一种利用多条分组交换网络隧道承载伪线业务的方法

摘要

本发明提供了一种利用多条PSN隧道承载PW业务的方法，包括以下步骤：建立PW，获得对端PW标签，获知对端设备是否支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务；根据PW业务建立PSN隧道，设置PW和PSN隧道之间的业务承载关系；报文到达PW后，打上报文标识和对端PW标签，发送到PSN隧道，处理后再发送；到达出口时，PSN隧道首先作自相关处理，将报文发送至PW缓存，先剥离对端PW标签，获得报文标识，如果满足当前发送条件，将报文剥离报文标识后发送出去，否则将报文存放到PW待发送队列中，处理下一个报文；判断当前应发送的等待时间是否大于最大超时时间，并作相应处理。本发明增加了业务可接入性和网络带宽的利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种利用多条分组交换网络(packetswitch network，以下简称PSN)遂道承载伪线(Pseudo Wire，以下简称PW)业务的方法。

背景技术

全球电信业已经走到划时代变革的路口，随着3G移动通信的来临，下一代通信网络(Next Generation Network，简称NGN)、网络融合的迫近，一些最新的电信热点技术相继出现。这些技术与新业务的开展密切相关，将决定运营商从传统网络向未来网络架构迁移的步伐和路线。

融合是每个服务提供商所要实现的远大目标。然而电信业迄今为止还没有出现能够指引大家共同前进的领袖，融合理想的实现对每个运营商来说仍是一个挑战。最简单的解决办法就是把IP融入每个网络，所有人都已经认识到IP网络的好处，并且努力利用它。但是传统运营商基于电路的一系列现有服务，如异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，以下简称ATM)、帧中继和专用线路仍然是有利可图的，企业用户也仍得依靠这些服务来支持它们的业务需求。如何一方面保留这些有利可图的现有服务，同时迁移到融合的IP/多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switch，以下简称MPLS)骨干网，满足对基于IP的新型以太网服务的需求呢？IETF的边缘到边缘伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，简称PWE3)机制也许就是答案。

PW是一种在PSN上模拟各种点到点业务的机制，被模拟的业务可以是时分复用(Time Division Multiplexing，简称TDM)专线、ATM、帧中继(Frame Relay，简称FR)_技术或以太网等。PW利用PSN上的隧道机制来模拟一种业务的必要属性。PW可以对特定服务的协议数据单元(protocol dataunit，简称PDU)进行封装，PDU里面含有仿真特定服务所必需的数据和控制信息。使用PW仿真机制，运营商可以将所有的传送业务转移到一个融合的网络(如IP/MPLS)之中。从用户的角度来看，可以认为PW仿真模拟的PW是一种专用的链路或电路。申请日为2003年12月03日，申请号为200310120067，发明名称为《边缘到边缘伪线仿真协议的实现方法》的中国专利申请，以及公开号为US2005129059，发明名称为《伪线仿真边缘到边缘协议的实现方法(Method of implementing PSEUDO wireemulation edge-to-edge protocol)》的美国专利申请中都描述了如何在MPLS分组交换网络中实现PW仿真，但是都没有提到如何利用多条PSN隧道完成PW仿真的业务。

传统的PW利用PSN隧道通常都是单方向上利用一条PSN隧道，或者多条PW复用一条PSN隧道，这样PW仿真的业务就受限于某一PSN隧道。这样一方面有可能造成拥塞；另一方面当两个PE节点间的任一PSN隧道带宽(此时PSN隧道所在的物理链路也无剩余带宽)都不能满足业务需求时，这一业务就不能被接入。

发明内容

本发明的目的是将PW仿真的业务利用多条PSN隧道来承载，这样一方面能利用多条隧道来平衡网络负载；另一方面可以在当一条PSN隧道(此时在物理链路上也无更多的带宽可用)不能满足业务需求时，将业务用不同物理链路上的多条PSN隧道来承载，提高了网络的接入能力和灵活性。

鉴于上述目的，本发明提供了一种利用多条PSN隧道承载PW业务的方法，包括以下步骤：

步骤1，建立PW，获得对端PW标签，获知对端设备是否支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务；

步骤2，如果对端设备支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务，则根据该PW所要承载的PW业务建立PSN隧道，并设置PW和PSN隧道之间的业务承载关系；

步骤3，PW业务的报文到达PW后，首先为该报文打上报文标识，再打上上述对端PW标签，然后根据上述业务承载关系将报文发送到对应的PSN隧道，PSN隧道根据自己的处理方式处理报文并发送；

步骤4，上述报文到达PSN隧道出口时，PSN隧道首先对自身作自相关处理，再根据上述对端PW标签将报文发送至对应的PW缓存；

步骤5，在PW缓存中，首先剥离上述报文的对端PW标签，获得上述报文标识，判断上述报文标识是否满足当前发送条件，如果是，则将上述报文剥离报文标识后发送出去；如果不是，则将上述报文存放到PW待发送队列中，处理下一个报文；

