CN102065006B - 一种跨域标签交换路径域间失效的恢复方法 - Google Patents

一种跨域标签交换路径域间失效的恢复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种跨域标签交换路径域间失效的恢复方法，对当前已存在的PCE结构中的路径计算请求消息/路径计算响应消息进行扩展，通过增加两种新类型的消息：包含虚拟恢复路径树VRPT的LSP跨域恢复请求消息和LSP跨域恢复响应消息，在各域的路径计算单元PCE之间交互路径消息，然后，采用反向递归算法，计算出恢复的跨域标签交换路径。恢复跨域标签交换路径的计算是在原失效跨域标签交换路径的基础上进行局部恢复，这样就减少了恢复跨域标签交换路径的建立时间。本发明是一种动态重路由的恢复方式，是根据当前网络资源情况进行的路径计算，能有效提高网络资源利用率。

Description

一种跨域标签交换路径域间失效的恢复方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种在多域网络中基于路径计算单元(Path Computation Element，PCE)反向递归算法的跨域标签交换路径(Label Switched Path，LSP)的恢复方法。
背景技术
随着网络规模和容量的大幅度增长，网络结构也根据管理需要、路由策略等因素被分割成不同的域，例如各个运营商的网络分别为不同的域。在多域网络环境下，越来越多的业务将跨越多个网络域，经过的节点数远远多于单域网络环境，业务的路由计算和建立过程都变得更加复杂，这使得跨域业务失效的概率增加，失效跨域业务的恢复问题也变得更加重要。
业务的失效主要是由两种原因造成的：
1、网络的资源信息数据库过时，导致与网络的当前状态不一致，新业务可能会与网络中已有的业务发生资源冲突，使新业务建立失效。
如图1(a)所示，网络中已有标签交换路径LSP1，PCE在计算标签交换路径LSP2时，由于PCE中的数据库网络信息过时，计算出的标签交换路径LSP2与标签交换路径LSP1发生资源冲突，所以标签交换路径LSP2在建立时会失效。
2、由于网络节点或链路出现故障，导致网络中已有的业务失效。
如图1(b)所示，当节点B发生故障时，标签交换路径LSP3会发生失效。
对于前述两种情况，都需要对失效业务进行恢复。IETF、OIF和ITU-T等国际标准组织制定了一系列的业务恢复标准，但是主要集中在域内恢复。对于跨域业务，域内失效一般就采用域内恢复的方式进行局部恢复，这种方式可以快速的实现业务恢复，但是对于域间失效的业务却无法恢复，如域间链路或边界节点失效的情况。
当发生域间失效时，通过基于流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)和基于流量工程扩展的开放式最短路径优先协议(OSPF-TE)，采用端到端的方式，从源节点建立一条到目的节点的与失效路径不相交的跨域恢复路径。这种端到端的方式需要域间的协调，需跨越多个域进行恢复，恢复时间较长。目前运营商只能实现本域内的恢复，并不能实现全网的端到端恢复。所以恢复方式应从全局恢复转化为局部恢复，减少域间恢复信息交互，缩短恢复时间。
路径计算是实现业务恢复的重要环节。在多域网络环境下，域内信息是保密的，各域不能知道其他域的具体网络资源信息，这使得跨域业务的路径计算变得复杂。传统的跨域路径计算是通过路由器的分布式计算来完成的，但是网络域之间没有流量工程信息交换，无法提供基于流量工程的计算能力，不能得到客户需要的最优路径。为了更好地解决多域网络的路径计算问题，RFC4655中提出了基于路径计算单元(Path Computation Element，PCE)的路径计算模式。在基于PCE的网络体系结构中，PCE专门用于实现路径的计算。在基于PCE的路径计算模式中，PCE之间通过交换各种信息，能提供基于流量工程的路径计算能力，得到跨域的最优路径。
RFC5441中提出了一种基于PCE反向递归算法的跨域标签交换路径(LabelSwitched Path，LSP)的计算方法。这种计算方法是计算端到端的跨域路径，并且可以应用在跨域标签交换路径的恢复上。但是用此算法将会得到一条端到端的跨域标签交换恢复路径，这种方式属于全局恢复，具有计算耗时较长，跨域标签交换路径的恢复时间较长等全局恢复的缺点，不适用于LSP的局部恢复。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种恢复时间短、局部恢复的跨域标签交换路径域间失效的恢复方法。
为实现上述目的，本发明跨域标签交换路径域间失效的恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、对于一条依次跨越域D(1)，D(2)，......D(N)的跨域标签交换路径，其源节点和目的节点分别在域D(1)和域D(N)，跨域标签交换路径在域D(i)内经过的节点失效，且无法用域内恢复方式恢复，形成域间失效跨域标签交换路径；用BNen(i)和BNex(i)分别代表域间失效跨域标签交换路径在域D(i)内经过的路径入口边界节点和路径出口边界节点，其中1≤i≤N；
(2)、域D(i)的路径计算单元PCE(i)计算域D(i)的虚拟恢复路径树(VirtualRecovery Path Tree，VRPT)VRPT(i)；
若域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败，则路径计算单元PCE(i)向域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)正向发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i)的路径出口边界节点BNex(i)，进入步骤(3)；
若虚拟恢复路径树VRPT(i)计算成功，路径计算单元PCE(i)反向发送LSP跨域恢复请求消息到域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)，进入步骤(6)；
其中，虚拟恢复路径树VRPT(i)的计算为：
路径计算单元PCE(i)首先在域D(i)拓扑中排除失效节点，然后在新拓扑中使用最短路径算法，如Dijkstra算法，分别计算域D(i)所有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径；
虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点为域D(i)的路径出口边界节点BNex(i)，叶节点为域D(i)的入口边界节点；
虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败是指在域D(i)内没有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径；虚拟恢复路径树VRPT(i)计算成功是指域D(i)内至少有一入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径；
(3)、域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)接收到域D(i)的路径计算单元PCE(i)发送来的LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i+1)排除域D(i+1)中与路径出口边界节点BNex(i)相连接的路径入口边界节点BNen(i+1)后，计算域D(i+1)的所有入口边界节点到域D(i+1)的路径出口边界节点BNex(i+1)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，并把这些路径组成域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)；若域D(i+1)内至少有一入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i+1)，在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，则计算成功，进入步骤(4)；否则计算失败，向域D(i+2)的路径计算单元PCE(i+2)发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i+1)的路径出口边界节点BNex(i+1)，计算失败为：域D(i+1)内没有入口边界节点到域D(i+1)的路径出口边界节点BNex(i+1)的路径；
域D(i+2)的路径计算单元PCE(i+2)收到LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i+2)排除域D(i+2)中与路径出口边界节点BNex(i+1)相连接的路径入口边界节点BNen(i+2)后，计算域D(i+2)的所有入口边界节点到域D(i+2)的路径出口边界节点BNex(i+2)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，并把这些路径组成域D(i+2)的虚拟恢复路径树VRPT(i+2)；若域D(i+2)内至少有一入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i+1)，在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，则计算成功，进入步骤(4)；否则计算失败，向域D(i+3)的路径计算单元PCE(i+3)发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i+2)的路径出口边界节点BNex(i+1)，计算失败为：域D(i+2)内没有入口边界节点到域D(i+2)的路径出口边界节点BNex(i+1)的路径；
如此递归，若到域D(N)时，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；
(4)、如果虚拟恢复路径树在域D(j)中计算成功，记为VRPT(j)，其中，i＜j＜＝N，路径计算单元PCE(j)反向发送LSP跨域恢复响应消息到域D(j-1)的路径计算单元PCE(j-1)，此LSP跨域恢复响应消息中包含虚拟恢复路径树VRPT(j)，虚拟恢复路径树VRPT(j)的根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(j)的入口边界节点；
(5)、路径计算单元PCE(j-1)接收到LSP跨域恢复响应消息后，组合域D(j-1)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(j)，重新计算域D(j-1)的虚拟恢复路径树VRPT(j-1)：域D(j-1)的所有入口边界节点到域D(j)的虚拟恢复路径树VRPT(j)的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的最短路径，虚拟恢复路径树VRPT(j-1)的根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(j-1)的入口边界节点；
若虚拟恢复路径树VRPT(j-1)计算失败，域D(j-1)中没有入口边界节点到域D(j)虚拟恢复路径树的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的路径，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则，路径计算单元PCE(j-1)反向发送LSP跨域恢复响应消息到路径计算单元PCE(j-2)；
路径计算单元PCE(j-2)接收到LSP跨域恢复响应消息后，组合域D(j-2)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(j-1)，重新计算域D(j-2)的虚拟恢复路径树VRPT(j-2)：域D(j-2)的所有入口边界节点到域D(j-1)的虚拟恢复路径树VRPT(j-1)的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的最短路径，虚拟恢复路径树VRPT(j-2)的根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(j-2)的入口边界节点；如此递归，直到LSP跨域恢复响应消息到达失效域D(i)中；
