CN101228739A - Mpls-te域间策略和qos的动态实施 - Google Patents

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Abstract

一种技术对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)实施域间策略和服务质量(QoS)。根据该实施技术，本地域的路径计算元件(PCE)从远程域接收对域间TE－LSP的路径计算请求，然后在本地域的策略判定点(PDP)处触发策略验证过程。PDP基于针对远程域的配置策略和先前建立的来自远程域的TE－LSP来确定所请求的TE－LSP是否被允许。在所请求的TE－LSP被允许并被接着建立的情况下，沿着TE－LSP的策略实施点(PEP)(例如本地域的边界路由器或专用服务器)使用TE－LSP的状态来更新PDP。响应于该更新，PDP返回QoS模板，该QoS模板指示PEP必须对该TE－LSP实施的所配置的QoS准则。如果TE－LSP最终被拆除，则PEP再次用TE－LSP的状态来更新PDP。

Description

MPLS-TE域间策略和QOS的动态实施
技术领域
本发明涉及计算机网络，更具体地说，涉及为计算机网络中的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)实施域间策略和服务质量(QoS)。
背景技术
计算机网络是由通信链路和网段互连的地理上分布的节点的集合，通信链路和网段用于在诸如个人计算机和工作站之类的末端节点之间传输数据。许多类型的网络是可用的，其类型范围从局域网(LAN)到广域网(WAN)不等。LAN一般通过位于同一个总的物理位置(例如建筑物或校园)中的专用私有通信链路连接节点。另一方面，WAN一般通过长距离通信链路连接地理上分散的节点，所述长距离通信链路例如是公共载波电话线、光路、同步光网络(SONET)或同步数字层级体系(SDH)链路。因特网是连接全世界的不同网络的WAN的一个示例，其提供了各种网络上的节点之间的全球通信。节点一般通过根据预定义协议交换离散数据分组或帧来经由网络通信，所述预定义协议例如是传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)。在这种上下文中，协议由定义节点彼此之间如何交互的一组规则构成。计算机网络还可以由诸如路由器之类的中间网络节点互连，以扩展每个网络的有效“大小”。
由于可以证明互连的计算机网络的管理是很繁重的，因此较小的计算机网络群组可以被维护作为路由域或自治系统。自治系统(AS)内的网络一般通过传统的被配置为执行域内路由协议的“域内”路由器耦合在一起，并且通常受制于一个共同的机构。为了提高路由可缩放性，服务提供商(例如ISP)可以将AS划分为多个“区域”。然而，可能希望增大能够交换数据的节点的数目；在这种情况下，执行域间路由协议的域间路由器被用于互连各种AS的节点。而且，可能希望互连工作在不同管理域下的各种AS。这里所用的AS通常被称为“域(domain)”，并且将不同域互连在一起的路由器通常被称为“边界路由器”。
域间路由协议的示例是边界网关协议版本4(BGP)，其通过在系统中的邻近域间路由器之间交换路由和可到达性信息来执行域(AS)间的路由。相邻(adjacency)是一种在选定的邻近(对等)路由器之间形成的关系，其目的是交换路由信息消息并提取网络拓扑。由BGP对等路由器交换的路由信息一般包括目的地地址前缀，即，目的地地址中被路由协议用来进行路由(“下一跳”)判决的部分。这种目的地地址的示例包括IP版本4(IPv4)和版本6(IPv6)地址。BGP通常工作在诸如TCP之类的可靠的传输协议上，以建立TCP连接/会话。BGP协议是公知的，并且在1995年3月公布的题为“A Border Gateway Protocol 4(BGP-4)”的注释请求(RFC)1771中有一般描述。
域内路由协议或内部网关协议(IGP)的示例是开放最短路径优先(OSPF)路由协议和中间系统到中间系统(IS-IS)路由协议。OSPF和IS-IS协议是基于链路状态技术的，因此被统称为链路状态路由协议。链路状态协议定义了路由信息和网络拓扑信息在域中被交换和处理的方式。该信息通常涉及域内路由器的本地状态(例如，路由器的可用接口和可达的近邻或相邻)。OSPF协议在1998年4月的题为“OSPF Version 2”的RFC 2328中有所描述，用在IP上下文中的IS-IS协议在1990年12月的题为“Use of OSI IS-IS for routing in TCP/IP and Dual Environments”的RFC1195中有所描述，这两篇RFC都通过引用而结合于此。
多协议标签交换(MPLS)流量工程已被开发出来以满足诸如有保证可用带宽或快速恢复之类的数据联网需求。MPLS流量工程采用了现代标签交换技术来构建通过标签交换路由器(LSR)的IP/MPLS网络的有保证带宽端到端隧道。这些隧道是一类标签交换路径(LSP)，因而通常被称为MPLS流量工程(TE)LSP。MPLS TE的示例可以在2001年12月的题为“RSVP-TE：Extensions to RSVP for LSP Tunnels”的RFC 3209、2004年6月的题为“Intermediate-System-to-Intermediate-System(IS-IS)Extensionsfor Traffic Engineering(TE)”的RFC 3784以及2003年9月的题为“TrafficEngineering(TE)Extensions to OSPF Version 2”的RFC 3630中找到，这些RFC的内容通过引用而整体结合于此。
