專利名稱：一種在格狀網(wǎng)中利用共享備用通道進行故障恢復(fù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在格狀(Mesh)網(wǎng)中利用共享備用通道進行故障恢復(fù)的方法，可應(yīng)用于光通信的骨干網(wǎng)，城域網(wǎng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來隨著自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，它給光網(wǎng)絡(luò)帶來了很多自動化的控制手段，例如自動鄰居發(fā)現(xiàn)，自動拓撲發(fā)現(xiàn)等等，同時在光網(wǎng)絡(luò)可靠性方面帶來的變革也是巨大的。
控制平面的引入要求自動交換光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有分布式處理功能。分布式處理功能使得格狀網(wǎng)恢復(fù)有了實現(xiàn)的可能。格狀網(wǎng)中的集中式恢復(fù)因為其恢復(fù)時間過長(為分鐘級)，而沒有得到廣泛的應(yīng)用。分布式格狀網(wǎng)可以將恢復(fù)時間縮短到毫秒量級，從而使得格狀網(wǎng)恢復(fù)的實用化成為可能。
故障恢復(fù)(recovery)是通過控制平面的機制來支持數(shù)據(jù)平面故障的恢復(fù)，包括兩方面的內(nèi)容-保護(protection)和修復(fù)(restoration)。它們是通過資源預(yù)置與否加以區(qū)分，保護需要預(yù)置資源而修復(fù)不需要。從恢復(fù)時間上看保護要優(yōu)于修復(fù)，而從資源利用率的高低來看，則正好相反。
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，例如在同步數(shù)字系列(SDH)環(huán)網(wǎng)中，主要采用保護的方式，在這樣的方式下，有50％的資源用于冗余，資源利用率低。當鏈路發(fā)生兩次故障時，會發(fā)生有些網(wǎng)上的業(yè)務(wù)無法保護的現(xiàn)象。相對來說，格狀網(wǎng)中的恢復(fù)可以有效的克服以上的缺點，它不但有較高的資源利用率和一定的應(yīng)付多次故障的能力，同時也具有接近于環(huán)網(wǎng)保護的恢復(fù)時間。
格狀網(wǎng)中的故障標簽交換路徑(LSP)的恢復(fù)主要有重選路、恢復(fù)通道預(yù)計算、資源預(yù)留和標簽預(yù)分配四種方式。分別描述如下重選路的恢復(fù)方式是指工作通道發(fā)生故障后，選路算法在網(wǎng)絡(luò)中搜尋備用通道，然后啟動信令過程建立備用通道以取代故障工作通道；恢復(fù)通道預(yù)計算的恢復(fù)方式是指主用通道發(fā)生故障，實時啟動信令過程在預(yù)先計算好的通道上建立備用通道以取代故障工作通道；資源預(yù)留的恢復(fù)方式是指預(yù)先計算了備用通道，信令過程根據(jù)所計算的路由做了資源預(yù)留，當故障發(fā)生時信令過程建立備用通道，建立的過程中采用實時本地分配標簽的方式；標簽預(yù)分配的恢復(fù)方式是指預(yù)先計算了備用通道，計算過程中本地標簽也已經(jīng)預(yù)先分配了的，當故障發(fā)生時，信令過程根據(jù)預(yù)先計算的路由和預(yù)先分配的標簽建立物理通道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在格狀網(wǎng)中利用共享備用通道進行故障恢復(fù)的方法，該方法包括如下步驟由網(wǎng)絡(luò)入口節(jié)點接收連接請求，啟動路由計算模塊計算兩條路由，一條用于主用通道，另一條用于備用通道；分別執(zhí)行建立主用通道和備用通道的信令過程；建立主通道，使用標準的信令協(xié)議，例如通用多協(xié)議標簽交換的資源預(yù)留協(xié)議擴展(GMPLS RSVP-TE)或通用多協(xié)議標簽交換的受限標簽分發(fā)協(xié)議(GMPLS CR-LDP)；建立備用通道，使用擴展的信令過程及相關(guān)信令，并為備用通道預(yù)留標簽或資源，該備用通道預(yù)留的標簽或資源為共享式，即該標簽或資源可以由多個備用通道所共享；當檢測到主通道發(fā)生故障后，由標簽交換通道的入口節(jié)點或出口節(jié)點發(fā)起備用通道激活信令過程；當共享的備用通道之一被激活時，與該被激活備用通道實行資源共享的其它備用通道向各自的源節(jié)點發(fā)送備用通道拆除請求，源節(jié)點接收到備用通道拆除請求后，發(fā)起備用通道拆除的信令過程，拆除這些備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)信息；完成備用通道拆除后，相應(yīng)的源節(jié)點重新計算各自的備用通道的路由，并重新執(zhí)行備用通道建立過程，為其它主通道重新建立備用通道，以替代被拆除了的備用通道。
本發(fā)明的方法在具體使用中，備用通道的建立可以采用兩種方式第一種方式預(yù)分配標簽方式，即分配標簽，不建立交叉連接，標簽可共享。在這種方式下，標簽管理器為備用通道所分配的標簽是可以共享的，也就是說某個標簽可能同時屬于多個備用的標簽交換路徑(LSP)通道。標簽分配完成以后標簽管理器通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息。標簽管理器不會向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求。
