CN101945035A - 基于路径计算元的跨域路径恢复方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于路径计算元的跨域路径恢复方法和装置。在上述方法中，PCE根据故障检测点上报的故障信息，结合PCE保存的经过本AS域的流量工程标签交换路径TE-LSP的信息，确定经过故障链路的TE-LSP；PCE根据故障信息以及AS域的拓扑和流量工程信息，计算TE-LSP在AS域的恢复路径段；PCE将故障信息及计算出的恢复路径段的相关信息发送给PCE序列上的上游和/或下游PCE，以使各个PCE计算TE-LSP在近邻AS的恢复路径段。根据本发明的技术方案，可以减少故障时的处理环节，节约业务恢复的时间，提高用户体验。

Description

基于路径计算元的跨域路径恢复方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种基于路径计算元的跨域路径恢复方法和装置。

背景技术

路径计算元(Path Computation Element，简称为PCE)是自治系统(Autonomous System，简称为)中能够计算其可获知的任何节点之间的路径的实体。在实际应用中，PCE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。另外，头端LSR还可以作为路径计算客户端(Path Computation Client，简称为PCC)，该PCC用于向PCE发送路径计算请求，并接收携带有计算出的路径的响应，实际应用中，该响应中可能还携带响应于其他PCC的其他请求的信息。并且，一个PCE也可以作为PCC向另一个PCE发送路径计算请求。

PCC与PCE之间交互的信息可以通过内部接口实现，也可以通过PCC与PCE之间的通信协议交互。PCC可以通过管理员的预配置或者利用PCE发现(PCE Discovery，简称为PCED)消息“通告”而获知PCE的存在，其中，PCED消息在PCE所在区域内或者穿过AS发送，用于通告其服务，具体地，PCED消息可以携带的信息包括：PCE的地址和PCE能力的指示等，其中，PCE能力是指计算本地路径、区域间路径、AS间路径、多域路径、多样路径等的能力。

在头端标签路由器(Label Switching Router，简称为LSR)与尾端LSR属于不同的AS时，需要计算域间流量工程(Traffic Engineering，简称为TE)标签交换路径(Label Swithching Path，简称为LSP)，在计算时需要获知头端LSR与尾端LSR之间整个网络上的资源和网络拓扑。由于不同的AS可能属于不同的服务提供商，而不同的服务提供商之间通常不彼此共享信息，因此，头端LSR和任何单个PCE都不能获取足够的信息以计算头端LSR与尾端LSR之间路径。

为了计算域间TE-LSP，可以采用多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称为MPLS)流量工程路径计算技术。为了计算穿过AS边界的路径，可以创建分布式的PCE体系结构，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能够在保持AS之间的机密性的同时交换虚拟最短路径树以计算穿越多个AS的路径。

在分布式的PCE体系结构中，由于PCE具有全网的拓扑资源和流量工程信息，因而，在网络中的业务中断时，可进行业务恢复。

目前，对于跨AS的业务恢复的解决方案中，PCE在接收到故障信息后，需要在PCE之间相互通知，然后各个PCE再将故障信息下发给本域内所有的路由器，业务发起端的路由器在接收到故障信息时，根据故障信息进行判断，如果业务可能受到影响，则请求其所在域的PCE进行路径恢复计算，该过程耗时较长，不能快速地响应，导致业务不能及时恢复，用户体验降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于路径计算元的跨域路径恢复方法和装置，用以解决现有技术中由于不能快速地响应业务中断而导致业务不能及时恢复的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于路径计算元PCE的跨域路径恢复方法，用于在网络中的链路发生故障时，计算跨自治系统AS域的恢复路径。

根据本发明的基于路径计算元PCE的跨域路径恢复方法包括：

PCE根据故障检测点上报的故障信息，结合PCE保存的经过本AS域的流量工程标签交换路径TE-LSP的信息，确定经过故障链路的TE-LSP；

PCE根据故障信息以及AS域的拓扑和流量工程信息，计算TE-LSP在AS域的恢复路径段，其中，恢复路径段不能经过故障节点或者故障链路相连的节点；

PCE将故障信息及计算出的恢复路径段的相关信息发送给PCE序列上的上游和/或下游PCE，以使各个PCE计算TE-LSP在近邻AS的恢复路径段。

根据本发明的另一方面，提供了一种路径计算元。

根据本发明的路径计算元包括：接收单元、存储单元、故障定位单元、计算单元、发送单元。其中，接收单元，用于接收故障检测点在检测到链路故障后发送的故障信息；存储单元，用于存储经过路径计算元所在AS域内的TE-LSP的信息；故障定位单元，用于根据接收单元接收到的故障信息以及存储单元存储的信息，确定包含发生故障的链路的TE-LSP；计算单元，用于根据故障信息计算TE-LSP的恢复路径；发送单元，用于向上游/下游PCE故障信息及恢复路径段信息。

