业务流重路由中的源端宿端同步切换方法

摘要

本发明涉及一种业务流重路由中的源端宿端同步切换方法，是应用于可向客户业务动态提供可调整带宽的新一代传送网中的一种技术，保证在客户业务重路由过程中，出现传送通道映射关系切换时实现无损传送的一种方法。主要特征是：在目前采用的通用成帧规程(GFP)中，新定义了一个开销字段域MRI，提出利用这一开销实现对其所成帧的客户业务重路由时硬件同步切换的方法，配合相关的信令/网管保证业务流在重路由过程中能够平滑传送。本发明克服了传统重路由技术中由于缺乏硬件同步机制，导致源端和宿端切换不同步而引起丢包的缺陷，具有易于实现、灵活性强、可充分利用网络资源的特点。

权利要求

1.一种业务流重路由中的源端宿端同步切换方法，其特征在于：所述方法包含两个层面：控制层面上，重路由相关的控制层面信令或者管理层面的配置负责为新的路径进行选路，以及为其建立传送通道连接，信令/配置过程中只对源端而不对宿端的电层处理模块中的映射关系进行切换配置；在数据成帧层面上，将实现封装成帧和适配的通用成帧规程加以扩展和补充，利用ITU-T G.7041中尚未定义的剩余域，重新定义其为映射关系指示域，作为通用成帧规程客户数据帧的开销字节，该域传送重路由时所需的映射关系指示信息，为适配的源端和宿端之间提供一种硬件同步机制，即通过通用成帧规程帧开销字节实现对宿端的电层处理模块进行映射关系切换的配置操作，从而保证了业务流在重路由的过程中的平滑传送；所述重路由的步骤如下：

1)业务流量重路由过程中控制/管理平面操作

a)发起业务流的重路由请求；

b)传送网的控制/管理平面为该请求进行重路由操作，即采用信令控制方式或者网管配置的方式建立新的传送通道，将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽；但上述操作只处于控制/管理层面，而不涉及数据传送层面，即只在各个网元的软件部分将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽，而并没有在硬件上实际执行；

2)对源端的相关硬件进行配置，利用新定义的通用成帧规程开销传送映射关系信息

a)对源端的相关硬件进行配置，即在硬件中将申请重路由的某路或者某些路业务流映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽；对宿端的相关硬件不进行配置；

b)任意路客户业务流向传送通道进行通用成帧规程适配时都在通用成帧规程中提供并传送所述映射关系指示域；

3)当封装客户业务流并带有映射关系指示开销的通用成帧规程帧到达宿端时，宿端在对通用成帧规程帧进行解帧时提取包含其中的映射关系指示，对宿端相关硬件进行配置，完成重路由全过程。

2.根据权利要求1所述的业务流重路由中的源端宿端同步切换方法，其特征在于：所述的映射关系指示域，包含8bit，处于通用成帧规程线性扩展头中原剩余域位置，其内容为映射关系指示，是由通用成帧规程适配源端写入并发送到通用成帧规程接收端的开销字节，这一信息是作为帧头开销字节随着通用成帧规程客户数据帧一起发送的。

3.根据权利要求1所述的业务流重路由中的源端宿端同步切换方法，其特征在于：当封装申请重路由的客户业务流并带有映射关系指示开销的通用成帧规程帧到达宿端，宿端在对通用成帧规程帧进行解帧时提取包含其中的映射关系指示，然后接收端在对通用成帧规程解帧时，将先查看所述的开销字节，即时的更改本端解帧时的映射关系，然后再进行提取通用成帧规程客户数据帧净荷并发送到客户接收端的操作。

4.根据权利要求3所述的业务流重路由中的源端宿端同步切换方法，任意路客户业务流向传送通道中进行通用成帧规程成帧、适配、传送时都在通用成帧规程中提供映射关系指示域开销，也就是说该开销是随着客户数据一同传送的，宿端在对通用成帧规程帧进行解帧时，将根据当前帧提供的映射关系指示域确定从传送通道到客户接收端的映射关系，从而进行解帧，客户数据流和传送通道之间的映射关系将随着该路客户数据帧进行即时的更新。

说明书

技术领域

本发明属于网络技术范畴，是传送网络中保证业务流平滑重路由的一种方法，是应用于可向客户业务动态提供可调整带宽的新一代传送网中的一种技术，保证客户业务重路由过程中，出现传送通道映射关系切换时实现无损传送的一种方法。

背景技术

由于当今广泛应用的IP业务具有流量的突发性、随机性且难以预测等特性，要求传送网具有向客户业务动态提供可调整带宽的功能。这就要求传送网络具有客户业务流重路由(建立新的传送通道)的能力，其传统实现方式是：用网络管理单元或者控制平面完成带宽资源的申请后，通知源端和宿端网元中的控制/管理模块，由它来对相关软硬件的进行配置，实现业务流在不同的传送通道间切换。这种方式中，源端和宿端的配置过程无法做到硬件同步，因此在数据流切换传送路径的过程中会出现丢包。为解决这一问题，相关的组织和研发机构正在进行相关研究。

