一种自动交换光网络控制实体拓扑的自动发现方法

摘要

一种ASON控制实体拓扑的自动发现方法，先在LMP协议组件中增加控制实体对象和用于控制实体邻接发现、维护的CtrlEntityDM消息，该消息包含LMP协议中的节点对象和控制实体对象；在邻接关系发现过程，各控制实体通知各自对应PC中的LMP协议组件以IP包的形式构造CtrlEntityDM消息并组播发送；各PC收到CtrlEntityDM消息后通告本地控制实体，由其根据消息中的邻接控制实体对象更新本地控制平面拓扑资源信息；如果有控制实体在设定时间内接收不到邻接控制实体的CtrlEntityAM消息，则向本地PC中的OSPF协议组件通告该邻接控制实体死亡，由该组件更新本地控制平面拓扑资源信息，并在拓扑关系变化时在网络中洪泛控制实体邻接状态。

说明书

id="p0001" num="0001"> 一种自动交换光网络控制实体拓朴的自动发现方法

技术领域

本发明涉及光网络领域，具体涉及自动交换光网络中控制实体自动发现 方法。

背景技术

光网絡， 例如 OTN ( Optical transmission network, 光传送网给）、 WDM ( Wavelength-division multiplexing, 波分复用 ) 、 SDH ( Synchronous digital hierarchy, 同步数字系列）或 SONET ( Synchronous optical network, 同步光 网络）传送网， 在电信领域已经得到广泛应用。

自动交换光网给 ( Automatic switched optical network, 简称 ASON )是 近年来光网络领域的研究热点。 ITU-TG.8080建议提出了 ASON的概念， 通 过设置专门的控制平面 （Control plane, 筒称 CP ) 完成 ASON网络的功能。 ITU-TG.7714建议规定了 ASON网络传送实体自动发现的实现框架，为传送 实体的邻接发现提供了实现规范， 但 ASON相关建议标准目前没有给出控 制实体自动发现、 控制实体网络拓朴维护的实现方法。 如果 ASON 网络没 有合适的控制实体自动发现方法， 所有这些工作必将通过人工干预完成。 面 对日益复杂的网络， 通过人工干预配置控制实体邻接关系， 一方面违背了 ASON 网络的自动化目标， 另一方面增加了工作的复杂度和人为出错的概 率。如果 ASON网络没有合适的控制实体网络拓朴维护的方法， ASON网络 的功能实现将受到诸多限制。 .

如图 1所示， A、 B、 C、 D、 E、 F、 G以及黑色的实线表示传送实体组 成的拓朴， a、 b、 c、 d、 e、 f、 g以及蓝色的虚线表示相应控制实体， 例如， 路由控制器（ Routing Controller,简称 RC )、连接控制器 (Connection Controller, 筒称 CC)、 呼叫控制器（Call Controller, 简称 CallC ) , ...... , 等控制实体 对应的拓朴。 假定与传输实体 Β对应的控制实体 b出现了故障。 现在要传 送从实体 A到 C的连接建立请求， 如果不对控制实体的拓朴进行发现和维 护， 与传送实体 A对应的控制实体 RC将根据传送实体的拓朴信息，根据路 由算法， 例如基于约束的最短路径优先 (Constraint Shortest Route First, 筒称 CSPF), 进行连接路由计算， 计算结果是 A - >B->C, 但是由于传送实体 B 对应的控制实体 b已经发生故障， b将无法完成接收信令， 完成相应的控制 功能， 因此传送实体上 A到 C的连接是无法完成的。 发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种自动交换光网络控制实体邻接关 系的发现方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动交换光网络控制实体邻 接关系的发现方法，先依据自动交换光网络的框架结构对通用多标签交换协 议控制器中的链路管理协议控制组件进行扩展，增加控制实体对象和用于控 制实体邻接发现、 维护的 CtrlEntityDM消息， CtrlEntityDM消息中包含链路 管理协议中的节点对象和控制实体对象； 该发现方法包括以下步骤：

( a ) 网络中的各控制实体通过各自对应的协议控制器中的链路管理协 议控制组件以 IP包的形式构造 CtrlEntityDM消息， 并以组播的方式发送;

