一种响应网络拓扑变化的方法和装置与流程

本发明涉及数据网络通信技术领域，特别是涉及一种响应网络拓扑变化的方法和装置。

背景技术：

基于流量工程的资源预留协议(resourcereservationprotocol-trafficengineer，简称rsvp-te)是一种基于多协议标签交换(multi-protocollabelswitching，简称mpls)的流量工程技术。rsvp经扩展后可以支持mpls标签的分发，并在传送标签绑定消息的同时携带资源预留信息，这种扩展后的rsvp称为rsvp-te，rsvp-te作为一种信令协议用于在支持mplste的网络中建立隧道。通过信息发布、路径计算、信令交互(rsvp-te信令)、数据转发四个功能模块的配合实现业务流量在rsvp-te隧道中的转发。

rsvp-te隧道在路径计算的过程中大致分为两类：一类是动态算路；一类是通过配置的显式路径算路。动态算路是一种没有其他约束的算路机制，只需存在一条路径能够满足隧道建立所需的资源即可。如果是动态算路，只会在头节点提交一次带有约束条件的最短路径优先算法(constrainedshortestpathfirst，简称cspf)计算，以计算出从隧道头节点到隧道尾节点的完整路径。显式路径算路是一种具有配置约束的算路机制，可以配置隧道路径必须排除某个接口或者节点，也可以配置隧道必须严格或者松散地经过某个接口或者节点。如果是显式路径算路，隧道头节点提交cspf计算时，算出的是从隧道头节点到显示路径中的第一个松散节点的路径，如果显示路径中没有松散的配置，那么将算出从隧道头节点到隧道尾节点的完整路径。当path消息到达第一个松 散节点后，松散节点再次进行cspf计算，计算出下一个松散节点。以此类推，这样最终计算到隧道尾节点。

在现有技术中，针对网络拓扑变化(topologychange，简称tc)的通知所实现的是针对发生变化的接口或者设备进行通知，即如果由于设备的某个属性的变化导致了网络拓扑发生变化，则针对该设备进行通知。处理网络拓扑变化的一般过程是：当网络设备的一个端口检测到了一次tc时，则将该tc在路由实例内进行广播。当实例内的其他网络设备收到该tc时，则更新或删除本网络设备在此实例内的转发表项，并将该tc通知到设备中的所有相关功能模块(如rsvp-te)，以便进行下一步的处理。

但是，在显式路径算路中，由于头节点提交的cspf计算仅计算到显示路径中的第一个松散节点，所以隧道头节点不知道松散节点后面的链路情况，这样，当第一个松散节点后面的节点出现tc时，头节点无法进行正确的响应。为了解决该问题，可以通过resv消息中的记录路由对象(recordrouteobject，简称rro)，在隧道头节点记录te隧道路径上所有的节点信息，但rro中所能携带的仅限于接口互联网协议地址(internetprotocoladdress，简称ip)和节点id，而共享风险链路组(sharedrisklinkgroups，简称srlg)、亲和力等接口属性信息依然无法获取，而且此种实现方式依赖于隧道配置rro，这增加了网络中报文传输的压力，况且由于隧道头节点需要承载较多业务，所有处理都集中在隧道头节点容易形成性能短板。

如图1所示，通过显式路径算路建立隧道，该隧道路径中包括5个节点，分别为节点101(隧道头节点)、节点102、节点103(松散节点)、节点104和节点105。节点101为头节点、节点103为松散节点、节点105为尾节点、节点102和节点104为中间节点。头节点101执行第一次算路，计算出一条由节点101到节点103的路径，按照现有的网络拓扑可能的路径为节点101→节点102→节点103，建立路径的path消息到达节点103，节点103会进行第二次算路，根据cspf计算出来的路径可能是节点103→节点104→节点105。当 节点104和节点105之间的链路发生故障时，节点101能够接收到节点104发出的针对节点104出接口的tc，但由于节点101不知道节点104位于当前隧道链路上，无法做出响应将隧道重建。虽然隧道最终也会由于path消息超时导致重建，但由于path消息超时时间一般较长，导致隧道上承载的业务流量长时间丢失。

