专利名称：建立mpls网络外的两个设备间的标签交换路径的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，更具体地，涉及建立MPLS网络外的两个设备间的标签交换路径的方法，特别是在泛在传感器网络(Ubiquitous Sensor Network, USN)的基础设施之间建立标签交换路径的方法。
背景技术：
随着微机电系统、低功率电子设备、射频集成技术等的发展和进步，基于泛在传感器网络在各个领域诸如军事、环境、健康、家庭等均变得日益可行与重要。存在不同的方式来部署泛在传感器网络物理基础设施与提供基于泛在传感器网络服务，但这些方法具有一个共同的问题，即如何互联分布的泛在传感器网络物理基础设施。由于泛在传感器网络物理基础设施通常具有大规模的特性，例如众多的传感器节点、巨大的覆盖面积、海量的传感器数据等，因此部署专用网络来连接如此广泛分布的传感器网络物理基础设施是代价高昂的。一种高性价比的方式是利用电信运营商的网络，其具有广泛的覆盖范围以及可信赖的连接质量。近来，将多媒体服务集成到泛在传感器网络的需要与趋势逐渐增强，由此诸如图像、音频、视频等多媒体传感数据将日益增多而远超传统的标量传感数据。此外，在未来数年内，越来越多的时间敏感(time sensitive)的泛在传感器网络应用,诸如灾害监测、工厂自动化、工业环境监控等，将可能投入实际使用。由此可见，同时为各种不同泛在传感器网络服务传送少量的标量传感数据、大量的多媒体数据、实时传感数据等，将带来对服务质量(quality of service)的多种不同的要求。因而，电信运营商需要更优化地使用其网络来连接泛在传感器网络。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术中的上述缺点，实现更优化地使用移动通信网络以连接泛在传感器网络。已知流量工程(Traffic Engineering)技术能够通过优化网络资源的使用，将业务流映射到优化的路径上，从而保证服务质量。多协议标签交换(Multiprotocol LabelSwitching, MPLS)流量工程采用标签交换(Label Switching, LS)技术来建立边缘到边缘(edge-to-edge)的隧道,也称为边缘到边缘的隧道标签交换路径(Label Switching Path,LSP)，其在由标签交换路由器(Label Switching Router, LSR)组成的基于IP的网络中具有保用带宽。具体地，为了实现MPLS流量工程，起点端(header end)标签交换路由器利用对网络拓扑结构的认知而找到至终点端(tail end)标签交换路由器的有效的标签交换路径，也被称为流量工程标签交换路径(TE-LSP)。由此，本发明的一个目的在于将流量工程扩展到泛在传感器网的设备间的数据交流。特别地，本发明的一个目的在于实现泛在传感器网的设备间的标签交换路径的建立。图1示出了包含泛在传感器网络物理基础设施以及电信运营商的MPLS网络的体系结构的一个例子。典型地，泛在传感器网络物理基础设施包括传感器网络、传感器网络网关(Sensor Network Gateway, SGff)以及泛在传感器网络服务器(USN SERVER) ;MPLS包括多个边缘路由器PE1-PE4与多个中间路由器P 1-P4。相应地，本发明的一个目的在于获取在传感器网络网关与泛在传感器网络服务器之间、跨电信运营商的MPLS网络的基于流量工程的标签交换路径，在此也被称为扩展的流量工程标签交换路径(extended TE-LSP, eTE-LSP)。根据本发明的一个方面，提供了一种在MPLS网络内的第一边缘路由器中用于建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，其中，该方法包括以下步骤:A.获取所述第一设备的标识信息、以及所述第一设备的流量特性信息；B.获取所述MPLS网络内的一个或多个第二边缘路由器到所述第二设备的一个或多个第二链接的流量工程信息，所述一个或多个第二链接各自对应于所述一个或多个第二边缘路由器，所述第二链接的所述流量工程信息标识包含所述第二设备的标识信息、对应的第二边缘路由器的标识信息，所述第二设备的所述标识信息包含所述第二设备的标识；C.利用所获取的所述第一设备的所述流量特性信息、以及所述一个或多个第二链接的所述流量工程信息，来计算所述标签交换路径，所计算的标签交换路径包括从所述第一设备到所述第一边缘路由器的第一链接、从所述第一边缘路由器到所述一个或多个第二边缘路由器中的一个的链接、以及对应于所述一个或多个边缘路由器中的所述一个的第二链接。根据本发明的另一个方面，提供了一种在MPLS网络内的第二边缘路由器中用于辅助建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括以下步骤:a.获取所述第二设备的标识信息；b.根据所获得的所述第二设备的所述标识信息，生成所述第二边缘路由器到所述第二设备的第二链接的流量工程信息标识，所述第二链接的流量工程信息标识包含所述第二设备的所述标识信息、所述第二边缘路由器的标识信息；c.向所述MPLS网络内的第一边缘路由器，发送流量工程消息，其包含所述第二链接的所述流量工程信息标识、以及所述第二链接的流量工程信息。优选地，所述第一设备包括传感器网络的网关和所述传感器网络的服务器中的一个，而所述第二设备包括所述网关和所述服务器中的另一个。如上所述，传统的MPLS流量工程技术中，为了建立起点端至终点端的标签交换路径，由起点端负责计算至终点端的标签交换路径。