CN116016202A - 一种基于孪生pce的网络故障模拟方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法和系统，方法包括：孪生PCE通过获取真实网络配置，生成控平的孪生网络配置模型，并通过该孪生网络配置模型的数据转换生成每一个孪生PCC节点的配置；孪生PCE转发不同孪生PCC节点之间的TEST消息，以使孪生PCC节点验证节点之间TEST消息的正确性，来发现孪生网络之间的拓扑；孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务，并向每一个控平的孪生PCC节点反写资源和业务数据，以完成孪生拓扑的虚拟构建；基于虚拟构建的孪生拓扑，通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE。本发明可以利用孪生网络进行故障的自动模拟和恢复路径的生成并应用到现网。

Description

一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术光传输技术领域，尤其涉及一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法和系统。

背景技术

对于传统的OTN(Optical Transport Network，光传送网)传输网络，通过WSON(Wavelength Switched Optical Network，基于WDM传输网的ASON)进行智能的保护和恢复是一种常用的方法，由于WSON的网络恢复需要进行路由的计算，并且计算全网不冲突的最优解是比较消耗资源和时间的，如果能不消耗现网资源的情况下进行故障的提前预测和规划验证，可以提升网络多次断纤的恢复能力。

随着智慧光网的提出和发展，光网络不再停留在传统的保护和恢复层面，而是更进一步希望具备AI预测和故障模拟、网络自愈的自动驾驶能力，而随着管控一体的集中式算路单元PCE(Path Computation Element，路径计算单元)的发展和应用，通过对真实网络使用PCE孪生技术可以衍生出孪生网络，在孪生网络中可以非常安全的进行故障智能模拟、网络预测、网络验证等众多的智能点，这是本领域发展前进的方向。

但是对于上述发展方向，现有技术还并未将其实现，这主要是因为存在以下几个技术问题没有解决：

1、现实网络和孪生网络的隔离和数据同步。

2、不依赖现网设备进行孪生拓扑的生成、故障上报。对于孪生网络来说，难点是缺乏分布式控平的设备数据，难以进行真实的设备数据模拟和验证，孪生网络不能依靠实际设备进行链路TEST消息验证进行链路发现、资源发现流程。

3、传统的PCE(算路服务器)只支持路径的实时计算和下发，不支持故障预测和模拟计算。

鉴于此，如何克服上述现有技术所存在的技术问题是本技术领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述现有技术中的存在的技术问题，提供一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法和系统，实现利用孪生网络进行故障的自动模拟和恢复路径的生成并应用到现网。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法，包括：

孪生PCE通过获取真实网络配置，生成控平的孪生网络配置模型，并通过该孪生网络配置模型的数据转换生成每一个孪生PCC节点的配置；

孪生PCE转发不同孪生PCC节点之间的TEST消息，以使孪生PCC节点验证节点之间TEST消息的正确性，来发现孪生网络之间的拓扑；

孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务，并向每一个控平的孪生PCC节点反写资源和业务数据，以完成孪生拓扑的虚拟构建；

基于虚拟构建的孪生拓扑，通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE。

进一步的，所述孪生网络配置模型包含真实PCC节点的数目、网元IP、设备型号、框类型、单盘类型、端口、网元间和网元内连纤关系中的一种或多种。

进一步的，所述孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务，并向每一个控平的孪生PCC节点反写资源和业务数据，以完成孪生拓扑的虚拟构建具体包括：

孪生PCE收到资源同步数据时，根据资源所属的网元向各孪生PCC节点下发资源反写命令；其中，孪生PCC节点的资源的生成包括基础物理资源的抽象，以及增加了允许从孪生PCE对孪生PCC节点进行资源的划分操作；

孪生PCE收到业务同步数据时，根据业务源节点信息向源节点对应的孪生PCC节点下发业务反写命令，孪生PCC节点端通过信令流程，刷新业务数据；其中，孪生PCE在发送重路由建立的基础上，增加原始通道的刷新流程，将孪生系统和真实系统之间的所有业务都同步状态，孪生PCC节点通过对比本地数据和孪生PCE数据的差异，进行刷新、创建或更新操作。

