一种包交换网络中聚合链路的调度方法及装置与流程

本发明涉及包交换网络技术领域，尤其涉及一种包交换网络中聚合链路的调度方法及装置。

背景技术：

随着数据业务量的增长和对服务质量要求的提高，高带宽提供日益成为包交换网络最重要的特征。链路聚合便是满足网络高带宽需求的一个重要技术。

链路聚合技术(在IEEE 802.3ad有规定描述)是将两台设备间的数条物理链路组合成逻辑上的一条链路(也称为一条聚合链路)，该链路在逻辑上是一个整体，内部的组成和传输数据的细节对上层服务是透明的。

现有技术中，为了让新建或者发生故障的LSP(标签交换路径)恢复时能够分配到资源，是根据优先级的高低来进行资源的抢占，从而使新建或发生故障LSP恢复时得到资源。这样做有两个缺陷：其一，找到低优先级的资源就进行抢占，没有权衡被抢占的代价；其二，被抢占的LSP(s)没有得到好的处理。

为了能够有效利用聚合链路带宽并尽可能避免业务中断数据丢失，中国专利CN200810025657.8“一种实现链路抢占的方法及链路端口”提出了如下方案：当检测到同一聚合链路端口上优先级高的链路将要抢占优先级低的链路时，使用高优先级高的链路处于延时抢占状态；当优先级高的链路满足链路状态稳定后，使延时抢占状态的优先级高的链路置于被抢链路上抢占优先级低的链路。该方案的优点是能使聚合链路上的高优先级链路抢占时避免业务数据流丢失，但由于其没有考虑抢占低优先级链路所花费的代价以及被抢占的低优先级链路是否能够重新抢占或得到资源情况，而是仅仅考虑高优先级如何抢占低优先级链路且数据不丢失，因此仍会导致花费的代价较大且其他的被抢占的链路上的用户数据丢失。

在包交换网络中，目前已采用MPLS、MPLS-TP、PBB、VLAN交换等技术实现TE流量工程。根据当前的TE流量工程技术，控制平面和数据平面分离，在传送用户数据之前，服务提供者首先根据用户要求制定SLA(服务水平协定)，SLA包括了满足用户QoS(服务质量)要求的不同服务流的带宽参数，而控制平面根据事先确定的不同服务流的带宽参数和当前网络资源使用状况，配置服务流的转发路径到数据平面，并且在网络的资源使用状态发生变化(如LSP的删除或增加，网络链路增加或减少等)时，进一步修改已有服务流的转发路径并通知数据平面，数据平面收到服务流数据包时根据控制平面配置的转发路径进行数据转发，从而即可保证用户服务流的QoS要求又能优化对网络资源的使用，所以TE流量工程技术目前在运营商网络的应用越来越广泛。

由于服务提供者需要根据其为不同用户提供的不同的服务等级和不同带宽收费，因此，如何保证高优先级的服务质量，也是TE流量工程技术的重要特征之一。进一步地，如果控制平面能够充分利用这个特征，保证高优先级的业务能够在尽量花费较少代价时得到优质的服务，实现链路聚合功能，并解决较低优先级的业务获取不到资源和带宽得不到充分利用的缺点，在包交换网络中也是十分必要的。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种包交换网络中聚合链路的调度方法及装置，能够使调度时的抢占代价最小，并且尝试给被抢占的LSP重新调度资源，从而有效实现链路聚合高效可靠性，保证每个LSP的质量要求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种包交换网络中聚合链路的调度方法，

当前待抢占资源的标签交换路径(LSP)逐个判断每个成员链路是否满足抢占条件，并从满足抢占条件的一个或多个成员链路中选择抢占代价最小的作为被抢占的LSP组。

进一步地，所述方法还包括：

选择出所述被抢占的LSP组后，将所述被抢占的LSP组中的LSP加入待抢占资源的LSP队列中；

其中，所述被抢占的LSP组中包括一个或多个LSP。

进一步地，所述抢占条件包括：该成员链路的可用带宽大于等于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽。

