專利名稱：建立mpls網絡外的兩個設備間的標簽交換路徑的方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術，更具體地，涉及建立MPLS網絡外的兩個設備間的標簽交換路徑的方法，特別是在泛在傳感器網絡(Ubiquitous Sensor Network, USN)的基礎設施之間建立標簽交換路徑的方法。
背景技術：
隨著微機電系統、低功率電子設備、射頻集成技術等的發展和進步，基于泛在傳感器網絡在各個領域諸如軍事、環境、健康、家庭等均變得日益可行與重要。存在不同的方式來部署泛在傳感器網絡物理基礎設施與提供基于泛在傳感器網絡服務，但這些方法具有一個共同的問題，即如何互聯分布的泛在傳感器網絡物理基礎設施。由于泛在傳感器網絡物理基礎設施通常具有大規模的特性，例如眾多的傳感器節點、巨大的覆蓋面積、海量的傳感器數據等，因此部署專用網絡來連接如此廣泛分布的傳感器網絡物理基礎設施是代價高昂的。一種高性價比的方式是利用電信運營商的網絡，其具有廣泛的覆蓋范圍以及可信賴的連接質量。近來，將多媒體服務集成到泛在傳感器網絡的需要與趨勢逐漸增強，由此諸如圖像、音頻、視頻等多媒體傳感數據將日益增多而遠超傳統的標量傳感數據。此外，在未來數年內，越來越多的時間敏感(time sensitive)的泛在傳感器網絡應用,諸如災害監測、工廠自動化、工業環境監控等，將可能投入實際使用。由此可見，同時為各種不同泛在傳感器網絡服務傳送少量的標量傳感數據、大量的多媒體數據、實時傳感數據等，將帶來對服務質量(quality of service)的多種不同的要求。因而，電信運營商需要更優化地使用其網絡來連接泛在傳感器網絡。
發明內容
本發明的一個目的在于克服現有技術中的上述缺點，實現更優化地使用移動通信網絡以連接泛在傳感器網絡。已知流量工程(Traffic Engineering)技術能夠通過優化網絡資源的使用，將業務流映射到優化的路徑上，從而保證服務質量。多協議標簽交換(Multiprotocol LabelSwitching, MPLS)流量工程采用標簽交換(Label Switching, LS)技術來建立邊緣到邊緣(edge-to-edge)的隧道,也稱為邊緣到邊緣的隧道標簽交換路徑(Label Switching Path,LSP)，其在由標簽交換路由器(Label Switching Router, LSR)組成的基于IP的網絡中具有保用帶寬。具體地，為了實現MPLS流量工程，起點端(header end)標簽交換路由器利用對網絡拓撲結構的認知而找到至終點端(tail end)標簽交換路由器的有效的標簽交換路徑，也被稱為流量工程標簽交換路徑(TE-LSP)。由此，本發明的一個目的在于將流量工程擴展到泛在傳感器網的設備間的數據交流。特別地，本發明的一個目的在于實現泛在傳感器網的設備間的標簽交換路徑的建立。圖1示出了包含泛在傳感器網絡物理基礎設施以及電信運營商的MPLS網絡的體系結構的一個例子。典型地，泛在傳感器網絡物理基礎設施包括傳感器網絡、傳感器網絡網關(Sensor Network Gateway, SGff)以及泛在傳感器網絡服務器(USN SERVER) ;MPLS包括多個邊緣路由器PE1-PE4與多個中間路由器P 1-P4。相應地，本發明的一個目的在于獲取在傳感器網絡網關與泛在傳感器網絡服務器之間、跨電信運營商的MPLS網絡的基于流量工程的標簽交換路徑，在此也被稱為擴展的流量工程標簽交換路徑(extended TE-LSP, eTE-LSP)。根據本發明的一個方面，提供了一種在MPLS網絡內的第一邊緣路由器中用于建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，其中，該方法包括以下步驟:A.獲取所述第一設備的標識信息、以及所述第一設備的流量特性信息；B.獲取所述MPLS網絡內的一個或多個第二邊緣路由器到所述第二設備的一個或多個第二鏈接的流量工程信息，所述一個或多個第二鏈接各自對應于所述一個或多個第二邊緣路由器，所述第二鏈接的所述流量工程信息標識包含所述第二設備的標識信息、對應的第二邊緣路由器的標識信息，所述第二設備的所述標識信息包含所述第二設備的標識；C.利用所獲取的所述第一設備的所述流量特性信息、以及所述一個或多個第二鏈接的所述流量工程信息，來計算所述標簽交換路徑，所計算的標簽交換路徑包括從所述第一設備到所述第一邊緣路由器的第一鏈接、從所述第一邊緣路由器到所述一個或多個第二邊緣路由器中的一個的鏈接、以及對應于所述一個或多個邊緣路由器中的所述一個的第二鏈接。根據本發明的另一個方面，提供了一種在MPLS網絡內的第二邊緣路由器中用于輔助建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括以下步驟:a.獲取所述第二設備的標識信息；b.根據所獲得的所述第二設備的所述標識信息，生成所述第二邊緣路由器到所述第二設備的第二鏈接的流量工程信息標識，所述第二鏈接的流量工程信息標識包含所述第二設備的所述標識信息、所述第二邊緣路由器的標識信息；c.向所述MPLS網絡內的第一邊緣路由器，發送流量工程消息，其包含所述第二鏈接的所述流量工程信息標識、以及所述第二鏈接的流量工程信息。優選地，所述第一設備包括傳感器網絡的網關和所述傳感器網絡的服務器中的一個，而所述第二設備包括所述網關和所述服務器中的另一個。如上所述，傳統的MPLS流量工程技術中，為了建立起點端至終點端的標簽交換路徑，由起點端負責計算至終點端的標簽交換路徑。