HE LI (CN)
ZHANG JUNHUI (CN)
HE LI (CN)
CN101547083A | 2009-09-30 | |||
CN102082652A | 2011-06-01 |
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权 利 要 求 书 1. 一种精确定时协议 PTP标签交换路径 LSP的选取方法, 包括: 执行各个节点的 1588能力和带宽预留能力的通报; 根据通报结果选取 PTP LSP, 其中, 所述选取的 PTP LSP中不支持 1588 能力和带宽预留能力的节点个数最少。 2. 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述选取的 PTP LSP支持 1588业务以及 电路仿真业务 CES。 3. 根据权利要求 1所述的方法,其中,根据通报结果选取 PTP LSP之后,还包括: 对于不支持 1588能力和带宽预留能力的节点, 开启拥塞检测机制。 4. 根据权利要求 3所述的方法,其中,对于不支持 1588能力和带宽预留能力的节 点, 开启拥塞检测机制包括: PTP LSP中的头节点发送路径消息, 其中, 所述路径消息中携带有拥塞检 测请求; 所述 PTP LSP中不支持 1588能力和带宽预留能力的节点接收到所述路径 消息后, 开启拥塞检测机制。 5. 根据权利要求 4所述的方法,其中,所述不支持 1588能力和带宽预留能力的节 点开启拥塞检测机制之后, 还包括: 检测到拥塞的节点向所述头节点发送路径错误消息, 其中, 所述路径错误 消息携带有所述检测到拥塞的节点的标识信息。 6. 根据权利要求 5所述的方法, 其中, 检测到拥塞的节点向所述头节点发送路径 错误消息之后, 还包括: 按照预定策略触发头节点执行重优化操作; 所述头节点绕开所述检测到拥塞的节点, 重新选取 PTP LSP。 7. 根据权利要求 6所述的方法, 其中, 所述预定策略包括: 当端到端的 PDV性能劣化程度和 /或丢包率大于第一阈值时, 确定触发头 节点执行重优化操作。 8. 根据权利要求 7所述的方法,其中,触发头节点执行重优化操作包括以下之一: 所述 PTP LSP的尾节点通过检测确定所述 PDV性能劣化程度和 /或丢包率 大于所述第一阈值, 发送通知消息至所述头节点, 其中, 所述通知消息携带有 用于表示 PDV性能劣化和 /或丢包错误的错误代码。 9. 根据权利要求至 1至 8中任一项所述的方法, 其中, 在根据通报结果选取 PTP LSP并建立之后, 还包括: 在从设备或主设备上分析 PDV性能, 根据 PDV性 能劣化程度完成 PTP LSP或主时钟的保护切换。 10. 根据权利要求 9所述的方法,其中,对于多个从设备同步到单个主设备的场景, 根据 PDV性能劣化程度完成主设备的保护切换包括: 建立 1+1保护的 PTP LSP主备路径; 在从设备上分析所述 PTP LSP主备路径的 PDV抖动描述, 选择所述 PTP LSP主备路径中的一条路径进行同步; 如果当前 PTP LSP的 PDV性能劣化程度大于第二阈值时, 则该从设备切 换至 PTP LSP主备路径中的另一路径; 对所述当前 PTP LSP执行重优化操作, 建立新的 PTP LSP以及 PDV抖动 描述。 11. 根据权利要求 9所述的方法,其中,对于单个从设备同步到多个主设备的场景, 根据 PDV性能劣化程度完成主设备的保护切换包括: 在从设备和各个主设备之间均建立一条 PTP LSP; 如果在从设备上分析 PDV性能,该从设备比较所述建立的 PTP LSP的 PDV 抖动描述, 选择一条 PDV性能最优的 PTP LSP进行同步; 如果在主设备上分析 PDV性能, 在当前 PTP LSP的 PDV性能劣化程度大 于第三阈值时, 该主设备向所述单个从设备发送劣化通知消息并对当前 PTP路 径执行重优化操作, 所述单个从设备接收到所述劣化通知消息后, 判断是否切 换至所述多个主设备中的其他主设备上。 12. 根据权利要求 1所述的方法,其中,在执行各个节点的 1588能力和带宽预留能 力的通报之前, 还包括: 在 IGP路由协议中扩展字段, 其中, 所述扩展的字段 用于指示执行带宽预留能力的通报。 13. 