进一步地，所述成员链路的可用带宽，包括：所述成员链路的空闲带宽与所述成员链路中可用的LSP的未预留带宽的总和。

进一步地，在判断每个成员链路是否满足抢占条件时，具体包括：

若该成员链路的最低优先级的LSP等于或者高于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则判定该成员链路不满足抢占条件；

若该成员链路的最低优先级的LSP低于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则依次将所述成员链路中最低优先级的LSP至优先级低于当前待抢占资源的LSP的建立优先级的LSP的未预留带宽置为可用，直至置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和大于等于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路满足抢占条件；如果所述成员链路中所有置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和仍小于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路不满足抢占条件。

进一步地，所述抢占代价最小的LSP组，是指：被抢占的LSP的数目最少；或者，被抢占的LSP的优先级低；或者，抢占时间最短。

本发明还提供了一种包交换网络中聚合链路的调度装置，所述装置包括：资源查询模块，和调度处理模块，其中

所述资源查询模块用于，查询并判断每个成员链路是否满足待抢占资源的LSP的抢占条件，并将满足抢占条件的一个或多个成员链路返回给所述调度处理模块；

所述调度处理模块用于，从满足抢占条件的一个或多个成员链路中选择抢占代价最小的作为被抢占的LSP组。

进一步地，所述调度处理模块还用于，选择出所述被抢占的LSP组后，将所述被抢占的LSP组中的LSP加入待抢占资源的LSP队列中；

其中，所述被抢占的LSP组中包括一个或多个LSP。

进一步地，所述资源查询模块用于，在判断每个成员链路是否满足抢占条件时，具体包括：

若该成员链路的最低优先级的LSP等于或者高于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则判定该成员链路不满足抢占条件；

若该成员链路的最低优先级的LSP低于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则依次将所述成员链路中最低优先级的LSP至优先级低于当前待抢占资源的LSP的建立优先级的LSP的未预留带宽置为可用，直至置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和大于等于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路满足抢占条件，并向所述调度处理模块返回该成员链路、和/或该成员链路中未预留带宽置为可用的LSP组；如果所述成员链路中所有置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和仍小于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路不满足抢占条件。

进一步地，所述调度处理模块选择的抢占代价最小的被抢占的LSP组，包括：被抢占的LSP的数目最少；被抢占的LSP的优先级低；或者，抢占时间最短。

针对现有链路聚合FF(固定过滤)资源预留方式调度方法不能有效解决花费较少成本和被抢占的LSP没有得到好的处理的缺点，本发明提出了一种新的调度方案，根据每条成员链路的LSP情况，寻找一种抢占代价最小的调度方法，并且尝试给被抢占的LSP重新调度资源，从而有效实现链路聚合高效可靠性，保证每个LSP的质量要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为一个聚合链路中成员链路与LSP的网络示意图；

图2为本发明实施例的LSP创建过程中链路聚合调度方法的流程图。

具体实施方式

本实施方式提供一种包交换网络中聚合链路的调度方法，采用如下方案：

当前待抢占资源的LSP逐个判断每个成员链路是否满足抢占条件，并从满足抢占条件的一个或多个成员链路中选择抢占代价最小的作为被抢占的LSP组。

其中，所述被抢占的LSP组中包括一个或多个LSP(s)，进一步地，所述方法还包括：选择出所述被抢占的一个或多个LSP(s)后，将所述被抢占的LSP(s)均加入待抢占资源的LSP列表中。

进一步地，所述抢占条件包括：该成员链路的可用带宽大于等于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽。

进一步地，所述可用带宽，具体为：所述成员链路的空闲带宽与所述成员链路中可用的LSP的未预留带宽的总和。

进一步地，在判断每个成员链路是否满足抢占条件时，具体包括：

若该成员链路的最低优先级的LSP等于或者高于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则判定该成员链路不满足抢占条件；

若该成员链路的最低优先级的LSP低于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则依次将所述成员链路中最低优先级的LSP至优先级低于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级的LSP的未预留带宽置为可用，直至置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和大于等于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路满足抢占条件；如果所述成员链路中所有置为可用的总的未预留带宽(即所有优先级低于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级的LSP的总的未预留带宽)与所述成员链路的空闲带宽的总和仍小于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路不满足抢占条件。

