CN106330698B - 一种局部路由的恢复方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部路由恢复方法及装置，涉及通讯网络，所述方法包括：根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由；对核心网链路的故障进行监测；当监测到某一核心网链路发生故障时，将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送。本发明在核心网出现光纤中断等核心网链路故障时，可根据预先保存的恢复路由对受影响业务进行局部路由恢复，从而大幅提高恢复效率，减低处理难度。

Description

一种局部路由的恢复方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯网络，特别涉及一种局部路由的恢复方法及装置。

背景技术

在通讯网络中，网络由许多通讯设备节点组成，这些网络节点称为网元。网元之间通过通讯线路进行连接，包括光纤电缆等多种形式。网元分散分布在各个地区，例如，有的网元在城市里的通讯大楼实验室里，有的网元在偏远地区。然而这些网元的设备需要进行配置、维护和监控，不可能每处都派人值守，这样就需要一个中心网络管理控制系统，放在中心机房，通过远程通讯对网络上各个节点进行配置、维护和监控。

通过控制器管理网络是一种新出现的网络管理控制系统。在这个控制系统中，把传统网管中对业务资源的控制功能独立出来，仅仅关注业务管理。控制器可以按树型层次化组织，以便关联大规模网络。图1是现有技术提供的SDN网络中控制器层次化结构图，如图1所示，使用控制器管控网络，最下层是网元设备，并形成一个区域网络，标识为“DC”的节点是域控制器(Domain-controller,DC)，标识为“SC”的节点是超级控制器(Super-Controller,SC)，还可以有更多层次的控制器，这里，最上层节点是1层SC。图2是现有技术提供的SDN网络中控制器与其他实体的关系示意图，如图2所示，控制器除了通过南向接口管理网络设备，还通过北向接口接入应用层的网络APP进行网络管理，还可以通过侧接口同网元管理系统EMS、网络管理系统NMS，或者操作支撑系统OSS沟通管理信息。网络APP是对网络的实际业务应用，它会使用控制器提供的资源，发出业务建立、删除、修改的请求，而控制器根据网络APP的请求建立、删除、修改业务，以及进行业务保护、恢复等操作，并对业务的告警、性能进行监控。其中，DC直接管理通讯网络，同时还可以和传统网络管理系统进行交流，最终提供给APP提供资源和服务。

网络实际运行过程中，可能会遇到故障，特别是光纤中断等故障会造成一些业务的路由中断，严重影响业务质量。对于质量要求高的业务，要求业务中断时如果有保护路由，则先倒换到保护路由，并实时产生新的保护路由；如果没有保护路由，则实时产生新的保护路由并立即倒换。

传统路由恢复的处理方法一般是针对业务的完整路由进行端到端的路由恢复，由于网络规模越来越大，业务数量越来越大，某处故障发生后进行路由恢复的处理难度大，效率慢，从而对控制器或中心网络管理控制系统的性能提出了很高的要求，这种高要求由于很难达到，又造成了控制器或中心网络管理控制系统在业务路由恢复领域的工程化难以实现。

通过分析如图3所示的PTN网络的网络分层结构可知，核心网经过的业务量一般都很大，核心网链路承载的业务量一般是核心网外围链路承载的业务量的10倍以上，因此，按照传统的路由恢复方法，处理的业务数量大且需要进行端到端恢复，其处理效率难以高效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种局部路由的恢复方法及装置，能更好地解决核心网链路故障时快速恢复业务路由的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种局部路由恢复方法，包括：

根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由；

对核心网链路的故障进行监测；

当监测到某一核心网链路发生故障时，将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送。

优选地，在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之前，还包括：将所述故障核心网链路标记为不可用链路，并更新核心网网络拓扑结构。

优选地，在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之后，还包括：

对核心网链路的带宽进行监测，并当监测到核心网链路的带宽变化时，更新所述核心网链路的带宽利用率。

优选地，还包括：

利用更新的核心网网络拓扑结构和核心网链路的带宽利用率，重新确定其它核心网链路承载的业务的恢复路由。

优选地，还包括：

当监测到承载业务的核心网链路的故障消除时，将所述业务的恢复路由删除，并重新利用所述核心网链路发送所述业务的业务数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种局部路由恢复装置，包括：

