CN108206780B - 流量调度策略上报方法、自治域系统及sdn网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流量调度策略上报方法、自治域系统及SDN网络系统，涉及通信领域，其中的方法包括：自治域系统的边界路由设备接收到位于自治域系统中的域内路由设备发送的第一流量调度策略，其中，在域内路由设备中配置有第一流量调度策略；边界路由设备将第一流量调度策略和/或边界路由设备自身所配置的第二流量调度策略上传到PCE。本发明的方法、自治域系统及SDN网络系统，可以减少人工干预，保证全局优化计算的实时性和准确性，可实现流量的集中化自动调整；基于现有OSPF/IS‑IS协议来进行扩展，易于实施；保证集中调度、仿真结果与流量实际转发行为的一致性，能够提升运营商在网络中的流量调度、优化能力。

Description

流量调度策略上报方法、自治域系统及SDN网络系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种流量调度策略上报方法、自治域系统及SDN网络系统。
背景技术
在SDN(Software Defined Network，软件定义网络)网络架构下，PCE(PathComputation Elementation，路径计算单元)是实施优化路径集中计算的实施方。目前，采用BGP-LS协议来向PCE传送IGP域内的路由节点及链路信息，其中主要是Node、Prefix、Adjacent Link等信息。基于路由节点及链路信息，PCE可进行全局的路由优化路径计算。传统的IGP(Interior Gateway Protocol,内部网关协议)协议包括：OSPF(Open ShortestPath First开放式最短路径优先)/IS-IS(Intermediate System-to-IntermediateSystem，中间系统到中间系统)等协议，通过邻居间的链路信息(LSP)泛洪来同步域内的链路状态数据库。数据同步后，每个节点都拥有全部的链路状态信息，进而可以以分布式的方式进行最短路径的计算。
目前，可以通过IGP来传送面向Node，Prefix，Adjacent Link的Label信息，从而避免在底层网络中再单独运行另外的MPLS Label分配协议(如LDP)，以简化网络运营维护的难度。在SDN架构下，PCE进行流量路径的端到端优化计算，需要掌握底层的链路拓扑信息及流量调度策略。当前在IGP域内各设备上配置的流量调度策略，还无法实现在域内的自动同步，各设备上配置的流量调度策略难以实现基于BGP-LS的一点上报。由于PCE无法获取路由节点上配置的流量调度策略信息，则在进行全局的路由计算、优化时可能会导致全局计算失真，导致实际的业务数据的转发路径与其计算的转发路径不相同。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种流量调度策略上报方法、自治域系统及SDN网络系统。
根据本发明的一个实施例，提供一种流量调度策略上报方法，包括：自治域系统的边界路由设备接收到位于自治域系统中的域内路由设备发送的第一流量调度策略，其中，在域内路由设备中配置有所述第一流量调度策略；所述边界路由设备将所述第一流量调度策略和/或所述边界路由设备自身所配置的第二流量调度策略上传到路径计算单元PCE。
可选地，所述自治域系统的边界路由设备接收到位于所述自治域系统中的域内路由设备发送的第一流量调度策略包括：在所述域内路由设备上增加新的第一流量调度策略和/或修改已配置的第一流量调度策略后，所述域内路由设备向邻居路由设备泛洪扩展的IGP协议消息，其中，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第一流量调度策略。
可选地，在所述边界路由设备上增加新的第二流量调度策略和/或修改已配置的第二流量调度策略后，所述边界路由设备向邻居路由设备泛洪所述扩展的IGP协议消息，其中，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第二流量调度策略。
可选地，所述扩展的IGP协议消息包括：扩展的IS-IS协议消息、扩展的OSPF协议消息。
可选地，所述扩展的IS-IS协议消息包括：扩展的LSP报文；所述扩展的OSPF协议消息包括：扩展的LSA报文。
可选地，所述域内路由设备或所述边界路由设备基于预设的数据格式封装所述第一流量转发策略或所述第二流量转发策略，生成流量策略信息；所述边界路由设备或所述域内路由设备分别向邻居路由设备泛洪携带有所述流量策略信息的扩展的IGP协议消息。
