CN107786442B - 一种元数据的传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种元数据的传输方法及装置，所述方法包括：对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告段路由Segment Routing网络中的设备具有处理元数据Metadata的能力。

Description

一种元数据的传输方法及装置
技术领域
本发明涉及段路由(Segment Routing)网络领域中的元数据，尤其涉及一种元数据传输方法及装置。
背景技术
段路由是一种基于源地址的路由的方法，通过在现有的多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)网络的报文头或者互联网协议版本6(IPv6，InternetProtocol Version 6)报文头中携带段路由报文头(Segment Routing Header)，在段路由报文头(SR Header，Segment Routing Header)中携带有一系列的指示操作(也称为段操作)用于数据在网络中的路由和传输。通过段路由可以非常便捷的实现网络的负载均衡和流程工程，以及快速重路由等复杂网络功能。其中段操作指示也可以扩展实现基于业务或者拓扑的路由指示，那么段路由也可以实现基于业务的网络虚拟化以及操作维护管理(OAM，Operation Administration and Maintenance)等方面的应用。
段路由技术原理图如图1所示，图中I为入口(Ingress)节点，负责对报文P进行段路由格式的封装，E为出口(Egress)节点，负责解封装段路由报文，其中A，B，C，D，F为中间的转发节点，负责对于段路由报文进行数据转发。图中从I到E节点的最短路径为I-A-B-C-E，同时用户需求为希望报文转发的时候需要经过节点B，但是又不希望经过A-B和C-E之间的链路。这种情况下利用传统的基于最短路径的计算方法无法满足客户的需求，因此业界提出了一种段路由的技术，在入口的Ingress节点I上将需要经过的路径的指示操作封装在SRHeader中，中间路由器根据这些指示操作进行数据转发，而这些指示标识通过内部网关协议(IGP，Inner Gateway Protocol)路由协议进行通告，不需要传统的采用信令协议的方式进行通告，中间节点也不需要维护流量工程的转发信息，简化了网络部署。
网络节点或者设备的逻辑模块之间经常需要传递和共享一些业务信息、或者中间过程数据信息、模型参数信息等内容，为此提出了元数据(Metadata)的概念，元数据为这些参数信息定义了一定的格式和规则，在报文在节点或者设备的逻辑模块之间传输报文时携带有这些元数据，实现了业务信息、过程数据信息和模型信息在这些设备或者模块之间的传递的功能。
对于段路由技术网络，当前的数据平面封装和控制面协议都不支持段路由报文携带元数据。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种元数据的传输方法及装置。
本发明实施例提供的元数据的传输方法，包括：
扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，所述扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告SegmentRouting网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，所述路由协议包括中间系统到中间系统ISIS协议；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展ISIS Router Capability TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述路由协议包括开放式最短路径优先OSPF协议；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展OSPF RI Opaque LSA增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述路由协议包括具链路状态的边界网关协议BGP-LS；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展BGP-LS协议的Node Attribute TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述子TLV包括Segment Routing Metadata Sub-TLV。
本发明实施例中，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
利用设定的多协议标签交换MPLS标签值标识Segment Routing报文的SR list的后面携带有Metadata数据。
本发明实施例提供的元数据的传输装置，包括：
扩展模块，用于扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，所述扩展模块，还用于对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，所述路由协议包括中间系统到中间系统ISIS协议；
对应地，所述扩展模块，还用于扩展ISIS Router Capability TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述路由协议包括开放式最短路径优先OSPF协议；
对应地，所述扩展模块，还用于扩展OSPF RI Opaque LSA增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述路由协议包括具链路状态的边界网关协议BGP-LS；
对应地，所述扩展模块，还用于扩展BGP-LS协议的Node Attribute TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述子TLV包括Segment Routing Metadata Sub-TLV。
