CN104883263B - 一种网络集中控制方法、系统以及多域控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络集中控制方法、系统以及多域控制器，该方法包括：先根据单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径，再将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息，完成本域内的连接建立。本发明可以在连接建立之前对连接路径的合理性进行确认，从而可以避免某个域内路径计算失败后需要拆除已建连接的情况发生，减少不必要的操作和控制消息，提高网络的稳定性。

Description

一种网络集中控制方法、系统以及多域控制器

技术领域

本发明属于通信领域的传送网子领域，尤其涉及一种网络集中控制方法、系统以及多域控制器。

背景技术

在大型运营商的传送网络中，由于分区域网络管理（如骨干网、省网、城域网）或厂家竞争性的原因，多域组网的场景是必然存在的。如何在多域网络中实现端到端连接的控制和管理是运营商长期面临的一个难题。

目前实现多域网络中的端到端连接控制主要有统一网管和GMPLS E-NNI分布式协议两种方式，两种方式的主要特点和存在的问题分析如下。

（一）GMPLS E-NNI分布式控制

图1所示为基于分布式协议的跨域连接控制流程图。

基于分布式的GMPLS E-NNI信令和路由协议可以实现跨域连接的控制。当源点AGC-a收到连接建立请求后，根据其自身了解的网络拓扑信息计算出端到端的连接路由，然后向宿点AGC-z发送资源预留请求消息（Path）；AGC-z收到Path消息后，向AGC-a发送资源预留消息（Resv）；AGC-a收到Path消息后，向AGC-z发送连接建立确认消息（Confirm），连接建立完成。

由于分布式控制是由各个节点分别计算路由和建立连接，缺乏全局的网络视图和统一协调，如某个域内的节点只有该域内的详细网络拓扑信息，以及其它域的抽象拓扑信息。因此，分布式控制在连接建立和网络发生故障重路由时可能存在资源冲突的问题，例如当图1中的AGC-a和AGC-z同时向对端发起连接建立请求的时候，就可能在中间链路上发生资源冲突，造成连接建立的失败。

同时，源节点在计算连接路径时存在不是最优路径的情况。另外由于需要在所有的域边界节点上配置ENNI信令和路由协议，配置工作量大、配置复杂、容易出错，系统功能升级难度大，互通性差。因此这种方式在现网中没有得到商用部署。

（二）统一网管控制方式

图2所示为NMS-EMS网管系统架构示意图。

基于NMS（网络管理系统）-EMS（网元管理系统）网管系统架构实现跨域连接的控制流程中，NMS通过查询各厂商EMS获取全网的拓扑资源信息。当需要建立一条端到端的连接时，NMS计算出连接路由后，将端到端的连接路径拆分为单域路径信息，然后下发给各个单域的EMS；EMS负责完成本域内的连接建立，并将连接建立的结果反馈给NMS，完成连接建立过程。

但是由于EMS北向接口需要传送的信息种类多、数量大，包括链路状态、网络拓扑信息、告警、性能、设备状态（机架、子架、接口盘、端口）、控制平面管理信息、DCN管理、安全管理信息等，造成NMS的开发和维护难度大。

另外由于网管接口协议需要上报的信息量大，因此主要是采用NMS查询的方式获取网络信息，而且采用的是全量上报方式，以上原因造成NMS无法动态实时获取网络拓扑信息的变化情况，造成NMS、EMS和网元之间信息同步的困难，从而使得通过统一网管下发配置命令出现差错的风险加大。因此，目前的NMS综合网管一般只能实现对跨域连接的查看功能，而很少实现连接的建立、修改、删除功能。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

根据本发明一方面，提出一种多域控制器，包括：

连接控制单元，用于接收业务建立请求，根据该建立请求向路由控制单元发起路径计算请求，接收路由控制单元反馈的端到端的连接路径，将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并传送给协议控制单元；

拓扑管理单元，用于接收、存储链路状态和网络拓扑信息，并传送给路由控制单元；

路由控制单元，用于根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径，并反馈给连接控制单元；

协议控制单元，用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，在进行协议解析后转发给拓扑管理单元；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

进一步，协议控制单元还有接收来自客户控制器或应用的业务建立请求，对业务建立请求进行协议解析后发给连接控制单元。

进一步，所述协议控制单元包括：

第一协议控制器，用于接收来自客户控制器或应用的业务建立请求，对业务建立请求进行协议解析后发给连接控制单元；

第二协议控制器，用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，在进行协议解析后转发给拓扑管理单元；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

