CN101309238B - 一种多协议标签交换架构网络资源接纳控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MPLS网络资源接纳控制系统及方法，涉及通信领域。本发明系统包括网络边界网关，以及与边界网关相连的LER，边界网关与顶层PD-FE相连，边界网关包括PD-FE，该PD-FE与顶层PD-FE相连，其中：PD-FE用于在收到顶层PD-FE的RIR消息后，检查边界网关是否有可用的网络资源，以及在获知隧道映射完成后，根据资源可用性检查结果做出资源接纳决策；LER包括互相连接的TRC-FE和TRE-FE，TRC-FE还与边界网关上的PD-FE相连，其中：TRC-FE，用于在判断可用网络资源满足业务需求后，控制TRE-FE将媒体流映射到DS-TE隧道，以及通知PD-FE隧道映射完成；TRE-FE用于将媒体流映射到DS-TE。本发明技术解决了MPLS网络中的Qos问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种MPLS(Multiprotocol LabelSwitching Architecture，多协议标签交换架构)网络资源接纳控制系统及方法。
背景技术
NGN(Network Generation Network，下一代网络)是当前通信标准领域的一个热点研究课题，它采用IP等分组技术作为承载网技术融合固定通信和移动通信。NGN可以提供更丰富的多媒体业务，如具有实时要求的新兴业务(如VoIP、视频会议、多媒体远程教学、视频点播等)，这些业务要求通信网络能提供高效的端到端的QoS(Quality of Service，服务质量)支持；同时用户对网络服务质量的要求也越来越高。因此，如何提供端到端的QoS是NGN的核心问题之一。
目前ITU(International Telecommunication Union，国际电信联盟)中对于NGN系统通常采用的MPLS承载网的资源控制有集中式和分布式两种方案，分布式方案的标准草案刚刚开始制定，其架构如图1所示，在MPLS网络边界部署网关设备(如：SBC(Session Border Controller，会话边界控制功能)或者BG-FE(Border Gateway Functional Entity，边界网关功能))，网关设备通过Rt接口接收RACF(Resource and Admission Control Function，资源接纳控制功能)的资源请求，且与RACF的PD-FE(Policy Decision FunctionEntity，策略决策功能实体)之间通过Rw接口交互策略相关的消息。其中，PD-FE通过Rs接口从SCF(Service Control Function，业务控制功能实体)获取媒体流会话信息，通过Ru接口从NACF(Network Attachment ControlFunction，网络附属控制功能实体)获取用户的传输资源签约信息，但目前PD-FE无法实现对上述MPLS网络的资源接纳控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种MPLS网络资源接纳控制系统及方法，解决MPLS网络中的Qos问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种MPLS网络资源接纳控制系统，包括MPLS网络边界网关，以及与所述边界网关相连的标签边缘路由器LER，所述边界网关与顶层策略决策功能实体PD-FE相连，
所述边界网关包括PD-FE，所述PD-FE与顶层PD-FE相连，其中：
所述PD-FE用于在收到所述顶层PD-FE的资源初始化请求RIR消息后，检查边界网关是否有可用的网络资源，以及在获知隧道映射完成后，根据资源可用性检查结果做出资源接纳决策；
所述LER包括互相连接的传输资源控制功能实体TRC-FE和传输资源执行功能实体TRE-FE，所述TRC-FE还与所述边界网关上的PD-FE相连，其中：
所述TRC-FE，用于在判断所述可用的网络资源满足业务需求后，控制LER上的TRE-FE将媒体流映射到流量工程隧道DS-TE，以及通知所述PD-FE隧道映射完成；
所述TRE-FE用于将所述媒体流映射到DS-TE。
进一步地，所述系统中，所述边界网关进一步包括与所述PD-FE连接的策略执行功能实体PE-FE，所述PE-FE用于接收和执行所述边界网关上的PD-FE的资源接纳决策。
进一步地，所述系统中，所述LER上的TRC-FE，还用于对不同QoS级别的DS-TE的资源进行检查，控制所述TRE-FE将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE上；