與之相反，根據本發明，在建立從作為起點端的MPLS網絡外的第一設備(例如傳感器網絡網關和傳感器網絡服務器中的一個)到作為終點端的MPLS網絡外的第二設備(例如傳感器網絡網關和傳感器網絡服務器中的另一個)時，由與起點端相連第一邊緣路由器(而非起點端本身)負責收集流量工程信息并計算至終點端的基于流量工程的標簽交換路徑，并且由與終點端相連的第二邊緣路由器(而非終點端本身)負責分發流量工程信肩、O如此一來，作為起點端的第一設備無需負責收集流量工程信息，也無需負責計算至終點端的基于流量工程的標簽交換路徑，而作為終點端的第二設備無需負責分發流量工程信息，由此，第一設備和第二設備的結構與功能能夠得以簡化，其成本也能相應地降低。鑒于傳感器網絡的大規模的特性，即存在大量的傳感器網絡網關和傳感器網絡服務器，這是極為有利的。根據本發明的一個具體實施方式
，第一設備和/或第二設備可以分別是泛在傳感器網絡中的物理設備，如傳感器網絡網關或USN服務器。此時，第一設備的標識和第二設備的標識可以分別是相應物理實體的物理標識，如IP地址。根據本發明的一個具體實施方式
，第一設備和第二設備可以分別是泛在傳感器網絡中虛擬設備,如虛擬的傳感器網絡網關或虛擬的USN服務器。通過虛擬化技術，一個物理設備能夠被虛擬化為若干虛擬設備，并且且例如可以將不同的虛擬設備供不同的USN服務提供商，從而在多個USN服務提供商之間實現對同一物理設備的共享。此時，第一設備的標識和第二設備的標識可以分別是虛擬標識，例如虛擬傳感器網絡網關標識或虛擬USN服務器標識。根據本發明的一個具體實施方式
，所述第一設備的所述標識信息還包括所述第一設備所在網絡的標識、所述第一設備的業務標識中的至少一個；所述第二設備的所述標識信息還包括所述第二設備所在網絡的標識、所述第二設備的業務標識中的至少一個。其中，在第一設備所在物理網絡(例如物理傳感器網絡)通過虛擬化技術被虛擬化為若干虛擬傳感器網絡的情形下，能夠通過在第一設備的標識信息中包含第一設備所在網絡的標識(即虛擬網絡標識)來唯一地標識位于某一虛擬傳感器網絡中的第一設備。換言之，位于不同虛擬傳感器網絡中的第一設備能夠通過第一設備所在網絡的標識被區別開。類似地，第二設備所在網絡的標識能夠達到標識位于不同虛擬網絡中的第二設備的技術效果。在第一設備提供不同USN業務的情形下，能夠通過在第一設備中的標識信息包含第一設備的業務標識來唯一地標識提供某一 USN業務的第一設備。在此,不同USN業務能夠是指例如IP業務、TCP業務等。類似地，第二設備的業務標識能夠達到標識提供某一 USN業務的第二設備的技術效果。根據本發明的一個具體實施方式
，所述第一鏈接的所述流量工程信息標識還包括所述第一鏈接的標識；所述第二鏈接的所述流量工程信息標識還包括所述第二鏈接的標識。在自第一設備到第一邊緣路由器的第一鏈接通過虛擬化技術被虛擬化為若干虛擬鏈接的情形下，能夠通過在第一鏈接的流量工程信息標識中包含第一鏈接的標識(即虛擬鏈接標識)來唯一地標識某一虛擬鏈接。類似地，在第二鏈接被虛擬化為若干虛擬鏈接的情形下，第二鏈接的標識能夠達到標識提供某一虛擬鏈接的技術效果。根據本發明的另一個方面，提供了一種在MPLS網絡外的第一設備中用于輔助建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括以下步驟:1.發送第一請求消息，所述第一請求消息包括所述第一設備的標識信息、所述第一設備的流量特性信息；I1.接收來自所述第一邊緣路由器的第一通告消息，所述第一通告消息包含所述第一邊緣路由器的標識。根據本發明的另一個方面，提供了一種在MPLS網絡外的第二設備中用于輔助建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括以下步驟:1.發送第二請求消息，所述第二請求消息包括所述第二設備的標識信息；i1.分別接收來自所述MPLS網絡內一個或多個第二邊緣路由器的第二通告消息，各第二通告消息包括對應的第二邊緣路由器的標識。
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更加明顯:圖1示出了包含USN物理基礎設施以及電信運營商的MPLS網絡的體系結構的一個例子；圖2示出了根據本發明的一個具體實施方式
的建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法的流程圖；圖3a_3c示出了根據本發明的一個具體實施方式
的eTEF搜索消息的示意圖；圖4示出了根據本發明的一個具體實施方式
的eTEF登記消息的示意圖；圖5a_5d示出了根據本發明的一個具體實施方式
的流量工程消息的示意圖；圖6a_6c示出了根據本發明的一個具體實施方式
的更改的資源預留協議信令消息的不意圖；圖7示出了根據本發明的一個具體實施方式
的建立從傳感器網絡網關到傳感器網絡服務器的基于流量工程的標簽交換路徑的方法的流程圖；圖8示出了根據本發明的一個具體實施方式
的建立從傳感器網絡服務器到傳感器網絡網關的基于流量工程的標簽交換路徑的方法的流程圖；在附圖中，相同或類似的附圖標記表示對應的特征。
具體實施例方式圖2示出了根據本發明的一個具體實施方式
