CN101860769A - 一种ip与光融合的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IP与光融合的方法、装置和系统，其中，方法包括以下步骤：向光网络设备发送建立用户网络接口的请求；接收所述光网络设备返回的通用多协议标签交换标签；将所述通用多协议标签交换标签转化为所述以太网子接口的虚拟局域网标识，并用所述以太网子接口进行通信。通过将通用多协议标签交换标签转化为建立的以太网子接口的虚拟局域网ID，使得普通的因特网/多协议标签交换能应用于通用多协议标签交换用户网络接口，实现IP和光的融合。

Description

一种IP与光融合的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种IP与光融合的方法、装置和系统。

背景技术

GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching，通用多协议标签交换)原型基础是MPLS(Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换)。MPLS的工作原理是：当数据分组到达MPLS网络的入口LSR(Label Switch Router，标签交换路由器)，入口LSR通过分析数据分组的信息头来决定该分组属于哪个FEC(forwarding equivalence class，转发等价类)，FEC使一些具有某些共性的数据流进行集合，这些数据在转发过程中被LSR以相同的方式进行处理，然后查找转发表，将一个与该FEC相关联的标签加在数据分组前。后继的LSR不需要再查找IP分组头，只需要根据数据分组的标签来做交换，即可决定其转发出口，在转发前将新的标签取代旧的标签，然后转发到下一个LSR。当数据分组到达出口LSR时，出口LSR将标签从数据分组中去掉，又按照传统的IP转发方式对数据分组进行转发。

MPLS技术主要针对分组交换，无法支持时分复用TDM交换、波分复用交换。为了能适应智能光网络动态地提供网络资源和传送信令的要求，需要对传统的MPLS进行扩展和更新。GMPLS正是MPLS向光网络扩展的产物，它可以支持分组交换、时分交换、波长交换和光纤交换。在GMPLS这种控制协议的作用下，光网络设备可以根据网管输入的业务需求或者其它设备(如路由器)传入的业务请求信息，自动收集光通路资源、计算合理的光路径、按照要求快速建立光传输路径，这样，大大提供了光网络设备在业务部署、业务调整、业务保障方面的能力。

为了将GMPLS运用到光网络中，就需要路由设备，主要是路由器设备支持GMPLS。光传输路径用来承载由路由设备(如路由器)发出的业务数据报文，如果路由器可以支持GMPLS，路由器和光网络设备就可以实现控制层面的交互。

现在解决这种问题采取如下方法，按照路由器的要求，主要是根据路由器发送的请求消息中携带的目的地址、带宽、QOS参数等信息，建立一条双向的通用多协议标签交换用户网络接口GMPLS UNI隧道，这条隧道的起点是源路由器、终点是目的路由器。

这条GMPLS UNI隧道成功建立之后，对于路由网络内的路由器，在IP/MPLS的控制层面做相应的改造就可以使用这条GMPLS UNI隧道参与路由计算和MPLS隧道的路径选择，这样现有的IP/MPLS业务就可以布置在这条GMPLS UNI隧道上了，源路由器需要以FA(Forwarding Adjacency，转发邻接)的方式将这条隧道发布给路由网络内的其它路由器。

在转发层面，查找包含GMPLS UNI隧道的转发表，可以实现IP/MPLS OVERGMPLS UNI隧道的转发，最终从源路由器发出的报文将带上一层GMPLS UNI隧道特有的标签。

这种处理方法需要将GMPLS UNI隧道以FA的方式发布出去，即需要将建立的隧道发布给邻居设备，同时需要在转发层面要多封装一层标签，路由器也需要作相应的修改，转发性能也将受到影响。

发明内容

本发明提供一种IP和光融合的方法、装置和系统，用于实现将IP/MPLS业务运行于光网络上，以实现IP和光的融合。

本发明的一个实施例提供一种IP和光融合的方法，包括以下步骤：

接收到来自第一路由设备的建立用户网络接口的请求消息后，与第二光设备建立光通道，为所述光通道分配通用多协议标签交换标签；

通过第二光设备向第二路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的路由消息，以使得所述第二路由设备设置第二路由设备上的第二以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签；