技术实现要素：

本发明提供一种响应网络拓扑变化的方法和装置，以便在不增加头节点负担的情况下，由松散节点对网络拓扑的动态变化做出响应。

针对上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来解决的。

本发明提供了一种响应网络拓扑变化的方法，所述方法在松散节点执行的步骤包括：在建立基于流量工程的资源预留协议rsvp-te隧道的过程中，存储根据最短路径优先算法cspf计算得到的所述rsvp-te隧道的路径信息；在建立所述rsvp-te隧道之后，根据所述路径信息，判断所述rsvp-te隧道是否发生网络拓扑变化；若是，则对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

其中，所述根据所述路径信息，判断所述rsvp-te隧道是否发生网络拓扑变化，包括：在网络拓扑中，获取网络拓扑变化信息；判断所述网络拓扑变化信息是否存在于所述路径信息中；若是，则判定所述rsvp-te隧道发生了网络拓扑变化；所述对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应，包括：根据所述网络拓扑变化信息，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

其中，所述在网络拓扑中，获取网络拓扑变化信息，包括：检测网络拓扑中的网络拓扑变化，并根据检测到的网络拓扑变化，生成网络拓扑变化信息；或者，接收其他节点在网络拓扑中洪泛的网络拓扑变化信息。

其中，在建立所述rsvp-te隧道的过程中，还包括：存储来自所述rsvp-te隧道的头节点的响应策略；所述根据所述网络拓扑变化信息，对所述 rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应，包括：根据所述响应策略，确定与所述网络拓扑变化信息对应的处理方法并执行。

其中，还包括：将所述路径信息写入转发层的优雅重启gr恢复数据库；在控制层重启之后，将gr恢复数据库中的路径信息提供给控制层。

本发明还提供了一种响应网络拓扑变化的装置，设置在松散节点中，所述装置包括：存储模块，用于在建立rsvp-te隧道的过程中，存储根据cspf计算得到的所述rsvp-te隧道的路径信息；判断模块，用于在建立所述rsvp-te隧道之后，根据所述路径信息，判断所述rsvp-te隧道是否发生网络拓扑变化；响应模块，用于在所述判断模块判定为是的情况下，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

其中，所述判断模块，用于在网络拓扑中，获取网络拓扑变化信息；判断所述网络拓扑变化信息是否存在于所述路径信息中；若是，则判定所述rsvp-te隧道发生了网络拓扑变化；所述响应模块，用于根据所述网络拓扑变化信息，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

其中，所述判断模块，具体用于：检测网络拓扑中的网络拓扑变化，并根据检测到的网络拓扑变化，生成网络拓扑变化信息；或者，接收其他节点在网络拓扑中洪泛的网络拓扑变化信息。

其中，所述存储模块，还用于在建立所述rsvp-te隧道的过程中，存储来自所述rsvp-te隧道的头节点的响应策略；所述响应模块，用于根据所述响应策略，确定与所述网络拓扑变化信息对应的处理方法并执行。

其中，所述存储模块，还用于：将所述路径信息写入转发层的gr恢复数据库；在控制层重启之后，将gr恢复数据库中的路径信息提供给控制层。

本发明有益效果如下：

本发明在松散节点存储路径信息，并根据该路径信息主动响应网络拓扑变化，从而在头节点对第一个松散节点之后的路径未知的情况下，达到正确响应第一个松散节点之后的路径发生的网络拓扑变化的效果，降低了头节点的负担， 避免了在网络拓扑中出现性能短板的可能性。

附图说明

图1是现有网络拓扑示意图；

图2是根据本发明第一实施例的响应网络拓扑变化的方法流程图；

图3是根据本发明第二实施例的响应网络拓扑变化的方法流程图；

图4是根据本发明第二实施例的网络拓扑示意图；

图5是根据本发明第三实施例的响应网络拓扑变化的方法的流程图；

图6是根据本发明第三实施例的网络拓扑示意图；

图7是根据本发明第四实施例的响应网络拓扑变化的装置的结构图。

具体实施方式

本发明基于显示路径算路建立rsvp-te隧道，在rsvp-te隧道中，节点的类型包括头节点、中间节点、松散节点和尾节点。头节点、中间节点、松散节点和尾节点可以是路由器等网络设备。其中：