从头端LSR到尾端LSR的MPLS TE-LSP的建立涉及计算通过LSR的网络的路径。在最优情况下，所计算出的路径是在某种度量下测得的“最短”路径，其满足所有相关的LSP流量工程约束，例如所需带宽、“相似性(affinity)”(用于避免或包括某些链路的管理约束)等等。路径计算或者可以由头端LSR执行，或者可以由不共处于头端LSR上的充当路径计算元件(PCE)的某个其他实体执行。头端LSR(或PCE)使用其关于每条链路上的可用资源和网络拓扑的知识来根据LSP流量工程约束执行路径计算。可以使用各种路径计算方法，包括CSPF(约束最短路径优先)。MPLS TE-LSP可以被配置在单个域(例如，区域、级别或AS)内，或者也可以跨越多个域(例如多个区域、级别或AS)。
PCE是有能力计算其在AS或区域中知道的任何节点之间的路径的实体。PCE之所以特别有用是因为它们更加了解它们的AS或区域内的网络流量和路径选择，因此可被用于更好的路径计算。头端LSR还可以作为路径计算客户端(PCC)工作，该PCC被配置用于向PCE发送路径计算请求并接收带有计算出的路径的响应，该响应可能考虑到了来自其他PCC的其他路径计算请求。重要的是要注意，当一个PCE向另一PCE发送请求时，它充当PCC。PCE传统上对其周围的一个或多个区域、级别或AS外部具有有限的可见性或不具有可见性。PCC可以通过管理员的预配置或利用PCE发现(PCED)消息(“通告”)而得知PCE的存在，所述PCED消息是从PCE在其区域内或穿过整个AS发送的，用于通告其服务。
在跨过域边界时出现的一个困难是在头端LSR处的路径计算需要跨头端和尾端LSR之间的整个网络的网络拓扑和资源的知识。然而服务提供商一般不跨域边界彼此共享该信息。具体而言，网络拓扑和资源信息通常并不流过域边界，即使单个服务提供商可以操作所有区域也是如此。头端LSR或任何单个PCE都没有足够的知识来计算路径，其中，如果目的地未驻留在直接连接的域中，则LSR或PCE可能没有所需的知识。因此，要计算域间TE-LSP需要MPLS流量工程路径计算技术。
为了扩展MPLS TE-LSP跨域边界，PCE的使用可以被配置为分布式系统，其中多个PCE协同计算端到端路径(也被称为“多PCE路径计算”)。这种分布式PCE体系结构的示例在共同拥有、共同未决的2003年9月18日由Vasseur等人提交的题为“COMPUTING INTER-AUTONOMOUS SYSTEM MPLS TRAFFIC ENGINEERING LSP PATHS”的美国专利申请No.10/767,574中以及2005年2月2日由Vasseur等人提交的题“INTER-DOMAIN PATH COMPUTATION TECHNIQUE”的美国专利申请No.11/049,587中有所描述，这两个申请的内容通过引用而整体结合于此。在分布式PCE体系结构中，计算路径所需的可视性被在相邻域之间扩展以使得PCE可以通过在保留跨域的机密性(例如当适用于AS时)的同时交换虚拟最短路径树(VSPT)来协作计算跨多个域的路径。
某些应用可能结合了单向数据流，这些单向数据流被配置为根据某一“服务质量”(QoS)将时间敏感流量从计算机网络中的源(发送者)传送到网络中的目的地(接收者)。这里，网络资源可以被预留用于单向流以确保维持与数据流相关联的QoS。资源预留协议(RSVP)是一种使应用能够预留资源以为其数据流获得特殊QoS的网络控制协议。RSVP与路由协议结合工作，以便例如为计算机网络中的数据流预留资源从而建立该数据流所需的QoS水平。RSVP在R.Braden等人的“ResourceReSerVation Protocol(RSVP)”的RFC 2205中定义。在流量工程应用的情况下，RSVP信令被用于建立TE-LSP，并向沿着遵循这组所需约束的TE-LSP(其路径可能已通过各种方式计算出)的诸如边界路由器之类的路由器传送各种TE-LSP属性。
为了保证数据流的流量保持在预留资源的范围内，OoS实施一般包括对在给定TE-LSP上传输的分组进行监管(丢弃)、整形(缓冲)或者标记使得流量根据TE-LSP建立期间RSVP消息所发出的QoS参数得到调节。例如，如果TE-LSP已经预留了通过给定节点的每秒5兆位(Mb/s)的带宽，则该节点可以通过丢弃以更高带宽传输的分组来实施预留。QoS实施还可以符合多个可配置的参数，例如容许裕量(比预留约束大某个百分比)、突发容限(在某一时间段内大于预留约束的容许裕量)等等。
服务提供商可以使用关于其域内(例如AS内)的流量的一组规则或者“策略”。这些策略可以包括对域内个体节点的流量限制、对域内的总流量的总限制等等。通常，当节点试图建立通过策略实施点(PEP)的流量流(例如TE-LSP)时，PEP可以向域内的策略服务器请求许可。策略服务器(例如策略判定点，简称PDP)基于策略和域内流量的当前状态(例如，活动数据流)确定是允许还是拒绝该请求，并且相应地作出响应。基于策略的通信协议的示例在2000年1月题为“The COPS(CommonOpen Policy Service)Protocol”的RFC 2748中详述，并且用于RSVP的基于策略的通信协议的示例在2000年1月题为“COPS Usage for RSVP”的RFC 2749中详述，上述内容通过引用而结合于此，好像在此完全阐明一样。
通常，两个或多个服务提供商将具有与允许在多个提供商之间(例如在两个AS之间)流动的流量有关的策略。例如，第一服务提供商可以将第二服务提供商限制为以不超过100Mb/s发送到第一服务提供商的域中，或者可以将第二服务提供商限制为有不超过10个TE-LSP进入该域，等等。这些域间策略有助于防止过多流量流从远程域进入本地域，并且还可以帮助实施两个或多个服务提供商之间的合同。注意，为这种域间或者操作者间的MPLS-TE流量提出的要求在2004年9月Zhang、Vasseur等人的名为“MPLS Inter-AS Traffic Engineering Requirements<draft-ietf-tewg-interas-mpls-te-req-09.txt>”的因特网草案中有进一步讨论，上述内容通过引用而结合于此，好像在此完全阐明一样。