該方式下備用通道的激活過程如下，標簽管理器根據(jù)預(yù)分配的標簽向交叉控制器發(fā)起交叉連接的請求，同時拆除與之共享的其它備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)的信息。當共享的其它備用通道被拆除時，會觸發(fā)相應(yīng)的備用通道的建立過程，為其它的主要通道建立新的備用通道。
對于預(yù)分配標簽方式來說，備用通道拆除的信令過程會要求通道上的各個節(jié)點釋放預(yù)分配的標簽，然后更新相應(yīng)的資源信息。
第二種方式預(yù)留資源方式，即不分配標簽，僅僅進行資源預(yù)留。在這種方式下，標簽管理器不分配標簽，僅僅通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息(主要指帶寬信息)。標簽管理器也不會向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求。
該方式下備用通道的激活過程如下，標簽管理器首先要利用預(yù)留的資源進行標簽分配，然后向交叉控制器發(fā)起交叉連接的請求，同時拆除與之共享的其它備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)的信息。當共享的其它備用通道被拆除時，會觸發(fā)相應(yīng)的備用通道的建立過程，為其它的主要通道建立新的備用通道。
對于預(yù)留資源方式來說，備用通道拆除的過程僅僅是通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息。
本發(fā)明方法可以用于由同步數(shù)字系列(SDH)/同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)設(shè)備所組成的格狀(Mesh)網(wǎng)中，也可以用于光交叉連接(OXC，Optical Cross Connect)設(shè)備等其它的設(shè)備所組成的格狀(Mesh)網(wǎng)，可以適用于任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，即可以是用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)節(jié)點，還可以是子網(wǎng)管理系統(tǒng)(EMS)節(jié)點/網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)節(jié)點。
本發(fā)明的方法具有以下幾方面的效果一、在計算路由步驟中，預(yù)先計算好備用通道路由，主備用通道相關(guān)信息都已保存在本地節(jié)點中。備用通道激活的過程不需要計算路由，信令過程簡單，從而縮短了業(yè)務(wù)恢復(fù)的時間。例如使用GMPLS RSVP-TE信令且預(yù)分配標簽的恢復(fù)方式時，可以采用出口節(jié)點直接發(fā)送信令消息激活備用通道。
二、可以用于多種保護模式，例如可同時運用于1:1、1:N、M:N和(1:1)n的保護模式。
三、使用共享保護方式，一條保護鏈路可以保護多條工作鏈路，提高了網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。
圖1本發(fā)明方法在格狀網(wǎng)絡(luò)中建立主用通道和備用通道的示意圖；圖2本發(fā)明方法所使用的節(jié)點控制模塊的示意圖；圖3本發(fā)明預(yù)分配標簽的備用通道建立過程；
圖4本發(fā)明預(yù)留資源的備用通道建立過程；圖5本發(fā)明預(yù)分配標簽的備用通道激活過程；圖6本發(fā)明預(yù)留資源的備用通道激活過程；圖7本發(fā)明備用通道共享段被占用后的拆除過程；圖8本發(fā)明節(jié)點內(nèi)預(yù)分配標簽的備用通道拆除過程；圖9本發(fā)明節(jié)點內(nèi)預(yù)留資源的備用通道的拆除過程；圖10本發(fā)明預(yù)分配標簽的主備通道建立實施例；圖11本發(fā)明預(yù)分配標簽的備用通道激活實施例；圖12本發(fā)明預(yù)留資源的主備通道建立實施例；圖13本發(fā)明預(yù)留資源的備通道激活實施例；圖14本發(fā)明一個備用通道1被激活時另一個備用通道2被拆除和新建的實施例。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細解釋本發(fā)明的技術(shù)原理和具體實現(xiàn)方式。
首先，本發(fā)明要提供一種在格狀網(wǎng)采用共享式恢復(fù)時備用通道的建立方法和當主用通道發(fā)生故障時備用通道的激活方法。主用通道的建立使用標準的信令協(xié)議，例如通用多協(xié)議標簽交換的預(yù)留資源協(xié)議擴展(GMPLS RSVP-TE)或通用多協(xié)議標簽交換的受限標簽分發(fā)協(xié)議(GMPLS CR-LDP)。而備用通道建立需要對信令過程及其信令的進行相關(guān)擴展。本發(fā)明只考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的信令方案，至于連接的發(fā)起者是UNI客戶還是EMS/NMS則不作區(qū)分。網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點接收到連接請求以后，首先會觸發(fā)路由計算模塊計算路由，這里要計算的路由有兩條一條用于主用通道，另一條用于備用通道(如果采用重選路的恢復(fù)方式，則不需要計算備用通道的路由)。路由計算完成以后主用通道和備用通道分別發(fā)起通道建立的信令過程。見圖1。圖2為單個節(jié)點的控制塊框圖。
