[發(fā)明專(zhuān)利]路徑計(jì)算及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ā?gòu)架、系統(tǒng)、實(shí)體及路由器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610152358.1
• 申請(qǐng)日: 2006-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101155134A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江興烽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/56
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/56;H04L12/24;H04L29/06
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王琦;王誠(chéng)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)(Internet)尋路技術(shù)，特別涉及一種Internet網(wǎng)絡(luò)的路徑計(jì)算方法、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ā⒒诰W(wǎng)格的IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、自治系統(tǒng)、注冊(cè)服務(wù)實(shí)體、資源管理系統(tǒng)以及路由器。

背景技術(shù)

目前，Internet尋路機(jī)制依賴(lài)于開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OSPF，Open?ShortestPath?First)/中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)協(xié)議(ISIS，Intermediate?system-intermediatesystem)，簡(jiǎn)稱(chēng)OSPF/ISIS，等基于最短路徑的鏈路狀態(tài)協(xié)議。因此，網(wǎng)絡(luò)流量將集中到最短路徑所經(jīng)過(guò)的鏈路上，從而最終導(dǎo)致最短路徑的鏈路過(guò)載，同時(shí)非最短鏈路的帶寬卻沒(méi)有得到充分利用。流量工程(TE，Traffic?Engineering)的目的是將流量進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使阻塞鏈路的流量能夠轉(zhuǎn)移到那些沒(méi)有被充分利用的鏈路上去。多協(xié)議標(biāo)簽交換流量工程(MPLS-TE，Multi-protocol?LabelSwitching-Traffic?Engineering)技術(shù)通過(guò)路徑計(jì)算，使用資源預(yù)留建立協(xié)議及流量工程擴(kuò)展(RSVP-TE，Resource?Reservation?Setup?Protocol?withTraffic-Engineering?Extensions)技術(shù)在路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)間建立一條標(biāo)簽交換路徑(LSP，Label?Switching?Path)，從而將流量從最短路徑導(dǎo)向那些沒(méi)有充分利用的鏈路上。MPLS-TE技術(shù)的前提在于路徑計(jì)算，只有計(jì)算出了滿(mǎn)足條件的路徑，才能發(fā)起LSP信令建立過(guò)程。

現(xiàn)有的規(guī)范已提供了基于路徑計(jì)算單元(PCE，Path?Computation?Element)的路徑計(jì)算體系架構(gòu)。在路徑計(jì)算過(guò)程中，由路徑計(jì)算客戶(hù)端(PCC，PathComputation?Client)向PCE發(fā)起請(qǐng)求，請(qǐng)求包括通信的源地址和目的地址，服務(wù)質(zhì)量要求(QOS，Quality?of?Service)等路徑計(jì)算約束參數(shù)。PCE計(jì)算出符合條件的路徑，并返回給PCC。PCC通過(guò)RSVP-TE信令協(xié)議建立LSP，后續(xù)的流量將由LSP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

PCE利用OSPF/ISIS的TE擴(kuò)展協(xié)議獲取流量工程數(shù)據(jù)庫(kù)(TED，TrafficEngineering?Database)，并計(jì)算滿(mǎn)足各種限制條件的路徑。但是，OSPF/ISIS協(xié)議只能獲取一個(gè)區(qū)域的拓?fù)洌?dāng)通信的源地址和目的位于不同的區(qū)域或者位于不同的自治系統(tǒng)(AS，Autonomous?System)時(shí)，路徑的計(jì)算需要多個(gè)PCE參與，最終形成一條完整的路徑。這里，PCE和PCC是邏輯實(shí)體，在物理上可以實(shí)現(xiàn)在同一實(shí)體中，有些路由器既作PCC又作PCE；二者也可以在物理上分開(kāi)實(shí)現(xiàn)，如專(zhuān)用的服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器(NMS，Network?Management?Server)。當(dāng)PCE和PCC在物理上分開(kāi)實(shí)現(xiàn)時(shí)，PCE需要運(yùn)行OSPF/ISIS的TE擴(kuò)展協(xié)議獲取TED，則PCE必須與路由器在IP層次上直聯(lián)。如果PCE與路由器沒(méi)有直聯(lián)，則需要使用隧道技術(shù)。其中，基于PCE的路徑計(jì)算體系架構(gòu)允許使用帶外的方式獲取TED。

圖1為多個(gè)PCE協(xié)同計(jì)算路徑的體系結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，頭端節(jié)點(diǎn)(Head-End?Node)收到業(yè)務(wù)請(qǐng)求，根據(jù)業(yè)務(wù)的需求向PCE?A發(fā)起路徑計(jì)算的請(qǐng)求，由于路徑計(jì)算需要PCE?A和PCE?B協(xié)同計(jì)算完成，因此，PCE?A向PCE?B發(fā)起計(jì)算請(qǐng)求。PCE?A根據(jù)PCE?B計(jì)算的路徑和自身計(jì)算的路徑得到一條完整的路徑，并返回給頭端節(jié)點(diǎn)。頭端節(jié)點(diǎn)隨后使用信令協(xié)議建立LSP，如圖1所示的頭端節(jié)點(diǎn)、鄰接節(jié)點(diǎn)1和鄰接節(jié)點(diǎn)2之間的LSP。采用此種方法實(shí)現(xiàn)路徑計(jì)算時(shí)存在以下問(wèn)題：

1、PCE獲取TED時(shí)要依靠鏈路狀態(tài)協(xié)議，要求PCE運(yùn)行OSPF/ISIS的TE擴(kuò)展協(xié)議，因此，需要PCE與網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在IP層次上直聯(lián)。大部分情況下，這個(gè)條件是不滿(mǎn)足的。PCE的方案中采用了隧道技術(shù)，顯然增加了部署的復(fù)雜性。

2、PCE使用鏈路狀態(tài)協(xié)議感知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌溌窢顟B(tài)協(xié)議對(duì)PCE的CPU計(jì)算能力以及內(nèi)存等要求比較高。尤其是路由器作PCE時(shí)，路由器的性能將會(huì)受到較大影響。

3、鏈路狀態(tài)協(xié)議收斂速度在秒級(jí)，尤其是路由器節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，如果hello報(bào)文的發(fā)送間隔是10秒，收斂時(shí)間最長(zhǎng)可能達(dá)到40秒。在拓?fù)錄](méi)有完全收斂時(shí)，路徑計(jì)算的結(jié)果是不可靠的。