CN1494270A - 一种流量工程链路状态信息扩散的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及网络区域内流量工程链路状态信息扩散的方法。它采用TE－LSA方法来扩散流量工程链路状态信息，通过OSPF洪泛机制实现对流量工程链路状态信息的扩散，根据链路状态通告(LSA)中三元组<LS Type，Link State ID，Advertising Router>在链路状态数据库(LSDB)查找该链路状态通告(LSA)，其中，Link State ID为本地流量工程(TE)链路索引，使每个LSA中只包括一条TE链路的TE属性。与现有技术相比，本发明由于重新设计了TE－Router－LSA，使TE链路与TE－Router－LSA一一对应，所以就不存在需要将TE－Router－LSA的序号跟TEDB中TE－Router－LSA中已存在的每条TE链路的序号逐一比较过程，简化了TE－LSA的洪泛过程。

Description

一种流量工程链路状态信息扩散的方法
技术领域
本发明涉及网络信息传输技术，具体为网络区域内流量工程链路状态信息扩散的方法。
背景技术
链路状态路由协议是实现网络信息流量工程(Traffic Engineering，TE)的有效方法。其关键是利用链路状态路由协议的洪泛(flood)机制，将流量工程链路状态信息在网络区域内扩散并达到同步，从而使区域内所有路由器都拥有一致的流量工程链路状态数据库(TEDB)；然后通过基于约束的最短路径优先(CSPF)算法，利用TEDB计算出满足条件的约束路由。
开放式最短路径优先(OSPF)协议是一种链路状态路由协议。OSPF路由域的拓扑结构可以用链路状态数据库(LSDB)来描述。拓扑结构的变化将反映在链路状态通告(LSA)的变化上。洪泛过程或机制就是将这些变化的LSA或新的LSA在整个网络中进行扩散，以确保每个节点的数据库被更新，并在各个节点上保持一致。链路状态的洪泛是通过封装在链路状态更新(LSU)报文中的LSA来进行的。一个链路状态更新报文可以包含多个LSA，洪泛每个LSA时只需往前扩散一跳。为使洪泛过程可靠，各个LSA必须得到独立的应答确认。这就需要路由域发送应答确认报文。在同一个应答确认报文中，可以对多个LSA进行应答确认。当收到一个链路状态更新报文时，就要开始进行洪泛。洪泛过程如下：
当路由器接收到一个LSA时，在LSDB中查找LSA；
如果该LSA在LSDB中不存在，则将该LSA安装到LSDB中；
如果该LSA在LSDB中存在一个实例，则要判断接收到的LSA与LSDB中存在的LSA哪个更新；
若已存在一份该LSA的拷贝，但其装入的时间小于MinLSArrival(协议中的一个常数)，则丢弃该LSA并不作应答；
否则将该LSA洪泛给其它接口；
保存最新的LSA，并进行应答确认：将新的LSA安装在链路状态数据库中，代替原先的LSA，并将该新的LSA标为当前时间；沿接收接口对接收到的LSA发送一个应答确认；
如果新的LSA指示自己来源于路由器自己，路由器将要采取特殊策略：即要更新LSA，在某些情况下要将其从路由表中清除掉。
实现OSPF对流量工程的扩散(OSPF-TE)，就是利用OSPF协议的洪泛机制，将流量工程链路状态在网络区域内扩散并达到同步，从而使区域内所有路由器都拥有一致的TEDB。然后通过CSPF算法，利用TEDB计算出满足条件的约束路由。
目前实现OSPF-TE有两种方法。一种是采用Opaque LSA方法来扩散流量工程链路状态信息。Opaque LSA包括三种类型(Type 9、10、11)LSA，每种LSA拥有一个唯一定义好的的洪泛范围，是用于通用目的的LSA，它们的洪泛范围分别是本接口、本区域和整个自治域。至于每种LSA扩散的流量工程链路状态信息并没有详细定义。因此，对于本发明主题的扩散流量工程链路状态信息而言，Opaque LSA方法的通用格式和粗略的扩散范围并不适用。
另一种就是采用TE-LSA方法来扩散流量工程链路状态信息。这种方法针对TE的特性，定义了八种TE-LSA：分别是TE-Router-LSA(类型为0x81)、TE-network-LSA(类型为0x82)、TE-Summary-network-LSA(类型为0x83)、TE-Summary-Router-LSA(类型为0x84)、TE-AS-external-LSA(类型为0x85)、TE-Circuit-pahts-LSA(类型为0x8c)、TE-Link-Update-LSA(类型为0x8d)和TE-Router-Proxy-LSA(类型为0x8e)。
其中，TE-Router-LSA用于扩散路由器的TE属性和所有与此TE路由器相关的TE链路属性；TE-Link-update-LSA是为了扩散单个TE链路的属性，它们的洪泛范围都是本区域内。
所述的TE-Router-LSA的格式定义如表1所示：
                表1  TE-Router-LSA的格式
0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            LS age             |     Options   |     0x81      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                        Link State ID                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   Advertising Router                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   LS sequence number                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         LS checksum         |             length              |
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|    0    |V|E|B|    0        |       Router-TE flags           |
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|  Router-TE flags (contd.)   |       Router-TE TLVs            |
