CN1764130A - 为网元本地控制一个或多个将建立连接的参数的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有通用多协议标签交换控制方案的以太通信网络中的节点(LCR3)的控制设备(D)，要建立的连接通过该节点，该设备包括控制装置(MC)，其被设置为当所述节点(LCR3)接收到包含至少一个第一值的连接建立消息时，根据所述第一值和由所述节点(LCR3)引入的本地值确定第二值，其中所述第一值代表从所述要建立的连接的起始开始的在所述连接上的每个在先节点(LCR3)中引入的累积参数的本地值之和，并且然后将所述第二值与所选择的阈值进行比较以便确定所述连接是否能够接受在所述节点处所述累积参数的最大值，并且至少当所述连接可以接受所述最大值时，将在所述接收到的消息中的所述第一值替换成所确定的所述第二值。

Description

为网元本地控制一个或多个将建立连接的参数的设备
技术领域
本发明涉及通信网络，更特别地涉及控制将在该种网络中建立的连接的参数。
背景技术
术语“连接”在这里用来表示由通过有序的网元序列的连接路径所定义的通信链路，其中网元定义了节点，例如交换机或者路由器。
如本领域熟练的技术人员所知，除了连接路径，连接通常由参数进行定义，该参数具有根据在其用户和网络操作员之间的服务等级协议(SLA)必须处在预先定义的范围内的值。
只要连接的参数保持在它们各自的范围内，就遵守了该协议。
然而，在某种情况下，用户可能希望要被使用的连接的一个或多个参数不应超过等于其预先定义的范围的最高限度的最大值。这种选项在某种通信网络中是可用的，例如，那些已知的诸如多协议标签交换(MPLS)类型或者通用MPLS(GMPLS)类型的标签交换网络。
更确切地，在上述特定类型的网络中以及在第二层标签交换路径(L2 LSP)类型的上下文中，已经建议将每个最大值结合到一个在连接建立消息中称为“SENDER_TSPEC”的属性中，该消息沿着连接路径从一个节点传送到另一个节点。特别地，这种结合在P.Papadimitriou等人所著的名为“Generalized MPLS(GMPLS)RSVP-TE Signa-ling in support of layer-2 label switched paths(LS LSP)”的文件中进行了描述，该文件在下面的因特网地址上可以获得：
http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-papadimitriou-ccamp-gmpls-12s c-lsp-02.txt。
每个定义了连接路径上一个节点的网元以一种方式设置，以便可以验证其是否可以单独地满足包含在每个连接建立消息中的最大值。但是，如果参数是累积的，例如传输延时或者时延抖动，则这种本地验证则不可能确保从连接的一端到另一端这个参数会都被满足。连接路径上的每个节点可以单独地和本地地满足一些最大值，但是如果一个累积参数的本地值在随着沿着连接路径上的不同节点的增加而积累，则最后可能会超过最大值。
由此，尽管上述的结合的确使得最大值沿着连接路径传送到节点，但是最大值使用的方式和强加在SENDER_TSPEC属性的对象上的只读限制意味着一旦已经建立连接就不可能保证连接实际上遵循最大参数值。
发明内容
因此，本发明的目标是在具有GMPLS控制方案的以太网络中完全地或者部分地弥补上述缺陷。
为此目的，本发明提供了用于具有GMPLS控制方案的以太通信网络中节点的控制设备，要建立的连接通过该节点，该设备包括控制装置，当该节点接收到包含至少一个第一值的连接建立消息时，根据所述第一值和由该当前节点引入的该本地值确定第二值，其中该第一值代表从要建立的连接的起始开始的由每个在先节点(连接路径上的)引入的累积参数的本地值之和，并且然后将所述第二值和选择的阈值进行比较以便确定通过该当前节点的连接是否能够接受该累积参数的最大值，并且至少当该连接能够接受该最大值时，将该接收到的消息中的第一值替换成所确定的第二值。