然而，一个问题在于无法有效地实施域间策略和QoS。因为多数域间配置涉及多个出口/入口链路，所以接收域(本地域)一般无法正确地预测发送域(远程域)将使用哪个入口将流量发送到本地域中。例如，假定有两个从远程域到本地域的可能入口，并假定本地域策略将远程域限制为把100Mb/s的总流量发送到本地域中。在最初不知道在哪里实施策略的情况下，可以选择向一条链路应用100Mb/s的限制并拒绝使用另一条链路，或选择任意地分割链路上的带宽(例如每条链路50％)。在第一种情况下，所有的流量穿越单条链路，这是不希望的，而在第二种情况下，任何需要超过50％资源的数据流将无法选择两链路中的任一条。当前，在许多网络中，该问题表现为缺乏除了手动监视网络流量趋势并继而人为协商域间策略条款并达成一致之外的任何实施手段。
另外，域间路径计算与域间策略实施之间当前没有交互。如上所述，可以使用各种选择(例如使用PCE)计算域间路径，但是这些路径的计算当前独立于域间策略，使得计算出的路径事实上可以不符合策略。因此，仍然需要用于有效地实施域间策略和 QoS并使该实施与域间路径的初始计算相关联的系统和方法。
发明内容
本发明针对一种用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)实施域间策略和服务质量(QoS)的技术。根据该实施技术，本地域的路径计算元件(PCE)从远程域接收对域间TE-LSP的路径计算请求，然后向本地域的策略判定点(PDP)发送策略验证请求。PDP基于针对远程域的配置策略和先前建立的来自远程域的TE-LSP来确定所请求的TE-LSP是否被允许。在所请求的TE-LSP被允许并被接着建立的情况下，沿着TE-LSP的策略实施点(PEP)  (例如本地域的边界路由器或专用服务器)使用TE-LSP的状态来更新PDP。响应于该更新，PDP返回QoS模板，该QoS模板指示PEP必须对该TE-LSP实施的所配置的QoS准则。如果TE-LSP最终被拆除，则PEP再次用TE-LSP的状态来更新PDP。
在这里描述的例示实施方式中，根据公共开放策略服务(COPS)协议来传输与PDP进行的通信。每个PCE可以创建用于请求与所关注的TE-LSP有关的策略判定的COPS协议请求消息(REQ)，PDP可以向REQ返回COPS协议判定消息(DEC)。一旦TE-LSP被建立，则PEP可以创建COPS协议报告状态消息(RPT)以报告TE-LSP的成功。注意，COPS协议消息根据本发明可以包括用于传送信息的一个或多个新颖COPS对象。
根据本发明的一个方面，本地域中的PCE接收针对期望路径具有一组约束的路径计算请求，并基于本地配置(例如带宽、先占、池类型等)确定约束的相关子集。PCE向本地PDP发送请求(例如COPS REQ)，该请求列出了要检查的约束的子集以及从中接收到路径计算请求的远程域的标识(以及可能的源地址)。PDP接收到请求并且基于约束的子集(与本地策略配置和其他TE-LSP的当前状态相比)来确定是允许请求还是拒绝请求。本地策略约束可被配置用于单独的TE-LSP、单独的链路、一组链路、特定一组域间链路，或者总的域间策略。注意，PDP的半状态(semi-stateful)的实现是必要的，因为策略判定取决于当前建立的域间TE-LSP。当进行基于策略的判定时，PDP向PCE返回合适的响应(例如COPS DEC)，PCE相应地继续路径计算或者拒绝请求。另外，PCE可以基于PDP所返回的信息来调整其路径计算。
根据本发明的另一个方面，在路径计算请求被允许并被完成之后，本地PEP(例如边界路由器BR)接收用于建立TE-LSP的信号，并且合适的流量调节机制被在PEP上激活和配置。除了配置传统的RSVP-TE参数(例如带宽)之外，PEP还向本地PDP发送TE-LSP“状态通知”消息(例如COPS RPT)，以便为PDP更新TE-LSP的状态。作为响应，PDP向PEP回复以QoS模板，PEP对TE-LSP上的流量实施该QoS模板(例如严格地或者在容忍裕量内对流量进行的监管或整形，等等)。当TE-LSP将被拆除时，PEP向本地PDP发送另一条状态通知消息以再次更新TE-LSP的状态，使得PDP知道已释放的资源以便进行基于策略的判定。
有利地，该新颖技术对计算机网络中的本地域与远程域之间的TE-LSP动态地实施域间策略和QoS。通过在PCE与PDP之间创建新颖的互相依赖关系，该创造性技术提供了一种有效机制，该机制用于在计算域之间路径的同时动态地维持TE-LSP上的域间策略并且用于一旦在PEP处建立了TE-LSP就对每个TE-LSP实施合适的QoS。另外，该创造性技术提供了对次优域间策略和QoS技术(例如繁重的手动配置)的替代，其可以动态地调整以适应计算机网络的实际流量模式。
附图说明
本发明的以上和其他的优点可通过参考下面结合附图的描述得以更好地理解，在附图中相似的标号指示相同或功能类似的元件，附图中：
图1是可以根据本发明使用的示例性计算机网络的示意性框图；
图2是可以结合本发明有利地使用的示例性节点或者路由器的示意性框图；
图3是可以结合本发明有利地使用的COPS协议消息的多个部分的示意性框图；
图4是图示可以结合本发明有利地使用的COPS对象的格式的示意性框图；
图5是可以结合本发明有利地使用的状态表的示意性框图；
图6是图示根据本发明用于对域间TE-LSP动态地实施域间策略和QoS的步骤序列的流程图。
具体实施方式
