CN101582840B - Ip电信网系统路由/交换设备及其资源配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种IP电信网系统的路由/交换设备，还提供了利用该路由/交换设备实现网络资源配置的方法。该路由/交换设备可以支持三种资源配置的模式，即：采用不面向连接方式时，网络管理设备直接配置资源模式；采用不面向连接方式时，通过控制信令配置资源模式；采用面向连接方式时，通过控制信令配置资源模式。利用该路由/交换设备可以实现数据包发送/接收、通信资源配置、管理和控制等多种功能，有效满足组建大规模网络的要求，为IP电信网技术的产业化应用奠定技术基础。

Description

IP电信网系统路由/交换设备及其资源配置方法

技术领域

本发明涉及一种IP电信网系统的路由/交换设备，同时还涉及利用该路由/交换设备实现网络资源配置的方法，属于电信技术领域。

背景技术

IP电信网系统是本发明人在专利号为ZL 200410037641.0的发明专利中提出的新概念。它采用独特的内外双层结构和双地址寻址方式，由位于内层的至少一个复址无连接数据网(简称为PTDN网)和位于外层的多个IP网组成，还包括多个边缘关口设备。IP网通过边缘关口设备与该复址无连接数据网相连接。每个复址无连接数据网中还包括至少一个地址映射设备；边缘关口设备通过地址映射设备完成双地址间的映射。复址无连接数据网中的所有设备与边缘关口设备都分配有一个复址无连接数据网地址，IP网中的所有设备和上述边缘关口设备都分配有IP地址，IP地址和复址无连接数据网地址之间的映射关系保存在地址映射设备内的地址映射表之中，边缘关口设备经认证后与地址映射设备之间建立连接。在复址无连接数据网内部还具有网络管理设备，该网络管理设备同时管理复址无连接数据网内的接入层设备、汇聚层设备和核心层设备。

在IP电信网系统中，从源地址端发向目的地址端的IP包通过如下方式进行传送：首先，位于源地址端的边缘关口设备(简称为ED设备)接收来自IP网的IP分组，并将IP分组中的IP目的地址送到地址映射设备(简称为ADT设备)；地址映射设备进行IP网的IP目的地址与复址无连接数据网地址之间的地址解析和映射，将获得的目的地址端边缘关口设备的数据网地址回送给源地址端边缘关口设备；源地址端边缘关口设备根据复址无连接数据网地址发送报文到目的地址端边缘关口设备；目的地址端边缘关口设备接收到报文，根据目的IP地址向IP网转发报文，从而使IP分组最终到达目的地址端。

在本发明人就IP电信网技术提出的一系列专利申请中，已经就IP电信网系统的基本架构及其实现通信的方法、基于IP电信网系统实现虚拟专网及组播功能的方法、IP电信网系统内进行资源管理的方法、对其中传送的分组进行报头压缩的方法，以及在IP电信网系统中传送的特定分组格式及其实现机制等一系列问题进行了详细的说明，在此就不详细说明了。

但是，上述现有技术中并没有对IP电信网系统中的路由/交换设备进行具体的说明，也没有对该路由/交换设备实现网络资源配置的具体方法进行说明。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种IP电信网系统的路由/交换设备。该路由/交换设备是网络中的核心设备，为基于IP电信网系统实现的新一代IP承载网奠定了技术上的基础。

本发明的另外一个目的是提供利用上述路由/交换设备进行网络资源配置的具体方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种IP电信网系统的路由/交换设备，其特征在于包括：

数据包接收/发送模块，用于接收和发送数据包；

数据包交换模块，用于对所述数据包进行处理；

通信资源配置模块，用于采用网络管理设备直接配置资源模式或通过控制信令配置资源模式对所述路由/交换设备的资源进行配置；

通信资源管理和控制模块，用于管理所述路由/交换设备的资源；

网管接口模块，用于实现与网络管理设备的接口；

中央处理模块，用于对所述路由/交换设备进行管理和控制；

数据库模块和电源模块；

其中，所述中央处理模块分别与所述数据包交换模块、网管接口模块、数据库模块、电源模块、通信资源配置模块、通信资源管理和控制模块相连接，所述数据包交换模块与所述数据包接收/发送模块连接，所述数据包接收/发送模块与所述通信资源管理和控制模块连接，所述通信资源管理和控制模块与所述通信资源配置模块连接；

在网络管理设备直接配置资源模式中，所述路由/交换设备接收到所述网络管理设备发来的虚链路资源配置命令后，查看相应端口有无该命令所需的资源；如果所述路由/交换设备的相应端口有所需的资源，则在所述数据库模块中为该虚链路的资源配置建立一个包含数据平面ID、业务等级、资源配置值、资源上阈值界和资源下阈值界的条目；否则向所述网络管理设备发送虚链路资源配置无效的响应；所述路由/交换设备为所述虚链路保留资源，并在所述数据库模块中相应端口的资源中减去相应的资源；

