CN104967571B

CN104967571B - 一种带宽调整方法及装置

Info

Publication number: CN104967571B
Application number: CN201510309710.7A
Authority: CN
Inventors: 李然
Original assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2018-08-24
Anticipated expiration: 2035-06-08
Also published as: CN104967571A

Abstract

本发明提供一种带宽调整方法及装置，该方法应用于MPLS TE隧道的CRLSP中的入口节点，该CRLSP上还包括中间节点和出口节点；该方法包括：收到报文时，记录该报文的流量速率；构建带宽调整消息，该带宽调整消息包括该流量速率；沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；通过带宽调整后的CRLSP转发该报文。因此本发明可实现隧道带宽根据隧道中的报文流量实时更新，从而在不占用大量网络资源的前提下解决了隧道带宽更新不及时造成的隧道拥塞问题。

Description

一种带宽调整方法及装置

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种带宽调整方法及装置。

背景技术

MPLS TE(MPLS：Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换；TE：TrafficEngineering，流量工程)隧道是从入口节点到出口节点的一条虚拟点到点连接。通常情况下，MPLS TE隧道由一条CRLSP(Constraint-based Routed Label Switched Paths，基于约束路由的标签交换路径)构成。现有技术一般会通过对CRLSP的出口速率进行多次采样，以多次采样中的最大平均出口速率来调整隧道带宽，并根据调整后的隧道带宽建立新的CRLSP。

目前常用的带宽调整时间间隔为86400秒，由于调整时间间隔较长，因此当隧道中的流量突然增加时，隧道若不能够及时调整带宽，可能会导致隧道拥塞。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种带宽调整方法及装置，来解决现有技术因带宽调整不及时导致的隧道拥塞问题。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种带宽调整方法，该方法应用于MPLS TE隧道的CRLSP中的入口节点，该CRLSP上还包括中间节点和出口节点；该方法包括：

收到报文时，记录该报文的流量速率；

构建带宽调整消息，该带宽调整消息包括该流量速率；

沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

通过带宽调整后的CRLSP转发该报文。

进一步的，该构建带宽调整消息，包括：

在该带宽调整消息的资源预留字段中填入该流量速率。

进一步的，在发送所述带宽调整消息之前，该方法还包括：

获取该CRLSP中的中间节点出接口的最大预留带宽；

当该中间节点出接口的最大预留带宽均大于等于该流量速率时，沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

当该中间节点出接口的最大预留带宽小于该流量速率时，更换该中间节点。

进一步的，该更换所述中间节点，包括：

在预先获取的支持预留带宽功能的节点中，选择最大预留带宽大于等于该流量速率的节点作为更换节点；

使用该更换节点对该中间节点进行更换。

进一步的，该方法还包括：

记录该报文的流量速率后，将该报文加入待发送队列；

为该待发送队列设置令牌桶，将该流量速率设置成该令牌桶的回填速率；

通过带宽调整后的CRLSP转发该报文，包括：

根据该令牌桶通过带宽调整后的CRLSP转发该待发送队列中的报文。

基于相同的构思，本发明还提供一种带宽调整装置，该装置应用于MPLSTE隧道的CRLSP中的入口节点，该CRLSP上还包括中间节点和出口节点；该装置包括：

速率记录单元，用于收到报文时，记录该报文的流量速率；

消息构建单元，用于构建带宽调整消息，该带宽调整消息包括该流量速率；

消息发送单元，用于沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

报文转发单元，用于通过带宽调整后的CRLSP转发该报文。

进一步的，该消息构建单元，具体用于在该带宽调整消息的资源预留字段中填入该流量速率。

进一步的，该装置还包括：

带宽获取单元，用于获取该CRLSP中的中间节点出接口的最大预留带宽；

该消息发送单元，具体用于在该中间节点出接口的最大预留带宽均大于等于该流量速率时，沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

