CN105915371B - 一种ptn环网保护的双环逃生实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PTN环网保护的双环逃生实现方法，包括以下步骤:判断是否满足两处断纤,且其中有一处是双环相交节点的共享纤；再判断单环中，本节点两端直接有线路告警或本节点以外其它节点有远端告警且目的节点处于远离本节点的两处故障节点中间；确定满足业务逃生动作执行的先决条件与多处断纤故障节点不可达的条件执行逃生动作，将业务倒换到上环的保护路径，出口和标签均为上环保护路径的出口和标签；跨环业务通过相交节点时，首先去掉外层的上环的环通道标签，交换LSP标签后，加上下环的环通道标签，进入下环，业务在目的节点下话。本发明通过对ITU‑T‑G.8132文件中案例的扩展，提出双环拓扑中多处故障后，使业务发生快速倒换的具体实现方法。

Description

一种PTN环网保护的双环逃生实现方法及系统

技术领域

本发明涉及PTN设备WRAPPING环网保护技术领域，具体涉及一种PTN环网保护的双环逃生实现方法及系统。

背景技术

随着PTN(Packet Transport Network，分组传送网)网络规模的不断扩大，业务量越来越大，业务的场景也越来越复杂，用户对网络的稳定性和可靠性的需求也越来越高，单纯的线性保护已经体现出了明显的局限性。

线性保护需要提前规划以防止工作路径与保护路径重叠的特征在日益复杂的网络环境中无疑增加了规划和维护成本，线性保护只支持单点故障倒换和影响范围较广(整条线性保护线路)的问题更是日益凸显，使得环网保护技术应运而生。

环网保护技术最早的提出是ITU-T在开发T-MPLS标准的时候，具体定义环网保护倒换规范的文件是ITU-T-G.8132。2015年10月出台的最新版本文件已对P2P(point topoint，点对点)MSRP(MPLS-TP shared-ring protection，MPLS-TP共享环保护)的原理做出了预期说明，同时对用于实现MSRP保护的RPS(ring protection switch，环保护倒换)协议做出了明确定义。

文件中介绍了两种环网保护类型，包括WRAPPING和STEERING，二者的区别在于WRAPPING在故障节点执行倒换，而STEERING则在源节点执行倒换，为了满足50ms电信级倒换时间的要求，STEERING对于故障的传递效率提出了很高的要求，而现在阶段的技术水平很难达到；因而易于满足50ms电信级倒换时间需求的WRAPPING得到了较多的重视和发展。

ITU-T-G.8132文件提出了MSRP保护的创新点和关键点，主要提到了SHORTWRAPPPING机制和多点断纤倒换机制；SHORT WRPAPPING机制实现了业务下话点的直接下话，避免了保护通道向工作通道的切换，大大节省了带宽；多点断纤倒换机制是环网相比线性保护最明显的优势之一，也将是环网大规模应用于现网的基础。

文件提出了环网保护标签分配机制，包括双环场景的标签分配，并对多点断纤倒换原理做了说明。多点断纤的倒换机制即是本发明中提到的双环逃生功能。本发明主要是针对该文件案例进行扩展，提出了一种多点断纤倒换的具体实现方法，使环网多点断纤时业务可进行快速倒换且传输。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在ITU-T-G.8132文件提到的环网保护的关键技术优势即多点断纤倒换机制，怎么解决双环拓扑中多处故障后，业务发生快速倒换的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种PTN环网保护的双环逃生实现方法，包括以下步骤:

判断业务逃生动作执行的先决条件，即满足两处断纤,且其中有一处是双环相交节点的共享纤；

再判断在单环中，多处断纤故障节点不可达的条件：即本节点两端直接有线路告警或本节点以外其它节点有远端告警时，目的节点处于远离本节点的两处故障节点中间；

确定满足业务逃生动作执行的先决条件与多处断纤故障节点不可达的条件后，执行逃生动作，将业务倒换到上环的保护路径，出口和标签均为上环保护路径的出口和标签；跨环业务通过相交节点时，首先去掉外层的上环的环通道标签，交换LSP标签后，加上下环的环通道标签，进入下环，业务在目的节点下话。

