本發(fā)明涉及通信領域，具體涉及一種基于IGP的跨區(qū)域CSPF全網計算實現(xiàn)方法。

背景技術：

流量工程主要是根據(jù)業(yè)務需要來分配網絡資源，將通信流量映射到特殊路徑和專用資源上以實現(xiàn)負載均衡，使網絡資源得到更高效的使用，從而提供可靠的網絡服務。隨著網絡部署規(guī)模擴大，MPLS(Multiple Protocol Label Switch，多協(xié)議標簽交換)技術的發(fā)展，業(yè)務流量可能會跨越不同的區(qū)域，區(qū)域間流量工程越來越普遍。

CSPF(Constrainted Shortest Path First,基于約束的最短路徑優(yōu)先計算)是MPLS流量工程的核心部分，CSPF通過IGP(Internal Gateway Protocol，內部網關協(xié)議)來發(fā)現(xiàn)網絡中的拓撲關系，并在區(qū)域內同步TED(Traffic Engineering DateBase，流量工程數(shù)據(jù)庫)。由于一個IGP實例的作用范圍在一個自治系統(tǒng)或區(qū)域，只包含區(qū)域內的LSD(Link State Database，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫)，而無法學習到其他區(qū)域的鏈路拓撲，所以CSPF的計算范圍一般是一個自治系統(tǒng)或者區(qū)域。當需要建立一條目的地在另一個區(qū)域內的LSP(Label Switched Path,標簽交換路徑)時，計算過程較復雜，需要各個區(qū)域中的路由設備相互協(xié)作，以得到最終的跨域路徑。

現(xiàn)有的基于PCE(Path Calculation Element,路徑計算單元)模型的約束路徑計算方法包含計算客戶端和PCE，該PCE模型需要支持PCE發(fā)現(xiàn)協(xié)議和PCE通信協(xié)議，導致該計算方法主要存在耗時較長、浪費了網絡中的CPU資源和帶寬資源等缺點，對該方法進行改進后，在區(qū)域內并行發(fā)布帶有統(tǒng)一全局標識的計算請求，PCE在轉發(fā)計算請求時只向離目的地所在區(qū)域更近的PCE發(fā)送，且采用首先由目的地所在區(qū)域的PCE計算該區(qū)域的上游區(qū)域中的PCE到目的節(jié)點的路徑，并將結果返回給上游區(qū)域中發(fā)送計算請求的PCE，上游區(qū)域中的PCE接收到該結果后才開始計算其所在區(qū)域內的路徑并返回給其上游，以此類推，直到路徑計算客戶端所在區(qū)域內的PCE得到完整的跨區(qū)域路徑，這種方法需要基于PCE模式，要在網絡中實現(xiàn)PCE發(fā)現(xiàn)協(xié)議和PCE通信協(xié)議，這種機制增加了網絡中流量開銷，且PCE通信的過程增加了計算時間開銷，而且，CSPF的計算范圍一般限制在一個IGP的自治系統(tǒng)內，RIP(Routing Information Protocol，路由信息協(xié)議)作為承載PCE發(fā)現(xiàn)報文的協(xié)議，其本身并不能感知到IGP的區(qū)域范圍，也無法知道IGP區(qū)域邊緣節(jié)點，因此需要在各個自治系統(tǒng)內針對性的配置PCE功能，增加了配置復雜度。

綜上所述，現(xiàn)有的跨區(qū)域約束路徑計算方法在實現(xiàn)過程中，導致網絡中流量開銷較大、計算時間較長和網絡配置復雜度較高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是解決現(xiàn)有的跨區(qū)域約束路徑計算方法在實現(xiàn)過程中，網絡中流量開銷較大、計算時間較長和網絡配置復雜度較高的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是提供一種基于IGP的跨區(qū)域CSPF全網計算實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

以不同區(qū)域中的兩個節(jié)點分別作為起點和目的節(jié)點，調度CSPF算法，首先計算從起點到起點所在區(qū)域的邊緣節(jié)點的LSP，并將結果返回給RSVP；