可选地，所述数据格式包括：节点编号字段、流量分类过滤字段、流量过滤动作字段；其中，所述节点编号字段用于标识路由设备的编号，所述流量分类过滤字段用于传输流量分类过滤信息，所述流量过滤动作字段用于传输流量过滤动作信息。
可选地，所述流量分类过滤信息包括：目的地址前缀、源地址前缀、IP协议、端口、源端口、目的端口、ICMP类型、ICMP编号；所述流量过滤动作信息包括：流量速率、流量标记、非直接链路。
可选地，所述流量策略信息承载于类型长度值TLV中。
可选地，所述边界路由设备向所述PCE发送扩展的BGP-LS协议消息，其中，扩展的BGP-LS协议消息携带有所述第一流量调度策略和/或所述第二流量调度策略。
根据本发明的另一方面，提供一种自治域系统，包括：域内路由设备，用于发送第一流量调度策略，在所述域内路由设备中配置有所述第一流量调度策略；边界路由设备，用于接收所述第一流量调度策略，将所述第一流量调度策略和/或所述边界路由设备自身所配置的第二流量调度策略上传到路径计算单元PCE。
可选地，所述域内路由设备，用于在增加新的第一流量调度策略和/或修改已配置的第一流量调度策略后，向邻居路由设备泛洪扩展的IGP协议消息，其中，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第一流量调度策略。
可选地，所述边界路由设备，还用于在增加新的第二流量调度策略和/或修改已配置的第二流量调度策略后，向邻居路由设备泛洪所述扩展的IGP协议消息，其中，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第二流量调度策略。
可选地，所述扩展的IGP协议消息包括：扩展的IS-IS协议消息、扩展的OSPF协议消息。
可选地，所述扩展的IS-IS协议消息包括：扩展的LSP报文；所述扩展的OSPF协议消息包括：扩展的LSA报文。
可选地，所述域内路由设备或所述边界路由设备基于预设的数据格式封装所述第一流量转发策略或所述第二流量转发策略，生成流量策略信息；所述边界路由设备或所述域内路由设备分别向邻居路由设备泛洪携带有所述流量策略信息的扩展的IGP协议消息。
可选地，所述数据格式包括：节点编号字段、流量分类过滤字段、流量过滤动作字段；其中，所述节点编号字段用于标识路由设备的编号，所述流量分类过滤字段用于传输流量分类过滤信息，所述流量过滤动作字段用于传输流量过滤动作信息。
可选地，所述流量分类过滤信息包括：目的地址前缀、源地址前缀、IP协议、端口、源端口、目的端口、ICMP类型、ICMP编号；所述流量过滤动作信息包括：流量速率、流量标记、非直接链路。
可选地，所述流量策略信息承载于类型长度值TLV中。
可选地，所述边界路由设备，还用于向所述PCE发送扩展的BGP-LS协议消息，其中，扩展的BGP-LS协议消息携带有所述第一流量调度策略和/或所述第二流量调度策略。
根据本发明的又一方面，提供一种SDN网络系统，包括：PCE、如上所述的自治域系统。
本发明的流量调度策略上报方法、自治域系统及SDN网络系统，能够自动通过IGP的泛洪机制将路由设备上的流量调度策略同步到域内的其它路由设备，自动上报域内节点的流量调度策略至PCE，PCE根据流量调度策略计算出对于业务数据的转发路径，可以减少人工干预，保证全局优化计算的实时性和准确性，实现复杂网络环境下的流量集中调度，保证集中调度、仿真结果与流量实际转发行为的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明的流量调度策略上报方法的一个实施例的流程示意图；
图2为扩展后的OSPF/IS-IS协议的用于传送流量调度策略的TLV的数据格式示意图；
图3为根据本发明的SDN网络的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。
图1为根据本发明的流量调度策略上报方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：
步骤101，自治域系统的边界路由设备接收到位于自治域系统中的域内路由设备发送的第一流量调度策略，在域内路由设备中配置有第一流量调度策略。
步骤102，边界路由设备将第一流量调度策略、边界路由设备自身所配置的第二流量调度策略上传到路径计算单元PCE。
PCE根据第一流量调度策略、第二流量调度策略计算出对于业务数据的转发路径，将转发路径信息下发至转发路径经过的所有路由设备，路由设备可以为路由器等等。
在域内路由设备上增加新的第一流量调度策略、修改已配置的第一流量调度策略后，域内路由设备向邻居路由设备泛洪扩展的IGP协议消息，扩展的IGP协议消息携带有第一流量调度策略。在边界路由设备上增加新的第二流量调度策略、修改已配置的第二流量调度策略后，边界路由设备向邻居路由设备泛洪扩展的IGP协议消息，扩展的IGP协议消息携带有第二流量调度策略。