( b )各协议控制器收到 CtrlEntityDM消息， 校验通过后,通告本地控制 实体， 本地控制实体获取消息中的邻接控制实体对象, 更新本地控制平面拓 朴资源信息， 完成邻接发现。 ·

进一步地，上述发现方法还可具有以下特点： 所述 CtrlEntityDM消息的 组播发送是周期性进行的或是定时进行的。

进一步地， 上述发现方法还可具有以下特点： 所述控制实体对象是指用 于标识控制实体身份信息的标识, 该标识包含本地控制实体 RC的地址， 或 者该标识不包含本地控制实体 RC的地址时，在 CtrlEntityDM消息中另外携 带有控制实体的地址。

本发明要解决的另一技术问题是提出一种自动交换光网络控制实体拓 朴的自动发现方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动交换光网络控制实体拓 朴的自动发现方法，先依据自动交换光网絡的框架结构对通用多标签交换协 议控制器中的链路管理协议控制组件进行扩展，增加用于标识控制实体身份 信息的控制实体对象和用于控制实体邻接发现、 维护的 CtrlEntityDM消息， CtrlEntityDM消息中包含链路管理协议中的节点对象和控制实体对象； 该自 动发现方法包括控制实体邻接关系的发现过程， 该过程包括以下步骤：

( a ) 网络中的各控制实体通知各自对应的协议控制器中的链路管理协 议控制组件以 IP包的形式构造 CtrlEntityDM消息， 并以组播的方式发送；

. ( b )各协议控制器收到 CtrlEntityDM消息， 校验通过后通告本地控制 实体， 本地控制实体获取消息中的邻接控制实体对象， 更新本地控制平面拓 朴资源信息， 完成邻接发现。

进一步地， 上述自动发现方法还可具有以下特点： 在对链路管理协议控 制组件进行扩展时，还增加用于控制实体进行邻接状态通告的 CtrlEntityAM 消息， 消息中包含发布消息的控制实体对象及其相邻控制实体对象；

在邻接发现完成后，还执行以下控制实体邻接状态维护过程， 该维护过 程包括以下步骤：

( c )如果有控制实体在设定的时间周期内接收不到某一邻接控制实体 的 CtrlEntityAM消息，则构造 CtrlEntityAM消息发送给本地协议控制器中的 开放式最短路径优先路由协议控制组件, 通告该邻接控制实体死亡;

( d )所述开放式最短路径优先路由协议组件收到 CtrlEntityAM消息后， 更新本地控制平面拓朴资源信息。

进一步地， 上述自动发现方法还可具有以下特点： 还依据自动交换光网 络的框架结构对通用多标签交换协议控制器中的开放式最短路径优先路由 协议控制组件进行扩展，增加用于控制实体邻接状态的洪泛的顶级类型长度 值，该顶级类型长度值中至少包含发布洪泛信息的控制实体对象及其邻接的 控制实体对象； 并且， 所述步骤（b )和.（d ) 中， 如果本地控制平面拓朴资源信息发生 变化，开放式最短路径优先路由协议控制组件还以顶级类型长度值的形式在 自动交换光网络中洪泛控制实体邻接状态；网络中的协议控制器接收到洪泛 的顶级类型长度值后， 更新各自的本地控制平面拓朴资源信息，使得每个控 制实体都将具有控制平面中同类控制实体的所有邻接状态。

进一步地， 上述自动发现方法还可具有以下特点： 所述 CtrlEntityDM消 息的组播发送是周期性进行的或者是定时进行的。

进一步地， 上述自动发现方法还可具有以下特点： 所述控制实体对象是 指用于标识控制实体身份信息的标识，该标识包含本地控制实体 RC的地址， 或者该标识不包含本地控制实体 RC的地址时，在 CtrlEntityDM消息中另外 携带有控制实体的地址。 进一步地, 上述自动发现方法还可具有以下特点： 所述顶级类型长度值 下还对不同类型的控制实体创建了不同的子类型长度值，并包含洪泛过程发 送的消息中的不透明链路状态广播包中。

进一步地， 上述自动发现方法还可具有以下特点： 所述步骤（d ) 中， 更新本地控制平面拓朴资源信息时，是将 CtrlEntityAM消息中的邻接控制实 体的状态置为不可达。

