多協議標記交換(mpls)網絡的集中控制的製作方法

2023-07-30 16:46:11

專利名稱：多協議標記交換(mpls)網絡的集中控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及多協議標記交換(MPLS)網絡的管理和控制，更具體地，涉及一種集中控制MPLS網絡的設備和方法，能夠使MPLS網絡中各個交換機之間的消息交換最少。
背景技術：
通常本領域公知的、按照服務質量保證的方式，將網絡分類為兩種類型的網絡，一種是根據提供的服務類型和訂戶的特徵來保證完全QoS的服務質量(QoS)保證網絡，另一種是以適當的等級提供QoS的盡力而為網絡。
通常，IP網絡的特徵在於提供盡力而為服務。然而，這種IP網絡對於未來根據訂戶需要提供例如語音IP(VoIP)、視頻電話、視頻會議、IP TV、視頻點播(VoD)等的各種多媒體服務具有限制。限制的原因在於用於提供上述多媒體服務的先決條件之一是QoS的端對端保證，但盡力而為(best-effort)IP網絡不能滿足端對端QoS保證(保證服務帶寬、延遲、抖動、損失等)。
結果，已經開發了在IP網絡中保證端對端QoS的方法，例如DiffServ，IEEE 802.1p技術。此外，針對QoS保證網絡引入了MPLS。利用MPLS的引入，已經開發了基於IP路由器的IP/MPLS、基於異步傳輸模式(ATM)交換機的ATM/MPLS、以及基於乙太網交換機的乙太網/MPLS技術，現在利用這些技術的可用產品已經投入市場。
MPLS網絡具有管理側的分布類型管理結構。MPLS網絡能夠與IP/MPLS網絡和/或ATM/MPLS網絡相對應。下面，不加區分地將IP/MPLS網絡和ATM/MPLS網絡稱作MPLS網絡。
將MPLS網絡邊界端與IP路由器或ATM交換機(以下稱作路由器)相連，MPLS網絡的核心由標記交換網絡單元構成，例如基於IP路由器的交換機或基於ATM交換機的MPLS交換機(以下稱作MPLS交換機)。通過設置在MPLS網絡上的標記交換路徑(LSP)，傳輸經過與MPLS網絡邊界相連的IP路由器或ATM交換機輸入的多媒體服務數據，可以向多媒體服務提供服務質量(QoS)的保證。
在MPLS網絡中，通過各個MPLS交換機之間的IP路由協議、ATM路由/信令協議、MPLS信令協議等的相互交換來進行用於提供QoS保證的LSP設置。即，按照分布類型控制方法來控制MPLS網絡，以便各個交換機進行LSP設置、所設LSP的管理等。
按照分布類型控制方法來控制MPLS網絡，因此LSP的設置和管理需要複雜協議。例如，IP/MPLS網絡需要IP路由協議(例如用於LSP計算的開放最短路徑優先(OSPF)、中間系統到中間系統協議(IS-IS)、邊界網關協議(BGP)等)以及MPLS信令協議(例如用於LSP設置的標記分布協議(LDP)、約束路由LDP(CR-LDP)、資源保留協議(RSVP-TE)等)。此外，除了MPLS信令協議和IP路由協議以外，ATM/MPLS網絡還需要例如專用網絡到網絡接口(PNNI)的ATM路由/信令協議。
這些複雜協議使基於MPLS的網絡非常複雜，結果導致MPLS交換機的結構非常複雜。此外，MPLS交換機加載了例如LSP設置等用於業務傳輸的高級控制功能，而不是業務傳輸功能。此外，在ATM/MPLS中，由於不存在2.5Gbps或更高級別的高速接口，出現了問題難以得到高速操作，報頭的速率遠大於數據以及價格昂貴。此外，由於上述分布類型控制MPLS網絡通過收集由各個MPLS交換機設置的信息來進行操作和管理，出現的問題在於難以操作和管理網絡。
因此，為了解決這些問題，需要一種用於管理MPLS網絡的設備和方法，其中簡化了MPLS交換機和MPLS網絡的結構，並減小了由高級控制功能產生的MPLS交換機的載荷。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種用於管理多協議標記交換(MPLS)網絡的設備和方法，能夠簡化MPLS交換機和MPLS網絡的結構。
本發明的另一個目的在於提供一種用於管理MPLS網絡的設備和方法，能夠減小由MPLS網絡中的MPLS交換機所產生的載荷。
為了實現上述和其它目的，提供了一種用於MPLS網絡的集中控制設備，所述MPLS網絡包括至少一個標記交換網絡單元，所述設備包括標記交換路徑(LSP)計算信息收集部分，用於接收來自相應至少一個標記交換網絡單元的LSP計算信息，所述LSP計算信息包括至少一個標記交換網絡單元的資源信息和連接狀態信息；以及LSP計算部分，用於利用接收的LSP計算信息來計算MPLS網絡的LSP。