松散节点是指除rsvp-te隧道的头节点和尾节点之外，rsvp-te隧道必须经过的节点。头节点、松散节点和尾节点在显示路径中配置，处于头节点和松散节点之间、松散节点和松散节点之间、以及松散节点和尾节点之间的中间节点，需要在头节点和松散节点经cspf计算得到。

本发明的松散节点存储cspf计算之后得到的路径信息；当网络拓扑中的节点检测到tc之后，将该tc在网络拓扑中洪泛，接收到该tc的松散节点核对该tc是否在存储的路径信息中，如果是，则针对该tc进行响应，通知头节点重建隧道、中断前建立(makebeforebreak，简称mbb)或者更新本地路径信息。mbb是指在rsvp-te隧道断开之前新建一条rsvp-te隧道，并在新的rsvp-te隧道建立完成之后删除原有rsvp-te隧道。

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此 处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例一

本发明实施例提供了一种响应网络拓扑变化的方法，如图2所示，为根据本发明第一实施例的响应网络拓扑变化的方法流程图。本实施例在rsvp-te隧道中的松散节点执行。

步骤s210，在建立rsvp-te隧道的过程中，存储根据cspf计算得到的所述rsvp-te隧道的路径信息。

步骤s220，在建立所述rsvp-te隧道之后，根据所述路径信息，判断所述rsvp-te隧道是否发生网络拓扑变化。若是，则执行步骤s230；若否，则继续执行步骤s220。

步骤s230，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

本实施例采用显示路径算路方式建立rsvp-te隧道，因此松散节点存储的路径信息为该松散节点到显示路径中该松散节点的下一跳节点之间的路径信息。松散节点的下一跳节点为尾节点或者依旧为松散节点。

路径信息包括：路径上各节点的类型、各节点的接口属性等。节点的类型包括松散节点、中间节点和尾节点。接口属性包括接口的地址等。在该路径中，起点为本端节点(松散节点)，终点为显示路径上本端节点的下一跳节点，起点和终点之间连接一个或多个中间节点。

具体的，在建立rsvp-te隧道时，在头节点配置显示路径，即显示路径需要经过头节点、松散节点和尾节点，其中，松散节点的数量为一个或多个。在进行显示路径算路时，执行以下步骤：

步骤1，头节点执行cspf计算，得到头节点到下一跳节点，即头节点到第一个松散节点之间的路径信息，并向该第一个松散节点发送path消息；

步骤2，松散节点在接收到上一跳节点发送的path消息之后，根据该path消息执行cspf计算，得到松散节点到其下一跳节点之间的路径信息，并向该松散节点的下一跳节点发送path消息；

步骤3，如果松散节点的数量为多个，则循环执行步骤2，直到显示路径中的最后一个松散节点将path消息发送到尾节点为止。

path消息用来携带显示路径中的各节点、各节点的类型、以及即将建立的rsvp-te隧道发生网络拓扑变化时的响应策略。该响应策略是在头节点配置的，并在显示路径中各节点向下一跳节点发送path消息的过程中，由松散节点存储。响应策略中包括针对每种网络拓扑变化的处理方法。

各个松散节点计算出的路径为rsvp-te隧道中的一段路径。头节点和各个松散节点计算出的路径连接在一起可以组成完整的rsvp-te隧道路径。在显示路径算路结束之后，由尾节点向路径上游发送预留消息(reservation，简称resv)，直到resv消息被头节点接收到为止，rsvp-te隧道建立完成。

在建立所述rsvp-te隧道之后，松散节点在网络拓扑中，获取网络拓扑变化信息；判断所述网络拓扑变化信息是否存在于所述路径信息中；若是，则判定所述rsvp-te隧道发生了网络拓扑变化，也可以理解为松散节点存储的路径信息所对应的这段路径发生了网络拓扑变化；若否，则判定松散节点存储的路径信息所对应的路径没有发生网络拓扑变化。在rsvp-te隧道发生网络拓扑变化的情况下，松散节点根据所述网络拓扑变化信息，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

