CN103379030A - 一种路由相关的节能方法、网络设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，公开了路由相关的节能方法、路由设备和系统，方法包括路径计算客户端PCC向路径计算单元PCE发送路径计算请求消息，路径计算请求消息包括节能目标函数对象，还包括能耗相关的度量值对象、总能耗上限信息或全局能耗限制目标中的一种或多种，节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能，能耗相关的度量值对象用于定义描述路径的能耗的方式，总能耗上限信息定义了所述路径计算请求所允许的总能耗上限；全局能耗限制目标定义了所述PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。

Description

一种路由相关的节能方法、网络设备和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种路由相关的节能方法、网络设备和系统。
背景技术
随着网络规模的不断扩大以及业务量的快速增长，网络所带来的能源消耗也在快速增长，促使节能减排逐渐成为网络运营商的关注的一个重要问题。其中主要的动机在于：1)政策要求，政府、运营商对环境保护作出的承诺；2)能源价格持续增长，运营商需要降低网络的运维成本。
网络节能主要包括两个层次：1.单点设备节能，通过芯片，器件和设备架构的革新和优化，降低单设备能耗，提高能效；2.网络级节能，主要思路是结合网络设备的能耗特性，通过网络协议的控制，使得网络中各设备之间进行协调配合，对网络中的数据流量进行控制和管理，实现对网络的高能效利用，降低整网的能耗。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种路由相关的节能方法、网络设备和系统。采用路径计算单元PCE(Path Computation Flement)路由计算架构，通过扩展路径计算单元协议PCEP(Path Computation Flement Protocol)实现网络的节能路由计算，使整网流量的布放达到节能的目标。
本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：
一种路由相关的节能方法，包括：路径计算客户端PCC(Path ComputationClient)向路径计算单元PCE发送路径计算请求消息；以及所述路径计算请求消息包括节能信息。
可选的，所述节能信息包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。所述节能信息还包括能耗相关的度量值对象，所述能耗相关的度量值对象用于定义描述路径的能耗的方式。所述节能信息还包括总能耗上限信息，所述总能耗上限信息定义了所述路径计算请求所允许的总能耗上限。所述节能信息还包括全局能耗限制目标，所述全局能耗限制目标定义了所述PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
一种网络设备，包括路径计算客户端PCC，所述PCC用于：向路径计算单元PCE发送路径计算请求消息；以及路径计算请求消息包括节能信息。
可选的，所述节能信息至少包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。
一种网络设备，包括路径计算单元PCE，所述PCE用于：接收来自路径计算客户端PCC的路径计算请求消息；以及路径计算请求消息包括节能信息。
可选的，所述节能信息至少包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。
一种系统，包括路径计算客户端PCC和路径计算单元PCE，其特征在于，所述PCC用于向PCE发送路径计算请求的消息；以及路径计算请求消息包括节能信息。
可选的，所述节能信息至少包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。
由于硬件技术和整机技术的限制，单点设备节能的效果总是有限的。采用本发明的技术方案，从整网的角度进行网络级的节能，可达到更好的网络节能效果。
附图说明
图1为现有技术中PCE应用的示意图；
图2为本发明实施例的方法的流程图；
图3为本发明实施例所涉及的数据报文的示意图；
图4为本发明实施例所涉及的数据报文的示意图；
图5为本发明实施例所涉及的数据报文的示意图；
图6为本发明实施例中的实施本发明的方法的装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
PCE(Path Computation Flement)是多协议标签交换MPLS(Multi-ProtocolLabel Switching)网络的一种路径计算架构，可以实现基于各种约束条件的集中式路径计算。PCEP是用于路径计算客户端PCC(Path Computation Client)与PCE(Path Computation Element)之间进行路径计算请求与应答通信的协议，由RFC5440进行描述。RFC5541为PCEP引入了目标函数Objective Function，描述路径计算请求的特定目标。RFC5557则描述了基于PCE进行全局路径优化(Global Concurrent Optimization)的机制。
如图1所示，一个PCE负责一个自治系统的路径计算和管理，且每一个PCE中存储有该网络中所有网络设备的拓扑连接关系和链路状态信息。本发明实施例的方法可以由PCE和PCC实施，PCE可以包括在具有路径计算功能的路由器或数据服务器中，PCC可以包括在自治系统中的路由器或网络管理设备中。
实施例1：
根据本发明的一个实施方式，如图2所示，路径计算客户端PCC201向路径计算单元PCE202发送路径计算请求203。路径计算请求203包括节能信息。节能信息包括节能目标函数对象204、能耗相关的度量值对象205、总能耗上限信息206和全局能耗限定目标207。