节点更换单元，用于在该中间节点出接口的最大预留带宽小于该流量速率时，更换该中间节点。

进一步的，该节点更换单元，包括：

节点获取子单元，用于在预先获取的支持预留带宽功能的节点中，选择最大预留带宽大于等于该流量速率的节点作为更换节点；

节点更换子单元，用于使用该更换节点对该中间节点进行更换。

进一步的，该装置还包括：

队列添加单元，用于在记录该报文的流量速率后，将该报文加入待发送队列；

令牌桶设置单元，用于为该待发送队列设置令牌桶，将该流量速率设置成该令牌桶的回填速率；

该报文转发单元，具体用于根据该令牌桶通过带宽调整后的CRLSP转发该待发送队列中的报文。

由此可见，本发明的带宽调整方法及装置可以通过CRLSP中的入口节点记录报文的流量速率，并将该流量速率作为隧道的最新带宽更新到CRLSP中的所有节点，以实现隧道带宽根据隧道中的报文流量实时更新，从而在不占用大量网络资源的前提下解决了隧道带宽更新不及时造成的隧道拥塞问题，并且可以根据流量大小实时调整隧道带宽，有效利用网络带宽资源。

附图说明

图1是本发明一种示例性实施方式中的组网架构图；

图2是本发明一种示例性实施方式中的一种带宽调整方法的处理流程图；

图3是本发明一种示例性实施方式中的报文格式示意图；

图4是本发明一种示例性实施方式中的自动带宽调整方法的处理流程图；

图5是本发明一种示例性实施方式中带宽调整装置所在的入口节点的硬件结构图；

图6是本发明一种示例性实施方式中的一种带宽调整装置的逻辑结构图。

具体实施方式

请参见图1，是本发明一种示例性实施方式中的组网架构图，CE1与主干网络中的PE1相连接，CE2与主干网络中的PE2相连接，其中CE1和CE2属于同一VPN，当CE1向CE2发送报文时，为了避免主干网络上的流量拥塞，通常在PE1上建立MPLS TE隧道，该隧道对应的CRLSP为PE1→P→PE2，其中PE1可被称为该CRLSP的入口节点，PE2可被称为出口节点，入口节点和出口节点之间的节点统称为中间节点，在本实施例中中间节点可以用P表示，其中中间节点可以是一个或多个。

现有技术中，PE1上通常会设置自动带宽调整时间，PE1可以定时地对该MPLS TE隧道的出口速率进行采样，计算采样时间间隔内的平均出口速率，当自动带宽调整时间间隔到达后，将该隧道的带宽设置为该时间间隔内多次采样中的最大平均出口速率，然后根据调整后的隧道带宽建立新的CRLSP，并使用新的CRLSP转发报文。由于自动带宽调整时间间隔取值范围通常为(300～604800)秒，缺省值为86400秒，也就是24小时。因此，在不确定用户的初始流量大小或者用户的流量突然增多的情况下，可能会因为带宽调整不及时而引起网络拥塞，从而导致丢包。如果仅仅将带宽调整时间间隔调小(最小值为300秒)，不但不能消除网络拥塞，同时会导致隧道中频繁的进行Make before break操作，最终还是会消耗大量网络资源。

为了解决上述问题，本发明的带宽调整方法及装置可以通过CRLSP中的入口节点记录报文的流量速率，并将该流量速率作为隧道的最新带宽更新到CRLSP中的所有节点，以实现隧道带宽根据隧道中的报文流量实时更新，从而在不占用大量网络资源的前提下解决了隧道带宽更新不及时造成的隧道拥塞问题，并且可以根据流量大小实时调整隧道带宽，有效利用网络带宽资源。

请参考图2，是本发明一种示例性实施方式中的一种带宽调整方法的处理流程图，该方法应用于MPLS TE隧道的CRLSP中的入口节点，在CRLSP中还包括中间节点和出口节点；本发明的带宽调整方法包括：

步骤201、收到报文时，记录该报文的流量速率；

在本实施例中，当CRLSP中的入口节点收到用户发送的报文时，可检测该报文的流量速率。入口节点可以将该报文的流量速率作为该隧道的最新隧道带宽。

步骤202、构建带宽调整消息，该带宽调整消息包括该流量速率；

获取流量速率后，该入口节点可以构建带宽调整消息，其中包括该流量速率。在本发明可选的实施例中，入口节点通常可以利用已有的path消息，并在该消息拓展出的资源预留字段中填入该流量速率，从而将携带流量速率的path消息作为带宽调整消息使用。本发明可以通过在已有的path消息中添加资源预留字段来达到带宽调整的目的，并且避免增添网络开销。