图1是包括互连的自治系统AS1和AS2的示例性计算机网络100的示意性框图。自治系统(AS)在这里被定义为网络内的一组中间节点(例如域间和/或域内路由器)，它们受制于同一机构并执行一个或多个域间和/或域内路由协议。虽然每个AS被示为自治系统，但本领域技术人员将意识到，AS也可被配置为路由域或其他网络或子网。所以，AS1包括诸如AS边界路由器BR1*和BR2之类的域间路由器，通信(例如数据分组)可被通过AS边界路由器BR1*和BR2分别与AS2的AS边界路由器BR3*和BR4交换。注意，“*”指示边界路由器被配置为这里所描述的路径计算元件(PCE)。AS1还包括示例性域内路由器HE1，而AS2包括示例性节点和/或域内路由器PDP1。另外，地址前缀IP1和IP2可以经由AS2到达。本领域技术人员将会理解，在AS中可以使用任何数目的节点或路由器，并且在以各种其他配置互连的网络100中可以包含任何数目的AS。这些示例仅仅是描述性的，并且这里的视图是出于简化目的而示出的。
数据分组可以利用预定的网络通信协议在计算机网络100当中交换，所述网络通信协议例如是传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)、用户数据报协议(UDP)、异步传输模式(ATM)协议、帧中继协议、因特网分组交换(IPX)协议等等。路由信息可以通过使用内部网关协议(IGP)通告而利用预定的IGP在计算机网络中的路由器间被分发，所述IGP例如是传统的距离向量协议或者例如是链路状态协议。
图2是可以结合本发明有利地使用的示例性路由器(或者节点)200的示意性框图。该路由器包括通过系统总线250互连的多个网络接口210、处理器220和存储器240。网络接口210包含用于通过耦合到网络100的物理链路传输数据的机械的、电的和信令电路。网络接口可以被配置为利用多种不同通信协议发送和/或接收数据，这些协议尤其包括TCP/IP、UDP、ATM、同步光网络(SONET)、无线协议、帧中继、以太网、光纤分布数据接口(FDDI)等等。
存储器240包括多个用于存储与本发明相关联的软件程序和数据结构的存储单元，这些存储单元可由处理器220和网络接口210寻址。处理器220可包括适合于执行软件程序并操作数据结构(例如状态表500)的必要元件或逻辑。路由器操作系统242(其某些部分一般驻留在存储器240中并由处理器执行)在功能上通过调用支持在路由器上执行的软件过程和/或服务的网络操作等等，来组织路由器。这些软件过程和/或服务包括路由服务247、PCC/PCE服务245、流量工程(TE)服务244、RSVP服务249和PEP/PDP服务246。本领域技术人员将清楚，其他处理器和存储器装置(包括各种计算机可读介质)可以用于存储和执行与这里描述的创造性技术有关的程序指令。
路由服务247包含由处理器220执行的用于执行由一种或多种路由协议(例如IGP，如OSPF和IS-IS)提供的功能的计算机可执行指令。这些功能可以被配置为管理包含例如用于进行转发判决的数据的转发信息数据库(未示出)。RSVP服务249包含根据本发明用于实现RSVP和处理RSVP消息的计算机可执行指令。RSVP在题为“Resource ReSerVationProtocol(RSVP)”的RFC 2205以及题为“RSVP-TE：Extensions to RSVP forLSP Tunnels”的RFC 3209中有所描述，这两篇RFC都如上面所结合。TE服务244包含根据本发明用于操作TE功能的计算机可执行指令。流量工程的示例在如上面所结合的RFC 3209、RFC 3784和RFC 3630中有所描述，并且在2003年1月的题为“Generalized Multi-Protocol Label Switching(GMPLS)Signaling Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering(RSVP-TE)”的RFC 3473中有所描述，RFC 3473通过引用而整体结合于此。
在一个实施例中，这里描述的路由器是实现多协议标签交换(MPLS)并作为标签交换路由器(LSR)工作的IP路由器。在一种简单的MPLS场景中，在网络的入口处，在将每个传入的分组转发到下一跳路由器之前，基于该分组的转发等价类向其分配标签。在每个路由器处，通过利用在传入分组中找到的标签作为参考查阅包括该信息的标签转发表来确定转发选择和新的替换标签。在网络的出口(或其前一跳)处，基于传入的标签来进行转发判决，但是在分组被继续发送到下一跳时可以选择不包括标签。
以这种方式穿越网络的分组所经过的路径被称为标签交换路径(LSP)或流量工程(TE)-LSP。TE-LSP的建立需要计算路径、沿该路径发送信令，以及沿该路径修改转发表。MPLS TE建立了在某些条件下具有有保证的带宽的LSP。作为示例，可以通过使用RSVP协议(具有流量工程扩展)特别是RSVP TE信令消息来告示(signal)TE-LSP。注意，当结合使用PCE时，PCC与PCE之间的路径计算请求(和响应)可以根据在2004年7月Vasseur等人的题为“RSVP Path Computation Request andReply Messages<drafi-vassseur-mpls-computation-rsvp-05.txt>”的因特网草案中规定或在2005年7月Vasseur等人的题为“Path Computation Element(PCE)communication protocol(PCEP)-Version 1<draft-vassseur-pce-pcep-01.txt>”的因特网草案中规定的协议进行交换，这两个草案通过引用而结合与此，好像在此完全阐明一样。应当明白，这些协议的使用仅起示例作用，根据本发明可以使用其他通信协议