失效域D(i)的路径计算单元PCE(i)组合域D(i)拓扑和域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)，并在组合拓扑中计算出虚拟恢复路径树VRPT(i)：域D(i)的所有入口边界节点到域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的最短路径，若虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败，域D(i)中没有入口边界节点到域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)的根节点，即出口边界节点BNex(j)的路径，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则路径计算单元PCE(i)反向发送LSP跨域恢复请求消息到PCE(i-1)，此LSP跨域恢复请求消息中包含虚拟恢复路径树VRPT(i)，其根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(i)的入口边界节点；
(6)、域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)收到LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i-1)组合域D(i-1)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(i)，路径计算单元PCE(i-1)在组合拓扑中计算域D(i-1)的路径入口边界节点BNen(i-1)，如果在D(1)中，此节点为源节点，至与虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的最短路径，若计算成功，则此最短路径即为恢复跨域标签交换路径，恢复成功；否则：路径计算单元PCE(i-1)计算域D(i-1)中所有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的最短路径，作为域D(i-1)的虚拟恢复路径树VRPT(i-1)，若域D(i-1)中没有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的路径，计算失败，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则，路径计算单元PCE(i-1)向域D(i-2)的路径计算单元PCE(i-2)反向发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息包含虚拟恢复路径树VRPT(i-1)，虚拟恢复路径树VRPT(i-1)的根节点为域D(i)虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点，叶节点为域D(i-1)的入口边界节点；
域D(i-2)的路径计算单元PCE(i-2)收到LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i-2)组合域D(i-2)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(i-1)，路径计算单元PCE(i-2)在组合拓扑中计算域D(i-2)的路径入口边界节点BNen(i-2)，如果在D(1)中，此节点为源节点，至与虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的最短路径，若计算成功，则此最短路径即为恢复跨域标签交换路径，恢复成功；否则：路径计算单元PCE(i-2)计算域D(i-2)中所有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i-1)根节点的最短路径，作为域D(i-2)的虚拟恢复路径树VRPT(i-2)，若域D(i-2)中没有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i-1)根节点的路径，计算失败，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则，路径计算单元PCE(i-2)向域D(i-3)的路径计算单元PCE(i-3)反向发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息包含虚拟恢复路径树VRPT(i-2)，虚拟恢复路径树VRPT(i-2)的根节点为域D(i)虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点，叶节点为域D(i-2)的入口边界节点；
如此递归，若到域D(1)时，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败。
需要说明的是，从上述步骤来看，在步骤(6)中，所有虚拟恢复路径树的根节点都是域D(i)虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点，并以此根节点进行反递归，直至找到某个域的路径入口边界点到该根节点的恢复路径。而步骤(6)虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点如果是步骤(2)计算得到的，则为路径出口边界节点BNex(i)；如果是步骤(3)～(5)计算得到的，则为路径出口边界节点BNex(j)。
本发明的发明目的是这样实现的：
本发明跨域标签交换路径域间失效的恢复方法，对当前已存在的PCE结构中的路径计算请求消息/路径计算响应消息进行扩展，通过增加两种新类型的消息：包含虚拟恢复路径树VRPT的LSP跨域恢复请求消息和LSP跨域恢复响应消息，在各域的路径计算单元PCE之间交互路径消息，然后，采用反向递归算法，计算出恢复的跨域标签交换路径。恢复跨域标签交换路径的计算是在原失效跨域标签交换路径的基础上进行局部恢复，这样就减少了恢复跨域标签交换路径的建立时间。本发明是一种动态重路由的恢复方式，是根据当前网络资源情况进行的路径计算，能有效提高网络资源利用率。
附图说明
图1是网络中的跨域标签交换路径失效场景图；
图2是本发明实施例中计算虚拟恢复路径树VRPT所用的拓扑图；
