一種mpls te分組轉發與管理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種MPLS?TE分組轉發與管理方法及裝置，應用于運營商邊緣PE設備上，該方法包括：創建TE隧道組TEG以及TEG映射表，每個TEG的優先級對應于不同的用戶報文優先級；為每一轉發表項中的下一跳創建對應的偏移子表；根據TEG的優先級將與下一跳對應的TE隧道存儲到該偏移子表中相應的偏移表項中；根據用戶報文優先級查詢TEGB以確定對應的TEG的優先級；在對用戶報文進行轉發時，確定其下一跳對應的偏移子表，根據TEG的優先級從對應的偏移表項中獲得一個或多個TE隧道，根據分擔算法在一個或多個TE隧道中選擇一個轉發該用戶報文。本發明能夠充分利用不同鏈路的帶寬，將業務優先級與TEG關聯，簡化了組網與管理工作。
【專利說明】—種MPLS TE分組轉發與管理方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及數據通信領域，尤其涉及一種靈活的MPLS TE分組轉發與管理方法及
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]MPLS (多協議標簽交換)技術是一種熱門的網絡技術，其設計的初衷是為了提高轉發速度而提出的。與傳統IP路由方式相比，它在數據轉發時，只在網絡邊緣分析IP報文頭，而不用在每一跳都分析IP報文頭，從而節約了處理時間。MPLS VPN (虛擬專用網絡)是在MPLS技術上發展起來的一種VPN技術。VPN技術廣泛應用于大型企業組網中，請參考圖1所示的某大型企業網組網簡化示例圖。在該組網架構下，各城市節點網絡通過廣域網(可理解為廣域專線)或用戶自建網絡互連，PE與PE之間組網稱為為MPLS L3 VPN組網。數據中心在各個城市間的數據互備業務、企業內網用戶及外網用戶(比如企業的客戶)所產生的用戶數據報文通過所在城市的PE設備接入廣域網實現互通。
[0003]由于大型企業對帶寬要求很高，其需求可能高達幾十甚至上百Gbps，因此廣域專線或用戶自建網絡都可能為多條鏈路。比如如數據中心站點間數據互備業務，由于該業務流量巨大對帶寬要求高，因此很多時候需要使用多條鏈路承載才能滿足其對帶寬的要求。正是由于各業務優先級及數 據流量存在顯著的差異，同時考慮到廣域網各鏈路帶寬及轉發成本也不同，因此需要同時部署MPLS TE (流量工程)技術來合理利用廣域資源，解決可能發生的負載不均衡導致的擁塞問題。

【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明提供一種MPLS TE分組轉發與管理裝置，應用于運營商邊緣PE設備上，該裝置包括:配置管理單元、表項處理單元、業務分類單元以及轉發處理單元，其特征在于:
[0005]配置管理單元，用于根據用戶配置指令創建一個或多個TE隧道組TEG以及TEG映射表(TEGB)，其中每個TEG包括一個或多個TE隧道，TEGB中每個TEG具有不同的優先級，且分別對應于不同的用戶報文優先級；
[0006]表項處理單兀,用于在創建轉發表時為每一轉發表項中的下一跳創建對應的偏移子表，其中該偏移子表包括N個偏移表項；該表項處理單元進一步用于根據TE隧道所屬的TEG的優先級將與下一跳對應的TE隧道存儲到該偏移子表中相應的偏移表項中，其中N為TEG的數量；
[0007]業務分類單元，用于在PE設備從用戶側接收到用戶報文時，根據該用戶報文的優先級查詢TEGB，確定與該報文優先級對應的TEG的優先級；
[0008]轉發處理單元，用于在對用戶報文進行轉發時，根據用戶報文的目的IP地址確定其下一跳對應的偏移子表，根據TEG的優先級從對應的偏移表項中獲得對應一個或多個TE隧道，然后根據預設的分擔算法在獲得的一個或多個TE隧道中選擇TE隧道作為出口鏈路轉發該用戶報文。
[0009]本發明還提供一種MPLS TE分組轉發與管理方法，應用于運營商邊緣PE設備上，其特征在于，該方法包括:
[0010]步驟A、根據用戶配置指令創建一個或多個TE隧道組TEG以及TEG映射表(TEGB)，其中每個TEG包括一個或多個TE隧道，TEGB中每個TEG具有不同的優先級，且分別對應于不同的用戶報文優先級；