本发明的设备可以包括其它可以单独或者一起获得的特征，并且特别地：
·当该连接不能接受该最大值时，该控制装置可以被设置成产生错误消息，其指示要建立的连接不能出现该累积参数的最大值；
·该建立消息可以包括等于该所选择的阈值的第三值，并且该第一值可以等于从该要建立的连接的起始开始的在每个在先节点中引入的累积参数的本地值之和；
·在这种情况下，该控制装置可以适于从该第三值中减去该第二值并且当相减的结果大于或者等于零时，继续用该第二值来替换该第一值；
·该控制装置可以适于从该第三值中减去该第二值并且当相减的结果小于零时产生一个错误消息；
·在一个变形中，该阈值可以等于零并且该第一值可以等于从等于该最大值的该第三值中减去从要建立的连接的起始开始的在每个在先节点中引入的累积参数的本地值之和的结果。在这种情况下，该控制装置适于通过从该接收到的第一值中减去由该当前节点引入的该本地值来确定该第二值，并且当该比较的结果大于该阈值时，将该第一值替换成该第二值；
·该控制装置可以适于当相减的结果小于该阈值时，继续执行产生一个错误消息；
·当该网络是标签交换网络并且该连接要在L2 LSP类型的上下文中建立时，该第一值和该第三值可以是该建立消息的标签交换路径的专用属性值。在第一个变形中，该第一值和该第三值可以是符合的标记、长度、值(TLV)类型专用格式的、建立消息的SENDER_TSPEC属性的值。然后，该第一值附带有允许其在本地进行替换的异常标志。在第二个变形中，该第一值和该第三值可以是该建立消息的服务质量(QoS)域中专用对象的值；
·该控制装置可以适于产生“PathError”类型的错误消息；
·至少一些建立消息可以包括至少两个第一值，它们分别代表从要建立的连接的起始开始的在每个在先节点中引入的两个累积参数的本地值之和。在这种情况下，该控制装置适于为每个第一值根据所述第一值和对应的由该当前节点引入的对应的本地值确定第二值，并且然后将每个第二值与所选择的对应阈值进行比较以确定该当前节点中的连接是否能够接受该累积参数的最大值，并至少当该连接可以接受每个最大值时，将在该消息中接收到的每个第一值替换成每个确定的第二值；以及
·每个累积参数可以至少从传输延时和时延抖动中选择。
本发明还为具有GMPLS控制方案并且使用标签交换的以太通信网络提供该种类型的节点，其组成第二层标签交换网络的一个网元，该节点配置有如上所述类型的控制设备。
附图说明
本发明的其它特征和优点通过阅读以下的具体描述和附图会得到体现，其中唯一的附图非常概要地代表了标签交换通信网络的实例，其中该标签交换通信网络具有多个连接在一起的标签边缘路由器(LER)和标签核心路由器(LCR)，并每个路由器配置有本发明的控制装置。附图不仅可以用于对本发明进行描述，还在合适的地方用于对本发明进行限定。
具体实施方式
本发明要求能够验证至少一个在通信网络的要建立的连接中的参数出现称为“最大值”的值，其中“最大值”小于或者等于预先定义的数值范围的最高限度。
下面，假设通信网络是标签交换网络类型的，并且更确切地其由应用了GMPLS类型的控制方案的以太类型第二层网络组成。特别地，在下面的IETF标准中定义了该类网络：RFC 3471、RFC 3473，以及RFC 3477。更加确切地，下面假设GMPLS控制方案以太网络允许在L2 LSP类型的上下文中建立连接。
如在唯一的图中概略地示出的，具有GMPLS控制方案的以太网络(下面称为“GMPLS网络”)通常包括多个定义节点的网元，例如互相连接的标签交换路由器(LSR)。
这些LSR节点可以分组成两类：标签边缘路由器LERn和标签核心路由器LCRm。LERn节点用来在网络中建立连接路径(也称为标签交换路径(LSR))，而LCRm节点执行交换。
在示例中，网络具有5个(n＝5)LERn节点，而索引 n可以是任何大于或等于2的值，并且所示网络具有4个(m＝4)LCRm节点，而索引 m可以取任何大于或者等于1的值。
进一步，术语“链路”在下文中用来表示两个LSR节点之间的连接。值得重视的是，两个相邻节点可以通过物理传输链路链接起来，而一个连接则互连两个不一定相邻的节点。