接收来自第二路由设备的第一消息，向所述第一路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的第二消息，以使得所述第一路由设备设置第一路由设备上的第一以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签。

本发明的一个实施例提供一种路由设备，包括：

发送单元，用于向光设备发送建立用户网络接口的请求消息；

接收单元，用于接收所述光设备返回的确认消息，所述确认消息包括通用多协议标签交换标签；

所述处理单元，用于设置本路由设备上的以太网子接口的虚拟局域网标识为所述接收单元收到的通用多协议标签交换标签。

本发明的一个实施例提供一种光设备，包括：

接收单元，接收第一路由设备的建立用户网络接口的请求消息，以及接收第二路由设备的第一确认消息；

光通道建立单元，根据接收单元收到的请求消息在所述光设备和第二光设备之间建立光通道，并为所述光通道分配通用多协议标签交换标签；

发送单元，向第二路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的路由消息，使得第二路由设备设置第二路由设备上的第二以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签，向第一路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的第二消息，使得第一路由设备设置第一路由设备上的第一以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签。

本发明的一个实施例提供一种实现IP和光融合的系统，包括第一路由设备、第二路由设备、第一光设备和第二光设备，其中，第一路由设备和第一光设备相连，第二路由设备和第二光设备相连，第一路由设备包括第一以太网子接口，第二路由设备包括第二以太网子接口，

第一路由设备，向第一光设备发送建立用户网络接口的请求消息；

接收第一光设备发送的包含通用多协议标签交换标签的第二消息，设置第一以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签；第一光设备，接收第一路由设备的请求消息，根据请求消息在第一光设备和第二光设备之间建立光通道，为所述光通道分配通用多协议标签交换标签，通过第二光设备向第二路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的路由消息；

接收第二路由设备的第一确认消息，并向第一路由设备发送包含通用多协议标签交换标签的第二确认消息；

第二路由设备，收到第二光设备转发的路由消息后，设置第二以太网子接口的虚拟局域网标识为通用多协议标签交换标签，通过第二光设备向第一光设备发送第一消息。

本发明实施例所提供的技术方案具有如下优点：

将通用多协议标签交换用户网络接口标签作为以太网子接口的虚拟局域网标识，这样，现有的IP/MPLS业务走已有的以太网子接口流程，控制层面不作任何改造就可以将IP/MPLS业务运行于通用多协议标签交换用户网络接口上。在消息转发层面，也不需要另外借助通用多协议标签交换用户网络接口转发表，采用现有的以太网子接口的转发流程就可以在通用多协议标签交换用户网络接口上实现IP/MPLS业务，不影响转发性能。

附图说明

图1为本发明提供的IP和光融合的系统框架图；

图2为本发明提供的IP和光融合方法交互图；

图3为本发明提供的路由设备示意图；

图4为本发明提供的光设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行清楚、完整的说明：

本发明一个实施例提供一种实现IP和光融合的系统，如图1所示，包括：第一路由设备10、第二路由设备20、第一光设备22和第二光设备23，其中，第一路由设备10和第一光设备22相连，第二光设备23和第二路由设备20相连。

在第一路由设备10上建立一个第一以太网子接口，建立的第一以太网子接口派生于第一路由设备10上的以太网接口，与以太网接口的关系是父与子的关系，建立的第一以太网子接口没有配置虚拟局域网标识VLAN ID，支持通用多协议标签交换用户网络接口GMPLS UNI协议。该过程可以由用户在第一路由设备10上建立，也可以由第一路由设备10自动建立，本发明的一个实施例中，第一路由设备通过对流量的监测，发现负荷偏高时自动建立第一以太网子接口。