进一步的，所述通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟具体包括：

根据全网拓扑，依次向孪生PCE发送构建链路断纤消息；

孪生PCE监测到控平的孪生PCC节点发起的断纤和业务请求计算消息后，进行路径计算，生成业务路径配置下发到孪生PCC节点；

孪生PCC节点通过信令协议，发起业务路径建立过程，并反馈结果给孪生PCE。

进一步的，所述收集故障恢复成功的数据发给真实PCE具体包括：

孪生PCE通过孪生PCC节点的业务上报，分析倒换结果，如果成功，则生成断纤点和恢复路径，发送给真实PCE存储起来，以作为预制恢复路径。

第二方面，本发明提供一种基于孪生PCE的网络故障模拟系统，用于实现如第一方面所述的方法，系统包括孪生网络和真实网络，其中：

所述真实网络包括由网管、真实PCE、分布式的真实PCC节点组成的MESH网络；

所述孪生网络包括虚拟的孪生PCE以及1:1的分布式孪生PCC节点，所述孪生PCC节点的所有物理配置、属性都保持和真实PCC节点一致，进行网络故障模拟时，通过孪生PCE以及孪生PCC节点进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE，以作为预制恢复路径；

所述真实网络的真实PCC节点和所述孪生网络的孪生PCC节点及孪生PCE之间不能通信，只有孪生PCE和真实PCE之间通过第三方中间件进行通信。

进一步的，所述孪生PCE包括设备孪生组件以及故障模拟组件，所述设备孪生组件用于在不依赖真实设备的情况下进行模拟设备孪生以生成设备数据，所述故障模拟组件用于故障的自动模拟和验证。

进一步的，所述设备孪生组件具体包括设备模拟模块、端口上报模块以及TEST消息收发模块，其中：

所述设备模拟模块用于将网络的真实设备中真实单盘虚拟化，模拟真实单盘的特性，用于和孪生PCC节点进行协议数据交互。

所述端口上报模块用于将单盘的端口上报到孪生PCC节点组成的控平，以使控平生成接口信息；

所述TEST消息收发模块用于转发节点之间的TEST消息，所述TEST消息收发模块在两个节点间有光纤连接并且存在光层业务时才实现透传，其传输由一个节点发起，另一个节点接收后上报。

进一步的，所述故障模拟组件具体包括自动化命令模块、故障模拟事件监听模块、MIB接口消息模块以及自动化结果分析模块，其中：

所述自动化命令模块用于在生成孪生拓扑后进行调用，通过MIB接口对链路进行故障设置，触发链路的故障上报；

所述故障模拟事件监听模块用于监测故障上报消息；

所述MIB接口消息模块用于在收到故障设置消息时调用，将MIB数据转换为协议模块的故障消息，使得孪生PCC节点的相应链路为故障状态；

所述自动化结果分析模块用于链路故障触发孪生PCC节点的业务发生倒换后，分析孪生PCE端收到的孪生PCC节点上报的业务结果是否符合预期。

进一步的，所述孪生PCE还包括业务控制管理模块、路径计算模块、服务端PCEP接口以及OSPF接口，其中：

所述业务控制管理模块用于在收到孪生PCC节点上报的链路故障消息后调用，通过分析该故障链路所承载的所有业务，控制这些业务发起重路由倒换流程。

所述路径计算模块用于对故障链路上的所有业务触发集中式路由计算；

所述服务端PCEP接口用于在孪生PCE和孪生PCC节点之间消息交互时调用，处理孪生PCC节点上报的链路和业务消息；

所述OSPF接口用于在收到链路路由信息时调用，处理孪生PCE和孪生PCC节点构成的MESH网络的链路状态路由泛洪信息。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、兼顾本地实时性处理和本地安全要求，孪生网络和真实网络是安全隔离的。

2、可以利用孪生网络代替了现网的真实设备，孪生网络和真实网络是1:1的。

3、用孪生网络可以在没有故障的情况下，进行AI预测，提前模拟计算故障的恢复路径，并且在孪生控平上进行验证，验证路径确实可用的情况下，再应用到真实网络。

4、将控平的不确定性变成确定性倒换，增强运维能力。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种基于孪生PCE的网络故障模拟系统的架构示意图；

