CN109818858B - 用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法、装置和系统 - Google Patents
用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法、装置和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本公开提供一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法、装置和系统，涉及通信领域。其中控制器接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，从链路信息中提取出相应的链路IP地址信息，对提取出的链路IP地址信息进行匹配，若存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址，则从拓扑信息中分别提取出与第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息，根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。本公开通过利用扩展BGP‑LS来传递相应的拓扑信息，以便控制器通过拓扑信息拼接实现多域环境下的拓扑自动采集和拼接。
Description
技术领域
本公开涉及通信领域，特别涉及一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法、装置和系统。
背景技术
在SDN(Software Defined Network，软件定义网络)环境下，通常采用BGP(BorderGateway Protocol，边界网关协议)-LS(Link State，链路状态)来收集底层网络的拓扑。但当前BGP-LS只能收集单域环境的拓扑，而在运营商网络中，各域间一般都有多条互联链路，在做全局流量调度、网络控制时，一般会同时考虑域内、域间的链路、流量、拓扑情况，这就要求SDN控制器能够及时掌握域间的互联拓扑。
目前RFC7752定义了4类NLRI(Network Layer Reachable Information，网络层可达性消息)：Node NLRI，Link NLRI，IPv4 Topology Prefix NLRI,IPv6Topology PrefixNLRI，但上述NLRI定义的TLV(Type Length Value，类型长度值)均无法传递相关的关键信息，从而无法实现多域间拓扑关系的自动拼接。
发明内容
本公开的实施例解决的一个技术问题是：由于目前的NLRI无法传递与网络拓扑相关的关键信息，因此无法实现多域间拓扑关系的自动拼接。
根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法，包括：
接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，其中拓扑信息包括指定路由器所在单域中的边界路由器重分发的链路信息；
从链路信息中提取出相应的链路IP地址信息；
对提取出的链路IP地址信息进行匹配；
若存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址，则从拓扑信息中分别提取出与第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息；
根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。
可选地，指定路由器利用边界网关协议BGP-链路状态LS协议上报拓扑信息。
可选地，指定路由器利用BGP-LS协议中自定义的类型长度值TLV携带重分发链路信息的路由源信息。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器，包括：
接收模块，被配置为接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，其中拓扑信息包括指定路由器所在单域中的边界路由器重分发的链路信息；
第一提取模块，被配置为从链路信息中提取出相应的链路IP地址信息；
匹配模块，被配置为对提取出的链路IP地址信息进行匹配；
第二提取模块，被配置为在存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址的情况下，从拓扑信息中分别提取出与第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息；
拼接模块，被配置为根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。
可选地，接收模块被配置为利用BGP-LS协议接收指定路由器上报的拓扑信息。
可选地，重分发链路信息的路由源信息设置在BGP-LS协议中自定义的TLV中。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器，包括：
存储器，被配置为存储指令；
处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例涉及的方法。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的系统，包括：
如上述任一实施例涉及的控制器；
多个单域，其中在每个单域中包括：
边缘路由器，被配置为将与其它单域拓扑连接的链路重分发到自身所在的单域中；
上报路由器，被配置为向控制器上报拓扑信息，其中拓扑信息包括自身所在域中的边界路由器重分发的链路信息，还包括重分发链路信息的路由源信息。
可选地，上报路由器利用BGP-LS协议中自定义的类型长度值TLV携带重分发链路信息的路由源信息。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例涉及的方法。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为多域环境下的拓扑结构示意图。
图2为本公开一个实施例的用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法的示例性流程图。
