專利名稱：一種支持群計算單元協(xié)作路徑計算的信令實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON, Automatically Switched Optical Networks)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種支持群計算單元協(xié)作路徑計算的信令實現(xiàn) 方法。
背景技術(shù)：
在基于ASON路由才莫塊和路徑計算單元(PCE， Path Computation Element) 的雙路由計算單元系統(tǒng)中，ASON路由才莫塊作為個體計算單元(UCE， Unit Computation Element)，提供控制平面節(jié)點的路由信息同步和路徑計算功能， 滿足域內(nèi)的分布式路由選擇的要求。同時，基于PCE技術(shù)設(shè)置的群計算單元 (GCE, Group Computation Element),提供多層多域光網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜受限路 徑計算功能，滿足域內(nèi)的集中式路由選擇和域間的分布式路由選擇的要求。它 們的流量工程數(shù)據(jù)庫(TED, Traffic Engineering Database )擁有不同的網(wǎng)絡(luò) 視界；路由單元選擇器(RES， Routing Element Selector)負責(zé)對上述路由單 元功能進行選擇；群計算代理(GCA, Group Computation Agent)對應(yīng)于PCE 結(jié)構(gòu)中的路徑計算客戶。
兩種路由計算單元都能夠?qū)崿F(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)中的選路功能，但在可大規(guī)模擴展的 多層多域多約束條件下的選路過程中，傳統(tǒng)的控制平面路由功能顯得復(fù)雜，而 且不能有效的實現(xiàn)多層多域的流量工程，保護恢復(fù)，資源優(yōu)化以及域間控制和 多約束條件選路等功能。
引入GCE則可以解決上述問題。GCE采用了小范圍集中、大范圍分布的 思想，可以有效的實現(xiàn)各種條件下的路由選擇功能。
因此，多層多域多約束條件下的選路問題可以在多個GCE的協(xié)作下得到較好的解決。當選路請求到來時，通過控制節(jié)點中的連接控制器既可以將選路
請求傳給UCE完成選i 各，也可以傳給GCE進行路徑計算。
在多層多域的環(huán)境下，尤其是在大規(guī)模多約束條件下，可以由一個或者多 個GCE完成路徑計算，通過GCE和UCE互相協(xié)作，共同完成快速、準確、 端到端路徑的計算。
在基于GCE的分布式路徑計算結(jié)構(gòu)中，當選路請求的目的節(jié)點不在本地 GCE所負責(zé)范圍內(nèi)時，本地GCE需向周邊GCE發(fā)出選路請求信息泛洪，直 到請求到達目的節(jié)點所在GCE。然后再由目的節(jié)點所在GCE向原節(jié)點計算最 短路徑樹，最終通過多個GCE的聯(lián)合計算得到目的節(jié)點到達源節(jié)點的最短路徑。
在多個GCE參與的路徑計算的情況下，多個GCE之間如何去配合才能實 現(xiàn)端到端路徑的快速準確建立，到目前為止還沒有相關(guān)的協(xié)議和標準進行規(guī) 定，特別是沒有對路由和信令的配合機制進行設(shè)計。為本發(fā)明提出相應(yīng)信令方 案的實現(xiàn)機制提供了較大的創(chuàng)新空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是快速準確建立端到端路徑，通過多GCE的 協(xié)調(diào)控制，設(shè)計路由和信令的配合機制。在大規(guī)模多層多域的光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下， 一條路徑的計算和建立要靠多個GCE參與共同完成。然而目前的協(xié)議標準并 沒有對多GCE參與的路徑計算過程的信令方案進行規(guī)定和定義，特別是沒有 對路由和信令的配合機制進行設(shè)計。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供方案如下
多GCE參與的路徑計算過程中信令方案的實現(xiàn)機制，其特征在于，包括 源路由方案實現(xiàn)機制和逐跳路由方案實現(xiàn)機制。
