CN103081406B - 用于应请求通过提供商网络来恢复连接的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于通过提供商网络(PN)来恢复连接的方法和相关设备。特别地，沿着路径(P1)通过提供商网络(PN)建立连接用于在客户网络(CD1、CD2)的两个客户网络节点(CR1、CR2)之间传输客户业务。用于此连接的任何恢复服务被去激活。然而，当沿着路径(P1)检测到影响连接的故障(F1)时，以任何方式执行路径搜索以确定可用来恢复所述有故障连接的通过提供商网络(PN)的投射恢复路径(P2)。在路径搜索成功且找到投射恢复路径(P2)的情况下，将投射恢复路径(P2)的可用性传送(MS1、MS2)至客户网络(CD1、CD2)。客户现在可以判定是否接受恢复服务的临时服务升级。只有在从所述客户网络(CD1、CD2)接收到确认(CM1、CM2)之后，才执行路径恢复以通过投射恢复路径(P2)来恢复有故障连接。
Description
技术领域
本发明涉及电信领域，并且更特别地涉及用于应来自客户的请求通过提供商网络恢复连接的方法和相关设备。
背景技术
在当前提供商网络中，可以建立连接并提供给客户。客户可以在其客户网络中使用此连接并通过该连接来传输数据业务。重要方面是恢复力。存在多个选项以对影响连接的提供商网络中的网络故障进行反应。
第一选项称为保护。这意味着在任何故障之前，在提供商边缘节点之间在提供商网络中建立第二冗余连接，然后在故障的情况下自发地从有故障连接切换至冗余连接。这通常将在小于50ms内发生。然而，保护是预留带宽的昂贵的优质服务，该带宽在正常操作期间将不使用，并且将必须以额外的收费由客户预订。
另一可能性称为网络恢复。在故障发生之后，在提供商网络中确定恢复路径，并且然后通过恢复路径来重新建立有故障连接。此网络恢复可以通过提供商的网络管理系统或者在自动切换(光学)网络的情况下通过提供商网络的分布式控制平面自动地发生。网络恢复通常比保护花费更长的时间以从故障恢复业务。网络恢复能力也是必须预先由客户预订的特征，这通常在提供商与客户之间的服务水平协议(SLA)中完成。例如从US5435003和WO97/50211已知恢复机制。
第三替换将是客户他自己在其客户网络中提供足够的备用容量，允许他在不涉及网络提供商的情况下通过经由他自己的备用资源重新路由有故障业务来从故障恢复。此替换对于大型客户网络而言可能是有利的，因为其可以节省由提供商为了保护或恢复服务所收取的费用。
最后，第四变体将是客户作为对故障的反应从网络提供商请求新的连接，并且一旦建立新的连接、则在其客户网络中通过新连接来重新路由有故障连接业务以从故障恢复。然而，在此按需分配带宽方案中，不能预先规划新连接的源与宿，因此网络提供商不能高效地规划其网络。此外，在故障修复之后，网络提供商不能自动地修改按需连接以恢复至故障之前的情况。
发明内容
因此本发明的目的是提供用于在故障的情况下通过提供商网络来恢复连接的改进方法和相关设备。
下面出现的这些及其他目的是由用于通过提供商网络来恢复连接的方法和相关设备而实现的。特别地，在两个网络边缘节点之间沿着通过提供商网络的路径提供连接以用于客户网络的两个客户网络节点之间的客户业务的传输。该连接在提供商边缘节点的网络侧接口处终结。客户业务在提供商边缘节点的客户侧接口处被接收。在提供商边缘节点内配置在各客户侧接口与网络侧接口之间的开关互连。用于此连接的任何恢复服务被去激活。然而，当沿着路径检测到影响连接的故障且在提供商边缘节点的网络侧接口中的至少一个处接收到故障通知时，以任何方式执行路径搜索以确定可用于恢复所述有故障连接的通过提供商网络的投射恢复路径。在路径搜索成功且找到投射恢复路径的情况下，通过客户侧接口中的至少一个将投射恢复路径的可用性传送至客户网络。客户现在可以判定是否接受恢复服务的临时服务升级。只有在在客户侧接口中的一个处从所述客户网络接收到确认之后，才执行路径恢复以通过所述投射恢复路径来恢复有故障连接。
