自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法

2023-06-20 03:13:46

專利名稱：自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法
技術領域：
本發明涉及自動交換光網絡，特別是涉及自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法。
背景技術：
自動交換光網絡(ASON)可以基於 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)、 PTN(Packet Transport Nectwork)或 OTN(Optical Transport Network)光傳送網實現。 自動交換光網絡的體系結構包括管理平面、控制平面以及傳送平面，支持永久連接(PC: Permanent Connection)、軟永久連接(SPC :Soft Permanent Connection)禾口交換連接(SC Switched Connection)三禾中連接方式。控制平面可以採用基於IP的信令技術，引入通用多協議標籤交換(GMPLS)網絡實 現分布式連接控制管理(DCM)功能，在信令控制下建立、拆除和維護端到端業務連接(控 制平面不參與PC連接的建立)。基於流量工程的資源預留協議(RSVP-TE)作為RSVP協 議的擴展，具有非常成熟的體系結構和協議規程，已經有了大規模的商業運用，ITU-T在把 RSVP-TE作為MPLS應用中惟一的一種信令協議進行發展和完善。RSVP協議工作在IPv4或IPv6上，是一種IP傳送層協議，但並不處理傳送層數 據，其本質上應該是網絡控制協議。通過RSVP協議，主機可以向網絡申請特定的服務質量 (QoS)，提供有保障的數據流服務，在數據流經過的各個路由器節點上預留資源，並維護其 狀態直到釋放這些資源。在RSVP協議中，Qos的實現是由一組特定的流量控制機制來完成 的，這些機制有業務數據分類器、接納控制器以及業務數據調度器。其中，業務數據分類器 決定數據的QoS的分類，業務數據調度器用來獲取所請求的QoS。根據ISWG(Integrated Services Working Group)的定義，流量控制機制如圖 1 所示，在本發明中稱之為傳統型流量控制機制。在連接建立過程中，RSVP請求首先被傳送 到兩個本地模塊——接納控制器和策略控制器，由接納控制器決定該節點是否有足夠的資 源可以滿足該請求，然後由策略控制器決定用戶是否有權限申請這類服務。通過這兩個模 塊的檢測，RSVP請求的QoS參數就會輸入到業務數據分類器中，然後再由業務數據調度器 來獲得申請的QoS。如果任一模塊的檢測沒有通過，提出該請求的應用程式將會收到一個錯 誤返回消息。RSVP協議中定義了 PATH消息，用於發起建立連接的請求，並申請資源預留，RESV 消息作為其響應，在每個節點完成資源預留動作。PATH消息還用於拆除連接的請求，申請 資源釋放，PATHErr消息作為其響應，在每個節點完成資源釋放動作。為了實現流量工程控 制，IETF在RSVP協議基礎上增加了一系列新的消息對象。RSVP-TE是一個軟狀態協議，它繼承了 RSVP的消息刷新機制，其隧道狀態和資 源預留狀態的維護仍然需要通過發送周期性的刷新消息來實現。雖然與RSVP協議相比， RSVP-TE協議在消息刷新方面做了許多改進，減少了刷新消息的開銷，引入消息確認和集中 刷新機制，使協議性能在一定程度上得到提高，但控制平面通道狀態和資源預留狀態的維護仍然依賴於信令刷新消息的抵達，一旦信令網發生擁塞或故障，刷新消息無法抵達，根據 RSVP-TE協議規定，信令會自動發起控制平面通道的拆除工作(在本文件中稱之為異常通 道拆除)。如圖2所示，網絡沿路節點之間的控制鏈路用虛線標識，這條鏈路可以是獨立的 帶外鏈路，也可以是帶內通道。不論哪種情況，控制鏈路的失效或者信令模塊軟體的故障並 不表示傳送平面中已建立的標籤交換隧道(LSP)連接也有問題。