在上述方法中，节点存在的线路故障包括以下几种：节点东、西向均有线路告警；节点东向线路告警，西向远端告警；节点西向线路告警，东向远端告警；

在上述方法中，所述线路告警，用于获取近端故障；所述远端告警，节点之间通过RPS协议传递的APS信息，用于获取远端故障。

在上述方法中，分别用16个字节记录相交节点至目的节点的本次与上次的不可达信息。

在上述方法中，设置相应结构体记录跨环业务，所述结构体记录跨环业务的绑环信息，包括业务id、工作路径的出口标签、保护路径的出口标签与业务的当前路径。

本发明通过对ITU-T-G.8132文件中案例的扩展，提出解决双环拓扑中多处故障后，业务发生快速倒换问题的具体实现方法。

附图说明

图1为本发明的工作流程图；

图2为本发明的跨环业务路径示意图；

图3为本发明实施例1的近端故障业务逃生路径示意图；

图4为本发明实施例2的远端故障业务逃生路径示意图；

图5为本发明实施例3的远端故障业务逃生路径示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种PTN环网保护的双环逃生实现方法，下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。

如图1所示，为本发明提供的工作流程图，包括以下步骤：

S1、判断业务逃生动作执行的先决条件：满足两处断纤中有一处是双环相交节点的共享纤。

逃生功能执行的典型场景为双节点共享纤相交环的场景，要满足在双环拓扑中，一个环中两处断纤，两个相交节点，其中一个至目的节点不可达，而另一个可达，则必须满足两处断纤中有一处是双环相交节点的共享纤。

在环网保护状态机实现的过程中，需要记录环相交节点信息，以辅助逃生时进行共享纤故障的判断，而双环共享纤故障则成为逃生动作执行的先决条件。

S2、判断多处断纤故障节点不可达的条件：

首先，环网保护中获取线路故障的方法有两种：

(1)线路告警，用于获取近端故障；

(2)节点之间通过RPS协议传递的APS信息，用于获取远端故障；

其中近端故障指某节点两端直接有线路告警，远端故障指某节点以外其它节点有线路告警。

为简化算法逻辑，在判断本步骤中目的节点不可达判断的时候，只在单环(即跨环业务的下环)中进行，不涉及相交环的逻辑判断，某相交节点至目的节点不可达时，必然是本节点的东西向都存在故障信息，根据以上两种获取线路故障方法的自由组合，总以下四种可能存在的线路故障：

第一种：节点东、西向均有线路告警。

第二种：节点东向线路告警，西向远端告警，且目的节点处于远离本节点的两处故障处中间。

第三种：节点西向线路告警，东向远端告警，且目的节点处于远离本节点的两处故障处中间。

第四种：节点东西向均有远端告警，且目的节点处于远离本节点的两处故障处中间。

关于第一种可能性，可以根据本节点两端的线路告警来判断，逻辑较简单，是ITU-T-G.8132文件中以示例提出的场景；

关于第二种和第三种可能性，判断的方法相同，即节点的一端获取到线路告警，另一端收到线路故障的APS信息，根据收到的ASP信息中的发送APS信息的源节点和目的节点id，结合本节点id和相邻节点id，判断目的节点是否处于远离本节点的两处故障处中间；

关于第四种可能性，东西向均没有直接的线路告警，判断逻辑最为复杂，但是根据S1的前提条件，共享纤故障是逃生的先决条件，可以排除掉第四种可能性的判断，从而大大简化了算法逻辑。

一个MSRP环中有多个节点，因为环上每个节点针对本节点只有目的节点可达和不可达两种状态(如果本节点到某一目的节点东西两端的路径上都存在至少一处故障，则对本节点来说，该目的节点不可达，否则该目的节点可达)，因此可对一个目的节点使用一位二进制数来记录目的节点是否可达的信息，ITU-T-G.8132文件中指出，环节点数最多为128个，因此可用16个字节来记录环节点的目的节点不可达信息。

S3、确定逃生条件满足后，执行相关业务倒换。

在执行逃生动作的过程中，需将业务倒换到上环的保护路径，出口和标签均为上环保护路径的出口和标签。

跨环业务通过相交节点时，首先POP(去掉)外层的上环的RING TUNNEL(环通道)标签，SWAP(交换)LSP(标签交换路径)标签后，PUSH(加上)下环的RING TUNNEL(环通道)标签。

因此在上环状态机中要得知下环目的节点不可达的信息，对于步骤S2中获取的目的节点不可达的信息，另用16个字节来记录上次运行状态机时获取的目的节点不可达的信息，比较两次的结果，判断需要执行逃生动作的业务，从而修改业务出口和RING TUNNEL标签。

