流量工程隧道的关联保护方法及装置 【技术领域】
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种流量工程隧道的关联保护方法及装置。
背景技术
目前，在IP承载网的骨干部分，通常都会部署有多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switch，MPLS)，它提供纯IP转发不能提供的重要特性；不同的业务用不同的标签交换路径(Label Switch Path，LSP)进行传输，从而实现不同业务的相互隔离。同时，通过MPLS流量工程(Traffic Engineer，TE)技术为LSP进行带宽预留、提供服务质量保证、进行流量工程的控制；并通过MPLS流量工程的快速重路由(Fast Reroute，FRR)技术来对LSP进行保护，使得在网络故障时提供快速的流量恢复，达到流量中断＜50ms的电信级可靠性要求。
当前IP承载网上承载的业务一般包括点到点(Point to Point，P2P)的业务，例如传统的语音业务，所传输的报文主要是单播的IP报文，以P2P业务的FRR保护为例，如图1所示为P2P业务FRR保护的组网结构示意图，图中：从源节点到目标节点的隧道称之为承载用户业务的主隧道，它的路径是源节点-＞P1-＞p2-＞目标节点；而旁边从P1-P3-P4-目标节点的旁路Bypass隧道是一个专用于保护主隧道的备份隧道。该备份隧道的保护范围是链路P1-P2或P2节点的故障，其中P1节点称为本地修复点(Point of Local Repair，PLR)节点，而目标节点称为合入点(Merge Point，MP)节点。
当PLR节点P1检测到被保护链路P1-P2或被保护节点P2发生故障时，就立即把业务流量切换到Bypass隧道进行传输，即快速重路由到路径P1-P3-P4-目标节点的隧道上传输。同时为了能使MP节点能正确处理从Bypass隧道传输过来的业务流量，PLR节点要使用MP节点分配给P2的标签L1来封装业务流量的标签包，这里所述的MP节点分配给P2的标签L1被称为MP标签。
除上述所说的P2P业务之外，随着IP视频等点到多点(Point to Multi-Point，P2MP)业务的开展越来越普遍，IP承载网除了要承载原有的点到点业务外，也需要承载点到多点的组播业务。而针对P2MP流量工程隧道的保护方法又有所不同，如图2所示为P2MP流量工程隧道保护的组网结构示意图，图中：从源节点到3个目标节点的一个P2MP TE隧道为传输用户业务的主隧道，其路径是从源节点-P1-P2-目标节点；若针对P2进行节点的FRR保护，则与P2P隧道的FRR保护一样，P1为PLR节点，但与P2P情况不同的是MP节点有3个。为此，在现有技术的方案中，会创建一个以PLR节点P1为根节点，以3个目标节点为叶子节点的P2MP Bypass隧道，即P1-P3-P4-目标节点，从而使用该Bypass隧道对P2进行节点保护。
从以上所述的P2P或P2MP隧道的保护方案来看，由于其针对主隧道中的节点是采用Bypass隧道的方式来保护的，而在现实组网中，网络的拓扑结构是非常复杂的，这样在网络部署和维护上就非常的繁琐，如果想要完整的保护整个主隧道，所需要的Bypass隧道的数量就会比较多，这样就会造成带宽的严重浪费；而且上述的方法也难以适应节点的动态变化，以P2MP隧道的保护来说，当P2MP主隧道增加一个目标节点或删除一个目标节点时，都可能引起主隧道的多个分岔节点的出口分支变化，则对这些分岔节点的FRR保护的MP节点也会发生变化。如果MP增加了，而原来的Bypass隧道的叶子不能覆盖新增的MP，则需要增加P2MP Bypass隧道地叶子，或绑定新的Bypass隧道，或创建新的Bypass隧道来覆盖新增叶子；如果MP减少了，那么可能需要相应删除Bypass隧道的叶子，但由于一个Bypass隧道往往保护多个主隧道，当其它主隧道还需要时，该Bypass隧道的叶子有可能就不能删除，则发生FRR保护倒换后，就会有多余流量传到已经不是主隧道上的MP节点，这一方面造成带宽浪费，另一方面接收到多余流量的MP节点还需要检测出这些多余流量并丢弃，这样就增加了其处理负担，从而导致转发性能的下降。
综上所述，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：现有技术方案在网络部署上非常的繁琐，所需要的Bypass隧道的数量也较多，使得网络带宽严重的浪费；同时网络的维护也很困难，可扩展性也较差，从而影响了网络的运营。
【发明内容】
本发明实施方式提供一种流量工程隧道的关联保护方法、装置及系统，能够使网络部署更加的简化，并减少所需要的隧道数量，从而节省了所需要的网络带宽；同时使网络维护更加的容易，提高了网络运营质量。