在通过控制信令配置资源模式中，所述路由/交换设备工作在不面向连接方式下时，网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界的虚拟网资源配置命令，源地址端路由/交换设备通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送虚拟网资源配置命令，直至发到目的地址端路由/交换设备；目的地址端路由/交换设备收到所述虚拟网资源配置命令，确认拥有资源可以满足本次资源配置后，向源地址端路由/交换设备发送虚拟网资源配置成功的响应；

在通过控制信令配置资源模式中，所述路由/交换设备工作在面向连接方式下时，所述网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、源地址、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界的建立虚电路命令；源地址端路由/交换设备通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送建立虚电路命令，直至发到目的地址端路由/交换设备；目的地址端路由/交换设备收到建立虚电路命令，确认拥有资源可以满足本次虚电路建立后，向源地址端路由/交换设备发送虚电路建立完成的响应。

当工作在不面向连接方式下时，所述通信资源管理和控制模块通过数据平面ID和组播ID来管理所有端口的虚链路资源；当工作在面向连接工作方式下时，所述通信资源管理和控制模块通过虚电路或虚链路来管理所有端口的资源。

一种IP电信网系统的资源配置方法，基于上述路由/交换设备实现，所述路由/交换设备工作在不面向连接方式下，由网络管理设备直接进行资源配置，其特征在于：

(1)路由/交换设备接收到网络管理设备发来的包含数据平面ID的虚链路资源配置命令后，查询本路由/交换设备的数据库模块，查看相应端口有无该命令所需的资源；

(2)如果所述路由/交换设备的相应端口有所需的资源，则在数据库模块中为该虚链路的资源配置建立一个包含数据平面ID、业务等级、资源配置值、资源上阈值界和资源下阈值界信息的条目；否则向网络管理设备发送虚链路资源配置无效的响应；

(3)所述路由/交换设备为所述虚拟网的虚链路保留资源，并在所述数据库模块中相应端口的资源条目中减去相应的资源；

(4)在完成了上述操作后，所述路由/交换设备向所述网络管理设备发送虚链路资源配置成功的确认响应。

其中，在进行资源配置之前，首先向网络管理设备提交需建设的虚拟网各端口间的流量/流向表和该虚拟网的业务等级，网络管理设备根据网络拓扑及参数计算出该虚拟网的每一条虚链路所需要的资源，同时为该虚拟网配置唯一的数据平面ID，所述网络管理设备由此生成所述虚链路资源配置命令。

一种IP电信网系统的资源配置方法，基于上述的路由/交换设备实现，所述路由/交换设备工作在不面向连接方式下，通过控制平面的信令进行资源配置，其特征在于：

(1)网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界参数的虚拟网资源配置命令；

(2)所述路由/交换设备收到包含数据平面ID的虚拟网资源配置命令后，根据数据平面ID和业务类别去查找数据库模块的出端口资源条目，如果没有则增加一个新条目，如果有，则在原纪录上加上本次资源配置的资源值，同时在出端口总资源条目中减去该数值，并设置定时器的时长；

(3)所述路由/交换设备朝着目的地址的方向通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送所述虚拟网资源配置命令，由此将所述虚拟网资源配置命令发到目的地址端路由/交换设备；

(4)所述目的地址端路由/交换设备收到所述虚拟网资源配置命令，确认拥有资源可以满足本次资源配置后，向所述源地址端路由/交换设备发送虚拟网资源配置成功的响应，沿途路由/交换设备收到虚拟网资源配置成功的响应后，对已用的资源和配置的资源进行确认，定时器复位，将虚拟网资源配置成功的响应朝着源地址方向发送给与它直接相连的路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚拟网资源配置成功的响应后，向网络管理设备发送虚拟网资源配置完成响应。

其中，如果某一个路由/交换设备无法满足本次资源配置，所述路由/交换设备就向源地址方向直接相连的上一个节点发送虚拟网资源配置失败响应，源地址方向与之直接相连的节点收到所述虚拟网资源配置失败响应，释放已配置的资源，在数据库模块的相应条目中进行改动，定时器复位，由此将虚拟网资源配置失败响应发到源地址端路由/交换设备。

如果从源地址端路由/交换设备到目的地址端路由/交换设备中的任何路由/交换设备的定时器超时，则所述路由/交换设备向源地址方向直接相连的上一个节点发送虚拟网资源配置失败响应，虚拟网配置失败。

一种IP电信网系统的资源配置方法，基于上述的路由/交换设备实现，所述路由/交换设备工作在面向连接方式下，通过控制平面的信令进行资源配置，其特征在于：

(1)网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、源地址、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界参数的建立虚电路命令；

(2)所述路由/交换设备收到建立虚电路命令，根据源地址、目的地址、从数据库模块中得到出端口号，根据所述出端口号，从所述数据库模块的逻辑信道号池中提取可用的下一跳的逻辑信道号，并从数据库模块中出端口的资源库中扣除该虚电路需要的资源；然后，将源地址、目的地址、入端口、入端口逻辑信道号、出端口、出端口逻辑信道号、资源配置值的关联关系写入数据库模块中；