进一步，连接控制单元还接收连接修改或者连接删除请求，并将上述请求下发到单域控制器。

进一步，还包括网络资源虚拟化管理单元，其中：

网络资源虚拟化管理单元用于向客户控制器提供抽象网络拓扑，以便提供传送虚拟专用网（VPN）业务。

进一步，拓扑管理单元用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息的增量内容。

根据本发明另一方面，提出一种网络集中控制系统，包括上述任一所述多域控制器以及单域控制器，其中，单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息，完成本域内的连接建立。

根据本发明另一方面，提出一种网络集中控制方法，包括：

多域控制器接收业务建立请求；

多域控制器接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息；

多域控制器根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径；

多域控制器将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并下发到单域控制器，以便单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息完成本域内的连接建立。

进一步，还包括：接收来自客户控制器或应用的业务建立请求后，对业务建立请求进行协议解析。

进一步，还包括：对接收的链路状态和网络拓扑信息进行协议解析；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

进一步，还包括：接收连接修改或者连接删除请求，并将上述请求下发到单域控制器。

进一步，还包括：接收链路状态和网络拓扑信息的增量内容。

本发明可以在连接建立之前对连接路径的合理性进行确认，从而可以避免某个域内路径计算失败后需要拆除已建连接的情况发生，减少不必要的操作和控制消息，提高网络的稳定性。本发明还可以避免连接建立和恢复时的资源冲突，提高网络资源利用率，且减少网络配置的工作量。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1所示为基于分布式协议的跨域连接控制流程图。

图2所示为NMS-EMS网管系统架构示意图。

图3所示为本发明实施例中的一种网络集中控制系统架构示意图。

图4所示为本发明另一实施例中的一种网络集中控制系统架构示意图。

图5所示为本发明实施例中的一种网络集中控制方法流程示意图。

图6所示为本发明另一实施例中的一种网络集中控制方法流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图3所示为本发明实施例中的一种网络集中控制系统架构示意图。该系统包括：多域控制器31和单域控制器32。

多域控制器31从应用（APP）或者客户控制器接收业务建立请求，根据单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径，将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并通过协议封装下发给各个单域控制器。

单域控制器32根据所收到的所属域内的连接路径信息，完成本域内的连接建立。其中，多域控制器还接收单域控制器反馈的连接建立的结果，汇总后上报给应用或者客户控制器。连接建立结果例如是连接建立成功还是失败，如果失败，还可以包括失败的原因。

图4所示为本发明另一实施例中的一种网络集中控制系统架构示意图。在该图中示出了多域控制器的结构。该多域控制器31包括连接控制单元41、拓扑管理单元42、路由控制单元43、以及协议控制单元44，其中：

连接控制单元41，用于接收业务建立请求，该业务建立请求携带的信息可以包括：源节点、宿节点、业务端口、带宽、保护类型等等，根据该建立请求向路由控制单元发起路径计算请求，该路径计算请求携带的信息可以包括：源节点、宿节点、业务端口、带宽、保护类型等等；接收路由控制单元反馈的端到端的连接路径，将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并传送给协议控制单元。其中，单域服务器根据所收到的所属域内的连接路径信息，完成本域内的连接建立。在这一实施例中，连接控制单元还接收连接修改或者连接删除请求，并将上述请求下发到单域控制器。

拓扑管理单元42，用于接收、存储链路状态和网络拓扑信息，并传送给路由控制单元。如果链路状态和网络拓扑信息有新增内容时，则拓扑管理单元接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息的增量内容，并将增量内容传送给路由控制单元。与上报链路状态和网络拓扑信息的全量内容的方式相比，该实施例可以减少上报的数据量，提高响应速度、以及减少对网络资源的占用。

路由控制单元43，用于根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径，并反馈给连接控制单元。其中，网络拓扑信息和链路信息指网络节点的连接关系、链路带宽信息、节点端口信息等等。路由控制单元基于上述信息计算出端到端的连接路径，计算路径的方法可以包括直接计算跨域路径和拼接单域控制器的算路结果形成完整路由，这些计算方法可以采用现有技术的方法，在此不再赘述。

协议控制单元44，用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，在进行协议解析后转发给拓扑管理单元；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。协议控制单元可以支持OFP（Openflow protocol）、Restful等。

该实施例可以在连接建立之前对连接路径的合理性进行确认，从而可以避免某个域内路径计算失败后需要拆除已建连接的情况发生，减少不必要的操作和控制消息，提高网络的稳定性。

在单域控制器之上开发多域控制器，通过多域控制器与单域控制器形成的层次化控制器架构，可以获得多域网络的全局网络视图，即每个单域的详细网络拓扑信息和域间连接的拓扑信息。由于该实施例采用集中式的选路算法，因此可以避免连接建立和恢复时的资源冲突，提高网络资源利用率。通过采用层次化的控制器结构实现多域网络中的端到端连接控制，且连接建立请求来自多域控制器，可以实现跨厂商、多域组网场景下的端到端连接控制和管理，满足运营商集约化网络运维的需求。并且，由于只需要对多域控制器和单域控制器进行配置，大大减少了网络配置的工作量。在新增网络功能时，只需要对多域控制器或单域控制器进行升级即可，而不需要对所有的网元进行升级。