一种 PTP LSP的选取装置, 包括: 能力通报模块, 设置为执行各个节点的 1588能力和带宽预留能力的通报; 选路模块,设置为根据通报结果选取 PTP LSP,其中,所述选取的 PTP LSP 中不支持 1588能力和带宽预留能力的节点个数最少。 14. 根据权利要求 13所述的装置, 其中, 还包括: 拥塞检测开启模块, 设置为对于不支持 1588能力和带宽预留能力的节点, 开启拥塞检测机制。 15. 根据权利要求 13或 14所述的装置, 其中, 还包括: PDV性能分析模块, 设置为在从设备或主设备上分析 PDV性能; 保护切换模块, 设置为根据 PDV性能劣化程度完成 PTP LSP或主时钟的 保护切换。 |
LSP的选取方法主要包括以下处理: 步骤 S202: 执行各个节点的 1588能力和带宽预留能力的通报; 步骤 S204: 根据通报结果选取 PTP LSP, 其中, 选取的 PTP LSP中不支持 1588 能力和带宽预留能力的节点个数最少。 相关技术中, 当 PTP穿越第三方网络时, 同步性能的质量很大程度上取决于中间 网络设备引起的 PDV, 而引起 PDV的主要因素是网络节点的流量拥塞。 RSVP-TE支 持建立 DS-TE隧道, 即可以建立最高优先级并为此隧道保留一定的 带宽, 如果此隧道 只用来承载 PTP业务, 优先级最高, 且没有超过配置的预留带宽, 则网络节点可以认 为不存在拥塞; 但实际上, 由于硬件实现的复杂性和成本因素, 中间网络设备可能不 支持预留带宽能力,这时除了通告 1588能力,还需要通告设备是否支持带宽预留 力, 在建立 TE隧道时, 如果此节点既不支持 1588也不支持预留带宽能力, 则应该尽量绕 开这个节点, 避免引入 PDV。 采用图 1所示的方法, 根据通报结果选取 PTP LSP, 可 以更好地提高时钟恢复质量和同步业务的可用 性和可靠性。 其中, 上述选取的 PTP LSP, 除了承载 1588业务用于频率或时间恢复外, 也可以 承载 CES业务用于频率恢复。 优选地, 如果选取的 PTP LSP中存在不支持 1588能力和带宽预留能力的节点, 则可以对不支持 1588能力和带宽预留能力的节点, 开启拥塞检测机制。 其中,可以通过以下方式对不支持 1588能力和带宽预留能力的节点, 开启拥塞检 测机制:
( 1 ) PTP LSP中的头节点发送路径消息,其中,路径消息 中携带有拥塞检测请求;
(2) PTP LSP中不支持 1588能力和带宽预留能力的节点接收到路径消 后, 开 启拥塞检测机制。 在优选实施过程中, 为了保证建立的 PTP LSP的 PDV最优, MPLS TE信令需要 支持 1588能力和带宽预留能力的通告和选路, 并支持拥塞检测请求; 另外, LSP穿越 的非 1588的设备跳数也要最少;影响 MPLS网络的端到端的 PDV的主要因素有:(1 ) MPLS隧道的 QoS调度策略及节点的拥塞情况; (2) 是否支持 1588能力; (3 ) 经过 的设备跳数; (4) 是否支持带宽预留能力; (5 ) 网络流量的变化。
CSPF选路时, 优选支持 1588能力的路径, 其次选择支持带宽预留能力的节点, 如果网络节点即不支持 1588能力,也不支持带宽预留能力,则需要开 拥塞检测机制。 由于分组延迟变化 (PDV) 产生的主要原因是网络节点的拥塞导致的, 所以, 如 果能检测出隧道上哪个节点出现拥塞, 并通告给隧道 (即上述 PTP LSP) 的头节点, 请求头节点重新计算 LSP路径, 可以绕开拥塞的节点。 具体地, 可以采用 RFC4736定义的流程, 头节点发送 Path消息, 在 Path消息中 携带扩展的拥塞检测请求; 这时 LSP上所有不支持 1588能力和带宽预留能力的节点 将开启拥塞检测功能; 即根据 tunnel 的参数配置和 QoS 配置信息, 可以判断出这个 tunnel的出端口和对应的 Qos调度队列,然后 LSP上节点使能端口和队列的拥塞检测。 优选地, 上述不支持 1588能力和带宽预留能力的节点开启拥塞检测 制之后,还 可以包括以下处理: 检测到拥塞的节点向头节点发送路径错误消息 , 其中, 上述路径 错误消息携带有该检测到拥塞的节点的标识信 息。 优选地, 检测到拥塞的节点向头节点发送路径错误消息 之后, 还可以包括以下处 理: 按照预定策略触发头节点执行重优化操作; 头节点绕开检测到拥塞的节点, 重新 选取 PTP LSP。 