第一路由设备10向第一光设备22发送请求建立UNI的请求消息，该请求消息可以是现有的路由消息，该请求消息包括Session、ERO对象，其中Session的内容包括第一路由设备10和第二路由设备20的位置呼叫筛选LSR(LabelSwitch Router)ID，ERO的内容包括第一光设备22的入接口IP地址、第二光设备23的出接口IP地址、路由设备的入接口IP地址以及业务的优先级别等。

请求消息中还包括标签label1，该标签为第一路由设备10建议第一光设备22给即将建立的光通道分配的GMPLS标签。

第一光设备22收到第一路由设备10的请求消息后，对请求消息进行解析以获取请求消息中的地址信息，根据地址信息，在第一光设备22和第二光设备23之间建立一条双向的LSP(Label Switch Path)光通道，建立LSP的过程可参照现有的流程。

第一光设备22为建立的光通道分配GMPLS标签label2，本发明的另一个实施例中，第一光设备22将label1当作光通道的GMPLS标签。

第一光设备22通过第二光设备23向第二路由设备20发送路由消息，该路由消息包括标签label2。

第二路由设备20收到该路由消息后，自动建立一个第二以太网子接口，该第二以太网子接口派生于第二路由设备20上的以太网接口，没有配置VLANID，且支持GMPLS UNI协议。第二路由设备20设置第二以太网子接口的VLANID为label2，如果转换成功，则将第二以太网子接口的状态转变为上线UP。

如果第二路由设备20上已经存在没有配置VLAN ID且支持GMPLS UNI协议的第二以太网子接口，那么第二路由设备20收到路由消息后，优选不另外建立第二以太网子接口。第二路由设备20设置第二以太网子接口的VLAN ID为label2，如果转换成功，则将第二以太网子接口的状态转变为UP。

第二路由设备20解析来自第二光设备23的路由消息，获取地址信息，根据地址信息，通过第二光设备23向第一光设备22发送第一消息，第一消息优选现有的Recv消息。

第一光设备22收到第一消息后，将label2包含在第一消息中生成第二消息，将第二消息发送给第一路由设备10，第二消息优选现有的Recv消息。

第一路由设备10收到第二消息后，对第二消息进行解析，设置第一以太网子接口的VLAN ID为第二消息中的label2，如果这个转换过程成功，那么第一路由设备10将第一以太网子接口的状态转变为UP，否则为下线DOWN。

经过上述过程后，第一路由设备10就可以用第一以太网子接口和第二路由设备20通信了。

如果第一光设备22和第二光设备23之间建立的LSP出现故障状态变成DOWN，将触发第一以太网子接口、第二以太网子接口的状态变成DOWN，第一路由设备10和第二路由设备20需要进行重新路由查找，路由查找过程可参照现有流程。

如果建立的LSP的状态为DOWN，第一光设备22将恢复这条光通道，如果恢复成功，触发第一以太网子接口、第二以太网子接口的状态变成UP，否则，第一以太网子接口、第二以太网子接口的状态一直是DOWN。

本发明一个实施例提供一种IP和光融合的方法，该方法通过扩展以太网接口，本实施例中的扩展方法优选派生，即在以太网接口的基础上，派生一个以太网子接口，将以太网子接口和GMPLS UNI协议结合起来，在不影响现有转发业务前提下实现IP和光的融合，如图2所示，包括以下步骤：

210，接收来自第一路由设备10的建立UNI的请求消息。

在第一路由设备10上建立第一以太网子接口，第一以太网子接口派生于第一路由设备10上的以太网接口，该第一以太网子接口未配置VLAN ID，支持GMPLS UNI协议。本发明的一个实施例中，第一路由设备10通过对流量的监测，发现负荷偏高自动建立第一以太网子接口。本发明的另一个实施例中，用户在第一路由设备10上配置第一以太网子接口。

第一路由设备10向第一光设备22发送建立UNI的请求消息，该请求消息包括Session、ERO对象，其中Session的内容包括第一路由设备10和第二路由设备20的位置呼叫筛选LSR(Label Switch Router)ID，ERO的内容包括第一光设备22的入接口IP地址、第二光设备23的出接口IP地址、第二路由设备20的入接口IP地址以及业务的优先级别等。