与之相反，根据本发明，在建立从作为起点端的MPLS网络外的第一设备(例如传感器网络网关和传感器网络服务器中的一个)到作为终点端的MPLS网络外的第二设备(例如传感器网络网关和传感器网络服务器中的另一个)时，由与起点端相连第一边缘路由器(而非起点端本身)负责收集流量工程信息并计算至终点端的基于流量工程的标签交换路径，并且由与终点端相连的第二边缘路由器(而非终点端本身)负责分发流量工程信肩、O如此一来，作为起点端的第一设备无需负责收集流量工程信息，也无需负责计算至终点端的基于流量工程的标签交换路径，而作为终点端的第二设备无需负责分发流量工程信息，由此，第一设备和第二设备的结构与功能能够得以简化，其成本也能相应地降低。鉴于传感器网络的大规模的特性，即存在大量的传感器网络网关和传感器网络服务器，这是极为有利的。根据本发明的一个具体实施方式
，第一设备和/或第二设备可以分别是泛在传感器网络中的物理设备，如传感器网络网关或USN服务器。此时，第一设备的标识和第二设备的标识可以分别是相应物理实体的物理标识，如IP地址。根据本发明的一个具体实施方式
，第一设备和第二设备可以分别是泛在传感器网络中虚拟设备,如虚拟的传感器网络网关或虚拟的USN服务器。通过虚拟化技术，一个物理设备能够被虚拟化为若干虚拟设备，并且且例如可以将不同的虚拟设备供不同的USN服务提供商，从而在多个USN服务提供商之间实现对同一物理设备的共享。此时，第一设备的标识和第二设备的标识可以分别是虚拟标识，例如虚拟传感器网络网关标识或虚拟USN服务器标识。根据本发明的一个具体实施方式
，所述第一设备的所述标识信息还包括所述第一设备所在网络的标识、所述第一设备的业务标识中的至少一个；所述第二设备的所述标识信息还包括所述第二设备所在网络的标识、所述第二设备的业务标识中的至少一个。其中，在第一设备所在物理网络(例如物理传感器网络)通过虚拟化技术被虚拟化为若干虚拟传感器网络的情形下，能够通过在第一设备的标识信息中包含第一设备所在网络的标识(即虚拟网络标识)来唯一地标识位于某一虚拟传感器网络中的第一设备。换言之，位于不同虚拟传感器网络中的第一设备能够通过第一设备所在网络的标识被区别开。类似地，第二设备所在网络的标识能够达到标识位于不同虚拟网络中的第二设备的技术效果。在第一设备提供不同USN业务的情形下，能够通过在第一设备中的标识信息包含第一设备的业务标识来唯一地标识提供某一 USN业务的第一设备。在此,不同USN业务能够是指例如IP业务、TCP业务等。类似地，第二设备的业务标识能够达到标识提供某一 USN业务的第二设备的技术效果。根据本发明的一个具体实施方式
，所述第一链接的所述流量工程信息标识还包括所述第一链接的标识；所述第二链接的所述流量工程信息标识还包括所述第二链接的标识。在自第一设备到第一边缘路由器的第一链接通过虚拟化技术被虚拟化为若干虚拟链接的情形下，能够通过在第一链接的流量工程信息标识中包含第一链接的标识(即虚拟链接标识)来唯一地标识某一虚拟链接。类似地，在第二链接被虚拟化为若干虚拟链接的情形下，第二链接的标识能够达到标识提供某一虚拟链接的技术效果。根据本发明的另一个方面，提供了一种在MPLS网络外的第一设备中用于辅助建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括以下步骤:1.发送第一请求消息，所述第一请求消息包括所述第一设备的标识信息、所述第一设备的流量特性信息；I1.接收来自所述第一边缘路由器的第一通告消息，所述第一通告消息包含所述第一边缘路由器的标识。根据本发明的另一个方面，提供了一种在MPLS网络外的第二设备中用于辅助建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括以下步骤:1.发送第二请求消息，所述第二请求消息包括所述第二设备的标识信息；i1.分别接收来自所述MPLS网络内一个或多个第二边缘路由器的第二通告消息，各第二通告消息包括对应的第二边缘路由器的标识。
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显:图1示出了包含USN物理基础设施以及电信运营商的MPLS网络的体系结构的一个例子；图2示出了根据本发明的一个具体实施方式
的建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法的流程图；图3a_3c示出了根据本发明的一个具体实施方式
的eTEF搜索消息的示意图；图4示出了根据本发明的一个具体实施方式
的eTEF登记消息的示意图；图5a_5d示出了根据本发明的一个具体实施方式
的流量工程消息的示意图；图6a_6c示出了根据本发明的一个具体实施方式
的更改的资源预留协议信令消息的不意图；图7示出了根据本发明的一个具体实施方式
的建立从传感器网络网关到传感器网络服务器的基于流量工程的标签交换路径的方法的流程图；图8示出了根据本发明的一个具体实施方式
的建立从传感器网络服务器到传感器网络网关的基于流量工程的标签交换路径的方法的流程图；在附图中，相同或类似的附图标记表示对应的特征。
具体实施例方式图2示出了根据本发明的一个具体实施方式
