CN101163110B - 部署流量工程隧道的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种部署流量工程隧道的方法及装置。该部署流量工程隧道方法包括：第一核心设备解析路径建立消息得到特征信息；根据特征信息和拓扑结构得到第二核心设备；当第一核心设备和第二核心设备不同时，通过两者之间的流量工程隧道透传路径建立消息。该流量工程隧道建立装置包括：用于解析路径建立消息以得到特征信息的解析模块；用于根据特征信息和拓扑结构得到第二核心设备的查询模块；用于透传路径建立消息的传输模块。本发明实施例使经过对应相同的第一核心设备和第二核心设备的路径建立消息共用同一条流量工程隧道，大大减少核心设备需要维护的流量工程隧道数量，减轻核心设备工作负担。

Description

部署流量工程隧道的方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及网络通信技术领域，尤其是一种部署流量工程隧道的方法及装置。

背景技术

网络拥塞是影响骨干网络性能的主要问题，拥塞的原因可能是网络资源不足，也可能是网络资源负载不均衡导致的局部拥塞。负载不均衡导致的拥塞可以通过流量工程解决，流量工程通过动态监控网络的流量和网络单元的负载，实时调整流量管理参数、路由参数和资源约束参数等，优化网络资源的使用，避免负载不均衡导致的拥塞。

多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，以下简称MPLS)流量工程(Traffic Engineering，以下简称TE)是一种扩展性很好、有效解决流量问题的技术，目前已应用于很多大型骨干网络中。

现网中为了提供良好的端到端服务质量(Quality of Service，以下简称QoS)和提高网络可靠性，在使用MPLS虚拟专用网(Virtual PrivateNetwork，以下简称VPN)业务时，要求所有服务提供商边缘路由器(Provider Edge，以下简称PE)之间要相互建立TE隧道，如图1所示，现网中的PE设备都是连接在核心设备(Provider，以下简称P)上的，通常情况下，P设备只有几台，而每台P设备需要连几台或十几台PE设备。假设PE1、PE5之间要建立TE隧道，流程是：服务器根据约束最短路径优先(Constrained Shortest Path First，以下简称CSPF)算法计算TE隧道路径，假设是PE1→P1→P2→P4→PE5，服务器将该路径作为显示路由对象，并同其他TE隧道配置信息一起下发至PE1，PE1发送一路径建立消息至P1，P1建立一状态机，用于维持PE1→P1的TE隧道及建立P1→P2之间的TE隧道，并发送该路径建立消息至P2，P2建立一状态机，并将该路径建立消息发送至P4，P4也要建立一状态机，发送路径建立消息至PE5，PE5收到该路径建立消息后，并确定为该TE隧道的终点后，会发送一预留确认消息，沿着路径建立的逆方向，传到PE1，当PE1接收到预留确认消息后，表示这条PE1→P1→P2→P4→PE5已成功建立。

从上述分析可知这种部署TE隧道的方法，P设备需要支持大量的TE隧道，举例来讲，某运营商要求80台PE设备之间互相建立TE隧道，在不考虑备份的情况下，需要建立6320(80×79)条TE隧道，这会给核心设备(P设备)造成很多大的压力。图1中，共有8台PE设备，PE1-PF8，4台P，P1-P4，端点处的两台P设备，P1、P4每台连4台PE设备，虚线表示由PE1发起的一条TE隧道。在不考虑备份的情况下，P1或P 4各自需要维护44条TE隧道，包括同设备下的12条隧道(4×3)，非同设备间的32条TE隧道(2×4×4)；中间的P设备(P2或P3)也要维护32条TE设备，当考虑备份时，P设备需要维护的TE隧道数目还会增加。由于每条隧道建立时P设备都需要建立状态机，而且需要定时刷新，当TE隧道大量存在时，P设备将很难维持。

