[发明专利]一种基于集中路径计算的建路机制

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于集中路径计算的建路机制。

背景技术

下一代光传送网是一个以面向业务、面向用户为主要特征的网络，它具有一系列传统通信网无法实现的智能化特性，例如快速业务指配、自动保护恢复、有效资源分配等。这些功能的实现依赖于一个功能强大的控制平面。一些重要的国际标准化组织都对控制平面的相关技术进行了研究并提出了相应的研究成果。其中，自动交换光网络(ASON，AutomaticallySwitched Optical Network)构架G.8080，定义了控制平面中的主要功能模块。通用多协议标签交换(GMPLS，Generalized MultiProtocol Label Switching)体系，为控制平面的具体实现提供了依据。

控制平面通过将原来由集中式网管设备完成的部分功能改由分布式节点完成，提高了网络的效率。通过使用分布式的信令功能，控制平面的各个节点能够完成端到端的业务建立、业务拆除，保护倒换等功能。其特征在于：控制平面中的每个节点都维持了一个动态的全网拓扑和资源库，通过全网泛洪实时地刷新本地的拓扑和资源库。每个节点作为源节点依据本地维护的全网拓扑和资源库计算路径。控制平面的数据集是分布式的，其路径计算也是分布式的。此特点虽然提高了网络的建路效率，但分布式的数据集带来了大容量业务的建路过程中分布式资源的“死锁”问题和共享资源竞争问题。因为每个节点根据自己的数据集计算路径，控制平面的不同节点发起的业务连接可能抢占同一个资源，比如某条链路上的某个波长。不同于计算机的集中式操作系统，分布式的控制平面在大容量并发的情况下会产生“死锁”，也就是说随着大量的连接同时建立，控制平面的分布式资源分配必然产生“死锁”问题，在实际网络中表现为大量业务的资源冲突现象频繁出现，不同源节点的业务对相同的波长反复预留产生冲突，导致业务建路时间长，网络资源利用率低。

资源“死锁”问题目前在集中式的操作系统中以可采用“银行家”等算法解决，但在分布式环境中，此问题目前还没有完全解决的方法。目前，一些论文针对分布式控制平面的资源“死锁”问题已经提出了一些技术方案，但是主要侧重于对基于优先级的挤占机制、基于优先级的等待机制，目的端节点的使用不同的波长选择机制等。这些新机制可以减少资源“死锁”问题发生的概率，减小网络的阻塞率，但它们不能完全解决分布式控制平面的资源“死锁”问题，因此平面的效率和资源利用率受到限制。

为了维护全网各个节点拓扑和资源库的一致性，网络资源的任何改变(资源占用在任何一个节点、任何一条链路上的改变)都会采用泛洪的方式在全网传播。据测量泛洪的信令包占控制平面信令包总数的90％以上，在网络中消耗了大量的带宽和节点的CPU处理时间，真正有效的信令包反而淹没在泛洪包，在节点的输入缓存中排队等待，甚至有时会由于全网的信令负载太大而出现有效信令包的丢包现象。

发明内容

为了完全解决控制平面各个节点的分布式数据集带来的分布式建路“死锁”问题和共享资源竞争问题，以及控制平面各个节点的分布式数据集泛洪导致的控制平面网络负载过大的问题，本发明提出了一种基于集中路径计算的建路机制。所述技术方案如下：

1.一种基于集中路径计算的信息维护机制，所述机制包括：

控制平面的各个节点连接一个网络资源信息数据集(称为集中数据集)；

控制平面的各个节点只负责发送和接收连接请求、邻居发现和用信令建立连接的功能，只维护本节点的资源，不负责维护全网的拓扑和资源，不进行全网拓扑同步和资源同步的泛洪；

2.一种基于集中路径计算的路径计算机制，所述机制包括：

控制平面的各个节点使用同一个集中数据集；

控制平面的各个节点向集中数据集发送路径计算请求；

在集中数据集的路径计算过程中，如果出现分布式建路“死锁”问题和共享资源竞争问题，集中数据集根据“银行家”等算法解决“死锁”问题和共享资源竞争问题；

集中数据集计算出的路径是一个增强型路径，此增强型路径不仅包含显式路由，还包含显式路由中每一跳所应分配的资源；

3.一种基于集中路径计算的建路机制，所述机制包括：

控制平面的各个节点根据计算出的增强型路径应用分布式的信令消息建立连接；

控制平面的各个节点在资源分配时不进行全网拓扑同步和资源同步的泛洪；

传送平面的各个节点根据信令传递过来的配置消息配置端口，预留链路资源，建立光通路。

4.一种基于集中路径计算的系统，所述系统包括：