具体的，在网络拓扑中获取网络拓扑变化信息，包括：松散节点检测网络拓扑中的网络拓扑变化，并根据检测到的网络拓扑变化，生成网络拓扑变化信息；或者，松散节点接收其他节点在网络拓扑中洪泛的网络拓扑变化信息。进一步地，处于rsvp-te隧道中的各个节点都会检测网络拓扑中的网络拓扑变化，在检测到网络拓扑变化时，生成网络拓扑变化信息，并且将该网络拓扑变化信息在网络拓扑中洪泛，以便松散节点可以接收到网络拓扑变化信息。

将该网络拓扑变化在网络拓扑中洪泛是指：在网络拓扑中，检测到tc的节点a将tc传送给与节点a相邻的所有节点b，每个节点b再将tc转发给与该节点b的相邻的所有节点，如此往复。

在建立所述rsvp-te隧道的过程中，rsvp-te隧道的松散节点存储来自该rsvp-te隧道的头节点的响应策略；也即是存储path消息中携带的响应策略；并且根据所述响应策略，确定与所述网络拓扑变化信息对应的处理方法并执行。该响应处理方法包括：通知头节点重新建立所述rsvp-te隧道；通知头节点执行mbb操作；根据所述网络拓扑变化信息，更新存储的所述路径信息。例如：在响应策略中包括：如果rsvp-te隧道断开，则通知头节点重建rsvp-te隧道；如果网络拓扑变化使rsvp-te隧道不符合数据传输要求，则通知头节点执行mbb操作。

松散节点在本地保存的路径信息是存储在控制层，松散节点的控制层在因故障重启之后，控制层的路径信息将会被自动删除，根据不间断转发(non-stopforwarding，nsf)的需要，为了提高网络运行的可靠性，本实施例对优雅重启(gracefulrestart，简称gr)协议进行扩展，使所述路径信息写入转发层的gr恢复数据库；在控制层重启之后，将gr恢复数据库中的路径信息提供给控制层。转发层例如是网络七层协议(opensysteminterconnection，简称osi)模型中的物理层和数据链路层；控制层例如是osi模型中的网络层。

这样，在将路径信息保存在松散节点本地的同时，将路径信息写入gr恢复数据库，即便是松散节点控制层出现问题重启恢复后，松散节点本地保存的路径信息也能够恢复，不会影响到用户的业务，从而提高了网络运行的可靠性。

下面给出两个较为具体的实施例，来进一步地说明本发明。

实施例二

图3是根据本发明第二实施例的响应网络拓扑变化的方法流程图。图4是根据本发明第二实施例的网络拓扑示意图。本实施例将描述松散节点对接口删除(网络拓扑变化)进行响应的处理流程。本实施例的rsvp-te隧道被hot-standby保护。hot-standby保护为热备份保护，可以有效避免因线路故障和设备故障等造成的业务中断。

步骤s310，头节点401配置从头节点401到尾节点405的显示路径。

在头节点401配置显示路径，显示路径包括：头节点401、松散节点403、尾节点405。

步骤s320，头节点401发起cspf计算，获得第一路径信息并保存，向松散节点403发送path消息。

第一路径信息包括：路径为头节点401→中间节点402→松散节点403，该路径上经过的接口地址等信息。

path消息中携带显示路径中的头节点401、松散节点403和尾节点405，发生网络拓扑变化时的响应策略。在该响应策略中规定远端接口删除类型的网络拓扑变化tc，需要通知头节点重新建立隧道。

path消息从头节点401向路径下游发送，经过中间节点402到达松散节点403。

步骤s330，松散节点403接收到path消息，保存path消息中携带的响应策略，计算第二路径信息并保存，向尾节点405发送path消息。

松散节点403接收到path消息，根据该path消息，获知自身为松散节点，发起cspf计算，获得第二路径信息。第二路径信息包括：路径为松散节点403→中间节点404→尾节点405，以及该路径上经过的节点接口地址等信息。

