專利名稱：一種多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò) 中的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)(IGP)路由協(xié)議基于最短路徑優(yōu)先(Shortest Path First, SPF )選擇路由，如中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(Intermediate System-to畫Intermediate System, IS畫IS )、開i文最短路徑優(yōu)先(Open Shortest Path First, OSPF )。最短路徑優(yōu)先路由基于網(wǎng)絡(luò)拓樸選擇路 徑，不考慮網(wǎng)絡(luò)資源利用情況及流量特性，從而導(dǎo)致對(duì)于一個(gè)給定的 源、目的端系統(tǒng)，即使網(wǎng)絡(luò)中存在多條滿足該端系統(tǒng)間業(yè)務(wù)流帶寬需求 的可選路徑，路由協(xié)議仍然選擇一條最短路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。最短路徑優(yōu)先 路由是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞的重要原因。
多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multiprotocol Label Switch, MPLS)技術(shù)與流 量工程(Traffic Engineering, TE )的結(jié)合有望克服上述的局限性。 MPLS由于高效而又靈活地支持顯式路由，為流量工程實(shí)現(xiàn)提供了一種 基本手段。不同于傳統(tǒng)的最短路徑優(yōu)先路由的根據(jù)報(bào)文目的地址前綴逐 跳轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，顯式路由允許報(bào)文流沿著預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。顯式 標(biāo)簽交換路徑(LSP)以及靈活的流量分配機(jī)制可在很大程度上優(yōu)化網(wǎng) 絡(luò)資源利用，增強(qiáng)面向流量的性能特性。這種基于MPLS的顯式路由 可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的資源預(yù)留協(xié)i義-流量工程(Resource Reservation Protoco卜TE， RSVP-TE)或基于路由受限標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(Constraint-Based Label Distribution Protocol, CR-LDP )路徑建立信令協(xié)議來(lái)建 立，也可以通過(guò)手工配置建立起來(lái)。
多條并行LSP最初被設(shè)計(jì)提供路徑冗余備份，以及容納不斷增長(zhǎng)
6的流量，這些冗余路徑為流量負(fù)荷的分配和減少網(wǎng)絡(luò)擁塞提供了潛在能
力。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)簽交換技術(shù)可為不同流的報(bào)文打上不同的標(biāo) 簽，并被轉(zhuǎn)發(fā)到不同路徑。因此，在一條給定的源、目的端系統(tǒng)間可同 時(shí)建立多條LSP以改善網(wǎng)絡(luò)性能。圖1示出了在MPLS網(wǎng)絡(luò)中多條并 行LSP的情形。如圖1所示，匯聚到邊緣入口標(biāo)簽交換路由器(入口 LSR)的流量被動(dòng)態(tài)分離、映射到多條并行路徑LSP1到LSP n，到達(dá) 出口標(biāo)簽交換路由器(出口 LSR)。
等價(jià)多徑(ECMP)方法是一種廣泛使用的多徑負(fù)載均衡技術(shù)。由 于不需要根據(jù)負(fù)載條件動(dòng)態(tài)調(diào)整OSPF的代價(jià)，因此，基于等價(jià)多徑的 負(fù)載均衡，流量被均勻分配到多條路徑，以盡量使網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。目前存在 三種主要的分離流量的等價(jià)多徑方法每包輪循轉(zhuǎn)發(fā)，即報(bào)文在多條等 價(jià)路徑中循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)；根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表中下一跳劃分不同目的地址前綴進(jìn)行轉(zhuǎn) 發(fā)；和根據(jù)報(bào)文源、目的地址對(duì)的哈希(hash)函數(shù)分配流量到不同路 徑。
每包輪循轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)僅僅適用于路徑時(shí)延相等的情形。如果多條并行 路徑間的傳輸時(shí)延偏差超出一個(gè)容許的范圍，將會(huì)產(chǎn)生同一流中報(bào)文的 亂序。這樣對(duì)TCP流來(lái)說(shuō)，報(bào)文亂序可能會(huì)在源端產(chǎn)生錯(cuò)誤的擁塞信 號(hào)，導(dǎo)致TCP流被限制在一個(gè)很小的發(fā)送窗口，降低報(bào)文的發(fā)送速 率，進(jìn)而引起不必要的網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降。因此，路徑間的延時(shí)偏差必須 保持在一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃?。每包輪循轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)不適用于高速網(wǎng)絡(luò)的流量 均衡。
根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表中下一跳劃分報(bào)文目的地址前綴的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)提供一種粗 糙而又不可預(yù)料的負(fù)載分離方法，太短的目的地址前綴會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn) 題，很難達(dá)到負(fù)載均衡的效果。
基于哈希函數(shù)的流量分離算法是一種與負(fù)載狀態(tài)無(wú)關(guān)的、而且較容 易計(jì)算的方法，借助于專用算法處理芯片，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。如果哈希函數(shù)使 用才艮文的任何五元組合(源地址、目的地址、源端口、目的端口及協(xié)議 類型)作為輸入函數(shù)變量，每流中的報(bào)文順序能得到完好保護(hù)?；?ECMP的負(fù)載均衡方法由于不考慮鏈路的負(fù)載狀況，盡管能夠分離流量到多條外出路徑，由于不知道網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)擁塞仍然會(huì)發(fā)生。
