CN110336743B - 一种保护隧道的合并方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护隧道的合并方法及系统，涉及通信技术领域，该方法包括步骤：获取本地修复节点PLR出接口索引和汇聚节点MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树；创建键值对应的保护隧道，并将保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定；定时遍历红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道，将保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定。本发明的保护隧道的合并方法，通过创建保护隧道红黑树，只需创建一条保护隧道来保护多条主隧道，并通过定时删除，可将路径相同的保护隧道进行合并，提高带宽利用率，减少资源浪费。

Description

一种保护隧道的合并方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种保护隧道的合并方法及系统。

背景技术

在MPLS TE(Multi-Protocol Label Switching Traffic Engineering，多协议标签交换流量工程)网络中，如果某个LSP(Label Switch Path，标签交换路径)途经的链路或节点设备故障时，可以采用Auto TE FRR(Auto Traffic-eng Fast Reroute，流量工程自动快速重路由)技术进行局部保护。当主LSP需要被保护时，在各个可能发生故障的节点或链路，能够自动创建保护隧道(Bypass tunnel,又称旁路隧道)来保护该LSP，无需人员手动配置，并且LSP可以做到在50ms以内快速收敛。

但是，当有大规格的主隧道同时自动创建Bypass tunnel时，RSVP(ResourceReservation Protocol，资源预留协议)报文短时间持续发包会造成CPU(CentralProcessing Unit/Processor，中央处理器)负载甚至隧道震荡，且路径相同的Bypasstunnel重复创建，将导致带宽资源无法共享。同时，由于每条Bypass tunnel占用一部分带宽，可能导致某一条主隧道所需保护带宽较大，无法成功创建Bypass tunnel，或者只能提供尽可能的保护，当该主隧道切换至Bypass tunnel时，必然会因带宽不足而丢失数据。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种保护隧道的合并方法及系统，可将路径相同的保护隧道进行合并，提高带宽利用率，减少资源浪费。

本发明第一方面提供一种保护隧道的合并方法，其包括步骤：

当多条主隧道途经的本地修复节点PLR使能流量工程自动快速重路由Auto FRR保护时，获取PLR出接口索引和汇聚节点MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树；

创建键值对应的保护隧道，并将保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定；

定时遍历红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道，将保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定；

当新的主隧道创建完成时，获取新的主隧道PLR出接口索引和MP的节点地址作为新键值；

遍历红黑树，当红黑树中不存在新键值时，将新键值插入红黑树中，并创建其对应的保护隧道；

当红黑树中存在新键值，且新键值对应的保护隧道处于创建完成状态时，将对应的保护隧道与新的主隧道进行绑定。

基于第一方面，在可能的实施例中，被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

基于第一方面，在可能的实施例中，新键值对应的保护隧道创建完成后，与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定。

基于第一方面，在可能的实施例中，找出路径相同且未被使用的保护隧道，当带宽相同时，随机保留一条隧道；当带宽不同时，保留带宽最大的一条隧道。

基于第一方面，在可能的实施例中，当保护隧道为链路保护隧道时，MP为PLR的下一跳NHOP；

当保护隧道为节点保护隧道时，MP为PLR的下下一跳NNHOP。

基于第一方面，在可能的实施例中，获取MP的节点地址包括：

从资源预留RESV报文的记录路由RRO对象信息中，找到汇聚节点MP的接口地址或节点地址；

以MP的接口地址或节点地址为目的地址，发起算路请求，并根据返回的算路结果获取MP的节点地址。

本发明第二方面提供一种保护隧道的合并系统，其设置于本地修复节点PLR，包括：

创建模块，其用于当多条主隧道途经的本地修复节点PLR使能流量工程自动快速重路由Auto FRR保护时，获取PLR出接口索引和MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树，并创建键值对应的保护隧道；

查找模块，其用于定时遍历红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道；

合并模块，其用于在找出的保护隧道中，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道；

绑定模块，其用于将保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定，以及将保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定；

判断模块，其用于当新的主隧道创建完成，且创建模块获取新的主隧道的PLR出接口索引和MP的节点地址作为新键值时，判断所述新键值是否存在于所述红黑树；

所述创建模块还用于当所述红黑树中不存在所述新键值时，将所述新键值插入所述红黑树中，并创建其对应的保护隧道。

基于第二方面，在可能的实施例中，被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

基于第二方面，在可能的实施例中，绑定模块还用于在红黑树中存在新键值，且新键值对应的保护隧道处于创建完成状态时，将对应的保护隧道与新的主隧道进行绑定。

基于第二方面，在可能的实施例中，系统还包括：

比较模块，其用于比较找出的路径相同且未被使用的保护隧道的带宽大小；

合并模块在比较模块的判断下，当带宽相同时，随机保留一条隧道；当带宽不同时，保留带宽最大的一条隧道。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的保护隧道的合并方法，通过创建保护隧道红黑树，将PLR出接口和MP均相同的保护隧道进行合并，即只需创建一条保护隧道来保护多条主隧道，从而降低系统CPU负荷。