的建立从所述MPLS网络外的第一设备101到所述MPLS网络外的第二设备102的基于流量工程的标签交换路径的方法的流程图。参照图2，在步骤S201中，第一边缘路由器201获取第一设备101的标识信息、以及第一设备101的流量特性信息。优选地，如下实现该步骤。第一设备101发送第一请求消息，其包括第一设备101的标识信息以及流量特性信息。在一个例子中，第一设备101能够向MPLS网络(包括图2中的MPLS网络中的第一边缘路由器201)广播该第一请求消息。在另一个例子中，第一设备101能够向某一边缘路由器(如图2第一边缘路由器201)发送该第一请求消息。当接收到来自的第一设备101的第一请求消息后，第一边缘路由器201自该第一请求消息中获取第一设备101的标识信息以及流量特性信息。附加地，响应于所接收的第一请求消息，第一边缘路由器201能够向第一设备101发送第一通告消息,其包含所述第一边缘路由器201的标识信息。优选地,第一通告消息还能够包含第一设备101到第一边缘路由器201的第一链接的标识。当第一设备101到第一边缘路由器201的物理链接被虚拟化为若干虚拟链接时，该标识能够用于唯一地标识各虚拟链接。在步骤S204中，第一边缘路由器201获取第二边缘路由器202a到第二设备102的第二链接的流量工程信息。优选地，如下实现该步骤。第二边缘路由器202a生成第二边缘路由器202a到第二设备102的第二链接的流量工程信息标识，其包含第二设备102的标识信息、第二边缘路由器202a的标识信息。接着，第二边缘路由器202a分发流量工程消息，其包含所生成的第二链接的流量工程信息标识以及第二链接的流量工程信息。相应地，当接收到来自第二边缘路由器202a所发送的流量工程消息后，第一边缘路由器201从中获取第二链接的流量工程信息。各第二链接的流量工程信息标识包含第二设备102的标识信息、对应的第二边缘路由器的标识信息(PE ID)。其中，第二设备102的标识信息包含第二设备102的标识，其可以是物理标识如IP地址，也可以是虚拟标识。附加地，第二设备102的标识信息还包括第二设备102所在网络的标识、第二设备102的业务标识中的至少一个。各第二链接的流量工程信息标识还包括该第二链接的标识。当第二边缘路由器到第二设备102的物理链接被虚拟化为若干虚拟链接时，该标识能够用于唯一地标识各虚拟链接。流量工程信息能够包含以下各项中的至少一个:最大预留链接带宽、以及流量工程缺省标准。优选地，第二边缘路由器202a通过步骤S202获取第二设备102的标识信息。具体地，第二设备102发送第二请求消息，其包括所述第二设备的标识信息。在一个例子中，第二设备102能够向MPLS网络(包括图2中的MPLS网络中的第二边缘路由器202a)广播该第二请求消息。当接收到来自的第二设备102的第二请求消息后，第二边缘路由器202a自该第二请求消息中获取第二设备102的标识信息。附加地，响应于所接收的第二请求消息，第二边缘路由器202a能够向第二设备102发送第二通告消息，其包含所述第二边缘路由器202a的标识信息。类似地，在步骤S205中，第一边缘路由器201获取第二边缘路由器202b第二设备102的第二链接的流量工程信息，以及第二边缘路由器202b通过步骤S203获取第二设备102的标识信息。步骤S205与S204类似，步骤S203与步骤S202类似，在此不予赘述。在图2的例子中，第一边缘路由器201分别从第二边缘路由器202a与202b获取对应的第二链接的流量工程信息。本领域技术人员应当理解，本发明并不限于此。第一边缘路由器201可能仅从一个或更多个第二边缘路由器获取对应的第二链接的流量工程信息。值得注意的是，步骤S201、S202、S204与S205是相互独立，因此其顺序是可以改变的。继续参照图2，在步骤S206中，第一边缘路由器201计算自第一设备101至第二设备102的标签交换路径。具体地，第一边缘路由器201利用所获取的第一设备101的流量特性信息、以及所获取的自第二边缘路由器202a、202b至第二设备102的各第二链接的流量工程信息，来计算该标签交换路径。本领域技术人员应当理解的是，计算标签路径时，还需要第一边缘路由器至各第二边缘路由器的链路的流量工程信息。由于相关现有技术已对如何获取MPLS网络中的链路的流量工程信息进行了详细的描述，因此在此不予赘述。
所计算的标签交换路径包括从第一设备101到第一边缘路由器201的第一链接、从第一边缘路由器201到第二边缘路由器之一的链接、以及该第二边缘路由器所对应的第二链接，即该第二边缘路由器到第二设备102之间的第二链接。其中，从第一边缘路由器201到第二边缘路由器之一的链接能够包括一个或多个中间路由器。在本例中假设，计算得到的标签交换路径是从第一设备101、经由第一边缘路由器201、中间路由器301和302、第二边缘路由器202a、至第二设备102。本领域技术人员能够理解，可以使用各种现有的或未来开发的算法来计算标签交换路径。接着，在步骤S207中，第一边缘路由器201根据所计算的标签交换路径，建立该标签交换路径。具体地，第一边缘路由器201根据所计算的标签交换路径，生成路径消息，用于指示该标签交换路径。路径消息包含第一链接的流量工程信息标识、所计算的标签交换路径中的第二链接的流量工程信息标识。随后，第一边缘路由器201向所计算的标签交换路径中的所述第二链接所对应的第二边缘路由器202a，发送生成的路径消息。该路径消息依次经过所计算的标签交换路径上的所有路由器(可能包括一个或多个中间路由器)。接着，在步骤S208中，当接收到来自第一边缘路由器201的路径消息后，第二边缘路由器202a为标签交换路径分配其所需的标签，并且向第一边缘路由器201发送包含所分配的标签的预留消息。该预留消息依次经过所计算的标签交换路径上的所有路由器(与S207中方向相反)。至此，自第一设备101至第二设备102并经由MPLS网络的标签交换路径就建立好了。接着，在步骤S209中，第一设备101沿着所建立的标签交换路径将数据包发送至第二设备102。根据本发明的一个具体实施方式
