CN1917440A - 一种基于区分服务的Pipe模型实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其核心为：在VPN－CRC中设置基于区分服务的Pipe连接管理信息，VPN－CRC根据所述连接管理信息、VPN－LBN中的入口PE设备传输来的基于区分服务的Pipe请求控制VPN－LBN进行Pipe连接管理。本发明通过利用VPN－CRC、VPN－LBN体系结构来进行Pipe连接管理如创建Pipe连接、撤销Pipe连接等，使VPN业务的QoS能够得到充分保证；从而实现了完善Pipe模型实现方法、保证VPN业务QoS的目的。

Description

一种基于区分服务的Pipe模型实现方法
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种基于区分服务的Pipe模型实现方法。
背景技术
DiffServ(Differentiated Services，区分服务)技术是由IETF(互联网工程任务组)提出的，又称为区分服务模型。
区分服务模型的基本思想是：在网络的入口处为每个数据包分类，并在数据包中标记相应的DSCP(DiffServ CodePoint，区分服务代码点)，用于指示数据包在网络转发路径的内部节点上被处理的方式。内部节点如网络内部的核心路由器中只保存简单的DSCP与PHB(每跳行为)的对应机制，核心路由器根据数据包头部中的DSCP值对数据包进行相应的优先级转发，而业务流状态信息的保存、流量控制机制的实现等都在网络边界节点进行，内部节点与业务流状态无关。
由于区分服务具有实现简单，扩展性好的特点，已在IP网络中得到了绝大部分厂家的支持，其具体实现技术包括分类、重标记、速率限制、流量整形、拥塞避免、队列调度等。
Pipe模型是ITU-T SG13/Q2的标准草案Y.vpn_qos中提出的两种VPN业务模型之一，按照Y.vpn_qos中Pipe模型的定义，Pipe模型用于确保点到点连接的QoS(业务服务质量)，VPN用户规定VPN端点之间Pipe模型网络路径的QoS需求，在每组VPN端点之间的Pipe路径，网络业务服务商需要提供足够的服务带宽保障用户QoS需求可以实现，网络业务服务商为Pipe分配的资源不能用于其他流量。用户需要在CE上提供基于目的地的流量整形功能，保证QoS需求的实现。
在ITU-T SG13/Q2于2005年5月公布的Y.vpn_qos草案中，提出VPN QoS框架结构中业务Pipe模型可以通过DiffServ和InterServ两种技术构建，但没有提供具体的实现方法、处理流程和相关技术的描述，属于需要进一步讨论解决的问题，有待进一步研究和补充。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，利用VPN-CRC、VPN-LBN体系结构进行Pipe连接管理，完善了VPN QoS框架结构中业务Pipe模型。
为达到上述目的，本发明提供的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，包括：
a、在VPN-CRC(VPN集中资源控制器)中设置基于区分服务的Pipe连接管理信息；
b、VPN-CRC根据所述连接管理信息、VPN-LBN(VPN承载网)中的入口PE设备传输来的基于区分服务的Pipe请求控制VPN-LBN进行Pipe连接管理。
所述Pipe连接管理为：基于区分服务的Pipe创建管理；且所述步骤a具体包括：
在各VPN-CRC中设置用户QoS参数与区分服务QoS参数的对应关系。
所述步骤b具体包括：
b1、入口PE设备将CE设备传输来的承载有用户QoS参数的基于区分服务的Pipe创建请求传输至需要创建的Pipe对应的各VPN-CRC；
b2、各VPN-CRC根据所述对应关系将Pipe创建请求中用户QoS参数映射为区分服务QoS参数；
b3、各VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数确定该Pipe创建请求对应的可分配资源；
b4、各VPN-CRC根据可分配资源均确定允许创建Pipe时，将相应的Pipe创建参数传输至所述入口PE设备，同时，各VPN-CRC分别配置该Pipe创建请求对应的VPN-LBN中的各中间节点；
b5、所述入口PE设备根据其接收的创建参数建立基于区分服务的Pipe连接。
所述步骤b3包括：
VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数进行资源计算，并根据资源计算结果确定该Pipe创建请求对应的可分配资源。
所述方法还包括：
在VPN-CRC中设置Pipe资源池和公共资源池；
所述Pipe资源池中预先设置有可动态分配的各区分服务QoS参数分别对应的Pipe资源信息；
且所述步骤b3包括：
VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数判断Pipe资源池中是否有与其匹配的Pipe资源信息；
如果有，VPN-CRC将该匹配的Pipe资源信息确定为Pipe创建请求对应的可分配资源；
如果没有，VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数进行资源计算，并根据公共资源池、资源计算结果确定该Pipe创建请求对应的可分配资源。
所述步骤b3还包括：
根据资源计算结果确定没有该Pipe创建请求对应的可分配资源时，将Pipe创建请求的拒绝信息传输至入口PE设备，由入口PE设备结束基于区分服务的Pipe创建管理过程，本方法结束。
所述Pipe创建参数包括：Pipe在各VPN-CRC本域中的创建参数；
且所述步骤b4还包括：
各VPN-CRC保存Pipe在本域中的创建参数。
所述Pipe创建参数包括：全程路径信息和映射的区分服务QoS参数。
所述步骤b5具体包括：
所述入口PE设备将全程路径信息和映射的区分服务QoS参数存储于QoS路径信息表中，并为VPN-CRC传输来的标签栈设置EXP位组；
所述入口PE设备向对应的CE设备发送Pipe成功建立的信息，并根据路径信息表中的内容、EXP位组进行数据报文的转发。
所述Pipe连接管理为：基于区分服务的Pipe撤销管理；且所述步骤a包括：
在各VPN-CRC中分别设置Pipe在本域中的创建参数。
所述Pipe在本域中的创建参数包括：Pipe在VPN-CRC本域中的路径信息和映射的区分服务QoS参数。
所述步骤b具体包括：
b1’、入口PE设备将CE设备传输来的基于区分服务的Pipe撤销请求传输至Pipe对应的各VPN-CRC；
b2’、各VPN-CRC确定所述撤销请求对应的本域路径信息和映射的区分服务QoS参数，并释放资源，同时，将Pipe资源释放消息传输至入口PE设备；
b3’、入口PE设备根据其接收的资源释放消息删除QoS路径信息表中相应的记录。
当VPN-CRC释放的Pipe资源为Pipe资源池中的Pipe资源时，将所述释放的Pipe资源回收至该VPN-CRC的Pipe资源池中；
当VPN-CRC释放的Pipe资源为公共资源池中的资源时，将所述释放的Pipe资源回收至该VPN-CRC的公共资源池中。
通过上述技术方案的描述可知，本发明通过利用VPN-CRC、VPN-LBN体系结构来进行Pipe连接管理如创建Pipe连接、撤销Pipe连接等，能够保证VPN业务的QoS；通过设置Pipe资源池简化了网络资源分配处理过程，提高了网络资源的分配效率；从而通过本发明提供的技术方案实现了完善Pipe模型实现方法、保证VPN业务QoS的目的。
附图说明
图1是QoS-VPN体系模型示意图；
图2是本发明的基于区分服务的创建Pipe连接的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是：在VPN-CRC中设置基于区分服务的Pipe连接管理信息，VPN-CRC根据所述连接管理信息、VPN-LBN中的入口PE设备传输来的基于区分服务的Pipe请求控制VPN-LBN进行Pipe连接管理。
下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
集中资源控制保证QoS的MPLS NBVPN(Network Based Virtual PrivateNetwork基于网络的虚拟专网)是一种在MPLS网络上充分保证VPN业务QoS的体系结构，MPLS NBVPN通过在基础IP网络中通过MPLS技术预配置一部分资源给QoS-VPN使用，这部分资源称为VPN-LBN(VPN逻辑承载网)资源，并在当前VPN参考模型中增加控制网元，如VPN-CRC(VPN集中资源控制器)，用于维护VPN-LBN的网络拓扑和资源、以及每个QoS-VPN的成员关系信息和访问关系信息，并根据逻辑承载网资源状态进行允许控制和路径计算，保证接入的业务都能得到它们希望的服务质量，集中资源控制保证QoS的MPLSNBVPN是一种层次化结构，避免了VPN的扁平面化结构，以及VPN资源和其他业务共享资源，且不同VPN之间存在资源竞争机制。
