CN100490421C - Mpls环网中实现流量公平传送的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MPLS环网中实现流量公平传送的方法。该方法主要包括：首先根据MPLS报文中的EXP值或者标签值或者EXP值和标签值的组合信息确定所述报文是否为尽力传送业务的报文；然后，将所述报文加入对应的不同的业务传送队列中，并在MPLS环网中基于所述队列调度传送所述报文。因此，本发明实现了可以在MPLS环网的节点上首先识别出相应的尽力传送业务，之后，再利用按照设定的公平调度算法传送所述的尽力传送业务，从而有效保证了MPLS环网中各尽力传送业务均可以公平合理的占用高优先级业务剩余的带宽资源。

Description

MPLS环网中实现流量公平传送的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种MPLS环网中实现流量公平传送的方法。

背景技术

基于SDH(同步数字序列)体系的MSTP(多业务传输节点)能够很好的支持TDM(时分复用)语音业务和DDN(数字数据网)专线业务，但对IP分组业务的支持很差。IP业务量本身的不确定性和不可预见性，使得利用传统的SDH设备提供IP分组传送服务存在带宽动态调整能力匮乏、资源利用率低、网络扩展性差、设备实现复杂、拓扑自动管理能力弱等缺点。

以太网技术能够很好的支撑IP分组业务，具有简单化、易扩容、价格低廉等特点，在局域网和城域网中得到了广泛的应用。然而以太网技术由于缺乏电信级的QoS(服务质量)、网络快速保护、恢复及完善的OAM(操作和管理)，不能很好的满足城域网对于可靠性和可扩展性的要求。相应地，在MAC(媒体接入控制)层拓扑自动发现速度慢，效率很低。

RPR(弹性分组网)技术结合了以太网技术、ATM(异步传输模式)技术和SDH技术的优点。通过公平算法，很好的解决了站点之间带宽的复用问题；提供Wrapping(环回倒换)和Steering(源路由更改)保护方式，保护时间以50ms为上限；同时提供高、中、低三个业务优先级的差分服务，以及相对完善的OAM功能，是一种比较经济的MAN(城域网)解决方案。

然而，随着信息网络技术的不断发展以及Internet(互联网)的飞速普及，NGN(下一代网络)传送网概念逐步形成，网络信息流的种类、格式、服务要求变得日益丰富，由SDH、ATM、MSTP、WDM(波分复用)技术主导的数据传送网络在处理传送层业务的调度与交换时逐步变得力不从心，NGN传送层网络迫切需要一种能够统一承载多种业务类型、能够提供较好QoS、能够适合MAN、WAN(广域网)应用，能够灵活扩展、低成本的传送环网技术。

为此，出现了相应的MPLS环网技术。在现有MPLS网络技术中，对于拥塞是没有控制手段的。如图1和图2所示，三个节点S1、S2、S3都向节点S4发送业务，链路的总带宽是10M，则当节点S1发送6M业务、节点S2发送5M业务、节点S3发送2M业务时，如果所述业务都是尽力传送业务，则一旦链路发生拥塞，由于在MPLS网络节点上没有合理的拥塞控制机制，任由业务自行抢占，其结果很可能是某一个节点一点流量都发不过去。

在通信网络中，对于尽力传送业务，一般服务质量不作要求，但如果某一个节点一点业务都未能传送，对用户来说是难以忍受的。因此，在MPLS环网中迫切需要一种机制来解决拥塞控制问题。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种MPLS环网中实现流量公平传送的方法，从而有效避免了MPLS环网中对于尽力传送业务可能出现的一点业务都未能传送的情况出现。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种MPLS环网中实现流量公平传送的方法，包括：

