一種自動交換光網絡的路由信息維護方法
2023-08-07 22:47:11
專利名稱：一種自動交換光網絡的路由信息維護方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種自動交換光網絡的路由信息維護方法。
背景技術：
自動交換光網絡(ASONAutomatic Switched Optical Network)是在傳統光傳送網的基礎上發展出來的一種新技術。ASON網絡在不需要人為的管理和控制的條件下，可以依據自身所配備的一系列路由、信令、自動發現等協議機制的運作，按用戶的請求來建立符合用戶需求的光信道。這一前所未有的革命性進步為光網絡帶來了質的飛躍。
ASON網絡架構中有三個平面，它們分別是傳送平面、控制平面和管理平面。傳送平面由一系列的傳送實體組成，它提供業務傳送的實際物理通道。控制平面是ASON網絡的控制核心，它由一系列的控制節點及控制節點之間的通信控制通道組成。控制節點負責完成對傳送節點的控制功能，例如傳送節點交插矩陣的配置等。為了在沒有人為幹預的條件下正確地實現對傳送節點的控制，控制節點之間需要通過通信控制通道動態地交換路由信息以及信令控制信息。
ITU(國際電信聯盟)在它的建議G.8080中描述了ASON網絡的體系架構，這也是目前被最廣泛採用的ASON架構，其中關於動態路由計算和路由信息擴散功能的基本流程如下所述路由控制模塊負責完成網絡拓撲信息的維護和路由計算功能。每個控制節點的路由控制模塊都維護一個全局的資料庫，這個資料庫描述了整個ASON網絡傳送平面的拓撲資源，包括傳送節點以及它們之間的傳送鏈路的資源利用狀態。當控制節點接收到網管或者用戶發送來的連接建立請求時，路由控制模塊根據它所維護的網絡拓撲資料庫，計算出一條滿足流量參數以及各種約束條件的顯式路徑，提供給連接控制模塊，連接控制模塊再根據此顯示路徑去建立連接。當傳送平面的拓撲資源信息發生變化時，傳送節點需要將此信息反饋給對應的控制節點，控制節點再將此信息在整個控制平面中擴散傳播，以保證每個控制節點的路由控制模塊都能及時得到最新的傳送平面拓撲信息。
上面所描述的ASON網絡動態路由計算和路由信息擴散機制存在一個缺陷——路由計算模塊不維護控制平面中控制節點的可達性信息。當控制節點本身或控制節點之間的通信控制通道發生故障時，為新的連接所計算的路徑可能經過故障節點，因為故障節點對應的傳送平面資源已經不能被控制，所以導致不能成功地建立連接。下面我們結合附圖1和附圖2，給出兩個例子例1.控制節點發生故障如圖1所示，A、B、C、D、E、F、G是七個ASON傳送節點，它們對應的控制節點分別是a、b、c、d、e、f、g，圖中虛線為控制節點之間的控制通道。根據當前的ASON控制平面體系結構，每個節點的路由控制模塊都保存有網絡傳送平面的拓撲信息，但沒有控制平面中控制節點的拓撲信息。假設控制節點c突然發生故障，C點所對應的傳送平面拓撲信息仍然保留在a、b、d、e、f、g的拓撲資料庫中。在這種情況下，假如A節點試圖建立到D點的連接，控制節點a的路由控制模塊根據傳送平面拓撲信息計算出的路徑是A-＞B-＞C-＞D。但是，由於控制節點c發生故障，它無法完成對傳送節點C的控制功能，因此這條路徑實際上是走不通的，正確的路徑應該是A-＞G-＞F-＞E-＞D。
例2.控制通道發生故障如圖2所示，控制節點b和c之間、以及c和d之間的控制通道發生故障，導致c節點在控制平面成為一個孤島而無法和其他節點通信。假如不維護控制平面的可達性信息，則a節點的路由控制模塊根據傳送平面的拓撲資源信息計算出從A到D的路徑還是A-＞B-＞C-＞D。因為控制節點b和c無法通信，所以這是一條無效的路徑，正確的路徑應該是A-＞G-＞F-＞E-＞D。
綜上可知，ASON控制節點是根據路由控制模塊中所維護的傳送平面拓撲資源信息進行路由計算的，控制節點或者控制節點之間的通信控制通道發生故障有可能會造成傳送平面的某些資源無法被控制平面訪問。由於當前的ASON網絡體系結構中不維護控制平面的可達性信息，這可能會導致無效的路由計算結果。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種自動交換光網絡的路由信息維護方法，以解決在控制節點或者控制節點之間的通信控制通道發生故障時，有可能會造成傳送平面的某些資源無法被控制平面訪問的問題。