通过本发明的上述至少一个方案，PCE在接收到本域故障检测点发送的故障信息时，确定受影响的TE-LSP，并根据故障信息计算该TE-LSP在本域的恢复路径段，同时通知该TE-LSP对应的PCE序列上的上游/下游PCE进行对应域内的恢复路径计算，可以减少故障时的处理环节，节约业务恢复的时间，提高用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明实施例的基于PCE的恢复路径计算方法的流程图；

图2为本发明实施例中的一种AS互联的网络结构图；

图3为实施例一的流程图；

图4为本发明实施例中的另一种AS互联的网络结构图；

图5为实施例二的流程图；

图6为根据本发明实施例的路径计算元的结构示意图。

具体实施方式

功能概述

在现有技术中，在发生故障时，PCE在接收到故障信息后，需要在PCE之间相互通知，然后各个PCE再将故障信息下发给本域内所有的路由器，业务发起端的路由器在接收到故障信息时，根据故障信息进行判断，如果业务可能受到影响，则请求其所在域的PCE进行路径恢复计算，该过程比较繁琐，使得业务不能及时恢复，针对该问题，本发明实施例提供了一种改进的基于路径计算元的跨域路径恢复方案。在本发明实施例中，PCE在接收到其所在AS域的故障检测点在检测到链路故障后发送的故障信息时，根据故障信息及保存的经过其所在域的所有TE-LSP的信息，确定可能受影响的TE-LSP，然后根据本域的拓扑和流量工程信息，计算该TE-LSP在本域的恢复路径段，并根据计算得到的恢复路径段和该TE-LSP对应的PCE序列，确定该TE-LSP需要恢复的其他路径段所在的一个或多个AS域，然后将故障信息以及计算得到的恢复路径段的信息分别发送给对应的上游/下游PCE，以使各个上游/下游PCE计算该TE-LSP在各个AS域的恢复路径段。

需要说明的是，本发明实施例中的PCE为有状态的PCE，在本发明实施例中PCE可以保存网络中已经建立起来的TE-LSP的信息，例如该LSP的带宽、优先级、经过的节点等。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，首先提供了一种基于PCE的恢复路径计算方法，该方法用于在网络中的链路发生故障时，计算跨AS域的恢复路径。

图1为根据本发明实施例的基于PCE的恢复路径计算方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的基于PCE的恢复路径计算方法主要包括以下步骤(步骤S101-步骤S105)：

步骤S101：PCE根据故障检测点上报的故障信息，结合PCE上保存的经过本AS域的流量工程标签交换路径TE-LSP的信息，确定经过故障链路的TE-LSP；

在具体实施过程中，故障检测点在检测到链路故障后，向其所在AS域的PCE发送故障信息，故障检测点可以通过内部网关协议(Interior Gate Way Protocol，简称为IGP)向PCE通告故障信息，具体地，故障信息可以包括但不限于：发生故障的链路或者节点的标识。

在具体实施过程中，在建立TE-LSP时，建立该TE-LSP的各个PCE将保存经过本AS域的TE-LSP的信息，具体地，可以保存该TE-LSP经过的各个节点的信息，PCE在接收到故障信息时，根据保存的经过本AS域的所有TE-LSP的信息，可以判断受到影响的TE-LSP，具体地，判断各个TE-LSP中是否包含发生故障的链路或者节点来确定TE-LSP是否受影响。

步骤S103：PCE根据上述故障信息以及本AS域的拓扑和流量工程信息，计算上述TE-LSP在本域的恢复路径段，其中，该恢复路径段不经过发生故障的节点或者故障链路相接的节点；

在具体实施过程中，如果PCE确定现有的某一TE-LSP经过发生故障的链路或者节点，则该PCE需要根据接收到的故障信息以及本域的拓扑和流量工程信息，计算该TE-LSP在本域的恢复路径段，该恢复路径段避开了发生故障的链路，即不经过发生故障的链路或者节点。

