CN101406023A

CN101406023A - 实现多协议标签交换网络差分业务流量工程的方法和系统

Info

Publication number: CN101406023A
Application number: CNA200780009758XA
Authority: CN
Inventors: 克阿密特; 李振斌
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: CN101406023B; CN101136844A; US20090201932A1; WO2008028424A1; CN100596100C

Abstract

本发明公开了一种实现MPLS网络DS－TE的方法，包括：建立LSP时，在路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数；根据服务质量参数为业务流预留带宽资源；在LSP建立后，利用预留带宽转发业务流。本发明还公开了一种实现MPLS网络DS－TE的系统，包括入口LSR、转发LSR和出口LSR；入口LSR或转发LSR在建立LSP的路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数；转发LSR根据所述服务质量参数为业务流预留带宽资源，在LSP建立后，接收到业务流时按照预留带宽转发业务流。本发明还公开了LSR。使用了本发明的方法、系统和LSR，可以实现根据不同业务类型分配带宽资源，进一步细化差分业务流量工程的粒度。

Description

实现多协议标签交换网络差分亚务流量工程的方法和系统

本发明涉及多协议标签交换 ( MPLS, Multiple Protocol Label Switch ) 和流量工程（ΊΈ, Traffic Eiigmeeriiig )技术，特剁是涉及一种实现 MPLS 网络差分业务流量工程（ DS-TE, DiflRServ Traffic Engineering )的方法和系统„ 发明背景

在 MPLS网絡中的流量工程 ( TE , Traffic Engineering )可实现资源预留、容错和传输资源优化，差分业务（DiffServ ) 可通过多级服务实现可扩展的网络设计。 MPLS DiffServ-I'E结合了 DiffServ和 TE的优势，能够提供严格的服务质量（QoS, Quality of Servke )保证，并可优化网络资源的使用。

根据 RFC 3270所描述的 MPLS支持的 DiffServ机制，标签交换路由器（LSR, Label Switching Router ) 只是基于数据包的 MPLS报头做出转发决策，从而判断数据包的逐跳行为（ PHB , Per Hop Behavior ),. 在 MPLS报头中分配三位的 EXP字段，以实现在 MPLS中承载 DiffServ 信息

MPLS 支持的 DiffServ 是在 MPLS 网络中建立感知差分业务 ( DifiServ-aware ) 的 ΊΈ通道 MPLS支持的 Difi erv使用两种类型的 LSP 来建立 TE 通道，分別是由 EXP 推导的 LSP ( E-LSP , EXP- ferred-LSP ) 和仅由标签推导的 LSP (； L-LSP ， Label-Only-inferred-LSP )= 在使用 L-LSP的方案中，每个 LSP携带单一汇聚級别（OA， Ordered Aggregate ),在使用 E-LSP的方案中，每个 LSP 可携带多个 OA。

在 E-LSP方案中，特定的 EXP组合映射到特定的 PHB, PHB包括调度和丢弃优先级 >在数椐包的转发期间，标签决定数据包的转发路径， EXP决定 ΡΙ··ΙΒ 对于单一LSP, 采用 E-LSP可以承载最多 8个不同的逐跳行为的数据包

由此可见，由于前的 E-LSP方案仅对数据包的逐跳行为进行区分，并未对服务类別进行区分，因此也不可能基于不! ¾服务类別提供带宽保证发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种实现 MPLS网絡 DS- TE的方法该方法包括：建立 LSP时，入口 LSR或转发 LSR在路径（Patli ) 消息中携带与资源分配有关的服务质量参数；根椐所述与资源分配有关的服务质量参教为业务流预留带宽资源；在 LSP建立后，利用预留带宽转发业务流„

根据本发明另一方面，提供了一种实现 MPLS网络 DS-TE的系统，该系统包括入口 LSR、转发 LSR和出口 LSR;其中入口 LSR或转发 LSR 在建立 LSP的 Paih.消息中携带与资源分配有关的服务质量参数；转发 LS 接收到 Path消息后，根据所述与资源分配有关的服务质量参数为业务流预留带宽资源，并在 LSP建立后，利用预留带宽转发业务流