，MPLS网络外的设备，例如第一设备和第二设备，能够通过扩展流量工程功能(Extended Traffic Engineering Function,简称eTEF)搜索和登记(Discovery &Registration)过程来分别搜索边缘路由器并在该边缘路由器进行登记。在eTEF搜索和登记过程中，首先，MPLS网络外的设备发送eTEF搜索消息，其包含该设备的标识信息与流量特性信息。接着，接收到该eTEF搜索消息的边缘路由器向该MPLS网络外的设备发送eTEF登记消息，其包含该边缘路由器的标识。优选地，当MPLS网络外的设备与边缘路由器之间的链接被虚拟化时，边缘路由器能够为从MPLS网络外的设备到边缘路由器的链接以及从边缘路由器到MPLS网络外的设备的链接分别分配相应的虚拟链接。附加地，边缘路由器通过eTEF登记消息将从该MPLS网络外的设备到该边缘路由器的虚拟链接的标识告知该MPLS网络外的设备。由此，上述第一请求消息和第二请求消息能够由eTEF搜索消息来实现，而上述第一通告消息和第二通告消息能够由eTEF登记消息来实现。图3a_3c示出了根据本发明的一个具体实施方式
的eTEF搜索消息的示意图。其中，该eTEF搜索消息是由ICMP(Internet Control Message Protocol,互联网控制消息协议)信令中的路由请求消息(Router Solicitation message)扩展而成的。如图3a_3b所示，当ICMP消息中的类型(Type)字段为10时，该ICMP消息为路由请求消息。此外，通过ICMP码(Code)字段的定义中尚未使用的一个值如Cl，来指示该路由请求消息为上述eTEF搜索消息。图3a示出了由传感器网络的网关所发送的eTEF搜索消息的示意图。如图3a所示，传感器网络的网关所发送的eTEF搜索消息包含eTEF搜索扩展(eTEF DiscoveryExtension),其包含但不限于以下信息:(I)类型标记(Type Flag)，其为占用一个字节的字段，并且以“O”指示该消息为由传感器网络的网关所发送的eTEF搜索消息。(2)长度(Length)，其为占用一个的字段，并且指示eTEF搜索扩展的长度，以字节为单位。(3)传感器网络网关标识(VSWG ID)，其为占用4个字节的字段，并且标识物理的或虚拟的传感器网络网关。通常，其能够是局部唯一的标识。当传感器网络网关未被虚拟化时，该传感器网络网关标识能够是发送该搜索消息的物理传感器网络网关的公共互联网可路由地址。(4)个人局域网标识(VPAN ID)，其为占用4个字节的字段，并且标识发送该搜索消息的物理传感器网络网关所在的物理的或虚拟的传感器网络。通常，其能够是局部唯一的标识。(5)业务标识(SID)，其为占用4个字节的字段，并且标识USN业务。通常，其能够是局部唯一的标识。(6)关联标识(Association ID)，其为占用4个字节的字段，是用于跟踪搜索消息与登记消息对的序列号。(7)流量特性信息(Traffic Characteristics),其为长度变化的字段,并且指示待发送的数据流的流量特性信息。图3c示出了该字段的一个示例。图3b示出了由传感器网络的服务器所发送的eTEF搜索消息的示意图。如图3b所示，传感器网络的服务器所发送的eTEF搜索消息包含eTEF搜索扩展(eTEF DiscoveryExtension),其包含但不限于以下信息:(I)类型标记(Type Flag)，其为占用一个字节的字段，并且以“I”指示该消息为由传感器网络的服务器所发送的eTEF搜索消息。(2)长度(Length)，其为占用一个的字段，并且指示eTEF搜索扩展的长度，以字节为单位。(3)传感器网络服务器标识(VUSN SERVER ID)，其为占用4个字节的字段，并且标识物理的或虚拟的传感器网络服务器。通常，其能够是局部唯一的标识。当传感器网络服务器未被虚拟化时，该传感器网络服务器标识能够是发送该搜索消息的物理传感器网络服务器的公共互联网可路由地址。(4)业务标识(SID)，其为占用4个字节的字段，并且标识USN业务。通常，其能够是局部唯一的标识。(5)关联标识(Association ID)，其为占用4个字节的字段，是用于跟踪搜索消息与登记消息对的序列号。(6)流量特性信息(Traffic Characteristics),其为长度变化的字段,并且指示待发送的数据流的流量特性信息。图3c示出了该字段的一个示例。在本例中，假设传感器网络服务器所在网络未被虚拟化。然而，在其他例子中，如果传感器网络服务器所在网络有可能被虚拟化，此时，传感器网络的服务器所发送的eTEF搜索消息能够通过包含一个额外的网络标识字段来标识其所在的网络。图3c示出了 eTEF搜索消息中的流量特性信息的一个例子。如果所示，流量特性信息包含但不限于:(I)类型标记(Type Flag)，其为占用I个字节的字段。不同的值指示不同的流量特性的类型。(2)长度(Length)，其为占用I个字节的字段，指示流量特性信息的总长度，以字节为单位。(3) 4个字节的令牌桶速率(Token Bucket Rate), 4个字节的令牌桶大小(TokenBucket Size) ,4个字节的峰值数据速率(Peek Data Rate),4个字节最小监管单元(Minimum Policed Unit), 4 个字节最大数据包大小(Maximum Packet Size)。.
