用于数据传输网络的网络元件的制作方法

本公开总体上涉及数据传输网络中的业务工程“te”。此外，本公开涉及一种用于在数据传输网络中启用区域间业务工程的方法和计算机程序。

背景技术：

其中可获得业务工程“te”的典型数据传输协议和网络配置协议被设计为在互联网协议“ip”网络的单个内部网关协议“igp”区域内操作。其中可获得业务工程的igp协议的示例是具有业务工程“ospf-te”的开放最短路径优先协议、中间系统到具有业务工程的中间系统协议以及路由信息协议版本2“ripv2”。例如，结合传统的非无缝多协议标签交换“mpls”，每个标签交换路径“lsp”在一个单一的自治系统“as”内，并且在这个as内，差异化的服务质量“qos”类别/或服务差异化的业务工程可经由资源预留协议业务工程的“rsvp-te”通道获得。在这种情况下，例如，表示不同qos类别的数据帧可以被定向到各自适合于与该rsvp-te通道相关的qos类别的不同的rsvp-te通道。例如，在数据业务包括表示不同业务类型的部分的情况下，需要qos类别和/或服务差异化的业务工程，其中所述不同业务类型具有与例如端对端传输延迟变化、可允许帧丢失率等相关的不同要求。

然而，当需要数据传输网络的区域之间的qos类别和/或服务差异化业务工程时，情况更具挑战性，所述数据传输网络的区域使得通过这些区域布置rsvp-te通道是复杂甚至不可能的。上述类型的区域例如是ip网络的igp区域和ip网络的自治系统“as”。

例如，结合lsp可以通过许多自治系统到达的无缝mpls“s-mpls”，只有边界网关协议标签单播“bgplu”路径在属于不同自治系统的网络元件之间可获得。由于使用rsvp-te通道的传统方式使业务工程能够实现下一个bgp下一跳，但不能比这更进一步，所以通常不可能以上述传统方式在上述网络元件之间实现qos类别和/或服务差异化业务工程。上述类型的挑战也可以存在于传统的mpls网络中，该网络被划分为区域，使得通过这些区域布置rsvp-te通道是复杂的。因此，需要一种在数据传输网络的区域之间实现qos类别差异化和/或服务差异化的区域间业务工程的技术，这些区域使得通过这些区域布置rsvp-te通道是复杂或甚至不可能的。

技术实现要素：

以下呈现简化的概述，以便提供对各种发明实施例的某些方面的基本理解。概述不是对本发明的广泛综述。它既不旨在识别本发明的关键或重要元素也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式提供了本发明的一些概念，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的前序。

根据本发明，提供了一种在数据传输网络中实现区域间业务工程的新方法。根据本发明的方法包括：

-支持作为利用边界网关协议“bgp”建立的多径负载共享数据路径的区域间数据传输路径，以及

-保持使用属性，所述使用属性表达对于每个所述区域间数据传输路径和对于每个的预定业务类型，所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型，

-识别要转发的数据帧的业务类型，

-至少部分地基于使用属性和数据帧的所识别的业务类型来选择区域间数据传输路径之一，以及

-将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选择的一个区域间数据传输路径。

上述预定业务类型相对于例如传输延迟变化有不同的要求，使得对表示预定业务类型中的第一预定业务类型(即延迟变化关键业务类型)的数据业务所允许的传输延迟变化小于对用于表示预定业务类型中的第二预定业务类型的数据业务所允许的传输延迟变化。

通过上述方法实现的技术效果是可以利用bgp负载共享多径数据路径来实现在数据传输网络的这些区域之间的qos类别和/或服务差异化业务工程，所述数据传输网络的这些区域例如是互联网协议“ip”网络的自治系统“as”，尽管布置资源预留协议业务工程“rsvp-te”通道是复杂或甚至不可能的。例如，可以基于例如在区域间数据传输路径之间共享的数据业务的数据帧的qos类别来控制在区域间数据传输路径之间的负载共享。因此，在这个示例性和非限制性的情况下，负载共享功能用于实现qos类别差异化业务工程。bgp的细节可以从例如对互联网工程任务组“ietf”的评述“rfc”文档的以下请求找到：rfc1771和rfc4271边界网关协议4“bgp-4”；以及，rfc3107，其携带bgp-4中的标签信息。