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|                     ....                                      |
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|                     ....    |            # of TE links        |
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|                          Link ID                              |
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|                          Link Data                            |
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|     Type      |        0    |    Link-TE flags                |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   Link-TE flags (contd.)    |  Zero or more Link-TE TLVs      |
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|                           Link ID                             |
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|                          Link Data                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                               ...                              |
其中：
LS Type：等于0x81；
Link State ID：始发路由器ID，也即是产生该LSA的路由器ID；；
Advertising Router：产生该LSA的路由器ID；
LS Sequence number：LSA的序号，用来判断LSA的新旧；
Link ID：Link ID定义与链路类型相关，如果链路是point-to-point链路，则Link ID表示邻居路由器ID；
Link Data：本地TE链路索引；
<LS Type，Link State ID，Advertising Router>三元组能唯一确定一个LSA。TE-Router-LSA中描述了所有与产生该LSA路由器相关的TE链路的属性。
所述的TE-Link-Update-LSA的格式定义如表2所示：
               表2  TE-Link-Update-LSA的格式
0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            LS age             |     Options   |     0x8d      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                        Link State ID (same as Link ID)        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     Advertising Router                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     LS sequence number                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         LS checksum           |             length            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                         Link Data                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|     Type      |        0      |    Link-TE options            |
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|     Link-TE options           | Zero or more Link-TE TLVs     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|     # TOS     |                           metric              |
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|                               ...                              |
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|      TOS      |        0      |         TOS metric            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中：
LS Type：等于0x8d；
Link State ID：与TE-Router-LSA中的Link ID的含义相同；
Advertising Router：产生该LSA的路由器ID；
LS Sequence number：LSA的序号，用来判断LSA的新旧；
Link Data：本地TE链路索引；