步骤S105：PCE根据上述计算的恢复路径段，及保存的TE-LSP对应的PCE序列，确定上述TE-LSP需要恢复的其他路径段所在的AS域，并将上述故障信息以及计算出的恢复路径段的信息发送给对应的上游/下游PCE，以使各个上游/下游PCE计算该TE-LSP在各个对应的AS域的恢复路径段。

在具体实施过程中，由于受影响的上述TE-LSP在故障检测点所在AS域的路径段发生改变，从而可能导致该TE-LSP在其它AS域的路径段也需要进行恢复。故障检测点所在AS域的PCE根据计算出的恢复路径段可以确定该TE-LSP在哪些AS域的路径段需要恢复，从而可以将该恢复路径段的信息以及上述故障信息发送给PCE序列上对应的这些上游/下游PCE，以使这些PCE可以计算该TE-LSP在这些AS域的恢复路径段。

在具体实施过程中，该TE-LSP需要恢复的恢复路径可能跨越一个或多个AS域中，此时需要故障检测点所在AS域的PCE将其计算的路径段的信息及故障信息发送给对应的上游/下游PCE。

对于每个上游/下游PCE，根据接收到的故障信息、恢复路径段的信息、及其所在的AS域的拓扑和流量工程信息，计算上述TE-LSP在其所在AS域的恢复路径段，其中，该恢复路径段不能经过发生故障的节点和链路。

在各个相关的PCE计算出该TE-LSP在本AS域的恢复路径段后，可以快速建立恢复路径。在具体实施过程中，可以由该TE-LSP的恢复路径的第一个节点进行恢复，也可以由该TE-LSP的首节点恢复路径，针对这两种方法，各个PCE在获取到本AS域的恢复路径段后，有以下两种处理方式：

第一种方式，如果各个PCE不是该TE-LSP恢复路径的第一个节点所在AS域的PCE，则各个PCE将其计算得到的恢复路径段的信息发送给上游的PCE，直到到达恢复路径的第一个节点所在AS域的PCE，该PCE根据各个恢复路径段的信息，获取完成的本地恢复路径，并将该本地恢复路径的信息发送给该本地恢复路径的首节点，该首节点根据本地恢复路径的信息，建立本地的快速恢复路径。

第二种方式，由该TE-LSP的首节点进行恢复。如果各个PCE不是该TE-LSP的首节点所在AS域的PCE，则各个PCE将其计算得到的恢复路径段的信息发送给上游的PCE，直到到达该TE-LSP首节点所在AS域的PCE，该PCE根据各个恢复路径段的信息以及保存的该TE-LSP的信息，获取完成的本地恢复路径，并将该本地恢复路径的信息发送给该TE-LSP的首节点，该首节点根据本地恢复路径的信息，建立本地的快速恢复路径。

为进一步理解本发明实施例提供的上述技术方案，下面通过具体的实施例进行说明。

下面的实施例以图2所示的网络为例进行说明，为了方便说明问题而又不失一般性，在图2中仅给出了三个AS，然而对于其他数量的AS本发明实施例也同样适用。

如图2所示，每个AS内都有一个PCE，负责跨域的TE-LSP的计算。在图2中，各个PCE之间互联的虚线并不表明这些PCE直接相连，而是说明这些PCE之间可以建立TCP链接，通过相互协作计算跨域的TE-LSP。在图2中给出了网络中已经建立的TE-LSP(即LSP1)。该路径的首节点是R1，目的节点是R13，其完整的路径为：R1-R3-R5-R7-R9-R11-R13。在具体实施过程中，PCE1、PCE2和PCE3可以采用现有的跨域的路径计算流程协作计算出上述LSP1，具体过程在本实施例中不在赘述。计算LSP1的PCE序列为PCE1-PCE2-PCE3，在具体实施过程中，PCE序列可以静态配置，也可以动态发现，计算需要的PCE序列可以携带路径计算请求消息中，每个参与计算的PCE将获取到该PCE序列对象，具体地，PCE序列对象可以采用如表1所示的结构，采用TLV格式进行编码。

表1.

