CN106850435A - 一种跨域端到端标签交换路径建立方法和系统 - Google Patents

一种跨域端到端标签交换路径建立方法和系统 Download PDF

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王磊
李军芬
刘冬
张新辉
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GELIN WEIER SCI-TECH DEVELOPMENT Co Ltd BEIJING
Gw Delight Technology Co Ltd
Beijing University of Posts and Telecommunications
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    • H04L45/50—Routing or path finding of packets in data switching networks using label swapping, e.g. multi-protocol label switch [MPLS]

Abstract

本申请提供了一种跨域标签交换路径建立方法和系统。在各域内控制器完成域内路径计算之后，由域内控制器完成对所计算域内路径的标签分配，而后在向域间控制器上报路径计算结果信息的同时上报标签分配结果，由域间控制器将各个路径整合，在计算出跨域路径的同时，从上报的信息中获取各域边界节点的出标签，此时也就得到了端到端跨域LSP的标签分配结果，该方案将路由计算和标签分配信令合二为一，省去了标签分配的信令交互，优化了信令机制，节省了网络资源，提高了工作效率。

Description

一种跨域端到端标签交换路径建立方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种跨域端到端标签交换路径建立方法和系统。
背景技术
分组传送网(Packet Transport Network，PTN)作为新一代的传送网技术，支持移动回传网络和政企专线业务，随着PTN的大规模应用，PTN网络在业务的开通、运营、维护环节等方面的问题日益显现。
软件定义网络(Software Defined Network，SDN)的核心观点是基于开放接口实现软件可编程的基础网络架构，是当前的研究热点。相对于传统网络，SDN具有以下优势：控制与转发相分离，逻辑集中式控制，开放的控制接口，以及网络虚拟化和可编程能力。
软件定义分组传送网(SPTN)旨在将SDN与PTN融合创新，使得PTN网络控制平面更加智能化，网络资源的调度更加灵活，提供更高质量的客户体验。
SPTN组网方案采用分层控制器架构，满足电信级大网的组网需求，在控制平面采用层次化控制架构，分为域间控制器(S-Controller)和域内控制器(D-Controller)。域内控制器负责域内业务的控制，并通过南向接口控制转发平面设备。域间控制器负责域间业务的控制，通过调用域内控制器提供的北向接口，完成全网的资源协调和业务调度，实现网络资源的跨域协同控制，具备域间拓扑的管理、路径计算和业务编排的功能，域间控制器可以进行多级嵌套，拓展网络控制规模。
在SPTN分层控制网络中，路径的计算方案也和传统网络有所不同，控制器能够获得全网的视图，获取网络设备的资源使用情况。
跨域端到端的路由计算是由域内控制器和域间控制器协同完成的，域内控制器完成域内的路由计算，域间控制器结合域内控制器上报的域内计算结果信息，将实际域间连接与各个域的域内抽象连接整合，然后计算出最终的端到端路由。
传统方式下是在路由计算完成后，域间控制器向域内控制器申请各域边界节点入标签的分配结果，域内控制器完成域内标签分配，向域间控制器上报其分配的标签后，由域间控制器完成各域路由的边界节点出标签映射，整合成跨域端到端LSP，域间控制器将端到端跨域LSP拆分，再向域内控制器下发正式的配置工作。域间控制器和各个域内控制器之间的信令交互有一定的时延，而建路时延越小，网络在创建业务方面的性能就越好，故在保证功能的情况下，交互信令较多会浪费网络资源，并降低工作效率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种跨域端到端标签交换路径建立方法和系统，以节省了网络资源，提高了工作效率。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
一种跨域端到端LSP建立方法，应用于软件定义分组传送网SPTN中，该方法包括：
