業務流重路由中的源端宿端同步切換方法

2023-05-26 03:18:21 1

專利名稱：業務流重路由中的源端宿端同步切換方法
技術領域：
本發明屬於網絡技術範疇，是傳送網絡中保證業務流平滑重路由的一種方法，是應用於可向客戶業務動態提供可調整帶寬的新一代傳送網中的一種技術，保證客戶業務重路由過程中，出現傳送通道映射關係切換時實現無損傳送的一種方法。
背景技術：
由於當今廣泛應用的IP業務具有流量的突發性、隨機性且難以預測等特性，要求傳送網具有向客戶業務動態提供可調整帶寬的功能。這就要求傳送網絡具有客戶業務流重路由(建立新的傳送通道)的能力，其傳統實現方式是用網絡管理單元或者控制平面完成帶寬資源的申請後，通知源端和宿端網元中的控制/管理模塊，由它來對相關軟硬體的進行配置，實現業務流在不同的傳送通道間切換。這種方式中，源端和宿端的配置過程無法做到硬體同步，因此在數據流切換傳送路徑的過程中會出現丟包。為解決這一問題，相關的組織和研發機構正在進行相關研究。

發明內容
本發明採用一種新的方法解決傳送網中由於重路由而導致的丟包問題；這種方法包含兩個層面控制層面上，重路由相關的控制層面信令或者管理層面的配置負責為新的路徑進行選路，以及為其建立傳送通道連接，但與傳統實現方式的不同點在於信令/配置過程中只對源端而不對宿端的電層處理模塊中的映射關係進行切換配置；在數據成幀層面上，將實現封裝成幀和適配的通用成幀規程(GFP)加以擴展和補充，利用ITU-T G.7041中尚未定義的Spare域，重新定義其為MRI(Mapping Realtion Indication)域，作為GFP客戶數據幀的開銷字節，該域傳送重路由時所需的映射關係指示信息，為適配的源端和宿端之間提供一種硬體同步機制--即通過GFP幀開銷字節實現對宿端的電層處理模塊進行映射關係切換的配置操作，從而保證了業務流在重路由的過程中的平滑傳送。
具體的重路由步驟是1)對ITU-T G.7041 GFP標準進行了擴展和補充，使用了GFP線性擴展頭中尚未使用的Spare域，將其定義為映射關係指示域，即Mapping Realtion Indication(MRI)，用於適配源端向宿端傳送映射關係指示，提供了一種適配源端和宿端針對映射關係的同步手段，以實現業務量的平滑重路由。
映射關係指示域，即MRI，包含8bit，處於GFP線性擴展頭中原Spare域位置，其內容為映射關係指示，是由GFP適配源端寫入並發送到GFP接收端的開銷字節。通過傳送MRI，源端可向宿端發出映射關係更改的配置信息。這一信息是作為幀頭開銷字節隨著GFP客戶數據幀一起發送的，並且接收端在對GFP解幀時，將先查看這一開銷字節，即時的更改本端解幀時的映射關係，然後再進行提取GFP客戶數據幀淨荷並發送到客戶接收端的操作。這種硬體同步機制，使得GFP適配源端和宿端的映射關係改變是同步的，因此在重路由過程中對於其承載的客戶數據流是平滑的。
2)為實現重路由過程中業務流的平滑傳送，對傳統到重路由過程中控制信令/網管配置方式稍加改動對於業務流重路由請求，網絡控制平面/管理單元完成帶寬資源的申請後，通知源端和宿端網元中的控制/管理模塊，由它來實現對相關軟體的配置，而只有源端的控制/管理模塊對相關硬體進行配置，即在硬體中進行申請重路由的業務流向傳送通道中映射關係的改變/切換；3)任意路客戶業務流向傳送通道中進行GFP成幀、適配、傳送時都在GFP中提供MRI開銷，也就是說該開銷是隨著客戶數據一同傳送的。宿端在對GFP幀進行解幀時，將根據當前幀提供的MRI域確定從傳送通道到客戶接收端的映射關係，從而進行解幀。這樣客戶數據流和傳送通道之間的適配對應關係的將隨著該路客戶數據幀進行即時的更新，從而保證了源端、宿端的適配對應關係硬體同步，有效地避免了切換傳送路徑的過程中會出現的丟包現象。