附图说明
现在将参考附图来描述本发明的优选实施例，在所述附图中：
图1示出了提供商网络和与之相连的多个客户网络域；以及
图2示出了提供商网络的网络节点的方框图。
具体实施方式
图1示出了示例性网络拓扑，其具有提供商网络PN和许多客户网络域CD1、CD2、CD3。提供商网络PN包含许多网络节点N1-N9和提供商边缘节点EN1-EN5。假设这些节点通过物理链路的网被互连，为了明了起见未示出所述互连。
客户网络域CD1、CD2、CD3是例如分组交换网络域，并且提供商网络PN是根据SDH或OTN标准的光网络。
提供商网络PN具有基于GMPLS协议簇的分布式控制平面。每个网络节点具有关联控制平面元件。控制平面元件相互之间进行通信以交换拓扑信息，用路由数据来填充其业务工程数据库，确定网络中的路径以建立新连接，并且交换信令消息以实际上建立此类新连接。具有分布式控制平面的提供商网络有时也称为自动交换光网络(ASON)。
提供商边缘节点EN1与客户网络设备CR1之间的接口称为用户网络接口UNI，并且提供商边缘节点EN1与其他提供商网络节点之间的接口称为网络节点接口NNI。UNI的示例将是符合以太网或以太网/MPLS标准的客户接口，并且NNI的示例将是根据SDH或OTN标准的接口。
沿着通过提供商网络PN的路径P1的数据连接将客户网络域CD1中的客户路由器CR1与客户网络域CD2中的客户路由器CR2互连。特别地，客户路由器CR1被连接至提供商网络PN的第一边缘节点EN且客户路由器CR2被连接至提供商网络PN的第二边缘节点EN2。将客户路由器CR1和CR2互连的网络连接是沿着越过网络节点N1、N2、N3和N4的边缘节点EN1和END2之间的路径P1建立的。
现在假设类似于纤维中断的故障F1使节点N2和N3之间的物理链路中断。然而，故障可以同样地影响沿着路径P1的网络节点。结果，沿着路径P1的数据连接中断，并且客户路由器CR1和CR2不能再通过此连接来交换数据。
为了针对提供商网络PN中的此类故障进行保护，客户可以在服务水平协议中与提供商商定服务的一定可用性和连接是受到永久保护(恢复时间＜50ms)还是在故障的情况下被自动地恢复(恢复时间＞100ms直至几秒)。
当针对路径P1激活了恢复服务时，在故障的情况下，可以确定诸如路径P2的替换路径，其在本示例中越过网络节点N5、N6、N7、N8和N9，并且可以通过此替换路径P2自动地重新建立有故障连接。此类恢复服务需要在预订网络连接的同时预订，因为网络提供商需要能够确定其网络的大小，并且规划足够的备用资源以便能够根据SLA来履行其义务。
另一方面，客户可以判定不预订恢复服务，而是在其自己的客户网络中提供自己的备用资源。因此他可以设计他的客户网络，使得可以通过经由他的客户网络的其他资源重新路由来自有故障连接的数据业务来补偿单个连接的故障。
在本示例中，在图1中示意性地示出在客户网络域CD1和CD2之间存在越过客户网络域CD3的旁路路径BY。因此，可以通过客户网络的旁路路径BY来重新路由客户路由器CR1和CR2之间的数据业务，使得不存在用于使客户恢复沿着路径P1的有故障连接的紧急事件。因此，如果客户从网络提供商预订了更便宜的服务，其中对于该服务而言，沿着路径P1，提供商网络PN的自动恢复机制是不可用的，则其可以节省客户成本。
应理解的是旁路连接BY本身可以是通过提供商网络PN提供以分别将网络域CD1、CD2和CD3互连的连接。然而，网络提供商将不了解客户网络的拓扑和这些互连作为用于路径P1的旁路路径的潜在使用。
