CN101931583B

CN101931583B - 域路由信息生成方法、装置以及路径计算方法、装置

Info

Publication number: CN101931583B
Application number: CN200910108099A
Authority: CN
Inventors: 鲍远林; 张飞
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: CN101931583A

Abstract

本发明公开了基于路径计算单元的域路由信息生成方法、装置以及路由计算方法、装置，所述方法包括：在路径计算单元间相互通告路由更新消息，对于不具备跨域计算能力的路径计算单元，直接转发收到的所述路由更新消息；对于具备跨域计算能力的路径计算单元，对需要转发的路由更新消息，添加自身所在域的域标识后继续转发；所述路由更新消息在转发全过程中添加的全部域标识构成为归属于一个路由前缀下的域序列；各个路径计算单元根据收到的路由更新消息，生成域路由信息，所述域路由信息指示了每一个路由前缀下的至少一个域序列。本发明既适用于BGP协议网络，也可以适用于不使用BGP协议的网络，扩展了路径计算的场景应用。

Description

域路由信息生成方法、装置以及路径计算方法、装置

技术领域

本发明涉及计算机网络，更具体而言，涉及到基于路径计算单元的域路由信息生成方法、装置以及路由计算方法、装置。

背景技术

路径计算单元PCE(path computation element)是有能力计算其在自治系统AS(autonomous system)中知道的任何节点之间的路径的实体，它可以集成在路由器内部，也可以作为一个单独的实体存在于网络中，还可以同网管系统集成在一起。PCE之所以特别有用是因为它们更加了解它们的AS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(Label Switching Router，标签交换路由器)可能作为路径计算客户端PCC(path computation client)工作。PCC被配置用于向PCE发送路径计算请求并接受带有计算出的路径的响应，该响应可能考虑了来自其他PCC的其他请求。另外需要注意的是当一个PCE向另一个PCE发送请求时，它充当PCC。PCC同PCE之间交互的信息可以通过内部接口实现，也可以通过PCC、PCE之间的通信协议交互。PCC、PCE之间的通信协议示例可以在2009年3月的题为“Path Computation Element(PCE)Communication Protocol(PCEP)”的RFC5440中找到，据此通过引用将此文档的全部内容整体上结合与此。PCC可以通过管理员的预配置或者利用PCE发现(PCED)消息(“通告”)而得知PCE的存在，所述PCED消息是从PCE在其区域内或者穿过整个AS发送的，用于通告其服务。PCED的消息可以包括PCE的地址和PCE能力的指示等等，PCE能力例如是计算本地路径、区域间路径、AS间路径、多域路径、多样路径等等的能力。PCED消息的示例在2008年1月的题为“OPSF Protocol Extensions for Path ComputationElement(PCE)Discovery”的RFC5088及同时发布的题为“IS-IS ProtocolExtensions for Path Computation Element(PCE)Discovery”的RFC5089中有所描述，据此通过引用将此文档的全部内容整体上结合与此。

穿越AS边界时出现的一个困难在于头端LSR处的路径计算需要头端和尾端LSR之间整个网络上的资源和网络拓扑的知识。然而，在穿越AS边界时，服务提供商通常不彼此共享该信息。头端LSR和任何单个PCE都不具有足够的知识来计算路径。鉴于此，为了计算域间流量工程标签交换路径(TE-LSP)，需要MPLS(Multiple Protocol Label Switch，多协议标签交换)流量工程路径计算技术。

PCE的使用已经适合于创建分布式PCE体系结构，以便扩展MPLS TE LSP穿过AS边界。这种分布式体系结构的示例在2006年8月发布的题为“A PathComputation Element(PCE)-Based Architecture”的RFC4655中有所描述，据此通过引用将此文档的全部内容整体上结合与此。在分布式的PCE体系结构中，计算路径所需的可见性被扩展到相邻AS之间，从而使得多个PCE能够通过在保持AS之间的机密性的同时交换虚拟最短路径树(VSPT)来协作计算穿越多个AS的路径。

当我们要计算一个TE-LSP时，首先需要找到穿过的AS的顺序关系，这样我们才能通过这些AS内的PCE来完成一条TE-LSP的计算。现有的解决方案是把PCE功能内嵌在自治系统边界路由器(ASBR)内部，PCE可以利用ASBR上的边界网关协议(BGP)路由表来获取到目的节点的域路由序列，路径计算基于这个域路由序列展开。然而这个方案只是适用于数据网络，光网络中并不运行BGP协议，因而应用场景受限。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种基于路径计算单元的域路由信息生成方法、装置，用于扩展现有的路径计算应用场景，使得即使在没有运行BGP协议的网络中，仍然能够获取域路由序列，从而可供路径计算使用。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于上述域路由信息生成方法、装置的路径计算方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种基于路径计算单元的域路由信息生成方法，包括：