在优选实施过程中, 当出现拥塞后,转发层通知 MPLS TE协议层,根据 RFC4736 定义的流程, 拥塞节点发送通告消息, 告知头节点出现拥塞; 头节点采用预定策略进 行重优化路径计算, 即在以前的隧道 (tunnel) 路径节点上, 排除掉拥塞的节点。 优选地, 上述预定策略包括但不限于: 当端到端的 PDV性能劣化程度和 /或丢包 率大于第一阈值时, 确定触发头节点执行重优化操作。 其中, 触发头节点重优化的预定策略, 由于中间网络的重优化和切换也会导致 PDV劣化, 所以, 在端到端 PDV指标符合要求的情况下, 需要确保中间网络 PTP路 径的稳定性; 因此, 只有当端到端 PDV性能劣化到一定程度后, 才触发头节点重优化 和切换; 另外, 由于丢包率也反映了网络的拥塞程度, 所以也可以作为触发头节点重 优化和切换的一个考虑因素。 在优选实施过程中, PTP LSP的尾节点通过检测确定 PDV性能劣化程度和 /或丢 包率大于第一阈值, 发送通知消息至头节点, 其中, 通知消息携带有用于表示 PDV性 能劣化或丢包错误的错误代码。 以下结合图 3描述上述优选实施方式。 图 3是根据本发明优选实施例的基于拥塞通知的 PTP路径重优化的示意图。如图
3所示, 头节点为 Rl, 尾节点为 R7。 根据各个节点的 1588能力和带宽预留能力的通 报结果, 建立的 PTP LSP为 1 1一> R3— > R4— > R7。头节点发送路径消息, 对不支持 1588能力和带宽预留能力的节点开启拥塞检测 能。 中间节点 R4检测到拥塞, 向头 节点发送路径错误消息(即拥塞通告)。 在尾节点确定 PDV性能劣化程度和 /或丢包率 大于预定的阈值时, 经由上述路径向头节点 R1返回通知 (notify) 消息, 其中, 该通 知消息携带有用于表示 PDV性能劣化和 /或丢包错误的错误代码。之后, 头节点 R1绕 开检测到拥塞的节点 R4, 重新选取 PTP LSP。选取的?1? 1^?为1 1 > 1 3—> 1 9 R7 优选地, 在根据通报结果选取 PTP LSP并建立之后, 还可以包括以下处理: 在从 设备或主设备上分析 PDV性能, 根据 PDV性能劣化程度完成 PTP LSP或主时钟的保 护切换。 由于第三方网络的其它复杂因素导致的从设备 (Slave) 的 PDV性能劣化并影响 到时钟同步业务不可用, 这时需要能基于 PDV劣化进行 PTP路径的保护和切换。 对于多个从设备同步到单个主设备的场景,上 述根据 PDV性能劣化程度完成主设 备的保护切换可以包括以下处理:
( 1 ) 建立 1+1保护的 PTP LSP主备路径;
( 2 )在从设备上分析 PTP LSP主备路径的 PDV抖动描述, 选择 PTP LSP主备路 径中的一条路径进行同步; ( 3 ) 如果当前 PTP LSP的 PDV性能劣化程度大于第二阈值时, 则该从设备切换 至 PTP LSP主备路径中的另一路径;
( 4 ) 对当前 PTP LSP执行重优化操作, 建立新的 PTP LSP以及 PDV抖动描述。 以下结合图 4描述上述优选实施方式。 图 4是根据本发明优选实施例的单个 Master的 PTP路径保护的示意图。 在每对 Master-Slave之间建立单条 PTP路径, 根据实际组网情况, PDV性能分析可以在 Slave 完成, 也可以在 Master完成; 然后基于 PDV劣化完成 Master的保护切换。 具体采用 的方法如下: 步骤 1: 从 Master到 Slave建立 1+1保护模式的双向 PTP隧道; 步骤 2: Master和 Slave两端发送 Announce报文, 建立 M/S关系, 这时只需要 接收并处理一条路径的通告报文; 然后 Master设备和 Slave设备发起 PTP流程; 步骤 3 : Slave节点同时从两条 PTP LSP接收并处理 PTP报文, 分析 PTP报文中 时间戳, 建立两条 PTP路径的 PDV抖动描述; 步骤 4: Slave比较两条 PTP路径的 PDV抖动描述, 选择一条更好的 PTP路径进 行同步; 步骤 5: 如果当前 PTP路径的 PDV劣化超过一定门限, 则 Slave先切换到另外 一条 PTP路径上, 然后发送通告报文, 请求 Master重优化 PDV劣化的 PTP路径, 建 立新的 PTP LSP及 PDV抖动描述, 然后拆除旧的 PDV劣化的 PTP路径; 重优化后, 要保证两条 PTP路径的 PDV都符合要求。 对于单个从设备同步到多个主设备的场景,上 述根据 PDV性能劣化程度完成主设 备的保护切换可以包括以下处理:
