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CN102971994A - 在rsvp-te中的不同会话之间共享资源保留 - Google Patents

在rsvp-te中的不同会话之间共享资源保留 Download PDF

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CN102971994A CN2011800343716A CN201180034371A CN102971994A CN 102971994 A CN102971994 A CN 102971994A CN 2011800343716 A CN2011800343716 A CN 2011800343716A CN 201180034371 A CN201180034371 A CN 201180034371A CN 102971994 A CN102971994 A CN 102971994A
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Abstract

一种优化采用MPLS的网络中的资源分配的方法，该方法包括下列步骤：在具有编组标识符的第一RSVP-TE会话中，使用RSVP-TE的扩展与第二节点进行通信，以便建立包括第一节点和第二节点的第一LSP。网络单元可控制的资源被分配给第一LSP，并且与编组标识符关联。步骤包括通过与第一会话不同并且具有相同编组标识符的第二RSVP-TE会话使用RSVP-TE的扩展来与网络中的第三节点进行通信，以便建立包括第一节点和第三节点的第二LSP。资源在第一LSP与第二LSP之间共享，因为相同编组标识符与第一RSVP-TE会话和第二RSVP-TE会话关联。

Description

在RSVP-TE中的不同会话之间共享资源保留
技术领域
本发明的实施例涉及一种用于管理网络上的资源的系统。具体来说，本发明的实施例涉及用于优化多协议标签交换网络中的资源的共享的方法和系统。
背景技术
多协议标签交换(MPLS)是一种用于管理网络上的业务的技术。MPLS使用指配给业务流的标签来跨网络路由选择业务。网络的各节点通过审查经由网络所接收的入局业务并且基于其标签转发该业务来支持MPLS。
具有业务工程(traffic engineering)能力的MPLS网络能够优化用于定制业务服务的业务工程资源分配。在具有业务工程的MPLS网络中，为每个定制业务服务来建立主标签交换路径(LSP)。每个定制业务服务的备用LSP在主LSP出故障的情况下使用，并且人工或者通过信令来配置。选择备用LSP中的每个链路以构建备用LSP，目的是创建当主LSP处于故障状态时能够依靠的分离路径。
资源保留协议(RSVP)是设计用于跨网络保留资源的协议。RSVP能够由主机或路由器用于请求或传递数据业务的特定等级服务质量(QoS)。RSVP在沿路径的各节点保留资源。RSVP的一个变体，即RSVP-业务工程(RSVP-TE)能够用于考虑带宽和相似网络资源来建立LSP。
发明内容
在网络单元中执行以优化采用多协议标签交换(MPLS)和保留协议-业务工程(RSVP-TE)的网络中的资源分配的方法，其中网络单元充当网络中的第一节点，该方法包括下列步骤：与网络中的第二节点进行通信，以便建立包括第一节点和第二节点的第一标签交换路径(LSP)，其中通信包括使用RSVP-TE的扩展，其中建立第一LSP的通信是通过具有第一会话对象的第一RSVP-TE会话，其中资源共享编组对象作为建立第一LSP的一部分包含在扩展中，其中网络单元可控制的资源被分配给第一LSP并且与资源共享编组对象关联；以及与网络中的第三节点进行通信，以便建立包括第一节点和第三节点的第二LSP，其中通信包括使用RSVP-TE的扩展，其中第一LSP和第二LSP共享至少一个链路，其中通信是通过具有与第一会话对象不同的第二会话对象的第二RSVP-TE会话，其中资源共享编组对象作为建立第二LSP的一部分包含在扩展中，其中分配给第一LSP的资源也分配给第二LSP，并且由此虽然第一LSP与第二LSP通过不同RSVP-TE会话来建立，但是资源在第一LSP与第二LSP之间共享，因为扩展对于第一RSVP-TE会话和第二RSVP-TE会话两者包括相同资源共享编组对象。
