增加了分布式控制消息收發(fā)的集中式數(shù)據(jù)路徑建立的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明在包括多個網(wǎng)絡元件以及在上述網(wǎng)絡元件之間的鏈路的通信通絡的領域內(nèi)。特別地，本發(fā)明包括一種建立用于從源網(wǎng)絡元件到目的地網(wǎng)絡元件的數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂降姆椒ǎ⑶野ㄟm于根據(jù)該方法操作的中央控制器和網(wǎng)絡元件。
【背景技術】
[0002]光傳輸系統(tǒng)的出現(xiàn)明顯增加了光網(wǎng)絡的原始容量，并且使包括基于網(wǎng)絡的存儲、帶寬出租、數(shù)據(jù)鏡像、分/差復用(ADM)、密集波分復用(DWDM)、光交叉連接(OXC)和多業(yè)務交換平臺的多個新的、復雜的應用成為可能。
[0003]管理這些類型的裝置在多協(xié)議標簽交換(MPLS)向通用多協(xié)議標簽交換(GMPLS)協(xié)議套的演進中是主要驅動因素，從而不僅提供對基于數(shù)據(jù)包的域的控制，而且提供對時間域、波長域和空間域的控制C3GMPLS進一步擴展了基于IP的協(xié)議套，基于IP的協(xié)議套管理并且控制標簽交換路徑(LSP)的建立和釋放，標簽交換路徑(LSP)橫跨數(shù)據(jù)包、TDM和光網(wǎng)絡的任何組合。為此，GMPLS將新附加引入至標簽的格式。新標簽格式稱為“通用標簽”，“通用標簽”包括這樣的信息，該信息允許接收裝置編寫程序或者“設置”其交換機，并且不考慮數(shù)據(jù)結構而轉發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結構是數(shù)據(jù)包、時分多路復用、波長交換等。通用標簽可表示單個波長、單個光纖或單個時隙。還可包括例如ATM、VCC或IP墊片的傳統(tǒng)MPLS標簽。
[0004]為了允許建立標簽交換路徑，GMPLS包括兩個部分，一個部分是允許NE在NE之間傳播拓撲信息的路由協(xié)議，另一部分是允許NE在NE之間協(xié)商以建立由路由所指定的連接的信號協(xié)議。在本文中，路由可被僅部分地指定，例如僅指定下一躍點和目的地。當路由被完全計算且指定時，在本文中將其稱為“顯式路由”。
[0005]可采用基于OSPF-TE的協(xié)議作為路由協(xié)議。OSPF-TE是0SPF(開放式最短路徑優(yōu)先)的擴展，擴展了表現(xiàn)度，以允許流量工程(TE)和非IP網(wǎng)絡中的使用。OSPF-TE不僅允許NE學習網(wǎng)絡的拓撲結構，還允許NE學習當前TE性能，例如鏈路上的可用寬帶，從而使NE能夠計算滿足所需的流量工程限制條件的路由或路徑，所需的流量工程限制條件例如路徑帶寬和延遲。
[0006]對于信令，可使用基于資源預留協(xié)議-流量工程(RSVP-TE)的協(xié)議，采用向下游發(fā)送的“路徑消息”和向上游發(fā)送的“預留消息”。更具體地，路徑消息包括通用標簽請求，并且下游節(jié)點會將包括通用標簽的預留消息(RESV)發(fā)送回來。在基于GMPLS的網(wǎng)絡中，可能發(fā)生路徑的一部分不能按照由所計算的路由所指定的那樣建立，這是因為用于連接相鄰NE的NE資源或鏈路資源可能正用于其它標簽交換路徑。例如，這可能在計算路由的NE不具有最新的資源分配信息時發(fā)生，或者在該路徑的建立占據(jù)所需資源前同時建立的其它LSP已經(jīng)占據(jù)了所需的資源時發(fā)生。這些問題的原因在于，在OSPF-TE方案中，在拓撲結構和流量工程信息由OSPF保存的情況下NE難以保持同步。這是因為每當建立連接或釋放現(xiàn)有連接時流量工程信息就會改變。OSPF將需要通知鄰居這種改變，但是改變越頻繁，對于流量工程信息NE越可能不會同步。這意味著根據(jù)過時的流量工程數(shù)據(jù)所計算的路由可能是無效的。