实施例一

在本实施例中，在图2所示的网络中，以R7-R9之间链路发生故障为例，对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

图3为本实施例中，当R7-R9之间的链路发生故障后的流程图，如图3所示，在本实施例中，R7-R9之间的链路发生故障后的恢复路径的计算方法主要包括以下步骤：

步骤S301：R7检测到链路故障后，将故障信息通过IGP通告给PCE2；

步骤S302：PCE2接收到故障通告后，检查数据库中保存的经过AS2的TE-LSP的信息，确定受到影响的是LSP1，LSP1在AS2内的路径段是R5-R7，该路径的始发端是R1、目的端是R13；

步骤S303：PCE2根据AS2域内的拓扑和流量工程信息，确定要绕开R7-R9之间的故障链路，出口必须为R6，因而不需要PCE1参与计算，但是需要PCE3参与计算，PCE2可以计算出AS2域的恢复路径段为：R5-R8-R6-R10；

在具体实施过程中，PCE2作为有状态的PCE，其保存AS2内所有的TE-LSP的相关信息。例如，对于LSP1，PCE将保存该路径在AS2域内的相关信息、LSP1计算时涉及到的PCE序列、以及PCE3反馈给PCE2的路径段。

步骤S304：PCE2将上述恢复路径段的信息(R5-R8-R6-R10)、故障信息等发送给PCE3，请求PCE3计算一条从R10起始的，绕开故障的恢复路径段；

步骤S305：PCE3根据PCE2提供的信息，确定受到影响的路径为LSP1，该路径在AS3内的路径段是R9-R11-R13，其将要计算的恢复路径段为从R10到R11或者R13的路径段，在本实施例中，假设PCE3计算出的恢复路径段为：R10-R12-R13；

步骤S306：PCE3将计算出的R10-R12-R13反馈给PCE2；

步骤S307：PCE2根据PCE3反馈的恢复路径段及其计算出的恢复路径段，获取得到完整的本地恢复路径LSP2为：R5-R8-R6-R10-R12-R13，并将LSP2的信息发送给R5，R5根据该信息建立本地的快速恢复路径。

具体地，在上述步骤S306中PCE2在接收到PCE3反馈的恢复路径段R10-R12-R13后，也可以将该路径段与其计算出的恢复路径段R5-R8-R6-R10发送给PCE1，PCE1根据保存的LSP1的信息以及接收到上述两段恢复路径段的信息，获取得到完整的本地恢复路径：R1-R3-R5-R8-R6-R10-R12-R13，然后将该本地恢复路径的信息发送给R1，由R1根据该信息建立本地的快速恢复路径。

实施例二

在本实施例中，假设R3-R5之间的链路发生故障，如图5所示，链路发生故障后的恢复路径的计算方法主要包括以下步骤：

步骤S501：R5检测到链路故障后，将故障信息通过IGP通告给PCE2；

步骤S502：PCE2接收到故障通告后，检查数据库中保存的经过AS2的TE-LSP的信息，确定受到影响的是LSP2(R1-R3-R5-R8-R6-R10-R12-R13)，LSP2在AS2内的路径段是R2-R5-R8，该路径的始发端是R1、目的端是R13；

步骤S503：PCE2根据AS2域内的拓扑和流量工程信息，确定要绕开R3-R5之间的故障链路，入口必须为R4，不需要PCE3参与计算，但是需要PCE1参与计算。在本实施例中，假设PCE2计算出的恢复路径段为：R2-R4-R6；

步骤S504：PCE2将上述恢复路径段的信息(R2-R4-R6)、故障信息等发送给PCE1，请求PCE1计算一条从R1-R4的绕开故障的恢复路径段；

步骤S505：PCE1根据PCE2提供的信息，确定受到影响的路径为LSP2，该路径在AS1内的路径段是R1-R3，，PCE1计算出AS1域的恢复路径段为：R1-R2；

步骤S506：PCE1根据PCE2反馈的恢复路径段及其计算出的恢复路径段，获取得到完整的本地恢复路径LSP3为：R1-R2-R4-R6，并将LSP3的信息发送给R1，R1根据该信息建立本地的快速恢复路径。