根據本發明的另一方面，提供了一種用於MPLS網絡的集中控制方法，所述MPLS網絡包括至少一個標記交換網絡單元，所述方法包括接收來自相應至少一個標記交換網絡單元的LSP計算信息，所述LSP計算信息包括至少一個標記交換網絡單元的資源信息和連接狀態信息；利用接收的LSP計算信息產生用於MPLS網絡的拓撲信息；利用拓撲信息和資源信息來計算MPLS網絡的LSP；以及通過將計算的LSP發送到相應至少一個標記交換網絡單元來設置MPLS網絡中的LSP。


當結合其中相同符號表示相同或相似組件的附圖時，通過參考以下詳細說明，本發明更完整的理解及其所附多個優點將顯而易見，並且能夠更好地理解本發明，其中圖1是多協議標記交換(MPLS)網絡的方框圖；圖2是根據本發明的實施例由集中控制設備控制的集中控制類型MPLS網絡的方框圖；圖3是集中控制設備的方框圖；圖4是具有計算的隧道LSP和所指示的虛擬連接LSP的MPLS網絡的方框圖；圖5是監控性能值的方框圖，所述性能值用於利用操作、管理和維護(OAM)分組進行標記交換路徑(LSP)的性能監控；圖6是利用OAM分組的LSP連通性監控的方框圖；圖7是利用hello消息的MPLS網絡鏈路監控的方框圖；以及圖8是根據本發明實施例集中控制類型MPLS網絡的操作過程的流程圖。
具體實施例方式
圖1是多協議標記交換(MPLS)網絡的方框圖。如圖1所示，該網絡在管理側具有分布類型管理結構。圖1的網絡能夠與IP/MPLS網絡和/或ATM/MPLS網絡通信。下面，不加區分地將IP/MPLS網絡和ATM/MPLS網絡稱作MPLS網絡。
如圖1所示，將MPLS網絡的邊界邊界與IP路由器或ATM交換機(以下稱作路由器)相連，MPLS網絡的核心由標記交換網絡單元構成，例如基於IP路由器的交換機或基於ATM交換機的MPLS交換機(以下稱作MPLS交換機)。通過設置在MPLS網絡上的標記交換路徑(LSP)，傳輸經過與MPLS網絡的邊界相連的IP路由器或ATM交換機輸入的多媒體服務數據，可以向多媒體服務提供服務質量(QoS)的保證。
下面，將參考附圖來詳細說明本發明的典型實施例。在說明中，如果確定相關公知功能或配置的詳細解釋是不必要的，會使本發明的要點不清楚，則省略其詳細解釋。
以下根據本發明所述的集中控制類型MPLS網絡僅使用最小協議來收集拓撲信息和資源信息，即拓撲/資源發現，以及操作、管理和維護(OAM)。據此，本發明不使用在MPLS網絡中使用的路由和信令協議，而是使用一種集中控制設備，以便控制MPLS網絡，從而解決由複雜協議棧引起的問題。本發明通過使用一種集中控制方法去除了傳統的協議棧，因此能夠簡化MPLS交換機的結構。此外，本發明通過使用集中控制設備，執行MPLS網絡中LSP和拓撲/資源、資源信息和故障管理等的所有計算和設置，從而簡化了網絡的操作和管理。
首先，下面將說明使用本發明的集中控制類型MPLS網絡。
圖2是根據本發明的實施例由集中控制設備控制的集中控制類型MPLS網絡的方框圖。
如圖2所示，根據本發明的集中控制類型MPLS網絡包括集中控制系統(CCS)200，用於控制並管理MPLS網絡；MPLS邊界交換機(MES)，用於將例如輸入的IP分組的數據映射到LSP，或從高級MPLS核心交換機(MCS)傳輸到低級接口裝置；以及用於交換MPLS分組的MCS。MES位於MPLS網絡的邊界，用於將輸入的數據映射到LSP。MCS位於MES的內部，用於交換傳輸的MPLS分組。可以將MES和MCS稱作MPLS交換機。下面，如果不需要具體對其分類，將MES和MCS簡單地稱作MPLS交換機。
本發明中的MPLS交換機發現用於LSP計算的拓撲信息和資源信息。在本發明中，MPLS交換機僅進行拓撲信息和資源信息的發現，不進行LSP計算，因此與已有MPLS交換機相比，能夠簡化其結構。MPLS交換機能夠通過在相鄰MPLS交換機之間發送和接收hello消息來發現拓撲信息和資源信息。下面將詳細解釋MPLS交換機的拓撲/資源信息的發現。在本發明的集中控制類型MPLS網絡中，不通過各個MPLS交換機來進行LSP計算，而通過集中控制設備200進行。
下面，將參考附圖來解釋集中控制設備200。
圖3是集中控制設備的方框圖。
如圖3所示，集中控制設備200包括LSP計算信息收集部分(拓撲/資源發現維護)300、LSP計算部分302、LSP激活部分304、LSP監控部分310、LSP管理部分320、連接許可控制部分330以及策略管理部分340。