因此控制平面發生故障， 而傳送平面正常的情況下，如果不對傳送平面連接進行保護，會致使運營業務中斷，造成不 可預知的經濟損失。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決自動交換網絡中，控制平面發生異常時，由於 沒有對傳送平面連接進行保護，從而致使運營業務中斷，造成不可預知的經濟損失的問題。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是提供一種自動交換光網絡中 控制平面故障隔離的方法，在業務通道的建立和拆除請求信令中攜帶故障隔離標識碼，控 制平面在建立業務通道時，各個節點上的策略控制器分別根據建立業務通道請求信令中的 故障隔離標識碼對策略控制器上的預留的資源進行標識；當發生業務通道拆除時，各個節 點的策略控制器根據拆除業務通道請求信令中是否攜帶故障隔離標識碼為依據獲得該拆 除業務通道請求是否為正常通道拆除操作的判斷結果，當判斷結果表明該拆除業務通道請 求為異常的業務通道拆除操作時，業務通道拆除操作暫不輸入到業務數據分類器和調度器 裡，同時該節點的策略控制器和接納控制器分別記錄此異常拆除狀態；否則，允許通道拆除 請求輸入到業務數據分類器和調度器並釋放資源；當控制平面故障恢復時，各節點的策略 控制器和接納控制器分別清除異常拆除狀態，恢復控制平面業務通道。上述方法中，故障隔離標識在業務通道的建立和拆除請求信令中的PATH消息中 的P0LICY_DATA對象中攜帶。上述方法中，控制平面故障隔離方式下建立業務通道包括以下步驟A10、發起端向下遊節點發出業務通道建立請求PATH消息，該PATH消息中的 P0LICY_DATA對象中攜帶故障隔離標識，PATH消息依次經下遊節點向接收端傳送；A20、接收端收到PATH消息後，計算出所需要的資源並向其上遊節點發出資源預 留請求RESV消息，RESV消息沿PATH消息的發送路徑原路返回；A30、沿路各節點收到RESV消息後，按要求為業務流分配帶寬和緩存空間，同時根 據P0LICY_DATA對象中的故障隔離標識在該節點的本地策略控制器上進行標記，然後將 RESV消息繼續向上遊節點轉發，直到發送端收到RESV消息並且接受該請求時，向接收端發 回一個確認消息確認建立完成業務連接通道為止。上述方法中，控制平面故障隔離方式下拆除業務通道包括以下步驟B10、發起端向下遊節點發出業務通道拆除請求PATH消息，該PATH消息依次經網 絡節點向接收端傳送；B20、接收端收到PATH消息後，向其上遊節點發出資源釋放請求RESV消息，RESV沿 PATH的發送路徑原路返回；B30、沿路各節點收到RESV消息後，根據P0LICY_DATA消息中是否包含故障隔離標 識獲得該拆除業務通道操作是否為正常通道拆除的判斷結果，當判斷結果表明該拆除業務通道操作是正常通道拆除時，本地接納控制器允許通道拆除請求輸入到業務數據分類器和 調度器並釋放資源，同時將RESV消息繼續向下遊節點轉發，直至發送端完成拆除業務連接 通道操作；當判斷結果表明該拆除業務通道操作是異常通道拆除時，接納控制器禁止拆除 請求輸入到業務數據分類器和調度器中，策略控制器和接納控制器在本地記錄此異常拆除 狀態。上述方法中，控制平面故障隔離方式下控制平面故障恢復包括以下步驟ClO、發起端向下遊節點發出發起同步請求PATH消息，該PATH消息中的P0LICY_ DATA對象中攜帶需要進行故障隔離的標識，PATH消息依次經網絡各節點向接收端傳送；
C20、接收端收到PATH消息後，向其上遊節點發出同步恢復請求RESV消息，RESV沿 PATH的發送路徑原路返回；C30、沿路各節點收到RESV消息後，各節點的本地策略控制器和接納控制器清除 異常拆除狀態，恢復至異常拆除之前的正常狀態，該請求無需輸入到業務數據分類器和調度器。本發明，通過對信令的擴展對預留的資源進行標識，從而可以根據信令是否攜帶 擴展信息判斷是否為正常通道拆除操作，實現了控制平面故障的隔離，從而當控制平面產 生故障時，傳送平面標籤交換隧道(LSP)不受其影響，因此，本發明在自動交換光網絡實際 應用中，可以有效提高運營業務的安全和穩定性。