通过本发明实施例提供的上述基于PCE的恢复路径计算方法，可以提供AS间业务中断时快速的路由恢复计算。

根据本发明实施例，还提供了一种路径计算元。

图6为根据本发明实施例的路径计算元的结构示意图，如图6所示，根据本发明实施例的路径计算元主要包括：存储单元61、接收单元63、故障定位单元65、计算单元67、和发送单元60。其中，存储单元61，用于存储该路径计算元所在的AS域内所有TE-LSP的信息；接收单元63，用于接收来自故障检测点在检测到链路故障后发送的故障信息；故障定位单元65与存储单元61和接收单元63连接，用于根据接收单元63接收到的故障信息以及存储单元61存储的信息，确定包含发生故障的链路的TE-LSP；计算单元67与故障定位单元65连接，用于根据故障信息以及述AS域的拓扑和流量工程信息，计算故障定位单元65确定的TE-LSP在AS域的恢复路径段，其中，该恢复路径段不能经过发生故障的链路或者节点；发送单元60与故障定位单元65，用于分别向归属于邻居AS域的对应的上游/下游PCE发送故障信息及恢复路径段的信息。

如上所述，借助本发明实施例提供的技术方案，当网络某处发生故障时，故障检测点通过IGP通告该故障检测点所在域内的PCE，PCE根据保存的相应的TE-LSP的相关的信息，同该TE-LSP所经过域的PCE协同计算一条绕过故障点的TE-LSP，并将新的路径信息下发给恢复TE-LSP的首节点，从而可以减少故障时的处理环节，节约业务恢复的时间，提高用户体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于路径计算元PCE的跨域路径恢复方法，用于在网络中的链路发生故障时，计算跨自治系统AS域的恢复路径，其特征在于，所述方法包括：

PCE根据故障检测点上报的故障信息，结合所述PCE保存的经过本AS域的流量工程标签交换路径TE-LSP的信息，确定经过故障链路的TE-LSP；

所述PCE根据所述故障信息以及所述AS域的拓扑和流量工程信息，计算所述TE-LSP在所述AS域的恢复路径段，其中，所述恢复路径段不能经过故障节点或者故障链路相连的节点；

所述PCE将所述故障信息及计算出的所述恢复路径段的相关信息发送给PCE序列上的上游和/或下游PCE，以使各个PCE计算所述TE-LSP在近邻AS的恢复路径段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述PCE接收所述故障信息之前，所述方法还包括：

所述AS域的故障检测点检测到链路或者节点故障；

所述故障检测点将检测到的所述故障信息发送给所述PCE。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述PCE将所述故障信息及计算出的所述恢复路径段的相关信息发送给所述上游和/或下游PCE之后，对于每个的上游和/或下游PCE，所述方法还包括：

所述上游或下游PCE根据接收到的所述故障信息及所述恢复路径段的相关信息，结合所在AS域的拓扑和流量工程信息，计算所述TE-LSP在本域的恢复路径段，其中，计算的本域的所述恢复路径段不能经过故障节点或者故障链路相连的节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述上游或下游PCE计算得到本域的恢复路径段之后，如果所述上游或下游PCE不在所述TE-LSP的恢复路径首节点所在的域，则所述方法还包括：

所述上游或下游PCE将计算得到的所述本域的恢复路径段的相关信息发送给上游PCE，直到恢复路径首节点所在的域PCE。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述故障检测点所在域的PCE不在所述TE-LSP的恢复路径首节点所在的域，则所述方法还包括：

所述故障检测点所在域的PCE将计算得到的本域的恢复路径段的信息发送给上游PCE，直到恢复路径首节点所在的域PCE。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述TE-LSP的恢复路径首节点所在的域的PCE在获取完整的恢复路径信息之后，所述方法还包括：

所述TE-LSP的恢复路径首节点所在的域的PCE将所述完整的恢复路径信息发送给所述恢复路径的首节点，该首节点根据所述完整的恢复路径的信息，建立快速恢复路径。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述TE-LSP的恢复路径首节点所在的域的PCE在获取完整的恢复路径信息之后，所述方法还包括：

所述TE-LSP的恢复路径首节点所在的域的PCE将所述完整的恢复路径信息发送给上游的PCE，直到所述TE-LSP的首节点所在域的PCE，该PCE把相应的完整的恢复路径的信息发送给该TE-LSP的首节点，此首节点根据接收到的恢复路径的信息，建立快速恢复路径。

8.一种路径计算元，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收故障检测点在检测到链路故障后发送的故障信息；

存储单元，用于存储经过所述路径计算元所在AS域内的TE-LSP的信息；

故障定位单元，用于根据所述接收单元接收到的所述故障信息以及所述存储单元存储的所述信息，确定包含发生故障的链路的TE-LSP；

计算单元，用于根据所述故障信息计算TE-LSP的恢复路径；

发送单元，用于向上游/下游PCE发送所述故障信息及所述恢复路径段信息。

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