CN104205728A - 面向连接的网络中的恢复 - Google Patents
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Abstract
从用于面向连接的网络中通信业务的工作路径的失效中恢复涉及通过请求计算用于通信业务的新恢复路径（120，210）以避免失效来启动恢复，其中，工作路径具有预规划的恢复路径。如果恢复在某个时间限制内未成功（130，230），则使用预规划的恢复路径执行恢复（140，240）。确定恢复是否未成功和使用预规划的恢复路径启动恢复能够由工作路径的入口节点（30）控制。通过先尝试计算新恢复路径，网络资源能够得到更有效使用，这是因为由于在知道故障的位置的情况下计算新恢复路径，因此，新恢复路径可能要再使用大多数工作路径。
Description
技术领域
本发明涉及面向连接的网络、用于此类网络的节点、在此类网络中连接的恢复及对应程序。
背景技术
在带有通用多协议标签交换(GMPLS)控制平面的面向连接的网络中，可能在网络节点之间建立称为标签交换路径(LSP)的连接。人们希望对于在节点之间跨度（链路）的失效或对于节点网络能弹性复原。GMPLS包括支持恢复的信令扩展。恢复提供了检测工作路径上失效，以信号指示失效的发生，以及随后将业务从工作路径LSP传送到恢复路径的方式。
可能恢复端对端标签交换路径(LSP)。这称为端对端恢复，并且在IETF文档[RFC4872]“端对端通用多协议标签交换(GMPLS)恢复支持中的RSVP-TE扩展”(“RSVP-TE Extensions in Support of End-to-End Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Recovery”)中定义。也可能恢复端对端LSP的部分。这称为段恢复，并且在IETF文档[RFC4873]“GMPLS段恢复”(“GMPLS Segment Recovery”)中定义。
已知恢复方法包括使用预规划(PP)的恢复路径，或者在预规划的路由发生失效的情况下使用带备份的预规划。该备份能够是新恢复路径的即时(OTF)计算。备选，OTF能够是主要恢复路径而无任何备份PP路径。
发明内容
本发明的第一方面提供一种从用于面向连接的网络中通信业务的工作路径的失效中恢复的方法，工作路径具有预规划的恢复路径，该方法涉及响应失效，通过请求计算用于通信业务的新恢复路径以避免失效来启动恢复，以及确定恢复在某个时间限制内是否未成功。如果未成功，则使用预规划的恢复路径启动恢复。与使用由OTF支持的PP的上面提及的已知恢复相比，新排序能够提供网络的更有效使用，这是因为由于在知道故障的位置的情况下计算新恢复路径，因此，新恢复路径可能要再使用大多数工作路径。因此，它能够比预规划的恢复路径使用更少的网络资源，该预规划的恢复路径应最小化再使用以便处理沿工作路径任意处的失效。恢复可比常规PP更慢，但更慢的程度能够受到限制或控制。与已知OTF方案相比，这能够帮助在计算新路径中有困难或有其它困难的情况下提供更大的可靠性。与纯PP恢复相比，这能够提供网络的更有效使用，这是因为由于故障的位置已知，因此，恢复路径可能靠近最低成本工作路径，并且可提供更大的可靠性。例如参见图1-4。
能够添加任何另外的特征或者能够从上述方法否认任何另外的特征，并且下面陈述以及在相关权利要求中使用一些此类另外的特征。一个此类另外的特征是确定恢复是否未成功和使用预规划的恢复路径启动恢复由工作路径的入口节点执行。这能够是用于此类功能的有效位置，以便降低在节点之间传递信息或命令的延迟。例如参见图5、6和7。
另一此类特征是请求计算的步骤包括将请求发送到集中式路径计算元素，并且方法具有在集中式路径计算元素执行新恢复路径的计算的步骤。这能够是用于此类功能的有效位置，以便降低在节点之间传递信息的延迟，这是因为路径计算需要有关在网络的所有部分资源的可用性的最新信息。例如参见图5、6和7。
另一此类另外的特征是在操作期间适应时间限制的步骤。这能够允许优化时间限制以适合不同条件或类型的业务，因此使网络更灵活，或者能够允许在资源的更有效使用或增大性能之间获得更好的折中。例如参见图8。
另一此类另外的特征是根据网络的当前状态自动适应时间限制。这能够允许例如在网络特别繁忙时从容降低恢复性能。
另一此类另外的特征是预规划的恢复路径布置成使用与其它路径共享的资源。这能够有助于允许资源的更有效使用。例如参见图8。
另一此类另外的特征是检查共享资源是否仍可用，并且如果不可用，则请求新预规划的恢复路径。这能够有助于允许在资源的有效共享与预规划的恢复路径的可用性之间获得更好的折中，这影响恢复的可靠性。例如参见图8。
另一此类另外的特征是确定恢复是否未成功和使用预规划的恢复路径启动恢复的步骤由集中式恢复管理部分执行。益处：恢复的此类集中式控制能够允许使用更简单的节点和更轻松地升级和维护，但在与节点的通信中有更多的延迟。
另一此类另外的特征是将请求发送到在工作路径的入口节点的本地路径计算元素，并且方法具有在本地路径计算元素执行新恢复路径的计算的步骤。益处：分布式路径计算的此使用能够帮助允许网络有更大可扩展性，但在节点之间可需要更多通信。例如参见图9。
另一方面提供一种用于面向连接的网络的节点，网络布置成从用于网络中通信业务的工作路径的失效中恢复，工作路径具有预规划的恢复路径。提供了配置成响应失效，通过请求计算用于通信业务的新恢复路径来启动恢复的恢复控制部分。提供了配置成确定恢复在某个时间限制内是否未成功的计时器，其中，恢复控制部分配置成响应来自计时器的输出，使用预规划的恢复路径启动恢复。