根据设备差异，环网状态机的实现又分为集中式和分布式两种模式，其中集中式状态机所有逻辑运行在交叉盘上，信息共享，上环可以轻易获取到下环的目的节点的不可达信息；而分布式状态机运行在线路盘上，对信息的传递提出了一定的需求。我们可以考虑通过两种方式实现信息的传递：既可以在环的某个特定支路盘运行状态机，通过APS通道传递东、西向盘间的APS信息，通过逃生通道传递逃生信息；也可以在同一节点进行APS信息广播，每个支路盘各自运行本节点所有相关环的状态机，不再需要各支路盘间信息的传递。

下面结合说明书附图及实施例对本系统做进一步详细说明。

如图2所示，为本发明的跨环业务路径示意图，包括由十个节点连接形成的双环拓扑结构；节点由一至十表示，节点一至节点六依次顺时针连接形成环1，为上话环，简称上环，且节点一至节点六的id依次顺时针为1至6；节点三、七、八、九、十和节点四依次顺时针连接形成环2，且节点三与节点四为环1和环2相交节点，环2为下话环，简称下环，同样节点三、七、八、九、十和节点四的id依次顺时针为1至6；跨环业务工作路径依次为节点一、二、三、七、八至节点九；节点三的左端为端口1，右端为端口2，下端，即与节点四相连的端口为端口3；节点四的左端为端口1，右端为端口2，上端，即与节点三相连的端口为端口3。环1与环2顺时针流向为西向，逆时针流向为东向。

业务从节点一上话，打上跨环标签后，进入环通道，跨环标签对应的目标节点为相交节点三与节点四，到达节点三后，系统将跨环标签(即环1的RING TUNNEL标签)POP，交换(SWAP)LSP标签，PUSH上新的下环标签(即环2的RING TUNNEL标签)，进入环2，在节点九下话。

另外，在环状态机配置中，我们添加相应字段记录跨环信息：

(1)本环id和相交环id；实施例中本环id为1，相交环id为2；

(2)跨环标签组，包括西向工作、西向保护、东向工作和东向保护标签，分别为8001、8002、8003与8004，另外，相应的下环中目的节点九的一组标签为313、314、315、316；

(3)两个相交节点在上环中节点id为3、4，在下环中节点id为1、6，用于步骤S1中的共享纤故障的判断；

(4)分别用16个字节记录相交节点不可达信息及其上一次不可达信息缓存；

(5)设置相应结构体记录跨环业务，为逃生执行做准备；

该结构体记录跨环业务的绑环信息，主要是业务id、工作路径的出口标签、保护路径的出口标签与业务的当前路径(根据倒换需求倒换至工作路径或保护路径)等。

当主用路径无故障时跨环业务的传输包括以下步骤：

S11、业务从节点一上话，打上跨环标签8001，经过节点二至节点三，节点三上业务入口为端口1；

S12、业务在环1的节点三下话，POP掉跨环标签8001，交换(SWAP)LSP标签后，业务进入环2；

S13、节点三上业务出口为端口2，在环2中加上(PUSH)工作路径业务标签313；

S14、业务在节点三进入环2后，经过节点七、八到节点九，最终从节点九下话。

下面通过具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1。

如图3所示，为近端故障业务逃生路径示意图，线路中分别是共享纤与节点三的端口2出现故障，下面分析业务逃生时业务的传输包括以下步骤：

S21、业务从节点一上话，打上跨环标签8001，到达节点三前，业务路径不变，依次经节点一、二至节点三，且从端口1进入节点三；

S22、判断在环1中，相交节点id为3和4，本节点id为3，而西向节点id为4，且节点三西向线路告警，为共享纤故障，满足逃生的先决条件；

S23、环2中在节点三的东西向均有线路告警，即路径“三、四”和路径“三、七”均存在近端故障，满足近端故障逃生条件；

S24、通过S22、S23的判断业务满足逃生条件，且在节点三处执行逃生，业务出口和入口相同，即端口1，标签由工作标签8001变为保护标签8002；

S25、逃生动作完成后，业务依次经过节点二、一、六至节点五，通过端口1进入节点四；

S26、业务在节点四下话，POP上环标签8002，交换(SWAP)LSP标签后，进入环2；

S27、业务在环2的工作出口为节点四的端口3，但因环2中节点四西向路径有线路告警，业务将发生倒换，且业务出口倒换为端口2，打上的标签为保护标签314；

S28、业务在节点四进入环2后，经过节点十到节点九，最终从节点九下话。

实施例2。

如图4所示，为本发明的远端故障业务逃生路径实施例，分别是共享纤与节点七向西线路出现故障，下面分析业务逃生时业务的传输包括以下步骤：

S31、本步骤与实施例1中的步骤S21和S22一样，不再重复说明；

S32、节点三在环2中检测到东向线路告警，路径“三、四”故障；

S33、节点七向节点八从西发送近端故障SF(信号失效)码，从东向发送远端故障SF码，节点三收到节点七发送的远端SF码，路径“七、八”故障，即存在远端故障，SF码的源节点(节点七)id为2，SF码的目的节点(节点八)id为3，而本节点(节点三)id为1，环2中节点三的东向节点(节点四)id为6，以故障处为分界线，id为1、2的节点，即节点三与节点七在一边，id为3、4、5、6的节点，即节点八、九、十与节点四在一边，远离节点三的一边的节点八、九、十与节点四均不可达；

