一种基于SDN的MPLSVPN标签转发路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SDN的MPLS VPN标签转发路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：1）设置参数；2）SDN控制器制定统一分配策略；3）计算物理路径；4）创建LSP数据；5）SDN控制器同步LSP过程；6）SDN控制器合并LSP过程。这种方法具有LSP规划简单、出错机率小、应对极端网络故障良好，能提高SDN技术的可用性满足用户的严苛要求。苛要求。苛要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的MPLS VPN标签转发路径规划方法


[0001]本专利技术涉及软件定义分组传送网SPTN(Software Defined Packet Transport Network，简称SPTN)技术，尤其一种采用软件定义网络SDN(Software Defined Network,简称SDN)控制器软件集中式规划大规模扁平化MPLS VPN分组传送网的标签转发路径方法，具体是一种基于SDN的MPLS VPN多协议标签交换MPLS(Multi
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Protocol Label Switching，简称MPLS)虚拟专用网络VPN(VirtualPrivateNetwork，简称VPN)标签转发路径规划方法。

技术介绍

[0002]软件定义网络SDN是当前网络发展的必然趋势，将SDN和分组传送网PTN相结合，可充分满足用户业务开通便捷、提高维护效率、提高网络资源利用率、提高抗毁能力。SDN控制器是SDN集中控制技术的关键，为避免控制器单点故障影响系统可靠性通常将多个控制器采用主从master
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slave分布式部署，该方案的一个关键问题是保持主和从控制器之间数据同步的正确性和一致性。2层和3层MPLS VPN网络是PTN网络的典型组网方案，该方案组网时需要创建大量的MPLS VPN网络总部和各个站点之间的标签转发路径LSP(Label Switching Path，简称LSP)，传统方案采用分布式的标签分配协议LDP(Label Distribution Protocol，简称LDP)或基于流量工程扩展的资源预留协议RSVP
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TE(Resource ReSerVation Protocol
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Traffic Engineering，简称RSVP
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TE)创建LSP过于复杂，目前已逐渐被基于SDN控制器软件集中式创建LSP的简单方案所替代。因此，SDN控制器软件成为当前MPLS VPN网络中的关键一环，在大规模和扁平化MPLS VPN组网中如何简单、可靠、快速的按需创建和拆除LSP，以及在SDN控制器软件主从分布式部署时保证控制器之间LSP数据的正确性和一致性，控制平面的控制器和转发平面的网元之间LSP数据的一致性和正确性是MPLS VPN网络工程应用领域的重要课题。
[0003]在对MPLS VPN网络LSP稳定性要求严苛场景下，目前基于SDN的集中式LSP规划方法在工程应用中存在以下几个需要解决的问题：
[0004]1.SDN控制器按传统自协商方法对LSP保护组标识、全局LSP标识、网元LSP标识、及标签值均采用随机分配方式，转发平面产生了数据冲突时，不同LSP互相影响，无法实现总部到单个站点的LSP故障隔离，另外，网络规模较大时定位LSP故障原因困难；
[0005]2.SDN控制器按传统自协商方法LSP保护组标识、全局LSP标识、网元LSP标识、及标签值均采用随机分配方式，控制平面数据复制过程出错产生冲突时，接收控制器无法判决冲突的数据应该属于哪个总部和站点，错误处理困难；
[0006]3.SDN控制器按传统自协商方法对LSP保护组、全局LSP标识、网元LSP标识、及标签值等均采用随机分配方式，控制平面主从分布式部署场景SDN控制器发生“脑裂”形成多个主控制器独立运行容易发生LSP保护组标识、全局LSP标识、网元LSP标识、及标签分配冲突，“脑裂”修复后多个主控制器的数据合并困难。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于SDN的MPLS VPN标签转发路径规划方法。这种方法具有LSP规划简单、出错机率小、应对极端网络故障良好，能提高SDN技术的可用性满足用户的严苛要求。
[0008]实现本专利技术目的的技术方案是：
[0009]一种基于SDN的MPLS VPN标签转发路径规划方法，包括如下步骤：
[0010]1)设置参数：网管系统分别设置MPLS VPN网络的总部数量N1、站点数量N2、总部和站点之间的LSP保护组内LSP最大数量N3，下发给每个SDN控制器；
[0011]2)SDN控制器制定统一分配策略：SDN控制器接收网管下发的步骤1)中的N1、N2、和N3参数后制定标LSP数据的统一分配策略，统一分配策略为：