(3)所述路由/交换设备根据所述出端口号、数据平面ID和业务类别查找数据库模块的出端口资源条目，如果没有则增加一个新条目，如果有资源使用纪录的条目，则在原纪录上加上本次资源配置的资源值，同时在出端口总资源条目中减去该数值；

(4)所述路由/交换设备设置定时器的时长，随后向与之直接连接的源地址方向的节点发送建立虚电路正在进行中的命令；并朝着目的地址的方向通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送建立虚电路命令，按此过程将建立虚电路命令发到目的地址端路由/交换设备；

(5)所述目的地址端路由/交换设备收到建立虚电路命令，确认本设备拥有资源可以满足本次虚电路建立后，向源地址端路由/交换设备发送虚电路建立完成的响应，沿途路由/交换设备收到虚电路建立完成的响应后，对已用的资源和配置的资源进行确认，定时器复位，将虚电路建立完成的响应朝着源地址方向发送给与它直接相连的路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚电路建立完成的响应，向网络管理设备发送本源地址端路由/交换设备的虚电路建立完成的响应，网络管理设备收到所有源地址端路由/交换设备发送来的虚电路建立完成的响应，虚拟网建立完成。

其中，如果某一路由/交换设备的资源不足无法满足本次资源配置或定时器超时，所述路由/交换设备就向源地址方向直接相连的路由/交换设备发送虚电路建立失败响应，源地址方向直接相连的路由/交换设备收到虚电路建立失败响应，释放已配置的资源，在数据库模块的相应条目中进行改动，定时器复位，按此过程将虚电路建立失败响应发到源地址端路由/交换设备。

本发明所提供的路由/交换设备是IP电信网系统的核心设备之一。利用该设备可以实现数据包发送/接收、通信资源配置、管理和控制等多种功能，有效满足组建大规模网络的要求，为IP电信网技术的产业化应用奠定技术基础。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为本发明所提供的路由/交换设备的内部组成结构示意图。

具体实施方式

本发明所提供的路由/交换设备是在IP电信网中用于转发和处理数据包的节点设备。它根据IP电信网的特点而专门设计，除了具有常规的数据包接收、发送、交换等功能之外，可以实现对网络通信资源的配置和管理。下面对该路由/交换设备的具体组成和工作原理展开详细的说明。

参见图1所示，用于IP电信网的路由/交换设备包括下列的功能模块：数据包接收/发送模块、数据包交换模块、通信资源配置模块、通信资源管理和控制模块、网管接口模块、数据库模块、电源模块、中央处理模块等。其中，中央处理模块为核心的功能模块，用于实现整体设备的管理和控制。该中央处理模块分别与上述的数据包交换模块、网管接口模块、数据库模块、通信资源配置模块、通信资源管理和控制模块相连接。另外，电源模块也连接中央处理模块，以便为整个路由/交换设备的正常运行提供电力支持。数据包接收/发送模块作为与外部电信网的接口，负责接收和发送数据包。数据包交换模块与该数据包接收/发送模块相连接，用于实现对数据包的处理。通信资源管理和控制模块是用于实施资源管理和控制的功能模块。该模块与数据包接收/发送模块相连接，以通过对数据包接收/发送的控制实现对通信资源的管理。通信资源管理和控制模块通过两种方式实现对通信资源的管理：基于公平算法的方式和基于阈值控制机制的方式。通信资源配置模块与通信资源管理和控制模块相连接，以便实现对网络通信资源的预先配置。关于该通信资源配置模块配置通信资源的具体方法，下文中还将有详细的说明。

上述的路由/交换设备可以在面向连接的工作方式下工作，也可以在不面向连接的工作方式下工作。面向连接的工作方式和不面向连接的工作方式各有其用途。对于面向连接的工作方式而言，数据包的前转依靠的是数据帧中的逻辑信道号，不需要完整的目的地址、源地址和一系列相关参数，所有这一切均在虚电路建立时已经协商好了，因此数据包的报头开销小，传输效率高。但它的缺点在于网络中的每一个节点都要维护一个数据库，网络越大数据库越复杂，导致网络的可扩展性差，很难用于建设大规模的网络。对于不面向连接的工作方式而言，数据包的前转依靠的是数据包中的目的地址。数据包中需要完整的目的地址、源地址和一系列相关的参数，因此报头的开销大，但其优点在于网络的可扩展性好。

在IP电信网系统中，所有的节点设备都具有确定的地址。该地址值中隐含节点势能，根据节点势能即可确定信息传送的默认路由。路由/交换设备中的中央处理模块具有在线或离线配置节点地址的能力和与其直接相连的端口交换节点地址的能力。当路由/交换设备接入网络后，该设备通过它与其它网络路由/交换设备相连的端口，将自己的节点地址通告给所有与它直接相连的路由/交换设备，同时通过这些连接端口接收与它直接相连的路由/交换设备的地址。按照确定的路由生成原则(包括节点序号值大，节点势能低；节点序号值小，节点势能高；节点势能差大优先等)，即可直接确定网络中的默认路由。