上述实施例的流量调度策略上报方法，可以基于IGP拓展来实现域内各节点流量调度策略的泛洪，并可以实现单点上报域内流量调度策略，保证集中计算的流量调度策略与分布式计算结果的一致，以实现对现网流量的自动化调整。
自治域系统通常是一组路由器的集合，有同样的选路策略、被同一技术管理部门管理运行，例如，一个ISP(Internet Service Providers)可以称为一个自治系统，从外部来看，一个自治系统是一个单一实体，每个自治系统包含运行外部网关协议BGP和内部网关协议IGP的路由器。内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)是一种专用于一个自治网络系统中网关间交换数据流转通道信息的协议。
在一个实施例中，扩展的IGP协议消息包括：扩展的IS-IS协议消息、扩展的OSPF协议消息等。IS-IS属于内部网关路由协议，用于自治系统内部。IS-IS是一种链路状态协议，与TCP/IP网络中的OSPF协议非常相似，使用最短路径优先算法进行路由计算。OSPF是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由，运作于自治系统内部。扩展的IS-IS协议消息可以是扩展的LSP报文等，扩展的OSPF协议消息可以是扩展的LSA报文等。
域内路由设备或边界路由设备基于预设的数据格式封装第一流量转发策略或第二流量转发策略，生成流量策略信息。边界路由设备或域内路由设备分别向邻居路由设备泛洪携带有流量策略信息的扩展的IGP协议消息。通过对IGP协议(OSPF/IS-IS)进行扩展，以实现域内各节点流量调度策略的自动泛洪与同步，从而实现单点向PCE上报底层网络流量调度策略。
数据格式可以有多种格式，例如，数据格式包括：节点编号字段、流量分类过滤字段、流量过滤动作字段等。节点编号字段用于标识路由设备的编号，流量分类过滤字段用于传输流量分类过滤信息，流量过滤动作字段用于传输流量过滤动作信息。流量分类过滤信息包括：目的地址前缀、源地址前缀、IP协议、端口、源端口、目的端口、ICMP类型、ICMP编号等。流量过滤动作信息包括：流量速率、流量标记、非直接链路等。可以将流量策略信息承载于类型长度值TLV中。
在一个实施例中，如图2所示，基于OSPF/IS-IS协议当前规定，新定义一个TLV，由该TLV携带本路由设备上的流量调度策略。该TLV中的NodeID字段用于标识上报该策略的节点编号，TrafficFlowFilter字段用于传输在本节点部署的流量分类策略，TrafficFilterAction字段用于传输针对该特定流量的动作。TrafficFlowFilter和TrafficFilterAction字段的具体定义可以沿用RFC5575(BGP FlowSpec)定义的格式，以保证扩展延续的标准型。
边界路由设备向PCE发送扩展的BGP-LS协议消息，扩展的BGP-LS协议消息携带有第一流量调度策略、第二流量调度策略。边界路由设备实时上传流量调度策略到PCE，流量调度策略包括在域内路由设备中配置的第一流量调度策略、在边界路由设备上配置的第二流量调度策略等。流量调度策略可以是对于某类业务数据设置的专用转发路径等。
BGP-LS是拓扑收集协议，BGP-LS已成为控制器的主流南向接口协议之一，它是在BGP协议的基础上进行扩展，用来发布网络中设备节点信息、链路属性(如：带宽、开销等)、链路状态、及拓扑信息等。BGP-LS以Domain域为单位，将Domain域内由支持TE扩展的IGP(OSPF-TE或ISIS-TE)协议收集的信息收集上来，可以发送给PCE，由PCE经过分析、整合后供流量调度使用。通过对BGP-LS协议进行扩展，以实现单点向PCE上报底层网络各节点的流量调度策略，向PCE发送携带有流量策略的扩展的BGP-LS协议消息。
上述实施例中的流量调度策略上报方法，能够自动通过IGP的泛洪机制将路由设备上的流量调度策略同步到域内的其它路由设备，自动上报域内节点的流量调度策略至PCE，PCE根据流量调度策略计算出对于业务数据的转发路径，可以减少人工干预，保证全局优化计算的实时性和准确性，实现流量的集中化自动调整；基于现有OSPF/IS-IS协议来进行扩展，易于实施；可以实现复杂网络环境下的流量集中调度，保证集中调度、仿真结果与流量实际转发行为的一致性。