图2为本发明实施例1提供的孪生PCE的架构示意图；

图3为本发明实施例1提供的设备孪生组件的模块结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的故障模拟组件的模块结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的孪生网络进行网络故障模拟的流程图；

图6为本发明实施例1提供的真实网络进行网络故障处理的流程图；

图7为本发明实施例2提供的一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法的流程图；

图8为本发明实施例2提供的孪生PCE和孪生PCC节点之间数据的反向构建图；

图9为本发明实施例2提供的步骤400的扩展流程图；

图10为本发明实施例2提供的资源、业务反写示例图；

图11为本发明实施例3提供的一种基于孪生PCE的网络故障模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，各个步骤在符合逻辑、不冲突的情况下也可以调换先后顺序。

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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例1提供一种基于孪生PCE的网络故障模拟系统，包括孪生网络和真实网络，其中，所述真实网络包括由网管、真实PCE也即算路服务器、分布式的真实PCC(Path Computation Client，路径计算客户端)节点也即算路请求客户端组成的MESH网络，真实PCE对应于图中左侧真实网络中的PCE1，真实PCC节点对应图中左侧真实网络中的ABCDE等节点；所述孪生网络包括虚拟的孪生PCE以及1:1的分布式孪生PCC节点，孪生PCE对应于图中右侧孪生网络中的PCE2，孪生PCC节点对应图中右侧孪生网络中的ABCDE等节点，所述孪生PCC节点的所有物理配置、属性都保持和真实PCC节点一致，进行网络故障模拟时，通过孪生PCE以及孪生PCC节点进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE，以作为预制恢复路径；另外需说明的是，所述真实网络的真实PCC节点和所述孪生网络的孪生PCC节点及孪生PCE之间不能通信，只有孪生PCE和真实PCE之间通过第三方中间件进行通信。

如图2所示，为孪生PCE的架构图，孪生PCE与孪生PCC节点之间通过SOCKET(套接字)通信，需要说明的是，孪生PCE和真实PCE的核心都是业务管理和路径计算能力。而孪生PCE和真实PCE的区别是孪生PCE新增了故障模拟组件和设备孪生组件，其中，所述设备孪生组件用于在不依赖真实设备的情况下进行模拟设备孪生以生成设备数据，所述故障模拟组件用于故障的自动模拟和验证。所述孪生PCE除了故障模拟组件和设备孪生组件，还包括与真实PCE一致的业务控制管理模块、路径计算模块、服务端PCEP接口以及OSPF接口，其中，所述业务控制管理模块用于在收到链路故障请求时，控制受影响的业务进行路径恢复，具体的，用于在收到孪生PCC节点上报的链路故障消息后调用，通过分析该故障链路所承载的所有业务，控制这些业务发起重路由倒换流程；所述路径计算模块用于对故障链路上的所有业务触发集中式路由计算；所述服务端PCEP接口用于在孪生PCE和孪生PCC节点之间进行PCEP协议消息交互处理，具体的，用于在孪生PCE和孪生PCC节点之间消息交互时调用，处理孪生PCC节点上报的链路和业务消息；所述OSPF接口用于处理孪生PCC节点和孪生PCE之间进行链路路由状态更新，具体的，用于在收到链路路由信息时调用，处理孪生PCE和孪生PCC节点构成的MESH网络的链路状态路由泛洪信息。

如图3所示，本实施例中孪生PCE的设备孪生组件具体包括设备模拟模块、端口上报模块以及TEST消息收发模块，其中：所述设备模拟模块用于对真实PCE的真实设备进行模拟以形成孪生PCE的孪生设备，具体的，主要用于将网络的真实设备中真实单盘虚拟化，模拟真实单盘的特性，用于和孪生PCC节点进行协议数据交互；所述端口上报模块用于将单盘的端口上报到孪生PCC节点组成的控平，以使控平生成接口信息；所述TEST消息收发模块用于转发节点之间的TEST消息，所述TEST消息收发模块在两个节点间有光纤连接并且存在光层业务时才实现透传，其传输由一个节点发起，另一个节点接收后上报。

