CN102377594A - 独立可扩展控制平面的控制网元的注册方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立可扩展控制平面的控制网元的注册方法及系统，克服独立可扩展控制平面的控制网元需要手动静态配置的不足，其中该方法包括：新控制网元加入到网络中时，向该网络中其他控制网元发送注册消息；该新控制网元启动控制网元选举过程；若该新控制网元被选举为主用/备份控制网元，则维护其与其他控制网元的邻接关系；否则该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后，维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。与现有技术相比，本发明的技术方案提出了一种注册控制网元的方法，方便灵活地在独立可扩展控制平面上动态注册新加入的控制网元。

Description

独立可扩展控制平面的控制网元的注册方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种独立可扩展控制平面的注册方法及系统。

背景技术

随着互联网的飞速发展，当前的IP网已广泛地得到大规模的商用，并且商用网络的规模和用户数正持续快速的发展，随之而来的是越来越多的新业务、新功能被引入网络，控制平面变得越来越复杂。网络控制平面、数据平面和管理平面的可扩展性也成为了IP网络演进过程面临的主要挑战。

然而，当前IP网络架构设计的缺陷极大限制了网络容量、网络可扩展性、可控性、安全性及服务质量(QOS)等。在当前IP网中控制平面和数据平面集成于同一个网络节点，因此当越来越多的业务和控制信令被加入网络节点时，使得整个网络异常复杂，难以维护，也难于扩展。

为应对以上网络问题，目前业界提出了一种独立可扩展控制平面(independent scalable control plane，iSCP)技术，该技术基于控制转发分离的思想，即将控制平面从数据平面中分离出来，控制域数据各自维护，以此减轻网络扩容和控制能力上的压力，增加了网络的健壮性。

图1为iSCP技术的结构示意图。如图1所示，iSCP结构将控制平面(Control Plane)、数据平面(Data Plane)和管理平面(Management Plane)分离。

控制平面由多个控制网元(Control Element，CE)和业务控制网元(ServiceControl Element，SCE)组成，主要用于控制和管理所有网络协议的运行，包括路由计算、路由选择、业务处理等。

数据平面由多个转发网元(Forwarding Element，FE)、业务处理网元(Service Processing Element，SPE)组成，主要用于完成业务数据的分类和转发。

管理平面由管理网元(Management Element，ME)设备组成，用于管理CE、FE等网元的网络实体；ME监视并搜集各网元的静态信息、状态信息等，并根据这些信息和配置命令对各网元进行管理。

可扩展控制平面系统中，各个控制网元需要手动静态配置，因此灵活性不够。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种控制网元的注册技术，克服独立可扩展控制平面的控制网元需要手动静态配置的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种独立可扩展控制平面的控制网元的注册方法，包括：

新控制网元加入到网络中时，向该网络中其他控制网元发送注册消息；

该新控制网元启动控制网元选举过程；

若该新控制网元被选举为主用/备份控制网元，则维护其与其他控制网元的邻接关系；否则该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后，维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。

优选地，该新控制网元向该网络中其他控制网元发送该注册消息的步骤，包括：

该新控制网元以特定组播地址向该网络中其他控制网元发送该注册消息。

优选地，该新控制网元维护其与其他控制网元的邻接关系的步骤，包括：

该新控制网元向其他控制网元发送报文，维护其与其他控制网元的邻接关系。

优选地，该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系的步骤，包括：

该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后，在本地保存该新控制网元的状态信息，并周期性地向该网络中的其他控制网元发送该新控制网元的状态信息，维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。

优选地，该方法进一步包括：

该网络中的一当前控制网元离开网络时，

若该当前控制网元为该网络中的主用控制网元，则该网络中的备份控制网元转变为主用控制网元，并选举新的备份控制网元；

若该当前控制网元为该网络中的备份控制网元，则选举新的备份控制网元；

若该当前控制网元不是该网络中的主用控制网元或者备份控制网元，则该网络中的主用控制网元和备份控制网元记录该当前控制网元的状态信息。

优选地，

若该当前控制网元为该网络中的主用控制网元，该网络中的备份控制网元接收到该当前控制网元发送的离开消息后转变为主用控制网元；

若该当前控制网元为该网络中的备份控制网元，该当前控制网元向该网络中的其他控制网元发送离开消息后选举该新的备份控制网元；

若该当前控制网元不是该网络中的主用控制网元或者备份控制网元，该当前控制网元向该网络中的主用控制网元和备份控制网元发送离开消息后，该网络中的主用控制网元和备份控制网元记录该当前控制网元的状态信息。

