专利名称：一种应用于mpls tp的负载均衡实现方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种应用于MPLS TP的负载均衡实现方法及
其装置。
背景技术：
ITU-T (国际电信联盟)和IETF (互联网工程任务组)制定了 ITU-T传送需求可扩展IETF MPLS架构实现，这些扩展被称为Transport Profile for MPLS(即MPLS-TP，其中，MPLS是Multiprotocol Label Switching的英文简称，中文表示为多协议标签交换)。 MPLS-TP是一种面向连接的分组交换网络技术，包含如下特点(1)利用MPLS标签交换路径，省去MPLS信令和IP复杂功能；(2)支持多业务承载，独立于客户层和控制面，并可运行于各种物理层技术；(3)具有强大的传送能力，如，QoS(Quality of Service,服务质量)、 0AM(Operation, Administration, and Maintenance，操作、管理和维护)和可靠性等。简言之，MPLS-TP= MPLS-L3 复杂性 +OAM+ 保护。为了支持面向连接的端到端的OAM模型，MPLS-TP排除了很多无连接的特性，并增加了 ITU-T传送风格的保护倒换和OAM功能，这些都有利于电信级业务的提供。同时， MPLS-TP选择了 MPLS体系中有利于数据业务传送的一些特征，抛弃了 IETF为MPLS定义的复杂的控制协议族，简化了数据平面，去掉了不必要的转发处理，在应用场景上更适合以 TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)业务为主向IP化演进的运营环境。现有的MPLS TP的隧道保护常使用1+1保护和1 1保护方式。其中，1+1保护方式下，源PE (Provider Edge，运营商边界网络设备)设备在头节点将隧道上的业务流量在主备隧道上进行双发，接收设备在尾节点选择当前在用的隧道， 从该隧道接收流量，丢弃另一个隧道过来的流量。正常情况下使用主隧道，当主隧道不可用时触发主备切换，由尾节点选择在用隧道，从备用隧道上接收流量。1 1保护方式下，由源PE设备在头节点预先选择在用的隧道，并将隧道上的业务流量在指定的隧道上转发，接收设备在尾节点接收流量。正常情况下使用主隧道，当主隧道不可用时触发主备切换，由头节点选择在备隧道上发送流量。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题现有的MPLS TP隧道保护策略直接沿用了普通的主备隧道保护策略，主备隧道之间不能实现负载分担。
发明内容
本发明提供了一种应用于MPLS TP的负载均衡实现方法及其装置，用以在主备隧道之间实现负载分担。本发明提供的应用于MPLS TP的负载均衡实现方法，应用于在采用主备隧道保护机制的两个运营商边界网络设备PE设备之间传输数据的过程，该方法包括
当设定的发送周期到达时，处于隧道头节点的源PE设备根据处于隧道尾节点的目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量；所述源PE设备获取各隧道所分配的流量，并通过相应隧道向目的PE设备发送数据。本发明提供的一种PE设备，所述PE设备与对端PE设备之间存在至少2条隧道且采用主备隧道保护机制，所述PE设备为处于隧道尾节点的目的PE设备，该PE设备包括信息反馈模块，用于周期向处于隧道头节点的源PE设备反馈主备隧道中各隧道的传输性能信息；接收模块，用于接收处于隧道头节点的源PE设备发送的数据；其中，所述源PE设备当设定的发送周期到达时，根据处于隧道尾节点的目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量，并获取各隧道所分配的流量，通过相应隧道向目的PE设备发送数据。本发明提供的另一种PE设备，所述PE设备与对端PE设备之间存在至少2条隧道且采用主备隧道保护机制，所述PE设备为处于隧道头节点的源PE设备，该PE设备包括接收模块，用于接收处于隧道尾节点的目的PE设备周期反馈的主备隧道中各隧道的传输性能信息；负载均衡模块，用于当设定的发送周期到达时，根据处于隧道尾节点的目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量；发送模块，用于获取各隧道所分配的流量，并通过相应隧道向目的PE设备发送数据。本发明的有益技术效果包括通过设置发送周期以及要求目的PE设备向源PE设备反馈主备隧道中各隧道的传输性能信息，从而当发送周期到达时，源PE设备可根据目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量，并根据分配情况将获取到的数据通过相应隧道向目的PE设备发送，实现了实时根据主备隧道中各隧道的传输性能，在这些隧道间进行负载均衡。
