CN102904827B - 旁路流量局部分摊方法及旁路组网结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旁路流量局部分摊方法、设备及旁路组网结构。其中方法包括：旁路组网结构中的光交叉连接设备探测能够达到路由器的各条可达路径；当接收到从彩光口路由器的光信号后，根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器；统计所述原路径上的光信号流量，当该原路径上的光信号流量超过预设门限值时，从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号。本发明通过统计原路径上的实际光信号流量状况，基于探测出的备用路径动态调整旁路流量的局部分摊走向，从而能够避免增加网络设备的工作负担，从而减少丢包等情况的出现。

Description

旁路流量局部分摊方法及旁路组网结构

技术领域

本发明涉及一种旁路流量局部分摊方法、设备及旁路组网结构，属于光通信技术领域。

背景技术

在运营商网络中，通过对骨干网络流量的分析发现在经过核心路由器的业务流量中，大约有50％以上属于“过境”的转发流量。这些转发流量大大加重了核心路由器的负担。为此，现有技术中采用旁路（ByPass）组网技术，通过IP层与光层的协同机制，将这些“过境”的转发流量有效的通过光传送管道进行旁路，以降低核心路由器的处理压力。

在图1所示的举例中，现有旁路组网结构在IP层中包括P1～P4共四个路由器，在光层中包括OTN2～OTN4共三个OTN（光传送网，OpticalTransportNetwork）设备。其中，P1为彩光口路由器；OTN4是具有可重构型光分插复用设备（ReconfigurableOpticalAdd-DropMultiplexer，简称：ROADM）功能的光交叉连接设备；实线箭头表示三种业务的传输路径；虚线表示路由器与OTN设备之间的接口连接。如图1所示，业务1～3分别承载在波长1～3上，经过OTN2～OTN4的转发，使业务1被路由到P4，业务2被路由到P2，业务3被路由到P3。

现有技术的问题在于：现有旁路组网结构中对各种业务的传输路径均是预定确认好的，不会发生动态改变。因此，当预设的原路径上的流量过多时，便会增加网络设备的工作负担，从而导致出现丢包等情况。例如，承载在波长1上的业务1始终由OTN4转发给P4，如果OTN4与P4之间路径的流量过多，则会使P4的工作负担加重，从而导致出现丢包等情况。

发明内容

本发明提供一种旁路流量局部分摊方法、设备及旁路组网结构，用以避免增加网络设备的工作负担，减少丢包等情况的出现。

本发明一方面提供一种旁路流量局部分摊方法，其中包括：

旁路组网结构中的光交叉连接设备探测能够达到路由器的各条可达路径；

所述光交叉连接设备当接收到从彩光口路由器的光信号后，根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器；

所述光交叉连接设备统计所述原路径上的光信号流量，当该原路径上的光信号流量超过预设门限值时，从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号。

本发明另一方面提供一种光交叉连接设备，位于旁路组网结构中的光层中，其中包括：

路径探测模块，用于探测能够达到所述旁路组网结构中的路由器的各条可达路径；

信号转发模块，用于当接收到从所述旁路组网结构中的彩光口路由器的光信号后，根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器；

流量统计模块，用于统计所述原路径上的光信号流量；

路径切换模块，用于当流量统计模块统计出所述原路径上的光信号流量超过预设门限值时，从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号。

本发明又一方面提供一种包含上述光交叉连接设备的旁路组网结构，其中，在光层中还包括中间OTN设备，在IP层中包括路由器及彩光口路由器，所述彩光口路由器与所述光交叉连接设备相连，所述路由器经所述中间OTN设备与所述光交叉连接设备相连，或者直接与所述光交叉连接设备相连。

本发明通过统计原路径上的实际光信号流量状况，基于探测出的备用路径动态调整旁路流量的局部分摊走向，从而能够避免增加网络设备的工作负担，从而减少丢包等情况的出现。

附图说明

图1为现有旁路组网结构的举例示意图。

图2为本发明所述旁路流量局部分摊方法实施例的流程图；

图3为图2所示方法中的步骤100的具体流程图；

图4为本发明所述旁路组网结构实施例的举例示意图；

图5为图4所示结构中的光交叉连接设备OTN4的具体结构示意图；

图6为图5所示设备中路径探测模块11的具体结构示意图；

图7为图4所示结构中的中间OTN设备OTN2的具体结构示意图；

图8为图4所示结构中的路由器P2的具体结构示意图。

具体实施方式

图2为本发明所述旁路流量局部分摊方法实施例的流程图，如图2所示，包括如下步骤：

步骤100，旁路组网结构中的光交叉连接设备探测能够达到路由器的各条可达路径。

其中，所述光交叉连接设备是具有交叉功能和ROADM功能的OTN设备，位于旁路组网结构的光层中；所述路由器位于旁路组网结构的IP层中，从光交叉连接设备到路由器的信号传输路径称为可达路径。可达路径的具体探测过程将在后续内容进行详细介绍。

