CN102170404A - 一种提高gmpls/obs网络链路利用率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高GMPLS/OBS网络链路利用率的方法，属于光网络技术领域。本发明通过对现有GMPLS/OBS网络的资源预留消息机制进行改进，当PATH消息达到宿结点的前一个结点时，该结点就立即向源结点返回Resv消息，节约了最后一跳链路的通道请求消息和通道预留消息处理及传输时间，从而可减少突发数据在边缘结点的存储时间，提高OBS网络的传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高网络链路利用率的方法，尤其涉及一种提高光突发交换网络（Optical Burst Switch，OBS）和通用多协议标志交换协议（Generalized Mutiprotocol Label Switch，GMPLS）技术结合的网络（以下均简称为GMPLS/OBS网络）链路利用率的方法，属于光通信技术领域。
背景技术
由于OBS的本质是利用控制分组来预留突发包所要经过的各结点处的带宽，所以必须要保证突发包和控制分组之间合理的时序关系。根据有无偏置时间，协议可分为两类，即TAG（tell and go）和TAW ( tell and wait )。 采用TAG协议的OBS边缘结点发送控制分组后马上发送突发包，因此在核心结点处需要光缓存来存储突发包以等待其控制分组消息的处理。TAW协议中，结点在等待控制分组确认消息的这段时间内有很大的资源的浪费，也加大了存储的时间程度，这也违背了光突发交换的初衷。
典型的TAG协议是由Wei和McFarland首先提出的JIT（just in time）协议[Wei, J.Y.; McFarland, R.I., Just-in-time signaling for WDM optical burst switching networks. J. Lightwave Technology. vol. 18, No. 12, DECEMBER 2000: 2019-2037]。相对于TAW而言，JIT协议克服了中间结点对光存储媒质的要求，而且减小了通信路径的建立时延，从而提高了系统的带宽利用率。JIT的工作原理是当源结点完成突发数据分组BDP的封装后，向与之相连的中间结点发送一个SETUP消息，请求建立传输路径。中间结点收到SETUP消息后，对其进行光/电/光转换并完成消息的处理，然后将其向下游结点逐跳转发，并最终达到目的结点。目的结点会向源结点回应一个CONNECT消息确认传输路径已经建立。中间结点在向下游结点转发SETUP消息的同时，也给源结点回复一个CALL PROCEEDING消息，该消息不仅表明中间结点已经启动了传输路径的建立，而且还包含一个延时参数，为源结点设置发送BDP的偏置时间提供参考。由于JIT协议不必等待CONNECT消息的回复就将BDP发出，因此大大减少了通信的时间。JIT协议的主要缺点是源结点无法获知网络中结点负荷情况，因此易出现业务冲突和网络拥塞等缺点。
针对JIT协议的缺点， Qiao和Yoo提出了JET（just enough time）协议[Myungsik Yoo, Chunming Qiao，Just-Enough-Time (JET): a high speed protocol for bursty traffic in optical networks, 1997 DIGEST of the IEEE/LEOS Summer Topical Meetings, :Applications in Switching,1997:26-27]。相对JIT协议而言，JET协议在源结点的突发控制分组中增加了偏置时间消息和BDP的长度消息，从而可以确定中间结点资源预留开始和保持所需时间。JET 采用延时预留方式预留带宽，即各个中间结点根据BCP中包含的BDP的长度消息和偏置时间消息自动完成波长通道的选择、带宽预留和释放以及交叉连接的建立和拆除。JET按照以下方法设定偏置时间：假设最初设定偏置时间为T，δ为结点处理BCP所需时间。当BCP离开第一个结点时其偏置时间应修改为T1=T - δ。同理，在离开第h个结点时Th=Th-1 - δ，因此本地资源的预留时间Ts应设置为：Ts=tn + Th，其中tn为系统当前时间，h为转发跳数，预留的时间长度与数据包的长度有关。JET的主要缺点是由于偏置时间是一个估计值，因此当网络中出现拥塞，尤其是BCP出现拥塞时就会使得资源预留失败。此外，JET的设置如果太小也会导致BCP在没有到达目的前时间就已经耗尽，从而导致BCP包丢失或延时增大。
