CN110830353A - 隧道lsp确定的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隧道LSP确定的方法及装置，属于VPN业务部署技术领域。该方法包括：创建多个隧道，并设置每一隧道的所需带宽；按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一隧道进行LSP算路，以确定每一隧道的LSP。本发明的技术方案，其可在部署VPN业务时，规避现有CSPF算法缺陷，从全局网络范围内考虑网络流量资源分配和性能优化问题，以在带宽不充足的环境中更快更多地完成每一隧道的LSP的确定工作。

Description

隧道LSP确定的方法及装置

技术领域

本发明涉及VPN业务部署技术领域，尤其涉及一种隧道LSP确定的方法及装置。

背景技术

随着网络技术的发展，电信运营商对能够将网络设备的控制面和数据面分离开来的SDN(Software Defined Network，软件定义网络)技术的需求越来越迫切，通过SDN技术，能够对各种类型的业务实现集中控制和部署，例如可以在整个网络设备组网环境中，能够利用SDN控制器从全局角度统一部署L2/L3VPN(Level2/Level3 Virtual PrivateNetwork)业务。

在全局部署VPN时，需要针对承载VPN业务的TE(Traffic Engineering)隧道进行LSP(Label Switched Path，标签交换路径)算路，目前流行的算法主要有约束最短路径优先算法(CSPF，Constrainted Shortest Path First)，其通过特定约束参数如带宽，时延，或者跳数等计算网络的最短路径，虽然该算法能保证单个业务的服务质量最优，但是不能从全局网络范围内考虑网络流量资源分配和性能优化问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提出一种隧道LSP确定的方法、设备和存储介质，旨在部署VPN业务时，规避现有CSPF算法缺陷，从全局网络范围内考虑网络流量资源分配和性能优化问题，以在带宽不充足的环境中更快更多地完成每一隧道的LSP的确定工作。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种隧道LSP确定的方法，所述方法包括以下步骤：创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽；按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

为实现上述目的，本发明实施例还提出了一种隧道LSP确定的装置，所述装置包括：隧道创建模块，用于创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽；LSP路径确定模块，用于按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

本发明实施例提出的隧道LSP确定的方法及装置，其在部署VPN业务时，按所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一隧道进行标签交换路径LSP算路，即优先通过CSPF算法对所需带宽最大的隧道进行LSP算路，确保VPN业务部署时路径确定成功时，每一隧道均有路可走，即确定好每一隧道的LSP。可见，本技术方案，其可在部署VPN业务时，规避现有CSPF算法缺陷，从全局网络范围内考虑网络流量资源分配和性能优化问题，以在带宽不充足的环境中更快更多地完成每一隧道的LSP的确定工作。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的隧道LSP确定的方法的流程图。

图2是图1所示隧道LSP确定的方法步骤S110的具体流程图。

图3是本发明实施例在路由设备AB和AC之间部署三层VPN业务的简图。

图4是本发明实施例路由设备A、B、C所在组网和路径剩余带宽的示意图。

图5是本发明实施例路由设备A、B、C所在组网以及AB间的隧道与AC间的隧道的可选路径的示意图。

图6是图1所示隧道LSP确定的方法步骤S120的具体流程图。

图7是图1所示隧道LSP确定的方法的又一流程图。

图8是图7所示隧道LSP确定的方法步骤S130的具体流程图。

图9是本发明实施例二提供的隧道LSP确定的装置的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特有的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种VPN业务部署时路径确定的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S110：创建多个隧道，并设置每一隧道的所需带宽。

具体地，如图2所示，该步骤“创建多个隧道，并设置每一隧道的所需带宽”具体包括：

步骤S111：部署VPN业务，并在该VPN业务上配置多个业务接入点。

步骤S112：在多个业务接入点之间创建多个隧道，并设置每一隧道的所需带宽。

具体体现为，在通过SDN控制器VPN业务全局部署时，需要针对承载VPN业务的TE(Traffic Engineering)隧道进行LSP(Label Switched Path，标签交换路径)算路。一般而言，该VPN业务可为两层VPN(Level2 Virtual Private Network)业务，亦可为三层VPN(Level3 Virtual Private Network)业务，两层VPN业务指的是交换机式VPN业务(包括VPWS，VPLS)，三层VPN业务(L3vpn)指的是路由器式VPN业务。根据实际业务需要，配置相应层数的VPN业务，同时，配置相应数目的业务接入点、在配置好的多个业务接入点之间创建相应数目的隧道以及对创建好的隧道设置好所需的所需带宽，所需带宽的大小设置主要根据隧道两端的业务接入点之间数据通信需求进行设置，即两端的业务接入点之间的需求通信的数据越多，则两者之间的隧道所需带宽设置越大，以满足两者之间的数据通信需求。