所述TRE-FE，还用于将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE上。
其中，所述LER上的TRC-FE，还用于判断所述可用网络资源不满足业务需求后，调整DS-TE之间的带宽分配。
进一步地，所述系统中，所述边界网关为会话边界控制功能实体SBC或者边界网关功能实体BG-FE。
本发明还公开了一种多协议标签交换架构MPLS网络资源接纳控制方法，在资源请求处理流程中，顶层PD-FE收到RIR消息，对媒体流请求的QoS资源进行授权后，所述顶层PD-FE找出媒体流所涉及的边界网关，并向所述边界网关发送RIR消息；
所述边界网关收到RIR消息后，如果检查其上有可用的网络资源，则要求LER判断所述可用的网络资源是否满足业务需求，如果满足，则所述LER将所述媒体流映射到DS-TE后，向所述边界网关返回资源初始化应答RIP消息；
所述边界网关收到RIP消息后，做出资源接纳决策。
进一步地，所述方法包括：
(a)所述顶层PD-FE收到RIR消息，对媒体流请求的服务质量QoS资源进行授权后，所述顶层PD-FE找出媒体流所涉及的边界网关，并向所述边界网关上的PD-FE发送RIR消息；
(b)所述边界网关上的PD-FE收到RIR消息后，检查边界网关是否有可用的网络资源，如果有，则向LER上的TRC-FE发送要求检查资源是否满足业务需求的RIR消息；
(c)所述TRC-FE接收到所述边界网关上的PD-FE发送的RIR消息后，判断所述可用的网络资源是否满足业务需求，如果满足，则控制LER上的TRE-FE将所述媒体流映射到DS-TE，成功后，向边界网关上的PD-FE返回资源初始化应答RIP消息；
(d)所述边界网关上的PD-FE收到所述RIP消息后，根据资源可用性检查结果做出资源接纳决策。
进一步地，所述方法中，所述步骤(b)中，所述PD-FE向头端LER的TRC-FE发送RIR消息。
其中，所述步骤(c)中，所述TRC-FE接收到所述边界网关上的PD-FE发送的RIR消息后，还对不同QoS级别的DS-TE的资源进行检查，若判断所述可用的网络资源满足业务需求时，所述TRC-FE控制所述TRE-FE将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE上。
所述TRC-FE判断可用的网络资源不满足业务需求时，调整对DS-TE之间的带宽分配。
所述边界网关为会话边界控制功能实体SBC或者边界网关功能实体BG-FE。
本发明技术方案揭露的技术方案提出了一种具体的MPLS网络资源接纳控制系统，解决了MPLS网络中的Qos问题。
附图说明
图1为现有技术中RACF控制MPLS网络分布式方案的结构示意图；
图2为本发明中MPLS网络资源接纳控制系统的结构示意图；
图3为本发明中MPLS网络资源接纳控制的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细的说明。
一种MPLS网络资源接纳控制系统，如图2所示，该系统包括部署在MPLS网络的边界网关(SBC或者BG-FE)，以及与边界网关相连的MPLS网络边缘路由器LER，其中，所有的边界网关与顶层PD-FE相连，下面对该系统中各部分做详细说明。
边界网关进一步包括PD-FE和PE-FE(Policy Execute Function Entity，策略执行功能实体)，PD-FE与顶层PD-FE相连，其中：
PD-FE用于在收到顶层PD-FE的RIR消息后，检查边界网关是否有可用的网络资源，以及在获知隧道映射完成后，根据资源可用性检查结果做出最终的资源接纳决策，并生成Qos策略，指导PE-FE进行策略执行，以及向顶层PD-FE返回最终决策结果；
PE-FE用于在边界网关上的PD-FE指导下进行策略控制(如门控、带宽、流量分类和标记、流量整形、收集和报告资源使用信息等)，特别用于接收所述边界网关上的PD-FE的Qos策略，进行Qos策略安装；
LER进一步包括互相连接的TRC-FE和TRE-FE，TRC-FE还与边界网关上的PD-FE相连，其中：
TRC-FE，用于在判断所述可用的网络资源满足业务需求后，控制LER上的TRE-FE将媒体流映射到DS-TE隧道，以及通知边界网关上的PD-FE隧道映射完成，其还用于，判断可用网络资源不满足业务需求后，调整DS-TE之间的带宽分配，另外，还用于对不同QoS级别的TE隧道资源进行检查，并控制所述TRE-FE将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE隧道上；