步骤6，如果当前应从该PW发送出去的报文标识的等待时间大于最大超时时间，则更新该PW应发送报文标识，判断待发送队列中是否有报文满足发送条件，如果有，则发送上述待发送队列中的报文并更新当前应从该PW发送出去的报文标识；如果没有，则延时后进入下一次处理机制。

上述PSN隧道可以通过MPLS的标签交互路径(Label Switched Patch，以下简称LSP)隧道或其它方式建立。

在上述步骤1中，获知对端设备是否支持该PW利用多条PSN隧道承载PW业务的方法是在对端PW标签中包括一个字段，用来标识某一设备支持将报文调度到多条PSN隧道并可对来自多条PSN隧道的报文按照报文标识来重组。

上述步骤1中建立PSN隧道的操作包括配置带宽和服务类型等PSN隧道相关信息。

如果上述PSN隧道通过MPLS的LSP隧道建立，则在上述步骤3中，还要为打上对端PW标签的报文打上LSP隧道标签；在上述步骤4中，PSN隧道对自身作出自相关处理后，还要将上述LSP隧道标签剥离；上述步骤5中，发送条件是报文携带的报文标识与当前需要从PW发送的报文标识相等，当在发送成功后，更新当前需要从PW发送的报文标识为下一个需要发送的报文标识。此时，上述报文存放到上述PW的待发送队列中的顺序按照报文应发送标识的先后顺序排列。

本发明提供的技术方案的有益效果在于，其平衡了PSN中的负载，也增加了PSN中业务的可接入性，增加了网络带宽的利用率，节约了成本，增加了效益。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是PW利用PSN隧道承载业务的示意图。

图2是发送端处理的流程图。

图3是接收端处理的流程图。

图4是报文标识超时处理的流程图。

图5是本发明一较佳实施例的软件部分模块示意图。

图6是本发明一较佳实施例的网管初始化路由配置的示意图。

图7是本发明一较佳实施例的报文头部字段排列的示意图。

图8是本发明一较佳实施例的PW配置的数据结构图。

图9是本发明一较佳实施例的调度PW业务到多条LSP隧道上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种利用多条PSN隧道承载PW业务的方法作进一步的详细说明。

图1表示PW利用PSN隧道承载业务，其中，一个PW业务可以利用多条PSN隧道来承载业务，即当一个伪线承载的业务到达伪线后，我们可以将伪线承载的业务用如图所示的几条PSN隧道来承载，当伪线承载的业务到达时，我们首先将其按照PSN隧道的带宽比例调度到相应的PSN隧道中，在接收端，我们又利用本发明中提到的方法，进行报文的接收，最后再发送出去。整个过程对于需要承载业务的客户是透明的。

本发明在发送端的处理过程如图2所示，在PW业务的报文到达后，首先进行步骤201，对该PW业务报文打上报文标识ID并封装，然后进行步骤202，为PW业务打上对端PW标签，再进行步骤203，根据业务承载关系将上述报文发送到对应的PSN隧道，最后进行步骤204，PSN隧道对PW业务作相关处理后发送出去。

接收端的处理过程如图3所示，包括以下步骤，

步骤301，PSN隧道判断决定报文是否已经到达PSN隧道出口，如果是，执行步骤302，如果否，执行步骤303；

步骤302，在PSN隧道收到上述报文后，对业务报文进行处理，执行步骤304；

步骤303，继续向PSN隧道的下一个节点转发，此过程结束；

步骤304，根据上述对端PW标签将报文发送至对应的PW缓存中进行处理并剥离上述报文的对端PW标签，；

步骤305，获得报文的报文标识ID，判断上述报文标识ID是否满足当前发送条件，如果是，执行步骤307，如果否，执行步骤306；

步骤306，将上述报文存放到PW待发送队列中，此过程结束；

步骤307，将上述报文剥离报文标识ID后从对应的端口发送出去；

步骤308，更新当前PW需要发送的报文标识ID，此过程结束。

报文超时处理流程如图4所示，包括以下步骤，

步骤401，判断当前应从该PW发送出去的报文标识ID的等待时间是否大于最大超时时间T，如果是，将该报文标识ID加1，转到步骤403，如果否，转到步骤402；

步骤402，延时报文标识需要超时的时间，转到步骤401；

步骤403，判断待发送队列中最前面一个报文是否满足发送条件，如果是，转到步骤405，如果否，转到步骤404；

步骤404，更新报文发送标识，转到步骤402；

步骤405，发送上述待发送队列中的报文，并更新当前应从该PW发送出去的报文标识ID。

本发明一具体实施例是在内嵌MPLS技术的多业务传输平台(Multi-Service Transport Platform，以下简称MSTP)设备中利用多条LSP隧道来承载PW业务。

本实施例中的网络是一个由多个内嵌MPLS技术的MSTP设备利用同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称SDH)连接组成的一个网络拓扑结构，并有一个网管设备501对各个内嵌MPLS技术的MSTP设备进行管理，完成操作和维护功能。

