[发明专利]一种基于多协议标签交换的卫星网保护方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)卫星网的故障保护机制，主要用于解决基于MPLS卫星网络发生故障时的QoS(Quality ofService，服务质量)业务流保护问题，属于网络生存性技术领域。

背景技术

随着IP(Internet Protocol，网际协议)业务的迅速发展以及支持实时业务的需求，卫星网服务质量的研究得到广泛的关注。基于MPLS的卫星网支持流量工程，可以很好地适应卫星网络中特有的动态拓扑，星载处理有限，延时抖动等特点，能够为任何地点的用户提供实时应用服务，能同时支持多种业务，而且有很好的扩展性，这些优点使得基于MPLS卫星网成为保证卫星网服务质量的重要组成部分。

基于MPLS的卫星网络要生存，就必须有一系列的措施，使网络在发生故障后，能将受影响的业务迅速准确地转移到空闲资源上，进而减小故障造成损失，常用的MPLS网络生存性机制有两类：一种是保护机制，它是采用预先规划的方法为保护的流量分配网络资源，防止未来可能出现的网络故障；另一种是恢复机制，它是在网络出现故障以后，动态寻找可用的资源并采用重选路由的方法绕过失效的链路和节点。其中保护机制失效恢复时间短，对于需要处理高可靠性和实时性业务的MPLS网络来说，是故障处理的首选机制。现在已有很多地面MPLS网络保护机制被提出，但由于基于MPLS的卫星网络与基于MPLS的地面网络不同，它的网络拓扑不停而有规律地变化，那些地面MPLS网络的保护机制并不能很好地应用到基于MPLS的卫星网络中，其中具有代表性的基于MPLS地面网络的保护机制主要有：

●路径保护：为整段业务LSP(Label Switched Path，标签交换路径)进行保护，建立一条和业务LSP并行的备份LSP，这条备份LSP平时不承载任何业务，只在主链路失效时，入口路由器把流量切换到该路径。

●局部保护：为每个链路和节点进行单独的保护，在建立标签交换路时，每个节点负责为每条链路或节点计算备份路径。平常备份路径不传输数据，只有在发生故障时，立即被其直接上游路由器检测到，然后在该路由器上把流量立即切换到该备份路径。

●反向备份：建立业务LSP的正向和反向两条备份路径，当受保护的业务LSP发生故障时，将流量由一条反向备份路径传至入口节点，再由正向备份路径完成保护，正、反向备份路径应实现资源预留。

●综合保护：同时采用多种保护策略，根据QoS需求的不同，应用不同的保护策略。

通常的保护机制中备用路径需要资源预留，这样在节点或链路未发生故障时，浪费了大量的网络带宽资源，而且备用路径是静态的，一旦发生故障该备用路径就失效，不适应卫星网动态的拓扑，因此需要新的基于MPLS卫星网的QoS业务流保护机制被提出。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于多协议标签交换的卫星网保护方法，来解决基于MPLS卫星网络发生故障时的QoS业务流保护问题。通过使用本发明提出的方法可以在尽量节约卫星网络资源的的前提下，将受故障影响的流量切换到动态的虚拟备用路径上。

技术方案：本发明的基于多协议标签交换的卫星网保护方法中保护链路和节点的备用路径并不实现真实的资源预留，而是使用虚拟备用路径，在卫星节点维护一个虚拟路径映射表，在业务路径失效的时候，实现业务路径切换到虚拟备用路径；在网络发生故障前，虚拟备用路径完成重新选路和信令协议的标签分配和映射，该虚拟路径并不占用网络中真实的带宽资源，新的业务路径生成时会占用虚拟备用路径，而且卫星网络的拓扑不断发生变化，对虚拟备用路径进行维护和更新；

虚拟备用路径生成步骤如下：

步骤1：按标签交换路径的生成方法生成所有业务路径的虚拟路径；

步骤2：对每条虚拟路径置一标志；

步骤3：将虚拟路径的信息分配到通过该虚拟路径的各个卫星节点；

步骤4：填写卫星节点的虚拟路径表中的虚拟路径的输入标志、输出标志、输入接口、输出端口和虚拟路径标志；

步骤5：如果某一时刻用户需要动态地改变某些虚拟路径的保护力度，虚拟路径发生器为该虚拟路径生成新的局部多备份路径；

步骤6：如果有虚拟备用路径需进行全局更新，重新生成一条虚拟备用路径；

步骤7：设置一个阀值，即链路资源空闲的虚拟备用路径的数目，当业务LSP数目太多导致链路资源空闲的虚拟备用路径存在数小于阀值时，虚拟备用路径得到保护不被占用，直到大于该阀值；

虚拟备用路径维护的步骤描述如下：