现有解决方案之一是建立层次化标签交换路径(Label SwitchedPath，以下简称LSP)，在P设备之间先建立TE隧道，采用转发邻接标签交换路径(Forwarding Adjacency LSP，以下简称FA-LSP)技术将这些隧道引入到开放最短路径最优(Open Shortest Path First，以下简称OSPF)协议或中间系统到中间系统(Intermediate System-IntermediateSystem，以下简称ISIS)协议中，即将这条TE隧道看作逻辑链路。如图2所示，如果需要在PE1与PE5之间建立TE隧道，只需先在P1、P4之间建立TE隧道，形成PE1→P1→P4→PE5这条TE隧道，这样中间设备P2或P3不需要感知PE发起的TE隧道，只需维护P事先建立的TE隧道就可以了。

但是，这种方法并不能减少TE隧道头结点和尾结点的P设备(上述举例中的P1和P4)需要维护的TE隧道数量，如P1需要维护的由PE1发起的TE隧道数量为8条，比原来的7条还要多一条；同时，将FA-LSP技术引入OSPF或ISIS协议中，会增加网络的拓扑复杂度，而且FA-LSP是不稳定的，其带宽等参数经常会变化，因此需要CSPF频繁计算，增加了设备的负担，而且在网络振荡期间，容易引起环路。并且，提前建立P设备之间的TE隧道的带宽是静态配置的，不能根据PE设备的需要动态调整带宽。

发明内容

本发明实施例提供一种部署TE隧道的方法及装置，用以解决现有技术P设备需要维护的TE隧道的数量较大的问题，减少P设备需要维护的TE隧道的数量。

本发明实施例提供了一种部署TE隧道的方法，包括：

第一核心设备解析接收到的路径建立消息，得到所述路径建立消息的特征信息，所述特征信息包括所述路径建立消息的目的地址；根据所述特征信息和内置的拓扑结构得到第二核心设备，所述第二核心设备与所述路径建立消息的目的地址对应的服务商边缘路由器相连；判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备，若否，则当所述路径建立消息中携带的显式路由对象中存在位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备时，删除所述显式路由对象中的位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备，通过所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道透传所述路径建立消息。

本发明实施例提供了一种部署TE隧道的装置，包括：

解析模块，用于解析第一核心设备接收到的路径建立消息，得到所述路径建立消息的特征信息；查询模块，用于根据内置的拓扑结构和解析模块得到的特征信息，得到第二核心设备，所述第二核心设备与所述路径建立消息的目的地址对应的服务商边缘路由器相连；传输模块，用于判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备，若否，则通过所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道透传所述路径建立消息；删除模块，用于当所述路径建立消息中携带的显式路由对象中存在位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备时，删除所述显式路由对象中的位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备。

本发明实施例将P设备之间建立TE隧道，对经过第一P设备和第二P设备对应相同的不同的路径建立消息通过这个对应相同的第一P设备和第二P设备之间的TE隧道透传，当这条TE隧道带宽不够时增加带宽，而不是重新建立TE隧道。因此，P设备只需维护所有P设备之间建立的TE隧道，而不需维护所有PE设备之间互相建立的TE隧道，又由于运营商提供的P设备的数目是有限的，远远小于PE设备的数目，所以，P设备需要维护的TE隧道数量将大幅减少。

附图说明

图1为现有技术PE设备之间建立TE隧道的结构示意图；

图2为现有技术LA-LSP建立TE隧道的结构示意图；

图3为本发明实施例部署TE隧道方法实施例一流程图；

图4为本发明实施例部署TE隧道方法实施例二流程图；

图5为本发明实施例部署TE隧道方法图4对应的结构示意图；

图6为本发明实施例部署TE隧道装置实施例一结构示意图；

图7为本发明实施例部署TE隧道装置实施例二结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

图3为本发明实施例部署TE隧道方法实施例一流程图，该实施例包括：

步骤301：第一P设备解析接收到的路径建立消息(PATH消息)，得到所述路径建立消息的特征信息，所述特征信息包括所述路径建立消息的目的地址；

步骤302：根据所述目的地址和第一P设备中内置的拓扑结构得到第二P设备，该第二P设备与所述路径建立消息的目的地址对应的PE设备相连；

步骤303：判断所述第一P设备和第二P设备是否为同一个P设备，若否，则通过所述第一P设备和第二P设备之间的TE隧道透传所述路径建立消息。

本实施例，不论该PATH是哪个PE发送的，只要一个PATH消息经过的第一P设备和第二P设备与另一个PATH消息经过的第一P设备和第二P设备对应相同，这两个PATH消息将均通过第一P设备和第二P设备之间的TE隧道透传，实现了减少P设备需要维护的TE隧道数量。