本發明提供一種自動交換光網絡的路由信息維護方法，包括如下步驟(1)本地控制節點定時向其傳送鏈路的對端控制節點發送探測數據包；(2)本地控制節點根據能否收到對端控制節點的應答，確定本地控制節點到該對端控制節點的傳送鏈路的可達性信息；(3)當所述傳送鏈路上的可達性信息發生變化的時候，本地控制節點將變化後的信息擴散傳播到網絡中的其他節點。
本發明所述的方法，進一步地還包括(4)控制節點接收到連接建立請求後，根據網絡中各節點保存的有關鏈路的可達性信息，為該請求計算路由。
其中，所述步驟(1)中，對探測數據包是否允許底層協議對其進行路由轉發的設置與對信令協議數據包的設置相同。
所述步驟(2)包括對傳送鏈路的屬性進行擴展，增加一個「控制平面可達性」欄位；如果本地控制節點在規定時間內能夠接收到對端控制節點的應答，則將該傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性取值為「可達」，否則取值為「不可達」。
步驟(3)所述傳送鏈路上的可達性信息發生變化的時候，為「控制平面可達性」屬性由「可達」變為「不可達」，或者由「不可達」變為「可達」。
所述步驟(3)中，本地控制節點通過路由協議將變化後的信息擴散傳播到網絡中的其他節點。所述路由協議為OSPF協議。
所述步驟(4)中，控制節點通過選用所述可達性信息為「可達」的鏈路，來為該請求計算路由。
本發明所提出的一種自動交換光網絡的路由信息維護方法，通過維護傳送平面的鏈路資源在控制平面的可達性信息，完善了目前通用的ASON體系結構中鏈路資源管理和路由控制模塊的功能，避免了因控制節點或者控制通道發生故障而導致的路由計算錯誤，提高了在控制節點或者控制通道發生故障時連接創建的成功率並縮短連接創建時間。
圖1是在當前現有的ASON體系架構中控制節點故障導致無效路由計算結果的一個例子的示意圖；圖2是在當前現有的ASON體系架構中控制通道故障導致無效路由計算結果的一個例子的示意圖；圖3是依據本發明實施例的自動交換光網絡的路由信息維護方法的流程圖；圖4是依據本發明所述方法對ASON控制平面體系結構中某些功能模塊進行擴展的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及本發明較佳實施例對本發明所述方法進行詳細說明。
路由控制模塊在進行路由計算時需要考慮傳送平面鏈路的帶寬、權重值等屬性，在本發明中，我們對傳送鏈路的屬性進行了擴展，增加一個「控制平面可達性」欄位。ASON網絡中每一條傳送鏈路都是由兩端的兩個控制節點進行管理的，任何一條經過這條鏈路的連接的建立過程都會涉及到鏈路兩端控制節點之間的信令交互，如果這兩個控制節點本身發生故障或者這兩點之間的通信出現異常都可能會導致連接建立失敗。本發明中我們規定如果鏈路兩端的控制節點能夠正確的進行信息交互，則這條鏈路的「控制平面可達性」屬性取值為「可達」，否則取值為「不可達」。路由控制模塊在為連接計算路由時必須選用「控制平面可達性」取值為「可達」的鏈路而避開那些「不可達」的鏈路。
如圖3所示，是依據本發明實施例的自動交換光網絡的路由信息維護方法的流程圖，本發明的方案包括如下步驟步驟301本地控制節點定時向其傳送鏈路的對端控制節點發送探測數據包；首先，本地控制節點通過周期性的向傳送鏈路的對端控制節點發送探測數據包來檢測雙方的通信是否正常，本發明中這種通過周期性發送探測數據包來檢測通信是否異常的做法在通信領域是很常見的，例如OSPF協議和LMP協議中的Hello數據包都採用了這種策略。
但在本發明中有一點需要格外注意關於是否允許低層協議(主要是指IP層)對探測數據包進行路由轉發的設置。假如允許底層協議對數據包進行路由轉發，則在某些控制節點或者控制通道發生故障的情況下，探測數據包有可能會繞開發生故障的控制節點和控制通道而迂迴路由到目的節點。本發明中我們應該保證探測數據包路由轉發屬性的設置和信令協議包的相同即如果允許底層協議對信令包進行路由轉發，則也應該允許它對探測數據包進行路由轉發；反之亦然。
步驟302本地控制節點根據能否收到對端控制節點的應答，確定本地控制節點到該對端控制節點的傳送鏈路的可達性信息；如果本地控制節點在規定的時間間隔內能夠正確地接收到對方的應答則認為兩個節點之間是相互「可達」的，否則認為對端節點發生故障或者是兩點之間的通信出現異常，是「不可達」的。
