CN107888490A - 一种报文转发方法、路由时延计算与调度装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文转发方法、路由时延计算与调度装置及系统，涉及通信技术领域，其中的方法包括：建立起始节点与目的节点之间的多条路径开销相同的等价路由；计算多条等价路由上的时延；基于时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。本发明的报文转发方法、路由时延计算与调度装置及网络系统，基于时延从多条等价路由中选取转发路由，可以在多路径冗余技术的基础上找到最短时延路径，能够区分业务质量，提供差异化服务；能够将低时延业务流量导向最低时延路径，从而更有效的利用ISP运营商网内资源，实现利益更大化，满足用户低时延需求。

Description

一种报文转发方法、路由时延计算与调度装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文转发方法、路由时延计算与调度装置及系统。

背景技术

当前大型运营商ISP网络中，设备间互联的线路众多，依据路由的metric值进行路径规划，并且在网络中采用多方向路由冗余设计，导致网络中存在大量的等价路由。如图1所示，在一个AS中建立了3条等价路由，可以从3条等价路由中选取一条等价路由将A节点发出的报文转发至节点B，将由节点A到节点B的业务流量采用Hash算法负载分担到不同的等价路由上。

但是，目前网络中仅依据路由的Metric值规划路由，采用多方向冗余设计原则会产生大量等价路由，等价路由不能对报文的业务进行区分转发，并且，在同方向的业务流量在等价路由上采用Hash算法进行调度，而Hash算法进行负载分担时算法具备不可控的特点，即不能人为的将某些业务指定到特定的等价路由上，导致低时延业务无法区分并保障质量，不能满足某些客户的低时延业务传送的需求，不能充分利用运营商的网络资源。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种报文转发方法、路由时延计算与调度装置及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种报文转发方法，包括：建立起始节点与目的节点之间的多条路径开销相同的等价路由；计算多条等价路由上的时延；基于所述时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。

可选地，基于所述时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由包括：根据业务质量等级、并基于所述时延从所述多条等价路由中确定与所述业务质量等级相对应的所述转发路由。

可选地，从所述多条等价路由中选取时延最小的转发路由作为高质量转发路由，并通知所述起始节点；当起始节点判断所述报文的业务质量等级为高质量等级时，通过所述高质量转发路由转发所述报文。

可选地，向所述起始节点发送建立RSVP-TE隧道建立指令，以使所述起始节点建立通过所述高质量转发路由的RSVP-TE隧道；所述起始节点对于高质量等级的报文通过所述RSVP-TE隧道进行发送。

可选地，当判断所述等价路由上的时延超过预设的时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为故障状态；并且，当判断处于故障状态的所述等价路由上的时延低于所述时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为正常状态。

可选地，所述计算多条等价路由上的时延包括：接收到全网内的路由节点进行链路时延测试后发送的时延信息；根据所述多条等价路由的拓扑以及所述时延信息计算每条等价路由上的时延。

可选地，所述路由节点将所述时延信息封装在简单网络管理协议SNMP的对象标识符OID中并发送。

可选地，采集网络拓扑信息以及链路状态信息；基于SPF算法进行离线计算，获得所述多条等价路由；向所述起始节点发送携带有所述多条等价路由信息的消息。

根据本发明的另一方面，提供一种路由时延计算与调度装置，包括：时延计算模块，用于计算在起始节点与目的节点之间的多条等价路由上的时延；路由调度模块，用于基于所述时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。

可选地，所述路由调度模块，还用于根据业务质量等级、并基于所述时延从所述多条等价路由中确定与所述业务质量等级相对应的所述转发路由。

可选地，所述路由调度模块，还用于从所述多条等价路由中选取时延最小的转发路由作为高质量转发路由，并通知所述起始节点；其中，当起始节点判断所述报文的业务质量等级为高质量等级时，通过所述高质量转发路由转发所述报文。

可选地，所述路由调度模块，还用于向所述起始节点发送建立RSVP-TE隧道建立指令，以使所述起始节点建立通过所述高质量转发路由的RSVP-TE隧道；其中，所述起始节点对于高质量等级的报文通过所述RSVP-TE隧道进行发送。

可选地，路由调度模块，用于当判断所述等价路由上的时延超过预设的时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为故障状态；并且，当判断处于故障状态的所述等价路由上的时延低于所述时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为正常状态。