图4为本发明实施例部署TE隧道方法实施例二流程图，该实施例包括：

步骤401：PE设备发送路径建立消息(PATH消息)至与之连接的第一P设备。参照图5所示的结构示意图，假设PE1发送一PATH消息，那么该PATH消息将发送至P1，那么P1为第一P设备。

步骤402：第一P设备解析该接收到的PATH消息，得到所述PATH消息的特征信息，该特征信息包括PATH消息的目的地址和带宽要求，参照图5所示的结构示意图，假设需要建立PE1-PE5之间的TE隧道，那么目的地址便是PE5的地址。

步骤403：根据带宽要求为第一P设备的入口分配带宽，并根据目的地址和第一P设备内置的网络拓扑结构，得到与目的地址相应的P设备。参照图5所示的结构示意图，若目的地址为PE5的地址，则得到的第二P设备为P4，若目的地址为PE2的地址，则得到的第二P设备为P1。

步骤404：判断第一P设备和第二P设备是否为相同的P设备，上述中，若第一P设备为P1，第二P为P1，则相同，执行步骤45；若第二P设备为P4，则两者不同，执行步骤46。

步骤405：根据解析PATH消息得到的带宽要求为第一P设备(P1)的出口分配带宽。

步骤406：获得第二P设备，例如P4之后，如果PATH消息中携带有显式路由对象(Explicit Route Object，以下简称ERO)，并且该ERO中包含P1、P4中间的P设备(参照图5所示的结构示意图，如P2)，则将该中间P设备(P2)从ERO中删除，得到处理后的PATH消息。

步骤407：判断第一P设备，即P1和第二P设备，即P4之间是否存在TE隧道(P1、P4之间的TE隧道可以是预先建立的)，如果存在则执行步骤408；否则执行步骤409。

步骤408：根据解析PATH消息时得到的带宽要求，判断P1、P4之间的TE隧道的带宽是否满足带宽要求，是则执行步骤411，否则，执行步骤410。

步骤409：根据解析PATH消息时得到的带宽要求，触发建立满足带宽要求的P1、P4之间的TE隧道，执行步骤411。

步骤410：调整该TE隧道的带宽，使之满足带宽要求。

步骤411：通过满足带宽要求的TE隧道透传PATH消息。

本实施例中，参照图5所示的结构示意图，当PE5接收到PATH消息后，会向P4发送一预留确认消息，即RESV消息，P4接收到该RESV消息后会将RESV消息逐级上传，完成TE隧道的建立。如果RESV消息以IP形式传输(不进TE隧道)，则按IP标准处理RESV消息，如果RESV消息是通过TE隧道传输(进TE隧道)，则在第一P设备接收到PATH消息时，将第一P设备和第二P设备之间的P设备添加进记录路由对象(Record Route Object，以下简称RRO)中。

本实施例中，所有P设备之间相互建立TE隧道，相当于所有的P设备组成一个区域组(图5虚线所示)，区域组内互相建立TE隧道，这些TE隧道不会发布到区域组外，即不会发布到PE设备，PE设备不会感知这些TE隧道。由于PE设备感知不到这些TE隧道的存在，相比于现有技术FA-LSP中PE设备可以感知P设备之间提前建立的TE隧道的方法，由于PE设备可以感知P设备之间的TE隧道，当这些TE隧道的带宽不满足要求时，CSPF需要重新计算，重新确定TE隧道路径，这样会引起网络振荡，进而可能会引起环路；而本发明P设备之间的TE隧道是不会发布到PE设备中的，避免了上述FA-LSP方法中存在的问题。