所述源路由方案實現(xiàn)機制中，每個GCE完成區(qū)段^^徑計算后返還給源節(jié) 點，由源節(jié)點完成建路信令發(fā)起流程。
5源節(jié)點向所屬GCE發(fā)起選路請求，在節(jié)點所屬GCE完成路徑計算后，如 果發(fā)現(xiàn)到達不了目的節(jié)點，則通過所屬GCE向下一個GCE請求下一區(qū)段的路 徑計算；下一區(qū)段的GCE若能夠計算得到這一區(qū)段的路徑，則返回此段路徑； 如果此時仍未到達目的節(jié)點，則繼續(xù)向下一個GCE發(fā)送選路請求。若本區(qū)段 GCE的路徑不可得，則向上游GCE節(jié)點發(fā)送區(qū)段路由失敗信息；重復(fù)發(fā)起選 路請求，直到路徑計算結(jié)果到達目的節(jié)點。
優(yōu)選地，上述方法中，由源節(jié)點所在GCE將^^由信息傳達給源節(jié)點，源 節(jié)點發(fā)起信令沿指定路由建路，目的節(jié)點發(fā)起建路成功信息。
優(yōu)選地，上述方法中，到達業(yè)務(wù)結(jié)束時間時，源節(jié)點沿指定路由發(fā)起拆路 請求，由目的節(jié)點返回鏈路拆除成功消息。
所述源路由方案實現(xiàn)機制，包括源路由方案下控制節(jié)點之間的串行信令方 式和源路由方案下控制節(jié)點之間的并行信令方式。
所述源路由方案下控制節(jié)點之間的串行信令方式，其特征在于，在源節(jié)點 獲得完整路徑后，沿路徑發(fā)起連接建立請求，進行資源預(yù)留，以建立端到端通 道。在一個區(qū)段路徑資源預(yù)留完成后，由控制節(jié)點向下一個區(qū)段發(fā)起連接建立 請求。
所述源路由方案下控制節(jié)點之間的并行信令方式，其特征在于，源節(jié)點獲 得完整路徑后，在GCE1域內(nèi)進行資源預(yù)留的同時，由GCE1向GCE2發(fā)出連 接建立請求，GCE2域在一小段時延后與GCE1域一起進行資源預(yù)留，同理 GCE3域在一小段時延后也一起進行資源預(yù)留，以保證每個GCE域內(nèi)同時進 行資源預(yù)留，在一定程度上減小了路徑建路時延，路徑越長，節(jié)省的時間越明 顯。
優(yōu)選地，上述方法中，如果在路徑建立過程中的某一個域內(nèi)出現(xiàn)建路失敗， 則在上游GCE的協(xié)調(diào)下同時進行資源釋放；如果連接建立成功則由目的GCE 沿原路徑進行成功確認。
所述逐跳路由方案實現(xiàn)才幾制中，每個GCE完成區(qū)^:i 各徑計算的同時在本 域由信令完成局部建路，同時向下一區(qū)段請求路徑計算，具體步驟如下
A、源節(jié)點向所屬GCE發(fā)起選路請求；
B 、在源節(jié)點所屬GCE完成路徑計算的同時返還給源節(jié)點局部路由信息，由信令完成建路，并向下一個GCE請求下一區(qū)段的路徑計算；
C、下一區(qū)段的GCE若能夠計算得到這一區(qū)段的路徑，則返回此段路徑， 并完成建路，如果此時仍未到達目的節(jié)點，則繼續(xù)向下一個GCE發(fā)送選路請求。
優(yōu)選地，上述方法中，若本區(qū)段GCE的路徑不可得，則向上游GCE節(jié)點 發(fā)送區(qū)段路由失敗信息，并拆除已建立鏈路。
優(yōu)選地，上述方法中，重復(fù)發(fā)起選路請求，直到到達目的節(jié)點，然后由目 的節(jié)點返回鏈路拆除成功消息。
逐跳路由方案下控制節(jié)點之間的信令方式，與源路由模式下控制節(jié)點之間 的并行信令流程類似。在GCE1域內(nèi)進行資源預(yù)留的同時，GCE2域在一小 段時延后與GCE1域一起進行資源預(yù)留，同理GCE3域在一小段時延后也一起 進行資源預(yù)留，以保證每個GCE域內(nèi)同時進行資源預(yù)留，在一定程度上減小 了路徑建路時延，路徑越長，節(jié)省的時間越明顯。，
優(yōu)選地，上述方法中，如果在路徑建立過程中的某一個域內(nèi)出現(xiàn)建路失敗， 則在上游GCE的協(xié)調(diào)下同時進行資源釋放；如果連接建立成功則由目的GCE 沿原路徑進行成功確i人。
綜上所述，本發(fā)明提出 一種支持群計算單元協(xié)作路徑計算的信令實現(xiàn)方 法，即源路由方案和逐跳路由方案。源路由方案是指每個GCE完成區(qū)段路徑 計算后返還給源節(jié)點，由源節(jié)點完成建路信令發(fā)起流程。源路由方案下控制節(jié) 點之間的串行信令方式和控制節(jié)點之間的并行信令方式提供了不同情況下信 令選擇的靈活模式。逐跳路由路徑計算方案是指每個GCE完成區(qū)段路徑計算 的同時在本域由信令完成局部建路，同時向下一區(qū)段請求路徑計算。兩種方案 下的信令選擇模式為光網(wǎng)絡(luò)的有效選路提供了多種方式。