本发明实施例中，所述扩展模块，还用于利用设定的多协议标签交换MPLS标签值标识Segment Routing报文的SR list的后面携带有Metadata数据。
本发明实施例的技术方案，扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。本发明实施例的技术方案，能够使Segment Routing网络中的所有设备均支持Metadata的传输，从而使SEGMENT ROUTING网络支持Metadata的传输，从而实现了业务信息、过程数据信息和模型信息在这些设备或者模块之间的传递的功能，提升了SEGMENT ROUTING网络的数据传输精准度，提升了SEGMENT ROUTING网络的数据传输效率。
附图说明
图1为Segment Routing技术原理结构图；
图2为本发明实施例的ISIS Router CAPABILITY TLV格式图；
图3为本发明实施例的Segment Routing Metadata Sub-TLV格式图；
图4为本发明实施例的携带Metadata的Segment Routing数据平面封装格式图；
图5为本发明实施例的路由协议通告Metadata能力属性网络结构图；
图6为本发明实施例的BGP-LS协议通告Metadata能力属性网络结构图；
图7为本发明实施例的携带Metadata数据的Segment Routing报文数据转发示意图；
图8为本发明实施例的元数据的传输方法的流程示意图；
图9为本发明实施例的元数据的传输装置的组成结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。
互联网工程任务组(IETF，Internet Engineer Task Force)标准RFC 4971中定义了一种类型长度值(TLV，Type Length Value)结构，称为中间系统到中间系统路由器能力TLV(ISIS Router capability TLV)，该TLV用于通告路由器的各种能力属性信息，比如TE节点能力描述、路径计算单元数据库(PCED，Path Computation Element Database)等能力属性，本发明需要路由器通告其metadata能力属性，因此可以扩展ISIS Routercapability TLV新增支持Segment Routing Metadata Sub-TLV。当ISIS路由器通告其能力属性时，携带Segment Routing Metadata Sub-TLV，并在Segment Routing网络中泛洪，当其他ISIS路由器收到了该通告后，就可以判断出所述的ISIS路由支持Metadata能力。
对于OSPF协议，在IETF标准RFC 4970中定义了OSPFv2Router Information(RI)Opaque LSA和OSPFv3Router Information(RI)Opaque LSA，分别用于OSPFv2协议和OSPFv3通告其路由器能力属性信息，本发明提出的路由器Metadata能力属性信息，通过扩展OSPFv2Router information Opaque LSA和OSPFv3Router information opaque LSA携带Segment Routing Metadata Sub-TLV。在OSPF路由器向邻居通告能力属性时，在OSPFv2Router information Opaque LSA或者OSPFv3Router information opaque LSA填充Segment Routing Metadata Sub-TLV，并把封装好的LSA通告OSPF链路状态通告报文在网络中泛洪，其他邻居收到了该链路状态通告报文后，通过封装的Segment Routingmetadata就可以判断所述OSPF路由器支持metadata数据处理能力。
类似地，对于BGP-LS协议，在IETF标准RFC 7752中定义了节点属性TLV(nodeattribute TLV)，本发明利用node attribute TLV携带本发明提出的Segment RoutingMetadata Sub-TLV。
基于此，本发明实施例记载了一种元数据的传输方法，如图8所示，所述方法包括：
步骤801：扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，路由协议包括中间系统到中间系统(ISIS，IntermediateSystem to Intermediate System)协议、开放式最短路径优先(OSPF，Open Shortest PathFirst)、具链路状态的边界网关协议(BGP-LS，Border Gateway Protocol with LinkState)等。
本发明实施例中，所述扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告SegmentRouting网络中的设备具有处理Metadata的能力。
在一实施方式中，所述路由协议包括ISIS协议；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展ISIS Router Capability TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
在一实施方式中，所述路由协议包括OSPF协议；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展OSPF RI Opaque LSA增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
在一实施方式中，所述路由协议包括BGP-LS；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展BGP-LS协议的Node Attribute TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
上述方案中，所述子TLV包括Segment Routing Metadata Sub-TLV。