一些研究者提出了 MPLS網(wǎng)絡(luò)中基于狀態(tài)相關(guān)負(fù)載均衡解決方 案。例如，在A. Elwalid， C. Jin, S. Low, I. Widjaja" "MATE: MPLS adaptive traffic engineering." in Proceedings of IEEE/INFOCOM, in Anchorage, Alaska, April 2001.文獻(xiàn)中提出了 一種稱為MPLS自適應(yīng)流 量工程(MATE)的負(fù)載均衡機(jī)制，該機(jī)制使用梯度投影算法解決基于 約束條件的目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，但是存在計(jì)算復(fù)雜度高和流量分配收斂慢的 問(wèn)題。
還有一類負(fù)載均衡方法基于平均LSP延遲測(cè)量來(lái)分配流量。例如 Shao Xu， Ding Wei. "Adaptive traffic distribution on parallel LSPs based on the minimization of total traffic delay. ，， ACTA ELECTRONICA SINICA, vol.31 No.l， Jan. 2003.和B. Cui, Z. Yang and W. Ding. "A paralled label switch paths traffic allocation algorithm based on minimum utilization of resource." Journal of Beiing University of Posts and Telecommunications, Vol. 28 No.2， Apr. 2005。但是，這類基 于延遲的測(cè)量沒(méi)有準(zhǔn)確反映網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀態(tài)，例如在測(cè)量?jī)蓷l不同速率 鏈路的延遲時(shí)，因?yàn)榈退冁溌繁雀咚冁溌沸枰ㄙM(fèi)報(bào)文更多的傳輸時(shí) 間，即使在低速鏈路的負(fù)載很輕、而高速鏈路的負(fù)載很重的情況下，低 速鏈路的延遲仍有可能比高速鏈路的延遲大得多。結(jié)果，太多的流量被 注入到那些高速鏈路以及短距離鏈路上，導(dǎo)致高速鏈路超載發(fā)生擁塞， 引起大量的報(bào)文丟失；而低速鏈路處于欠負(fù)荷狀態(tài)。這對(duì)報(bào)文丟失敏感
型業(yè)務(wù)的QoS的影響更為嚴(yán)重，例如因特網(wǎng)(Internet)上IPTV多媒 體業(yè)務(wù)。此外，以上這些基于狀態(tài)相關(guān)負(fù)載均衡自適應(yīng)多徑路由的流量 工程當(dāng)中，負(fù)載分配根據(jù)實(shí)時(shí)擁塞監(jiān)測(cè)結(jié)果而不斷更新，導(dǎo)致同一業(yè)務(wù) 流可能被重路由，或在多條路徑中來(lái)回分配，產(chǎn)生了被稱為流量振蕩行 為的現(xiàn)象。流量振蕩可能進(jìn)一步加劇同一業(yè)務(wù)流路徑的頻繁改變，嚴(yán)重 影響網(wǎng)絡(luò)性能
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的 一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種多協(xié)議標(biāo)簽交 換網(wǎng)絡(luò)中的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)流量在各條路徑之間更 好的負(fù)載均衡。
本發(fā)明提供的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟將輸入流量分 離到多個(gè)流緩存區(qū)；測(cè)量每條標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和 丟失率度量；根據(jù)所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率 度量將所述緩存區(qū)中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑。
其中，基于CRC16的哈希方法將所述輸入流量分離到所述多個(gè)流 緩存區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施例，所述測(cè)量每 條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量包括從所述標(biāo)簽交換路徑的入口 節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送帶有發(fā)送時(shí)間戳的延遲探測(cè)報(bào)文；接收從所述標(biāo)簽交換 路徑的出口節(jié)點(diǎn)返回的帶有接收時(shí)間戳的所述延遲探測(cè)報(bào)文；根據(jù)接收 的所述延遲探測(cè)報(bào)文中的發(fā)送時(shí)間戳和接收時(shí)間戳確定所述標(biāo)簽交換路 徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量。所述測(cè)量每條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文丟失率度量 的步驟包括從所述標(biāo)簽交換路徑的入口節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送一組丟失探測(cè) 報(bào)文；接收從所述標(biāo)簽交換路徑的出口節(jié)點(diǎn)返回的帶有該組總接收?qǐng)?bào)文 數(shù)目消息的所述丟失探測(cè)報(bào)文；根據(jù)入口節(jié)點(diǎn)已發(fā)送的丟失探測(cè)報(bào)文數(shù) 量與出口節(jié)點(diǎn)接收到的探測(cè)報(bào)文數(shù)量確定所述標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文丟失
率度量。
根據(jù)本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的另 一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù) 所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將所述緩存區(qū) 中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑的步驟包括對(duì)于所述報(bào)文排隊(duì)延遲度 量和丟失率度量小于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路徑，根據(jù)下列等式將待分 配的流緩存區(qū)分配到所述標(biāo)簽交換路徑中
其中，7t,是第i條標(biāo)簽交換路徑的反映至少所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量 和丟失率度量的綜合度量，m是待分配的流緩存區(qū)數(shù)目，風(fēng)是分配到第 i條標(biāo)簽交換路徑上的流緩存區(qū)數(shù)目。進(jìn)一步，根據(jù)下列等式計(jì)算所述標(biāo)簽交換路徑負(fù)載的綜合度量
rc, =j l/r", D,*(U,=0 (i=l,…n);
oo D,-O，丄，=0
