基于PCEP的关键路径信息转发方法、装置和系统

摘要

本公开公开了一种基于PCEP的关键路径信息转发方法、装置和系统，涉及IP网络智能化领域。该方法包括：控制器向起始节点发送PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便起始节点根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点；控制器接收末端节点发送的PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。本公开实现了面向关键业务的端到端质量保证。

说明书

技术领域

本公开IP网络智能化领域，尤其涉及一种基于PCEP(Path Computation ElementCommunication Protocol，路径计算单元通信协议)的关键路径信息转发方法、装置和系统。

背景技术

SDN(Software Defined Network，软件定义网络)是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。在SDN架构下，通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，实现了网络流量的灵活控制。但相关技术中，面向关键业务的端到端质量得不到保证。

发明内容

本公开要解决的一个技术问题是，提供一种基于PCEP的关键路径信息转发方法、装置和系统，实现了面向关键业务的端到端质量保证。

根据本公开一方面，提出一种基于PCEP的关键路径信息转发方法，包括：控制器向起始节点发送路径计算单元通信协议PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便起始节点根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点；控制器接收末端节点发送的PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

在一些实施例中，PCEP初始信令信息中包括路径标识字段、控制字段以及系统标识字段、路由器标识字段；其中，PCEP初始信令信息中的路径标识字段用于标识端到端路径的变量；PCEP初始信令信息中的控制字段用于标识底层网络信息以及起始节点到最后一个中间节点的出接口对应的标签或下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址；PCEP初始信令信息中的系统标识字段或路由器标识字段用于标识端到端路径上的节点。

在一些实施例中，PCEP报告消息中包括路径标识字段、控制字段、以及标识末端节点的系统标识字段、路由器标识字段；其中，PCEP报告消息中的路径标识字段用于标识端到端路径的变量；PCEP报告消息中的控制字段用于标识底层网络信息。

在一些实施例中，PCEP初始信令信息和PCEP报告消息中的控制字段包括第一字段和第二字段；第一字段取值为第一值时，标识底层网络采用中间系统到中间系统ISIS协议，利用系统标识字段标识端到端路径上的ISIS节点；第一字段取值为第二值时，标识底层网络采用开放式最短路径优先OSPF协议，利用路由器标识字段标识端到端路径上的OSPF节点。

在一些实施例中，关键路径信息包括路径标识、控制标志位、从起始节点到末端节点的顺序依次排列的各节点的标识、起始节点和各中间节点出接口对应的标签或下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址。

根据本公开的另一方面，还提出一种控制器，包括：转发初始消息发送单元，被配置为向起始节点发送路径计算单元通信协议PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便起始节点根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点；转发成功消息接收单元，被配置为接收末端节点发送的PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

根据本公开的另一方面，还提出一种控制器，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的方法。

根据本公开的另一方面，还提出一种基于PCEP的关键路径信息转发系统，包括：上述的控制器；起始节点，被配置为接收控制器发送的路径计算单元通信协议PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点；以及末端节点，被配置为向控制器发送PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

在一些实施例中，若底层网络为ISIS网络，则起始节点被配置为在去除转发初始消息中本节点的相关信息后，将PCEP初始信令信息中的剩余信息封装在分组数据单元PDU中，并根据接收到的关键路径信息将PDU发送给下一节点；若下一节点为末端节点，则末端节点被配置为在去除接收的PDU中本节点的相关信息后，根据控制器地址向对应的控制器返回转发成功消息；若底层网络为OSPF网络，则起始节点被配置为在去除转发初始消息中本节点的相关信息后，将PCEP初始信令信息中的剩余信息封装在链路状态通告LSA中，并根据接收到的关键路径信息将LSA发送给下一节点；若下一节点为末端节点，则末端节点被配置为在去除接收的LSA中本节点的相关信息后，根据控制器地址向对应的控制器返回转发成功消息。