<LS Type，Advertising Router，Link Data>三元组能唯一确定一条TE链路，但是<LS Type，Link State Id，Advertising Router>却不能唯一确定一个LSA。
非TE OSPF网络和TE OSPF网络的一个最大区别是，后者要承受动态路径的牵制，并更易于发生状态更新，尤其是有一些链路更多更频繁的变化。由于所述的TE-Router-LSA中包括与产生该LSA路由器相关的所有TE链路的TE属性，所以整个LSA本身就会很大，而如果每一条TE链路发生变化都要重新产生TE-Router-LSA，无疑将会带来巨大的网络信息流量，占用更多地网络带宽。因此，当只有一条链路变化时，只需利用TE-link-update-LSA来更新链路状态信息。
TE-link-Update-LSA发布的频率与链路状态变化的频率一致。TE-link-Update-LSA的序号(也就是每条TE链路的序号)将以TE-Router-LSA的序号为基础增长，每更新一次TE-Link-Update-LSA，相应的序号加1。当一个更新的TE-Router-LSA在距上一次发布30分钟内发布时，更新后的TE-Router-LSA的序号将取值为所有链路中更新次数最多的链路的序号，即最大的序号。
由于TE-Router-LSA采用的是局部更新，也就是TE-Router-LSA中每条TE链路都有一个序号，而且TE-Link-Update-LSA的三元组<LS Type，LinkState ID，Advertising Router>不能唯一确定一个TE-Link-Update-LSA，因而需要对已有的OSPF洪泛机制做相应的修改，这就加大了洪泛过程的复杂程度。如果要采用在已经实现的OSPF基础上实现OSPF-TE的方法设计，不仅会增加其技术的实现难度和工作量，而且也会带来修改OSPF的大量风险。因为TE-Router-LSA中每条TE链路都有各自的序号，当接收到一个更新的TE-Router-LSA时，需要将TE-Router-LSA的序号跟已存在TEDB中的TE-Router-LSA中的每条TE链路的序号逐一比较，由此来判断接收到的TE-Router-LSA中的每条TE链路的TE属性是否是最新。这种设计不仅增加了技术处理的复杂性，也降低了网络实际执行的效率。
发明内容
针对现有技术的上述缺点，本发明拟要解决的技术问题是在已有的OSPF洪泛机制基础上降低判断接收到的TE-Router-LSA中的每条TE链路的TE属性是否是已有及最新的复杂度。
本发明所要解决技术问题的技术方案：一种流量工程链路状态信息扩散的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.当路由器接收到一个链路状态通告(LSA)时，根据链路状态通告(LSA)中三元组<LS Type，Link State ID，Advertising Router>在链路状态数据库(LSDB)查找该链路状态通告(LSA)，其中，Link State ID为本地流量工程(TE)链路索引，使每个链路状态通告(LSA)中只包括一条流量工程(TE)链路的TE属性，Advertising Router为产生该LSA的路由器ID；
B.如果该链路状态通告(LSA)在链路状态数据库(LSDB)中不存在，则将该链路状态通告(LSA)安装到链路状态数据库(LSDB)中；
C.如果该链路状态通告(LSA)在链路状态数据库(LSDB)中存在一个实例，则要判断接收到的链路状态通告(LSA)与链路状态数据库(LSDB)中存在的链路状态通告(LSA)哪个更新；
D.保存最新的链路状态通告(LSA)，并进行应答确认。
所述三元组<LS Type，Link State ID，Advertising Router>的信息是采用TE-Router-LSA报文来扩散的。
所述TE-Router-LSA报文中还包括各链路状态通告(LSA)的序号，所述LSA序号用来判断LSA的新旧。
与现有的TE-LSA技术相比，本发明由于重新设计了TE-Router-LSA，使TE链路与TE-Router-LSA一一对应，所以就不存在需要将TE-Router-LSA的序号跟TEDB中TE-Router-LSA中已存在的每条TE链路的序号逐一比较过程，并由此来判断接收到的TE-Router-LSA中的每条TE链路的TE属性是否是最新的问题，简化了TE-LSA的洪泛过程，因而可以大大提高路由区域内网络执行效率。本发明还舍弃了原有的TE-Link-Update-LSA不用，简化了TE-LSA技术。
具体实施方式
按照标准的开放式最短路径优先OSPF协议(RFC2328)中定义的LSA扩散过程，流量工程链路状态信息扩散的方法包括以下步骤：
A.当路由器接收到一个链路状态通告(LSA)时，根据链路状态通告(LSA)中TE属性在链路状态数据库(LSDB)查找该LSA；
B.如果LSA在链路状态数据库(LSDB)中不存在，则将该LSA安装到链路状态数据库(LSDB)中；
C.如果该LSA在链路状态数据库(LSDB)中存在一个实例，则要判断接收到的LSA与链路状态数据库(LSDB)中存在的LSA哪个更新；
D.保存最新的LSA，并进行应答确认。
本发明方法的关键在于重新设计的TE-Router-LSA，采用改进后的TE-Router-LSA使得该LSA在扩散过程中可以完全按照标准的OSPF协议(RFC2328)中定义的处理过程来处理。本发明TE-Router-LSA的格式定义如表3所示：
         表3 本发明中TE-Router-LSA的格式
0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            LS age             |   Options     |     0x81      |
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|                        Link State ID                          |
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|                     Advertising Router                        |
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|                     LS sequence number                        |