[0011]步驟B、在創建轉發表時為每一轉發表項中的下一跳創建對應的偏移子表，其中該偏移子表包括N個偏移表項；根據TE隧道所屬的TEG的優先級將與下一跳對應的TE隧道存儲到該偏移子表中相應的偏移表項中，其中N為TEG的數量；
[0012]步驟C、在PE設備從用戶側接收到用戶報文時，根據該用戶報文的優先級查詢TEGB，確定與該報文優先級對應的TEG的優先級；
[0013]步驟D、在對用戶報文進行轉發時，根據用戶報文的目的IP地址確定其下一跳對應的偏移子表，根據TEG的優先級從對應的偏移表項中獲得對應一個或多個TE隧道，然后根據預設的分擔算法在獲得的一個或多個TE隧道中選擇TE隧道作為出口鏈路轉發該用戶報文。
[0014]相較于現有技術，本發明不僅能夠充分利用不同鏈路的帶寬，還能夠將業務優先級與TE隧道組關聯，簡化了組網與管理工作。在優選的方案中，還可以按照TEG隧道組對帶寬進行調整，避免了現有技術中呆板的調整機制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是一種企業VPN組網的簡化示意圖。
[0016]圖2是另一種企業VPN組網的簡化示意圖。
[0017]圖3是本發明一種實施方式中MPLS TE分組轉發與管理裝置的邏輯結構以及基本硬件環境的邏輯結構圖。
[0018]圖4是本發明一種實施方式中MPLS TE分組轉發與管理方法的處理流程圖。
[0019]圖5是本發明一種實施方式中一種不例性的VPN組網圖。
[0020]圖6是圖5基礎上每個TE險道的路徑不意圖。
【具體實施方式】
[0021]目前單純的MPLS TE面臨的問題是，該技術無法區分入進入MPLS隧道業務負載的優先級。所謂業務負載也就是MPLS報文內部封裝的內容，通常會是一個基于IP協議的用戶報文。作為隧道入口的PE (Provider Edge，運營商邊緣)設備無法根據業務負載的優先級或其他相應的特征分別將報文轉發到不同的TE隧道。在TE隧道的承載鏈路多樣化的情況下，該技術無法充分合理利用現有鏈路資源。為解決上述問題，企業通常在網絡部署時先將網絡上可能出現的業務歸類，將不同種類的業務通過不同的CE (Custom Edge，用戶邊緣)設備接入PE并被劃分到不同的VPN中。請參考圖2，以西安站點為例，CE1、CE2、CE3通過PEl接入，分別綁定不同的VPN用于接入不同的業務，如CEl負責接入數據中心城市站點間數據互備業務，而CE2負責接入企業內部用戶的數據業務，CE3則負責接入企業外網用戶的數據業務。[0022]由于不同的業務通過不同的VPN接入，通過路由策略等配置可以使不同VPN的數據流量分別進入為其預先劃分好的特定TE隧道。而TE隧道本身所具備的資源預留及帶寬搶占等特性可以保證其負載報文得到轉發。在單路承載鏈路無法滿足業務需求時，通過建立多條TE形成等價鏈路，進行負載分擔。此外，在安全性和可靠性要求比較高的應用場景中，還可以通過備用鏈路建立備份LSP對主LSP進行保護或通過快速重路由技術在主備LSP之間進行切換。
[0023]這樣的解決方案是一種不夠智能的解決方案，首先其會導致網絡管理員的配置工作量很大，導致部署執行難度較大。其次，管理員需要預先規劃網絡業務類型和TE隧道的對應關系，擴展性和靈活性都比較差，網絡部署完成后，后期新增業務也需要新增VPN及相應的TE隧道配置。再次，這種方式的成本高，由于不同的業務需要通過不同的設備或接口接入，這意味著業務種類劃分越多，企業用戶需要購買的接入設備就越多；最后，由于TE隧道帶寬受限于承載鏈路帶寬，當需求帶寬大于承載鏈路實際帶寬時，就無法做到按需擴展帶寬了。使用等價TE隧道進行負載分擔可以緩解這個問題。
[0024]但這種帶寬的搶占和擴展不能在等價組層面來實現。比如一個等價組中兩個等價TE隧道，TEA帶寬為80M，TEB帶寬為20M，TEA和TEB為一個業務提供100M帶寬，負載分擔的比例是4:1。假設現在業務需求增加了，需要等價組提供150M的帶寬。此時需要額外從TEA和TEB所在鏈路上搶占50M。在現在的技術只能由TEA和TEB兩個TE隧道按照分擔比例分別搶占40M和IOM的帶寬，這種按單個TE隧道的搶占可能造成流量擁塞。假設TEA所在鏈路帶寬已經基本耗盡，但卻需要按照負載分擔比例搶占40M帶寬，而TEB所在另一條鏈路還有100M空閑帶寬的情況下，TEB卻只需要搶占10M。TEA搶占失敗但無法移至帶寬富足的鏈路繼續搶占。由此可見兩條鏈路加起來物理帶寬是足夠的，但卻搶占不到足夠的帶寬而出現丟包。