进一步地，所述抢占代价最小，包括但不限于：被抢占的LSP的数目最少；或者，在被抢占的LSP的数目最少的情况下抢占的带宽最少；被抢占的LSP的优先级最低；或者，抢占资源利用率最高，尽可能保证被抢占LSPs都能够得到资源；或者，抢占花费时间最少，最快的找到资源，等等。

如图2所示，本实施方式提供的包交换网络中聚合链路的调度方法，具体步骤如下：

步骤1，按照负载均衡策略，查询空闲资源。如果查询返回成功则进入步骤N；如果查询返回失败则进入步骤2。

步骤2，将最低优先级的LSP占用的带宽设置为“可用”，然后判断每一个成员链路的可用带宽是否满足条件。

如果有一条成员链路满足，则进入步骤N。

如果有多条成员链路满足，则选择一条成员链路，满足该成员链路被抢占的LSP(s)的数目最少，进入步骤N。

如果没有成员链路满足，则进入步骤3。

步骤3，将下一最低优先级的LSP占用的带宽，设置成“可用”，计算过程同步骤2。

步骤N-1，将优先级次高(即，等于或高于之前置为可用的LSP优先级，但低于建立优先级)的LSP占用的带宽，临时设置成“可用”，计算过程同步骤2，如果此时仍没有成员链路满足条件，则整个抢占调度过程失败。

步骤N，抢占调度成功，返回成员链路和被抢占的LSP(s)。如果有被抢占的LSP(s)，则将其加入待抢占资源的LSP列表(也称待处理LSP列表)中，等待处理。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的所有实施详细说明中，有如下的约定描述方式：

1)Linka-b表示一个聚合链路(也称作逻辑链路)Linka的成员链路，该链路也是一个物理链路；

2)Linka-b(BW1，BW2)中的BW1表示该物理链路可使用带宽，BW2表示链路的还未预留的可使用带宽，也称未预留带宽。

3)Linka(MaxLspBW)中的MaxLspBW表示逻辑链路Linka的未预留最大LSP带宽。为避免用户数据包传递中发生错序，本发明中规定不允许一LSP能同时跨多个成员链路传送，因此MaxLspBW应是所有成员链路未预留带宽中的最大值。若一LSP的承诺带宽是BW0，则当BW0＜＝MaxLspBW时，该LSP才能经过该逻辑链路。逻辑链路Linka还有其它可描述的带宽参数“最大链路带宽(可被使用的带宽)、最大可预留带宽、未预留带宽(各个成员链路上未预留带宽之和)”等。

4)LSP(Prior，CIR，link ID)表示一个LSP的一些关键特征值信息，其中：Prior表示建立/保持优先等级(建立时为建立优先级，建立后为保持优先级)；CIR表示承诺带宽；Link ID表示LSP经过聚合链路的成员链路标识。

实施例一

本实施实例描述的是“创建单向LSP经过一个聚合链路时”的链路聚合的调度方法实现过程。

假定在本实施例中，聚合链路目前的主要状态信息由如下三组值构成：

1)Link1-1(100M，0M)、Link1-2(100M，0M)；

2)Link1(0M)；

3)LSP1(1，20M，Link1-1)、LSP2(3，20M，Link1-1)、LSP3(5，30M，Link1-1)、LSP4(5，30M，Link1-1)、LSP5(1，30M，Link1-2)、LSP6(3，30M，Link1-2)、LSP7(5，10M，Link1-2)、LSP8(5，10M，Link1-2)、LSP9(5，20M，Link1-2)。

现在网络内通过分布式RSVP-TE信令建立LSP10(其建立优先等级为4，CIR为30M)，经过路由计算LSP10需要经过Link1，在采用分布式信令方式建立LSP10的过程中，当LSP信令达到聚合链路端点时，参考图2所示，LSP创建过程中实施链路聚合控制技术功能的步骤流程图如下：