另一此类另外的特征是节点是工作路径的入口节点。
另一此类另外的特征是节点配置成通过将请求发送到集中式路径计算元素来请求计算，以及配置成接收来自集中式路径计算元素的新恢复路径的指示。
另一此类另外的特征是计时器经布置，使得时间限制在操作期间是可适应的。
另一此类另外的特征是预规划的恢复路径布置成使用与其它预规划的恢复路径共享的资源，并且恢复控制部分配置成检查共享资源是否仍可用，并且如果不可用，则请求新预规划的恢复路径。
另一此类另外的特征是本地路径计算元素，并且恢复控制部分配置成通过将计算新恢复路径的请求发送到本地路径计算元素来请求计算。
本发明的另一方面提供一种用于面向连接的网络的集中式恢复管理部分，网络布置成从用于网络中通信业务的工作路径的失效中恢复，工作路径具有预规划的恢复路径。集中式管理部分具有配置成响应失效，通过执行新恢复路径的计算来启动恢复的集中式控制部分和确定恢复在某个时间限制内是否未成功的集中式计时器部分。如果未成功，则集中式控制部分配置成响应来自集中式计时器的输出，使用预规划的恢复路径启动恢复。
另一方面提供一种具有机器可读指令的计算机程序，指令在由处理器执行时促使处理器执行方法。
任何另外的特征能够组合在一起以及与任何方面组合。本领域技术人员将明白其它影响和后果，特别是与其它现有技术相比的优点。在不脱离本发明的权利要求的情况下，能够进行许多变化和修改。因此，应明确理解的是，本发明的形式只是说明性的，并且无意限制本发明的范围。
附图说明
本发明的实施例将通过仅限于示例的方式，参照附图进行描述，其中：
图1示出带有工作路径和在规划时提供的救生船预规划的路径的网络，
图2示出在计时器截止前成功OTF恢复后的相同网络，
图3示出在OTF未成功和使用预规划的路径后的相同网络，
图4示出根据一实施例的方法步骤，
图5示出用于使用集中式PCE的一实施例的序列图表，
图6示出根据一实施例的入口节点的示例，
图7示出用于使用入口节点和集中式PCE的一实施例的序列图表，
图8示出带有可适应时间限制和共享预规划的路径的一实施例，
图9示出带有本地PCE的入口节点的一实施例，
图10和11示出使用恢复的集中式控制的实施例，
图12示出LSP网络实施例，
图13示出LSP路径设置、失效和救生船修复的序列图表，以及
图14示出到带有集中式NMS的WSON的应用。
具体实施方式
本发明将相对于特定实施例并参照某些图形进行描述，但本发明并不限于此而只受权利要求限制。所述图形仅为示意性并且为非限制性。图形中，为便于说明，一些要素的大小可扩大并且未按比例画出。
缩略词：
AP 备选路径
DCN 数据通信网络
GMPLS 通用多协议标签交换
LSP 标签交换路径
LSR 标签交换路由选择
NMS 网络管理系统
OSPF 开放式最短路径优先
OSS 操作支持系统
OTF 即时
OTN 光传输网络
PCE 路径计算元素
PP 预规划
ROADM 可重新配置光分插复用器/去复用器
RSVP-TE 资源预留协议-业务工程
SDH 同步数字分层结构
TDM 时分复用
WDM 波分复用
WSON 波长交换光网络
定义：
术语“包括”在本描述和权利要求中使用时，它不排除其它元素或步骤，并且不应理解为限于之后所列的方式。在涉及单名词时使用例如“一”、“该”等不定冠词或定冠词之处，除非另有明确说明，否则，这包括该名词的复数。
所述节点或网络的要素或部分可包括编码在介质中以便执行任何种类的信息处理的逻辑。逻辑可包括编码在磁盘或其它计算机可读介质中的软件和/或编码在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它处理器或硬件中的指令。
对节点的提及能够包含任何种类的交换节点，而不限于所述类型，不限于任何集成度或大小或带宽或比特率等等。
对交换器的提及能够包含交换器或交换器矩阵或任何类型的交叉连接，而无论交换器是否能够处理或划分或组合在交换的数据。
对程序或软件的提及能够包含在处理硬件中直接或间接可执行的任何语言的任何类型的程序。
对处理器、硬件、处理硬件或电路的提及能够包含以任何程度集成的任何种类的逻辑或模拟电路，并且不限于通用处理器、数字信号处理器、ASIC、FPGA、离散组件或逻辑等等。对处理器的提及要包含使用多个处理器的实现，这些处理器例如可集成在一起或者共同位于相同节点中或者分布在不同位置。
对路径的提及能够指在节点之间的任何种类的路径，包括空间分隔的路径或者例如通过时间或频率或波长等复用，并且通过例如金属、光纤、无线传送等任何介质携带的复用在一起而无空间分隔的路径。
对电路的提及能够包含在网络的节点等之间任何种类的电路、连接或通信服务。
网络能够具有通用多协议标签交换(GMPLS)或多协议标签交换(MPLS)控制平面。数据平面连接能够是基于分组（例如，IP/MPLS或MPLS-TP），或者能够使用大范围的其它数据平面技术中的任何技术，如波分复用业务(lambda)或诸如同步数字分层结构(SDH)等时分复用(TDM)业务。恢复方案也能够应用到其它面向连接的技术，如面向连接的以太网或提供商骨干桥接业务工程(PBB-TE)、IEEE 802.1Qay。
术语“失效检测”要包括故障或失效的检测。
术语“恢复”要包括一般指在检测到任何故障或失效前预配置恢复路径的“保护”和一般指在检测到失效后发生以信号指示配置恢复路径的“修复”。