从上述技术步骤来看， 本发明方法依据 ASON 网络的框架结构， 对 GMPLS进行了扩展，在 LMP中增加控制实体的发现消息并通过控制实体组 播来完成控制实体的邻接发现， 然后在 OSPF - TE中增加顶级 TLV来完成 控制实体邻接状态的扩散， 实现 ASON 网络中控制平面拓朴资源信息库同 步更新，从而解决了人工配置控制实体邻接关系存在的问题和由于控制实体 故障导致无法建立传送连接的问题， 具备简洁、 可靠的优点。

附图概述

图 1是当前 ASON体系结构中控制实体故障导致路由计算错误示意图。 图 2是 ASON网络控制实体组播发现信息示意图。

图 3是 ASON网络控制实体邻接关系建立示意图。

图 4和图 5是 ASON网络控制实体洪泛邻接状态信息示意图。 图 6是 ASON网络控制实体拓朴发现示意图。

图 7是本发明 ASON网络路由控制模块结构图示意图。

图 8和图 9是 ASON网络控制实体邻接关系维护示意图。 本发明的较佳实施方式

目前在 ASON 网络中主要是利用通用多标签交换 （ Generalized Multi-Protocol Label Switching, 以下简称 GMPLS )协议控制器中的链路管 理协议（ Link Management Protocol , 以下简称 LMP)组件完成传送平面的链 路资源管理（包括传送实体的层邻接发现、 层邻接关系维护等） 。

为了实现传送平面资源的扩散， ASON控制平面主要利用 了 GMPLS 协议控制器中的基于流量工程的开放式最短路径优先路由 （Open Shortest Route First-Traffic Engineering， 以下简称 OSPF-TE )的协议组件。 传统的开 放式最短路径优先路由（ Open Shortest Route First, 以下简称 OSPF )协议组 件主要是为 IP网设计的， RFC2328中描述了 OSPF的 5种链路状态广播包 ( Link State Advisement, 以下筒称 LSA ) , 它们适合于描述典型的 IP网的 拓朴结构。随着 OSPF节点种类概念的引入， OSPF路由协议组件增加了 LSA 的类型。 RFC2370 ( The OSPF Opaque LSA Option )中增加的 9、 10和 11三 种新的 LSA类型， 被称为 Opaque (不透明） LSA。 这种类型的 LSA包括 一个标准 LSA头， 后面跟特定的应用信息。 该信息可被 OSPF直接使用也 可由其他应用处理。为了支持流量工程， RFC3630 ( Traffic Engineering (TE) Extensions to OSPF Version 2 )使用了 Opaque LSA, 并增加了 2种顶级类型 长度值 ( Type-Leng-Value,以下筒称 TLV )： Router Address和 Link。 ASON 由以上的描述可以看出， 目前 GMPLS中的 LMP和 OSPF-TE组件主要 被 ASON用来实现控制平面中传送实体的链路管理和传送平面的资源扩散， 虽然光互联网论坛 ( Optical Internetworking Forum, 以下简称 OIF )在其颁 布的 User Network Interface ( UNI ) 1.0 Signaling Specification, Release 2中 对 LMP进行了扩展，使得 LMP可以支持传送平面的层邻接发现和传送实体 的能力交换，但是仍然没有考虑控制平面中控制实体的自动发现和邻接状态 的扩散。

本发明的核心思想是：依据 ASON网络的框架结构对 GMPLS进行扩展 使之能够满足控制实体网络拓朴的自动发现。 首先对 LMP协议控制组件进 行扩展，增加用于控制实体邻接发现、维护的消息（以下筒称 CtrlEntityDM ), 用于控制实体的进行邻接状态通告的消息（以下简称 CtrlEntityAM ) , 以及 用于标识控制实体身份信息的对象（以下简称 CtrlEntitylD )。 同时对 OSPF - TE协议控制组件进行扩展，增加一种顶级 TLV(以下简称 CtrlEntityTLV ) 来完成控制实体邻接状态的扩散， 最终完成控制实体网络拓朴的自动发现。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