术语“连接路径”在这里用来表示在源LER节点和目的LER节点之间的路径，其由在LSR节点对之间建立的链路序列来定义，或者，由有序节点序列来定义(这是相同的概念)。连接路径通常以一种方式来计算，以优化源LER节点(例如，LER1)和目的LER节点(例如LER3)之间的流量传输(或者流)。在GMPLS网络中，在其构成源时，将每个LER节点以一种方式设置，以便当给定了与该流相关联的服务、当前的网络拓扑结构以及链路的当前负载时，可以计算出用于将其接收的数据流传送到目的LER节点的最佳连接路径。
进一步，属于网络的客户端的用户或者商务终端Ti(在此例中，i＝1到4)可以建立到至少一些LER节点的连接，以便可以在可选的预先定义的L2 LSP连接上在一个和另一个节点之间交换数据。
另外，GMPLS网络具有网络管理系统(NMS)，其适于将数据传送到LSR节点，以及将数据从那里提取出来以使得网络可以被它的管理员(或者管理者)所管理。
本发明涉及连接建立阶段。更确切地，涉及连接建立消息在连接路径上的LSR节点(LERn和LCRm)之间传送的阶段。
出于这个目的，本发明建议优选地在网络的每个LSR节点上包括控制设备D，而不管其是边缘路由器LERn还是核心路由器LCRm，控制设备D用来验证：要建立的连接，其中该连接由通过该设备所在节点的连接路径所定义，是否在所述节点没有超过(即，可以接受)至少一个包含在所接收到的连接建立消息(以下简称为“消息”)中的累积参数的最大值。该最大值小于或者等于定义连接参数必须位于的数值范围的最高限度的值。
每个消息包括至少一个(第一)代表累积参数的值V1，其中累积参数例如是传输延时或者时延抖动之类的参数。自然地，该消息可以包括多个代表多个累积参数的值。进一步，每个消息通常包括其它非累积的连接参数值，并且其虽然通常由控制设备D或者任何其它附加设备已完成验证、也还需要在本地进行验证。
下面假设由在连接路径上的节点收到的每个(核心连接)消息包括至少一个(第一)值V1，其中该值代表时延抖动并且更确切地表示从要建立的连接的起始开始的在所述连接路径上每个在先节点中引入的本地时延抖动值之和。
下面以非限制性的例子的方式考虑以下情况，连接路径是由随后的有序节点序列LER1、LCR1、LCR2、LCR3以及LER3来定义的。另外，下面描述的控制设备D是位于核心节点LCR3中的设备。但是位于其它节点(网元)的设备D也以相同的方式进行操作。
控制设备D包括控制模块MC，在每次其节点LCR3接收到包含第一值V1的消息时，其用来根据所述第一值由和其自身的节点LCR3的输出接口引入的本地值确定第二值，其中该输出接口专用于该要建立的连接，并且然后将所述第二值与所选择的阈值以一种方式进行比较，以确定连接是否可以接受(不超过)在所述节点LCR3中的时延抖动的某个最大值，并且至少在连接可以接受在节点LCR3的所述最大值(即最大值没有超过阈值)时，将所接收到的消息中的第一值替换成所确定的第二值。
优选地，控制模块MC还可以用来在要建立的连接不能接受在该节点的时延抖动的最大值时产生一个错误消息。当将要在LS LSP上下文中建立消息时，错误消息可以采用例如“PathError”类型。这种消息特别地在P.Papadimitriou等人撰写的名为“Generalized MPLS(GMPLS)RSVP-TE Signaling in support of layer-2 label switched paths(LS LSP)”文件中进行了描述，该文件在下面的因特网地址上可以获得：
http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-papadimitriou-ccamp-gmpls-12s c-lsp-02.txt。
可以设想本发明的至少两种实现。
第一个实现在于，在消息中结合等于所选择的阈值的第三值V3，和等于从要建立的连接的起始开始(在此例中从LER1开始)在连接路径上节点LCR3之前的每个节点，即LER1、LCR1以及LCR2中引入的时延抖动的本地值之和的第一值V1。
