CN104348744B - 一种路径计算方法及路径计算单元 - Google Patents

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Abstract

一种路径计算方法及路径计算单元，应用于包含有2个以上的路径计算单元（PCE）的系统中，在该系统中，其中一个路径计算单元为主PCE，其余PCE为从PCE；所述方法包括：主PCE在接收到路径计算客户端（PCC）发来的路径计算请求后，在系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理。在PCE作为主PCE时，该PCE中包括：接收模块，用于接收PCC发来的路径计算请求；选择模块，用于在所述接收模块接收到所述路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。本发明架构简单，易于部署；且负荷分担的算法较为清晰，实施的复杂度较低。

Description

一种路径计算方法及路径计算单元
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种路径计算方法及路径计算单元。
背景技术
PCE（Path Computation Element，路径计算单元）是由IETF（InternetEngineering Task Force，互联网工程任务组）提出的、在MPLS（Multi-Protocol LabelSwitching，多协议标签交换）/GMPLS（Generalized Multi-Protocol Label Switching，通用多协议标签交换）网络中计算网络路径或路由、并应用计算约束的一个实体。一个PCE实体可以是一个网络节点、一个独立的服务器、或者一个专用的具有资源感知能力以及多约束复杂计算能力的计算平台。
PCC（Path Computation Clients，路径计算客户端）和PCE之间以及PCE与PCE之间通过PCEP（PCE Communication Protocol，路径计算协议）进行通信。RFC5440描述了PCEP协议的体系架构，PCEP协议的传输层采用TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）协议，PCEP通信两端基于TCP连接建立PCEP会话。
PCE可以计算单域或多域的路径。在单域域内，可以通过OSPF（Open ShortestPath First，开放最短路径优先）协议将拓扑信息洪泛出来，并形成本域的TED（TrafficEngineering Database，流量工程数据库），然后由PCE针对该TED进行单域路径的计算。在多域域间，可以通过DDRP（Domain to Domain Routing Protocol，域到域的路由协议）协议将拓扑信息洪泛出来，并形成域间拓扑TED，然后由PCE针对该TED进行多域路径的计算。
如果单个PCE的性能不足以承担大量的路径计算请求，则需要引入多个PCE，这些PCE具有类似的处理能力。如果需要提高网络中计算路由的性能，则需要这些PCE对大量的路径计算请求进行负荷分担，即每个PCE都承担部分的路径计算任务，从而达到负荷均衡的目的。RFC4655中给出了PCE的负荷分担的概念，即选择不同的PCE来计算路由以达到负荷分担的目的，但并没有给出具体的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提出一种路径计算方法及路径计算单元，以克服现有无法实现路径计算单元的负荷分担的缺陷。
为解决上述问题，本发明提供了一种路径计算方法，应用于包含有2个以上的路径计算单元（PCE）的系统中，在所述系统中，其中一个路径计算单元为主PCE，其余PCE为从PCE；所述方法包括：
所述主PCE在接收到路径计算客户端（PCC）发来的路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理。
进一步地，
所述在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述主PCE根据记录的每个PCE处理路径计算请求的次数，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；和/或，
所述主PCE根据各个PCE的优先级信息，选择当前优先级最高的一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；和/或，
随机选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
进一步地，
所述选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
在除了前一次被选择的PCE之外的其他PCE中，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
进一步地，
所述由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理，具体包括：
在所述被选择的PCE为从PCE时，所述主PCE通过与所述被选择的PCE之间建立的路径计算协议（PCEP）会话把本次路径计算请求转发给所述被选择的PCE，由所述被选择的PCE进行路径计算。