图4示出了根据本发明的一个具体实施方式
的eTEF登记消息的示意图。其中，该eTEF登记消息是由ICMP信令中的路由通告消息(Router Advertisement message)扩展而成的。如图4所示，当ICMP消息中的类型(Type)字段为9时，该ICMP消息为路由通告消息。此外，通过ICMP码(Code)字段的定义中尚未使用的一个值如C2，来指示该路由通告消息为上述eTEF登记消息。eTEF登记消息包含eTEF登记扩展(eTEF RegistrationExtension),其包含但不限于以下信息:(I)类型标记(Type Flag)，其为占用一个字节的字段，并且以“O”指示该消息中的链接标识(VLID ID)为物理的或虚拟的从传感器网络网关到边缘路由器的链接(SGff-PE)的标识，以“I”指示该消息中的链接标识(VLID ID)为物理的或虚拟的从传感器网络服务器到边缘路由器(USN SERVER-PE)的链接的标识。(2)长度(Length)，其为占用一个的字段，并且指示eTEF登记扩展的长度，以字节为单位。(3)服务边缘路由器标识(Serving PE ID)，其为占用4个字节的字段，并且用于标识发送该eTEF登记消息的边缘路由器。例如，其能够是边缘路由器的IP地址。(4)链接标识(VLID ID)，其为占用4个字节的字段，并且用于标识从传感器网络网关或传感器网络服务器到边缘路由器(SGW-PE或USN SERVER-PE)的链接。当该链接未被虚拟化时，可以忽略该链接标识。通常，链接标识能够是局部唯一的标识。(5)关联标识(Association ID)，其为占用4个字节的字段，是用于跟踪搜索消息与登记消息对的序列号。图5a_5d示出了根据本发明的一个具体实施方式
的流量工程消息的示意图。在本例中，用于分发流量工程信息的流量工程消息由MP-BGP(Multiprotoc01 Border GatewayProtocol,多协议边界网关协议)的更新消息(Update Message)扩展而成。如图5a_5b所示，如图所示，将尚未使用的地址族标识(Address FamilyIdentifier, AFI)与子地址族标识(Subsequent Address Family Identifier, SAFI)对如〈Al，SI〉用于指示扩展的MP-BGP更新消息。具体地，扩展的MP-BGP更新消息MP_REACH_eTEUSN和MP_UNREACH_eTEUSN分别用于更新和撤销与流量工程信息相关的网络层可达信息(Network Layer Reachability Information, NLRI)。图5c示出了用于携带从边缘路由器到传感器网络网关的链接(PE-SGW)的流量工程信息的BGP更新消息。如图所示，该BGP更新消息包含但不限于以下信息:(I)类型标记(Type Flag)，其为占用一个字节的字段，并且以“O”指示该消息携带了从边缘路由器到传感器网络网关的链接(PE-SGW)的流量工程信息。(2)长度(Length)，其为占用一个的字段，并且指示eTEF搜索扩展的长度，以字节为单位。(3)传感器网络网关标识(VSWG ID)，其为占用4个字节的字段，并且标识物理的或虚拟的传感器网络网关。通常，其能够是局部唯一的标识。当传感器网络网关未被虚拟化时，该传感器网络网关标识能够是物理传感器网络网关的公共互联网可路由地址。(4)个人局域网标识(VPAN ID)，其为占用4个字节的字段，并且标识物理传感器网络网关所在的物理的或虚拟的传感器网络。通常，其能够是局部唯一的标识。(5)链接标识(VLID ID)，其为占用4个字节的字段，并且用于标识从或边缘路由器到传感器网络网关的链接(PE-SGW)。当该链接未被虚拟化时，可以忽略该链接标识。通常，链接标识能够是局部唯一的标识。(6)业务标识(SID)，其为占用4个字节的字段，并且标识USN业务。通常，其能够是局部唯一的标识。(7)最大预留链接带宽(Maximum Reservable Link Bandwidth)子TLV(Type-Length-Value)。(8)流量工程缺省标准(TE Default Metric)子 TLV。在此，字段(2)-(6)构成了流量工程信息标识，其能够唯一地标识该消息中所携带的流量工程信息。所携带的流量工程信息包含但不限于字段(7)-(8)中的最大预留链接带宽与流量工程缺省标准。在其他例子中，能够通过添加其他子TLV来携带的其他的流量工程信息。图5d示出了用于携带从边缘路由器到传感器网络USN服务器的链接(PE-USNSERVER)的流量工程信息的BGP更新消息。如图所示，该BGP更新消息包含但不限于以下信息:(I)类型标记(Type Flag)，其为占用一个字节的字段，并且以“I”指示该消息携带了从边缘路由器到传感器网络服务器的链接(PE-USN SERVER)的流量工程信息。(2)长度(Length)，其为占用一个的字段，并且指示eTEF搜索扩展的长度，以字节为单位。(3)传感器网络服务器标识(VUSN SEVER ID)，其为占用4个字节的字段，并且标识物理的或虚拟的传感器网络服务器。通常，其能够是局部唯一的标识。当传感器网络服务器未被虚拟化时，该传感器网络服务器标识能够是物理服务器的公共互联网可路由地址。(4)链接标识(VLID ID)，其为占用4个字节的字段，并且用于标识从或边缘路由器到传感器网络服务器的链接(PE-USNSERVER)。当该链接未被虚拟化时，可以忽略该链接标识。通常,链接标识能够是局部唯一的标识。(5)业务标识(SID)，其为占用4个字节的字段，并且标识USN业务。通常，其能够是局部唯一的标识。(6)最大预留链接带宽(Maximum Reservable Link Bandwidth)子TLV(Type-Length-Value)。