其中，n為標(biāo)簽交換路徑的數(shù)目，i為標(biāo)簽交換路徑的序號(hào)，rc,、
D,和丄,分別為第i條標(biāo)簽交換路徑的綜合度量、報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟
失率度量，y和"分別為報(bào)文延遲度量和丟失率度量的權(quán)重系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的另 一個(gè)實(shí)施例，所述才艮據(jù) 所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將所述緩存區(qū)
中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑的步驟包括優(yōu)先將待分配的緩存區(qū)中 的流分配到所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量等于0的標(biāo)簽交換路徑中；拒絕向所 述報(bào)文排隊(duì)延遲度量或丟失率度量大于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路徑分配 新到達(dá)緩存區(qū)的流。
本發(fā)明提供的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，根據(jù)至少包括報(bào)文排隊(duì)延 遲度量和丟失率度量的綜合度量來(lái)標(biāo)度各條LSP的負(fù)載情況，可以更 好的反映各條LSP上流量的負(fù)載，根據(jù)報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度 量來(lái)將流緩沖區(qū)中的流分配到各條來(lái)將流分配到LSP中，可以實(shí)現(xiàn)更 為均衡的多徑負(fù)載。
進(jìn)一步，該多徑負(fù)載均衡方法在最小化網(wǎng)絡(luò)擁塞同時(shí)，維持了每流 的路徑完整性，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，該方法提高了網(wǎng)絡(luò)擁塞的最小化，改 善網(wǎng)絡(luò)性能，提升了已接入流量的服務(wù)質(zhì)量，并且最大限度避免了流量 振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。
本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn) 流量在各條路徑之間更好的負(fù)載均衡。
本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，包括流過(guò)濾和分離模塊，用于接收 輸入流量，將所述輸入流量分離到多個(gè)流緩存區(qū)；測(cè)量和分析模塊，用 于向每條標(biāo)簽交換路徑發(fā)送探測(cè)報(bào)文，根據(jù)接收的返回的所述探測(cè)報(bào)文 獲得每條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量，將所述報(bào)文 排隊(duì)延遲度量和丟失率度量發(fā)送給所述連接接納控制和流量工程模塊； 所述連接接納控制和流量工程模塊，用于接收所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量，根據(jù)所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將所述流緩存區(qū) 中的流分配到所述標(biāo)簽交換路徑。
其中，所述流過(guò)濾和分離模塊基于CRC16的哈希方法將所述輸入 流量分離到所述多個(gè)流緩存區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述測(cè)量和分析模塊周
丟失探測(cè)報(bào)文，根據(jù)接收的返回的所述延遲探測(cè)報(bào)文和丟失探測(cè)報(bào)文獲 得每條標(biāo)簽交換路徑的所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的另一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于所述報(bào)文排隊(duì)延 遲度量和丟失率度量小于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路徑，所述連接接納控 制和流量工程模塊根據(jù)下列等式將所述流緩存區(qū)的流量分配到所述標(biāo)簽 交換路徑中
其中，rc,是第i條標(biāo)簽交換路徑的反映所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟 失率度量的綜合度量，m是待分配的流緩存區(qū)數(shù)目，m,是被分離到第i 條LSP上的流緩存區(qū)數(shù)目。所述連接接納控制和流量工程模塊將所述 分配的流緩存區(qū)中的流優(yōu)先在報(bào)文排隊(duì)延遲度量等于0的標(biāo)簽交換路徑 中均勻分配。所述連接接納控制和流量工程模塊拒絕向所述報(bào)文排隊(duì)延 遲度量或者丟失率度量大于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路徑分配新到達(dá)的 流。
本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，通過(guò)流過(guò)濾和分離模塊將輸入流進(jìn)行 分離，CAC和TE模塊根據(jù)至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量來(lái)將流 分配到LSP中，更好地反映了各LSP中的負(fù)載，從而可以實(shí)現(xiàn)更好的 多徑均衡負(fù)栽。


圖1為示出了在MPLS網(wǎng)絡(luò)中多條并行LSP的示意圖2為示出本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施例的流量 分離的示意圖4為示出本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量 LSP負(fù)載的綜合度量的流程圖5為示出本發(fā)明在入口標(biāo)簽交換路由器實(shí)施的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的一 個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例 性實(shí)施例。
圖2為示出本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
如圖2所示，在步驟201，對(duì)于接收的輸入流量，基于CRC16的 哈希函數(shù)將輸入流量分離到對(duì)應(yīng)的M個(gè)流緩沖區(qū)。具體來(lái)說(shuō)，就是將 凈艮文中的五元組，即源地址、目的地址、源端口、目的端口和協(xié)議類 型作為輸入?yún)?shù)輸入基于CRC16的哈希函數(shù)，根據(jù)哈希函數(shù)的輸出結(jié) 果將報(bào)文分離到不同的流緩沖區(qū)。基于表的哈希方法分離流，能夠保 持每流的完整性，避免每流中的報(bào)文亂序。
在步驟203，測(cè)量并獲得每條LSP的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和報(bào)文 丟失率度量。該測(cè)量的具體實(shí)現(xiàn)可以參見下文中圖4流程中的描述。