在一些实施例中，若底层网络为ISIS网络，则中间节点被配置为上一节点发送的PDU，在去除本节点的相关信息后，将剩余信息封装在PDU，并根据上一节点发送的关键路径信息将PDU发送给下一节点；若底层网络为OSPF网络，则中间节点被配置为上一节点发送的LSA，在去除本节点的相关信息后，将剩余信息封装在LSA，并根据上一节点发送的关键路径信息将LSA发送给下一OSPF节点。

根据本公开的另一方面，还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述的方法。

本公开实施例，通过对PCEP协议进行扩展，完成端到端关键路径的部署与控制，控制器仅需要与起始节点和末端节点进行交互，减轻了控制器的压力。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1为本公开基于PCEP的关键路径信息转发方法的一些实施例的流程示意图。

图2为本公开基于PCEP的关键路径信息转发方法的另一些实施例的流程示意图。

图3为本公开基于PCEP的关键路径信息转发方法的另一些实施例的流程示意图。

图4为本公开控制器的一些实施例的结构示意图。

图5为本公开控制器的另一些实施例的结构示意图。

图6为本公开控制器的另一些实施例的结构示意图。

图7为本公开基于PCEP的关键路径信息转发系统的一些实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

图1为本公开基于PCEP的关键路径信息转发方法的一些实施例的流程示意图。

在步骤110，控制器向起始节点发送PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便起始节点根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点。控制器在网络实时状态及端到端业务需求的基础上，实时计算满足关键业务需求的端到端的路径。

如表1所示，在MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)网络中，关键路径信息包括Path ID(路径标识)、控制标志位、从起始节点到末端节点的顺序依次排列的各节点的标识、起始节点和各中间节点出接口对应的标签、以及末端节点对应的控制器地址。

表1

如表2所示，在Native IP网络中，关键路径信息包括Path ID、控制标志位、从起始节点到末端节点的顺序依次排列的各节点的标识、起始节点和各中间节点出接口对应的下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址。

表2

在该实施例中，转发初始消息通过新定义的TLV(Tag-Length-Value，标签-长度-值)通过PCEP初始信令信息进行传输。

表3

如表3所示，TLV中包括以下关键字段：Path ID字段、控制字段I/N/M/S、System ID(系统标识)字段、Router ID(路由器标识)字段。System ID后续字段还包括Resv.(预留字段)。其中，Path ID标识端到端路径的变量；I/N/M/S为控制字段，用于标识底层网络信息以及起始节点到最后一个中间节点的出接口对应的标签或下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址。

控制字段包括第一字段和第二字段；第一字段取值为第一值时，标识底层网络采用ISIS协议，利用System ID字段标识端到端路径上的ISIS节点；第一字段取值为第二值时，标识底层网络采用OSPF协议，利用Router ID字段标识端到端路径上的OSPF节点。例如，当I＝1时，标识底层网络为ISIS网络，采用System ID来标识节点，后续字段包括Resv.字段；当I＝0时，标识底层网络为OSPF网络，采用RouterID来标识节点。当S＝1时，标识后续携带MPLS Label，且MPLS Label为4字节长；当M＝1时，标识后续携带IPv4地址，长度为4字节；当N＝1时，标识后续携带IPv6地址，长度为16字节。

System ID字段用于标识端到端路径上的ISIS节点，例如为8字节；Router ID字段用于标识端到端路径上的OSPF节点，例如为4字节，路径转发时采用System ID字段还是Router ID字段，取决于控制字段中I的取值。

在步骤120，控制器接收末端节点发送的PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

如表4所示，PCEP报告消息中包括路径标识字段、控制字段、以及标识末端节点的系统标识字段、路由器标识字段；其中，PCEP报告消息中的路径标识字段用于标识端到端路径的变量；PCEP报告消息中的控制字段用于标识底层网络信息。

表4

如果控制字段中的I＝1，则携带共有8字节组成的System ID相关字段；如果I＝1，则携带由4个字节组成的Router ID。控制器地址sub-TLV包含控制器的IP地址，例如，当Type＝1时，其Length为4，Value为控制器的IPv4地址；当Type＝2时，其Length为16，Value为控制器的IPv6地址。