根据本发明的再一方面，提供了一种 LSR, 其包括：消息生成单元，用于生成携带与资源分配有关的服务质量参数的路径信息；发送单元，用户将所述消息生成单元生成的所述路径消息发送至下一跳 LSR。

根据本发明的再一方面，提供了一种 LSR, 其包括：消息转发单元，用于接收上一跳 LSR发来的路径消息，向下一跳 LSR转发所述路径消息：资源分配单元，用于根据所迷消息转发单元接收到的路径消息中携带的服务攻量参数为业务流预留带宽资源。

根据本发明的再一方面，提供了一种 LSR，其包括：消息转发单元，用于接收上一跳 LSR发来的笫一路径消息，向下一跳 LSR转发第二路径消息：消息生成单元，用于在所述消息转发单元接收的所述笫一路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数，生成第二路径消息，并将所述笫二路径消息发送至消息转发单元。

从以上技术方案可以看出, 在建立 E-LSP的 RSVP路径消息中増加用于标识与带宽分配有关的服务质量参数的字段 , 优选实施例中为级别类型参数和带宽占用参数，在 E-LSP上为不同级別类型的业务预留不同的带宽资源，在 E-LSP建立之后，按照预留的带宽资源为业务流分配带宽这样，可以实现根据不同业务类型分配带宽资源，进一步细化差分业务流量工程的粒度。附图简要说明

图 1是 DiffServ对象的结构的示意图。

图 2是现有技术的 DiffBerv对象中 MAP入口字段格式的示意图图 3是本发明优选实施例的 DiffiServ对象中 MAP字! ¾各式的示意图。

¾ 4是本发明优选实施例的在 MPLS网络中实现 DS-TE的系统結构示意图

图 5是本发明优选实施例的在 MPLS网络中实现 DS- TE的方法流程图

¾ 6是本发明一种 LSR的结构示意图„

¾ 7是本发明另一种 LSR的结构示意图。 ¾ 8是本发明再一种 LSR的结构示意图。实施本发明的方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明„

为了在 MPLS中实现差分服务，需要在建立 LSP的 Paih.消息中增加与差分服务相关的对象 DiffServ对象，携带差分服务参数

图 1是 Path消息中 DiffServ对象的结构示意图。从图 Ϊ 中可见， Dift erv对象包括：

Rerservd字段： 28位，该字段保留在发送时设置为（K 接收时忽略；

MAPnb字段： 4位，表示包含在 DiffServ对象中的 MAP入口的数量，其值在 0到 7之间；

MAP宇段： 32位，每个 MAP入口定义了一个 EXP字段值与 PHB 字段值之间的映射关系

图 2是现有的 DiffServ对象中 MAP入口字段格式的示意图。参见图 2，每个 MAP入口包括以下字段：

Reserved字段： 13位，该字段.保留，在发送时设置为 0, 接收时忽略；

EXP字段： 3位，该字段的值作为该 M AP入口的 EXP - PHB映射中的 EXP值；

PHBJD: 16 it, 该字段的值作为该 MAP入口的 EXP- PHB映射中的 PHB的 Π .

根据本发明的实施例，在建立 E-LSP的 RSVP路径（ Path ) 消息中增加用于标识与带宽分配有关的服务 t量参数的字段，在 E- LSP上为不同的业务预留不同的带宽资源，在 E-LSP建立之后，按照预留的带宽资源为业务流分配带宽。

根据本发明的优逸实旄例，对 Path消息的 DiffServ对象的 MAP入口进行了扩展 > 具体为在 MAP入口中增加了标识级别类型（ CT )和占用带宽的字段

根据 RFC 3564, CT是跨越链路的一组流量中继段，由特定的一组带宽限制条件进行管理₍， CT 用于带宽分配、基于限制条件的路由以及许可控制。指定的流量中继段在所有链路上属于同一个 CT。