多域控制器根据链路状态和网络拓扑信息即可计算出端到端的连接路径，因此，需要传送的信息种类和数量少，响应速度快，实现难度较小。而多域控制器基于动态协议实现连接的按需动态建立和调整，可以提高网络资源利用率。

在一实施例中，所述协议控制单元可以为1个，即南向接口和北向接口共用一个协议控制单元，这样可以节省成本。则：

协议控制单元还可以通过CVNI（控制虚网络接口）接收来自客户控制器或应用的业务建立请求，对业务建立请求进行协议解析后发给连接控制单元。

在该实施例中，协议控制单元还可以接收单域控制器返回的业务建立的应答，对该应答进行协议解析后上报给连接控制单元；连接控制单元汇总各个单域控制器的应答结果后，例如是连接建立成功还是失败，如果失败，还可以包括失败的原因，将最终的业务建立结果返回给协议控制单元进行协议封装，再上报给应用或者客户控制器。

在另一实施例中，所述协议控制单元也可以为多个，例如2个，即分别设置在南向接口和北向接口，设置在北向接口的是第一协议控制器，设置在南向接口的是第二协议控制器，则：

第一协议控制器，用于接收来自客户控制器或应用的业务建立请求对业务建立请求进行协议解析后发给连接控制单元；

第二协议控制器，用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，在进行协议解析后转发给拓扑管理单元；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

在该实施例中，第二协议控制单元接收单域控制器返回的业务建立的应答，对该应答进行协议解析后上报给连接控制单元；连接控制单元汇总各个单域控制器的应答结果后，例如是连接建立成功还是失败，如果失败，还可以包括失败的原因，将最终的业务建立结果返回给第一协议控制单元进行协议封装，再上报给应用或者客户控制器。

本领域技术人员应该可以理解，上述对协议控制单元的说明只是用于举例，可以根据需要设置协议控制单元所包括的协议控制器的个数，不应理解为对本发明的限制。

还如图4所示，该多域控制器还可以包括网络资源虚拟化管理单元45，其中：

网络资源虚拟化管理单元45向客户控制器提供抽象的网络资源和拓扑信息，即用于向客户控制器提供抽象网络拓扑，而不是完整的网络拓扑，以便提供传送VPN（VirtualPrivate Network，虚拟专用网）业务。

该实施例可以实现多域组网场景下的端到端连接建立，以及网络拓扑和资源信息的可视化管理。还可以通过网络资源和拓扑信息的抽象和虚拟化提供跨域的虚拟传送网服务，为大客户提供定制化的客户网络控制和管理能力。

图5所示为本发明实施例中的一种网络集中控制方法流程示意图。

在步骤51，多域控制器接收业务建立请求。

在步骤52，多域控制器接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息。其中，多域控制器还可以接收链路状态和网络拓扑信息的增量内容。与上报链路状态和网络拓扑信息的全量内容的方式相比，该实施例可以减少上报的数据量，提高响应速度、以及减少对网络资源的占用。

在步骤53，多域控制器根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径。

在步骤54，多域控制器将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并下发到单域控制器，以便单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息完成本域内的连接建立。

该实施例中的连接建立流程是先完成端到端路径的计算，再进行各个单域连接和域间连接的建立，在连接建立之前对连接路径的合理性进行确认，可以避免某个域内路径计算失败后拆除域间已经建立的连接，减少不必要的操作和控制消息，提高网络的稳定性。而对于连接建立流程是先完成域间路径的计算和域间连接的建立，然后再计算各个单域内的路径并进行域内连接建立的方式，由于其流程在连接建立之前无法对连接的路径进行核实和确认，并且如果某个域内路径计算失败后需要拆除域间已经建立的连接。

在一实施例中，多域控制器还接收来自客户控制器或应用的业务建立请求后，对业务建立请求进行协议解析。

在一实施例中，多域控制器还对接收的链路状态和网络拓扑信息进行协议解析；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

在一实施例中，多域控制器还接收连接修改请求或者连接删除请求，并将上述请求下发到单域控制器，以实现对连接的修改或者删除。

在一实施例中，多域控制器向客户控制器提供抽象的网络资源和拓扑信息，即用于向客户控制器提供抽象网络拓扑，而不是完整的网络拓扑，以便提供传送VPN（VirtualPrivate Network，虚拟专用网）业务。