若目的節(jié)點在骨干區(qū)域中，則依據(jù)骨干區(qū)域的TED計算邊緣節(jié)點到目的節(jié)點的LSP，并結束CSPF計算，否則將邊緣節(jié)點到直連骨干節(jié)點的路徑返回給RSVP；

從骨干區(qū)域的各末梢區(qū)域內部節(jié)點表中查找目的節(jié)點所在末梢區(qū)域，計算骨干節(jié)點到目的節(jié)點所在末梢區(qū)域邊緣節(jié)點的LSP，再計算目的節(jié)點所在末梢區(qū)域邊緣節(jié)點到目的節(jié)點的LSP，并將結果返回給RSVP，由RSVP逐級向起點返回組成LSP的完整路徑。

在上述技術方案中，將所述邊緣節(jié)點和所述骨干節(jié)點上的IGP分別配置為支持擴展TLV，并分別向所述邊緣節(jié)點的鏈路狀態(tài)PDU中插入所述擴展TLV和向所述骨干節(jié)點的鏈路狀態(tài)PDU中解析所述擴展TLV，實現(xiàn)所述各末梢區(qū)域內部節(jié)點表在所述邊緣節(jié)點和所述骨干節(jié)點之間的同步。

在上述技術方案中，實現(xiàn)所述各末梢區(qū)域內部節(jié)點表在所述邊緣節(jié)點和所述骨干節(jié)點之間的同步具體包括以下步驟：

在所述邊緣節(jié)點上的IGP配置擴展TLV的通告功能，并在所述骨干節(jié)點上的IGP配置擴展TLV的解析功能；

所述邊緣節(jié)點進行所述末梢區(qū)域內的SPF計算，將計算得到的SPF樹中各個節(jié)點的Router ID和所述邊緣節(jié)點到各個節(jié)點的開銷通過所述擴展TLV通告所述骨干節(jié)點；

所述骨干節(jié)點接收來自所述邊緣節(jié)點的協(xié)議報文，并在所述骨干區(qū)域內解析所述協(xié)議報文，根據(jù)所述協(xié)議報文中的所述擴展TLV建立末梢區(qū)域內部節(jié)點表。

在上述技術方案中，所述擴展TLV的類型為253，所述擴展TLV中包括所通告的所述末梢區(qū)域的區(qū)域號、所述末梢區(qū)域的區(qū)域號長度、所述末梢區(qū)域中包含的節(jié)點ID、所述邊緣節(jié)點到所述末梢區(qū)域中節(jié)點的開銷。

在上述技術方案中，所述末梢區(qū)域的多個所述邊緣節(jié)點向所述骨干節(jié)點通告的末梢區(qū)域包含節(jié)點的內容一致，否則以最后一次通告的內容為準。

本發(fā)明在計算跨區(qū)域LSP的過程中不會向網絡中引入額外的通信流量，降低了網絡協(xié)議復雜度，同時，還消除了LSP計算發(fā)起的請求、轉發(fā)請求、計算結果回傳整個通信過程引起的時間開銷，能更快建立區(qū)域間LSP，簡化網絡配置，減少協(xié)議通信流量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于IGP的跨區(qū)域CSPF全網計算實現(xiàn)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)各末梢區(qū)域內部節(jié)點表在邊緣節(jié)點和骨干節(jié)點之間的同步流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種基于IGP的跨區(qū)域CSPF全網計算實現(xiàn)方法的應用場景網絡拓撲圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明做出詳細的說明。

本發(fā)明實施例提供了一種基于IGP的跨區(qū)域CSPF全網計算實現(xiàn)方法，如圖1所示，包括以下步驟：

S1、以不同區(qū)域中的兩個節(jié)點分別作為起點和目的節(jié)點，調度CSPF算法。

S2、CSPF檢查起點與目的節(jié)點是否在同一區(qū)域，若是，轉步驟S3，否則，轉步驟S4。

S3、CSPF依據(jù)本地TED(Traffic Engineering Database，流量工程數(shù)據(jù)庫)進行區(qū)域內LSP計算，并將計算結果返回給RSVP(Resource ReSerVation Protocol，資源預留協(xié)議)，轉步驟S13。