如图4所示，本实施例中孪生PCE的故障模拟组件具体包括自动化命令模块、故障模拟事件监听模块、MIB接口消息模块以及自动化结果分析模块，其中，所述自动化命令模块用于在生成孪生拓扑后进行调用，通过MIB接口对链路进行故障设置，触发链路的故障上报；所述故障模拟事件监听模块用于监测故障上报消息；所述MIB接口消息模块用于在收到故障设置消息时调用，将MIB数据转换为协议模块的故障消息，使得孪生PCC节点的相应链路为故障状态；所述自动化结果分析模块用于链路故障触发孪生PCC节点的业务发生倒换后，分析孪生PCE端收到的孪生PCC节点上报的业务结果是否符合预期。

基于上述系统提供的各模块功能，本实施例系统的孪生网络可以进行网络故障模拟，而真实网络则可以应用孪生网络模拟后的恢复路径。

具体的，参考图5为本实施例孪生网络进行网络故障模拟的流程图，其过程如下。

首先，孪生PCE启动运行，然后请求网管设备数据，根据网管配置生成孪生PCC节点配置数据并启动孪生PCC节点，请求孪生PCE和真实(设备)PCE同步。在上述流程中，通过孪生PCE构建网络模型，基于真实设备的物理配置模型，反向构建孪生控平网元的物理配置，生成控平网元所需要网元信息、框槽子卡端口信息、网元间连纤等信息，根据此模型数据可以生成并启动孪生PCC节点。孪生PCC节点启动后，会根据静态配置上报接口信息到孪生PCE，孪生PCE上的设备孪生组件会转发不同孪生PCC节点之间的TEST消息，孪生控平PCC节点通过LMP协议验证节点之间TEST消息的正确性，来发现孪生网络之间的拓扑，此步骤可以不依赖真实设备实现所有链路的自动发现。之后，孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务。

之后，判断孪生PCE和孪生PCC节点的连接是否建立，若未建立则结束流程，若建立则进一步判断孪生PCE和真实(设备)PCE是否同步网路快照，若否则结束流程，若是则孪生PCE反写业务数据和资源数据到孪生PCC节点。在上述流程中，孪生PCE通过集中式协议向每一个控平节点的孪生PCC节点反写资源和业务数据，此过程分为资源的反向构建和业务的反向构建。对于资源的反向构建，孪生PCE收到资源同步数据时，通过孪生PCE端的资源管理模块根据资源所属的网元向各孪生PCC节点下发资源反写命令。对于业务的反向构建，孪生PCE收到业务同步数据时，通过孪生PCE端的业务管理模块根据业务源节点信息向源节点的孪生PCC节点下发业务反写命令，孪生PCC节点端通过信令流程，刷新业务数据。至此，孪生拓扑的虚拟构建完成。

进一步的，判断孪生PCC节点反写是否成功，若不成功则结束流程，若成功则启动自动化故障模拟和反馈到真实(设备)PCE。在上述流程中，孪生PCE通过故障模拟组件自动模拟故障，具体的，孪生PCE生成孪生拓扑后，调用自动化命令模块，通过MIB接口对链路进行故障设置，触发链路的故障上报；孪生PCE中的故障监听模块监测到故障上报消息；孪生PCE启动路径计算模块，对故障链路上的所有业务触发集中式路由计算；孪生PCE将计算的路由结果(业务恢复路由)，下发到每一个业务路由的源节点(业务路由的首节的)对应的孪生PCC节点，源节点对应的孪生PCC节点收到路由结果后，发起信令流程，进行业务恢复路由的创建，如果创建成功，则返回成功消息和业务状态给孪生PCE，如果创建失败，则返回错误码给孪生PCE；循环上述步骤，直到每一个链路故障都模拟完成。如果业务恢复路由验证回馈结果是成功，孪生PCE就将这一个故障点和结果打包发给真实PCE存储起来，用作未来的预制恢复路径。

参考图6为本实施例真实网络进行网络故障处理的流程图，其过程如下：首先真实(设备)PCE启动运行，判断真实PCE和真实PCC节点是否连接，若否则结束流程，若是则捞取真实PCC节点的资源和业务数据，收到真实PCC节点故障恢复请求处理并下发恢复路径。