进一步地，
所述由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理，具体包括：
在所述被选择的PCE为从PCE时，所述主PCE把所述被选择的PCE的路由信息告知给所述PCC；
所述PCC根据获取到的所述被选择PCE的路由信息，向所述被选择的PCE发起路径计算请求；
所述被选择的PCE接收到所述路径计算请求后，进行路径计算。
进一步地，
所述由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理，具体包括：
在所述被选择的PCE为主PCE时，所述主PCE直接进行路径计算。
进一步地，所述方法还包括：
所述被选择的PCE将计算得到的路由信息返回给所述主PCE，由所述主PCE将所述路由信息返回给所述PCC。
进一步地，所述方法还包括：
所述被选择的PCE在完成路径计算后，将计算得到的路由信息返回给所述PCC。
相应地，本发明还提供了一种路径计算单元（PCE），应用于包含一个主PCE和一个以上的从PCE的系统中，在所述PCE作为主PCE时，包括：
接收模块，用于接收路径计算客户端（PCC）发来的路径计算请求；
选择模块，用于在所述接收模块接收到所述路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
进一步地，
所述选择模块用于在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述选择模块用于根据记录的每个PCE处理路径计算请求的次数，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；和/或，
所述选择模块用于根据各个PCE的优先级信息，选择当前优先级最高的一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；和/或，
所述选择模块用于随机选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
进一步地，
所述选择模块用于选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述选择模块用于在除了前一次被选择的PCE之外的其他PCE中，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
进一步地，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是从PCE时，还包括发送模块：
所述发送模块用于通过与被所述选择模块选中的PCE之间建立的路径计算协议（PCEP）会话把本次路径计算请求转发给所述被所述选择模块选中的PCE；
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
处理模块，用于在接收到所述主PCE发来的路径计算请求后，进行路径计算。
进一步地，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是从PCE时，还包括发送模块：
所述发送模块用于将所述被所述选择模块选中的PCE的路由信息告知给所述PCC；
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
处理模块，用于在接收到所述PCC根据所述主PCE发送的本PCE的路由信息发来的路径计算请求后，进行路径计算。
进一步地，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是主PCE时，还包括：
处理模块，用于直接进行路径计算。
进一步地，
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
发送模块，用于将计算得到的路由信息返回给所述主PCE；
所述主PCE中的发送模块还用于将从PCE发来的所述路由信息返回给所述PCC。
进一步地，
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
发送模块，用于将计算得到的路由信息返回给所述PCC。
本发明采用主从PCE的架构，由主PCE来决定最终处理路径计算请求的PCE，从而实现各PCE之间路径计算的负荷分担。本发明的架构较为简单，易于实现PCE的部署；且采用由主PCE来进行决策的方式，也使得负荷分担的算法较为清晰，实施的复杂度较低。
附图说明
图1是本发明实施例中路径计算方法的流程图；
图2（a）和图2（b）分别是本发明路径计算方法的两种实现过程示意图；
图3是本发明应用示例一的流程图；
图4是本发明应用示例二的流程图；
图5是本发明应用示例三的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在本实施例中，基于现有的多路径计算单元系统，通过管理平面把其中一个PCE设定为主PCE，其余PCE设定为从PCE。PCC选择主PCE进行路径计算，由主PCE来决策是由自己处理路径计算请求还是由其他从PCE来处理路径计算请求。从而实现多个PCE的路径计算的负荷分担。
在本实施例中，一种路径计算方法，应用于包含有2个以上的PCE的系统中，在所述系统中，其中一个路径计算单元为主PCE，其余PCE为从PCE；所述方法包括：