(7)流量工程缺省标准(TE Default Metric)子 TLV。在此，字段(2)-(5)构成了流量工程信息标识，其能够唯一地标识该消息中所携带的流量工程信息。所携带的流量工程信息包含但不限于字段(6)-(7)中的最大预留链接带宽与流量工程缺省标准。在其他例子中，能够通过添加其他子TLV来携带的其他的流量工程信息。优选地，MPLS网络中的边缘路由器具有流量工程数据库。当一边缘路由器接收到来自另一边缘路由器的BGP更新消息之后，该边缘路由器将获取该BGP更新消息中所包含的流量工程信息，并用所获取的流量工程来更新其流量工程数据库。根据本发明的一个具体实施方式
，采用更改的资源预留协议(ResourceReservation Protocol, RSVP)信令消息来实现上述路径消息和预留消息。图6a_6c示出了根据本发明的一个具体实施方式
的更改的资源预留协议信令消息的示意图。如图6a所示,该资源预留协议信令消息包含公共头(common)与一个或多个对象。其中，公共头(common header)包含但不限于:4个比特的版本(Vers)字段,4个比特的标记(Flags)字段，I个字节的消息类型(Msg Type)字段,2个字节的资源预留协议校验和(RSVP Checksum)字段，一个字节的发送存活期(Send TTL)字段，以及2个字节的资源预留协议长度(RSVP Length)。每个对象包含2个字节的长度(length)字段、I个字节的类号(Class-Num)字段、I个字节的类型(C-Type)字段、以及对象内容(Object Contents)。根据本发明的一个具体实施方式
，上述路径消息包含传感器网络网关对象以及传感器网络服务器对象。图6b_6c分别示出了传感器网络网关对象以及传感器网络服务器对象的格式。如图6b所示，传感器网络网关对象包含但不限于:(I)长度(Length)，其为2个字节的字段，指示了该对象的长度，以字节为单位。优选地，该长度为4的整数倍,至少为4。(2)类号(Class-Num)，其为I个字节的字段，用于标识该对象的类别。如果该传感器网络网关是标签交换路径的起点端，则该字段被设为值Ml ;如果该传感器网络网关是标签交换路径的终点端，则该字段被设为不同于Ml的值M2。在一个例子中，可以将Ml设为11 (与SENDER_TEMPLATE对象的类号相同)，而将M2设为I (与SESSION对象的类号相同)(3)类型(C-Type)，其为I个字节的字段，用于标识具有相同类号的对象类型。该字段被设为一尚未使用的值NI，以表示传感器网络网关对象。(4)流量工程信息标识(TE information identification),其为20字节的字段，用于标识边缘路由器与传感器网关的链接的流量工程信息。如上所述，边缘路由器与传感器网关的链接的流量工程信息标识能够由服务边缘路由器标识、传感器网络网关标识、个人局域网标识、链接标识、业务标识构成。类似地，如图6c所示，传感器网络服务器对象包含但不限于:(I)长度(Length)，其为2个字节的字段，指示了该对象的长度，以字节为单位。优选地，该长度为4的整数倍,至少为4。(2)类号(Class-Num)，其为I个字节的字段，用于标识该对象的类别。如果该传感器网络服务器是标签交换路径的起点端，则该字段被设为值Ml ;如果该传感器网络服务器是标签交换路径的终点端，则该字段被设为不同于Ml的值M2。在一个例子中，可以将Ml设为11 (与SENDER_TEMPLATE对象的类号相同)，而将M2设为I (与SESSION对象的类号相同)(3)类型(C-Type)，其为I个字节的字段，用于标识具有相同类号的对象类型。该字段被设为一尚未使用的值N2，以表示传感器网络服务器对象。(4)流量工程信息标识(TE information identification),其为16字节的字段，用于标识边缘路由器与传感器服务器的链接的流量工程信息。如上所述，边缘路由器与传感器服务器的链接的流量工程信息标识由服务边缘路由器标识、传感器网络服务器标识、链接标识、业务标识构成。本领域技术人员能够理解的是，除了传感器网络网关对象以及传感器网络服务器对象之外，路径消息还包含显示路由对象(Explicit Route Object, ER0)。为建立标签交换路径eTE-LSP，该显示路由对象指明了路径消息需要按顺序经过的所有路由器。在每一个中间路由器上，路径消息请求该路由器临时预留该eTE-LSP所需的带宽，并请求一个到达下一跳路由器所需的MPLS标签。最后，该路径消息到达该路径的出口边缘路由器。该出口边缘路由器负责返回预留消息至该路径的入口边缘路由器。预留消息包括MPLS标签，以供在该eTE-LSP之上的边缘路由器和中间路由器转发相应的流量。此外，预留消息还指示在该eTE-LSP之上的边缘路由器和中间路由器预留之前在路径消息中请求的带宽。根据本发明的一个具体实施方式
，第一设备包括传感器网络的网关和传感器网络的服务器中的一个，而第二设备包括网关和服务器中的另一个。下面将参照图7和图8分别描述建立从传感器网络网关到传感器网络服务器的标签交换路径的方法以及建立从传感器网络服务器到传感器网络网关的标签交换路径的方法。图7示出了建立从传感器网络网关SGWl到传感器网络服务器USN SERVER I的标签交换路径的流程图。在步骤S701中，完成了传感器网络网关SGWl与边缘路由器PEl之间的搜索和登记过程。具体地，传感器网络网关SGWl发送eTEF搜索消息，其包含了传感器网络网关SGWl的标识VSGWl ID、传感器网络网关SGWl所在传感器网络的标识VPANl ID、传感器网络网关SGffl的业务标识SIDl、以及SGWl的流量特性信息。在接收到来自传感器网络网关SGWl的eTEF搜索消息之后，边缘路由器PEl向传感器网络网关SGWl回复eTEF登记消息，其包含边缘路由器PEl的标识PElID以及指示从SGWl到PEl的链接的标识VLID11。对于PEl而言，能够以PEl ID, VSGffl ID, VPANl ID, SIDl以及VLIDll来标识从SGWl到PEl的链接，并且以PEl ID、VSGffl ID、VPANl ID、SIDl以及指示从PEl到SGffl的链接的标识VLID12来标识从PEl到SGWl的链接。