拓撲/資源發現部分300發現計算LSP所需的LSP計算信息，LSP計算信息被設置用於本發明的集中控制類型MPLS網絡。LSP計算信息包括拓撲信息和資源信息。在說明中，代替使用術語「LSP計算信息」，使用表示LSP計算信息項的「拓撲信息和資源信息」。拓撲/資源發現維護部分300接收來自各個MPLS交換機的拓撲信息和資源信息，以便發現所述信息。這裡，由MPLS交換機發送到拓撲/資源發現維護部分300的拓撲信息是相鄰的其它MPLS交換機之間的連接狀態信息。與之相比，利用拓撲/資源發現維護部分300從MPLS交換機接收的信息來產生的拓撲信息用於MPLS網絡的整個結構。MPLS交換機能夠通過在相鄰的MPLS交換機之間發送和接收hello消息來檢查拓撲信息和資源信息。下面，將詳細解釋在MPLS交換機中利用hello消息來發現拓撲信息和資源信息。
MPLS交換機能夠通過相對於彼此發送和接收hello消息來檢查互連狀態。用於此的hello消息可以包括發送hello消息的MPLS交換機的MES/MCS ID、hello消息時間間隔、hello無效時間間隔等。這裡，hello時間間隔是MPLS交換機發送hello消息的周期，hello無效時間間隔是已經確定由於hello消息沒有到達而出現鏈路故障的時間。
例如，如果MESl向MCSl發送hello消息，MES1能夠構成包括(MES1 ID，10ms和100ms)信息的hello消息並利用if3將其發送。利用hello消息，可以傳輸MCS1，意味著MES1每10ms發送hello消息，並且確定如果在100ms內hello消息沒有到達，則出現鏈路失敗。此外，MCS1通過if4接收由MES1發送的hello消息，因此其能夠覺察到MES1目前與if4相連。此外，當然還可以不同地定義用於檢查拓撲/資源的hello消息。此外，各個MPLS交換機可以識別與其相連的接口的可接受帶寬，以便通過鏈路來檢查資源。即，各個MPLS交換機能夠發現有關其通過到一些資源的鏈路與特定MPLS交換機相連的信息。
收集拓撲信息和資源信息的各個MPLS交換機將收集的拓撲信息和資源信息發送到集中控制設備200。各個MPLS交換機與集中控制設備200之間的接口可以不同地體現為簡單網絡郵件協議(SNMP)、傳輸層1(TL-1)、公用對象請求代理程序體系結構(CORBA)、可擴展標記語言等。
集中控制設備200利用從MPLS交換機接收的拓撲信息和資源信息來構造拓撲/資源表。通過集中控制設備200中的拓撲/資源發現維護部分300來執行拓撲/資源表的構造。
以下表1示出了集中控制設備200在圖2所示的集中控制類型MPLS網絡中構造的拓撲/資源表的一個實施例。
表1

如何根據表1進行檢查如下所示。
由表1表達的MPLS網絡包括MES1、MCS1、MCS2和MES2的MPLS交換機。
這些MPLS交換機中的MES1能夠與路由器1、路由器2和MCS1相連。MES1能夠利用帶寬1G的if1接口向路由器1發送數據、利用帶寬1G的if2接口向路由器2發送數據、或利用帶寬10G的if3接口向MCS1發送數據。表1中接口ID 2的eth0、eth1和if4是當與MES1相連的路由器1、路由器2和MCS1向MES1發送數據時分別使用的接口。由於表1的拓撲/資源表中節點ID1的MCS1、MCS2和MES2也與MES1中的解釋相同，省略對於表1中這些項的解釋。
將例如IP路由器等低等級級別接口設備與MPLS交換機中的MES相連。儘管將IP路由器構造為圖2中的示例，可以將乙太網交換機、ATM/FR(幀)中繼交換機、媒體網關、時分復用(TDM)交換機等與MES相連。
與MES相連的低等級級別IP路由器利用IP路由協議，將相連主機地址或IP前綴信息發送到MES。例如，與MES1相連的路由器1和路由器2將與各自相連的主機地址或IP前綴信息發送到MES1。即，路由器1將IP1、IP2和IP3的信息發送到MES1，路由器2將IP4、IP5和IP6的信息發送到MES1。此外，MES2接收來自路由器3和路由器4的信息。將MES』從路由器接收的這種信息稱作「低等級接口信息」。MES1和MES2將每一個接收的低等級接口信息發送到集中控制設備200。
集中控制設備200根據從MES接收的低等級接口信息來構造低等級接口拓撲表。低等級接口拓撲表是集中控制設備200構造並再次發送到各個MES』的表。低等級接口拓撲表用於將從MES輸入的低等級接口表輸入的IP分組映射到LSP。即，接收IP分組的MES分析所接收IP分組報頭中的目的地地址，並參考低等級接口拓撲表來確定將IP分組與哪一個LSP相映射。
以下表2示出了集中控制設備200在圖2所示的集中控制類型MPLS網絡中構造的低等級接口拓撲表的一個實施例。