该实施例可以实现多域组网场景下的端到端连接建立，以及网络拓扑和资源信息的可视化管理。还可以通过网络资源和拓扑信息的抽象和虚拟化提供跨域的虚拟传送网服务，为大客户提供定制化的客户网络控制和管理能力。

图6所示为本发明另一实施例中的一种网络集中控制方法流程示意图。该实施例说明了多域控制器的内部流程，并且，以协议控制单元包括2个协议控制器为例进行说明。本领域技术人员应该可以理解，这里只是用于举例说明，不应理解为对本发明的限制。

第一协议控制单元接收应用或者客户控制器发送的业务建立（或者业务修改、或者业务删除）请求，对该请求进行协议解析，所执行的协议解析的操作例如是将请求转换成多域控制器识别的信息格式，发送给连接控制单元；

第二协议控制单元接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，并发送给拓扑管理单元；

拓扑管理单元存储链路状态和网络拓扑信息，并提供给路由控制单元；

连接控制单元向路由控制单元发起路径计算请求；

路由控制单元根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径，并反馈给连接控制单元；

连接控制单元接收路由控制单元反馈的端到端的连接路径，将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，发送给第二协议控制单元；

第二协议控制单元将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器；

单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息，完成本域内的连接建立，向第二协议控制单元返回应答；

第二协议控制单元对该应答进行协议解析后上报给连接控制单元；

连接控制单元汇总各个单域控制器的应答结果后，将最终的业务建立结果返回给第一协议控制单元进行协议封装，再上报给应用或者客户控制器。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种多域控制器，其特征在于，包括：

连接控制单元，用于接收业务建立请求，根据该建立请求向路由控制单元发起路径计算请求，接收路由控制单元反馈的端到端的连接路径，将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并传送给协议控制单元；

拓扑管理单元，用于接收、存储链路状态和网络拓扑信息，并传送给路由控制单元；

路由控制单元，用于根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径，并反馈给连接控制单元；

协议控制单元，用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，在进行协议解析后转发给拓扑管理单元；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器；

网络资源虚拟化管理单元，用于向客户控制器提供抽象网络拓扑，以便提供传送虚拟专用网(VPN)业务；

其中，多域控制器先完成端到端路径的计算，其中端到端路径包括域间路径和域内路径；再进行各个单域连接和域间连接的建立，多域控制器在连接建立之前对连接路径的合理性进行确认。

2.根据权利要求1所述多域控制器，其特征在于，协议控制单元还有接收来自客户控制器或应用的业务建立请求，对业务建立请求进行协议解析后发给连接控制单元。

3.根据权利要求2所述多域控制器，其特征在于：所述协议控制单元包括：

第一协议控制器，用于接收来自客户控制器或应用的业务建立请求，对业务建立请求进行协议解析后发给连接控制单元；

第二协议控制器，用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息，在进行协议解析后转发给拓扑管理单元；以及将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

4.根据权利要求1所述多域控制器，其特征在于：

连接控制单元还接收连接修改或者连接删除请求，并将上述请求下发到单域控制器。

5.根据权利要求1所述多域控制器，其特征在于：

拓扑管理单元用于接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息的增量内容。

6.一种网络集中控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至5任一所述多域控制器以及单域控制器，其中：

单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息，完成本域内的连接建立。

7.一种网络集中控制方法，其特征在于，包括：

多域控制器接收业务建立请求；

多域控制器接收单域控制器上报的链路状态和网络拓扑信息；

多域控制器根据链路状态和网络拓扑信息计算出端到端的连接路径；

多域控制器将端到端的连接路径拆分为单域控制器所属域内的连接路径信息，并下发到单域控制器，以便单域控制器根据所收到的所属域内的连接路径信息完成本域内的连接建立；

其中，所述方法包括：先完成端到端路径的计算，其中端到端路径包括域间路径和域内路径；再进行各个单域连接和域间连接的建立，在连接建立之前对连接路径的合理性进行确认；

所述方法还包括：多域控制器向客户控制器提供抽象网络拓扑，以便提供传送虚拟专用网(VPN)业务。

8.根据权利要求7所述网络集中控制方法，其特征在于，还包括：

接收来自客户控制器或应用的业务建立请求后，对业务建立请求进行协议解析。

9.根据权利要求7所述网络集中控制方法，其特征在于，还包括：

对接收的链路状态和网络拓扑信息进行协议解析；以及

将单域控制器所属域内的连接路径信息进行协议封装后下发给各个单域控制器。

10.根据权利要求7所述网络集中控制方法，其特征在于，还包括：

接收连接修改或者连接删除请求，并将上述请求下发到单域控制器。

11.根据权利要求7所述网络集中控制方法，其特征在于，还包括：

接收链路状态和网络拓扑信息的增量内容。