虽然这里描述的示例性实施例针对MPLS，但是还应当注意，本发明可以有利地应用到通用MPLS(GMPLS)，其不仅与基于分组和信元的网络相关，还与时分复用(TDM)和光网络相关。GMPLS是公知的，并且在2004年10月的题为“Generalized Multi-Protocol Label Switching(GMPLS)Architecture”的RFC 3945以及题为“Generalized Multi-ProtocolLabel Switching(GMPLS)Extensions for Synchronous Optical Network(SONET)and Synchronous Digital Hierarchy(SDH)Control”的RFC 3946中有所描述，这两个RFC的内容通过引用而整体结合于此。
如上面提到，服务提供商可以定义关于其域内(例如AS内)的流量的一组规则或者“策略”。当节点试图建立通过策略实施点(PEP)的流量流(例如TE-LSP)时，PEP可以向域内的策略服务器请求许可。策略服务器(例如策略判定点，简称PDP)基于域内流量的当前状态(例如，活动数据流)确定是允许还是拒绝该请求，并且相应地作出响应。
图3图示了可被与策略服务器(PDP)通信的示例性COPS协议消息300。该消息包括具有版本字段305、标志字段310、操作码字段315、客户端类型字段320和消息长度字段325的公共头部。版本字段305存储标识所使用的COPS协议的版本的值(例如1)。标志字段310存储COPS协议所使用的各种标志值，例如用于指示该消息是否是由另一COPS消息请求的。操作码字段315存储标识包含在消息300(例如尤其是请求消息(REQ)、判定消息(DEC)、报告状态消息(RPT)等)内的COPS操作的值。客户端类型字段320标识与PDP通信的节点，即策略客户端。消息长度字段325包含消息的大小(一般以八位组为单位)，其包括标准的COPS头部以及下面详述的所有经封装的COPS对象400。注意，每个COPS对象400被用于传送所需的特定于操作的数据。COPS协议在上面结合的RFC 2748中有进一步的描述。本领域技术人员将会理解，COPS协议的使用仅仅是示例，在本发明的精神和范围内可以使用其他的通信协议。
本发明针对一种用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的TE-LSP实施域间策略和QoS的技术。根据该实施技术，本地域的路径计算元件(PCE)从远程域接收对域间TE-LSP的路径计算请求，并向本地域的PDP发送策略验证请求。PDP基于针对的远程域的配置策略和先前建立的来自远程域的TE-LSP确定所请求的TE-LSP是否被允许。在所请求的TE-LSP被允许并被接着建立的情况下，沿着TE-LSP的PEP(例如本地域的边界路由器或专用服务器)使用TE-LSP的状态来更新PDP。响应于该更新，PDP返回QoS模板，该QoS模板指示PEP必须对该TE-LSP实施的经配置的QoS准则。如果TE-LSP最终被破坏(“拆除”)，则PEP再次用TE-LSP的状态来更新PDP。
在这里描述的例示实施方式中，根据COPS协议来传输与PDP的通信。每个PCE可以创建用于请求与所关注的TE-LSP有关的策略判定的COPS协议请求消息(REQ)，PDP可以向其返回COPS协议判定消息(DEC)。一旦TE-LSP被建立，则PEP可以创建COPS协议报告状态消息(RPT)以报告TE-LSP的成功。注意，COPS协议消息可以包括如上所述根据本发明用于传送信息的一个或多个新颖COPS对象400。图4是图示可以结合本发明有利地使用的COPS对象400的示意性框图。一般地，所有COPS对象400遵循如在图4中所见的相同格式。长度字段405描述包括头部在内的对象的长度(例如按照八位组)。C-Num字段410通常标识包含在对象中的信息的类别，而C-Type字段415存储标识包含在对象中的信息的子类别或者版本的值，其由每个C-Num值定义。对象内容字段420包含对象400的相关信息，如每个C-Num和C-Type组合所定义的。本领域技术人员将会理解到，COPS对象400的使用仅仅是描述性的，根据本发明可以使用其他对象(例如类型/长度/值(TLV)编码的格式)。本领域技术人员还将理解到，COPS协议的使用仅仅是示例，并且其他通信协议可被与本发明一起使用。
根据本发明的一个方面，本地域中的PCE(例如BR*3)从远程域(例如从PCC，诸如头端节点、HE1或者其他PCE、BR1*之类)接收对期望路径具有一组约束的路径计算请求。这些约束尤其可以包括带宽、先占(preemption)、布尔类型、类(class)类型、损失约束、延迟约束等等。PCE基于本地配置(例如带宽和先占)根据这些约束来确定关于策略的约束的相关子集。PCE在仅配置为用于验证一些参数时可以仅使用约束的子集。当确定相关子集时，PCE向本地PDP(例如PDP1)发送请求(例如COPS REQ)，该请求列出了要用域间策略检查的约束的子集。约束的子集可被在新的COPS对象400内例如使用新定义的上述C-Num和C-Type值来传送。PCE还可以把从中接收到路径计算请求的远程域的标识(以及可能的源地址)包括在请求内。为了确定远程域的标识，PCE执行传统的查找(例如向BGP表)，以使请求的源地址与特定的域或AS相匹配(例如以便得到相应的AS号码)。域标识可被在与约束的子集相同的COPS对象400内传送，或被在新的、单独的COPS对象400中传送。
PDP接收到请求并且基于约束的子集(与基于本地策略配置和其他TE-LSP的当前状态相比)来确定是允许请求还是拒绝请求。本地策略约束可被配置用于单独的TE-LSP、单独的链路、一组链路、特定一组域间链路，或者总体域间策略。例如，本地域可以将来自AS1的所有域间TE-LSP上的总集合带宽限制为总共100Mb/s，并且/或者将TE-LSP的数目限制为20。如本领域技术人员所将明白的，PDP可被配置用于更小的粒度，例如每类流量的TE-LSP的数目、先占值等等。注意，至少，半状态(semi-stateful)PDP实现是必要的，因为策略判定取决于当前建立的域间TE-LSP。例如，如果当前为来自远程域的TE-LSP预留了83Mb/s，并且策略定义了100Mb/s的总限制，则PDP需要知道：不管域间链路带宽的实际使用如何，基于域间策略仅有17Mb/s可用于预留。与COPS策略服务器的传统使用相比，如本领域技术人员所理解，根据本发明的PDP所维持的状态的数量可被限制为只有少数参数或者只是一个参数(例如带宽)。下面详细描述了TE-LSP的半状态实现和通知的具体描述。