S34、业务目的节点为九，为不可达节点，满足逃生条件；

S35、通过步骤S32、S33和S34的判断，业务满足逃生条件；且在节点三处执行逃生，业务出口和入口相同，即端口1，标签由工作标签8001变为保护标签8002；

S36、逃生动作完成后，业务依次经过节点二、一、六至节点五，通过端口1进入节点四；

S37、业务在节点四下话，POP上环标签8002，交换(SWAP)LSP标签后，进入环2；

S38、业务在环2的工作出口为节点四的端口3，但因环2中节点四西向路径有线路告警，业务出口将发生倒换，且业务出口倒换为端口2，打上的标签为保护标签314；

S39、业务在节点四进入环2后，经过节点十再到节点九，最终从节点九下话。

实施例3。

如图5所示，为本发明的远端故障业务逃生路径另一实施例，线路中分别是共享纤与节点八向西线路出现故障，下面分析业务逃生时业务的传输包括以下步骤：

S41、本步骤与实施例2中步骤S31和S32一样，不再重复说明；

S42、节点八向节点九从西发送近端故障SF(信号失效)码，从东向发送远端故障SF码，节点三收到节点八发送的远端SF码，路径“八、九”故障，即存在远端故障，SF码的源节点(节点八)id为3，SF码的目的节点(节点九)id为4，而本节点(节点三)id为1，环2中节点三的东向节点(节点四)id为6，以故障处为分界线，id为1、2、3的节点，即节点三、七、与节点八在一边，id为4、5、6的节点，即节点九、十与节点四在一边，远离节点三的一边的节点九、十与节点四均不可达；

S43、业务目的节点为九，为不可达节点，满足逃生条件；

S44、通过步骤S42和S43的判断，业务满足逃生条件，且在节点三处执行逃生，业务出口和入口相同，即端口1，标签由工作标签8001变为保护标签8002；

S45、逃生动作完成后，业务依次经过节点二、一、六至节点五，通过端口1进入节点四；

S46、业务在节点四下话，POP上环标签8002，交换(SWAP)LSP标签后，进入环2；

S47、业务在环2的工作出口为节点四的端口3，但因环2中节点四西向路径有线路告警，业务将发生倒换，且业务出口倒换为端口2，打上保护标签314；

S48、业务在节点四进入环2后，经过节点十到节点九，最终从节点九下话。

本发明以单环与单环相交为例来说明了双环拓扑中环网多处断纤逃生的实现方式，对于多环相交的场景可以以办发明为基本单元，组合处理，均可实现，在此不多做说明。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PTN环网保护的双环逃生实现方法，其特征在于，包括以下步骤；

判断业务逃生动作执行的先决条件，即满足两处断纤,且其中有一处是双环相交节点的共享纤；

再判断在单环中，多处断纤故障节点不可达的条件：即本节点两端直接有线路告警或本节点以外其它节点有远端告警时，目的节点处于远离本节点的两处故障节点中间；

确定满足业务逃生动作执行的先决条件与多处断纤故障节点不可达的条件后，执行逃生动作，将业务倒换到上环的保护路径，出口和标签均为上环保护路径的出口和标签；跨环业务通过相交节点时，首先去掉外层的上环的环通道标签，交换LSP标签后，加上下环的环通道标签，进入下环，业务在目的节点下话；

分别用16个字节记录相交节点至目的节点的本次与上次的不可达信息，比较两次的结果，判断需要执行逃生动作的业务，从而修改业务出口和RING TUNNEL标签。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，节点存在的线路故障包括以下几种：节点东、西向均有线路告警；节点东向线路告警，西向远端告警；节点西向线路告警，东向远端告警。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线路告警，用于获取近端故障；所述远端告警，节点之间通过RPS协议传递的APS信息，用于获取远端故障。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置相应结构体记录跨环业务，所述结构体记录跨环业务的绑环信息，包括业务id、工作路径的出口标签、保护路径的出口标签与业务的当前路径。