A、根据MPLS报文中EXP值或者LSP标签值或者EXP值和LSP标签值的组合信息确定所述报文为尽力传送业务的报文；

B、区分不同的尽力传送业务，将向一个环方向发送的尽力传送业务报文分别根据报文中的LSP标签值加入相应的队列，并使用加权公平调度算法调度发送各队列中的报文。

所述的步骤A包括：

在MPLS报文中的实验域EXP字段设置报文的业务传送值；

判断接收的报文的EXP字段的业务传送值是否小于设定的阈值，如果小于，则所述报文为尽力传送业务的报文，否则，所述报文不是尽力传送业务的报文。

所述的步骤A包括：

在MPLS报文中的EXP字段设置尽力传送业务标志；

判断接收的报文的EXP字段中是否承载着尽力传送业务标志，如果是，则所述报文为尽力传送业务的报文，否则，所述报文不是尽力传送业务的报文。

所述的步骤A包括：

在MPLS环网节点发生业务阻塞时，根据接收的报文的标签交换路径LSP标签值，或者标签值和EXP字段值的组合确定所述报文为尽力传送业务的报文。

所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法还包括：

在MPLS环网中根据尽力传送业务的权重分别设置对应的尽力传送业务队列，所述权重与所述尽力传送业务的重要程度对应。

所述的尽力传送业务队列包括：

由上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列和本节点入环的报文对应的尽力传送业务队列组成的一组队列；并且，当MPLS环网为双向环网时，各节点包括两组所述队列。

所述的步骤B包括：

MPLS环网节点将接收的尽力传送业务的报文根据其标签值加入对应的尽力传送业务队列；

利用加权轮询调度算法对各个所述队列的报文进行调度发送。

所述的步骤B还包括：

对于上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列，当队列中报文超过设定的高门限值时，向上游节点发送流量控制报文，报文中承载着停止发送报文的时间值及该队列的标识信息；

当上游节点收到所述的流量控制报文后，根据所述的队列的标识信息确定相应的报文队列，停止调度该队列中的报文，并根据所述的时间值启动定时器，在定时器超时时重新调度该队列中的报文。

所述的步骤B还包括：

对于上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列，当队列中报文低于设定的低门限值时，向上游节点发送流量控制报文，报文中承载的时间值为零。

所述的步骤B还包括：

在MPLS环网节点上根据队列中的报文数量确定上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列的状态，该状态具体包括：尽力传送业务队列超过设定的高门限值的状态，以及尽力传送业务队列低于设定的高门限值的状态。

所述的步骤B还包括：

当本节点入环的报文对应的尽力传送业务队列中报文的数量超过设定的门限值时，利用加权随机丢弃算法WRED丢弃接收的报文，或者通知客户侧停止报文的发送。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了可以在MPLS环网的节点上根据报文承载的信息识别出相应的尽力传送业务，之后，将所述报文加入对应着不同传送带宽的队列中，实现了尽力传送业务可以占用的带宽的公平分配，从而有效保证MPLS环网中各个网络节点传输的各尽力传送业务均可以公平合理的占用高优先级业务剩余的带宽资源。本发明有效地解决了现有技术中可能出现的部分节点的业务一点也发送不出去的问题。

附图说明

图1为MPLS网络业务传输示意图；

图2为图1中各业务抢占带宽的示意图；

图3为MPLS报文格式示意图；

图4为基于队列的流量控制示意图；

图5分别为本发明所述的方法的处理流程图；

图6为采用特殊的标签Label值的报文格式示意图。

具体实施方式

本发明的核心是在MPLS环网中识别出尽力传送业务，并确定传送所述的尽力传送业务可以占用的公平带宽，以保证MPLS环网中的各尽力传送业务可以公平的占用剩余的带宽。

本发明所述的方法在具体实现过程中，可以采用下述方案实现，如图4、图5和图6所示，具体包括以下步骤：

步骤51：在MPLS环网节点上，根据接收的报文中承载的信息确定出相应的尽力传送业务报文，也就是当环网节点发生阻塞时，从环网节点接收到的报文中确定出相应的尽力传送业务的报文，以便于对其基于流量公平传送进行相应处理；

具体可以根据MPLS报文标签Label中的Exp(实验域)字段承载的业务传送值识别，该识别方式的前提是需要人为配置设备一个阈值，当报文中Exp字段承载的业务传送值小于该阈值时，即被判定为尽力传送业务的报文；

