CN1592249A - 一种域内选路方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种域内选路方法，预先确定域内的路径信息，根据该路径信息进行域内选路，其特征在于所述确定域内路径信息包括：以域内所有的边界路由器(BR)和所有的边缘路由器(ER)作为该域内的入口路由器，和以该域内所有的BR和所有的ER作为该域内的出口路由器，确定每一个入口路由器与每一个出口路由器之间的路径集；所述的进行域内选路，是利用所确定入口路由器和出口路由器之间的路径集，进行所述域内选路。

Description

一种域内选路方法

技术领域

本发明涉及网络传输技术领域，尤其涉及一种网络传输过程中的域内选路方法。

背景技术

随着因特网(Internet)规模的不断扩大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多媒体系统也层出不穷。由于实时业务对网络传输时延、延时抖动等特性较为敏感，因此，当网络上有突发性高的文件传输(FTP)或者含有图像文件的超文本传输(HTTP)等业务时，实时业务就会受到很大影响；另外，由于多媒体业务将占用大量的带宽，所以也将使得现有网络中需要得到保证的关键业务难以得到可靠的传输。于是，为保证关键业务得到可靠的传输，各种服务质量(QoS，Quality of Service)技术便应运而生。互联网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)已经提出了很多服务模型和机制，以满足QoS的需求。目前业界比较认可的是在网络的接入或边缘使用综合业务(Int-Serv，Integrated Service)模型，在网络的核心使用区分业务(Diff-serv，Differentiated Service)模型。

Diff-serv模型仅通过设定优先等级的措施来保障QoS，该模型虽然有线路利用率高的特点，但具体效果难以预测，因此，业界为骨干网的Diff-Serv模型引入了一个独立的承载控制层，建立一套专门的Diff-Serv QoS信令机制，从而为Diff-Serv网络专门建立了一个资源管理层，用来管理网络的拓扑资源。这种资源管理Diff-Serv方式被称为有独立承载控制层的Diff-Serv模型。在这种模型中，承载网资源管理器负责配置管理规则和网络拓扑，为客户的业务带宽申请分配资源。每个承载网资源管理器所管理的所有路由器的集合称为该承载网资源管理器的一个管理域，每个管理域的承载网资源管理器之间通过信令传递客户的业务带宽申请请求和结果，以及承载网资源管理器为业务申请所分配的路径信息等。当承载控制层处理用户的业务带宽申请时，将确定用户的业务路径，承载网资源管理器会通知边缘路由器(ER，Edge Router)按照指定的业务路径转发业务流。因此，承载网资源管理器中的路由包含信令路由和业务路由两种，信令路由指的是各个承载网资源管理器如何找到下一跳承载网资源管理器的过程；业务路由指的是承载网资源管理器如何根据业务流信息查找合适的承载LSP路径的过程，具体包括域内路由和域间路由，本发明中的选路方法针对域内路由而言，在现有技术中可以实现利用路由信息进行域内选路。下面介绍现有技术中承载网资源管理器确定用户域内业务路径的方法。

现有技术一：

以静态路由(Static Routing)的方式确定业务路径。此种方式是确定业务路径的方法中最为简单的一种，静态路由是指一旦一个节点确定了它的路由表，此节点的路由将不再改变。使用该方法必须满足一个潜在的假设：影响制定路由表的条件是不变的。在根据距离以及中间节点间的数据速率来计算传输成本的情况下，这个假设有时是有效的，其原因在于，除非是主要设备升级或设备迁移，否则这些参数是不会发生变化的。因此，在有些情况下，静态路由是理想的，比如，公司到Internet的连接可以静态定义为一条到安全服务器的路由，未经过服务器提供的认证机制，不允许任何进入，此种情况下，通过配置静态路由能够提高网络的安全性。但是，静态路由只能在网络条件不变的情况下出色地工作，而实际中这通常是不可能的，网络中的每条链路的通信流量总是随着时间的变化而变化，网络节点也有可能出现故障，随着网络状态的变化，原先通过静态路由所确定的甚佳的路线可能会成为非常糟糕的路线。因此可见，静态路由具有对网络中条件变化反映迟钝这一重要缺点，而且随着网络的增大，到达目的地冗余路径的出现，也使得使用静态路由方式的工作量变大；