的建立從所述MPLS網絡外的第一設備101到所述MPLS網絡外的第二設備102的基于流量工程的標簽交換路徑的方法的流程圖。參照圖2，在步驟S201中，第一邊緣路由器201獲取第一設備101的標識信息、以及第一設備101的流量特性信息。優選地，如下實現該步驟。第一設備101發送第一請求消息，其包括第一設備101的標識信息以及流量特性信息。在一個例子中，第一設備101能夠向MPLS網絡(包括圖2中的MPLS網絡中的第一邊緣路由器201)廣播該第一請求消息。在另一個例子中，第一設備101能夠向某一邊緣路由器(如圖2第一邊緣路由器201)發送該第一請求消息。當接收到來自的第一設備101的第一請求消息后，第一邊緣路由器201自該第一請求消息中獲取第一設備101的標識信息以及流量特性信息。附加地，響應于所接收的第一請求消息，第一邊緣路由器201能夠向第一設備101發送第一通告消息,其包含所述第一邊緣路由器201的標識信息。優選地,第一通告消息還能夠包含第一設備101到第一邊緣路由器201的第一鏈接的標識。當第一設備101到第一邊緣路由器201的物理鏈接被虛擬化為若干虛擬鏈接時，該標識能夠用于唯一地標識各虛擬鏈接。在步驟S204中，第一邊緣路由器201獲取第二邊緣路由器202a到第二設備102的第二鏈接的流量工程信息。優選地，如下實現該步驟。第二邊緣路由器202a生成第二邊緣路由器202a到第二設備102的第二鏈接的流量工程信息標識，其包含第二設備102的標識信息、第二邊緣路由器202a的標識信息。接著，第二邊緣路由器202a分發流量工程消息，其包含所生成的第二鏈接的流量工程信息標識以及第二鏈接的流量工程信息。相應地，當接收到來自第二邊緣路由器202a所發送的流量工程消息后，第一邊緣路由器201從中獲取第二鏈接的流量工程信息。各第二鏈接的流量工程信息標識包含第二設備102的標識信息、對應的第二邊緣路由器的標識信息(PE ID)。其中，第二設備102的標識信息包含第二設備102的標識，其可以是物理標識如IP地址，也可以是虛擬標識。附加地，第二設備102的標識信息還包括第二設備102所在網絡的標識、第二設備102的業務標識中的至少一個。各第二鏈接的流量工程信息標識還包括該第二鏈接的標識。當第二邊緣路由器到第二設備102的物理鏈接被虛擬化為若干虛擬鏈接時，該標識能夠用于唯一地標識各虛擬鏈接。流量工程信息能夠包含以下各項中的至少一個:最大預留鏈接帶寬、以及流量工程缺省標準。優選地，第二邊緣路由器202a通過步驟S202獲取第二設備102的標識信息。具體地，第二設備102發送第二請求消息，其包括所述第二設備的標識信息。在一個例子中，第二設備102能夠向MPLS網絡(包括圖2中的MPLS網絡中的第二邊緣路由器202a)廣播該第二請求消息。當接收到來自的第二設備102的第二請求消息后，第二邊緣路由器202a自該第二請求消息中獲取第二設備102的標識信息。附加地，響應于所接收的第二請求消息，第二邊緣路由器202a能夠向第二設備102發送第二通告消息，其包含所述第二邊緣路由器202a的標識信息。類似地，在步驟S205中，第一邊緣路由器201獲取第二邊緣路由器202b第二設備102的第二鏈接的流量工程信息，以及第二邊緣路由器202b通過步驟S203獲取第二設備102的標識信息。步驟S205與S204類似，步驟S203與步驟S202類似，在此不予贅述。在圖2的例子中，第一邊緣路由器201分別從第二邊緣路由器202a與202b獲取對應的第二鏈接的流量工程信息。本領域技術人員應當理解，本發明并不限于此。第一邊緣路由器201可能僅從一個或更多個第二邊緣路由器獲取對應的第二鏈接的流量工程信息。值得注意的是，步驟S201、S202、S204與S205是相互獨立，因此其順序是可以改變的。繼續參照圖2，在步驟S206中，第一邊緣路由器201計算自第一設備101至第二設備102的標簽交換路徑。具體地，第一邊緣路由器201利用所獲取的第一設備101的流量特性信息、以及所獲取的自第二邊緣路由器202a、202b至第二設備102的各第二鏈接的流量工程信息，來計算該標簽交換路徑。本領域技術人員應當理解的是，計算標簽路徑時，還需要第一邊緣路由器至各第二邊緣路由器的鏈路的流量工程信息。由于相關現有技術已對如何獲取MPLS網絡中的鏈路的流量工程信息進行了詳細的描述，因此在此不予贅述。
所計算的標簽交換路徑包括從第一設備101到第一邊緣路由器201的第一鏈接、從第一邊緣路由器201到第二邊緣路由器之一的鏈接、以及該第二邊緣路由器所對應的第二鏈接，即該第二邊緣路由器到第二設備102之間的第二鏈接。其中，從第一邊緣路由器201到第二邊緣路由器之一的鏈接能夠包括一個或多個中間路由器。在本例中假設，計算得到的標簽交換路徑是從第一設備101、經由第一邊緣路由器201、中間路由器301和302、第二邊緣路由器202a、至第二設備102。本領域技術人員能夠理解，可以使用各種現有的或未來開發的算法來計算標簽交換路徑。接著，在步驟S207中，第一邊緣路由器201根據所計算的標簽交換路徑，建立該標簽交換路徑。具體地，第一邊緣路由器201根據所計算的標簽交換路徑，生成路徑消息，用于指示該標簽交換路徑。路徑消息包含第一鏈接的流量工程信息標識、所計算的標簽交換路徑中的第二鏈接的流量工程信息標識。隨后，第一邊緣路由器201向所計算的標簽交換路徑中的所述第二鏈接所對應的第二邊緣路由器202a，發送生成的路徑消息。該路徑消息依次經過所計算的標簽交換路徑上的所有路由器(可能包括一個或多個中間路由器)。接著，在步驟S208中，當接收到來自第一邊緣路由器201的路徑消息后，第二邊緣路由器202a為標簽交換路徑分配其所需的標簽，并且向第一邊緣路由器201發送包含所分配的標簽的預留消息。該預留消息依次經過所計算的標簽交換路徑上的所有路由器(與S207中方向相反)。至此，自第一設備101至第二設備102并經由MPLS網絡的標簽交換路徑就建立好了。接著，在步驟S209中，第一設備101沿著所建立的標簽交換路徑將數據包發送至第二設備102。根據本發明的一個具體實施方式