如上所述，本發明通過對ITU-T G.7041_GFP進行擴展和補充，新定義了一個開銷欄位域，提出利用這一開銷實現對其所成幀的客戶業務重路由時硬體同步切換的方法，配合相關的信令/網管保證業務流在重路由過程中能夠平滑傳送，該發明可應用於採用流量驅動方式或者UNI方式，向客戶業務動態提供可調整帶寬的新一代傳送網中。該方法具有易於實現、靈活性強、可充分利用網絡資源的特點。


圖1是原GFP線形擴展頭和擴展後的GFP線形擴展頭示意2是客戶業務流重路由技術應用的網絡環境示意3是傳送網中採用控制平面信令方式的重路由操作示意4是客戶業務流重路由技術步驟1中2)操作結束後業務傳送情況示意5是客戶業務流重路由技術步驟2中2)操作結束後業務傳送情況示意6是客戶業務流重路由技術步驟3操作結束後業務傳送情況示意圖具體實施方式
所述重路由主要是對於在傳送網絡中承載的客戶業務流而言的，對於當前廣泛應用的IP業務而言，來自客戶網絡的數據流量是突發、隨機且難以預測的，因此傳送網絡應該具有根據來自客戶網絡業務流量的變化進行相應帶寬調整乃至於對其進行重路由(為其建立新的傳送通道)的能力，以實現對傳送網絡中帶寬資源的高效利用和提供滿足客戶要求的服務。在這裡，由傳送網絡的邊緣節點流量監測模塊負責監測來自客戶網絡的業務流量，根據已經申請到的路徑帶寬資源使用狀況，作出是否向傳送網絡控制平面提出重路由的要求；或者基於UNI信令，由UNI-C發起帶寬調整請求作為傳送網中帶寬調整或者是重路由的觸發條件；或者採用其他可能的方式作出重路由的要求。一旦提出重路由請求，由控制平面相關信令或者網絡管理配置消息來根據網絡剩餘資源實現對該路業務進行重選路，並對新的通道所通過的各節點以及源節點、宿節點進行配置；由相關硬體具體完成業務流從向原有的傳輸通道中映射切換到向新建立的通道中映射的操作，從而實現了重路由的全過程。
隨著通用成幀技術GFP在網絡中的廣泛應用，提出了一種採用GFP的某些開銷字節來解決上述問題的新方法。
下面結合附圖，說明這種方法應用的網絡環境的一個具體實例。
採用通用成幀規程在傳送網絡上傳送來自客戶數據網的業務基本上採用圖2中的方式，來自客戶數據網絡(圖中以IP網絡為例)的業務流在傳送網絡的邊緣節點(源端)被通用成幀規程加以復用(以實現流量的匯聚)、成幀，之後在傳送網絡提供的通道(如WDM通道等)中傳送，在宿端節點GFP幀被解幀、解復用，進而發送到目的客戶網絡。圖中客戶鏈路以GbEthernet為例，Data/GFP/Transport節點包含了n路客戶鏈路GbEthernet的線卡，「GbE與傳送通道之間的映射模塊」實現將n路客戶業務流與m路GFP成幀模塊以及m路傳送通道的映射功能。m路傳送通道是由傳送網絡動態提供的，即傳送網絡可向客戶業務動態提供可調整帶寬。圖2中，當前傳送網只對Data/GFP/Transport節點1到Data/GFP/Transport節點2的業務只提供一條傳送通道，即路徑1；來自路由器1、路由器2......路由器n的業務流在Data/GFP/Transport節點1被復用成幀，在路徑1中傳送，在Data/GFP/Transport節點2解幀解復用，分別發送到路由器1』、路由器2』......路由器n』。
隨著來自路由器1的流量增大，n路業務流量之和大於路徑1的帶寬時，Data/GFP/Transport節點1將向網絡控制平面提出對來自路由器1的業務流進行帶寬調整或者重路由的請求。若經分析路徑1的帶寬資源不足以滿足帶寬調整要求，此時控制平面根據網絡中現有的資源為來自路由器1的業務流進行重路由。重路由的過程如下步驟1業務流量重路由過程中控制/管理平面操作業務流量重路由過程中控制/管理平面操作流程如下1)發起業務流的重路由請求。
