CN101141376B - 建立te路径的方法、路径计算设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跨自治系统建立TE路径的方法、路径计算设备和网络。其中，所述方法包括：客户端发起跨自治系统的路径计算请求；各自治系统内的路径计算设备根据所述路径计算请求消息分别计算其所在的自治系统内的分段TE路径；依据各分段TE路径信息建立跨自治系统的TE路径。所述路径计算设备包括：接收单元、位置信息判断单元、转发单元、路径计算单元、路径存储单元等。通过使用本发明所提供的路径计算设备和网络、实施本发明所提供的方法，能够满足建立跨自治系统的较优的TE路径的需求，同时还可以保证对不同的运营商隐藏了网络的拓扑结构和资源信息，提高了网络的安全性，同时降低了TE路径建立的实现难度。

Description

建立TE路径的方法、路径计算设备和系统
技术领域
本发明涉及网络互连技术，尤其涉及一种跨自治系统建立TE路径的方法、路径计算设备和系统。
背景技术
流量工程(Traffic Engineering，TE)是指为了平衡网络链路、路由器和交换机上的流量负载根据数据流量来选择路径的过程，其主要目标是方便地提供高效、可靠的网络服务，优化网络资源的使用，优化网络流量。流量工程的性能指标分为两种：一是面向流量的，即关注如何提高网络的服务质量；二是面向资源的，即关注如何优化网络资源的使用，最主要是带宽资源的有效利用。随着网络技术的不断发展和GMPLS技术的成熟，流量工程将跨越不同的运营商网络，能够在全网实现流量和资源的优化。
约束路径计算(Constraint-based Shortest Path First，CSPF)是流量工程的重要组成部分，多自治系统间的路径计算将非常复杂，可能需要不同自治系统的计算实体相互协作，共同完成。基于路径计算单元(Path Computation Element，PCE)模型的路径计算方法可以应用于不同网域间的流量工程，该计算方法并不影响计算出来的路径的使用，如标签交换路径(Label switch Path，LSP)的建立，维护和拆除。
在PCE模型中，需要两个基本协议：PCE发现协议，负责发现PCE的存在和计算能力并向PCE发起路径计算请求的客户端实体(Path Computation Client，PCC)发送相应的信息。当PCC有计算请求时，根据该协议发送的信息，选择合适的PCE并向其发送计算请求进行路径计算；PCE通信协议，主要负责在PCC和PCE之间传送计算请求和响应信息，PCC向PCE发送的计算请求消息中，包含本次计算的唯一标识序号及各种约束条件，当某一PCE计算需要其他PCE进行协助时，各PCE之间也需要该通信协议支持。
当PCC需要建立LSP路径时，发送请求给PCE，请求信息中会含有路径的目的地和各种约束条件等基本信息，PCE根据与网络同步的拓扑，流量工程数据库(Traffic Engineering Database，TED)等信息，计算出满足该请求中的约束条件的路径，通过响应报文返回给PCC，作为建立LSP的显式路径对象(ExplicitRoute Object，ERO)参数，计算结果中可以含有精确节点(一个路由器)和松散节点(一个网段，一个区域，一个自治系统)。一个PCE负责的计算范围一般是一个自治系统，当计算请求的目的地是另外一个自治系统时，则需要不同的自治系统间的PCE协作，来完成一条路径的计算。
PCE的主要应用之一就是实现自治系统(Autonomous System，AS)间的MPLS TE路径的计算。每个自治系统都有各自的PCE负责其所在的自治系统内的路径计算。当一条路径需要跨越多个自治系统时，各个自治系统内的PCE通过PCEP通信协议将计算请求和结果逐一传递。