域间控制器接收到LSP请求后，根据本地存储的各个域的分层抽象拓扑信息，确定域序列，并向所述域序列中的每个域的域内控制器下发域内分解算路请求；
域内控制器收到域内分解算路请求时，进行域内最短路径计算，为计算出的路径上的各节点分配标签，并将计算出的各路径的路径信息发送给域间控制器，所述路径信息中包括路径上的入节点的入标签；
域间控制器接收到域序列中的所有域内的域内控制器发送的路径信息时，根据路径信息计算出一条完整的跨域端到端LSP，按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立；其中，在生成跨域端到端LSP时，根据路径信息中的入节点的入标签获得上一跳出边界点的出标签。
一种跨域端到端LSP建立系统，应用于软件定义分组传送网SPTN中，该系统包括：域间控制器和域内控制器；
域间控制器接收到LSP请求后，根据本地存储的各个域的分层抽象拓扑信息，确定域序列，并向所述域序列中的每个域的域内控制器下发域内分解算路请求；域间控制器接收到域序列中的所有域内的域内控制器发送的路径信息时，根据路径信息计算出一条完整的跨域端到端LSP，按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立；其中，在生成跨域端到端LSP时，根据路径信息中的入节点的入标签获得上一跳出边界点的出标签；
域内控制器收到域内分解算路请求时，进行域内最短路径计算，为计算出的路径上的各节点分配标签，并将计算出的各路径的路径信息发送给域间控制器，所述路径信息中包括路径上的入节点的入标签。
由上面的技术方案可知，本申请中在各域内控制器完成域内路径计算之后，由域内控制器完成对所计算域内路径的标签分配，而后在向域间控制器上报路径计算结果信息的同时上报标签分配结果，由域间控制器将各个路经整合，在计算出跨域路径的同时，从上报的信息中获取各域边界节点的出标签，此时也就得到了端到端跨域LSP的标签分配结果，该方案将路由计算和标签分配信令合二为一，省去了标签分配的信令交互，优化了信令机制，节省了网络资源，提高了工作效率。
附图说明
图1为本申请实施例中LSP建立流程示意图；
图2为本申请实施例中SPTN组网示意图；
图3为本申请实施例中SPTN网络对应的分层抽象拓扑示意图；
图4为本申请实施例中将所有路径整合为虚拟跨域拓扑示意图；
图5为本申请实施例中标签交换路径建立系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本申请提供一种跨域端到端LSP建立方法，应用于SPTN中，在域内控制器完成路径计算后，对域内路径所经节点进行标签分配，并在向域间控制器上报路径计算结果信息时，上报各路径所经域内的入边界节点的入标签，使域间控制器在接收到对应域内的域内控制器上报路径计算结果信息时，即可获得对应标签信息，从而生成一条完成的跨域端到端LSP。该技术方案将计算路由和标签分配信令合二为一，省去了标签分配的信令交互，优化了信令机制，节省了网络资源，提高了工作效率。
下面结合附图，详细说明本申请实施例中实现LSP建立过程。一个SPTN网络中包括一个域间控制器和多个域内控制器，每个域内控制器负责对所在域的算路计算、标签分配等工作。
参见图1，图1为本申请实施例中跨域端到端LSP建立流程示意图。具体步骤为：
步骤101，域间控制器接收到LSP请求后，根据本地存储的分层抽象拓扑信息，确定域序列，并向所述域序列中的每个域的域内控制器下发域内分解算路请求。
整个SPTN系统会在初始化时存储针对各个域的分层抽象拓扑。
参见图2，图2为本申请实施例中SPTN组网示意图。图2中包括5个域，分别为域1、域2、域3、域4和域5；其中，域1同域2和域3相连，域4同域3和域5相连，域5同域4和域2相连。
由于在下文举例中，不涉及到域3和域4，在图2中未画出域3的域内控制器3和域4的域内控制器4。
针对图2中的SPTN网络本地存储的分层抽象拓扑参见图3，图3为本申请实施例中SPTN网络对应的分层抽象拓扑示意图。图3中的分层抽象拓扑对应的分层抽象拓扑信息包括：域标识和各域的连接信息。
参见表1，表1为本申请实施例中LSP请求所包含的请求信息。本申请实施例以域内控制器接收到表1所述的请求信息对应的LSP为例。
表1
由表1可见，该请求为从域1的节点(Node)11到域5的节点55的请求，并且请求带宽为200M。
域间控制器在确定域序列时，根据本地存储的对于各个域进行了节点抽象的分层抽象拓扑对应的拓扑信息，以及预设的约束条件，确定域序列。针对表1对应的LSP请求，以及图2和图3所示内容确定域序列为：域1-域2-域5。