对于LSP网络的特定示例，rfc 4427对这些术语的解释如下：A. LSP/跨度保护表示由此一个或更多个专用保护LSP/跨度得以完全建立以保护一个或更多个工作LSP/跨度的范例。
对于保护LSP，这暗示进行路由计算，一直以信号充分指示LSP，以及在入口与出口节点之间完全选择（即，分配）和交叉连接其资源。对于保护跨度，这暗示选择并且预留了跨度以实现保护。
实际上，它指在失效发生时不进行建立保护LSP/跨度的信令。然而，各种其它种类的信令可在入口与出口节点之间进行以实现故障通知，同步保护LSP/跨度的其使用，实现预留等。
B. LSP/跨度修复表示由此一些修复资源可预计算，以信号指示和先验选择，但不交叉连接以恢复工作LSP/跨度的范例。修复LSP/跨度的完整建立仅在工作LSP/跨度失效后进行，并且要求一些另外的信令。
保护和修复通常均使用在节点之间的信令，例如以确立与恢复LSP/跨度的使用相关联的恢复资源和信令。
对OSS的提及要包含允许电信公司或运营商管理、监视或控制其电信网络的系统。诸如记帐、客户关怀系统、目录服务、诸如处理新客户、服务激活及随后的服务保证等网络元素和网络管理及服务管理功能等一些或所有功能能够由此类系统进行。它们能够包含提供接口的软件系统，而接口为多个网络元素提供操作、管理和维护(OAM)能力。
对面向连接的网络的提及要包含任何种类的面向连接的网络和面向连接与基于分组的技术的组合。
本文中所述功能性能够在硬件、由处理设备执行的软件中实现，或者由硬件和软件的组合实现。处理设备能够包含计算机、处理器、状态机、逻辑阵列或任何其它适合的处理设备。处理设备能够是通用处理器，该通用处理器执行软件以促使通用处理器执行要求的任务，或者处理设备能够专用于执行要求的功能。实施例能够是机器可读指令（软件）形式的程序，指令在由处理器执行时，执行任何所述方法。程序可存储在电子存储器装置、硬盘、光盘或其它机器可读存储介质或非暂时性介质上。程序能够经网络连接下载到存储介质。
得益于上述说明和相关联图形中所示的讲授内容，本领域技术人员将明白本公开发明的修改和其它实施例。因此，要理解本发明并不限于公开的特定实施例，并且修改和其它实施例要包括在本公开内容的范围内。虽然在本文中可采用特定的术语，但它们只是一般性和描述性地使用，并不是要进行限制。
作为对本发明的实施例的特征的介绍，将呈现已知特征的一些讨论。
不同控制平面的影响
控制平面是网络运营商在从接入到核心跨每个网络段并且在传输技术的每种组合上操作的新部署的网络元素上请求的主要特征之一。控制平面现有存在不同特点，但它们能够编组成三个大系列：预规划的控制平面、集中式控制平面和分布式控制平面。
它们每个具有其自己的优点和缺点。具体而言，预规划的解决方案允许强有力地控制网络的资源和业务工程(TE)，但它是完全离线和预规划的路径，包括用于恢复目的的备选路径(AP)，必须在每个入口节点提供。
集中式控制平面仍允许良好地控制路径和资源，并且提供修复优先级和同时路径计算的极佳管理。路径计算由中心实体实时进行。这允许失效LSP到绕过失效资源的路径的重新路由选择和工作LSP资源尽可能有效的再使用（极其希望）。此解决方案的主要缺点是在失效影响大量LSP时在节点和集中式实体之间的通信。在此情形中，用于在节点之间或在节点与管理实体之间信令或消息传递或报告的DCN（数据通信网络）能够过载，并且AP的请求/配给能够相当缓慢，对修复时间具有不可忽略的影响。
分布式控制平面不具有这些种类的问题，这是因为每个节点独立计算其自己的AP，但使用相同资源和具体而言在WDM网络中需要在整个网络内泛溢的大量信息的潜在同时发生的尝试产生了不同问题。
集中式动态与分布式控制平面的比较
GMPLS最初被设想为完全分布式体系结构，符合以前的主流分组交换技术（例如，IP、ATM）的惯例。不过，路径计算功能在网络元素上的分布不是理论需要。不同体系结构的可能性已在几年内在IETF本身CCAMP工作组内通过PCE规范得到确认。
通过放宽具有1对1与所有网络元素耦合的路径计算实例的约束，其它布置是可能的：具体而言，路径计算能够集中在NMS内，一种通过数年的传输网络实践得到明确证明的解决方案。
相同的功能在集中式和分布式路径计算实现中均能够提供，为能够归类如下的特定应用提供了任一解决方案的一些优点和缺点：
数据库完整性
计算性能
数据库一致性
可扩展性
可靠性
可升级性和维护
故障排除
现在将考虑每个这些应用以解释影响修复的一些考虑事项。
数据库完整性
在分布式路径计算实现中，网络数据库在所有网络元素中重复，并且依赖于路由选择协议（带有TE扩展的OSPF）以保持最新。为降低嵌入的数据库大小及在通信网络上的业务负载，网络数据库是摘要型。这意味着并非分布所有可用信息，例如，不广告在业务工程链路内的链路组件。另一示例是每个NE只能为它发起的路径而不能为网络中的所有路径记录完全路由选择信息。
虽然技术在不断增大嵌入系统的计算能力和数据与控制通信网络的带宽，但将本地NE数据库保持在受限大小并且降低在通信网络上的业务负载仍是良好的做法。
另一方面，集中式路径计算在成熟的计算系统中实现，不考虑数据库大小问题。另外，由于它与NMS在相同系统中实现，因此，其更新在相同上下文内进行，依赖事件报告过程或本地生成的信息。因此，在通信网络上也无问题。
保持详细的网络信息在光子网络中特别重要，其中，正确的路径计算将所有配置的光路径的物理资源特征和完全波长分配均考虑在内。此信息预计不会通过今天的OSPF-TE修改广告，因此，仅在集中式实现的情况下才能够可用。