可选地，所述时延计算模块，还用于接收到全网内的路由节点进行链路时延测试后发送的时延信息；根据所述多条等价路由的拓扑以及所述时延信息计算每条等价路由上的时延；所述路由节点将所述时延信息封装在简单网络管理协议SNMP的对象标识符OID中并发送。

可选地，拓扑管理模块，用于采集网络拓扑信息以及链路状态信息；路径计算模块，用于基于SPF算法进行离线计算，获得所述多条等价路由；路由发送模块，用于向所述起始节点发送携带有所述多条等价路由信息的消息。

根据本方面的又一方面，提供一种网络系统，包括如上所述的路由时延计算与调度装置。

本发明的报文转发方法、路由时延计算与调度装置及网络系统，基于时延从多条等价路由中选取转发路由，可以在多路径冗余技术的基础上找到最短时延路径，能够区分业务质量，提供差异化服务；能够将低时延业务流量导向最低时延路径，从而更有效的利用ISP运营商网内资源，实现利益更大化，满足用户低时延需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的通过等价路由进行报文转发的示意图；

图2为根据本发明的报文转发方法的一个实施例的流程示意图；

图3为根据本发明的报文转发方法的一个实施例中的通过等价路由进行报文转发的示意图；

图4为根据本发明的路由时延计算与调度装置的一个实施例的模块示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

图2为根据本发明的报文转发方法的一个实施例的流程示意图，如图2所示：

步骤201，建立起始节点与目的节点之间的多条路径开销相同的等价路由。

路径开销可以包括多种度量值，包括路由中的路由节点的数量、带宽等。为了避免因为链路中断给客户的业务带来中断并产生不良的影响，可以采用等价多路径(EqualCost Multipath，ECMP)路由技术。多条去往同一目的地址且路径开销相同的路径构成等价路径，在转发去往该目的地址的报文时，会在各条下一跳路径间实现负载分担。一条等价路径的链路中断后，流量可以马上通过其他的等价路径转发，使链路中断的影响到最小。

步骤202，计算多条等价路由上的时延。多条等价路由上的时延为在转发报文时，等价路由中的所有路由节点时延的总和。

步骤203，基于时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。

上述实施例中的报文转发方法，基于时延从多条等价路由中选取转发路由，可以在多路径冗余技术的基础上找到最短时延路径，指导业务转发，能够区分业务质量，提供差异化服务，满足低时延质量要求。

在一个实施例中，根据业务质量等级、并基于时延从多条等价路由中确定与业务质量等级相对应的转发路由。例如，设定了3个业务质量等级，从高到低分别为A、B、C。有3条等价路由，按照时延由小到大依次为F、G、I。设定A与F、B与G以及C与D的对应关系，将对应关系下发给起始节点，在报文转发中可以区分业务质量，提供不同的时延质量的路由进行转发。例如，当起始节点判断报文的质量等级为A时，则通过F进行路由转发。

例如，从多条等价路由中选取时延最小的转发路由作为高质量转发路由，并通知起始节点。当起始节点判断报文的业务质量等级为高质量等级时，通过高质量转发路由转发报文。如图3所示，可以在网络边缘增加路由时延计算与调度装置，包括服务器、数据库等，用于收集网络时延数据，在等价路由的基础上规划出一条最低时延路径，并通知给初始节点，可以保障低时延业务质量，满足低时延业务的质量要求。

路由时延计算与调度装置向起始节点发送建立RSVP-TE(Resource ReSerVationProtocol-Traffic Engineering，基于流量工程扩展的资源预留协议)隧道建立指令，以使起始节点建立通过高质量转发路由的RSVP-TE隧道。起始节点对于高质量等级的报文通过RSVP-TE隧道进行发送。路由时延计算与调度装置收集全网的路由拓扑和时延，计算等价路径中的最低时延等价路径，下发RSVP Tunnel创建指令。

例如，RSVP信令的扩展(请求评论文档RFC3209)用来在MPLS转发域里面建立TE隧道(RSVP-TE or MPLS-TE)，TE隧道是单方向的，标记交换路径LSP路径也是单方向的。如图3所示，预先基于metric值建立了3条等价路径，即等价路由，图中采用虚线标明了3条等价路径。计算3条等价路由中的所有路由节点的时延的总和，图3中的L代表时延值，M代表metric值，metric值包括带宽值、费用等。