末端节点对接收的信息进行处理，根据控制器地址，将处理结果通过转发成功消息发送至控制器。

在该实施例中，通过对PCEP协议进行扩展，完成端到端关键路径的部署与控制，控制器仅需要与起始节点和末端节点进行交互，减轻了控制器的压力。

图2为本公开基于PCEP的关键路径信息转发方法的另一些实施例的流程示意图。该实施例中以底层网络为ISIS网络为例进行介绍。

在步骤210，控制器向起始节点发送PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息。

在步骤220，起点节点判断控制器发送的转发初始消息中第一个节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤230，否则，执行步骤240。

在步骤230，起点节点去除转发初始消息中本节点的相关信息后，将PCEP初始信令信息中的剩余信息封装在PDU中，根据关键路径信息将PDU转发至中间节点。

PDU中包括标识端到端路径的变量、路由器标识、从当前节点到最后一个中间节点出接口对应的标签或下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址。

在步骤240，舍弃该转发初始消息。

在步骤250，中间节点接收到上一节点发送的PDU后，判断上一节点发送的PDU封装的剩余信息中第一个节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤260，否则，执行步骤270。

在步骤260，中间节点在去除本节点的相关信息后，将剩余信息封装在PDU，根据关键路径信息将PDU转发至下一节点。

在步骤270，丢弃该PDU。

在步骤280，判断下一节点是否为末端节点，若不是，则执行步骤250，否则，执行步骤290。

在步骤290，末端节点判断接收到的PDU中封装的剩余信息中第一个节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤2100，否则，执行步骤2110。

在步骤2100，根据控制器地址向对应的控制器发送PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

在步骤2110，丢弃该PDU。

在步骤2120，起始节点和各中间节点分别根据接收到的关键路径信息，建立到达下一节点的映射表。即根据关键路径信息形成路径转发表项。

在步骤2130，起始节点和各中间节点依次根据建立的映射表将流量数据转发至下一节点，直到下一节点为末端节点。

在该实施例中，实现了面向关键业务的端到端路径动态建立与维护，可以实现SDN架构下，针对关键信令的定向可靠转发传输。结合SDN架构的全局计算和传统分布式转发优势，网络设备间无需复杂的交互与确认机制，并且，网络设备无需基于传统的泛洪机制进行复杂的计算、资源预留、状态维护等，可大幅简化网络设备基于泛洪机制的信令处理压力。另外，控制器仅需要与起始节点和末端节点进行交互，减轻了控制器的压力。

图3为本公开基于PCEP的关键路径信息转发方法的另一些实施例的流程示意图。该实施例中以底层网络为OSPF网络为例进行介绍。

在步骤310，控制器向起始节点发送PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息。

在步骤320，起点节点判断控制器发送的转发初始消息中第一个节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤330，否则，执行步骤340。

在步骤330，起点节点去除转发初始消息中本节点的相关信息后，将PCEP初始信令信息中的剩余信息封装在LSA中，根据关键路径信息将LSA转发至中间节点。

LSA中包括标识端到端路径的变量、路由器标识、从当前节点到最后一个中间节点出接口对应的标签或下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址。

在步骤340，舍弃该转发初始消息。

在步骤350，中间节点接收到上一节点发送的LSA后，判断上一节点发送的LSA封装的剩余信息中第一个节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤360，否则，执行步骤370。

在步骤360，中间节点在去除本节点的相关信息后，将剩余信息封装在LSA，据关键路径信息将LSA转发至下一节点。

在步骤370，丢弃该LSA。

在步骤380，判断下一节点是否为末端节点，若不是，则执行步骤350，否则，执行步骤390。

在步骤390，末端节点判断接收到的LSA中封装的剩余信息中第一个节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤3100，否则，执行步骤3110。

在步骤3100，根据控制器地址向对应的控制器发送PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

在步骤3110，丢弃该LSA。

在步骤3120，起始节点和各中间节点分别根据接收到的关键路径信息，建立到达下一节点的映射表。即根据关键路径信息形成路径转发表项。

在步骤3130，起始节点和各中间节点依次根据建立的映射表将流量数据转发至下一节点，直到下一节点为末端节点。

在该实施例中，通过对PCEP协议进行扩展，能够实现面向关键业务的端到端路径控制，无需在转发层面的每个数据包中都携带控制器发送的全部路径信息，实现了关键信令的定向可靠转发传输。