在该第一个实现中，第三值V3因此是要建立的连接在其整个连接路径上，即端到端，将要出现的时延抖动最大值。
进一步，在该第一个示例中，包含在由位于连接路径上的位置 i处的节点所接收的消息中的第一值V1(i)可以由下列关系来定义：
V 1 ( i ) = Σ 1 i - 1 P loc ( j )
其中Ploc(j)代表沿所述连接路径的位于位置 i(j＝1到i-1)处的节点所引入的时延抖动的本地值。
例如，参照节点LCR3，索引 i等于4并且V1(4)＝Ploc(1)+Ploc(2)+Ploc(3)，其中Ploc(1)是由边缘节点LER1所引入的时延抖动的本地值，Ploc(2)是由核心节点LCR1所引入的时延抖动的本地值，以及Ploc(3)是由核心节点LCR2所引入的时延抖动的本地值。通过这种注释可以看出，位于位置i-1的节点传送第一值V1(i)到位于位置 i的随后的节点。
由位于沿连接路径上的位置 i的节点中的计算模块MC所确定的第二值V2(i)在这种情况中等于其接收到的第一值V1(i)加上由所述位于位置 i的节点的输出接口所引入的本地值Ploc(j＝i)的和。例如，对于节点LCR3，索引 i等于4并且V2(4)＝V1(4)+Ploc(4)。
位于位置 i的节点的控制模块MC适于将其确定的每个第二值V2(i)与其在消息中接收到的并且等于阈值的第三值V3进行比较。为了实现这个，例如，它可以从第三值V3中减去由其自身确定的第二值V2(i)。
如果相减的结果小于0(V3-V2(i)＜0)，这表示在离开位于沿连接路径上的位置 i上的节点后，要建立的连接不能再接受时延抖动的最大值，其中可接受的最大值由阈值V3所定义。控制模块MC因此发送一个错误消息给发起该连接的节点(在这种情况中是LER1)，例如PathError类型的消息，其指示要建立的连接不能接受该时延抖动的最大值。
否则，如果相减的结果大于或者等于0(V3-V2(i)≥0)，这表示要建立的连接离开沿连接路径上位于位置 i上的节点后还可以接受时延抖动的最大值，其中可接受的最大值由阈值V3定义。控制模块MC然后将包含在接收到的消息中的值V1(i)替换成其已确定的第二值V2(i)，并且其变成沿连接路径位于位置i+1上的节点的新的第一值V1(i+1)。
第二个实现在于，采用等于0的阈值并且包含由位于沿连接路径上的位置 i上的节点所传送消息中的第一值V1(i)，其中该第一值V1(i)等于从由第三值V3’所给定的在整个连接上可接受的时延抖动的最大值中减去从要建立的连接的起始开始的由沿连接路径的位置 i上的所述节点之前的每个节点的输出接口所引入的时延抖动的本地值Ploc(i)之和的结果。该接收到的第一值V1(i)因此由如下关系定义：
V 1 ( i ) = V 3 ′ - Σ 1 i - 1 P loc ( j )
通过该注释可以看到，位于位置i-1的节点传送第一值V1(i)到位于位置 i之后的节点。因此，由位于位置i-1的节点在连接建立消息中所传送的第一值V1(i)代表对连接保持可用的累积参数(在这种情况中为时延抖动)的总值，其中所述连接是将要在位于位置 i的节点和目的节点之间建立的连接。
通过示例的方式，对于节点LCR3，索引 i等于4并且V1(3)＝V3’-(Ploc(1)+Ploc(2)+Ploc(3))，其中Ploc(1)是由边缘节点LER1所引入的时延抖动的本地值，Ploc(2)是由核心节点LCR1所引入的时延抖动的本地值，并且Ploc(3)是由核心节点LCR2所引入的时延抖动的本地值。
在该情况中，由位于沿连接路径的位置 i上的节点中的计算模块MC所确定的第二值V2(i)是从所接收到的第一值V1(i)中减去位于位置 i上的所述节点的输出接口所引入的本地值Ploc(j＝i)的结果。例如，对于节点LCR3， i等于4并且V2(4)＝V1(4)-Ploc(4)。
