CN113726560B - 一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置 - Google Patents

一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置，其中，该方法包括：通过BGP‑LS协议对网络设备级拓扑进行收集；按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型；依据上述的省级节点拓扑模型，在新增链路的约束条件下结合流量路径遵循最短路径原则，形成metric值计算模型；通过上述的metric值计算模型，计算出新增链路的metric值范围，并最终形成metric值建议。该方法及装置可即时收集网络设备级拓扑，可即时算出网络链路metric值范围，以及可支持承载流量和不承载流量双重约束。

Description

一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置
技术领域
本发明涉及运营商的骨干网领域，尤其是一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置。
背景技术
在运营商的骨干网中，当在两个省节点间增加链路时需要对链路的metric值进行设置，来保证该链路分担哪些省的流量，以及不分担哪些省的流量。现在的手段完全是通过人工的经验对metric进行猜测，这种猜测往往伴随着不确定性和危险性，增加了对网络运维人员的要求，且效率低下。
发明内容
为解决人工设置链路的metric值存在的上述问题，本发明提供一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置，采用对现网设备拓扑的抽象，形成节点模型并利用算法自动计算出在要求范围内的metric值来降低运维成本和复杂度，并提升准确度和效率。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
在本发明一实施例中，提出了一种运营商骨干链路metric值建议获取方法，该方法包括：
通过BGP-LS协议对网络设备级拓扑进行收集；
按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型；
依据上述的省级节点拓扑模型，在新增链路的约束条件下结合流量路径遵循最短路径原则，形成metric值计算模型；
通过上述的metric值计算模型，计算出新增链路的metric值范围，并最终形成metric值建议。
进一步地，按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型，包括：
将省级节点内部链路的metric值忽略，并将省间的多条链路简化形成单条链路，形成省级节点拓扑模型。
进一步地，新增链路的约束条件是依据新增链路要承载某省到某省的流量，以及不要承载某省到某省的流量形成的。
进一步地，metric值计算模型为，包括：
已知不存在新增链路Pab时的所有点之间的最短路径；
当存在新增链路Pab时，一部分点到点之间的最短路径过Pab，一部分点到点之间的最短路径不过Pab，求Pab的metric值范围；
SPxa是从x到A的最短路径，SPby是从B到y的最短路径，SPxy是不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径。
进一步地，新增链路的metric值范围的计算方法，包括：
(1)当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径要过Pab，则：
xy间的新最短路径SPxy_new＝SPxa+SPby+Pab或者SPxy_new＝SPxb+SPay+Pba；
当SPxy_new<＝SPxy时，SPxy_new过Pab，故Pab<＝SPxy-(SPxa+SPby)或者Pba<＝SPxy-(SPxb+SPay)；
计算时，选择(SPxb+SPay)和(SPxa+SPby)中较小的一个即可；
如果需要有n条点到点的最短路径过Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最小值；
(2)当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径不过Pab，则：
将上述通过的metric值排除后，即可获取不通过的所需要的metric值，即Pab>SPxy-(SPxa+SPby)；
如果需要有n条点到点的最短路径不过Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最大值；
(3)最大值和最小值合并出区间，即为合理区间；
如果合并的区间不存在，则不存在合理的metric值满足输入条件。
在本发明一实施例中，还提出了一种运营商骨干链路metric值建议获取装置，该装置包括：
网络设备级拓扑收集模块，用于通过BGP-LS协议对网络设备级拓扑进行收集；
省级节点拓扑归结模块，用于按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型；
metric值计算模块，用于依据上述的省级节点拓扑模型，在新增链路的约束条件下结合流量路径遵循最短路径原则，形成metric值计算模型，计算出新增链路的metric值范围，并最终形成metric值建议。
进一步地，省级节点拓扑归结模块，具体用于：
将省级节点内部链路的metric值忽略，并将省间的多条链路简化形成单条链路，形成省级节点拓扑模型。
进一步地，新增链路的约束条件是依据新增链路要承载某省到某省的流量，以及不要承载某省到某省的流量形成的。
进一步地，metric值计算模型，包括：
已知不存在新增链路Pab时的所有点之间的最短路径；
当存在新增链路Pab时，一部分点到点之间的最短路径过Pab，一部分点到点之间的最短路径不过Pab，求Pab的metric值范围；
SPxa是从x到A的最短路径，SPby是从B到y的最短路径，SPxy是不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径。
进一步地，新增链路的metric值范围的计算方法，包括：
(1)当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径要过Pab，则：