根据图2所示的网络拓扑进行域内算路分解，并分别向域序列中的域1、域2和域5分别发送对应的域内分解算路请求。
参见表2.1，表2.1为向域1内域内控制器发送的域内分解算路请求包含的内容。从节点11到节点13、14，即在该域内入节点为11，出节点为13和14。
表2.1
参见表2.2，表2.2为向域2内域内控制器发送的域内分解算路请求包含的内容。从节点21、22到节点23、25，即在该域内入节点为21、22，出节点为23和25。
表2.2
参见表2.3，表2.3为向域5内域内控制器发送的域内分解算路请求包含的内容。从节点51、52到节点55，即在该域内入节点为51、52，出节点为55。
表2.3
步骤102，域内控制器收到域内分解算路请求时，进行域内最短路径计算，为计算出的路径上的各节点分配标签，并将计算出的各路径的路径信息发送给域间控制器，所述路径信息中包括路径上的入节点的入标签。
针对本申请的具体实施例域1、域2、域5内的域内控制器分别进行最短路径计算，并为计算出的路径上的各节点分配标签。
域内控制器在分配标签时，针对一个域的出边界点的标签不分配，待域间控制器接收到域内控制器上报的路径信息时，根据下一跳的入标签确定出边界节点的出标签。
域内控制器在计算最短路径时，将本域的出入边界点分别进行组合，计算出符合约束条件的域内最短路径，对于不满足200M的链路作为无效链路，在计算时排除；对于满足200M的链路，且被计算为符合约束条件的域内最短路径时，针对对应的链路进行资源预留。
具体实现时，针对计算出的最短路径在本地TED中预留带宽资源。如可以使用标识标明链路上预留带宽，以及预留多少带宽，这里不限制预留带宽的具体实现方式。
参见表3.1，表3.1为域1内路由计算结果所包含的内容。
表3.1
参见表3.2，表3.2为域2内路由计算结果所包含的内容。
表3.2
参见表3.3，表3.3为域3内路由计算结果包含的内容。
表3.3
表3.1、表3.2、表3.3中还包括域内控制器进行域内最短路径计算时，为计算出的最短路径分配全局唯一标识(Path-key)；如表3.1中，节点11到节点14的路径分配标识为11，节点11-节点12-节点13的路径分配标识12。
在具体实现时，可以分配全局唯一标识，即整个SPTN网络中唯一，也可以仅在本域内唯一，域间控制器使用域内唯一标识和域标识组合确定一条路径的唯一标识。
表3.1、表3.2、表3.3中还包括为计算出的最短路径所经节点分配的标签，如表3.2中路径22-23所经节点21，为其分配的入标签为201，出标签为202；所经节点23，入标签为202，出标签为待定，即不分配，如果该路径最终被域间控制器选定，则使用下一跳的入标签作为该节点23的出标签。
表3.1、表3.2、表3.3中还包括计算出的最短路径的权重，权重可以自定义，比如直接按照距离长短等等，或者是一个各项综合的参数都可以，本申请实施例中以每一跳的权重以1为单位为例，则该路径所包括的跳数即为该条域内路径的权重。如表3.3中路径51-53-55的权重为2，权重的给出是为了方便域间控制器计算完整的跨域路径计算，对此实现，本申请不做限制，按照常规实现方式即可。
本申请实施例中在域内控制器在向域间控制器上报计算的路径信息时，也可以先将本地计算的路径信息进行抽象，以便减少信息量的携带，如表3.1中针对路径11-12-13，抽象为11-13；在上报路径信息时，不需要将所有分配的标签都携带，只携带入节点的入标签，如路径22中的入节点：节点21，入标签为203。
步骤103，域间控制器接收到域序列中的所有域内的域内控制器发送的路径信息时，根据路径信息计算出一条完整的跨域端到端LSP，按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立；其中，在生成跨域端到端LSP时，根据路径信息中的入节点的入标签获得上一跳出边界点的出标签。
域间控制器接收到域内控制器1、域内控制器2和域内控制器5发送的路径信息时根据路径信息中的权重确定选择那几条路径生成跨域端到端LSP。
参见图4，图4为本申请实施例中将所有路径整合为虚拟跨域拓扑示意图。图4中，先在不考虑权重的情况下，将所有路径进行虚拟链接，这样从节点11到节点55会有多条路径，然后再根据权重选择最短路径，作为跨域端到端LSP。
如图4中显示的路径，以及各条路径的权重，则选择路径11-14-21-23-51-55作为最短路径，即跨域端到端LSP。
参见表4，表4为本申请实施例中跨域端到端LSP所包含的内容。
表4
如表4中根据入节点21的入标签确定出边界点14的出标签为201。