根据本发明，还提供了一种用于数据传输网络的新网络元件。例如，网络元件可以是互联网协议“ip”路由器、多协议标签交换“mpls”交换机、分组光交换机和/或以太网交换机。根据本发明的网络元件包括：数据传输接口，所述数据传输接口用于将数据传送到数据传输网络并用于从数据传输网络接收数据；以及处理系统，所述处理系统被适配来：

-支持作为利用边界网关协议“bgp”建立的多径负载共享数据路径的区域间数据传输路径，以及

-保持使用属性，所述使用属性表达对于每个所述区域间数据传输路径和对于每个的预定业务类型，所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型，

-识别要转发的数据帧的业务类型，

-至少部分地基于使用属性和数据帧的所识别的业务类型来选择区域间数据传输路径之一，以及

-控制数据传输接口将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选择的一个区域间数据传输路径。

根据本发明，还提供了一种用于在数据传输网络中启用区域间业务工程的新的计算机程序。根据本发明的计算机程序包括用于控制数据传输网络的网络元件的可编程处理系统的计算机可执行指令，以：

-支持作为利用边界网关协议“bgp”建立的多径负载共享数据路径的区域间数据传输路径，以及

-保持使用属性，所述使用属性表达对于每个所述区域间数据传输路径和对于每个的预定业务类型，所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型，

-识别要转发的数据帧的业务类型，

-至少部分地基于使用属性和数据帧的所识别的业务类型来选择区域间数据传输路径之一，以及

-控制网络元件的数据传输接口将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选择的一个区域间数据传输路径。

根据本发明，还提供了一种新的计算机程序产品。计算机程序产品包括非易失性计算机可读介质，例如，用根据本发明的计算机程序编码的光盘“cd”。

在所附的从属权利要求中描述了本发明的多个示例性和非限制性实施例。

从结合附图阅读的具体示例性实施例的以下描述中，将最好地理解本发明的各种示例性和非限制性实施例以及结构和操作方法及其附加目的和优点。

在本文档中使用动词“包括(tocomprise)”和“包括(toinclude)”作为公开的限制，其既不排除也不需要也未列举的特征的存在。在伴随的从属权利要求中列举的特征可相互自由组合，除非另有明确说明。此外，应当理解，在整个本文档中使用“一(a)”或“一个(an)”(即单数形式)的使用不排除多个。

附图说明

以下参考附图更详细地解释本发明的示例性和非限制性实施例及其优点，其中：

图1示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的包括至少一个网络元件的示例性数据传输网络的示意图，

图2示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的网络元件的示意图，

图3示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的用于在数据传输网络中实现区域间业务工程的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了示例性数据传输网络100的示意图。数据传输网络包括网络元件101、102、103、104、105、106、107和108。网络元件101至108与如图1所示的数据传输链路相互互连。网络元件102用作到外部网络199的网关，外部网络199可以是例如全球互联网。网络元件中的每一个可以是例如互联网协议“ip”路由器、多协议标签交换“mpls”节点、分组光交换机和/或以太网交换机。每个网络元件可以由单个装置或多个装置的组合组成。在这种示例性的情况下，网络元件101和102属于区域115，网络元件104、106、107和108属于区域116，网络元件103和105属于区域119，并且子网109属于区域117。子网109可以是单个网络元件或包括多个互连网络元件的实体。数据传输网络100的上述区域115、116、117和119可以是例如内部网关协议“igp”区域。每个igp区域可以是例如ip网络自治系统“as”或as的一部分。示例性数据传输网络100进一步包括属于除了上述区域115、116、117和119之外的区域的网络元件118。此外，示例性数据传输网络100可以包括在图1中未示出的其他网络元件和/或数据传输链路。