网络单元，用于优化采用多协议标签交换(MPLS)和保留协议-业务工程(RSVP-TE)的网络中的资源分配，其中网络单元配置成作为网络中的多个网络单元之一进行操作，包括MPLS模块的网络单元配置成按照所附MPLS标签和所建立标签交换路径(LPS)来处理数据业务；以及RSVP-TE模块，耦合到MPLS模块，RSVP-TE模块配置成使用RSVP-TE的扩展来与多个网络单元的其它网络单元进行通信，以便建立LSP，其中扩展包括资源共享编组对象以指示其建立是通过不同RSVP-TE会话但共享资源的LSP，其中那些LSP穿过相同链路；以及资源分配模块，耦合到RSVP-TE模块，资源分配模块配置成按照不同RSVP-TE会话的资源共享编组对象以共享方式来分配网络单元可控制的资源。
附图说明
在附图的图中，作为示例而不是作为限制来说明本发明，附图中，相似的参考标号表示相似的单元。应当注意，本公开中，“一”或“一个”实施例的不同说法不一定表示同一个实施例，并且这类说法表示至少一个。此外，在结合一实施例来描述特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例来实现这种特征、结构或特性是在本领域的技术人员的知识范围之内的。
图1A是实现优化资源保留协议-业务工程(RSVP-TE)过程的网络单元的一个实施例的图。
图1B是采用优化RSVP-TE的示例环形拓扑网络的一个实施例的图。
图2是优化RSVP-TE的一个实施例的流程图。
图3是用于生成RSVP-TE路径消息的过程的一个实施例的流程图。
图4是用于生成RSVP-TE保留消息的过程的一个实施例的流程图。
具体实施方式
在以下描述中提出许多具体细节。但是要理解，在没有这些具体细节的情况下也可实施本发明的实施例。在其它情况下，没有详细示出众所周知的电路、结构和技术，以免影响对本说明书的理解。但是，本领域的技术人员将会理解，在没有这类具体细节的情况下，也可实施本发明。通过所包含的描述，本领域的普通技术人员将能够实现适当的功能性而无需过分实验。
将参照图1A和图1B的示范实施例来描述流程图的操作。但是应当理解，流程图的操作能够通过除了参照图1A和图1B所述那些实施例之外的本发明的实施例来执行，并且参照图1A和图1B所述的实施例能够执行与参照图2-4的流程图所述那些操作不同的操作。
附图所示的技术能够使用在一个或多个电子装置(例如主机、路由器、网络单元等)上存储和运行的代码及数据来实现。这类电子装置使用非暂时有形机器可读或计算机可读媒体(例如非暂时有形机器可读或计算机可读存储媒体(例如磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪速存储器装置和相变存储器))来存储和传递(内部和/或通过网络与其它电子装置)代码及数据。另外，这类电子装置通常包括一组一个或多个处理器，处理器耦合到诸如一个或多个存储装置、用户输入/输出装置(例如键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接之类的一个或多个其它组件。该组处理器和其它组件的耦合通常通过一个或多个总线和桥接器(又称作总线控制器)进行。存储装置以及携带网络业务的信号分别表示一个或多个非暂时有形机器可读或计算机可读存储媒体和非暂时有形机器可读或计算机可读通信媒体。因此，给定电子装置的存储装置通常存储用于在该电子装置的该组一个或多个处理器上执行的代码和/或数据。当然，本发明的一实施例的一个或多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。