计算性能
在分布式控制平面中时，路径计算能够利用平行性在几个NE之间共享计算负载，但在集中式控制平面中，这通过NMS计算机的卓越资源得到了补偿。也必须考虑在任何情况下，路径计算要求的时间相对于路径设置过程的其它阶段（信令和连接实现）是可忽略不计的。
数据库一致性
分布式控制平面中NE中重复的多个数据库实例必须保持一致。这借助于路由选择协议中的泛溢过程来实现。不过，现代链路状态分组路由选择协议（OSPF、ISIS）的最新技术发展性能平均要求数十秒收敛。在集中式控制平面中，带有单个数据库实例，此问题不存在。
可扩展性
网络大小是限制控制平面的可扩展性的典型参数。此问题的常见解决方案是通过将控制拆分到几个区域中来实现，其中，每个控制平面实例可充分看到其负责的区域并且具有外部区域的摘要视图。分布式控制平面由于需要在每个NE上保持整个网络数据库，因此，它未减轻可扩展性问题。相反，NMS的更大计算资源和缺少前面提及的数据库一致性问题使集中式解决方案对网络大小更不敏感。
可靠性
即使适当分布的体系结构固有地容错，并且集中式体系结构表示单点失效，现代服务器也具有有效和成熟的技术来实现高度可靠的计算系统。这些包括用于灾难性恢复的计算机群集、磁盘镜像、存储区域网络和地理分散。
可升级性和维护
通常位于配有人员的办公室的集中式实现从维护角度而言明显优于场分布式布置。特别是对于系统升级而言，集中式方案肯定更不易有风险，允许路径计算升级而不要求网络中数十个NE上的版本更改。
故障排除
集中式实现相对于完全分布式实现确保了更佳的故障排除，这是因为所有日志文件存储在NMS上并且随时能够访问。
集中式控制平面有关的问题
在修复阶段期间存在与集中式解决方案有关的两个主要问题，这些问题是修复时间和修复可靠性。修复时间与一旦入口节点检测到失效，它便将对新路径的请求发送到集中式PCE的事实有关。在优先级的基础上处理请求（更低优先级意味着更长的时间），并且将计算的路径发送回入口节点。此过程需要的时间极其不可预测，这是因为它取决于同时路径计算请求的数量、DCN负载等。
可靠性问题取决于集中式PCE的可靠性。大多数实现预计利用冗余PCE，一旦工作PCE失效或者由于未知原因而变成不可到达，冗余PCE便变成活动状态。冗余PCE的使用允许大量降低中断时间，但修复由于PCE不可到达原因而不可能进行的一些期间仍然存在。
减轻不同方案的利弊的常见方式是所谓的“保护+修复”。此过程包括对第一失效做出反应，通过保护交换器（即，一旦检测到失效，便使用在入口节点上已经可用并且与工作路径完全不相交的预规划的路径）影响工作路径。随后，由修复过程（即，通过纯OTF修复，其中，入口节点向PCE询问修复路径）管理第二失效。此方法允许节省硬件资源以获得与“全保护”恢复方案相比给定的弹性复原级别（例如，完全防止双失效）。
实施例的特征介绍
提议的修复方法能够视为将安全条款引入常规“即时”修复方案。如果在预定义的时间限制内未找到备选路径，则预规划的共享备选路径准备就绪，可进行操作和保存业务。方法适合集中式控制平面体系结构或其它体系结构，并且能够组合即时和预规划方案的一些优点，降低其在单独执行而未组合时操作的缺点。
最好是预规划的恢复路径与工作路径完全不相交，这是因为由于在规划时不可能知道故障将在何处发生，因此，它们必须能够防止在任何其节点或链路上发生的失效。此外，许多客户要求修复路径再使用工作路径的尽可能多的资源，但这仅通过OTF修复才可能，其中，路径计算在失效发生后执行，并且因此知道它影响的资源。同时，存在着在第一失效的修复必须始终提供并且在给定时间内的要求。
所有这些要求不能通过预规划的方案或动态集中式方案单独满足，但即时修复及之后作为备份的预规划的保护的组合能够满足所有这些要求。此过程能够称为“救生船修复”，并且示例将得到更详细描述。
图1-3 一实施例的网络视图
图1到3示出在失效和修复期间在不同时间相同网络的三个视图。示出了网络的12个节点，标示为网络元素NE1到NE12。NE4是用于一个业务请求的工作路径的入口节点。可以有数百上千或成千上万个此类请求和路径。NE6是用于此特定工作路径的出口路径，并且如图1所示，它在任何失效前经NE5路由。图1中还示出的是经NE7、NE10、NE11、NE12、NE9到达出口节点的预规划的备选路由或救生船路径。
图2示出在节点NE4与NE5之间由“X”指示的失效后的相同视图。在PCE旁显示的修复控制器要求PCE即时找到修复路径（标示为OTF修复路径）。这示为通过NE1和NE2到NE5，并且需要在救生船计时器指示的指定时间限制内找到。假设此路径被找到并且及时成功设置，则救生船预规划的备选路径无需使用，并且保持可用。OTF修复路径明显使用更少的节点，并且因此无论如何均更有效。如果PCE确定或者得知失效的位置，则OTF修复路径可能再使用大多数工作路径。这能够在从修复控制器到PCE的请求中指示，或者以任何其它方式指示。
图3示出在节点NE4与NE5之间由“X”指示的失效后的相同视图，并且其中修复控制器和PCE未在救生船计时器指示的指定时间限制内即时找到修复路径。相反，修复控制器已使用救生船预规划的路径修复受故障影响的此业务。要注意的是，有各种原因不使用OTF路径。例如，PCE如果过载，则可能占用太长时间，或者当时可能无其它路由可用，或者到修复控制器或PCE的通信可能中断。救生船预规划的路径的使用能够由修复控制器或者由入口节点启动。明显的是，如果使用修复控制器，则方法容易受与入口节点的通信中断影响。不过，可存在其中这是无可非议，并且其它优点仍保留的一些情况。