xy间的新最短路径SPxy_new＝SPxa+SPby+Pab或者SPxy_new＝SPxb+SPay+Pba；
当SPxy_new<＝SPxy时，SPxy_new过Pab，故Pab<＝SPxy-(SPxa+SPby)或者Pba<＝SPxy-(SPxb+SPay)；
计算时，选择(SPxb+SPay)和(SPxa+SPby)中较小的一个即可；
如果需要有n条点到点的最短路径过Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最小值；
(2)当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径不过Pab，则：
将上述通过的metric值排除后，即可获取不通过的所需要的metric值，即Pab>SPxy-(SPxa+SPby)；
如果需要有n条点到点的最短路径不过Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最大值；
(3)最大值和最小值合并出区间，即为合理区间；
如果合并的区间不存在，则不存在合理的metric值满足输入条件。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述运营商骨干链路metric值建议获取方法。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行运营商骨干链路metric值建议获取方法的计算机程序。
有益效果：
1、本发明可以即时收集网络设备级拓扑。
2、本发明可以即时计算出网络链路metric值范围，并最终形成metric值建议。
3、本发明可以支持承载流量和不承载流量双重约束。
附图说明
图1是本发明一实施例的运营商骨干链路metric值建议获取方法流程示意图；
图2是本发明一实施例的骨干网设备之间的所有设备采用IGP协议连接示意图；
图3是本发明一实施例的省级节点拓扑归结示意图；
图4是本发明一实施例的metric值计算模型示意图；
图5是本发明一实施例的算法实例图；
图6是本发明一实施例的运营商骨干链路metric值建议获取装置结构示意图；
图7是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置，在运营商的骨干网新增链路模型中，利用BGP-LS协议收集网络设备级拓扑，并对网络设备级拓扑进行抽象，形成省节点拓扑模型，并使用最短路径算法，构建metric计算模型，最终依据约束条件自动计算出新增链路合理的metric值。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1是本发明一实施例的运营商骨干链路metric值建议获取方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
1、网络设备级拓扑收集
如图2所示，骨干网设备的所有设备之间采用IGP协议进行连接，因此可以采集BGP-LS协议对网络设备级拓扑进行收集；由于省内的链路metric值要远远小于省级间链路metric值，且两个省之间的链路metric值相等，因此可以将省内链路metric值忽略，并将省间的链路进行简化，形成网络省间拓扑。
2、省级节点拓扑归结
按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，即通过忽略省级节点内部的链路metric值，并将省间的多条链路形成单条链路，形成如图3所示的省级节点拓扑模型。
3、约束条件
实际场景：新增链路需要承载某省到某省的流量，以及不承载某省到某省的流量形成约束条件。
流量路径遵循最短路径原则，转换后的条件：新增链路后，链路经过了某省到某省的最短路径，链路不经过某省到某省的最短路径。
4、metric值计算模型
实际场景：需要求出在省级节点间增加链路后，需要承载哪些方向的流量，以及不承载哪些方向的流量。
依据实际场景和上述的省级节点拓扑模型以及流量路径遵照最短路径原则，可以将实际场景抽象为如图4所示：
a、已知不存在新增链路Pab时的所有点之间的最短路径；
b、当存在新增链路Pab时，一部分点到点之间的最短路径过Pab，一部分点到点之间的最短路径不过Pab，求Pab的metric值范围；
c、SPxa是从x到A的最短路径，SPby是从B到y的最短路径；
d、SPxy是不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径。
5、metric值范围的计算方法
a、当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径要过Pab，则：
(i)xy间的新最短路径SPxy_new＝SPxa+SPby+Pab或者SPxy_new＝SPxb+SPay+Pba；由于只有在SPxy_new<＝SPxy时，SPxy_new才会过Pab，因此Pab<＝SPxy-(SPxa+SPby)或者Pba<＝SPxy-(SPxb+SPay)；但可以根据(SPxb+SPay)和(SPxa+SPby)来确定选择哪个表达式作为计算依据，选择(SPxb+SPay)和(SPxa+SPby)中较小的一个，因为只有较小的一个才可能成为最短路径；
(ii)如果需要有n条，点到点的最短路径过Pab，则只需将相关的条件做合并处理，取其中最小值；
b、当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径不过Pab，则：
(i)只需将上述通过的metric值排除后，即可获取不通过的所需要的metric值，即Pab>SPxy-(SPxa+SPby)；
(ii)如果需要有n条，点到点的最短路径不过Pab，则只需将相关的条件做合并处理，取其中最大值；
c、最大值和最小值合并出区间，即为合理区间；
(i)如果合并的区间不存在，则不存在合理的metric值满足输入条件。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
为了对上述运营商骨干链路metric值建议获取方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
算法实例：
如图5所示，A,B,C,D,E五个点之间的metric值如图，现在需要在B-D之间增加链路，要求改链路A到C之间的最短路径，并不承载A-D之间的最短路径，求B-D的合理Metric区间。
计算过程如下：
a、依据最短路径算法可以得到初始条件：
SPab＝2(A到B的最短路径)；