在OBS网络中引入GMPLS控制平面（包括信令、路由和链路管理协议），可以有效改善OBS网络的性能，如实现OBS网络的自动发现和加快结点对BCP的处理时间从而降低阻塞率等。GMPLS中的RSVP-TE信令协议能够在入口LSR和出口LSR之间建立一条LSP隧道，利用入口LSR或者是网络管理系统的路由计算功能，结合可用的路由消息、会话属性和QoS参数，计算出显示路由对象ERO（包括严格显示路由，宽松显示路由，自治系统等），然后入口的LSR使用出口的LSR的地址ERO、标签请求、隧道标示、会话属性等消息构造一个PATH消息发给下游结点，当下游结点的LSR收到PATH消息后即创建一个本地的PATH状态，这个状态包含接收到的ERO会话属性等。同时，下游的LSR计算出需要为LSP分配的本地资源，并利用ERO检测到下一跳LSR，设置好后继续转发PATH消息，直到达到出口LSR。最终出口LSR在收到PATH消息后会向源结点返回一个RESV消息，RESV消息中包含会话、预留类型、过滤规格和流规格等消息。中间结点收到RESV消息后会创建一个RESV状态，在本地预留出资源，接着再传递到下一跳直至源结点。这样，源结点到宿结点的一条完整的基于流量工程的隧道即建立。随后，OBS结点可采用JET协议确定偏置时间，沿已建立的LSP隧道发送BHP控制消息，在各个链路之间选出一条可行的LSP作为突发数据包的全光传输通道。
综上所述，由于引入了GMPLS控制平面，简化了OBS控制消息对路由选择的处理，从而加快了建路的时间。另一方面，GMPLS完善的链路管理和恢复/保护机制，可以改善OBS网络的传输性能和提高网络的生存性。现有的GMPLS/OBS网络架构中，采用RSVP-TE协议进行资源预留的时候，存在通道资源部分闲置的缺点。因此，可以通过在发送PATH消息后的某个时间段，提前发送BHP消息，从而能减少光通路建立的时延。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有的GMPLS/OBS网络采用RSVP-TE协议进行资源预留的时候，存在通道资源部分闲置的不足，提供一种提高GMPLS/OBS网络链路利用率的方法，通过在发送PATH消息后的某个时间段，提前发送BHP消息，从而能减少光通路建立的时延。
本发明具体采用以下技术方案：
一种提高GMPLS/OBS网络链路利用率的方法，所述GMPLS/OBS网络通过在源节点和宿结点之间建立TE隧道进行资源预留， GMPLS控制平面建立TE隧道的过程中，当PATH消息达到宿结点的前一个结点时，该结点就立即向源结点返回Resv消息，所述建立TE隧道具体包括以下步骤：
步骤1、源结点构造PATH消息并向下游结点发送；
步骤2、PATH消息到达的结点判断本结点的下一结点是否可达，如否，则向源结点发送一个PATHErr消息，告诉源结点通道请求失败；如是，则转步骤3；
步骤3、判断本结点的下一结点是否为宿结点，如不是，则直接转发PATH消息到下一跳；如是，则本结点生成一个Resv消息返回源结点；同时，向本结点的下一结点继续发送PATH消息；所述Resv消息中的源结点地址为本结点的下一结点的地址；
步骤4、宿结点收到PATH请求后，向上一结点发送一个Resv消息，该Resv消息中的目的结点为宿结点的上一跳结点。
在现有技术中，源结点和宿结点之间建立TE隧道，是GMPLS控制平面根据接收到的建路请求消息Request发起的，而建路请求消息Request是由传统的集中网管发起的，即GMPLS控制平面是在网管的触发下开始资源预留和释放功能的。但是，考虑到该消息只和边缘结点有关，因此可以无需告知网管再由网管发起，而可通过增加接口实现控制层与传输层的通信，减少结点和网管之间的联系，从而降低链路拥塞的风险。由此可得到本发明进一步的改进方案如下：
所述GMPLS控制平面在源结点和宿结点之间建立TE隧道，是GMPLS控制平面根据接收到的建路请求消息Request发起的；所述建路请求消息Request 由OBS边缘结点构造并向GMPLS控制平面发送。
本发明通过对现有GMPLS/OBS网络的资源预留消息机制进行改进，当PATH消息达到宿结点的前一个结点时，该结点就立即向源结点返回RESV消息，节约了最后一跳链路的通道请求消息和通道预留消息处理及传输时间，从而可减少突发数据在边缘结点的存储时间，提高OBS网络的传输性能。
附图说明
图1为本发明GMPLS/OBS网络中资源预留的方法的流程图；
图2为本发明与现有技术的信令消息在链路中传输的效果对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