(2)本发明的保护隧道的合并方法，通过定时删除，可以将PLR出接口不同但路径相同的保护隧道进行合并，以提高带宽利用率，减少资源浪费，提高系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的保护隧道的合并方法的流程图；

图2为本发明实施例3和4提供的网络拓扑图；

图3为本发明实施例6提供的网络拓扑图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

参见图1所示，本发明实施例提供一种保护隧道的合并方法，其包括步骤：

S1.获取本地修复节点PLR出接口索引和汇聚节点MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树。其中，PLR出接口索引为PLR的出接口地址的接口索引值。

S2.创建上述键值对应的保护隧道，并将所述保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定。

上述被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

S3.定时遍历红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道，将保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定。

其中，未被使用是指没有主隧道将流量切换至这条保护隧道上。而已被使用的保护隧道，是指已经有发生故障的主隧道将流量切换至这条保护隧道，那么该保护隧道不能删除，以避免产生数据丢失。

在本实施例中，当多条主隧道途经的PLR使能Auto FRR保护时，创建并初始化红黑树，此时树中的节点为空。

在主隧道通过资源预留协议RSVP信令交互，处于运行状态时后，先获取主隧道在PLR的出接口索引和MP的节点地址router id，作为保护隧道挂入红黑树的键值，并创建键值对应的保护隧道，将保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道绑定。

其中，获取MP的节点地址具体包括：

首先从资源预留RESV(Reservation)报文的记录路由RRO(Record Route)对象信息中，找到汇聚节点MP的接口地址或节点地址。

然后MP的接口地址或节点地址为目的地址，发起算路请求，并根据返回的算路结果获取MP的节点地址。

当有n条出接口不同的主隧道时，由于需要保护的接口不同时，n条主隧道会自动触发创建n条保护隧道，其中可能存在PLR出接口不同但路径完全相同的保护隧道。

因此需要每隔一段时间遍历红黑树，比较显示路由ERO(Explicit Route)链表中记录的隧道路径地址，找出路径相同且未被使用的保护隧道。当找出的保护隧道的带宽相同时，随机保留一条隧道，并删除其余路径相同且未被使用的隧道；当找出的保护隧道的带宽不同时，保留带宽最大的一条隧道，并删除其余路径相同且未被使用的隧道。最后将保留的保护隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定。

通过本实施例的合并方法，创建保护隧道红黑树，以便保护隧道的查找；通过定时遍历红黑树并将PLR出接口不同但路径相同的保护隧道进行合并，利用一条保护隧道即可保护多条主隧道，以提高带宽利用率，减少资源浪费，提高系统性能。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，当有新的主隧道创建完成时，获取新的主隧道PLR的出接口索引和MP的节点地址作为新键值，然后遍历红黑树，当红黑树中不存在上述新键值时，需要将新键值插入红黑树中，并创建新键值对应的保护隧道。

在新键值对应的保护隧道创建完成后，主动查询所有需要保护的主隧道，即所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道，将其与保护隧道进行绑定。被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

本实施例中，当红黑树中已经存在新的主隧道的新键值，且新键值对应的保护隧道处于创建完成状态时，将该对应的保护隧道与新的主隧道进行绑定，也就是利用已有的保护隧道对新的主隧道进行保护即可。

当红黑树中存在新的主隧道的新键值，但新键值对应的保护隧道尚未创建完成时，则先不进行绑定。等该保护隧道创建完成后，再与新的主隧道进行绑定。若是该保护隧道一直不能创建完成，则表示没有保护隧道可以保护该主隧道，不能形成保护。

以被保护接口即PLR的节点出接口，以及MP的节点地址为键值进行隧道合并，只需一条保护隧道即可保护多条主隧道，大大减少了RSVP协议报文发包量，降低了CPU占用率。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例中，保护隧道为链路保护隧道，MP为PLR的下一跳NHOP，即保护隧道保护的是PLR到NHOP之间的链路，当这条链路失效时，流量可以切换到该保护隧道上。

参见图2所示，主LSP是R1→R2→R3→R4，PLR为R2，保护隧道R2→R6→R3可以保护链路R2→R3。获取NHOP节点R3的节点地址具体包括：

首先从RESV报文的RRO对象信息中，查找第一个不属于R2的地址，即为NHOP节点R3的接口地址或节点地址；以R3的接口地址或节点地址为目的地址，发起算路请求。

然后根据收集的全网拓扑结构，利用受约束的最短路径优先算法CSPF(Constrained Shortest Path First)计算到R3的最短路径R2→R3，作为算路结果返回，并根据返回的算路结果获取R3的节点地址。