也可以利用Exp字段中某一固定比特，在业务传送过程中对于尽力传送业务该固定比特区别于其他业务设置，这样，在MPLS环网节点便可以根据该比特的值判断接收的业务报文是否为尽力传送业务；

由于，本发明中讨论的业务报文是在MPLS环网中传送的业务报文，因此，在环网节点上还可以根据LSP的标签值来判断是否为尽力传送业务的报文；为此，用户首先需要将尽力传送业务采用配置的一组LSP传送，且在环网中各节点需要知晓传送所述尽力传送业务的一组LSP的标签值，这样，在环网节点上便可以很容易地根据标签值确定接收的业务报文中的尽力传送业务；

当然，本发明中，还可以根据LSP的标签值和Exp字段值组合判断环网节点接收的业务报文是否为尽力传送业务。

步骤52：所述的报文被识别为尽力传送业务报文后，对于向一个环方向发送的业务报文，根据报文中的MPLS标签进行入队管理，每一种级别的尽力传送业务对应着一个队列，即权重相同的尽力传送业务报文对应同一队列，所述的权重对应着尽力传送业务的重要程度，即可以占用的带宽资源量；

所述的队列区分由上游节点发送来的尽力传送业务报文队列和由本节点增加到环上(即由本节点入环)的尽力传送业务报文队列，分别记为Transit方向队列和Add方向队列，当队列中的报文被调度时相应的报文就会被发送到环上进行传输；而且，因为MPLS环有两个方向，所以有两组队列，以及两个WRR加权轮询调度算法的实例；

在具体应用过程中，例如可以配置LSP的标签值1、3入队列1，配置标签4入队列2，配置标签5-12入队列3，等等。

步骤53：采用WRR(加权随机丢弃算法)加权轮询调度算法的方式对每个队列中的报文进行调度处理，即发送到MPLS环网上进行传输；

WRR加权轮询算法是一种基于权重的调度算法，具体为根据用户针对每个队列配置的权重进行调度处理；例如，队列0的权重是3，其他队列的权重是1，则队列0中报文发送的速度就是其他队列速度的3倍，而相同权重的队列中报文发送速度则是一样的；

步骤54：经过WRR调度出的报文，再与非尽力传送业务一起做优先级调度，因为尽力传送业务的优先级最低，所以只能占用非尽力传送业务之外的带宽；

可以看出，本发明中，所有尽力传送业务实现了在MPLS环路上带宽的公平占用，实现了本发明的目的。

上述本发明提供的第二种具体实现方法中，还包括对各业务流量的流量控制反馈机制，而且，由于LSP的标签值通常只在一段LSP链路上有效，所以所述流量控制反馈机制应当是在MPLS环网中的两个相邻环网节点间的流量控制反馈机制。

首先，针对步骤52中各个队列设定两个门限值，一个为高门限值Ht、一个为低门限值Lt，另外还设置有一个变量S用于记录当前队列状态，S初始为L态；

下面将分别对环网节点的Transit方向队列和Add方向队列的具体的流量控制反馈机制进行说明：

(1)当所述的队列是Transit方向的队列时，相应的流量控制反馈机制可以为：

当队列中的报文的数量超过设定的高门限值Ht时，并且变量S为L态时，将所述队列的变量S设置为H态，表示该队列中的报文数量超过设定的高门限值，同时向环网上游节点发送流量控制报文；所述的流量控制报文使用特殊的标签值，转发优先级为最高，并且报文的内容还包括该队列对应的业务的标识，以及一个时间值，所述的时间值表示相应的报文在多长时间(一段时间)内停止发送；所述流量控制报文中包含有特殊的标签Label值，相应的可以采用如图6所示的报文格式，图中包括：标签值Lable字段，EXP字段，栈底标识、以及TTL字段；所述的标签值字段可由标签分配协议分配，或是固定的特殊标签值。