在路径计算单元间相互通告路由更新消息，对于不具备跨域计算能力的路径计算单元，直接转发收到的所述路由更新消息；对于具备跨域计算能力的路径计算单元，对需要转发的路由更新消息，添加自身所在域的域标识后继续转发；所述路由更新消息在转发全过程中添加的全部域标识构成为归属于一个路由前缀下的域序列；

各个路径计算单元根据收到的路由更新消息，生成域路由信息，所述域路由信息指示了每一个路由前缀下的至少一个域序列。

在上述方法的一种实施例中，对一个路由前缀下的多个域序列，如果一个域序列是另一个域序列的超集序列，则将该超集序列删除。

在上述方法的一种实施例中，对一个路由前缀下的多个域序列，按预定的域序列保留数量，保留域标识数量最少的一个或多个域序列。

在上述方法的一种实施例中，所述路由更新消息采用TLV编码格式。

本发明还公开了一种应用上述方法的域间流量工程路径计算方法，包括如下步骤：

根据目的节点确定其路由前缀；

根据所述域路由信息，利用目的节点的路由前缀所对应的一个或多个域序列，计算出到目的节点的域间流量工程路径。

本发明还公开了一种基于路径计算单元的域路由信息生成装置，包括：

消息处理模块，用于在路径计算单元间相互通告路由更新消息，对于不具备跨域计算能力的路径计算单元，直接转发收到的所述路由更新消息；对于具备跨域计算能力的路径计算单元，对需要转发的路由更新消息，添加自身所在域的域标识后继续转发；所述路由更新消息在转发全过程中添加的全部域标识构成为归属于一个路由前缀下的域序列；

信息生成模块，用于根据收到的路由更新消息，生成域路由信息，所述域路由信息指示了每一个路由前缀下的至少一个域序列。

本发明还公开了一种应用上述装置的域间流量工程路径计算装置，包括：

路由前缀确定模块，用于根据目的节点确定其路由前缀；

路径计算模块，用于根据所述域路由信息，利用目的节点的路由前缀所对应的一个或多个域序列，计算出到目的节点的域间流量工程路径。

本发明通过在PCE之间相互通告路由更新消息，在路由更新消息的转发过程中，对于不具备跨域计算能力的PCE，则消息被直接转发，对于具备跨域计算能力的PCE，如果该消息需要转发，则在转发前添加自身所在域的域标识。这样，路由更新消息在转发完毕后，会形成由经过的PCE所在域的域标识所构成的域序列，而后，通过这些域序列而生成域路由信息而可供路径计算使用。从而可以既适用于BGP协议网络，也可以适用于不使用BGP协议的网络，扩展了路径计算的场景应用。

附图说明

图1是本发明实施例使用的自治系统的示意图；

图2是本发明中实施例中的update消息格式的示意图；

图3是图2所示update消息中的update对象格式的示意图；

图4是本发明实施例中的域路由表的示意图；

图5是本发明实施例中的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

参见图1至图5，本发明的主要目的是提供域间路径计算时所需的域路由信息(通常以表形式存在，下文以域路由表为例进行说明)，从而根据路径计算请求，利用该域路由信息，从中基于AS数目选出最短的一个或者几个域路由来计算跨域的TE-LSP。

总体上说，本发明是在PCEP协议中扩展一个路由更新消息(下文简称update消息)，该消息在有跨域TE-LSP计算能力的PCE间通告，构造一个域路由表。每个PCE通告的update消息里面携载一个update对象，update对象指明了PCE所在域(AS)的路由前缀、AS数目、AS号(域标识)等；AS数目初始值为1。当PCE接收到从别的PCE发过来的update消息后，对update消息进行如下的相应处理：

如果该PCE不具备计算跨域TE-LSP的能力，则该PCE对该消息不做任何处理，继续向前转发。

如果该PCE具备计算跨域TE-LSP的能力，则该PCE确定收到的update消息是否需要转发，通过检查AS空间的AS号(检查路由前缀是一样的结果，AS号同路由前缀可以一一对应)，如果AS空间中存在AS号同自己所在的AS号相同，则该消息不需要转发，丢弃该消息；如果不相同，则该消息需要转发，在转发前，首先AS数目值加1，在AS空间加入自己的AS号，然后向前转发。

在update消息转发完毕后，每个PCE可以根据接收到的update消息，构造一个域路由表。可以设定一些本地策略，例如超集删除策略，根据该策略，PCE可以排除如下域路由：如果这些域路由是其他域路由的超集的话(即，包括某个其他域路由中除一个或多个其他域之外的所有域)；又如AS数目最小策略，PCE根据该本地策略，根据update消息内的路由前缀，在具有相同路由前缀的update消息内保存AS数目最少的一个或者几个AS序列的集合。