在不限制一般性而仅仅是为了说明的目的的情况下，我们考虑区域间数据传输路径111、112和113，它们是利用边界网关协议“bgp”建立的多径负载共享数据路径。在图1中，借助虚线箭头示出了区域间数据传输路径。数据传输路径111经由网络元件108、106和107从网络元件101延伸到子网109，数据传输路径112经由网络元件104和107从网络元件101延伸到子网109，并且数据传送路径113经由网络元件102、103、105从网络元件101延伸到子网109。

在不限制一般性并且仅用于说明的目的的情况下，我们考虑网络元件101的操作，存在从网络元件101到子网109的上述三个不同的区域间数据传送路径111、112和113。在这个示例性的情况下，我们假定网络元件108已经向网络元件101通告网络元件108提供对子网109的访问，网络元件104已经向网络元件101通告网络元件104提供对子网109的访问，并且网络元件102已经向网络元件101通告网络元件102提供对子网109的访问。因此，网络元件101知道存在到由子网109表示的目的地的三个可能数据传输路径。

网络元件101被适配来支持上述的区域间数据传输路径111至113，并且保持使用属性，该使用属性对于区域间数据传输路径111至113中的每个并且对于每个预定业务类型表达所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型。预定业务类型相对于例如传输延迟变化具有不同的要求，使得对于表示预定业务类型中的第一预定业务类型(即，延迟变化关键业务类型)的数据业务所允许的传输延迟变化小于允许对表示第二预定业务类型的数据业务允许的传输延迟变化。可以借助于例如数据传输延迟的标准偏差或方差来表达延迟变化。预定业务类型可以表示例如不同的服务质量“qos”类别和/或不同的服务，诸如，互联网语音协议“voip”和超文本传输协议“http”。网络元件101识别要转发到子网109的数据帧的业务类型。所识别的业务类型是预定业务类型之一，并且可以基于数据帧的服务质量“qos”类别和/或被提供有包括数据帧的数据业务的服务来确定数据帧的业务类型。网络元件101基于上述使用属性和数据帧的所识别的业务类型，选择区域间数据传输路径111至113之一，并将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选择的一个区域间数据传输路径。还有可能的是，对于一个或多个业务类型，存在为单个业务类型分配的两个或更多个区域间数据传输路径的聚组。在这个示例性情况下，标准bgp负载共享过程可以用于在已经基于使用属性和要转发的数据帧的所识别的业务类型选择所述聚组后，从区域间数据传输路径的聚组选择区域间数据传输路径。bgp负载共享过程可以基于例如被定向到数据帧的散列函数，并且可以基于散列函数的结果从上述聚组中选择区域间数据传输路径。因此，在本示例性情况下，基于使用属性、数据帧的所识别的业务类型和散列函数的结果来选择区域间数据传输路径。也可以代替或补充散列函数的结果，在区域间数据传输路径的选择中，除了使用属性和所识别的业务类型之外，使用一些其它信息。

在示例性和非限制性情况下，通过策略配置数据确定上述使用属性。网络元件101可以例如从网络管理系统“nms”接收策略配置数据。在图1中，网络管理系统被描绘为具有网络元件110和用户界面114。策略配置数据也可能例如由维修人员本地加载到网络元件。策略数据可以包括例如许可由每个区域间数据传输路径111至113服务的业务类型的列表。在不限制一般性并且仅用于说明的目的的情况下，我们考虑一个示例性情况，其中策略配置数据指示，只有属于加速转发“ef”qos类别的数据帧(即ef数据帧)被许可由区域间数据传输路径111服务，只有属于保证转发“af”qos类别的数据帧(即af数据帧)被许可由区域间数据传输路径112服务，并且只有属于最佳努力“be”qos类别的数据帧(即be数据帧)被许可由区域间数据传输路径113服务。在该示例性的情况下，使用属性表达将区域间数据传输路径111用于ef数据帧，将区域间数据传输路径112用于af数据帧，并且将区域间数据传输路径113用于be数据帧。在许多情况下，上述afqos类别包括子类型af1、af2、af3和af4，并且可以为每个子类型或子类型的预定聚合分开区域间数据传输路径。上述qos类别ef和af除其他外，在“internet”工程任务组“ietf”的以下请求评述“rfc”文档中被定义：rfc2597，保证转发“af”每跳动作“phb”组；rfc3246，加速转发“ef”phb；和rfc3247，efphb新定义的补充信息。上述beqos类别意味着数据传输网络不提供递送数据或者给予用户有保证的服务质量水平或特定优先级的任何保证。表示beqos类别的数据业务取决于当前业务负载获得尽力而为的服务，这意味着它获得未指定的可变比特率和递送时间。

