CN106603406B - 一种bier网络中流量工程信息通告的方法和装置 - Google Patents

一种bier网络中流量工程信息通告的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请提出一种BIER网络中流量工程信息通告的方法和装置，涉及网络通信技术领域，技术方案包括：根据配置的流量参数值构建流量工程参数；将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER info sub‑tlv中；将所述BIER info sub‑tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIER info sub‑tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。扩展IGP协议携带BIER网络的流量工程参数信息，BFR路由器根据流量工程参数信息计算基于流量工程的比特串转发路径，可以实现BIER网络中流量工程的路径的计算功能。

Description

一种BIER网络中流量工程信息通告的方法和装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种BIER(Bit Indexed ExplicitReplication，基于位索引的显式复制)网络中流量工程信息通告的方法和装置。
背景技术
IP(Internet Protocol，网络互连协议)组播技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传送。能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、IPTV(交互式网络电视)、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。现在的组播技术一般采用PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)协议(包括PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，协议无关组播-稀疏模式)、PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode，协议无关组播-稀疏模式))、MSDP(Multicast Source Discovery Protocol，组播源发现协议)等实现，这些组播协议的一个共同的特点是需要构建一种控制平面组播树，利用这种组播树将网络平面逻辑为树状，以实现组播转发的点到多点数据转发和环路避免等，这种以构建分发树为核心的组播路由协议的中间节点都需要维护复杂的组播转发信息的状态，随着网络的规模越来越大，组播数据流量与日俱增的情况下，这种组播技术面临越来越的成本和运维方面的挑战。
为此，业界提出了一种新的用于构建组播转发路径的技术，称为BIER技术(BitIndexed Explicit Replication，位索引显示复制)，该技术提出了一种新的不需要构建组播分发树的的组播技术架构，如图1所示，支持BIER技术的路由器称为BFR(Bit-ForwardingRouter，比特转发路由器)，由BFR组成的一个组播转发域称为BFIR domain，在BIER域的边缘，对用户的组播数据进行BFIR封装的设备称为BFIR(Bit-Forwarding ingress Router，位转发入口路由器)，解封装BIER数据报文的边缘BFR设备称为BFER(Bit-Forwardingegress Router，位转发出口路由器)，组播数据由BFIR封装进入BIER域，在BIER域中依赖于BIER的头部进行转发，而经由一个或者多个BFER设备离开BIER域，BIER域中，接收并转发BIER报文的设备称为该BIER报文的transit BFR。一个BFR根据封装和解封装报文的不同可以既是BFIR角色，又可以是BFER角色。
在BIER域中，给每台边缘的BFER分配一个在整个BIER sub-domain(子域)中全局唯一的bit position(比特位置)，每台BFER将自己的bit position使用IGP(InteriorGateway Protocol，内部网关协议)在BIER domain域中泛洪，所有的bit position组成一个比特串bit string(位串)，数据报文在BIER域中的传递和路由依赖于bit string。当其他的BFR收到了包含有BIER的报文头时，根据BIER报文头中携带的bit string基于BitForwarding Table(位转发表)进行转发。这种基于BIER bit位进行转发的原理将以前需要基于构建组播分发树的转发改为使用位标识进行单播查找转发的方式转发组播，大大减少网络的转发成本。
现有的技术方案中解决了在BIER域中BIER报文转发的流程，如图2所示，假定BFR1为ingress BFR，BFR5、BFR6及BFR7都为egress BFR，三个BFR的bit position分别为0001，0010，0100。Egress BFR事先通过IGP协议(如IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System，中间系统到中间系统)协议，或者OSPF(Open Shortest PathFirst，开放式最短路径优先)协议)在BIER domain中通告其自身的bit position，BFR1收到了BFR5、BFR6和BFR7的bit position的通告后，在本地的位索引转发表中保存这些信息。