，MPLS網絡外的設備，例如第一設備和第二設備，能夠通過擴展流量工程功能(Extended Traffic Engineering Function,簡稱eTEF)搜索和登記(Discovery &Registration)過程來分別搜索邊緣路由器并在該邊緣路由器進行登記。在eTEF搜索和登記過程中，首先，MPLS網絡外的設備發送eTEF搜索消息，其包含該設備的標識信息與流量特性信息。接著，接收到該eTEF搜索消息的邊緣路由器向該MPLS網絡外的設備發送eTEF登記消息，其包含該邊緣路由器的標識。優選地，當MPLS網絡外的設備與邊緣路由器之間的鏈接被虛擬化時，邊緣路由器能夠為從MPLS網絡外的設備到邊緣路由器的鏈接以及從邊緣路由器到MPLS網絡外的設備的鏈接分別分配相應的虛擬鏈接。附加地，邊緣路由器通過eTEF登記消息將從該MPLS網絡外的設備到該邊緣路由器的虛擬鏈接的標識告知該MPLS網絡外的設備。由此，上述第一請求消息和第二請求消息能夠由eTEF搜索消息來實現，而上述第一通告消息和第二通告消息能夠由eTEF登記消息來實現。圖3a_3c示出了根據本發明的一個具體實施方式
的eTEF搜索消息的示意圖。其中，該eTEF搜索消息是由ICMP(Internet Control Message Protocol,互聯網控制消息協議)信令中的路由請求消息(Router Solicitation message)擴展而成的。如圖3a_3b所示，當ICMP消息中的類型(Type)字段為10時，該ICMP消息為路由請求消息。此外，通過ICMP碼(Code)字段的定義中尚未使用的一個值如Cl，來指示該路由請求消息為上述eTEF搜索消息。圖3a示出了由傳感器網絡的網關所發送的eTEF搜索消息的示意圖。如圖3a所示，傳感器網絡的網關所發送的eTEF搜索消息包含eTEF搜索擴展(eTEF DiscoveryExtension),其包含但不限于以下信息:(I)類型標記(Type Flag)，其為占用一個字節的字段，并且以“O”指示該消息為由傳感器網絡的網關所發送的eTEF搜索消息。(2)長度(Length)，其為占用一個的字段，并且指示eTEF搜索擴展的長度，以字節為單位。(3)傳感器網絡網關標識(VSWG ID)，其為占用4個字節的字段，并且標識物理的或虛擬的傳感器網絡網關。通常，其能夠是局部唯一的標識。當傳感器網絡網關未被虛擬化時，該傳感器網絡網關標識能夠是發送該搜索消息的物理傳感器網絡網關的公共互聯網可路由地址。(4)個人局域網標識(VPAN ID)，其為占用4個字節的字段，并且標識發送該搜索消息的物理傳感器網絡網關所在的物理的或虛擬的傳感器網絡。通常，其能夠是局部唯一的標識。(5)業務標識(SID)，其為占用4個字節的字段，并且標識USN業務。通常，其能夠是局部唯一的標識。(6)關聯標識(Association ID)，其為占用4個字節的字段，是用于跟蹤搜索消息與登記消息對的序列號。(7)流量特性信息(Traffic Characteristics),其為長度變化的字段,并且指示待發送的數據流的流量特性信息。圖3c示出了該字段的一個示例。圖3b示出了由傳感器網絡的服務器所發送的eTEF搜索消息的示意圖。如圖3b所示，傳感器網絡的服務器所發送的eTEF搜索消息包含eTEF搜索擴展(eTEF DiscoveryExtension),其包含但不限于以下信息:(I)類型標記(Type Flag)，其為占用一個字節的字段，并且以“I”指示該消息為由傳感器網絡的服務器所發送的eTEF搜索消息。(2)長度(Length)，其為占用一個的字段，并且指示eTEF搜索擴展的長度，以字節為單位。(3)傳感器網絡服務器標識(VUSN SERVER ID)，其為占用4個字節的字段，并且標識物理的或虛擬的傳感器網絡服務器。通常，其能夠是局部唯一的標識。當傳感器網絡服務器未被虛擬化時，該傳感器網絡服務器標識能夠是發送該搜索消息的物理傳感器網絡服務器的公共互聯網可路由地址。(4)業務標識(SID)，其為占用4個字節的字段，并且標識USN業務。通常，其能夠是局部唯一的標識。(5)關聯標識(Association ID)，其為占用4個字節的字段，是用于跟蹤搜索消息與登記消息對的序列號。(6)流量特性信息(Traffic Characteristics),其為長度變化的字段,并且指示待發送的數據流的流量特性信息。圖3c示出了該字段的一個示例。在本例中，假設傳感器網絡服務器所在網絡未被虛擬化。然而，在其他例子中，如果傳感器網絡服務器所在網絡有可能被虛擬化，此時，傳感器網絡的服務器所發送的eTEF搜索消息能夠通過包含一個額外的網絡標識字段來標識其所在的網絡。圖3c示出了 eTEF搜索消息中的流量特性信息的一個例子。如果所示，流量特性信息包含但不限于:(I)類型標記(Type Flag)，其為占用I個字節的字段。不同的值指示不同的流量特性的類型。(2)長度(Length)，其為占用I個字節的字段，指示流量特性信息的總長度，以字節為單位。(3) 4個字節的令牌桶速率(Token Bucket Rate), 4個字節的令牌桶大小(TokenBucket Size) ,4個字節的峰值數據速率(Peek Data Rate),4個字節最小監管單元(Minimum Policed Unit), 4 個字節最大數據包大小(Maximum Packet Size)。.