然而，如图1中所示，第二故障F2可以影响客户网络域CD3中的旁路路径BY(或沿着旁路路径BY的任何地方)。在这种情况下，来自有故障连接P1的数据业务的重新路由将不再是可能的，并且如果尚未预订用于沿着路径P1的连接的恢复服务，则故障可能不能被恢复。即使在提供商网络PN中当前存在可用的足够空闲资源，用于有故障路径P1的恢复功能也可能未被激活，因为网络提供商不了解影响客户网络的第二故障F2，或者至少不了解客户的网络拓扑和任何其他故障对客户网络的可存活性的潜在影响。本发明人因此已想到用以改善这种情况的机制和协议。
根据实施例，在影响路径P1的故障F1的情况下执行对恢复路径的搜索，即使对于路径P1而言恢复服务被去激活。如果能够找到恢复路径P2，则通过UNI向客户网络设备进行提议以激活恢复服务并恢复有故障路径。客户网络中的负责设备可以接受并批准该提议，或者将其拒绝，取决于从客户网络的观点出发恢复当前是否是适当的。沿着投射恢复路径P2的网络节点另外可以执行用于恢复路径的路径建立消息的预先信号发送以暂时预留资源并在客户网络批准该提议的情况下加速实际路径建立。
受影响网络元件之间的消息流在图1中被示为双块箭头。故障F1分别被相邻网络节点N2和N3检测到。网络节点N2向边缘节点EN1发送故障通知且节点N3向边缘节点EN2发送故障通知FN2。即使对于有故障路径P1而言恢复服务未被激活，边缘节点EN1和(/或)EN2也开始用于恢复路径的计算路径搜索。由于在本实施例中在提供商网络PN中有足够的空闲容量，所以可以确定恢复路径P2，通过恢复路径P2，可以重新建立有故障连接以恢复客户业务。然而，边缘节点EN1和EN2并未沿着投射恢复路径P2发起连接建立，而是分别向客户路由器CR1、CR2发送消息MS1、MS2。消息MS1、MS2包含恢复路径将可用且可以恢复有故障连接的信息。客户路由器CR1、CR2然后可以发送确认消息CM1、CM2，其向边缘节点EN1、EN2请求通过恢复路径P2来恢复有故障连接。
这具有多个优点：提供商可以向客户提供其网络中的当前空闲的资源，并且因此可以改善其网络中的资源使用的效率，并为此赚得附加费用。另一方面，他未通过SLA被束缚于在其网络中提供足够的恢复资源以使得能够在任何情况下实现恢复。在不能找到用于恢复路径P2的空闲资源的情况下，他不必向客户提供恢复服务作为服务升级，但是如果存在足够的资源，那么他可以。对于客户而言，有利的是其可以在没有恢复服务的情况下预订更具有成本效率的连接，同时在其旁路路径BY上的双重故障或过载状况的不那么可能的情况下，他将仍具有通过以额外的费用接受临时服务升级来恢复来自有故障路径P1的业务的好机会。因此，只有在他不能通过他自己的手段来补偿故障的情况下，额外费用才是他应付的。对于两者而言，这导致以降低的风险改善资源利用率。此外，不需要用于提供商实现此服务升级的附加设备，因为执行恢复路径的路径计算和建立的控制平面资源无论如何都是可用的，即使未被激活以用于当前路径P1。
在一个有利改进中，边缘节点EN1、EN2可以通过将关于沿着路径P2的投射连接的细节用信号发送到中间节点N5、N6、N7、N8和N9来准备可能的恢复动作。然后通过向中间节点N5、N6、N7、N8和N9发送激活消息以激活预先通知的恢复连接来在收到来自任何客户路由器CR1、CR2的确认时执行恢复连接的最后建立。这将使恢复加速并将允许沿着路径P2暂时预留资源。如果用以恢复有故障连接的提议被拒绝或在预定义时间量内未被确认，则将再次释放沿着路径P2的暂时预留资源。