松散节点403保存第二路径信息，path消息中携带的响应策略，并给自己打上松散节点的标记，以便节点识别自身是否为rsvp-te隧道的松散节点。

松散节点403向下游发送path消息，该path消息从松散节点403向路径下游发送，经过中间节点404到达尾节点405。

步骤s340，尾节点405接收到path消息，获知自身为rsvp-te隧道中的尾节点，向rsvp-te隧道的上游发送resv消息。

resv消息经过rsvp-te隧道中的中间节点404、松散节点403、中间节点402，到达头节点401。

步骤s350，当resv消息传达到头节点401之后，rsvp-te隧道主标签 交换路径(labelswitchingpath，简称lsp)建立成功。

根据配置的hot-standby，头节点401还需要发起rsvp-te隧道hotlsp建立流程，建立路径为头节点401→尾节点405的hotlsp(备份路径)，以便对主lsp的端到端保护。

切断中间节点404→尾节点405之间的链路，触发网络拓扑的变化，如图4所示。

步骤s360，中间节点404检测到tc，并洪泛到整个网络。

步骤s370，松散节点403接收到洪泛的tc，发现该tc针对的中间节点404的出接口包含在第二路径信息中。

在接收到洪泛的tc之后，先检查本端节点在该tc对应的rsvp-te隧道中的角色，若本端节点为该rsvp-te隧道的松散节点403，再判断该tc针对的中间节点404的出接口是否包含在第二路径信息中。

步骤s380，该tc是远端接口删除类型，松散节点403根据响应策略向头节点401发送隧道重建消息，以便拆除主lsp。

步骤s390，头节点401接收到隧道重建消息，拆除主lsp。

由于主lsp被hotlsp保护，在头节点401可以发起热备份保护切换，以便将业务流量切换到hotlsp上。

实施例三

图5是根据本发明第三实施例的响应网络拓扑变化的方法的流程图。本实施例为包括共享风险链路组(sharedrisklinkgroups，简称srlg)值配置的组网拓扑。图6是根据本发明第三实施例的网络拓扑示意图。本实施例将描述松散节点对接口srlg属性变化(网络拓扑变化)进行响应的处理流程。

步骤s510，头节点601配置从头节点601到尾节点605的显示路径。

在头节点601配置显示路径，显示路径包括：头节点601、松散节点603、尾节点605。

步骤s520，头节点601发起cspf计算，获得第三路径信息并保存，向松散节点603发送path消息。

第三路径信息包括：路径为头节点601→中间节点602→松散节点603，该路径上经过的接口地址，以及中间节点602入接口上的srlg值为1，松散节点603入接口上的srlg值分别为2和3。

path消息中携带显示路径中的头节点601、松散节点603和尾节点605，发生网络拓扑变化时的响应策略。在该响应策略中规定网络拓扑变化为节点的入接口srlg属性删除，可以仅更新本地路径信息；网络拓扑变化为节点的入接口srlg属性增加，需要通知头节点执行mbb操作。

path消息从头节点601向路径下游发送，经过中间节点602到达松散节点603。

步骤s530，松散节点603接收到path消息，保存path消息中携带的响应策略，计算第四路径信息并保存，向尾节点605发送path消息。

松散节点603接收到path消息，根据该path消息，获知自身为松散节点，发起cspf计算，获得第四路径信息。第四路径信息包括：路径为松散节点603→中间节点604→尾节点605，该路径经过的节点接口地址，以及中间节点604入接口上的srlg值分别为4和5，中间节点605入接口上的srlg值分别为6、7和8。