当BFR1收到了组播报文，假定该组播报文需要传输到BFR5和BFR6，则BFR1根据事先保存的映射关系，计算得出该报文的Bit string的值为0101，将用户的组播报文封装为BIER报文，其中BIER Header中的Bit string填充0101并转发到BFR2，BFR2收到报文后，查找事先保存的位索引转发表中的条目，根据条目，报文需要转发到BFR3，然后将Bit string跟该匹配的条目项的F-BM做与操作，得到0101，BFR2以0101作为BIER Header中的Bit string重新填充BIER报文，并将报文转发到BFR3，BFR3收到了该报文后，查找自己的位索引转发表，BFR3有2个条匹配记录，分别代表报文下一跳转发到BFR4和BFR6，对于第一个条目，BFR3将Bitstring的值跟条目中的F-BM做与操作，得到结果为0001，第二个条目中，Bit string的值跟F-BM做与操作的结果为0100，则BFR3将报文分别从2个接口转发BIER报文到BFR4和BFR6，其中BFR4的BIER Header的Bit string的值为0001，而转发到BFR6的BIER Header的Bitstring的值为0100。对于到达BFR6的报文，发现bit string的值跟自己通告的bitposition一样，表示自己为该报文的目的地，解封装BIER报文。而到达报文到达BFR4时，依次前述的转发原理，将报文转发到BFR5，由BFR5解封装BIER报文，至此，完成了组播报文在BIER域中的传输，将组播报文由入口的BFR1节点转发到组播的接收节点BFR4和BFR6。
从以上的BIER转发原理可以看出，BIER技术采用位索引的方式，将传统的需要构建组播分发树的组播转发方式转化为位串类似于单播转发的方式，因此BIER技术可以方便实现传统单播路由的一些功能，如单播的流量工程，快速重路由等，但现有的BIER技术只能实现基本的位串转发功能，而对于像流量工程、快速重路由等扩展的业务支持，还没有解决方案。
发明内容
本发明为了解决现有BIER网络中流量工程参数、路径和信息通告的问题，提供一种BIER网络中流量工程信息通告的方法和装置。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种BIER网络中流量工程信息通告的方法，包括：
根据配置的流量参数值构建流量工程参数；
将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv中；
将所述BIER info sub-tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIER info sub-tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。
优选地，所述流量工程参数信息包括以下的一项或者多项：管理组信息、最大链路带宽、最大预留链路带宽、流量工程花费、未保留带宽，所述管理组信息包括以下的一项或者多项：子域标识sub-domain ID、比特转发路由器标识BFR-ID、比特转发路由器前缀BFR-Prefix、链路着色、资源等级。
优选地，根据配置的流量参数值构建流量工程参数包括：
当通告最大链路带宽时，构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大链路带宽；
当通告最大预留带宽时，构建构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大预留带宽。
优选地，将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv使用内部网关协议IGP在BIER网络中泛洪。
优选地，将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv通过链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文在BIER网络中泛洪。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种BIER网络中流量工程信息通告的方法，包括：
接收BIER网络中泛洪的位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv；
根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径。
优选地，所述流量工程路径包括基于流量工程的比特串转发路径。
优选地，根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径包括：
根据接收到的链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文中所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数构建基于约束的最短路径算法计算流量工程路径。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种BIER网络中流量工程信息通告的装置，包括：
构建模块，用于根据配置的流量参数值构建流量工程参数；
插入模块，用于将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER infosub-tlv中；
泛洪模块，用于将所述BIER info sub-tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIER info sub-tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。
优选地，所述构建模块根据配置的流量参数值构建流量工程参数包括：
当通告最大链路带宽时，构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大链路带宽；
当通告最大预留带宽时，构建构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大预留带宽。
优选地，所述泛洪模块将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv使用内部网关协议IGP在BIER网络中泛洪。
优选地，所述泛洪模块将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv通过链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文在BIER网络中泛洪。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种BIER网络中流量工程信息通告的装置，包括：