当路径计算请求来的时候，PCE查找域路由表，为请求的TE-LSP生成相应的域路由。

如图5所示，本发明的主要流程包括：

S501、PCE间相互通告update消息；

S502、判断PCE是否具备跨域计算能力，是则进入步骤S503，否则进入步骤S504；

S503、具备跨域计算能力的PCE检查update消息，进入步骤S505；

S504、不具备跨域计算能力的PCE直接转发update消息，而后由接收到该直接转发的update消息的下一PCE执行步骤S502；

S505、PCE确定update消息是否需要转发，是否需要转发通过判断update消息是否包含自身的AS号来确定，如果包含自身AS号，不需要转发，执行步骤S507，如果没有包含自身AS号，需要转发，执行步骤S506；

S506、确定需要转发，PCE在继续转发该条update消息前，在该条update消息中添加自身的AS号；

S507、确定不需要转发，PCE丢弃该条update消息；

S508、在update消息转发完毕后，根据update消息生成域路由表。

下面以一实例对本发明的具体实施方式做详细说明。

参考图1，图1是本发明实施例中的自治系统(也即AS域)的示意图。示例的，图中仅给出了5个AS的情形，分别为AS1、AS2、AS3、AS4、AS5，对应的路由前缀为1.1.1.0/24、2.2.2.0/24、3.3.3.0/24、4.4.4.0/24、5.5.5.0/24，各域中的PCE为PCE1、PCE2、PCE3、PCE4、PCE5。当然，更多的AS，AS中有更多PCE的情形也适用。图中的域间实线表示这两个AS域之间有物理链接，因而这两个域的PCE可以建立直接的PCEP会话。PCE之间的连线并非PCE之间的实际物理线路，比如PCE1、PCE2之间的连线只是表明这两个PCE之间可以建立传输控制协议(TCP)对话，因而可以相互协作。PCE1负责计算到AS2、AS3的TE-LSP；PCE2负责计算到AS1、AS4、AS5的TE-LSP；PCE3负责计算到AS1、AS4的TE-LSP；PCE4负责计算到AS2、AS3、AS5的TE-LSP；PCE5负责计算到AS2、AS4的TE-LSP。

图2是PCE之间相互传递的携载在PCEP协议里面的update消息的示意性框图。Update消息200的格式采用TLV(类型/长度/值)编码，即类型205/长度210/可选择的TLV(值空间)215，值空间215里面携载update对象。如图3所示，Update对象300同样采用TLV格式编码，即类型305/长度310/值空间，值空间的值依次为路由前缀315、AS数目320、AS号325。路由前缀315为PCE负责的AS的网段；AS数目320记录域路由经过的AS的个数，其初始值为1；AS号325记录AS编号，每个AS都有一个唯一的域标识，此即为AS号；AS号的值空间是可变大小的，用于后续添加更多的AS号。

PCE之间相互通告update消息，初始的update消息里面的update对象记录了发出该初始的update消息的AS的路由前缀和编号。当PCE接收到从别的PCE发过来的update消息后，对update消息执行前述的相应处理。例如假设PCE5为消息发出者，其发送update消息(其中包括AS5的路由前缀、AS5的编号，且此时AS数目为1)给PCE2、PCE4；当PCE2(假设其具备跨域计算能力)接收到来自PCE5的update消息后，由于这时该条update消息中只是包含PCE5的AS号，因此，PCE2在该条update消息中的update对象中，添加自己的AS号(注意，这个AS号一般添加在AS5号的上面)，并将AS数目值加1，然后向前转发给PCE1、PCE4。PCE1、PCE4如果具备跨域计算能力，则执行PCE2的类似处理，否则，则直接转发该条update消息。

等到PCE之间相互转发update消息完毕，每个PCE上，都会得到一条或多条update消息。PCE可以依据路由前缀合并update消息，构造域路由表。例如PCE1上可能会收到多条update消息，但路由前缀只有4个，分别为2.2.2.0/24、3.3.3.0/24、4.4.4.0/24、5.5.5.0/24。每个路由前缀小包含的AS序列有：