在步驟205,根據(jù)每條LSP的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量 將分離到各緩沖區(qū)的流分配到各條LSP，具體來(lái)說(shuō)，就是根據(jù)報(bào)文排隊(duì) 延遲度量和丟失率度量分析各條LSP的負(fù)載，負(fù)載輕的LSP多分配 流，負(fù)載重的LSP少分配流或者不分配流，從而實(shí)現(xiàn)流量在各條LSP 之間的負(fù)載均衡。將在下文中結(jié)合測(cè)量的實(shí)現(xiàn)對(duì)分離到各緩沖區(qū)的流的 分配進(jìn)行詳細(xì)的描述。
需要指出，也可以通過(guò)不同于CRC16的哈希方法的其他基于表的 方法實(shí)現(xiàn)步驟201中的將輸入流量進(jìn)行分離的功能。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的方法的一個(gè)實(shí)施例的流量分離
12的示意圖。如圖3所示，輸入流量通過(guò)基于表的哈希方法被分離到M 個(gè)流緩沖區(qū)，根據(jù)流緩沖區(qū)分配表將M個(gè)流緩沖區(qū)映射到N條LSP。 緩沖區(qū)分配表中存儲(chǔ)緩沖區(qū)和LSP的映射關(guān)系。緩沖區(qū)分配表根據(jù)每 條LSP報(bào)文排隊(duì)延遲度量、丟失率度量以及負(fù)載的綜合度量情況進(jìn)行 周期性更新，通過(guò)改變分配給各條LSP的緩沖區(qū)的數(shù)目的方式，調(diào)整 分離的流到各條LSP的分配，從而輸入流量能夠按照預(yù)先定義的比率 進(jìn)行分配。M和N的比例關(guān)系決定了流量調(diào)整的粒度。 一般地，M比 N大1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，從而流量能夠以相當(dāng)細(xì)地粒度被分配到不同的 LSP上。
下面首先介紹本發(fā)明的LSP負(fù)載的綜合度量的一種定義。 報(bào)文延遲和丟失率是與網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況具有非常緊密的相關(guān)性的度 量，組合這兩種度量的綜合度量能夠較準(zhǔn)確地反映LSP的負(fù)載水平。 而報(bào)文延遲由多個(gè)部分構(gòu)成，諸如報(bào)文的處理時(shí)間、排隊(duì)延遲、傳輸延 時(shí)及傳播延時(shí)等。報(bào)文的處理包括轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的CRC校驗(yàn)、報(bào)文的解/封 裝、報(bào)文的匹配過(guò)濾規(guī)則等處理，這些處理可以通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，占用 的時(shí)間通常認(rèn)為是一常數(shù)；報(bào)文的傳輸延時(shí)與接口速率及分組大小相 關(guān)；報(bào)文傳播延時(shí)與報(bào)文在鏈路上的傳播距離成正比。對(duì)于同一LSP， 這三部分延時(shí)基本可以認(rèn)為是常數(shù)。但是報(bào)文的排隊(duì)延遲和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載相 關(guān)。同時(shí)，由于實(shí)際節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列長(zhǎng)度是有限的，網(wǎng)絡(luò)擁塞可能導(dǎo)致報(bào)文 丟失，所以報(bào)文丟失率也是反映擁塞狀態(tài)的一種度量。本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例中定義LSP負(fù)載的綜合度量反映報(bào)文排隊(duì)延遲度量和報(bào)文丟失率 度量，稱該綜合度量為流導(dǎo)(Traffic Conductance, rC),表示成如下等 式
^^ "=1，…，n) (1)
盧，x風(fēng)
其中，n為標(biāo)簽交換路徑的數(shù)目，i為標(biāo)簽交換路徑的序號(hào)，rc,、 D,和z:,分別為第i條標(biāo)簽交換路徑上的負(fù)載的流導(dǎo)、報(bào)文排隊(duì)延遲度量 和丟失率度量，7和"分別為報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量的權(quán)重系 數(shù)。通過(guò)調(diào)整z和"可以調(diào)整對(duì)應(yīng)度量的重要性程度。例如，VOIP業(yè)務(wù) 對(duì)時(shí)延較為敏感，可減小系數(shù)^以提高排隊(duì)延遲度量A在中的權(quán)重；
13IPTV業(yè)務(wù)對(duì)丟包率較為敏感，通過(guò)減小系數(shù)〃以提高報(bào)文丟失率度量 A在rc,中的權(quán)重。
應(yīng)該注意，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的LSP負(fù)載的綜合 度量也可以根據(jù)報(bào)文排隊(duì)延遲度量和報(bào)文丟失率度量以不同于等式 (1)的方式獲得。
圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡的方法一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量 LSP負(fù)載的上述定義的綜合度量的流程圖。
如圖4所示，在步驟401，通過(guò)在入口節(jié)點(diǎn)向出口節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送 帶有時(shí)間戳的探測(cè)報(bào)文來(lái)獲得報(bào)文排隊(duì)延遲度量D。具體來(lái)說(shuō)，將探測(cè) 報(bào)文在入口節(jié)點(diǎn)打上發(fā)送時(shí)間戳^后通過(guò)LSP發(fā)送到對(duì)應(yīng)的出口節(jié) 點(diǎn)，出口節(jié)點(diǎn)接收到探測(cè)報(bào)文后在其上打上接收時(shí)間戳,2,然后返回入 口節(jié)點(diǎn)，入口節(jié)點(diǎn)根據(jù)從出口節(jié)點(diǎn)返回的探測(cè)報(bào)文中的時(shí)間戳^和,2計(jì) 算獲得時(shí)延差，即單向報(bào)文延遲。在每個(gè)周期可以發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)探
內(nèi)報(bào)文的平均延遲"^。單向排隊(duì)延遲"可以通過(guò)如下等式獲得
在等式(2)中，mmfD !表示歷史測(cè)得的報(bào)文延遲的最小值。通 過(guò)等式(2 )的LSP的排隊(duì)延遲測(cè)量中，只計(jì)算LSP的邊界延遲，不需 要計(jì)算LSP絕對(duì)延遲，因此LSP的排隊(duì)延遲測(cè)量不需要入口節(jié)點(diǎn)和出 口節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，從而解決了為測(cè)量LSP延遲需要入口節(jié)點(diǎn)和出口 節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步問(wèn)題。為保證測(cè)量LSP的排隊(duì)延遲的準(zhǔn)確性，需要被 測(cè)LSP上入口節(jié)點(diǎn)和出口節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘的準(zhǔn)確性和時(shí)鐘精度保持一致。