请求消息中还包括标签label1，该标签为第一路由设备10建议第一光设备22给即将建立的光通道分配的GMPLS标签。

220，第一光设备22与第二光设备23建立双向的光通道。

接收到来自第一路由设备10的请求消息后，对请求消息进行解析，获取请求消息中的地址信息，根据地址信息与第二光设备23建立一条双向的标签交换路径LSP(Label Switch Path)，即光网络虚连接，这个过程可以参照现有的流程。

第一光设备22为建立的LSP分配GMPLS标签label2，label2用于标识建立的LSP，本发明的另一个实施例中，第一光设备22将label1当作LSP的GMPLS标签。

230，第一光设备22向第二光设备23发送路由Path消息。

第一光设备22向光设备23发送Path消息，该Path消息中包含label2、第二光设备23的出接口IP地址、第二路由设备20的入接口IP地址以及业务的优先级别等。

240，第二光设备23收到来自第一光设备的Path消息后，将Path消息转发给第二路由设备20。

250，第二路由设备20向第二光设备23发送第一消息。

第二路由设备20收到来自第二光设备23的Path消息后，执行建立反向隧道接口的过程，包括：

在第二路由设备20上建立第二以太网子接口，第二以太网子接口派生于第二路由设备20上的以太网接口，未分配VLAN ID，且支持GMPLS UNI协议。如果第二路由设备20上已经存在未分配VLAN ID、支持GMPLS UNI协议的以太网子接口，那么在收到Path消息后，优选不另外再建立。

设置第二以太网子接口的VLAN ID为label2。如果将label2转换成第二以太网子接口的VLAN ID成功，则将第二以太网子接口的状态转变成UP，根据Path消息中的地址信息向第二光设备23发送第一消息，第一消息优选现有的Recv消息；否则，将第二以太网子接口的状态转变成DOWN。

260，第二光设备23将来自第二路由设备20的第一消息转发给第一光设备22。

270，第一光设备22收到来自第二光设备23的第一消息后，将label2包含在第一消息中生成第二消息，将第二消息发送给第一路由设备10，第二消息优选现有的Recv消息。

第一路由设备10收到来自第一光设备22的第二消息后，获取第二消息中的label2，设置第一以太网子接口的VLAN ID为label2，如果这个过程成功，则将第一以太网子接口的状态转变为UP，否则，第一以太网子接口的状态为DOWN。

如果第一光设备22建立的光通道出现故障而变成DOWN，会触发第一以太网子接口、第二以太网子接口的状态变成DOWN。

建立的光通道一旦出现故障，第一光设备22会重新协商、恢复，如果一直恢复不了，则第一以太网子接口、第二以太网子接口的状态一直为DOWN。

如果第一以太网子接口的状态为DOWN，那么第一路由设备10需要进行重新路由查找；如果第二以太网子接口的状态为DOWN，那么第二路由设备20需要进行重新路由查找。

当第一路由设备10上的第一以太网子接口的状态变成UP后，在第一路由设备10的控制层面，根据现有的流程将第一以太网子接口发布给MPLS控制模块，此时，这个和GMPLS UNI隧道绑定的第一以太网子接口就可以和普通以太网接口一样使用，第一路由设备10的子接口控制模块向路由模块报告接口UP事件，第一以太网子接口上的路由配置(如IP地址)、MPLS配置就会生效，路由模块就会将第一以太网子接口在路由层面发布，之后第一以太网子接口就可以被路由选中，作为转发的一跳；也可能被MPLS模块选中，作为MPLS隧道的一跳，具体可以参照现有流程。

以上请求建立UNI的过程还可以应用在第二路由设备20上，其执行过程和第一路由设备10类似。

该实施例所提供的方法不影响现有的业务，通过将GMPLS UNI标签转化为以太网子接口的VLAN ID，使得该以太网子接口和普通的以太网接口一样使用；在转发层面，完全按照已有的以太网子接口的转发流程来执行，特殊之处是第一路由设备10发出的数据报文带的VLAN ID是由GMPLS标签转化而来的，第二路由设备20收到的数据报文所带的VLANID也是由GMPLS标签转化而来的。