¾ 3是本发明选实施例的 Diffierv对象中 MAP字段格式的示意图。参见图 3, 在本实施例中，每个 MAP入口包括以下字段：

CT字段： 3位，读字段包含级别类型值，用于标识 MPLS报文中包含 EXP值的数据包的級别类型；

BW^PCT字段： 10位，该字段标识了一种 CT的数据包的带宽占整个通道带宽的百分比。在 MAP入口中 BW- PCT占用 10位可保证总带宽中的类型 BW的百分比具有 0、1 %的精度。

此外，圹展后的 MAP入口还包括 EXP字段和 PHB〗:D字段，这两个字段分别与图 2所示的 EXP字段和 PHB D字段定义相同，在此不予赘迷。

从图 3所示的 MAP入 c?结构可见，扩展后的 MAP入口增加了标识级別类型的 CT字段和标识占用带宽的 BW-PCT字段这祥，可以对通过同一 E-LSP的业务流划分不同的级别类型，从而实现为不同级別类型的数据流分配不同的带宽资源，例如分配不同的带宽。

¾ 4是本发明一优选实施例的在 MPLS网络中实现 DS-TE的系统结构示意图。如 ¾ 4所示，在本实施例中，该系统包括^ ^口 LSR、转发 LSR 和出口 LSR„

在建立 E-LSP时，入口 LSR通过管理层确定的一条路径上的转发 LSR向出口 LSR发送 RS VJP Path消息，简称为 ί¾ώ消息该 Path.消息中携带了诸如 CT和 BW~PCT的服务 f量参数。在转发过程中，每个转发 LSR根椐 Path消息中携带的 CT和 B W~PCT参数为业务流预留带宽资源。出口 LSR接收到 Path消息后，根据 Path消息的转发路径，以相反方向返回一个响应 RSVP ( Resv ) 消息, 在入口 LSR接收到该 Resv 消息后， E-LSP路径建立起来

在 E- LSP路径建立之后，入口 LSR接收到数据包后，给数据包添加 MPLS报头，将该数据包封装成 MJPLS报文后沿所建立的 E-LSP转发 > 直至转发至出口 LSR„在转发过程中，各转发 LSR根据预留的带宽资源为业务流分配带宽

图 5是本发明一优选实施例的在 MPLS网络中实现 DS-TE的方法流程图。如图 5所示，在本优选实施例中，在 MPLS 网络中实现 DS-TE 的方法包括主要如下步骤：

步骒 501 : 入口 LSR生成 Path消息，并将 Paih.消息发送至一条路径的下一跳转发 LSR,所迷 Path消息中携带与带宽分配有关的服务质量参数。

在本实施例中，在 Path消息的 DiffServ对象的扩展的 MAP入口中携带所述与带宽分配有关的服务盾量参数， DiffiServ对象包括如图 3所示的扩展的 MAP A_ cf 。

此 MAP入口包括 CT字段和 BW- PCT字段每个 MAP入口对应一种业务，从而实现为不同的级別类型的业务流设置不同的带宽占用百分比。由于 MPLS 艮文可携带对应多种级別类型的多种业务流 _u 每种业务流称为一个业务子流。因为 BW~I?CT字段标识了占用带宽的百分比，因此，需要入口 LSR 在 Path消息中携带总带宽，即所有级別类型的业务子流所占用的带宽之和优选地，在 Path消息的 Sender TSpee对象中携带该总带宽。

步骤 502: 接收到 Path消息的转发 LSR记录 MAP入口的服务质量参数之间的映射关系的组合

所述各服务质量参数之间的映射关系为 CT ^B W-PCT^^EXP^ PHB，也就是说，每一种映射关系的组合包含一个 CT值、一个值、一个 EXP值和一个: PHB值。在本实施例中，最多可以有 8个映射关系的组合，即最多可对 8种业务子流进行不同的带宽资源设置

