[發(fā)明專利]一種基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810021454.1
• 申請日: 2008-08-15
• 公開（公告）號: CN101345651A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王汝傳;林萍;饒元;徐小龍;鄭彥;孫力娟;張登銀
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L1/22;H04L12/56;H04L29/06;H04L12/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于MPLS(Multi-Protocol?Label?Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換)衛(wèi)星網(wǎng)的故障保護(hù)機制，主要用于解決基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時的QoS(Quality?ofService，服務(wù)質(zhì)量)業(yè)務(wù)流保護(hù)問題，屬于網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著IP(Internet?Protocol，網(wǎng)際協(xié)議)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展以及支持實時業(yè)務(wù)的需求，衛(wèi)星網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的研究得到廣泛的關(guān)注。基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)支持流量工程，可以很好地適應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中特有的動態(tài)拓?fù)洌禽d處理有限，延時抖動等特點，能夠為任何地點的用戶提供實時應(yīng)用服務(wù)，能同時支持多種業(yè)務(wù)，而且有很好的擴展性，這些優(yōu)點使得基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)成為保證衛(wèi)星網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的重要組成部分。

基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)要生存，就必須有一系列的措施，使網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故障后，能將受影響的業(yè)務(wù)迅速準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到空閑資源上，進(jìn)而減小故障造成損失，常用的MPLS網(wǎng)絡(luò)生存性機制有兩類：一種是保護(hù)機制，它是采用預(yù)先規(guī)劃的方法為保護(hù)的流量分配網(wǎng)絡(luò)資源，防止未來可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障；另一種是恢復(fù)機制，它是在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障以后，動態(tài)尋找可用的資源并采用重選路由的方法繞過失效的鏈路和節(jié)點。其中保護(hù)機制失效恢復(fù)時間短，對于需要處理高可靠性和實時性業(yè)務(wù)的MPLS網(wǎng)絡(luò)來說，是故障處理的首選機制。現(xiàn)在已有很多地面MPLS網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機制被提出，但由于基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與基于MPLS的地面網(wǎng)絡(luò)不同，它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳煌６幸?guī)律地變化，那些地面MPLS網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)機制并不能很好地應(yīng)用到基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，其中具有代表性的基于MPLS地面網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)機制主要有：

●路徑保護(hù)：為整段業(yè)務(wù)LSP(Label?Switched?Path，標(biāo)簽交換路徑)進(jìn)行保護(hù)，建立一條和業(yè)務(wù)LSP并行的備份LSP，這條備份LSP平時不承載任何業(yè)務(wù)，只在主鏈路失效時，入口路由器把流量切換到該路徑。

●局部保護(hù)：為每個鏈路和節(jié)點進(jìn)行單獨的保護(hù)，在建立標(biāo)簽交換路時，每個節(jié)點負(fù)責(zé)為每條鏈路或節(jié)點計算備份路徑。平常備份路徑不傳輸數(shù)據(jù)，只有在發(fā)生故障時，立即被其直接上游路由器檢測到，然后在該路由器上把流量立即切換到該備份路徑。

●反向備份：建立業(yè)務(wù)LSP的正向和反向兩條備份路徑，當(dāng)受保護(hù)的業(yè)務(wù)LSP發(fā)生故障時，將流量由一條反向備份路徑傳至入口節(jié)點，再由正向備份路徑完成保護(hù)，正、反向備份路徑應(yīng)實現(xiàn)資源預(yù)留。

●綜合保護(hù)：同時采用多種保護(hù)策略，根據(jù)QoS需求的不同，應(yīng)用不同的保護(hù)策略。

通常的保護(hù)機制中備用路徑需要資源預(yù)留，這樣在節(jié)點或鏈路未發(fā)生故障時，浪費了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，而且備用路徑是靜態(tài)的，一旦發(fā)生故障該備用路徑就失效，不適應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)動態(tài)的拓?fù)洌虼诵枰碌幕贛PLS衛(wèi)星網(wǎng)的QoS業(yè)務(wù)流保護(hù)機制被提出。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方法，來解決基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時的QoS業(yè)務(wù)流保護(hù)問題。通過使用本發(fā)明提出的方法可以在盡量節(jié)約衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源的的前提下，將受故障影響的流量切換到動態(tài)的虛擬備用路徑上。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方法中保護(hù)鏈路和節(jié)點的備用路徑并不實現(xiàn)真實的資源預(yù)留，而是使用虛擬備用路徑，在衛(wèi)星節(jié)點維護(hù)一個虛擬路徑映射表，在業(yè)務(wù)路徑失效的時候，實現(xiàn)業(yè)務(wù)路徑切換到虛擬備用路徑；在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障前，虛擬備用路徑完成重新選路和信令協(xié)議的標(biāo)簽分配和映射，該虛擬路徑并不占用網(wǎng)絡(luò)中真實的帶寬資源，新的業(yè)務(wù)路徑生成時會占用虛擬備用路徑，而且衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳粩喟l(fā)生變化，對虛擬備用路徑進(jìn)行維護(hù)和更新；

虛擬備用路徑生成步驟如下：

步驟1：按標(biāo)簽交換路徑的生成方法生成所有業(yè)務(wù)路徑的虛擬路徑；

步驟2：對每條虛擬路徑置一標(biāo)志；

步驟3：將虛擬路徑的信息分配到通過該虛擬路徑的各個衛(wèi)星節(jié)點；

步驟4：填寫衛(wèi)星節(jié)點的虛擬路徑表中的虛擬路徑的輸入標(biāo)志、輸出標(biāo)志、輸入接口、輸出端口和虛擬路徑標(biāo)志；

步驟5：如果某一時刻用戶需要動態(tài)地改變某些虛擬路徑的保護(hù)力度，虛擬路徑發(fā)生器為該虛擬路徑生成新的局部多備份路徑；

步驟6：如果有虛擬備用路徑需進(jìn)行全局更新，重新生成一條虛擬備用路徑；

步驟7：設(shè)置一個閥值，即鏈路資源空閑的虛擬備用路徑的數(shù)目，當(dāng)業(yè)務(wù)LSP數(shù)目太多導(dǎo)致鏈路資源空閑的虛擬備用路徑存在數(shù)小于閥值時，虛擬備用路徑得到保護(hù)不被占用，直到大于該閥值；

虛擬備用路徑維護(hù)的步驟描述如下：