发明内容

本发明采用一种新的方法解决传送网中由于重路由而导致的丢包问题；这种方法包含两个层面：控制层面上，重路由相关的控制层面信令或者管理层面的配置负责为新的路径进行选路，以及为其建立传送通道连接，但与传统实现方式的不同点在于：信令/配置过程中只对源端而不对宿端的电层处理模块中的映射关系进行切换配置；在数据成帧层面上，将实现封装成帧和适配的通用成帧规程(GFP)加以扩展和补充，利用ITU-T G.7041中尚未定义的Spare域，重新定义其为MRI(Mapping Realtion Indication)域，作为GFP客户数据帧的开销字节，该域传送重路由时所需的映射关系指示信息，为适配的源端和宿端之间提供一种硬件同步机制一即通过GFP帧开销字节实现对宿端的电层处理模块进行映射关系切换的配置操作，从而保证了业务流在重路由的过程中的平滑传送。
具体的重路由步骤是：
1)对ITU-T G.7041 GFP标准进行了扩展和补充，使用了GFP线性扩展头中尚未使用的Spare域，将其定义为映射关系指示域，即Mapping Realtion Indication(MRI)，用于适配源端向宿端传送映射关系指示，提供了一种适配源端和宿端针对映射关系的同步手段，以实现业务量的平滑重路由。
映射关系指示域，即MRI，包含8bit，处于GFP线性扩展头中原Spare域位置，其内容为映射关系指示，是由GFP适配源端写入并发送到GFP接收端的开销字节。通过传送MRI，源端可向宿端发出映射关系更改的配置信息。这一信息是作为帧头开销字节随着GFP客户数据帧一起发送的，并且接收端在对GFP解帧时，将先查看这一开销字节，即时的更改本端解帧时的映射关系，然后再进行提取GFP客户数据帧净荷并发送到客户接收端的操作。这种硬件同步机制，使得GFP适配源端和宿端的映射关系改变是同步的，因此在重路由过程中对于其承载的客户数据流是平滑的。
2)为实现重路由过程中业务流的平滑传送，对传统到重路由过程中控制信令/网管配置方式稍加改动：对于业务流重路由请求，网络控制平面/管理单元完成带宽资源的申请后，通知源端和宿端网元中的控制/管理模块，由它来实现对相关软件的配置，而只有源端的控制/管理模块对相关硬件进行配置，即在硬件中进行申请重路由的业务流向传送通道中映射关系的改变/切换；
3)任意路客户业务流向传送通道中进行GFP成帧、适配、传送时都在GFP中提供MRI开销，也就是说该开销是随着客户数据一同传送的。宿端在对GFP帧进行解帧时，将根据当前帧提供的MRI域确定从传送通道到客户接收端的映射关系，从而进行解帧。这样客户数据流和传送通道之间的适配对应关系的将随着该路客户数据帧进行即时的更新，从而保证了源端、宿端的适配对应关系硬件同步，有效地避免了切换传送路径的过程中会出现的丢包现象。
如上所述，本发明通过对ITU-T G.7041_GFP进行扩展和补充，新定义了一个开销字段域，提出利用这一开销实现对其所成帧的客户业务重路由时硬件同步切换的方法，配合相关的信令/网管保证业务流在重路由过程中能够平滑传送，该发明可应用于采用流量驱动方式或者UNI方式，向客户业务动态提供可调整带宽的新一代传送网中。该方法具有易于实现、灵活性强、可充分利用网络资源的特点。

附图说明

图1是原GFP线形扩展头和扩展后的GFP线形扩展头示意图
图2是客户业务流重路由技术应用的网络环境示意图
图3是传送网中采用控制平面信令方式的重路由操作示意图
图4是客户业务流重路由技术步骤1中2)操作结束后业务传送情况示意图
图5是客户业务流重路由技术步骤2中2)操作结束后业务传送情况示意图
图6是客户业务流重路由技术步骤3操作结束后业务传送情况示意图