步驟303當所述傳送鏈路上的可達性信息發生變化的時候，本地控制節點將變化後的信息擴散傳播到網絡中的其他節點。
如果本地控制節點檢測到傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性發生變化，通過路由協議將變化了的信息擴散傳播到網絡中其他節點，這個操作可以通過標準的路由協議擴散流程來完成。
步驟304控制節點接收到連接建立請求後，根據網絡中各節點保存的有關鏈路的可達性信息，為該請求計算路由。
ASON網絡中的各個控制節點的路由控制模塊，在為新到達的連接請求計算路由時，需要考慮傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性，它必須避開那些此屬性為「不可達」的鏈路，選擇此屬性為「可達」的鏈路，以避免無效的路由計算結果。
如圖4所示，是依據本發明所述方法對ASON控制平面體系結構中某些功能模塊進行擴展的示意圖。
圖中LRM代表鏈路資源管理模塊，本發明在此模塊中增加了一個鏈路控制平面可達性實時檢測子模塊。
RC為路由控制模塊，它可以分為路由信息擴散和路由計算兩個子功能模塊。在本發明中，路由信息擴散時需要擴散傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性，路由計算模塊為連接計算路由時要選用那些「控制平面可達性」屬性為「可達」的鏈路。
本發明所述的方法在具體實施時，包括如下詳細步驟第一步本地控制節點周期性地向傳送鏈路的對端控制節點發送探測數據包，本節點探測數據包關於是否允許底層協議對它進行路由轉發的設置與信令協議數據包相同。
第二步本地控制節點如果在規定的時間間隔內能夠接收到對端控制節點的應答，則認為以本地節點和對端節點之間的所有傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性取值為「可達」；否則，則認為對應屬性取值為「不可達」。
第三步如果傳送鏈路「控制平面可達性」屬性發生變化，不論是從「可達」到「不可達」或者是從「不可達」到「可達」，鏈路資源管理模塊檢測到鏈路屬性發生變化後，觸發通過路由協議將變化了的鏈路屬性信息向網絡中其他節點擴散傳播，這裡我們以目前應用最為廣泛的路由協議——OSPF協議為例來進行說明。OSPF協議將它需要傳播的信息封裝到一種特定格式的數據包——鏈路狀態廣播數據包(LSALink State Advertisement)中進行擴散傳播。RFC2370定義了一種應用非常靈活的鏈路狀態廣播數據包類型——不透明鏈路狀態廣播包(Opaque LSA)。Opaque LSA有一個固定格式的報文頭，後面可以跟隨任意的應用層信息。因此對於採用OSPF路由協議的系統，可以很方便的把傳送鏈路的所有屬性，包括「控制平面可達性」屬性封裝到Opaque LSA中，然後通過OSPF協議標準的LSA泛洪機制將鏈路屬性的變化通告給網絡中其他節點。
第四步路由控制模塊為新到達的連接請求計算路由的處理，此步驟與傳統的方式相比較，唯一的差別在於路由控制模塊必須要考慮傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性，保證它計算出的路徑所經過的鏈路的「控制平面可達性」屬性取值必須為「可達」。
下面結合圖1和圖2，依據本發明所述的方法，給出幾個具體實施的例子，首先，在故障發生之前，控制節點a的路由控制模塊所維護的拓撲資料庫如表1所示表1正常情況下控制節點a的拓撲資料庫內容
實施例1控制節點c發生故障控制節點c發生故障後，節點b和d會因為探測數據包應答超時而檢測到故障，因此它們會分別將傳送鏈路B-C和C-D的「控制平面可達性」屬性修改為「不可達」並通過OSPF協議向網絡中其他節點擴散傳播此信息。控制節點a接收到b和d發送來的更新信息後更新自己的拓撲資料庫，如表2所示表2控制節點c發生故障後節點a的拓撲資料庫內容
此時，假若a接收到源節點是A目標節點是D的連接建立請求，它計算出的路由應該是A-＞G-＞F-＞E-＞D。