在路由/交换设备中设有路由表，该路由表可以保存在中央处理模块中。在工作于面向连接方式时，该路由表用作传送控制信令；在工作于不面向连接方式时，该路由表可用于传送数据。

路由/交换设备中的中央处理模块具有支持和处理双路由的能力。在双路由的情况下，中央处理模块可以根据数据报文的报头中路由标识字段的数值，确定数据报文实际所采用的路由。

此外，路由/交换设备还可以通过中央处理模块的控制实施OAM操作，包括：数据平面性能测试和环回测试等。路由/交换设备的故障检测利用链路层协议来完成。

路由/交换设备中的网管接口模块负责与IP电信网中网络管理设备的接口。在基于IP电信网系统实现的IP承载网中，使用数据平面ID作为唯一的标识来标识和管理一个特定的数据平面。路由/交换设备根据数据平面ID向网络管理设备提供本设备的资源使用状态报告、链路连接状态报告、链路的性能和故障报告等。

在路由/交换设备的数据库模块中，为每一个数据平面ID在节点数据库中设一个数据条目，该条目中至少包含数据平面ID、节点端口号、资源配置值、阈值告警状态、故障状态等。

本路由/交换设备通过通信资源管理和控制模块实现对网络通信资源的管理和控制。当工作在不面向连接方式下时，通信资源管理和控制模块通过数据平面ID(VPN-ID)和组播ID来管理其所有端口的虚链路的资源；当工作在面向连接工作方式下时，通信资源管理和控制模块通过虚电路来管理所有端口的资源。

需要说明的是，虚链路和虚电路是不同的概念。在采用不面向连接的工作方式时，不存在虚电路的概念。虚链路为两点之间由数据平面ID确定的链路。在采用面向连接的工作方式时，虚链路为两点之间由数据平面ID确定的链路，虚链路是该链路上同一个数据平面ID下的虚电路的集合。虚链路资源与虚电路资源的关系与业务类别直接相关。在最高级的业务类别中，虚链路资源为全部虚电路资源之和。在非最高级的业务类别中，虚链路资源为全部虚电路资源之和乘以一个小于或等于1的系数所得的值。

通信资源管理和控制模块对数据平面的节点链路资源有两种管理办法。

第一种是采用阈值控制机制来配置数据平面的链路资源。当数据平面链路的进入报文超过阈值时，该节点即向源地址端发送数据流量超阈值告警报文，所传报文正常转发，相同源地址端的超阈值告警报文发送N次(N为自然数)。当数据平面链路的进入报文超过链路资源值时，该报文将丢弃。这种资源管理方法将适用于传送实时业务的数据平面链路。

当采用阈值控制机制时，首先要确定一个解除阈值告警的值。该值是一个小于阈值的一个整数，其差值将保证不产生阈值告警震荡。在路由/交换设备的数据库模块中，维护一个资源告警事件数据库。数据库中的数据项至少包括：数据平面ID、节点端口号、PTDN网源地址、PTDN网目的地址、业务类别。当该数据平面的链路接收到的数据报文量低于解除阈值告警值，即向曾经因该链路数据报文超过阈值发过阈值告警的所有源地址端发送解除阈值告警信息。

第二种是基于公平算法来配置数据平面的链路资源。这种管理方法不设置阈值。当数据报文进入数据平面的链路后，采用公平算法来丢弃部分报文，以保证报文流量不超过所限定值。这种资源管理方法适用于传送非实时业务的数据平面链路。

通信资源管理和控制模块对每一个数据平面的每一条链路的资源有绝对的管控能力，具有确知资源现状的能力，包括：配置的资源、设定的阈值、阈值告警状况等，并能提供本节点完整的资源配置数据。该通信资源管理和控制模块可以对本节点每一个数据平面中的每一链路资源提供完备的性能审计数据。当路由/交换设备接收到网络管理设备对特定数据平面的审计命令时，该路由/交换设备即向网络管理设备上报该数据平面的全部链路资源状况报告。

为了便于实现清晰高效的资源管理工作，路由/交换设备所控制的不同数据平面之间信息不可任意通达，各自的资源完全独立。非该平面的数据信息不能进入该数据平面，也不能占有该数据平面的资源。不同数据平面的各链路具有独占权，每一个数据平面也不能使用超过其配置值的资源。

路由/交换设备中的通信资源配置模块可以支持两种资源配置模式：网络管理设备直接配置资源模式和通过控制信令配置资源模式。因此，该通信资源配置模块可以有三种配置网络资源的具体方法，即：采用不面向连接工作方式时，由网络管理设备直接配置资源；采用不面向连接工作方式时，通过控制信令配置资源；采用面向连接工作方式时，通过控制信令配置资源。下面分别进行详细的说明。