在另一改进中，在不能找到空闲资源以建立恢复路径的情况下，路径计算还可以考虑忙碌网络资源，其被低优先级业务使用。可以丢弃此类低优先级业务以释放资源以建立用于较高优先级业务(抢先占有)的恢复路径。如果能够找到要求丢弃低优先级业务的恢复路径，则消息MS1、MS2将包含可以暂时增加来自有故障路径P1的业务的优先级水平的指示，并且确认消息CM1、CM2将包含暂时增加优先级水平的批准和因此的附加费用的接受。
图2示出了用作图1中的提供商边缘节点EN1、EN2的网络节点N的方框图。网络节点N包含数据平面元件DPE和控制平面元件CPE。
数据平面元件DPE包含至少两个网络侧接口NI1、NI2、至少一个客户侧接口CI、将接口NI1、NI2、CI可控地互连的开关矩阵S以及本地控制器CTR。特别地，控制器CTR针对故障监视接口NI1、NI2、CI和开关矩阵S以及数据平面元件DPE的任何其他硬件和软件部件，根据接收到的配置请求来对这些进行配置，并且在故障的情况下转送警报。
应理解的是网络节点可以具有许多其他客户侧和网络侧接口，如虚线所指示的，其同样地被通过开关矩阵S可控地互连。网络侧接口表示网络节点接口NNI且用户侧接口表示网络节点N的用户网络接口UNI。
控制平面元件CPE包含处理器CPU和存储器MEM，其特别地存储业务工程数据库TED和软件实现路径计算算法。控制平面元件CPE还包含用于与提供商网络中的其他网络节点的控制平面元件通信的接口装置。如对于本领域的技术人员而言将显而易见的，此类接口装置可以包括专用以太网接口ETH，但是还可以包括与数据平面元件DPE的控制器CTR相连的本地接口LI以用于控制平面业务作为诸如在用户网络接口UNI上发送的EthernetOAM帧的控制消息或在网络节点接口NNI上发送的传输信号的开销中通过一个或多个专用控制信道的传送。控制平面元件CPE经由本地接口LI与数据平面元件DPE的本地控制器CTR通信，以配置数据平面元件DPE的接口CI、NI1、NI2和开关矩阵S。
遍及提供商网络的控制平面元件使用基于IP的GMPLS协议簇(包括RSVP-TE、LMP和OSPF-TE协议)进行通信以交换链路状态信息、报告故障通知、交换拓扑数据以填充其业务工程数据库并在提供商网络中建立连接。业务工程数据库TED包含关于提供商网络的拓扑和链路状态信息，这允许使用例如诸如OSPF的最低成本算法来确定待建立连接的路径。此类控制平面元件和数据平面元件本身在本领域中是众所周知的。
现在假设网络节点N充当图1的网络方案中的提供商边缘节点EN1。网络侧接口NI1被链接至提供商节点N1且在客户侧接口CI上接收到的业务信号通过开关矩阵S被切换至网络侧接口NI1，使得这些被作为有效负荷在沿着路径P1通过提供商网络建立的连接而传输。因此通过开关矩阵S来配置内部交叉连接CC1。
控制平面元件CPE被配置成针对沿着路径P1的连接将恢复服务去激活，其在影响由网络节点N终结的任何连接的故障的情况下实际上将发起恢复动作的任务。
在图1的方案中，控制平面元件CPE接收通知影响路径P1的故障F1的故障通知FN1。可以通过UNI将另一故障通知(未示出)发送到客户路由器CR1。即使恢复服务针对路径P1被去激活，控制平面元件CPE也执行路径搜索以确定恢复路径并找到路径P2作为投射恢复路径。响应于找到投射恢复路径P2，控制平面元件CPE通过客户侧接口CI向客户路由器CR1发送消息MS1。此消息可以是例如预定义EthernetOAM消息。消息CR1告知客户路由器CR1这样的事实，即恢复路径将是可用的，并且可以在被客户路由器CR1确认时建立。
由于由客户路由器CR1进行的通过备用路径BY使来自有故障路径P 1的业务改向的尝试由于影响客户网络的故障F2而失败，所以判定接受对恢复服务的提议的服务升级，并且发送回确认消息CM1。