接收模块，用于接收BIER网络中泛洪的位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv；
路径模块，用于根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径。
优选地，所述路径模块根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径包括：
根据接收到的链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文中所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数构建基于约束的最短路径算法计算流量工程路径。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提出了在BIER网络中通告流量工程参数和信息的方法，扩展IGP协议携带BIER网络的流量工程参数信息，BFR路由器根据流量工程参数信息计算基于流量工程的比特串(bit string)转发路径，可以实现BIER网络中流量工程的路径的计算功能，该流量工程参数的通告方法也可以用于BIER网络中策略路由、指定路径计算等业务和需求。
附图说明
图1是现有BIER技术组网图；
图2是现有BIER技术转发过程图；
图3是本发明实施例的一种BIER网络中流量工程信息通告的方法的流程图；
图4是本发明实施例的另一种BIER网络中流量工程信息通告的方法的流程图；
图5是本发明实施例的一种BIER网络中流量工程信息通告的装置的结构示意图；
图6是本发明实施例的另一种BIER网络中流量工程信息通告的装置的结构示意图；
图7是现有BIER技术的ISIS BIER info sub–tlv结构示意图；
图8是现有BIER技术的OSPF BIER sub-tlv结构示意图；
图9是本发明实施例的BIER Maximum Link Bandwidth sub sub-tlv的结构示意图；
图10是本发明实施例的ISIS协议流量工程参数通告示意图；
图11是本发明实施例的ISIS流量工程参数通告流程图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。
如图3所示，本发明实施例提供一种BIER网络中流量工程信息通告的方法，包括：
S101、根据配置的流量参数值构建流量工程参数；
S102、将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv中；
S103、将所述BIER info sub-tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIER info sub-tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。
其中，当所述BIER网络支持的内部网关协议IGP为中间系统到中间系统IS-IS协议或者开放式最短路径优先OSPF协议时，所述BIER info sub-tlv包括以下一项或者多项：管理组信息、最大链路带宽、最大预留链路带宽、流量工程花费、未保留带宽，所述管理组信息包括以下的一项或者多项：子域标识sub-domain ID、比特转发路由器标识BFR-ID、比特转发路由器前缀BFR-Prefix、链路着色、资源等级。
当所述BIER网络支持的内部网关协议IGP为中间系统到中间系统IS-IS协议时，扩展IS-IS协议新增bier traffic engineering sub sub-TLV用于携带BIER的流量工程参数，该sub sub-TLV由IS-IS BIER info sub-tlv携带：
进一步地，所述ISIS bier traffic engineering sub sub-TLV包括管理组(Administrative Group)，最大链路带宽(Maximum link bandwidth)，最大预留链路带宽(Maximum Reservable link bandwidth)，流量工程花费(traffic engineering metric)，未保留带宽(Unreserved bandwidth)等。
当所述BIER网络支持的内部网关协议IGP为开放式最短路径优先OSPF协议时，扩展OSPF协议新增OSPF bier traffic engineering sub sub-TLV用于携带BIER的流量工程参数，该sub sub-tlv由OSPF BIER sub-tlv携带：
进一步地，所述OSPF bier traffic engineering sub sub-TLV包括包括管理组(Administrative Group)，最大链路带宽(Maximum link bandwidth)，最大预留链路带宽(Maximum Reservable link bandwidth)，流量工程花费(traffic engineering metric)，未保留带宽(Unreserved bandwidth)等。
步骤S101包括：
当通告最大链路带宽时，构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大链路带宽；
当通告最大预留带宽时，构建构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大预留带宽。
将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv使用内部网关协议IGP在BIER网络中泛洪，进一步地，将所述BIER info sub-tlv通过链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文在BIER网络中泛洪。
如图4所示，本发明实施例提供一种BIER网络中流量工程信息通告的方法，包括：
S201、接收BIER网络中泛洪的位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv；
S202、根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径。
