附图说明
图1是现有技术中恢复路径建立的示意图；
图2是本发明中实现业务保护的流程图；
图3是本发明中恢复路径建立的示意图；
图4是本发明中反向信令消息的Setup对象结构示意图；
图5是本发明中正向、反向信令消息相遇在单个节点的示意图；
图6是本发明中正向、反向信令消息相遇在两节点间的示意图；
图7是本发明中正向、反向信令消息设置的路径资源发生冲突的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明技术方案的核心思想是：当工作路径上的某一个节点检测到该路径出现故障时，将故障状态信息通告给工作路径上的首、末节点；首节点以标准信令方式创建正向信令消息，末节点以扩展信令方式创建反向信令消息，然后首、末节点相向发起携带信令消息的恢复路径建立请求，恢复路径上的节点根据接收到的请求建立经过本节点的连接，直至当前节点接收到正向、反向信令消息并建立连接完毕，才完成整条恢复路径的建立。因此，利用本发明可以显著加快路径恢复进程，明显缩短恢复时间，提高了工作执行效率和可靠性，使业务恢复正常。
如图2所示，该图是本发明中实现业务保护的流程图，其具体步骤如下：
S101：根据用户需求配置业务，在配置过程中激活业务对应的工作路径上首、末节点的双向恢复功能。发起信令建立工作路径，同时通过控制平面确定该工作路径对应的恢复路径所经过的节点信息，并进行保存。
如图3所示，假定当前某业务的工作路径为W1，保护路径为P1。首先通过网管配置业务工作路径的首节点和末节点，并激活两节点的“双向恢复”功能。所谓“双向恢复功能”指的是工作路径上的首、末节点能够双向发起信令进行恢复路径建立。
S102：当工作路径发生故障时，工作路径上的某一个节点检测到此时的故障状态信息，则将该信息通告给工作路径上的首节点和末节点。
如图3所示，W1发生故障，B节点及E节点均检测到该故障，B节点把检测到的故障消息通知W1的首节点(A节点)，E节点把检测到的故障消息通知W1的末节点(J节点)。
S103：首节点和末节点接收到故障状态信息后，启动保护路径的“双向恢复”过程；首节点以标准方式创建正向信令消息，末节点以扩展信令方式创建反向信令消息。
需要做一下说明：如图3所示，所谓正向信令消息指的是从首节点(A节点)至末节点(J节点)的方向实施建立恢复路径的消息；所谓反向信令消息指的是从末节点(J节点)至首节点(A节点)的方向实施建立恢复路径的消息。
首节点所创建的正向信令消息中增加设置一个双向恢复标志位，该标志位表示当前正在通过“双向恢复”的方式建立恢复路径。末节点所创建的反向信令消息不但增加设置一个双向恢复标志位，而且在所述信令消息中增加携带新扩展对象，该扩展对象表示“末节点发起恢复路径建立”；反向信令消息中的其它对象与正向信令消息中的相同。
由于本发明可以采用GMPLS的RSVP-TE信令消息或CR-LDP信令消息实现整个恢复路径建立过程，如图3所示，以RSVP-TE信令消息为例描述具体的实现流程。
当工作路径发生故障时，将故障状态信息通告给工作路径上的首节点(A节点)和末节点(J节点)。首节点(A节点)接收到故障状态信息后，立即按照标准信令方式创建正向信令消息，该正向信令消息增加设置双向恢复标志位，即对已有的Admin Status对象增加设置B位，且将B设置为1；同时，末节点(J节点)接收到故障状态信息后，立即按照扩展信令方式创建反向信令消息，该反向信令消息增加设置双向标志位和扩展对象，即与正向信令消息一样对已有的Admin Status对象增加设置B位，且将B位设置为1；还另外添加了Setup对象，并设置对象中的D位为1。如图4所示，Setup对象的结构内容主要有：Length表示对象长度，以byte(字节)为单位；Class-Num表示类型号；C-Type表示子类型号；Destination(D)表示是否从末节点发起恢复路径建立请求。
增加设置双向恢复标志位，目的是为了与前述的激活“双向恢复功能”相映射，即在每个节点收到该双向恢复标识位时判断出当前的恢复路径是通过双向恢复功能进行路径建立的。对于反向信令消息中添加的Setup对象，目的是为了使恢复路径上的节点可以利用该扩展对象识别出反向信令消息，以确定当前恢复路径建立请求是由末节点发起的及后续路径建立的方向，而且也可以识别出该信令的终结点是否是标准信令中的源节点。
除了以上所述的对信令消息增加设置内容外，也针对信令消息本身所包含的连接标识和ERO(Explicit Route Object，显式路由对象)进行设置。其中，对于连接标识而言，正向、反向信令消息包含相同的连接标识，该连接标识都指的是P1。对于ERO而言，正向、反向信令消息都设置建立恢复路径所经过节点的排列顺序，且其内容是相同的；但是由于反向信令消息中增加设置了Setup对象，受该扩展对象的作用下，使得执行反向信令消息中ERO的设置与执行正向信令消息中ERO的设置相反，如图3所示，关于正向信令消息，其执行表现为：A节点—＞C节点—＞D节点—＞F节点—＞G节点—＞I节点—＞J节点，即从首节点(A节点)至末节点(J节点)实施建立恢复路径；关于反向信令消息，其执行表现为：J节点—＞I节点—＞G节点—＞F节点—＞D节点—＞C节点—＞A节点，即从末节点(J节点)至首节点(A节点)实施建立恢复路径。