步骤 503: 接收到 Path消息的转发 LSR根据各 MAP入口的 CT字段值和 BW-PCT字段.值为不同的子流分配不同的资 ¾ 并且，根据 EXP 字段值和 PHBID字段值为不同的子流赋予不同的调度和转发优先级在本实施例中， BW^PCT为级別类型占用带宽的百分比，因此，转发 LSR需要根据 Path消息的 Semier Tspec对象中携带的总带宽计算每种级別类型所对应的带宽值。

步骤 504: 当路径的出口 LSR接收到 Path消息后，根据 Pat 消息的转发路径，以相反方向返田一个响应 RSVP ( Resv ) 消息。

步骤 505: 入口 LSR接收到该 Resv消息后 , E-LSP路径建立起来。步骤 506:入口 LSR接收到 IP数据包后，在 ίΡ数据包上添加 MPLS 报头 ,形成一个 MPLS报文后将其转发沿所建立的 E- LSP路径发送至转发 LSIL

步骤 507: 接收到 MPLS报文的转发 LSR根据预留的带宽资源以及 MPLS报文中携带的业务类型，为 MPLS报文分配带宽资源，并沿 E- LSP 转发至出口 LSR 步驟 508: 出口 LSR在接收到 MPLS报文后，去除 MPLS报头, 形成 ΪΡ数据包，按照 ίΡ路由方式转发该 ΪΡ数据包。

从以上的描述可见 , 建立 E-LSP时，入口 LSR在 Path消息中增加标识级别类型和占用带宽的参数，各转发 LSR根据 Path消息中携带的级别类型和占用带宽的参数为业务流预留带宽资源；在 E-L SP建立之后 , 各转发 LSR根据预留的带宽资源为业务流分配带宽 ₍，

由此.，在 MPLS网络中，可以实现根据各业务子流的级別类型和占用带宽分配资源，从而实现为不同的业务分配不同的资源

图 6是本发明优逸实施例的入口 LSR的结构示意图。如图 6所示，该 LSR包括发送单元 601和消息生成单元 602 发送单元 601发送 ¾ih 消息。消息生成单元 602在 Parti消息中携带与资源分配有关的服务质量参数，并将 PMh消息通过发送单元 601发送出去。具体来说，消息生成单元 602在 Patli消息的 DiffServ对象的扩展的 MAP入口中携带所述与带宽分配有关的服务盾量参数，服务质量参数包括：级别类型和占用带宽。

图 7是本发明优选实施例的转发 LSR的结构示意图。如图 7所示，该 LSR包括包括消息转发单元 70 和资源分配单元 702。消息转发单元 701接收来自上一跳 LSR的 Path消息 ,并将 Path消息发送至下一跳 LSR. 资源分配单元 702根据 P h消息中的服务质量参数为业务流预留带宽资源。

应该理解，虽然本说明书中仅以级別类型和占用带宽为例，说明了在 Path 消息中增加与带宽分配有关的服务质量参数，本发明还包括在 Path消息中增加其他的服务质量参数，以在 MPLS网络中实现更优化的 DS-TE的方案此外，本发明亦包括由转发 LSR在 Path消息中携带与带宽分配有关的服务盾量参数 ¾ 8是在 Path消息种携带服务质量参数的转发 LSR的结构示意图。如图 8所示，读 LSR包括消息转发单元 80】、消息生成单元 802和资源分配单元 803, 消息转发单元 801接收来自上一跳 LSR的 Path消息，将消息生成单元 802生成的新的 Path消息发送至下一跳 LSFL消息生成单元 802在消息转发单元 801接收到的 Parti消息中携带与资源分配有关的服务质量参数，生成新的 Path消息，并将该新的 i¾ih消息发送至消息转发单元 801.。资源分配单元 803根据 Pat 消息中的服务盾量参教为业务流预留带宽资源。

以上所述仅为本发明的较佳实抱例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改透.等，均应包含在本发明的保护范围之内

