旁路流量局部分攤方法、設備及旁路組網結構的製作方法
2023-06-09 17:01:46
專利名稱：旁路流量局部分攤方法、設備及旁路組網結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種旁路流量局部分攤方法、設備及旁路組網結構，屬於光通信技術領域。
背景技術：
在運營商網絡中，通過對骨幹網絡流量的分析發現在經過核心路由器的業務流量中，大約有50%以上屬於「過境」的轉發流量。這些轉發流量大大加重了核心路由器的負 擔。為此，現有技術中採用旁路(ByPass)組網技術，通過IP層與光層的協同機制，將這些「過境」的轉發流量有效的通過光傳送管道進行旁路，以降低核心路由器的處理壓力。在圖I所示的舉例中，現有旁路組網結構在IP層中包括Pl P4共四個路由器，在光層中包括0TN2 0TN4共三個OTN (光傳送網，Optical Transport Network)設備。其中，Pl為彩光口路由器；0TN4是具有可重構型光分插復用設備(Reconfigurable OpticalAdd-Drop Multiplexer,簡稱R0ADM)功能的光交叉連接設備；實線箭頭表示三種業務的傳輸路徑；虛線表示路由器與OTN設備之間的接口連接。如圖I所示，業務I 3分別承載在波長I 3上，經過0TN2 0TN4的轉發，使業務I被路由到P4，業務2被路由到P2，業務3被路由到P3。現有技術的問題在於現有旁路組網結構中對各種業務的傳輸路徑均是預定確認好的，不會發生動態改變。因此，當預設的原路徑上的流量過多時，便會增加網絡設備的工作負擔，從而導致出現丟包等情況。例如，承載在波長I上的業務I始終由0TN4轉發給P4，如果0TN4與P4之間路徑的流量過多，則會使P4的工作負擔加重，從而導致出現丟包等情況。
發明內容
本發明提供一種旁路流量局部分攤方法、設備及旁路組網結構，用以避免增加網絡設備的工作負擔，減少丟包等情況的出現。本發明一方面提供一種旁路流量局部分攤方法，其中包括旁路組網結構中的光交叉連接設備探測能夠達到路由器的各條可達路徑；所述光交叉連接設備當接收到從彩光口路由器的光信號後，根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器；所述光交叉連接設備統計所述原路徑上的光信號流量，當該原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。本發明另一方面提供一種光交叉連接設備，位於旁路組網結構中的光層中，其中包括路徑探測模塊，用於探測能夠達到所述旁路組網結構中的路由器的各條可達路徑；
信號轉發模塊，用於當接收到從所述旁路組網結構中的彩光口路由器的光信號後，根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器；流量統計模塊，用於統計所述原路徑上的光信號流量；路徑切換模塊，用於當流 量統計模塊統計出所述原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。本發明又一方面提供一種包含上述光交叉連接設備的旁路組網結構，其中，在光層中還包括中間OTN設備，在IP層中包括路由器及彩光口路由器，所述彩光口路由器與所述光交叉連接設備相連，所述路由器經所述中間OTN設備與所述光交叉連接設備相連，或者直接與所述光交叉連接設備相連。本發明通過統計原路徑上的實際光信號流量狀況，基於探測出的備用路徑動態調整旁路流量的局部分攤走向，從而能夠避免增加網絡設備的工作負擔，從而減少丟包等情況的出現。
圖I為現有旁路組網結構的舉例示意圖。圖2為本發明所述旁路流量局部分攤方法實施例的流程圖；圖3為圖2所示方法中的步驟100的具體流程圖；圖4為本發明所述旁路組網結構實施例的舉例示意圖；圖5為圖4所示結構中的光交叉連接設備0TN4的具體結構示意圖；圖6為圖5所示設備中路徑探測模塊11的具體結構示意圖；圖7為圖4所示結構中的中間OTN設備0TN2的具體結構示意圖；圖8為圖4所示結構中的路由器P2的具體結構示意圖。