优选地，该网络中的主用控制网元和备份控制网元记录该当前控制网元的状态信息，并向其他控制网元发送该当前控制网元的状态信息。

优选地，该方法进一步包括：

该网络中的备份控制网元在预定时间内没有收到该网络中的主用控制网元发送的状态信息，则该网络中的备份控制网元转变为新的主用控制网元，并选举新的备份控制网元；

其他控制网元在一定时间内没有收到该网络中的备份控制网元发送的状态信息，则选举新的备份控制网元；

该网络中的主用/备份控制网元发送状态消息后，在预定时间内没有收到一控制网元的响应消息，则该网络中的主用控制网元和备份控制网元均记录该控制网元的状态信息。

优选地，该网络中的主用控制网元和备份控制网元均记录该控制网元的状态信息后，进一步向其他控制网元发送该控制网元的状态信息。

优选地，该方法进一步包括：

网络中的管理网元根据用户需求，下发业务部署需求消息到主用控制网元；其中该业务部署需求消息包括业务对应转发网元的地址和参数信息；

该主用控制网元将该业务部署需求发送到本地控制网元候选池中的空闲控制网元；

该空闲控制网元在本地建立其与对应转发网元的对应关系，并根据该业务部署需求消息中的该参数信息完成该业务的动态部署。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种独立可扩展控制平面的控制网元的注册系统，包括新控制网元，网络中还包括其他控制网元，其中：

所述新控制网元，用于加入到网络中时向该网络中其他控制网元发送注册消息，启动控制网元选举过程，并用于在被选举为该网络的主用/备份控制网元时，维护其与该网络中其他控制网元的邻接关系；

所述网络中的其他控制网元，用于所述新控制网元未被选举为该网络的主用/备份控制网元时，其中的主用/备份控制网元维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。

与现有技术相比，本发明的技术方案提出了一种注册控制网元的方法，方便灵活地在独立可扩展控制平面上动态注册新加入的控制网元。本发明的技术方案还提出了控制网元退出网络，以及控制网元或者链路出现故障时的处理方法。本发明技术方案可以根据用户的业务需求，实现业务的分布式自动部署，提高了系统的稳定性和健壮性。

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为现有iSCP技术的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述控制网元的注册方法的流程示意图；

图3为本发明实施例一的一实际应用的网络示意图；

图4为图3所示实际应用的流程示意图；

图5为本发明实施例二所述控制网元的退出方法的流程示意图；

图6为本发明实施例三所述控制网元或者链路故障处理方法的流程示意图；

图7为本发明实施例四所述控制网元的业务部署方法的流程示意图；

图8为本发明实施例四的一实际应用示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

首先，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征的相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一、一种独立可扩展控制平面的控制网元的注册方法

如图2所示，本实施例主要包括如下步骤：

步骤S210，新控制网元(CE)加入到网络中时，以特定组播地址向网络中其他控制网元发送注册消息，通告其加入到网络；

步骤S220，该新CE启动控制网元选举过程，若该新CE被选举为主用/备份控制网元，则转步骤S230，否则转步骤S240；

步骤S230，该新CE向其他控制网元周期性地发送报文，以维护其与其他控制网元的邻接关系；

步骤S240，该网络中的主用/备份控制网元在收到该新CE的注册消息后，在本地保存该新CE的状态信息，并周期性地向其他控制网元发送该新CE的状态信息，以维护其(该主用/备份控制网元)与该新CE的邻接关系。

图3和图4示出了本实施例的一个实际应用。图3示出了本实际应用的网络示意图，图4示出了本实际应用的流程示意图。

如图3所示，本实际应用中，新控制网元CE3加入到网络时，以特定的组播地址向网络中其他的控制网元(包括主用控制网元CE1和备份控制网元CE2)发送注册消息，并启动选举过程；

主用控制网元CE1收到新控制网元CE3的注册消息后，主用控制网元CE1更新其本地的控制网元信息表，增加该新控制网元CE3的信息，并周期性向其他控制网元通告其更新后的控制网元信息表；