根据本发明的一个实施方式，包含节能目标函数对象204的报文如图3所示。对PCEP协议进行如下扩展：定义新的目标函数码Objective FunctionCode，如图3中的OF Code(MEC)字段，需求描述为能耗最小化Minimize EnergyConsumption(MEC)。根据PCEP协议，使用一个新分配的16比特objectivefunction identifier来标识路径计算的节能目标，该Objective Function可在PCReq和PCRep中使用目标函数对象OF(Objective Function)Object携带，描述对请求消息中所有路由的全局路径计算的目标是使能耗最低。PCReq为PCC向PCE发送的路径计算请求，PCRep为PCE向PCC发送的路径计算响应。
根据本发明的一个实施方式，包含能耗相关的度量值对象205的报文如图3所示。在PCEP协议报文中的度量值对象(Metric Object)携带新定义的度量值类型(Metric Type)：累计能耗Cumulative Energy Consumption，并使用新分配的度量值类型码Metric Type Code(如图3，Metric Type Object中的T字段)来标识。能耗相关的度量值类型定义了描述路径能耗的方式。
根据本发明的一个实施方式，包含总能耗上限信息206的报文如图3所示。在PCEP协议报文中提供总能耗上限的置位标识。如图3中B字段所示，当该标识置位时，表示当前的路径计算请求消息为总能耗设置了上限值，如图3中使用metric-value值标识上限值，该上限值表示了需要进行计算的所有路径的总能耗上限值。当标识C置位时，表明路径计算请求方要求PCE需在路径计算应答消息PCRep中返回路径计算结果对应的总能耗，使用如图3中的metric-value值标识计算得出的总能耗值。
根据本发明的一个实施方式，全局能耗限定目标207如图5所示。当路径计算为全局路径计算时，为全局限定目标Global Constraints Object定义新的TLVC类型、长度和赋值)：最大能耗(Max Energy Consumption)。该全局限定目标限定PCE所有计算的路径中，每条路径需符合的能耗上限。该TLV在Global Constraints Object(如图4)中的Optional TLV(s)字段携带。具体而言，如图5所示，该TLV字段包括类型(Type)、长度(Length)和赋值(EnergyConsumpti on Upper bound)。
可选的，在采用PCE架构的网络中，路径计算单元PCE可以在PCEP OPEN消息中通过目标函数列表OF-List(Objective Function list)TLV列出该PCE所支持的各种路径计算目标。支持节能路径计算的PCE可以在OF-ListTLV中列出本发明定义的节能计算目标“Minimize Energy Consumption(MEC)”。
图6是实施本发明的方法的网络设备的一个简化的例子，该网络设备通过执行一系列的指令执行本发明的方法。可选的，该网络设备可以通过例如网络连接与其它设备相连。该网络设备可以按顺序或并行执行一系列的指令。此外，尽管图6中只展示了1个网络设备，但是应该理解“设备”可以解释为通过指令执行本发明的方法的单个设备或多个设备的集合。
网络设备600包括一个处理器602(例如，CPU)，处理器602可以执行计算、选择或比较等功能。主内存604可以存储本发明的方法相关的参数，例如，节能目标函数对象204、能耗相关的度量值对象205、总能耗上限信息206和全局能耗限定目标207等。静态内存606可以存储本发明的方法的执行所需的指令等。上述处理器602、主内存604和静态内存606通过总线608通信。网络设备600还可包括磁盘驱动器单元616和网络接口装置620。磁盘驱动器单元616也可以存储本发明的方法的执行所需的指令等。网络接口装置620可以使网络设备600与外部通信，例如，发送路径计算请求203。
磁盘驱动器单元616包括机器可读介质622，机器可读介质622存储一个以上的指令和执行本发明的方法的数据结构624(例如，软件)。上述指令可部分或全部的存储于主内存604或处理器602中。指令和主内存604或处理器602也可以构成前述的机器可读介质。此外，前述指令可以通过网络接口装置620，并利用现有通讯协议，发送至或从网络端626接收。
机器可读介质622可包括存储指令的单介质或多介质(例如，集中或分散式的数据库或与之相关的缓存)。术语“机器可读介质”也可理解为由机器执行的任何可以实施本发明的方法的指令的存储、编码或承载介质。术语“机器可读介质”也可理解为包括固态内存和光磁介质。
根据本发明的一个实施方式，包括路径计算客户端PCC的网络设备如图2中201所示。该PCC用于向路径计算单元PCE发送路径计算请求消息203。路径计算请求消息203至少包括节能目标函数对象204，节能目标函数对象204用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。路径计算请求的消息203还包括能耗相关的度量值对象205、总能耗上限信息206或全局能耗限制目标207中的一种或多种。能耗相关的度量值对象205用于定义描述路径的能耗的方式。总能耗上限信息206定义了所述路径计算请求所允许的总能耗上限。全局能耗限制目标207定义了PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
根据本发明的一个实施方式，包括路径计算单元PCE的网络设备如图2中202所示。该PCE用于接收来自路径计算客户端PCC的路径计算请求消息203。路径计算请求消息203至少包括节能目标函数对象204，节能目标函数对象204用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。路径计算请求的消息203还包括能耗相关的度量值对象205、总能耗上限信息206或全局能耗限制目标207中的一种或多种。能耗相关的度量值对象205用于定义描述路径的能耗的方式。总能耗上限信息206定义了路径计算请求所允许的总能耗上限。全局能耗限制目标207定义了PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