所述主PCE在接收到PCC发来的路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理。
假设，某个域内有N+1个外置PCE，分别为：PCEm、PCEs（1）、…、PCEs（N）；
其中，PCEm为主PCE，PCEs（1）、…、PCEs（N）为从PCE；PCC为该域内的某个控制平面节点。
在本实施例中，路径计算方法具体包括以下步骤：
步骤1：管理平面把主PCE（PCEm）的信息配置给PCC，PCC通过自动发现信息获取到该主PCE节点的信息，并与PCEm建立PCEP会话；
步骤2：PCC准备请求本域内的PCE计算域内路径或多域路径，把路径计算请求PCReq发送到PCEm进行处理；
步骤3：PCEm在接收到路径计算请求后，从PCEm以及PCEs（1）、…、PCEs（N）中选择一个PCE（记为PCEd，PCEd为PCEs（i）（1≤i≤N）或PCEm）作为本次负荷分担选定的处理本次路径计算请求的PCE；
PCEm从PCEm以及PCEs（1）、…、PCEs（N）中选择PCEd可采用如下任意一种方式：
方式一：PCEm记录每个PCE对路径计算请求PCReq的处理情况，当有新的路径计算请求到来时，采用轮转的方式，从除了前一次选择的PCE之外的其他PCE中选择一个处理路径计算请求次数最少的PCE作为PCEd；
方式二：通过管理平面为每个PCE配置一个优先级，PCEm根据优先级从高到低的原则，从当前可用给的PCE中选择一个优先级最高的PCE作为PCEd；
方式三：PCEm随机选择一个PCE作为PCEd；
上述方式可以单独使用，也可以结合起来使用。如：第一次接收到路径计算请求时，PCEm根据优先级信息从当前可用给的PCE中选择优先级最高的PCE，如果同时存在2个以上的优先级最高的PCE，则可先在该2个以上的优先级最高的PCE中随机选择一个作为最终选定的PCEd。后续的路径计算请求可以根据第一次选择的结果进行轮转，在除了前一次选择的PCE之外的其他PCE中选择优先级最高的PCE作为PCEd，如果此时优先级最高的PCE仍然有2个以上，则仍然可以继续在同优先级的范围内进行随机选择一个PCE作为PCEd。
步骤4：PCEm将本次路径计算请求PCReq交由PCEd进行路径计算的处理；
PCEm把路径计算请求交由PCEd可以采用如下任意一种方式：
方式一：PCEm和PCEs（1）、…、PCEs（N）之间建立PCEP会话；PCEm选择出一个PCE作为PCEd后，如果该PCEd为自身，则直接由PCEm进行路径计算；否则，PCEm通过PCEP会话把路径计算请求转发给相应的PCEd进行路径计算的处理，如图2（a）所示；
方式二：PCEm选择出一个PCE作为PCEd后，如果该PCEd为自身，则直接由PCEm进行路径计算；否则，把该PCEd的路由信息（包括该PCEd的IP地址和端口信息）通过PCRep响应告知PCC，PCC根据获取到的该PCEd的信息向该PCEd发起路径计算请求，如图2（b）所示；
步骤5：如在步骤4中采用方式一进行路径计算请求的发送，则PCEd将计算完成的路由信息通过PCRep响应返回给PCEm，PCEm再将计算完成的路由信息返回给PCC，如图2（a）所示；如在步骤4中采用方式二进行路径计算请求的发送，则PCEd将计算完成的路由信息通过PCRep响应直接返回给PCC，如图2（b）所示。
综上所示，采用上述方法可针对一个域内的多个PCE进行路径计算请求的负荷分担。
为更加清楚的描述本发明，下面给出几个应用示例来进行具体说明。
应用示例一：
在本示例中说明了主PCE通过轮转方式来选择PCE转发PCReq的情况。
图3中给出了一个域内的三个PCE（分别为：PCE_m、PCE_s1、PCE_s2），其中：PCE_m为主PCE，PCE_s1和PCE_s2为从PCE；PCC_1为该域中的一个控制平面节点。PCC_1向PCE发送路径计算请求PCReq，具体过程如下：
（1）PCEm记录域内各PCE处理的路径计算请求PCReq的情况；
（2）PCC_1将路径计算请求发送给PCE_m；
（3）假定PCE_m已处理过10个路径计算请求，PCE_s1已处理过8个路径计算请求，PCE_s2仅处理过5个路径计算请求；则PCE_m可采用下述方式来选择PCE：PCE_m选择处理路径计算请求最少的PCE，如PCE_s2，作为负荷分担选定的PCEd；
（4）PCE_m将路径计算请求PCReq转发给PCE_s2；
（5）PCE_s2进行路径计算；
（6）在路径计算完成后，PCE_s2将路径计算结果通过PCRep响应返回给PCE_m；
（7）PCE_m再将路径计算结果通过PCRep响应返回给PCC_1。
应用示例二：
在本示例中说明了主PCE通过优先级方式来选择PCE处理PCReq的情况。
图4中给出了一个域内的三个PCE（分别为：PCE_m、PCE_s1、PCE_s2），其中：PCE_m为主PCE，PCE_s1和PCE_s2为从PCE；PCC_1为该域中的一个控制平面节点。PCC_1向PCE发送路径计算请求PCReq，具体过程如下：
（1）预先通过管理平面为各PCE配置优先级；
（2）PCC_1将路径计算请求发送给PCE_m；
（2）假定PCE_m的优先级最高，PCE_s1的优先级次之，PCE_s2的优先级最低；则PCE_m可通过下述方式来选择PCE：PCE_m选择优先级最高的PCE，如PCE_m，作为负荷分担选定的PCE；