備用通道的建立可以采用兩種方式如圖3所示的預(yù)分配標簽方式，即分配標簽，不建立交叉連接，標簽可共享。在這種方式下，標簽管理器為備用通道所分配的標簽是可以共享的，也就是說某個標簽可能同時屬于多個備用的LSP通道。標簽分配完成以后標簽管理器通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息。標簽管理器不會向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求。如圖4所示的預(yù)留資源方式，即不分配標簽，僅僅進行資源預(yù)留。在這種方式下，標簽管理器不分配標簽，僅僅通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息(主要指帶寬信息)。標簽管理器也不會向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求。
當檢測到主用通道發(fā)生故障以后，LSP的入口節(jié)點或是出口節(jié)點發(fā)起備用通道激活的信令過程。在第一種方式下激活備用通道的過程如圖5所示，標簽管理器根據(jù)預(yù)分配的標簽向交叉控制器發(fā)起交叉連接的請求，同時拆除與之共享的其它備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)的信息。當共享的其它備用通道被拆除時，會觸發(fā)相應(yīng)的備用通道的建立過程，為其它的主要通道建立新的備用通道。在第二種方式下激活備用通道的過程如圖6所示，標簽管理器首先要進行標簽分配，然后向交叉控制器發(fā)起交叉連接的請求，同時拆除與之共享的其它備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)的信息。當共享的其它備用通道被拆除時，會觸發(fā)相應(yīng)的備用通道的建立過程，為其它的主用通道建立新的備用通道。
當共享的備用通道中有一條激活時，其它共享該部分標簽或資源的備用通道向各自的源節(jié)點發(fā)送備用通道拆除請求，源節(jié)點接收到備用通道拆除請求后，發(fā)起備用通道拆除的信令過程，見圖7。對于第一種建立方式來說，備用通道拆除的信令過程就是釋放預(yù)分配標簽的過程，通道上的各個節(jié)點會釋放預(yù)分配的標簽，然后更新相應(yīng)的資源信息，見圖8。對于第二種建立方式來說，備用通道拆除的過程是釋放預(yù)資源的過程，通道上的各個節(jié)點會通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息，見圖9。完成備用通道預(yù)留資源或預(yù)留標簽的拆除過程以后，相應(yīng)的源節(jié)點會重新計算備用通道的路由，然后發(fā)起新的備用通道的建立過程，其建立過程與之前描述的備用通道建立過程相同。
圖10描述了采用第一種方式下MESH網(wǎng)恢復(fù)的實施案例。主用通道1經(jīng)過節(jié)點A、B、C、D，備用通道1經(jīng)過節(jié)點A、E、F、D。主用通道2經(jīng)過節(jié)點G、H、I、J，備用通道2經(jīng)過節(jié)點G、E、F、J。兩條主用通道使用共同節(jié)點E和節(jié)點F中的標簽資源，并經(jīng)過共同的鏈路段E-F，構(gòu)成共享保護關(guān)系。當主用通道1發(fā)生故障以后，信令發(fā)起備用通道1的激活過程，見圖11，節(jié)點A、E、F、D上的標簽管理器向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求，由交叉控制器建立實際的物理鏈路。
圖12描述了采用第一種方式下MESH網(wǎng)恢復(fù)的實施案例。主用通道1經(jīng)過節(jié)點A、B、C、D，備用通道1經(jīng)過節(jié)點A、E、F、D預(yù)留資源。主用通道2經(jīng)過節(jié)點G、H、I、J，備用通道2經(jīng)過節(jié)點G、E、F、J預(yù)留資源。兩條主用通道使用共同節(jié)點E和節(jié)點F中的資源，并經(jīng)過共同的鏈路段E-F，構(gòu)成共享保護關(guān)系。當主用通道1發(fā)生故障以后，信令發(fā)起備用通道1的激活過程，見圖13，節(jié)點A、E、F、D上的標簽管理器分配標簽然后向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求，由交叉控制器建立實際的物理鏈路。
與備用通道1共享資源的備用通道2的資源被收回并利用其它的資源重新預(yù)留。圖14描述了備用通道拆除和重建的實例。備用通道1激活后，共享鏈路段E-F被占用，節(jié)點E根據(jù)鏈路共享信息找到共享的保護通道2，并向保護通道2的源節(jié)點G發(fā)送拆除備用通道2的請求。節(jié)點G接收到備用通道拆除請求后，啟動備用通道2拆除的信令過程，釋放備用通道2預(yù)分配標簽或預(yù)留資源。源節(jié)點G確認備用通道2已拆除以后重新計算備用通道2的路由，然后發(fā)起備用通道2的重建過程。這個過程與圖3或圖4所述的過程一樣，只是這次建立的備用通道2為G-M-N-J。