当队列中的报文的数量低于设定的低门限Lt，并且变量S为H态时，将所述队列的变量S设置为L态时，表示该队列中的报文数量低于设定的低门限值，同时，向上游节点发送流量控制报文，报文中涉及的时间值为0；

当上游节点收到所述的流量控制报文后，WRR调度将根据携带的业务的ID确定相应的报文队列，并停止从该队列中调度报文，同时设立一个定时器，定时器时间为报文中携带的时间值，当定时器到时后，才重新调度该队列中的报文；当然，当收到时间值为0的报文时，则立即重新调度该队列中的报文。

(2)当所述的队列是Add方向的队列时，则相应的流量控制反馈机制可以为：

当队列中的报文的数量超过设定的高门限值时，可以选择两种模式，一种是使用WRED技术丢弃报文，另一种是通知客户侧停止发送。

因此，本发明中通过报文队列反馈机制，业务发送会逐级阻塞到上游节点，最终到该业务在环上的接入节点，由该节点向环的客户层反馈，达到降低业务速率，实现业务公平的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (11)

1、一种MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，包括：

A、根据多协议标签交换MPLS报文中的实验域EXP值或者标签交换路径LSP标签值或者EXP值和LSP标签值的组合信息确定所述报文为尽力传送业务的报文；

B、区分不同的尽力传送业务，将向一个环方向发送的尽力传送业务报文分别根据报文中的LSP标签值加入相应的队列，并使用加权公平调度算法调度发送各队列中的报文。

2、根据权利要求1所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

在MPLS报文中的实验域EXP字段设置报文的业务传送值；

判断接收的报文的EXP字段的业务传送值是否小于设定的阈值，如果小于，则所述报文为尽力传送业务的报文，否则，所述报文不是尽力传送业务的报文。

3、根据权利要求1所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

在MPLS报文中的EXP字段设置尽力传送业务标志；

判断接收的报文的EXP字段中是否承载着尽力传送业务标志，如果是，则所述报文为尽力传送业务的报文，否则，所述报文不是尽力传送业务的报文。

4、根据权利要求1所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

在MPLS环网节点发生业务阻塞时，根据接收的报文的标签交换路径LSP标签值，或者标签值和EXP字段值的组合确定所述报文为尽力传送业务的报文。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，该方法还包括：

在MPLS环网中根据尽力传送业务的权重分别设置对应的尽力传送业务队列，所述权重与所述尽力传送业务的重要程度对应。

6、根据权利要求5所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的尽力传送业务队列包括：

由上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列和本节点入环的报文对应的尽力传送业务队列组成的一组队列；并且，当MPLS环网为双向环网时，各节点包括两组所述队列。

7、根据权利要求5所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

MPLS环网节点将接收的尽力传送业务的报文根据其标签值加入对应的尽力传送业务队列；

利用加权轮询调度算法对各个所述队列的报文进行调度发送。

8、根据权利要求7所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

对于上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列，当队列中报文超过设定的高门限值时，向上游节点发送流量控制报文，报文中承载着停止发送报文的时间值及该队列的标识信息；

当上游节点收到所述的流量控制报文后，根据所述的队列的标识信息确定相应的报文队列，停止调度该队列中的报文，并根据所述的时间值启动定时器，在定时器超时时重新调度该队列中的报文。

9、根据权利要求7所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

对于上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列，当队列中报文低于设定的低门限值时，向上游节点发送流量控制报文，报文中承载的时间值为零。

10、根据权利要求8所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

在MPLS环网节点上根据队列中的报文数量，确定上游节点发送来的报文对应的尽力传送业务队列所处的状态，该状态具体包括：尽力传送业务队列超过设定的高门限值的状态，以及尽力传送业务队列低于设定的高门限值的状态。

11、根据权利要求7所述的MPLS环网中实现流量公平传送的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

当本节点入环的报文对应的尽力传送业务队列中报文的数量超过设定的门限值时，利用加权随机丢弃算法WRED丢弃接收的报文，或者通知客户侧停止报文的发送。

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