CN1287563C - 多协议标签交换流量控制带宽资源抢占方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多协议标签交换流量控制带宽资源抢占方法，首先，对所有标签交换路径依照用于带宽资源抢占的优先级，分别对各优先级中的所有标签交换路径按占用带宽的大小排序，在允许抢占的优先级范围内尽可能抢占低优先级，确定抢占级数后，先在其中的最高级中选择数量最少的LSP组合，如果所抢占的带宽超出需要值，从高带宽的标签交换路径开始，选择标签交换路径，使得占用的带宽之和在同等条数占用带宽之和中超出需要值最小，以提高网络稳定性和带宽利用率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术中的流量控制，尤其涉及多协议标签交换流量控制中的带宽资源抢占方法。
背景技术
MPLS(多协议标签交换)流量工程是为了充分利用数据通信网络运营商的网络资源，避免由于传统IP(互联网协议)路由的最短路径优先转发所造成的网络流量分布不均衡。传统IP路由使得在最短路径处于拥塞状态时，即使其他次优路径处于空闲状态，也不会被利用。
MPLS流量工程，通过为特定类型的流量创建一条CR-LSP(约束路由标签交换路径)，来指定流量在网络中的传输路径，并且为这些流量的传输预留具有一定优先级的带宽。
在基于多协议标签交换MPLS的流量工程应用中，在建立一个约束路由标签交换路径CR-LSP时，若在接口上剩余的可预留带宽已经不能满足要求，则容许带宽抢占，该标签交换路径CR-LSP将抢占为低优先级的标签交换路径CR-LSP的所预留的带宽，以满足该CR-LSP的带宽需求，由系统拆除一些低优先级的CR-LSP，然后再新建CR-LSP。拆除低优先级的CR-LSP，是为了得到需要的带宽，接下来面临的问题是如何选择低优先级中要拆除的CR-LSP。
在允许抢占的CR-LSP中，通常首先选择其中高优先级的CR-LSP抢占，由于被抢占的CR-LSP随后有可能试图重建，这样，它又有可能抢占其他更低优先级的CR-LSP的带宽。
在同一优先级的CR-LSP中，带宽大小存在差别，为了满足在该优先级抢占所需要的带宽，有多种可选的组合，现有技术通常采用简单的随机选择，可能会抢占一批数量较多的CR-LSP，而实际可能存在少数的CR-LSP即能满足带宽要求，这样增加了网络的不稳定性。
在同一优先级中可能存在两种或两种以上抢占方案能够满足带宽需求，按照这些方案抢占得到的带宽会超出需要通过抢占得到的带宽的需求值，通常采用的随机选择，可能会使超出的部分非常大。由于超出部分的带宽在抢占完成后将被置为空闲，不会被任何CR-LSP使用，直到有新的CR-LSP申请这部分带宽，所以随机选择会导致当前带宽利用率的下降。
综上所述，现有技术存在以下不足：
1)被抢占的CR-LSP在试图重建时，可能抢占低优先级中实际不应被抢占的CR-LSP。
2)被抢占的CR-LSP的数量非最少化，导致网络不稳定。
3)抢占的带宽超出需要值不是最少，使带宽利用率降低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种提高网络稳定性和带宽利用率的流量控制中带宽资源抢占方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多协议标签交换流量控制带宽资源抢占方法，首先，对所有标签交换路径依照用于带宽资源抢占的优先级，分别对各优先级中的所有标签交换路径按占用带宽的大小排序，形成如下式表示的数量关系：
Wi＝WLSPi1+WLSPi2+WLSPi3+......+WLSPin，
WLSPi1＞＝WLSPi2＞＝WLSPi3......＞＝WLSPin，
其中，Wi表示优先级i占用的带宽和，WLSPi1、WLSPi2、WLSPi3......WLSPin表示优先级i中各标签交换路径占用的带宽，
执行抢占带宽需求为PW、可抢占的最高优先级为k的操作包括下述步骤：