圖1、傳統流量控制機制示意圖；圖2、信令故障隔離方式下流量控制機制示意圖；圖3、信令故障隔離方式下通道建立流程圖；圖4、信令故障隔離方式下正常通道拆除流程圖；圖5、信令故障隔離方式下異常通道拆除流程圖；圖6、信令故障隔離方式下控制平面故障恢復流程圖；圖7、擴展的PATH信令消息示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，通過對控制平面 中業務通道的建立和拆除請求信令進行擴展，攜帶故障隔離標識碼，實現了控制平面故障 的隔離，從而當控制平面產生故障時，傳送平面標籤交換隧道(LSP)不受其影響。具體而 言，對建立和拆除業務通道請求信令中的PATH消息和RESV消息裡的P0LICY_DATA對象進 行擴展，在P0LICY_DATA對象中定義故障隔離標識碼(如1表示需要故障隔離)。如圖7所 示(以PATH消息為例)，擴展PATH消息中的P0LICY_DATA對象，攜帶故障隔離標識碼。在建立業務通道時，各個節點上的策略控制器和接納控制器根據請求建立業務通 道信令的PATH消息中的P0LICY_DATA對象中是否攜帶擴展的故障隔離標識碼，在上述各節 點的預留資源中標識是否需要故障隔離。當發生業務通道拆除時，由策略控制器根據業務 通道拆除請求信令的PATH消息中P0LICY_DATA對象中是否攜帶擴展的故障隔離標識碼，獲 得該業務通道拆除信令是否為正常的通道拆除操作的判斷結果。如果PATH消息中未攜帶擴展的故障隔離標識碼，則表明該請求業務通道拆除信令為異常的通道拆除操作，此時，各節點的策略控制器和接納控制器記錄下這個異常狀態，請求業務通道拆除的操作暫不輸入 到業務數據分類器和調度器裡。當控制平面故障恢復後，在策略控制器和接納控制器中清 除拆除狀態，恢復控制平面業務通道狀態至異常拆除之前的正常狀態。以下通過四種情況並結合附圖詳細地說明在控制平面故障隔離方式下建立、拆除 和維護業務通道的方法。圖3為控制平面故障隔離方式下業務通道建立流程示意圖，如圖3所示，從網絡節 點A的接口 1到網絡節點D的接口 2建立一條業務連接，中間經過網絡節點B和C，業務通 道建立的整個過程按照RSVP信令流程完成。發起端(網絡節點A)向下遊節點發出業務通 道建立請求信令消息(PATH消息)，發起連接建立請求，該PATH消息中的P0LICY_DATA對象 中攜帶故障隔離標識，PATH消息依次經網絡節點B和C向接收端(網絡節點D)傳送，網絡 節點B和C被告知準備預留資源，接收端(網絡節點D)收到PATH消息後，計算出所需要的 資源，向其上遊節點發出資源預留請求RESV消息，RESV沿PATH的發送路徑原路返回，網絡 沿路各節點(網絡節點B或C)收到RESV消息後，記錄該業務流的狀態信息(狀態信息包 括業務流型號類型、帶寬和接口 ID號等信息，用於供控制平面進行資源預留計算)，並調用 該節點的本地接納控制器中的接入控制程序決定是否接受該業務流，如果接受，則根據信 令請求申請特定的服務質量，按要求為業務流分配帶寬和緩存空間，同時根據P0LICY_DATA 對象中的故障隔離標識在該節點的本地策略控制器上進行標記，指示該業務傳送平面標籤 交換隧道資源受到故障隔離方式保護，然後將RESV消息繼續向上遊節點轉發；如果拒絕， 則向接收端返回一個錯誤信息終止呼叫；當發送端收到RESV消息並且接受該請求時，向接 收端發回一個確認消息，至此，建立完成業務連接通道。圖4為控制平面故障隔離方式下正常的業務通道拆除流程示意圖，如圖4所示，拆 除從網絡節點A的接口 1到網絡節點D的接口 2間的一條業務連接，中間經過網絡節點B 和C，業務通道拆除的整個過程按照RSVP信令流程完成。