CN101714944A - 用于恢复网络中的连接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在网络中特别是在电信网络中恢复连接的方法，该网络被提供有数据面、控制面和多个节点，该方法包括：检测并定位网络内的故障(F)，确定受影响的连接，选择可用于恢复所述故障连接的替代路径，用所选替代路径替换受影响的连接的额定路径以便实现所述连接。为了对连接恢复进行优化，使用故障邻近节点中的控制面单元来检测故障(F)，确定受影响的连接，定义受影响连接的列表并根据优先级和带宽对该列表进行排序，并且在控制面中发出该列表；使用额定路径的终端网络节点(1)中的控制面单元(CPE)来接收已排序的列表，并且开始按已排序的连接列表的顺序用所选择的替代路径来替换受影响的连接的额定路径。

Description

用于恢复网络中的连接的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在网络中特别是在电信网络中恢复连接的方法，所述网络被提供有数据面、控制面和多个节点，该方法包括：
-检测并定位网络内的故障，
-确定受影响的连接，
-选择可用于恢复所述故障连接的替代路径，
-用所选的替代路径替换所述受影响的连接的额定路径，以便实现所述连接。
此外，本发明涉及网络的控制面单元、网络、处理器程序产品和存储该处理器程序产品的存储装置。
背景技术
像任何其他系统一样，网络特别是电信网络容易发生故障。
当网络内发生故障时，必须尽快从故障中恢复。
在工作网络中，在同一时间存在多个活跃的若干连接，并且这些连接中的每个都具有该网络内的额定路径。故障可能影响某些活跃的连接。受故障影响的连接需要被恢复。
根据现有技术的方法，出故障的连接的恢复独立于网络内的不同源节点。在几乎满负荷使用的网络中，可能会出现许多问题。
因为受影响的连接可能具有不同的优先级，所以可能出现低优先级路径在高优先级路径之前被恢复。这会导致低优先级路径被高优先级路径先占，导致遇忙返回(crankback)的情况，并由此导致对低优先级路径的多次恢复。
此外，受影响的连接可能具有不同带宽，即使它们具有相同的优先级。在低带宽连接先被建立的情况下，备用路径被分段。这可能导致用于高带宽连接的资源不足，于是高带宽连接不能被恢复。
因特网工程任务组(IETF)一直在开展该领域中的标准化工作。IETF RFC 2205、3209和3473定义了故障通告以将受影响的连接(特别是标记交换路径(LSP))的列表通知源节点，但是没有采取任何优化以按优化的方式执行恢复。
本发明所要解决的问题是优化网络中特别是电信网络中的连接恢复。
发明内容
本发明通过以下方式来解决该问题
-使用故障邻近节点的控制面单元来检测故障，确定受影响的连接，定义受影响连接的列表并根据优先级和带宽对该列表进行排序，并且在控制面中发送该列表。
-通过使用受影响的额定连接中的终端网络节点中的控制面单元接收已排序的列表，并且开始按已排序的列表的顺序用所选择的备用路径来替换受影响的连接的额定路径。
根据本发明，按照给定方式根据优先级和带宽对受影响的连接进行排序。按照已排序的列表的序列顺序来触发恢复。这使对低优先级连接的恢复动作达到最小，因为先建立高优先级连接。同样，它使得由于低带宽连接先于高带宽请求的原因造成的链路资源的分段达到最小。通过这种方式替代了用尝试错误(trial-and-error)的方式进行的恢复，处理序列被优化，使得因先占造成的遇忙返回的情况或因为小带宽连接阻止网络复用器建立高带宽造成的阻断引起的资源短缺的情况达到最小。因此，多个重新路由动作也被减到最少。总之，这种方法从本地源节点的范围看优化了恢复性能。通过使用故障邻近节点的控制面单元，可以快速地在故障附近组织恢复序列。这减少了与故障有关的信息传送和整个恢复时间。