本发明的基本思想是：在控制平面建立TE隧道的过程中，当PATH消息达到宿结点的前一个结点时，就立即向源结点返回RESV消息。假设共有n个结点，则在第n-1个结点向第n个结点发送PATH消息的时候，同时向源结点返回RESV消息，这样即可可节省一个结点的资源预留时间。
由于运行资源预留协议的时候链路存在部分空闲且此时OBS控制层没有任何的动作，所以在资源预留的时候可以进行修改以充分利用时间和链路资源。RSVP-TE信令在资源预留时发送的PATH消息只是通告每个结点预留资源的参数、标签地址及服务等级等，完成资源预留的开始时间是宿结点向源结点回送RESV消息时刻。因此，提前回送RESV消息给源结点可以减少OBS层发送控制消息的等待时间。由于各个结点根据出端口使用情况只能知道自己下一跳的链路是否有空闲资源，而对于远端结点（宿结点）无法知道其链路的使用情况。若选取在链路中的任意结点回送RESV消息，当该结点之后的链路不可达时则会造成数据的丢失或时延。选择宿结点的前一个结点向源结点回送RESV消息，不仅满足了下一跳可达，而且可以节省PATH消息和RESV消息在最后一跳链路上的传输时间和结点处理时间。
为充分利用链路在资源预留过程中的空闲时间，提前发送BHP控制包头，本发明对GMPLS中的RSVP-TE信令进行适当的修改，具体而言，本发明的资源预留方法如图1所示，按照以下过程进行：
当GMPLS/OBS边缘结点收到来自IP网络的数据包时，边缘结点先对数据包进行汇聚组装，对于达到同一结点出口的和具有相同的QoS参数要求的突发包进行汇聚封装，并计算出封装数据包的长度；同时边缘结点根据汇集的数据包长、QoS参数，保护级别等消息属性，向GMPLS控制层发送一个建立请求消息Request；GMPLS控制平面根据收到的Request消息及其相关参数调用RSVP-TE信令向网络发起资源预留请求；源结点发送PATH消息，PATH消息到达一个结点时先判断该结点的下一结点是否可达（是否有可用波长），如果没有可用波长则向源结点发送一个PATHErr消息，告诉源结点通道请求失败，源结点可以采取相关措施进行重发；如果该结点判断下一结点可达，则接着判断下一结点是否是宿结点，如果不是则直接转发PATH消息到下一跳；如果是，则该结点生成一个RESV消息返回源结点，通过RESV消息每个结点可以为OBS突发数据的传送预留资源，RESV消息中的源结点地址为该结点的下一结点的地址（即通道请求宿结点的地址）。同时，该结点还应向宿结点继续发送PATH请求，由于已判断该跳可达，因此在宿结点收到PATH请求后，只需向上一结点发送一个RESV消息进行资源的预留即可，该RESV消息中的目的结点应为宿结点的上一跳结点，而不是通道请求中的源结点，这样一条TE隧道即建立完成。源结点接收到第n-1个结点发送的RESV消息后，GMPLS层发送通知至OBS控制平面，开始发送突发数据的控制消息，为突发数据包的发送提前建立一个全光的通路。
为了验证本发明的有益效果，对本发明改进的资源预留方法和现有技术进行了比较，比较结果如图2所示。在无故障的情况下，假设源结点和宿结点之间的路径上共有四个结点，每个结点间的距离为100km，每个结点对信令消息的处理时间为7ms[Xiaohua Ma; Geng-Sheng Kuo; Optical switching technology comparison: optical MEMS vs. other technologies, IEEE Optical Communications ,vol.41,no.11,November 2003:s16-s23]，则图中的th=1ms，tc=7ms。按照传统RSVP信令机制，通道预留成功需要的时间Tf>2×4×（0.5+7）=60ms，而改进之后的通道请求时间Tb>2×3×（0.5+7）=45ms。节省的时间Tp为总的成功请求时间的1/n（n为源结点和宿结点之间的跳数），这是因为最后一跳链路的请求时间和第n-1个结点回送RESV消息是并行的。当源结点收到RESV消息后会向目的结点发送ResvConf消息。同时通告OBS层资源已预留成功，OBS控制协议会在此时发送BHP消息为突发数据在链路中选路和进行波长转换器的配置。对于小规模的网络，当BHP消息到达第n-1个结点时，有可能第n-1和n结点之间的资源还没有成功预留，也就是说第n-1个结点还没有收到第n个结点发出的RESV消息，所以当BHP消息到达n-1结点时要判断该结点时候是否已经收到了宿结点的RESV消息。如果有，则BHP消息直接进入下一跳；如果没有，则BHP等待一定时长，待第n-1个结点收到RESV后再进入下一跳。而对于突发数据包，根据JET协议，当偏置时间耗尽时，边缘结点开始沿着全光通路发送数据包。
Claims (2)