本发明一个实施例提供一种路由设备，如图3所示，所提供的路由设备300包括：接口建立单元31、发送单元32、接收单元33、状态转换单元34和处理单元35，

接口建立单元31，用于建立以太网子接口，建立的以太网子接口未分配VLAN ID且支持GMPLS UNI协议，如果建立以太网子接口成功，则通知发送单元32向与路由设备300相连的第一光设备发送建立UNI的请求；

如果路由设备300上已经由用户配置了未分配VLAN ID且支持GMPLSUNI协议的以太网子接口，则接口建立单元31不需要另外再建立所述以太网子接口。

发送单元32，用于向与路由设备300相连的第一光设备发送建立UNI的请求消息，包括Session、ERO对象，其中Session的内容包括路由设备300和第二路由设备的位置呼叫筛选LSR(Label Switch Router)ID，ERO的内容包括与路由设备300相连的第一光设备的入接口IP地址、与第二路由设备相连的第二光设备的出接口IP地址、路由设备300的入接口IP地址以及业务的优先级别等。

发送单元32发送给第一光设备的请求消息还包括label1，label1为路由设备300建议第一光设备为即将建立的LSP分配的GMPLS标签。

第一光设备在收到路由设备300发送的请求消息后，会与第二光设备建立一条双向的LSP隧道，如果建立成功，第一光设备会给所述LSP分配GMPLS标签label2，其中，第二光设备和第二路由设备相连。

接收单元33，用于接收来自所述第一光设备的消息，所述消息包括label2；

处理单元35，用于设置所述接口建立单元建立的以太网子接口的VLAN ID为接收单元33收到的GMPLS标签label2；

状态转换单元34，用于设置所述以太网子接口的状态，当所述设置单元成功设置所述以太网子接口的VLAN ID为label2时，所述状态转换单元将所述以太网子接口的状态设置为UP，否则，将所述以太网子接口的状态设置为DOWN。

当光设备建立的LSP隧道因为故障状态变成DOWN时，状态转换单元34将上述以太网子接口的状态变成DOWN，此时处理单元35还用于重新进行路由查找。

本实施例所提供的路由设备既能完成普通的IP/MPLS业务，又能将IP和光进行融合，将IP/MPLS应用到GMPLS UNI上，在这个应用过程中，不需要对现有的转发流程进行改变。

本发明一个实施例提供一种光设备，如图4所示，所提供的光设备400包括：接收单元41、光通道建立单元43、发送单元42、状态转换单元45，

接收单元41，接收来自第一路由设备的建立UNI的请求消息，以及接收来自第二路由设备的第一消息，第一消息优选现有的Recv消息；

光通道建立单元43，根据接收单元41收到的请求消息在光设备400和第二光设备之间建立LSP光通道，为所述光通道分配GMPLS标签，其中，第二光设备与第二路由设备相连；

发送单元42，通过第二光设备向第二路由设备发送包含所述GMPLS标签的路由消息，使得第二路由设备设置第二路由设备上的以太网子接口的VLANID为所述GMPLS标签，向第一路由设备发送包含所述GMPLS标签的第二消息，使得第一路由设备设置第一路由设备上的以太网子接口的VLAN ID为所述GMPLS标签，第二消息优选现有的Recv消息；

状态转换单元45，当光通道建立单元43成功建立光通道时，将所述光通道的状态转变成UP；当所述光通道出现故障时将所述光通道的状态转变为DOWN，通知光通道建立单元43恢复该光通道，如果光通道建立单元43成功恢复该光通道，则将该光通道的状态转变成UP，光通道建立单元43恢复光通道的过程可参照现有的流程；

