Автоматическое установление избыточных трактов с осторожным восстановлением в сети пакетной коммутации

Автоматическое установление избыточных трактов с осторожным восстановлением в сети пакетной коммутации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США No. 61/863,337, поданной 7 Августа 2013 года.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Варианты осуществления изобретения относятся к способу и устройству для предоставления установления и восстановления тракта в сети пакетной коммутации. В частности, варианты осуществления данного изобретения относятся к способу для восстановления тракта в мостах управления доступом к среде передачи (MAC) и виртуальных мостовых локальных вычислительных сетях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Тракты пересылки в сети передачи данных обычно управляются автоматически протоколом управления маршрутом, который предоставляет единственный класс трактов, например кратчайший тракт, между выбранными конечными точками. К примеру, протокол остовного дерева традиционно использовался для управления трактом в сетях Ethernet. Протоколы управления состоянием каналов связи, такие как протокол маршрутизации промежуточных систем (IS-IS) или открытые протоколы маршрутизации с предпочтением кратчайшего пути (OSPF) используют для управления трактами в сетях IP. Управление состоянием каналов связи в настоящее время также доступно для сетей Ethernet, оно предусмотрено протоколом мостового соединения по кратчайшему пути (SPB), который является расширением к IS-IS. Как бы то ни было, все эти протоколы предоставляют только тракт на основе неявных ограничений, который обычно является кратчайшим трактом или остовным деревом. Отклонение от этого "неявного тракта" и реализация явных трактов в сети передачи данных является очень сложным. Работа системы управления трактами данных может зависеть от параметров стоимости, однако, стоимости, требуемые для разных явных трактов, могут противоречить друг другу. За исключением распределенных протоколов, доступных в настоящее время, только административный контроль является доступным для задания явного тракта в сетях Ethernet. Протокол резервирования ресурсов (SRP) или множественного резервирования ресурсов (MSRP) способен выполнять резервирование поверх остовного дерева в сетях Ethernet, но это не поддерживает полную свободу маршрутизации, поскольку действует в рамках ограничений, накладываемых протоколом остовного дерева.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Способ выполняется сетевым устройством, исполняющим обработчик локальных вычислений и протокол маршрутизации на основе состояния канала связи. Этот обработчик локальных вычислений и протокол маршрутизации по состоянию канала связи поддерживают автоматическое установление избыточных трактов и осторожное восстановление в сети пакетной коммутации. Данный способ включает в себя прием типа-длины-значения (TLV) явного тракта (EP) через протокол маршрутизации на основе состояния канала связи, исполнение алгоритма поиска кратчайшего пути, чтобы получить кратчайший тракт для свободных отрезков тракта, определенного EP TLV, где этот кратчайший путь является первичным трактом, и установку значений в базе данных пересылки для этого первичного тракта. Дополнительно, этот способ включает в себя обновление графа сети, представляющего вид топологии этой сети передачи данных, чтобы отсечь каналы связи первичного тракта или отклонить каналы связи первичного тракта, вычисление резервного тракта, используя алгоритм поиска кратчайшего пути на обновленном сетевом графе, и установку значений в базе данных пересылки для этого резервного тракта.

[0005] Сетевое устройство исполняет элемент вычисления тракта и протокол маршрутизации на основе состояния канала связи, где элемент вычисления тракта и протокол маршрутизации по состоянию канала связи поддерживают автоматическое установление избыточных трактов и осторожное восстановление в сети пакетной коммутации. Это вычислительное устройство включает в себя не временный машиночитаемый носитель данных, чтобы принимать и сохранять набор тип-длина-значение (TLV) явного тракта (EP), принятый через протокол маршрутизации на основе состояния канала связи, и процессор, соединенный с запоминающим устройством. Процессор выполнен с возможностью исполнять модуль обработчика локальных вычислений (LCE), чтобы обработать этот EP TLV, исполнять алгоритм поиска кратчайшего пути, чтобы получить кратчайший тракт для свободных отрезков тракта, указанного этим EP TLV, чтобы этот кратчайший путь стал первичным трактом, и установить значения в базе данных пересылки для первичного тракта. Процессор дополнительно выполнен с возможностью обновлять сетевой граф, чтобы отсечь каналы связи первичного тракта или отклонить каналы связи первичного тракта, вычислить резервный тракт, используя алгоритм поиска кратчайшего пути на этом сетевом графе, и установить значения в базе данных пересылки для резервного тракта.

[0006] Устройство плоскости управления исполняет элемент вычисления тракта и протокол маршрутизации на основе состояния канала связи, где элемент вычисления тракта и протокол маршрутизации по состоянию канала связи поддерживают автоматическое установление избыточных трактов и осторожное восстановление в сети пакетной коммутации. Это устройство плоскости управления включает в себя не временный машиночитаемый носитель данных, чтобы принимать и сохранять набор тип-длина-значение (TLV) явного тракта (EP), принятый через протокол маршрутизации на основе состояния канала связи, и сетевой процессор, соединенный с запоминающим устройством. Этот сетевой процессор выполнен с возможностью исполнять модуль элемента вычисления тракта (PCE), чтобы генерировать EP TLV, посылаемый модулям в LCE сети пакетной коммутации, чтобы указать модулям LCE исполнить алгоритм поиска кратчайшего пути, чтобы получить кратчайший тракт для свободных отрезков тракта, указанного этим EP TLV, чтобы этот кратчайший путь стал первичным трактом, и установить значения в базе данных пересылки для первичного тракта. Дополнительно, модуль LCE откликается на EP TLV, чтобы обновить сетевой граф, чтобы отсечь каналы связи первичного тракта или отклонить каналы связи первичного тракта, чтобы вычислить резервный тракт, используя алгоритм поиска кратчайшего пути на обновленном сетевом графе, и чтобы установить значения в базе данных пересылки для резервного тракта.