[0025]本發明提供一種更加靈活的TE分組轉發與管理解決方案來解決上述技術問題。以計算機程序實現為例，在一種優選的實施方式中，本發明提供一種MPLS TE分組轉發與管理裝置，該裝置可運行在PE設備上。請參考圖3，PE設備包括CPU、內存、非易失性存儲器以及包括轉發芯片在內的其他業務硬件。CPU可以將該對應的計算機程序加載到內存中運行形成該裝置，在邏輯層面，該裝置包括:配置管理單元、表項處理單元、業務分類單元、轉發處理單元、帶寬統計單元以及帶寬調整單元。請參考圖3以及圖4，以IPv4實現為例(IPv6同樣適用)，該裝置運行過程中執行如下方法流程。
[0026]步驟101，配置管理單元根據用戶配置指令創建一個或多個TE隧道組TEG以及TEG映射表(TEGB)，其中每個TEG包括一個或多個TE隧道，所述TEGB中每個TEG具有不同的優先級，且分別對應于不同的用戶報文優先級；
[0027]步驟102,表項處理單兀在創建轉發表時為每一轉發表項中的下一跳創建對應的偏移子表，其中該偏移子表包括N個偏移表項，其中N為TEG的數量；
[0028]步驟103，表項處理單元進一步根據TE隧道所屬的TEG的優先級將與下一跳對應的TE隧道存儲到該偏移子表中相應的偏移表項中；
[0029]步驟104，業務分類單元在PE設備從用戶側接收到用戶報文時，根據該用報文的優先級查詢TEGB，確定與該報文優先級對應的TEG的優先級；
[0030]步驟105，轉發處理單元在對用戶報文進行轉發時，根據用戶報文的目的IP地址確定其下一跳對應的偏移子表，根據TEG的優先級從對應的偏移表項中獲得對應一個或多個TE隧道；
[0031]步驟106，轉發處理單元進一步根據預設的分擔算法在獲得的一個或多個TE隧道中選擇TE隧道作為出口鏈路轉發該用戶報文。
[0032]在一些大型的企業網絡中，其分支機構可能遍布全國乃至全球，數量可能有數十個甚至數百個，所有分支機構之間運營商提供的廣域專網(通常是VPN服務)來相互連接。本發明中為了更方便閱讀者理解，僅以該企業用戶有三個分支機構為例進行說明，請參考圖5，每個分支機構稱為一個Site，每個Site的CE設備通過一個PE設備連接到運營商網絡中來，通過運營商網絡提供的MPLS VPN服務實現網絡連接。
[0033]PE設備的管理者是運營商網絡的管理員，以PEl上的實現為例，運營商網絡的管理員可以預先創建一個TEG或者多個優先級不同的TEG。每個TEG可以包括一個或者多個TE隧道。請參考圖6以及表1，管理員可以在PE1>P1>PE2這一路徑上創建TEl以及TE5 ;在PE1>P2>PE2這一路徑上創建TE2以及TE6 ;在PE1>P1>PE3這一路徑上創建TE3以及TE7 ；在PE1>P2>PE3這一路徑上創建TE4以及TE8。其中TE1-4四個TE隧道被分配到TEGl中，而TE5-8四個TE隧道被劃分到TEG2中，后文假設TEGl的優先級高于TEG2的優先級。
[0034]
【權利要求】
1.一種MPLS TE分組轉發與管理裝置，應用于運營商邊緣PE設備上，該裝置包括:配置管理單元、表項處理單元、業務分類單元以及轉發處理單元，其特征在于: 配置管理單元，用于根據用戶配置指令創建一個或多個TE隧道組TEG以及TEG映射表(TEGB)，其中每個TEG包括一個或多個TE隧道，TEGB中每個TEG具有不同的優先級，且分別對應于不同的用戶報文優先級； 表項處理單兀，用于在創建轉發表時為轉發表項中的下一跳創建對應的偏移子表，其中該偏移子表包括N個偏移表項；該表項處理單元進一步用于根據TE隧道所屬的TEG的優先級將與下一跳對應的TE隧道存儲到該偏移子表中相應的偏移表項中，其中N為TEG的數量; 業務分類單元，用于在PE設備從用戶側接收到用戶報文時，根據該用戶報文的優先級查詢TEGB，確定與該報文優先級對應的TEG的優先級； 轉發處理單元，用于在對用戶報文進行轉發時，根據用戶報文的目的IP地址確定其下一跳對應的偏移子表，根據TEG的優先級從對應的偏移表項中獲得對應的一個或多個TE隧道，然后根據預設的分擔算法在獲得的一個或多個TE隧道中選擇TE隧道作為出口鏈路轉發該用戶報文。