所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告SegmentRouting网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
利用设定的多协议标签交换MPLS标签值标识Segment Routing报文的SR list的后面携带有Metadata数据。
以下结合附图，进一步阐述本发明实施例的协议报文的扩展方式。
本发明提出的Segment Routing Metadata Sub-TLV的格式如图3所示，各个字段的描述如下：
Type字段标识本Sub-TLV为Segment Routing Metadata Sub-TLV，字段长度为8bits。
Length字段为本Sub-TLV的总长度，字段长度为8bits。
Metadata Template字段为本Metadata模版的编号，本字段长度为16bits，可以构建65535个模版。
另外，本发明的Segment Routing Metadata的数据平面封装格式如图4所示，Label X标识报文为Segment Routing报文，携带有SR list，图中，SR list包含SID A,SIDB,SID C等几个SID，在SR list的后面增加一个特定的MPLS标签MPLS Label Y，该标签为特定的值，用于指示在MPLS标签Y的后面携带有metadata数据。
以下通过具体示例，进一步阐明本发明实施例的技术方案的实质。
具体实施例一：
如图5所示，图5中，I为ingress SR节点，负责SR报文的封装，E为egress节点，对SR报文解封装，A,B,C,D为中间的传输SR节点，负责SR报文的传输。
当SR节点封装LSPDU(link State Packet Data Unit，链路状态数据报文单元)时，封装ISIS Router capability TLV，其中ISIS Router capability TLV携带本发明提出的Segment Routing Metadata Sub-TLV，所述SR节点在封装LSPDU后，使用ISIS泛洪机制在SR域中进行泛洪，当SR域中的所述SR节点的邻居SR路由器收到了该LDPDU后，就可以根据携带的Segment Routing Metadata Sub-TLV判断出所述SR路由器支持Metadata数据。
具体实施例二：
仍以图5为例阐述本发明的使用OSPF协议通告metadata能力属性的详细流程。
如果SR网络支持的IGP协议为OSPFv2协议，当SR节点封装LSA(link StateAdvertise，链路状态通告)报文时，需要封装OSPFv2Router Information(RI)Opaque LSA，其中OSPFv2Router Information(RI)Opaque LSA携带本发明提出的Segment RoutingMetadata TLV。如果SR网络支持的IGP协议为OSPFv3协议，SR在封装LSA报文时封装OSPFv3Router information opaque LSA，其中OSPFv3Router information opaque LSA携带本发明提出的Segment Routing Metadata TLV。不管SR网络是支持OSPFv2还是OSPFv3，SR节点都使用OSPF泛洪机制在SR域中进行泛洪，当SR域中的所述SR节点的邻居SR路由器收到了该LSA报文后，就可以根据携带的Segment Routing Metadata TLV判断出所述SR路由器支持Metadata数据。
具体实施例三：
本发明实施例结合图6阐述本发明提出的使用BGP-LS协议通告metadata能力属性的流程。
图6中，有三个AS(Autonomous System，自治系统)，AS1,AS2,AS3，其中SR路由器A,B,C在AS1自治系统域，SR路由器D属于AS2，SR路由器E,F属于AS3，AS1中的边界SR路由器C分别跟AS2中的C和AS3中的E,F建立BGP对等体，利用BGP-LS协议通告链路状态信息和节点属性信息。
AS1中的C路由器向其对等体通告路由信息，在封装update消息报文时，根据本发明的思想，C路由器会填充node attribute TLV信息，所述node attribute TLV会携带本发明提出的Segment Routing metadata sub-TLV。当SR路由器C的对等体D、E、F路由器收到了C路由器发送的update消息时，根据update消息中携带的Segment Routing metadata Sub-TLV的信息，就可以判断出C路由器支持metadata能力，可以接收和处理metadata数据。
具体实施例四：
本实施例结合图7阐述本发明的携带Metadata数据的Segment Routing报文转发流程。
如图7中，I为ingress SR节点，E为Egress SR节点，A，B，C，M，O，P为SR网络中间传输SR节点。报文在I节点上做SR封装，在E节点上解封装SR报文，中间传输SR节点根据报文封装的SID指示进行报文传输。图7中，业务希望走的路径为I-A-B-O-P-E，其中B节点分配了前缀SID B，O节点分配邻居SID O，E节点分配了前缀SID E，并且在入口节点I上封装了Metadata数据。报文的封装的转发流程如下：
1、入口SR路由器I收到了报文P后，进行Segment Routing报文封装，根据业务的需要，入口节点I分别封装SID E,SID O,SID B，由于业务需要携带metadata数据，所以在SIDlist的后面需要封装特定的MPLS标签Label Y，标识本SR报文携带有metadata报文，然后在MPLS label的后面封装有metadata数据；
2、入口SR路由器I将封装好的SR报文发送到网络中，中间节点A根据报文封装的SID B将报文转发到SR节点B上；
3、SR节点收到报文后，去掉外层的SID B封装，然后将报文转发到节点O；
4、O节点收到报文后，去掉外层的SID O封装，将报文转发到节点E；
5、中间传输节点P根据报文封装的SID E将报文发送到节点E；
