CN1859431A - 一种双向标记交换路径的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向标记交换路径的实现方法，该方法通过分配标识符双向LSP－ID、分解下发用户配置信息、配置各MPLS节点等步骤创建双向标记交换路径。所述配置包括端口号的配置、标签的配置、带宽的配置、服务类型的配置；服务类型的配置和带宽的配置，需要区分双向LSP的两个方向分别配置。利用本发明提出的双向LSP的实现方法，在技术上实现了一个双向LSP替代两个独立的单向LSP以承载双向业务，同时有效节约了管理成本。此外，本发明还进一步提出了双向LSP的性能统计、告警处理和保护处理方法，解决了双向LSP的具体应用问题。

Description

一种双向标记交换路径的实现方法
技术领域
本发明涉及一种双向标记交换路径(双向LSP)的实现方法，尤其涉及通讯领域电信业务运营商提供多协议协议标记交换(MPLS)的LSP隧道业务时的情况。
背景技术
MPLS技术目前已经在数据通讯领域中得到普遍认可。MPLS功能层处在数据链路层和网络层之间，能够满足业务对快速转发、服务质量(QoS)、保护和流量工程等需求。随着MPLS技术在光交换网络上的推广，光、数据通用的MPLS交换技术(GMPLS)技术也产生了。这进一步拓展了MPLS技术的应用领域。
MPLS的最显著的技术特色是提供了LSP功能。LSP可以提供端到端的连接关系，具体业务可以不用关心LSP起始节点和结束节点之间通过了什么路径，LSP是MPLS提供QoS、保护和流量工程等功能的基础。
LSP提供的端到端的数据通道，为MPLS技术提供了诸多优点。LSP的定义是单向的，从起始节点开始通过中间节点，最后到达结束节点，完成数据帧的单向传送。然而在绝大多数的情况下，通过LSP承载的业务是双向的，一条双向业务必须在一来一回两个LSP中传送。双向业务在单向的LSP上承载造成了许多管理上的不便，加倍了管理工作量。因此，为了管理的需要，引入了双向LSP的概念。
目前，GMPLS的体系中从技术角度定义了双向LSP，着重讨论了双向LSP在信令协议中的使用时出现的问题。但双向LSP在实际应用中，对于其操作维护方面的问题，包括双向LSP的如何创建，以及涉及的双向的过程中的性能统计、告警和保护等方面的问题，还没有明确的实现方法。
发明内容
本发明的目的是为双向LSP提供一种实现方法，通过该方法可成功建立起双向LSP，从而有效降低通过LSP承载双向业务的管理成本。
多个设备节点通过底层链路连接构成一个网络，这些传送节点用于分配或建立LSP连接。LSP连接提供端到端的业务通道，完成从起始节点到结束节点的业务传送。
一个MPLS***必须包括控制层面和数据层面。控制层面负责接收来自网管的配置信息和上报给网管的各种信息。在不考虑信令功能前提下，控制层面是网管和数据层面之间的媒介。数据层面接收控制层面的管理，直接负责实际业务的功能。
为实现所述目的，本发明通过以下步骤完成双向LSP的创建：
(1)用户提供建立双向LSP需要的配置信息，申请建立双向LSP；
(2)MPLS控制层面收到用户建立双向LSP的申请后，分配一个标识符双向LSP-ID，用于标识用户所请求建立的双向LSP，一个双向LSP对应一个唯一的标识符双向LSP-ID；
(3)MPLS控制层面分解用户配置信息，通过网管的配置接口依次下发到LSP的每个节点上；
(4)从起始节点，经过中间节点，最后到结束节点，各MPLS节点根据收到的配置请求进行配置，并反馈配置失败或者成功；如果存在配置失败的LSP节点，则控制层面可选择重新下发配置或者取消此次配置；
所述配置包括端口号的配置、标签的配置、带宽的配置、服务类型的配置；
端口号的配置包括向上游端口号和向下游端口号的配置；标签的配置包括向上游入口标签、向上游出口标签、向下游入口标签和向下游出口标签的配置；
服务类型的配置和带宽的配置，需要区分双向LSP的两个方向分别配置；
(5)LSP的所有节点配置成功后，返回给控制层面成功信息，此双向LSP即成功建立，可供用户使用以完成不同的业务传送目的。
上述步骤(1)中所述配置信息，包括起始节点、结束节点、LSP途经的中间接点、LSP通过各节点时使用的端口号和MPLS标签，以及LSP业务的服务类型和带宽信息。
双向LSP创建之后，为了能够确保网络的安全性，重要的业务一般需要配置备份LSP，实现业务的保护。因为双向LSP是一个不可分割的单元，双向LSP的保护、保护关系的配置都不再区分方向，双向的工作LSP通过双向的备用LSP保护。在需要保护时，可以创建或者选择已经建立的另外一条双向LSP作为备份LSP，并指定相关的保护属性。