综上所述，本发明实施例兼顾本地实时性处理和本地安全要求，孪生网络和真实网络是安全隔离的。本发明实施例可以利用孪生网络代替了现网的真实设备，孪生网络和真实网络是1:1的。本发明实施例用孪生网络可以在没有故障的情况下，进行AI预测，提前模拟计算故障的恢复路径，并且在孪生控平上进行验证，验证路径确实可用的情况下，再应用到真实网络。本发明实施例将控平的不确定性变成确定性倒换，增强运维能力。

实施例2：

本发明实施例2提供一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法，以用于实施例1提供的系统，如图7所示，该方法包括如下步骤。

步骤100：孪生PCE通过获取真实网络配置，生成控平的孪生网络配置模型，并通过该孪生网络配置模型的数据转换生成每一个孪生PCC节点的配置。在该步骤中，孪生PCE构建网络模型，基于真实设备的物理配置模型，反向构建孪生控平网元的物理配置，生成控平网元所需要网元信息、框槽子卡端口信息、网元间连纤等信息，根据此模型数据可以启动孪生PCC节点。需说明的是，本实施例中的控平指的是由分布式孪生PCC节点组成的孪生控制平面，也即控制层。

步骤200：孪生PCE转发不同孪生PCC节点之间的TEST消息，以使孪生PCC节点验证节点之间TEST消息的正确性，来发现孪生网络之间的拓扑。在该步骤中，孪生PCC节点启动后，会根据静态配置上报接口信息到孪生PCE，孪生PCE上的设备孪生组件会转发不同孪生PCC节点之间的TEST消息，控平的孪生PCC节点通过LMP协议验证节点之间TEST消息的正确性，来发现孪生网络之间的拓扑，此步骤可以不依赖真实设备实现所有链路的自动发现。

步骤300：孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务，并向每一个控平的孪生PCC节点反写资源和业务数据，以完成孪生拓扑的虚拟构建。

步骤400：基于虚拟构建的孪生拓扑，通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE。在该步骤中，孪生PCE利用故障模拟组件自动模拟故障。根据全网拓扑，依次向孪生PCE发送构建链路断纤消息，孪生PCE内部模块监测到控平的孪生PCC节点发起的断纤和业务请求计算消息，孪生PCE进行路径计算，生成业务路径配置下发到孪生PCC节点，孪生PCC节点通过信令协议，发起业务路径建立过程，并反馈结果给孪生PCE。孪生PCE通过孪生PCC节点的业务上报，分析倒换结果，如果成功，则生成断纤点和恢复路径，发送给真实PCE。

在本优选实施例中，对于步骤100，启动孪生PCE，孪生PCE通过获取真实网络配置，生成孪生网络配置模型，将网管部分静态配置转换为控平的网络配置模型。所述孪生网络配置模型包含真实PCC节点的数目、网元IP、设备型号、框类型、单盘类型、端口、网元间和网元内连纤关系中的一种或多种。通过该孪生网络配置模型的数据转换，可以生成每一个孪生PCC节点的配置，然后启动孪生PCC节点，这样真实网络和孪生网络的静态配置是1:1的。

在本优选实施例中，对于步骤300，其主要是孪生PCE和孪生PCC节点之间数据的反向构建；参考图8，此过程分为资源的反向构建和业务的反向构建。对于资源的反向构建，孪生PCE收到资源同步数据时，通过孪生PCE端的资源管理模块根据资源所属的网元向各孪生PCC节点下发资源反写命令，孪生PCC节点处理资源数据后，写入数据库成功后，发送响应消息给孪生PCE节点确认执行成功；其中，孪生PCC节点的资源的生成包括基础物理资源的抽象，以及增加了允许从孪生PCE对孪生PCC节点进行资源的划分操作。对于业务的反向构建，孪生PCE收到业务同步数据时，通过孪生PCE端的业务管理模块根据业务源节点信息向源节点对应的孪生PCC节点下发业务反写命令，孪生PCC端刷新业务数据并写入数据库成功后，发送响应消息给孪生PCE节点确认执行成功；其中，孪生PCE在发送重路由建立的基础上，增加原始通道的刷新流程，将孪生系统和真实系统之间的所有业务都同步状态，孪生PCC节点通过对比本地数据和孪生PCE数据的差异，进行刷新、创建或更新操作。

该步骤300的反写资源和业务数据是解决现有技术中存在的问题的核心步骤。通过孪生PCE对孪生PCC节点的资源、业务数据的反写，可以不依赖现网设备进行孪生拓扑的生成、故障上报。