表2

表2的低等級拓撲表可以用於針對MPLS網絡邊界的MES』和低等級接口之間的連接的映射。參考表2，可以看出MES1與路由器1和路由器2相連，MES2與路由器3和路由器4相連。
集中控制設備200構造拓撲/資源表，然後基於拓撲/資源表和網絡操作員(operator)定義的策略來計算LSP。通過集中控制設備200中的LSP計算部分302來進行LSP計算。服務類型、服務站點/區域、服務參數、保護/恢復、優先權是必須要考慮的。這裡，服務類型可以包括特定項，包括2層虛擬專用網絡(VPN)，例如P2P、VPWS、利用VPWS的P2MP、MPLS等；3層VPN、IP多媒體服務，例如VoIP、視頻會議、可視電話和IP視頻服務、TEM或乙太網線路等。服務站點/區域可以包括特定項，包括P2P、P2Mp。MP2MP等。服務參數可以包括特定項，包括帶寬、延遲、抖動、分組損失等。保護/恢復可以包括特定項，包括鏈路或路徑保護、保護類型(例如1∶1、1+1、1∶N、N∶M等)等。優先權可以包括特定項，包括優先權優先級、優先權類型(例如優先者使能、非優先者、可優先、不可優先等)等。
LSP計算部分302能夠使用用於LSP計算的基於約束的最短路徑優先(CSPF)算法。下面參考圖4來解釋LSP計算。這裡，具體說明隧道LSP和虛擬連接(VC)LSP。
圖4是具有計算的隧道LSP和所指示的虛擬鏈路LSP的MPLS網絡的方框圖。
在圖4中，T-LSP 1是具有資源的隧道LSP，所述資源包括300Mb/s的帶寬、延遲1的傳輸延遲時間、抖動1的抖動等，T-LSP 2是具有資源的隧道LSP，所述資源包括150Mb/s的帶寬、延遲2的傳輸延遲時間、抖動2的抖動等，以及T-LSP 3是具有資源的隧道LSP，所述資源包括50Mb/s的帶寬、延遲3的傳輸延遲時間、抖動3的抖動等。此外，VC-LSP 1是具有資源的VC LSP，所述資源包括30Mb/s的帶寬、延遲11的傳輸延遲時間、抖動11的抖動等，VC-LSP 2是具有資源的VC LSP，所述資源包括15Mb/s的帶寬、延遲21的傳輸延遲時間、抖動22的抖動等，以及VC-LSP 3是具有資源的VC LSP，所述資源包括5Mb/s的帶寬、延遲31的傳輸延遲時間、抖動31的抖動等。將圖4所示LSP』分類到其相應服務等級中如隨後表3所示。在表3中，最優(premium)等級是提供最佳QoS的LSP，保證等級是提供沒有達到最優等級的、適當QoS的LSP，盡力而為等級是提供沒有保證服務質量的普通QoS的LSP。當然，除了這種分類方法之外，還可以將這些等級分類為其它類型的等級。
表3

通過圖4所示的任意一個LSP』，將從路由器1或路由器2在MES1接收的數據傳輸到MES2，然後從MES2傳輸到路由器3或路由器4。可以通過各種方法來進行要用於數據傳輸的LSP的選擇，資源對於LSP選擇是重要條件。例如，不能通過具有5Mb/s帶寬的VC-LSP 3來傳輸需要10Mb/s帶寬的業務。省略對於LSP選擇的方法細節。存儲在策略管理部分340中的策略可以反映LSP計算。LSP計算部分302計算LSP以便滿足策略。
通過LSP激活部分304將由LSP計算部分302計算的LSP設置到各個MPLS交換機。針對所有連接完成LSP計算的集中控制設備200將計算的LSP信息發送到LSP激活部分304。LSP激活部分304進行LSP激活，以便將設置的LSP信息發送到各個MPLS交換機。在LSP激活中，發送到各個MPLS交換機的信息是轉發等價類(FEC)信息、低等級級別接口拓撲信息、等級到EXP映射信息、標記轉發信息庫(LFIB)信息等。
FEC信息指示了按照相同策略發送的分組組，低等級級別接口信息指示了表2之一，等級到EXP映射信息指示了DiffServ DSCP(DiffServ碼點)和MPLS EXP映射信息或IEEE 802.1p等級和MPLSEXP映射信息等。此外，LFIB信息是MPLS交換機應當處理的MPLS標記交換信息，包括輸入標記、輸出標記、輸出接口等。
下面將解釋由LSP激活部分304發送到MPLS交換機的FEC。作為FEC的示例，可以是其中根據目的地網絡地址將分組劃分為多個等級的分組組。這種情況下FEC信息可以如以下表4所示。
表4

等級到EXP映射信息指示了QoS的等級等，能夠以以下表5和6為例。表5是根據IEEE 802.1p服務等級(CoS)的映射表，表6是根據DSCP的映射表。省略對於表5和6的額外說明。
表5

表6

LFIB信息是用於標記轉發的信息，以以下表7到9為例。省略對於表7到9的額外說明。