10)、找出一个最大的j，使得W7+W6+......Wj＞＝PW，其中j大于等于k，如果未能得到j，转步骤40)，否则，继续；
11)、如果W7+W6+......Wj＝PW，则优先级7直至优先级j中所有的标签交换路径都被抢占并转步骤40)，否则，令PWj＝PW-(W7+W6+......+W(j+1))；
20)、找出一个最小的m，使得WLSPj1+WLSPj2+......+WLSPjm＞＝PWj，如果WLSPj1+WLSPj2+......+WLSPjm＝PWj，则优先级7直至优先级j+1中所有的标签交换路径和优先级j中的标签交换路径WLSPj1、WLSPj2......WLSPjm被抢占并转步骤40)，否则，从高带宽的标签交换路径开始(替换为：在优先级j中)，选择m条标签交换路径，使得这m条标签交换路径占用的带宽之和是其他任意m条占用的带宽之和大于等于PWj值中的最小值，记录该最小值为FWs；
35)、使优先级7直至优先级j+1中所有的标签交换路径和优先级j中的上述m条标签交换路径被抢占；
40)、结束。
由于MPLS流量工程中，抢占优先级被划分为8个等级，0级为最高优先级，1级次之，7级为最低，本发明方法就是在允许抢占的优先级范围内尽可能抢占低优先级，确定抢占级数后，先在其中的最高级中选择数量最少的LSP组合，如果所抢占的带宽超出需要值，从高带宽的标签交换路径开始，选择标签交换路径，使得占用的带宽之和在同等条数占用带宽之和中超出需要值最小。按本发明方法执行流量控制中的带宽资源抢占，可以提高网络稳定性和带宽利用率。
具体实施方式
本发明方法首先对所有标签交换路径依照用于带宽资源抢占的优先级，分别对各优先级中的所有标签交换路径按占用带宽的大小排序，形成如下式表示的数量关系：
Wi＝WLSPi1+WLSPi2+WLSPi3+......+WLSPin，
WLSPi1＞＝WLSPi2＞＝WLSPi3.......＞＝WLSPin，
其中，Wi表示优先级i占用的带宽和，WLSPi1、WLSPi2、WLSPi3......WLSPin表示优先级i中各标签交换路径占用的带宽，
执行抢占带宽需求为PW、可抢占的最高优先级为k的操作包括下述步骤：
10、找出一个最大的j，使得W7+W6+......Wj＞＝PW，其中j大于等于k，如果未能得到j，转步骤40，否则，继续；
11、如果W7+W6+......Wj＝PW，则优先级7直至优先级j中所有的标签交换路径都被抢占并转步骤40，否则，令PWj＝PW-(W7+W6+......+W(j+1))；
20、找出一个最小的m，使得WLSPj1+WLSPj2+......+WLSPjm＞＝PWj，如果WLSPj1+WLSPj2+......+WLSPjm＝PWj，则优先级7直至优先级j+1中所有的标签交换路径和优先级j中的标签交换路径WLSPj1、WLSPj2.......WLSPjm被抢占并转步骤40，否则，从高带宽的标签交换路径开始(替换为：在优先级j中)，选择m条标签交换路径，使得这m条标签交换路径占用的带宽之和是其他任意m条占用的带宽之和大于等于PWj值中的最小值，记录该最小值为FWs；
35、使优先级7直至优先级j+1中所有的标签交换路径和优先级j中的上述m条标签交换路径被抢占；
40、结束。
经过上述五个步骤的执行，在具体实施中仍可能出现抢占的总带宽超出需要量的情况，作为本发明的进一步改进，可在步骤20与步骤35间依序执行下述步骤：
21、如果，FWs＝PWj，转步骤35；否则，上述m条标签交换路径被抢占；
25、令FW＝FWs-PWj；N＝j+1；