可採用的方式有●基於傳送網絡邊緣節點的智能帶寬監測，由傳送網絡邊緣節點(即源節點)的帶寬監測程序向傳送網控制/管理平面提出對業務流重路由的請求●基於UNI信令，即由UNI-C向UNI-N發出帶寬調整請求，由UNI-N向傳送網控制/管理平面提出業務流重路由的請求●採用其他可能的方式2)傳送網的控制/管理平面為該請求進行重路由操作即採用信令控制方式或者網管配置的方式建立新的傳送通道，將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬。需要注意的是，對於將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬的操作來說，這裡的控制和配置只負責相關軟體部分，對相關硬體不進行控制和配置，也就是說只在各個網元的軟體部分將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬，而並沒有在硬體上實際執行。
可採用的方式有
●採用集中網絡管理的方式，由網管進行配置圖3給出了由傳送網絡邊緣節點的智能帶寬監測程序提出重路由請求，傳送網中採用控制平面信令方式的重路由操作示意圖。
上述步驟1中2)操作結束後，業務傳送情況改變為如圖4所示。儘管路徑2在傳送網絡中已經建立起來，但在Data/GFP/Transport節點1和Data/GFP/Transport節點2硬體中，此時尚未進行將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬的操作，因此GbE與傳送通道之間的映射關係並沒有改變，申請重路由的客戶業務流D1此時仍然映射到路徑1中進行傳送。
步驟2對源端的相關硬體進行配置，利用新定義的GFP開銷傳送映射關係信息1)對源端的相關硬體進行配置，即在硬體中將申請重路由的某路或者某些路業務流映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬；對宿端的相關硬體不進行配置。
2)任意路客戶業務流向傳送通道進行GFP適配時都在GFP中提供Mapping RelationIndication傳送映射關係指示域。
上述步驟2中2)操作結束後，業務傳送情況改變為如圖5所示。其中在Data/GFP/Transport節點1中的GbE與傳送通道之間的映射關係已經改變，Data/GFP/Transport節點2中的GbE與傳送通道之間的映射關係並沒有改變，在硬體上，此時源端Data/GFP/Transport節點1已經進行將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬的操作，申請重路由的客戶業務流D1此時映射到新建立的路徑2中進行傳送。在業務流尚未達到宿端Data/GFP/Transport節點2時，宿端中GbE與傳送通道之間的映射關係尚未改變。
步驟3隨著封裝客戶業務流並帶有映射關係指示開銷的GFP幀到達宿端，對宿端的相關硬體進行配置，完成重路由全過程。當封裝申請重路由的客戶業務流並帶有映射關係指示開銷的GFP幀到達宿端，宿端在對GFP幀進行解幀時提取包含其中的映射關係指示，並且據此將當前的GFP幀中的客戶業務淨荷發送到相應的終端。
上述步驟3操作結束後，業務傳送情況改變為如圖6所示。其中在Data/GFP/Transport節點2中的GbE與傳送通道之間的映射關係已經改變，在硬體上，實現了將需要重路由的客戶信號從新建立的傳送通道中接收下來和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬的操作。至此，完成了重路由的整個過程。
權利要求
1.一種業務流重路由中的源端宿端同步切換方法，其特徵在於所述方法包含兩個層面控制層面上，重路由相關的控制層面信令或者管理層面的配置負責為新的路徑進行選路，以及為其建立傳送通道連接，信令/配置過程中只對源端而不對宿端的電層處理模塊中的映射關係進行切換配置；在數據成幀層面上，將實現封裝成幀和適配的通用成幀規程(GFP)加以擴展和補充，利用ITU-TG.7041中尚未定義的Spare域，重新定義其為MRI(Mapping Realtion Indication)域，即映射關係指示域，作為GFP客戶數據幀的開銷字節，該域傳送重路由時所需的映射關係指示信息，為適配的源端和宿端之間提供一種硬體同步機制，即通過GFP幀開銷字節實現對宿端的電層處理模塊進行映射關係切換的配置操作，從而保證了業務流在重路由的過程中的平滑傳送。