在步驟403，通過(guò)周期性發(fā)送一組順序編號(hào)的丟失探測(cè)報(bào)文獲得報(bào) 文丟失率度量L。通過(guò)對(duì)一組發(fā)送的丟失探測(cè)報(bào)文進(jìn)行順序編號(hào)，告知 出口節(jié)點(diǎn)有多少報(bào)文已經(jīng)從入口節(jié)點(diǎn)發(fā)出，出口節(jié)點(diǎn)在接收到的丟失探 測(cè)報(bào)文中寫入其已經(jīng)接收到的丟失探測(cè)報(bào)文的數(shù)量消息，并返回入口節(jié) 點(diǎn)。當(dāng)探測(cè)報(bào)文返回到入口節(jié)點(diǎn)時(shí)，入口節(jié)點(diǎn)根據(jù)已發(fā)送的丟失探測(cè)報(bào) 文數(shù)量與出口節(jié)點(diǎn)接收到的丟失探測(cè)報(bào)文數(shù)量之差表示該LSP上報(bào)文 丟失率L。在步驟405，根據(jù)荻得的報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量獲得綜合 度量。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)理論分析，LSP上負(fù)載存在如下四種情形
1) 當(dāng)LSP輕載時(shí)，無(wú)擁塞發(fā)生，LSP的單向排隊(duì)延遲Z)和單向 報(bào)文丟失率丄都為O，根據(jù)等式(1)計(jì)算的7T值為無(wú)窮大；
2) 當(dāng)LSP遭受輕微擁塞，由于節(jié)點(diǎn)隊(duì)列緩存比較大，該LSP上報(bào) 文將遭遇較小的排隊(duì)延遲(D>0),但報(bào)文丟失率仍然為0(L=0)。此
時(shí)根據(jù)下列等式計(jì)算流導(dǎo)7T:
rc, z,=o; (3)
3) 當(dāng)LSP上擁塞程度加重時(shí)，通常該LSP上既產(chǎn)生排隊(duì)延遲(D >0)，又產(chǎn)生報(bào)文丟失(L>0)，在根據(jù)等式(1)計(jì)算流導(dǎo)7T;
4) 在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或鏈路信號(hào)劣化時(shí)，由于傳輸中誤碼的產(chǎn)生將 導(dǎo)致誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，即使網(wǎng)絡(luò)處于非過(guò)載狀態(tài)，在出口節(jié)點(diǎn)也會(huì)產(chǎn) 生報(bào)文的丟失。表現(xiàn)為該LSP上排隊(duì)延遲D-O，報(bào)文丟失率L〉0。 一 般在未發(fā)生擁塞的有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下， 一個(gè)合法報(bào)文很少會(huì)產(chǎn)生報(bào)文丟失 現(xiàn)象，即Z)=0且丄>0的情形不會(huì)發(fā)生，因此可以省略情形4)這種極 端情況。
根據(jù)本發(fā)明的多徑負(fù)載均衡方法的 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可以使用低通 濾波器計(jì)算報(bào)文的平均延遲"avg ，以便平滑由于流量突發(fā)產(chǎn)生的延遲偏 差，計(jì)算的等式為
D/Vg =(l-a)￡ "(0S"1) (4)
在等式(4)中，/)。《表示本周期計(jì)算得到的平均報(bào)文延遲，zv" 表示前個(gè)周期計(jì)算得到的平均報(bào)文延遲，"，表示本周期實(shí)際測(cè)量到的 平均報(bào)文延遲，a為可調(diào)參數(shù)。
同樣，可以使用低通濾波器方法來(lái)平滑由于突發(fā)流量產(chǎn)生的報(bào)文丟 失率偏差。平均報(bào)文丟失率可表示下式
4， = (l - V" + "丄瞎 (o《"l) ( 5 )
在等式(5)中，C"表示本周期計(jì)算得到的平均報(bào)文丟失率， 丄/g表示上個(gè)周期計(jì)算得到的平均報(bào)文丟失率，丄，表示本周期實(shí)際測(cè)量 得到的報(bào)文丟失率，"為可調(diào)參數(shù)。
應(yīng)該注意，參餘a的選擇需要綜合考慮，如果《選得太大，平均處理值將不能過(guò)濾掉瞬間擁塞產(chǎn)生的影響；如果a設(shè)置得太小，平均處理 值將不能反應(yīng)實(shí)際測(cè)量結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在上面等式(4)和(5)中的參數(shù)《優(yōu) 選設(shè)置為0.5。需要指出，等式(4)和(5)中的參數(shù)a可以設(shè)置為不 同的值，并且可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)栽波動(dòng)的劇烈程度和發(fā)送探測(cè)報(bào)文的周期 分別調(diào)整參數(shù)a的大小。例如，在負(fù)載波動(dòng)越劇烈且測(cè)量周期較短的情 況下，宜將參數(shù)《調(diào)整得小些；在負(fù)載波動(dòng)小且測(cè)量周期較長(zhǎng)的情況 下，宜參數(shù)"調(diào)整得大些。參數(shù)a的引入減少了由于突發(fā)流量產(chǎn)生的偏 差。
入口節(jié)點(diǎn)向與LSP對(duì)應(yīng)的各個(gè)出口節(jié)點(diǎn)周期性的發(fā)送探測(cè)報(bào)文將 對(duì)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)注入額外測(cè)試流量。探測(cè)報(bào)文的發(fā)送周期與數(shù)量不僅決定網(wǎng) 絡(luò)擁塞狀況測(cè)量結(jié)果的有效性，而且會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，影響被測(cè)網(wǎng)絡(luò) 的實(shí)際性能參數(shù)?？梢愿鶕?jù)被測(cè)LSP的鏈路速率和負(fù)載確定探測(cè)報(bào)文 的發(fā)送周期和數(shù)量，以便使被測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能改變最小，同時(shí)又能真實(shí)反映 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際擁塞狀況。