表7

表8

表9

MPLS網絡能夠執行MPLS OAM功能以便檢測LSP性能和故障信息。利用MPLS OAM功能，MPLS網絡能夠檢測其中LSP性能嚴重惡化或產生LSP故障的情況，並去除不可用的LSP以計算新LSP，或進行其中將不可用LSP切換為替代LSP的恢復功能。集中控制設備200也能夠實現MPLS OAM功能。集中控制設備200的LSP監控部分310管理MPLS網絡的鏈路以及LSP性能和故障集合。下面，將按照以下三項來解釋根據本發明的OAM功能LSP性能監控、LSP連通性監控以及MPLS網絡的鏈路連通性監控。
首先，將參考圖5來解釋LSP性能監控。
圖5是監控性能值的方框圖，所述性能值用於利用OAM分組進行LSP的性能監控。
對於在MPLS網絡中的LSP性能監控，使用OAM分組。通過OAM分組的傳輸，能夠測量LSP中傳輸延遲、抖動、傳輸損失等的數值。在圖5中，單向傳輸延遲是用於MES1和MES2之間的OAM分組傳輸的時間，即「t2-t1」，單向抖動是T1到Tn的離散值，即「var{T1，T2，…，Tn}」，以及單向傳輸損失是接收方側接收到的分組數量與發送方側發送的分組數量之比，即「M/N」。往返傳輸延遲是直到響應發送分組接收到響應分組的時間，即，圖5中的「t3-t1」。往返抖動是「var{T1』，T2』，…，Tn』}」，以及往返傳輸損失是「K/N」。針對LSP性能MPLS網絡的各個MES』測量值包括以上項的LSP性能的數值，以便將所述數值發送到集中控制設備200的LSP監控部分310，LSP監控部分310通過接收到的測量值來監控各個LSP性能。
接下來，將解釋LSP連通性監控。
圖6是利用OAM分組的LSP連通性監控的方框圖。
作為用於LSP連通性監控的OAM分組，存在網際網路工程任務組(IETF)MPLS ping(包括ping模式和路線跟蹤)分組、IETF雙向轉發檢測(BFD)消息、IETF虛擬電路連接驗證(VCCV)消息、ITU-TOAM分組等。在「ITU-T Y.1711」中定義ITU-T OAM分組。省略對於這些分組的額外解釋。如果通過這些分組檢測到LSP故障，LSP監控部分310能夠通過針對對應LSP實現話務工程、保護/恢復等來解決故障。
下面解釋MPLS網絡鏈路監控。能夠利用hello消息來進行MPLS網絡鏈路監控。
對於MPLS網絡鏈路和LSP管理，在網絡的初始運行中，即使在拓撲/資源檢查之後，各個MPLS交換機也通過hello消息連續地進行拓撲/資源檢查。如果出現拓撲/資源的改變，MPLS交換機向集中控制設備200通知改變，因此集中控制設備200能夠更新拓撲/資源表。
作為利用hello消息的鏈路監控示例，MPLS交換機確定如果在hello無效時間間隔內沒有接收到hello消息，則在對應鏈路處產生故障，並且故障信號被發送到集中控制設備200。將該故障信號發送到集中控制設備200的LSP監控部分310。故障信號可以至少包括有關故障鏈路的信息。
接收到故障信號的LSP監控部分310將有關故障鏈路的信息發送到拓撲/資源發現部分300，拓撲/資源發現部分300利用接收到的信息更新拓撲/資源表。此外，LSP監控部分310將鏈路故障通知LSP計算部分302，以使LSP計算部分302對故障鏈路中的LSP進行保護/恢復功能。作為面對故障的發生進行保護/恢復的示例，可以使用用於同步數字體系(SDH)保護的單向路徑倒換環(UPSR)、用於雙向線路倒換環(BLSR)的路徑保護和MPLS保護以及鏈路保護等。圖7示出了MPLS網絡中的這些鏈路監控。
圖7是利用hello消息的MPLS網絡鏈路監控的方框圖。
如果在MCS1和MCS2之間的鏈路處出現故障，不在MCS1和MCS2之間發送hello消息。如果沒有接收到來自對應交換機的hello消息，MCS1或MCS2將指示在與對應交換機相連的鏈路中出現故障的故障信號發送到集中控制設備200的LSP監控部分310。如果接收到故障信號，LSP監控部分310能夠利用包括在故障信號中的鏈路信息來對於對應鏈路進行保護/恢復。
集中控制設備200還包括LSP管理部分，用於管理所設置LSP』的狀態。LSP管理部分320存儲計算並設置的LSP的信息，之後，管理MPLS網絡的操作。存儲在LSP管理部分320中的LSP信息還用於上述MPLS網絡的OAM。以下的表10是當LSP管理設置用於MPLS網絡的LSP』的狀態時使用的表的示例。
表10