本文所使用的“网络单元”(例如，路由器、交换机、桥接器等)是包括硬件和软件的一个连网设备，它在通信上互连网络上的其它设备(例如，其它网络单元、终端站等)。一些网络单元是“多服务网络单元”，它们提供对多个连网功能(例如，路由选择、桥接、交换、第2层聚合、会话边界控制、多播和/或订户管理)的支持，和/或提供对多个应用服务(例如，数据、语音和视频)的支持。订户终端站(例如，服务器、工作站、膝上型计算机、掌上型计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、基于因特网协议的语音(VOIP)电话、便携媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒(STB)等)访问通过因特网所提供的内容/服务和/或覆盖于因特网上的虚拟专用网络(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务通常由属于服务或内容提供商的一个或多个终端站(例如，服务器终端站)或者参与对等服务的终端站来提供，并且可包括公共网页(免费内容、店面、搜索服务等)、私人网页(例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页等)、基于VPN的公司网络、IPTV等。通常，订户终端站(例如，通过与接入网(有线或无线)耦合的客户驻地设备)耦合到边缘网络单元，边缘网络单元(例如，通过到其它边缘网络单元的一个或多个核心网络单元)耦合到其它终端站(例如服务器终端站))。
本发明的实施例提供用于避免包括如下缺点的现有技术的缺点的系统、网络和方法：资源共享限于会话内，引起更高带宽要求和低效带宽利用。
通过实现跨会话的资源的共享，使得在具有共同编组对象的标签交换路径(LSP)之间共享的各网络单元将共享与该编组对象关联的资源，本发明的实施例克服了这些缺点。通过在保留协议的保留消息和路径消息中建立编组对象，来实现这个过程。通过使用编组对象，多协议标签交换(MPLS)网络中的每个节点能够识别能够共享与编组对象关联的资源的那些LSP，甚至当LSP不共享会话对象时也是如此。这降低对许多链路的带宽要求，并且在这些LSP穿过共同链路时，不需要对编组中的每个LSP进行独立资源分配。这又增加在各节点可用的带宽量，并且由此通过使资源被更好利用并且具有更高可用性来改进节点的操作。
图1A是实现优化资源保留协议-业务工程(RSVP-TE)的网络单元的一个实施例的图。在一个实施例中，网络单元101包括网络处理器105、入口处理模块103和出口处理模块111。入口处理模块103和出口处理模块111处置在数据链路层和物理链路层的数据业务的处理。入口处理模块103和出口处理模块111能够处置物理层、数据链路层和在多协议标签交换(MPLS)层下的开放系统互连(OSI)参考模型的其它层的入局和出局分组的处理的部分或全部。
网络处理器105能够实现或运行MPLS模块107和资源保留协议-业务工程(RSVP-TE)模块109。网络处理器105负责实现MPLS层功能性的处理。MPLS层功能性能够在MPLS模块107中实现。RSVP-TE模块109与MPLS模块107结合用于建立标签交换路径(LSP)以及保留用于这些LSP的每个LSP的资源。另外，RSVP-TE模块109能够用于识别编组LSP之间的资源的共享的LSP的编组，而不论与该编组有关的LSP的会话或实例。具有不同会话的LSP具有不同源和目的地节点。RSVP-TE模块109通过定义结合到路径消息和保留消息中的保留共享对象以协调跨LSP的链路和节点的资源的共享，来扩展如RFC 3209中定义的标准RSVP-TE。本文所使用的‘节点’能够是网络单元或者网络内的类似装置。RSVP-TE的扩展版本在本文中可称作优化RSVP-TE。
图1B是实现优化RSVP-TE的系统的一个示例实施例的图。网络包括网络单元A 251、网络单元B 253、网络单元C 255和网络单元D 257。这些网络单元的任何数量或组合能够实现优化RSVP-TE。在一个示例实施例中，网络单元A能够建立在网络单元A 251始发并且在网络单元D 257结束的LSP1 259。网络单元A 251会通过向网络单元B 253发出路径消息，网络单元B 253又将路径消息传递到网络单元C 255，并且最终到达网络单元D 257，来建立LSP1。在一个示例实施例中，如图1B所示利用环形体系结构的网络。但是，RSVP-TE的这种协议增强同样可适用于任何类型的网络拓扑。