1.一种提高GMPLS/OBS网络链路利用率的方法，所述GMPLS/OBS网络通过在源节点和宿结点之间建立TE隧道进行资源预留，其特征在于，GMPLS控制平面建立TE隧道的过程中，当PATH消息达到宿结点的前一个结点时，该结点就立即向源结点返回Resv消息，所述建立TE隧道具体包括以下步骤：
步骤1、源结点构造PATH消息并向下游结点发送；
步骤2、PATH消息到达的结点判断本结点的下一结点是否可达，如否，则向源结点发送一个PATHErr消息，告诉源结点通道请求失败；如是，则转步骤3；
步骤3、判断本结点的下一结点是否为宿结点，如不是，则直接转发PATH消息到下一跳；如是，则本结点生成一个Resv消息返回源结点；同时，向本结点的下一结点继续发送PATH消息；所述Resv消息中的源结点地址为本结点的下一结点的地址；
步骤4、宿结点收到PATH请求后，向上一结点发送一个Resv消息，该Resv消息中的目的结点为宿结点的上一跳结点。
2.如权利要求1所述GMPLS/OBS网络中资源预留的方法，其特征在于，所述GMPLS
控制平面在源结点和宿结点之间建立TE隧道，是GMPLS控制平面根据接收到的建路请求消息Request发起的；所述建路请求消息Request 由OBS边缘结点构造并向GMPLS控制平面发送。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102685004A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-09-19 | 南京邮电大学 | 一种gmpls/obs网络中实现流量工程的方法 |
| CN104967477A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-07 | 南京邮电大学 | 基于多播业务的光网络智能p圈保护方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7272310B2 (en) * | 2003-06-24 | 2007-09-18 | Intel Corporation | Generic multi-protocol label switching (GMPLS)-based label space architecture for optical switched networks |
| CN101150878A (zh) * | 2007-08-06 | 2008-03-26 | 北京邮电大学 | 在智能光网络中实现光通道快速连接的并行信令方法 |
| CN101877892A (zh) * | 2009-04-29 | 2010-11-03 | 华为技术有限公司 | 节点关联通道能力的协商方法及节点设备 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7272310B2 (en) * | 2003-06-24 | 2007-09-18 | Intel Corporation | Generic multi-protocol label switching (GMPLS)-based label space architecture for optical switched networks |
| CN101150878A (zh) * | 2007-08-06 | 2008-03-26 | 北京邮电大学 | 在智能光网络中实现光通道快速连接的并行信令方法 |
| CN101877892A (zh) * | 2009-04-29 | 2010-11-03 | 华为技术有限公司 | 节点关联通道能力的协商方法及节点设备 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102685004A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-09-19 | 南京邮电大学 | 一种gmpls/obs网络中实现流量工程的方法 |
| CN104967477A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-07 | 南京邮电大学 | 基于多播业务的光网络智能p圈保护方法 |
| CN104967477B (zh) * | 2015-06-26 | 2018-03-13 | 南京邮电大学 | 基于多播业务的光网络智能p圈保护方法 |
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