[0012]2‑
1)不同于传统自协商随机分配LSP保护组标识方式，SDN控制器为每个总部X和每个站点m之间分配1个唯一的LSP保护组标识范围LspGroupId：(X
‑
1)*N2+m，其中，1<＝X<＝N1，1<＝m<＝N2；
[0013]2‑
2)不同于传统自协商随机分配LSP标识方式，SDN控制器为每个LSP保护组内的N3条LSP分别分配唯一标识范围LspId：(LspGroupId
‑
1)*N3+j，1<＝j<＝N3；
[0014]2‑
3)不同于传统自协商随机分配标签值方式，SDN控制器为每条LSP分配1个唯一的入标签:(LspId
‑
1)*2+1和1个唯一的出标签：(LspId
‑
1)*2+2；
[0015]3)计算物理路径：网管下发业务意图给主SDN控制器，主SDN控制器规划MPLS VPN标签转发路径，包括：
[0016]3‑
1)给每个总部和每个站点之间创建一个LSP保护组实例；
[0017]3‑
2)给每个LSP保护组实例计算物理路径，若物理路径计算成功，创建1条LSP实例，并给物理路径穿过的所有网元创建网元LSP
‑
PE或LSP
‑
P实例，若物理路径计算失败，则停止计算；
[0018]3‑
3)重复3
‑
2步骤计算，直到数量满足N3或者计算物理路径失败停止计算；
[0019]4)创建LSP数据：包括：
[0020]4‑
1)网管系统下发MPLS VPN网络业务意图给主SDN控制器，主SDN控制器接收网管下发的业务意图后创建LSP数据，包括：LSP保护组实例、LSP实例、网元LSP
‑
PE实例及网元LSP
‑
P实例，其中，
[0021]4‑1‑
1)LSP保护组实例内容如表1所示：
[0022]表1
[0023]字段名称数据类型含义Iduint32LSP保护组标识SrcDevicestring“起始”网元标识DstDevicestring“末端”网元标识Lspuint32[]LSP标识集合Expuint8优先级Bandwidthuint32带宽需求InLabeluint32入标签OutLabeluint32出标签
；
[0024]4‑1‑
2)LSP实例内容如表2所示：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的MPLS VPN标签转发路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：1）设置参数：网管系统分别设置MPLS VPN网络的总部数量N1、站点数量N2、总部和站点之间的LSP保护组内LSP最大数量N3，下发给每个SDN控制器；2）SDN控制器制定统一分配策略： SDN控制器接收网管下发的步骤1）中的N1、N2、和N3参数后制定标LSP数据的统一分配策略，统一分配策略为：2
‑
1）SDN控制器为每个总部X和每个站点m之间分配1个唯一的LSP保护组标识范围LspGroupId：（X
‑
1）*N2+m，其中，1<=X<=N1，1<=m<=N2；2
‑
2）SDN控制器为每个LSP保护组内的N3条LSP分别分配唯一标识范围LspId：（LspGroupId
‑
1）*N3+j，1<=j<=N3；2
‑
3）SDN控制器为每条LSP分配1个唯一的入标签:（LspId
‑
1）*2+1和1个唯一的出标签：（LspId
‑
1）*2+2；3）计算物理路径：网管下发业务意图给主SDN控制器，主SDN控制器规划MPLS VPN标签转发路径，包括：3
‑
1）给每个总部和每个站点之间创建一个LSP保护组实例；3
‑
2）给每个LSP保护组实例计算物理路径，若物理路径计算成功，创建1条LSP实例，并给物理路径穿过的所有网元创建网元LSP
‑
PE或 LSP
‑
P实例，若物理路径计算失败，则停止计算；3
‑
3）重复3
‑
2步骤计算，直到数量满足N3或者计算物理路径失败停止计算；4）创建LSP数据：包括：4
‑
1）网管系统下发MPLS VPN网络业务意图给主SDN控制器，主SDN控制器接收网管下发的业务意图后创建LSP数据，包括：LSP保护组实例、LSP实例、网元LSP
‑
PE实例及网元LSP
‑
P实例，其中，4
‑1‑
1）LSP保护组实例内容如表1所示：表1字段名称数据类型含义Iduint32LSP保护组标识SrcDevicestring“起始”网元标识DstDevicestring“末端”网元标识Lspuint32[]LSP标识集合Expuint8优先级Bandwidthuint32带宽需求InLabeluint32入标签OutLabeluint32出标签；4
‑1‑
2）LSP实例内容如表2所示：表2字段名称数据类型含义Iduint32LSP标识Oamuint32Oam标识
OamIvluint32Oam周期SrcLspPeuint32“起始”网元LSP
‑
PE标识DstLspPeuint32“末端”网元LSP
‑
PE标识LspPsuint32[]“中间”网元LSP
‑
P标识；4
‑1‑
3）网元LSP
‑
PE实例即起始和末端节点内容如表3所示，其中标识等于LSP实例标识，入标签和出标签等于LSP实例的入标签和出标签：表3字段名称数据类型含义Iduint32网元LSP
‑
PE标识LspGroupIduint32LS...

【专利技术属性】
技术研发人员：高荣亮，邱帆，李侦，陈鹏，谭绍峰，肖雁鹏，王昆，黄林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：