S4、計算起點到起點所在末梢區(qū)域連接骨干區(qū)域的邊緣節(jié)點，并將計算結果返回給RSVP。

S5、RSVP依據(jù)返回的計算結果，建立從起點到邊緣節(jié)點的LSP，并在邊緣節(jié)點上繼續(xù)調度CSPF計算到達目的節(jié)點的路徑。

S6、邊緣節(jié)點上的CSPF依據(jù)本末梢區(qū)域TED檢查目的節(jié)點是否在骨干區(qū)域中，若是，轉步驟S7；否則，轉步驟S8。

S7、依據(jù)骨干區(qū)域的TED計算邊緣節(jié)點到目的節(jié)點的LSP(即進行區(qū)域內的LSP計算)，并將計算結果返回給RSVP，轉步驟S13。

S8、直接向RSVP返回從邊緣節(jié)點到直連骨干節(jié)點的路徑，建立到骨干節(jié)點的LSP。

S9、骨干節(jié)點接收到LSP計算請求后，從本地維護的各末梢區(qū)域內部節(jié)點列表中查找目的節(jié)點所在的末梢區(qū)域。

S10、由RSVP建立從骨干節(jié)點到目的節(jié)點所在末梢區(qū)域邊緣節(jié)點的LSP。

S11、當RSVP傳遞到目的節(jié)點所在末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點后，該邊緣節(jié)點處CSPF接收到來自骨干節(jié)點的計算請求，則依據(jù)本地末梢區(qū)域TED計算邊緣節(jié)點到目的節(jié)點的LSP，并將計算結果返回給RSVP。

S12、在建立了到達目的節(jié)點的LSP后，由RSVP逐級向起點返回組成LSP的完整路徑。

S13、CSPF全網計算結束。

將邊緣節(jié)點和骨干節(jié)點上的IGP分別配置為支持擴展TLV，并分別向邊緣節(jié)點的鏈路狀態(tài)PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)中插入擴展TLV和向骨干節(jié)點的鏈路狀態(tài)PDU中解析擴展TLV，實現(xiàn)各末梢區(qū)域內部節(jié)點表在邊緣節(jié)點和骨干節(jié)點之間的同步，如圖2所示，具體包括以下步驟：

S101、在邊緣節(jié)點上的IGP配置擴展TLV的通告功能，并在骨干節(jié)點上的IGP配置擴展TLV的解析功能。

S102、邊緣節(jié)點進行一次末梢區(qū)域內的SPF計算，將計算得到的SPF樹中各個節(jié)點的Router ID(路由器標識)和邊緣節(jié)點到各個節(jié)點的開銷通過擴展TLV(ISIS_AREA_MEMB_TLV)通告骨干節(jié)點。

S103、骨干節(jié)點接收來自邊緣節(jié)點的協(xié)議報文，并在骨干區(qū)域內解析該協(xié)議報文，根據(jù)該協(xié)議報文中的擴展TLV(ISIS_AREA_MEMB_TLV)建立末梢區(qū)域內部節(jié)點表。

本方案中的擴展TLV的類型為253，擴展TLV中包括所通告的末梢區(qū)域的區(qū)域號、末梢區(qū)域的區(qū)域號長度、末梢區(qū)域中包含的節(jié)點ID、邊緣節(jié)點到末梢區(qū)域中節(jié)點的開銷，以ISIS(Intermediate system to intermediate system，中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng))為例，擴展TLV的結構如表1所示。

表1.類型為253的擴展TLV。

表1中，area長度為所通告末梢區(qū)域的區(qū)域號長度；area值為通告的末梢區(qū)域的區(qū)域號；成員ID為邊緣節(jié)點所在某個末梢區(qū)域內包含的節(jié)點ID；缺省度量為邊緣節(jié)點到末梢區(qū)域中節(jié)點的度量開銷；該擴展TLV只能存在于IGP骨干區(qū)域鏈路狀態(tài)PDU中，且只有骨干節(jié)點需要對此擴展TLV進行解析并依此建立末梢區(qū)域成員節(jié)點表；若某末梢區(qū)域有多個邊緣節(jié)點向骨干節(jié)點通告末梢區(qū)域包含節(jié)點，則通告內容應該是相同的，否則以最后一次通告的內容為準。