图1为本发明实施例提供的负载均衡流程示意图；图2为本发明实施例中的MPLS OAM报文格式示意图；图3为本发明实施例中的隧道聚合示意图；图4为本发明实施例提供的PE设备的结构示意图之一；图5为本发明实施例提供的PE设备的结构示意图之二。
具体实施例方式在MPLS TP网络中实现隧道保护技术时，可以配置多条隧道相互保护，其中主用隧道数量为1，保护隧道数量为N。即使用N条备用隧道保护一个主用隧道，发生主备切换时根据优选策略从备用隧道中也只能选择一个作为在用隧道。为了使用方便，可以只使用一条备用隧道，常见的是1:1隧道保护和1+1隧道保护。在使用1:1方式的隧道保护模式下，MPLS TP网络中的数据流量在正常情况下通过主用隧道传输，当主用隧道发生故障时，PE设备将用户流量切换到备用隧道上传输，而主用隧道恢复后再将备用隧道上的流量回切到主用隧道。即正常情况下，备用隧道是不参与流量转发的。而事实上，备用隧道也是预先在信令协议上创建好的逻辑通道，是可以参与数据报文转发的，用户数量流量可以均勻的在源与目的节点之间负载分担，目的设备可以通过信令通知源PE设备实时调整主备隧道上流量。基于以上设想，本发明实施例提供了应用于MPLS TP的负载均衡实现方案，用以在主备隧道之间实现负载分担。本发明实施例扩展了 MPLS TP隧道技术，丰富了 MPLS TP隧道的1+1、1:1和1:N保护方案，使得MPLS TP隧道的保护更为高效和完善。下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。参见图1，为本发明实施例提供的负载均衡流程示意图。该流程所应用的MPLS TP 架构中包括PEl和PE2，且PEl和PE2之间存在N(N彡2)条隧道，这些隧道采用主备保护机制。针对PE间的数据传输，系统中还规定了发送周期，每个发送周期由源PE设备根据目的 PE设备反馈的各隧道的传输性能在各隧道间进行负载均衡。发送周期长度可根据实际需要或网络环境设置。例如，在网络环境稳定的情况下，可设置较长的发送周期，以减少PE设备上进行负载均衡计算和处理的负担；在网络环境不是太稳定的情况下，可设置较短的发送周期，以便及时根据隧道变化情况进行负载均衡计算和处理。另外，本发明实施例要求目的PE设备(即处于隧道尾节点的PE设备)周期向源PE设备(即处于隧道头节点的PE设备)反馈各隧道的传输性能信息，以便源PE设备根据该信息在各隧道之间进行负载均衡。图1所示流程，以PEl向PE2发送数据为例，描述了在该过程中的负载均衡实现过程。如图所示，当发送周期到达时，该流程可包括步骤101，PEl根据PE2所反馈的前一发送周期内N条隧道各自的传输性能信息， 为当前发送周期内该N条隧道中的各隧道分配流量；步骤102，PEl获取N条隧道中各个隧道所分配的流量，通过相应隧道向PE2发送数据。其中，PE2可在发送周期到达时，向PEl反馈N条隧道各自的传输性能信息，也可以按照设定的反馈周期向PEl反馈N条隧道各自的传输性能信息。在后一种情况下，反馈周期的设定应能保证PEl在发送周期到达时或达到之前，能够接收到PE2反馈的上一发送周期内N条隧道各自的传输性能信息。在每个发送周期，PEl均按照上述方式对发往PE2的数据在N条隧道上进行负载分担，这样，在整个发送过程中，实现了 PEl到PE2的流量在N条隧道上的负载分担。 上述流程中，在每个发送周期内，源PE设备都根据对端PE发送过来的各隧道传输性能信息进行流量分配，而不管这个时候是否有数据报文需要发送。若有数据报文要发送， 则在发送时获取各个隧道的流量分配情况(如负载分担的参数)，并根据这些参数依次发送数据报文。可以看出，本发明实施例在数据转发时不需要软件干涉，软件上只需要维护好负载均衡模块内的隧道信息即可。发送数据报文和分配隧道流量是异步的，二者之间的关系是在发送数据报文之前要先获取负载分担的参数，然后才发送数据报文。
