CN101453412B - 一种pbb网络中自动拓扑发现及资源信息管理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运营商骨干网桥流量工程(PBB TE)网络中自动拓扑发现和资源信息管理的方法，包括如下步骤：第一网络节点构造包含网络拓扑信息的开放最短径优先OSPF Hello报文或包含资源信息的OSPF协议链路状态确认LSA报文，并向网络中其它节点发送所述报文；第二网络节点接收所述报文，并将所述报文中的网络拓扑信息或资源信息记录到本地的网络拓扑信息数据库或资源信息数据库中。本发明还公开一种PBB TE网络节点装置。本发明方案可以在PBB TE网络中实现自动网络拓扑发现和资源信息管理。

Description

一种PBB网络中自动拓扑发现及资源信息管理的方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种运营商骨干网桥(Provider Backbone Bridge Traffic Engineering，PBB TE)网络中自动拓扑发现和资源信息管理的方法和装置。
背景技术
因为PBB TE是基于PBB的，这里首先介绍一下PBB。PBB用通俗的语言讲就是Mac-in-Mac，即通过在普通的以太网(Ethernet)帧前再封装一层媒体接入控制(MAC)地址，称为骨干层地址，从而使得用户地址和运营商地址实现分离。这样一方面可以保证管理的独立性，一方面也可以提高业务的安全性，同时可以大大减少骨干层设备MAC表的大小，降低设备实现的复杂性。在PBB网络中，可以提供传统的点到点，点到多点，多点到多点的以太业务，转发路径根据多路生成树协议(Multiple Spanning TreeProtocol，MSTP)确定。其中MSTP协议根据B-VLAN分域计算转发生成树，对不同的B-VLAN域生成不同的转发路径。
PBB流量工程(Traffic Engineering，TE)是Nortel提出的在以太网中基于骨干层介质接入控制(B-MAC)和骨干层虚拟局域网(B-VLAN)建立有连接的以太网通道作为业务传送隧道，PBB TE隧道上可以承载多个PBB业务。
现有的PBB TE的标准化过程中，为保证带宽管理以及从实现的复杂性考虑，主要的PBB TE隧道的建立机制是通过静态配置的方法。在静态配置隧道或实际的网络部署中，需要预先知道整个PBB TE网络拓扑和网络资源状态，以便能够满足实际的业务需求。在现有的PBB TE方案中，只能是在部署网络过程中手工记录拓扑和资源信息，以便配置静态隧道时使用。静态的网管配置实现简单，但没有一个智能的收集PBB TE网络拓扑和资源信息的方案，完全依赖部署时通过人工的方法记录PBB TE网络的拓扑和资源信息，不仅工作量增加，也带来配置错误的可能。
PBB TE隧道除过静态配置外，业界也初步提出可以采用动态的GMPLS信令完成。GMPLS是一种隧道建立的机制，它是基于已有的拓扑信息和资源信息在规定的网络中建立转发隧道，用于承载各种业务。但是现有技术中，针对PBB TE网络使用GMPLS作为PBB TE隧道建立机制，仍然没有拓扑信息和资源信息的收集手段，只能靠网络部署时人工记录的拓扑信息和资源信息作为GMPLS信令协议的输入。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种PBB TE网络中自动网络拓扑发现的方法，包括如下步骤：
第一网络节点构造包含网络拓扑信息的开放最短径优先OSPF Hello报文，并向网络中其它节点发送所述报文；所述网络拓扑信息包括所述第一网络节点的端口的骨干层介质接入控制B-MAC地址和所述端口是否支持PBB流量工程TE的指示；
第二网络节点接收所述包含网络拓扑信息的OSPF Hello报文，并将所述报文中的网络拓扑信息记录到本地的网络拓扑信息数据库中。
本发明实施例还公开了一种PBB TE网络中网络资源信息管理的方法，包括如下步骤：
第一网络节点构造包含资源信息的OSPF协议链路状态确认LSA报文，并向网络中其它节点发送所述报文；所述资源信息包括：第一网络节点的端口保护类型、端口的最大传输单元MTU、PBB TE可用带宽、PBB TE延迟参数或以上内容的任意组合；
第二网络节点接收所述包含资源信息的OSPF LSA报文，并将所述报文中的资源信息记录到本地的资源信息数据库中。
本发明实施例还公开了一种PBB TE网络节点，包括用于与其它网络节点进行交互的接口，还包括：
网络拓扑信息数据库，用于存储所收到的网络拓扑信息；
网络拓扑信息收集模块，用于从所述与其它网络节点进行交互的接口接收的OSPF Hello报文中，提取出网络拓扑信息，并将所述网络拓扑信息发送至所述网络拓扑信息数据库；所述网络拓扑信息包括所述其他网络节点的端口骨干层介质接入控制B-MAC地址和所述端口是否支持PBB流量工程TE的指示；