在优选的实施例中，受影响的连接的列表可以首先根据优先级其次根据带宽来进行排序。这意味着除了根据优先级按高优先级优先对受影响的连接进行排序之外，具有相同优先级的所有连接还可以按照高带宽优先的递减次序针对带宽进行排序。因此具有最高优先级和在它的优先级水平内的最高带宽的连接首先被恢复。
优选地，每个受影响的终端网络节点可以创建并发送仅包括那些属于所述受影响的终端网络节点的受影响的连接的已排序列表。因此，用于恢复的数据被降到最少。
如果故障发生在作为一组并行链路的一部分的链路中，则在另一非常有利的实施例中，可以识别所述受影响的连接中的哪些可以通过相同组内的所述并行链路中的至少之一来恢复，并且可以本地地，特别是通过使用故障邻近节点中的控制面单元，恢复所述识别出的受影响的连接，而那些不能通过相同组内的所述并行链路之一恢复的那些受影响的连接可以在所述列表中进行排序并按所述列表的顺序来进行替换。由此，由两个邻近节点之间的一组并行链路形成了一个组。采用这种方式，可以通过使用将路径重新指向并行链路中的至少一个的本地恢复机制来容易且快速地恢复多个连接。通过这种方式，使用了在两个邻近节点之间的并行链路中的可用容量。这防止了在仅单个链路发生故障的情况下将整组链路排除在外(现有技术的方法就是这种情况)。大体上，受影响的连接基本可以分成两组：
a)可以借助故障链路的相同组内的并行链路来进行恢复的连接。取决于受影响的连接的数量和带宽以及该组内的剩余容量，受影响的连接中的全部或仅某些连接可以被本地地恢复。通常，具有最高优先级和带宽的连接将被放进该群中，直到达到该链路组的容量限制为止。通过在至少一个单条链路上使用像快速重新路由(旁路)之类的机制，可以容易地处理在两个邻近节点之间的本地恢复。优选地，两个并行链路可以被用于本地恢复。当使用时分复用(TDM)时本地恢复也是可能的。
b)根据本发明，剩余的受影响的连接可以在所述列表中进行排序，并根据该方法进行恢复。
为了加速恢复，根据进一步改进的实施例，那些可以在并行链路上恢复的受影响的连接的恢复独立于所述已排序的列表。这具有如下优点，即本地恢复和基于已排序列表的恢复可以基本上同时执行。
本发明的控制面单元适合于检测网络内的故障，确定受影响的连接，定义受影响的连接的列表并根据优先级和带宽对受影响的连接的列表进行排序，以及在控制面中发送出该列表。
本发明的网络包括多个控制面单元，其适合于检测网络内的故障，确定受影响的连接，定义受影响的连接的列表并根据优先级和带宽对受影响的连接的列表进行排序，以及在控制面中发送出该列表。
附图说明
为了更好地理解本发明并理解如何实现本发明，现在参考仅作为示例的方式给出的附图，其中
图1示意性地说明简化的电信网络；
图2示意性地说明用于图1的网络中的所有节点的电信网络装置；
图3示意性地说明用于恢复图1的网络中的连接的方法的流程图。
具体实施方式
图1中的电信网络包含七个节点(它们分别被标记为1、2、3、4、5、6、7)、十条单个链路(也即1-5、1-2、2-5、2-7、5-3、5-6、6-3、6-4、3-4和7-4)以及三个并行链路构成的一个组2-3。
该网络基于通用多协议标记交换协议(GMPLS)。因此，该网络被划分成数据面和控制面。在数据面中，发生数据流的传送和交换。控制面负责资源管理。GMPLS由若干协议组成，这些协议包括路由协议(例如OSPF-TE，开放最短路径优先-流量工程)、链路管理协议(LMP)、以及预留/标签分布协议(例如RSVP-TE，资源预留协议-流量工程)。
每个节点1到7具有图2中所示的装置。该装置包括数据面单元DPE、控制面单元CPE和存储器单元ME，这些单元是互连的。数据面单元DPE还通过图1中示出的链路链接到网络中的其他数据面单元DPE。控制面单元CPE还通过未在图1中示出的控制面通信链接到网络中的其他控制面单元CPE。分布式控制面可以例如通过诸如基于以太网的LAN或WAN之类的专用数据网络实现互连。可选地，控制面流量可以通过数据面的链路进行交换，例如通过不同波长或使用诸如DCC字节(数据控制信道)之类的专用开销字节来实现。