如图3所示，以SDN控制器要部署三层VPN(Level3 Virtual Private Network)业务为例，在部署VPN业务的同时创建隧道，配置三个业务接入点：A点、B点和C点，同时，在AB之间、AC之间创建隧道，并将AB之间的隧道设置8GB带宽，AC之间的隧道设置6GB带宽，而且每一隧道的业务优先级一样(即隧道之间，不能相互抢占带宽)。

步骤S120：按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一隧道进行LSP算路，以确定每一隧道的LSP。

具体地，假如三个路由器设备A、B、C所在的实际组网链路如图4所示：AB之间最短路径为四跳(跳：距离单位，数据经过一个路由设备算为转发一跳)。AC最短路径为三跳。图中虚线路段剩余带宽7GB，图中粗实线路段剩余带宽10GB，其他节点间带宽足够。现有方案中，由于各隧道间的优先级相同，其在进行LSP算路时，并没有规律要先算那个隧道的LSP，如图5所示，如果先算AC间的隧道的LSP(带宽6GB)，根据CSPF算法的最短路径优先原则进行算路，SDN控制器先算出AC之间的隧道的LSP1会走下面路径①，占用6GB带宽，然后在算AB间的隧道的LSP(带宽8GB)时，发现图中虚线路段的剩余带宽不够(只有7G)，图中粗实线路段的剩余带宽也不够(只有4G：10G有6G被AC之间的隧道的LSP1占用)，这样一来，导致AB间的隧道的LSP带宽不够，无路可走，算路失败，需要重新进行算路，导致整个VPN业务的部署时间大大增多。而我们在实践中可知，如果先算带宽大的隧道的LSP时，算路失败，那么这个VPN业务肯定不可能部署成功，带宽小的隧道的LSP可以不用算，节省处理时间，如果先算大带宽的隧道的LSP，算路成功，后来算带宽小的隧道的LSP，算路失败，那么就算倒过来先算小带宽隧道LSP路径也没有用。基于此，本发明实施例的方法步骤中，在通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行标签交换路径LSP算路前，先按照所需带宽由大到小对多个隧道进行排序，再按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行标签交换路径LSP算路，以确定每一隧道的LSP。

如图6所示，该步骤“按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一隧道进行LSP算路，以确定每一隧道的LSP”具体包括：

步骤S121：根据每一隧道设置的所需带宽，对多个隧道进行由大到小的排序。

具体地，使用SDN控制器进行三层VPN业务部署时路径确定时，SDN控制器在执行多个隧道的LSP计算前，可以先将隧道的LSP算路请求按照所需带宽的大小进行排序，以便后续步骤先算所需带宽大的隧道的LSP。即在隧道创建LSP算路时候，SDN控制器在将多个隧道的LSP算路任务交给算路模块前，按照带宽由大到小顺序进行排序，以在进行LSP算路时，先算带宽大的LSP隧道，再算带宽小的隧道LSP路径。

步骤S122：按排序依次通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

具体地，按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行LSP算路，得出每一隧道的LSP。例如：先算所需带宽大的AB间的隧道，AB间的隧道的LSP2就会走路径③，后算占用带宽小AC间的隧道的LSP1，这样AC间的隧道的LSP1会走路径②，这样就能算路成功，三层VPN业务就能下发成功。

这样安排的好处是：如果所需带宽大的隧道的LSP计算失败，那么后面AC间的隧道的LSP1就不用算路了，这个三层VPN业务肯定就不能部署成功，既可以减少算路次数，也可以规避CSPF的不足之处。因而，按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行LSP算路的过程中，需在当前隧道的LSP算路失败时，直接宣告该VPN业务部署时路径确定失败，不再进行下一隧道的LSP算路。

这样一来，如果先算所需带宽大的隧道的LSP时算路失败，那么这个VPN业务肯定不可能部署成功，所需带宽小的隧道的LSP可以不用算，节省处理时间。如果先算所需带宽大的隧道的LSP算成功，后来算所需带宽小的隧道的LSP算路失败，那么就算倒过来先算所需带宽小的隧道的LSP也没有用。可见，VPN部署创建隧道时，多个隧道的LSP同时算路时，本发明实施例中先算占用带宽大的隧道LSP是最优方案。

另外，如图7所示，本实施例中的还包括以下步骤：

步骤S130：当该VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务。

具体地，如图8所示，该步骤“当该VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务”具体包括：

步骤S131：当该VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道按照所需带宽由大到小进行排序。

步骤S132：按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一业务中断隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务。