救生船方法能够在以下步骤中概述：
1. 在规划时为每个入口节点提供用于每个电路、完全与工作路径不相交的预规划的路径。此类路径未使用（图1）。
2. 失效发生时，入口节点尝试纯OTF修复过程，通知PCE失效位置并且询问修复路径。
3. 一旦入口节点将请求发送到PCE，“救生船计时器”便得以设置：
a. 如果在计时器截止前入口节点收到来自PCE的路径，则新路径通过信号指示和交叉连接，并且最大工作资源使用和修复时间的要求已得以满足（图2）。
b. 如果在计时器截止前入口节点未收到新路径，则使用预规划的路径（图3）。
图4，根据一实施例的方法步骤
图4示出根据一实施例用于从用于面向连接的网络中通信业务的工作路径的失效中恢复的步骤。在步骤100，通过已在网络的节点之间设置的工作路径发送通信业务。预规划的恢复路径已预留但未使用。在步骤110，检测到在此工作路径中的失效。通过在步骤120响应失效而请求计算用于通信业务的新恢复路径，启动恢复。此控制步骤在原则上能够在任意处执行，例如，在入口或出口节点本地执行，或者在中心位置远程执行。在步骤130，做出有关请求的新恢复路径在时间限制内是否未成功的确定。如果未成功，则在步骤140，使用预规划的恢复路径启动恢复。与诸如使用在必要时通过使用OTF恢复路径支持的预规划的恢复路径的已知技术相比，新技术涉及反转不同类型的恢复路径的使用的通常顺序。事实表明，这能够提供网络的更有效使用，这是因为由于在知道故障的位置的情况下计算新恢复路径，因此，新恢复路径可能要再使用大多数工作路径。因此，它往往比预规划的恢复路径使用更少的网络资源，预规划的恢复路径应最小化再使用以便处理沿工作路径任意处的失效。
图5，用于使用集中式PCE的实施例的序列图表
图5示出用于一实施例的序列图表。沿图表从上向下表示时间流逝。左列示出在工作路径上节点10的动作，并且右列示出在集中式PCE 20的动作。在步骤200，节点检测到在工作路径中的失效。在步骤210，它将请求直接发送到集中式PCE。在步骤220，PCE计算新恢复路径，并且将此路径发送到节点。节点尝试设置新恢复路径并且在步骤230确定新恢复路径在给定时间限制内是否成功。此时间限制可根据业务的类型、事先达成的服务级别、网络的拥塞程度等设置。新恢复路径可由于任何原因而失效，例如包括未能联系PCE，或者接收来自PCE的响应，或者PCE太慢，或者不能找到路径，或者节点不能设置计算的路径。在步骤240，如果新恢复路径在时间限制内未成功，则节点使用预规划的恢复路径启动恢复。通过控制交换器或者将消息发送到其它节点等等，节点有许多方式能够设置新或预规划的恢复路径。下面参照图12和13更详细描述一个示例。节点无需是入口节点，要注意的是，此处它是控制恢复方法的节点。如果它不是入口节点，则它能够与入口节点和沿路径的其它节点进行通信以尝试设置新恢复路径。
图6，根据一实施例的入口节点的示例
图6示出根据一实施例的入口节点的示意图。入口节点具有耦合到计时器320和耦合到交换器340的恢复控制部分310。交换器是用于将来自外部来源的业务向前交换到其它节点，并且如果业务是双向的，则也在另一方向上交换它。恢复控制部分也具有例如向或从其它节点发送或接收消息以设置路径和报告失效和状态的接口。计时器布置成指示在恢复控制部分决定使用预规划的恢复路径前允许计算和设置新恢复路径的时间。恢复控制部分也具有到外部CPE的接口，它可以是集中式部分20或可理解地能够是本地部分。
图7，用于使用入口节点和集中式PCE的实施例的序列图表
图7示出用于使用入口节点控制恢复的实施例的序列图表。沿图表从上向下表示时间流逝。左列示出在工作路径上入口节点30的动作，并且右列示出在集中式PCE 20的动作。在步骤200，节点检测到在工作路径中的失效。这可先在另一节点检测到，并且失效指示被发送到入口节点，并且在入口节点检测到。在步骤210，它将请求直接发送到集中式PCE。在步骤220，PCE计算新恢复路径，并且将此路径发送到入口节点。在步骤250，入口节点确定在时间限制内是否未收到来自PCE的响应。随后，入口节点做出反应，将业务转到预规划的恢复路径。在步骤260，如果入口节点未及时收到来自PCE的新恢复路径，则入口节点设置新恢复路径，并且确定新恢复路径在给定的时间限制内是否成功。此时间限制可根据业务的类型、事先达成的服务级别、网络的拥塞程度等设置。时间限制能够包括用于接收来自PCE的新路径和在网络中成功设置它的单独时间限制。在步骤270，如果新恢复路径在时间限制内未成功工作，则节点使用预规划的恢复路径启动恢复。
图8，带有可适应时间限制和共享预规划的路径的实施例
图8示出类似于图4的实施例的一实施例的步骤，但带有可适应时间限制和共享预规划的路径。在步骤90，在此情况下，使用与其它恢复路径共享的资源，设置工作路径和设置对应的预规划的恢复路径。在步骤100，通过已在网络的节点之间设置的工作路径发送通信业务。在步骤160，例如根据业务的类型或者根据服务级别协议，适应时间限制。在步骤170，有关于共享资源是否对于预规划的恢复路径仍可用的定期检查。如果不可用，则请求和设置新预规划的恢复路径。
在步骤110，检测到在此工作路径中的失效。通过在步骤120响应失效而请求计算用于通信业务的新恢复路径，启动恢复。此控制步骤在原则上能够在任意处执行，例如，在入口或出口节点本地执行，或者在中心位置远程执行。在步骤130，做出有关请求的新恢复路径在适应的时间限制内是否未成功的确定。如果未成功，则在步骤140，使用预规划的恢复路径启动恢复。能够设想到其中时间限制可适应而无使用共享资源的预规划的恢复路径的其它实施例。能够设想到其中预规划的恢复路径使用共享资源而无时间限制可适应的其它实施例。