從上述內(nèi)容中可以看出，本發(fā)明提出了一種支持群計算單元協(xié)作路徑計算 的信令實現(xiàn)方法，在多個GCE參與的路徑計算的情況下，實現(xiàn)多個GCE有效 配合，為大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)端到端的有效選路提供了多重選擇。


圖1為本發(fā)明多個GCE參與的路徑計算模型；
圖2為本發(fā)明基于RSVP-TE擴展的源路由方案流程示意圖3為本發(fā)明基于RSVP-TE擴展的源路由GCE域串行信令流程示意圖4為本發(fā)明基于RSVP-TE擴展的源路由GCE域并行信令流程示意圖5為本發(fā)明基于RSVP-TE擴展的逐跳路由方案流程示意圖6為本發(fā)明基于RSVP-TE擴展的逐跳路由GCE域信令流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明將多GCE參與的路徑計算過程中信令方案的實現(xiàn)機制引入大規(guī)模 多層多域的光網(wǎng)絡(luò)?；谕ㄓ枚鄥f(xié)議標簽交換(GMPLS, General Multi-Protocol Label Switching)的考慮流量工程的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP-TE, Resource Reservation Protocol- Traffic Engineering)信令協(xié)議沒有考慮跨層、跨域的建路 問題，所以要對RSVP-TE協(xié)議做出相應(yīng)擴展以適應(yīng)多層多域條件下的建路。
在基于GCE的分布式路徑計算體系結(jié)構(gòu)下，通過擴展GCE之間泛洪的信 息包，使每個GCE處保存其它GCE所負責(zé)的節(jié)點標識(ID, Identifier),這樣在 源GCE發(fā)出選路請求之前可以計算出源GCE到目的GCE的最短路徑，進而 GCE沿著這條最短路徑發(fā)出選路請求。本發(fā)明基于上述GCE層路由協(xié)議的擴 展方案，提出了兩種路由計算方案，并提出了相應(yīng)路由方案下GCE之間以及 控制節(jié)點之間的信令流程。
路由的計算方案主要有兩種源路由方案和逐跳路由方案。源路由方案是 指由每個GCE完成所負責(zé)區(qū)段的路徑計算，然后將源端點到目的端點的完整 路徑返還給源節(jié)點。而逐跳路由方案是指每個GCE完成本區(qū)段路徑計算后， 在向一個GCE發(fā)出選路請求的同時，在其所負責(zé)的區(qū)段發(fā)起RSVP-TE完成區(qū) 段建路。
在多GCE條件下的路徑計算的情況下，實現(xiàn)一條完整路徑的計算要通過 多個GCE的協(xié)調(diào)工作，必須通過擴展RSVP-TE來完成這種協(xié)調(diào)控制。
圖2為基于RSVP-TE擴展的源路由方案流程示意圖。如圖2所示，源路
8由方案下GCE之間的信令流程，通信協(xié)議為PCEP ( Path Computation Element Protocol )。 GCE1在完成其所負責(zé)的區(qū)段路徑計算后，向GCE2發(fā)起選路請求， 同理，GCE2在完成本區(qū)段路徑計算后，向GCE3發(fā)起選路請求；當在GCE3 處出現(xiàn)路徑計算失敗時，如GCE3所負責(zé)范圍內(nèi)沒有可得資源，GCE3沿原路 徑向上游GCE發(fā)出失敗消息，直到源GCE。如果中間GCE沒有出現(xiàn)路徑計 算失敗，則由目的GCE沿原路徑向上游GCE發(fā)出確認消息，直到到達目的 GCE。
基于RSVP-TE擴展的源路由方案步驟如下
A、 源節(jié)點向所屬GCE發(fā)起選路請求；
B、 源節(jié)點所屬GCE完成路徑計算后發(fā)現(xiàn)到達不了目的節(jié)點，于是通過 所屬GCE向下一個GCE請求下一區(qū)段的路徑計算；
C、 下一區(qū)段的GCE若能夠計算得到這一區(qū)段的路徑，則返回此段路徑， 如果此時仍未到達目的節(jié)點，則繼續(xù)向下一個GCE發(fā)送選路請求。若本區(qū)段 GCE的路徑不可得，則向上游GCE節(jié)點發(fā)送區(qū)段路由失敗信息；
D、 重復(fù)步驟C，直到到達目的節(jié)點；
E、 然后由源節(jié)點所在GCE將路由信息傳達給源節(jié)點，源節(jié)點發(fā)起信令 沿指定路由建路，目的節(jié)點發(fā)起建路成功信息；