2.根據權利要求1所述的業務流重路由中的源端宿端同步切換方法，其特徵在於所述重路由的步驟如下1)業務流量重路由過程中控制/管理平面操作a)發起業務流的重路由請求；b)傳送網的控制/管理平面為該請求進行重路由操作，即採用信令控制方式或者網管配置的方式建立新的傳送通道，將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬；但上述操作只處於控制/管理層面，而不涉及數據傳送層面，即只在各個網元的軟體部分將需要重路由的客戶信號映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬，而並沒有在硬體上實際執行；2)對源端的相關硬體進行配置，利用新定義的GFP開銷傳送映射關係信息a)對源端的相關硬體進行配置，即在硬體中將申請重路由的某路或者某些路業務流映射到新建立的傳送通道和釋放在原來傳送通道中佔用的帶寬；對宿端的相關硬體不進行配置；b)任意路客戶業務流向傳送通道進行GFP適配時都在GFP中提供所述MappingRelation Indication傳送映射關係指示域；3)當封裝客戶業務流並帶有映射關係指示開銷的GFP幀到達宿端時，宿端在對GFP幀進行解幀時提取包含其中的映射關係指示，相關硬體進行配置，完成重路由全過程。
3.根據權利要求1所述的業務流重路由中的源端宿端同步切換方法，其特徵在於所述的映射關係指示域，即MRI，包含8bit，處於GFP線性擴展頭中原Spare域位置，其內容為映射關係指示，是由GFP適配源端寫入並發送到GFP接收端的開銷字節，這一信息是作為幀頭開銷字節隨著GFP客戶數據幀一起發送的。
4.根據權利要求1所述的業務流重路由中的源端宿端同步切換方法，其特徵在於當封裝申請重路由的客戶業務流並帶有映射關係指示開銷的GFP幀到達宿端，宿端在對GFP幀進行解幀時提取包含其中的映射關係指示，並且接收端在對GFP解幀時，將先查看所述的開銷字節，即時的更改本端解幀時的映射關係，然後再進行提取GFP客戶數據幀淨荷並發送到客戶接收端的操作。
5.根據權利要求4所述的業務流重路由中的源端宿端同步切換方法，任意路客戶業務流向傳送通道中進行GFP成幀、適配、傳送時都在GFP中提供MRI開銷，也就是說該開銷是隨著客戶數據一同傳送的，宿端在對GFP幀進行解幀時，將根據當前幀提供的MRI域確定從傳送通道到客戶接收端的映射關係，從而進行解幀，客戶數據流和傳送通道之間的映射關係的將隨著該路客戶數據幀進行即時的更新。
全文摘要
本發明涉及一種業務流重路由中的源端宿端同步切換方法，是應用於可向客戶業務動態提供可調整帶寬的新一代傳送網中的一種技術，保證在客戶業務重路由過程中，出現傳送通道映射關係切換時實現無損傳送的一種方法。主要特徵是在目前採用的通用成幀規程(GFP)中，新定義了一個開銷欄位域MRI，提出利用這一開銷實現對其所成幀的客戶業務重路由時硬體同步切換的方法，配合相關的信令/網管保證業務流在重路由過程中能夠平滑傳送。本發明克服了傳統重路由技術中由於缺乏硬體同步機制，導致源端和宿端切換不同步而引起丟包的缺陷，具有易於實現、靈活性強、可充分利用網絡資源的特點。
文檔編號H04L29/06GK1558636SQ20041000112
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月20日 優先權日2004年1月20日
發明者紀越峰, 高鵬 申請人:北京郵電大學