本發(fā)明的實現(xiàn)原理如下：

如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的一種基于IGP的跨區(qū)域CSPF全網計算實現(xiàn)方法的應用場景網絡拓撲圖，本發(fā)明通過IGP自身特性來感知末梢區(qū)域范圍，自動探測末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點，并通過RSVP(Resource Reserved Protocol,資源預留協(xié)議)在建立跨區(qū)域LSP的過程中直接將計算請求傳遞到末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點和骨干區(qū)域，計算請求的靶向性更強。由于末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點上的IGP不僅能學習到本末梢區(qū)域內的鏈路狀態(tài)信息，還能學習到骨干區(qū)域內的鏈路狀態(tài)信息，所以選擇末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點作為中繼計算節(jié)點，檢查到達目的節(jié)點的路徑是通往其它區(qū)域的區(qū)域間路徑或者在本末梢區(qū)域的區(qū)域內路徑，以此來進行不同目的地的CSPF計算，并將計算結果返回給本機RSVP，由RSVP繼續(xù)建立下一段路徑，如果繼續(xù)觸發(fā)骨干區(qū)域的骨干節(jié)點進行路徑計算，由于骨干節(jié)點只能學習到由邊緣節(jié)點滲透過來的末梢區(qū)域的內部路由，卻無法學習到末梢區(qū)域內部的拓撲結構，因此本方案提出一種類型為253的擴展TLV，末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點上IGP需要在協(xié)議報文中支持這種擴展TLV，以向骨干區(qū)域通告該末梢區(qū)域的區(qū)域號、末梢區(qū)域的區(qū)域號長度、末梢區(qū)域中所包含的節(jié)點ID、邊緣節(jié)點到末梢區(qū)域中節(jié)點的開銷以及末梢區(qū)域中節(jié)點的其它信息，而骨干區(qū)域中的骨干節(jié)點接收到來自邊緣節(jié)點的這種擴展TLV后，則可依此建立一張包含各個末梢區(qū)域內部節(jié)點ID的表，供建立跨區(qū)域LSP時查找使用。

當網絡中某節(jié)點RSVP-TE(Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering，基于流量工程擴展的資源預留協(xié)議)需要建立路徑的目的節(jié)點在同一區(qū)域時，由于區(qū)域內各節(jié)點上具有相同TED，且在路由表中目的節(jié)點可達，所以通過標準CSPF模塊可以直接算出到達目的節(jié)點的LSP。

當網絡中某節(jié)點RSVP-TE需要建立一條目的節(jié)點在另一區(qū)域的LSP時，雖然不同區(qū)域間的IGP是隔離的，各末梢區(qū)域間不能互相學習對端區(qū)域的路由細節(jié)和成員節(jié)點，但是都與骨干區(qū)域相連，當LSP從起始節(jié)點建立到達骨干節(jié)點后，骨干節(jié)點查詢上述末梢區(qū)域內部節(jié)點表找到目的節(jié)點所在的區(qū)域，然后通過LSP將計算請求傳遞到目的節(jié)點所在區(qū)域的邊緣節(jié)點，繼而完成LSP的最后一段計算。

本發(fā)明對于區(qū)域間CSPF計算請求，通過在骨干節(jié)點上獲取各個末梢區(qū)域的鄰居拓撲關系，并依次指導LSP的逐級計算，依靠RSVP將計算請求傳遞到目的節(jié)點所在末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點上，最終得到完整的區(qū)域間LSP，對于區(qū)域間CSPF計算減小了協(xié)議復雜度及網絡中協(xié)議通信量。而且本方案提出的CSPF全網計算方法不需要在網絡設備上增加新的協(xié)議模塊，只需要在工作在末梢區(qū)域的邊緣節(jié)點和骨干區(qū)域的骨干節(jié)點上的IGP協(xié)議增加對上述擴展TLV的支持，網絡改造的成本較小，且增加的擴展TLV對于原有的IGP通信量而言也較小。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。