步骤203、沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

在本实施例中，入口节点可以将上述带宽调整消息沿该CRLSP的路径发送到CRLSP中的中间节点和出口节点，以使中间节点根据接收到的带宽调整消息中的流量速率调整自身出接口的隧道带宽。因此本发明可以取代现有技术中通过resv消息的带宽调整过程，从而节省带宽调整时间，提高转发效率。

步骤204、通过带宽调整后的CRLSP转发该报文。

在本实施例中，利用TEDB(Traffic Engineering Data Base，流量工程数据库)能够全网同步的特点，入口节点可以通过计算得知CRLSP上中间节点出接口上的带宽更新情况。当入口节点确认该CRLSP中所有节点的隧道带宽均调整完成后，可以通过带宽调整后的CRLSP转发该报文。由于调整后的隧道带宽与报文的流量速率相同，因此能够通过该隧道顺利转发该报文，避免了隧道拥塞。在本发明可选的实施例中，当中间节点的带宽调整失败时，中间节点可以向入口节点反馈path-error消息。因此入口节点还可以通过在预设的时间周期内检测是否收到中间节点返回的path-error消息来确认调整情况，如果入口节点没有收到path-error消息，则证明中间节点带宽调整成功。由此可见，本发明的带宽调整方法及装置可以通过CRLSP中的入口节点记录报文的流量速率，并将该流量速率作为隧道的最新带宽更新到CRLSP中的所有节点，以实现隧道带宽根据隧道中的报文流量实时更新，从而在不占用大量网络资源的前提下解决了隧道带宽更新不及时造成的隧道拥塞问题，并且可以根据流量大小实时调整隧道带宽，有效利用网络带宽资源。

在本发明可选的实施例中，入口节点在沿CRLSP发送带宽调整消息之前，还可以获取该CRLSP中的中间节点出接口的最大预留带宽。由于隧道中的所有节点都具有相互感知的能力，因此入口节点上能够获知所有节点出接口的最大预留带宽。当该中间节点出接口的最大预留带宽均大于等于该流量速率时，说明该CRLSP中所有节点出接口的隧道带宽均能够调整到与该流量速率相同的状态，因此入口节点可以沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点，进行带宽调整；反之，当该中间节点出接口的最大预留带宽小于该流量速率时，说明该CRLSP中有些节点不能够调整到与该流量速率相同的状态，因此入口节点需要更换掉该节点，以使该CRLSP中所有节点都能够调整到与该流量速率相同的状态。另外，当入口节点找不到新的路径满足流量速率要求时，可以把该TE隧道所有节点出接口的带宽调整为可预留的最大值，从而尽可能地减少丢包。

在本发明可选的实施例中，由于入口节点可以在已有的消息中拓展资源预留字段来作为带宽调整消息使用，因此需要该CRLSP中所有节点都能够识别该资源预留字段并根据该资源预留字段调整带宽的拓展能力，此处称之为预留带宽功能。进一步的，入口节点可以在初始化时利用邻居感知能力获知全网中支撑预留带宽功能的节点信息，包括该节点的最大预留带宽。入口节点在更换节点时，需要在预先获取的支持预留带宽功能的节点中，选择最大预留带宽大于等于该流量速率的节点作为更换节点，并使用该更换节点对该中间节点进行更换，从而可以保证更换后的节点支持预留带宽功能并且可以满足带宽调整需求。

在本发明可选的实施例中，入口节点记录该报文的流量速率后，还可以将该报文加入待发送队列。入口节点可以为该待发送队列设置令牌桶，将该流量速率设置成该令牌桶的回填速率，并以该CRLSP中各节点出口带宽的最小值为令牌桶的容量。之后，入口节点可以根据该令牌桶通过带宽调整后的CRLSP转发待发送队列中的报文。由于令牌桶具有限速功能，因此可以进一步保证报文的转发速率在隧道带宽的可承受范围之内，避免隧道拥塞。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下基于图1的组网架构，对本发明该方案作进一步地详细说明。

如图1所示，CE1与主干网络中的PE1相连接，CE2与主干网络中的PE2相连接，其中CE1和CE2属于同一VPN，CE1与CE2通信时，为了避免主干网络上的流量拥塞，通常在PE1上建立MPLS TE隧道，该隧道对应的CRLSP为PE1→P→PE2。