在不面向连接的工作方式下，由网络管理设备直接配置资源的实现方法为：客户(或某一业务)向网络管理设备提交需建设的虚拟网(即数据平面，下同)各端口间的流量/流向表(该流量/流向表可以组成矩阵形式)和该虚拟网的业务等级，网络管理设备根据物理网的网络拓扑及上述参数计算出该虚拟网的每一条链路所需要的资源，同时网络管理设备为该虚拟网确定并配置本网唯一的数据平面ID(VPN-ID)。在完成了上述工作后，网络管理设备向网内的各路由/交换设备逐一发出包含数据平面ID、路由/交换设备地址、业务等级、资源配置值、资源上阈值界和资源下阈值界等参数的虚链路资源配置命令，路由/交换设备接收到网络管理设备发来的包含数据平面ID的虚链路资源配置命令后，查询本路由/交换设备的数据库模块中对现有通信资源的配置信息，查看在该资源的配置信息中相应端口有无该命令所需的资源。如果配置信息中相应端口有所需的资源，则在数据库模块中为该虚链路的资源配置建立一个新的条目，该条目有：数据平面ID、业务等级、资源配置值、资源上阈值界和资源下阈值界等。路由/交换设备为该虚链路保留资源，并在该数据库模块中相应端口的资源条目中减去相应的资源，在完成了上述操作后，路由/交换设备向网络管理设备发送虚链路资源配置成功的确认响应。当网络管理设备接收到来自所有路由/交换设备的虚链路资源配置成功的确认响应后，该虚拟网建立完成，与此同时虚拟网所需资源也均配置完成。如果路由/交换设备没有足够的资源供本次虚链路的资源要求，路由/交换设备则向网络管理设备发送虚链路资源配置无效的响应，网络管理设备收到虚链路资源配置无效的响应后，本次虚拟网建立失败，网络管理设备向已发送虚链路资源配置成功的确认响应的各路由/交换设备发送取消虚链路命令，路由/交换设备收到在发送取消虚链路命令后，即在数据库模块中删除为该虚链路建立的条目，并恢复相应端口的资源量，同时向网络管理设备发送虚链路撤销的确认响应。

对于“尽力而为”业务等级的虚拟网，资源上阈值界和资源下阈值界不发挥作用，路由/交换设备启动公平算法来处理“尽力而为”业务等级的数据包。

客户(或某一业务)要撤销虚拟网时，客户(或某一业务)向网络管理设备提交虚拟网撤销申请，网络管理设备根据数据平面ID和本虚拟网的拓扑结构，向所有相关的路由/交换设备发送包含数据平面ID和业务等级(或类别)的虚拟网撤销命令，路由/交换设备收到虚拟网撤销命令后，即在数据库模块中删除为该虚拟网建立的条目，恢复相应端口的资源后，向网络管理设备发送虚拟网撤销确认响应；网络管理设备收到所有路由/交换设备发来的虚拟网撤销确认响应后，收回已分配的数据平面ID号，将它放回数据库模块中的数据平面ID资源库内，该虚拟网撤销。

在不面向连接的工作方式下，通过控制平面的信令来配置资源的实现方法为：客户(或某一业务)向网络管理设备提交需建设的虚拟网各端口间的流量/流向表(该流量/流向表可以组成矩阵形式)和该虚拟网的业务等级，网络管理设备为该虚拟网确定并配置本网唯一的数据平面ID(VPN-ID)，根据物理网的网络拓扑，分别向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID(VPN-ID)、业务类别、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界等参数的虚拟网资源配置命令；源地址端路由/交换设备在收到虚拟网资源配置命令后，通过已确定的路由朝着目的地址的方向，向与之直接相连的路由/交换设备发送带有虚拟网编号(即数据平面ID)、业务类别、目的地址、配置定时器时长T、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界等参数的虚拟网资源配置命令，路由/交换设备收到虚拟网资源配置命令后，根据数据平面ID(VPN-ID)和业务类别去查找数据库模块中的出端口资源条目，是否有资源使用纪录的条目，如果没有则增加一个新条目，资源值为：资源值＝0+a×本次资源配置值)，其中a是小于或等于1的值，与业务类别相关，具体数值通过网络规划来确定。如果有，则在原纪录上加上本次资源配置的资源值(纪录的资源值＝原资源值+a×本次资源配置值)。同时在出端口总资源条目中减去该数值(出端口总资源＝出端口总资源-a×本次资源配置值)。设置本节点的定时器的时长T’＝T-N，随后，该路由/交换设备向与之直接连接向着源地址方向的节点，发送资源配置正在进行中的命令；并朝着目的地址的方向通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送带有虚拟网编号(数据平面ID)、业务类别、目的地址、配置定时器时长T-N、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界等参数的虚拟网资源配置命令，按此过程，将虚拟网资源配置命令发到目的路由/交换设备。当目的路由/交换设备收到虚拟网资源配置命令，确认拥有资源可以满足本次资源配置后，目的路由/交换设备向源路由/交换设备发送虚拟网资源配置成功的响应，沿途路由/交换设备收到虚拟网资源配置成功的响应后，对已经使用的资源和配置的资源进行确认，定时器复位，将虚拟网资源配置成功的响应朝着源地址方向发送给与它直接相连的路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚拟网资源配置成功的响应，向网络管理设备发送本路由/交换设备的虚拟网资源配置完成响应，网络管理设备收到所有源地址端路由/交换设备发送来的虚拟网资源配置完成响应，虚拟网建立完成。如果路由/交换设备的资源不足，无法满足本次资源配置，路由/交换设备就向源地址方向直接相连的节点发送带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚拟网资源配置失败响应，源地址方向与之直接相连的节点收到带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚拟网资源配置失败响应，释放已配置的资源，在数据库模块的相应条目中进行改动，定时器复位，路由/交换设备就向源地址方向直接相连的节点发送带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚拟网资源配置失败响应；按此过程，将虚拟网资源配置失败响应发到源地址端路由/交换设备。从源地址端路由/交换设备到目的地址端路由/交换设备中的任何路由/交换设备的定时器超时，路由/交换设备就向源地址方向直接相连的节点发送带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚拟网资源配置失败响应，虚拟网配置失败。