F、 業(yè)務(wù)結(jié)束時間到達，源節(jié)點沿指定路由發(fā)起拆路請求，由目的節(jié)點返 回鏈路拆除成功消息。
圖3為源路由方案下控制節(jié)點之間的串行信令流程示意圖。如圖3所示， 源節(jié)點獲得完整路徑后，沿著這條路徑發(fā)起連接建立請求，進行資源預(yù)留，以 建立端到端通道。 一個區(qū)段路徑資源預(yù)留完成后，由控制節(jié)點向下一個區(qū)段發(fā) 起連接建立請求；當在GCE3域內(nèi)連接建立失敗發(fā)生后，控制節(jié)點沿原路徑向 上游節(jié)點發(fā)送失敗消息，并釋放已預(yù)留資源，直到到達源節(jié)點。如果在連接建 立過程中沒有失敗發(fā)生，則由目的節(jié)點沿原路徑發(fā)送成功確認消息，直到源節(jié) 點。
圖4為源路由方案下控制節(jié)點之間的并行信令流程示意圖。如圖4所示， 源節(jié)點獲得完整路徑后，在GCE1域內(nèi)進行資源預(yù)留的同時，由GCE1向GCE2發(fā)出連接建立請求，GCE2域在一小段時延后與GCE1域一起進行資源預(yù)留， 同理GCE3域在一小段時延后也一起進行資源預(yù)留。這樣能夠保證每個GCE 域內(nèi)同時進行資源預(yù)留，在一定程度上減小了路徑建路時延，路徑越長，節(jié)省 的時間越明顯。如果在路徑建立過程中的某一個域內(nèi)出現(xiàn)建if各失敗，則在上游 GCE的協(xié)調(diào)下同時進行資源釋放。如果連接建立成功則由目的GCE沿原路徑 進4亍成功確i人。
圖5為基于RSVP-TE擴展的逐跳路由方案流程示意圖。如圖5所示，GCE1 在進行本區(qū)段路徑計算的同時，向GCE2發(fā)出選路請求，在一小段時延后GCE2 開始計算其所負責(zé)區(qū)段的路徑，同理GCE3在一小段時延后開始計算其所負責(zé) 區(qū)段的路徑。這樣保證了每個GCE能夠同時算路，節(jié)省了3各徑計算時間。如 果在中間某個GCE路徑計算失敗時，由本GCE向上游GCE發(fā)送失敗消息。 如果路徑計算成功，則由目的GCE沿GCE原路徑發(fā)生確iU肖息。
基于RSVP-TE擴展的逐跳路由方案步驟如下
A、 源節(jié)點向所屬GCE發(fā)起選路請求；
B、 源節(jié)點所屬GCE完成路徑計算的同時返還給源節(jié)點局部路由信息， 由信令完成建路，并向下一個GCE請求下一區(qū)段的路徑計算；
C、 下一區(qū)段的GCE若能夠計算得到這一區(qū)段的路徑，則返回此段路徑， 并完成建路，如果此時仍未到達目的節(jié)點，則繼續(xù)向下一個GCE發(fā)送選路請 求。若本區(qū)段GCE的路徑不可得，則向上游GCE節(jié)點發(fā)送區(qū)段路由失敗信息， 并拆除已建立鏈路；
D、 重復(fù)步驟C，直到到達目的節(jié)點；
E、 由目的節(jié)點返回鏈路拆除成功消息。
圖6為基于RSVP-TE擴展的逐跳路由GCE域信令流程示意圖。如圖6 所示方法，與源路由模式下控制節(jié)點之間的并行信令流程類似，在GCE1域內(nèi) 進行資源預(yù)留的同時，GCE2域在一小段時延后與GCE1域一起進行資源預(yù) 留，同理GCE3域在一小段時延后也一起進行資源預(yù)留。這樣能夠保證每個 GCE域內(nèi)同時進行資源預(yù)留，在一定程度上減小了i 各徑建路時延，路徑越長，節(jié)省的時間越明顯。如果在路徑建立過程中的某一個域內(nèi)出現(xiàn)建路失敗，則在
上游GCE的協(xié)調(diào)下同時進行資源釋放；如果連接建立成功則由目的GCE沿原 路徑進行成功確認。
綜上所述，本發(fā)明提出了基于RSVP-TE擴展的源路由方案和逐跳路由方 案，源路由方案中較小的信令開銷和處理流程即可完成端到端路徑的建立，源 路由方案下控制節(jié)點之間的串行信令方式和控制節(jié)點之間的并行信令方式提 供了源路由方案下不同情況時信令選擇的靈活模式；逐跳路由方案中較小的時 延代價即可完成端到端建路。兩種方案均能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)端到端的有效 選路。
最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同 替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求 范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種支持群計算單元協(xié)作路徑計算的信令實現(xiàn)方法，其特征在于，通過擴展基于流量工程擴展的資源預(yù)留協(xié)議，完成多個群計算單元的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)一條完整路徑的計算。本發(fā)明包括源路由方案實現(xiàn)機制和逐跳路由方案實現(xiàn)機制。