此步骤相较于传统实现的难点在于：由于真实PCE和PCC的资源生成是在PCC端完成相关框、槽位、单盘、端口的资源抽象以及业务的创建，由PCC端同步到PCE端，PCE端有了全局的资源拓扑之后就具备路由计算能力。而孪生系统恰好相反，孪生系统的资源拓扑和业务是从真实PCE同步到孪生PCE，孪生PCE再写入PCC，这样冲击了原有的PCC的资源生成的架构和消息机制。孪生PCC的资源生成的接口和业务创建的接口需要重新设计，孪生PCC端的资源的生成分成了两个部分，第一部分是基础物理资源的抽象，比如网元节点的框、槽、单盘、端口的静态数据的抽象。第二部分是增加了允许从孪生PCE端对孪生PCC进行资源的划分操作。对于业务的同步，传统的方式是真实PCE只对业务的恢复路径(重路由路径)进行生成和下发到真实PCC，真实PCC通过信令发起业务建立。而孪生系统而言，同步需要对全量数据进行刷新，则允许孪生PCE端在发送重路由建立的基础上，增加原始通道的刷新流程，将孪生系统和真实系统之间的所有业务都同步状态，孪生PCC端通过对比本地数据和孪生PCE数据的差异，进行刷新、创建或更新操作。

举例说明，如图10所示：真实系统拓扑中的链路对象为：

LINK1：SRC_10.18.1.9_110A0000-----DST_10.18.2.9_11080000，链路的资源状态为：【01 02 01 01】(总共有四个资源，其中每一位代表资源的占用状态，01代表空闲，02代表占用)；

TNNL1：SRC_10.18.1.9_TNNL_ID_1_INSTANCE1----DST_10.18.2.9_TNNL_ID_1_INSTANCE_1

TNNL2:SRC_10.18.1.9_TNNL_ID_1_INSTANCE2----DST_10.18.2.9_TNNL_ID_1_INSTANCE_2

(有两条通道，通道1和通道2都属于同一个业务组，TNNL_ID都是1，TNNL1是主用通道，INSTANCE是1，TNNL2是重路由通道，INSTANCE是2)

同步的步骤如下：

1)真实PCE系统生成LINK1、TNNL1、TNNL2。

LINK1：SRC_10.18.1.9_110A0000-----DST_10.18.2.9_11080000，链路的资源状态为：【01 02 01 01】(总共有四个资源，其中每一位代表资源的占用状态，01代表空闲，02代表占用)；

TNNL1：SRC_10.18.1.9_TNNL_ID_1_INSTANCE1----DST_10.18.2.9_TNNL_ID_1_INSTANCE_1

TNNL2:SRC_10.18.1.9_TNNL_ID_1_INSTANCE2----DST_10.18.2.9_TNNL_ID_1_INSTANCE_2

2)孪生PCE系统通过物理配置生成LINK1，

LINK1：SRC_10.18.1.9_110A0000-----DST_10.18.2.9_11080000，链路的资源状态为：【01 01 01 01】TNNL对象为空

3)真实PCE同步LINK1、TNNL1、TNNL2到孪生PCE端。

4)孪生PCE发起孪生系统同步流程，向孪生PCC发起资源反写，对LINK1对象，下发资源【01 02 01 01】的划分操作，孪生PCC收到后，对资源状态进行状态变更为【01 02 0101】

5)孪生PCE向孪生PCC同步TNNL1、TNNL2，孪生PCC收到TNNL1、TNNL2后，如果本地没有该对象，发起孪生PCC之间的业务建立流程，创建TNNL1、TNNL2对象，并且通过信令流程将所有通道属性状态刷新成一致。

6)孪生PCC反写完成后，上报最新的资源和通道状态到孪生PCE端。

参考图9，对于本优选实施例的步骤400，其可以扩展为如下步骤。

步骤401：根据全网拓扑，依次向孪生PCE发送构建链路断纤消息。该步骤中，可以在孪生PCE生成孪生拓扑后，调用自动化命令模块，通过MIB接口对链路进行故障设置，触发链路的故障上报。