有利地，只有在使用属性表达利用数据传输路径111至113的一个或多个服务预定业务类型中的至少一些预定业务类型的情况下，网络元件101被允许将对子网109的可达性通告给一个或多个其他网络元件，即，数据传输路径包括可用于业务类型中的每个预定业务类型的至少一个数据传输路径。例如，仅在数据传输路径111至113包括可用于qos类别ef、af和be中的每一个的至少一个数据传输路径的情况下，网络元件101可以被适配来向网络元件118通告对子网109的可达性。在上述示例的情况下，当数据传输路径111可用于efqos类别时，数据传输路径112可用于afqos类别，并且数据传输路径113可用于beqos类别，允许网络元件101向网络元件118通告对子网109的可达性。在其中假定数据传输路径111至113都不可用于例如在afqos类别的另一个示例情况中，由于标准bgp不具有下述机制，所以不允许网络元件101向网络元件118通告对子网109的可达性，该机制用于通知网络元件118只有ef和be但不是af数据帧将被转发到网络元件101，并且网络元件101可以构成到af数据帧的不期望的死端(dead-end)。

在示例性和非限制性情况下，网络元件101被适配来将区域间数据传输路径111至113的性质与和预定业务类型相关的类型特定要求进行比较，以便确定其中一个或多个区域间数据传输路径例如针对不同的qos类别和/或针对不同的服务符合每个预定业务类型。可以例如通过在网络元件处接收到的策略配置数据来表达类型特定的要求。例如，当建立区域间数据传输路径111至113时，可以获得与区域间数据传输路径111至113的性质有关的信息。网络元件101被适配来基于区域间数据传输路径111至113的性质与类型特定要求之间的比较的结果确定使用属性。此外，策略配置数据可能包含在确定使用属性时要考虑的附加要求。可以例如使用以下各项定义区域间数据传输路径111至113的性质：由区域间数据传输路径引起的数据传输延迟变化的估计；和/或通过区域间数据传输路径的最大可用数据传输速率(比特/秒)；和/或区域间数据传输路径上可用的缓冲容量；和/或用于实现区域间数据传输路径的一个或多个网络技术；和/或区域间数据传输路径的测量的数据帧丢失率；和/或区域间数据传输路径的测量误比特率。网络技术的示例是时分复用“tdm”，其适用于延迟变化关键数据业务，诸如，电话服务和以太网，其适用于非延迟变化关键数据业务，诸如，例如web浏览。

在不限制一般性并仅仅是为了说明的目的的情况下，我们考虑一个示例性和非限制性情况，其中上述策略配置数据包括：第一准则，其要求ef数据帧的数据传输延迟变化的标准偏差必须小于d1ms；第二准则，其要求af数据帧可用的数据传输速率必须至少为r1比特/秒；第三准则，其要求af数据帧和be数据帧不被定向到用于ef数据帧的数据传输路径；以及，第四准则，其要求be数据帧不被定向到用于af数据帧的数据传输路径。在这个示例性情况中，我们假设由数据传输路径111导致的数据传输延迟变化的标准偏差小于上述d1ms，并且数据传输路径112和113的数据传输延迟变化的标准偏差都大于d1ms。此外，我们假设通过数据传输路径111的最大可用数据传输速率小于上述r1比特/秒，通过数据传输路径112的最大可用数据传输速率大于r1比特/秒，并且通过数据传输路径113的最大可用数据传输速率小于r1比特/秒。在这个示例性情况中，将使用属性设置为表达将数据传输路径111用于ef数据帧，将数据传输路径112用于af数据帧，将数据传输路径113用于be数据帧。

