虚交换体系中的路径选择方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种虚交换体系中的路径选择 方法。

背景技术

随着Internet规模的不断增大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多 媒体系统层出不穷。由于实时业务对网络传输时延、延时抖动等特性较为敏 感，当网络上有突发性高的FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)或者 含有图像文件的HTTP(超文本传输协议)等业务时，实时业务就会受到很大 影响；另一方面，多媒体业务占去了大量的带宽，这样，现有网络要开展的 关键业务就难以得到可靠的传输。于是，各种QoS(Quality of Service，服务 质量)技术应运而生。IETF(因特网工程任务组)已经建立了很多服务模型 和机制，以满足QoS的需求。

基于门户的多种应用和服务以及宽带多媒体业务，包括为普通住宅用户 提供丰富的Video/Audio(视频/音频)流、VOD(视频点播)、视频组播、 多媒体交互、高带宽需求的网络游戏，为商业用户提供视频会议、远程教 育、VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)、具有QoS保障的数据专 线、IPHotel(酒店的IP电话)等，成为宽带运营的重要内容。

运营商和企事业用户对以太网技术和端对端以太网技术有较高的认知程 度。以太网技术成为未来搭建三网合一、城域网的主要技术之一，以太网业 务在未来市场将会有极大的发展。

针对商业用户的需求，业界提出了V-Switch(Virtual switch，虚交 换)、GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)、L2TP(Layer2 Tunneling Protocol，第2层隧道协议)、MPLS(Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换)等多种方式的VPN/VPDN(Virtual Private Dial- up Network，虚拟播号专网)专线方案。

其中，Intelligent v-switch(智能虚交换)技术主要用于组建稳定、实 用、经济的运营级城域以太网，可以实现QoS保证、网络安全保护、电信级 的网络维护和管理等功能，具备基于号码的用户管理、一定的移动性、业务 开放管理计费的集中管理等核心业务管理能力，提供包括智能二层流量调 度、LAN(局域网)专线、IP流量规划等业务和服务，它的出现填补了目前 的网络在纯二层能力上的不足，对新时期城域网的建设具有重要的作用。

V-Switch体系结构具备完善地以太网VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)交换和调度功能，灵活的业务调度、建立和调整的手 段，以及丰富和可扩展的二层业务提供能力，完善的操作维护管理工具和信 息。图一为V-Switch体系结构的逻辑层次和功能模型图。

在过去的二层体系结构中，主要完成业务数据转发的承载能力层和主要 进行业务控制的连接控制层在同一个物理设备上，即承载设备DRE(Date Relay Entity，数据转发实体)上。当有业务申请时，业务请求直接发到主叫 侧的承载设备DRE上，由承载设备DRE根据自身所配置的一些策略选择自认 为最优的下一个承载设备DRE，下一个承载设备完成同样的工作，直至到 被叫用户，这样由承载设备DRE逐跳完成了一次业务路径的选择。

随着V-Switch三层体系结构的出现，承载能力层和连接控制层已分离， 上述由承载设备DRE逐跳完成业务路径选择的方法已不适用，因此，需要新 的选路方法来适应V-Switch三层体系结构，这也成为业界关注的课题。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种虚交换体系 中的路径选择方法，可以实现在V-Switch体系的承载控制层中快速选择路径 的目的，而且对于全局来说是最优的路径。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种虚交换体系中的路径选择方法，包括如下步骤：

A、在业务申请之前预先确定路径集；

B、当有业务申请时，虚交换控制通过查询所述路径集，选择业务路 径。

所述步骤A包括：

A1、将虚交换控制管理域内的所有数据转发实体用顶点表示，将虚交换 控制管理域内任意两个顶点之间的所有通道用两个方向的弧表示；

A2、将虚交换控制管理域内任意两个顶点之间的路径用不重复出现的连 续的弧序列表示，形成简单路径；

A3、采用穷举法确定虚交换控制管理域内的所有简单路径，形成路径 集。

步骤A1所述的弧中记录相应通道的信息，包括索引信息。

所述的步骤A3具体包括：

采用广度优先策略确定简单路径。

所述的步骤A3具体包括：

确定简单路径时，对路径的长度进行限制。

根据业务选路策略对路径的长度进行限制。

所述的步骤B具体包括：

B1、当有业务申请时，虚交换控制查询所述路径集，确定满足该业务申 请的路径集；

B2、虚交换控制在所述满足该业务申请的路径集中选择一条简单路径；

B3、虚交换控制通过所述选择的简单路径中的弧序列，查到相应的通 道，完成选路过程。

所述的步骤B2具体包括：

虚交换控制根据业务选路策略，在所述满足业务申请的路径集中选择一 条简单路径。

所述的步骤B3具体包括：

虚交换控制通过所述选择的简单路径中的弧序列所包含的每条弧所记录 的通道信息，分别查确定对应的一条符合业务申请的通道，完成选路过 程。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用本发明所述的方法可以实 现在V-Switch体系的承载控制层中快速选择路径的目的，而且对于全局来说 是最优的路径；另外，在选择路径过程中，不需要DRE的参与，能够合理使 用网络资源，而且使用方便，易于维护和管理。