响应接收到路径消息，网络单元D 257通过网络单元C 255、网络单元B 253回送保留消息并且返回给网络单元A 251。路径消息和保留消息均会包括会包含LSP1 259的编组ID或名称的保留共享对象。路径消息和保留消息还会识别将要分派给LSP 259的任何资源，例如带宽或类似节点或链路资源。
第二LSP2 261能够由网络单元D 257通过经由网络单元A 251、网络单元B 253和网络单元C 255发出路径消息来建立。即使LSP1和LSP2是独立会话并且它们具有不同的开始和结束节点，LSP2 261也能够指定为具有相同编组对象。LSP1 259和LSP2 261仍然共享网络单元A 251和B 253以及网络单元B 253和C 255之间的链路。对于在网络单元A 251、B 253和C 255的这些链路，业务资源能够在LSP1 259与LSP2 261之间共享。这样，网络管理员能够更准确地分配资源和保持资源可用性。为此，利用相同编组对象来建立LSP1 259和LSP2 261两者。实现优化RSVP-TE协议的每个网络单元能够使用这个信息来管理与编组对象关联的资源，使得它们在第一LSP1 259与第二LSP 261之间共享。LSP的任何数量的编组能够用于管理任何数量的关联资源。资源共享能够使用任何资源共享算法或程序来实现。当建立穿过现有LSP已经穿过并且建立资源保留的链路的新LSP时，进行检查以确定现有LSP和新LSP是否属于相同资源共享编组。如果现有LSP和新LSP是相同资源共享编组的一部分，则没有建立新资源保留。将新的LSP添加到保留资源的共享列表。因此，带宽没有增加(即，不存在双重保留)。如果新的和现有LSP属于不同资源共享编组，则为新LSP保留新资源。
图2是优化RSVP-TE过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，该过程能够通过使用RSVP-TE建立第一LSP来发起，其中第一LSP具有第一会话对象和第一编组对象，并且将至少一个资源分配给第一LSP。这样，利用保留消息和路径消息中的保留共享对象将编组ID或编组名称传递给第一LSP中的每个节点。LSP的每个节点在具有第一RSVP-TE会话对象的第一RSVP-TE会话中相互地（具体来说与相邻节点）进行通信。通信识别由LSP中的至少一个节点可控制的至少一个资源，并且将其与编组对象关联(框201)。
在第一LSP的建立之后的任何时间，第二LSP能够通过利用第二会话对象但利用第一编组对象的第二RSVP-TE会话来建立(框203)。通过使用相同编组对象，网络管理员能够指示分派给第一LSP的资源应当与第二LSP共享。编组对象通过每个LSP借助于路径消息和保留消息来传播(单独发信号通知关于资源要求)。在第一LSP与第二LSP之间共享的每个节点能够共享与编组对象关联的资源。
存在例示优化RSVP-TE的范围和效用的这个优化RSVP-TE的若干应用。在一个示例实施例中，在环形拓扑中，能够为了保护交换目的或者其它类似隧穿目的而建立任何数量的LSP(框207)。在环形拓扑中，这些LSP将可能具有大量重叠。因此，分派诸如带宽之类的资源以便在LSP之间共享是更为有效的。这能够将共同编组对象用于环形拓扑中的每个LSP来实现，因此环形拓扑中的节点可控制的资源能够由所有LSP来共享。
在另一个示例应用中，网络体系结构利用优化旁路LSP。旁路LSP在链路出故障的情况下用于重新路由选择业务，并且能够与优化旁路LSP结合使用。能够确定消除了关联父旁路LSP中的冗余链路的优化旁路LSP。由于将在任何给定情形中使用旁路LSP或优化旁路LSP，所以更有效的是在旁路LSP与优化旁路LSP之间共享资源，这能够通过使用共享编组对象来实现(框209)。