上述返回的算路结果包括R3的入接口地址、出接口地址和节点地址。

本实施例的合并方法，可以快速找到NHOP节点的节点地址，进行保护隧道的合并。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例中，保护隧道为节点保护隧道，MP为PLR的下下一跳NNHOP，即保护隧道保护的是PLR与NNHOP节点之间的NHOP节点，当这个节点失效时，流量可以切换到该保护隧道上。

参见图2所示，PLR为R2，保护隧道R2→R5→R4可以保护NHOP节点R3。获取NNHOP节点R4的节点地址具体包括：

首先按照实施例3的方法获取R3的节点地址，即从RRO对象信息中，找到R3的接口地址或节点地址；以R3的接口地址或节点地址为目的地址，发起算路请求；并根据返回的算路结果获取R3的所有地址，包括R3的入接口地址、出接口地址和节点地址。

然后将R3的所有地址均与RRO对象信息进行比较，查找最后一个属于R3的地址的下一个地址，即为R4的接口地址或节点地址，以R4的接口地址或节点地址为目的地址，发起算路请求。

最后根据收集的全网拓扑结构，利用CSPF计算到R4的最短路径，作为算路结果返回；并根据返回的算路结果获取R4的节点地址；其中，返回的算路结果包括R4的入接口地址、出接口地址和节点地址。

本实施例的合并方法，可以快速找到NNHOP节点的节点地址，进行保护隧道的合并。

实施例5

本发明实施例提供一种保护隧道的合并系统，其设置于本地修复节点PLR，包括创建模块、查找模块、合并模块以及绑定模块。

上述创建模块用于获取PLR出接口索引和MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树，实现红黑树算法逻辑，提供初始化、插入和删除方法；创建模块还用于创建键值对应的保护隧道。

上述查找模块用于定时遍历红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道，以便于合并模块定时删除路径相同的保护隧道。

上述合并模块用于在找出的路径相同且未被使用的保护隧道中，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道。

上述绑定模块用于将保护隧道与所有满足被保护条件的主隧道进行绑定；还用于将保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定，利用保留的隧道来保护其他未保留隧道的主隧道。

上述被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

优选地，本发明的合并系统还包括比较模块，比较模块用于比较找出的路径相同且未被使用的保护隧道的带宽大小。合并模块在比较模块的判断下，当带宽相同时，随机保留一条隧道；当带宽不同时，保留带宽最大的一条隧道。

实施例6

在实施例5的基础上，本实施例中，本系统还包括判断模块。

判断模块用于当有新的主隧道创建完成，且创建模块获取新的主隧道的PLR出接口索引和MP的节点地址作为新键值时，判断新键值是否存在于红黑树。

创建模块还用于当红黑树中不存在新键值时，将新键值插入红黑树中，并创建其对应的保护隧道。

若新键值对应的保护隧道不能创建完成，则表示不能形成保护。

当新键值对应的保护隧道创建完成后，绑定模块还用于将其与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定。

上述绑定模块还用于在判断模块判断红黑树中存在新键值，且新键值对应的保护隧道处于创建完成状态时，将对应的保护隧道与新的主隧道进行绑定。当新键值对应的保护隧道尚未创建完成时，则等该保护隧道创建完成后，再与新的主隧道进行绑定。若是该保护隧道一直不能创建完成，则表示没有保护隧道可以保护该主隧道，不能形成保护。

参见图3所示，本实施例中，有2n条主隧道Primary LSP均经过R2→R4，经过相同节点，但出入接口不同，在R2配置Auto FRR的节点保护时，以R2为PLR，R4为MP。

首先创建并初始化保护隧道红黑树，此时树中无节点为空树。

在第一条经过R2出接口1的主隧道和第一条经过出接口2的主隧道创建完成后，先获取主隧道在PLR的出接口索引和MP的节点地址，作为键值挂入保护隧道红黑树。经过R2出接口1的主隧道的键值为R2出接口1索引和R4的节点地址，经过R2出接口2的主隧道的键值为R2出接口2索引和R4的节点地址。

第一条经过R2出接口1的主隧道和第一条经过出接口2的主隧道的保护隧道创建完成后，主动查询所有需要被保护且未绑定保护隧道的主隧道，若符合被保护条件，则进行绑定；若不符合上述条件，则无法形成保护，不进行绑定。

