本申请要求于 2012 年 4 月 26 日提交中国专利局、 申请号为 201210126140. 4、 发明名称为 "一种路由相关的节能方法、 网络设备和系 统" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域 本发明涉及通信领域， 特别涉及一种路由相关的节能方法、 网络设备 和系统。

背景技术

随着网络规模的不断扩大以及业务量的快速增 长， 网络所带来的能源 消耗也在快速增长， 促使节能减排逐渐成为网络运营商的关注的一 个重要 问题。 其中主要的动机在于： 1) 政策要求， 政府、 运营商对环境保护作出 的承诺； 2) 能源价格持续增长， 运营商需要降低网络的运维成本。

网络节能主要包括两个层次： 1. 单点设备节能， 通过芯片， 器件和设 备架构的革新和优化， 降低单设备能耗， 提高能效； 2. 网络级节能， 主要 思路是结合网络设备的能耗特性， 通过网络协议的控制， 使得网络中各设 备之间进行协调配合， 对网络中的数据流量进行控制和管理， 实现对网络 的高能效利用， 降低整网的能耗。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种路由相关的节 能方法、 网络设备和系 统。 采用路径计算单元 PCE ( Path Computation Element ) 路由计算架构， 通过扩展路径计算单元协议 PCEP ( Path Computat ion Element Protocol ) 实现网络的节能路由计算， 使整网流量的布放达到节能的目标。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现 的：

一种路由相关的节能方法， 包括： 路径计算客户端 PCC ( Path Computation Cl ient ) 向路径计算单元 PCE发送路径计算请求消息； 以及 所述路径计算请求消息包括节能信息。

可选的， 所述节能信息包括节能目标函数对象， 所述节能目标函数对 象用于描述所述 PCE 的路径计算的目标为节能。 所述节能信息还包括能耗 相关的度量值对象， 所述能耗相关的度量值对象用于定义描述路径 的能耗 的方式。 所述节能信息还包括总能耗上限信息， 所述总能耗上限信息定义 了所述路径计算请求所允许的总能耗上限。 所述节能信息还包括全局能耗 限制目标， 所述全局能耗限制目标定义了所述 PCE在全局计算时任意路径 的能耗上限。

一种网络设备， 包括路径计算客户端 PCC , 所述 PCC用于： 向路径计算 单元 PCE发送路径计算请求消息； 以及路径计算请求消息包括节能信息。

可选的， 所述节能信息至少包括节能目标函数对象， 所述节能目标函 数对象用于描述所述 PCE的路径计算的目标为节能。

一种网络设备， 包括路径计算单元 PCE , 所述 PCE用于： 接收来自路径 计算客户端 PCC 的路径计算请求消息； 以及路径计算请求消息包括节能信 息。

可选的， 所述节能信息至少包括节能目标函数对象， 所述节能目标函 数对象用于描述所述 PCE的路径计算的目标为节能。

一种系统，包括路径计算客户端 PCC和路径计算单元 PCE ,其特征在于， 所述 PCC用于向 PCE发送路径计算请求的消息； 以及路径计算请求消息包 括节能信息。

可选的， 所述节能信息至少包括节能目标函数对象， 所述节能目标函 数对象用于描述所述 PCE的路径计算的目标为节能。

由于硬件技术和整机技术的限制， 单点设备节能的效果总是有限的。 采用本发明的技术方案， 从整网的角度进行网络级的节能， 可达到更好的 网络节能效果。

附图说明

图 1为现有技术中 PCE应用的示意图；

图 2为本发明实施例的方法的流程图； 图 3为本发明实施例所涉及的数据报文的示意图� �

图 4为本发明实施例所涉及的数据报文的示意图� �

图 5为本发明实施例所涉及的数据报文的示意图� �

图 6为本发明实施例中的实施本发明的方法的装� �示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结 合附图及实施例， 对本发明进行进一歩详细说明。 应当理解， 此处所描述 的具体实施例仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。

PCE (Path Computation Element) 是 多 协 议 标 签 交 换 MPLS (Multi-Protocol Label Switching) 网络的一种路径计算架构， 可以实 现基于各种约束条件的集中式路径计算。 PCEP 是用于路径计算客户端 PCC (Path Computation Client)与 PCE (Path Computation Element)之间进 行路径计算请求与应答通信的协议， 由 RFC5440进行描述。 RFC5541为 PCEP 引入了目标函数 Objective Fraction , 描述路径计算请求的特定目标。 RFC5557 则描述了基于 PCE 进行全局路径优化（Global Concurrent Optimization)的机制。

如图 1所示， 一个 PCE负责一个自治系统的路径计算和管理， 且每一 个 PCE 中存储有该网络中所有网络设备的拓扑连接关 系和链路状态信息。 本发明实施例的方法可以由 PCE和 PCC实施， PCE可以包括在具有路径计算 功能的路由器或数据服务器中， PCC可以包括在自治系统中的路由器或网络 管理设备中。