域间控制器按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立。参见表5，表5为本申请实施例中拆分LSP后各域中对应该LSP包含的内容。
表5
域间控制器在向域内控制器下发对应配置信息时，包括选择的路径，以及节点标签，如果以路径标识来标识一条路径时，直接在下发的配置信息中携带路径标识即可，如表5中针对域5，则下发路径标识51，表示选择的路径为51-53-55。
域内控制器接收到域间控制器发送的配置信息时，根据配置信息中选择的路径，将为选择的路径之外的路径预留的带宽资源和标签资源释放。
域内控制器根据配置信息中选择的路径，将为未选择的路径预留的带宽资源释放时，将配置信息中路径的全局唯一标识确定选择的路径。
如，域2内的域控制器接收到配置信息时，确定路径标识为21的路径被选择，则将为路径22、路径23和路径24上链路预留的带宽资源释放，以供其他请求使用，避免资源浪费；同时将为路径22、路径23和路径24上，且不在路径21上的节点的标签资源进行释放。
域间控制器向域内控制器下发配置信息时，将该域内控制器所在域内的路径上的出边界节点对应的出标签下发；
域内控制器在接收到配置信息时，根据配置信息中的出边界节点的出标签，以及本地配置的节点标签，进行配置并下发流表。
具体实现时，根据配置信息中选择的路径，对应的出节点的出标签，以及本地为选择的对应路径分配的标签对SPTN物理设备，即各节点进行具体配置，且向各设备下发流表，由各设备进行相关具体配置。
域内控制器在所选路径对应的SPTN设备进行相关配置结束后，向域间控制器返回配置成功结果。
域内控制器在接收到确定的域序列中的所有域内的域内控制器返回配置成功消息后，确定建路成功，并向用户返回LSP建立结果。
本申请在具体实现时，只需在上报路径信息的信令中增加一个字段携带标签信息即可，不需要改变原有上报信令的结构。
若在实现时还增加上报的路径标识，也只在原有信令中增加一个字段携带对应的路径标识即可。
基于同样的发明构思，本申请还提出一种跨域端到端标签交换路径建立系统。应用SPTN中。参见图5，图5为本申请实施例中标签交换路径建立系统。该系统包括：域间控制器和域内控制器。
域间控制器接收到LSP请求后，根据本地存储的各个域的分层抽象拓扑信息，确定域序列，并向所述域序列中的每个域的域内控制器下发域内分解算路请求；域间控制器接收到域序列中的所有域内的域内控制器发送的路径信息时，根据路径信息计算出一条完整的跨域端到端LSP，按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立；其中，在生成跨域端到端LSP时，根据路径信息中的入节点的入标签获得上一跳出边界点的出标签；
域内控制器收到域内分解算路请求时，进行域内最短路径计算，为计算出的路径上的各节点分配标签，并将计算出的各路径的路径信息发送给域间控制器，所述路径信息中包括路径上的入节点的入标签。
较佳地，
域间控制器，进行域内最短路径计算时，针对计算出的最短路径在本地TED中预留带宽资源。
较佳地，
域内控制器，接收到域间控制器发送的配置信息时，根据配置信息中选择的路径，将为选择的路径之外的路径预留的带宽资源和标签资源释放。
较佳地，
域内控制器，进行域内最短路径计算时，为计算出的最短路径分配全局唯一标识；并在向域间控制器发送路径信息时包含为对应路径分配的全局唯一标识；在根据配置信息中选择的路径，将为未选择的路径预留的带宽资源释放时，将配置信息中路径的全局唯一标识确定选择的路径；
域间控制器，在向域内控制器下发配置信息时，下发对应路径的全局唯一标识。
较佳地，
域间控制器，向域内控制器下发配置信息时，将该域内控制器所在域内的路径上的出边界节点对应的出标签下发；
域内控制器，在接收到配置信息时，根据配置信息中的出边界节点的出标签，以及本地配置的节点标签，进行配置并下发流表。
综上所述，本申请通过在各域内控制器完成域内路径计算之后，由域内控制器完成对所计算域内路径的标签分配，而后在向域间控制器上报路径计算结果信息的同时上报标签分配结果，由域间控制器将各个路经整合，在计算出跨域路径的同时，从上报的信息中获取各域边界节点的出标签，此时也就得到了端到端跨域LSP的标签分配结果，该方案将路由计算和标签分配信令合二为一，省去了标签分配的信令交互，优化了信令机制，节省了网络资源，提高了工作效率。
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 (10)

1.一种跨域端到端标签交换路径LSP建立方法，应用于软件定义分组传送网SPTN中，其特征在于，该方法包括：