松散节点603保存第四路径信息，path消息中携带的响应策略，并给自己打上松散节点的标记，以便节点识别自身是否为rsvp-te隧道的松散节点。

松散节点603继续向下游发送path消息，该path消息从松散节点603出发，经过中间节点604到达尾节点605。

步骤s540，尾节点605接收到path消息，获知自身为rsvp-te隧道中的尾节点，向rsvp-te隧道的上游发送resv消息。

resv消息经过rsvp-te隧道中的中间节点604、松散节点603、中间节点602，到达头节点601。

步骤s550，当resv消息传达到头节点601后，rsvp-te隧道建立完成。

删除中间节点604入接口上的srlg值5，触发网络拓扑变化，中间节点604将此次tc洪泛到整个网络。

步骤s560，松散节点603接收到洪泛的tc，发现该tc针对中间节点604入接口srlg属性删除，并且中间节点604的入接口包含在第四路径信息中。

在接收到洪泛的tc之后，将tc传递给本端节点的rsvp进程，rsvp进程遍历本地的隧道，检查在每条隧道中本端节点的角色，根据松散节点标记，发现本端节点是之前建立的rsvp-te隧道的松散节点603，检查本地保存的rsvp-te隧道的第四路径信息，发现该tc针对的中间节点604的入接口包含在第四路径信息中，确定rsvp-te隧道发生了网络拓扑变化。

步骤s570，根据响应策略，松散节点603修改本地保存的第四路径信息。

由于该tc是远端接口srlg值改变类型，并通过比对第四路径信息，得知中间节点604的入接口删除了srlg值5，松散节点603根据响应策略可以仅修改本地保存的第四路径信息，以符合当前网络拓扑。

在尾节点605的入接口上增加srlg值9，再一次触发网络拓扑的变化，中间节点604将检测到的该tc洪泛到整个网络。

步骤s580，松散节点603接收到洪泛的tc，发现该tc针对的中间节点604入接口srlg增加，并且中间节点604入接口包含在第四路径信息中。

松散节点603接收到洪泛的tc，传递给松散节点603的rsvp-te模块，rsvp-te模块检查各个隧道中松散节点603的角色，根据松散节点标记，发现松散节点603是之前建立的rsvp-te隧道的松散节点，检查本地保存的rsvp-te隧道的第四路径信息，发现此次tc针对的中间节点604的入接口包含在第四路径信息中，确定rsvp-te隧道发生了网络拓扑变化。

步骤s590，根据响应策略，松散节点603通知头节点执行mbb操作。

由于此次tc是远端接口srlg值改变类型的，并通过比对第四路径信息，得知尾节点605的入接口增加了srlg值9，松散节点603根据响应策略向头 节点601发送隧道mbb消息，请求头节点601执行mbb操作。

实施例四

本实施例提供了一种响应网络拓扑变化的装置。图7是根据本发明第四实施例的响应网络拓扑变化的装置的结构图。本实施例所述的装置位于松散节点。

所述装置包括：

存储模块710，用于在建立rsvp-te隧道的过程中，存储根据cspf计算得到的所述rsvp-te隧道的路径信息。

判断模块720，用于在建立所述rsvp-te隧道之后，根据所述路径信息，判断所述rsvp-te隧道是否发生网络拓扑变化。

响应模块730，用于在所述判断模块判定为是的情况下，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

在一个实施例中，所述判断模块720，用于在网络拓扑中，获取网络拓扑变化信息；判断所述网络拓扑变化信息是否存在于所述路径信息中；若是，则判定所述rsvp-te隧道发生了网络拓扑变化；所述响应模块730，用于根据所述网络拓扑变化信息，对所述rsvp-te隧道的网络拓扑变化进行响应。

进一步地，所述判断模块720具体用于检测网络拓扑中的网络拓扑变化，并根据检测到的网络拓扑变化，生成网络拓扑变化信息；或者，接收其他节点在网络拓扑中洪泛的网络拓扑变化信息。

所述存储模块710，还用于在建立所述rsvp-te隧道的过程中，存储来自所述rsvp-te隧道的头节点的响应策略；所述响应模块730，用于根据所述响应策略，确定与所述网络拓扑变化信息对应的处理方法并执行。

在另一实施例中，所述存储模块710还用于将所述路径信息写入转发层的gr恢复数据库；在控制层重启之后，将gr恢复数据库中的路径信息提供给控制层。

本实施例所述的装置的功能已经在图2-图6所示的方法实施例中进行了描 述，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

本发明实施例具有以下有益效果：

本发明通过让松散节点主动响应网络的拓扑变化，从而达到正确响应第一个松散节点之后的路径发生的网络拓扑变化的效果，降低了头节点的负担，避免了在网络拓扑中出现性能短板的可能性；同时，扩展了现有成熟的gr恢复机制，从而在网络节点出现故障时，提供完善的恢复机制。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。