当进行基于策略的判定时，PDP向PCE返回合适的响应(例如通过COPS DEC)，并且PCE相应地继续路径计算或者拒绝请求。来自PDP的响应可以是二元的“允许/拒绝”响应，或者可以代以包含对允许/拒绝的原因的更详细的描述。例如，PDP可以指示如果在从BR1*到BR3*的链路上建立了新的TE-LSP就会违反针对每链路的策略，以作为拒绝的原因。PCE可以基于PDP所返回的信息来调整其路径计算，并且可以试图寻找经由某其他链路(例如BR2与BR4之间)的备选路径，从而可能基于该新路径向PDP发出另一授权请求。这样，由于TE-LSP路径计算与域间策略判定之间的互相依赖，所以在某些情况下可能需要PCE与PDP之间的多次交互。应当注意的是，在拒绝的情况下，PCE可以向请求者通知策略违反以及请求拒绝情况下的合适参数。如本领域技术人员将会明白的，如果不存在满足路径计算请求的约束的路径，则PCE在向PDP请求策略判定之前拒绝请求。
根据本发明的另一个方面，在路径计算请求被允许并被完成之后，本地PEP(例如边界路由器BR)接收用于建立TE-LSP的信号，并且合适的流量调节机制被在PEP上激活和配置(例如编制)。如本领域技术人员将会明白的，流量调节机制涉及在PEP上为TE-LSP预留资源，更新路由表，等等。除了编制传统的RSVP-TE参数(例如带宽)之外，PEP还向本地PDP发送TE-LSP“状态通知”消息，以便为PDP更新TE-LSP的状态。状态通知消息被例示性地实现为COPS RPT。状态通知消息被配置为传送关于TE-LSP的各种信息，例如与域间策略(例如先占水平、池类型等等)相关的源域、目的地、带宽以及其他特性。如上面描述，这种特定于实现的信息可在新颖的COPS对象400中传送。
PDP从PEP接收状态通知，并且将包含在其中的值存储在数据结构(例如状态表500)中，以便与未来的基于策略的判定一起使用，如上面描述。图5是可以结合本发明有利地使用的状态表500的示意性框图。状态表500例如被存储在存储器240中，并且状态表500包括一个或多个条目525，每个条目包括多个字段，这些字段尤其用于存储类类型505、先占值510、TE-LSP的数目515、总带宽520(例如以Mb/s为单位)等等。还可以为相关字段存储条目总和526。状态表500例如由PDP过程246维持和管理。所以，PDP过程246维持由来自PEP(例如BR4)的状态通知消息提供的各种分类的TE-LSP的状态，以便对域间TE-LSP进行基于策略的判定。注意，状态表500可以与单独的远程域相关联，因为每个远程域可以具有与本地域的个体域间策略。
例如，假定状态表500被用于远程域AS1。如本领域技术人员所将明白的，字段505中的类类别A、B和C可以表示任何可由用户配置的类型，例如语音传输、数据传输或者其他。在每个类型中，先占值510可被用于提供TE-LSP分类的进一步的粒度。进一步假定网络的当前状态分别指示TE-LSP的数目和TE-LSP的总带宽使得每个条目将如字段515和520所示，从而分别产生例如19个TE-LSP和83Mb/s的条目总计526。注意，状态表500中所示的字段仅仅将被看作是例示性示例。状态表500的字段应当对应于相应的域间策略。本领域技术人员将会明白，可以使用任何数目的字段，包括单个字段(例如指定总带宽)。
响应于来自PEP的状态通知消息，PDP向PEP回复以对TE-LSP上的流量实施的QoS模板。QoS模板可以首先定义TE-LSP的预留资源的实施将会多严格。例如，严格的监管丢弃超出预留资源(例如20Mb/s)的流量分组，流量整形对流量分组进行缓冲(例如漏桶算法(leaky bucket))以满足预留资源，流量标记对在预留资源之上传输的流量分组进行标记以便能够进行后续的监视和/或管理。QoS模板还可以定义一个或多个裕量，PEP可以通过这些裕量来实施预留的资源。10％的裕量例如使得TE-LSP可以利用比为该TE-LSP预留的资源(例如带宽)多出多达10％的资源。在上面的示例中，20Mb/s的TE-LSP允许利用多达22Mb/s。另外，为了应对TE-LSP上的流量突发，裕量可被设置在某一时间量(例如5分钟)之内。在这种情况下，如果TE-LSP利用比预留更多的资源多于5分钟，则PEP可以根据QoS模板进行监管、缓冲、标记等。还可以使用组合，例如在多达5分钟的时间内允许多达10％的裕量，等等。除了定义每个TE-LSP的实施之外，QoS模板还可以定义多组TE-LSP(例如同一链路上或者通向同一远程域的任何链路上的那些TE-LSP，等等)的实施。本领域技术人员将会明白每个域间策略可以具有其自己的一个或多个QoS模板。
注意，QoS模板的灵活之处在于它们可以根据网络的当前状态在TE-LSP之间乃至PEP之间变化。例如，如果网络被充斥以许多TE-LSP，则QoS模板可以指示比仅有少数TE-LSP情况下更严格的实施。或者，如果一个PEP具有与其他PEP不同的配置(例如可以处理更少的流量)，则因为该PEP固有的限制，更小的PEP上的OoS可能会更严格。另外，应当注意的是，PDP可以向PEP发送新的QoS模板，以便基于网络的变化情况对先前存在的TE-LSP的实施进行更新。
当TE-LSP将被拆除时，PEP向本地PDP发送另一条状态通知消息以再次更新TE-LSP的状态，使得PDP知道已释放的资源以便进行基于策略的判定。换言之，PDP更新状态表500以反映TE-LSP的改变后状态(拆除)。虽然示例在此被示出为PEP发送状态通知消息，但是本领域技术人员将会明白，知道TE-LSP的其他网络节点可以更新PDP(例如PCE，或者在某些实例中为TE-LSP的头端节点)。