图4为本公开控制器的一些实施例的结构示意图。该控制器包括转发初始消息发送单元410和转发成功消息接收单元420。

转发初始消息发送单元410被配置为向起始节点发送PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便起始节点根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点。

PCEP初始信令信息中包括路径标识字段、控制字段以及系统标识字段、路由器标识字段；其中，PCEP初始信令信息中的路径标识字段用于标识端到端路径的变量；PCEP初始信令信息中的控制字段用于标识底层网络信息以及起始节点到最后一个中间节点的出接口对应的标签或下一节点的IP地址、以及末端节点对应的控制器地址；PCEP初始信令信息中的系统标识字段或路由器标识字段用于标识端到端路径上的节点。

转发成功消息接收单元420被配置为接收末端节点发送的PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

PCEP报告消息中包括路径标识字段、控制字段、以及标识末端节点的系统标识字段、路由器标识字段；其中，PCEP报告消息中的路径标识字段用于标识端到端路径的变量；PCEP报告消息中的控制字段用于标识底层网络信息。

该实施例中，通过对PCEP协议进行扩展，完成端到端关键路径的部署与控制，控制器仅需要与起始节点和末端节点进行交互，减轻了控制器的压力。

图5为本公开控制器的另一些实施例的结构示意图。该装置包括存储器510和处理器520，其中：

存储器510可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储图1、2所对应实施例中的指令。处理器520耦接至存储器510，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器520用于执行存储器中存储的指令。

在一些实施例中，还可以如图6所示，该控制器600包括存储器610和处理器620。处理器620通过BUS总线630耦合至存储器610。该控制器600还可以通过存储接口640连接至外部存储装置660以便调用外部数据，还可以通过网络接口660连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)，此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，实现了面向关键业务的端到端路径控制。

图7为本公开基于PCEP的关键路径信息转发系统的一些实施例的结构示意图。该系统包括起始节点710、末端节点720和上述的控制器730。

控制器730置于底层网络设备中的起始节点710和末端节点720进行交互。起始节点710被配置为接收控制器730发送的PCEP初始信令信息，其中，PCEP初始信令信息中封装有包含关键路径信息的转发初始消息，以便根据转发初始消息将信令消息转发至末端节点；末端节点720被配置为向控制器730发送PCEP报告消息，其中，PCEP报告消息中包括转发成功消息。

在一些实施例中，若底层网络为ISIS网络，则起始节点710被配置为在去除转发初始消息中本节点的相关信息后，将剩余信息封装在PDU中，并根据接收到的关键路径信息将PDU发送给下一节点；若下一节点为末端节点，则末端节点720被配置为在去除接收的PDU中本节点的相关信息后，根据控制器地址向对应的控制器730返回转发成功消息。

在一些实施例中，若底层网络为OSPF网络，则起始节点被配置710为在去除转发初始消息中本节点的相关信息后，将PCEP初始信令信息中的剩余信息封装在LSA中，并根据接收到的关键路径信息将LSA发送给下一节点；若下一节点为末端节点，则末端节点720被配置为在去除接收的LSA中本节点的相关信息后，根据控制器地址向对应的控制器730返回转发成功消息。

再另一些实施例中，该系统还包括中间节点740，其中，中间节点740可以为一个或多个，若底层网络为ISIS网络，则中间节点被配置为上一节点发送的PDU，在去除本节点的相关信息后，将剩余信息封装在PDU，并根据上一节点发送的关键路径信息将PDU发送给下一节点；若底层网络为OSPF网络，则中间节点被配置为上一节点发送的LSA，在去除本节点的相关信息后，将剩余信息封装在LSA，并根据上一节点发送的关键路径信息将LSA发送给下一OSPF节点。

在另一些实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现图1、2所对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。