本实施例中当TE隧道的第一P设备收到PE设备发送的PATH消息后，P设备解析该PATH消息，找到该PATH消息的目的地址，根据目的地址和内置的网络拓扑结构找到该PATH消息对应的第二P设备，当第一P设备与第二P设备不相同时，通过第一P设备和第二P设备之间的TE隧道，对该PATH进行透传，即将PATH封装在第一P设备和第二P设备之间的TE隧道进行传输，不需要建立状态机。相比于现有技术建立状态机的方法，现有技术建立状态机的方法是在TE隧道经过的路径上的P设备上都建立一状态机，以维护上游TE隧道及建立下游TE隧道，仍以上述FA-LSP为例，PE1、PE5之间要建立一TE隧道，由于PATH消息经过的P1、P4上都要建立状态机，则PE1、PE 5之间的TE隧道相当于PE1→P1→P4→PE5这样的分段隧道，而本实施例由于将PATH透传，不需建立状态机，相当于直接建立PE1→PE5之间的TE隧道，而不是分段建立。

当传输PATH消息的PE位于同一个P设备下时，假设是建立PE1→PE2之间的TE隧道，由于PE1和PE2都位于P1下，所以不需要建立P设备之间的TE隧道，只需要根据解析PATH消息得到的带宽要求为P1的入口和出口分配带宽后，直接对PATH消息进行透传，即不同于现有技术要建立PE1→P1→PE2这样一条分段TE隧道，本实施例是相当于直接建立PE1→PE2的TE隧道，因此同P设备下的PE之间的TE隧道是不需要P设备维持的，P设备只需维持所有P设备组成的区域组内的TE隧道即可，大大减少TE隧道数量。

当第一P设备和第二P设备之间已经存在TE隧道时，可以根据实际带宽要求调整原先建立的TE隧道的带宽。这样不管多少个PE设备之间需要建立TE隧道，只要经过这个区域组内相同的第一P设备和第二P设备，就将共用这条TE隧道(可以根据实际需要调整这条TE隧道的带宽)，而不是新建TE隧道。举例来讲，在上述PE1与PE5之间建立TE隧道基础上，还假设PE2和PE5之间也要建立TE隧道；从上述分析知，PE1与PE5之间建立的TE隧道是经过PE1→P1→P4→PE5的，即经过区域组内的P1→P4之间的TE隧道，假设此时解析出的(在对PATH消息解析时，除了会解析出目的地址，还会解析出带宽要求)P1→P4之间的TE隧道需要的带宽是10M；当PE2与PE5之间也要建立TE隧道时，其也要经过组内的P1→P4，假设此时P1→P4之间的TE隧道需要的带宽是20M，如果利用现有技术，由于不能自动调整，因此需要手工将之间的带宽扩充到30M(10M+20M)，并将该带宽调整信息发布到各PE设备及P设备，同时在P1、P4上为PE2与PE5之间的TE隧道创建新的状态机，或在P1→P4之间再建立一条TE隧道，而本实施例不需要再建，而采用共用TE隧道技术，即仍然利用PE1发起TE隧道建立时建立的P1→P4之间的TE隧道，只不过在P1接收到PE2发起TE隧道建立时，自动将TE隧道的带宽配置进行修改，即将P1→P4之间的TE隧道的带宽调整为30M，并且该带宽调整信息不需要发布给其他设备，同时不需要建立状态机，在P1设备上只根据第一份PATH消息(假设来自于PE1)建立P1→P4的TE隧道，建成后对这份PATH消息透传，或者通过预先建立的P1→P4的TE隧道对这份PATH消息透传以后收到的PATH消息(包括来自于PE2、PE3、PE4的)，只要路径是经过P1→P4的，只需要根据带宽要求调整原先建立的P1→P4的TE隧道的带宽，并对PATH消息进行透传，这样P1、P4之间只要一条TE隧道就够了；依照上述原理，不论是哪个PE设备发起PATH消息，只要这些PATH消息具有相同的第一P设备和第二P设备，则共用一条TE隧道透传该PATH消息。