从3条等价路由中选取时延最小的转发路由，即为图3中最上面的等价路径为最低时延路径，最低时延路径为高质量转发路由，并通知起始节点，向起始节点发送建立通过高质量转发路由的RSVP-TE隧道的建立指令。建立指令可以为内部协议的指令或RSVP的Path消息等。初始节点向最低时延路径的下一跳节点发送Path消息，下一跳节点依次向其下一跳节点发送Path消息直至目的节点，从目的节点按原路径依次发送Resv消息，当起始节点收到Resv消息之后，LSP路径，即RSVP-TE隧道建立成功。当起始节点判断报文为高质量业务报文时，则通过RSVP-TE隧道转发报文。

当判断等价路由上的时延超过预设的时延阈值时，则向起始节点发送通知消息，通知起始节点将等价路由设置为故障状态，则暂时通过此等价路由发送数据，时延阈值可以为30秒等。当判断处于故障状态的等价路由上的时延低于时延阈值时，则向起始节点发送通知消息，通知起始节点将等价路由设置为正常状态，恢复报文转发。

接收到全网内的路由节点进行链路时延测试后发送的时延信息，根据多条等价路由的拓扑，确定多条等价路由上的所有节点，根据每条等价路由上的所有节点的时延信息计算出每条等价路由上的时延。路由节点将时延信息封装在简单网络管理协议SNMP的对象标识符OID中并发送。

例如，路由时延计算与调度装置收集全网的路由拓扑，路由器设备进行链路时延测试，并将数据封装在SNMP OID中。路由时延计算与调度装置收集全网路由器设备的时延测试数据，结合全网拓扑计算出最低时延路径，根据最低时延路径下发RSVP Tunnel创建指令，将低时延业务引导到最低时延路径进行转发，从而保障低时延需求。

可以通过离线计算获得多条等价路径。例如，采集网络拓扑信息以及链路状态信息，基于SPF等算法进行离线计算，确定起始节点与目的节点之间的多条路径开销相同的等价路由。SPF算法也被称为Dijkstra算法，SPF算法将每一个路由器作为根来计算其到每一个目的地路由器的距离，每一个路由器根据一个统一的数据库会计算出路由域的拓扑结构图。在获得多条等价路由后，向起始节点发送携带有多条等价路由信息的消息，以建立起始节点与目的节点之间的多条等价路径。

上述实施例中的报文转发方法，基于时延从多条等价路由中选取转发路由，可以在多路径冗余技术的基础上找到最短时延路径，能够区分业务质量，提供差异化服务；改进现有的选路机制,得到全网的时延数据并根据时延数据找到等价路径中的最低时延路径并下发相关的指令，将低时延业务流量导向该最低时延路径，从而更有效的利用ISP运营商网内资源，实现利益更大化，满足用户低时延需求。

在一个实施例中，如图4所示，本发明提供一种路由时延计算与调度装置40，包括：时延计算模块41、路由调度模块42、拓扑管理模块43、路径计算模块44、路由发送模块45和信令接收模块46。时延计算模块41计算在起始节点与目的节点之间的多条等价路由上的时延。路由调度模块42基于时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。

路由调度模块42根据业务质量等级、并基于时延从多条等价路由中确定与业务质量等级相对应的转发路由。路由调度模块42从多条等价路由中选取时延最小的转发路由作为高质量转发路由，并通知起始节点；其中，当起始节点判断报文的业务质量等级为高质量等级时，通过高质量转发路由转发报文。

路由调度模块42向起始节点发送建立RSVP-TE隧道建立指令，以使起始节点建立通过高质量转发路由的RSVP-TE隧道，其中，起始节点对于高质量等级的报文通过RSVP-TE隧道进行发送。当判断等价路由上的时延超过预设的时延阈值时，则路由调度模块42向起始节点发送通知消息，通知起始节点将等价路由设置为故障状态。当判断处于故障状态的等价路由上的时延低于时延阈值时，则路由调度模块42向起始节点发送通知消息，通知起始节点将等价路由设置为正常状态。