如图1所示，为现有技术中在不同自治系统间建立TE路径的方法。AS100和AS200为两个不同的自治系统。当AS100内的路由器Router A需要建立一条TE路径到AS200内的Router B时，Router A首先向其自治系统内的PCE1发送路径计算请求，PCE1收到该计算请求后，将该请求通过PCE通信协议传递到AS200内的PCE2，PCE2计算所有从Router A到达Router B的路径，并将结果通过PCE通信协议返回给PCE1，PCE1根据该结果，计算所有从Router A到达Router B的路径，选择最优的一条并通过PCE通信协议返回给Router A，这样Router A就可以通过通信信令协议建立起从Router A到Router B的TE路径。
一条TE路径跨越的不同自治系统既可以属于同一个运营商，也可以属于不同的运营商，当跨越不同运营商的自治系统时，出于安全性考虑，运营商之间的网络拓扑和节点信息一般需要隔离。如图1所示，如果自治系统AS100和AS200分属于不同的运营商，在上面的计算过程中，PCE2计算的结果返回给PCE1时含有AS200的节点和部分拓扑信息，该信息将不允许被Router A获得并用来作为建立路径时的参数。这样Router A在通过信令协议建立路径时其显式路径对象ERO参数中不能包含AS200内的节点信息，按照目前的信令协议，这样的路径是无法建立的。
为解决这个问题，目前IETF标准组织提出了一种PKS(Path Key Solution)方案，简单的说，负责计算跨自治系统TE路径的每个PCE都把各自的计算结果(本自治系统内的一段路径)映射为一个索引值，作为计算返回的结果，而真正的计算结果——路径经过的节点信息被每个PCE保存在本地，并与路径索引值建立映射关系，从而保证了本地信息不被扩散到其他运营商的网络中去。除了路径索引，PCE返回的计算结果中还包括执行该次计算的PCE地址信息。在路径建立的时候，基于流量工程的资源预留协议(Resource ReservationProtocol-Traffic Engineering，RSVP-TE)以路径索引和PCE的地址信息作为ERO参数，当路径建立(Path)的信令消息到达下一个自治系统时，第一个接收该消息的路由器，解析ERO字段获得对应本自治系统的PCE地址和路径索引信息后，将路径索引发送到该PCE，并请求返回该PCE计算获得的节点信息，将获取的节点信息插入信令消息的ERO参数中，执行在本自治系统中的路径建立，直到该消息报文传送到下一个自治系统，按照上述步骤，重复执行，直到整条路径建立为止。
发明内容
PKS方案虽然将计算结果在自治系统间进行了隔离，但是却将PCE地址信息扩散到了上游自治系统，而运营商可能同样不希望将PCE位置信息泄漏出去，或者只限于邻居自治系统，以便自治系统间的进行路径计算的配合。
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种跨自治系统建立TE路径的方法，在路径计算过程中，只将PCE信息扩散到相邻自治系统，有效的保护了PCE位置信息，从而避免了各种对PCE可能的攻击，提高了网络的私密性和安全性，同时降低了TE路径建立的实现难度。
本发明还提供了一种在不同自治系统间建立TE路径的路径计算设备和网络，在路径计算过程中，只将PCE信息扩散到相邻自治系统，有效的保护了PCE位置信息，从而避免了各种对PCE可能的攻击，提高了网络的私密性和安全性，同时降低了TE路径建立的实现难度。
为实现上述发明目的，本发明提供的跨自治系统间建立TE路径的方法主要包括以下步骤：
A、客户端发起跨自治系统的路径计算请求，所述路径计算请求消息包括目的节点信息和计算请求标识；
B、各自治系统内的路径计算设备根据所述路径计算请求消息分别计算其所在的自治系统内的分段TE路径，从目的节点所在自治系统的路径计算设备开始，各自治系统的路径计算设备在完成本自治系统的分段TE路径计算并进行本地存储后，向相邻上游自治系统的路径计算设备发送该自治系统的路径计算设备信息和分段TE路径的入口节点信息，携带所述计算请求标识；
C、依据各分段TE路径信息建立跨自治系统的TE路径。
其中，所述路径计算请求消息包括目的节点信息和计算请求标识。
其中，所述步骤A具体包括以下步骤：
