基于OSPF协议的关键路径信息转发方法、装置和系统与流程

基于ospf协议的关键路径信息转发方法、装置和系统
技术领域
1.本公开涉及ip网络智能化领域，尤其涉及一种基于ospf(open shortest path first，开放式最短路径优先)协议的关键路径信息转发方法、装置和系统。


背景技术：

2.sdn(software defined network，软件定义网络)是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。在sdn架构下，通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，实现了网络流量的灵活控制。但相关技术中，面向关键业务的端到端质量得不到保证。


技术实现要素：

3.本公开要解决的一个技术问题是，提供一种基于ospf协议的关键路径信息转发方法、装置和系统，实现了面向关键业务的端到端质量保证。
4.根据本公开一方面，提出一种基于ospf协议的关键路径信息转发方法，包括：起始开放式最短路径优先ospf节点接收控制器发送的ospf信令控制信息，ospf信令控制信息中封装有关键路径信息，去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在链路状态通告lsa中，并根据从控制器接收到的关键路径信息，将lsa发送给下一ospf节点；中间ospf节点接收到上一ospf节点发送的lsa，在去除本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa，并根据上一ospf节点发送的关键路径信息将lsa发送给下一ospf节点；末端ospf节点对接收的lsa中的ospf信令控制信息进行处理，并将处理结果发送至控制器。
5.在一些实施例中，lsa中包括标识端到端路径的变量，路由器标识，从当前ospf节点到最后一个中间ospf节点出接口对应的标签或下一ospf节点的ip地址，以及末端ospf节点对应的控制器地址；其中，路由器标识用于标识端到端路径上的ospf节点。
6.在一些实施例中，若ospf信令控制信息在本区域内传输，则lsa为路由器router lsa；若ospf信令控制信息跨区域内传输，lsa为汇总summary lsa。
7.在一些实施例中，起始ospf节点和各个中间ospf节点根据接收的关键路径信息，建立到达下一ospf节点的映射表；在ospf信令控制信息传输完成后，根据映射表将流量数据转发至下一ospf节点。
8.在一些实施例中，起点ospf节点从控制器接收到的关键路径信息中包括路径标识、控制标志位、从起始ospf节点到末端ospf节点的顺序依次排列的各ospf节点的标识、起始ospf节点和各中间ospf节点出接口对应的标签或下一ospf节点的ip地址、以及末端ospf节点对应的控制器地址。
9.在一些实施例中，起点ospf节点在确定控制器发送的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识为自身标识的情况下，去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息；中间ospf节点在确定上一ospf节点发送的lsa封装的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识为自身标识的情况下，去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息；末端ospf节点在确定
上一ospf节点发送的lsa封装的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识为自身标识的情况下，去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息，并根据控制器地址向对应的控制器返回处理结果。
10.根据本公开一方面，提出一种基于ospf协议的关键路径信息转发装置，包括：起始开放式最短路径优先ospf节点，被配置为接收控制器发送的ospf信令控制信息，ospf信令控制信息中封装有关键路径信息；去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在链路状态通告lsa中，并根据从控制器接收到的关键路径信息，将lsa发送给下一ospf节点；中间ospf节点，被配置为接收到上一ospf节点发送的lsa，在去除本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa，并根据上一ospf节点发送的lsa封装的关键路径信息将lsa发送给下一ospf节点；末端ospf节点，被配置为对接收的lsa中的ospf信令控制信息进行处理，并将处理结果发送至控制器。
11.在一些实施例中，lsa中包括标识端到端路径的变量、路由器标识、从当前ospf节点到最后一个ospf节点出接口对应的标签或下一ospf节点的ip地址、以及末端ospf节点对应的控制器地址；其中，路由器标识用于标识端到端路径上的ospf节点。
12.根据本公开一方面，提出一种基于ospf协议的关键路径信息转发装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的方法。
13.根据本公开一方面，提出一种基于ospf协议的关键路径信息转发系统，包括：上述的基于ospf协议的关键路径信息转发装置；以及控制器，被配置为向起始ospf节点发送ospf信令控制信息，并接收末端ospf节点返回的处理结果。
14.根据本公开一方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述的方法。
15.本公开实施例，通过对ospf协议进行扩展，完成端到端关键路径的部署与控制，实现了面向关键业务的端到端质量保证。
16.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
17.构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
18.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
19.图1为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发方法的一些实施例的流程示意图。
20.图2为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发方法的另一些实施例的流程示意图。
21.图3为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发装置的一些实施例的结构示意图。
22.图4为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发装置的另一些实施例的结构示意图。