測(cè)試LSP報(bào)文延遲的探測(cè)報(bào)文流量非常小，基本不會(huì)影響被測(cè) LSP負(fù)載運(yùn)行狀況。LSP上報(bào)文丟失率的測(cè)量則需要每周期發(fā)送相當(dāng)數(shù) 量的探測(cè)報(bào)文。例如，要使報(bào)文丟失率的測(cè)量結(jié)果精確到千分之一，至 少需要發(fā)送1000個(gè)探測(cè)報(bào)文。假設(shè)以10秒為一個(gè)周期發(fā)送測(cè)試丟失率 的探測(cè)報(bào)文，探測(cè)報(bào)文的字節(jié)長(zhǎng)度為64字節(jié)，則每條LSP上需產(chǎn)生至 少50kbit/s的額外流量，這會(huì)較大地改變低速LSP鏈路上的負(fù)載狀況， 使測(cè)量結(jié)果和實(shí)際情況差別較大。因此，為了得到高精度的報(bào)文丟失率 測(cè)量結(jié)果，又不至于影響被測(cè)LSP的網(wǎng)絡(luò)性能，對(duì)高速鏈路而言，可 減少探測(cè)報(bào)文的發(fā)送周期，增加每周期內(nèi)發(fā)送探測(cè)報(bào)文的數(shù)量；對(duì)低速 鏈路而言，可適當(dāng)增加探測(cè)報(bào)文的發(fā)送周期，從而減少單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生 的額外測(cè)試流量。
結(jié)合上面描述的綜合度量的測(cè)量及計(jì)算方法，下面詳細(xì)描述根據(jù)報(bào) 文排隊(duì)延遲度量、丟失率度量和綜合度量將分離到流緩沖區(qū)的流量分配 到各條LSP的實(shí)現(xiàn)。入口 LSR向每條LSP周期性發(fā)送單向延遲和丟失率的探測(cè)報(bào)文， 并根據(jù)(4)、 (2)、 (5)式計(jì)算得到每個(gè)探測(cè)周期的單向排隊(duì)延遲D和 單向丟失率L。根據(jù)D和L度量的不同，分別下列3種情形
1. 輕載狀態(tài)的LSP。如果部分或者全部LSP上最新計(jì)算得到的單 向排隊(duì)延遲D = 0且單向報(bào)文丟失率L-0，這意味著對(duì)應(yīng)的LSP都處 于輕載狀態(tài)，被分離的流量所在的緩沖區(qū)將在處于輕載狀態(tài)的LSP中 均勻分配；如果一部分LSP的單向排隊(duì)延遲D-O,而另一部分LSP的 單向排隊(duì)延遲D>0,被分離的流量所在的緩沖區(qū)將優(yōu)先均勻分配到那 部分單向排隊(duì)延遲D = 0的LSP上。
2. 輕孩i擁塞狀態(tài)的LSP。如果全部或部分LSP上的D和L小于 預(yù)先定義的上限閥值，并且這些LSP的單向排隊(duì)延遲D和單向報(bào)文丟 失L滿足條件1) D〉0且L〉0;或者2)D〉0且L-0，那么，才艮據(jù) 公式(1)或(3 )計(jì)算每條LSP的TC值。被映射到各條LSP中流緩 沖區(qū)的數(shù)目由下式確定
風(fēng)=M x ^ ( (6)5
其中，其中rc,是第i條LSP的7T值，m是待分配的流緩存區(qū)數(shù)目， M,是被分離到第i條LSP上的流緩存區(qū)數(shù)目。
如果在所有的LSP中既有滿足條件1)也有滿足條件2)的LSP， 流緩存區(qū)數(shù)目只在滿足條件2 )的LSP之間進(jìn)行分配。
3. 嚴(yán)重?fù)砣麪顟B(tài)的LSP。當(dāng)某條LSP上單向排隊(duì)延遲D或者單向 丟失率L大于預(yù)先定義的上限閥值時(shí)，拒絕分配新到達(dá)的流到該LSP。
流緩存區(qū)和LSP的映射關(guān)系根據(jù)每個(gè)周期各LSP的負(fù)載狀況的測(cè) 量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。將調(diào)整后的結(jié)果存儲(chǔ)在緩沖區(qū)映射表中。根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將流分配到標(biāo)簽交換路徑后，在新的分配周期到來(lái) 之前不改變?yōu)樵摿鞣峙涞臉?biāo)簽交換路徑。
本發(fā)明提供的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，流量分離算法簡(jiǎn)單高效， 根據(jù)至少包括報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量的綜合度量來(lái)標(biāo)度各條 LSP的負(fù)載情況，可以更好的反映各條LSP上流量的負(fù)載，根據(jù)報(bào)文 排隊(duì)延遲度量和丟失率度量來(lái)將流緩沖區(qū)中的流分配到各條LSP中，
17可以實(shí)現(xiàn)更為均衡的多徑負(fù)載，具有很好的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，在運(yùn)營(yíng) 網(wǎng)絡(luò)中易于實(shí)現(xiàn)。該多徑負(fù)載均衡方法在最小化網(wǎng)絡(luò)擁塞同時(shí)，維持了 每流的路徑完整性。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，該方法提高了網(wǎng)絡(luò)擁塞的最小 化，改善網(wǎng)絡(luò)性能，提升了已接入流量的服務(wù)質(zhì)量，并且最大限度避免 了流量振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。
圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。 如圖5所示，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括流過(guò)濾和分離模塊50、測(cè)量和分析模 塊51和連接接納控制(CAC )和流量工程(TE )模塊52。
其中，流過(guò)濾和分離模塊50，用于接收輸入流量，基于CRC16的 哈希函數(shù)將輸入流量分離到對(duì)應(yīng)的多個(gè)流緩存區(qū)。
測(cè)量和分析模塊51，用于向每條標(biāo)簽交換路徑發(fā)送探測(cè)報(bào)文，根據(jù) 接收的從標(biāo)簽交換路徑的出口點(diǎn)返回的探測(cè)報(bào)文獲得每條標(biāo)簽交換路徑 的報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量，將報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量 發(fā)送給連接接納控制和流量工程模塊52;
連接接納控制和流量工程模塊52,用于從測(cè)量和分析模塊51接收 每條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量，根據(jù)接收的報(bào)文 排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將緩存區(qū)中的流分配到多條標(biāo)簽交換路徑。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，測(cè)量和分析模塊周 期性向每條標(biāo)簽交換路徑發(fā)送打有時(shí)間戳的延遲探測(cè)報(bào)文和一組丟失探 測(cè)報(bào)文，根據(jù)接收的從標(biāo)簽交換路徑的出口點(diǎn)返回的延遲探測(cè)報(bào)文和丟 失探測(cè)報(bào)文獲得每條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量。 報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量的具體計(jì)算可以參見上文中的相關(guān)描 述，在此省略實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，連接接納控制和 流量工程模塊將新到達(dá)的流優(yōu)先平均分配給處于輕載狀態(tài)的標(biāo)簽交換路 徑，即報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量都為0的標(biāo)簽交換路徑。如果不 存在處于輕載狀態(tài)的標(biāo)簽交換路徑，則將新到達(dá)的流在輕度擁塞狀態(tài)的 標(biāo)簽交換路徑之間按照各條標(biāo)簽交換路徑的負(fù)載的綜合度量進(jìn)行分配。 具體來(lái)說(shuō)，在報(bào)文排隊(duì)延遲度量大于0且小于預(yù)定的閾值、丟失率度量據(jù)上述的等式(6)將分離到流緩沖區(qū)中的流映射到處于輕度擁塞狀態(tài) 的標(biāo)簽交換路徑中。而對(duì)于處于擁塞狀態(tài)的標(biāo)簽交換路徑，即報(bào)文排隊(duì) 延遲度量大于預(yù)定的閾值或者丟失率度量大于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路 徑，連接接納控制和流量工程模塊拒絕向其分配新到達(dá)的流。