客户端向本自治系统内的路径计算设备发起跨自治系统的路径计算请求消息，携带所述计算请求标识；
所述路径计算设备接收到所述路径计算请求消息后，判断自己是否位于目的节点所在的自治系统内，如果不是，向相邻下游自治系统的路径计算设备转发所述路径计算请求消息，直到到达目的节点所在自治系统的路径计算设备。
其中，若所述相邻上游自治系统的路径计算设备为客户端所在自治系统的路径计算设备，则该路径计算设备在收到相邻下游自治系统的路径计算设备发送的入口节点信息和路径计算设备信息后，经过计算，向客户端发送本自治系统内的分段TE路径信息及相邻自治系统的路径计算设备信息和入口节点信息，同时发送通知消息，通知客户端可以发起路径建立信令消息。
其中，所述步骤C具体包括：
客户端发起包含所述计算请求标识的路径建立信令消息；
除目的节点所在自治系统外的各自治系统的入口节点向本自治系统内的路径计算设备查询所述计算请求标识对应的分段TE路径和相邻下游自治系统的路径计算设备信息和入口节点信息；
通过所述路径计算设备信息和入口节点信息关联各分段TE路径，建立端到端的TE路径。
本发明提供的路径计算设备包括：
接收单元，用于接收客户端发起的路径计算请求消息；
位置信息判断单元，用于在接收到所述路径计算请求消息后，判断目的节点是否和路径计算设备位于同一自治系统；如果否，向转发单元发送通知消息；
转发单元，用于在收到所述通知消息后，向下游自治系统的路径计算设备转发所述路径计算请求消息；
路径计算单元，用于计算本自治系统内的分段TE路径；
路径存储单元，用于存储路径计算单元计算得到的本自治系统内的分段TE路径信息。
还包括路径信息获取单元，用于查询路径存储单元存储的分段TE路径信息。
其中，当执行路径计算时，
所述接收单元还用于接收路径计算设备所在自治系统的入口节点发起的路径查询请求消息并将其转发给所述路径信息获取单元；
所述转发单元还用于将路径信息获取单元查询到的分段TE路径信息转发给本自治系统的入口节点。
本发明提供的网络包括多个自治系统，
其中，所述多个自治系统中的每个自治系统分别包括至少一个路径计算设备，用于根据客户端的路径计算请求消息计算其所在的自治系统内的分段TE路径，所述路径计算设备在完成所述分段TE路径计算后，依照所述分段TE路径与路径计算请求消息中的计算请求标识的对应关系存储所述分段TE路径，向相邻上游自治系统的路径计算设备发送该自治系统的路径计算设备信息和分段TE路径的入口节点信息。
通过使用本发明所提供的路径计算设备和网络、实施本发明所提供的方法，能够满足建立跨自治系统的较优的TE路径的需求，同时还可以保证对不同的运营商隐藏了网络的拓扑结构和资源信息，提高了网络的安全性，同时降低了TE路径建立的实现难度。
附图说明
图1为现有技术中跨自治系统建立TE路径的示意图；
图2为本发明实施例中跨自治系统建立TE路径的方法流程图；
图3为本发明实施例中路径计算设备的结构图；
图4为本发明实施例中跨自治系统建立TE路径的网路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述，需要说明的是，本实施例只用来解释本发明，而不应当看作是对本发明的限制。
参见图2，为本发明实施例中跨自治系统建立TE路径的方法流程图。参见图4，为本发明实施例中跨自治系统建立TE路径的网路结构示意图。为了便于说明，结合图2和图4对本发明予以说明。本发明提供的方法包括：
步骤100、路径计算客户端PCC向本自治系统内的PCE发起需要建立TE路径的路径计算请求消息。
PCC发起路径计算请求的原因是多方面的：例如，接收到某个报文并解析后发现本地没有存储该报文目的地址的转发路径或者需要为某个业务建立固定通道等。PCC在发送路径计算请求消息之前，先要为该次计算分配一个计算请求标识，这个标识，不仅能够在全网唯一记录一条需要的TE路径，还是实现本发明目的不可缺少的关键内容。
本实施例中，位于自治系统AS 300的客户端PCC发起以R5为目的节点的路径计算请求消息。PCE既可以是路由器，也可以是服务器工作站等配置了相应功能的网络设备。