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|         LS checksum           |             length            |
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|    0    |V|E|B|      0        |         Router-TE flags       |
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|  Router-TE flags (contd.)     |         Router-TE TLVs        |
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|                      ....                                     |
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|                            Link ID                            |
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|                           Link Data                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|      Type       |      0      |    Link-TE flags              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   Link-TE flags (contd.)      |    Zero or more Link-TE TLVs  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                              ...                               |
其中：
LS Type：等于0x81；
Link State ID：本地TE链路索引，与Advertising Router结合能唯一确定一条TE链路；
Advertising Router：产生该LSA的路由器ID；
LS Sequence number：LSA的序号，用来判断LSA的新旧；
<LS Type，Link State ID，Advertising Router>三元组能唯一确定一个TE-Router-LSA，即能唯一确定一条TE链路。
对照表1和表3，新设计的TE-Router-LSA与现有技术的TE-Router-LSA定义区别在于：
1、新设计的TE-Router-LSA每个LSA中只包含一条TE链路，而现有技术的TE-Router-LSA则是一个LSA中描述了所有与产生该LSA路由器相关的所有TE链路，过于臃肿；
2、修改了Link State Id的定义，把TE-Router_LSA中的Link StateID定义为本地TE链路索引，因而三元组<LS Type，Link State ID，Advertising Router>能唯一确定一个LSA，也即能唯一确定一条TE链路。而现有技术中TE-Router-LSA中Link State Id定义是产生该LSA的路由器ID。
与现有技术方法不同，本发明重新设计的TE-Router-LSA每个LSA中只包括一条TE链路的TE属性，与路由起相关的TE链路有多条，就应该产生多个TE-Router-LSA，扩散灵活，避免了局部更新问题；同时TE链路设计是与TE-Router-LSA一一对应，所以不需要将TE-Router-LSA的序号与TEDB/TE-Router-LSA中已存在的每条TE链路的序号逐个比较，并由此来判断接收到的TE-Router-LSA中的每条TE链路的TE属性是否是最新的问题，因而可大大提高网络执行效率。
本发明重新设计的TE-Router-LSA还更改了Link State ID的定义，把TE-Router-LSA中的Link State ID定义为本地TE链路索引。如此设计的目的是使<LS Type，Link State ID，Advertising Router>三元组能唯一确定一个TE-Router-LSA，即能唯一确定一条TE链路，带来的好处是简单易行，使本发明方法完全不用修改已有的OSPF洪泛机制，可在现有OSPF的基础上有效实现OSPF-TE。
本发明在重新设计TE-Router-LSA的同时，还舍弃了原有的TE-Link-Update-LSA不用，简化了TE-LSA技术，而其它的LSA定义以及洪泛机制则完全沿用现有技术，洪泛过程也同前述，故均从略。

Claims (3)

1、一种流量工程链路状态信息扩散的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.当路由器接收到一个链路状态通告(LSA)时，根据链路状态通告(LSA)中三元组<LS Type，Link State ID，Advertising Router>在链路状态数据库(LSDB)查找该链路状态通告(LSA)，其中，Link State ID为本地流量工程(TE)链路索引，使每个链路状态通告(LSA)中只包括一条流量工程(TE)链路的TE属性，Advertising Router为产生该LSA的路由器ID；
B.如果该链路状态通告(LSA)在链路状态数据库(LSDB)中不存在，则将该链路状态通告(LSA)安装到链路状态数据库(LSDB)中；
C.如果该链路状态通告(LSA)在链路状态数据库(LSDB)中存在一个实例，则要判断接收到的链路状态通告(LSA)与链路状态数据库(LSDB)中存在的链路状态通告(LSA)哪个更新；
D.保存最新的LSA，并进行应答确认。
2、根据权利要求1所述的流量工程链路状态信息扩散的方法，其特征在于所述三元组<LS Type，Link State ID，Advertising Router>的信息是采用TE-Router-LSA报文来扩散的。
3、根据权利要求2所述的流量工程链路状态信息扩散的方法，其特征在于所述TE-Router-LSA报文中还包括各链路状态通告(LSA)的序号，所述LSA序号用来判断LSA的新旧。
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