專利名稱：一種基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種基于MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多協(xié)議標(biāo)簽交換) 衛(wèi)星網(wǎng)的故障保護(hù)機(jī)制，主要用于解決基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)的QoS (Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)業(yè)務(wù)流保護(hù)問(wèn)題，屬于網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著IP (InternetProtocol,網(wǎng)際協(xié)議)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展以及支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的 需求，衛(wèi)星網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的研究得到廣泛的關(guān)注?；贛PLS的衛(wèi)星網(wǎng)支持流量 工程，可以很好地適應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中特有的動(dòng)態(tài)拓?fù)?，星載處理有限，延時(shí)抖動(dòng)等 特點(diǎn)，能夠?yàn)槿魏蔚攸c(diǎn)的用戶提供實(shí)時(shí)應(yīng)用服務(wù)，能同時(shí)支持多種業(yè)務(wù)，而且有 很好的擴(kuò)展性，這些優(yōu)點(diǎn)使得基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)成為保證衛(wèi)星網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的重 要組成部分。
基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)要生存，就必須有一系列的措施，使網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故 障后，能將受影響的業(yè)務(wù)迅速準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到空閑資源上，進(jìn)而減小故障造成損失， 常用的MPLS網(wǎng)絡(luò)生存性機(jī)制有兩類(lèi) 一種是保護(hù)機(jī)制，它是采用預(yù)先規(guī)劃的 方法為保護(hù)的流量分配網(wǎng)絡(luò)資源，防止未來(lái)可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障；另一種是恢復(fù) 機(jī)制，它是在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障以后，動(dòng)態(tài)尋找可用的資源并采用重選路由的方法繞 過(guò)失效的鏈路和節(jié)點(diǎn)。其中保護(hù)機(jī)制失效恢復(fù)時(shí)間短，對(duì)于需要處理高可靠性和 實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的MPLS網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，是故障處理的首選機(jī)制?，F(xiàn)在已有很多地面 MPLS網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制被提出，但由于基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與基于MPLS的地 面網(wǎng)絡(luò)不同，它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳煌６幸?guī)律地變化，那些地面MPLS網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) 機(jī)制并不能很好地應(yīng)用到基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，其中具有代表性的基于 MPLS地面網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)機(jī)制主要有
像路徑保護(hù)為整段業(yè)務(wù)LSP (Label Switched Path,標(biāo)簽交換路徑)進(jìn)行 保護(hù)，建立一條和業(yè)務(wù)LSP并行的備份LSP，這條備份LSP平時(shí)不承載任何業(yè)務(wù)，
只在主鏈路失效時(shí)，入口路由器把流量切換到該路徑。
*局部保護(hù)為每個(gè)鏈路和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)的保護(hù)，在建立標(biāo)簽交換路時(shí)， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)為每條鏈路或節(jié)點(diǎn)計(jì)算備份路徑。平常備份路徑不傳輸數(shù)據(jù)，只有 在發(fā)生故障時(shí)，立即被其直接上游路由器檢測(cè)到，然后在該路由器上把流量立即 切換到該備份路徑。
*反向備份建立業(yè)務(wù)LSP的正向和反向兩條備份路徑，當(dāng)受保護(hù)的業(yè)務(wù) LSP發(fā)生故障時(shí)，將流量由一條反向備份路徑傳至入口節(jié)點(diǎn)，再由正向備份路徑 完成保護(hù)，正、反向備份路徑應(yīng)實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留。
*綜合保護(hù)同時(shí)采用多種保護(hù)策略，根據(jù)QoS需求的不同，應(yīng)用不同的 保護(hù)策略。
