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
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 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 0 |V|E|B| 0 | Router-TE flags |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Router-TE flags (contd.) | Router-TE TLVs |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| .... |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| .... | # of TE links |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link ID |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link Data |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type | 0 | Link-TE flags |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link-TE flags (contd.) | Zero or more Link-TE TLVs |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link ID |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 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 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link-TE options | Zero or more Link-TE TLVs |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| # TOS | metric |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| ... |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 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 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link State ID |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Advertising Router |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| LS sequence number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| LS checksum | length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 0 |V|E|B| 0 | Router-TE flags |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Router-TE flags (contd.) | Router-TE TLVs |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| .... |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Link ID |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 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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