在该示例中，位于位置 i的节点的控制模块MC用于对其已确定的并且等于上述特定相减(V2(i)＝V1(i)-Ploc(i))的结果的第二值V2(i)与用作比较阈值的零值(0)进行比较。
如果该比较的结果是小于零(V2(i)＜0)，这表示要建立的连接不能再接受该由第三值V3’所定义的位于沿连接路径的位置 i上的节点的出口上的时延抖动的最大值。控制模块MC因此产生用于向发起该连接的节点发送的错误消息(在这种情况中是LER1)，例如PathError类型的消息，其指示要建立的连接不能接受该时延抖动的最大值。
否则，即如果比较的结果大于或者等于0(V2(i)≥0)，这表示要建立的连接还可以接受由阈值V3’定义的位于沿连接路径的位置 i上的节点的出口上的时延抖动最大值。控制模块MC然后将包含在所接收的消息中的第一值V1(i)替换成其已确定的第二值V2(i)并且其变成位于沿连接路径的位置i+1上的节点的新的第一值V1(i+1)。
需要重视的是，在出现包括多个( k)(至少两个)分别代表从要建立的连接的起始开始的由每个在先节点(j＝1到i-1)所引入的不同累积参数Ploc k(j)的本地值之和的第一值V1k(i)的连接建立消息时，位于位置 i的节点中的控制模块MC为每个第一值V1k(i)根据所述第一值V1k(i)和对应的由位于位置i的所述节点所引入的本地值Ploc k(j＝i)确定第二值V2k(i)。然后，如上所述，控制模块MC将每个第二值V2k(i)和所选择的对应阈值(V3或者0)相比较以便确定该连接是否能够在其本身的节点接受累积参数的最大值。因此，控制模块MC要么至少在连接可以接受每个最大值时将在接收到消息中每个接收到的第一值V1k(i)替换成对应的确定的第二值V2k(i)，要么当要建立的连接不能接受至少一个其对于累积参数已确定的最大值时，其产生一个用于向发起连接的节点(在这种情况中为LER1)发送的错误消息，例如PathError类型的消息。
每个值(V1(i)(或者V1k(i))以及可能地还有V3(或者V3k)可以通过至少三种不同的方式结合在连接建立消息中。
第一个方法在于，将第一值V1(i)以及可能地还有第三值V3以不同的专用LSP属性值的形式结合到从一个节点到另一个节点传送的消息中。
第二个方法在于，将第一值V1(i)以及可能地还有第三值V3(i)以属性值的形式结合到从一个节点到另一个节点传送的消息中，其中优选地为符合标签、长度、值(TLV)类型的专用格式的SENDER_TSPEC属性值的形式。在这种情况下，由控制模块MC通过将其替换成由其所确定的第二值V2(i)来进行更新的第一值V1(i)附带一个允许其在本地进行替换的异常标志。应该可以回想到SENDER_TSPEC属性是只读属性并且因此需要给其附带一个异常标志，以使其不仅可以由控制模块MC读取也可以由其进行更新(通过对其进行替换)。
第三个方法在于，将第一值V1(i)以及可能地还有第三值V3以建立消息的QoS(服务质量)域中的专用对象值的形式结合到从一个节点到另一个节点传送的消息中。
本发明的控制设备D，以及特别地其控制模块MC，可以采用电子电路、软件模块或者电路和软件结合的形式实现。
本发明不局限于以上仅仅通过示例的方式进行描述的控制设备和节点的实施例，而是涵盖本领域熟练的技术人员在下面的权利要求的范围内可以想象的任何变形。

Claims (14)

1.一种用于具有通用多协议标签交换控制方案的以太通信网络中的节点(LCRm，LERn)的控制设备(D)，要建立的连接通过该节点，该设备的特征在于其包括控制装置，其被设置为当所述节点(LCRm，LERn)接收到包含至少一个第一值的连接建立消息时，根据所述第一值和由所述节点(LCRm，LERn)引入的本地值确定第二值，其中所述第一值代表从所述要建立的连接的起始开始的在所述连接上的每个在先节点中引入的累积参数的本地值之和，并且然后将所述第二值与所选择的阈值进行比较以便确定所述连接是否能够接受在所述节点处所述累积参数的最大值，并且至少当所述连接可以接受所述最大值时，将在所述接收到的消息中的所述第一值替换成所确定的所述第二值。