步骤200，所述光交叉连接设备当接收到从彩光口路由器的光信号后，根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器。

其中，彩光口路由器是指能够支持彩光特性或者ODU（光通道数据单元OpticalchannelDataUnit）封装的路由器，用于为各个业务流分配相应的光信号波长，从而成为光信号；所述原路径是指在采用本实施例所述方法进行流量分摊调整之前光信号所使用的传输路径。例如，在图1所示举例中，业务1的原路径为“P1-OTN4-P4”。

步骤300，所述光交叉连接设备统计原路径上的光信号流量，当该原路径上的光信号流量超过预设门限值时，从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号。

其中，具体地，可以统计所述原路径中与所述光交叉连接设备直接相连的转发路径上的光信号流量。其中，转发路径是指该光交叉连接设备与下一跳设备之间的路径，如图1所示，本步骤所述转发路径包括：“OTN4-P4”、“OTN4-OTN2”和“OTN4-OTN3”，其中“OTN4-P4”是所述原路径上的转发路径。当统计到该转发路径上的光信号流量超过预设门限值时，表明该转发路径上的下一跳设备正在承受超过正常值的工作负担，此时，如果所述目标路由器具有可选的备用路径，则可以由该备用路径转发所述光信号，具体地，可以将所述原路径对应的光信号波长转换为所述备用路径对应的光信号波长，使得所述光信号被转发到所述备用路径上。如果有多条备用路径，则可以选择光信号流量最小的路径作为选中的备用路径。

在图1所示举例中，光交叉连接设备探测出通往P4的可达路径共有三条可供选择，即：路径R1“OTN4-P4”、路径R2“OTN4-OTN2-P4”、路径R3“OTN4-OTN3-P4”。假设路径R1为位于原路径上，则路径R2和R3可以作为备用路径以供选择。如图4所示，路径R2作为被选中的备用路径，在该备用路径上，使用波长4作为承载业务1的光信号波长，以便与承载业务2的波长2相区分。

本实施例所述方法通过统计原路径上的实际光信号流量状况，基于探测出的备用路径动态调整旁路流量的局部分摊走向，从而能够避免增加网络设备的工作负担，从而减少丢包等情况的出现。

以下参见图3，详细说明上述步骤100所述可达路径的具体探测过程，如图3所示，包括如下步骤：

步骤110，光交叉连接设备向该光交叉连接设备的下一跳设备广播发送添加有自身设备标识的路径探测包。如果下一跳设备为中间OTN设备，则执行步骤120；如果下一跳设备为路由器，则执行步骤131。

其中，所述路径探测包是用于探测各个路由器可达路径的数据包，其中包含有设备标识，具体可以使用OTN帧格式中的预留字段或新定义字段来承载这些设备标识。以图1所示的旁路组网结构为例，光交叉连接设备的自身设备标识为“OTN4”，下一跳设备为P4、OTN2和OTN3。

步骤120，接收到路径探测包的中间OTN设备判断该路径探测包中是否包含自身的设备标识；是则执行步骤140，否则执行步骤130。

其中，所述中间OTN设备是指连接于光交叉连接设备与路由器之间的OTN设备，它能够支持多个光信号波长，其主要功能是根据预设的光信号波长与下一跳设备的映射关系，对接收到的光信号进行转发。

步骤130，在该路径探测包中添加自身的设备标识，并继续向该中间OTN设备的下一跳设备广播发送路径探测包。

如果判断出接收到的路径探测包中不包含自身的设备标识，则表明所述中间OTN设备首次收到该路径探测包，因此在该路径探测包中添加该中间OTN设备自身的设备标识，并继续向该中间OTN设备的下一跳设备广播发送路径探测包。

具体地，在添加设备标识时，中间OTN设备可以根据预设的标识排列顺序，在所述路径探测包中已有设备标识的基础上，依次添加该中间OTN设备自身的设备标识。

例如，如果本步骤中所述中间OTN设备为OTN2，则向路径探测包中添加的设备标识为“OTN2”，此时所述路径探测包中已有设备标识变为“OTN4-OTN2”，并继续向P2发送该路径探测包；如果本步骤中所述中间OTN设备为OTN3，则向路径探测包中添加的设备标识为“OTN3”，此时所述路径探测包中已有设备标识变为“OTN4-OTN3”，并继续向P3发送该路径探测包。