圖4示出了根據本發明的一個具體實施方式
的eTEF登記消息的示意圖。其中，該eTEF登記消息是由ICMP信令中的路由通告消息(Router Advertisement message)擴展而成的。如圖4所示，當ICMP消息中的類型(Type)字段為9時，該ICMP消息為路由通告消息。此外，通過ICMP碼(Code)字段的定義中尚未使用的一個值如C2，來指示該路由通告消息為上述eTEF登記消息。eTEF登記消息包含eTEF登記擴展(eTEF RegistrationExtension),其包含但不限于以下信息:(I)類型標記(Type Flag)，其為占用一個字節的字段，并且以“O”指示該消息中的鏈接標識(VLID ID)為物理的或虛擬的從傳感器網絡網關到邊緣路由器的鏈接(SGff-PE)的標識，以“I”指示該消息中的鏈接標識(VLID ID)為物理的或虛擬的從傳感器網絡服務器到邊緣路由器(USN SERVER-PE)的鏈接的標識。(2)長度(Length)，其為占用一個的字段，并且指示eTEF登記擴展的長度，以字節為單位。(3)服務邊緣路由器標識(Serving PE ID)，其為占用4個字節的字段，并且用于標識發送該eTEF登記消息的邊緣路由器。例如，其能夠是邊緣路由器的IP地址。(4)鏈接標識(VLID ID)，其為占用4個字節的字段，并且用于標識從傳感器網絡網關或傳感器網絡服務器到邊緣路由器(SGW-PE或USN SERVER-PE)的鏈接。當該鏈接未被虛擬化時，可以忽略該鏈接標識。通常，鏈接標識能夠是局部唯一的標識。(5)關聯標識(Association ID)，其為占用4個字節的字段，是用于跟蹤搜索消息與登記消息對的序列號。圖5a_5d示出了根據本發明的一個具體實施方式
的流量工程消息的示意圖。在本例中，用于分發流量工程信息的流量工程消息由MP-BGP(Multiprotoc01 Border GatewayProtocol,多協議邊界網關協議)的更新消息(Update Message)擴展而成。如圖5a_5b所示，如圖所示，將尚未使用的地址族標識(Address FamilyIdentifier, AFI)與子地址族標識(Subsequent Address Family Identifier, SAFI)對如〈Al，SI〉用于指示擴展的MP-BGP更新消息。具體地，擴展的MP-BGP更新消息MP_REACH_eTEUSN和MP_UNREACH_eTEUSN分別用于更新和撤銷與流量工程信息相關的網絡層可達信息(Network Layer Reachability Information, NLRI)。圖5c示出了用于攜帶從邊緣路由器到傳感器網絡網關的鏈接(PE-SGW)的流量工程信息的BGP更新消息。如圖所示，該BGP更新消息包含但不限于以下信息:(I)類型標記(Type Flag)，其為占用一個字節的字段，并且以“O”指示該消息攜帶了從邊緣路由器到傳感器網絡網關的鏈接(PE-SGW)的流量工程信息。(2)長度(Length)，其為占用一個的字段，并且指示eTEF搜索擴展的長度，以字節為單位。(3)傳感器網絡網關標識(VSWG ID)，其為占用4個字節的字段，并且標識物理的或虛擬的傳感器網絡網關。通常，其能夠是局部唯一的標識。當傳感器網絡網關未被虛擬化時，該傳感器網絡網關標識能夠是物理傳感器網絡網關的公共互聯網可路由地址。(4)個人局域網標識(VPAN ID)，其為占用4個字節的字段，并且標識物理傳感器網絡網關所在的物理的或虛擬的傳感器網絡。通常，其能夠是局部唯一的標識。(5)鏈接標識(VLID ID)，其為占用4個字節的字段，并且用于標識從或邊緣路由器到傳感器網絡網關的鏈接(PE-SGW)。當該鏈接未被虛擬化時，可以忽略該鏈接標識。通常，鏈接標識能夠是局部唯一的標識。(6)業務標識(SID)，其為占用4個字節的字段，并且標識USN業務。通常，其能夠是局部唯一的標識。(7)最大預留鏈接帶寬(Maximum Reservable Link Bandwidth)子TLV(Type-Length-Value)。(8)流量工程缺省標準(TE Default Metric)子 TLV。在此，字段(2)-(6)構成了流量工程信息標識，其能夠唯一地標識該消息中所攜帶的流量工程信息。所攜帶的流量工程信息包含但不限于字段(7)-(8)中的最大預留鏈接帶寬與流量工程缺省標準。在其他例子中，能夠通過添加其他子TLV來攜帶的其他的流量工程信息。圖5d示出了用于攜帶從邊緣路由器到傳感器網絡USN服務器的鏈接(PE-USNSERVER)的流量工程信息的BGP更新消息。如圖所示，該BGP更新消息包含但不限于以下信息:(I)類型標記(Type Flag)，其為占用一個字節的字段，并且以“I”指示該消息攜帶了從邊緣路由器到傳感器網絡服務器的鏈接(PE-USN SERVER)的流量工程信息。(2)長度(Length)，其為占用一個的字段，并且指示eTEF搜索擴展的長度，以字節為單位。(3)傳感器網絡服務器標識(VUSN SEVER ID)，其為占用4個字節的字段，并且標識物理的或虛擬的傳感器網絡服務器。通常，其能夠是局部唯一的標識。當傳感器網絡服務器未被虛擬化時，該傳感器網絡服務器標識能夠是物理服務器的公共互聯網可路由地址。(4)鏈接標識(VLID ID)，其為占用4個字節的字段，并且用于標識從或邊緣路由器到傳感器網絡服務器的鏈接(PE-USNSERVER)。當該鏈接未被虛擬化時，可以忽略該鏈接標識。通常,鏈接標識能夠是局部唯一的標識。(5)業務標識(SID)，其為占用4個字節的字段，并且標識USN業務。通常，其能夠是局部唯一的標識。(6)最大預留鏈接帶寬(Maximum Reservable Link Bandwidth)子TLV(Type-Length-Value)。