恢复路由计算模块，用于根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由；

链路故障监测模块，用于对核心网链路的故障进行监测；

局部路由恢复模块，用于当监测到某一核心网链路发生故障时，将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送。

优选地，还包括：

网络拓扑确定模块，用于在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之前，将所述故障核心网链路标记为不可用链路，并更新核心网网络拓扑结构。

优选地，还包括：

带宽利用率确定模块，用于在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之后，对核心网链路的带宽进行监测，并当监测到核心网链路的带宽变化时，更新所述核心网链路的带宽利用率。

优选地，所述恢复路由计算模块还用于利用更新的核心网网络拓扑结构和核心网链路的带宽利用率，重新确定其它核心网链路承载的业务的恢复路由。

优选地，当所述链路故障监测模块监测到承载业务的核心网链路的故障消除时，所述局部路由恢复模块将所述业务的恢复路由删除，并重新利用所述核心网链路发送所述业务的业务数据。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明在核心网出现光纤中断等核心网链路故障时，可根据预先保存的恢复路由对受影响业务进行局部路由恢复，从而大幅提高恢复效率，减低处理难度。

附图说明

图1是现有技术提供的SDN网络中控制器层次化结构图；

图2是现有技术提供的SDN网络中控制器与其他实体的关系示意图；

图3是现有技术提供的网络层次结构图；

图4是本发明实施例提供的局部路由恢复方法流程图；

图5是本发明实施例提供的局部路由恢复装置框图；

图6是本发明实施例提供的业务局部恢复处理流程图；

图7是本发明实施例提供的业务路由恢复的网络拓扑图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图4是本发明实施例提供的局部路由恢复方法流程图，如图4所示，步骤包括：

步骤S101：根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由。

具体地说，根据系统命令，确定核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，然后根据所确定的上述信息，计算恢复路由。其中，核心网网元可以由人工指定，也可以由系统自动确定，但为提高计算效率，需要限制核心网网元数量，例如设定为20个以下。

步骤S102：对核心网链路的故障进行监测；

具体地说，对核心网链路的故障进行监测，主要通过监测核心网网元上报的用来通知链路故障的告警消息实现。

步骤S103：当监测到某一核心网链路发生故障时，首先将所述故障核心网链路标记为不可用链路，并更新核心网网络拓扑结构，然后将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送，并对核心网链路的带宽进行监测，若监测到核心网链路的带宽变化，则更新所述核心网链路的带宽利用率，以便利用更新的核心网网络拓扑结构和核心网链路的带宽利用率，重新确定其它核心网链路承载的业务的恢复路由。

需要说明的是，如果故障消除，那么将所述业务的恢复路由删除，并重新利用所述核心网链路发送所述业务的业务数据。

图5是本发明实施例提供的局部路由恢复装置框图，如图5所示，所述装置设置在具有与网络设备连接的南向接口、与网络APP连接的北向接口、与EMS等连接的侧接口、资源管理模块和业务管理模块的控制器中，包括：核心网络及链路管理模块10、业务局部恢复管理模块20和告警模块30。

其中，所述业务局部恢复管理模块30包括以下模块：

恢复路由计算模块用于根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由；

链路故障监测模块用于对核心网链路的故障进行监测；

局部路由恢复模块用于当监测到某一核心网链路发生故障时，将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送。

其中，所述核心网络及链路管理模块10包括以下模块：

网络拓扑确定模块，用于在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之前，将所述故障核心网链路标记为不可用链路，并更新核心网网络拓扑结构；

带宽利用率确定模块，用于在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之后，对核心网链路的带宽进行监测，并当监测到核心网链路的带宽变化时，更新所述核心网链路的带宽利用率，以供恢复路由计算模块利用更新的核心网网络拓扑结构和核心网链路的带宽利用率，重新确定其它核心网链路承载的业务的恢复路由。

需要说明的是，当所述链路故障监测模块监测到承载业务的核心网链路的故障消除时，所述局部路由恢复模块将所述业务的恢复路由删除，并重新利用所述核心网链路发送所述业务的业务数据。

本发明应用于通讯网络中，特别是使用软件定义网络(Software DefinedNetwok，SDN)控制器管理的网络中，利用控制器或中心网络管理系统，基于网络层次结构，进行局部路由恢复。