在一个实施例中，如图3所示，本发明提供一种SDN网络系统，包括：PCE30、自治域系统。自治域系统包括：域内路由设备C1、C3、C4和边界路由设备C2，自治域系统由此四台路由设备全互联构成。以域内路由设备C1为例，域内路由设备C1发送第一流量调度策略，在域内路由设备C1中配置有第一流量调度策略。边界路由设备C2接收第一流量调度策略，将第一流量调度策略、在边界路由设备C2自身所配置的第二流量调度策略上传到路径计算单元PCE30。
域内路由设备C1在增加新的第一流量调度策略、修改已配置的第一流量调度策略后，域内路由设备C1向邻居路由设备，即向域内路由设备C3、C4和边界路由设备C2泛洪扩展的IGP协议消息，扩展的IGP协议消息携带有第一流量调度策略。
边界路由设备C2在增加新的第二流量调度策略、修改已配置的第二流量调度策略后，边界路由设备C2向邻居路由设备，即向域内路由设备C1、C3、C4泛洪扩展的IGP协议消息，扩展的IGP协议消息携带有第二流量调度策略。
扩展的IGP协议消息包括：扩展的IS-IS协议消息、扩展的OSPF协议消息等。扩展的IS-IS协议消息包括：扩展的LSP报文等，扩展的OSPF协议消息包括：扩展的LSA报文等。域内路由设备C1或边界路由设备C2基于预设的数据格式封装第一流量转发策略或第二流量转发策略，生成流量策略信息。边界路由设备C2或域内路由设备C1分别向邻居路由设备泛洪携带有流量策略信息的扩展的IGP协议消息。
数据格式包括：节点编号字段、流量分类过滤字段、流量过滤动作字段，节点编号字段用于标识路由设备的编号，流量分类过滤字段用于传输流量分类过滤信息，流量过滤动作字段用于传输流量过滤动作信息。流量策略信息可以承载于类型长度值TLV中。
边界路由设备C2向PCE30发送扩展的BGP-LS协议消息，扩展的BGP-LS协议消息携带有第一流量调度策略、第二流量调度策略，上报底层网络的拓扑信息，以实现SDN环境下全网路由策略、流量调度的集中计算。
在默认情况下，如果所有路由设备都没有额外的流量调度策略，则PCE在采集BGP-LS上报的信息后，仿真计算的结果与底层网络分布式计算的结果能够保持一致。如果在路由设备C1设备上配置一条流量调度策略，如指明由路由设备C1到路由设备C4的下一跳是路由设备C2，而不是默认的直连链路。由于该流量调度策略未同步到路由设备C2，PCE就无法从路由设备C2获取到该信息，则仿真计算的结果就与实际流量的转发路径不一致，导致后续所有的全局流量调优方案出现大的偏差。
在对OSPF/IS-IS协议进行扩展后，无论是路由设备C1还是域内其它任何路由器上配置了本地的流量调度策略，都能够自动通过IGP的泛洪机制，同步到其它路由器。与PCE互联的路由设备C2就可以通过BGP-LS的自动更新机制，及时上报对应的流量调度策略，通过基于集中控制的流量仿真计算结果就能与底层分布式的转发行为相同步，从而保证PCE全局优化计算的准确性。
上述实施例中的流量调度策略上报方法、自治域系统及SDN网络系统，能够自动通过IGP的泛洪机制将路由设备上的流量调度策略同步到域内的其它路由设备，自动上报域内节点的流量调度策略至PCE，PCE根据流量调度策略计算出对于业务数据的转发路径，可以减少人工干预，保证全局优化计算的实时性和准确性，可实现流量的集中化自动调整；基于现有OSPF/IS-IS协议来进行扩展，易于实施；自动同步域内节点的流量调度策略，减少人工干预，可以保证全局优化计算的实时性和准确性；可以实现复杂网络环境下的流量集中调度，保证集中调度、仿真结果与流量实际转发行为的一致性，能够提升运营商在网络中的流量调度、优化能力。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (15)

1.一种流量调度策略上报方法，其特征在于，包括：
自治域系统的边界路由设备接收到位于所述自治域系统中的域内路由设备发送的第一流量调度策略，其中，在所述域内路由设备中配置有所述第一流量调度策略；
其中，在所述域内路由设备上增加新的第一流量调度策略和/或修改已配置的第一流量调度策略后，所述域内路由设备向邻居路由设备泛洪扩展的IGP协议消息，扩展的IGP协议消息携带有所述第一流量调度策略；在所述边界路由设备上增加新的第二流量调度策略和/或修改已配置的第二流量调度策略后，所述边界路由设备向邻居路由设备泛洪所述扩展的IGP协议消息，其中，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第二流量调度策略；
所述边界路由设备将所述第一流量调度策略和/或所述边界路由设备自身所配置的第二流量调度策略上传到路径计算单元PCE；