實際上，這可能意味著，在一些中間NE處，通過信令建立的路徑失效，在這種情況下，NE “遇忙返回”到在路徑的上流方向上鄰近的NE，然后，該在路徑的上流方向上鄰近的NE將嘗試將與其鄰近的另一NE作為下一躍點，并且從該躍點處進一步建立路徑。這種情況在基于GMPLS的網(wǎng)絡中的RSVP-TE-信令中稱為“信令遇忙返回”，并且可嚴重減慢路徑的建立。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，作為本發(fā)明基礎的問題是提供用于在通信網(wǎng)絡中建立路徑的方法和裝置，該方法和裝置允許更快地建立源網(wǎng)絡元件和目的地網(wǎng)絡元件之間的數(shù)據(jù)路徑，并且滿足路徑所需的流量工程限制條件，并且，同時提供高度的故障容限。
[0008]該問題通過如由權利要求1限定的一種通過根據(jù)權利要求23的網(wǎng)絡元件以及通過根據(jù)權利要求28的中央控制器建立用于從源NE到目的地NE的數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂降姆椒ń鉀Q。優(yōu)選實施方式在從屬權利要求中限定。
[0009]本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0010]-在中央控制器處計算從上述源NE沿著多個中間NE到上述目的地NE的數(shù)據(jù)路徑，
[0011]-將中央控制消息從上述中央控制器發(fā)送至上述源NE、上述中間NE和上述目的地NE之中的所有NE或至少多個NE，上述中央控制消息包括顯式路徑信息，上述顯式路徑信息包括顯式路由信息和交換機設置信息，中央控制消息中的至少一部分中的上述顯式路徑信息包括的信息比由接收者NE對于其用于沿著上述路徑的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O置所需要的信息多，
[0012]-在上述路徑的NE之間發(fā)送分布式控制消息，上述分布式控制消息是基于由上述NE中的一個所接收到的至少一個中央控制消息的，
[0013]上述分布式控制消息允許分配由于在中央控制消息傳送上的失效而丟失的交換機設置信息。
[0014]因此，本發(fā)明提供了具有顯式路由信息的集中控制，其中以分布式方式轉發(fā)的中央控制消息和控制信息兩者都用于通用方案，以提供高水平的故障容限，從而控制路徑失效。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，沿著從源NE多個中間NE到目的地NE的數(shù)據(jù)路徑在中央控制器處計算。也就是說，中央控制器表示集中式路徑計算元件(PCE)。注意，在本公開中，術語“控制器”應具有寬泛的意義，并且通常表示配備有用于實現(xiàn)路徑計算以及下文更詳細地闡述的相應方法步驟的適當軟件的計算機或經(jīng)由通信鏈路連接的多個計算機。
[0016]該中央控制器將“中央控制消息”發(fā)送至所述源NE、所述中間NE和上述目的地NE之中的所有NE或至少多個NE，其中，中央控制消息包括顯式路徑信息。在本公開中，“顯式路徑信息”應包括顯式路由信息和交換機設置信息。如將由技術人員理解的是，“路由信息”涉及路徑中NE的身份和順序。交換機設置信息是NE對于其用于沿著路徑的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O置可能需要的附加信息。在網(wǎng)絡元件處的“交換機設置”意指網(wǎng)絡元件用以實施一些特定交換的配置。通常，網(wǎng)絡元件可具有多個接口，并且每個接口可具有多個信道。在上下文中，交換機設置則可意指在配置中設置NE，使得在接口 A的一些信道X上接收到的某些數(shù)據(jù)流量被引導至同一 NE的接口 B的信道Y。