本实施例通过在P设备之间建立TE隧道，使P设备只需维护区域组内的TE隧道，即只需维护P设备之间的TE隧道，而不需要维护PE设备之间的TE隧道，这样P设备维护的TE隧道的数量就会很有限，极大地减少P设备需要维护的TE隧道数量。运营商网络中的P设备的数目是有限的，一般为8台，那么包括备份TE隧道的情况下只需建立8*7*2条，比现有几千条的数量大幅减少，因此，极大地减轻了P设备的负担。并且即使后续增加PE设备，只要P设备数目没有变化，P设备需要维护的TE隧道就不会变化，利用这种方法，即使几百台PE设备需要相互建立TE隧道，运营商的P设备仍可满足维护需求。

图6为本发明实施例部署TE隧道装置实施例一结构示意图，该实施例包括：解析模块1，查询模块2和传输模块3；解析模块1用于解析第一核心设备接收到的路径建立消息，得到所述路径建立消息的特征信息；查询模块2用于根据内置的拓扑结构和解析模块得到的特征信息，得到与所述路径建立消息的目的地址相应的第二核心设备；传输模块3用于判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备，若否，则通过所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道透传所述路径建立消息。

图7为本发明实施例部署TE隧道装置实施例二结构示意图，与图6所示的实施例不同的是，本实施例还包括：入口分配模块4、出口分配模块5和删除模块6；入口分配模块4用于根据所述解析模块1得到的特征信息为所述第一核心设备的入口分配带宽；出口分配模块5用于当传输模块3判断出所述第一核心设备和第二核心设备为同一个核心设备时，为所述第二核心设备的出口分配带宽；删除模块6，用于当所述传输模块3判断出所述第一核心设备和第二核心设备不是同一个核心设备时，删除所述路径建立消息中携带的显式路由对象中的位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备。传输模块3具体包括：同一性判断子模块31、隧道判断子模块32、带宽判断及调整子模块33、隧道建立子模块34和透传子模块35；同一性判断子模块31用于判断所述第一核心设备和查询模块2得到的第二核心设备是否为同一个核心设备；隧道判断子模块32用于当同一性判断子模块31判断出所述第一核心设备和第二核心设备不是同一个核心设备时，判断所述第一核心设备和第二核心设备之间是否存在流量工程隧道，若是，将判断结果输出至带宽判断及调整子模块33，否则，输出判断结果至隧道建立子模块34；带宽判断及调整子模块33用于当接收隧道判断子模块32输出的判断结果后，根据解析所述路径建立消息得到的特征信息判断所述流量工程隧道的带宽是否满足要求，若是，该流量工程隧道即为满足带宽要求的流量工程隧道，否则，调整所述流量工程隧道的带宽，直至满足所述带宽要求；隧道建立子模块34用于当接收隧道判断子模块32输出的判断结果后，根据解析所述路径建立消息得到的特征信息，触发建立满足所述带宽要求的所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道；透传子模块35用于将所述路径建立消息通过带宽判断及调整子模块33及隧道建立子模块34得到的满足带宽要求的流量工程隧道透传至所述第二核心设备。

本实施例还可以包括添加模块7用于当所述传输模块3中的同一性判断子模块31判断出所述第一核心设备和第二核心设备不是同一个核心设备时，将位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备添加进记录路由对象(RRO)中。

本实施例，通过只在P设备之间建立TE隧道，使P设备维护的TE隧道数量大大减少，减轻P设备的工作负担。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种部署流量工程隧道的方法，其特征在于，包括：