發起端(網絡節點A)向下遊節點 發出業務通道拆除請求信令消息(PATH消息)，發起業務通道拆除請求，該PATH消息中的 P0LICY_DATA對象中攜帶需要進行故障隔離的標識，PATH消息依次經網絡節點B和C向接 收端(網絡節點D)傳送，網絡節點B和C被告知準備釋放資源，接收端(網絡節點D)收到 PATH消息後，向其上遊節點發出資源釋放請求RESV消息，RESV沿PATH的發送路徑原路返 回，網絡沿路各節點(網絡節點B或C)收到RESV消息後，根據該網絡節點上的本地策略控 制器上的標記是否與P0LICY_DATA對象中攜帶需要進行故障隔離的標識相同判斷該操作 是否為正常通道拆除的判斷結果，由於PATH消息中的P0LICY_DATA對象中攜帶有需要進行 故障隔離的標識，因此，該節點調用本地接納控制器中的接入控制程序允許通道拆除請求 輸入到業務數據分類器和調度器，釋放資源，並將RESV繼續向下遊節點轉發，直至發送端 (網絡節點A)，完成拆除業務連接通道操作。圖5為控制平面故障隔離方式下異常的業務通道拆除流程示意圖，如圖4所示，拆 除從網絡節點A的接口 1到網絡節點D的接口 2間的一條業務連接，中間經過網絡節點B 和C，業務通道拆除的整個過程按照RSVP信令流程完成。發起端(網絡節點A)向下遊節 點發出業務通道拆除請求信令消息(PATH消息)，發起業務通道拆除請求，該PATH消息中 的P0LICY_DATA對象不含故障隔離標識，PATH消息依次經網絡節點B和C向接收端(網絡節點D)傳送，網絡節點B和C被告知準備釋放資源，接收端(網絡節點D)收到PATH消息 後，向其上遊節點發出資源釋放請求RESV消息，RESV沿PATH的發送路徑原路返回，網絡沿 路各節點(網絡節點B或C)收到RESV消息後，根據該網絡節點上的本地策略控制器上的 標記是否與POLICY_DATA對象中攜帶需要進行故障隔離的標識相同判斷該操作是否為正 常通道拆除的判斷結果，由於PATH消息中的POLICY_DATA對象不含需要進行故障隔離的標 識，因此，該節點的接納控制器判斷該操作為異常通道拆除，接納控制器禁止拆除請求輸入 到業務數據分類器和調度器中，傳送平面標籤交換隧道(LSP)不受該操作影響，但策略控 制器和接納控制器在本地記錄此異常拆除狀態。之後，該網絡節點將RESV繼續向下遊節點 轉發，直至發送端(網絡節點A)，完成異常的業務連接通道拆除操作。異常業務通道拆除情 況下，不釋放資源，需要對資源進行保護，記錄拆除狀態為了提供給管理平面查詢業務通道 狀態所用。圖6為控制平面故障隔離方式下控制平面故障恢復的流程圖，如圖6所示，網絡節 點A故障恢復後，控制平面故障恢復的整個過程按照RSVP信令流程完成。發起端(網絡節 點A)向下遊節點發出發起同步請求信令(PATH消息)，該PATH消息中的P0LICY_DATA對 象中攜帶需要進行故障隔離的標識，PATH消息依次經網絡節點B和C向接收端( 絡節點B或C)收到RESV消 息後，本地策略控制器和接納控制器清除異常拆除狀態，恢復至異常拆除之前的正常狀態， 該請求無需輸入到業務數據分類器和調度器，傳送平面標籤交換隧道(LSP)不受該操作影 響。該網絡節點繼續將RESV消息向下遊節點轉發，直至發送端(網絡節點A)。本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結 構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，其特徵在於，在業務通道的建立和拆除請求信令中攜帶故障隔離標識碼，控制平面在建立業務通道時，各個節點上的策略控制器分別根據建立業務通道請求信令中的故障隔離標識碼對策略控制器上的預留的資源進行標識；當發生業務通道拆除時，各個節點的策略控制器根據拆除業務通道請求信令中是否攜帶故障隔離標識碼為依據獲得該拆除業務通道請求是否為正常通道拆除操作的判斷結果，當判斷結果表明該拆除業務通道請求為異常的業務通道拆除操作時，業務通道拆除操作暫不輸入到業務數據分類器和調度器裡，同時該節點的策略控制器和接納控制器分別記錄此異常拆除狀態；否則，允許通道拆除請求輸入到業務數據分類器和調度器並釋放資源；當控制平面故障恢復時，各節點的策略控制器和接納控制器分別清除異常拆除狀態，恢復控制平面業務通道。