现有技术二：

图1所示的独立承载控制层的Diff-Serv模型方案，在服务骨干实验网(Qbone)中采用了带宽代理器模型。由图1可见，Internet专门为各个Diff-Serv管理域定义了相应的带宽代理器，带宽代理器负责处理来自用户主机，或者业务服务器，或者网络维护人员的带宽申请请求，带宽代理器根据当前网络的资源预留状况和配置的策略以及与用户签订的业务(SLA)，确定是否允许用户的带宽申请；该模型中还包括业务服务器，属于业务控制层，可实现软交换等功能；ER和核心路由器，ER和核心路由器都属于承载网络。每个带宽代理器对应管理一个管理域，各个带宽代理器之间能够进行通讯，参见图2所示，每个带宽管理器内部包括：用户业务接口，用于与业务服务器、主机/用户、以及网络维护进行双向通信；域间接口，用于与其它域的带宽代理器进行通讯；域内接口，用于控制管理域内的ER；还包括数据库、简单策略服务模块、路由信息模块、网管接口和策略接口；在带宽管理器内记录有包括各类SLA配置信息、物理网络的拓扑信息、路由器的配置信息和策略信息、用户认证信息、当前的资源预留信息、网络占用状态信息等在内的大量静态和动态信息，同时，带宽管理器还记录有路由信息，用以确立用户的业务流路径和跨域的下游带宽管理器位置。

在该现有技术中，承载控制层上的带宽代理器基本上没有对承载网络层中的域内路由的建立过程，只是根据各个路由器的路由表计算业务请求所经过的路径及在该路径上占用的带宽等，然后实现域内选路。因此，一旦一个域内的各个路由器上的信息有更新，例如开展新的业务或业务更新等，承载控制层上的带宽代理器也要随之更新，就可能引发网络预留的不稳定。同时，带宽管理器需要记录本区域的动态路由信息，存在路由表更新频繁的问题，容易造成网络预留的不稳定；带宽管理器根据本区域的动态路由信息确定的业务路由也很难与业务流实际的转发路由一致。

在现有技术中，还存在包括其他运营商所提供的Rich Qos方案在内的多种其它域内选路方案，这些方案虽然有简单的路由实现机制，但网络结构复杂，建设成本高，难以适应大规模网络的需要等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种域内选路方法，该方法由承载控制层管理承载网络层的路由，承载控制层中各个承载网资源管理器的域内选路简单，易于维护和管理，且能够适应网络变化的需要。在需要提供新的业务或是业务更新时，可直接在承载控制层对路由进行更改和重新规划，以实现对业务的QoS保障，而且能够尽量减少更改路由器上的信息，减小对现有网络的冲击。

本发明为一种域内选路方法，预先确定域内的路径信息，根据该路径信息进行域内选路，其特征在于所述确定域内路径信息包括：

以域内所有的边界路由器(BR)和所有的边缘路由器(ER)作为该域内的入口路由器，和以该域内所有的BR和所有的ER作为该域内的出口路由器，确定每一个入口路由器与每一个出口路由器之间的路径集；所述的进行域内选路，是利用所确定入口路由器和出口路由器之间的路径集，进行所述域内选路。

其中，所述确定路径集包括以下步骤：

步骤A：选取一个入口路由器；

步骤B：在连接该入口路由器的所有标签交换路径(LSP)中选取一条LSP；

步骤C：判断当前选取的LSP的另一端路由器是否为域内的ER或BR，如果是，则在路径集中记录选取过的LSP作为确定的路径集，然后返回步骤B，直至查找完毕连接所述入口路由器的所有可能LSP，然后执行步骤A，选取另一个入口路由器，直至选取完所有的入口路由器；否则，执行步骤D；

步骤D：在以步骤C中所述的另一端路由器为起点的LSP中选取一条LSP，返回执行步骤C。

其中，步骤D中所述选取LSP进一步包括：将该LSP的另一端路由器的信息放入已经查找的路由器集合之中，则步骤C进一步包括：

判断在已经查找的路由器集合中是否包括所述路由器的信息，如果是，则放弃此次查找，在与当前选取的LSP具有相同起点路由器的所有LSP中选择下一条LSP，然后返回执行步骤C。

其中，用Dijakstra算法、Bellman-Ford算法或静态配置算法确定每个入口路由器和出口路由器之间的路径集。

其中，所述路径集保存在矩阵表中，该矩阵表的横向表项为出口路由器表项，纵向表项为入口路由器表项，每个横向表项和纵向表项交点中的内容为该入口路由器与该出口路由器之间的路径集。