图3是本发明实施例中对图2拓扑计算虚拟恢复路径树VRPT的过程图；
图4是本发明实施例中的恢复阈值说明图；
图5是本发明实施例中的两种类型消息说明图；
图6是本发明实施例中计算恢复LSP所用的拓扑图；
图7是跨域标签交换路径域间失效恢复的一种具体实施方式示意图；
图8是跨域标签交换路径域间失效恢复的另一种具体实施方式示意图；
图9是跨域标签交换路径域间失效恢复的另一种具体实施方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
实施例
在本实施例中，作为本发明的改进：
在步骤(2)中，域D(i)的路径计算单元PCE(i)设置有正向恢复阈值Hf和反向恢复阈值Hb；域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败时，路径计算单元PCE(i)向域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)正向发送的LSP跨域恢复请求消息，还包含有正向恢复阈值Hf；虚拟恢复路径树VRPT(i)计算成功，路径计算单元PCE(i)反向发送到域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)的LSP跨域恢复请求消息还包含反向恢复阈值Hb；
在步骤(3)中，域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)接收到域D(i)的路径计算单元PCE(i)发送来的LSP跨域恢复请求消息后，查看正向恢复阈值Hf是否大于0，若不大于0，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败，若大于0，再进行该步骤的程序；计算失败时，路径计算单元PCE(i+1)把正向恢复阈值Hf减去1，向域D(i+2)的路径计算单元PCE(i+2)发送的LSP跨域恢复请求消息还包含正向恢复阈值Hf；递归时，若正向恢复阈值Hf为0或到域D(N)，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；
在步骤(5)中，LSP跨域恢复请求消息中还包含反向恢复阈值Hb；
在步骤(6)中，域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)接收到LSP跨域恢复请求消息后，先查看反向恢复阈值Hb是否大于0，若不大于0，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；若大于0，再执行该步骤的程序；LSP跨域恢复请求消息中包含反向恢复阈值Hb；计算失败时，路径计算单元PCE(i-1)把反向恢复阈值Hb减去1，向域D(i-2)的路径计算单元PCE(i-2)发送的LSP跨域恢复请求消息还包含反向恢复阈值Hb；递归时，若反向恢复阈值Hb为0或到域D(1)，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则认为跨域标签交换路径域间失效恢复失败。
在本发明的改进中，通过设置两个阈值参数：正向恢复阈值Hf和反向恢复阈值Hb，来控制参与恢复跨域标签交换路径计算的域最大数目。这两个阈值参数可由网络运营商设置，阈值的大小可由运营商之间的协商策略、网络状态、LSP的恢复等级等因素决定。这样，参与恢复跨域标签交换路径计算过程的域数目可由恢复阈值来控制，这样能把恢复跨域标签交换路径的计算限制在一定数量的域范围内，减少了路径计算单元PCE间的通信信令开销，节省路径计算单元PCE的计算资源，减少了标签交换路径的建立时间。
在本实施例中，各域为了隐藏其内部的具体拓扑信息，路径计算单元对计算出的虚拟恢复路径树VRPT进行了抽象：计算出的最短路径上包含若干节点和链路，对于每条路径，路径计算单元隐藏路径上的所有中间节点和链路，剩下两个端节点并用一条虚链路相连接，这条虚链路的代价为此最短路径的代价和，这种方式可以有效的隐藏域内部的详细拓扑情况。因为在域中路径计算的目的节点都是路径出口边界节点BNex(i)/BNex(j)或标签交换路径的目的节点，所以抽象后的所有虚拟恢复路径都有着同一个路径边界出口节点BNex(i)/BNex(j)或标签交换路径的目的节点，可以把这些虚拟恢复路径的这个相同节点合并，组成树的拓扑形式。虚拟恢复路径树VRPT的根为路径出口边界节点或标签交换路径LSP的目的节点，叶为与路径入口边界节点，用于恢复路径的计算，树枝的代价为虚路径所代表的最短路径的所有链路段代价之和，即路径代价，用于选择最短路径作为恢复路径。
1、虚拟恢复路径树VRPT的计算
为方便理解，在一个具体的网络拓扑中说明虚拟恢复路径树VRPT的计算方法。在本实施例中，如图2所示，一条跨域标签交换路径跨越域D(1)，D(2)两个域，图2中节点1、节点2和节点3为域D(1)入口边界节点；节点7、节点8和节点9为域D(1)出口边界节点；节点10、节点11和节点12为域D(2)入口边界节点；节点16、节点17和节点18为域D(2)出口边界节点。其中节点2和节点8分别是跨域标签交换路径LSP经过域D(1)的路径入口边界节点BNen(1)和路径出口边界节点BNex(1)，节点11和节点17分别是跨域标签交换路径LSP经过域D(2)的路径入口边界节点BNen(2)和路径出口边界节点BNex(2)。从图2中可以看出，节点11的失效导致此条跨域标签交换路径LSP的域间失效。
若域D(2)的路径计算单元PCE(2)要计算虚拟恢复路径树VRPT(2)，路径计算单元PCE(2)首先需排除失效节点11，得到排除失效节点后的拓扑，如图3(a)所示，其次路径计算单元PCE(2)在新拓扑中分别计算域D(2)所有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(2)，即节点17的最短路径，得到两条路径：10-13-16-17，12-15-18-17。路径计算单元PCE(2)隐藏域D(2)内节点和链路信息，把这两条路径抽象成虚拟恢复路径树VRPT(2)，虚拟恢复路径树VRPT(2)只含有边界节点与路径代价，如图3(b)所示。