双向LSP在设备中提供业务以后，通过网管接口上报收发业务的各种性能情况。双向LSP的统计与单向LSP的统计有所不同，包括对两个方向的收发业务情况的统计。由于隧道的单向特性，统计单向隧道的包的通过性能时使用单向的“转发”参数就可以了，但双向的转发性能必须区分方向分别统计；从起始节点到结束节点方向的包的转发称为“向下游转发”，从结束节点到起始节点的包的转发称为“向上游转发”。性能统计的具体参数与单向统计相同。
双向LSP在设备中提供业务以后，通过网管接口上报各种告警状态。LSP的告警来源包括MPLS底层故障和本层故障。对于单向LSP，在MPLS底层或者本层出现告警情况下，通过信令和消息，故障两端分别产生“告警信号指示”和“远端告警信号指示”。双向LSP的告警提供双向LSP的告警处理及上报，告警参数与单向LSP相同，但告警参数需要识别在双向LSP中的方向。由于双向LSP中的任何一条LSP告警信息都反映在双向LSP上，如果双向LSP中的两条单向LSP同时发生中断，在双向LSP的两端实际将会同时产生两个告警信号，即“告警信号指示”和“远端告警信号指示”。
利用本发明提出的双向LSP的实现方法，可以成功建立起双向LSP，在技术上实现了一个双向LSP替代两个独立的单向LSP以承载双向业务，同时有效节约了管理成本。此外，本发明还进一步提出了双向LSP的性能统计、告警处理和保护处理方法，解决了双向LSP的具体应用问题。
附图说明
图1是双向LSP的概念示意图。
图2是双向LSP的创建配置参数示例。
图3是双向LSP的性能参数。
图4是双向LSP的告警参数。
具体实施方式
这里提供双向LSP的一种典型应用——在内嵌MPLS的多业务传送平台(MSTP)中的应用。内嵌MPLS的MSTP提供的是以太网专线/专网业务，以太网专线/专网业务的特点即具有双向性。另外作为在MSTP产品上提供的业务，一定具有很强的可管理性、可运营性，因此简便的管理以快速提供稳定可靠的业务成为这一领域的一个关键要点。
下面结合附图对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述：
硬件部分
多个内嵌同步数字系列(SDH)的MPLS节点设备通过SDH链路连接构成一个网络。另有一网管***设备和SDH网元间建立通信联系，网管***设备用来管理传送网元，网管***设备功能在一PC机上实现。
软件部分
内嵌MPLS的MSTP软件上主要完成可分为控制层面和数据层面驱动两大部分。控制层面负责接收网管的配置，并完成配置的下发。另外，控制层面接收网管的操作命令，完成操作维护功能；数据层面驱动软件部分将适配控制层面的命令，然后对硬件寄存器进行操作，最终完成上层的功能。
下面对双向LSP的创建与维护的实施做详细过程说明：
(1)网管上建立节点之间的SDH连接，通常是VCG的级联组，例如虚级联组；MPLS的LSP在这些SDH连接的基础上进行；
(2)用户提供建立双向LSP需要的配置信息，申请建立双向LSP；配置信息包括起始节点、结束节点、LSP途经的中间接点、LSP通过各节点时使用的端口号和MPLS标签，以及LSP业务的服务类型和带宽信息；
(3)MPLS控制层面收到用户建立双向LSP的申请后，分配一个标识符双向LSP-ID，用于标识用户所需建立的双向LSP，一个双向LSP对应一个唯一的标识符双向LSP-ID；
(4)MPLS控制层面分解用户配置信息，参数见图2，通过网管的配置接口依次下发到LSP的每个节点上；
(5)从起始节点，经过中间节点，最后到结束节点，各MPLS节点根据收到的配置请求进行配置，并反馈配置失败或者成功；如果存在配置失败的LSP节点，则控制层面选择重新下发配置；
所述配置包括端口号的配置、标签的配置、带宽的配置、服务类型的配置；
端口号的配置包括向上游端口号和向下游端口号的配置；标签的配置包括向上游入口标签、向上游出口标签、向下游入口标签和向下游出口标签的配置；
服务类型的配置和带宽的配置，需要区分双向LSP的两个方向分别配置；
(6)LSP的所有节点配置成功后，返回给控制层面成功信息，此双向LSP即成功建立，可供用户使用以完成不同的业务传送目的。
双向LSP创建完毕后，在此基础上用户可以根据需要通过网管配置LSP的保护，可供选择的配置包括1+1保护和1∶1保护。1+1保护是指在保护路径上可以承载业务，而1∶1保护是指在保护路径上不承载业务，详情请参见ITU-T YD 1720标准。在已经创建成功的双向LSP，具有相同起始节点和目的节点，但通过不同路径的双向LSP中选择备份LSP，配置保护关系的参数，包括延迟时间和恢复时间。
用户在创建成功的双向LSP上配置业务，这些业务可以是以太网业务和以太网VLAN业务。