附图说明

图1为V-Switch体系结构模型示意图；

图2为本发明所述方法的流程图；

图3为本发明所述实施例的承载控制层选路示意图；

图4为本发明所述实施例的VSC对承载层Channel资源的抽象示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：在VSC(Virtual Switch Control，虚交换控制)知 道全网DRE拓扑结构的情况下，VSC根据其管理的DRE和Channel(通道)， 为用户的业务连接请求进行业务选路，确定业务流的路径。具体方式是：在 业务申请之前通过计算获得各DRE之间的路径的集合，形成完整的业务路径 集；当有业务请求时，VSC直接查询该路径集，根据需求选取最优的业务路 径。

为对本发明有进一步的了解，下面将结合附图对本发明所述的方法进行 详细的说明。

本发明所述方法的具体实现方式如图2所示，包括以下步骤：

步骤21：将VSC管理域内的资源进行抽象，确定简单路径。

将VSC管理域内的各个DRE抽象成顶点，将任意两个DRE间的Channel抽 象成Arc(弧)。

因为VSC管理的Channel是双向的，为便于路径集的记录，将VSC管理域 内的任意两个DRE间的所有Channel抽象成两个方向的Arc，并且在各方向的 Arc中记录相应Channel的信息，比如索引等信息，这样可以为VSC接到业务 申请选择路径时，进行资源反查提供方便。

经过上述处理后，任意两个DRE之间的简单路径就可以用一系列Arc来 表示。

所述简单路径是指：VSC管理域内任意两个顶点(DRE)之间的不重复 出现的连续的Arc序列。

下面举例说明上述确定简单路径的方法：

比如，在VSC管理域内共有四个DRE，五条Channel，其承载控制层的拓 扑结构如图3所示。

按照上述方法将各个DRE抽象成顶点，将任意两个DRE之间的Channel抽 象成两个方向的Arc并记录相应Channel的信息后，图3所示的承载层的拓扑结 构可以用图4表示。

在图4中，有四个顶点，八条Arc。每条Arc表示任意两个顶点之间的 Channel。比如：Arc14表示从顶点1到顶点4的Channel，Arc41表示从顶点4到 顶点1的Channel，Arc14和Arc41中都记录了相应的Channel3和Channel4的信 息。

因此，对于图3中的用户A到用户B的业务来说，有两条简单路径可以实 现，一条是{Arc14}，一条是{Arc13、Arc34}。

步骤22：确定VSC管理域内的路径集。

所述路径集是指所有简单路径的集合。

确定路径集的方法是：在VSC管理域内，从每个顶点开始，采用穷举法 确定所有简单路径，确保Arc不重复出现。

在穷举简单路径时，可以对简单路径的长度进行合理限制。

对简单路径长度加以限制，是因为对于拓扑复杂的网络，两个顶点间的 简单路径可能会非常多，而真正高效的路径，不会经过过多的顶点。通过对 路径长度的限制，一方面可以使后台计算能够比较快的收敛，减小路径计算 的算法复杂程度，提高确定路径集的速率；一方面提高路径集里简单路径的 实际有效性，避免业务路径出现复杂的迂回。

可以通过业务选路策略来合理限制简单路径的长度；

所述业务选路策略包括：业务类型、资源可用情况、优先级、本地配置 等。

通常情况下，一条高效的路径不会超过7个顶点。

可以采用广度优先策略来确定路径集，这样获得的路径是按照长度由小 到大顺序排列的，这正好符合短路径优先的原则。

对于图3所示的承载控制层，VSC采用上述方法预先确定的完整的业务 路径集如下表所示：

在上表中，任意两个顶点(DRE)之间的所有简单路径也可以称为该两 个顶点(DRE)之间的路径集。

步骤23：VSC选择最优路径。

当VSC收到业务申请后，立即查询步骤22所述方法确定的路径集，确定 满足该业务申请的所有简单路径，即满足该业务申请的路径集；

然后，根据该业务的具体选路策略，在所述满足该业务申请的路径集中 选择其中一条最优的简单路径；

最后，通过所选择的简单路径中的Arc序列所记录的Channel信息，查 到相应的Channel，从而确定最优的路径。具体方法是：

VSC根据所选择的简单路径中的Arc序列中每条Arc所记录的Channel信 息，逐条检查直到到一条符合业务申请的Channel，从而确定了一条最优路 径。

比如，当VSC收到图3中所示的User-A到User-B的业务申请后，可以直接 查上表中的路径集，确定满足该业务申请的路径集，VSC会发现在该路径 集中有两条简单路径供选择，一条是{Arc14}，一条是{Arc13、Arc34}；

然后，VSC根据该业务的选路策略在上述路径集中选择一条最优的简单 路径。比如，根据业务类型选路策略最终选择{Arc14}为最优的简单路径；

最后，VSC根据Arc14中记录的Channel信息确定相应的Channel为 Channel3和Channel4，然后再根据业务选路策略在Channel3和Channel4中出 一条符合业务申请的Channel，比如Channel4。

因此，对于图3中所示的用户A到用户B的业务申请，VSC通过上述选路 过程最终选择的最优路径为Channel4。

综上所述，采用本发明所述的方法，可以在业务请求前，预先计算出完 整的业务路径集，当有业务请求时，VSC可以在业务路径集中根据业务选路 策略选择具体路径。这样可以实现在V-Switch体系的承载控制层中快速选择 路径的目的，而且对于全局来说是最优的路径；另外，在选择路径过程中， 不需要DRE的参与，能够合理使用网络资源，而且使用方便，易于维护和管 理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。