下面分别对上述流程中的目的PE设备(即PE2)反馈隧道传输性能信息的具体实现方式，以及源PE设备(即PEl)进行流量负载分担的具体实现方式进行详细描述。为了将各隧道的传输性能信息从目的PE设备反馈到源PE设备，本发明实施例中， 在源PE设备和目的PE设备之间建立反向MPLS隧道，目的PE设备可通过该建立的反向MPLS 隧道将N条隧道的传输性能信息反馈给源PE设备，当然在源PE设备和目的PE设备之间已存在反向隧道的情况下，也可通过该已存在的反向隧道将N条隧道的传输性能信息反馈给源PE设备。具体实现时，可通过一个通告报文将N条隧道的传输性能信息一起发送给源PE设备，也可以依次向源PE设备发送通告报文，分别将各隧道的传输性能信息发送给源PE设备，其中每个报文仅用来传输一个隧道的传输性能信息。此处的传输性能信息可以是目的 PE设备根据报文接收情况得到的统计信息，如从各隧道上接收到的报文统计数量、延迟或丢包率等，或者这些信息的任意组合。通告报文可直接使用OAM协议报文，但需要对该协议报文进行适当的扩展。MPLS OAM 的 CV(Connectivity Verification,连接性验证)、FFD(Fast Failure Detection,快速缺陷检测)、BDI (Backward Defect Indicator，反向缺陷通告)、FDI (Forward Defect hdicator，前向缺陷通告)等报文均采用保留的14标签作为载荷标识，在14标签后面是如图2所示的44字节的MPLS OAM报文载荷。目前，根据功能可区分为7类MPLS OAM报文， 表1示出了这7类报文以及在0AM function type cod印oint字段的取值以及含义表 权利要求
1.一种应用于多协议标签交换扩展MPLS TP的负载均衡实现方法，应用于在采用主备隧道保护机制的两个运营商边界网络设备PE设备之间传输数据的过程，其特征在于，包括当设定的发送周期到达时，处于隧道头节点的源PE设备根据处于隧道尾节点的目的 PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量；所述源PE设备获取各隧道所分配的流量，并通过相应隧道向目的PE设备发送数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隧道的传输性能信息，包括以下信息之一或任意组合接收到的报文的数量、数据传输延时和丢包率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的PE设备通过扩展的操作管理和维护OAM协议报文，将所述主备隧道中各隧道的传输性能信息反馈给所述源PE设备。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源PE设备根据前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前周期内主备隧道中各隧道分配流量，包括所述源PE设备根据前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为所述各隧道分配在当前发送周期内发送数据所占用的时间段；其中，为传输性能高的隧道所分配的时间段长度大于为传输性能低的隧道所分配的时间段长度，且各隧道所分配到的时间段彼此不重合；所述源PE设备获取各隧道所分配的流量，并通过相应隧道向目的PE设备发送数据，包括所述源PE设备在为相应隧道所分配的时间段内，将获取到的数据通过该隧道向目的 PE设备发送。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为所述各隧道分配在当前发送周期内发送数据所占用的时间段，包括根据主备隧道中各隧道的传输性能信息确定各隧道的传输性能比例，将当前发送周期划分为数个时隙；按照主备隧道中各隧道的传输性能比例，将当前发送周期的时隙分配给主备隧道中的各隧道；其中，在划分当前周期的时隙时，保证传输性能最差的隧道至少分配到一个时隙。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述主备隧道中的各隧道为一隧道均衡组的成员隧道；该方法还包括当所述隧道均衡组的成员隧道的状态从正常NORMAL变为DOWN时，将该成员隧道退出该隧道均衡组；当有隧道的状态从DOWN变为NORMAL时，将该隧道加入该隧道均衡组；所述为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量，具体为为当前发送周期内所述隧道均衡组中的各成员隧道分配流量。