在网络拓扑变化时，例如设备间某一条链路断连后，那么原来经过这条链路的多个业务中断隧道的LSP都需要重新算路。多个业务中断隧道的LSP重算路时候，既要避免出现上述提到的现有方案导致的算路失败的问题，同时又要尽可能多的多算路，才能将链路断连故障带来的业务中断损失降到最小。这个时候除了先排序，即“当该VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道按照所需带宽由大到小进行排序”，以先算所需带宽大的隧道的LSP再算所占用带宽小的隧道LSP，还需要进行多次重算，将多次重算结果来做比较，然后取最优结果来恢复中断的隧道业务，即“以任一业务中断隧道为起点，多次按序循环通过约束最短路径优先CSPF算法对每一业务中断隧道重新进行LSP算路，得出恢复业务中断隧道的数量最多的业务中断恢复方案”。

例如：有四条隧道的LSP需要重算路，所需带宽由大到小排列的顺序为LSP1>LSP2>LSP3>LSP4。

在算路前还是需要按所需带宽的大小先排序，先算LSP1，如果LSP1的带宽满足不了，算路失败了，那么再次执行LSP重算，第二次重算的时候将LSP1排除在外，不需要重算，第二次先算LSP2，再算LSP3，LSP4。如果LSP1和LSP2算路成功，LSP3和LSP4算路失败，那么再次重算时将占用带宽大的LSP1排在算路队列的末尾，重算顺序改为：LSP2，LSP3，LSP4，LSP1。(最大重算次数为4)，然后比较哪次算路成功的LSP条数最多，在实际比对算路结果的时候，以算路成功的LSP条数最多的结果为准恢复隧道LSP。如果存在算路成功LSP条数相同情况，优先考虑带宽较小的隧道LSP进行恢复，这样就能保证尽可能多的恢复中断业务，又可以避免出现上述提到的现有方案导致的算路失败的问题。

实施例二

如图9所示，本发明实施例二提供一种隧道LSP路径确定的装置100，该装置100包括隧道创建模块110以及LSP路径确定模块120。

其中，隧道创建模块110用于创建多个隧道，并设置每一隧道的所需带宽。

具体地，该隧道创建模块110包括VPN业务部署单元111与隧道建立单元112，

VPN业务部署单元111主要用于部署VPN业务，并在该VPN业务上配置多个业务接入点。隧道建立单元112主要用于在多个业务接入点之间创建多个隧道，并设置每一隧道的所需带宽。

LSP确定模块120用于按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一隧道进行LSP算路，以确定每一隧道的LSP。具体地，该LSP路径确定模块120包括隧道排序单元121以及LSP算路单元122，隧道排序单元121主要用于根据每一隧道设置的所需带宽，对多个隧道进行由大到小的排序。LSP算路单元122用于按隧道排序单元121的排序依次通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行LSP算路，以确定每一隧道的LSP。

如图3所示，以隧道创建模块110要部署三层VPN(Level3 Virtual PrivateNetwork)业务为例，其VPN业务部署单元111在部署VPN业务时，配置三个业务接入点：A点、B点和C点，同时，隧道建立单元112在AB之间、AC之间创建隧道，并将AB之间的隧道设置8GB带宽，AC之间的隧道设置6GB带宽，而且每一隧道的业务优先级一样(即隧道之间，不能相互抢占带宽)。紧接着，LSP确定模块120开始隧道LSP确定工作，其隧道排序单元121按所需带宽大小，对AB之间的隧道、AC之间的隧道进行由大到小的排序，使得AB之间的隧道排在AC之间的隧道之前，此时，LSP算路单元122按照这一排序依次通过约束最短路径优先CSPF算法对AB之间的隧道、AC之间的隧道进行LSP算路，以依次确定AB之间的隧道LSP、AC之间的隧道。如图5所示，先算所需带宽大的AB间的隧道，AB间的隧道的LSP2就会走路径③，后算占用带宽小AC间的隧道的LSP1，这样AC间的隧道的LSP1会走路径②，这样就能算路成功，三层VPN业务就能下发成功。

这样安排的好处是：如果所需带宽大的隧道的LSP计算失败，那么后面AC间的隧道的LSP1就不用算路了，这个三层VPN业务肯定就不能部署成功，既可以减少算路次数，也可以规避CSPF的不足之处。因而，当LSP算路单元122按排序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一隧道进行LSP算路的过程中，需在当前隧道的LSP算路失败时，直接宣告该VPN业务部署时路径确定失败，不再进行下一隧道的LSP算路。

这样一来，如果先算所需带宽大的隧道的LSP时算路失败，那么这个VPN业务肯定不可能部署成功，所需带宽小的隧道的LSP可以不用算，节省处理时间。如果先算所需带宽大的隧道的LSP算成功，后来算所需带宽小的隧道的LSP算路失败，那么就算倒过来先算所需带宽小的隧道的LSP也没有用。可见，VPN部署创建隧道时，多个隧道的LSP同时算路时，本发明实施例中先算占用带宽大的隧道LSP是最优方案。