(7)流量工程缺省標準(TE Default Metric)子 TLV。在此，字段(2)-(5)構成了流量工程信息標識，其能夠唯一地標識該消息中所攜帶的流量工程信息。所攜帶的流量工程信息包含但不限于字段(6)-(7)中的最大預留鏈接帶寬與流量工程缺省標準。在其他例子中，能夠通過添加其他子TLV來攜帶的其他的流量工程信息。優選地，MPLS網絡中的邊緣路由器具有流量工程數據庫。當一邊緣路由器接收到來自另一邊緣路由器的BGP更新消息之后，該邊緣路由器將獲取該BGP更新消息中所包含的流量工程信息，并用所獲取的流量工程來更新其流量工程數據庫。根據本發明的一個具體實施方式
，采用更改的資源預留協議(ResourceReservation Protocol, RSVP)信令消息來實現上述路徑消息和預留消息。圖6a_6c示出了根據本發明的一個具體實施方式
的更改的資源預留協議信令消息的示意圖。如圖6a所示,該資源預留協議信令消息包含公共頭(common)與一個或多個對象。其中，公共頭(common header)包含但不限于:4個比特的版本(Vers)字段,4個比特的標記(Flags)字段，I個字節的消息類型(Msg Type)字段,2個字節的資源預留協議校驗和(RSVP Checksum)字段，一個字節的發送存活期(Send TTL)字段，以及2個字節的資源預留協議長度(RSVP Length)。每個對象包含2個字節的長度(length)字段、I個字節的類號(Class-Num)字段、I個字節的類型(C-Type)字段、以及對象內容(Object Contents)。根據本發明的一個具體實施方式
，上述路徑消息包含傳感器網絡網關對象以及傳感器網絡服務器對象。圖6b_6c分別示出了傳感器網絡網關對象以及傳感器網絡服務器對象的格式。如圖6b所示，傳感器網絡網關對象包含但不限于:(I)長度(Length)，其為2個字節的字段，指示了該對象的長度，以字節為單位。優選地，該長度為4的整數倍,至少為4。(2)類號(Class-Num)，其為I個字節的字段，用于標識該對象的類別。如果該傳感器網絡網關是標簽交換路徑的起點端，則該字段被設為值Ml ;如果該傳感器網絡網關是標簽交換路徑的終點端，則該字段被設為不同于Ml的值M2。在一個例子中，可以將Ml設為11 (與SENDER_TEMPLATE對象的類號相同)，而將M2設為I (與SESSION對象的類號相同)(3)類型(C-Type)，其為I個字節的字段，用于標識具有相同類號的對象類型。該字段被設為一尚未使用的值NI，以表示傳感器網絡網關對象。(4)流量工程信息標識(TE information identification),其為20字節的字段，用于標識邊緣路由器與傳感器網關的鏈接的流量工程信息。如上所述，邊緣路由器與傳感器網關的鏈接的流量工程信息標識能夠由服務邊緣路由器標識、傳感器網絡網關標識、個人局域網標識、鏈接標識、業務標識構成。類似地，如圖6c所示，傳感器網絡服務器對象包含但不限于:(I)長度(Length)，其為2個字節的字段，指示了該對象的長度，以字節為單位。優選地，該長度為4的整數倍,至少為4。(2)類號(Class-Num)，其為I個字節的字段，用于標識該對象的類別。如果該傳感器網絡服務器是標簽交換路徑的起點端，則該字段被設為值Ml ;如果該傳感器網絡服務器是標簽交換路徑的終點端，則該字段被設為不同于Ml的值M2。在一個例子中，可以將Ml設為11 (與SENDER_TEMPLATE對象的類號相同)，而將M2設為I (與SESSION對象的類號相同)(3)類型(C-Type)，其為I個字節的字段，用于標識具有相同類號的對象類型。該字段被設為一尚未使用的值N2，以表示傳感器網絡服務器對象。(4)流量工程信息標識(TE information identification),其為16字節的字段，用于標識邊緣路由器與傳感器服務器的鏈接的流量工程信息。如上所述，邊緣路由器與傳感器服務器的鏈接的流量工程信息標識由服務邊緣路由器標識、傳感器網絡服務器標識、鏈接標識、業務標識構成。本領域技術人員能夠理解的是，除了傳感器網絡網關對象以及傳感器網絡服務器對象之外，路徑消息還包含顯示路由對象(Explicit Route Object, ER0)。為建立標簽交換路徑eTE-LSP，該顯示路由對象指明了路徑消息需要按順序經過的所有路由器。在每一個中間路由器上，路徑消息請求該路由器臨時預留該eTE-LSP所需的帶寬，并請求一個到達下一跳路由器所需的MPLS標簽。最后，該路徑消息到達該路徑的出口邊緣路由器。該出口邊緣路由器負責返回預留消息至該路徑的入口邊緣路由器。預留消息包括MPLS標簽，以供在該eTE-LSP之上的邊緣路由器和中間路由器轉發相應的流量。此外，預留消息還指示在該eTE-LSP之上的邊緣路由器和中間路由器預留之前在路徑消息中請求的帶寬。根據本發明的一個具體實施方式
，第一設備包括傳感器網絡的網關和傳感器網絡的服務器中的一個，而第二設備包括網關和服務器中的另一個。下面將參照圖7和圖8分別描述建立從傳感器網絡網關到傳感器網絡服務器的標簽交換路徑的方法以及建立從傳感器網絡服務器到傳感器網絡網關的標簽交換路徑的方法。圖7示出了建立從傳感器網絡網關SGWl到傳感器網絡服務器USN SERVER I的標簽交換路徑的流程圖。在步驟S701中，完成了傳感器網絡網關SGWl與邊緣路由器PEl之間的搜索和登記過程。具體地，傳感器網絡網關SGWl發送eTEF搜索消息，其包含了傳感器網絡網關SGWl的標識VSGWl ID、傳感器網絡網關SGWl所在傳感器網絡的標識VPANl ID、傳感器網絡網關SGffl的業務標識SIDl、以及SGWl的流量特性信息。在接收到來自傳感器網絡網關SGWl的eTEF搜索消息之后，邊緣路由器PEl向傳感器網絡網關SGWl回復eTEF登記消息，其包含邊緣路由器PEl的標識PElID以及指示從SGWl到PEl的鏈接的標識VLID11。對于PEl而言，能夠以PEl ID, VSGffl ID, VPANl ID, SIDl以及VLIDll來標識從SGWl到PEl的鏈接，并且以PEl ID、VSGffl ID、VPANl ID、SIDl以及指示從PEl到SGffl的鏈接的標識VLID12來標識從PEl到SGWl的鏈接。在步驟S702中，完成了傳感器網絡服務器USN SERVER1與邊緣路由器PE2之間的搜索和登記過程。