具體實施例方式圖2為本發明所述旁路流量局部分攤方法實施例的流程圖，如圖2所示，包括如下步驟步驟100，旁路組網結構中的光交叉連接設備探測能夠達到路由器的各條可達路徑。其中，所述光交叉連接設備是具有交叉功能和ROADM功能的OTN設備，位於旁路組網結構的光層中；所述路由器位於旁路組網結構的IP層中，從光交叉連接設備到路由器的信號傳輸路徑稱為可達路徑。可達路徑的具體探測過程將在後續內容進行詳細介紹。步驟200，所述光交叉連接設備當接收到從彩光口路由器的光信號後，根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器。其中，彩光口路由器是指能夠支持彩光特性或者ODU (光通道數據單元Opticalchannel Data Unit)封裝的路由器,用於為各個業務流分配相應的光信號波長,從而成為光信號；所述原路徑是指在採用本實施例所述方法進行流量分攤調整之前光信號所使用的傳輸路徑。例如，在圖I所示舉例中，業務I的原路徑為「P1-0TN4-P4」。步驟300，所述光交叉連接設備統計原路徑上的光信號流量，當該原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。其中，具體地，可以統計所述原路徑中與所述光交叉連接設備直接相連的轉發路徑上的光信號流量。其中，轉發路徑是指該光交叉連接設備與下一跳設備之間的路徑，如圖I所示，本步驟所述轉發路徑包括「 0TN4-P4 」、「 0TN4-0TN2 」和「 0TN4-0TN3 」，其中「0TN4-P4」是所述原路徑上的轉發路徑。當統計到該轉發路徑上的光信號流量超過預設門限值時，表明該轉發路徑上的下一跳設備正在承受超過正常值的工作負擔，此時，如果所述目標路由器具有可選的備用路徑，則可以由該備用路徑轉發所述光信號，具體地，可以將所述原路徑對應的光信號波長轉換為所述備用路徑對應的光信號波長，使得所述光信號被轉發到所述備用路徑上。如果有多條備用路徑，則可以選擇光信號流量最小的路徑作為選中的備用路徑。在圖I所示舉例中，光交叉連接設備探測出通往P4的可達路徑共有三條可供選擇，即路徑 Rl 「0TN4-P4」、路徑 R2 「0TN4-0TN2-P4」、路徑 R3 「0TN4-0TN3-P4」。假設路徑Rl為位於原路徑上，則路徑R2和R3可以作為備用路徑以供選擇。如圖4所示，路徑R2作為被選中的備用路徑，在該備用路徑上，使用波長4作為承載業務I的光信號波長，以便與 承載業務2的波長2相區分。本實施例所述方法通過統計原路徑上的實際光信號流量狀況，基於探測出的備用路徑動態調整旁路流量的局部分攤走向，從而能夠避免增加網絡設備的工作負擔，從而減少丟包等情況的出現。以下參見圖3，詳細說明上述步驟100所述可達路徑的具體探測過程，如圖3所示，包括如下步驟步驟110，光交叉連接設備向該光交叉連接設備的下一跳設備廣播發送添加有自身設備標識的路徑探測包。如果下一跳設備為中間OTN設備，則執行步驟120 ;如果下一跳設備為路由器，則執行步驟131。其中，所述路徑探測包是用於探測各個路由器可達路徑的數據包，其中包含有設備標識，具體可以使用OTN幀格式中的預留欄位或新定義欄位來承載這些設備標識。以圖I所示的旁路組網結構為例，光交叉連接設備的自身設備標識為「0TN4」，下一跳設備為P4、0TN2 和 0TN3。步驟120，接收到路徑探測包的中間OTN設備判斷該路徑探測包中是否包含自身的設備標識；是則執行步驟140，否則執行步驟130。其中，所述中間OTN設備是指連接於光交叉連接設備與路由器之間的OTN設備，它能夠支持多個光信號波長，其主要功能是根據預設的光信號波長與下一跳設備的映射關係，對接收到的光信號進行轉發。步驟130，在該路徑探測包中添加自身的設備標識，並繼續向該中間OTN設備的下一跳設備廣播發送路徑探測包。如果判斷出接收到的路徑探測包中不包含自身的設備標識，則表明所述中間OTN設備首次收到該路徑探測包，因此在該路徑探測包中添加該中間OTN設備自身的設備標識，並繼續向該中間OTN設備的下一跳設備廣播發送路徑探測包。具體地，在添加設備標識時，中間OTN設備可以根據預設的標識排列順序，在所述路徑探測包中已有設備標識的基礎上，依次添加該中間OTN設備自身的設備標識。