实施例 1:

根据本发明的一个实施方式， 如图 2所示， 路径计算客户端 PCC201向 路径计算单元 PCE202发送路径计算请求 203。 路径计算请求 203包括节能 信息。 节能信息包括节能目标函数对象 204、 能耗相关的度量值对象 205、 总能耗上限信息 206和全局能耗限定目标 207。

根据本发明的一个实施方式，包含节能目标函 数对象 204的报文如图 3 所示。对 PCEP协议进行如下扩展：定义新的目标函数码 Objective Function Code , 如图 3中的 OF Code (MEC) 字段， 需求描述为能耗最小化 Minimize Energy Consumpt ion (MEC)。 根据 PCEP协议， 使用一个新分配的 16比特 objective function identifier来标识路径计算的节能目标，该 Objective Function可在 PCReq和 PCRep中使用目标函数对象 OF (Object ive Function) Object携带， 描述对请求消息中所有路由的全局路径计算的 目标是使能耗 最低。 PCReq为 PCC向 PCE发送的路径计算请求， PCRep为 PCE向 PCC发送 的路径计算响应。

根据本发明的一个实施方式， 包含能耗相关的度量值对象 205 的报文 如图 3所示。 在 PCEP协议报文中的度量值对象 （Metric Object ) 携带新 定义的度量值类型 （Metric Type ) ： 累计能耗 Cumulative Energy Consumption, 并使用新分配的度量值类型码 Metric Type Code (如图 3， Metric Type Object中的 T字段）来标识。 能耗相关的度量值类型定义了描 述路径能耗的方式。

根据本发明的一个实施方式， 包含总能耗上限信息 206 的报文如图 3 所示。 在 PCEP协议报文中提供总能耗上限的置位标识。 如图 3中 B字段所 示， 当该标识置位时， 表示当前的路径计算请求消息为总能耗设置了 上限 值， 如图 3中使用 metric-value值标识上限值， 该上限值表示了需要进行 计算的所有路径的总能耗上限值。 当标识 C置位时， 表明路径计算请求方 要求 PCE需在路径计算应答消息 PCRep中返回路径计算结果对应的总能耗， 使用如图 3中的 metric-value值标识计算得出的总能耗值。

根据本发明的一个实施方式， 全局能耗限定目标 207如图 5所示。 当 路径计算为全局路径计算时， 为全局限定目标 Global Constraints Object 定义新的 TLV (类型、长度和赋值）：最大能耗（ Max Energy Consumption ^ 该全局限定目标限定 PCE所有计算的路径中， 每条路径需符合的能耗上限。 该 TLV在 Global Constraints Object (如图 4 ) 中的 Optional TLV (s)字 段携带。具体而言，如图 5所示，该 TLV字段包括类型（Type )、长度（Length ) 禾口赋值 ( Energy Consumption Upper bound )。

可选的，在采用 PCE架构的网络中，路径计算单元 PCE可以在 PCEP OPEN 消息中通过目标函数列表 OF-List (Objective Function list) TLV列出该 PCE所支持的各种路径计算目标。 支持节能路径计算的 PCE可以在 OF-List TLV 中列出本发明定义的节能计算目标 "Minimize Energy Consumption (MEC) "。

图 6是实施本发明的方法的网络设备的一个简化� �例子， 该网络设备 通过执行一系列的指令执行本发明的方法。 可选的， 该网络设备可以通过 例如网络连接与其它设备相连。 该网络设备可以按顺序或并行执行一系列 的指令。 此外， 尽管图 6中只展示了 1个网络设备， 但是应该理解 "设备" 可以解释为通过指令执行本发明的方法的单个 设备或多个设备的集合。

网络设备 600包括一个处理器 602 (例如， CPU) , 处理器 602可以执行 计算、 选择或比较等功能。 主内存 604可以存储本发明的方法相关的参数， 例如， 节能目标函数对象 204、 能耗相关的度量值对象 205、 总能耗上限信 息 206和全局能耗限定目标 207等。 静态内存 606可以存储本发明的方法 的执行所需的指令等。上述处理器 602、主内存 604和静态内存 606通过总 线 608通信。 网络设备 600还可包括磁盘驱动器单元 616和网络接口装置 620。 磁盘驱动器单元 616也可以存储本发明的方法的执行所需的指令 等。 网络接口装置 620可以使网络设备 600与外部通信， 例如， 发送路径计算 请求 203。

磁盘驱动器单元 616包括机器可读介质 622，机器可读介质 622存储一 个以上的指令和执行本发明的方法的数据结构 624 (例如， 软件）。 上述指 令可部分或全部的存储于主内存 604或处理器 602中。 指令和主内存 604 或处理器 602 也可以构成前述的机器可读介质。 此外， 前述指令可以通过 网络接口装置 620， 并利用现有通讯协议， 发送至或从网络端 626接收。