實施例2僅控制通道b-c發生故障這時可以根據是否允許底層協議對探測數據包進行路由轉發而區分為兩種情況(a)假如不允許底層協議對探測數據包進行路由轉發，則控制節點b和c都能夠檢測到傳送鏈路B-C的「控制平面可達性」屬性變為「不可達」，控制節點a的拓撲資料庫如表3所示
表3在不允許底層協議對探測數據包進行路由轉發的情況下，控制通道b-c發生故障後節點a的拓撲資料庫內容
此時，假若a接收到源節點是A目標節點是D的連接建立請求，它計算出的路由應該是A-＞G-＞F-＞E-＞D。
(b)假如允許底層協議對探測數據包進行路由轉發，則控制通道b-c發生故障將導致b和c之間的探測數據包走迂迴路由b-a-g-f-e-d-c，但鏈路B-C的「控制平面可達性」屬性仍然保持為「可達」，因此控制節點a中的拓撲資料庫保持不變，仍然如表1所示。
實施例3控制通道b-c和c-d都發生故障此時不論是否允許底層協議對探測數據包進行路由轉發，控制節點b和c之間以及c和d之間都無法進行通信。控制節點b和d分別檢測到傳送鏈路B-C以及C-D的「控制平面可達性」屬性變為「不可達」並把此信息傳播到網絡中其他節點。這種情況下控制節點a的拓撲資料庫和表2所示的情況相同。
權利要求
1.一種自動交換光網絡的路由信息維護方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)本地控制節點定時向其傳送鏈路的對端控制節點發送探測數據包；(2)本地控制節點根據能否收到對端控制節點的應答，確定本地控制節點到該對端控制節點的傳送鏈路的可達性信息；(3)當所述傳送鏈路上的可達性信息發生變化的時候，本地控制節點將變化後的信息擴散傳播到網絡中的其他節點。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括(4)控制節點接收到連接建立請求後，根據網絡中各節點保存的有關鏈路的可達性信息，為該請求計算路由。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(1)中，對探測數據包是否允許底層協議對其進行路由轉發的設置與對信令協議數據包的設置相同。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(2)包括對傳送鏈路的屬性進行擴展，增加一個「控制平面可達性」欄位；如果本地控制節點在規定時間內能夠接收到對端控制節點的應答，則將該傳送鏈路的「控制平面可達性」屬性取值為「可達」，否則取值為「不可達」。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟(3)所述傳送鏈路上的可達性信息發生變化的時候，為「控制平面可達性」屬性由「可達」變為「不可達」，或者由「不可達」變為「可達」。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(3)中，本地控制節點通過路由協議將變化後的信息擴散傳播到網絡中的其他節點。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述路由協議為OSPF協議。
8.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟(4)中，控制節點通過選用所述可達性信息為「可達」的鏈路，來為該請求計算路由。
全文摘要
本發明公開了一種自動交換光網絡的路由信息維護方法，由本地控制節點定時向其傳送鏈路的對端控制節點發送探測數據包；然後，本地控制節點根據能否收到對端控制節點的應答，確定本地控制節點到該對端控制節點的傳送鏈路的可達性信息；當所述傳送鏈路上的可達性信息發生變化的時候，本地控制節點將變化後的信息擴散傳播到網絡中的其他節點。所述方法，進一步還包括控制節點接收到連接建立請求後，根據網絡中各節點保存的有關鏈路的可達性信息，為該請求計算路由。本發明所述的方法完善了目前通用的ASON體系結構中鏈路資源管理和路由控制模塊的功能，避免了因控制節點或者控制通道發生故障而導致的路由計算錯誤。
文檔編號H04L12/24GK101047546SQ20061006653
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者馬恆, 秦濤 申請人:中興通訊股份有限公司