所述流量工程路径包括基于流量工程的比特串转发路径。
步骤S202包括：
根据接收到的链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文中所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数构建基于约束的最短路径算法计算流量工程路径。
如图5所示，本发明实施例提供一种BIER网络中流量工程信息通告的装置，包括：
构建模块，用于根据配置的流量参数值构建流量工程参数；
插入模块，用于将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER infosub-tlv中；
泛洪模块，用于将所述BIER info sub-tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIER info sub-tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。
所述构建模块根据配置的流量参数值构建流量工程参数包括：
当通告最大链路带宽时，构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大链路带宽；
当通告最大预留带宽时，构建构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大预留带宽。
所述泛洪模块将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv使用内部网关协议IGP在BIER网络中泛洪。
进一步地，将所述BIER info sub-tlv通过链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文在BIER网络中泛洪。
如图6所示，本发明实施例还提供一种BIER网络中流量工程信息通告的装置，包括：
接收模块，用于接收BIER网络中泛洪的位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv；
路径模块，用于根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径。
所述路径模块根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径包括：
根据接收到的链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文中所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数构建基于约束的最短路径算法计算流量工程路径。
实施例1
使用ISIS协议通告流量工程信息
BIER协议如果使用ISIS协议作为控制面协议构建BIER的转发基础架构，现有的ISIS协议通过图7所示的ISIS BIER Info sub-tlv通告sub-domain ID，BFR-ID，BFR-Prefix等必备的信息，BIER info sub-tlv由TLV 235/TLV237，以及TLV 135/TLV 236携带。ISIS使用这些信息基于最短路径树算法构建BIER的位索引转发信息表。这些参数只能用于构建基础的基于最短路径的转发信息表，当BIER需要支持流量工程时，需要其他的额外的参数信息构建基于约束条件的转发信息表。这些流量工程参数信息包括管理组(Administrative Group)，最大链路带宽(Maximum link bandwidth)，最大预留链路带宽(Maximum Reservable link bandwidth)，流量工程花费(traffic engineering metric)，未保留带宽(Unreserved bandwidth)等。
本发明提出了这些流量工程参数信息的格式定义，如图9所示为最大预留带宽的格式图，图9中
type字段为Maximum Link Bandwidth(具体取值需要由IANA分配)，用于指示该sub sub-tlv的类型，表示本sub sub-tlv为最大预留带宽参数的流量工程参数，8bits；
Length字段表示sub sub-tlv的总长度，16bits；
Maximum Link Bandwidth字段为最大预留带宽的取值，单位为字节/每秒，32bits。
Maximum Reservable link bandwidth sub sub-tlv填充到ISIS BIER infosub-tlv在路由器泛洪LSP时在网络中通告。
其他的流量工程参数信息，比如管理组，最大链路带宽，流量工程花费等参数信息的格式定义跟图9中类似，通过不同的type取值以表示不同的参数信息，这些流量工程参数信息的sub sub-tlv都填充到ISIS BIER info sub-tlv中。
实施例2
使用OSPF协议通告流量工程信息
BIER协议如果使用OSPF协议作为控制面协议构建BIER的转发基础架构，现有的OSPF协议通过图8所示的OSPF BIER sub-tlv通告sub-domain ID，BFR-ID，BFR-Prefix等必备的信息，BIER sub-tlv由Extended Prefix TLV携带。OSPF使用这些信息基于最短路径树算法构建BIER的位索引转发信息表。这些参数只能用于构建基础的基于最短路径的转发信息表，当BIER需要支持流量工程时，需要其他的额外的参数信息构建基于约束条件的转发信息表。这些流量工程参数信息包括管理组(Administrative Group)，最大链路带宽(Maximum link bandwidth)，最大预留链路带宽(Maximum Reservable link bandwidth)，流量工程花费(traffic engineering metric)，未保留带宽(Unreserved bandwidth)等。
实施例3
基于OSPF协议携带的流量工程参数信息的格式定义跟实施例一中定义的格式类似，如定义的Maximum Link Bandwidth sub sub-tlv的格式图的也如图5所示，字段的描述和功能也都一样，在此不再做详细的阐述。