通常的保護(hù)機(jī)制中備用路徑需要資源預(yù)留，這樣在節(jié)點(diǎn)或鏈路未發(fā)生故障 時(shí)，浪費(fèi)了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，而且備用路徑是靜態(tài)的， 一旦發(fā)生故障該備
用路徑就失效，不適應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)動(dòng)態(tài)的拓?fù)?，因此需要新的基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)的 QoS業(yè)務(wù)流保護(hù)機(jī)制被提出。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方
法，來(lái)解決基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)的QoS業(yè)務(wù)流保護(hù)問(wèn)題。通過(guò)使用 本發(fā)明提出的方法可以在盡量節(jié)約衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源的的前提下，將受故障影響的流 量切換到動(dòng)態(tài)的虛擬備用路徑上。
技術(shù)方案本發(fā)明的基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方法中保護(hù)鏈路和
節(jié)點(diǎn)的備用路徑并不實(shí)現(xiàn)真實(shí)的資源預(yù)留，而是使用虛擬備用路徑，在衛(wèi)星節(jié)點(diǎn) 維護(hù)一個(gè)虛擬路徑映射表，在業(yè)務(wù)路徑失效的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)路徑切換到虛擬備
用路徑；在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障前，虛擬備用路徑完成重新選路和信令協(xié)議的標(biāo)簽分配 和映射，該虛擬路徑并不占用網(wǎng)絡(luò)中真實(shí)的帶寬資源，新的業(yè)務(wù)路徑生成時(shí)會(huì)占 用虛擬備用路徑，而且衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳粩喟l(fā)生變化，對(duì)虛擬備用路徑進(jìn)行維護(hù) 和更新；
虛擬備用路徑生成步驟如下
步驟1:按標(biāo)簽交換路徑的生成方法生成所有業(yè)務(wù)路徑的虛擬路徑；
步驟2:對(duì)每條虛擬路徑置一標(biāo)志；
步驟3:將虛擬路徑的信息分配到通過(guò)該虛擬路徑的各個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)；
步驟4:填寫(xiě)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑表中的虛擬路徑的輸入標(biāo)志、輸出標(biāo)志、
輸入接口、輸出端口和虛擬路徑標(biāo)志；
步驟5:如果某一時(shí)刻用戶需要?jiǎng)討B(tài)地改變某些虛擬路徑的保護(hù)力度，虛
擬路徑發(fā)生器為該虛擬路徑生成新的局部多備份路徑；
步驟6:如果有虛擬備用路徑需進(jìn)行全局更新，重新生成一條虛擬備用路徑；
歩驟7:設(shè)置一個(gè)閥值，即鏈路資源空閑的虛擬備用路徑的數(shù)目，當(dāng)業(yè)務(wù)
LSP數(shù)目太多導(dǎo)致鏈路資源空閑的虛擬備用路徑存在數(shù)小于閥值時(shí)，虛擬備用路 徑得到保護(hù)不被占用，直到大于該閥值； 虛擬備用路徑維護(hù)的步驟描述如下
步驟8:每當(dāng)有新的業(yè)務(wù)路徑生成時(shí)，虛擬備用路徑經(jīng)過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)發(fā)出一
個(gè)詢問(wèn)信令檢査其相鄰的路徑是否被業(yè)務(wù)路徑占用或失效；
步驟9:如果詢問(wèn)信令發(fā)現(xiàn)路徑被占用或失效，則通知被占用路徑的相鄰節(jié)
點(diǎn)修改虛擬路徑映射表，同時(shí)啟動(dòng)更新模塊；
驟10:每隔一段時(shí)間虛擬備用路徑經(jīng)過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)向路徑相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送
一個(gè)探測(cè)信令，檢査虛擬備用路徑所在的節(jié)點(diǎn)和鏈路是否失效；
步驟lh如果發(fā)現(xiàn)虛擬備用路徑所在的節(jié)點(diǎn)和鏈路失效，則向全網(wǎng)發(fā)送一
個(gè)失效信令，通知其他衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)更新模塊；
步驟12:如果探測(cè)信令沒(méi)發(fā)現(xiàn)虛擬備用路徑有任何異常，詢問(wèn)QoS業(yè)務(wù)流
是否結(jié)束，倘若QoS業(yè)務(wù)流還在傳輸，那么探測(cè)信令繼續(xù)檢查虛擬備用路徑； 虛擬備用路徑更新步驟如下
步驟13:利用衛(wèi)星鏈路具有冗余性的特點(diǎn)，由每段被占用或失效路徑間的
上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)生成一段從上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)到相鄰下游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的局部虛擬備份路
徑，并由上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和下游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)通知其同一虛擬備用路徑相鄰的衛(wèi)星節(jié)占.