第一核心设备解析接收到的路径建立消息，得到所述路径建立消息的特征信息，所述特征信息包括所述路径建立消息的目的地址；

根据所述特征信息和内置的拓扑结构得到第二核心设备，所述第二核心设备与所述路径建立消息的目的地址对应的服务商边缘路由器相连；

判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备，若否，则当所述路径建立消息中携带的显式路由对象中存在位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备时，删除所述显式路由对象中的位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备，通过所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道透传所述路径建立消息。

2.根据权利要求1所述的部署流量工程隧道的方法，其特征在于，所述特征信息还包括带宽要求。

3.根据权利要求2所述的部署流量工程隧道的方法，其特征在于，所述得到所述路径建立消息的特征信息之后，该方法还包括：根据所述带宽要求为所述第一核心设备的入口分配带宽。

4.根据权利要求2所述的部署流量工程隧道的方法，其特征在于，所述判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备之后，该方法还包括：若是，则根据所述带宽要求为所述第二核心设备的出口分配带宽。

5.根据权利要求2所述的部署流量工程隧道的方法，其特征在于，所述通过所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道透传所述路径建立消息具体包括：

判断所述第一核心设备和第二核心设备之间是否存在流量工程隧道，若所述第一核心设备和第二核心设备之间存在流量工程隧道，判断所述流量工程隧道的带宽是否满足所述带宽要求，若是，则将所述路径建立消息通过所述流量工程隧道透传至所述第二核心设备，否则，调整所述流量工程隧道的带宽，直至满足所述带宽要求，将所述路径建立消息通过满足带宽要求的流量工程隧道透传至所述第二核心设备；

若所述第一核心设备和第二核心设备之间不存在流量工程隧道，触发建立满足所述带宽要求的所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道，并将所述路径建立消息通过满足带宽要求的流量工程隧道透传至所述第二核心设备。

6.一种部署流量工程隧道的装置，其特征在于，包括：

解析模块，用于解析第一核心设备接收到的路径建立消息，得到所述路径建立消息的特征信息；

查询模块，用于根据内置的拓扑结构和解析模块得到的特征信息，得到第二核心设备，所述第二核心设备与所述路径建立消息的目的地址对应的服务商边缘路由器相连；

传输模块，用于判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备，若否，则通过所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道透传所述路径建立消息；

删除模块，用于当所述路径建立消息中携带的显式路由对象中存在位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备时，删除所述显式路由对象中的位于所述第一核心设备和第二核心设备之间的核心设备。

7.根据权利要求6所述的部署流量工程隧道的装置，其特征在于，还包括：入口分配模块，用于根据所述解析模块得到的特征信息为所述第一核心设备的入口分配带宽。

8.根据权利要求6所述的部署流量工程隧道的装置，其特征在于，还包括：出口分配模块，用于当所述传输模块判断出所述第一核心设备和第二核心设备为同一个核心设备时，为所述第二核心设备的出口分配带宽。

9.根据权利要求6或7或8所述的部署流量工程隧道的装置，其特征在于，所述传输模块具体包括：

同一性判断子模块，用于判断所述第一核心设备和第二核心设备是否为同一个核心设备；

隧道判断子模块，用于当同一性判断子模块判断出所述第一核心设备和第二核心设备不是同一个核心设备时，判断所述第一核心设备和第二核心设备之间是否存在流量工程隧道，若是，将判断结果输出至带宽判断及调整子模块，否则，输出判断结果至隧道建立子模块；

带宽判断及调整子模块，用于当接收到隧道判断子模块的判断结果后，根据解析所述路径建立消息得到的特征信息判断所述流量工程隧道的带宽是否满足要求，若是，所述流量工程隧道为满足带宽要求的流量工程隧道，否则，调整所述流量工程隧道的带宽，直至满足所述带宽要求；

隧道建立子模块，用于当接收到隧道判断子模块的判断结果后，根据解析所述路径建立消息得到的特征信息，触发建立满足带宽要求的所述第一核心设备和第二核心设备之间的流量工程隧道；

透传子模块，用于将所述路径建立消息通过带宽判断及调整子模块或者隧道建立子模块得到的满足带宽要求的流量工程隧道透传至所述第二核心设备。

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