23.图5为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发装置的另一些实施例的结构示意图。
24.图6为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发系统的一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
25.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
26.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
27.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
28.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
29.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
31.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
32.图1为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发方法的一些实施例的流程示意图。
33.在步骤110，起始ospf节点接收控制器发送的ospf信令控制信息，ospf信令控制信息中封装有关键路径信息。
34.如表1所示，在mpls(multi-protocol label switching，多协议标签交换)网络中，关键路径信息包括path id(路径标识)、控制标志位、从起始ospf节点到末端ospf节点的顺序依次排列的各ospf节点的标识、起始ospf节点和各中间ospf节点出接口对应的标签、以及末端ospf节点对应的控制器地址。
35.path id/控制标志位起始ospf节点标识起始ospf节点出接口对应的标签第二ospf节点标识第二ospf节点出接口对应的标签
…………
末端ospf节点标识控制器地址
36.表1
37.如表2所示，在native ip网络中，关键路径信息包括path id、控制标志位、从起始ospf节点到末端ospf节点的顺序依次排列的各ospf节点的标识、起始ospf节点和各中间ospf节点出接口对应的下一ospf节点的ip地址、以及末端ospf节点对应的控制器地址。
38.path id/控制标志位起始ospf节点标识到达末端ospf节点的下一跳ip地址第二ospf节点标识到达末端ospf节点的下一跳ip地址
…………
末端ospf节点标识控制器地址
39.表2
40.在步骤120，起点ospf节点去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa(link-state advertisement，链路状态通告)中，并根据从控制器接收到的关键路径信息，将lsa发送给下一ospf节点。
41.该实施例中，根据传递的关键路径信息，提出一种新的ospf tlv(tag-length-value，标签-长度-值)，简称ssr(基于sdn架构的信令转发)tlv。
[0042][0043][0044]
表3
[0045]
如表3所示，lsa的tlv中主要包括path id字段、控制字段n/m/s和router id(路由器标识)字段。其中，path id标识端到端路径的变量；n/m/s为控制字段，各ospf节点根据控制字段来确定本字段的长度和含义，即根据控制字段确定各节点出接口对应的标签或下一ospf节点的ip地址。当s＝1时，标识后续携带mpls label，且mpls label为4字节长；当m＝1时，标识后续携带ipv4地址，长度为4字节；当n＝1时，标识后续携带ipv6地址，长度为16字
节。router id用于标识端到端路径上的ospf节点。控制器地址sub-tlv包含控制器的ip地址，例如，当type＝1时，其length为4，value为控制器的ipv4地址；当type＝2时，其length为16，value为控制器的ipv6地址。另外，post-head router指起始ospf路由器之后的下一路由器。
[0046]
在步骤130，中间ospf节点接收到上一ospf节点发送的lsa后，在去除本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa，并根据上一ospf节点发送的关键路径信息将lsa发送给下一ospf节点。
[0047]
在步骤140，末端ospf节点对接收的lsa中的ospf信令控制信息进行处理，并将处理结果发送至控制器。末端ospf节点根据控制器地址，能够将处理结果发送至对应的控制器。
[0048]
在该实施例中，通过对ospf协议进行扩展，完成端到端关键路径的部署与控制，实现了面向关键业务的端到端质量保证，并且，控制器仅需要与起始ospf节点和末端ospf节点进行交互，减轻了控制器的压力，另外，节点之间无需进行复杂的计算、资源预留和状态维护等。
[0049]
图2为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发方法的另一些实施例的流程示意图。
[0050]
在步骤210，起始ospf节点接收控制器发送的ospf信令控制信息，ospf信令控制信息中封装有关键路径信息。
[0051]
控制器在网络实时状态及端到端业务需求的基础上，实时计算满足关键业务需求的端到端的路径。
[0052]
在步骤220，起点ospf节点判断控制器发送的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤230，否则，执行步骤240。
[0053]
在步骤230，起点ospf节点去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa中。其中，若ospf信令控制信息在本区域内传输，则lsa为router lsa；若ospf信令控制信息跨区域内传输，lsa为summary(汇总)lsa。
[0054]
在步骤240，舍弃该ospf信令控制信息。
[0055]
在步骤250，中间ospf节点接收到上一ospf节点发送的lsa后，判断上一ospf节点发送的lsa封装的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤260，否则，执行步骤270。
[0056]
在步骤260，中间ospf节点在去除本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa。
[0057]
在步骤270，丢弃该lsa。
[0058]
在步骤280，判断下一ospf节点是否为末端节点，若不是，则执行步骤250，否则，执行步骤290。
[0059]