本发明实施方式是通过以下技术方案实现的：
一种流量工程隧道的关联保护方法，包括：
目标节点根据选收策略，选择从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以源节点为根节点，目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道；
若当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障，则切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。
本发明实施方式还提供了一种流量工程隧道的关联保护装置，所述装置包括：
业务流量接收单元，用于根据选收策略，选择从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以源节点为根节点，目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道；
故障切换单元，用于在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。
本发明具体实施方式还提供了一种采用流量工程隧道关联保护方法的传输系统，所述系统包括：
源节点，用于向目标节点发送业务流量；
所述目标节点中包括业务流量接收单元，用于根据选收策略，选择从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；
其中，所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以所述源节点为根节点，所述目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道；
所述目标节点中还包括故障切换单元，用于在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。
由上述所提供的技术方案可以看出，在网络正常的情况下，目标节点根据选收策略，从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以源节点为根节点，目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道；在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，再切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量，从而实现了业务流量的快速恢复。该技术方案简化了网络部署，减少了所需要的隧道数量，从而节省了所需要的网络带宽；同时还可以使网络维护更加的容易，提高了网络运营的质量。
【附图说明】
图1为现有技术中P2P业务FRR保护的组网结构示意图；
图2为现有技术中P2MP流量工程隧道保护的组网结构示意图；
图3为本发明实施方式所提供方法的流程示意图；
图4为本发明实施方式所提供装置的结构示意图；
图5为本发明所举具体实施例1的结构示意图；
图6为本发明所举具体实施例1所述关联保护的结构示意图；
图7为本发明所举具体实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
本发明实施方式提供了一种流量工程隧道的关联保护方法、装置及系统。通过建立至少两条流量工程TE隧道而形成关联保护关系，在网络正常时，业务流量从这些TE隧道中发送到各目标节点上，各目标节点进行业务流量的选收；在网络故障而引起相关目标节点的当前接收业务流量的TE隧道发生故障时，该目标节点在检测到故障后进行本地保护切换，即切换到另一条TE隧道中接收业务流量，从而实现了业务流量的快速恢复。该技术方案简化了网络部署，减少了所需要的隧道数量，从而节省了所需要的网络带宽；同时还可以使网络维护更加的容易，提高了网络运营的质量。
现结合附图对本发明的具体实施方式进行说明，如图3所示为本发明实施方式所提供方法的流程示意图，所述方法包括：
31：根据选收策略，从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量。
具体来说，在源节点上先导入业务流量，由源节点将导入的业务流量在预先建立的至少两条流量工程隧道中发送到目标节点；目标节点根据预设的选收策略，从预先建立的这至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；而其他流量工程隧道中所接收的业务流量可以丢弃；也可以进行监视，监控其链路情况，或进行其他的操作。