歩驟14:對(duì)生成的虛擬備用總路徑進(jìn)行判斷，判斷由原虛擬路徑和局部虛
擬備份路徑組成的虛擬備用總路徑是否符合用戶的QoS需求，如果符合要求， 更新結(jié)束；
步驟15:如果不符合要求，通知虛擬路徑撤銷(xiāo)模塊，撤銷(xiāo)原虛擬備用路徑， 同時(shí)通知虛擬路徑發(fā)生器，生成一條新的虛擬備用路徑。
有益效果本發(fā)明的目的是提供一種保證QoS的基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)的保護(hù) 機(jī)制，來(lái)解決基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)的QoS業(yè)務(wù)流保護(hù)問(wèn)題。通過(guò)使 用本發(fā)明提出的方法可以在衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)或衛(wèi)星鏈路發(fā)生故障的時(shí)候，把QoS業(yè)務(wù) 轉(zhuǎn)移到動(dòng)態(tài)的虛擬備用路徑上，該虛擬備用路徑并不提前進(jìn)行資源預(yù)留，而是在 每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)上維護(hù)一張?zhí)摂M路徑映射表，網(wǎng)絡(luò)并不限制新的LSP占用該虛擬 備用路徑，如果有新的LSP占用了虛擬備用路徑，該路徑上的節(jié)點(diǎn)為新的LSP 和被占用的備用路徑所保護(hù)的LSP生成新的虛擬備用路徑，這樣， 一方面，節(jié) 約了因資源預(yù)留而浪費(fèi)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，另一方面，充分利用了網(wǎng)絡(luò)的空 閑資源實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。
簡(jiǎn)易性實(shí)行"分布式"的管理，每顆衛(wèi)星的工作量比較小，對(duì)基于MPLS 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中衛(wèi)星的星載處理能力的要求不高。
高效性在節(jié)點(diǎn)和鏈路發(fā)生故障的前，虛擬備用路徑已經(jīng)完成了重新選路和 信令協(xié)議的標(biāo)簽分配和映射，于是故障發(fā)生時(shí)業(yè)務(wù)流就能迅速切換到虛擬備用路 徑上。每顆衛(wèi)星維護(hù)一個(gè)虛擬路徑映射表，該表只在業(yè)務(wù)LSP生成時(shí)建立，當(dāng) 業(yè)務(wù)LSP撤銷(xiāo)時(shí)， 一同撤銷(xiāo)，同時(shí)只保存通過(guò)該衛(wèi)星的虛擬備用路徑，因此虛 擬路徑映射表的表項(xiàng)很少。
提高衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源的利用率不提前進(jìn)行資源預(yù)留，而是用"虛擬"的備用路
徑進(jìn)行保護(hù)，節(jié)約了因資源預(yù)留而浪費(fèi)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，充分利用了網(wǎng)絡(luò) 的空閑資源。
靈活性 一方面，通過(guò)虛擬備用路徑表，可以根據(jù)不同的QoS需求，動(dòng)態(tài)
地改變鏈路和節(jié)點(diǎn)的保護(hù)力度，不同的業(yè)務(wù)LSP或同一業(yè)務(wù)LSP的不同鏈路段 可以根據(jù)需要應(yīng)用不同備份策略；另一方面，動(dòng)態(tài)變化的虛擬備用路徑適應(yīng)衛(wèi)星 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臅r(shí)變性。
可擴(kuò)展性該保護(hù)策略適應(yīng)衛(wèi)星星座或衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)數(shù)目的改變，并可擴(kuò)展到基
于MPLS的多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。


圖1是基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)的QoS保護(hù)策略總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是虛擬備用路徑的示意圖。
圖3是虛擬路徑發(fā)生器的工作模型。