图6是本发明实施例提供的业务局部恢复处理流程图，如图6所示，步骤包括：

步骤1：系统的核心网络及链路管理模块10根据系统命令，系统通过自动或人工指定方式确定网络的核心层网元(即核心网网元)及核心层链路(即核心网链路)，然后根据核心层链路，搜索出每段链路经过的业务列表，其中，具有业务保护路由的链路也要搜索出来，加入对应关系，并加以标识。

进一步地，为提高恢复路由的计算效率，建议为核心层网元数量N设定一个阈值，比如20，核心层链路理论上小于N×(N-1)。

进一步地，业务列表与核心层链路(可能涉及多段核心层链路)形成一个M：N的对应关系，其中M是经过核心层链路的业务数量；

步骤2：核心网络及链路管理模块10接收到有关系统通知(例如带宽利用率变化通知)后，通知业务局部恢复管理模块20计算恢复路由。

步骤3：业务局部恢复管理模块20根据上述信息以及每条核心层链路的带宽利用率，预先计算每条业务的恢复路由，并将计算得到的每条业务的恢复路由保存在内存中。

进一步地，计算恢复路由时，将所有业务所需带宽与可用路由的带宽进行比对，尽量将业务累加到同一条恢复路由，以便提高计算效率。

步骤4：系统实时监测核心层链路及带宽利用率。

进一步说，实时监测核心层链路故障，当核心层网元监测到核心层链路出现故障时，核心层网元向系统的告警模块30上报告警，并执行步骤5。

进一步说，实时监测核心层链路的带宽，当核心层链路出现带宽变化时，核心网络及链路管理模块10更新该核心层链路的带宽利用率，并执行步骤2。

步骤5：告警模块30向核心网络及链路管理模块10发送告警通知(即核心层链路出现故障的通知)，使核心网络及链路管理模块10根据所述告警通知确定核心层链路出现故障，更新核心层拓扑，并将出现故障的核心层链路标记为不可用。

步骤6：告警模块30向业务局部恢复管理模块20发送告警通知(即核心层链路出现故障的通知)，以通知业务局部恢复处理模块核心层链路出现故障。

步骤7：业务局部恢复处理模块20收到核心层链路故障的告警通知后，对有保护路由的受到影响的业务立刻执行保护倒换；对所有受到影响的业务，将预先计算好的恢复路由下发到网元。

步骤8：网元将执行结果回复给业务局部恢复处理模块20。

其中，对于网元反馈为执行失败的部分业务，业务局部恢复处理模块20重新计算端到端的恢复路由，并下发到网元，同时，重新为每条业务计算预先保存的恢复路由。

步骤9：监测到核心层链路故障消除时，核心层网元通知告警模块30告警消失。

步骤10：告警模块30向核心网络及链路管理模块10发送告警通知(即核心层链路故障消失的通知)，使核心网络及链路管理模块10根据所述告警通知确定核心层链路故障消除，并更新核心层拓扑。

步骤11：告警模块30向业务局部恢复管理模块20发送告警通知(即核心层链路故障消失的通知)，以通知业务局部恢复处理模块核心层链路故障消除。

步骤12：对于设置为返回式的业务恢复，业务局部恢复管理模块20收到核心层链路故障消失的通知后，执行业务路由的返回倒换，即从恢复路由倒换至原来的工作路由，使用原来的核心层链路传输业务数据，而在执行业务路由返回倒换前，删除所述恢复路由，并向网元下发通知。

需要注意的是，对于设置为返回式的业务恢复，业务局部恢复管理模块20需要重新为每条业务计算预先保存的恢复路由并保存。

上述步骤2至步骤12形成一个循环处理，直到系统退出。.