图3为本公开一个实施例的TLV关键字段拓展的示意图。
图4为本公开一个实施例的用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器的示例性框图。
图5为本公开另一实施例的用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器的示例性框图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为多域环境下的拓扑结构示意图。如图1所示，若R4、R5、T1、T5分别为IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)域-A和IGP-B域的边界路由器，R4、R5分别于T1、T5两两互联。默认情况下，IP SDN控制器可以分别通过BGP-LS来收集到IGP域A或者IGP域B内的网络拓扑，但无法得知域A、域B间的互联关系信息，即无法得知R4/T1、R4/T5、R5/T1、R5/T5的链路连接。
图2为本公开一个实施例的用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法的示例性流程图。可选地，本公开的方法步骤可由用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器执行。其中：
步骤201，接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，其中拓扑信息包括指定路由器所在单域中的边界路由器重分发的链路信息。
例如，指定路由器利用BGP-LS协议上报拓扑信息。
可选地，指定路由器利用BGP-LS协议中自定义的TLV携带重分发链路信息的路由源信息。
如图1所示，边界路由器(域A中的R4、R5和域B中的T1、T5)会将与其它拓扑连接的链路重分发到各自的IGP域内。
各域中的指定路由器(如图1所示，各域中与控制器建立BGP-LS邻居关系的R2、T2)会接收到这些重分发的路由信息，包括是哪台路由器重分发的这些路由。但上述指定路由器在通过BGP-LS上报拓扑信息时，并没有包含这些重分发路由的来源信息。针对这一问题，本公开对BGP-LS进行了扩展，新定义了一种TLV，来传递这些重分发路由的源信息(Originator)。新定义的TLV关键信息结构如附图3所示。
其中，源信息可为相应路由器的标识信息。
步骤202，从链路信息中提取出相应的链路IP地址信息。
步骤203，对提取出的链路IP地址信息进行匹配。
步骤204，若存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址，则从拓扑信息中分别提取出与第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息。
步骤205，根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。
控制器从各域收到相关信息后，通过比对对应的前缀(Prefix)信息，根据每个前缀的源信息就可进行拓扑的自动拼接。
根据本公开上述实施例提供的用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法，通过利用IGP协议(OSPF/ISIS)的特性，扩展BGP-LS来传递相应的拓扑信息，以便IP SDN控制器通过拓扑信息拼接实现多域环境下的拓扑自动采集和拼接。
需要说明的是，在当前BGP-LS的四种NLRI中，IPv4 Topology Prefix NLRI/IPv6Topology Prefix是用来传递相关IPv4/IPv6前缀信息的，因此新定义的TLV会随这两类NLRI出现。
图4为本公开一个实施例的用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器的示例性框图。如图4所示，控制器可包括接收模块41、第一提取模块42、匹配模块43、第二提取模块44和拼接模块45。其中：
接收模块41被配置为接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，其中拓扑信息包括指定路由器所在单域中的边界路由器重分发的链路信息。
可选地，接收模块41被配置为利用BGP-LS协议接收指定路由器上报的拓扑信息。
其中，重分发链路信息的路由源信息设置在BGP-LS协议中自定义的TLV中。
第一提取模块42被配置为从链路信息中提取出相应的链路IP地址信息。
匹配模块43被配置为对提取出的链路IP地址信息进行匹配。
第二提取模块44被配置为在存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址的情况下，从拓扑信息中分别提取出与第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息。
拼接模块45被配置为根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。
图5为本公开另一实施例的用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器的示例性框图。如图5所示，该控制器包括存储器51和处理器52。其中：
存储器51用于存储指令，处理器52耦合到存储器51，处理器52被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图2中任一实施例涉及的方法。
如图5所示，该控制器还包括通信接口53，用于与其它设备进行信息交互。同时，该装置还包括总线54，处理器52、通信接口53、以及存储器51通过总线54完成相互间的通信。
存储器51可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器51也可以是存储器阵列。存储器51还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。
此外，处理器52可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。