若域D(1)要计算虚拟恢复路径树VRPT(1)，路径计算单元PCE(1)首先把从路径计算单元PCE(2)发送的虚拟恢复路径树VRPT(2)和域D(1)进行组合，组合拓扑如见图3(c)，其次路径计算单元PCE(1)在组合拓扑中分别计算域D(2)所有入口边界节点到虚拟恢复路径树VRPT(2)路径出口边界节点BNex(2)的最短路径，得到三条路径：1-4-7-10-17，2-5-8-7-10-17，3-6-9-12-17。路径计算单元PCE(1)隐藏域D(1)内节点和链路信息，把这三条路径抽象成虚拟恢复路径树VRPT(1)，VRPT(1)只含有边界节点与路径代价，如图3(d)所示。
2、正向恢复阈值Hf和反向恢复阈值Hb的设置
这两个阈值参数可由网络运营商设置，阈值的大小可由运营商之间的协商策略、网络状态、LSP的恢复等级等因素决定，其中：在参与跨域标签交换路径恢复计算时，正向恢复阈值Hf控制失效域的下游域数量，反向恢复阈值Hb控制失效域的上游域数量。因为域间失效的跨域标签交换路径跨越的域是有限的，所以恢复阈值的大小也有一点的范围，如图4所示，当跨域标签交换路径跨越N个域时，1＜＝Hf+Hb＜＝N，向下游域的发送的正向恢复阈值Hf逐步减1，向上游域的发送的反向恢复阈值Hb逐步减1。
3、两种新类型消息的内容：
本发明提出了两种新类型的消息：LSP跨域恢复请求消息和LSP跨域恢复响应消息，以适用于本发明的算法。这两种消息是对当前已存在的PCE结构中的路径计算请求消息/路径计算响应消息的改进，如图5所示：LSP跨域恢复请求消息在现有路径计算单元PCE路径计算请求消息的基础上，扩展了虚拟恢复路径树VRPT/路径失效域出口边界点以及正反向恢复阈值Hf/Hb；LSP跨域恢复响应消息在现有路径计算单元PCE路径计算响应消息的基础上，扩展了虚拟恢复路径树VRPT。
4、跨域标签交换路径域间失效的恢复方法
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，以下用具体的网络场景来说明本发明。
网络场景的拓扑图如图6所示，各链路代价都为1，其中粗线节点为各域的边界节点。在此场景中，有一条以节点1为源节点，以节点23为目的节点的跨域标签交换路径LSP，如图6中的粗实线所示。把域D(1)称为源域，域D(4)称为目的域。从这条跨域标签交换路径LSP的方向上来看，节点3、5、9、11、16和17为各域的出口边界节点，节点6、7.、12、13、18和19为各域的入口边界节点。这条跨域标签交换路径LSP经过的边界节点有节点5、7、11、13、17和19，即域D(1)的路径出口边界节点BNex(1)是节点5，域D(2)的路径入口边界节点BNen(2)是节点7，路径出口边界节点BNex(2)是节点11，域D(3)的路径入口边界节点BNen(3)是节点13，路径出口边界节点BNex(3)是节点17，域D(3)的路径入口边界节点BNen(4)是节点19。
实例1
假设节点13发生故障，显然在域D(3)内恢复这条失效跨域标签交换路径LSP是不可行的，需要对此失效跨域标签交换路径LSP进行跨域恢复。跨域恢复效跨域标签交换路径LSP的过程如图7所示，具体步骤如下：
(1)、路径计算单元PCE(3)设置恢复阈值，例如设置正向恢复阈值Hf＝1，反向恢复阈值Hb＝2。路径计算单元PCE(3)分别计算域D(3)排除失效节点13后所有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(3)的最短路径。在本实例中，排除失效节点13后域D(3)的入口边界节点为节点12，得到一条节点12到路径出口边界节点BNex(3)，即节点17的虚拟恢复路径树VRPT(3)，其根节点为节点17，叶节点为节点12，路径代价为3。
(2)、路径计算单元PCE(3)向域D(2)的路径计算单元PCE(2)反向发送LSP跨域恢复请求消息，消息中包含反向恢复阈值Hb的值和虚拟恢复路径树VSPT(3)。
(3)、路径计算单元PCE(2)接收到路径计算单元PCE(3)的LSP跨域恢复请求消息，首先查看反向恢复阈值Hb的值是否大于0。此时Hb＝2＞0，路径计算单元PCE(2)把域D(2)的拓扑和虚拟恢复路径树VSPT(3)进行组合，在组合拓扑中计算虚拟恢复路径树VSPT(2)：域D(2)所有入口边界点到虚拟恢复路径树VSPT(3)根节点即节点17的最短路径。如图7所示，域D(2)入口边界点为节点6、7，根节点为节点17，叶节点为节点6和节点7，路径代价分别为6和7。计算出的结果如图7所示，计算成功后将反向恢复阈值Hb的值减去1。
(4)、路径计算单元PCE(2)向路径计算单元PCE(1)反向发送LSP跨域恢复请求消息，消息中包含反向恢复阈值Hb的值和虚拟恢复路径树VSPT(2)。
(5)、路径计算单元PCE(1)接收到路径计算单元PCE(2)的LSP跨域恢复请求消息，首先查看Hb的值是否大于0。此时Hb＝1＞0，路径计算单元PCE(1)把域D(1)的拓扑和虚拟恢复路径树VSPT(2)进行组合，由于是到达了源域，PCE(1)在组合拓扑中计算从源节点到虚拟恢复路径树VSPT(2)根节点，即节点17的最短路径。计算出结果如图7所示。
最后得到失效跨域标签交换路径LSP(1-4-5-7-10-11-13-15-17-19-21-23)的跨域恢复LSP(1-2-3-6-8-9-12-14-16-17)，见图7的虚线部分。
实例2
实例1的这个故障场景中只需用反向恢复阈值Hf，下面再以一个需用正向恢复阈值Hb的场景来说明本发明的恢复方法。
如图8所示，假设节点17发生故障，显然在域D(3)内恢复这条失效跨域标签交换路径LSP是不可行的，需要进行跨域恢复，具体步骤如下：
(1)、路径计算单元PCE(3)设置恢复阈值：正向恢复阈值Hf＝1，反向恢复阈值Hb＝2。路径计算单元PCE(3)排除失效节点17后，计算虚拟恢复路径VSPT(3)。在此拓扑中，由于失效节点17为域D(3)的路径出口边界节点，在域D(3)内没有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(3)即失效节点17的路径，虚拟恢复路径树VSPT(3)计算失败。
(2)、路径计算单元PCE(3)向路径计算单元PCE(4)正向发送LSP跨域恢复请求消息，消息中包含正向恢复阈值Hf值和域D(3)的路径出口边界节点BNex(3)，即节点17。
(3)路径计算单元PCE(4)接收到路径计算单元PCE(3)的LSP跨域恢复请求消息，首先查看正向恢复阈值Hf的值是否大于0。此时Hb＝1＞0，路径计算单元PCE(4)把域D(4)中与失效节点17相连接的入口边界点，即节点19排除掉，然后计算虚拟恢复路径树VSPT(4)，如图8所示，其根节点为目的节点，即节点23，叶节点为节点18，路径代价为3。