在面向连接的工作方式下，配置资源的方法只有一种，即用控制平面的信令来建立虚电路，同时解决虚电路的资源配置问题。具体过程如下：网络管理设备根据物理网的网络拓扑，分别向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID(VPN-ID)、业务类别、源地址、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界等参数的建立虚电路的命令；源地址端路由/交换设备在收到建立虚电路命令后，根据目的地址路由/交换设备从数据库模块中的出端口逻辑信道号库中提取尚未使用的逻辑信道号，从数据库模块中出端口的资源库中扣除该虚电路需要的资源；然后，将源地址、目的地址、资源配置值和逻辑信道号的关联关系写入数据库模块中；再通过已确定的路由朝着目的地址的方向，向所直接相连的节点发送包含数据平面ID(VPN-ID)、业务类别、源地址、目的地址、逻辑信道号、配置定时器时长T、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界等参数的建立虚电路命令；路由/交换设备收到建立虚电路命令，根据源地址、目的地址，从路由/交换设备的数据库模块中得到出端口号，根据出端口号，从路由/交换设备的数据库模块中的逻辑信道号池中提取可用的下一跳的逻辑信道号，从数据库模块中的出端口的资源库中扣除该虚电路需要的资源；然后，将源地址、目的地址、入端口、入端口逻辑信道号、出端口、出端口逻辑信道号、资源配置值的关联关系写入路由/交换设备的数据库模块中；根据出端口号、数据平面ID(VPN-ID)和业务类别去查找数据库模块中的出端口资源条目，是否有资源使用纪录的条目，如果没有，则增加一个新条目，该条目中的资源值为：资源值＝0+a×本次资源配置值，其中a是小于或等于1的值，与业务类别有关，具体数值通过网络规划来确定。如果有资源使用纪录的条目，则在原纪录上加上本次资源配置的资源值(纪录的资源值＝原资源值+a×本次资源配置值)。同时在出端口总资源条目中减去该数值(出端口总资源＝出端口总资源-a×本次资源配置值)。设置本节点的定时器的时长T’＝T-N，随后，该节点向与之直接连接向着源地址方向的节点，发送建立虚电路正在进行中的命令；并朝着目的地址的方向通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送包含数据平面ID(VPN-ID)、业务类别、目的地址、配置定时器时长T-2N、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界等参数的建立虚电路命令，按此过程，将建立虚电路命令发到目的地址端路由/交换设备。当目的地址端路由/交换设备收到建立虚电路命令，确认本路由/交换设备拥有资源可以满足本次虚电路建立后，目的地址端路由/交换设备向源地址端路由/交换设备发送虚电路建立完成的响应，沿途路由/交换设备收到虚电路建立完成的响应后，对已用的资源和配置的资源进行确认，定时器复位，将虚电路建立完成的响应朝着源地址方向发送给与它直接相连的路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚电路建立完成的响应，向网络管理设备发送本源地址端路由/交换设备的虚电路建立完成的响应，网络管理设备收到所有源地址端路由/交换设备发送来的虚电路建立完成的响应，虚拟网建立完成。如果节点的资源不足无法满足本次资源配置，或定时器超时，路由/交换设备就向源地址方向直接相连的节点发送带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚电路建立失败响应，源地址方向直接相连的节点收到带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚电路建立失败响应，释放已配置的资源，在数据库模块的相应条目中进行改动，定时器复位，路由/交换设备就向源地址方向直接相连的节点发送带有源地址、目的地址、路由/交换设备地址的虚电路建立失败响应；按此过程，将虚电路建立失败响应发到源地址端路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚电路建立失败响应后，向网络管理设备发送虚电路建立失败响应，本次虚电路建立失败。