本公开同时还涉及一种计算机可读存储介质，其中计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图2中任一实施例涉及的方法。
本公开还提供一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的系统的示例性框图。如图1所示，该系统包括控制器和多个单域，为了简明起见，这里只给出了单域A和单域B。其中在各单域中包括边缘路由器和上报路由器。需要说明的是，上报路由器为各域中与控制器建立BGP-LS邻居关系的路由器。
其中，边缘路由器被配置为将与其它单域拓扑连接的链路重分发到自身所在的单域中，上报路由器被配置为向控制器上报拓扑信息，其中拓扑信息包括自身所在域中的边界路由器重分发的链路信息，还包括重分发链路信息的路由源信息。
可选地，上报路由器利用BGP-LS协议中自定义的类型长度值TLV携带重分发链路信息的路由源信息。
可选地，在上面所描述的功能单元模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
下面通过一个具体示例对本公开提供的方案进行说明。
如图1所示，路由器R4的路由标识(Router ID)为4.4.4.4，R4将R4/T5间的链路重分发到IGP域-A中，其中重分发信息包含该链路的IP地址信息，假设为10.1.1.1/30。
IGP域-A中的路由器R2在通过BGP-LS上报IGP相关信息时，在通过IPv4PrefixNLRI上报10.1.1.1/30这条路由信息时，会同时通过新定义的TLV，携带该路由的源信息(即，4.4.4.4)。
相应地，路由器T5的路由标识(Router ID)为5.5.5.5，路由器T5也进行同样的操作，路由器T2上报相应的信息，其中T2上报的Prefix NLRI为10.1.1.2/30，对应的源信息为5.5.5.5。
SDN控制器在收到从两个域上报的Prefix信息后，基于前缀匹配原则，可以发现10.1.1.1/30和10.1.1.2/30位于同一网段，依次来查找这两条Prefix所对应的源信息，得到路由器R4、T5，由此可知R4、T5间有链路连接。
同样，对R4/T1、R5/T1、R 5/T5之间其它链路的处理过程类似。
通过实施本公开所提供的方案，通过利用IGP协议(OSPF/ISIS)的特性，扩展BGP-LS来传递相应的拓扑信息，以便IP SDN控制器通过拓扑信息拼接实现多域环境下的拓扑自动采集和拼接。从而在底层网络拓扑发生变化时，IP SDN控制器也能及时通过BGP协议获取到底层网络的拓扑更新信息，从而保证后续网络仿真、控制的准确性，提升运营商的网络智能运营水平。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本公开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公开限于所公开的形式。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公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (6)
1.一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的方法，包括：
接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，其中所述指定路由器利用边界网关协议BGP-链路状态LS协议上报拓扑信息，所述拓扑信息包括所述指定路由器所在单域中的边界路由器重分发的链路信息；
从所述链路信息中提取出相应的链路IP地址信息；
对提取出的链路IP地址信息进行匹配；
若存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址，则从所述拓扑信息中分别提取出与所述第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息，其中所述指定路由器利用BGP-LS协议中自定义的类型长度值TLV携带重分发链路信息的路由源信息；
根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。
2.一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器，包括：
接收模块，被配置为接收各单域中指定路由器上报的拓扑信息，其中利用BGP-LS协议接收指定路由器上报的拓扑信息，所述拓扑信息包括所述指定路由器所在单域中的边界路由器重分发的链路信息；
第一提取模块，被配置为从所述链路信息中提取出相应的链路IP地址信息；
匹配模块，被配置为对提取出的链路IP地址信息进行匹配；
第二提取模块，被配置为在存在属于同一网段的第一链路IP地址和第二链路IP地址的情况下，从所述拓扑信息中分别提取出与所述第一链路IP地址和第二链路IP地址相对应的路由源信息，其中重分发链路信息的路由源信息设置在BGP-LS协议中自定义的TLV中；
拼接模块，被配置为根据提取出的路由源信息实现域间拓扑关系自动拼接。
3.一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的控制器，包括：
存储器，被配置为存储指令；
处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如权利要求1的方法。
4.一种用于实现域间拓扑关系自动拼接的系统，包括：
如权利要求2-3中任一项所述的控制器；
多个单域，其中在每个单域中包括：
边缘路由器，被配置为将与其它单域拓扑连接的链路重分发到自身所在的单域中；
上报路由器，被配置为向控制器上报拓扑信息，其中所述拓扑信息包括自身所在域中的边界路由器重分发的链路信息，还包括重分发链路信息的路由源信息。
5.根据权利要求4所述的系统，其中：
上报路由器利用BGP-LS协议中自定义的类型长度值TLV携带重分发链路信息的路由源信息。
6.一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如权利要求1的方法。
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