上述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以源节点为根节点，目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道。而根据实际的组网需要，源节点的个数可以是1个，也可以是不同的两个或多个；而目标节点的个数则根据业务需求而定，如果是P2P业务，那么目标节点为1个，如果是P2MP业务，那么目标节点就可以是多个。
另外，所述选收策略是根据用户的需求而进行预设的，例如若预先建立的流量工程隧道为两条，则用户可以设定其中一条为主隧道，另一条为备用隧道，那么目标节点在接收业务流量时，就会优先选择从主隧道上接收业务流量，而将备用隧道中接收的业务流量丢弃；也可以在接收业务流量时，不设定主备用隧道，而根据网络的实际状况，选择传输质量较高的流量隧道来接收，具体要根据实际的需求来接收。
32：在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。
具体来说，上述31中描述了在网络正常时进行业务流量发送接收的处理过程，那么在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，就切换到其他流量工程隧道中的一条上来接收业务流量。举例来说，若将当前接收业务流量的流量工程隧道称为主隧道，其他流量工程隧道称为备用隧道，则在网络故障而导致主隧道发生故障时，目标节点通过预先部署的快速故障检测机制快速的检测出主隧道发生了故障，就切换到其中一条备用隧道来接收业务流量，这样形成了路径故障的保护倒换；选择切换到哪一条备用隧道来接收业务流量，可以根据预先制定的策略或网络状况来决定。
通过以上技术方案的实施，就可以实现业务流量的快速恢复，同时由于本申请具体实施方式所述的关联保护最少只需要两个隧道就可以实现，有效简化了网络部署，减少了所需要的隧道数量，这样就节省了所需要的网络带宽；同时还可以使网络维护更加的容易，提高了网络运营的质量。
值得注意的是，若传输的业务是P2MP的业务，目标节点有多个，那么对单个目标节点来说，当前接收业务流量的流量工程隧道可能被设定成不一样的隧道，例如若预先建立的流量工程隧道为两条，则将其分别定义为隧道1和隧道2；而目标节点有3个时，目标节点1当前接收业务流量的流量工程隧道是隧道1，目标节点2当前接收业务流量的流量工程隧道也是隧道1，而目标节点3当前接收业务流量的流量工程隧道则是隧道2，那么在这种情况下，当隧道1发生了故障时，目标节点1和目标节点2就需要将流量工程隧道切换到隧道2来接收业务流量；而目标节点3则不需要进行切换，继续使用隧道2来接收业务流量。
另外，当进行32切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量之后，目标节点还可以发送告警信息到源节点，告知源节点原来传输业务流量的流量工程隧道发生了故障；源节点在收到所述告警信息之后，就会自动重建或修复发生故障的流量工程隧道的路径，恢复该发生故障的流量工程隧道，具体可以通过重路由机制来自动重建发生故障的流量工程隧道的路径；也可以发出报警信号后，由人工对发生故障的路径进行修复。当新的路径重建或修复好时，就可以重新形成关联保护。
另外，若发生故障的隧道是主隧道，那么在主隧道恢复之后，还可以采用自动或手工触发的方式切换到该恢复的主隧道上接收业务流量，以保证业务传输的高质量。
另外，预先建立的流量工程隧道之间是相互关联的，具体是通过在这些流量工程隧道的入标签映射(In Label Mapping，ILM)表项中分别增加选取标志和关联指针，以此来实现流量工程隧道之间的相互关联，并且使目标节点从其中一条流量工程隧道中接收业务流量。具体来说，设置各流量工程隧道的入标签映射表项中的关联指针相互指向其他流量工程隧道中的一条。当目标节点选定了当前接收业务流量的流量工程隧道时，该接收业务流量的流量工程隧道的入标签映射表项中的选取标志就被设置为选取，表示正常接收业务流量；而其他流量工程隧道的入标签映射表项中的选取标志设置为不选取，表示不选取该流量工程隧道来接收业务流量。
当所选定的当前接收流量的流量工程隧道发生故障时，该目标节点根据当前接收流量的流量工程隧道的入标签映射表项中的关联指针的指示，定位到另一条流量工程隧道的入标签映射表项中；将该另一条流量工程隧道的入标签映射表项中的选取标志设置为选取，表示从所述另一条流量工程隧道上正常接收业务流量；并设置发生故障的流量工程隧道的入标签映射表项中的选取标志为不选取，表示不选取该流量工程隧道来接收业务流量，这样关联保护的切换就完成了。
本发明实施方式还提供了一种流量工程隧道的关联保护装置，如图4所示为所述装置的结构示意图，所述装置包括业务流量接收单元和故障切换单元，其中所述的业务流量接收单元用于根据选收策略，选择从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以源节点为根节点，目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道。