图7是本发明实施例提供的业务路由恢复的网络拓扑图，如图7所示的一个具体组网和业务实例。

在一个城域网中，有多个接入环、多个汇聚环和一个核心环，现有多条经过核心环的业务，网络层次结构为：

接入环J1：A1、A2、A3、A4、A5，带宽为1GE；

接入环J2：B1、B2、B3、B4，带宽为1GE；

接入环J3：E1、E2、E3、E4，带宽为1GE；

接入环J4：F1、F2、F3、F4、F5，带宽为1GE；

汇聚环H1：C1、C2、C3，带宽为10GE；

汇聚环H2：D1、D2、D3，带宽为10GE；

核心环Core1：N1、N2、N3、N4，带宽为10GE。

经过网元N1、N2的业务有3条，分别是S1、S2、S3；

源宿网元分别是在接入环J1、J2、J3、J4上，经过汇聚环H1、H2。

业务路由恢复流程包括：

第1步：确定N1～N4为核心环；N1-N2、N2-N3、N3-N4、N1-N4、N2-N3为核心环链路。

第2步：搜索经过N1～N4各链路的业务，给出列表。

N1-N2有业务S1、S2、S3；

S1业务经过B1-B2-C2-C3-N1-N2-D1-D2-E3-E4，带宽50M；

S2业务经过B4-B3-C3-N1-N2-D1-E2-E1，带宽100M；

S3业务经过B4-B3-C3-N1-N2-D1-F2-F1，有保护路由，经过核心层链路为N3-N4，带宽80M。

第3步：计算N1-N2上业务的恢复路由：

S1、S2、S3在N1-N2上的恢复路由经计算，由于三条业务占用带宽合计为230M，假设N1-N3-N2链路上带宽利用率只有35％，即使用了3.5GE带宽，所以3条业务的恢复路由统一为N1-N3-N2。

第4步：当N1-N2链路出现中断故障时，系统收到有关告警通知，系统首先更新N1-N2的链路为不可用。

第5步：直接将保存的预先算好的恢复路由下发到所涉及的网元上，实现快速的业务路由恢复。

对于有保护路由的业务，优先使用保护路由，例如S3业务具有保护路由，当N1-N2链路出现中断故障时，可以先倒换至保护路由，而恢复路由可作为备用。

第6步：根据更新后的拓扑和带宽利用率，再预先计算其他核心层链路所经过业务的恢复路由，并保存。

第7步：当N1-N2链路故障消除后，对于设置为返回式的业务恢复，删除恢复路由N1-N3-N2，并向网元下发通知，使用N1-N2传输业务S1、S2、S3的业务数据。

第8步：重新为每条业务计算需要预先保存的恢复路由。

综上所述，本发明首先确定核心网所涉及的网元及链路，并针对经过这些链路的业务，预先进行恢复路由的计算，当核心网络出现光纤中断等故障时，可根据预先保存的恢复路由对受影响业务进行局部路由恢复，从而大幅提高恢复效率，减低处理难度，而对于核心网外围的一般网络层次中的链路故障，由于其影响的业务数量相对较少，可以按照传统的业务路由恢复方法处理。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种局部路由恢复方法，其特征在于，包括：

根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由；

对核心网链路的故障进行监测，当监测到某一核心网链路发生故障时，将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之前，还包括：将所述故障核心网链路标记为不可用链路，并更新核心网网络拓扑结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之后，还包括：

对核心网链路的带宽进行监测，并当监测到核心网链路的带宽变化时，更新所述核心网链路的带宽利用率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

利用更新的核心网网络拓扑结构和核心网链路的带宽利用率，重新确定其它核心网链路承载的业务的恢复路由。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

当监测到承载业务的核心网链路的故障消除时，将所述业务的恢复路由删除，并重新利用所述核心网链路发送所述业务的业务数据。

6.一种局部路由恢复装置，其特征在于，包括：

恢复路由计算模块，用于根据核心网网元、所述核心网网元间形成的核心网链路及带宽利用率、所述核心网链路承载的业务，确定用来在核心网链路发生故障时能够恢复所述故障核心网链路承载的业务的恢复路由；

局部路由恢复模块，用于对核心网链路的故障进行监测，当监测到某一核心网链路发生故障时，将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

网络拓扑确定模块，用于在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之前，将所述故障核心网链路标记为不可用链路，并更新核心网网络拓扑结构。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

带宽利用率确定模块，用于在将所述故障核心网链路上的业务数据经由在前确定的所述业务的恢复路由发送之后，对核心网链路的带宽进行监测，并当监测到核心网链路的带宽变化时，更新所述核心网链路的带宽利用率。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述恢复路由计算模块还用于利用更新的核心网网络拓扑结构和核心网链路的带宽利用率，重新确定其它核心网链路承载的业务的恢复路由。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，当所述链路故障监测模块监测到承载业务的核心网链路的故障消除时，所述局部路由恢复模块将所述业务的恢复路由删除，并重新利用所述核心网链路发送所述业务的业务数据。

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