在步骤290，末端ospf节点判断接收到的lsa中封装的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识是否为自身标识，若是，则执行步骤2100，否则，执行步骤2110。
[0060]
在步骤2100，根据控制器地址向对应的控制器反馈结果。
[0061]
在步骤2110，丢弃该lsa。
[0062]
在步骤2120，起始ospf节点和各中间ospf节点分别根据接收到的关键路径信息，
建立到达下一ospf节点的映射表。即根据关键路径信息形成路径转发表项。
[0063]
在步骤2130，起始ospf节点和各中间ospf节点依次根据建立的映射表将流量数据转发至下一ospf节点，直到下一ospf节点为末端ospf节点。
[0064]
在该实施例中，基于ssr机制，实现面向关键业务的端到端路径动态建立与维护，可以实现sdn架构下，针对关键信令的定向可靠转发传输。结合sdn架构的全局计算和传统分布式转发优势，网络设备间无需复杂的交互与确认机制，并且，网络设备无需基于传统的泛洪机制进行复杂的计算、资源预留、状态维护等，可大幅简化网络设备基于泛洪机制的信令处理压力。
[0065]
图3为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发装置的一些实施例的结构示意图。该装置包括起始ospf节点310、中间ospf节点320和末端ospf节点330。其中，中间ospf节点320可以有一个或多个。
[0066]
起始ospf节点310被配置为接收控制器发送的ospf信令控制信息，ospf信令控制信息中封装有关键路径信息；去除ospf信令控制信息中本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa中，并根据从控制器接收到的关键路径信息，将lsa发送给下一ospf节点。
[0067]
在一些实施例中，起始ospf节点310从控制器接收到的关键路径信息包括路径标识、控制标志位、从起始ospf节点到末端ospf节点的顺序依次排列的各ospf节点的标识、起始ospf节点和各中间ospf节点出接口对应的标签或下一ospf节点的ip地址、以及末端ospf节点对应的控制器地址。
[0068]
在一些实施例中，起始ospf节点310还被配置为根据接收到的关键路径信息，建立到达下一ospf节点的映射表，在ospf信令控制信息传输完成后，根据映射表将流量数据转发至下一ospf节点。
[0069]
若ospf信令控制信息在本区域内传输，则lsa为router lsa；若ospf信令控制信息跨区域内传输，lsa为summary lsa。lsa中包括标识端到端路径的变量、路由器标识、从当前ospf节点到最后一个中间ospf节点出接口对应的标签或下一ospf节点的ip地址、以及末端ospf节点对应的控制器地址。
[0070]
中间ospf节点320被配置为接收到上一ospf节点发送的lsa，在去除本节点的相关信息后，将剩余ospf信令控制信息封装在lsa，并根据上一ospf节点发送的lsa封装的关键路径信息将lsa发送给下一ospf节点。
[0071]
在一些实施例中，中间ospf节点320还被配置为根据接收的关键路径信息，建立到达下一ospf节点的映射表，在ospf控制信息传输完成后，根据映射表将流量数据转发至下一ospf节点。
[0072]
末端ospf节点330被配置为对接收的lsa中的ospf信令控制信息进行处理，并将处理结果发送至控制器。
[0073]
在一些实施例中，末端ospf节点330在确定上一ospf节点发送的lsa封装的ospf信令控制信息中第一个ospf节点标识为自身标识的情况下，去除本节点的相关信息，并根据控制器地址向对应的控制器返回处理结果。
[0074]
在上述实施例中，通过对ospf协议进行扩展，能够实现面向关键业务的端到端路径控制，无需在转发层面的每个数据包中都携带控制器发送的全部路径信息，实现了关键
信令的定向可靠转发传输。
[0075]
图4为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发装置的另一些实施例的结构示意图。该装置包括存储器410和处理器420，其中：
[0076]
存储器410可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储图1、2所对应实施例中的指令。处理器420耦接至存储器410，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器420用于执行存储器中存储的指令。
[0077]
在一些实施例中，还可以如图5所示，该装置500包括存储器510和处理器520。处理器520通过bus总线530耦合至存储器510。该装置500还可以通过存储接口540连接至外部存储装置550以便调用外部数据，还可以通过网络接口560连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)，此处不再进行详细介绍。
[0078]
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，实现了面向关键业务的端到端路径控制。
[0079]
图6为本公开基于ospf协议的关键路径信息转发系统的一些实施例的结构示意图。该系统包括上述的基于ospf协议的关键路径信息转发装置610和控制器620。其中，基于ospf协议的关键路径信息转发装置610包括起始ospf节点、多个中间ospf节点和末端ospf节点，其中，r1为起始ospf节点，r6为末端ospf节点，其他节点为在中间ospf节点。控制器620被配置为向起始ospf节点发送ospf信令控制信息，并接收末端ospf节点返回的处理结果。
[0080]
该实施例中，节点之间无需复杂的交互与确认机制，控制器仅需要与起始ospf节点和末端ospf节点交互，减轻了控制器的压力。
[0081]
在另一些实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现图1、2所对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0082]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0083]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0084]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一
个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0085]
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0086]
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。