图6是图示根据本发明用于对域间TE-LSP动态实施域间策略和QoS的步骤序列的流程图。序列600在步骤605处开始并且继续进行到步骤610，在步骤610处本地域(例如AS2)的PCE(例如BR3*)接收到来自远程域(例如AS1)的路径计算请求。在步骤615中，PCE向本地域的策略服务器或者PDP(例如PDP1)发送策略请求消息(REQ)。PDP在步骤620中根据本地域与远程域之间的配置域间策略来确定是否应当允许请求。注意，如上面提到，来自PCE的请求消息包含远程域(从中接收到路径计算请求)的标识。
如果请求不符合域间策略并且PDP在步骤625中不允许请求，则PDP在步骤630中向PCE通知拒绝(例如使用判定消息DEC)。PCE接收到拒绝并且在步骤635中拒绝路径计算请求。序列然后在步骤690处结束。另一方面，如果请求符合域间策略，则PDP在步骤625中允许请求，然后在步骤640中向PCE通知允许(例如DEC)。PCE接收到允许，并且在步骤645中继续进行路径计算。假定路径计算成功完成，远程域头端节点在步骤650中告示TE-LSP的建立，然后PEP(例如BR4)在步骤655中接收到信号。当接收到信号后，PEP在步骤660中向PDP发送状态通知消息(例如RPT)。PDP接收到通知并且在步骤665中更新TE-LSP的状态(例如在表500中)并且向PEP返回相应的QoS模板，如上面描述。
当接收到TE-LSP的QoS模板后，PEP在步骤670处开始实施QoS。PEP继续实施QoS模板，直到TE-LSP在步骤675中被拆除为止。注意，如上面提到，可以在TE-LSP存在期间通过PDP更新QoS模板。当TE-LSP被拆除时，PEP在步骤680中向PDP发送另一条状态通知消息，以便向PDP更新TE-LSP的拆除状态。在步骤685处，PDP接收通知并更新TE-LSP的状态，从而为域间策略释放基于策略的判定资源。序列在步骤690处结束。
有利地，该新颖技术对计算机网络中的本地域与远程域之间的TE-LSP动态地实施域间策略和QoS。通过在PCE与PDP之间创建新颖的互相依赖关系，该创造性技术提供了一种有效机制，该机制用于在计算域之间路径的同时动态地维持TE-LSP上的域间策略并且用于一旦在PEP处建立了TE-LSP就对每个TE-LSP实施合适的QoS。另外，该创造性技术提供了对次优域间策略和QoS技术(例如繁重的手动配置)的替代，其可以动态地调整以适应计算机网络的实际流量模式。
虽然已经示出并描述了对计算机网络中的本地域与远程域之间的TE-LSP动态地实施域间策略和QoS的示例性实施例，但是将理解在本发明的精神和范围内可以进行各种其他改动和修改。注意，本发明在此已被示出和描述为利用COPS协议消息和COPS消息的扩展来传输相关信息。但是，本发明按照其更广泛的意义不这样受限，并且事实上可以与其他通信协议一起使用。另外，虽然以上描述了使用PCE来执行该技术，但是本发明在没有PCE的情况下也可被有利地使用。例如，远程域头端节点可以使用本领域技术人员所理解的宽松跳(loose hop)路由来生成TE-LSP。在这种情况下，接收到宽松跳TE-LSP的边界路由器以与如上所述的PCE几乎相同的方式与PDP通信(例如，边界路由器编成宽松跳的PCE)。另外，虽然本发明的每个功能(PCE、PEP、PDP等)已被提及作为分开的节点/路由器，但是本领域技术人员将会理解，任意数目的节点/路由器(例如单个节点/路由器)上可以有任意数目的功能，在这种情况下，功能之间的通信可能在节点/路由器内部。
上面的描述针对本发明的特定实施例。但是，显而易见的是，可以对所述实施例执行其他变化和修改，同时仍实现本发明的某些或全部优点。例如，可以明确设想，本发明的教导可被实现为软件(包括具有在计算机上执行的程序指令的计算机可读介质)、硬件、固件或它们的组合。另外，电磁信号可以被生成，以通过例如无线数据链路或数据网络(例如因特网)来传送实现本发明的多个方面的计算机可执行指令。因此，这里的描述将仅被视为示例性的，而并非限制本发明的范围。因此，所附权利要求书的目的是要覆盖落入本发明的真正精神和范围内的所有这样的变化和修改。

Claims (18)

1.一种用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)动态地实施域间策略和服务质量(QoS)的方法，该方法包括：
在所述本地域的路径计算元件(PCE)处接收路径计算请求，所述路径计算请求用于从所述远程域到所述本地域的域间TE-LSP；
从所述PCE向所述本地域的策略判定点(PDP)发送策略验证请求；以及
基于对所述远程域的配置策略和先前建立的来自所述远程域的TE-LSP，在所述PDP处确定是否允许所述TE-LSP。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
在所述本地域的策略实施点(PEP)处建立所述TE-LSP；
从所述PEP向所述PDP发送状态通知消息，该状态通知消息指示所述TE-LSP的建立；以及作为响应
从所述PDP向所述PEP返回QoS模板，所述QoS模板指示所述PEP必须对该TE-LSP实施的配置QoS准则。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
拆除所述TE-LSP；以及
从所述PEP向所述PDP发送状态通知消息，该状态通知消息指示所述TE-LSP的拆除。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
利用公共开放策略服务(COPS)协议与所述PDP通信。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述路径计算请求具有一组约束，所述方法还包括：