另外n-1条经过R2出接口1和n-1条经过出接口2的主隧道创建完成后，遍历红黑树，发现相同键值，不需要创建保护隧道，直接绑定已有的保护隧道即可。因此红黑树种共有2个树节点，即两条保护隧道分别可以保护n条主隧道。

定时删除定时器每隔一段时间遍历红黑树，比较ERO链表中记录的隧道路径地址。上述两条保护隧道均为R2→R5→R4，当两条保护隧道均未被使用时，删除其中带宽较小的一条。若带宽相同，则随机删除一条。最后将保留的保护隧道与未保留保护隧道的主隧道进行绑定。

本发明的合并系统，适用于上述各合并方法，通过创建保护隧道红黑树，将PLR出接口和MP均相同的保护隧道进行合并，通过定时删除，可以将PLR出接口不同但路径相同的保护隧道进行合并，以提高带宽利用率，减少资源浪费，提高系统性能。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种保护隧道的合并方法，其特征在于，其包括步骤：

当多条主隧道途经的本地修复节点PLR使能流量工程自动快速重路由Auto FRR保护时，获取PLR出接口索引和汇聚节点MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树；

创建所述键值对应的保护隧道，并将所述保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定；

定时遍历所述红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道，将所述保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定；

当新的主隧道创建完成时，获取新的主隧道PLR出接口索引和MP的节点地址作为新键值；

遍历所述红黑树，当所述红黑树中不存在所述新键值时，将所述新键值插入所述红黑树中，并创建其对应的保护隧道；

当所述红黑树中存在所述新键值，且所述新键值对应的保护隧道处于创建完成状态时，将所述对应的保护隧道与所述新的主隧道进行绑定。

2.如权利要求1所述的保护隧道的合并方法，其特征在于，所述被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

3.如权利要求1所述的保护隧道的合并方法，其特征在于：

所述新键值对应的保护隧道创建完成后，与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定。

4.如权利要求1所述的保护隧道的合并方法，其特征在于：所述找出路径相同且未被使用的保护隧道，当带宽相同时，随机保留一条隧道；当带宽不同时，保留带宽最大的一条隧道。

5.如权利要求1所述的保护隧道的合并方法，其特征在于：

当所述保护隧道为链路保护隧道时，所述MP为所述PLR的下一跳NHOP；

当所述保护隧道为节点保护隧道时，所述MP为所述PLR的下下一跳NNHOP。

6.如权利要求5所述的保护隧道的合并方法，其特征在于，获取所述MP的节点地址包括：

从资源预留RESV报文的记录路由RRO对象信息中，找到汇聚节点MP的接口地址或节点地址；

以所述MP的接口地址或节点地址为目的地址，发起算路请求，并根据返回的算路结果获取所述MP的节点地址。

7.一种保护隧道的合并系统，其特征在于，其设置于本地修复节点PLR，包括：

创建模块，其用于当多条主隧道途经的PLR使能Auto FRR保护时，获取PLR出接口索引和MP的节点地址作为红黑树的键值，创建保护隧道红黑树，并创建键值对应的保护隧道；

查找模块，其用于定时遍历所述红黑树，找出路径相同且未被使用的保护隧道；

合并模块，其用于在所述找出的保护隧道中，保留其中一条隧道，并将未保留隧道对应的键值从红黑树中摘除并删除隧道；

绑定模块，其用于将所述保护隧道与所有满足被保护条件且尚未绑定保护隧道的主隧道进行绑定，以及将所述保留的隧道与未保留隧道的主隧道进行绑定；

判断模块，其用于当新的主隧道创建完成，且创建模块获取新的主隧道的PLR出接口索引和MP的节点地址作为新键值时，判断所述新键值是否存在于所述红黑树；

所述创建模块还用于当所述红黑树中不存在所述新键值时，将所述新键值插入所述红黑树中，并创建其对应的保护隧道。

8.如权利要求7所述的保护隧道的合并系统，其特征在于，所述被保护条件为：保护隧道的出接口与主隧道在PLR的出接口不同，保护隧道的目的地址为主隧道MP的节点地址，且保护隧道的中间节点与主隧道没有重合。

9.如权利要求7所述的保护隧道的合并系统，其特征在于：

所述绑定模块还用于在所述红黑树中存在新键值，且所述新键值对应的保护隧道处于创建完成状态时，将所述对应的保护隧道与新的主隧道进行绑定。

10.如权利要求7所述的保护隧道的合并系统，其特征在于，所述系统还包括：

比较模块，其用于比较找出的路径相同且未被使用的保护隧道的带宽大小；

所述合并模块在所述比较模块的判断下，当带宽相同时，随机保留一条隧道；当带宽不同时，保留带宽最大的一条隧道。

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