7.一种PE设备，所述PE设备与对端PE设备之间存在至少2条隧道且采用主备隧道保护机制，所述PE设备为处于隧道尾节点的目的PE设备，其特征在于，包括信息反馈模块，用于周期向处于隧道头节点的源PE设备反馈主备隧道中各隧道的传输性能信息；接收模块，用于接收处于隧道头节点的源PE设备发送的数据；其中，所述源PE设备当设定的发送周期到达时，根据处于隧道尾节点的目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量，并获取各隧道所分配的流量，通过相应隧道向目的PE设备发送数据。
8.如权利要求7所述的PE设备，其特征在于，所述信息反馈模块所反馈的所述隧道的传输性能信息，包括以下信息之一或任意组合接收到的报文的数量、数据传输延时和丢包率。
9.如权利要求7所述的PE设备，其特征在于，所述信息反馈模块具体用于，通过扩展的操作管理和维护OAM协议报文，将所述主备隧道中各隧道的传输性能信息反馈给所述源PE 设备。
10.一种PE设备，所述PE设备与对端PE设备之间存在至少2条隧道且采用主备隧道保护机制，所述PE设备为处于隧道头节点的源PE设备，其特征在于，包括接收模块，用于接收处于隧道尾节点的目的PE设备周期反馈的主备隧道中各隧道的传输性能信息；负载均衡模块，用于当设定的发送周期到达时，根据处于隧道尾节点的目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量；发送模块，用于获取各隧道所分配的流量，并通过相应隧道向目的PE设备发送数据。
11.如权利要求10所述的PE设备，其特征在于，所述负载均衡模块具体用于，根据前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为所述各隧道分配在当前发送周期内发送数据所占用的时间段；其中，为传输性能高的隧道所分配的时间段长度大于为传输性能低的隧道所分配的时间段长度，且各隧道所分配到的时间段彼此不重合；所述发送模块具体用于，根据所述负载均衡模块为相应隧道所分配的时间段内，将获取到的数据通过该隧道向目的PE设备发送。
12.如权利要求11所述的PE设备，其特征在于，所述负载均衡模块具体用于，根据主备隧道中各隧道的传输性能信息确定各隧道的传输性能比例，将当前发送周期划分为数个时隙；按照主备隧道中各隧道的传输性能比例，将当前发送周期的时隙分配给主备隧道中的各隧道；其中，在划分当前周期的时隙时，保证传输性能最差的隧道至少分配到一个时隙。
13.如权利要求10-12之一所述的PE设备，其特征在于，所述主备隧道中的各隧道为一隧道均衡组的成员隧道；所述PE设备，还包括隧道均衡组维护模块，用于当所述隧道均衡组的成员隧道的状态从正常NORMAL变为DOWN时，将该成员隧道退出该隧道均衡组；当有隧道的状态从DOWN 变为NORMAL时，将该隧道加入该隧道均衡组；所述负载均衡模块具体用于，为当前发送周期内所述隧道均衡组中的各成员隧道分配流量。
全文摘要
本发明公开了一种应用于MPLS TP的负载均衡实现方法及其装置，在采用主备隧道保护机制的两个PE设备之间传输数据的过程中，该方法包括当设定的发送周期到达时，处于隧道头节点的源PE设备根据处于隧道尾节点的目的PE设备所反馈的前一发送周期内主备隧道中各隧道的传输性能信息，为当前发送周期内主备隧道中各隧道分配流量；所述源PE设备获取各隧道所分配的流量，并通过相应隧道向目的PE设备发送数据。采用本发明可在主备隧道之间实现负载分担。
文档编号H04L12/56GK102263699SQ20111023256
公开日2011年11月30日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者宋小恒 申请人:杭州华三通信技术有限公司