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述用戶報文的優先級由一個或多個優先級參數確定，其中該優先級參數包括用戶報文的DSCP、源IP地址、協議類型、TCP/UDP端口號以及用戶報文的入端口。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:還包括帶寬統計單元以及帶寬調整單元；其中 帶寬統計單元，用于按照預定的統計周期統計出本統計周期內的各個TEG的平均統計帶寬Bi ； 帶寬調整單元，用于在預定的調整周期到達時，確定各個TEG在本調整周期內Bi的最大值Bimax ;并在Bimax沒有大于預設的最大配置帶寬Bpmax或沒有小于預設的最小配置帶寬Bpmin情況下將該TEG的占用帶寬Bmax調整為Bimax ;在Bimax大于Bpmax或小于Bpmin 時,將 Bmax 調整為 Bpmax 或 Bpmin。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于:所述帶寬調整單元進一步用于在提升TEG的Bmax之前，檢查剩余的空閑物理帶寬是否滿足調整需求，如果是，則將該TEG的Bmax調整為Bimax，否則搶占低優先級的TEG的占用帶寬。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于:所述帶寬調整單元進一步用于在調整TEG的Bmax時，遍歷該TEG中TE隧道逐一選擇TE隧道進行帶寬調整直到調整目標完成或無可選TE隧道。
6.一種MPLS TE分組轉發與管理方法，應用于運營商邊緣PE設備上，其特征在于，該方法包括以下步驟: 根據用戶配置指令創建一個或多個TE隧道組TEG以及TEG映射表(TEGB)，其中每個TEG包括一個或多個TE隧道，TEGB中每個TEG具有不同的優先級，且分別對應于不同的用戶報文優先級； 在創建轉發表時為轉發表項中的下一跳創建對應的偏移子表，其中該偏移子表包括N個偏移表項；根據TE隧道所屬的TEG的優先級將與下一跳對應的TE隧道存儲到該偏移子表中相應的偏移表項中，其中N為TEG的數量； 在PE設備從用戶側接收到用戶報文時，根據該用戶報文的優先級查詢TEGB，確定與該報文優先級對應的TEG的優先級； 在對用戶報文進行轉發時，根據用戶報文的目的IP地址確定其下一跳對應的偏移子表，根據TEG的優先級從對應的偏移表項中獲得對應的一個或多個TE隧道，然后根據預設的分擔算法在獲得的一個或多個TE隧道中選擇TE隧道作為出口鏈路轉發該用戶報文。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于:所述用戶報文的優先級由一個或多個優先級參數確定，其中該優先級參數包括用戶報文的DSCP、源IP地址、協議類型、TCP/UDP端口號以及用戶報文的入端口。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于:還包括: 按照預定的統計周期統計出本統計周期內的各個TEG的平均統計帶寬Bi ； 在預定的調整周期到達時，確定各個TEG在本調整周期內Bi的最大值Bimax ;并在Bimax沒有大于預設的最大配置帶寬Bpmax或沒有小于預設的最小配置帶寬Bpmin情況下將該TEG的占用帶寬Bmax調整為Bimax ;在Bimax大于Bpmax或小于Bpmin時,將Bmax調整為 Bpmax 或 Bpmin0
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于:該方法還包括: 在提升TEG的Bmax之前，檢查剩余的空閑物理帶寬是否滿足調整需求，如果是，則將該TEG的Bmax調整為Bimax，否則搶占低優先級的TEG的占用帶寬。
10.如權利要求8所述的 方法，其特征在于:該方法還包括: 在調整TEG的Bmax時，遍歷該TEG中TE隧道逐一選擇TE隧道進行帶寬調整直到調整目標完成或無可選TE隧道。
【文檔編號】H04L12/723GK103441930SQ201310365860
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】張樹坤 申請人:杭州華三通信技術有限公司