例如，如果本步驟中所述中間OTN設備為0TN2，則向路徑探測包中添加的設備標識為「0TN2」，此時所述路徑探測包中已有設備標識變為「0TN4-0TN2」，並繼續向P2發送該路徑探測包；如果本步驟中所述中間OTN設備為0TN3，則向路徑探測包中添加的設備標識為「0TN3」，此時所述路徑探測包中已有設備標識變為「0TN4-0TN3」，並繼續向P3發送該路徑探測包。步驟131，接收到路徑控制包的路由器在該路徑探測包中添加自身的設備標識，並向所述光交叉連接設備回送該路徑探測包。具體地，該路由器根據預設的標識排列順序，在所述路徑探測包中已有設備標識的基礎上，依次添加該路由器自身的設備標識。例如，如果本步驟中所述路由器為P2，則向路徑探測包中添加的設備標識為「P2」，此時所述路徑探測包中已有設備標識變為「(^4-(^242」；如果本步驟中所述路由器為？3，則向路徑探測包中添加的設備標識為「P3」，此時所述路徑探測包中已有設備標識變為「0TN4-0TN3-P3」 ；如果本步驟中所述路由器為P4，則向路徑探測包中添加的設備標識為「P4」，此時所述路徑探測包中已有設備標識·變為 「0TN4-P4」。與中間OTN設備不同的是，由於位於IP層的路由器是旁路組網結構的探測終點，因此該路向器無需再將路徑探測包向下一跳設備廣播發送，而是要將該路徑探測包回送給所述光交叉連接設備。具體地，所述路由器可以根據所述路徑探測包中按順序排列的已有設備標識，向排在自身設備標識之前的設備標識所對應的OTN設備回送所述路徑探測包，直到該路徑探測包被回送給所述光交叉連接設備。步驟140，所述中間OTN設備向所述光交叉連接設備回送該路徑探測包。如果判斷出接收到的路徑探測包中已包含自身的設備標識，則表明所述中間OTN設備曾經收到該路徑探測包，因此要進行回送。具體地，所述中間OTN設備可以根據所述路徑探測包中按順序排列的已有設備標識，向排在自身設備標識之前的設備標識所對應的中間OTN設備回送所述路徑探測包，直到該路徑探測包被回送給所述光交叉連接設備。步驟150，當所述光交叉連接設備接收到被回送的路徑探測包後，根據該路徑探測包中的設備標識，識別出能夠達到所述路由器的各條可達路徑。在圖I所示舉例中，所述光交叉連接設備總共會收到五個被回送的路徑探測包，每個路徑探測包中順序排列的設備標識組成一條通往相應路由器的可達路徑，這些可達路徑分別為路徑 Rl 「0TN4-P4」、路徑 R2 「0TN4-0TN2-P4」、路徑 R3 「0TN4-0TN3-P4」、路徑R4 「0TN4-0TN2-P2」、路徑R5 「0TN4-0TN3-P3」。從中可見，通往P4的可達路徑共有三條可供選擇，即Rl R3 ;而P2和P3的可達路徑分別只有一條。具體地，為了防止路徑探測包中途丟失而使某些路徑無法被探測到，所述光交叉連接設備可以周期性地多次發送路徑探測包，以便提高路徑探測的準確性。圖4為本發明所述旁路組網結構實施例的舉例示意圖，用以實現上述方法。如圖所示，在光層中至少包括光交叉連接設備0TN4和中間OTN設備0TN2和0TN3，在IP層路由器P2、P3和P4以及及彩光口路由器Pl，其中，彩光口路由器Pl與所述光交叉連接設備0TN4相連，各路由器經所述中間OTN設備與所述光交叉連接設備相連，或者直接與所述光交叉連接設備相連。此處需要說明的是，圖4所示旁路組網結構僅作為舉例，對各種設備的數量不做具體限定。