（3）由于选择的PCE为PCE_m自己，因此由PCE_m进行路径计算；
（4）在路径计算完成后，PCE_m将路径计算结果通过PCRep响应返回给PCC_1。
应用示例三：
在本实施例中说明了主PCE通过随机方式来选择PCE并重定向PCReq的情况。
图5中给出了一个域内的三个PCE（分别为：PCE_m、PCE_s1、PCE_s2），其中：PCE_m为主PCE，PCE_s1和PCE_s2为从PCE；PCC_1为该域中的一个控制平面节点。PCC_1向PCE发送路径计算请求PCReq，具体过程如下：
（1）PCC_1将路径计算请求发送给PCE_m；
（2）PCE_m随机选择一个PCE，如PCE_s1，作为负荷分担选定的PCEd；
（3）PCE_m将处理该路径计算请求的PCEd的路由信息通过PCRep响应返回给PCC_1；
（4）PCC_1根据PCE_m发送的PCRep响应消息中携带的PCEd的路由信息，重新将路径计算请求发送给PCE_s1；
（5）PCE_s1进行路径计算；
（6）路径计算完成后，PCE_s1将路径计算结果通过PCRep响应返回给PCC1。
相应地，本发明还提供了一种PCE，应用于包含一个主PCE和一个以上的从PCE的系统中，在所述PCE作为主PCE时，包括：
接收模块，用于接收PCC发来的路径计算请求；
选择模块，用于在所述接收模块接收到所述路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
较佳地，
所述选择模块用于在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述选择模块用于根据记录的每个PCE处理路径计算请求的次数，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；和/或，
所述选择模块用于根据各个PCE的优先级信息，选择当前优先级最高的一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；和/或，
所述选择模块用于随机选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
较佳地，
所述选择模块用于选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述选择模块用于在除了前一次被选择的PCE之外的其他PCE中，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
较佳地，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是从PCE时，还包括发送模块：
所述发送模块用于通过与被所述选择模块选中的PCE之间建立的路径计算协议（PCEP）会话把本次路径计算请求转发给所述被所述选择模块选中的PCE；
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
处理模块，用于在接收到所述主PCE发来的路径计算请求后，进行路径计算。
较佳地，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是从PCE时，还包括发送模块：
所述发送模块用于将所述被所述选择模块选中的PCE的路由信息告知给所述PCC；
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
处理模块，用于在接收到所述PCC根据所述主PCE发送的本PCE的路由信息发来的路径计算请求后，进行路径计算。
较佳地，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是主PCE时，还包括：
处理模块，用于直接进行路径计算。
较佳地，
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
发送模块，用于将计算得到的路由信息返回给所述主PCE；
所述主PCE中的发送模块还用于将从PCE发来的所述路由信息返回给所述PCC。
较佳地，
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
发送模块，用于将计算得到的路由信息返回给所述PCC。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，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 (14)

1.一种路径计算方法，应用于包含有2个以上的路径计算单元PCE的系统中，在所述系统中，所述路径计算单元分别为PCEm、PCEs(1)、…、PCEs(N)；其中PCEm为主PCE，PCEs(1)、…、PCEs(N)为从PCE；所述方法包括：
所述主PCE在接收到路径计算客户端PCC发来的路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理；
所述由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理，具体包括：