步骤131，接收到路径控制包的路由器在该路径探测包中添加自身的设备标识，并向所述光交叉连接设备回送该路径探测包。

具体地，该路由器根据预设的标识排列顺序，在所述路径探测包中已有设备标识的基础上，依次添加该路由器自身的设备标识。例如，如果本步骤中所述路由器为P2，则向路径探测包中添加的设备标识为“P2”，此时所述路径探测包中已有设备标识变为“OTN4-OTN2-P2”；如果本步骤中所述路由器为P3，则向路径探测包中添加的设备标识为“P3”，此时所述路径探测包中已有设备标识变为“OTN4-OTN3-P3”；如果本步骤中所述路由器为P4，则向路径探测包中添加的设备标识为“P4”，此时所述路径探测包中已有设备标识变为“OTN4-P4”。

与中间OTN设备不同的是，由于位于IP层的路由器是旁路组网结构的探测终点，因此该路向器无需再将路径探测包向下一跳设备广播发送，而是要将该路径探测包回送给所述光交叉连接设备。具体地，所述路由器可以根据所述路径探测包中按顺序排列的已有设备标识，向排在自身设备标识之前的设备标识所对应的OTN设备回送所述路径探测包，直到该路径探测包被回送给所述光交叉连接设备。

步骤140，所述中间OTN设备向所述光交叉连接设备回送该路径探测包。

如果判断出接收到的路径探测包中已包含自身的设备标识，则表明所述中间OTN设备曾经收到该路径探测包，因此要进行回送。具体地，所述中间OTN设备可以根据所述路径探测包中按顺序排列的已有设备标识，向排在自身设备标识之前的设备标识所对应的中间OTN设备回送所述路径探测包，直到该路径探测包被回送给所述光交叉连接设备。

步骤150，当所述光交叉连接设备接收到被回送的路径探测包后，根据该路径探测包中的设备标识，识别出能够达到所述路由器的各条可达路径。

在图1所示举例中，所述光交叉连接设备总共会收到五个被回送的路径探测包，每个路径探测包中顺序排列的设备标识组成一条通往相应路由器的可达路径，这些可达路径分别为：路径R1“OTN4-P4”、路径R2“OTN4-OTN2-P4”、路径R3“OTN4-OTN3-P4”、路径R4“OTN4-OTN2-P2”、路径R5“OTN4-OTN3-P3”。从中可见，通往P4的可达路径共有三条可供选择，即R1～R3；而P2和P3的可达路径分别只有一条。

具体地，为了防止路径探测包中途丢失而使某些路径无法被探测到，所述光交叉连接设备可以周期性地多次发送路径探测包，以便提高路径探测的准确性。

图4为本发明所述旁路组网结构实施例的举例示意图，用以实现上述方法。如图所示，在光层中至少包括光交叉连接设备OTN4和中间OTN设备OTN2和OTN3，在IP层路由器P2、P3和P4以及及彩光口路由器P1，其中，彩光口路由器P1与所述光交叉连接设备OTN4相连，各路由器经所述中间OTN设备与所述光交叉连接设备相连，或者直接与所述光交叉连接设备相连。

此处需要说明的是，图4所示旁路组网结构仅作为举例，对各种设备的数量不做具体限定。以下说明其工作原理：

如图5所示，光交叉连接设备OTN4通过路径探测模块11探测能够达到所述旁路组网结构中的路由器的各条可达路径；当接收到从所述旁路组网结构中的彩光口路由器P1的光信号后，由信号转发模块12根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器；然后由流量统计模块13统计所述原路径上的光信号流量；当流量统计模块13统计出所述原路径上的光信号流量超过预设门限值时，由路径切换模块14从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号。

本实施例所述旁路组网结构通过统计原路径上的实际光信号流量状况，基于探测出的备用路径动态调整旁路流量的局部分摊走向，从而能够避免增加网络设备的工作负担，从而减少丢包等情况的出现。

以下详细介绍路径探测过程，由于本发明中的各中间OTN设备的功能相同，且各路由器的功能也相同，因此，以下仅以中间OTN设备OTN2和路由器P2为例具体说明其结构及工作原理：

如图6所示，光交叉连接设备OTN4中的路径探测模块11通过广播单元1101向该光交叉连接设备OTN4的下一跳设备广播发送添加有自身设备标识的路径探测包；

如图7所示，中间OTN设备OTN2当接收到所述路径探测包时，由判断模块21判断该路径探测包中是否包含自身的设备标识；当判断模块21的判断结果为是时，由第一回送模块22向所述光交叉连接设备OTN4回送该路径探测包；当判断模块21的判断结果为否时，由第一添加模块23在该路径探测包中添加自身的设备标识，并继续向该中间OTN设备OTN2的下一跳设备广播发送路径探测包；

如图8所示，路由器P2当接收到所述路径控制包时，由第二添加模块31在该路径探测包中添加自身的设备标识；当第二添加模块31完成设备标识的添加后，由第二回送模块32向所述光交叉连接设备OTN4回送该路径探测包。