根据本发明的一个实施方式，实施本发明方法的系统如图2所示。该系统包括路径计算客户端PCC201和路径计算单元PCE202。PCC用于向PCE发送路径计算请求消息203。该路径计算请求消息203至少包括节能目标函数对象204，节能目标函数对象204用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。路径计算请求的消息203还包括能耗相关的度量值对象205、总能耗上限信息206或全局能耗限制目标207中的一种或多种。能耗相关的度量值对象205用于定义描述路径的能耗的方式。总能耗上限信息206定义了路径计算请求所允许的总能耗上限。全局能耗限制目标207定义了PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
实施例2：
根据本发明的一个实施方式，路径计算客户端PCC也可以请求进行某条特定路径的节能路由计算，即在当前的网络状态下，为该路径计算较为节能的路由。例如，在两次全局路径计算之间有新的业务流加入网络，需要PCE计算路径。为了避免为少量的新增业务流进行全局路径计算，可以选择在当前网络状态下只为该业务流进行进行节能路由计算，这样计算的结果可能并不是全局最节能路径，但节省了全局节能优化所需的计算资源。
由PCC向PCE发送路径计算请求消息PCReq，其中除包含标识该路径的信息和对资源的约束条件之外，还根据如下描述进行设置：
1)PCReq消息中将目标函数(Objective Function)Object设置为：Minimize Energy Consumption，即路径计算的目标是使该条路径带来的新增能耗最低；
2)PCReq消息中可携带类型为Cumulative Energy Consumption的MetricObject，其中当B(Bound)标记置位时，Metric-Value字段标识该路径允许的能耗上限；而当C(Computed Metric)标记置位时，表示请求PCE在PCRep消息中返回计算得出的路径能耗；
PCE在收到包含节能计算相关参数的该PCReq消息后，根据其中携带的节能目标和能耗约束条件进行路径计算，得出节能路径。本领域普通技术人员可以理解，现有技术中采用的基于约束条件的路径计算算法，适用于本发明的PCE，本专利中申请中不再一一进行描述。
通过以上的实施方式的描述，本领域的普通技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件来实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备、或者服务器、或者其他网络设备执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种路由相关的节能方法，其特征在于，包括：
路径计算客户端PCC向路径计算单元PCE发送路径计算请求消息；以及
所述路径计算请求消息包括节能信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节能信息包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节能信息还包括能耗相关的度量值对象，所述能耗相关的度量值对象用于定义描述路径的能耗的方式。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述节能信息还包括总能耗上限信息，所述总能耗上限信息定义了所述路径计算请求所允许的总能耗上限。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述节能信息还包括全局能耗限制目标，所述全局能耗限制目标定义了所述PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
6.一种网络设备，包括路径计算客户端PCC，其特征在于所述PCC用于：
向路径计算单元PCE发送路径计算请求消息；以及
所述路径计算请求消息包括节能信息。
7.根据权利要求6的网络设备，所述节能信息至少包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于节能信息还包括能耗相关的度量值对象、总能耗上限信息或全局能耗限制目标中的至少一种；
所述能耗相关的度量值对象用于定义描述路径的能耗的方式；
所述总能耗上限信息定义了所述路径计算请求所允许的总能耗上限；以及
所述全局能耗限制目标定义了所述PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
9.一种网络设备，包括路径计算单元PCE，其特征在于所述PCE用于：
接收来自路径计算客户端PCC的路径计算请求消息；以及
所述路径计算请求消息包括节能信息。
10.根据权利要求9的网络设备，所述节能信息至少包括节能目标函数对象，所述节能目标函数对象用于描述所述PCE的路径计算的目标为节能。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于路径计算请求的消息还包括能耗相关的度量值对象、总能耗上限信息或全局能耗限制目标中的至少一种；
所述能耗相关的度量值对象用于定义描述路径的能耗的方式；
所述总能耗上限信息定义了所述路径计算请求所允许的总能耗上限；以及
所述全局能耗限制目标定义了所述PCE在全局计算时任意路径的能耗上限。
12.一种系统，包括路径计算客户端PCC和路径计算单元PCE，其特征在于，所述PCC用于向PCE发送路径计算请求消息；所述PCE用于接收来自所述PCC的路径计算请求消息，以及
所述路径计算请求消息包括节能信息。
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