本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，通過(guò)流過(guò)濾和分離模塊將輸入流進(jìn)行 分離，CAC和TE模塊根據(jù)至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量來(lái)將流 分配到LSP中，更好地反映了各LSP中的負(fù)載，從而可以實(shí)現(xiàn)更好的 多徑均衡負(fù)載，具有很好的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，在運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中易于實(shí) 現(xiàn)。該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置在最小化網(wǎng)絡(luò)擁塞同時(shí)，維持了每流的路徑完整 性，最大限度避免了流量振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)裝置提高了網(wǎng)絡(luò)擁塞的最小化，改善網(wǎng)絡(luò)性能，提升了已接入流量的 服務(wù)質(zhì)量。
本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無(wú)遺漏的 或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技
術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理 和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適 于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 一種在多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)中的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括步驟將輸入流量分離到多個(gè)流緩存區(qū)；測(cè)量每條標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量；根據(jù)所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將所述緩存區(qū)中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，所述將輸入流量分離到多個(gè)流緩存區(qū)的步驟包括基于CRC16的哈希方法將所述輸入流量分離到所述多個(gè)流緩存區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征 在于，所述測(cè)量每條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量包括從所述標(biāo)簽交換路徑的入口節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送帶有發(fā)送時(shí)間戳的延遲 探測(cè)^艮文；接收從所述標(biāo)簽交換路徑的出口節(jié)點(diǎn)返回的帶有接收時(shí)間戳的所述 延遲探測(cè)報(bào)文；根據(jù)接收的所述延遲探測(cè)報(bào)文中的發(fā)送時(shí)間戳和接收時(shí)間戳確定所 述標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，所述標(biāo)簽交換路徑的入口節(jié)點(diǎn)每周期發(fā)送一個(gè)或多個(gè)延遲探測(cè)報(bào) 文，根據(jù)下列等式確定所述標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文排隊(duì)延遲度量D:其中，"，為本周期內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)延遲探測(cè)報(bào)文的平均延遲， min^1表示歷史測(cè)得的報(bào)文延遲的最小值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，根據(jù)下列等式計(jì)算所述平均報(bào)文延遲￡>/vg = (1 — a)Z)/vg + aZTew (0 S S 1)其中，^表示本周期計(jì)算得到的的平均報(bào)文延遲，^表示上 一周期計(jì)算得到的平均報(bào)文延遲，"，表示本周期實(shí)際測(cè)量到的平均報(bào) 文延遲，《為可調(diào)參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征 在于，所述測(cè)量每條標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文丟失率度量的步驟包括從所述標(biāo)簽交換路徑的入口節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送一組丟失探測(cè)報(bào)文； 接收從所述標(biāo)簽交換路徑的出口節(jié)點(diǎn)返回的帶有該組總接收?qǐng)?bào)文數(shù)目消息的所述延遲探測(cè)報(bào)文；根據(jù)入口節(jié)點(diǎn)已發(fā)送的丟失探測(cè)報(bào)文數(shù)量與出口節(jié)點(diǎn)接收到的探測(cè)報(bào)文數(shù)量確定所述標(biāo)簽交換路徑的報(bào)文丟失率度量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，所述報(bào)文丟失率度量為根據(jù)下列等式獲得的平均報(bào)文丟失率度量Cvs = (i- )Vvg(os"i)其中，c"表示本周期計(jì)算得到的平均報(bào)文丟失率，丄/"表示上個(gè) 周期計(jì)算得到的平均報(bào)文丟失率，丄自表示本周期實(shí)際測(cè)量得到的報(bào)文 丟失率，"為可調(diào)參數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，所述根據(jù)所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量 將所述緩存區(qū)中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑的步驟包括對(duì)于所述才艮文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量小于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交 換路徑，根據(jù)下列等式將待分配的流緩存區(qū)分配到所述標(biāo)簽交換路徑 中其中，rc,是第i條標(biāo)簽交換路徑的反映至少所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量 和丟失率度量的綜合度量，m是待分配的流緩存區(qū)數(shù)目，m,是分配到第 i條標(biāo)簽交換路徑上的流緩存區(qū)數(shù)目。