[发明专利]多协议标签交换网络的单播和多播带宽控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信交换技术，尤其涉及一种用于多协议标签交换网络的单播和多播带宽控制方法和系统。

背景技术

MPLS(Multiprotocol Label Switching，多协议标签交换)技术是一种结合了第二层和第三层的交换技术，通过引入基于标签交换机制，把路由选择和数据转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径，综合利用了以太网、LDP(Label Distribution Protocol，标签分配协议)/RSVP(Resource reSerVation Protocol，资源预留协议)、PWE3(边缘到边缘的伪线仿真)等技术。MPLS网络主要提供MPLS VPN(Virtual Private Network，虚拟专网)服务，并提供业务的QoS(Quality of Service，服务质量)保证。

MPLS VPN是一种基于MPLS技术的IP-VPN，是在网络路由和交换设备上应用MPLS技术，简化核心路由器的路由选择方式，利用结合传统路由技术的标记交换实现的IP虚拟专用网络(IPVPN)。MPLS网络由运营商的骨干网与用户的各个节点组成，通常包括骨干网核心路由器P(Provider Router)，负责MPLS转发，骨干网边缘路由器PE(Provider Edge Router)，是MPLS L3VPN的主要实现者，用户网边缘路由器CE(Custom Edge Router)。PE节点完成数据包的进入和退出过程，P节点在网络中提供高速交换功能。所谓VPN就是MPLS网络中一个逻辑隔离的IP网络，是对MPLS网络节点集合的划分，一个VPN就对应一个由若干节点组成的集合。

MPLS转发机制为进入MPLS网络中的数据包分配标签(Label)，并将进入网络的各种数据包通过特殊的抽象方法把具有相同特性的数据包定义为转发等价类(Forwarding EquivalenceClass，FEC)，简单地来说，FEC定义了一组沿着同一条路径，有相同处理过程的数据包，将其映射到相同标签，以该标签代表这个FEC。在MPLS网络建立FEC时，通过MPLS控制信令LDP、RSVP-TE等协议在MPLS网络节点之间为FEC建立标签转发路径LSP(Label Switched Path)。LSP是一条贯穿网络的单向隧道，连接2个或多个网络节点，在节点上通过标签交换操作，实现数据包的转发。

从网络边缘节点接入业务时，如果是单播业务，那么会根据报文自身标识的目的节点，选择一条能达到该节点的LSP作为承载路径，通过这条LSP发送到唯一的目的节点。如果是多播业务(包含广播和组播)，则需要将报文向多个目的节点都复制并发送一份。对于组播，需要向组播域成员发送；对于广播，需要发送到数据包所属VPN的广播域的所有成员节点，因此这两种业务需要通过连接目的节点的多条LSP发送一份同样的报文。MPLS网络及VPN内多播和单播示例如图1所示。

在建立标签交换路径时需要指定相关的源节点、目的节点以及带宽等参数，通常这里的带宽是指这条路径上最多可以传递的单播业务的流量，是完全针对单播业务而言的，一个节点上可配置的所有传输路径的带宽总和等于该设备的单播传输能力。这里的带宽没有考虑多播的因素，这可能会引起问题：发生多播时业务会通过多条LSP发送，但由于不是单播业务，因此系统并不能将其从预先分配的LSP单播带宽中扣除，导致系统资源被无端占用。

目前，在MPLS交换设备中对于LSP的带宽分配通常的做法只考虑了单播的因素，而多播带宽分配是通过VPN的多播抑制机制来实现的，即VPN中可以统一限制发生的所有多播业务的总流量。但这种做法不能精确控制出现在每一条LSP上的多播业务的流量，并且多播抑制参数和LSP的流量控制参数(带宽)没有关联，即多播业务在速率限制时不能从相应LSP中扣除带宽，多播业务占用了系统的额外带宽。由于多播业务的存在，导致无法控制LSP的实际占用系统带宽(调度资源)。对于视频点播这样的应用实例，多播业务对资源的消耗非常大，有必要实现多播业务的带宽精确控制。

因此，需要一种技术方案，能够控制单播和多播业务各自的业务带宽。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于多协议标签交换网络的单播和多播带宽控制方法和系统，用于保证多播与单播各自的业务带宽，解决在MPLS网络环境中多播业务不受控制的抢占系统调度带宽资源的问题。