另外，在网络拓扑变化时，例如设备间某一条链路断连后，那么原来经过这条链路的多个业务中断隧道的LSP都需要重新算路。多个业务中断隧道的LSP重算路时候，既要避免出现上述提到的现有方案导致的算路失败的问题，同时又要尽可能多的多算路，才能将链路断连故障带来的业务中断损失降到最小。这个时候除了先通过隧道排序单元12进行排序，即当该VPN业务的网络拓扑发生变化时，通过隧道排序单元12对多个业务中断隧道按照所需带宽由大到小进行排序，以通过LSP算路单元122先算所需带宽大的隧道的LSP再算所占用带宽小的隧道LSP，还需要进行多次重算，将多次重算结果来做比较，然后取最优结果来恢复中断的隧道业务，即以任一业务中断隧道为起点，多次按序循环通过约束最短路径优先CSPF算法对每一业务中断隧道重新进行LSP算路，得出恢复业务中断隧道的数量最多的业务中断恢复方案。

例如：有四条隧道的LSP需要重算路，所需带宽由大到小排列的顺序为LSP1>LSP2>LSP3>LSP4。

在算路前还是需要通过LSP算路单元122按所需带宽的大小先排序，以通过LSP算路单元122先算LSP1，如果LSP1的带宽满足不了，算路失败了，那么再次执行LSP重算，第二次重算的时候将LSP1排除在外，不需要重算，第二次先算LSP2，再算LSP3，LSP4。如果LSP1和LSP2算路成功，LSP3和LSP4算路失败，那么再次重算时将占用带宽大的LSP1排在算路队列的末尾，重算顺序改为：LSP2，LSP3，LSP4，LSP1。(最大重算次数为4)，然后比较哪次算路成功的LSP条数最多，在实际比对算路结果的时候，以算路成功的LSP条数最多的结果为准恢复隧道LSP。如果存在算路成功LSP条数相同情况，优先考虑带宽较小的隧道LSP进行恢复，这样就能保证尽可能多的恢复中断业务，又可以避免出现上述提到的现有方案导致的算路失败的问题。

本发明实施例提出的隧道LSP确定的方法及装置，其在部署VPN业务时，按所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一隧道进行标签交换路径LSP算路，即优先通过CSPF算法对所需带宽最大的隧道进行LSP算路，确保VPN业务部署时路径确定成功时，每一隧道均有路可走，即确定好每一隧道的LSP。可见，本技术方案，其可在部署VPN业务时，规避现有CSPF算法缺陷，从全局网络范围内考虑网络流量资源分配和性能优化问题，以在带宽不充足的环境中更快更多地完成每一隧道的LSP的确定工作。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道标签交换路径LSP确定的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽；

按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽的步骤具体包括：

部署VPN业务，并在所述VPN业务上配置多个业务接入点；

在多个所述业务接入点之间创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一所述隧道进行标签交换路径LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP的步骤具体包括：

根据每一所述隧道设置的所需带宽，对所述多个隧道进行由大到小的排序；

按所述排序依次通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按所述排序依次通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP的步骤具体包括：。

按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述隧道进行LSP算路，并在当前所述隧道的LSP算路失败时，直接宣告整个隧道LSP确定失败，不再执行下一所述隧道的LSP算路。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一所述隧道进行标签交换路径LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP的步骤之后，还包括以下步骤：

当所述VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务的步骤具体包括：

当所述VPN业务的网络拓扑发生变化时，对多个业务中断隧道按照所需带宽由大到小进行排序；

按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述业务中断隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按序通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述业务中断隧道隧道重新进行LSP算路，以恢复中断业务的步骤具体包括：

以任一所述业务中断隧道为起点，多次按序循环通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述业务中断隧道重新进行LSP算路，得出恢复所述业务中断隧道的数量最多的业务中断恢复方案。

8.一种隧道标签交换路径LSP确定的装置，其特征在于，所述装置包括：

隧道创建模块，用于创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽；

LSP确定模块，用于按照所需带宽由大到小的顺序通过约束最短路径优先CSPF算法依次对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所隧道创建模块述包括：

VPN业务部署单元，用于部署VPN业务，并在所述VPN业务上配置多个业务接入点；

隧道建立单元，用于在多个所述业务接入点之间创建多个隧道，并设置每一所述隧道的所需带宽。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述LSP确定模块包括：

隧道排序单元，用于根据每一所述隧道设置的所需带宽，对所述多个隧道进行由大到小的排序；

LSP算路单元，用于按所述排序依次通过约束最短路径优先CSPF算法对每一所述隧道进行LSP算路，以确定每一所述隧道的LSP。

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