S104：首节点携带正向信令消息向着末节点的方向发起恢复路径建立请求，同时，末节点携带反向信令消息也发起恢复路径的建立请求。
如图3所示，首节点(A节点)携带正向信令消息按照A节点至J节点的方向发起恢复路径建立请求创建LSP P11，此时末节点(J节点)携带反向信令消息按照J节点至A节点的方向发起恢复路径建立请求创建LSP P12。需要做一下说明，P11和P12分别表示路径的逻辑连接标识，即P11指的是首节点(A节点)建立的恢复路径连接，P12指的是末节点(J节点)建立的恢复路径连接，目的是将两条连接在逻辑上进行区分，但其都属于同一条恢复路径，即P11和P12两信令消息中包含相同的LSP ID。
S105：节点接收到恢复路径建立请求后，启动信令状态信息检测，包括：检测是否接收到对端恢复路径建立请求(信令消息相遇在某节点上)，以及是否根据对端恢复路径建立请求已完成建立经过本节点的连接(信令消息相遇在两节点之间)；根据所检测到不同的信息情况做相应处理，建立经过本节点的连接，并保存所接收到的恢复路径建立请求的信令消息。下面分三种情况进行详细说明。
第一种情况：节点仅接收到首节点或末节点发起的恢复路径建立请求，则直接根据正向信令消息或反向信令消息建立经过本节点的连接。
第二种情况：节点同时接收到首节点和末节点发起的恢复路径建立请求，如图5所示，正向、反向信令消息相遇在该节点，会产生一些中间状态，并根据恢复机制的选择方式，即预留资源方式和预选择资源方式的不同，做相应的处理。
(1)预留资源的方式
本节点根据正向、反向信令消息中设置的路径资源及本节点所具备的路径资源，选取适合本节点的路径资源建立路径连接，即C节点根据信令消息中的标签对象进行一定的本地资源决策，再选择两信令消息中的标签。
(2)预选择资源的方式
由于P11和P12的所有资源已经选定，即不需要根据标签对象进行资源决策，只需要按照预选的路径信息完成数据平面的连接。
第三种情况：节点接收到首节点或末节点发起的恢复路径建立请求之前，已经接收到了对端(末节点或首节点发起的)恢复路径建立请求，且根据对端恢复路径建立请求完成建立经过本节点的连接(信令消息相遇在两节点间)。
如图6所示，两条信令消息相遇在B节点和C节点之间，即B节点在接收到反向信令消息之前已经接收到了正向信令消息，且根据正向信令消息已建立经过B节点的连接；同时C节点在接收到正向信令消息之前已经接收到了反向信令消息，且根据反向信令消息已建立经过C节点的连接。显然，正向、反向信令消息分别在两节点间相遇，会产生一些中间状态，这种情况下需要根据恢复机制的选择方式，即预留资源方式和预选择资源方式的不同，做相应的处理。
(1)预留资源的方式
当正向、反向信令消息中所设置的路径资源在B节点和/或C节点产生冲突时，由于这种资源方式只是预留，两信令消息在B节点和C节点分别做路径连接处理时，很可能会出现错连情况；所以，本文规定首节点发起的正向信令消息为主信令消息，其有选择资源的决策权。如图7所示，由于正向信令消息设置的路由资源(B、C节点中的实线)与反向信令消息设置的路由资源(B、C节点中的虚线)产生冲突，选择根据正向信令消息建立连接。因此，a、对于B节点而言，其最先接收到包含正向信令消息的恢复路径建立请求，则无论正向、反向信令消息所设置的路径资源是否产生冲突，都保留已建立的连接作为当前所经过的连接，反向信令消息到达时不再做路径连接处理。b、对于C节点而言，若正向、反向信令消息所设置的路径资源产生冲突，则根据本文所规定正向信令消息是主信令消息的原则，在C节点处拆除已有的根据反向信令消息建立的连接，并根据正向信令消息中的标签对象情况，重新建立路径连接；若没有产生冲突，则保留已建立的连接作为当前所经过的连接，正向信令消息到达时不再做路径连接处理。
(2)预选择资源的方式
由于P1的所有资源已经选定，则正向、反向信令消息所设置的路径资源不会产生冲突，即不会因为错连而需要根据标签对象进行资源决策，只需要按照预选的路径信息完成数据平面的连接。
S106：待当前节点接收到了正向、反向信令消息并完成建立经过该节点的连接之后，分别向首、末节点反馈建立请求确认消息。
如图5所示，对于第二种情况，正向、反信令消息相遇在C节点处，则C节点同时从两个相反方向出发，以标准信令方式向首节点(A节点)及以扩展信令方式向末节点(E节点)反馈建立请求确认消息；对于第三种情况，如图6所示，正向、反信令消息在B节点和C节点间相遇，则P11上的C节点以标准信令方式反向反馈建立请求确认消息至首节点(A节点)，P12上的B节点以扩展信令方式反向反馈建立请求确认消息至末节点(D节点)。直至两建立请求确认消息返回到首节点和末节点。
S107：待首、末节点接收到建立请求确认消息后，表明首、末节点分别建立完成所负责的连接，并相互进行状态通告以确定整条恢复路径建立完毕；再把业务从发生故障的工作路径切换至恢复路径上，使业务恢复正常。