(4)路径计算单元PCE(4)向路径计算单元PCE(3)反向发送LSP跨域恢复响应消息，该消息中包含虚拟恢复路径树VSPT(4)。
(5)路径计算单元PCE(3)接收到路径计算单元PCE(4)的LSP跨域恢复响应消息，首先把域D(3)的拓扑和虚拟恢复路径树VSPT(4)进行组合。由于域D(3)是失效域，在组合拓扑中计算路径入口边界节点BNen(3)，即节点13到虚拟恢复路径树VSPT(4)根节点的最短路径，计算出的结果见图8。最后得到的跨域恢复标签交换路径(13-14-16-18-20-22-23)，见图8的虚线部分。
实例3
在本实例中，以一个反向恢复阈值和正向恢复阈值同时起作用的场景来说明本发明，在图6所示的拓扑中，假设节点11失效，其跨域恢复标签交换路径的计算过程如图9所示，具体步骤如下：
(1)、路径计算单元PCE(2)设置恢复阈值，例如设置Hf＝2，Hb＝1。路径计算PCE(2)排除失效节点11后，计算虚拟恢复路径树VSPT(2)。在此拓扑中，虚拟恢复路径树VSPT(2)计算失败。
(2)、路径计算单元PCE(2)向路径计算单元PCE(3)正向发送LSP跨域恢复请求消息，消息中包含正向恢复阈值Hf值和域D(2)的路径出口边界节点BNex(2)，即失效节点11。
(3)、路径计算单元PCE(3)接收到PCE(2)的LSP跨域恢复请求消息，首先查看正向恢复阈值Hf的值是否大于0。此时Hb＝1＞0，路径计算单元PCE(3)把域D(3)中与失效节点11相连接的节点13排除掉，然后计算得到虚拟路径树VSPT(3)，如图9所示，一条节点12到路径出口边界节点BNex(3)，即节点17的虚拟恢复路径树VRPT(3)，其根节点为节点17，叶节点为节点12，路径代价为3。
(4)、路径计算单元PCE(3)向路径计算单元PCE(2)反向发送LSP跨域恢复响应消息，该消息中包含虚拟恢复路径树VSPT(3)。
(5)、路径计算单元PCE(2)接收到路径计算单元PCE(3)的LSP跨域恢复响应消息，首先把域D(2)的拓扑和虚拟恢复路径树VSPT(3)进行组合。由于域D(2)是失效域，在组合拓扑中计算节点7到虚拟恢复路径树VSPT(3)根节点，即节点17的最短路径，但是最短路径计算失败，路径计算单元PCE(2)再次计算虚拟恢复路径树VSPT(2)，见图9所示，此时虚拟恢复路径树VSPT(2)的根为节点17，不同于本实例步骤(1)中是以节点11为根节点进行计算。虚拟恢复路径树VSPT(2)的叶节点为节点6，路径代价为6；
(6)、路径计算单元PCE(2)向路径计算单元PCE(1)反向发送LSP跨域恢复请求消息，消息中包含反向恢复阈值Hb的值和虚拟恢复路径树VSPT(2)。
(7)路径计算单元PCE(1)接收到路径计算单元PCE(2)的LSP跨域恢复请求消息，首先查看反向恢复阈值Hb的值是否大于0。此时Hb＝1＞0，路径计算单元PCE(1)把域D(1)的拓扑和虚拟恢复路径树VSPT(2)进行组合，由于是到达了源域，路径计算单元PCE(1)在组合拓扑中计算从LSP源节点到虚拟恢复路径树VSPT(2)根节点，即节点17的最短路径，计算出结果如图9所示。
最后得到失效跨域标签交换路径(1-4-5-7-10-11-13-15-17-19-21-23)的跨域恢复标签交换路径(1-2-3-6-8-9-12-14-16-17)，见图9的虚线部分。
需要说明的是，在本实施例中，为了方便描述，所举的三个实例中所有域的入口边界点和出口边界点都只有两个，所以各域的虚拟恢复路径树VSPT中只有一或两条路径。但本发明不限于此情形，虚拟恢复路径树VSPT中可以有多条路径，以出口边界节点或目的节点为根节点，以域各入口边界点为叶节点，最后在本发明步骤(6)选取最短路径作为恢复跨域标签交换路径。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种跨域标签交换路径域间失效的恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、对于一条依次跨越域D(1)，D(2)，......D(N)的跨域标签交换路径，其源节点和目的节点分别在域D(1)和域D(N)，跨域标签交换路径在域D(i)内经过的节点失效，且无法用域内恢复方式恢复，形成域间失效跨域标签交换路径；用BNen(i)和BNex(i)分别代表域间失效跨域标签交换路径在域D(i)内经过的路径入口边界节点和路径出口边界节点，其中1≤i≤N；
(2)、域D(i)的路径计算单元PCE(i)计算域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)；
若域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败，则路径计算单元PCE(i)向域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)正向发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i)的路径出口边界节点BNex(i)，进入步骤(3)；
若虚拟恢复路径树VRPT(i)计算成功，路径计算单元PCE(i)反向发送LSP跨域恢复请求消息到域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)，进入步骤(6)；
其中，虚拟恢复路径树VRPT(i)的计算为：
路径计算单元PCE(i)首先在域D(i)拓扑中排除失效节点，然后在新拓扑中使用最短路径算法，分别计算域D(i)所有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径；
虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点为域D(i)的路径出口边界节点BNex(i)，叶节点为域D(i)的入口边界节点；
虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败是指在域D(i)内没有入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径；虚拟恢复路径树VRPT(i)计算成功是指域D(i)内至少有一入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径；