在另一个示例应用中，网络体系结构能够包括区域间业务工程，例如穿过独立因特网服务提供商ISP控制的多个网络的LSP的集合。这些ISP能够具有覆盖链接这些网络的资源或者来自一个网络的横穿另一网络的业务的服务级别协议(SLA)。区域间的LSP能够由SLA通过使用与SLA关联的编组对象来管理，使得共享资源并且能够遵守SLA(框211)。
图3是用于生成RSVP路径消息(例如会用于使用RSVP-TE来建立LSP的RSVP路径消息)的过程的一个实施例的流程图。这个过程能够通过创建RSVP路径消息来发起(框301)。会通过指定路径消息中的标签请求对象来进一步定义路径消息的字段(框303)。标签请求对象指示需要分配标签，并且它提供从其中标签能够被抽取并且与将要通过路径消息所建立的LSP关联的范围。还为路径消息指定或定义保留共享对象(框305)。保留共享对象定义能够用于将通过这个路径消息建立的LSP与可已经存在的其它LSP一起进行编组使得所指定资源能够在它们之间共享的编组ID和类似数据。SENDER_TSPEC对象指定与LSP关联的带宽要求，并且在路径消息中携带(框307)。
能够为路径消息设置会话(SESSION)对象(框309)。完成的消息随后能够沿路径朝目的地地址发送(框311)。示例路径消息组织如下所述。
Figure 2011800343716100002DEST_PATH_IMAGE002
在一个示例实施例中，资源共享对象能够具有如下格式：
Figure 2011800343716100002DEST_PATH_IMAGE004
取决于编组ID是数字标识符、字符串还是类似字母数字编组名称。
图4是用于采用保留消息来响应路径消息的过程的一个实施例的流程图。这个过程能够响应在目的地节点接收到路径消息或者在中间节点接收到保留消息而发起(框401)。标签交换数据和类似路由选择数据由各节点来更新，以便建立入局路径消息所定义的LSP(框403)。然后生成保留消息(框405)。通过指定作为流描述符的一部分的标签对象来进一步完成保留消息(框407)。定义保留消息的会话(SESSION)对象(框411)。
还定义保留样式(框413)。保留样式能够包括通配符样式、共享显式样式或固定过滤器样式或者由RSVP-TE定义的类似样式。在一个实施例中，扩大共享显式样式以包括资源共享对象。然后，保留消息沿所接收路径消息已经定义的LSP转发回到始发节点(框415)。沿路由的各接收方分配标签，更新其转发表，以及在LSP属于相同资源共享编组时使资源保留共享，并且将保留消息转发到始发节点。
在一个实施例中，保留消息具有如下格式：
Figure 2011800343716100002DEST_PATH_IMAGE006
这样描述了用于优化RSVP-TE的方法、系统和设备。要理解，以上描述打算是说明性而不是限制性的。通过阅读和了解以上描述，许多其它实施例将是本领域的技术人员显而易见的。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求连同这类权利要求涵盖的等同物的完整范围共同确定。

Claims (11)

1. 一种在网络单元中执行以优化采用多协议标签交换(MPLS)的网络中的资源分配的方法，其中所述网络单元充当所述网络中的第一节点，所述方法包括下列步骤：
与所述网络中的第二节点进行通信，以便建立包括所述第一节点和所述第二节点的第一标签交换路径(LSP)，其中通信包括使用资源保留协议-业务工程(RSVP-TE)的扩展，其中建立所述第一LSP的所述通信是通过具有第一会话对象的第一RSVP-TE会话，其中编组对象作为建立所述第一LSP的一部分包含在所述扩展中，其中所述网络单元可控制的资源被分配给所述第一LSP并且与所述编组对象关联；以及
与所述网络中的第三节点进行通信，以便建立包括所述第一节点和所述第三节点的第二LSP，其中通信包括使用RSVP-TE的所述扩展，其中所述第一LSP和所述第二LSP共享至少一个链路，其中所述通信是通过具有与所述第一会话对象不同的第二会话对象的第二RSVP-TE会话来进行，其中所述编组对象作为建立所述第二LSP的一部分包含在所述扩展中，其中分配给所述第一LSP的所述资源也分配给所述第二LSP，以及