在双向LSP提供业务的过程中，用户需要监视业务在LSP的收发性能，根据SDH网管的理论，定时上报所需的性能，性能参数见图3，性能的计算方法如下：
向下游的转发字节数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP转发的字节数
向下游的转发包数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP转发的包数
向下游的丢弃包数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP丢弃的包数
向上游的转发字节数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP转发的字节数
向上游的转发包数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP转发的包数
向上游的丢弃包数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP丢弃的包数
根据SDH网管的理论，双向LSP告警参数的检测点为双向LSP-ID，故障参数见图4，包括向上游连接性检验失败、向下游连接性检验失败、向上游SDH层故障和向下游SDH层故障。当LSP的MPLS层或者底层检测到故障发生时，告警产生和上报的过程如下：
(1)作为MPLS服务层的SDH层发生故障，SDH层上报告警信号；或者MPLS本层发生故障，例如，单向的LSP发生连接性检测失败(LOCV)；
(2)故障点的下游端点在双向LSP上产生故障告警，例如LOCV告警；
(3)下游端点向起始节点发送反向故障指示(BDI)信号；
(4)双向LSP的起始节点产生BDI告警。
双向LSP在运行中，可以因为发生故障或者网管操作导致保护倒换的发生，保护倒换的机制如下：
(1)工作LSP发生故障告警或者BDI告警，发生节点作保护倒换，同时倒换业务收发到备份LSP上，倒换动作针对整个双向LSP的收发进行；
(2)网管可以人工控制倒换发生，进行强制倒换和人工倒换；强制倒换具有高于故障倒换的优先级，人工倒换的优先级低于故障倒换；
(3)故障恢复后，业务如果需要倒换恢复，则业务的收发同时倒换回工作路径；倒换恢复可以配置为返回式或非返回式，返回式需要提供恢复时间的配置。

Claims (10)

1、一种双向标记交换路径的实现方法，其特征在于，通过以下步骤完成双向标记交换路径(双向LSP)的创建：
(1)用户提供建立双向LSP需要的配置信息，申请建立双向LSP；
(2)MPLS控制层面收到用户建立双向LSP的申请后，分配一个标识符双向LSP-ID，用于标识用户所请求建立的双向LSP；
(3)MPLS控制层面分解用户配置信息，通过网管的配置接口依次下发到LSP的每个节点上；
(4)从起始节点，经过中间节点，最后到结束节点，各MPLS节点根据收到的配置请求进行配置，并反馈配置失败或者成功；如果存在配置失败的LSP节点，则控制层面可选择重新下发配置或者取消此次配置；
所述配置包括端口号的配置、标签的配置、带宽的配置、服务类型的配置；
端口号的配置包括向上游端口号和向下游端口号的配置；标签的配置包括向上游入口标签、向上游出口标签、向下游入口标签和向下游出口标签的配置；
服务类型的配置和带宽的配置，需要区分双向LSP的两个方向分别配置；
(5)LSP的所有节点配置成功后，返回给控制层面成功信息，此双向LSP即成功建立，可供用户使用以完成不同的业务传送目的。
2、根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，步骤1中所述配置信息包括起始节点、结束节点、LSP途经的中间接点、LSP通过各节点时使用的端口号和多协议协议标记交换(MPLS)标签，以及LSP业务的服务类型和带宽信息。
3、根据权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于，双向LSP创建之后，双向的工作LSP通过双向的备用LSP保护，保护方式可以是1+1保护，或者1∶1保护。
4、根据权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于，所建立的双向LSP在设备中提供业务以后，通过网管接口上报收发业务的各种性能情况；
转发性能区分上、下游方向分别统计，从起始节点到结束节点方向的包的转发称为“向下游转发”，从结束节点到起始节点的包的转发称为“向上游转发”；
性能统计的具体参数与性能的计算方法如下：