以下說明其工作原理如圖5所示，光交叉連接設備0TN4通過路徑探測模塊11探測能夠達到所述旁路組網結構中的路由器的各條可達路徑；當接收到從所述旁路組網結構中的彩光口路由器Pl的光信號後，由信號轉發模塊12根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器；然後由流量統計模塊13統計所述原路徑上的光信號流量；當流量統計模塊13統計出所述原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，由路徑切換模塊14從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。本實施例所述旁路組網結構通過統計原路徑上的實際光信號流量狀況，基於探測出的備用路徑動態調整旁路流量的局部分攤走向，從而能夠避免增加網絡設備的工作負擔，從而減少丟包等情況的出現。以下詳細介紹路徑探測過程，由於本發明中的各中間OTN設備的功能相同，且各路由器的功能也相同，因此，以下僅以中間OTN設備0TN2和路由器P2為例具體說明其結構及工作原理 如圖6所示，光交叉連接設備0TN4中的路徑探測模塊11通過廣播單元1101向該光交叉連接設備0TN4的下一跳設備廣播發送添加有自身設備標識的路徑探測包；如圖7所示，中間OTN設備0TN2當接收到所述路徑探測包時，由判斷模塊21判斷該路徑探測包中是否包含自身的設備標識；當判斷模塊21的判斷結果為是時，由第一回送模塊22向所述光交叉連接設備0TN4回送該路徑探測包；當判斷模塊21的判斷結果為否時，由第一添加模塊23在該路徑探測包中添加自身的設備標識，並繼續向該中間OTN設備0TN2的下一跳設備廣播發送路徑探測包；如圖8所示，路由器P2當接收到所述路徑控制包時，由第二添加模塊31在該路徑探測包中添加自身的設備標識；當第二添加模塊31完成設備標識的添加後，由第二回送模塊32向所述光交叉連接設備0TN4回送該路徑探測包。如圖6所示，當所述光交叉連接設備0TN4接收到被回送的路徑探測包後，由識別單元1102根據該路徑探測包中的設備標識，識別出能夠達到所述路由器的各條可達路徑。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種旁路流量局部分攤方法，其特徵在於，包括 旁路組網結構中的光交叉連接設備探測能夠達到路由器的各條可達路徑； 所述光交叉連接設備當接收到從彩光口路由器的光信號後，根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器； 所述光交叉連接設備統計所述原路徑上的光信號流量，當所述原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述光交叉連接設備探測到能夠達到路由器的各條可達路徑包括 所述光交叉連接設備向所述光交叉連接設備的下一跳設備廣播發送添加有自身設備標識的路徑探測包； 接收到路徑探測包的中間OTN設備判斷所述路徑探測包中是否包含自身的設備標識；是則向所述光交叉連接設備回送所述路徑探測包；否則在所述路徑探測包中添加自身的設備標識，並繼續向所述中間OTN設備的下一跳設備廣播發送路徑探測包； 接收到路徑控制包的路由器在所述路徑探測包中添加自身的設備標識，並向所述光交叉連接設備回送所述路徑探測包； 當所述光交叉連接設備接收到被回送的路徑探測包後，根據所述路徑探測包中的設備標識，識別出能夠達到所述路由器的各條可達路徑。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於， 所述中間OTN設備在所述路徑探測包中添加自身的設備標識包括根據預設的標識排列順序，在所述路徑探測包中已有設備標識的基礎上，依次添加所述中間OTN設備自身的設備標識； 所述路由器在所述路徑探測包中添加自身的設備標識包括根據預設的標識排列順序，在所述路徑探測包中已有設備標識的基礎上，依次添加所述路由器自身的設備標識。