图9，带有本地PCE的入口节点的实施例。
图9示出类似于图6的实施例，但带有本地PCE 330的入口节点30的实施例的示意图。这能够代替集中式PCE或者与集中式PCE一起。如在图6中一样，入口节点具有耦合到计时器320和耦合到交换器340的恢复控制部分310。交换器是用于将来自外部来源的业务向前交换到其它节点，并且如果业务是双向的，则也在另一方向上交换它。恢复控制部分也具有例如向或从其它节点发送或接收消息以设置路径和报告失效和状态的接口。计时器布置成指示在恢复控制部分决定使用预规划的恢复路径前允许计算和设置新恢复路径的时间。恢复控制部分耦合到本地PCE，以便如果需要，则通过避免向集中式PCE发送的延迟和通信丢失风险造成的更低可靠性，路径计算请求能够更快得到处理。如果本地和集中式PCE均提供，则请求能够发送到两者，并且两者的优点能够组合在一起。如果及时选择了两个不同路径，则恢复控制部分能够选择要使用哪个路径，或者能够认为中心计算的路径基于网络的状态的更准确视图并且具有更多处理能力可用，因此，将更可能更有效。
图10、11，使用恢复的集中式控制的实施例
图10示出具有集中式恢复管理部分60的一实施例的网络视图。这具有耦合到集中式计时器部分510并且具有到节点10及到集中式PCE 20的接口的集中式控制部分500。操作与上面为在节点的局部控制所述类似。集中式计时器用于指示在集中式控制部分决定使用预规划的恢复路径前允许计算和设置新恢复路径的时间。恢复控制部分经耦合以便将路径计算请求发送到集中式PCE并且接收计算的路径。
图11示出用于图10的实施例或类似实施例的操作的序列图表。在此情况下，有控制恢复的集中式控制部分。沿图表从上向下表示时间流逝。左列示出在工作路径上入口节点30的动作，中心列示出集中式控制部分500的动作，以及右列示出在集中式PCE 20的动作。在步骤200，入口节点检测到在工作路径中的失效。这可先在另一节点检测到，并且失效指示能够被发送到入口节点，并且在入口节点检测到。这将报告到集中式控制部分，并且在步骤210，它将请求直接发送到集中式PCE。在步骤220，PCE计算新恢复路径，并且将此路径发送到集中式控制部分。在步骤430，此部分确定在时间限制内是否收到来自PCE的响应。如果是，则它设置新计算的恢复路径，这可涉及直接指示节点或者请求入口节点进行指示。一旦设置，则在步骤440，入口节点便做出反应，将业务转到预规划的恢复路径，并且向集中式控制部分报告。在步骤450，如果恢复路径尚未计算，或者如果新路径在时间限制内未能工作，则集中式控制部分做出反应，例如通过直接指示节点或者请求入口节点进行指示，设置预规划的恢复路径。一旦设置，则在步骤460，入口节点便做出反应，将业务转到预规划的恢复路径。在步骤470，如果预规划的恢复路径在使用中，则由于此类路径可能再使用大多数工作路径并且因此更有效，因此，控制部分能够在以后重试查找新恢复路径。
图12，LSP网络实施例
图12示出在光网络中节点的示意图，显示了用于交换消息以广告信息或设置路径的部分。示出了三个节点，但能够有更多节点。入口节点30具有LSR路径预留控制部分32，该部分控制插分复用器部分33。预留控制部分能够具有处理器65和具有程序75以便由处理器65执行的存储。程序能够允许节点充当入口节点，或者在一些情况下充当用于在别处开始的其它路径的中间节点。中间节点42具有其自己的LSR路径预留控制部分45，该部分45控制例如能够是路由器或分组交换器和OTN交换器的部分43。同样地，预留控制部分能够具有处理器65和具有程序75以便由处理器65执行的存储。程序能够允许节点充当中间节点。如果中间节点具有插分能力，则程序能够被选择成使节点充当用于其它路径的入口或出口节点。出口节点74具有其自己的LSP路径预留控制部分77，该部分77控制插分复用器73。同样地，预留控制部分能够具有处理器65和具有程序75以便由处理器65执行的存储。程序能够允许节点充当用于所示路径的出口节点，以便将业务从网络传递到目的地实体76。程序一般也允许节点充当用于其它路径的入口或中间节点。请求路径的来源实体71示为需要新路径通过网络到目的地实体73的业务的来源。示出了经耦合以接收来自来源部分71的业务请求的服务器72形式的路径计算部分。路径计算部分随后将选择的路径馈送到入口节点10以便如更早所述设置路径。
如果路径计算部分不在入口节点中，而是远程定位部分，可选是居中以便由许多不同节点使用，则需要在业务请求的来源与路径计算部分之间的通信协议。此协议能够指示路径计算部分需要什么格式的什么信息和什么信息及什么格式要用于路径列表到入口节点的输出。RFC 4657是此类协议的已知示例，与对应于已知标准RFC 4665的路径计算部分一起使用。
如下参照图13所述，每个节点的处理器能够将消息传递到彼此以广告要由路径计算服务器使用的信息。
光链路示为用于携带在节点之间的业务，并且连接在用于传递消息以预留路径的节点的控制部分之间示出。此连接在原则上能够使用与节点之间业务使用的那些链路相同或不同的物理链路。用于业务的光链路能够具有trib时隙的复用结构。路径能够使用一个或更多个这些trib时隙，并且预留过程需要指示预留这些trib时隙的哪个时隙。