SPac＝5(A到C的最短路径)；
SPad＝3(A到D的最短路径)；
SPdc＝1(D到C的最短路径)；
SPdd＝0(D到D的最短路径)；
b、承载(过)A到C的要求：
SPab+Pbd(bd线段长度)+sPdc<＝SPac；
2+Pbd+1<＝5；
Pdb<＝2；
c、不承载(不过)A到D的要求：
SPab+Pbd(bd线段长度)+sPdd>SPad；
2+Pbd+0>3；
Pbd>1；
d、对两个条件进行合并得到：
1<Pbd<＝2；
在这个取值范围内可达到要求。
基于同一发明构思，本发明还提出一种运营商骨干链路metric值建议获取装置。该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图6是本发明一实施例的运营商骨干链路metric值建议获取装置结构示意图。如图6所示，该装置包括：
网络设备级拓扑收集模块101，用于通过BGP-LS协议对网络设备级拓扑进行收集；
省级节点拓扑归结模块102，用于按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型；具体如下：
将省级节点内部链路的metric值忽略，并将省间的多条链路简化形成单条链路，形成省级节点拓扑模型；
metric值计算模块103，用于依据上述的省级节点拓扑模型，在新增链路要承载某省到某省的流量，以及不要承载某省到某省的流量形成的约束条件下结合流量路径遵循最短路径原则，形成metric值计算模型，计算出新增链路的metric值范围，并最终形成metric值建议；
metric值计算模型，包括：
已知不存在新增链路Pab时的所有点之间的最短路径；
当存在新增链路Pab时，一部分点到点之间的最短路径过Pab，一部分点到点之间的最短路径不过Pab，求Pab的metric值范围；
SPxa是从x到A的最短路径，SPby是从B到y的最短路径，SPxy是不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径；
新增链路的metric值范围的计算方法，包括：
(1)当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径要过Pab，则：
xy间的新最短路径SPxy_new＝SPxa+SPby+Pab或者SPxy_new＝SPxb+SPay+Pba；
当SPxy_new<＝SPxy时，SPxy_new过Pab，故Pab<＝SPxy-(SPxa+SPby)或者Pba<＝SPxy-(SPxb+SPay)；
计算时，选择(SPxb+SPay)和(SPxa+SPby)中较小的一个即可；
如果需要有n条点到点的最短路径过Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最小值；
(2)当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径不过Pab，则：
将上述通过的metric值排除后，即可获取不通过的所需要的metric值，即Pab>SPxy-(SPxa+SPby)；
如果需要有n条点到点的最短路径不过Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最大值；
(3)最大值和最小值合并出区间，即为合理区间；
如果合并的区间不存在，则不存在合理的metric值满足输入条件。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了运营商骨干链路metric值建议获取装置的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图7所示，本发明还提出一种计算机设备200，包括存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的计算机程序230，处理器220执行计算机程序230时实现前述运营商骨干链路metric值建议获取方法。
基于前述发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述运营商骨干链路metric值建议获取方法的计算机程序。
本发明提出的运营商骨干链路metric值建议获取方法及装置，可即时收集网络设备级拓扑，可即时算出网络链路metric值范围，以及可支持承载流量和不承载流量双重约束。
本发明中涉及到的一些名词说明如下：
1、IGP(interior Gateway Protocols)：内部网关协议用于同一个自治系统内交换路由信息。
2、运营骨干网通常为一个IGP域。
3、IGP域内的路径遵守最短路径算法。
4、BGP-LS可以通过BGP协议收集网络中的IGP数据库信息。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种运营商骨干链路metric值建议获取方法，其特征在于，该方法包括：
通过BGP-LS协议对网络设备级拓扑进行收集；
按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型；
依据上述的省级节点拓扑模型，在新增链路的约束条件下结合流量路径遵循最短路径原则，形成metric值计算模型；新增链路的约束条件是依据新增链路要承载某省到某省的流量，以及不要承载某省到某省的流量形成的；metric值计算模型，包括：
已知不存在新增链路Pab时的所有点之间的最短路径；
当存在新增链路Pab时，一部分点到点之间的最短路径过Pab，一部分点到点之间的最短路径不过Pab，求Pab的metric值范围；
SPxa是从x到A的最短路径，SPby是从B到y的最短路径，SPxy是不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径；
通过上述的metric值计算模型，计算出新增链路的metric值范围，并最终形成metric值建议；新增链路的metric值范围的计算方法，包括：
（1）当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径要过新增链路Pab，则：
xy间的新最短路径SPxy_new=从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby+从A到B的路径Pab或者xy间的新最短路径SPxy_new=从x到B的最短路径SPxb+从A到y的最短路径SPay+从B到A的路径Pba；