其中，所述根据路径信息进行域内选路包括：

根据已经确定的域内的入口路由器，在所述路径信息中查找得到所述的域内路径信息，进行域内选路，然后根据域内选路结果进一步进行域间选路。

其中，预先进行域间选路，所述根据路径信息进行域内选路包括：

根据由在先进行的域间选路所确定的域内入口路由器和出口路由器，在所述路径信息中查找得到所述的域内路径信息。

可见，本发明能够根据各个承载网资源管理器内的实际情况，通过预先建立的域内的路径信息进行城内选路，该方法在选路过程中具有速度快、实现简单、使用方便、易于维护管理的优点，并且适合在较复杂的网络中使用。

附图说明

图1为独立承载控制层的Diff-Serv模型的结构图。

图2为独立承载控制层的Diff-Serv模型中承载网资源管理器的内部结构图。

图3为本发明承载控制层域内选路的示意图。

具体实施方式

本发明采用上述的Diff-serv模型在网络上实现数据传输，该模型承载控制层的路由包括承载网资源管理器之间的信令路由和连接节点(CN)之间的业务路由，本发明所述的选路方法主要针对业务路由而言，该方法在承载网资源管理器上建立和维护域内CN间可达路径的一个矩阵表，利用该矩阵表，实现承载控制层中各个承载网资源管理器的域内选路，从而确定各个承载网资源管理器的域内业务路由；其中，上述的CN包括ER、边界路由器(BR)以及例如转接路由器的其它路由器。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

参见图3所示，以承载网资源管理器1所管理的域为例，承载网资源管理器1域内包括可以作为出口路由器或入口路由器的ER1、ER2、BR1和BR2，从承载网资源管理器1可见的是各个ER、BR和域内的其它CN，以及它们之间的标签交换路径(LSP)；在进行该域内的业务路径选路之前，预先建立在该域内上述所有出口和入口之间的LSP路径集，然后根据建立的路径集进行域内选路；在本发明实施例中，采用矩阵的方式建立并存储该LSP路径集，该LSP路径集的建立步骤如下：

步骤1：随机选取能够作为入口或出口的ER1、ER2、BR1和BR2中的任意一个作为入口路由器，本发明实施例中首先选取ER1作为入口路由器，将ER1的信息加入到已经查找路由器集合之中；

步骤2：在连接ER1的所有LSP中不重复的选择一条LSP；

步骤3：判断选择出的LSP的另一端路由器是否是该域内的BR或ER，且在已经查找的路由器集合中不包括该路由器的信息，如果是，则本次查找完成，记录所述选择的LSP，返回步骤2，继续查找ER1其它可能的LSP路径，直至查找完ER1所有可能的LSP路径；否则，将上述选择的LSP的另一端路由器作为当前路由器，将其信息记录在已经查找的路由器集合中，执行步骤4；

步骤4：在以当前路由器为起点的所有LSP中选择一条LSP，判断在已经查找的路由器集合中是否包括该LSP的另一端路由器的信息，如果是，表明所选择的LSP为可能构成环路路径的LSP，放弃所选择的LSP，返回步骤4，继续选择下一条LSP进行判断；否则，执行步骤5；

步骤5：判断该路由器是否是该域内的BR或ER，如果是，则结束本次查找，返回步骤2；否则，该路由器作为当前路由器，将其信息记录在已经查找的路由器集合中，返回执行步骤4，以该路由器为起点进行查找，直至所查找的LSP的另一端路由器为域内的BR或ER；

然后，返回步骤1，按照上述步骤1～5所述的方法，分别查找得到以ER2、BR1和BR2为入口路由器的LSP路径集。

将通过上述方法得到的路径集存储在一张矩阵表中，参见表1所示；

出口入口	ER1	ER2	BR1	BR2
					ER1	-	{(LSP1)}	{(LSP2)}	{(LSP3)}
ER2	{(LSP4)}	-	{(LSP5)、(LSP3、LSP4)}	{(LSP2、LSP4)}
					BR1	{(LSP6)}	{(LSP7)}	-
BR2	{(LSP8)}	{(LSP9)}		-

