[发明专利]实现最小化优先级抢占代价的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种在多协议标记交换流量工程(MPLS-TE)中因特网路由器或网络管理实体实现最小化优先级抢占代价的方法。

背景技术

在IP多业务承载网，特别是骨干网上提供基于多协议标记交换(MPLS)的流量工程，以最大化网络资源利用率、均衡网络的负载分配，并实现语音、视频和数据等多种业务的差异化服务，是目前IP通信网络领域最为活跃的研究课题。MPLS的流量工程的核心是带宽预留与管理。在带宽资源变得稀缺以及存在大量时延敏感的业务流的网络环境中，抢占能确保高优先级的业务(标记交换路径LSP)总能够被路由到相对有利的链路上，以确保该类的业务(在MPLS网络中，为每类业务建立标记交换路径(LSP)，业务与标记交换路径(LSP)一一对应)的服务质量。被抢占的低优先级的标记交换路径(LSP)将被重新路由到次优的路径或被拆除。在差分敏感的流量工程(DS-TE)中实现带宽预留与管理，优先级抢占已成为一项非常具有吸引力的策略。而且，以GMPLS为控制核心的自动交换光网络(ASON)已开始商用，抢占可以减少高优先级业务故障条件下的恢复时间。

在MPLS流量工程中，一条新的LSP建立请求有两个重要参数：带宽和抢占优先级。所谓的抢占就是针对一条链路上的那些优先级低于这个新请求的LSP的建立优先级的LSP进行的，即高优先级LSP业务抢占低优先级LSP业务。当抢占发生时，通常有三种需要考虑的因素：(1)尽量去抢占哪些优先级最低的LSP，因为优先级越低就代表越不重要，可以忍受更多的时间延迟或时延抖动，甚至拆除；(2)抢占最少数目的LSP，即抢占的LSP数目越少，表示需要重新路由或拆除越小数目的LSP，对业务的影响越小；(3)不浪费带宽的原则，即所抢占的LSP的总带宽与为新的LSP请求的带宽比较匹配，使带宽的浪费很少，即抢占能满足新的LSP建立请求的最小总带宽。所以，在实际多协议标记交换流量工程中，抢占主体因特网路由器或网络管理实体决定到底抢占哪些LSP，应当是一个综合考虑上述三个因素的复杂决策。可以通过优化一个目标函数来选择被抢占的LSP，这个目标函数是以上3个参数中的一个或多个的函数。

目前已经商用、且具有MPLS流量工程的路由器或网络管理实体通常选择最低优先级的LSP作为抢占对象。如果这个最低优先级LSP的带宽比新的请求的LSP的带宽大很多的话，那么多出来的这些带宽都浪费掉了；而如果每一条最低优先级的LSP带宽都很小的话，为了满足该新LSP请求，需要抢占许多个这样的小带宽LSP，这样，这些被抢占的较多数目的LSP将被重新路由或拆除。一些文献中提出按某种抢占优化准则的重要性顺序的抢占策略，如按被抢占的LSP数目最重要、带宽次重要和优先级最不重要的顺序进行抢占；或按被抢占的LSP优先级最重要、带宽次重要和LSP数目最不重要的顺序进行抢占。实际情况是，运营商可能会根据用户和网络资源应用情况不断调整这3个参数甚至更多参数的重要性顺序。在J.C.de Oliveira，C.Scoglio，I.F.Akyildiz.，G.Uhl，“New preemption policies for DiffServ-awaretraffic engineering to minimize rerouting in MPLS networks，”IEEE/ACM Trans.Networking，vol.12，no.4，pp.733-745，Aug.2004.中提出了一种灵活通用的抢占策略，称为V-PREPT。这种抢占策略结合了3个主要的抢占优化准则：被抢占的LSP数目、被抢占的LSP优先级以及被抢占的LSP带宽总和。策略V-PREPT的新颖性在于：根据运营商的需要灵活调整三个优化准则的重要性程度，不需要排列特别的优化准则顺序。以下是策略V-PREPT的数学公式陈述。