此外，本發明的集中控制設備200還包括連接許可控制部分330，用於許可或拒絕外部連接呼叫。連接許可控制部分330與外部操作員360或外部呼叫伺服器230相連。儘管外部服務通過MES與MPLS網絡相連，由集中控制設備200的連接許可控制部分330來確定是否許可服務。
如果接收到來自操作員360或呼叫伺服器(例如軟切換)230等的外部服務連接呼叫，連接許可控制部分330參考LSP管理部分320，確定是否存在可用於呼叫服務的LSP和帶寬。如果在所設置的LSP中存在可用LSP和帶寬，連接許可控制部分330控制輸入到MES的服務數據，將其映射到對應LSP。然而，如果不存在可用LSP或帶寬，連接許可控制部分330向LSP計算部分302請求新LSP的設置，然後，LSP計算部分302據此計算能夠接收對應服務的新LSP。如果不存在所請求服務支持的LSP，並且不能設置新LSP，LSP計算部分302向請求方通知不能提供該服務的對應服務。
此外，本發明的集中控制設備200還包括策略管理部分340，用於進行LSP設置和管理策略。策略管理部分340接收來自操作員360的、MPLS網絡中的LSP設置和管理策略，並使策略反映在LSP計算部分302或連接許可控制部分330的操作中。
下面是策略管理部分340中存儲並管理的策略項的示例。這裡，將各個策略項示例地分類為隧道LSP相關策略項和虛擬路線LSP相關策略項。
首先，作為隧道LSP相關策略項，可以是隧道LSP等級(例如最優、保證和盡力而為)、隧道LSP參數(例如帶寬、延遲和抖動)、EXP-LSP映射(例如，將EXP0映射到最優等級，將EXP1映射到保證等級，以及將EXP2到EXP7映射到盡力而為等級)、以及保護/恢復等。這裡，作為保護/恢復，例如，可以是鏈路或路徑保護、保護類型(例如，1∶1、1+1、1∶N、N∶N等)、根據各個LSP等級的保護/恢復等。
接下來，作為虛擬路線LSP相關策略項，可以具有虛擬路線LSP等級(最優、保證和盡力而為等)、虛擬路線LSP參數(例如帶寬、延遲、抖動、分組損失等)、CoS(服務等級)-EXP-LSP映射、每VC LSP的優先權優先級、保護/恢復等。這裡，作為CoS-EXP-LSP映射的示例，例如，可以是EF-EXP0-最優的映射、802.1p 0-EXP0-最優的映射等。對於CoS，可以使用DSCP、802.1p等。當設置新LSP或話務工程時，可以使用每VCLSP的優先權優先級。將保護/恢復映射到具有所需故障恢復特性的隧道LSP。
這種策略可以用於MPLS網絡中的LSP設置和管理等。
下面，將解釋根據本發明的MPLS網絡的集中控制設備的操作。
圖8是根據本發明實施例集中控制類型MPLS網絡的操作過程的流程圖。
如下所述，將參考圖2到8來解釋根據本發明的集中控制類型MPLS網絡的操作。
首先，解釋MPLS網絡的路徑設置過程。圖8的步驟800到804示出了MPLS網絡的路徑設置過程。
當MPLS網絡開始操作時，在步驟800，集中控制設備200通過從MPLS交換機接收的信息來收集拓撲/資源信息，並利用收集的拓撲/資源信息來構造拓撲/資源表。在步驟802，集中控制設備200參考拓撲/資源表來計算LSP。在步驟804，集中控制設備200將計算的LSP發送到各個MPLS交換機，以便將計算的LSP設置到MPLS交換機。
在步驟806，通過步驟800到804設置的LSP來操作MPLS網絡，如步驟810，如果在操作的MPLS網絡中出現拓撲/資源的改變，則再次執行步驟800。
接下來，當LSP設置的操作MPLS網絡中出現故障時，解釋用於檢測故障已經故障恢復的過程。圖8的步驟820到840示出了該過程。
在步驟820，集中控制設備200針對操作的MPLS網絡執行檢測。如果接收到來自MPLS交換機的故障信號，集中控制設備200確定在MPLS網絡中出現故障。MPLS交換機能夠利用hello消息來檢查是否出現鏈路故障，並利用MPLS OAM協議來監控LSP性能和故障。在本發明中，MPLS OAM協議可以用於檢查在MPLS網絡中是否存在故障LSP。
在步驟822，集中控制設備200確定是否出現鏈路故障，如果是，則再次執行步驟800。在步驟824，集中控制設備200確定是否出現LSP故障，如果是，則在步驟826確定是否存在能夠代替故障LSP的預設交換路徑。如果存在交換路徑，在步驟828，集中控制設備200操作交換路徑而不是故障LSP。如果不存在交換路徑，在步驟802，集中控制設備200計算用於交換路徑的LSP。如果沒有出現LSP故障，集中控制設備200保持已有LSP操作的狀態。
如果出現鏈路故障或LSP故障，集中控制設備200連續地檢查故障鏈路或故障LSP是否恢復(步驟830或840)。