网络拓扑信息发送模块，用于将要发送到其它网络节点的OSPF Hello报文头域中的IP地址替换为MAC地址，将本网络节点装置的网络拓扑信息添加到所述OSPF Hello报文中，将所述OSPF Hello报文发送至对端PBB TE节点。
本发明实施例公开了另一种PBB TE网络节点，包括用于与其它网络节点进行交互的接口，还包括：
资源信息数据库，用于存储所收到的资源信息；
资源信息收集模块，用于从所述与其它网络节点进行交互的接口接收的OSPF LSA报文中，提取出资源信息，并将所述资源信息发送至所述资源信息数据库；所述资源信息包括：其他网络节点的端口保护类型、端口的最大传输单元MTU、PBB TE可用带宽、PBB TE延迟参数或以上内容的任意组合；
资源信息发送模块，用于将要发送到其它网络节点的OSPF LSA报文头域中的IP地址替换为MAC地址，并将本网络节点装置的资源信息添加到所述OSPF LSA报文中，将所述OSPF LSA报文发送到对端PBB TE节点。
从以上技术方案可以看出，通过对开放最短径优先(OSPF)协议进行扩展，可以实现在PBB TE网络中实现自动拓扑信息和资源信息的收集，从而对PBB TE隧道的建立提供充分的信息，为业务的QoS的保证，TE的部署都具有重要的意义和作用。
附图说明
图1为本发明第一实施例实现网络拓扑信息收集的发送端处理流程图；
图2为本发明第二实施例实现网络拓扑信息收集的接收端处理流程图；
图3为本发明第三实施例实现资源信息管理的发送端处理流程图；
图4为本发明第四实施例实现资源信息管理的接收端处理流程图；
图5为本发明第五实施例实现网络拓扑信息收集的网络节点结构框图；
图6为本发明第六实施例实现资源信息收集的网络节点结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。
本发明实施例对OSPF协议进行扩展，使得PBB TE的网络节点能够通过扩展后的OSPF报文收集PBB TE网络的拓扑信息和资源信息。
OSPF协议是一种基于IP层的路由协议，其功能包含了路由网络拓扑发现，路由网络状态信息收集，以及路由计算，和网络状态动态监控的功能。OSPF协议共有5种报文，分别是：
1)Hello报文，用于邻居节点发现和维护；
2)数据库描述(Database Description)报文，在邻居节点建立后，初始路由链路状态信息在邻居节点之间的传递；
3)链路状态请求(Link State Request)报文，当路由器状态信息改变时，请求邻居路由器之间进行状态同步；
4)链路状态更新(Link State Update)报文，在邻居路由器之间响应状态同步请求消息；
5)链路状态确认(Link State Acknowledgment，LSA)报文，对收到的最新的LSA信息进行确认，保证LSA信息的可靠传送。
在PBB TE网络中如果能引入OSPF协议部分功能，借助已经成熟的OSPF的协议处理，在其基础上进行一些扩展，可以完成PBB TE网络的拓扑发现和资源收集管理的功能。
本实施例对OSPF协议的具体扩展方案如下所述。为便于进行OSPF扩展，IETF RFC2370定义了三种透明LSA用于传递各种链路状态信息，三种LSA的区别在于泛洪的范围不同，Type 9用于在链路内泛洪，Type 10用于在IS-IS域内泛洪，Type 11用于在整个IS-IS AS内泛洪。RFC3630利用其中的Type 10对IS-IS扩展，传递TE相关信息，也即IS-IS TE。
本发明利用TYPE 11(即基于整个OSPF域内传播的链路状态宣告)的透明LSA，把PBB TE相关的属性通过TLV的方式在PBB TE网络中进行传递，从而完成PBB TE网络内的资源收集管理。
由于OSPF本身是基于第三层(Layer 3)IP的路由协议，还需要对协议中的一些相关的信息进行修改，使其适用于第二层(Layer 2)的PBB TE网络，实际上就是对OSPF报文头域(Header)中的部分域进行修改。
针对OSPF分组头域(Packet Header)和上述5种OSPF报文的Header中的路由器标识(Router ID)，以及LSA中的广告路由器(Advertising Router)等和路由器标识相关的域，需要用Layer2网络中相对应的概念代替，如MAC地址，并且需要考虑字节对齐的问题。对替代引起的字节对齐问题，有两种方法解决：一种是用等Bit数的唯一性标识替代，这需要除MAC地址以外，另外给出PBB TE网络中的节点编号。另一种方法是直接用MAC地址替代IP地址，这需要改变对应包的长度。在实际实现中，推荐用后一种方法。
本实施例利用扩展的OSPF Hello报文收集PBB TE网络中的拓扑信息，具体采用如下方案：