在所述PCE处确定包含在所述路径计算请求内的约束的子集；以及
从所述PCE向所述PDP发送具有所述约束的子集的所述策略验证请求。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
基于如应用于所述约束的子集的对所述远程域的配置策略，在所述PDP处确定是否允许所述TE-LSP。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
在所述PCE处确定所述远程域的域标识；以及
从所述PCE向所述PDP发送具有所述域标识的所述策略验证请求。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
从所述PDP向所述PCE返回策略判定消息，该策略判定消息指示是允许所述TE-LSP还是拒绝所述TE-LSP。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
在所述策略判定消息中包括拒绝原因的指示。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
在所述PCE处为所述TE-LSP计算新路径，其中所述PCE根据包括在所述策略判定消息中的拒绝原因来计算该路径。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
为了所述新路径而从所述PCE向所述PDP发送新策略验证请求。
12.一种用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)动态地实施域间策略和服务质量(QoS)的设备，该设备包括：
用于在所述本地域的路径计算元件(PCE)处接收路径计算请求的装置，所述路径计算请求用于从所述远程域到所述本地域的域间TE-LSP；
用于从所述PCE向所述本地域的策略判定点(PDP)发送策略验证请求的装置；以及
基于对所述远程域的配置策略和先前建立的来自所述远程域的TE-LSP在所述PDP处确定是否允许所述TE-LSP的装置。
13.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于在所述本地域的策略实施点(PEP)处建立所述TE-LSP的装置；
用于从所述PEP向所述PDP发送状态通知消息的装置，该状态通知消息指示所述TE-LSP的建立；以及作为响应的
用于从所述PDP向所述PEP返回QoS模板的装置，所述QoS模板指示所述PEP必须对该TE-LSP实施的配置QoS准则。
14.一种用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)动态地实施域间策略和服务质量(QoS)的系统，该系统包括：
所述本地域的策略判定点(PDP)，该PDP被配置为基于对所述远程域的配置策略和先前建立的来自所述远程域的TE-LSP来确定是否允许域间TE-LSP；以及
所述本地域的路径计算元件(PCE)，该PCE被配置用于：i)接收对从所述远程域到所述本地域的域间TE-LSP的路径计算请求，以及ii)向所述PDP发送策略验证请求。
15.如权利要求14所述的系统，还包括：
所述本地域的策略实施点(PEP)，该PEP被配置为建立所述域间TE-LSP并且向所述PDP发送状态通知消息，该状态通知消息指示所述TE-LSP的建立；以及
QoS模板，该QoS模板被从所述PDP发送到所述PEP并且适用于指示所述PEP必须对所述TE-LSP实施的配置QoS准则。
16.一种本地域中的路径计算元件(PCE)，该PCE结合用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)动态地实施域间策略和服务质量(QoS)，所述PCE包括：
适用于接收对从所述远程域到所述本地域的域间TE-LSP的路径计算请求的网络接口；
处理器，该处理器适用于创建对所述TE-LSP的策略验证请求；以及
适用于向所述本地域的策略判定点(PDP)发送所述策略验证请求和从所述PDP接收基于域间策略的响应的网络接口；
其中，所述处理器还适用于基于从所述PDP接收到的基于域间策略的响应来响应所述路径计算请求。
17.一种本地域中的策略判定点(PDP)，该PDP结合用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)动态地实施域间策略和服务质量(QoS)，所述PDP包括：
存储器，该存储器适用于存储先前建立的来自所述远程域的域间TE-LSP的状态；
适用于从所述本地域的路径计算元件(PCE)接收对新的域间TE-LSP的策略验证请求的网络接口；
处理器，该处理器适用于基于对所述远程域的配置策略和先前建立的来自所述远程域的域间TE-LSP的状态来确定是否允许所述新的域间TE-LSP；以及
适用于基于确定结果来发送对所述策略验证请求的响应的网络接口。
18.一种本地域中的策略实施点(PEP)，该PEP结合用于对计算机网络中的本地域与远程域之间的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)动态地实施域间策略和服务质量(QoS)，所述PEP包括：
网络接口，该网络接口适用于：i)接收用于建立从所述远程域到所述本地域的域间TE-LSP的信号，ii)向策略判定点(PDP)发送状态通知消息，该状态通知消息指示所述TE-LSP的建立，以及iii)响应于所述状态通知消息而从所述PDP接收QoS模板，该QoS模板指示用于该TE-LSP的配置QoS准则；以及
处理器，该处理器适用于建立所述域间TE-LSP并适用于对该TE-LSP实施如所述QoS模板所指示的QoS准则。
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