集中控制設備200檢查LSP故障是否恢復(步驟830)，如果確定LSP故障已經恢復，停止現在操作交換LSP的操作，並操作主LSP(步驟832)。然而，如果LSP保持其故障狀態，設備再次執行LSP監控。
集中控制設備200檢查鏈路故障是否恢復(步驟840)，如果確定鏈路故障已經恢復，其更新拓撲/資源表(步驟800)。然而，如果保持鏈路故障，再次執行鏈路監控。
如圖8的步驟850到852所示，下面將解釋當接收到外部服務請求時MPLS網絡的操作。
如果集中控制設備200通過連接許可控制部分330接收到來自操作員360或呼叫伺服器230的服務連接請求，其檢查是否存在能夠支持所請求服務的LSP(步驟852)。如果存在能夠支持所請求服務的LSP，集中控制設備200將所檢查的LSP通知請求服務的對應設備，如果不存在，其計算用於支持服務的新LSP(步驟802)。通過集中控制設備200的LSP計算部分302來執行新LSP的計算。集中控制設備200將新計算的LSP信息通知請求服務的對應設備。
最後，下面將解釋LSP設置和MPLS網絡管理的策略的反映過程。該過程與圖8的步驟862相對應。
集中控制設備200接收來自操作員360的、用於MPLS網絡中LSP設置和管理的策略，如果已有策略存在改變(步驟862)，其管理MPLS網絡的策略，以便由該策略操作MPLS網絡。
如前所述，已經解釋了MPLS網絡中的集中控制設備和方法。
然而，處理MPLS網絡以外，上述本發明還用於其它網絡。本發明能夠用於通過構成網絡的相應交換機之間的信息交換來設置路徑的所有網絡，因此能夠減小在交換機之間交換的信息量。當其用於其中在交換機之間進行大量信息交換以便設置路徑的網絡時，使用本發明的網絡能夠提供更優異的效果。
調整本發明可以解決在傳統MPLS網絡中產生的複雜協議棧的問題，去除複雜協議棧簡化了MPLS交換機的構造和MPLS網絡的結構。此外，集中控制設備處理網絡的所有拓撲/資源、LSP計算和設置、資源信息和故障管理等，因此能夠簡單地處理網絡的操作和管理。具有這種效果的、本發明的集中控制系統能夠有效地用於下一代網絡(NGN)構造下的QoS保證。
儘管已經結合各種實施例說明了本發明，其僅作為演示。因此，根據前述詳細說明，多種改變、修改和變體對於本領域的技術人員是顯而易見的。前述說明意欲包含所附權利要求的精神和廣泛範圍之內的所有這種改變和變體。
權利要求
1.一種用於多協議標記交換(MPLS)網絡的集中控制設備，所述MPLS網絡包括至少一個標記交換網絡單元，所述設備包括標記交換路徑(LSP)計算信息收集部分，用於接收來自相應至少一個標記交換網絡單元的LSP計算信息，所述LSP計算信息包括至少一個標記交換網絡單元的資源信息和連接狀態信息；以及LSP計算部分，用於利用接收的LSP計算信息來計算MPLS網絡的LSP。
2.根據權利要求1所述的設備，其中由LSP計算信息收集部分從至少一個標記交換網絡單元接收的至少一個標記交換網絡單元的連接狀態信息包括通過在相鄰的標記交換網絡單元之間發送和接收hello消息來檢查的信息。
3.根據權利要求2所述的設備，其中hello消息包括發送hello消息的至少一個標記交換網絡單元的ID、hello時間間隔以及hello無效時間間隔。
4.根據權利要求1所述的設備，其中LSP計算信息收集部分用於構造拓撲/資源表，所述拓撲/資源表指示了各個標記交換網絡單元的連接關係和資源信息以及從標記交換網絡單元接收的、標記交換網絡單元之間的LSP計算信息。
5.根據權利要求1所述的設備，其中LSP計算信息收集部分用於構造低等級接口拓撲表，所述低等級接口拓撲表指示了與低等級接口的連接信息以及從MPLS邊界交換機(MES)接收的、標記交換網絡單元之間的LSP計算信息，所述MPLS邊界交換機包括位於MPLS網絡的邊界的標記交換網絡單元。
6.根據權利要求5所述的設備，其中低等級接口是以下至少之一網際網路協議(IP)路由器、乙太網交換機、異步傳輸模式/幀中繼(ATM/FR)交換機、媒體網關以及時分復用(TDM)交換機。
7.根據權利要求1所述的設備，還包括LSP激活部分，用於接收來自LSP計算部分的所計算的LSP，並將接收的LSP發送到相應至少一個標記交換網絡單元，以便將所計算的LSP設置用於相應MPLS交換機。
8.根據權利要求1所述的設備，還包括LSP管理部分，用於接收來自LSP計算部分的所計算的LSP，並存儲所計算的LSP。
9.根據權利要求1所述的設備，還包括連接許可控制部分，用於響應接收到的外部服務請求，根據LSP管理部分，檢查是否存在可用於服務的LSP，並且當存在可用於服務的LSP時，將LSP信息發送到請求服務的對應設備。