QoS-VPN框架分为两个层次：VPN承载层(bearer layer)和VPN承载控制层(bearer control layer)，QoS-VPN框架的体系结构如图1所示。
图1中，圆柱形的图标代表VPN-CRC，实心黑色圆点表示PE，带斜线的圆形表示ITR(中间传输路由器)，空心的圆形表示CR(核心路由器)，方形图标表示CE，加黑加粗的虚线表示预留带宽的LSP。
VPN-LBN是使用MPLS技术根据预先的容量规划通过配置预留带宽的LSP连接PE、CR、ITR形成的，VPN承载控制层由VPN-CRC组成，每个域由一个VPN-CRC管理，VPN-CRC管理VPN-LBN的网络资源如带宽、处理器能力、队列缓冲区等，VPN-CRC能够维护VPN-LBN的网络拓扑，VPN-CRC还能够进行资源计算、路径选择、向PE设备发送路径指示，同时，VPN-CRC能够在VPN-LBN内分配资源，实现接入控制，并为每个QoS-VPN维护成员关系信息表、连接关系信息表和相关的信令，以便实现成员关系自动发现和单边配置。
本发明是基于集中资源控制保证QoS的MPLS NBVPN中的QOS-VPN业务体系结构。
本发明首先需要在VPN-CRC中设置基于区分服务的Pipe连接管理信息，VPN-CRC根据这些连接管理信息对PE设备传输来的与基于区分服务的Pipe连接相关的请求进行Pipe连接管理。下面以基于区分服务的Pipe创建请求、基于区分服务的Pipe撤销请求为例对本发明的基于区分服务的创建Pipe连接管理和撤销Pipe连接管理进行详细说明。
在实现基于区分服务的创建Pipe连接过程时，各VPN-CRC中预先设置的基于区分服务的Pipe连接管理信息为：用户QoS参数与区分服务QoS参数的对应关系。其中，用户QoS参数即用户要求的QoS参数，用户QoS参数如带宽、时延、抖动限制、丢失率限制等参数；区分服务QoS参数如流分类、重标记、速率限制、流量整形、拥塞避免、队列调度等。
实现基于区分服务的创建Pipe连接的主要过程如附图2所示：
图2中，步骤200、CE设备向入口PE设备发送基于区分服务的Pipe创建请求，该Pipe创建请求中承载有用户要求的QoS参数。
到步骤210、入口PE设备将其接收的Pipe创建请求传输至其所在域的VPN-CRC，入口PE设备所在域的VPN-CRC将其接收的Pipe创建请求传输至与需要创建的Pipe有关的VPN-CRC，即如果该Pipe需要跨域建立，则该Pipe创建请求需要分别传输至Pipe两端PE设备所在域的VPN-CRC和中间各跨越域的VPN-CRC。
到步骤220、与需要创建的Pipe有关的各VPN-CRC在接收到Pipe创建请求后，首先需要根据上述对应关系将Pipe创建请求中承载的用户要求的QoS参数映射为区分服务QoS参数，即将用户要求的QoS参数映射为特定的区分服务QOS功能。
到步骤230、各VPN-CRC均按照特定的区分服务QOS功能完成确定需要分配的资源、路径选择过程。
VPN-CRC按照特定的区分服务QOS功能确定需要分配的资源的方法主要有两种，一、根据映射的区分服务QoS参数进行资源计算来确定需要分配的资源。二、根据预先设置的Pipe资源池中的Pipe资源来确定需要分配的资源。
Pipe资源池是本发明为方便各VPN-CRC资源分配而提出的一种资源分配方法。VPN-CRC可以将其所管理的资源划分为Pipe资源池和公共资源池两部分，Pipe资源池中预先设置有可动态分配的、不同规格的Pipe资源。不同规格的Pipe资源对应不同的区分服务QoS参数，不同规格的Pipe资源可以由网络服务提供商根据客户特点而预先定制。
当VPN-CRC接收到Pipe创建请求后，首先将Pipe创建请求中承载的用户QoS参数映射为区分服务QoS参数，然后，从Pipe资源池中查找与该区分服务QoS参数最为匹配的Pipe资源，在查找到匹配的Pipe资源时，将该Pipe资源确定为需要分配的Pipe资源，如果没有查找到匹配的Pipe资源，VPN-CRC再根据区分服务QoS参数进行资源计算，根据资源计算结果从其公共资源池中确定需要分配的Pipe资源。本发明通过Pipe资源池简化了网络资源分配处理过程，提高了网络资源的分配效率。
到步骤240、根据上述确定需要分配的资源的方法，各VPN-CRC均进行允许允许控制，即均判断是否能够为Pipe创建请求分配资源，如果某个VPN-CRC不能够为Pipe创建请求分配资源，如资源计算的结果为“拒绝”，则到步骤241、这个VPN-CRC需要将拒绝的响应消息一直向其上游的VPN-CRC传送，直到传输至入口PE设备。到步骤260。