2.2.2.0/24下面有四个AS序列，为{AS2}、{AS3 AS4 AS2}、{AS3 AS4AS5 AS2}；

3.3.3.0/24下面有四个AS序列，为{AS3}、{AS2 AS4 AS3}、{AS2 AS5AS4 AS3}；

4.4.4.0/24下面有四个AS序列，为{AS3 AS4}、{AS2 AS4}、{AS2 AS5AS4}；

5.5.5.0/24下面有四个AS序列，为{AS2 AS5}、{AS3 AS4 AS5}、{AS2AS4 AS5}；

如前所述，如果每个路由前缀下面的AS序列非常多，PCE可以根据设定的本地策略删去一部分。例如，可以采用超集序列删除策略，如2.2.2.0/24下面有这3个AS序列，为{AS2}、{AS3 AS4 AS2}、{AS3 AS4 AS5AS2}；但是我们看到后面两个序列是第一个序列的超集，所以这两个序列可以不要，只保留第一个序列。这样基于超集删除这个策略，每个路由前缀下面的AS序列剩下为：

2.2.2.0/24：{AS2}；

3.3.3.0/24：{AS3}；

4.4.4.0/24：{AS3 AS4}、{AS2 AS4}；

5.5.5.0/24：{AS2 AS5}、{AS3 AS4 AS5}；

此时，如果每个路由前缀下面的AS序列仍然很多，比如超过10个，那么PCE还可以根据AS数目最小删除策略进行删除，即可以选择只保留AS数目最少的一个或者多个AS序列。AS序列的保留数量，可以预先设定，例如，在本例中，该预定的域序列保留数量可以为10。

而后，PCE可以为每个路由前缀生成域路由表。域路由表400的格式如图4所示：在每一条目402中，405字段为路由前缀，410字段为每个路由前缀生成的域路由。每个路由前缀对应着一个或者多个域路由，即相应的AS序列。

以上描述了本发明实施例中的域路由信息的生成方法，其可以采用软件形式实现，也可以利用专用逻辑器件的硬件形式实现，例如，一种基于PCE的域路由信息生成装置，可以包括：

消息处理模块，在路径计算单元间相互通告路由更新消息，对于不具备跨域计算能力的路径计算单元，直接转发收到的所述路由更新消息；对于具备跨域计算能力的路径计算单元，根据接收到的每一条路由更新消息中是否包含自身所在域的域标识来确定该条路由更新消息是否需要转发，是则不需要转发，丢弃该条路由更新消息，否则需要转发，对该条路由更新消息，添加所述域标识并继续转发，所述路由更新消息在转发全过程中添加的全部域标识构成为归属于一个路由前缀下的域序列；

信息生成模块，用于根据收到的update消息，生成域路由表。

应用上述的域信息生成方法所生成的域路由表，当PCE接收到来自PCC的计算跨域的TE-LSP的路径计算请求时，它通过查看END-POINT对象里面的目的节点IP地址，可确定对应的路由前缀；然后查询域路由表中路由前缀对应的AS序列，就能确定参与计算的域路由。此时PCE可以根据本地策略和对应的请求消息，选择一条或者多条域路由同时参与计算，然后再从计算结果中选择出最优的TE-LSP出来。

本发明通过在PCEP加入update消息，生成域路由表。不仅适用于数据网络，也适用于光网络。另外为域路由表中的多个域路由生成路径计算请求，便于基于TE-LSP度量来选择从源到目的地的最短路径。

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刻度介质，硬件、固件或它们的组合。因此，这里的描述将仅被示为示例性的，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精神和范围内的所有这样的变化和修改。

Claims

1.一种基于路径计算单元的域路由信息生成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对一个路由前缀下的多个域序列，如果一个域序列是另一个域序列的超集序列，则将该超集序列删除。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对一个路由前缀下的多个域序列，按预定的域序列保留数量，保留域标识数量最少的一个或多个域序列。

4.如权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述路由更新消息采用TLV编码格式。

5.一种应用如权利要求1至4任一所述方法的域间流量工程路径计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据目的节点确定其路由前缀；

6.一种基于路径计算单元的域路由信息生成装置，其特征在于，包括：消息处理模块，用于在路径计算单元间相互通告路由更新消息，对于不具备跨域计算能力的路径计算单元，直接转发收到的所述路由更新消息；对于具备跨域计算能力的路径计算单元，对需要转发的路由更新消息，添加自身所在域的域标识后继续转发；所述路由更新消息在转发全过程中添加的全部域标识构成为归属于一个路由前缀下的域序列；

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，对一个路由前缀下的多个域序列，如果一个域序列是另一个域序列的超集序列，则将该超集序列删除。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，对一个路由前缀下的多个域序列，按预定的域序列保留数量，保留域标识数量最少的一个或多个域序列。

9.如权利要求6至8任一所述的装置，其特征在于，所述路由更新消息采用TLV编码格式。

10.一种域间流量工程路径计算装置，其特征在于，包括：路由前缀确定模块，用于根据目的节点确定其路由前缀；路径计算模块，用于根据权利要求6-9任一项所述的域路由信息生成装置生成的域路由信息，利用目的节点的路由前缀所对应的一个或多个域序列，计算出到目的节点的域间流量工程路径。