机器可读介质 622可包括存储指令的单介质或多介质 （例如， 集中或 分散式的数据库或与之相关的缓存）。 术语 "机器可读介质"也可理解为由 机器执行的任何可以实施本发明的方法的指令 的存储、 编码或承载介质。 术语 "机器可读介质"也可理解为包括固态内存和光� ��介质。

根据本发明的一个实施方式， 包括路径计算客户端 PCC 的网络设备如 图 2中 201所示。 该 PCC用于向路径计算单元 PCE发送路径计算请求消息 203。 路径计算请求消息 203至少包括节能目标函数对象 204， 节能目标函 数对象 204用于描述所述 PCE的路径计算的目标为节能。 路径计算请求的 消息 203还包括能耗相关的度量值对象 205、总能耗上限信息 206或全局能 耗限制目标 207中的一种或多种。 能耗相关的度量值对象 205用于定义描 述路径的能耗的方式。 总能耗上限信息 206定义了所述路径计算请求所允 许的总能耗上限。 全局能耗限制目标 207定义了 PCE在全局计算时任意路 径的能耗上限。

根据本发明的一个实施方式，包括路径计算单 元 PCE的网络设备如图 2 中 202所示。 该 PCE用于接收来自路径计算客户端 PCC的路径计算请求消 息 203。 路径计算请求消息 203至少包括节能目标函数对象 204， 节能目标 函数对象 204用于描述所述 PCE的路径计算的目标为节能。 路径计算请求 的消息 203还包括能耗相关的度量值对象 205、总能耗上限信息 206或全局 能耗限制目标 207中的一种或多种。 能耗相关的度量值对象 205用于定义 描述路径的能耗的方式。 总能耗上限信息 206定义了路径计算请求所允许 的总能耗上限。 全局能耗限制目标 207定义了 PCE在全局计算时任意路径 的能耗上限。

根据本发明的一个实施方式， 实施本发明方法的系统如图 2所示。 该 系统包括路径计算客户端 PCC201和路径计算单元 PCE202。 PCC用于向 PCE 发送路径计算请求消息 203。该路径计算请求消息 203至少包括节能目标函 数对象 204，节能目标函数对象 204用于描述所述 PCE的路径计算的目标为 节能。路径计算请求的消息 203还包括能耗相关的度量值对象 205、 总能耗 上限信息 206或全局能耗限制目标 207中的一种或多种。 能耗相关的度量 值对象 205用于定义描述路径的能耗的方式。 总能耗上限信息 206定义了 路径计算请求所允许的总能耗上限。 全局能耗限制目标 207定义了 PCE在 全局计算时任意路径的能耗上限。

实施例 2:

根据本发明的一个实施方式， 路径计算客户端 PCC也可以请求进行某 条特定路径的节能路由计算， 即在当前的网络状态下， 为该路径计算较为 节能的路由。 例如， 在两次全局路径计算之间有新的业务流加入网 络， 需 要 PCE计算路径。 为了避免为少量的新增业务流进行全局路径计 算， 可以 选择在当前网络状态下只为该业务流进行进行 节能路由计算， 这样计算的 结果可能并不是全局最节能路径， 但节省了全局节能优化所需的计算资源。

由 PCC向 PCE发送路径计算请求消息 PCReq,其中除包含标识该路径的 信息和对资源的约束条件之外， 还根据如下描述进行设置：

1) PCReq消息中将目标函数（Ob jective Function) Object 设置为： Minimize Energy Consumption , 即路径计算的目标是使该条路径带来的新 增能耗最低；

2) PCReq 消息中可携带类型为 Cumulative Energy Consumption 的 Metric Object , 其中当 B (Bound)标记置位时， Metric-Value字段标识该 路径允许的能耗上限； 而当 C (Computed Metric)标记置位时， 表示请求 PCE 在 PCRep消息中返回计算得出的路径能耗；

PCE在收到包含节能计算相关参数的该 PCReq消息后，根据其中携带的 节能目标和能耗约束条件进行路径计算， 得出节能路径。 本领域普通技术 人员可以理解， 现有技术中采用的基于约束条件的路径计算算 法， 适用于 本发明的 PCE , 本专利申请中不再一一进行描述。

通过以上的实施方式的描述， 本领域的普通技术人员可以清楚地了解 到本发明实施例可借助软件加必需的通用硬件 平台的方式来实现， 当然也 可以通过硬件来实现。 基于这样的理解， 本发明实施例的技术方案可以以 软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品可以存储在存储介质中， 如 ROM/RAM, 磁碟、 光盘等， 包括若干指令用以使得一台计算机设备、 或者服 务器、 或者其他网络设备执行本发明各个实施例或者 实施例的某些部分所 述的方法。

以上仅为本发明的较佳实施例， 并非用于限定本发明的保护范围。 凡 在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应 包含在本发明的保护范围之内。