图13，LSP路径设置、失效和救生船修复的序列图表
图13示出序列图表，显示了诸如图12的网络等网络的操作，使用基于消息的操作设置新路径和在失效后预留新路径。从上向下表示时间流逝。左列示出入口节点的动作。下一列示出在工作路径上中间节点的动作。下一列示出在新恢复路径上节点的动作，以及右列示出出口节点的动作。
基于消息的操作方法的一个示例涉及使用RSVP。第一步骤是来源实体请求从第一节点到另一节点的新标签交换路径(LSP)。此第一节点能够是具有添加或传送能力的任何节点，并且此节点现在变成指用于此路径的入口节点。第二节点能够是具有分接或接收能力的任何节点，并且此节点现在变成指用于此路径的出口节点。请求能够由网络管理系统或者由例如操作人员授权，并且路径计算部分能够确定从入口节点到目的地或出口节点的路由。随后，预留路径的命令到达入口节点。
入口节点接收来自路径计算处理器的新路径，并且遵循常规路径设置序列，该序列涉及沿路径发送预留资源的消息（如RSVP“PATH”消息）。通用标签请求形式的PATH（路径）消息从第一节点（充当入口节点）发出550，并且经沿提议路径的中间节点继续发送552到最后节点（充当出口节点）。中间节点为路径预留资源554。路径消息到达出口节点时，如果无节点拒绝路径，则发送557返回消息（如RSVP“RESV”消息）。中间节点继续传递559此消息，并且使用诸如带宽或交换器路径和端口等用于请求的路径的预留资源，为消息中指定的信号类型的业务设置路径560。如果此返回消息在入口节点收到，则入口节点能够认为路径准备就绪，并且能够开始通过路径发送业务562。中间节点将业务继续发送564到出口节点。
失效由中间节点检测到566并且向入口节点报告。入口节点从PCE请求新恢复路径并且设置该路径568。这涉及将PATH消息570发送到出口节点，该消息由沿新恢复路径的节点确认和继续发送572。如果此类节点检测到失效574，或者不能设置新恢复路径，则此情况被报告到入口节点，入口节点设置预规划的恢复路径576。这又能够涉及发送PATH消息578等等，或者如果出口节点在给定时间内检测到业务的丢失，则这能够在一些情况下由出口节点切入而无进一步的消息传递。能够设想使用其它协议设置路径的其它实现。
通用标签请求是由RSVP-TE用于在任何种类的网络技术上标签交换路径(LSP)的信令的消息。它在RFC3471中定义并且在RFC 4328中扩展以便支持G.709 OTN体系结构。它包括共同部分（即，用于任何交换技术）和技术相关部分（即，业务参数）。
业务工程(TE)是根据资源的可用性和当前与预期业务通过网络路由数据的过程。要求的服务质量(QoS)也能够作为因素考虑到此过程中。业务工程可在运营商的控制之下，由此它们监视网络的状态并且路由业务，或者提供另外资源以便在问题发生时补偿问题。备选，业务工程可自动进行。业务工程帮助网络提供商最佳地利用可用资源，将负载分散在第2层链路内，并且允许为某些类的业务或为特定客户预留一些链路。诸如多协议标签交换(MPLS)及其扩展（即，GMPLS，T-MPLS）等技术由于其面向连接的性质而在单个域内提供有效的TE解决方案以最小化成本。
路径计算
一般情况下，使用网络的计算机模型执行路径的计算。这是实现路径计算的一种方式，其它方式能够设想到。网络的模型得以提供或构建，具有用于业务聚合的每种选择、每个端口或子端口等的单独虚拟链路。有关可用容量和成本的当前信息被指派到每个链路。这能够涉及从节点查找信息，或者预确定或预测的信息能够被指派。能够有根据拥塞级别和其它准则的链路的权重。
节点可定期发送广告到其它节点并且最终到路径计算部分，根据其接口的带宽指示当前占用程度。在路径计算部分，指示用于更新网络模型的虚拟链路。如果又一节点将类似的广告发送到节点，则此广告由节点继续传递，最终到达路径计算引擎，并且再次用于更新网络模型的虚拟链路。
在收到业务请求时，并且如果请求具有指定的带宽和服务质量，则只允许至少具有该带宽和服务质量可用的链路可以是适当的。服务质量可能根据可靠性、通过保护或修复的恢复的可用性、诸如最大延迟或延迟变化等延迟参数等表述。能够应用诸如Dijkstra或其它已知算法等图搜索算法以比较备选链路的成本，查找到依次更远离起始节点的节点的最低成本路径，直至到达目的地节点。其它算法例如能够包括对等类型路由选择算法。引导到给定节点的链路能够视为可能路径的一部分。根据实际节点和端口和适合用于实际网络的任何聚合信息，将通过模型的虚拟链路的选择的最低成本路径转换成路径列表。通过如上所述对于例如为RSVP协议将路径信息发送到入口节点以便它沿路径发送消息，现在能够在网络中设置此路径。这能够涉及将第一消息发送到节点，请求它们预留资源，并且随后第二消息从出口节点返回，请求预留的资源用于设置路径。当然，这能够使用其它协议以其它方式实现。
图14，到带有集中式NMS的WSON的应用
Ericsson在其WSON实现中已从预规划的控制平面(WSON 1.0)转到基于定位到网络管理系统(NMS)中实时路径计算元素(PCE)引擎的集中式动态控制平面(WSON 2.0)。此技术升级增加了执行修复路径的即时(OTF)计算的能力。
在图14中，示出了集中式动态WSON网络的部分。图中示出了三个WSON节点620，但能够有更多节点。集中式NMS 590具有OSS 600和WSON PCE 610。每个WSON节点具有为简明起见只在一个节点中示出，用于执行在分层结构中布置的各种功能的软件层的WSON栈630。控制平面实际上是集中式。在节点与集中式OSS和NMS之间有双向实时通信。通过提供冗余备用OSS，OSS能够变得更可靠。每个节点中的WSON栈能够执行如图12所示和如相对于图13所述的LSR路径预留控制的功能。