作为对接收到确认消息CM1的响应，控制平面元件CPE开始通过投射恢复路径P2来恢复有故障连接。这些恢复动作包括控制平面向网络节点N5、N6、N7、N8、N9和EN2发送信号以沿着恢复路径P2建立连接，以及经由本地控制器CTR的本地配置动作，以在客户侧接口CI与网络侧接口NI2之间建立新的交叉连接CC2，其中网络侧接口NI2被链接至网络节点N5。在建立并确认沿着P2的恢复连接之后，网络节点EN1最后将有故障业务从客户侧接口CI切换至网络侧接口NI2，并且恢复客户路由器CR1和CR2之间的通信。
虽然上述实施例利用提供商网络中的分布式控制平面，但应理解的是可以同样地考虑使用集中式网络管理系统来计算恢复路径且与客户网络通信的其他实施例以实现恢复升级服务。
还应理解的是边缘节点EN1、EN2不一定需要不止一个网络侧接口，即使他们通常将是具有不止一个网络侧接口。可以从终结有故障连接的同一网络侧接口终结和建立恢复路径，因为只须在故障F1的位置处将恢复路径从有故障连接的路径分开。
虽然已沿着从客户路由器CR1至客户路由器CR2的业务方向解释了大多数操作，但应理解的是通过提供商网络PN的业务流通常是双向的。
本领域的技术人员将很容易认识到可以由编程计算机来执行上述方法的步骤。在本文中，某些实施例还意图覆盖程序存储设备，例如，数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的，并且对机器可执行或计算机可执行指令程序进行编码，其中，所述指令执行所述的上述方法的某些或所有步骤。程序存储设备可以例如是数字存储器、诸如磁盘或磁带的磁存储介质、硬驱或光学可读数字数据存储介质。实施例还意图覆盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。
描述和附图仅仅举例说明本发明的原理。因此将认识到的是本领域的技术人员将能够设计各种布置，其虽然未在本文中明确地描述或示出，但体现本发明的原理且被包括在其精神和范围内。此外，本文所叙述的所有示例主要是明确地意图仅用于教学的目的，以帮助读者理解本发明的原理和由本发明人贡献以使本领域进步的概念，并且应将其理解为不限于此类具体叙述的示例和条件。此外，本文中的叙述本发明的原理、方面和实施例以及其特定示例的所有说明意图涵盖其等价物。
可以通过专用硬件以及能够与适当软件相关联地执行软件的硬件的使用来提供图中所示的各种元件(包括被标记为“处理器”的任何功能块)的功能。当由处理器来提供时，可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个单独处理器(其中的某些可以被共享)来提供该功能。此外，不应将术语“处理器”或“控制器”的明确使用理解为独有地指示能够执行软件的硬件，并且其可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储器。还可以包括常规和/或自定义的其他硬件。同样地，图中所示的任何开关仅仅是概念上的。可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互或者甚至手动地执行其功能，特定技术可由实现者根据对上下文更具体地理解来选择。
Claims (5)
1.一种通过提供商网络(PN)来恢复连接的方法；包括
提供沿着在两个提供商边缘节点(EN1、EN2)之间通过提供商网络(PN)的路径(P1)的连接，以用于客户网络(CD1、CD2)的两个客户网络节点(CR1、CR2)之间的客户业务的传输，其中，所述连接在所述提供商边缘节点(EN1、EN2)的网络侧接口(NNI；NI1、NI2)处终结，其中，所述客户业务在所述提供商边缘节点(EN1、EN2)的客户侧接口(UNI；CI)处被接收到，其中，在所述提供商边缘节点(EN1、EN2)中，相应的客户侧接口(UNI、CI)与网络侧接口(NNI；NI1、NI2)之间的开关互连被配置，并且其中，用于所述连接的恢复服务被去激活；