当xy间的新最短路径SPxy_new<=不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy时，xy间的新最短路径SPxy_new过新增链路Pab，故从A到B的路径Pab<=不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy-（从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby）或者从B到A的路径Pba<=不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy-（从x到B的最短路径SPxb+从A到y的最短路径SPay）；
计算时，选择（从x到B的最短路径SPxb+从A到y的最短路径SPay）和（从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby）中较小的一个；
如果需要有n条点到点的最短路径过新增链路Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最小值；
（2）当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径不过新增链路Pab，则：
将上述通过的metric值排除后，获取不通过的所需要的metric值，即新增链路Pab>不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy-（从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby）；
如果需要有n条点到点的最短路径不过新增链路Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最大值；
（3）最大值和最小值合并出区间，即为合理区间；
如果合并的区间不存在，则不存在合理的metric值满足输入条件。
2.根据权利要求1所述的运营商骨干链路metric值建议获取方法，其特征在于，按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型，包括：
将省级节点内部链路的metric值忽略，并将省间的多条链路简化形成单条链路，形成省级节点拓扑模型。
3.一种运营商骨干链路metric值建议获取装置，其特征在于，该装置包括：
网络设备级拓扑收集模块，用于通过BGP-LS协议对网络设备级拓扑进行收集；
省级节点拓扑归结模块，用于按照网络设备的省级节点的归属，对网络设备级拓扑进行归结，形成省级节点拓扑模型；
metric值计算模块，用于依据上述的省级节点拓扑模型，在新增链路的约束条件下结合流量路径遵循最短路径原则，形成metric值计算模型，计算出新增链路的metric值范围，并最终形成metric值建议；新增链路的约束条件是依据新增链路要承载某省到某省的流量，以及不要承载某省到某省的流量形成的；metric值计算模型，包括：
已知不存在新增链路Pab时的所有点之间的最短路径；
当存在新增链路Pab时，一部分点到点之间的最短路径过Pab，一部分点到点之间的最短路径不过Pab，求Pab的metric值范围；
SPxa是从x到A的最短路径，SPby是从B到y的最短路径，SPxy是不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径；
新增链路的metric值范围的计算方法，包括：
（1）当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径要过新增链路Pab，则：
xy间的新最短路径SPxy_new=从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby+从A到B的路径Pab或者xy间的新最短路径SPxy_new=从x到B的最短路径SPxb+从A到y的最短路径SPay+从B到A的路径Pba；
当xy间的新最短路径SPxy_new<=不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy时，xy间的新最短路径SPxy_new过新增链路Pab，故从A到B的路径Pab<=不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy-（从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby）或者从B到A的路径Pba<=不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy-（从x到B的最短路径SPxb+从A到y的最短路径SPay）；
计算时，选择（从x到B的最短路径SPxb+从A到y的最短路径SPay）和（从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby）中较小的一个；
如果需要有n条点到点的最短路径过新增链路Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最小值；
（2）当存在新增链路Pab时，xy间的最短路径不过新增链路Pab，则：
将上述通过的metric值排除后，获取不通过的所需要的metric值，即新增链路Pab>不存在新增链路Pab时，xy间的最短路径SPxy-（从x到A的最短路径SPxa+从B到y的最短路径SPby）；
如果需要有n条点到点的最短路径不过新增链路Pab，则将相关的条件做合并处理，取其中最大值；
（3）最大值和最小值合并出区间，即为合理区间；
如果合并的区间不存在，则不存在合理的metric值满足输入条件。
4.根据权利要求3所述的运营商骨干链路metric值建议获取装置，其特征在于，所述省级节点拓扑归结模块，具体用于：
将省级节点内部链路的metric值忽略，并将省间的多条链路简化形成单条链路，形成省级节点拓扑模型。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-2中任一项所述方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1-2中任一项所述方法的计算机程序。
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