在控制面内，关于网络的拓扑和配置的信息可以在控制面单元CPE之间交换。这种交换是通过OSPF-TE路由协议执行的。也可以使用诸如IS-IS之类的其他路由协议。每个存储器单元ME在本地流量工程数据库中存储整个网络的拓扑和配置。
本发明的方法用于在提供有数据面和分布式控制面的电信网络中恢复连接。
连接对应于网络内的额定路径，并且通常如果不存在任何故障，则该连接通过该额定路径来实现。
显然，当这种连接由于网络中的故障被中断时，需要恢复连接。为此，该网络包含处理器程序产品，其包括适于实现用于恢复连接的方法的程序代码部分，该处理器程序产品借助存储器单元ME进行存储并且其可以借助控制面单元CPE和数据面单元DPE来执行。
用于恢复连接的方法规定，每个控制面单元CPE具有独立选择备用路径的能力，该备用路径至少部分地与所述额定路径分离。删除路径段，供应路径段以及维持路径段可以由网络的控制面中的控制面单元CPE通过控制面信令协议来执行。参考图2，作为电信网络中的控制面单元CPE与其他控制面单元CPE之间的通信的结果，源节点1中的控制面单元CPE进行关于删除、供应或维持路径段的判决；这种通信是通过RSVP-TE信令协议执行的。也可以使用其他信令协议。
参考图1中的例子，通过使用额定链接支路1-2-3-4的额定路径，在终端网络节点1与4之间建立多个具有不同优先级和带宽的连接。例如，节点1是源节点，而节点4是接收节点。
假设以下链接支路可以由控制面单元CPE通过计算来选择：
额定链接支路1-2-3-4；
备用链接支路1-5-3-4，针对在节点2、链路1-2和/或链路组2-3中出现故障的情况；
备用链接支路1-2-7-4，针对在节点3、链路组2-3和/或链路3-4中出现的故障的情况；
备用链接支路1-5-2-3-4，针对在链路1-2中出现故障的情况；
备用链接支路1-2-5-3-4，针对在链路组2-3中出现故障的情况；
备用链接支路1-2-3-6-4，针对在链路3-4中出现故障的情况。
图3示出故障F发生在链路组2-3中的一个链路上的情况下用于恢复连接的流程图。
恢复过程始于步骤10，其中通过邻近节点2中的数据面单元DPE检测到网络中的故障F。
在步骤12，通过邻近节点2中的控制面单元CPE确定受影响的连接。
在步骤14，通过邻近节点2中的控制面单元CPE识别受影响的连接中的那些可以通过使用链路组2-3内的完好的并行链路之一本地地恢复的受影响的连接。
在步骤16中，通过使用邻近节点2中的数据面单元DPE，本地地恢复那些可以被本地地恢复的受影响的连接。
在步骤18中，通过节点2中的控制面单元CPE首先根据优先级其次根据带宽，对那些不能通过使用链路组2-3内的并行链路之一本地地恢复的受影响的连接进行排序。对已排序的列表的定义独立于本地恢复连接而发生。然而，被本地地恢复的连接也可以被放到该列表上但带有特殊记号，以避免重新开始对它们的恢复。
在步骤20中，由节点2中的控制面单元CPE在控制面中将已排序的列表发送给源节点1中的控制面单元CPE。
在步骤22中，通过使用源节点1中的控制面单元CPE来计算出备用路径。按照已排序的列表中的次序，通过上述的所选择的链接支路，由源节点1中的数据面单元CPE在数据面中发起对剩余的受影响的连接的额定路径的替换。接着，恢复过程结束，并且再次从步骤10开始，其中通过节点1到7的控制面单元CPE中的至少一个检测另外的故障。
所述网络以及用于恢复网络中的连接的方法还可以用于除电信之外的其他应用。
应该理解，图1和图2仅仅是示意性的例子，以及通常电信网络包括多种不同类型和体系结构的装置。例如，实际的网络单元可以具有数百或者甚至数千个网络节点接口。
作为节点1和节点4的替代或者补充，其他节点2到6中的每一个均可以充当不同连接的源节点和/或接收节点。本发明还可以用于具有若干源节点的网络。此外，若干连接可以同时通过不同的额定路径来实现。由此，每个源节点可能同时充当故障邻近节点或者用于其他源节点的额定路径的接收节点。