步骤402：孪生PCE监测到控平的孪生PCC节点发起的断纤和业务请求计算消息后，进行路径计算，生成业务路径配置下发到孪生PCC节点。该步骤中，孪生PCE中的故障监听模块监测到故障上报消息，然后启动孪生PCE的路径计算模块，对故障链路上的所有业务触发集中式路由计算。最后，孪生PCE将计算的路由结果(业务恢复路由)，下发到每一个业务路由的源节点(业务路由的首节的)对应的孪生PCC节点。

步骤403：孪生PCC节点通过信令协议，发起业务路径建立过程，并反馈结果给孪生PCE。该步骤中，源节点对应的孪生PCC节点收到路由结果后，发起信令流程，进行业务恢复路由的创建，如果创建成功，则返回成功消息和业务状态给孪生PCE。如果创建失败，则返回错误码给孪生PCE。循环步骤402、步骤403，直到每一个链路故障都模拟完成。

步骤404：孪生PCE通过孪生PCC节点的业务上报，分析倒换结果，如果成功，则生成断纤点和恢复路径，发送给真实PCE存储起来，以作为预制恢复路径。

其中，步骤401-步骤403为通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟的具体步骤；步骤404为收集故障恢复成功的数据发给真实PCE的具体步骤。

综上所述，本发明实施例兼顾本地实时性处理和本地安全要求，孪生网络和真实网络是安全隔离的。本发明实施例可以利用孪生网络代替了现网的真实设备，孪生网络和真实网络是1:1的。本发明实施例用孪生网络可以在没有故障的情况下，进行AI预测，提前模拟计算故障的恢复路径，并且在孪生控平上进行验证，验证路径确实可用的情况下，再应用到真实网络。本发明实施例将控平的不确定性变成确定性倒换，增强运维能力。

实施例3：

在上述实施例2提供的基于孪生PCE的网络故障模拟方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的基于孪生PCE的网络故障模拟装置，如图11所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的基于孪生PCE的网络故障模拟装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图11中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例2中的基于孪生PCE的网络故障模拟方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行基于孪生PCE的网络故障模拟装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例2的基于孪生PCE的网络故障模拟方法。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

程序指令/模块存储在存储器22中，当被一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例2中的基于孪生PCE的网络故障模拟方法，例如，执行以上描述的图7、图9所示的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ReadOnlyMemory，简写为：ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，简写为：RAM)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在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)

1.一种基于孪生PCE的网络故障模拟方法，其特征在于，包括：

孪生PCE通过获取真实网络配置，生成控平的孪生网络配置模型，并通过该孪生网络配置模型的数据转换生成每一个孪生PCC节点的配置；

孪生PCE转发不同孪生PCC节点之间的TEST消息，以使孪生PCC节点验证节点之间TEST消息的正确性，来发现孪生网络之间的拓扑；

孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务，并向每一个控平的孪生PCC节点反写资源和业务数据，以完成孪生拓扑的虚拟构建；

基于虚拟构建的孪生拓扑，通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE。

2.根据权利要求1所述的基于孪生PCE的网络故障模拟方法，其特征在于，所述孪生网络配置模型包含真实PCC节点的数目、网元IP、设备型号、框类型、单盘类型、端口、网元间和网元内连纤关系中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于孪生PCE的网络故障模拟方法，其特征在于，所述孪生PCE向真实PCE请求网络孪生，同步资源和业务，并向每一个控平的孪生PCC节点反写资源和业务数据，以完成孪生拓扑的虚拟构建具体包括：

孪生PCE收到资源同步数据时，根据资源所属的网元向各孪生PCC节点下发资源反写命令；其中，孪生PCC节点的资源的生成包括基础物理资源的抽象，以及增加了允许从孪生PCE对孪生PCC节点进行资源的划分操作；

孪生PCE收到业务同步数据时，根据业务源节点信息向源节点对应的孪生PCC节点下发业务反写命令，孪生PCC节点端通过信令流程，刷新业务数据；其中，孪生PCE在发送重路由建立的基础上，增加原始通道的刷新流程，将孪生系统和真实系统之间的所有业务都同步状态，孪生PCC节点通过对比本地数据和孪生PCE数据的差异，进行刷新、创建或更新操作。