下面结合图 2和图 3, 以 ASON控制平面中的控制实体 RC为例说明本 实施例控制实体邻接发现方法， 其它类型控制实体是一样的。

在图 2和图 3所示的 ASON控制平面中，路由控制器 1(以下简称 RC-1 ) 和协议控制器 1 (以下简称 PC-1 )属于控制节点 1 , 路由控制器 1 (以下简 称 RC-2 )和协议控制器 2 (以下筒称 PC-2 )属于控制节点 2, 路由控制器 3 (以下简称 RC-3 )和协议控制器 3 (以下简称 PC-3 )属于控制节点 3。

具体实施方法包括如下步骤：

步驟一、 依据 ASO 网络的框架结构对 GMPLS中的 LMP协议控制组 件进行扩展， 增加用于控制实体邻接发现、 维护的 CtrlEntityDM消息, 用于 控制实体进行邻接状态通告的 CtrlEntityAM 消息以及用于标识控制实体身 份信息的对象 CtrlEntitylD;

步驟二、 图 2所示路由控制器 RC-1、 RC-2和 RC-3通过各自 PC中的 LMP 协议控制组件以 IP 包的形式构造步骤一中 CtrlEntityDM 消息， CtrlEntityDM 消息应该至少包含 LMP 协议中的节点对象 （以下筒称 NODE— ID )和扩展的控制实体对象 CtrlEntitylD, 承载有以下信息： 本地控 制节点的标识， 以下简称 LOCAL— CTRLNODE— ID; 以及本地控制实体 RC 标识， 以下简称 LOCAL—RC— ID,本地控制实体 RC标识可以包含（或等效） 本地控制实体 RC的地址， 如果不包含， 则另外加上 RC的地址； 步骤三、 图 2所示路由控制器 RC-1、 RC-2和 RC-3均通过对应的协议 控制器 PC的 LMP协议控制组件， 周期性地以 IP组播的方式发送步骤二所 述的 CtrlEntityDM ^息， 组播自己的身份信息,然后转入下一 ;

在另一实施例中， CtrlEntityDM消息也可以定时发送， 在某些情况下可 能停止， 例如到达某个门限或是得到故障信息， 当然停止后可以才艮据触发的 条件重新启动此消息的发送。

步驟四、 如图 3所示， 通过 RC-1和 RC-2之间的双向可达 IP控制通道 (指 RC-1到 PC-1到 PC-2到 RC-2的通道） ， RC-1可以接收到来自 RC-2 的 CtrlEntityDM消息， RC-2也能接收到来自 RC - 1的 CtrlEntityDM消息； 通过 RC-2和 RC-3之间的双向可达 IP控制通道， RC-2可以接收到来自 RC3 的 CtrlEntityDM消息， RC-3也能接收到来自 RC-2的 CtrlEntityDM消息。

路由控制器. RC-1、 RC-2.和 RC-3对接收到的 CtrlEntityDM消息进行校 验，如果正确则可以从接收到的 CtrlEntityDM消息中获取邻接路由控制器的 地址， 更新本地控制平面拓朴资源信息库, 完成邻接发现， 在拓朴关系发生 变化时， 进一步触发路由控制器的邻接状态扩散的过程， 否则将错误上报管 理平面处理。

在上述第四步完成路由控制的邻接发现成功后，还可以进入路由控制器 邻接状态维护过程， 下面结合图 8和图 9， 以 RC-1为例进行说明。 步驟如 下：

步骤五、 在上述第四步完成邻接发现的路由控制器 RC-1将 续向邻接 控制实体 RC-2 定时发送 CtrlEntityDM 消息。 同时检测来自 RC-2 的 CtrlEntityDM 消息情；兄。 如果在设定周期内， 接收不到 RC-2 发送的 CtrlEntityDM消息， 则转入下一步。 否则继续执行步驟五；

步驟六、 步驟五中的路由控制器 RC-1构造 CtrlEntityAM消息， 消息的 内容至少包含发布消息的 RC-1的 CtrlEntitylD以及相邻路由控制器 RC-2的 CtrlEntitylD;