( 1 ) 在从设备和各个主设备之间均建立一条 PTP LSP; (2) 如果在从设备上分析 PDV性能, 该从设备比较建立的 PTP LSP的 PDV抖 动描述, 选择一条 PDV性能最优的 PTP LSP进行同步;
(3 ) 如果在主设备上分析 PDV性能, 在当前 PTP LSP的 PDV性能劣化程度大 于第三阈值时, 该主设备向单个从设备发送劣化通知消息并对 当前 PTP路径执行重优 化操作, 单个从设备接收到劣化通知消息后, 判断是否切换至多个主设备中的其他主 设备上。 以下结合图 5描述上述优选实施方式。 图 5是根据本发明优选实施例的多个 Master的 PTP路径保护的示意图。 在每对 Master-Slave之间建立单条 PTP路径,可以根据实际组网和 PDV计算负载的影响, PDV 性能分析可以在 Slave完成, 也可以在 Master完成; 然后基于 PDV劣化完成 Master 的保护切换。 具体采用的方法如下: 步骤 1: Slave到各个 Master之间建立一条双向 PTP隧道; 步骤 2: Master和 Slave两端发送 Announce报文, 建立 M/S关系; 然后 Master 设备和 Slave设备发起 PTP流程; 步骤 3 : 如果 PDV分析在 Slave进行, 贝 U Slave节点同时从多个 Master接收并处 理 PTP报文, 分析 PTP报文中时间戳, 并建立它们的 PDV抖动描述, Slave比较这些 PDV抖动描述, 选择一条更好的 PTP路径进行同步; 步骤 4:如果 PDV分析在 Master进行,则 Master采用 IEEE 1588v2机制获得 PTP 路径的抖动描述, 如果发现 PDV性能劣化, 则通知 Slave, 并开始重优化当前 PTP路 径, 然后重新计算 PDV性能; Slave收到 PDV劣化通告消息后, 结合时钟源信息和 PDV性能劣化情况, 采用一定的策略决定是否切换到另外的 Masters 需要注意的是, 在优选实施过程中, 需要对协议进行扩展。
( 1 ) 拥塞检测会话属性标志扩展 可以在 RSVP-TE协议中的 SESSION—ATTRIBUTE对象中,增加一个新的标志位 即在建立 PTP LSP时, 请求 LSP上所有不支持 1588能力和带宽预留能力的节点开启 拥塞检测功能, 即上面提到的在路径 (path) 消息中携带扩展的拥塞检测请求。 并且 当节点出现拥塞情况下通告给头节点, 头节点重优化 PTP路径, 以绕开该拥塞节点; 当此标志位等于 0时, 则关闭节点拥塞检测和拥塞通告功能; 如果中间节点不支持此 能力, 则不处理此标志位。
(2) 带宽预留能力通告
RSVP-TE协议层支持预留带宽能力, 但实际上, 由于硬件实现上的复杂性和成本 考虑, 中间网络设备转发层并不一定都支持这个能力 ; 另外, 对 PTP业务, 虽然协议 层上能建立 PTP 隧道, 并为此隧道预留了足够带宽, 但如果转发层并不能预留足够带 宽, 这时如果节点出现拥塞, 引起的 PDV将会降低同步性能甚至 PTP业务失效。 因 此, 如果网络节点能在整网中通告本节点是否支持 带宽预留能力, 则可以建立 PDV性 能更好的 PTP路径。 优选地,在执行各个节点的 1588能力和带宽预留能力的通报之前,还可以 括以 下处理: 在 IGP路由协议中扩展字段, 其中, 扩展的字段用于指示执行带宽预留能力 的通报。
( 3 ) RSVP-TE Notify消息扩展 当尾节点检测到 PDV性能劣化程度或丢包统计超过一定门限, 发送 Notify消息 给头节点触发重优化流程; Notify消息中的 ERROR_SPEC对象携带了错误代码,用来 表示 PDV性能劣化或丢包错误。 以下结合实例进一步描述上述优选实施方式。 根据本发明实例的 PTP LSP的选取方法包括以下步骤: 步骤 A. PTP路径建立 ( 1 ) 通过 IGP路由协议进行 1588能力和带宽预留能力的通告, 对不支持 1588 能力和带宽预留能力的节点, 则请求开启拥塞检测功能;