2.如權利要求1所述的自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，其特徵在於，故 障隔離標識在業務通道的建立和拆除請求信令中的PATH消息中的P0LICY_DATA對象中攜市ο
3.如權利要求2所述的自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，其特徵在於，控 制平面故障隔離方式下建立業務通道包括以下步驟A10、發起端向下遊節點發出業務通道建立請求PATH消息，該PATH消息中的P0LICY_ DATA對象中攜帶故障隔離標識，PATH消息依次經下遊節點向接收端傳送；A20、接收端收到PATH消息後，計算出所需要的資源並向其上遊節點發出資源預留請 求RESV消息，RESV消息沿PATH消息的發送路徑原路返回；A30、沿路各節點收到RESV消息後，按要求為業務流分配帶寬和緩存空間，同時根據 P0LICY_DATA對象中的故障隔離標識在該節點的本地策略控制器上進行標記，然後將RESV 消息繼續向上遊節點轉發，直到發送端收到RESV消息並且接受該請求時，向接收端發回一 個確認消息確認建立完成業務連接通道為止。
4.如權利要求2所述的自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，其特徵在於，控 制平面故障隔離方式下拆除業務通道包括以下步驟B10、發起端向下遊節點發出業務通道拆除請求PATH消息，該PATH消息依次經網絡節 點向接收端傳送；B20、接收端收到PATH消息後，向其上遊節點發出資源釋放請求RESV消息，RESV沿 PATH的發送路徑原路返回；B30、沿路各節點收到RESV消息後，根據P0LICY_DATA消息中是否包含故障隔離標識 獲得該拆除業務通道操作是否為正常通道拆除的判斷結果，當判斷結果表明該拆除業務通 道操作是正常通道拆除時，本地接納控制器允許通道拆除請求輸入到業務數據分類器和調 度器並釋放資源，同時將RESV消息繼續向下遊節點轉發，直至發送端完成拆除業務連接通 道操作；當判斷結果表明該拆除業務通道操作是異常通道拆除時，接納控制器禁止拆除請 求輸入到業務數據分類器和調度器中，策略控制器和接納控制器在本地記錄此異常拆除狀 態。
5.如權利要求2所述的自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，其特徵在於，控 制平面故障隔離方式下控制平面故障恢復包括以下步驟ClO、發起端向下遊節點發出發起同步請求PATH消息，該PATH消息中的P0LICY_DATA對象中攜帶需要進行故障隔離的標識，PATH消息依次經網絡各節點向接收端傳送；C20、接收端收到PATH消息後，向其上遊節點發出同步恢復請求RESV消息，RESV沿 PATH的發送路徑原路返回；C30、沿路各節點收到RESV消息後，各節點的本地策略控制器和接納控制器清除異常 拆除狀態，恢復至異常拆除之前的正常狀態，該請求無需輸入到業務數據分類器和調度器。
全文摘要
本發明公開了一種自動交換光網絡中控制平面故障隔離的方法，在業務通道建立和拆除請求信令中攜帶故障隔離標識碼，控制平面建立業務通道時，各個節點上的策略控制器分別根據建立業務通道請求信令中的故障隔離標識碼對策略控制器上的預留的資源進行標識；當發生業務通道拆除時，各個節點的策略控制器根據拆除業務通道請求信令中是否攜帶故障隔離標識碼為依據判斷該拆除業務通道請求是否為正常通道拆除操作，對異常拆除操作進行保護。本發明，實現了控制平面故障的隔離，從而當控制平面產生故障時，傳送平面標籤交換隧道(LSP)不受其影響，可以有效提高運營業務的安全和穩定性。
文檔編號H04Q11/00GK101883298SQ201010213168
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者朱冰, 潘銳鋒, 盛偉, 高軍 申請人:烽火通信科技股份有限公司