在步骤240、如果各VPN-CRC都能够为Pipe创建请求分配资源，如各VPN-CRC均能够从Pipe资源池中为Pipe创建请求分配资源，或资源计算结果均为“允许”，则到步骤250、各VPN-CRC均需要将其确定的创建参数传输入口PE设备，如将符合用户QoS参数要求的路径信息和区分服务QoS参数发送至入口PE设备。各VPN-CRC还需要完成对本域中对应的中间节点的配置过程。上述路径信息如标签栈等。
各VPN-CRC可以通过承载有“允许”的响应消息将其确定的创建参数一直向其上游VPN-CRC传送，直到传输至入口PE设备。到步骤260。
在步骤260、入口PE设备接收响应消息并判断，如果该响应消息中承载的是“允许”信息，则到步骤270、入口PE设备从响应消息中获取各VPN-CRC的创建参数，即全程路径信息和区分服务QoS参数，并将这些信息记录在QoS路径信息表中，为VPN-CRC传输来的标签栈设置EXP位组，同时，入口PE设备向CE设备请求方发送Pipe创建请求成功信息，结束CE设备请求创建Pipe过程。
这样，入口PE设备能够根据QoS路径信息表中的内容对用户流量进行流分类、队列调度、整形、标记，MPLS封装，并根据EXP位组中的标签栈确定转发路径。
在步骤260、如果入口PE设备接收到承载有“拒绝”信息的响应消息，则到步骤261、入口PE设备向CE设备请求方发送Pipe创建请求失败信息，结束CE设备请求创建Pipe过程。
在实现基于区分服务的撤销Pipe连接过程时，各VPN-CRC中预先设置的基于区分服务的Pipe连接管理信息为：VPN-CRC本域内的Pipe创建参数，如Pipe在本域中的路径信息和映射的区分服务QoS参数，这些信息可以是在上述基于区分服务的创建Pipe连接过程中建立的。
实现基于区分服务的撤销Pipe连接主要包括如下过程：
用户CE设备通过入口PE设备向与需要撤销的Pipe连接有关的各VPN-CRC发送基于区分服务的Pipe撤销请求。
各VPN-CRC接收到用户CE设备的基于区分服务的Pipe撤销请求后，查找符合该基于区分服务的Pipe撤销请求对应的VPN-CRC本域内的Pipe创建参数，如全程路径信息和区分服务QoS参数，在查找到对应的VPN-CRC本域内的Pipe创建参数后，完成对已分配资源的释放，并在资源释放完成后，将资源释放完成的信息通过上游VPN-CRC一直传输至入口PE设备。
如果VPN-CRC释放的资源是从Pipe资源池中分配的Pipe资源，则将这个释放的资源回收到Pipe资源池中，如果VPN-CRC释放的资源是从公共资源池中分配的资源，则将这个释放的资源仍旧回收到公共资源池中，以便于今后使用。
入口PE设备接收到VPN-CRC传输来的资源释放完成的信息后，删除其保存的该Pipe的创建参数，如删除QoS路径信息表中相应的全程路径信息和区分服务QoS参数，并在删除该条记录时，向CE设备请求方发送撤销请求完成的信息，结束CE设备请求撤销Pipe过程。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (13)

1、一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，包括：
a、在VPN-CRC(VPN集中资源控制器)中设置基于区分服务的Pipe连接管理信息；
b、VPN-CRC根据所述连接管理信息、VPN-LBN(VPN承载网)中的入口PE设备传输来的基于区分服务的Pipe请求控制VPN-LBN进行Pipe连接管理。
2、如权利要求1所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述Pipe连接管理为：基于区分服务的Pipe创建管理；且所述步骤a具体包括：
在各VPN-CRC中设置用户QoS参数与区分服务QoS参数的对应关系。
3、如权利要求2所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：
b1、入口PE设备将CE设备传输来的承载有用户QoS参数的基于区分服务的Pipe创建请求传输至需要创建的Pipe对应的各VPN-CRC；
b2、各VPN-CRC根据所述对应关系将Pipe创建请求中用户QoS参数映射为区分服务QoS参数；
b3、各VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数确定该Pipe创建请求对应的可分配资源；