30、找出一个最小的q，使得WLSP(N)n+WLSP(N)(n-1)+......+WLSP(N)q＜＝FW，如果不能得到q，则优先级N中的所有标记交换路径都被抢占，转步骤32，否则，如果WLSP(N)n+WLSP(N)(n-1)+......+WLSP(N)q＝FW，那么优先级7直至N+1中的所有标记交换路径和优先级N中的WLSP(N)1、WLSP(N)2......WLSP(N)(q-1)交换路径被抢占并转步骤40，否则，从低带宽的标签交换路径开始(替换为：在优先级N中)，选择q条标签交换路径，使得这q条标签交换路径占用的带宽之和是其他任意q条占用的带宽之和小于FW值的标签交换路径中的带宽和最大，并记录最大值为FWr，在优先级N中除这q条标签交换路径外，其他所有标签交换路径都被抢占；
31、令FW＝FW-FWr；
32、令N＝N+1；
33、如果N＜＝7，转步骤30，否则，转步骤40。
以上所增加步骤在执行中的作用是，计算出抢占带宽的超额值，从抢占最高级的次级向最低级依此查找，该查找从相应优先级中自带宽最小值向较大值方向寻求带宽和最接近超额值的组合，在决定抢占时，将该组合排除在抢占行列之外，不仅能提高带宽利用率，还能使抢占发生的LSP数量最少，加强了网络的稳定因素，为本发明方法的最佳实施方式。
Claims (2)
1、一种多协议标签交换流量控制带宽资源抢占方法，其特征在于：对所有标签交换路径依照用于带宽资源抢占的优先级，分别对各优先级中的所有标签交换路径按占用带宽的大小排序，形成如下式表示的数量关系：
Wi＝WLSPi1+WLSPi2+WLSPi3+......+WLSPin，
WLSPi1＞＝WLSPi2＞＝WLSPi3.......＞＝WLSPin，
其中，Wi表示优先级i占用的带宽和，WLSPi1、WLSPi2、WLSPi3......WLSPin表示优先级i中各标签交换路径占用的带宽，
执行抢占带宽需求为PW、可抢占的最高优先级为k的操作包括下述步骤：
10)、找出一个最大的j，使得W7+W6+......Wj＞＝PW，其中j大于等于k，如果未能得到j，转步骤40)，否则，继续；
11)、如果W7+W6+......Wj＝PW，则优先级7直至优先级j中所有的标签交换路径都被抢占并转步骤40)，否则，令PWj＝PW-(W7+W6+......+W(j+1))；
20)、找出一个最小的m，使得WLSPj1+WLSPj2+......+WLSPjm＞＝PWj，如果WLSPj1+WLSPj2+......+WLSPjm＝PWj，则优先级7直至优先级j+1中所有的标签交换路径和优先级j中的标签交换路径WLSPj1、WLSPj2......WLSPjm被抢占并转步骤40)，否则，从高带宽的标签交换路径开始，选择m条标签交换路径，使得这m条标签交换路径占用的带宽之和是其他任意m条占用的带宽之和大于等于PWj值中的最小值，记录该最小值为FWs；
35)、使优先级7直至优先级j+1中所有的标签交换路径和优先级j中的上述m条标签交换路径被抢占；
40)、结束。
2、如权利要求1所述的带宽资源抢占方法，其特征在于：在步骤20)与步骤35)间依序执行下述步骤：
21)、如果，FWs＝PWj，转步骤35)；否则，上述m条标签交换路径被抢占；
25)、令FW＝FWs-PWj；N＝j+1；
30)、找出一个最小的q，使得WLSP(N)n+WLSP(N)(n-1)+......+WLSP(N)q＜＝FW，如果不能得到q，则优先级N中的所有标记交换路径都被抢占，转步骤32)，否则，如果WLSP(N)n+WLSP(N)(n-1)+......+WLSP(N)q＝FW，那么优先级7直至N+1中的所有标记交换路径和优先级N中的WLSP(N)1、WLSP(N)2.......WLSP(N)(q-1)交换路径被抢占并转步骤40)，否则，从低带宽的标签交换路径开始，选择q条标签交换路径，使得这q条标签交换路径占用的带宽之和是其他任意q条占用的带宽之和小于FW值的标签交换路径中的带宽和最大，并记录最大值为FWr，在优先级N中除这q条标签交换路径外，其他所有标签交换路径都被抢占；
31)、令FW＝FW-FWr；
32)、令N＝N+1；
33)、如果N＜＝7，转步骤30)，否则，转步骤40)。
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