由此虽然所述第一LSP与所述第二LSP是通过不同RSVP-TE会话来建立的，但是所述资源在所述第一LSP与所述第二LSP之间共享，这是因为所述扩展对于所述第一RSVP-TE会话和第二RSVP-TE会话两者包括相同编组对象。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述网络具有由所述第一LSP和所述第二LSP穿过的环形拓扑，以及
其中所述网络单元是在所述环形拓扑中。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述第一LSP是旁路LSP，并且所述第二LSP是优化旁路LSP。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，由所述第一LSP和所述第二LSP所穿过的网络包括第一因特网服务提供商(ISP)的区域和第二ISP的区域，以及
其中由所述第一LSP和第二LSP所共享的所述资源通过所述第一LSP与所述第二LSP之间的服务级别协议来限制。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，与所述第二节点进行通信的步骤包括下列步骤：
创建RSVP-TE路径消息；
指定所述路径消息的标签请求对象；
作为所述扩展来指定所述路径消息的包括所述编组标识符的保留共享对象；
指定所述路径消息的业务描述符；
指定所述路径消息的所述第一会话对象；以及
向所述第二节点发送所述路径消息。
6. 如权利要求1所述的方法，还包括：
与第四节点进行通信，以便建立包括所述第一节点、所述第二节点和所述第四节点的所述第一LSP，其中与所述第四节点进行通信的步骤包括：
创建RSVP-TE保留消息；
指定所述保留消息的标签对象；
作为所述扩展来指定所述保留消息的包括所述编组对象的保留共享对象；
指定所述保留消息的策略数据；
指定所述保留消息的所述第一会话对象；
指定所述保留消息的保留样式；以及
向所述第四节点发送所述保留消息。
7. 一种优化采用多协议标签交换(MPLS)的网络中的资源分配的网络单元，其中所述网络单元配置成作为所述网络中的多个网络单元的之一进行操作，所述网络单元包括：
MPLS模块，配置成按照所附MPLS标签和所建立标签交换路径(LPS)来处理数据业务；以及
RSVP-TE模块，耦合到所述MPLS模块，所述RSVP-TE模块配置成使用资源保留协议-业务工程(RSVP-TE)的扩展来与所述多个网络单元的其它网络单元进行通信，以便建立LSP，其中所述扩展包括编组标识符字段，以便指示其建立是通过不同RSVP-TE会话但共享资源的LSP，在所述资源中那些LSP重叠；以及
资源分配模块，耦合到所述RSVP-TE模块，所述资源分配模块配置成按照所述不同RSVP-TE会话的编组对象以共享方式来分配由所述网络单元可控制的资源。
8. 如权利要求7所述的网络单元，其中，所述MPLS模块配置成处理旁路LSP的数据业务，并且处理优化旁路LSP的数据业务，使得带宽能够沿所述共享链路来共享。
9. 如权利要求7所述的网络单元，其中，由所述LSP所穿过的网络包括第一因特网服务提供商(ISP)的区域和第二ISP的区域，以及
其中由所述LSP所共享的所述资源通过所述第一LSP与所述第二LSP之间的服务级别协议来限制，以及
其中通过将所述服务级别协议所限制的所述资源与编组标识符关联，来实现所述服务级别协议限制。
10. 如权利要求7所述的网络单元，其中，所述RSVP-TE模块配置成通过创建RSVP-TE路径消息来建立LSP，其中所述路径消息包括标签请求对象、所述路径消息的包含所述编组标识符或名称的保留共享对象、策略数据字段和会话对象字段。
11. 如权利要求7所述的网络单元，其中，所述RSVP-TE模块配置成通过创建RSVP-TE保留消息来建立LSP，其中所述保留消息包括标签对象、包含所述编组标识符或编组名称的保留共享对象、策略数据字段、会话对象字段和保留样式字段。
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