圖4是虛擬備用路徑的維護(hù)流程圖。 圖5是虛擬備用路徑的更新流程圖。
具體實(shí)施方式
一、體系結(jié)構(gòu)
基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)的QoS保護(hù)策略是在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)能把QoS業(yè)務(wù)流切 換到虛擬備用路徑的一種方法。該虛擬備用路徑不實(shí)現(xiàn)真實(shí)的資源預(yù)留，提高了 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的利用率，而且還能動(dòng)態(tài)地改變鏈路和節(jié)點(diǎn)的保護(hù)力度。其中， 虛擬路徑發(fā)生器，虛擬路徑維護(hù)模塊，虛擬路徑更新模塊，虛擬路徑撤銷(xiāo)模塊是 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的主要功能部件，下面就對(duì)幾個(gè)具體部分給出說(shuō)明
業(yè)務(wù)LSP:業(yè)務(wù)LSP入口衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和出口衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)通過(guò)標(biāo)簽交換協(xié)議建立 起來(lái)的分組標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
虛擬備用路徑 一條跟業(yè)務(wù)LSP有相同入端口和出端口、不經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)LSP中 任何節(jié)點(diǎn)、滿足用戶QoS需求、不實(shí)現(xiàn)真實(shí)的資源預(yù)留、通過(guò)標(biāo)簽交換協(xié)議建 立起來(lái)并不斷更新的分組標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
虛擬路徑映射表在通過(guò)虛擬備份路徑的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)上保存了虛擬備份路徑
的輸入標(biāo)志、輸出標(biāo)志、輸入接口、輸出端口和虛擬路徑標(biāo)志。虛擬路徑映射表
隨著虛擬路徑的更新而更新，當(dāng)業(yè)務(wù)LSP切換到虛擬備用路徑時(shí)，分組根據(jù)虛 擬路徑映射表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
虛擬路徑發(fā)生器該路徑發(fā)生器在按照生成業(yè)務(wù)路徑的方法生成虛擬備用
路徑，并將虛擬路徑的信息分配到通過(guò)該虛擬路徑的各個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)，在這些衛(wèi)星 節(jié)點(diǎn)中建立虛擬路徑表。通過(guò)虛擬路徑表，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，業(yè)務(wù)路徑就不用 花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行重新選路和信令協(xié)議的標(biāo)簽分配和映射。為了區(qū)分虛擬備用路徑和
業(yè)務(wù)LSP，虛擬備用路徑帶有一標(biāo)記，當(dāng)業(yè)務(wù)LSP失效切換至虛擬備用路徑時(shí)， 該標(biāo)記相應(yīng)地撤銷(xiāo)。當(dāng)用戶有新的QoS需求時(shí)，比如要增加某個(gè)節(jié)點(diǎn)或某條鏈 路的保護(hù)力度，路徑發(fā)生器根據(jù)用戶的請(qǐng)求，動(dòng)態(tài)地生成局部多備份，同時(shí)將修 改后的虛擬路徑信息分配到相應(yīng)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑映射表。當(dāng)業(yè)務(wù)LSP數(shù) 目太多使得鏈路資源空閑的虛擬備用路徑的數(shù)目小于設(shè)定的閥值時(shí)，對(duì)這些鏈路 資源空閑的虛擬備用路徑進(jìn)行保護(hù)，業(yè)務(wù)LSP不再占用這些虛擬備用路徑。 虛擬路徑維護(hù)模塊在該模塊中，使用了詢問(wèn)信令、探測(cè)信令和泛洪信令