步骤1，LSP10(4，30M，Link1)建立信令达到节点A，根据该信令请求信息，确定LSP需经过链路Link1(也是LSP在本地的出口链路。)。

查询到Link1(0M)，而LSP10需要CIR为30M，没有空闲资源，需要抢占进入步骤2。

步骤2，对于Link1-1中最低优先级(保持优先级为5)的两条LSP：LSP3(5，30M，Link1-1)、LSP4(5，30M，Link1-1)，首先将LSP4占用的带宽临时设置为“可用”，那么Link1-1成员链路中有30M的可用带宽，满足LSP10建立优先级为4，CIR为30M的条件；再查看其他的成员链路是否满足抢占条件；

对于Link1-2中最低优先级(保持优先级为5)的三条LSP，LSP7(5，10M，Link1-2)、LSP8(5，10M，Link1-2)、LSP9(5，20M，Link1-2)首先将LSP9的带宽临时设置为“可用”，那么Link1-1成员链路中有20M的可用带宽，不满足LSP10建立优先级为4，CIR为30M的条件；继续将LSP8的带宽临时设置为“可用”，那么Link1-2成员链路中有30M的可用带宽，满足LSP10的抢占条件；

比较成员链路Link1-1和Link1-2花费的代价，Link1-1所抢占的LSP数目最少，因此，进入步骤N。

步骤N，抢占调度成功，返回成员链路和被抢占的LSP(s)：

Link1-1(LSP1(1，20M，Link1-1)、LSP2(3，20M，Link1-1)、LSP10(4，30M，Link1-1)、LSP3(5，30M，Link1-1))；

被抢占的LSP4(5，30M，--)加入待处理LSP列表，等待处理。

实施例二

本实施实例描述的是“创建单向LSP经过一个聚合链路时”的链路聚合被抢占的LSP再调度实现过程。

假定本实施例聚合链路目前主要状态信息由如下三组值构成：

1)Link1-1(50M，0M)、Link1-2(50M，10M)；

2)Link1(10M)；

3)LSP1(3，10M，Link1-1)、LSP2(4，20M，Link1-1)、LSP3(4，10M，Link1-1)、LSP4(5，10M，Link1-1)、LSP5(2，20M，Link1-2)、LSP6(3，10M，Link1-2)、LSP7(6，10M，Link1-2)。

现在网络内通过分布式RSVP-TE信令建立LSP8(其建立优先等级为3，CIR为30M)，经过路由计算LSP8需要经过Link1，在采用分布式信令方式建立LSP8的过程中，当LSP信令达到聚合链路端点时，参考图2所示，LSP创建过程中实施链路聚合控制技术功能的步骤流程图如下：

步骤1，LSP8(3，30M，Link1)建立信令达到节点A，根据该信令请求信息，确定LSP需经过链路Link1(也是LSP在本地的出口链路)。

查询到Link1(10M)，而LSP8需要CIR为30M，没有空闲资源，需要抢占进入步骤2。

步骤2，对于Link1-1，最低优先级(保持优先级为5)的一条LSP：LSP4(5，10M，Link1-1)，首先将LSP4占用的带宽临时设置为“可用”，那么Link1-1成员链路中有10M的可用带宽，不满足LSP8的要求；

对于Link1-2中有空闲带宽10M，不满足LSP8的建立条件，最低优先级(保持优先级为6)的一条LSP：LSP7(6，10M，Link1-2)，将LSP7占用的带宽临时设置为“可用”，此时的可用带宽为：空闲带宽10M加上LSP7的未预留带宽10M共20M，仍然没有满足LSP8的条件，其余的LSP最低保持优先级为3，与LSP8的建立优先级相同，因此，成员链路Link1-2并不满足LSP8的抢占条件。

步骤3，对于Link1-1继续下一最低优先级(保持优先级为4)的一条LSP：将LSP2(4，20M，Link1-1)占用LSP2的带宽临时设置为“可用”，那么Link1-1成员链路中共有30M的可用带宽，满足LSP8的条件；另外，还有一种抢占的方法，即再抢占LSP3(4，10M，Link1-1)、LSP2(4，20M，Link1-1)，选取一种代价最小的即第-种，进入步骤N。