具體地，傳感器網絡服務器USN SERVER1發送eTEF搜索消息，其包含了傳感器網絡服務器USN SERVER1的標識VUSN SERVER1 ID、傳感器網絡服務器USNSERVER1的業務標識SID2、以及VUSN SERVER1的流量特性信息。在接收到來自傳感器網絡服務器USN SERVER1的eTEF搜索消息之后，邊緣路由器PE2向傳感器網絡服務器USN SERVER1回復eTEF登記消息，其包含邊緣路由器PE2的標識PE2ID以及指示從VUSNSERVER1到PE2的鏈接的標識VLID21。對于PE2而言，能夠以PE2ID、VUSN SERVER1 ID、SID2以及VLID21來標識從USN SERVER1到PE2的鏈接，并且以PE2 ID,USN SERVER1 ID、SID2以及指示從PE2到USN SERVER1的鏈接的標識VLID22來標識從PE2到USNSERVER1的鏈接。在步驟S703中，完成了傳感器網絡服務器USN SERVER I與邊緣路由器PE4之間的搜索和登記過程。該步驟與S702類似，在此不予贅述。在步驟S704中，邊緣路由器PE2通過發送流量工程消息(例如上述BGP更新消息)來分發從PE2到USN SERVER1的鏈接的流量工程信息。該流量工程信息能夠由步驟S702中的 PE2 ID、USNSERVER1 ID、SID2、VLID22 唯一地標識。類似地，在步驟S705中，邊緣路由器PE4通過發送流量工程消息(例如上述BGP更新消息)來分發從PE4到USN SERVER1的鏈接的流量工程信息。在步驟S706中，首先，邊緣路由器PEl根據所接收的流量工程消息，獲取從PE2到USN SERVER1的鏈接以及從PE4到USNSERVER1的鏈接的流量工程信息，并相應地更新其流量工程數據庫。接著，邊緣路由器PEl利用來自SGWl的eTEF登記消息中的流量特性信息、來自PE2和PE4的流量工程消息中的從PE2到USNSERVER1的鏈接和從PE4到USN SERVER1的鏈接的流量工程信息、以及邊緣路由器中間的鏈接的流量工程信息，計算從SGWl至USNSERVER1的標簽交換路徑。在本例中，假設計算得到的標簽交換路徑為從SGWl經由PE1、P1、P2、PE2 直至 USN SERVER1。在步驟S707中，PEl負責發送路徑消息(例如上述更改的RSVP信令消息)以建立步驟S706中所計算得到的標簽交換路徑。在該路徑消息中，傳感器網絡網關對象被設為:類號=M1，類型=NI，流量工程信息標識=〈PEI ID,VSGffl IDjVPANI IDjVLID 11,SID1>0此外，傳感器網絡服務器對象被設為:類號=M2，類型=N2，流量工程信息標識=〈PE2 ID,VUSN SERVER1 ID，VLID22，SID2〉。此外，本領域技術人員能夠理解，路徑消息還包含顯示路由對象，其包含該路徑所經過的中間路由器Pl和P2。在步驟S708中，在收到路徑消息(例如上述更改的RSVP信令消息)后，PE2為PE2至USN SERVER1的鏈接分配標簽交換路徑所需的標簽，將該標簽包含在預留消息中并發送給P2。接著，P2為P2至Pl的鏈接分配標簽交換路徑所需的標簽，將該標簽包含在預留消息中并發送給P1。以此類推，預留消息最終到達PE1。至此，從SGWl至USN SERVER1的標簽交換路徑就建立好了。接著，在步驟S709中，SGWl沿著所建立的標簽交換路徑將數據包發送至USNSERVER1。圖8示出了建立從傳感器網絡服務器USN SERVER I到傳感器網絡網關SGWl的標簽交換路徑的流程圖。在步驟S801至S809與步驟S701至S709相類似。主要不同之處在于:(I)邊緣路由器PE4負責計算從USN SERVER I到傳感器網絡網關SGWl的標簽交換路徑。在本例中，假設計算得到的路徑為從USN SERVER1經由PE4、P4、P3、PE3直至SGW1。(2)邊緣路由器PE4負責發送路徑消息以建立標簽交換路徑。在該路徑消息中，傳感器網絡網關對象被設為:類號=M2，類型=NI，其表示該傳感器網絡網關為終點端。此夕卜，傳感器網絡服務器對象被設為:類號=M1，類型=N2，其表示該傳感器網絡服務器為起點端。(3)PE3負責發送預留消息以分配標簽交換路徑所需的標簽。
本領域技術人員應能理解，上述實施例均是示例性而非限制性的。在不同實施例中出現的不同技術特征可以進行組合，以取得有益效果。本領域技術人員在研究附圖、說明書及權利要求書的基礎上，應能理解并實現所揭示的實施例的其他變化的實施例。在權利要求書中，術語“包括”并不排除其他裝置或步驟；不定冠詞“一個”不排除多個；術語“第一”、“第二”用于標示名稱而非用于表示任何特定的順序。權利要求中的任何附圖標記均不應被理解為對保護范圍的限制。某些技術特征出現在不同的從屬權利要求中并不意味著不能將這些技術特征進行組合以取得有益效果。
權利要求
1.一種在MPLS網絡內的第一邊緣路由器中用于建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，其中，該方法包括以下步驟: A.獲取所述第一設備的標識信息、以及所述第一設備的流量特性信息； B.獲取所述MPLS網絡內的一個或多個第二邊緣路由器到所述第二設備的一個或多個第二鏈接的流量工程信息，所述一個或多個第二鏈接各自對應于所述一個或多個第二邊緣路由器，所述第二鏈接的所述流量工程信息標識包含所述第二設備的標識信息、對應的第二邊緣路由器的標識信息，所述第二設備的所述標識信息包含所述第二設備的標識； C.利用所獲取的所述第一設備的所述流量特性信息、以及所述一個或多個第二鏈接的所述流量工程信息，來計算所述標簽交換路徑，所計算的標簽交換路徑包括從所述第一設備到所述第一邊緣路由器的第一鏈接、從所述第一邊緣路由器到所述一個或多個第二邊緣路由器中的一個的鏈接、以及對應于所述一個或多個邊緣路由器中的所述一個的第二鏈接。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一設備包括傳感器網絡的網關和所述傳感器網絡的服務器中的一個，而所述第二設備包括所述網關和所述服務器中的另一個。