需要说明的是，在上述的配置资源过程中，管理平面的资源配置命令的优先级高于控制平面的资源配置命令。因此，已经用控制平面完成的资源配置，可以通过管理平面来改动。资源配置的最后决定权取决于网络管理设备的人工干预。

上面对本发明所述的IP电信网系统路由/交换设备及其资源配置方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种IP电信网系统的路由/交换设备，其特征在于包括：

数据包接收/发送模块，用于接收和发送数据包；

数据包交换模块，用于对所述数据包进行处理；

通信资源配置模块，用于采用网络管理设备直接配置资源模式或通过控制信令配置资源模式对所述路由/交换设备的资源进行配置；

通信资源管理和控制模块，用于管理所述路由/交换设备的资源；

网管接口模块，用于实现与网络管理设备的接口；

中央处理模块，用于对所述路由/交换设备进行管理和控制；

数据库模块和电源模块；

其中，所述中央处理模块分别与所述数据包交换模块、网管接口模块、数据库模块、电源模块、通信资源配置模块、通信资源管理和控制模块相连接，所述数据包交换模块与所述数据包接收/发送模块连接，所述数据包接收/发送模块与所述通信资源管理和控制模块连接，所述通信资源管理和控制模块与所述通信资源配置模块连接；

在网络管理设备直接配置资源模式中，所述路由/交换设备接收到所述网络管理设备发来的虚链路资源配置命令后，查看相应端口有无该命令所需的资源；如果所述路由/交换设备的相应端口有所需的资源，则在所述数据库模块中为该虚链路的资源配置建立一个包含数据平面ID、业务等级、资源配置值、资源上阈值界和资源下阈值界的条目；否则向所述网络管理设备发送虚链路资源配置无效的响应；所述路由/交换设备为所述虚链路保留资源，并在所述数据库模块中相应端口的资源中减去相应的资源；

在通过控制信令配置资源模式中，所述路由/交换设备工作在不面向连接方式下时，网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界的虚拟网资源配置命令，源地址端路由/交换设备通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送虚拟网资源配置命令，直至发到目的地址端路由/交换设备；目的地址端路由/交换设备收到所述虚拟网资源配置命令，确认拥有资源可以满足本次资源配置后，向源地址端路由/交换设备发送虚拟网资源配置成功的响应；

在通过控制信令配置资源模式中，所述路由/交换设备工作在面向连接方式下时，所述网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、源地址、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界的建立虚电路命令；源地址端路由/交换设备通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送所述建立虚电路命令，直至发到目的地址端路由/交换设备；目的地址端路由/交换设备收到所述建立虚电路命令，确认拥有资源可以满足本次虚电路建立后，向源地址端路由/交换设备发送虚电路建立完成的响应。

2.如权利要求1所述的路由/交换设备，其特征在于：

当工作在不面向连接方式下时，所述通信资源管理和控制模块通过数据平面ID和组播ID来管理所有端口的虚链路资源；当工作在面向连接工作方式下时，所述通信资源管理和控制模块通过虚电路和虚链路来管理所有端口的资源。

3.一种IP电信网系统的资源配置方法，基于如权利要求1所述的路由/交换设备实现，所述路由/交换设备工作在不面向连接方式下，由网络管理设备直接进行资源配置，其特征在于：

(1)所述路由/交换设备接收到网络管理设备发来的虚链路资源配置命令后，查询本路由/交换设备的数据库模块，查看相应端口有无该命令所需的资源；

(2)如果所述路由/交换设备的相应端口有所需的资源，则在数据库模块中为该虚链路的资源配置建立一个包含数据平面ID、业务等级、资源配置值、资源上阈值界和资源下阈值界的条目；否则向所述网络管理设备发送虚链路资源配置无效的响应；

(3)所述路由/交换设备为所述虚链路保留资源，并在所述数据库模块中相应端口的资源中减去相应的资源；

(4)在完成了上述操作后，所述路由/交换设备向所述网络管理设备发送虚链路资源配置成功的确认响应。

4.如权利要求3所述的IP电信网系统的资源配置方法，其特征在于：

在进行资源配置之前，首先向所述网络管理设备提交需建立的虚拟网各端口间的流量/流向表和该虚拟网的业务等级，网络管理设备根据网络拓扑及参数计算出该虚拟网的每一条虚链路所需要的资源，同时为该虚拟网配置唯一的数据平面ID，所述网络管理设备由此生成所述虚链路资源配置命令。

5.如权利要求3所述的IP电信网系统的资源配置方法，其特征在于：

所述步骤(2)中，如果虚拟网资源配置无效，则所述网络管理设备向所述路由/交换设备发送取消虚链路命令，所述路由/交换设备收到所述取消虚链路命令后，在所述数据库模块中删除为该虚链路建立的条目，并恢复相应端口的资源量，向所述网络管理设备发送虚链路撤销确认响应。