b4、各VPN-CRC根据可分配资源均确定允许创建Pipe时，将相应的Pipe创建参数传输至所述入口PE设备，同时，各VPN-CRC分别配置该Pipe创建请求对应的VPN-LBN中的各中间节点；
b5、所述入口PE设备根据其接收的创建参数建立基于区分服务的Pipe连接。
4、如权利要求3所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述步骤b3包括：
VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数进行资源计算，并根据资源计算结果确定该Pipe创建请求对应的可分配资源。
5、如权利要求3所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
在VPN-CRC中设置Pipe资源池和公共资源池；
所述Pipe资源池中预先设置有可动态分配的各区分服务QoS参数分别对应的Pipe资源信息；
且所述步骤b3包括：
VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数判断Pipe资源池中是否有与其匹配的Pipe资源信息；
如果有，VPN-CRC将该匹配的Pipe资源信息确定为Pipe创建请求对应的可分配资源；
如果没有，VPN-CRC根据所述映射的区分服务QoS参数进行资源计算，并根据公共资源池、资源计算结果确定该Pipe创建请求对应的可分配资源。
6、如权利要求4或5所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述步骤b3还包括：
根据资源计算结果确定没有该Pipe创建请求对应的可分配资源时，将Pipe创建请求的拒绝信息传输至入口PE设备，由入口PE设备结束基于区分服务的Pipe创建管理过程，本方法结束。
7、如权利要求3、4或5所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述Pipe创建参数包括：Pipe在各VPN-CRC本域中的创建参数；
且所述步骤b4还包括：
各VPN-CRC保存Pipe在本域中的创建参数。
8、如权利要求3、4或5所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述Pipe创建参数包括：全程路径信息和映射的区分服务QoS参数。
9、如权利要求8所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，且所述步骤b5具体包括：
所述入口PE设备将全程路径信息和映射的区分服务QoS参数存储于QoS路径信息表中，并为VPN-CRC传输来的标签栈设置EXP位组；
所述入口PE设备向对应的CE设备发送Pipe成功建立的信息，并根据路径信息表中的内容、EXP位组进行数据报文的转发。
10、如权利要求1至5中任一权利要求所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述Pipe连接管理为：基于区分服务的Pipe撤销管理；且所述步骤a包括：
在各VPN-CRC中分别设置Pipe在本域中的创建参数。
11、如权利要求10所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述Pipe在本域中的创建参数包括：Pipe在VPN-CRC本域中的路径信息和映射的区分服务QoS参数。
12、如权利要求11所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：
b1’、入口PE设备将CE设备传输来的基于区分服务的Pipe撤销请求传输至Pipe对应的各VPN-CRC；
b2’、各VPN-CRC确定所述撤销请求对应的本域路径信息和映射的区分服务QoS参数，并释放资源，同时，将Pipe资源释放消息传输至入口PE设备；
b3’、入口PE设备根据其接收的资源释放消息删除QoS路径信息表中相应的记录。
13、如权利要求12所述的一种基于区分服务的Pipe模型实现方法，其特征在于：
当VPN-CRC释放的Pipe资源为Pipe资源池中的Pipe资源时，将所述释放的Pipe资源回收至该VPN-CRC的Pipe资源池中；
当VPN-CRC释放的Pipe资源为公共资源池中的资源时，将所述释放的Pipe资源回收至该VPN-CRC的公共资源池中。
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