时延计算模块41接收到全网内的路由节点进行链路时延测试后发送的时延信息，根据多条等价路由的拓扑以及时延信息计算每条等价路由上的时延。路由节点将时延信息封装在简单网络管理协议SNMP的对象标识符OID中并发送。拓扑管理模块43采集网络拓扑信息以及链路状态信息，也可以对出现故障、异常等情况的路由器或链路等进行处理。路径计算模块43基于SPF算法进行离线计算，获得多条等价路由。路由发送模块45向起始节点发送携带有多条等价路由信息的消息。信令接收模块46可以接收路由器等上报的多种信令，也可以接收网管系统等下发的信令等。

在一个实施例中，本方面提供一种网络系统，包括如上的路由时延计算与调度装置。

上述实施例中的报文转发方法、路由时延计算与调度装置及网络系统，基于时延从多条等价路由中选取转发路由，可以在多路径冗余技术的基础上找到最短时延路径，指导业务转发，能够区分业务质量，提供差异化服务；改进现有的选路机制,得到全网的时延数据并根据时延数据找到等价路径中的最低时延路径并下发相关的指令，将低时延业务流量导向该最低时延路径，从而更有效的利用ISP运营商网内资源，实现利益更大化，满足用户低时延需求。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (16)

1.一种报文转发方法，其特征在于，包括：

建立起始节点与目的节点之间的多条路径开销相同的等价路由；

计算多条等价路由上的时延；

基于所述时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由包括：

根据业务质量等级、并基于所述时延从所述多条等价路由中确定与所述业务质量等级相对应的所述转发路由。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

从所述多条等价路由中选取时延最小的转发路由作为高质量转发路由，并通知所述起始节点；

当起始节点判断所述报文的业务质量等级为高质量等级时，通过所述高质量转发路由转发所述报文。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述起始节点发送建立RSVP-TE隧道建立指令，以使所述起始节点建立通过所述高质量转发路由的RSVP-TE隧道；

所述起始节点对于高质量等级的报文通过所述RSVP-TE隧道进行发送。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当判断所述等价路由上的时延超过预设的时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为故障状态；并且，

当判断处于故障状态的所述等价路由上的时延低于所述时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为正常状态。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算多条等价路由上的时延包括：

接收到全网内的路由节点进行链路时延测试后发送的时延信息；

根据所述多条等价路由的拓扑以及所述时延信息计算每条等价路由上的时延。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

所述路由节点将所述时延信息封装在简单网络管理协议SNMP的对象标识符OID中并发送。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

采集网络拓扑信息以及链路状态信息；

基于SPF算法进行离线计算，获得所述多条等价路由；

向所述起始节点发送携带有所述多条等价路由信息的消息。

9.一种路由时延计算与调度装置，其特征在于，包括：

时延计算模块，用于计算在起始节点与目的节点之间的多条等价路由上的时延；

路由调度模块，用于基于所述时延从多条等价路由中选取对于报文的转发路由。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述路由调度模块，还用于根据业务质量等级、并基于所述时延从所述多条等价路由中确定与所述业务质量等级相对应的所述转发路由。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述路由调度模块，还用于从所述多条等价路由中选取时延最小的转发路由作为高质量转发路由，并通知所述起始节点；

其中，当起始节点判断所述报文的业务质量等级为高质量等级时，通过所述高质量转发路由转发所述报文。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述路由调度模块，还用于向所述起始节点发送建立RSVP-TE隧道建立指令，以使所述起始节点建立通过所述高质量转发路由的RSVP-TE隧道；

其中，所述起始节点对于高质量等级的报文通过所述RSVP-TE隧道进行发送。

13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

路由调度模块，用于当判断所述等价路由上的时延超过预设的时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为故障状态；并且，当判断处于故障状态的所述等价路由上的时延低于所述时延阈值时，则向所述起始节点发送通知消息，通知所述起始节点将所述等价路由设置为正常状态。

14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述时延计算模块，还用于接收到全网内的路由节点进行链路时延测试后发送的时延信息；根据所述多条等价路由的拓扑以及所述时延信息计算每条等价路由上的时延；其中，所述路由节点将所述时延信息封装在简单网络管理协议SNMP的对象标识符OID中并发送。

15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

拓扑管理模块，用于采集网络拓扑信息以及链路状态信息；

路径计算模块，用于基于SPF算法进行离线计算，获得所述多条等价路由；

路由发送模块，用于向所述起始节点发送携带有所述多条等价路由信息的消息。

16.一种网络系统，其特征在于：

包括如权利要求9至15任一项所述的路由时延计算与调度装置。