10.根據權利要求9所述的設備，其中當沒有可用於服務的LSP時，連接許可控制部分用於請求LSP計算部分針對所請求的服務計算新LSP，接收來自LSP計算部分的新LSP的信息，並將信息發送到請求服務的對應設備。
11.根據權利要求10所述的設備，其中當沒有可用於服務的LSP並且當沒有設置新LSP時，連接許可控制部分用於向請求服務的對應設備通知沒有提供服務。
12.根據權利要求1所述的設備，還包括策略管理部分，用於存儲用於LSP計算部分的LSP設置的策略。
13.根據權利要求12所述的設備，其中策略管理部分用於將從操作員接收的策略輸出到LSP計算部分。
14.根據權利要求12所述的設備，其中LSP計算部分用於計算LSP，以滿足存儲在策略管理部分中的策略。
15.根據權利要求1所述的設備，還包括LSP監控部分，用於利用設置的LSP來監控在鏈路或提供MPLS網絡的服務的LSP中，是否出現故障。
16.根據權利要求15所述的設備，其中LSP監控部分用於通過接收來自標記交換網絡單元的故障信號來檢測出現在MPLS網絡中的故障。
17.根據權利要求15所述的設備，其中在包括在來自對應標記交換網絡單元的hello消息中的hello無效時間間隔之內沒有接收到hello消息時，標記交換網絡單元用於確定在到標記交換網絡單元的連接鏈路或LSP中出現故障，並響應故障將告警信號發送到LSP監控部分。
18.一種具有集中控制結構的多協議標記交換(MPLS)網絡，所述MPLS網絡包括用於標記交換機的至少一個標記交換網絡單元；以及集中控制設備，用於利用從相應至少一個標記交換網絡單元接收的至少一個標記交換網絡單元的連接狀態信息和資源信息，來執行標記交換路徑(LSP)計算。
19.根據權利要求18所述的MPLS網絡，其中至少一個標記交換網絡單元用於通過在相鄰的標記交換網絡單元之間發送hello消息來檢查相鄰標記交換網絡單元之間的互連狀態。
20.根據權利要求19所述的MPLS網絡，其中hello消息包括發送hello消息的MPLS邊界交換機(MES)/MPLS核心交換機(MCS)的ID、hello時間間隔以及hello無效時間間隔。
21.根據權利要求18所述的MPLS網絡，其中集中控制設備用於構造拓撲/資源表，並利用拓撲/資源表來計算MPLS網絡的LSP，所述拓撲/資源表指示了各個MPLS交換機之間的連接關係和資源信息以及從至少一個標記交換網絡單元接收的LSP計算信息。
22.根據權利要求18所述的MPLS網絡，其中集中控制設備用於對設置的LSP執行故障管理。
23.根據權利要求18所述的MPLS網絡，其中至少一個標記交換網絡單元包括MPLS交換機。
24.一種網絡，包括至少一個單元，所述網絡包括信息收集部分，用於接收來自各個單元的相鄰單元之間的連接狀態信息，並利用相應單元之間的連接信息來構造整個網絡的拓撲信息；路徑計算部分，用於計算路徑，以便利用拓撲信息在網絡上提供通信服務；以及路徑設置部分，用於將所計算的路徑發送到單元，以設置路徑。
25.一種多協議標記交換(MPLS)網絡的集中控制方法，所述MPLS網絡包括至少一個標記交換網絡單元，所述方法包括接收來自各個標記交換網絡單元的標記交換路徑(LSP)計算信息，所述LSP計算信息包括每個標記交換網絡單元的資源信息和連接狀態信息；利用接收的LSP計算信息來產生用於MPLS網絡的拓撲信息；利用拓撲信息和資源信息來計算MPLS網絡的LSP；以及通過將計算LSP的發送到各個標記交換網絡單元來設置MPLS網絡中的LSP。
26.根據權利要求25所述的方法，其中當接收LSP計算信息時，從標記交換網絡單元接收的、標記交換網絡單元的連接狀態信息包括通過在相鄰標記交換網絡單元之間發送和接收hello消息來收集的接收信息。
27.根據權利要求25所述的方法，其中LSP計算計算滿足由操作員確定的策略的LSP。
全文摘要
一種集中控制設備及其方法，用於管理多協議標記交換(MPLS)網絡，其中集中控制設備執行MPLS網絡的標記交換路徑(LSP)設置和對於所設置LSP的管理，以便減小當設置LSP時產生的MPLS網絡的載荷，減少用於設置LSP的時間，並改進用於設置LSP的管理效率。
文檔編號H04L12/56GK1794715SQ20051013772
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月19日 優先權日2004年12月20日
發明者李基喆, 南基性, 姜秉昌, 申根浩, 李哲雄, 姜寅權 申請人:三星電子株式會社