4.根据权利要求3所述的基于孪生PCE的网络故障模拟方法，其特征在于，所述通过孪生PCE以及孪生PCC节点来进行网络故障模拟具体包括：

根据全网拓扑，依次向孪生PCE发送构建链路断纤消息；

孪生PCE监测到控平的孪生PCC节点发起的断纤和业务请求计算消息后，进行路径计算，生成业务路径配置下发到孪生PCC节点；

孪生PCC节点通过信令协议，发起业务路径建立过程，并反馈结果给孪生PCE。

5.根据权利要求4所述的基于孪生PCE的网络故障模拟方法，其特征在于，所述收集故障恢复成功的数据发给真实PCE具体包括：

孪生PCE通过孪生PCC节点的业务上报，分析倒换结果，如果成功，则生成断纤点和恢复路径，发送给真实PCE存储起来，以作为预制恢复路径。

6.一种基于孪生PCE的网络故障模拟系统，其特征在于，包括孪生网络和真实网络，其中：

所述真实网络包括由网管、真实PCE、分布式的真实PCC节点组成的MESH网络；

所述孪生网络包括虚拟的孪生PCE以及1:1的分布式孪生PCC节点，所述孪生PCC节点的所有物理配置、属性都保持和真实PCC节点一致，进行网络故障模拟时，通过孪生PCE以及孪生PCC节点进行网络故障模拟，并收集故障恢复成功的数据发给真实PCE，以作为预制恢复路径；

所述真实网络的真实PCC节点和所述孪生网络的孪生PCC节点及孪生PCE之间不能通信，只有孪生PCE和真实PCE之间通过第三方中间件进行通信。

7.根据权利要求6所述的基于孪生PCE的网络故障模拟系统，其特征在于，所述孪生PCE包括设备孪生组件以及故障模拟组件，所述设备孪生组件用于在不依赖真实设备的情况下进行模拟设备孪生以生成设备数据，所述故障模拟组件用于故障的自动模拟和验证。

8.根据权利要求7所述的基于孪生PCE的网络故障模拟系统，其特征在于，所述设备孪生组件具体包括设备模拟模块、端口上报模块以及TEST消息收发模块，其中：

所述设备模拟模块用于将网络的真实设备中真实单盘虚拟化，模拟真实单盘的特性，用于和孪生PCC节点进行协议数据交互。

所述端口上报模块用于将单盘的端口上报到孪生PCC节点组成的控平，以使控平生成接口信息；

所述TEST消息收发模块用于转发节点之间的TEST消息，所述TEST消息收发模块在两个节点间有光纤连接并且存在光层业务时才实现透传，其传输由一个节点发起，另一个节点接收后上报。

9.根据权利要求7所述的基于孪生PCE的网络故障模拟系统，其特征在于，所述故障模拟组件具体包括自动化命令模块、故障模拟事件监听模块、MIB接口消息模块以及自动化结果分析模块，其中：

所述自动化命令模块用于在生成孪生拓扑后进行调用，通过MIB接口对链路进行故障设置，触发链路的故障上报；

所述故障模拟事件监听模块用于监测故障上报消息；

所述MIB接口消息模块用于在收到故障设置消息时调用，将MIB数据转换为协议模块的故障消息，使得孪生PCC节点的相应链路为故障状态；

所述自动化结果分析模块用于链路故障触发孪生PCC节点的业务发生倒换后，分析孪生PCE端收到的孪生PCC节点上报的业务结果是否符合预期。

10.根据权利要求6-9任一所述的基于孪生PCE的网络故障模拟系统，其特征在于，所述孪生PCE还包括业务控制管理模块、路径计算模块、服务端PCEP接口以及OSPF接口，其中：

所述业务控制管理模块用于在收到孪生PCC节点上报的链路故障消息后调用，通过分析该故障链路所承载的所有业务，控制这些业务发起重路由倒换流程。

所述路径计算模块用于对故障链路上的所有业务触发集中式路由计算；

所述服务端PCEP接口用于在孪生PCE和孪生PCC节点之间消息交互时调用，处理孪生PCC节点上报的链路和业务消息；

所述OSPF接口用于在收到链路路由信息时调用，处理孪生PCE和孪生PCC节点构成的MESH网络的链路状态路由泛洪信息。

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