在修复由在NMS的OSS中心控制的实施例中，通过传统警报报告和由每个节点的WSON栈生成的陷阱，NMS与网络的资源的状态保持一致。被通知在光子网络的每层的每个问题指NMS中的修复控制能够识别需要OTF重新路由选择的电路。
本发明的实施例能够基于WSON 2.0网络景观，但应用领域不限于这些类型的实现，而是还包括许多其它网络情形。它包括但不限于存在集中式控制平面的那些实现。
结束语
有关恢复的客户要求经常不能通过仅预规划的保护或通过只即时的修复而得到满足，但通过预规划和即时路径与机制的适当、混合组合，可能更有效地满足所有那些要求。通过上面解释的救生船方案，预规划的恢复变成“最后手段”防护：如果OTF方案能够找到并且在明确的时间限制内设置，则它是优选的。
通过此时间限制的适当标定，则有关修复时间和修复可靠性的一般要求均能够得到满足。如有必要，有关网络工作路径再使用的要求能够通过在某个事件帧中OTF路径的重新优化而在以后得到满足，其中，DCN不过载，并且路径计算能够在安全环境中执行。要获得使用分布式控制平面的相同优点，经常存在三个缺点：
1)由于分布式路径计算原因的大量回溯(crank-back)
2)不可能的全局优先级管理
3)需要使网络泛溢用于分布式路径计算的许多物理损害信息。
因此，在WDM网络中，应用到集中式动态体系结构的“救生船”过程将往往比在分布式体系结构中使用时表现得更佳，但是，救生船过程当然能够在分布式体系结构中使用。
其它变化和实施例能够设想为在权利要求书内。
Claims (17)
1. 一种从用于面向连接的网络中通信业务的工作路径的失效中恢复的方法，所述工作路径具有预规划的恢复路径，所述方法具有以下步骤：
响应所述失效，通过请求计算用于所述通信业务的新恢复路径以避免失效来启动恢复，
确定所述恢复在时间限制内是否未成功，并且随后使用所述预规划的恢复路径启动恢复。
2. 如权利要求1所述的方法，其中确定所述恢复是否未成功和使用所述预规划的恢复路径启动所述恢复的所述步骤由所述工作路径的入口节点执行。
3. 如权利要求1或2所述的方法，请求计算的所述步骤包括将请求发送到集中式路径计算元素，并且所述方法具有在所述集中式路径计算元素执行所述新恢复路径的所述计算的所述步骤。
4. 如前面权利要求任一项所述的方法，具有在操作期间适应所述时间限制的步骤。
5. 如权利要求4所述的方法，具有根据所述网络的当前状态自动适应所述时间限制的步骤。
6. 如前面权利要求任一项所述的方法，所述预规划的恢复路径布置成使用与其它路径共享的资源。
7. 如权利要求6所述的方法，还包括检查所述共享资源是否仍可用，并且如果不可用，则请求新预规划的恢复路径的步骤。
8. 如前面权利要求中除权利要求2并且除任何权利要求引用权利要求2时以外的任一项所述的方法，其中确定所述恢复是否未成功以及使用所述预规划的恢复路径启动所述恢复的所述步骤由集中式恢复管理部分执行。
9. 如前面权利要求中除权利要求3并且除任何权利要求引用权利要求3时以外的任一项所述的方法，请求计算的所述步骤包括将请求发送到在所述工作路径的入口节点的本地路径计算元素，并且所述方法具有在所述本地路径计算元素执行所述新恢复路径的所述计算的步骤。
10. 一种用于面向连接的网络的节点，所述网络布置成从用于所述网络中通信业务的工作路径的失效中恢复，所述工作路径具有预规划的恢复路径，所述节点具有：
恢复控制部分，配置成响应所述失效，通过请求计算用于所述通信业务的新恢复路径以避免失效来启动恢复，以及
计时器，配置成确定所述恢复在时间限制内是否未成功，其中所述恢复控制部分配置成响应来自所述计时器的输出，使用所述预规划的恢复路径启动恢复。
11. 如权利要求10所述的节点，其中所述节点是所述工作路径的入口节点。
12. 如权利要求10或11所述的节点，配置成通过将请求发送到集中式路径计算元素来请求计算，以及配置成接收来自所述集中式路径计算元素的所述新恢复路径的指示。
13. 如权利要求10到12任一项所述的节点，所述计时器经布置，使得所述时间限制在操作期间是可适应的。
14. 如权利要求10到13任一项所述的节点，所述预规划的恢复路径布置成使用与其它预规划的恢复路径共享的资源，并且所述恢复控制部分配置成检查所述共享资源是否仍可用，并且如果不可用，则请求新预规划的恢复路径。
15. 如权利要求10、11、13或14任一项所述的具有本地路径计算元素的节点，并且所述恢复控制部分配置成通过将计算所述新恢复路径的请求发送到所述本地路径计算元素来请求计算。
16. 一种用于面向连接的网络的集中式恢复管理部分，所述网络布置成从用于所述网络中通信业务的工作路径的失效中恢复，所述工作路径具有预规划的恢复路径，所述集中式恢复管理部分具有：
集中式控制部分，配置成响应所述失效，通过执行所述新恢复路径的计算以避免所述失效来启动恢复，以及
集中式计时器部分，确定所述恢复在时间限制内是否未成功，其中所述集中式控制部分配置成响应来自所述计时器的输出，使用所述预规划的恢复路径启动所述恢复。
17. 一种具有机器可读指令的计算机程序，所述指令在由处理器执行时促使所述处理器执行如权利要求1到9任一项所述的方法。
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