上述實施例和附圖僅僅是為了說明的目的，并不對本發(fā)明方法的保護范圍構(gòu)成限制，本發(fā)明方法的保護范圍由所附帶的權(quán)利要求書進行限定。
權(quán)利要求
1.一種在格狀網(wǎng)中利用共享備用通道進行故障恢復(fù)的方法，該方法包括步驟由網(wǎng)絡(luò)入口節(jié)點接收連接請求，啟動路由計算模塊計算兩條路由，一條用于主用通道，另一條用于備用通道；分別執(zhí)行建立主用通道和備用通道的信令過程；建立主通道，使用標準的信令協(xié)議，例如通用多協(xié)議標簽交換的資源預(yù)留協(xié)議擴展(GMPLSRSVP-TE)或通用多協(xié)議標簽交換的受限標簽分發(fā)協(xié)議(GMPLS CR-LDP)；建立備用通道，使用擴展的信令過程及相關(guān)信令，并為備用通道預(yù)留標簽或資源，該備用通道預(yù)留的標簽或資源為共享式，即該標簽或資源可以由多個備用通道所共享；當檢測到主通道發(fā)生故障后，由標簽交換通道的入口節(jié)點或出口節(jié)點發(fā)起備用通道激活信令過程；當共享的備用通道之一被激活時，與該被激活備用通道實行資源共享的其它備用通道向各自的源節(jié)點發(fā)送備用通道拆除請求，源節(jié)點接收到備用通道拆除請求后，發(fā)起備用通道拆除的信令過程，拆除這些備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)信息；完成備用通道拆除后，相應(yīng)的源節(jié)點重新計算各自的備用通道的路由，并重新執(zhí)行備用通道建立過程，為其它主通道重新建立備用通道，以替代被拆除了的備用通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于備用通道建立使用預(yù)分配標簽方式，不建立交叉連接，標簽管理器為備用通道所分配的標簽是共享的，即某個標簽可同時屬于多個備用的標簽交換通道；標簽分配完成后，標簽管理器通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息，標簽管理器不會向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求；當使用備用通道時，標簽管理器根據(jù)預(yù)分配的標簽向交叉控制器發(fā)起交叉連接的請求，同時拆除與之有共享關(guān)系的其它備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)的信息；當共享的其它備用通道被拆除時，觸發(fā)各自的備用通道建立過程，分別建立新的備用通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于備用通道拆除的信令過程會要求通道上的各個節(jié)點釋放預(yù)分配的標簽，然后更新相應(yīng)的資源信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于備用通道的建立不使用分配標簽方式，僅僅進行資源預(yù)留，為備用通道預(yù)留帶寬；標簽管理器不分配標簽，僅僅通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息，標簽管理器也不會向交叉控制器發(fā)送建立交叉連接的請求；當使用備用通道時，標簽管理器首先要利用預(yù)留的資源進行標簽分配，然后向交叉控制器發(fā)起交叉連接的請求，同時拆除與之共享的其它備用通道，并通知資源管理器更新相關(guān)的信息；當共享的其它備用通道被拆除時，會觸發(fā)相應(yīng)的備用通道的建立過程，為其它的主要通道建立新的備用通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于備用通道拆除的過程僅僅是通知資源管理器更新相應(yīng)的資源信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于預(yù)先計算好備用通道路由，將主、備用通道的相關(guān)信息都存儲在本地節(jié)點中，備用通道激活的過程不需要計算路由。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在格狀網(wǎng)中利用共享備用通道進行故障恢復(fù)的方法，該方法在建立主用通道時，預(yù)留備用通道，備用通道預(yù)留采用共享方式，即同一資源可以作為多個備用通道的預(yù)留資源，主通道發(fā)生故障時，使用標簽交換協(xié)議執(zhí)行備用通道激活信令過程，當共享的備用通道之一被激活時，與該被激活備用通道實行資源共享的其它備用通道被拆除，然后重新計算這些備用通道。本發(fā)明的方法使用共享保護，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，并且由于預(yù)先計算了備用通道，使得激活備用通道的過程簡單快速。
文檔編號H04L29/04GK1556637SQ200310123458
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者朱冰, 胡興, 魏學(xué)勤, 朱 冰 申請人:烽火通信科技股份有限公司