TRE-FE用于将所述媒体流映射到DS-TE隧道，进一步地，其可以将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE隧道上。
上述系统实现MPLS网络资源接纳控制的处理流程，如图3所示，包括以下步骤：
(301)通常，业务建立事件或者SCF内部动作(例如：SCF收到或者发起业务建立信令)会触发资源初始化请求(Resource Initiation Request，RIR)；
(302)SCF决定该业务媒体流需要的QoS参数(如：带宽、业务等级等)，向顶层PD-FE通过RIR消息请求资源，该消息携带媒体流描述和相关的QoS信息；
(303)顶层PD-FE收到RIR消息，检查媒体流描述和请求的QoS资源是否与自己的网络策略规则以及NACF维护的用户传输层签约信息一致，如果是，则对媒体流请求的QoS资源进行授权，进入下一步，否则结束本流程；
(304)顶层PD-FE找出媒体流所涉及的相关的边界网关(SBC或者BG-FE)，并向这些边界网关上的PD-FE发送RIR消息以检查可用的网络资源是否满足业务需求；
该步骤中，由于LSP(标签交换路径)是单向隧道，因此顶层PD-FE通常需要向媒体流涉及的网络路径两端的BG-FE分别下发RIR消息。
(305)边界网关上的PD-FE检查边界网关(SBC或者BG-FE)上资源的可用性，并向Head-end LER上的TRC-FE发送RIR消息以检查MPLS网络中可用资源是否满足业务需求；
该步骤中，媒体流流入的LER为Head-end LER，相应地，媒体流流出的LER为Tail-end LER。边界网关上的PD-FE通过Diameter(直径)协议消息或者采用RFC4804中定义的RSVP PATH(过承载路径)消息实现MPLS网络资源可用性的检查。
(306)Head-end LER上的TRC-FE维护着MPLS网络中资源控制，进一步包括不同QoS优先级的TE隧道的资源分配情况，其根据可用的资源状况以及业务请求的资源做出决策，如果可用资源满足业务需求，那么LER上的TRC-FE制定策略以指导TRE-FE将业务的媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE隧道上；
该步骤中，LER上的TRC-FE可以按照现有技术，制定策略以指导TRE-FE将业务的媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE隧道上。
(307)如果可用的资源不能满足业务需求，Head-end LER上的TRC-FE可以通过承载信令(RSVP信令)与Tail-end LER进行交互，对DS-TE(流量工程)之间的带宽分配进行调整以满足高QoS级别的业务的资源需求；
该步骤中，可以按照现有技术实现带宽的调整，当然在其它实施例中，也可以省略该步骤直接进入步骤308。
(308)LER上的TRC-FE发送资源初始化应答(Resource InitiationResponse，RIP)消息给边界网关上的PD-FE；
若边界网关上的PD-FE采用RSVP PATH消息检查可用资源是否满足业务需求，则在该步骤中，LER上的TRC-FE向边界网关上的PD-FE发送RSVPRESV消息；
(309)边界网关上的PD-FE根据资源可用性检查结果做出最终的资源接纳决策；
在其它实施例中，边界网关上的PD-FE还根据做出的资源接纳决策，生成QoS策略，指导PE-FE进行策略执行。
(310)边界网关上的PD-FE向顶层PD-FE回复RIP消息，通知其最终决策结果；
(311)顶层PD-FE向SCF回复RIP消息。
从上述实施例可以看出，本发明技术方案揭露的技术方案提出了一种具体的MPLS网络资源接纳控制系统，并将MPLS网络资源接纳控制过程的具体化。
本发明还可有其他多种实例中，在不背离本发明的精神及其实质的情况下，本领域的技术人员可根据本发明作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种多协议标签交换架构MPLS网络资源接纳控制系统，包括MPLS网络边界网关，以及与所述边界网关相连的标签边缘路由器LER，所述边界网关与顶层策略决策功能实体PD-FE相连，其特征在于，
所述边界网关包括PD-FE，边界网关上的PD-FE与顶层PD-FE相连，其中：
所述PD-FE用于在收到所述顶层PD-FE的资源初始化请求RIR消息后，检查边界网关是否有可用的网络资源，以及在获知隧道映射完成后，根据资源可用性检查结果做出资源接纳决策；