一条链路中的故障实际上会影响不同的终端网络节点之间的大量额定路径，其中每个终端网络节点常常具有通向不同的其他终端网络节点的多条额定路径。故障邻近节点向发生故障的额定路径的每个终端网络节点发送仅包括它自己的受影响的额定路径的已排序列表。因此，每个受影响的终端网络节点仅接收它自己的待恢复的发生故障的连接的列表。
有可能并非所有节点都包含用于恢复的所有特征。有可能仅仅源节点包含用于存储针对连接的恢复信息的存储器单元ME。
此外，并非网络中的所有节点都必须具有控制面单元CPE。不具有控制面单元的那些节点对于GMPLS而言是透明的。
恢复过程的各步骤的次序还可以与图3中所描述的不同。某些步骤还可以被同时执行。例如，本地恢复和根据已排序的列表的恢复可以被同时执行。
取代将带标记的本地恢复的连接放在已排序列表的上，关于本地恢复的连接的信息还可以独立于已排序的列表，由邻近节点发送给源节点。
作为故障邻近节点2的替代或者补充，在所述网络中一个或多个其他故障邻近节点(例如节点3)可以执行恢复过程中的步骤10到20。

Claims (6)

1.一种用于在网络中特别是在电信网络中恢复连接的方法，所述网络被提供有数据面、控制面和多个节点(1、2、3、4、5、6、7)，所述方法包括：
-检测并定位所述网络内的故障(F)，
-确定受影响的连接，
-选择可用于恢复所述受影响的连接的替代路径(1-5-3-4、1-2-7-4、1-5-2-3-4、1-2-5-3-4、1-2-3-6-4)，
-用所选的替代路径(1-5-3-4、1-2-7-4、1-5-2-3-4、1-2-5-3-4、1-2-3-6-4)替换所述受影响的连接的额定路径(1-2-3-4)，以便恢复所述受影响的连接，
所述方法的特征在于：
-通过使用故障邻近节点(2)中的控制面单元(CPE)定义一个或多个受影响的连接的列表并且根据优先级和带宽来对所述列表进行排序，并且在控制面中发送出所述列表，
-通过使用所述受影响的额定路径(1-2-3-4)的终端网络节点(1)中的控制面单元(CPE)接收所述已排序的受影响的连接的列表，并且开始按所述已排序的连接的列表中所指示的顺序，用所选择的替代路径(1-5-3-4、1-2-7-4、1-5-2-3-4、1-2-5-3-4、1-2-3-6-4)来替换所述受影响的连接的额定路径(1-2-3-4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中首先根据优先级并且其次根据带宽来对所述受影响的连接的列表进行排序。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中对于每个受影响的终端网络节点(1)，创建并发送仅包括属于所述受影响的终端网络节点(1)的那些受影响的连接的已排序列表。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的方法，其中如果所述故障发生在作为一组并行链路(2-3)的一部分的链路中，则识别出所述受影响的连接中的哪些可以通过同组(2-3)内的所述并行链路中的至少一个链路来进行恢复，并且本地地尤其是通过使用所述故障邻近节点(2)中的控制面单元(CPE)来恢复所述识别出的受影响的连接，以及不能由同组(2-3)内的所述并行链路之一进行恢复的那些受影响的连接在所述列表中进行排序，并按所述列表的顺序来进行替换。
5.根据权利要求4所述的方法，其中可以由并行链路来进行恢复的那些受影响的连接独立于所述列表的排序顺序来进行恢复。
6.用于具有数据面和控制面的网络特别是电信网络的控制面单元(CPE)，其特征在于：
其适合于检测所述网络内的故障(F)，确定受影响的连接，定义一个或多个受影响的连接的列表并根据优先级和带宽对该列表进行排序，并且在控制面中发送出所述列表。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100526