在步骤S702中，完成了传感器网络服务器USN SERVER1与边缘路由器PE2之间的搜索和登记过程。具体地，传感器网络服务器USN SERVER1发送eTEF搜索消息，其包含了传感器网络服务器USN SERVER1的标识VUSN SERVER1 ID、传感器网络服务器USNSERVER1的业务标识SID2、以及VUSN SERVER1的流量特性信息。在接收到来自传感器网络服务器USN SERVER1的eTEF搜索消息之后，边缘路由器PE2向传感器网络服务器USN SERVER1回复eTEF登记消息，其包含边缘路由器PE2的标识PE2ID以及指示从VUSNSERVER1到PE2的链接的标识VLID21。对于PE2而言，能够以PE2ID、VUSN SERVER1 ID、SID2以及VLID21来标识从USN SERVER1到PE2的链接，并且以PE2 ID,USN SERVER1 ID、SID2以及指示从PE2到USN SERVER1的链接的标识VLID22来标识从PE2到USNSERVER1的链接。在步骤S703中，完成了传感器网络服务器USN SERVER I与边缘路由器PE4之间的搜索和登记过程。该步骤与S702类似，在此不予赘述。在步骤S704中，边缘路由器PE2通过发送流量工程消息(例如上述BGP更新消息)来分发从PE2到USN SERVER1的链接的流量工程信息。该流量工程信息能够由步骤S702中的 PE2 ID、USNSERVER1 ID、SID2、VLID22 唯一地标识。类似地，在步骤S705中，边缘路由器PE4通过发送流量工程消息(例如上述BGP更新消息)来分发从PE4到USN SERVER1的链接的流量工程信息。在步骤S706中，首先，边缘路由器PEl根据所接收的流量工程消息，获取从PE2到USN SERVER1的链接以及从PE4到USNSERVER1的链接的流量工程信息，并相应地更新其流量工程数据库。接着，边缘路由器PEl利用来自SGWl的eTEF登记消息中的流量特性信息、来自PE2和PE4的流量工程消息中的从PE2到USNSERVER1的链接和从PE4到USN SERVER1的链接的流量工程信息、以及边缘路由器中间的链接的流量工程信息，计算从SGWl至USNSERVER1的标签交换路径。在本例中，假设计算得到的标签交换路径为从SGWl经由PE1、P1、P2、PE2 直至 USN SERVER1。在步骤S707中，PEl负责发送路径消息(例如上述更改的RSVP信令消息)以建立步骤S706中所计算得到的标签交换路径。在该路径消息中，传感器网络网关对象被设为:类号=M1，类型=NI，流量工程信息标识=〈PEI ID,VSGffl IDjVPANI IDjVLID 11,SID1>0此外，传感器网络服务器对象被设为:类号=M2，类型=N2，流量工程信息标识=〈PE2 ID,VUSN SERVER1 ID，VLID22，SID2〉。此外，本领域技术人员能够理解，路径消息还包含显示路由对象，其包含该路径所经过的中间路由器Pl和P2。在步骤S708中，在收到路径消息(例如上述更改的RSVP信令消息)后，PE2为PE2至USN SERVER1的链接分配标签交换路径所需的标签，将该标签包含在预留消息中并发送给P2。接着，P2为P2至Pl的链接分配标签交换路径所需的标签，将该标签包含在预留消息中并发送给P1。以此类推，预留消息最终到达PE1。至此，从SGWl至USN SERVER1的标签交换路径就建立好了。接着，在步骤S709中，SGWl沿着所建立的标签交换路径将数据包发送至USNSERVER1。图8示出了建立从传感器网络服务器USN SERVER I到传感器网络网关SGWl的标签交换路径的流程图。在步骤S801至S809与步骤S701至S709相类似。主要不同之处在于:(I)边缘路由器PE4负责计算从USN SERVER I到传感器网络网关SGWl的标签交换路径。在本例中，假设计算得到的路径为从USN SERVER1经由PE4、P4、P3、PE3直至SGW1。(2)边缘路由器PE4负责发送路径消息以建立标签交换路径。在该路径消息中，传感器网络网关对象被设为:类号=M2，类型=NI，其表示该传感器网络网关为终点端。此夕卜，传感器网络服务器对象被设为:类号=M1，类型=N2，其表示该传感器网络服务器为起点端。(3)PE3负责发送预留消息以分配标签交换路径所需的标签。
本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。
权利要求
1.一种在MPLS网络内的第一边缘路由器中用于建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，其中，该方法包括以下步骤: A.获取所述第一设备的标识信息、以及所述第一设备的流量特性信息； B.获取所述MPLS网络内的一个或多个第二边缘路由器到所述第二设备的一个或多个第二链接的流量工程信息，所述一个或多个第二链接各自对应于所述一个或多个第二边缘路由器，所述第二链接的所述流量工程信息标识包含所述第二设备的标识信息、对应的第二边缘路由器的标识信息，所述第二设备的所述标识信息包含所述第二设备的标识； C.利用所获取的所述第一设备的所述流量特性信息、以及所述一个或多个第二链接的所述流量工程信息，来计算所述标签交换路径，所计算的标签交换路径包括从所述第一设备到所述第一边缘路由器的第一链接、从所述第一边缘路由器到所述一个或多个第二边缘路由器中的一个的链接、以及对应于所述一个或多个边缘路由器中的所述一个的第二链接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备包括传感器网络的网关和所述传感器网络的服务器中的一个，而所述第二设备包括所述网关和所述服务器中的另一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括: -接收来自所述第一设备的第一请求消息，所述第一请求消息包含所述第一设备的标识信息、所述第一设备的流量特性信息； -向所述第一设备发送第一通告消息，所述第一通告消息包含所述第一边缘路由器的标识信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一通告消息还包含所述第一设备到所述第一边缘路由器的第一链接的标识。