域间控制器接收到LSP请求后，根据本地存储的各个域的分层抽象拓扑信息，确定域序列，并向所述域序列中的每个域的域内控制器下发域内分解算路请求；
域内控制器收到域内分解算路请求时，进行域内最短路径计算，为计算出的路径上的各节点分配标签，并将计算出的各路径的路径信息发送给域间控制器，所述路径信息中包括路径上的入节点的入标签；
域间控制器接收到域序列中的所有域内的域内控制器发送的路径信息时，根据路径信息计算出一条完整的跨域端到端LSP，按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立；其中，在生成跨域端到端LSP时，根据路径信息中的入节点的入标签获得上一跳出边界点的出标签。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述域间控制器进行域内最短路径计算时，所述方法进一步包括：
针对计算出的最短路径在本地TED中预留带宽资源。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
域内控制器接收到域间控制器发送的配置信息时，根据配置信息中选择的路径，将为选择的路径之外的路径预留的带宽资源和标签资源释放。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述域内控制器进行域内最短路径计算时，为计算出的最短路径分配全局唯一标识；并在向域间控制器发送路径信息时包含为对应路径分配的全局唯一标识；
所述域间控制器在向域内控制器下发配置信息时，下发对应路径的全局唯一标识；
所述域内控制器根据配置信息中选择的路径，将为未选择的路径预留的带宽资源释放时，将配置信息中路径的全局唯一标识确定选择的路径。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
域间控制器向域内控制器下发配置信息时，将该域内控制器所在域内的路径上的出边界节点对应的出标签下发；
域内控制器在接收到配置信息时，根据配置信息中的出边界节点的出标签，以及本地配置的节点标签，进行配置并下发流表。
6.一种跨域端到端标签交换路径LSP建立系统，应用于软件定义分组传送网SPTN中，其特征在于，该系统包括：域间控制器和域内控制器；
域间控制器接收到LSP请求后，根据本地存储的各个域的分层抽象拓扑信息，确定域序列，并向所述域序列中的每个域的域内控制器下发域内分解算路请求；域间控制器接收到域序列中的所有域内的域内控制器发送的路径信息时，根据路径信息计算出一条完整的跨域端到端LSP，按域拆分该LSP，并根据拆分结果向对应域的域内控制器下发配置信息以完成LSP建立；其中，在生成跨域端到端LSP时，根据路径信息中的入节点的入标签获得上一跳出边界点的出标签；
域内控制器收到域内分解算路请求时，进行域内最短路径计算，为计算出的路径上的各节点分配标签，并将计算出的各路径的路径信息发送给域间控制器，所述路径信息中包括路径上的入节点的入标签。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述域间控制器，进行域内最短路径计算时，针对计算出的最短路径在本地TED中预留带宽资源。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述域内控制器，接收到域间控制器发送的配置信息时，根据配置信息中选择的路径，将为选择的路径之外的路径预留的带宽资源和标签资源释放。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述域内控制器，进行域内最短路径计算时，为计算出的最短路径分配全局唯一标识；并在向域间控制器发送路径信息时包含为对应路径分配的全局唯一标识；在根据配置信息中选择的路径，将为未选择的路径预留的带宽资源释放时，将配置信息中路径的全局唯一标识确定选择的路径；
所述域间控制器，在向域内控制器下发配置信息时，下发对应路径的全局唯一标识。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的系统，其特征在于，
所述域间控制器，向域内控制器下发配置信息时，将该域内控制器所在域内的路径上的出边界节点对应的出标签下发；
所述域内控制器，在接收到配置信息时，根据配置信息中的出边界节点的出标签，以及本地配置的节点标签，进行配置并下发流表。
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