(2) 然后运行 CSPF算法, 计算出一条尽量绕开可能产生拥塞节点的 PTP路径;
(3 ) LSR头节点运行 RSVP-TE, 建立一条 PTP路径, 用于承载 PTP协议; (4) 头尾节点运行 PTP协议, 建立主从关系, 并建立端到端的 PDV抖动描述; 步骤 B. PTP路径的重优化
( 1 )在 PTP路径的不支持 1588能力和带宽预留能力的节点开启拥塞检测 如果 节点出现拥塞, 则通知本节点的 RSVP-TE协议层;
(2) RSVP-TE协议发送路径错误 (PathErr) 消息给头节点, 通告本节点存在拥 塞;
(3 ) 头节点检测到 PDV劣化到一定程度后, 发起重优化流程, 建立一条尽量绕 开拥塞节点的 PTP路径; 步骤 C. PTP路径的保护 由于第三方网络的其它复杂因素导致的 Slave节点的 PDV性能劣化并影响到时钟 同步业务不可用, 这时需要能基于 PDV劣化进行 PTP路径的保护和切换; 为了提高 同步性能,可以根据实际组网需要采用合适的 实现方式进行 PTP路径的切换和重优化, 以保证时钟同步业务的可用性。 对一个 Slave同步到多个 Master的场景, 当前 Master 对应的 PTP路径 PDV劣化时, 则切换到另外的 Master对应的 PTP路径上, 并通告 Master重优化 PTP路径; 步骤 D. PTP协议运行
Master和 Slave设备根据 1588协议的标准规定,相互发送 PTP协议报文完成频率 同步和时间同步; 另外, 通过 PTP流程, 建立 PDV抖动描述。 通过上述实施例可知, 在现有设备的基础上, 通过扩展现有标准协议, 发现并建 立 PDV符合要求的 PTP路径, 并基于 PDV进行 PTP路径的保护, 保证了 1588业务 的可靠性和可用性。 图 6是根据本发明实施例的 PTP路径的选取装置的结构框图。如图 6所示,该 PTP 路径的选取装置包括: 能力通报模块 10, 设置为执行各个节点的 1588能力和带宽预 留能力的通报; 选路模块 20, 设置为根据通报结果选取 PTP LSP, 其中, 选取的 PTP LSP中不支持 1588能力和带宽预留能力的节点个数最少。 图 6所示的装置中,选路模块 20根据能力通报模块 10的通报结果选取 PTP LSP, 可以更好地提高时钟恢复质量和同步业务的可 用性和可靠性。 其中, 上述选取的 PTP LSP, 除了承载 1588业务用于频率或时间恢复外, 也可以 承载 CES业务用于频率恢复。 优选地, 如图 7所示, 上述装置还可以包括: 拥塞检测开启模块 30, 设置为对于 不支持 1588能力和带宽预留能力的节点, 开启拥塞检测机制。 优选地, 如图 7所示, 上述装置还可以包括: PDV性能分析模块 40, 设置为在从 设备或主设备上分析 PDV性能; 保护切换模块 50, 设置为根据 PDV性能劣化程度完 成 PTP LSP或主时钟的保护切换。 需要注意的是, 上述装置中的各模块相互结合的优选实施方式 具体可以参见图 2 至图 5的描述, 此处不再赘述。 综上所述,借助本发明提供的上述实施例,提 出一种 PTP穿越第三方 MPLS网络, 在 MPLS网络内部建立一条优化的 PTP LSP,并通过分析主从时钟设备两端的 PDV性 能, 进行 PTP路径的重优化和 PTP路径切换; 另外, 还提出了在多个 Master场景下, 在 Slave或 Master完成 PDV性能分析, Slave基于 PDV性能切换 Master的方法; 通 过上述实施例, 可以更好地提高时钟恢复质量和同步业务的可 用性和可靠性。 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,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。 以上仅为本发明的优选实施例而已, 并不用于限制本发明, 对于本领域的技术人 员来说, 本发明可以有各种更改和变化。 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。
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