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括: -从所述MPLS网络内的一个或多个第二边缘路由器，接收其各自对应的第二链接的流量工程消息，各第二链接的流量工程消息包含:所述第二链接的流量工程信息标识以及流量工程信息； -从所接收的各流量工程消息中，获取所述第二链路的所述流量工程信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤D:根据所计算的标签交换路径，建立所述标签交换路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤D包括: -根据所计算的标签交换路径，生成路径消息，用于指示所述标签交换路径，所述路径消息包含所述第一链接的所述流量工程信息标识、所计算的标签交换路径中的所述第二链接的所述流量工程信息标识，所述第一链接的所述流量工程信息标识包含所述第一设备的所述标识信息、所述第一边缘路由器的标识； -向所计算的标签交换路径 中的所述第二链接所对应的第二边缘路由器，发送所述路径消息； -接收来自所述第二边缘路由器的预留消息，其包含所述标签交换路径所需的标签。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备的所述标识信息还包括所述第一设备所在网络的标识、所述第一设备的业务标识中的至少一个； 所述第二设备的所述标识信息还包括所述第二设备所在网络的标识、所述第二设备的业务标识中的至少一个。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述第一链接的所述流量工程信息标识还包括所述第一链接的标识； 所述第二链接的所述流量工程信息标识还包括所述第二链接的标识。
10.根据权利要求1所述的方 法，其特征在于，所述流量工程信息包含以下各项中的至少一个: -最大预留链接带宽； -流量工程缺省标准。
11.一种在MPLS网络内的第二边缘路由器中用于辅助建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括以下步骤: a.获取所述第二设备的标识信息； b.根据所获得的所述第二设备的所述标识信息，生成所述第二边缘路由器到所述第二设备的第二链接的流量工程信息标识，所述第二链接的流量工程信息标识包含所述第二设备的所述标识信息、所述第二边缘路由器的标识信息； c.向所述MPLS网络内的第一边缘路由器，发送流量工程消息，其包含所述第二链接的所述流量工程信息标识、以及所述第二链接的流量工程信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤a包括: -接收来自所述第二设备的第二请求消息，所述第二请求消息包含所述第二设备的标识息; -向所述第二设备发送第二通告消息，所述通告消息包含所述第二边缘路由器的标识信息。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括步骤d: -接收来自所述第一边缘路由器的路径消息，其用于指示所述标签交换路径，所述路径消息包含所述第一边缘路由器与所述第一设备之间的第一链接的流量工程信息标识、所述第二边缘路由器与所述所对应的第二链接的所述流量工程信息标识，所述第一链接的流量工程信息标识包含所述第一设备的所述标识信息、所述第一边缘路由器的标识信息； -响应于所接收的路径消息，为所述标签交换路径分配其所需的标签，向所述第一边缘路由器，发送预留消息，其包含所分配的标签。
14.一种在MPLS网络外的第一设备中用于辅助建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括以下步骤: 1.发送第一请求消息，所述第一请求消息包括所述第一设备的标识信息、所述第一设备的流量特性信息； I1.接收来自所述第一边缘路由器的第一通告消息，所述第一通告消息包含所述第一边缘路由器的标识。
15.一种在MPLS网络外的第二设备中用于辅助建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括以下步骤:.1.发送第二请求消息，所述第二请求消息包括所述第二设备的标识信息； .分别接收来自所述MPLS网络内一个或多个第二边缘路由器的第二通告消息，各第二通告消息包括对应的第二 边缘路由器的标识。
全文摘要
本发明涉及用于建立MPLS网络外的两个设备间的标签交换路径的方法。一种在MPLS网络内的第一边缘路由器中用于建立从所述MPLS网络外的第一设备到所述MPLS网络外的第二设备的基于流量工程的标签交换路径的方法，包括获取所述第一设备的标识信息、以及所述第一设备的流量特性信息；获取所述MPLS网络内的一个或多个第二边缘路由器到所述第二设备的一个或多个第二链接的流量工程信息，所述一个或多个第二链接各自对应于所述一个或多个第二边缘路由器，所述流量工程信息标识包含所述第二设备的标识信息、所述第二边缘路由器的标识信息；利用所获取的所述第一设备的所述流量特性信息、以及所述一个或多个第二链接的所述流量工程信息，来计算所述标签交换路径。
文档编号H04L12/723GK103166850SQ201110407298
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者梁铮, 宾梵翔, 温海波, 姚春燕 申请人:上海贝尔股份有限公司