向下游的转发字节数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP转发的字节数
向下游的转发包数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP转发的包数
向下游的丢弃包数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP丢弃的包数
向上游的转发字节数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP转发的字节数
向上游的转发包数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP转发的包数
向上游的丢弃包数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP丢弃的包数。
5、根据权利要求3所述的实现方法，其特征在于，所建立的双向LSP在设备中提供业务以后，通过网管接口上报收发业务的各种性能情况；
转发性能区分上、下游方向分别统计，从起始节点到结束节点方向的包的转发称为“向下游转发”，从结束节点到起始节点的包的转发称为“向上游转发”；
性能统计的具体参数与性能的计算方法如下：
向下游的转发字节数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP转发的字节数
向下游的转发包数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP转发的包数
向下游的丢弃包数＝负责从向上游端口到向下游端口的LSP丢弃的包数
向上游的转发字节数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP转发的字节数
向上游的转发包数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP转发的包数
向上游的丢弃包数＝负责从向下游端口到向上游端口的LSP丢弃的包数。
6、根据权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于，所建立的双向LSP在设备中提供业务以后，当LSP的MPLS层或者底层检测到故障发生时，告警产生和上报的过程如下：
(1)故障点的下游端点在双向LSP上产生故障告警；
(2)下游端点向起始节点发送反向故障指示信号；
(3)双向LSP的起始节点产生反向故障指示告警；
双向LSP告警参数的检测点为双向LSP-ID，故障参数包括向上游连接性检验失败、向下游连接性检验失败、向上游SDH层故障和向下游SDH层故障。
7、根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所建立的双向LSP在设备中提供业务以后，当LSP的MPLS层或者底层检测到故障发生时，告警产生和上报的过程如下：
(1)故障点的下游端点在双向LSP上产生故障告警；
(2)下游端点向起始节点发送反向故障指示信号；
(3)双向LSP的起始节点产生反向故障指示告警；
双向LSP告警参数的检测点为双向LSP-ID，故障参数包括向上游连接性检验失败、向下游连接性检验失败、向上游SDH层故障和向下游SDH层故障。
8、根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，所建立的双向LSP在运行中，在发生故障或者网管操作需要保护倒换时，根据如下方法进行保护倒换：
(1)工作LSP发生故障告警或者BDI告警，发生节点作保护倒换，同时倒换业务收发到备份LSP上，倒换动作针对整个双向LSP的收发进行；
(2)网管可以人工控制倒换发生，进行强制倒换和人工倒换；强制倒换具有高于故障倒换的优先级，人工倒换的优先级低于故障倒换；
(3)故障恢复后，业务如果需要倒换恢复，则业务的收发同时倒换回工作路径；倒换恢复可以配置为返回式或非返回式，返回式需要提供恢复时间的配置。
9、根据权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于，步骤4中所述端口号的配置和标签的配置，对于起始节点，向上游的端口号和出入口标签都为0；对于结束节点，向下游的端口号和出入口标签都为0。
10、根据权利要求8所述的实现方法，其特征在于，步骤4中所述端口号的配置和标签的配置，对于起始节点，向上游的端口号和出入口标签都为0；对于结束节点，向下游的端口号和出入口标签都为0。
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