检测沿着所述路径(P1)的影响所述连接的故障(F1)，并在所述提供商边缘节点(EN1、EN2)的所述网络侧接口(NNI；NI1、NI2)中的至少一个处接收故障通知；
在接收到所述故障通知时，执行路径搜索以确定可用来恢复所述连接的通过所述提供商网络(PN)的投射恢复路径(P2)；
如果可以通过所述路径搜索找到投射恢复路径(P2)，则通过所述客户侧接口(UNI；CI)中的至少一个将所述投射恢复路径(P2)的可用性传送至所述客户网络(CD1、CD2)；以及
在所述客户侧接口(UNI；CI)中的一个处从所述客户网络(CD1、CD2)接收到确认(CM1、CM2)时，执行路径恢复以通过所述投射恢复路径(P2)来恢复所述连接。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
在接收到所述确认(CM1、CM2)之前，沿着所述投射恢复路径(P2)预先用信号通知恢复连接以针对所述恢复连接暂时预留资源；以及
最后通过向沿着所述投射恢复路径(P2)的网络节点(N5、N6、N7、N8和N9)发送激活消息以将预先用信号通知的恢复连接激活，而在接收到所述确认(CM1、CM2)时建立所述恢复连接。
3.根据权利要求2所述的方法，包括
在从所述客户网络接收到拒绝消息时或在预定义时间量之后不存在确认消息的情况下，释放沿着投射保护路径(P2)的预留资源。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：
如果不能找到具有空闲资源的投射恢复路径，则针对所述路径搜索还考虑被低优先级业务占用的网络资源；
如果能够找到使用被低优先级业务占用的资源的投射恢复路径，则向所述客户网络(CD1、CD2)传达如果增加所述客户业务的优先级水平，则投射恢复路径将是可用的；
在从所述客户网络(CD1、CD2)接收到所述确认(CM1、CM2)时，暂时增加所述客户业务的优先级水平，并丢弃沿着所述投射恢复路径的低优先级业务以释放被占用资源。
5.一种提供商网络的网络节点(N；EN1、EN2)，包括至少一个客户侧接口(CI)，其用于从客户网络节点(CR1、CR2)接收客户业务；一个或多个网络侧接口(NI1、NI2)，其用于终结通过所述提供商网络的连接；以及开关矩阵，其可配置地将客户侧接口(CI)与网络侧接口(N11、NE2)互连；所述网络节点还包括控制实例，其适合于：
将所述网络元件配置成在所述网络侧接口(N1、N2)中的一个处终结用于在所述客户网络节点与远端客户网络节点(CR1、CR2)之间传输所述客户业务的、沿着通过所述提供商网络的路径(P1)的连接，其中，用于所述连接的恢复服务被去激活；
在影响所述连接的沿着所述路径(P1)的故障(F1)的情况下在所述网络侧接口(N1、N2)处接收故障通知(FN1、FN2)；
在接收到所述故障通知(FN1、FN2)时，执行路径搜索以确定可用来恢复所述连接的通过所述提供商网络的投射恢复路径(P2)；
如果可以通过所述路径搜索找到投射恢复路径(P2)，则通过所述客户侧接口(CI)来将所述投射恢复路径(P2)的可用性传送至所述客户网络(CD1、CD2)；以及
在所述客户侧接口(CI)处从所述客户网络(CD1、CD2)接收到确认(CM1、CM2)时，执行路径恢复以通过所述投射恢复路径(P2)来恢复所述连接。
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