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括: -接收來自所述第一設備的第一請求消息，所述第一請求消息包含所述第一設備的標識信息、所述第一設備的流量特性信息； -向所述第一設備發送第一通告消息，所述第一通告消息包含所述第一邊緣路由器的標識信息。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一通告消息還包含所述第一設備到所述第一邊緣路由器的第一鏈接的標識。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括: -從所述MPLS網絡內的一個或多個第二邊緣路由器，接收其各自對應的第二鏈接的流量工程消息，各第二鏈接的流量工程消息包含:所述第二鏈接的流量工程信息標識以及流量工程信息； -從所接收的各流量工程消息中，獲取所述第二鏈路的所述流量工程信息。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟D:根據所計算的標簽交換路徑，建立所述標簽交換路徑。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟D包括: -根據所計算的標簽交換路徑，生成路徑消息，用于指示所述標簽交換路徑，所述路徑消息包含所述第一鏈接的所述流量工程信息標識、所計算的標簽交換路徑中的所述第二鏈接的所述流量工程信息標識，所述第一鏈接的所述流量工程信息標識包含所述第一設備的所述標識信息、所述第一邊緣路由器的標識； -向所計算的標簽交換路徑 中的所述第二鏈接所對應的第二邊緣路由器，發送所述路徑消息； -接收來自所述第二邊緣路由器的預留消息，其包含所述標簽交換路徑所需的標簽。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一設備的所述標識信息還包括所述第一設備所在網絡的標識、所述第一設備的業務標識中的至少一個； 所述第二設備的所述標識信息還包括所述第二設備所在網絡的標識、所述第二設備的業務標識中的至少一個。
9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于， 所述第一鏈接的所述流量工程信息標識還包括所述第一鏈接的標識； 所述第二鏈接的所述流量工程信息標識還包括所述第二鏈接的標識。
10.根據權利要求1所述的方 法，其特征在于，所述流量工程信息包含以下各項中的至少一個: -最大預留鏈接帶寬； -流量工程缺省標準。
11.一種在MPLS網絡內的第二邊緣路由器中用于輔助建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括以下步驟: a.獲取所述第二設備的標識信息； b.根據所獲得的所述第二設備的所述標識信息，生成所述第二邊緣路由器到所述第二設備的第二鏈接的流量工程信息標識，所述第二鏈接的流量工程信息標識包含所述第二設備的所述標識信息、所述第二邊緣路由器的標識信息； c.向所述MPLS網絡內的第一邊緣路由器，發送流量工程消息，其包含所述第二鏈接的所述流量工程信息標識、以及所述第二鏈接的流量工程信息。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟a包括: -接收來自所述第二設備的第二請求消息，所述第二請求消息包含所述第二設備的標識息; -向所述第二設備發送第二通告消息，所述通告消息包含所述第二邊緣路由器的標識信息。
13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括步驟d: -接收來自所述第一邊緣路由器的路徑消息，其用于指示所述標簽交換路徑，所述路徑消息包含所述第一邊緣路由器與所述第一設備之間的第一鏈接的流量工程信息標識、所述第二邊緣路由器與所述所對應的第二鏈接的所述流量工程信息標識，所述第一鏈接的流量工程信息標識包含所述第一設備的所述標識信息、所述第一邊緣路由器的標識信息； -響應于所接收的路徑消息，為所述標簽交換路徑分配其所需的標簽，向所述第一邊緣路由器，發送預留消息，其包含所分配的標簽。
14.一種在MPLS網絡外的第一設備中用于輔助建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括以下步驟: 1.發送第一請求消息，所述第一請求消息包括所述第一設備的標識信息、所述第一設備的流量特性信息； I1.接收來自所述第一邊緣路由器的第一通告消息，所述第一通告消息包含所述第一邊緣路由器的標識。
15.一種在MPLS網絡外的第二設備中用于輔助建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括以下步驟:.1.發送第二請求消息，所述第二請求消息包括所述第二設備的標識信息； .分別接收來自所述MPLS網絡內一個或多個第二邊緣路由器的第二通告消息，各第二通告消息包括對應的第二 邊緣路由器的標識。
全文摘要
本發明涉及用于建立MPLS網絡外的兩個設備間的標簽交換路徑的方法。一種在MPLS網絡內的第一邊緣路由器中用于建立從所述MPLS網絡外的第一設備到所述MPLS網絡外的第二設備的基于流量工程的標簽交換路徑的方法，包括獲取所述第一設備的標識信息、以及所述第一設備的流量特性信息；獲取所述MPLS網絡內的一個或多個第二邊緣路由器到所述第二設備的一個或多個第二鏈接的流量工程信息，所述一個或多個第二鏈接各自對應于所述一個或多個第二邊緣路由器，所述流量工程信息標識包含所述第二設備的標識信息、所述第二邊緣路由器的標識信息；利用所獲取的所述第一設備的所述流量特性信息、以及所述一個或多個第二鏈接的所述流量工程信息，來計算所述標簽交換路徑。
文檔編號H04L12/723GK103166850SQ201110407298
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者梁錚, 賓梵翔, 溫海波, 姚春燕 申請人:上海貝爾股份有限公司