來(lái)動(dòng)態(tài)地維護(hù)虛擬路徑。衛(wèi)星網(wǎng)與地面網(wǎng)絡(luò)不同，衛(wèi)星網(wǎng)會(huì)發(fā)生星間鏈路切換， 衛(wèi)星拓?fù)浒l(fā)生不斷的變化，而且由于并不進(jìn)行真實(shí)的資源預(yù)留，新生成的LSP 會(huì)占用虛擬備用路徑，這會(huì)導(dǎo)致虛擬備用路徑失效，因此應(yīng)對(duì)虛擬路徑進(jìn)行維護(hù)， 保證虛擬備用路徑的時(shí)效性。
虛擬路徑更新模塊在更新模塊中，使用局部更新和全局更新相結(jié)合的方 法。以局部更新的方法為主，在局部更新無(wú)效的情況下，使用全局更新。在更新 中生成的虛擬備用路徑可以跟其他的虛擬備用路徑部分或完全重疊。
虛擬路徑撤銷(xiāo)模塊當(dāng)業(yè)務(wù)流結(jié)束時(shí)，業(yè)務(wù)LSP撤銷(xiāo)，或當(dāng)虛擬備用路徑 進(jìn)行全局更新時(shí)，業(yè)務(wù)LSP發(fā)出一個(gè)通知信令給相應(yīng)的虛擬備用路徑，刪除經(jīng) 過(guò)該虛擬備用路徑的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑映射表表項(xiàng)。
二、方法流程
虛擬路徑發(fā)生器在每一條業(yè)務(wù)路徑生成的同時(shí)，按生成業(yè)務(wù)LSP的方法生 成所有業(yè)務(wù)路徑的虛擬備用路徑，虛擬路徑發(fā)生器設(shè)置一個(gè)閥值(鏈路資源空閑 的虛擬備用路徑的數(shù)目)，當(dāng)業(yè)務(wù)LSP數(shù)目太多導(dǎo)致鏈路資源空閑的虛擬備用路 徑存在數(shù)小于閥值時(shí)，業(yè)務(wù)LSP不再占用這些虛擬備用路徑，直到大于該闊值。 虛擬路徑發(fā)生器對(duì)虛擬備用路徑處理流程如下
1) .虛擬路徑發(fā)生器對(duì)每條虛擬備用路徑置一標(biāo)志；
2) .將虛擬備用路徑的信息分配到該虛擬備用路徑通過(guò)的各個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)；
3) .填寫(xiě)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑表中的虛擬備用路徑的輸入標(biāo)志、輸出標(biāo)志、 輸入接口、輸出端口和虛擬路徑標(biāo)志；
4) .判斷是否有用戶需要?jiǎng)討B(tài)地改變某些虛擬路徑的保護(hù)力度，若有，虛擬
路徑發(fā)生器為該虛擬路徑生成新的局部虛擬備份路徑，轉(zhuǎn)到l)，否則，轉(zhuǎn)到5);
5) .判斷是否有虛擬備用路徑需進(jìn)行全局更新，若有，虛擬路徑發(fā)生器為被
其保護(hù)的業(yè)務(wù)LSP重新生成一條虛擬備用路徑，轉(zhuǎn)到l)，否則，轉(zhuǎn)到6);
6) .是否有新的業(yè)務(wù)LSP生成，若有，生成虛擬備用路徑，否則，虛擬路徑 發(fā)生器暫時(shí)休息。
虛擬備用路徑建立后，就應(yīng)對(duì)虛擬路徑進(jìn)行維護(hù)，具體流程如下
1) .每當(dāng)有新的業(yè)務(wù)路徑生成時(shí)，虛擬備用路徑經(jīng)過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)詢
問(wèn)信令檢查其相鄰的路徑是否被業(yè)務(wù)路徑占用；
2) .如果詢問(wèn)信令發(fā)現(xiàn)路徑被占用，則通知被占用路徑的相鄰節(jié)點(diǎn)修改虛擬
路徑映射表，同時(shí)啟動(dòng)更新模塊；
3) .每隔一段時(shí)間虛擬備用路徑經(jīng)過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)向路徑相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)探 測(cè)信令，檢査虛擬備用路徑所在的節(jié)點(diǎn)和鏈路是否失效；
4) .如果發(fā)現(xiàn)虛擬路徑所在的節(jié)點(diǎn)和鏈路失效，則向全網(wǎng)發(fā)送一個(gè)失效信令， 通知其他衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)更新模塊；
5) .如果探測(cè)信令沒(méi)發(fā)現(xiàn)虛擬路徑有任何異常，詢問(wèn)業(yè)務(wù)流是否結(jié)束，倘若 業(yè)務(wù)流還在傳輸，那么探測(cè)信令繼續(xù)檢査虛擬路徑；否則，啟動(dòng)虛擬路徑撤銷(xiāo)模 塊。
一旦虛擬備用路徑發(fā)生改變，虛擬路徑的更新模塊被啟動(dòng)，更新模塊執(zhí)行的 具體流程如下