(3)、域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)接收到域D(i)的路径计算单元PCE(i)发送来的LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i+1)排除域D(i+1)中与路径出口边界节点BNex(i)相连接的路径入口边界节点BNen(i+1)后，计算域D(i+1)的所有入口边界节点到域D(i+1)的路径出口边界节点BNex(i+1)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，并把这些路径组成域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)；若域D(i+1)内至少有一入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i+1)，在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，则计算成功，进入步骤(4)；否则计算失败，向域D(i+2)的路径计算单元PCE(i+2)发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i+1)的路径出口边界节点BNex(i+1)，计算失败为：域D(i+1)内没有入口边界节点到域D(i+1)的路径出口边界节点BNex(i+1)的路径；
域D(i+2)的路径计算单元PCE(i+2)收到LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i+2)排除域D(i+2)中与路径出口边界节点BNex(i+1)相连接的路径入口边界节点BNen(i+2)后，计算域D(i+2)的所有入口边界节点到域D(i+2)的路径出口边界节点BNex(i+2)，若在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，并把这些路径组成域D(i+2)的虚拟恢复路径树VRPT(i+2)；若域D(i+2)内至少有一入口边界节点到路径出口边界节点BNex(i+1)，在域D(N)，此节点为跨域标签交换路径的目的节点的最短路径，则计算成功，进入步骤(4)；否则计算失败，向域D(i+3)的路径计算单元PCE(i+3)发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息中包含域D(i+2)的路径出口边界节点BNex(i+1)，计算失败为：域D(i+2)内没有入口边界节点到域D(i+2)的路径出口边界节点BNex(i+1)的路径；
如此递归，若到域D(N)时，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；
(4)、如果虚拟恢复路径树在域D(j)中计算成功，记为VRPT(j)，其中，i＜j＜＝N，路径计算单元PCE(j)反向发送LSP跨域恢复响应消息到域D(j-1)的路径计算单元PCE(j-1)，此LSP跨域恢复响应消息中包含虚拟恢复路径树VRPT(j)，虚拟恢复路径树VRPT(j)的根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(j)的入口边界节点；
(5)、路径计算单元PCE(j-1)接收到LSP跨域恢复响应消息后，组合域D(j-1)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(j)，重新计算域D(j-1)的虚拟恢复路径树VRPT(j-1)：域D(j-1)的所有入口边界节点到域D(j)的虚拟恢复路径树VRPT(j)的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的最短路径，虚拟恢复路径树VRPT(j-1)的根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(j-1)的入口边界节点；
若虚拟恢复路径树VRPT(j-1)计算失败，域D(j-1)中没有入口边界节点到域D(j)虚拟恢复路径树的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的路径，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则，路径计算单元PCE(j-1)反向发送LSP跨域恢复响应消息到路径计算单元PCE(j-2)；
路径计算单元PCE(j-2)接收到LSP跨域恢复响应消息后，组合域D(j-2)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(j-1)，重新计算域D(j-2)的虚拟恢复路径树VRPT(j-2)：域D(j-2)的所有入口边界节点到域D(j-1)的虚拟恢复路径树VRPT(j-1)的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的最短路径，虚拟恢复路径树VRPT(j-2)的根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(j-2)的入口边界节点；如此递归，直到LSP跨域恢复响应消息到达失效域D(i)中；
失效域D(i)的路径计算单元PCE(i)组合域D(i)拓扑和域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)，并在组合拓扑中计算出虚拟恢复路径树VRPT(i)：域D(i)的所有入口边界节点到域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)的根节点，即路径出口边界节点BNex(j)的最短路径，若虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败，域D(i)中没有入口边界节点到域D(i+1)的虚拟恢复路径树VRPT(i+1)的根节点，即出口边界节点BNex(j)的路径，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则路径计算单元PCE(i)反向发送LSP跨域恢复请求消息到PCE(i-1)，此LSP跨域恢复请求消息中包含虚拟恢复路径树VRPT(i)，其根节点为域D(j)的路径出口边界节点BNex(j)，叶节点为域D(i)的入口边界节点；