Claims

权利要求书

1、一种实现多协议标签交换 MPLS网络差分业务流量工程的方法，其特征在于，包括：

建立标签交换路径 LSP时，在路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数；

根据所述与资源分配有关的服务质量参数为业务流預留带宽资源；在 LSP建立后，利用预留带宽转发业务流。
2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述与资源分配有关的服务盾量参数包括: 级別类型和占用带宽。
3、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述在 LSP建立后 <sub>5</sub> 利用预留带宽转发业务流具体为:

接收到报文的转发标签交换路由器 LSR 根椐预留的带宽资源以及报文中携带的业务类型，为报文分配带宽资源，并沿 LSP转发。
4、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述在路径消息中携带与资源分配有关的服务盾量参数包括：

入口 LSR或转发 LSR在路径消息的差分业务对象中携带标识所述服务质量参数的字段。
5、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述 LSP为 E-LSP; 所述在路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数包括：入口标签交换路由器 LSR或转发标签交换路由器 LSR在路径消息的差分亚务对象的各业务流所对应的 MAP入口中分别携带为各业务流所设置的与资源分配有关的服务质量参数；

所述根据与资源分配有关的服务质量参数为业务流预留带宽资源包接收到路径消息的转发 LSR根据各业务流所对应的 MAP入口中携带的与资源分配有关的服务攻量参数，为各业务流预留带宽资源。
6、根据权利要求 5所迷的方法 > 其特征在于，所述在各业务流所对应的 MAP入口中携带与资源分配有关的服务质量参数包括：利用各业务流所对应的 MAP入口中保留位增加级別类型字段和占用带宽百分比字段。
7、根据权利要求 6所述的方法，其特征在于 > 进一步包括：在路径消息中携带所有级别类型所占用的总带宽
8、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所迷转发 LSR根据各业务流所对应的 MAP入口中携带的与资源分配有关的服务质量参数，为各业务流预留带宽资源包括：

所迷转发 LSR将各业务流所对应的 MAP入口中的占用带宽百分比与路径消息中携带的所有级别类型所占用的总带宽的乘积作为为各业务流预留的带宽。

9、一种实现多协议标签交换 MPLS 网絡实现差分业务流量工程的系统，包括入口标签交换路由器 LSR、转发 LSR.和出口 LSR，其特征在于，入口 LSR或转发 LSR在建立标签交换路径 LSP的路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数；

转发 LSR接收到所迷路径消息后，根据所迷与资源分配有关的服务质量参数为业务流預留带宽资源，在 LSP建立后，利用预留带宽转发业务流。

10 根据权利要求 9所述的系统，其特征在于，所述 LSP为 E-LSP

1 、一种标签交换路由器 LSR, 其特征在于 > 包括：

消息生成单元（602 )，用于生成携带与资源分配有关的服务质量参数的路径信息；发送单元（601 ), 用户将所述消息生成单元（602 )生成的所述路径消息发送至下一跳 LSR

12、一种标签交换路由器 LSR, 其特征在于，包括：

消息转发单元（701 ), 用于接收上一跳 LSR发来的路径消息，向下一跳 LSR转发所迷路径消息；

资源分配单元（ 702 ), 用于根据所迷消息转发单元 ( 701 )接收到的路径消息中携带的服务廣量参数为业务流预留带宽资源。

13 > 一种标签交换路由器 LSR，其特征在于，包括:

消息转发单元（80】），用于接收上一跳 LSR发来的第一路径消息，向下一跳 LSR转发第二路径消息；

消息生成单元 ( 802 ), 用于在所述消息转发单元（ 801 )接收的所述第一路径消息中携带与资源分配有关的服务质量参数，生成第二路径消息, 并将所迷第二路径消息发送至消息转发单元（801 λ

14、根据权利要求 13所述的 LSR，其特征在于，还包括：资源分配单元 03 ),, 用于根据所迷第二路径消息中的所述.服务质量参数为业务流预留带宽资源

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