1) .利用衛(wèi)星鏈路具有冗余性的特點(diǎn)，由每段被占用或失效路徑間的上游衛(wèi) 星節(jié)點(diǎn)生成一段從上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)到相鄰下游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的局部虛擬備份路徑，并由 上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和下游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)通知其同一虛擬備用路徑的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)；
2) .對(duì)生成的虛擬備用總路徑進(jìn)行判斷，判斷由原虛擬路徑和局部虛擬備份 路徑組成的虛擬備用總路是否符合用戶的QoS需求，如果符合要求，更新結(jié)束；
3) .如果不符合要求，通知虛擬路徑撤銷(xiāo)模塊撤銷(xiāo)原虛擬備用路徑，同時(shí)通 知虛擬路徑發(fā)生器，重新生成一條虛擬備用路徑。
本發(fā)明的方法是通過(guò)動(dòng)態(tài)的虛擬備用路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和鏈路的保護(hù)。一 旦衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和鏈路失效，QoS業(yè)務(wù)流就切換該動(dòng)態(tài)的虛擬備用路徑上。本發(fā)明 的保護(hù)策略包括虛擬備用路徑的創(chuàng)建、維護(hù)、更新、撤銷(xiāo)幾個(gè)部分。通過(guò)動(dòng)態(tài) 的虛擬備用路徑的創(chuàng)建，為經(jīng)過(guò)虛擬備用路徑的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)建立虛擬路徑映射表， 由于該虛擬路徑不實(shí)現(xiàn)真實(shí)的資源預(yù)留而且衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫莿?dòng)態(tài)變化的，因此對(duì) 該路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)，通過(guò)維護(hù)，若發(fā)現(xiàn)有新的業(yè)務(wù)LSP占用了該虛擬備用路 徑或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化導(dǎo)致虛擬路徑失效時(shí)，則對(duì)該虛擬備用路徑進(jìn)行更新，進(jìn) 一步，若業(yè)務(wù)流結(jié)束或業(yè)務(wù)LSP重新生成，保護(hù)該業(yè)務(wù)LSP的虛擬備用路徑隨 之撤銷(xiāo)。該保護(hù)策略執(zhí)行流程如下-
1).某一時(shí)刻，入口衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)接收到一業(yè)務(wù)流，入口衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)根據(jù)鏈路狀態(tài) 數(shù)據(jù)庫(kù)、路由策略、業(yè)務(wù)的QoS需求生成業(yè)務(wù)LSP和虛擬備用路徑，并在虛擬 備用路徑所通過(guò)的節(jié)點(diǎn)建立虛擬路徑映射表。
2).衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地維護(hù)虛擬備用路徑，當(dāng)有新的業(yè)務(wù)LSP生成時(shí)，衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)詢問(wèn)信令跟相鄰的相關(guān)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)進(jìn)行會(huì)話，如果詢問(wèn)信令發(fā)現(xiàn)虛擬備 用路徑被占用或失效，則詢問(wèn)信令通知衛(wèi)星相鄰節(jié)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)虛擬備用路徑進(jìn)行 更新。在沒(méi)有新的業(yè)務(wù)LSP生成時(shí)，衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)會(huì)每隔一段時(shí)間發(fā)出一個(gè)探測(cè)信