如图3所示，如果在P11和P12的建立过程中，其中之一或两者发生建立失败，则立即通告P1的首、末节点拆除已建立的连接。同时，首节点重新进行恢复路径计算，获取新的恢复路径所经过的节点信息。然后转至步骤S103进行后续路径建立。
综上所述，采用本发明技术方案，能够显著加快路径恢复进程，所需要的时间远远少于“单向恢复”路径建立所用的时间，提高了工作执行效率和可靠性，解除了业务在传送过程中遇到的严重牵制，尽可能避免产生业务中断。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
A、业务所在的工作路径发生故障后，所述工作路径的首节点和末节点分别相向发起恢复路径建立请求；
B、恢复路径上的中间节点根据所述恢复路径建立请求建立连接，并逐跳转发所述恢复路径建立请求，直至完成所述恢复路径的建立；
C、将业务从所述工作路径倒换至所述恢复路径。
2、根据权利要求1所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，A步骤之前包括：根据用户需求配置业务，并激活该业务所在工作路径的所述首、末节点双向恢复功能。
3、根据权利要求1或2所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，A步骤中具体包括：所述首节点按照标准信令方式创建正向信令消息并携带该信令消息发起所述恢复路径建立请求，所述正向信令消息增加设置双向恢复标志位；所述末节点按照扩展信令方式创建反向信令消息并携带该信令消息发起所述恢复路径建立请求，所述反向信令消息增加设置双向恢复标志位及扩展对象。
4、根据权利要求3所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，所述正向信令消息的双向恢复标志位与所述反向信令消息的双向恢复标志位增加设置的赋值相同，两信令消息的双向恢复标志位用于表示所述恢复路径通过双向恢复功能进行路径建立。
5、根据权利要求3所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，所述反向信令消息增加设置的扩展对象用于表示所述末节点发起建立所述恢复路径；则所述恢复路径上的节点利用所述扩展对象识别所述反向信令消息以确定当前恢复路径建立请求是由所述末节点发起的。
6、根据权利要求3所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，所述正向、反向信令消息包含所述恢复路径对应的连接标识及显示路由对象ERO，所述ERO用于设置所述首、末节点创建所述恢复路径所经过节点的排列顺序。
7、根据权利要求3所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，B步骤具体包括：所述恢复路径上的节点接收当前的恢复路径建立请求之后，查找本节点状态信息，确定是否接收到所述正向信令消息和所述反向信令消息；
若仅接收到所述正向信令消息或所述反向信令消息，则建立经过本节点的连接，并保存当前接收到的信令消息；
若都接收到所述正向、反向信令消息，则根据预先设置的恢复机制建立经过本节点的连接，并保存当前接收到的信令消息。
8、根据权利要求7所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，所述恢复机制包括预选择资源方式和预留资源方式，
当所设置的恢复机制是预选择资源方式时，则直接采用预选路径作为经过当前节点的连接；
当所设置的恢复机制是预留资源方式时，若没有建立经过当前节点的连接，则根据所述正向、反向信令消息设置的路径资源及本节点所具备的路径资源，选取适合本节点的路径资源建立经过本节点的连接；若已经建立经过当前节点的连接，则已建立的连接是根据所述反向信令消息建立，且所述正向信令消息与所述反向信令消息从已设置的路径资源中选择的路径信息存在冲突时，必须先拆除已建立的连接，再根据所述正向信令消息选择的路径信息建立当前经过本节点的连接；否则，直接保留已建立的连接作为当前的连接。
9、根据权利要求3所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，B步骤进一步包括：当所述恢复路径上的节点接收到所述正向、反向信令消息，并根据所述恢复路径建立请求建立经过本节点的连接之后，则以标准信令方式向所述首节点和/或以扩展信令方式向所述末节点反馈建立请求确认消息；待所述首、末节点都接收到所述建立请求确认消息时，相互进行状态通告以确定所述恢复路径建立完毕。
10、根据权利要求1所述的一种自动交换光网络中实现业务保护的方法，其特征在于，若所述恢复路径上的节点接收了所述恢复路径建立请求之后，根据所述首节点或所述末节点建立路径失败，则将该失败消息通告至所述首、末节点，并拆除已建立的恢复路径连接。
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