具体实施方式

所述重路由主要是对于在传送网络中承载的客户业务流而言的，对于当前广泛应用的IP业务而言，来自客户网络的数据流量是突发、随机且难以预测的，因此传送网络应该具有根据来自客户网络业务流量的变化进行相应带宽调整乃至于对其进行重路由(为其建立新的传送通道)的能力，以实现对传送网络中带宽资源的高效利用和提供满足客户要求的服务。在这里，由传送网络的边缘节点流量监测模块负责监测来自客户网络的业务流量，根据已经申请到的路径带宽资源使用状况，作出是否向传送网络控制平面提出重路由的要求；或者基于UNI信令，由UNI-C发起带宽调整请求作为传送网中带宽调整或者是重路由的触发条件；或者采用其他可能的方式作出重路由的要求。一旦提出重路由请求，由控制平面相关信令或者网络管理配置消息来根据网络剩余资源实现对该路业务进行重选路，并对新的通道所通过的各节点以及源节点、宿节点进行配置；由相关硬件具体完成业务流从向原有的传输通道中映射切换到向新建立的通道中映射的操作，从而实现了重路由的全过程。
随着通用成帧技术GFP在网络中的广泛应用，提出了一种采用GFP的某些开销字节来解决上述问题的新方法。
下面结合附图，说明这种方法应用的网络环境的一个具体实例。
采用通用成帧规程在传送网络上传送来自客户数据网的业务基本上采用图2中的方式，来自客户数据网络(图中以IP网络为例)的业务流在传送网络的边缘节点(源端)被通用成帧规程加以复用(以实现流量的汇聚)、成帧，之后在传送网络提供的通道(如WDM通道等)中传送，在宿端节点GFP帧被解帧、解复用，进而发送到目的客户网络。图中客户链路以GbEthernet为例，Data/GFP/Transport节点包含了n路客户链路GbEthernet的线卡，“GbE与传送通道之间的映射模块”实现将n路客户业务流与m路GFP成帧模块以及m路传送通道的映射功能。m路传送通道是由传送网络动态提供的，即传送网络可向客户业务动态提供可调整带宽。图2中，当前传送网只对Data/GFP/Transport节点1到Data/GFP/Transport节点2的业务只提供一条传送通道，即路径1；来自路由器1、路由器2......路由器n的业务流在Data/GFP/Transport节点1被复用成帧，在路径1中传送，在Data/GFP/Transport节点2解帧解复用，分别发送到路由器1’、路由器2’......路由器n’。
随着来自路由器1的流量增大，n路业务流量之和大于路径1的带宽时，Data/GFP/Transport节点1将向网络控制平面提出对来自路由器1的业务流进行带宽调整或者重路由的请求。若经分析路径1的带宽资源不足以满足带宽调整要求，此时控制平面根据网络中现有的资源为来自路由器1的业务流进行重路由。重路由的过程如下：
步骤1：业务流量重路由过程中控制/管理平面操作
业务流量重路由过程中控制/管理平面操作流程如下：
1)发起业务流的重路由请求。
可采用的方式有：
●基于传送网络边缘节点的智能带宽监测，由传送网络边缘节点(即源节点)的带宽监测程序向传送网控制/管理平面提出对业务流重路由的请求
●基于UNI信令，即由UNI-C向UNI-N发出带宽调整请求，由UNI-N向传送网控制/管理平面提出业务流重路由的请求
●采用其他可能的方式
2)传送网的控制/管理平面为该请求进行重路由操作
即采用信令控制方式或者网管配置的方式建立新的传送通道，将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽。需要注意的是，对于将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽的操作来说，这里的控制和配置只负责相关软件部分，对相关硬件不进行控制和配置，也就是说只在各个网元的软件部分将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽，而并没有在硬件上实际执行。
可采用的方式有：
●采用集中网络管理的方式，由网管进行配置
图3给出了由传送网络边缘节点的智能带宽监测程序提出重路由请求，传送网中采用控制平面信令方式的重路由操作示意图。
上述步骤1中2)操作结束后，业务传送情况改变为如图4所示。尽管路径2在传送网络中已经建立起来，但在Data/GFP/Transport节点1和Data/GFP/Transport节点2硬件中，此时尚未进行将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽的操作，因此GbE与传送通道之间的映射关系并没有改变，申请重路由的客户业务流D1此时仍然映射到路径1中进行传送。
步骤2：对源端的相关硬件进行配置，利用新定义的GFP开销传送映射关系信息
1)对源端的相关硬件进行配置，即在硬件中将申请重路由的某路或者某些路业务流映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽；对宿端的相关硬件不进行配置。
2)任意路客户业务流向传送通道进行GFP适配时都在GFP中提供Mapping RelationIndication传送映射关系指示域。
上述步骤2中2)操作结束后，业务传送情况改变为如图5所示。其中在Data/GFP/Transport节点1中的GbE与传送通道之间的映射关系已经改变，Data/GFP/Transport节点2中的GbE与传送通道之间的映射关系并没有改变，在硬件上，此时源端Data/GFP/Transport节点1已经进行将需要重路由的客户信号映射到新建立的传送通道和释放在原来传送通道中占用的带宽的操作，申请重路由的客户业务流D1此时映射到新建立的路径2中进行传送。在业务流尚未达到宿端Data/GFP/Transport节点2时，宿端中GbE与传送通道之间的映射关系尚未改变。
步骤3：随着封装客户业务流并带有映射关系指示开销的GFP帧到达宿端，对宿端的相关硬件进行配置，完成重路由全过程。当封装申请重路由的客户业务流并带有映射关系指示开销的GFP帧到达宿端，宿端在对GFP帧进行解帧时提取包含其中的映射关系指示，并且据此将当前的GFP帧中的客户业务净荷发送到相应的终端。
上述步骤3操作结束后，业务传送情况改变为如图6所示。其中在Data/GFP/Transport节点2中的GbE与传送通道之间的映射关系已经改变，在硬件上，实现了将需要重路由的客户信号从新建立的传送通道中接收下来和释放在原来传送通道中占用的带宽的操作。至此，完成了重路由的整个过程。