[0017]由于數(shù)據(jù)路徑通過集中式控制器計算，所以可以克服對于如基于傳統(tǒng)GMPLS的方案的分布式控制方案典型的諸多問題。例如，當覆蓋大型地理區(qū)域的可能非常大型的網(wǎng)絡中所有路徑通過同一中央控制器或PCE計算時，由于中央控制器具有對整個流量以及當前建立的所有路徑的認識，所以可避免路徑?jīng)_突。因此，可避免如“信令遇忙返回”的難題以及區(qū)別于普通GMPLS實施例的相關問題，而這允許更快地建立路徑。此外，由于中央控制器了解網(wǎng)絡內(nèi)的流量，所以中央控制器有可能始終滿足路徑所需的流量工程限制條件。
[0018]但是，注意，中央控制器不僅負責集中地計算路徑，而且還負責通過發(fā)送至路徑上的多個NE的多個中央控制消息實際上控制連接設置。也就是說，雖然中央控制器與集中式PCE部分相似，但是其功能遠超出普通PCE，這是因為中央控制器實際上涉及到路徑設置控制中且負責路徑設置控制。這明顯區(qū)別于例如集中式PCE將用于計算路徑、但是其中路徑的建立(雖然基于集中計算的路徑信息)仍會使用RSVP-TE信令順序地設置的方案。然而，通過使用用于連接設置的中央控制消息，與傳統(tǒng)的分布式GMPLS應用中的RSVP-TE往返信令相反，中央控制器可同時將多個中央控制消息發(fā)送至上述路徑的多個NE，優(yōu)選地，甚至發(fā)送至上述路徑的所有NE，以便在NE處的連接設置可同時實現(xiàn)，從而減小路徑設置延遲。
[0019]然而，使用用于路徑設置的中央控制消息也具有相當大的失效可能性，S卩，當中央控制器與NE中的一個或多個之間的控制路徑可能失效時。中央控制器與路徑中待設置的NE之間的地理距離越大，控制路徑失效的可能性越大。如從下面的詳細說明中將變得顯而易見的，本發(fā)明的方法尤其對例如傳輸網(wǎng)絡的、覆蓋大型地理區(qū)域的網(wǎng)絡有益，在本發(fā)明的方法中，快速路徑設置和可靠地滿足流量工程需要的益處具有特別重要的意義。然而，準確來說，這些類型的網(wǎng)絡中，無論中央控制器安置于何處，其都會不可避免地安置成與網(wǎng)絡的NE中的至少一部分相距大的地理距離，因此人們必須應付控制路徑失效的固有風險。而且，如果NE設置控制如本發(fā)明中所建議的那樣通過經(jīng)由控制路徑來自中央控制器的中央控制消息實現(xiàn)，則控制路徑的失效通常會導致路徑從總體上的設置失效。
[0020]為了避免這種故障容限問題，根據(jù)本發(fā)明，控制信息中的至少一部分中包括的顯式路徑信息包括的信息比接收者NE對于其用于沿著所述路徑的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O置所需的信息多。也就是說，中央控制消息中包括的顯式路徑信息可包括用于除了接收者NE外的NE的交換機設置信息，例如，包括用于數(shù)據(jù)路徑中至少一半NE乃至所有NE的交換機設置信息。[0021 ] 而且，該方法包括在上述路徑的NE之間發(fā)送分布式控制消息的步驟，其中上述分布式控制消息的至少一部分是基于由所述NE中的一個接收到的至少一個中央控制消息的。在本公開中，“分布式控制消息”之所以是“分布式的”，是因為在分布式控制消息是在路徑的NE之間交換而不是在中央控制器與NE之間交換的。分布式控制消息允許分配由于在中央控制消息的傳送上失效而丟失的交換機設置信息。也就是說，雖然從中央控制器向NE提供集中計算的交換機設置信息的自然方式應是向每個NE發(fā)送該NE僅對于其設置所需的信息，但是根據(jù)本發(fā)明，在中央控制消息的至少一部分中包括的信息比接收者NE對于其用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O置所需的信息多，即，中央控制消息的至少一部分中還包括用于其它NE的交換機設置信息。那么，如果中央控制消息中的一個可能未能從中央控制器傳送至NE，則用于該NE的交換機設置信息仍可以包括在發(fā)送至另一NE的控制消息中的一個或多個中，并且該交換機設置信息因此能經(jīng)由分布式控制消息傳送至與中央控制器“斷開”的NE。
[0022]當然，如果中央控制消息實際上發(fā)送至每個NE，并且如果每個