1)用B-MAC地址填充OSPF Hello报文中的邻居(Neighbor)域，即路由器标识域，在节点间传递邻居信息。Hello报文的目的地址是AllSPFRouters(224.0.0.5)，所有运行OSPF的路由器收到该报文后，可以收集到PBB TE网络中的拓扑信息。
2)在可选域(Option field)中增加B-MAC地址对应的端口是否支持PBB TE的标志。如表1所示。
  Res   Res   DC   EA   N/P   MC   E   PbbteSupported
表1
本实施例利用扩展的透明LSA Type 11进行PBB TE网络的资源/保护信息收集的方案如下所示：
在LSA报文的透明信息(Opaque information)即净荷(Payload)中增加如下的信息，用以传递PBB TE端口的资源和保护等流量工程信息。
1)保护类型(Protection Type)，如表2所示，用于描述端口对应的保护类型相关信息
Figure GSB00000547524200061
表2
2)PBB TE Port MTU如表3所示，用于描述本端口对应的MTU。
  Sub Type(2或其它不冲突的保留值)
  Length(1 octet)
  Port MTU(2 octets)
表3
3)PBB TE bandwidth and delay metric，如表4所示，用于描述PBB TE可用带宽和延迟参数。
  子类型(3或其它不冲突的保留值)
  长度(1 octet)
  带宽描述符(4 octets)
  延时参数(2 octets)
表4
带宽描述符(Bandwidth Descriptor)的取值可以参照表5进行设置，延时参数(Delay Metric)根据系统支持情况设定，如果不支持，设置为0。
Figure GSB00000547524200071
表5
所有的OSPF协议报文的发送和接收规程均按照原协议的规定。
本发明第一实施例给出PBB TE拓扑发现的报文发送流程，如图1所示，包括如下步骤：
步骤101：发送端进行OSPF协议初始化。
步骤102：发送端定时发送OSPF Hello报文，所述Hello报文携带发送端的网络拓扑信息，包括是否支持PBB TE以及对应的PBB TE端口MAC地址。
本发明第二实施例给出PBB TE拓扑发现的报文接收流程，如图2所示，包括如下步骤：
步骤201：接收端进行OSPF协议初始化；
步骤202：接收端接收OSPF Hello报文，所述Hello报文携带发送端的网络拓扑信息；
步骤203：接收端将所收到的Hello报文中的网络拓扑信息记录到本地的网络拓扑信息数据库中。
本发明第三实施例给出PBB TE资源信息管理的报文发送流程，如图3所示，包括如下步骤：
步骤301：发送端判断PBB TE的网络状态是否变化，若是，则执行步骤302，否则仍然执行步骤301。
步骤302：根据PBB TE网络的变化情况，构造OSPF LSA报文，所述OSPF LSA报文中携带PBB TE资源信息，所述PBB TE资源信息的形式可以是如表2至表4所示的Sub-LTV，并将构造好的OSPF LSA报文发送出去。
本发明第四实施例给出PBB TE资源信息管理的报文接收流程，如图4所示，包括如下步骤：
步骤401：接收端接收OSPF LSA报文；
步骤402：接收端根据所述LSA报文中的PBB TE信息，更新本地的资源信息库。
本发明第五实施例提出的实现网络拓扑信息收集的PBB TE网络节点如图5所示，包括用于与其它网络节点进行交互的接口，还包括：
网络拓扑信息数据库501，用于存储所收到的网络拓扑信息；所述网络拓扑信息包括网络中其他节点端口的B-MAC地址和端口是否支持PBB TE。
网络拓扑信息收集模块502，用于从所述节点接口接收的OSPF Hello报文中，提取出网络拓扑信息，并将所述网络拓扑信息发送至所述网络拓扑信息数据库501。
网络拓扑信息发送模块503，用于将要发送到其它网络节点的OSPFHello报文头域中的IP地址替换为MAC地址，并将本节点的网络拓扑信息添加到所述OSPF Hello报文中。网络拓扑信息发送模块503中可以包括一个发送定时器，用于控制网络拓扑信息实现定时发送。
本发明第六实施例提出的实现资源信息收集的PBB TE网络节点如图6所示，包括用于与其它网络节点进行交互的接口，还包括：
资源信息数据库601，用于存储所收到的资源信息；
资源信息收集模块602，用于从所述节点接口接收的OSPF LSA报文中，提取出资源信息，并将所述资源信息发送至所述资源信息数据库601。
资源信息发送模块603，用于将要发送到其它网络节点的OSPF LSA报文头域中的IP地址替换为MAC地址，并将本节点的资源信息添加到所述OSPF LSA报文中。