本例中CE2为普通的控制网元，在收到CE3的加入消息后，不做回复；

主用控制网元CE1向新控制网元CE3发送回复消息，确认已经收到了其发送的注册消息，该回复消息中携带有本地保存的控制网元信息；

管理网元ME根据用户的业务需求，下发业务部署需求消息到主用控制网元CE1，该下发业务需求包括协议的软件配置信息；

主用控制网元CE1收到了管理网元ME下发的业务部署需求消息后，在本地保存的控制网元信息表中查找合适的空闲控制网元，将业务部署需求消息发送到新控制网元CE3，实现了业务需求的自动部署，提高系统的灵活性；

新控制网元CE3收到了主用控制网元CE1发送的业务部署需求消息后，根据具体的部署参数形成相应的信息表，下发到相应的转发网元；比如，如果该业务需求需要构建路由，则形成路由信息表，下发到转发网元形成转发信息表；如果业务需求需要构建标签表，则形成标签表，下发到转发网元形成标签转发表。

如图4所示，本实际应用主要包括如下步骤：

步骤S410，新控制网元CE3向主用控制网元CE1和备份控制网元CE2发送注册消息；

步骤S420，主用控制网元CE1保存新控制网元CE3的状态信息；

步骤S430，主用控制网元CE1向新控制网元CE3回复消息，确认已经收到了其发送的注册消息；

步骤S440，主用控制网元CE1接收ME发送的用户业务需求消息；

步骤S450，主用控制网元CE1向新控制网元CE3发送需求部署消息；

步骤S460，新控制网元CE3进行控制信息计算及下发。

实施例二、一种独立可扩展控制平面的控制网元的退出方法

如图5所示，本实施例主要包括如下步骤：

步骤S510，当前CE离开网络时，若该当前CE为网络中的主用CE，则转步骤S520；若该当前CE为网络中的备份CE，则转步骤S550；若该当前CE既不是网络中的主用CE又不是网络中的备份CE，则转步骤S570；

步骤S520，该当前CE向网络中的其他所有CE发送离开消息；

步骤S530，备份CE接收到该离开消息后，自动将自己转变为主用CE；

步骤S540，该备份CE启动选举机制，为网络选举新的备份CE，结束；

步骤S550，该当前CE向网络中的其他所有CE发送离开消息；

步骤S560，该当前CE启动选举机制，为网络选举新的备份CE，结束；

步骤S570，该当前CE只向网络中的主用CE和备份CE发送离开消息；

步骤S580，主用CE和备份CE记录下该当前CE的状态信息，并均向网络中的其他网元发送该当前CE的状态信息，结束。

实施例三、一种独立可扩展控制平面的控制网元或者链路故障处理方法

如图6所示，本实施例主要包括如下步骤：

步骤S610，若网络中的备份CE在预定时间内没有收到网络中的主用CE发送的状态信息，则认为该主用CE出现了故障而离开了网络，转步骤S620；若网络中除主用CE之外的其他CE在一定时间内没有收到网络中的备份CE发送的状态信息，则认为该备份CE发生故障，转步骤S640；若主用/备份CE发送状态消息后，在预定时间内没有收到除主用CE和备份CE之外的其他任意CE的响应消息，则认为该CE出现了故障而离开了网络，转步骤S650；

步骤S620，备份CE自动将自己转变为网络中的新的主用CE；

步骤S630，该新的主用CE启动选举机制，为网络选举新的备份CE，结束；

步骤S640，网络中的其他CE启动选举机制，以为网络选举新的备份CE，结束；

步骤S650，主用CE和备份CE均记录下该CE的状态信息，并向网络中的其他CE发送被认为离开了网络的该CE的状态信息，结束。

实施例四、一种独立可扩展控制平面的控制网元的业务部署方法

如图7所示，本实施例主要包括如下步骤：

步骤S710，网络中的管理网元(ME)根据用户需求，下发业务部署需求消息到主用CE；其中该业务部署需求消息包括业务的配置命令以及对应转发网元的地址和参数信息等内容；

步骤S720，主用CE在收到该业务部署需求消息后，在本地CE候选池中查找空闲CE，将该业务部署需求发送到该空闲CE；

步骤S730，该空闲CE收到该主用CE发送的该业务部署需求消息后，在本地建立其(该空闲CE)与对应的转发网元的对应关系；

步骤S740，该空闲CE根据该业务部署需求消息中的该参数信息，完成该业务动态部署。

图8为本实施例的一个实际应用。在本实际应用中，管理网元ME向主用控制网元CE1发送业务部署需求消息，然后由主用控制网元CE1向一新加入的新控制网元CE3发送业务部署需求消息。图8中所示的控制单元CE2为备份控制单元。