其中，所述边界路由设备向所述PCE发送扩展的BGP-LS协议消息，其中，扩展的BGP-LS协议消息携带有所述第一流量调度策略和/或所述第二流量调度策略。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述扩展的IGP协议消息包括：扩展的IS-IS协议消息、扩展的OSPF协议消息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述扩展的IS-IS协议消息包括：扩展的LSP报文；
所述扩展的OSPF协议消息包括：扩展的LSA报文。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述域内路由设备或所述边界路由设备基于预设的数据格式封装所述第一流量转发策略或所述第二流量转发策略，生成流量策略信息；
所述边界路由设备或所述域内路由设备分别向邻居路由设备泛洪携带有所述流量策略信息的扩展的IGP协议消息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
所述数据格式包括：节点编号字段、流量分类过滤字段、流量过滤动作字段；
其中，所述节点编号字段用于标识路由设备的编号，所述流量分类过滤字段用于传输流量分类过滤信息，所述流量过滤动作字段用于传输流量过滤动作信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述流量分类过滤信息包括：目的地址前缀、源地址前缀、IP协议、端口、源端口、目的端口、ICMP类型、ICMP编号；
所述流量过滤动作信息包括：流量速率、流量标记、非直接链路。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述流量策略信息承载于类型长度值TLV中。
8.一种自治域系统，其特征在于，包括：
域内路由设备，用于发送第一流量调度策略，在所述域内路由设备中配置有所述第一流量调度策略；
其中，所述域内路由设备，用于在增加新的第一流量调度策略和/或修改已配置的第一流量调度策略后，向邻居路由设备泛洪扩展的IGP协议消息，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第一流量调度策略；
边界路由设备，还用于在增加新的第二流量调度策略和/或修改已配置的第二流量调度策略后，向邻居路由设备泛洪所述扩展的IGP协议消息，其中，所述扩展的IGP协议消息携带有所述第二流量调度策略；
边界路由设备，用于接收所述第一流量调度策略，将所述第一流量调度策略和/或所述边界路由设备自身所配置的第二流量调度策略上传到路径计算单元PCE；
所述边界路由设备，还用于向所述PCE发送扩展的BGP-LS协议消息，其中，扩展的BGP-LS协议消息携带有所述第一流量调度策略和/或所述第二流量调度策略。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述扩展的IGP协议消息包括：扩展的IS-IS协议消息、扩展的OSPF协议消息。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述扩展的IS-IS协议消息包括：扩展的LSP报文；
所述扩展的OSPF协议消息包括：扩展的LSA报文。
11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述域内路由设备或所述边界路由设备基于预设的数据格式封装所述第一流量转发策略或所述第二流量转发策略，生成流量策略信息；所述边界路由设备或所述域内路由设备分别向邻居路由设备泛洪携带有所述流量策略信息的扩展的IGP协议消息。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述数据格式包括：节点编号字段、流量分类过滤字段、流量过滤动作字段；
其中，所述节点编号字段用于标识路由设备的编号，所述流量分类过滤字段用于传输流量分类过滤信息，所述流量过滤动作字段用于传输流量过滤动作信息。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，
所述流量分类过滤信息包括：目的地址前缀、源地址前缀、IP协议、端口、源端口、目的端口、ICMP类型、ICMP编号；
所述流量过滤动作信息包括：流量速率、流量标记、非直接链路。
14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述流量策略信息承载于类型长度值TLV中。
15.一种SDN网络系统，其特征在于，包括：
PCE、如权利要求8至14任一项所述的自治域系统。
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