其中隧道中的节点在隧道初始化时，可以通过rsvp-te hello报文中新增HelloFLAG对象标识自身是否支持资源预留能力，即是否支持rsvp-hello拓展。rsvp-te hello报文格式如图3所示，其中报“Class＝HELLO Class，C_Type＝3，Flag”字段占用8bits，取值为0或1，当Flag取值为0表示本地不支持资源预留能力，Flag取值为1表示本地支持资源预留能力。每个节点在初始化时可以通过上述rsvp-te hello报文感知邻居节点是否支持资源预留功能，并获取每个节点出接口的最大预留带宽。

当CE1向CE2发送报文时，该MPLS TE隧道的自动带宽调整方法的处理流程如图4所示，其中包括：

步骤401、PE1收到CE1发送的报文时，记录该报文的流量速率；

PE1报文入接口侧对收到的报文记录流量速率tr1。

步骤402、PE1将该报文加入待发送队列；

步骤403、PE1将隧道带宽更新为该流量速率；

PE1可以根据TEDB判断流量速率tr1是否小于等于CRLSP上每个节点出接口的最大预留带宽，如果是，则将隧道带宽更新为流量速率tr1。否则，将该隧道带宽更新为该CRLSP上每个节点出接口的最大预留带宽。

步骤404、判断CRLSP中所有节点出接口的最大预留带宽是否大于等于流量速率，若是，则转步骤405，若否，则转步骤406；

步骤405、构建path消息；之后转步骤407；

PE1在path消息的资源预留字段中添加流量速率tr1。

步骤406、更换节点；转步骤405；

PE1可以根据预先获知支持资源预留功能的节点信息，查找到最大预留带宽大于等于该流量速率tr1的节点作为更换节点，然后再使用该更换节点将CRLSP中的最大可预留带宽小于流量速率的节点更换掉，具体节点更换过程可通过现有技术手段实现，此处不再赘述。

步骤407、将该path消息通过CRLSP发送到P和PE2；

P在收到该path消息时，可通过资源预留功能获取到该path消息中资源预留字段中的流量速率tr1，并根据该流量速率tr1调整自身的隧道带宽。

步骤408、为该待发送队列设置令牌桶；

调整带宽的同时，PE1可以为待发送队列设置令牌桶，该令牌桶的容量大小可通过查看TEDB确定为CRLSP上各节点出接口的最大预留带宽的最小值，回填速率设置为该流量速率tr1。

步骤409，根据令牌桶通过调整后的隧道从该待发送队列中转发报文。

确认CRLSP上的带宽调整完成后，PE1可以根据令牌桶的转发速率从待发送队列中提取该报文在CRLSP上进行转发。经过上述步骤可以实现TE隧道带宽实时响应用户流量变化，并且不用频繁Make before break操作消耗网络资源，避免隧道拥塞。

基于相同的构思，本发明还提供一种带宽调整装置，该装置可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，本发明的带宽调整装置作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU读取存储器中对应的计算机程序指令后运行而成。

请参考图5及图6，是本发明一种示例性实施方式中的一种带宽调整装置600，该装置应用于MPLS TE隧道的CRLSP中的入口节点，该CRLSP上还包括中间节点和出口节点；该装置基本运行环境包括CPU，存储器以及其他硬件，从逻辑层面上来看，该装置600包括：