图2示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的网络元件201的示意图。例如，网络元件可以是互联网协议“ip”路由器、多协议标签交换“mpls”交换机、分组光交换机和/或以太网交换机。网络元件201包括用于接收数据和传送数据的数据传输接口220。数据传输接口220包括传入(ingress)端口222和224以及传出(egress)端口223和225，用于经由数据传输链路连接到数据传输网络的其他元件。在图2中，利用云200描绘了网络元件201之外的数据传输网络的元件。网络元件包括处理系统221，其被适配来支持区域间数据传输路径，区域间数据传输路径是利用边界网关协议“bgp”建立的多径负载共享数据路径，并且它们提供对于目的地209的可达性。通常，处理系统221被适配来运行用于建立区域间数据传输路径的边界网关协议“bgp”。原则上，用于建立区域间数据传输路径的协议也可以在被适配来配置网络元件201的另一网络元件中运行。

处理系统221被适配来保持使用属性，使用属性表达对于每个区域间数据传输路径和对于每个的预定业务类型，所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型。当存在要递送到目的地209的数据帧时，处理系统221识别数据帧的业务类型，至少部分地基于使用属性和识别的业务类型来选择区域间数据传输路径之一，并且控制数据传输接口220将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选择的一个区域间数据传输路径。

在根据本发明的示例性和非限制性实施例的网络元件中，处理系统221被适配来控制数据传输接口220，以仅在其中使用属性表达使用一个或多个区域间数据传输路径来服务于业务类型中的至少一些预定业务类型的情况下向一个或多个其他网络元件218通告目的地209的可达性。

在根据本发明的示例性和非限制性实施例的网络元件中，处理系统221被适配来基于以下至少一个来识别要转发的数据帧的业务类型：i)数据帧的服务质量类别，ii)被提供包括数据帧的数据业务的服务。在根据本发明的示例性和非限制性实施例的网络元件中，数据帧的业务类型是数据帧的服务质量类别。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的网络元件被适配来根据在网络元件处(例如，从数据传输网络的网络管理系统“nms”)接收的策略数据来设置使用属性。策略数据可以包括例如许可由区域间数据传输路径中的每一个服务的业务类型的列表。在该示例的情况下，网络元件被适配来将使用属性设置为与上述列表相对应。

根据本发明的另一示例性和非限制性实施例的网络元件被适配来根据在网络元件处接收到的策略数据、区域间数据传输路径的性质以及与预定业务类型相关的类型特定需求来设置使用属性。类型特定的要求可以是例如与不同服务质量“qos”类别和/或不同服务相关的要求。在该示例性情况下，处理系统221被适配来将区域间数据传输路径的性质与类型特定要求进行比较，以便确定区域间数据传输路径中的哪一个或多个符合每个预定业务类型。例如，用以下的一个或多个来定义区域间数据传输路径的性质：a)由区域间数据传输路径引起的传输延迟变化的估计，b)通过区域间数据传输路径的最大可用数据传输速率，c)在区域间数据传输路径上可用的缓冲容量，d)用于实现区域间数据传输路径的一种或多种网络技术，e)区域间数据传输路径的数据帧丢失率，和/或f)区域间数据传输路径的误比特率。

网络元件201的处理系统221可以用一个或多个处理器电路实现，每个处理器电路可以是：被提供有适当软件的可编程处理器电路；专用硬件处理器，诸如例如专用集成电路“asic”；或可配置的硬件处理器，诸如例如现场可编程门阵列“fpga”。

图3示出了根据本发明的示例性和非限制性实施例的用于在数据传输网络中实现区域间业务工程的方法的流程图。该方法包括以下动作：

-动作301：支持作为使用边界网关协议“bgp”建立的多路径负载共享数据路径的区域间数据传输路径，

-动作302：保持使用属性，使用属性表达对于每个区域间数据传输路径和对于每个的预定业务类型，所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型，