本实施例结合图6所示的ISIS流量工程参数示意图，详细阐述流量工程参数在IGP网络的通告流程，流程图如图7所示。
(301)BFR1根据配置的流量参数值构建流量工程参数sub sub-tlv，如需要通告最大链路带宽参数时，按照图5所示格式构建BIER Maximum Link Bandwidth sub sub-tlv，如果需要通告最大预留带宽时，构建BIER Maximum Reservable link bandwidth subsub-tlv，其他的参数信息的sub sub-tlv构建类似，BFR1将构造好的流量工程参数信息subsub-tlv填充到BIER info sub-tlv中。BFR1将填充好的BIER info sub-tlv通过LSP在BIER网络中泛洪；
(302)BIER网络中的BFR2路由器收到了BFR1通告的LSP报文，并根据LSP中携带的参数信息构建基于约束的最短路径算法(CSPF)计算流量工程路径。
对于使用OSPF协议通告流量工程参数的流程，跟ISIS协议通告流程比较类似，再次不再做阐述。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种BIER网络中流量工程信息通告的方法，其特征在于，包括：
根据配置的流量参数值构建流量工程参数；
将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv中；
将所述BIER info sub-tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIERinfo sub-tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述流量工程参数信息包括以下的一项或者多项：管理组信息、最大链路带宽、最大预留链路带宽、流量工程花费、未保留带宽，所述管理组信息包括以下的一项或者多项：子域标识sub-domain ID、比特转发路由器标识BFR-ID、比特转发路由器前缀BFR-Prefix、链路着色、资源等级。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：根据配置的流量参数值构建流量工程参数包括：
当通告最大链路带宽时，构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大链路带宽；
当通告最大预留带宽时，构建构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大预留带宽。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv使用内部网关协议IGP在BIER网络中泛洪。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv通过链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文在BIER网络中泛洪。
6.一种BIER网络中流量工程信息通告的方法，其特征在于：包括：
接收BIER网络中泛洪的位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv；
根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述流量工程路径包括基于流量工程的比特串转发路径。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径包括：
根据接收到的链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文中所述BIERinfo sub-tlv携带的流量工程参数构建基于约束的最短路径算法计算流量工程路径。
9.一种BIER网络中流量工程信息通告的装置，其特征在于：包括：
构建模块，用于根据配置的流量参数值构建流量工程参数；
插入模块，用于将所述流量工程参数填充到位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv中；
泛洪模块，用于将所述BIER info sub-tlv在位索引显示复制BIER网络中泛洪，使得接收到所述BIER info sub-tlv的路由器根据携带的流量工程参数计算流量工程路径。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述构建模块根据配置的流量参数值构建流量工程参数包括：
当通告最大链路带宽时，构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大链路带宽；
当通告最大预留带宽时，构建构建的流量工程参数包括参数类型、字节长度和最大预留带宽。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述泛洪模块将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv使用内部网关协议IGP在BIER网络中泛洪。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述泛洪模块将所述BIER info sub-tlv在BIER网络中泛洪包括：
将所述BIER info sub-tlv通过链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文在BIER网络中泛洪。
13.一种BIER网络中流量工程信息通告的装置，其特征在于：包括：
接收模块，用于接收BIER网络中泛洪的位索引显示复制的信息BIER info sub-tlv；
路径模块，用于根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：所述路径模块根据所述BIER info sub-tlv携带的流量工程参数计算流量工程路径包括：
根据接收到的链路状态协议数据单元LSP报文或者链路状态通告LSA报文中所述BIERinfo sub-tlv携带的流量工程参数构建基于约束的最短路径算法计算流量工程路径。
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