                                       表1

在该表中，横行表项和纵行表项分别代表承载网资源管理器1域内的入口路由器和出口路由器，入口路由器表项和出口路由器表项中分别包括了该域内的所有ER或BR，横行和纵行的交点表示从一个ER/BR到另一个ER/BR的路径集，将按照上述方法得到的路径集填充到该表的相应位置，从而在该表中记录入口路由器和出口路由器之间的路径集，在该表中，路径集有以下几种可能：

1、为空，在表1中以“-”或空格表示，表示入口路由器和出口路由器两点之间没有可用路径；

2、一条路径，如表1中的{(LSP1)}，表示两点间只有一条最优路径；如表1中的{(LSP3、LSP4)}，表示该一条路径依次经过多条域内的LSP；

3、多条路径，如表1中用括号相区分的{(LSP5)、(LSP3、LSP4)}，表示两点间有多条最优路径。

根据预先计算并存储于表1中的路径集，承载网资源管理器1可以进行域内选路。由于在本发明实施例中，承载网资源管理器1相对于呼叫来说为初始承载网资源管理器，因此，承载网资源管理器1首先根据主叫中的网际协议(IP)地址找到作为入口路由器的ER2，然后查询表1发现：以ER2为入口可能到达承载网资源管理器2域的LSP路径集包括：

从ER2到BR1的LSP路径：{(LSP5)、(LSP3、LSP4)}；从ER2到BR2的路径：{(LSP2、LSP4)}；

在本发明实施例中，根据负荷分担或业务类型、优先级、本地配置的选路策略、现有网络状况及特定的QoS需求，选择LSP5为承载网资源管理器1的域内路径，其中，所述的现有网络状况可以包括资源可用情况、现有业务流量在内，在本发明其它实施例中，也可根据其它的条件进行上述选路。

其中，在本发明中，除了可以按照上述的步骤确定域内的路径集之外，还可以采用Dijakstra算法、Bellman-Ford算法或静态配置算法来确定域内路径集。

在本发明实施例中，承载网资源管理器1进行域内选路之后再进行承载网资源管理器1和承载网资源管理器2之间的域间选路，在本发明的其它实施例中，承载网资源管理器可以先进行域间选路，然后根据选路结果所确定的入口和出口路由器，进行域内选路，此种选路方式并不影响上述域内选路方法的实现。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种域内选路方法，预先确定域内的路径信息，根据该路径信息进行域内选路，其特征在于所述确定域内路径信息包括：

以域内所有的边界路由器(BR)和所有的边缘路由器(ER)作为该域内的入口路由器，和以该域内所有的BR和所有的ER作为该域内的出口路由器，确定每一个入口路由器与每一个出口路由器之间的路径集；所述的进行域内选路，是利用所确定入口路由器和出口路由器之间的路径集，进行所述域内选路。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述确定路径集包括以下步骤：

步骤A：选取一个入口路由器；

步骤B：在连接该入口路由器的所有标签交换路径(LSP)中选取一条LSP；

步骤C：判断当前选取的LSP的另一端路由器是否为域内的ER或BR，如果是，则在路径集中记录选取过的LSP作为确定的路径集，然后返回步骤B，直至查找完毕连接所述入口路由器的所有可能LSP，然后执行步骤A，选取另一个入口路由器，直至选取完所有的入口路由器；否则，执行步骤D；

步骤D：在以步骤C中所述的另一端路由器为起点的LSP中选取一条LSP，返回执行步骤C。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤D中所述选取LSP进一步包括：将该LSP的另一端路由器的信息放入已经查找的路由器集合之中，则步骤C进一步包括：

判断在已经查找的路由器集合中是否包括所述路由器的信息，如果是，则放弃此次查找，在与当前选取的LSP具有相同起点路由器的所有LSP中选择下一条LSP，然后返回执行步骤C。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用Dijakstra算法、Bellman-Ford算法或静态配置算法确定每个入口路由器和出口路由器之间的路径集。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述路径集保存在矩阵表中，该矩阵表的横向表项为出口路由器表项，纵向表项为入口路由器表项，每个横向表项和纵向表项交点中的内容为该入口路由器与该出口路由器之间的路径集。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述根据路径信息进行域内选路包括：

根据已经确定的域内的入口路由器，在所述路径信息中查找得到所述的域内路径信息，进行域内选路，然后根据域内选路结果进一步进行域间选路。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先进行域间选路，所述根据路径信息进行域内选路包括：

根据由在先进行的域间选路所确定的域内入口路由器和出口路由器，在所述路径信息中查找得到所述的域内路径信息。

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