步骤200、PCE收到该路径计算请求消息后，先判断该路径计算请求消息的目的节点是否位于自己所在的自治系统，如果目的节点不在自己所在的自治系统内，PCE将该路径计算请求消息转发给相邻下游的自治系统；如果目的节点在同一自治系统内，则执行步骤300。
本实施例中，PCE3收到该路径计算请求消息后，发现R5是在自治系统AS500中，且要到达AS500必须经过自治系统AS400，于是将该路径计算请求消息转发给AS400，随后，AS400又将该请求消息转发给AS500。
步骤300、PCE在本自治系统内执行分段TE路径计算，并将计算后的分段TE路径依照和计算请求标识的对应关系进行存储。然后向相邻上游自治系统的PCE发送该分段TE路径的入口节点信息，携带计算请求标识。
本实施例中，PCE5计算在AS500内的分段TE路径R4-R5，然后向AS400内的PCE4发送R4的相关信息，这个信息可以包括物理位置等。
步骤400、相邻上游自治系统的PCE将本次计算请求的计算请求标识关联到下游入口节点和下游PCE信息，
本实施例中，AS400中的PCE4收到PCE5发送的R4的相关信息后，在本地存储计算请求标识、R4和PCE5的对应关系后，PCE4计算AS400内的分段TE路径R2-R3进行存储，并向AS300内的PCE3发送分段TE路径R2-R3的入口节点R2的信息，携带同样的计算请求标识。
步骤500、最上游自治系统的PCE，即PCC所在自治系统的PCE计算本自治系统内的分段TE路径后，向PCC发送该分段TE路径信息和相邻下游自治系统的入口节点信息和PCE信息。
本实施例中，PCE3发现自己和客户端PCC位于同一自治系统内，于是在计算分段TE路径PCC-R1后，将计算结果连同下游自治系统的入口节点R2的信息和PCE4的信息发送给PCC，PCC在收到上述信息后，知道自己发出的进行路径计算请求的消息已经得到响应，自己可以发起路径建立信令消息了。
步骤600、PCC根据步骤500中收到信息向下游自治系统的入口节点信息发起路径建立信令消息。该消息中包含所述计算请求标识、本自治系统内的分段TE路径信息、相邻下游自治系统的PCE信息。
本实施例中，PCC收到PCE3发送的步骤500中所述的内容后，向AS400的入口节点R2发起了路径建立信令消息，携带计算请求标识和AS400中的PCE4的信息。
步骤700、下游自治系统的入口节点收到信令消息后，根据信令中的PCE信息获取该自治系统内的分段TE路径和相邻下游自治系统的入口节点信息，在本自治系统内建立路径，直到最终建立一条到达目的节点的路径。
本实施例中，R2收到步骤600中的路径建立信令消息后，向PCE4发起查询请求，以计算请求标识为索引，获得相应的分段TE路径和相邻下游自治系统的PCE5的信息，并沿该分段TE路径将该路径建立信令消息和PCE5的信息发送到R4，R4向PCE5发起查询请求，以计算请求标识为索引，获得相应的分段TE路径R4-R5，到达目的节点，完成全网的TE路径建立。
图3为本发明实施例中路径计算设备的结构图，并且该路径计算设备包括：
接收单元，用于接收客户端发起的路径计算请求消息；
位置信息判断单元，用于在接收到所述路径计算请求消息后，判断目的节点是否和路径计算设备位于同一自治系统；如果否，向转发单元发送通知消息；
转发单元，用于在收到所述通知消息后，向下游自治系统的路径计算设备转发所述路径计算请求消息；
路径计算单元，用于计算本自治系统内的分段TE路径；
路径存储单元，用于存储路径计算单元计算得到的本自治系统内的分段TE路径信息。
还包括路径信息获取单元，用于查询路径存储单元存储的分段TE路径信息。
并且，所述接收单元还用来接收路径计算设备所在自治系统的入口节点发起的路径查询请求消息并将其转发给所述路径信息获取单元；
所述转发单元还用来将路径信息获取单元查询到的分段TE路径信息转发给本自治系统的入口节点。