所述的故障切换单元用于在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。具体的切换方式如方法实施方式中所述。
另外，所述装置还包括告警发送单元，所述的告警发送单元用于发送告警信息到源节点，告知源节点流量工程隧道发生故障；其中，所述源节点在收到所述告警信息之后，重建或修复发生故障的流量工程隧道的路径，恢复该发生故障的流量工程隧道。
另外，所述装置还包括故障检测单元，所述的故障检测单元用于通过预设的快速故障检测机制，检测所述的两条流量工程隧道是否发生故障；并将检测结果上报给所述故障切换单元。
以上所述的装置可以集成设置于目标节点上；也可以设置成单独的功能实体，与目标节点保持连接关系。
本发明具体实施方式还提供了一种采用流量工程隧道关联保护方法的传输系统，所述系统包括源节点、目标节点和流量工程隧道，其中所述的源节点用于向目标节点发送业务流量。
所述目标节点中包括业务流量接收单元，该业务流量接收单元用于根据选收策略，选择从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量。
其中，所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以所述源节点为根节点，所述目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道。
所述目标节点中还包括故障切换单元，该故障切换单元用于在当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障时，切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。
为进一步描述本发明实施方式，现结合具体的实施例对其技术方案作进一步说明：
实施例1：不同源节点的P2MP TE隧道关联保护
如图5所示为本发明所举具体实施例1的结构示意图，图中：源节点1和2都能接收上游发来的业务流量；该业务流量需要传输到目标节点1、目标节点2、目标节点3和目标节点4中；在本实施例中，预先建立的流量工程隧道为两条，具体实现过程如下：
在源节点1上创建一个以源节点1为根节点，以目标节点1、目标节点2、目标节点3和目标节点4为叶子节点的P2MP TE隧道，称为P2MP_TE_TUNNEL1。
在源节点2上创建一个以源节点2为根节点，以目标节点1、目标节点2、目标节点3和目标节点4为叶子节点的另一条P2MP TE隧道，称为P2MP_TE_TUNNEL2。同时，该隧道在进行路径计算或路径配置时，需要与P2MP_TE_TUNNEL1的路径尽量分离，且共享风险组(Share Risk Group，SRG)也分离，以使两个隧道能够形成更好的相互保护效果。
通过协议扩展或人工配置的方式，在目标节点1、目标节点2、目标节点3和目标节点4上将P2MP_TE_TUNNEL1和P2MP_TE_TUNNEL2进行1+1关联，也就是使各叶子节点获知并维护P2MP_TE_TUNNEL1和P2MP_TE_TUNNEL2之间的相互保护关系；同时对转发平面进行设置，来控制本节点只能从P2MP_TE_TUNNEL1和P2MP_TE_TUNNEL2中的一个接收流量。
在本实施例1中，可以在各节点转发平面的ILM表项中增加一个选取标志和关联指针，两个隧道的ILM表项的关联指针相互指向对方；对当前选定接收业务流量的隧道，其ILM表项的选取标志可以置为1，表示正常接收，而另一个ILM表项的选取标志可以置为0，表示需要丢弃或进行其他的处理。
然后在两个隧道的根节点，即源节点1和源节点2导入业务流量，使得业务流量同时由两个P2MP TE隧道中发送往各叶子节点，即目标节点1、目标节点2、目标节点3和目标节点4。当业务流量分别从两个隧道到达各个叶子节点后，每个叶子节点都独立地根据预设的接收策略，从两个关联隧道之一接收业务流量并进行后继正常转发处理。
以上所述是两个P2MP TE隧道的创建并进行1+1关联，在网络正常的情况进行流量的“双发选收”的处理过程。在本实施例1中，将叶子节点当前正从其中接收业务流量的那一个隧道称为主隧道，而另一个称为备用隧道。值得注意的是，对不同的叶子节点主隧道可能不相同，例如对目标节点1来说，它可能当前正从P2MP_TE_TUNNEL1来接收流量，则该隧道就为主隧道；而对另一个目标节点4来说，它可能当前正从P2MP_TE_TUNNEL2来接收流量，则该隧道就为主隧道。