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述控制装置(MC)被设置为当所述连接不能接受所述最大值时，产生一个错误消息，其指示所述要建立的连接不能出现该累积参数的所述最大值。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述建立消息包括等于所述所选择的阈值的第三值，并且所述第一值等于从所述要建立的连接的起始开始的在所述连接上的每个在先节点中引入的所述累积参数的本地值之和。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述控制装置(MC)被设置为从所述第三值中减去所述第二值，并且当所述相减的结果大于或者等于零时继续进行所述的替换。
5.根据权利要求2和3的结合所述的设备，其特征在于所述控制装置(MC)被设置为从所述第三值中减去所述第二值，并且当所述相减的结果小于零时继续产生所述错误消息。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述阈值等于零，并且所述第一值等于从等于所述最大值的第三值中减去从所述要建立的连接的起始开始的在所述连接上的每个在先节点中引入的所述累积参数的本地值之和的结果，并且所述控制装置(MC)被设置为通过从接收到的所述第一值中减去由所述节点(LCRm，LERn)引入的所述本地值来确定所述第二值，并且当所述比较的结果大于所述阈值时继续进行所述替换。
7.根据权利要求2和6的结合所述的设备，其特征在于所述控制装置(MC)被设置为当所述相减的结果小于所述阈值时产生所述错误消息。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述网络是标签交换类型并且所述连接将在L2LSP类型的上下文中建立，并且所述第一值和所述第三值是所述建立消息的标签交换路径的专用属性值。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述网络是标签交换类型并且所述连接将在L2LSP类型的上下文中建立，并且所述第一值和所述第三值是符合TLV类型的专用格式的、所述建立消息的称为“SENDER_TSPEC”属性的值，并且所述第一值附带由允许其在本地被替换的异常标志。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述网络是标签交换类型并且所述连接将在L2LSP类型的上下文中建立，并且所述第一值和所述第三值是所述建立消息的服务质量域中的专用对象的值。
11.根据权利要求2和8的结合所述的设备，其特征在于所述控制装置(MC)被设置为产生“PathError”类型的错误消息。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于至少一些建立消息包括至少两个第一值，其中所述两个第一值代表从所述要建立的连接的起始开始的在每个在先节点中引入的两个累积参数的本地值之和，所述控制装置(MC)被设置为为每个第一值根据所述第一值和由所述节点(LCRm，LERn)引入的对应的本地值确定第二值，并且然后将每个第二值与所对应的选择的阈值以一种方式进行比较，以便确定所述连接是否能够接受所述节点(LCRm，LERn)的所述累积参数的最大值，并且至少当所述连接可以接受每个最大值时将所述消息中的每个第一值替换成对应的确定的第二值。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于每个累积参数从至少包括传输延时和时延抖动的组中进行选择。
14.一种类型的节点(LCRm，LERn)，其组成用于以太通信网络的标签交换网络中的一个网元，其中所述以太通信网络是具有通用多协议标签交换控制方案的标签交换类型，该节点的特征在于其包括根据权利要求1的控制设备(D)。
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