6、SR节点E收到了报文后，解封装SR报文，发现携带有metadata数据，解封装Metadata数据，对metadata数据进行处理。
图9为本发明实施例的元数据的传输装置的组成结构示意图，如图9所示，本发明实施例的元数据的传输装置包括：
扩展模块90，用于扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，所述扩展模块90，还用于对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力。
本发明实施例中，所述路由协议包括中间系统到中间系统ISIS协议；
对应地，所述扩展模块91，还用于扩展ISIS Router Capability TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述路由协议包括开放式最短路径优先OSPF协议；
对应地，所述扩展模块91，还用于扩展OSPF RI Opaque LSA增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，所述路由协议包括具链路状态的边界网关协议BGP-LS；
对应地，所述扩展单91元，还用于对扩展BGP-LS协议的Node Attribute TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
本发明实施例中，其特征在于，所述子TLV包括Segment Routing Metadata Sub-TLV。
本发明实施例中，所述扩展模块91，还用于利用设定的多协议标签交换MPLS标签值标识Segment Routing报文的SR list的后面携带有Metadata数据。
本领域技术人员应当理解，图9所示的元数据的传输装置中的各模块的实现功能可参照前述元数据的传输方法的相关描述而理解。图9所示的元数据的传输装置中的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。
扩展模块91可以通过微处理器、FPGA、数字信号处理器等实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种元数据的传输方法，其特征在于，所述方法包括：
扩展路由协议通告段路由Segment Routing网络中的设备具有处理元数据Metadata的能力；
所述扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力；
所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告SegmentRouting网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：利用设定的多协议标签交换MPLS标签值标识Segment Routing报文的SR list的后面携带有Metadata数据。
2.根据权利要求1所述的元数据的传输方法，其特征在于，所述路由协议包括中间系统到中间系统ISIS协议；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展ISIS Router Capability TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
3.根据权利要求1所述的元数据的传输方法，其特征在于，所述路由协议包括开放式最短路径优先OSPF协议；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展OSPF RI Opaque LSA增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
4.根据权利要求1所述的元数据的传输方法，其特征在于，所述路由协议包括具链路状态的边界网关协议BGP-LS；
对应地，所述对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力，包括：
扩展BGP-LS协议的Node Attribute TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
5.根据权利要求2至4任一项所述的元数据的传输方法，其特征在于，所述子TLV包括Segment Routing Metadata Sub-TLV。
6.一种元数据的传输装置，其特征在于，所述装置包括：
扩展模块，用于扩展路由协议通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力；
所述扩展模块，还用于对路由协议中的协议报文进行扩展，使扩展后的协议报文支持通告Segment Routing网络中的设备具有处理Metadata的能力；
所述扩展模块，还用于利用设定的多协议标签交换MPLS标签值标识Segment Routing报文的SR list的后面携带有Metadata数据。
7.根据权利要求6所述的元数据的传输装置，其特征在于，所述路由协议包括中间系统到中间系统ISIS协议；
对应地，所述扩展模块，还用于扩展ISIS Router Capability TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
8.根据权利要求6所述的元数据的传输装置，其特征在于，所述路由协议包括开放式最短路径优先OSPF协议；
对应地，所述扩展模块，还用于扩展OSPF RI Opaque LSA增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
9.根据权利要求6所述的元数据的传输装置，其特征在于，所述路由协议包括具链路状态的边界网关协议BGP-LS；
对应地，所述扩展模块，还用于扩展BGP-LS协议的Node Attribute TLV增加携带Metadata能力属性信息的子TLV。
10.根据权利要求7至9任一项所述的元数据的传输装置，其特征在于，所述子TLV包括Segment Routing Metadata Sub-TLV。
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