2. 如權(quán)利要求1所述源路由方案實現(xiàn)機制，其特征在于，在源路由方案 實現(xiàn)機制中，每個群計算單元完成區(qū)段路徑計算后返還給源節(jié)點，由源節(jié)點完 成建路信令發(fā)起流程。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，包括以下步驟A、 源節(jié)點向所屬群計算單元發(fā)起選路請求；B、 源節(jié)點所屬群計算單元完成路徑計算后發(fā)現(xiàn)到達不了目的節(jié)點，于是 通過所屬群計算單元向下一個群計算單元請求下一 區(qū)段的路徑計算；C、 下一區(qū)段的群計算單元若能夠計算得到這一區(qū)段的路徑，則返回此段 路徑；如果此時仍未到達目的節(jié)點，則繼續(xù)向下一個群計算單元發(fā)送選if各請求。 若本區(qū)段群計算單元的路徑不可得，則向上游群計算單元節(jié)點發(fā)送區(qū)段路由失 敗信息。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，重復(fù)步驟C,直到路徑計算 結(jié)果到達目的節(jié)點。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，由源節(jié)點所在群計算單元將 路由信息傳達給源節(jié)點，源節(jié)點發(fā)起信令沿指定路由建路，目的節(jié)點發(fā)起建路 成功信息；到達業(yè)務(wù)結(jié)束時間時，源節(jié)點沿指定路由發(fā)起拆路請求，由目的節(jié) 點返回鏈路拆除成功消息。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，包括源路由方案下控制節(jié)點 之間的串行信令方式和源路由方案下控制節(jié)點之間的并行信令方式。
7. 如權(quán)利要求1所述逐跳路由方案實現(xiàn)機制，每個群計算單元完成區(qū)段 路徑計算的同時在本域由信令完成局部建路，同時向下一區(qū)段請求路徑計算。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，包括以下步驟 A、源節(jié)點向所屬群計算單元發(fā)起選路請求；B 、源節(jié)點所屬群計算單元完成路徑計算的同時返還給源節(jié)點局部路由信 息，由信令完成建路，并向下一個群計算單元請求下一區(qū)段的路徑計算；C、下一區(qū)段的群計算單元若能夠計算得到這一區(qū)段的路徑，則返回此段 路徑，并完成建路，如果此時仍未到達目的節(jié)點，則繼續(xù)向下一個群計算單元 發(fā)送選路請求。若本區(qū)段群計算單元的路徑不可得，則向上游群計算單元節(jié)點 發(fā)送區(qū)段路由失敗信息，并拆除已建立鏈路。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，重復(fù)步驟C，直到到達目的 節(jié)點，然后由目的節(jié)點返回鏈路拆除成功消息。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種支持群計算單元協(xié)作路徑計算的信令實現(xiàn)方法，本發(fā)明基于群計算單元之間的路由協(xié)議擴展方案，提出兩種路由計算方案，即基于資源預(yù)留協(xié)議擴展的源路由方案和逐跳路由方案，并提出相應(yīng)路由方案下群計算單元之間以及控制節(jié)點之間的信令流程。源路由方案實現(xiàn)的端到端建路僅用了很少的信令開銷和處理流程，逐跳路由方案實現(xiàn)的端到端建路則用了很小的時延代價，兩種路由方案均能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)端到端的有效選路。本發(fā)明通過多個群計算單元的協(xié)調(diào)工作實現(xiàn)一條完整路徑的計算。
文檔編號H04Q11/00GK101610432SQ20091008875
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者杰 張, 曹徐平, 趙冬巖, 趙永利, 顧畹儀 申請人:北京郵電大學(xué)