实施例五、独立可扩展控制平面的控制网元的注册系统

本实施例主要包括新控制网元，以及网络中的其他控制网元，其中：

该新控制网元，用于加入到网络中时向该网络中其他控制网元发送注册消息，启动控制网元选举过程，并用于在被选举为该网络的主用/备份控制网元时，维护其与该网络中其他控制网元的邻接关系；

该网络中的其他控制网元，用于该新控制网元未被选举为该网络的主用/备份控制网元时，该其他控制网元中的主用/备份控制网元维护其(该主用/备份控制网元)与该新控制网元的邻接关系。

需要说明的是，本发明技术方案涉及到网络为同一网段内，对于跨网段的注册需要手工由ME网元指定，不在本发明技术方案的范围之内。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种独立可扩展控制平面的控制网元的注册方法，其特征在于，包括：

新控制网元加入到网络中时，向该网络中其他控制网元发送注册消息；

该新控制网元启动控制网元选举过程；

若该新控制网元被选举为主用/备份控制网元，则维护其与其他控制网元的邻接关系；否则该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后，维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该新控制网元向该网络中其他控制网元发送该注册消息的步骤，包括：

该新控制网元以特定组播地址向该网络中其他控制网元发送该注册消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该新控制网元维护其与其他控制网元的邻接关系的步骤，包括：

该新控制网元向其他控制网元发送报文，维护其与其他控制网元的邻接关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系的步骤，包括：

该网络中的主用/备份控制网元在收到该注册消息后，在本地保存该新控制网元的状态信息，并周期性地向该网络中的其他控制网元发送该新控制网元的状态信息，维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

该网络中的一当前控制网元离开网络时，

若该当前控制网元为该网络中的主用控制网元，则该网络中的备份控制网元转变为主用控制网元，并选举新的备份控制网元；

若该当前控制网元为该网络中的备份控制网元，则选举新的备份控制网元；

若该当前控制网元不是该网络中的主用控制网元或者备份控制网元，则该网络中的主用控制网元和备份控制网元记录该当前控制网元的状态信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

若该当前控制网元为该网络中的主用控制网元，该网络中的备份控制网元接收到该当前控制网元发送的离开消息后转变为主用控制网元；

若该当前控制网元为该网络中的备份控制网元，该当前控制网元向该网络中的其他控制网元发送离开消息后选举该新的备份控制网元；

若该当前控制网元不是该网络中的主用控制网元或者备份控制网元，该当前控制网元向该网络中的主用控制网元和备份控制网元发送离开消息后，该网络中的主用控制网元和备份控制网元记录该当前控制网元的状态信息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

该网络中的主用控制网元和备份控制网元记录该当前控制网元的状态信息，并向其他控制网元发送该当前控制网元的状态信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

该网络中的备份控制网元在预定时间内没有收到该网络中的主用控制网元发送的状态信息，则该网络中的备份控制网元转变为新的主用控制网元，并选举新的备份控制网元；

其他控制网元在一定时间内没有收到该网络中的备份控制网元发送的状态信息，则选举新的备份控制网元；

该网络中的主用/备份控制网元发送状态消息后，在预定时间内没有收到一控制网元的响应消息，则该网络中的主用控制网元和备份控制网元均记录该控制网元的状态信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

该网络中的主用控制网元和备份控制网元均记录该控制网元的状态信息后，进一步向其他控制网元发送该控制网元的状态信息。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

网络中的管理网元根据用户需求，下发业务部署需求消息到主用控制网元；其中该业务部署需求消息包括业务对应转发网元的地址和参数信息；

该主用控制网元将该业务部署需求发送到本地控制网元候选池中的空闲控制网元；

该空闲控制网元在本地建立其与对应转发网元的对应关系，并根据该业务部署需求消息中的该参数信息完成该业务的动态部署。

11.一种独立可扩展控制平面的控制网元的注册系统，包括新控制网元，其特征在于，网络中还包括其他控制网元，其中：

所述新控制网元，用于加入到网络中时向该网络中其他控制网元发送注册消息，启动控制网元选举过程，并用于在被选举为该网络的主用/备份控制网元时，维护其与该网络中其他控制网元的邻接关系；

所述网络中的其他控制网元，用于所述新控制网元未被选举为该网络的主用/备份控制网元时，其中的主用/备份控制网元维护该主用/备份控制网元与该新控制网元的邻接关系。

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