本发明实施例提供的方案，可以在PBB TE网络中实现自动拓扑信息和资源信息的收集，从而对PBB TE隧道的建立提供充分的信息，为业务的QoS的保证，TE的部署都具有重要的意义和作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种运营商骨干网桥流量工程PBB TE网络中自动网络拓扑发现的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一网络节点构造包含网络拓扑信息的开放最短径优先OSPF Hello报文，包括：将OSPF Hello报文中的分组头域的IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址和节点编号，所述MAC地址与节点编号的总长度与所述IP地址长度相同；或者，将所述IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址，并根据所述MAC地址的长度调整OSPF Hello报文的长度；并向网络中其它节点发送所述报文；所述网络拓扑信息包括所述第一网络节点的端口的骨干层介质接入控制B-MAC地址和所述端口是否支持PBB流量工程TE的指示；
第二网络节点接收所述包含网络拓扑信息的OSPF Hello报文，并将所述报文中的网络拓扑信息记录到本地的网络拓扑信息数据库中。
2.一种PBB TE网络中网络资源信息管理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一网络节点构造包含资源信息的OSPF协议链路状态确认LSA报文，包括：将OSPF LSA报文中的分组头域的IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址和节点编号，所述MAC地址与节点编号的总长度与所述IP地址长度相同；或者，将所述IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址，并根据所述MAC地址的长度调整OSPF Hello报文的长度；并向网络中其它节点发送所述报文；所述资源信息包括：第一网络节点的端口保护类型、端口的最大传输单元MTU、PBB TE可用带宽、PBB TE延迟参数或以上内容的任意组合；
第二网络节点接收所述包含资源信息的OSPF LSA报文，并将所述报文中的资源信息记录到本地的资源信息数据库中。
3.一种PBB TE网络节点装置，包括用于与其它网络节点进行交互的接口，其特征在于，还包括：
网络拓扑信息数据库，用于存储所收到的网络拓扑信息；
网络拓扑信息收集模块，用于从所述与其它网络节点进行交互的接口接收的OSPF Hello报文中，提取出网络拓扑信息，并将所述网络拓扑信息发送至所述网络拓扑信息数据库；所述网络拓扑信息包括所述其他网络节点的端口骨干层介质接入控制B-MAC地址和所述端口是否支持PBB流量工程TE的指示；
网络拓扑信息发送模块，用于将要发送到其它网络节点的OSPF Hello报文头域中的IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址，将本网络节点装置的网络拓扑信息添加到所述OSPF Hello报文中，将所述OSPF Hello报文发送至对端PBB TE节点。
4.根据权利要求3所述的网络节点装置，其特征在于，该网络节点装置进一步包括：
资源信息数据库，用于存储所收到的资源信息；
资源信息收集模块，用于从所述与其它网络节点进行交互的接口接收的OSPF LSA报文中，提取出资源信息，并将所述资源信息发送至所述资源信息数据库；
资源信息发送模块，用于将要发送到其它网络节点的OSPF LSA报文头域中的IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址，并将本网络节点装置的资源信息添加到所述OSPF LSA报文中，将所述OSPF LSA报文发送到对端PBB TE节点。
5.一种PBB TE网络节点装置，包括用于与其它网络节点进行交互的接口，其特征在于，还包括：
资源信息数据库，用于存储所收到的资源信息；
资源信息收集模块，用于从所述用于与其它网络节点进行交互的接口接收的OSPF LSA报文中，提取出资源信息，并将所述资源信息发送至所述资源信息数据库；所述资源信息包括：其他网络节点的端口保护类型、端口的最大传输单元MTU、PBB TE可用带宽、PBB TE延迟参数或以上内容的任意组合；
资源信息发送模块，用于将要发送到其它网络节点的OSPF LSA报文头域中的IP地址替换为二层网络中相对应的MAC地址，并将本网络节点装置的资源信息添加到所述OSPF LSA报文中，将所述OSPF LSA报文发送到对端PBB TE节点。
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