(6)、域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)收到LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i-1)组合域D(i-1)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(i)，路径计算单元PCE(i-1)在组合拓扑中计算域D(i-1)的路径入口边界节点BNen(i-1)，如果在D(1)中，此节点为源节点，至虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的最短路径，若计算成功，则此最短路径即为恢复跨域标签交换路径，恢复成功；否则：路径计算单元PCE(i-1)计算域D(i-1)中所有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的最短路径，作为域D(i-1)的虚拟恢复路径树VRPT(i-1)，若域D(i-1)中没有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的路径，计算失败，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则，路径计算单元PCE(i-1)向域D(i-2)的路径计算单元PCE(i-2)反向发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息包含虚拟恢复路径树VRPT(i-1)，虚拟恢复路径树VRPT(i-1)的根节点为域D(i)虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点，叶节点为域D(i-1)的入口边界节点；
域D(i-2)的路径计算单元PCE(i-2)收到LSP跨域恢复请求消息后，路径计算单元PCE(i-2)组合域D(i-2)拓扑和虚拟恢复路径树VRPT(i-1)，路径计算单元PCE(i-2)在组合拓扑中计算域D(i-2)的路径入口边界节点BNen(i-2)，如果在D(1)中，此节点为源节点，至虚拟恢复路径树VRPT(i)根节点的最短路径，若计算成功，则此最短路径即为恢复跨域标签交换路径，恢复成功；否则：路径计算单元PCE(i-2)计算域D(i-2)中所有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i-1)根节点的最短路径，作为域D(i-2)的虚拟恢复路径树VRPT(i-2)，若域D(i-2)中没有入口边界点到虚拟恢复路径树VRPT(i-1)根节点的路径，计算失败，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；否则，路径计算单元PCE(i-2)向域D(i-3)的路径计算单元PCE(i-3)反向发送LSP跨域恢复请求消息，LSP跨域恢复请求消息包含虚拟恢复路径树VRPT(i-2)，虚拟恢复路径树VRPT(i-2)的根节点为域D(i)虚拟恢复路径树VRPT(i)的根节点，叶节点为域D(i-2)的入口边界节点；
如此递归，若到域D(1)时，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败。
2.根据权利要求1所述的跨域标签交换路径域间失效的恢复方法，其特征在于：
在步骤(2)中，域D(i)的路径计算单元PCE(i)设置有正向恢复阈值Hf和反向恢复阈值Hb；域D(i)的虚拟恢复路径树VRPT(i)计算失败时，路径计算单元PCE(i)向域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)正向发送的LSP跨域恢复请求消息，还包含有正向恢复阈值Hf；虚拟恢复路径树VRPT(i)计算成功，路径计算单元PCE(i)反向发送到域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)的LSP跨域恢复请求消息还包含反向恢复阈值Hb；
在步骤(3)中，域D(i+1)的路径计算单元PCE(i+1)接收到域D(i)的路径计算单元PCE(i)发送来的LSP跨域恢复请求消息后，查看正向恢复阈值Hf是否大于0，若不大于0，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败，若大于0，再进行该步骤的程序；计算失败时，路径计算单元PCE(i+1)把正向恢复阈值Hf减去1，向域D(i+2)的路径计算单元PCE(i+2)发送的LSP跨域恢复请求消息还包含正向恢复阈值Hf；递归时，若正向恢复阈值Hf为0或到域D(N)，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；
在步骤(5)中，LSP跨域恢复请求消息中还包含反向恢复阈值Hb；
在步骤(6)中，域D(i-1)的路径计算单元PCE(i-1)接收到LSP跨域恢复请求消息后，先查看反向恢复阈值Hb是否大于0，若不大于0，则跨域标签交换路径域间失效恢复失败；若大于0，再执行该步骤的程序；LSP跨域恢复请求消息中包含反向恢复阈值Hb；计算失败时，路径计算单元PCE(i-1)把反向恢复阈值Hb减去1，向域D(i-2)的路径计算单元PCE(i-2)发送的LSP跨域恢复请求消息还包含反向恢复阈值Hb；递归时，若反向恢复阈值Hb为0或到域D(1)，在各域中，虚拟恢复路径树依然未计算成功，则认为跨域标签交换路径域间失效恢复失败。
3.根据权利要求1所述的跨域标签交换路径域间失效的恢复方法，其特征在于：所述的虚拟恢复路径树的根为路径出口边界节点或标签交换路径的目的节点，叶为域路径入口边界节点，用于恢复路径的计算；树枝的代价为虚路径所代表的最短路径的所有链路段代价之和，用于选择最短路径作为恢复路径。
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