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述中間OTN設備向所述光交叉連接設備回送所述路徑探測包包括所述中間OTN設備根據所述路徑探測包中按順序排列的已有設備標識，向排在自身設備標識之前的設備標識所對應的OTN設備回送所述路徑探測包，直到所述路徑探測包被回送給所述光交叉連接設備。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述路由器向所述光交叉連接設備回送所述路徑探測包包括所述路由器根據所述路徑探測包中按順序排列的已有設備標識，向排在自身設備標識之前的設備標識所對應的OTN設備回送所述路徑探測包，直到所述路徑探測包被回送給所述光交叉連接設備。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述選擇一條備用路徑轉發所述光信號包括將所述原路徑對應的光信號波長轉換為所述備用路徑對應的光信號波長，使得所述光信號被轉發到所述備用路徑上。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號包括當有多條備用路徑時，選擇光信號流量最小的路徑作為選中的備用路徑。
8.一種光交叉連接設備，位於旁路組網結構中的光層中，其特徵在於，包括路徑探測模塊，用於探測能夠達到所述旁路組網結構中的路由器的各條可達路徑； 信號轉發模塊，用於當接收到從所述旁路組網結構中的彩光口路由器的光信號後，根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器； 流量統計模塊，用於統計所述原路徑上的光信號流量； 路徑切換模塊，用於當流量統計模塊統計出所述原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。
9.一種包含所述光交叉連接設備的旁路組網結構，其特徵在於，在光層中還包括中間OTN設備，在IP層中包括路由器及彩光口路由器，所述彩光口路由器與所述光交叉連接設備相連，所述路由器經所述中間OTN設備與所述光交叉連接設備相連，或者直接與所述光交叉連接設備相連。
10.根據權利要求9所述的旁路組網結構，其特徵在於， 所述光交叉連接設備的路徑探測模塊包括 廣播單元，用於向所述光交叉連接設備的下一跳設備廣播發送添加有自身設備標識的路徑探測包； 識別單元，用於當所述光交叉連接設備接收到被回送的路徑探測包後，根據這些路徑探測包中的設備標識，識別出能夠達到所述路由器的各條可達路徑； 所述中間OTN設備包括 判斷模塊，用於當接收到所述路徑探測包時，判斷所述路徑探測包中是否包含自身的設備標識； 第一回送模塊，用於當判斷模塊的判斷結果為是時，向所述光交叉連接設備回送所述路徑探測包； 第一添加模塊，用於當判斷模塊的判斷結果為否時，在所述路徑探測包中添加自身的設備標識，並繼續向所述中間OTN設備的下一跳設備廣播發送路徑探測包； 所述路由器包括 第二添加模塊，用於當接收到所述路徑控制包時，在所述路徑探測包中添加自身的設備標識； 第二回送模塊，用於當第二添加模塊完成設備標識的添加後，向所述光交叉連接設備回送所述路徑探測包。
全文摘要
本發明提供一種旁路流量局部分攤方法、設備及旁路組網結構。其中方法包括旁路組網結構中的光交叉連接設備探測能夠達到路由器的各條可達路徑；當接收到從彩光口路由器的光信號後，根據預設的原路徑將所述光信號轉發給相應的目標路由器；統計所述原路徑上的光信號流量，當該原路徑上的光信號流量超過預設門限值時，從所述目標路由器的各條可達路徑中選擇一條備用路徑轉發所述光信號。本發明通過統計原路徑上的實際光信號流量狀況，基於探測出的備用路徑動態調整旁路流量的局部分攤走向，從而能夠避免增加網絡設備的工作負擔，從而減少丟包等情況的出現。
文檔編號H04L12/803GK102904827SQ20121038083
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者鍾秀芳, 周廣, 李樹明, 邵巖, 李潔 申請人:中國聯合網絡通信集團有限公司