下面再描述在网络故障时，1+1关联P2MP TE隧道如何进行保护，如图6所示为本实施例1所述关联保护的结构示意图，图中：由于网络发生了故障，导致向目标节点1传输业务流量的P2MP_TE_TUNNEL1发生了故障，并且向目标节点4传输业务流量的P2MP_TE_TUNNEL2也发生了故障。下面以目标节点1的处理为例说明流量的保护恢复过程：
首先，目标节点1通过事先部署的快速故障检测机制，例如P2MP LSP BFD或P2MP MPLS OAM等，快速的检测到P2MP_TE_TUNNEL1发生了故障。
由于P2MP_TE_TUNNEL1为当前目标节点1的主用隧道，则目标节点1就切换到备用的P2MP_TE_TUNNEL2来接收业务流量，则P2MP_TE_TUNNEL2变为主用隧道，P2MP_TE_TUNNEL1就变为了备用隧道。值得注意的是，若发生故障的通道为备用隧道，则目标节点1仍然继续保持从主隧道来接收业务流量。
在进行切换之后，目标节点1还可以发送协议消息通知源节点1主隧道发生了故障；源节点1在收到故障消息后，就可以通过重路由机制自动重建主隧道的路径或采用人工修复的方式来恢复该路径，当新路径恢复成功后，就重新形成路径的1+1关联保护。
以上目标节点4路径故障的1+1保护倒换和恢复处理过程和目标节点1的处理过程是类似的，此处就不再赘述了。
如前所述，在本实施例1中是通过在ILM表项中增加选取标志和关联指针来实现的，那么在发生故障时的1+1保护倒换就可以通过如下方式来实现：首先，叶子节点根据主隧道的ILM表项的关联指针定位到备用隧道的ILM表项中；然后取消备用隧道ILM表项的选取标志，即将选取标志置为1，则从备用隧道中收到的业务流量就会被正常接收处理，备用隧道就转变成主用隧道；再设置原主用隧道的ILM表项的选取标志，将选取标志置为0，此时原主用隧道就转变成备用隧道，后续就不接收来自该隧道的业务流量。至此，路径故障的1+1保护切换就完成了。
从以上技术方案可以看出，P2MP TE隧道关联保护方法在网络故障时的流量中断时间等于叶子节点检测到故障的时间加上保护切换的时间。利用BFD或MPLS OAM等快速检测机制，叶子节点一般能在30ms或更短的时间检测到故障，并且一般也能在20ms内完成保护切换，从而达到＜50ms的流量中断性能。同时，由于关联保护最少只需要两个隧道就可以实现，简化了网络部署，减少了所需要的隧道数量，这样就节省了所需要的网络带宽；同时还可以使网络维护更加的容易，提高了网络运营的质量；在本实施例中，对不同源节点的P2MPTE隧道进行关联保护，还可以解决源节点单点失效问题，增强网络的可靠性和稳定性，提高运营质量。
实施例2：相同源节点的P2MP TE隧道关联保护
实施例1描述了不同源节点的P2MP TE隧道1+1关联保护的情况。但是在实际组网的过程中，由于网络运行的限制，MPLS域只有一个节点能接入上游的业务流量，也就是说只有源节点1可以接入业务流量，而源节点2无法接入业务流量，则就可以建立以源节点1为根节点的两个P2MP TE隧道，并形成关联保护，如图7所示就是本实施2所提供的组网结构示意图，图中：两个预先建立的流量工程隧道都是以源节点1为根节点，以目标节点1、目标节点2、目标节点3和目标节点4为叶子节点的P2MP TE隧道。
由于相同源节点的两个P2MP TE隧道关联保护与不同源节点的两个P2MP TE隧道关联保护的处理过程是一样的，此处就不再赘述。上述技术方案的实施，同样也可以简化网络部署，减少所需要的隧道数量，从而节省所需要的网络带宽；同时还可以使网络维护更加的容易，提高网络运营的质量。
另外，以上所述的关联保护技术也可以推广到P2P业务的TE隧道，可以作为FRR的一个替代方案，在P2P TE隧道部署FRR困难的场合或者难以在首节点部署BFD+VRRP保护源节点单点失效的场合使用，以此来实现业务流量的快速恢复。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：
目标节点根据选收策略，选择从预先建立的至少两条流量工程隧道中的一条上接收源节点所发出的业务流量；所述预先建立的至少两条流量工程隧道是分别以源节点为根节点，目标节点为叶子节点的不同的流量工程隧道；
若当前接收业务流量的流量工程隧道发生故障，则切换到另一条流量工程隧道上接收业务流量。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
综上所述，本发明具体实施方式可以简化网络部署，减少所需要的隧道数量，从而节省了所需要的网络带宽；同时还可以使网络维护更加的容易，提高了网络运营的质量。
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实施例揭露的技术范围内，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。