在所述被选择的PCE为从PCE时，所述主PCE通过与所述被选择的PCE之间建立的路径计算协议PCEP会话把本次路径计算请求转发给所述被选择的PCE，由所述被选择的PCE进行路径计算。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述主PCE根据记录的每个PCE处理路径计算请求的次数，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；或，
所述主PCE根据各个PCE的优先级信息，选择当前优先级最高的一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；或，
随机选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
在除了前一次被选择的PCE之外的其他PCE中，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理，具体包括：
在所述被选择的PCE为从PCE时，所述主PCE把所述被选择的PCE的路由信息告知给所述PCC；
所述PCC根据获取到的所述被选择PCE的路由信息，向所述被选择的PCE发起路径计算请求；
所述被选择的PCE接收到所述路径计算请求后，进行路径计算。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于：
所述由被选择的PCE进行所述路径计算请求的处理，具体包括：
在所述被选择的PCE为主PCE时，所述主PCE直接进行路径计算。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述被选择的PCE将计算得到的路由信息返回给所述主PCE，由所述主PCE将所述路由信息返回给所述PCC。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
所述被选择的PCE在完成路径计算后，将计算得到的路由信息返回给所述PCC。
8.一种路径计算单元PCE，应用于包含一个主PCE和一个以上的从PCE的系统中，在所述PCE作为主PCE时，包括：
接收模块，用于接收路径计算客户端PCC发来的路径计算请求；
选择模块，用于在所述接收模块接收到所述路径计算请求后，在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；
在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是从PCE时，还包括发送模块：
所述发送模块用于通过与被所述选择模块选中的PCE之间建立的路径计算协议PCEP会话把本次路径计算请求转发给所述被所述选择模块选中的PCE；
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
处理模块，用于在接收到所述主PCE发来的路径计算请求后，进行路径计算。
9.如权利要求8所述的路径计算单元，其特征在于：
所述选择模块用于在所述系统中选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述选择模块用于根据记录的每个PCE处理路径计算请求的次数，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；或，
所述选择模块用于根据各个PCE的优先级信息，选择当前优先级最高的一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE；或，
所述选择模块用于随机选择一个PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
10.如权利要求9所述的路径计算单元，其特征在于：
所述选择模块用于选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE，具体包括：
所述选择模块用于在除了前一次被选择的PCE之外的其他PCE中，选择当前处理路径计算请求的次数最少的PCE作为处理本次路径计算请求的PCE。
11.如权利要求8所述的路径计算单元，其特征在于，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是从PCE时，还包括发送模块：
所述发送模块用于将所述被所述选择模块选中的PCE的路由信息告知给所述PCC；
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
处理模块，用于在接收到所述PCC根据所述主PCE发送的本PCE的路由信息发来的路径计算请求后，进行路径计算。
12.如权利要求8或11所述的路径计算单元，其特征在于，在所述PCE作为主PCE且被所述选择模块选中的PCE是主PCE时，还包括：
处理模块，用于直接进行路径计算。
13.如权利要求8所述的路径计算单元，其特征在于：
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
发送模块，用于将计算得到的路由信息返回给所述主PCE；
所述主PCE中的发送模块还用于将从PCE发来的所述路由信息返回给所述PCC。
14.如权利要求11所述的路径计算单元，其特征在于：
所述PCE作为被所述选择模块选中的PCE时，还包括：
发送模块，用于将计算得到的路由信息返回给所述PCC。
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