步骤N，抢占调度成功，返回成员链路和被抢占的LSP(s)：

Link1-1(LSP1(3，10M，Link1-1)、LSP3(4，10M，Link1-1)、LSP8(3，30M，Link1-1))

被抢占的LSP2(4，20M，--)、LSP4(5，10M，--)加入待处理列表，等待处理。

此后，待处理列表中的LSP又进入到步骤1。具体处理如下：

步骤1，等待处理的LSP2建立优先级为4，CIR为20M，查询到Link1(10M)，没有足够的空闲资源，需要抢占进入步骤2。

步骤2，对于Link1-2中有可用带宽10M，没有满足LSP2的建立条件，最低优先级(保持优先级为6)的一条LSP：LSP7(6，10M，Link1-2)，将LSP7占用的带宽临时设置为“可用”，满足LSP2的条件，所以成员链路Link1-2满足LSP8的条件。

步骤N，抢占调度成功，返回成员链路和被抢占的LSP(s)：

Link1-2(LSP7(2，20M，Link1-2)、LSP6(3，10M，Link1-2)、LSP2(4，20M，Link1-2))；

被抢占的LSP7(6，20M，--)、LSP4(5，10M，--)加入待处理列表，等待处理。

需要说明的是，以上是本发明针对抢占最小LSP数目以及被抢占的LSP重新调度范围描述的可行具体实例，所述实例并非限制本发明专利的保护范围，本发明技术可应用到最小代价(包括在抢占最少LSP数目的前提下抢占最少带宽，抢占优先级和抢占LSP数目权重调整)和重新调度等任何特定技术范围。

此外，上述实施例是针对控制平面层次的聚合链路FF方式进行抢占的处理，其中，对链路资源调度的控制平面的控制的触发条件可以是信令请求、网管配置请求等。至于聚合链路带宽链路调整底层实现过程，以及SE(共享过滤)抢占方式等内容，不再进行详细描述。且上述描述只是对基于优先级的基础上再进行LSP数目改动最小的方法进行详细说明，但是，其他的代价计算也应在本发明保护之内。

从上述方案可以看出：本发明能根据不同成员链路的实际情况，寻找一条被抢占LSP数目最少的成员链路，并且尝试给被抢占的LSP重新调度资源，从而有效实现链路聚合高效可靠性，保证每个LSP的质量要求，在具有流量工程需求的包交换网络中显得十分有用。

此外，本发明实施例中还提供了一种包交换网络中聚合链路的调度装置，该装置主要包括：资源查询模块，和调度处理模块，其中

所述资源查询模块用于，查询并判断每个成员链路是否满足待抢占资源的LSP的抢占条件，并将满足抢占条件的一个或多个成员链路返回给所述调度处理模块；

所述调度处理模块用于，从满足抢占条件的一个或多个成员链路中选择抢占代价最小的作为被抢占的LSP组。

进一步地，所述调度处理模块还用于，选择出所述被抢占的LSP组后，将所述被抢占的LSP组中的LSP加入待抢占资源的LSP队列中；

其中，所述被抢占的LSP组中包括一个或多个LSP。

进一步地，所述资源查询模块用于，在判断每个成员链路是否满足抢占条件时，具体包括：

若该成员链路的最低优先级的LSP等于或者高于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则判定该成员链路不满足抢占条件；

若该成员链路的最低优先级的LSP低于所述当前待抢占资源的LSP的建立优先级，则依次将所述成员链路中最低优先级的LSP至优先级低于当前待抢占资源的LSP的建立优先级的LSP的未预留带宽置为可用，直至置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和大于等于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路满足抢占条件，并向所述调度处理模块返回该成员链路、和/或该成员链路中未预留带宽置为可用的LSP组；如果所述成员链路中所有置为可用的总的未预留带宽与所述成员链路的空闲带宽的总和仍小于所述当前待抢占资源的LSP的承诺带宽，则判定该成员链路不满足抢占条件。

进一步地，所述调度处理模块选择的抢占代价最小的被抢占的LSP组，包括：被抢占的LSP的数目最少；被抢占的LSP的优先级低；或者，抢占时间最短。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。