6.一种IP电信网系统的资源配置方法，基于如权利要求1所述的路由/交换设备实现，所述路由/交换设备工作在不面向连接方式下，通过控制平面的信令进行资源配置，其特征在于：

(1)网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界的虚拟网资源配置命令；

(2)所述路由/交换设备收到所述虚拟网资源配置命令后，根据数据平面ID和业务类别查找数据库模块的出端口资源条目，如果没有资源使用纪录的条目，则增加一个新条目，如果有资源使用纪录的条目，则在原纪录上加上本次资源配置的资源值，同时在出端口总资源条目中减去该资源值，并设置定时器的时长；

(3)所述路由/交换设备朝着目的地址的方向通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送所述虚拟网资源配置命令，由此将所述虚拟网资源配置命令发到目的地址端路由/交换设备；

(4)所述目的地址端路由/交换设备收到所述虚拟网资源配置命令，确认拥有资源可以满足本次资源配置后，向所述源地址端路由/交换设备发送虚拟网资源配置成功的响应，沿途路由/交换设备收到虚拟网资源配置成功的响应后，对已用的资源和配置的资源进行确认，定时器复位，将虚拟网资源配置成功的响应朝着源地址方向发送给与它直接相连的路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚拟网资源配置成功的响应后，向网络管理设备发送虚拟网资源配置完成响应。

7.如权利要求6所述的IP电信网系统的资源配置方法，其特征在于：

如果某一个路由/交换设备无法满足本次资源配置，所述路由/交换设备向源地址方向直接相连的上一个节点发送虚拟网资源配置失败响应，源地址方向与之直接相连的节点收到所述虚拟网资源配置失败响应，释放已配置的资源，在数据库模块的相应条目中进行改动，定时器复位，由此将虚拟网资源配置失败响应发到源地址端路由/交换设备。

8.如权利要求6所述的IP电信网系统的资源配置方法，其特征在于：

如果从源地址端路由/交换设备到目的地址端路由/交换设备中的任何路由/交换设备的定时器超时，则所述路由/交换设备向源地址方向直接相连的上一个节点发送虚拟网资源配置失败响应，虚拟网配置失败。

9.一种IP电信网系统的资源配置方法，基于如权利要求1所述的路由/交换设备实现，所述路由/交换设备工作在面向连接方式下，通过控制平面的信令进行资源配置，其特征在于：

(1)网络管理设备根据网络拓扑向源地址端路由/交换设备发送包含数据平面ID、业务类别、源地址、目的地址、资源配置值、资源配置值上阈值界和资源配置值下阈值界的建立虚电路命令；

(2)所述路由/交换设备收到建立虚电路命令，根据源地址和目的地址从数据库模块中得到出端口号，根据所述出端口号从所述数据库模块的逻辑信道号池中提取可用的下一跳的逻辑信道号，并从数据库模块中出端口的资源库中扣除该虚电路需要的资源；然后将源地址、目的地址、入端口、入端口逻辑信道号、出端口、出端口逻辑信道号、资源配置值的关联关系写入数据库模块中；

(3)所述路由/交换设备根据所述出端口号、数据平面ID和业务类别查找所述数据库模块的出端口资源条目，如果没有则增加一个新条目，如果有资源使用纪录的条目，则在原纪录上加上本次资源配置的资源值，同时在出端口总资源条目中减去该数值；

(4)所述路由/交换设备设置定时器的时长，随后向与之直接连接的源地址方向的节点发送建立虚电路正在进行中的命令；并朝着目的地址的方向通过已确定的路由，向与本节点直接相连的下一个节点发送建立虚电路命令，通过此过程将建立虚电路命令发到目的地址端路由/交换设备；

(5)所述目的地址端路由/交换设备收到建立虚电路命令，确认本设备拥有资源可以满足本次虚电路建立后，向源地址端路由/交换设备发送虚电路建立完成的响应，沿途路由/交换设备收到虚电路建立完成的响应后，对已用的资源和配置的资源进行确认，定时器复位，将虚电路建立完成的响应朝着源地址方向发送给与它直接相连的路由/交换设备，源地址端路由/交换设备收到虚电路建立完成的响应，向网络管理设备发送本源地址端路由/交换设备的虚电路建立完成的响应，网络管理设备收到所有源地址端路由/交换设备发送来的虚电路建立完成的响应，虚拟网建立完成。

10.如权利要求9所述的IP电信网系统的资源配置方法，其特征在于：

如果某一路由/交换设备的资源无法满足本次资源配置或定时器超时，该路由/交换设备向源地址方向直接相连的路由/交换设备发送虚电路建立失败响应，源地址方向直接相连的路由/交换设备收到虚电路建立失败响应，释放已配置的资源，在数据库模块的相应条目中进行改动，定时器复位，按此过程将虚电路建立失败响应发到源地址端路由/交换设备。

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