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，根據(jù)下列等式計(jì)算所述標(biāo)簽交換路徑負(fù)載的綜合度量<formula>formula see original document page 4</formula>其中，n為標(biāo)簽交換路徑的數(shù)目，i為標(biāo)簽交換路徑的序號(hào)，rc,、 D,和A分別為第i條標(biāo)簽交換路徑的綜合度量、報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟 失率度量，7和々分別為報(bào)文延遲度量和丟失率度量的權(quán)重系數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征 在于，所述根據(jù)所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度 量將所述緩存區(qū)中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑的步驟包括優(yōu)先將待分配的緩存區(qū)中的流分配到所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量等于0 的標(biāo)簽交換路徑中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法，其特征 在于，所述根據(jù)所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度 量將所述緩存區(qū)中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑的步驟包括拒絕向所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量或丟失率度量大于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽 交換路徑分配新到達(dá)緩存區(qū)的流。
12. —種多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，包括流過(guò)濾和分離模塊，用于接收輸入流量，將所述輸入流量分離到多 個(gè)流緩存區(qū)；測(cè)量和分析模塊，用于向每條標(biāo)簽交換路徑發(fā)送探測(cè)報(bào)文，根據(jù)接丟失率i量，將所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量發(fā)送給所述2接接 納控制和流量工程模塊；所述連接接納控制和流量工程模塊，用于接收所述報(bào)文排隊(duì)延遲度 量和丟失率度量，根據(jù)所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將所述流緩 存區(qū)中的流分配到所述標(biāo)簽交換路徑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述流 過(guò)濾和分離模塊基于CRC16的哈希方法將所述輸入流量分離到所述多 個(gè)流緩存區(qū)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述測(cè) 量和分析模塊周期性向每條標(biāo)簽交換路徑發(fā)送帶有時(shí)間戳的延遲探測(cè)報(bào) 文和順序編號(hào)的丟失探測(cè)報(bào)文，根據(jù)接收的返回的所述延遲探測(cè)報(bào)文和 丟失探測(cè)報(bào)文獲得每條標(biāo)簽交換路徑的所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率 度量。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，對(duì)于所述 報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量小于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路徑，所述 連接接納控制和流量工程模塊根據(jù)下列等式將所述流緩存區(qū)的流量分配 到所述標(biāo)簽交換路徑中其中，rc,是第i條標(biāo)簽交換路徑的反映所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟 失率度量的綜合度量，m是待分配的流緩存區(qū)數(shù)目，m,是被分離到第i 條標(biāo)簽交換路徑上的流緩存區(qū)數(shù)目。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所 述連接接納控制和流量工程模塊將所述分配的流緩存區(qū)中的流優(yōu)先在報(bào) 文排隊(duì)延遲度量等于0的標(biāo)簽交換路徑中均勻分配。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所 述連接接納控制和流量工程模塊拒絕向所述報(bào)文排隊(duì)延遲度量或者丟失 率度量大于預(yù)定的閾值的標(biāo)簽交換路徑分配新到達(dá)的流。
全文摘要
本發(fā)明公開一種MPLS網(wǎng)絡(luò)中的多徑負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。該方法包括將輸入流量分離到多個(gè)流緩存區(qū)；測(cè)量每條標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量；根據(jù)所述標(biāo)簽交換路徑的至少報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量將所述緩存區(qū)中的流映射到所述標(biāo)簽交換路徑。該方法流量分離實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單高效，報(bào)文排隊(duì)延遲度量和丟失率度量可以更好的反映各條LSP上流量的負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)更好的多徑負(fù)載均衡，具有很好的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，在運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101499957SQ20081000673
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者何曉明, 徐建鋒, 朱永慶, 陳文華 申請(qǐng)人:中國(guó)電信股份有限公司