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，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，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。

Claims (6)

1.一种跨自治系统建立TE路径的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、客户端发起跨自治系统的路径计算请求，所述路径计算请求消息包括目的节点信息和计算请求标识；
B、各自治系统内的路径计算设备根据所述路径计算请求消息分别计算其所在的自治系统内的分段TE路径，从目的节点所在自治系统的路径计算设备开始，各自治系统的路径计算设备在完成本自治系统的分段TE路径计算并进行本地存储后，向相邻上游自治系统的路径计算设备发送该自治系统的路径计算设备信息和分段TE路径的入口节点信息，携带所述计算请求标识；
C、依据各分段TE路径信息建立跨自治系统的TE路径；
所述步骤C具体包括：
客户端发起包含所述计算请求标识的路径建立信令消息；
除目的节点所在自治系统外的各自治系统的入口节点向本自治系统内的路径计算设备查询所述计算请求标识对应的分段TE路径和相邻下游自治系统的路径计算设备信息和入口节点信息；
通过所述路径计算设备信息和入口节点信息关联各分段TE路径，建立端到端的TE路径。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括以下步骤：
客户端向本自治系统内的路径计算设备发起跨自治系统的路径计算请求消息，携带所述计算请求标识；
所述路径计算设备接收到所述路径计算请求消息后，判断自己是否位于目的节点所在的自治系统内，如果不是，向相邻下游自治系统的路径计算设备转发所述路径计算请求消息，直到到达目的节点所在自治系统的路径计算设备。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述相邻上游自治系统的路径计算设备为客户端所在自治系统的路径计算设备，则该路径计算设备在收到相邻下游自治系统的路径计算设备发送的入口节点信息和路径计算设备信息后，经过计算，向客户端发送本自治系统内的分段TE路径信息及相邻自治系统的路径计算设备信息和入口节点信息，同时发送通知消息，通知客户端可以发起路径建立信令消息。
4.一种路径计算设备，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收客户端发起的路径计算请求消息；
位置信息判断单元，用于在接收到所述路径计算请求消息后，判断目的节点是否和路径计算设备位于同一自治系统；如果否，向转发单元发送通知消息；
转发单元，用于在收到所述通知消息后，向下游自治系统的路径计算设备转发所述路径计算请求消息；
路径计算单元，用于计算本自治系统内的分段TE路径；
路径存储单元，用于存储路径计算单元计算得到的本自治系统内的分段TE路径信息；
路径信息获取单元，用于查询所述路径存储单元存储的分段TE路径信息。
5.如权利要求4所述的路径计算设备，其特征在于，当执行路径计算时，
所述接收单元还用于接收路径计算设备所在自治系统的入口节点发起的路径查询请求消息并将其转发给所述路径信息获取单元；
所述转发单元还用于将所述路径信息获取单元查询到的分段TE路径信息转发给本自治系统的入口节点。
6.一种跨自治系统建立TE路径的网络，包括多个自治系统，其特征在于，每个自治系统中包括至少一个路径计算设备，用于根据客户端的路径计算请求消息计算其所在的自治系统内的分段TE路径，所述路径计算设备在完成所述分段TE路径计算后，依照所述分段TE路径与路径计算请求消息中的计算请求标识的对应关系存储所述分段TE路径，向相邻上游自治系统的路径计算设备发送该自治系统的路径计算设备信息和分段TE路径的入口节点信息。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

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