令，如果發(fā)現(xiàn)虛擬路徑中有鏈路失效，則產(chǎn)生一個(gè)泛洪信令通知全網(wǎng)，同時(shí)對(duì)虛 擬備用路徑進(jìn)行更新。
3) .如果新生成的業(yè)務(wù)LSP占用了虛擬備用路徑或虛擬備用路徑失效，對(duì)虛擬用路徑進(jìn)行更新，更新規(guī)則如下
3a).只是虛擬備用路徑的其中一部分被占用或失效，按照局部更新原則，只 生成被占用段或失效段的新虛擬備用路徑，所得到的新虛擬備用路徑是原來(lái)未修 改的虛擬備用路徑和被占用段或失效段新備用路徑的集合，如果該備用路徑符合 業(yè)務(wù)的QoS需求，那么只需修改被占用路徑相鄰節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑映射表。
3b).若占用了整條備用路徑或按照局部更新原則并不能生成符合要求的備 用路徑，那么就重新生成一條虛擬備用路徑。
4) .當(dāng)業(yè)務(wù)流結(jié)束或業(yè)務(wù)LSP重新生成時(shí)，原業(yè)務(wù)LSP撤銷(xiāo)，隨之撤銷(xiāo)保 護(hù)該業(yè)務(wù)LSP的虛擬備用路徑所通過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑映射表表項(xiàng)；
5) .可以設(shè)置一個(gè)閥值(鏈路資源空閑的虛擬備用路徑的數(shù)目)，使得由于 業(yè)務(wù)LSP數(shù)目太多導(dǎo)致鏈路資源空閑的虛擬備用路徑存在數(shù)小于閥值時(shí)，虛擬 備用路徑的占用停止，直到大于該閥值。
權(quán)利要求
1.一種基于多協(xié)議標(biāo)簽交換的衛(wèi)星網(wǎng)保護(hù)方法，其特征在于該保護(hù)方法中保護(hù)鏈路和節(jié)點(diǎn)的備用路徑并不實(shí)現(xiàn)真實(shí)的資源預(yù)留，而是使用虛擬備用路徑，在衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)虛擬路徑映射表，在業(yè)務(wù)路徑失效的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)路徑切換到虛擬備用路徑；在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障前，虛擬備用路徑完成重新選路和信令協(xié)議的標(biāo)簽分配和映射，該虛擬備用路徑并不占用網(wǎng)絡(luò)中真實(shí)的帶寬資源，新的業(yè)務(wù)路徑生成時(shí)可以占用虛擬備用路徑，而且衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳粩喟l(fā)生變化，需要對(duì)虛擬備用路徑進(jìn)行維護(hù)和更新；虛擬備用路徑生成步驟如下步驟1按標(biāo)簽交換路徑的生成方法生成所有業(yè)務(wù)路徑的虛擬路徑；步驟2對(duì)每條虛擬路徑置一標(biāo)志；步驟3將虛擬路徑的信息分配到通過(guò)該虛擬路徑的各個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)；步驟4填寫(xiě)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑表中的虛擬路徑的輸入標(biāo)志、輸出標(biāo)志、輸入接口、輸出端口和虛擬路徑標(biāo)志；步驟5如果某一時(shí)刻用戶需要?jiǎng)討B(tài)地改變某些虛擬路徑的保護(hù)力度，虛擬路徑發(fā)生器為該虛擬路徑生成新的局部多備份路徑；步驟6如果有虛擬備用路徑需進(jìn)行全局更新，重新生成一條虛擬備用路徑；步驟7設(shè)置一個(gè)閥值，即鏈路資源空閑的虛擬備用路徑的數(shù)目，當(dāng)業(yè)務(wù)LSP數(shù)目太多導(dǎo)致鏈路資源空閑的虛擬備用路徑存在數(shù)小于閥值時(shí)，虛擬備用路徑得到保護(hù)不被占用，直到大于該閥值；虛擬備用路徑維護(hù)的步驟描述如下步驟8每當(dāng)有新的業(yè)務(wù)路徑生成時(shí)，虛擬備用路徑經(jīng)過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)詢問(wèn)信令檢查其相鄰的路徑是否被業(yè)務(wù)路徑占用或失效；步驟9如果詢問(wèn)信令發(fā)現(xiàn)路徑被占用或失效，則通知被占用路徑的相鄰節(jié)點(diǎn)修改虛擬路徑映射表，同時(shí)啟動(dòng)更新模塊；步驟10每隔一段時(shí)間虛擬備用路徑經(jīng)過(guò)的