步骤七、 步骤六中的路由控制器 RC-1发送 CtrlEntityAM的消息给本地 PC-1中的 OSPF-TE协议控制组件通告 RC-2死亡， 通知其更新本地控制平 面拓朴资源信息库，将本地控制平面拓朴中的 RC-2状态改为 "不可达" （该 状态持续一段时间后可删除该 RC ) , 并触发控制实体邻接状态扩散过程； 路由控制器 RC-1发送给本地 PC-1的 CtrlEntityAM的消息， 由于是本 地消息， 其格式可以由厂商来选择， 本发明不加以限定。

RC-2、 RC-3的邻接状态维护过程的步骤与 RC-1—样。

下面结合图 4到图 7, 以 ASON控制平面中的控制实体 RC为例说明本 实施例控制实体邻接状态扩散方法。 在图 4和图 7所示的 ASON控制平面中，路由控制器 1(以下简称 RC- 1 ) 和协议控制器 1 (以下筒称 PC-1 )属于控制节点 1 , 路由控制器 2 (以下简 称 RC-2 )和协议控制器 2 (以下简称 PC-2 )属于控制节点 2, 路由控制器 3 (以下简称 RC-3 )和协议控制器 3 (以下筒称 PC-3 )属于控制节点 3。

邻接状态扩散方法的具体实施步骤如下：

步骤一、依据 ASON网络的框架结构对 GMPLS中的 OSPF - TE协议控 制组件进行扩展，在 Opaque LSA中增加 CtrlEntityTLV用于控制实体邻接状 态的洪泛， 在此顶级 TLV 下创建路由控制器的子 TLV (以下筒称 CtrlEntityRcTLV ) ， CtrlEntityRcTLV 内容至少包含发布洪泛信息的路由控 制器的 CtrlEntitylD以及与其邻接的路由控制器的 CtrffintitylD;

步骤二、 如图 4所示， 路由控制器 RC-1在确认其邻接关系发生改变后, 发送 CtrlEntityAM消息给本地的 PC-1 中的 OSPF-TE协议控制组件， 消息 的内容至少包含发布消息的 RC-1路由控制器的 CtrlEntitylD以及发生改变 的邻接路由控制器的 CtrlEntitylD, 通知其更新本地控制平面拓朴资源信息 库并触发路由控制器邻接状态洪泛的过程， OSPF-TE协议控制组件在洪泛 过程发送的消息中的 Opaque LSA中带有 CtrlEntityTLV信息；

同理 RC-2在确认其邻接关系发生改变后，发送 CtrlEntityAM消息给本 地的 PC-2中的 OSPF-TE协议控制组件， RC-3在确认其邻接关系发生改变 后，发送 CtrlEntityAM消息给本地的 PC-3中的 OSPF-TE协议控制组件，通 知各自的 PC更新各自本地控制平面拓朴资源信息库并触发路由控制器邻接 状态洪泛的过程。

如图 4和图 5所示， 路由控制器 RC-1、 RC-2和 RC-3的邻接状态以 CtrlEntityTLV (包含 CtrlEntityRcTLV)的形式由 PC-1、 PC-2和 PC-3 中的 OSPF-TE协议控制组件在 ASON网络的控制平面中扩散；

步骤三、 如图 6 和图 7 所示， PC-1、 PC-2 和 PC-3 接收到洪泛的 CtrlEntityTLV, 然后更新各自的本地控制平面拓朴资源信息库， 完成 RC拓 朴的自动发现。

本发明依据 ASON网络的框架结构， 对 GMPLS进行了扩展， 在 LMP 中增加控制实体的发现消息并通过控制实体组播来完成控制实体的邻接发 现， 然后在 OSPF - TE中增加顶级 TLV来完成控制实体邻接状态的扩散， 实现 ASON 网络中控制平面拓朴资源信息库同步更新， 从而解决了 ASON 网絡控制实体拓朴自动发现问题。这样，出现图 1中所示的控制实体故障后， 就可以借助本发明的拓朴自动发现的方法获知这一情况，并可以根据发现的 拓朴寻找新的连接路由。 工业实用性

本发明可以在 ASON网络中, 完成控制实体的邻接发现、 扩散和维护。 解决了 ASON网絡控制实体拓朴自动发现问题。