如图6所示，当所述光交叉连接设备OTN4接收到被回送的路径探测包后，由识别单元1102根据该路径探测包中的设备标识，识别出能够达到所述路由器的各条可达路径。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种旁路流量局部分摊方法，其特征在于，包括：

旁路组网结构中的光交叉连接设备探测能够达到路由器的各条可达路径；

所述光交叉连接设备当接收到从彩光口路由器的光信号后，根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器；

所述光交叉连接设备统计所述原路径上的光信号流量，当所述原路径上的光信号流量超过预设门限值时，从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号；

所述选择一条备用路径转发所述光信号包括：将所述原路径对应的光信号波长转换为所述备用路径对应的光信号波长，使得所述光信号被转发到所述备用路径上；

所述光交叉连接设备探测到能够达到路由器的各条可达路径包括：

所述光交叉连接设备向所述光交叉连接设备的下一跳设备广播发送添加有自身设备标识的路径探测包；

接收到路径探测包的中间OTN设备判断所述路径探测包中是否包含自身的设备标识；是则向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包；否则在所述路径探测包中添加自身的设备标识，并继续向所述中间OTN设备的下一跳设备广播发送路径探测包；接收到路径探测包的路由器在所述路径探测包中添加自身的设备标识，并向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包；

所述路由器向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包包括：所述路由器根据所述路径探测包中按顺序排列的已有设备标识，向排在自身设备标识之前的设备标识所对应的OTN设备回送所述路径探测包，直到所述路径探测包被回送给所述光交叉连接设备；

当所述光交叉连接设备接收到被回送的路径探测包后，根据所述路径探测包中的设备标识，识别出能够达到所述路由器的各条可达路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述中间OTN设备在所述路径探测包中添加自身的设备标识包括：根据预设的标识排列顺序，在所述路径探测包中已有设备标识的基础上，依次添加所述中间OTN设备自身的设备标识；

所述路由器在所述路径探测包中添加自身的设备标识包括：根据预设的标识排列顺序，在所述路径探测包中已有设备标识的基础上，依次添加所述路由器自身的设备标识。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中间OTN设备向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包包括：所述中间OTN设备根据所述路径探测包中按顺序排列的已有设备标识，向排在自身设备标识之前的设备标识所对应的OTN设备回送所述路径探测包，直到所述路径探测包被回送给所述光交叉连接设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择一条备用路径转发所述光信号包括：将所述原路径对应的光信号波长转换为所述备用路径对应的光信号波长，使得所述光信号被转发到所述备用路径上。

5.一种旁路组网结构，其特征在于，包括：

光交叉连接设备，所述光交叉连接设备位于所述旁路组网结构中的光层中，所述光交叉连接设备包括：

路径探测模块，用于探测能够达到所述旁路组网结构中的路由器的各条可达路径；

信号转发模块，用于当接收到从所述旁路组网结构中的彩光口路由器的光信号后，根据预设的原路径将所述光信号转发给相应的目标路由器；

流量统计模块，用于统计所述原路径上的光信号流量；

路径切换模块，用于当流量统计模块统计出所述原路径上的光信号流量超过预设门限值时，从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号，其中，所述从所述目标路由器的各条可达路径中选择一条备用路径转发所述光信号包括：当有多条备用路径时，选择光信号流量最小的路径作为选中的备用路径；

在所述光层中还包括中间OTN设备，在IP层中包括路由器及彩光口路由器，所述彩光口路由器与所述光交叉连接设备相连，所述路由器经所述中间OTN设备与所述光交叉连接设备相连，或者直接与所述光交叉连接设备相连；

所述光交叉连接设备的路径探测模块包括：

广播单元，用于向所述光交叉连接设备的下一跳设备广播发送添加有自身设备标识的路径探测包；

识别单元，用于当所述光交叉连接设备接收到被回送的路径探测包后，根据这些路径探测包中的设备标识，识别出能够达到所述路由器的各条可达路径；

所述中间OTN设备包括：

判断模块，用于当接收到所述路径探测包时，判断所述路径探测包中是否包含自身的设备标识；

第一回送模块，用于当判断模块的判断结果为是时，向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包；

第一添加模块，用于当判断模块的判断结果为否时，在所述路径探测包中添加自身的设备标识，并继续向所述中间OTN设备的下一跳设备广播发送路径探测包；

所述路由器包括：

第二添加模块，用于当接收到所述路径控制包时，在所述路径探测包中添加自身的设备标识；

第二回送模块，用于当第二添加模块完成设备标识的添加后，向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包，其中，向所述光交叉连接设备回送所述路径探测包包括：根据所述路径探测包中按顺序排列的已有设备标识，向排在自身设备标识之前的设备标识所对应的OTN设备回送所述路径探测包，直到所述路径探测包被回送给所述光交叉连接设备。