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)向路徑相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)探測(cè)信令，檢查虛擬備用路徑所在的節(jié)點(diǎn)和鏈路是否失效；步驟11如果發(fā)現(xiàn)虛擬備用路徑所在的節(jié)點(diǎn)和鏈路失效，則向全網(wǎng)發(fā)送一個(gè)失效信令，通知其他衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)更新模塊；步驟12如果探測(cè)信令沒(méi)發(fā)現(xiàn)虛擬備用路徑有任何異常，詢問(wèn)QoS業(yè)務(wù)流是否結(jié)束，倘若QoS業(yè)務(wù)流還在傳輸，那么探測(cè)信令繼續(xù)檢查虛擬備用路徑；虛擬備用路徑更新步驟如下步驟13利用衛(wèi)星鏈路具有冗余性的特點(diǎn)，由每段被占用或失效路徑間的上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)生成一段從上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)到相鄰下游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的局部備份路徑，并由上游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和下游衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)通知其同一虛擬備用路徑相鄰的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)；步驟14對(duì)生成的虛擬備用總路徑進(jìn)行判斷，判斷由原虛擬路徑和局部虛擬備份路徑組成的虛擬備用總路徑是否符合用戶的QoS需求，如果符合要求，更新結(jié)束；步驟15如果不符合要求，通知虛擬路徑撤銷(xiāo)模塊，撤銷(xiāo)原虛擬備用路徑，同時(shí)通知虛擬路徑發(fā)生器，生成一條新的虛擬備用路徑。虛擬備用路徑撤銷(xiāo)步驟如下步驟16當(dāng)業(yè)務(wù)流結(jié)束時(shí)，業(yè)務(wù)標(biāo)簽交換路徑撤銷(xiāo)，或當(dāng)虛擬備用路徑進(jìn)行全局更新時(shí)，業(yè)務(wù)標(biāo)簽交換路徑發(fā)出一個(gè)通知信令給相應(yīng)的虛擬備用路徑，刪除經(jīng)過(guò)該虛擬備用路徑的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的虛擬路徑映射表表項(xiàng)。
全文摘要
基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)的保護(hù)策略是一種基于MPLS衛(wèi)星網(wǎng)的故障保護(hù)機(jī)制，主要用于解決基于MPLS的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)QoS業(yè)務(wù)流的保護(hù)問(wèn)題。跟傳統(tǒng)的保護(hù)策略不同，本發(fā)明中的虛擬備用路徑并不實(shí)現(xiàn)真實(shí)的資源預(yù)留，因此提高了衛(wèi)星網(wǎng)帶寬資源的利用率，還可以動(dòng)態(tài)地改變業(yè)務(wù)流的保護(hù)力度，具有一定的靈活性，進(jìn)一步考慮到衛(wèi)星網(wǎng)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)虛擬備用路徑的維護(hù)，使得虛擬路徑不會(huì)因衛(wèi)星網(wǎng)拓?fù)涞淖兓?，該保護(hù)策略還可以解決星間切換產(chǎn)生的業(yè)務(wù)LSP失效問(wèn)題，通過(guò)使用本發(fā)明提出的方法可以在衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)或衛(wèi)星鏈路失效的時(shí)候，把QoS業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)移到虛擬備用路徑上。
文檔編號(hào)H04L12/28GK101345651SQ20081002145
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者孫力娟, 張登銀, 徐小龍, 萍 林, 王汝傳, 彥 鄭, 元 饒 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)