速率记录单元601，用于收到报文时，记录该报文的流量速率；

消息构建单元602，用于构建带宽调整消息，该带宽调整消息包括该流量速率；

消息发送单元603，用于沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

报文转发单元604，用于通过带宽调整后的CRLSP转发该报文。

可选的，消息构建单元602，具体用于在该带宽调整消息的资源预留字段中填入该流量速率。

可选的，带宽调整装置600还包括：

带宽获取单元605，用于获取该CRLSP中的中间节点出接口的最大预留带宽；

消息发送单元603，具体用于在该中间节点出接口的最大预留带宽均大于等于该流量速率时，沿该CRLSP将该带宽调整消息发送至该中间节点和出口节点；

节点更换单元606，用于在该中间节点出接口的最大预留带宽小于该流量速率时，更换该中间节点。

可选的，所述节点更换单元606，包括：

节点获取子单元6061，用于在预先获取的支持预留带宽功能的节点中，选择最大预留带宽大于等于该流量速率的节点作为更换节点；

节点更换子单元6062，用于使用该更换节点对该中间节点进行更换。

可选的，带宽调整装置600还包括：

队列添加单元607，用于在记录该报文的流量速率后，将该报文加入待发送队列；

令牌桶设置单元608，用于为该待发送队列设置令牌桶，将该流量速率设置成该令牌桶的回填速率；

所述报文转发单元604，具体用于根据该令牌桶通过带宽调整后的CRLSP转发该待发送队列中的报文。

综上所述，本发明的带宽调整方法及装置可以通过CRLSP中的入口节点记录报文的流量速率，并将所述流量速率作为隧道的最新带宽更新到CRLSP中的所有节点，以实现隧道带宽根据隧道中的报文流量实时更新，从而在不占用大量网络资源的前提下解决了隧道带宽更新不及时造成的隧道拥塞问题，并且可以根据流量大小实时调整隧道带宽，有效利用网络带宽资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种带宽调整方法，其特征在于，所述方法应用于MPLS TE隧道的CRLSP中的入口节点，所述CRLSP上还包括中间节点和出口节点；所述方法包括：

收到报文时，记录所述报文的流量速率；

构建带宽调整消息，所述带宽调整消息包括所述流量速率；

沿所述CRLSP将所述带宽调整消息发送至所述中间节点和出口节点；

通过带宽调整后的CRLSP转发所述报文；

其中，在发送所述带宽调整消息之前，所述方法还包括：

获取所述CRLSP中的中间节点出接口的最大预留带宽；

当所述中间节点出接口的最大预留带宽均大于等于所述流量速率时，沿所述CRLSP将所述带宽调整消息发送至所述中间节点和出口节点；

当所述中间节点出接口的最大预留带宽小于所述流量速率时，更换所述中间节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建带宽调整消息，包括：

在所述带宽调整消息的资源预留字段中填入所述流量速率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更换所述中间节点，包括：

在预先获取的支持预留带宽功能的节点中，选择最大预留带宽大于等于所述流量速率的节点作为更换节点；

使用所述更换节点对所述中间节点进行更换。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

记录所述报文的流量速率后，将所述报文加入待发送队列；

为所述待发送队列设置令牌桶，将所述流量速率设置成所述令牌桶的回填速率；

所述通过带宽调整后的CRLSP转发所述报文，包括：

根据所述令牌桶通过带宽调整后的CRLSP转发所述待发送队列中的报文。

5.一种带宽调整装置，其特征在于，所述装置应用于MPLS TE隧道的CRLSP中的入口节点，所述CRLSP上还包括中间节点和出口节点；所述装置包括：

速率记录单元，用于收到报文时，记录所述报文的流量速率；

消息构建单元，用于构建带宽调整消息，所述带宽调整消息包括所述流量速率；

消息发送单元，用于沿所述CRLSP将所述带宽调整消息发送至所述中间节点和出口节点；

报文转发单元，用于通过带宽调整后的CRLSP转发所述报文；

其中，所述装置还包括：

带宽获取单元，用于获取所述CRLSP中的中间节点出接口的最大预留带宽；

所述消息发送单元，具体用于在所述中间节点出接口的最大预留带宽均大于等于所述流量速率时，沿所述CRLSP将所述带宽调整消息发送至所述中间节点和出口节点；

节点更换单元，用于在所述中间节点出接口的最大预留带宽小于所述流量速率时，更换所述中间节点。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述消息构建单元，具体用于在所述带宽调整消息的资源预留字段中填入所述流量速率。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述节点更换单元，包括：

节点获取子单元，用于在预先获取的支持预留带宽功能的节点中，选择最大预留带宽大于等于所述流量速率的节点作为更换节点；

节点更换子单元，用于使用所述更换节点对所述中间节点进行更换。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

队列添加单元，用于在记录所述报文的流量速率后，将所述报文加入待发送队列；

令牌桶设置单元，用于为所述待发送队列设置令牌桶，将所述流量速率设置成所述令牌桶的回填速率；

所述报文转发单元，具体用于根据所述令牌桶通过带宽调整后的CRLSP转发所述待发送队列中的报文。