所述LER包括互相连接的传输资源控制功能实体TRC-FE和传输资源执行功能实体TRE-FE，所述TRC-FE还与所述边界网关上的PD-FE相连，其中：
所述TRC-FE，用于在判断所述可用的网络资源满足业务需求后，控制LER上的TRE-FE将媒体流映射到流量工程隧道DS-TE，以及通知所述边界网关上的PD-FE隧道映射完成；
所述TRE-FE用于将所述媒体流映射到DS-TE。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述边界网关进一步包括与所述边界网关上的PD-FE连接的策略执行功能实体PE-FE，所述PE-FE用于接收和执行所述边界网关上的PD-FE的资源接纳决策。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述LER上的TRC-FE，还用于对不同QoS级别的DS-TE的资源进行检查，控制所述TRE-FE将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE上；
所述TRE-FE，还用于将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE上。
4.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，
所述LER上的TRC-FE，还用于判断所述可用网络资源不满足业务需求后，调整DS-TE之间的带宽分配。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述边界网关为会话边界控制功能实体SBC或者边界网关功能实体BG-FE。
6.一种多协议标签交换架构MPLS网络资源接纳控制方法，其特征在于，
在资源请求处理流程中，顶层策略决策功能实体PD-FE收到资源初始化请求RIR消息，对媒体流请求的服务质量QoS资源进行授权后，所述顶层PD-FE找出媒体流所涉及的边界网关，并向所述边界网关发送RIR消息；
所述边界网关收到RIR消息后，如果检查其上有可用的网络资源，则要求标签边缘路由器LER判断所述可用的网络资源是否满足业务需求，如果满足，则所述LER将所述媒体流映射到流量工程隧道DS-TE后，向所述边界网关返回资源初始化应答RIP消息；
所述边界网关收到RIP消息后，做出资源接纳决策。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
(a)所述顶层PD-FE收到RIR消息，对媒体流请求的服务质量QoS资源进行授权后，所述顶层PD-FE找出媒体流所涉及的边界网关，并向所述边界网关上的PD-FE发送RIR消息；
(b)所述边界网关上的PD-FE收到RIR消息后，检查边界网关是否有可用的网络资源，如果有，则向LER上的传输资源控制功能实体TRC-FE发送要求检查资源是否满足业务需求的RIR消息；
(c)所述TRC-FE接收到所述边界网关上的PD-FE发送的RIR消息后，判断所述可用的网络资源是否满足业务需求，如果满足，则控制LER上的传输资源执行功能实体TRE-FE将所述媒体流映射到DS-TE，成功后，向边界网关上的PD-FE返回资源初始化应答RIP消息；
(d)所述边界网关上的PD-FE收到所述RIP消息后，根据资源可用性检查结果做出资源接纳决策。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述步骤(b)中，所述PD-FE向头端LER的TRC-FE发送RIR消息，其中，所述头端LER是指媒体流流入的LER。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，
所述步骤(c)中，所述TRC-FE接收到所述边界网关上的PD-FE发送的RIR消息后，还对不同QoS级别的DS-TE的资源进行检查，若判断所述可用的网络资源满足业务需求时，所述TRC-FE控制所述TRE-FE将媒体流映射到相应QoS级别的DS-TE上。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，
所述TRC-FE判断可用的网络资源不满足业务需求时，调整对DS-TE之间的带宽分配。
11.如权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，
所述边界网关为会话边界控制功能实体SBC或者边界网关功能实体BG-FE。
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