其中，内嵌MPLS技术的MSTP设备的软件部分与本发明有关的主要有控制层面502和数据层面503两部分，如图5所示。控制平面502的功能涉及信令、服务质量、操作管理维护、LSP保护、以及流量工程和二层虚拟专用网(L2VPN)等功能。其中，与本发明有关的主要包括路由模块532、LSP隧道模块522和PW模块512。路由模块532完成LSP建立时需要的路由信息；LSP隧道模块522完成LSP的建立；PW模块512完成PW的建立以及PW和LSP隧道间业务的绑定关系。

数据平面503提供了业务数据流分类和流调度、业务到MPLS的适配处理、MPLS标签交换和MPLS到业务的适配等功能。

本实施例利用如图6所示的网络拓扑结构，需求是在网元10.0.0.1和网元10.0.0.4之间建立一条200M的业务。

具体步骤如下：

a)如图6所示，网管501配置各个设备的路由初始化，配置各个设备节点的IP地址分别是10.0.0.1，10.0.0.2，10.0.0.3，10.0.0.4，以及配置各个端口的MPLS端口属性及IP地址。各个设备的路由模块完成路由学习，在本实施例中采用开放最短路径优先-流量工程(Open Shortest Path FirstOSPF-Traffic Engineering，以下简称OSPF-TE)协议。完成后的路由表如表1所示，以10.0.0.1为例。

节点IP地址出端口跳数10.0.0.21.0.0.2110.0.0.31.0.0.1110.0.0.41.0.0.2210.0.0.41.0.0.12

表1

b)配置PW模块，该PW模块512如图8所示，PW模块512中分别带有对端PW标签801、PW源节点802、PW宿节点803、带宽804、路径信息805和LSP信息806，其中对端PW标签801用于标识一条PW；PW源节点802表示PW仿真业务的起点，PW宿节点803表示PW仿真业务的终点，因为PW仿真业务是双向的，所以源节点和宿接点是针对PW仿真业务的某一端时才有其具体意义；带宽804表示PW所需要仿真的业务的带宽信息；路径信息805字段用于路由模块找到路径后填写；LSP信息806字段用于在建立好LSP模块的LSP隧道之后填写。配置后的PW模块如表2所示，以10.0.0.1为例：

对端PW标签801    2000PW源节点802    10.0.0.1PW宿节点803    10.0.0.4带宽804    200M路径信息805    空LSP信息806    空

表2

c)获得对端PW标签。本实施例中采用扩展OSPF-TE来实现，报文头部字段排列如图7所示，其中依次排列有隧道标签72，对端PW标签801，报文标识73，载荷。对端PW标签801包括LABEL字段，EXP字段，S字段和TTL字段等，其中的EXP字段111来表示某一设备支持将报文调度到多条LSP隧道上以及可以对来自多条LSP隧道的报文按报文标识ID重组的功能。

d)PW模块接收到配置信息后，在PW模块512中记录PW的数据结构，再将配置信息传递到OSPF-TE路由模块532。OSPF-TE路由模块532在收到配置信息后，利用自己的链路状态广播数据库(Link StateAdvertisement DATABASE)进行路由计算，并将路径信息805返回给PW模块512，路径信息如表3所示，以10.0.0.1为例：

表3

e)PW模块512再将路径信息805传递到LSP模块522，LSP模块522接收到配置信息后，利用资源预留及标签分配协议在配置信息中的路径信息805上的所有节点上进行标签、带宽和服务类型等配置，完成LSP隧道的建立。在所有的LSP隧道建立完成以后，将LSP信息806返回给PW模块512，LSP信息如表4所示，以10.0.0.1为例：

表4

f)控制层面502再将所有获得的数据传递给数据平面503，数据平面503根据控制层面502下发的配置信息对业务报文进行流分类和调度。

g)数据平面503在业务报文到达PW后，首先为报文打上一个标识先后顺序的报文标识ID73，然后在为其打上步骤c)获得的对端PW标签801，最后再根据调度到的LSP隧道来打上LSP隧道标签72。其中，报文的调度如图9所示，由数据平面503的调度器按照某一条LSP隧道分配的带宽进行调度，在本实施例中，一个PW业务需要20M的带宽，可以用多条带宽小于20M的PSN隧道来承载，例如，可以应用带宽为10M的LSP隧道1，带宽为7M的LSP隧道2和带宽为3M的LSP隧道3承载上述PW业务。由于每一次调度器都是调度一个完整的报文到某一个LSP隧道上，所以不存在报文分片的情况。

h)报文接收：报文到达LSP隧道出口时，首先完成对LSP隧道标签72的剥离并存放到LSP的缓存机制中，然后根据对端PW标签801调度到对应的PW缓存中并完成对端PW标签801的剥离，最后我们根据报文携带的报文标识ID73和当前PW需要发送的报文标识ID是否相等，如果相等，则将报文发送出去，并将当前PW需要发送的报文标识ID加1；如果不相等，则将报文按报文标识ID73的大小顺序加入到一个有序待发送队列中。

在LSP隧道的建立时，我们可以获得LSP隧道在该链路的传输时延T，用于设置报文标识超时时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。