-动作303：识别要转发的数据帧的业务类型，

-动作304：至少部分地基于使用属性和数据帧的所识别的业务类型来选择区域间数据传输路径之一，以及

-动作305：将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选定的一个区域间数据传输路径。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法包括仅在其中使用属性表示使用一个或多个区域间数据传输路径来服务于业务类型中的至少一些预定业务类型的情况下向一个或多个其他网络元件通告经由区域间数据传输路径可到达的目的地的可达性。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法包括基于以下至少一个来识别数据帧的业务类型：i)数据帧的服务质量“qos”类别，ii)被提供包括数据帧的数据业务的服务。

在根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法中，数据帧的业务类型是数据帧的服务质量类别。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法包括运行边界网关协议“bgp”以建立区域间数据传输路径。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的方法包括至少部分地根据从数据传送网络(例如，从数据传输网络的网络管理系统“nms”)接收的策略数据来设置使用属性。

策略数据可以包括许可由区域间数据传输路径中的每一个服务的业务类型的列表。在这个示例性情况下，该方法包括将使用属性设置为与所述列表相对应。

在根据本发明的另一示例性和非限制性实施例的方法中，根据从数据传送网络接收的策略数据、区域间数据传输路径的性质和与预定业务类型相关的类型特定的要求设置使用属性。类型特定的要求可以是例如与不同服务质量“qos”类别和/或不同服务相关的要求。在该示例性情况下，该方法包括将区域间数据传输路径的性质与类型特定要求进行比较，以便确定区域间数据传输路径的哪一个或多个符合每个预定业务类型的资格。例如，用以下的一个或多个来定义区域间数据传输路径的性质：a)由区域间数据传输路径引起的传输延迟变化的估计，b)通过区域间数据传输路径的最大可用数据传输速率，c)在区域间数据传输路径上可用的缓冲容量，d)用于实现区域间数据传输路径的一种或多种网络技术，e)区域间数据传输路径的数据帧丢失率，和/或f)区域间数据传输路径的误比特率。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的计算机程序包括用于控制可编程处理系统以执行与根据本发明的上述示例性实施例中的任一个的方法相关的动作的计算机可执行指令。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的计算机程序包括用于启用数据传输网络中的区域间业务的软件模块。软件模块包括用于控制数据传输网络的网络元件的可编程处理系统的计算机可执行指令，以：

-支持作为使用边界网关协议“bgp”建立的多路径负载共享数据路径的区域间数据传输路径内，

-保持使用属性，使用属性表达对于每个区域间数据传输路径和对于每个的预定业务类型，所考虑的区域间数据传输路径是否用于服务于所考虑的业务类型，

-识别要转发的数据帧的业务类型，

-至少部分地基于数据帧的使用属性和所识别的业务类型来选择区域间数据传输路径之一，以及

-控制网络元件的数据传输接口将数据帧转发到区域间数据传输路径中所选择的一个区域间数据传输路径。

根据本发明的示例性和非限制性实施例的计算机程序进一步包括用于控制可编程处理系统的软件模块，以控制数据传输接口，以仅在其中使用属性表示使用一个或多个区域间数据传输路径来服务于业务类型中的至少一些预定业务类型的情况下向一个或多个其他网络元件通告经由区域间数据传输路径可到达的目的地的可达性。

软件模块可以是例如使用合适的编程语言和利用适用于编程语言和所考虑的编程处理系统的编译器实现的子例程或功能。值得注意的是，与适合的编程语言相对应的源代码表示计算机可执行软件模块，因为源代码包含用于控制可编程处理系统执行上述动作以及编译仅改变信息格式所需的信息。此外，也可能可编程处理系统具有解释器，使得在运行之前不需要编译用适当的编程语言实现的源代码。

根据本发明的示例性实施例的计算机程序产品包括用根据本发明的示例性实施例的计算机程序编码的计算机可读介质，例如，光盘“cd”。

根据本发明的示例性实施例的信号被编码以携带定义根据本发明的示例性实施例的计算机程序的信息。

上面给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。