本领域普通技术人员可以得知，本实施例所提供的光设备可以独立于与之连接的路由设备，也可以存在于与之连接的路由设备中。

本实施例提供的光设备，通过建立光通道，能将IP/MPLS业务运行于光网络中，使得传输的速度更快，容量更大，而同时与之相连的路由设备不需要改变现有的IP/MPLS流程。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种IP和光融合的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收到来自第一路由设备的建立用户网络接口的请求消息后，与第二光设备建立光通道，为所述光通道分配通用多协议标签交换标签；

通过第二光设备向第二路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的路由消息，以使得所述第二路由设备设置第二路由设备上的第二以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签；

接收来自第二路由设备的第一消息，向所述第一路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的第二消息，以使得所述第一路由设备设置第一路由设备上的第一以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一以太网子接口和第二以太网子接口未配置虚拟局域网标识，且支持通用多协议标签交换用户网络接口协议。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一以太网子接口派生于第一路由设备上的以太网接口、第二以太网子接口派生于第二路由设备上的以太网接口。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一消息、第二消息为Recv消息。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，如果所述光通道的状态为下线，则恢复所述光通道。

6.一种路由设备，其特征在于，包括：发送单元、接收单元、处理单元，其中，

所述发送单元，用于向与本路由设备相连的光设备发送建立用户网络接口的请求消息；

所述接收单元，用于接收来自所述光设备的消息，所述消息包括通用多协议标签交换标签；

所述处理单元，用于设置本路由设备上的以太网子接口的虚拟局域网标识为所述接收单元收到的通用多协议标签交换标签。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述路由设备还包括：

接口建立单元，用于建立所述以太网子接口，所述以太网子接口未分配虚拟局域网标识，且支持通用多协议标签交换用户网络接口协议，如果成功，则通知所述发送单元向光设备发送建立用户网络接口的请求消息；

状态转换单元，当所述处理单元成功设置所述以太网子接口为所述通用多协议标签交换标签时，所述状态转换单元将所述以太网子接口的状态转变为上线，否则，将所述以太网子接口的状态转变为下线。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理单元还用于当所述以太网子接口的状态为下线时，重新进行路由查找。

9.一种光设备，其特征在于，包括：

接收单元，接收第一路由设备的建立用户网络接口的请求消息，接收第二路由设备的第一消息；

光通道建立单元，根据接收单元收到的请求消息在本光设备和第二光设备之间建立光通道，为所述光通道分配通用多协议标签交换标签；

发送单元，向第二路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的路由消息，使得第二路由设备设置第二路由设备上的第二以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签，向第一路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的第二消息，使得第一路由设备设置第一路由设备上的第一以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签交换标签。

10.根据权利要求9所述的光设备，其特征在于，所述光设备还包括状态转换单元，

所述状态转换单元，当所述光通道建立单元成功建立光通道时，将所述光通道的状态转变为上线；当所述光通道出现故障时将所述光通道的状态转变为下线，通知所述光通道建立单元恢复所述光通道。

11.一种实现IP和光融合的系统，包括第一路由设备、第二路由设备、第一光设备和第二光设备，其中，第一路由设备和第一光设备相连，第二路由设备和第二光设备相连，第一路由设备包括第一以太网子接口，第二路由设备包括第二以太网子接口，其特征在于，

第一路由设备，向第一光设备发送建立用户网络接口的请求消息；

接收第一光设备发送的包含通用多协议标签交换标签的第二消息，设置第一以太网子接口的虚拟局域网标识为所述通用多协议标签；

第一光设备，接收第一路由设备的请求消息，根据请求消息在第一光设备和第二光设备之间建立光通道，为所述光通道分配通用多协议标签交换标签，通过第二光设备向第二路由设备发送包含所述通用多协议标签交换标签的路由消息；

接收第二路由设备的第一消息，向第一路由设备发送第二消息；

第二路由设备，收到第二光设备转发的路由消息后，设置第二以太网子接口的虚拟局域网标识为通用多协议标签交换标签，通过第二光设备向第一光设备发送第一消息。

Images