[0007] Вычислительное устройство реализует множество виртуальных машин для реализации виртуализации сетевых функций (NFV). По меньшей мере, одна виртуальная машина из множества виртуальных машин выполнена с возможностью исполнять элемент вычисления тракта и протокол маршрутизации на основе состояния канала связи. Элемент вычисления тракта и протокол маршрутизации по состоянию канала связи поддерживают автоматическое установление избыточных трактов и осторожное восстановление в сети пакетной коммутации. Это вычислительное устройство включает в себя не временный машиночитаемый носитель данных, чтобы принимать и сохранять набор тип-длина-значение (TLV) явного тракта (EP), принятый через протокол маршрутизации на основе состояния канала связи, и процессор, соединенный с запоминающим устройством. Этот процессор выполнен с возможностью исполнять виртуальную машину, которая реализует модуль обработчика локальных вычислений (LCE), который обрабатывает EP TLV, исполняет алгоритм поиска кратчайшего пути, чтобы получить кратчайший тракт для свободных отрезков тракта, указанного этим EP TLV, чтобы этот кратчайший путь стал первичным трактом, и устанавливает значения в базе данных пересылки для первичного тракта. Это модуль LCE дополнительно выполнен с возможностью обновлять сетевой граф, чтобы отсечь каналы связи первичного тракта или отклонить каналы связи первичного тракта, чтобы вычислить резервный тракт, используя алгоритм поиска кратчайшего пути на обновленном сетевом графе, и устанавливать значения в базе данных пересылки для резервного тракта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Настоящее изобретение проиллюстрировано в качестве примера, а не ограничения, на фигурах сопровождающих чертежей, на которых аналогичные ссылки указывают похожие элементы. Следует отметить, что разные ссылки на "некий" или "один" вариант осуществления в данном описании не обязательно на один и тот же вариант осуществления, и подобные ссылки означают, по меньшей мере, один. Кроме того, когда конкретный признак, структура или характеристика описана применительно к некоторому варианту осуществления, предполагается, что в пределах знаний специалиста в данной области техники применить подобный признак, структуру или характеристику применительно к другим вариантам осуществления, описано это явно или нет.

[0009] Фигура 1 является схемой примера сети пакетной коммутации.

[0010] Фигура 2 является схемой сети пакетной коммутации, иллюстрирующей явную маршрутизацию в сравнении с маршрутизацией по кратчайшему тракту в сети пакетной коммутации

[0011] Фигура 3 является схемой некоторого варианта осуществления сети пакетной коммутации, включающей в себя внешний элемент вычисления тракта.

[0012] Фигура 4 является схемой некоторого варианта осуществления сети пакетной коммутации с множеством элементов вычисления тракта, реализованных сетевыми узлами.

[0013] Фигура 5 является схемой формата дескриптора явного тракта (EP) для этого протокола, предоставляющего описание тракта и данных о резервировании.

[0014] Фигура 6 является схемой некоторого варианта осуществления сетевого элемента связывающегося с внешним PCE.

[0015] Фигура 7 является схемой некоторого вариант осуществления сетевого элемента, включающего в себя PCE.

[0016] Фигура 8 является схемой баз данных, которые могут эксплуатироваться в сочетании с этим протоколом.

[0017] Фигура 9 является блок-схемой некоторого варианта осуществления способа управления трактом.

[0018] Фигура 10 является блок-схемой способа резервирования этого протокола.

[0019] Фигура 11 является схемой некоторого примерного варианта осуществления структур топологии сети, применяемых в сетях Ethernet совместно со стандартными протоколами, которые ими управляют.

[0020] Фигура 12 является блок-схемой для некоторого варианта осуществления расчета трактов, используя алгоритм DP ECT.

[0021] Фигура 13 является блок-схемой некоторого варианта осуществления процесса осторожного восстановления.

[0022] Фигура 14A иллюстрирует связанность между сетевыми устройствами (ND) в примерной сети передачи данных, наряду с тремя примерными реализациями этих ND, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

[0027] Фигура 14B иллюстрирует примерный путь для реализации специализированного сетевого устройства 1402 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

[0024] Фигура 14C иллюстрирует разные примерные пути, которыми виртуальные сетевые элементы (VNE) могут быть соединены в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

[0025] Фигура 14D иллюстрирует сеть передачи данных с единственным сетевым элементом (NE) на каждом ND на Фигуре 14A, и в которой этот прямой подход противопоставляется с традиционным распределенным подходом (широко используемым традиционными маршрутизаторами) с централизованным подходом для поддержания достижимости и передачи информации (так же называемым управлением сетью связи), в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

[0026] Фигура 14E иллюстрирует простой пример, где каждый из ND 1400A-H реализует единственный NE 570A-H (см. Фигуру 14D), но централизованная плоскость управления 1476 суммирует несколько из NE в разных ND (NE 1470A-C и G-H) в (изображено) единый NE 1470I в одной из виртуальных сетей 1492 на Фигуре 14D, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

[0027] Фигура 14F иллюстрирует случай, где несколько VNE (VNE 1470A.1 и VNE 1470H.1) реализованы на разных ND (ND 1400A и ND 1400H) и соединены друг с другом, и где централизованная плоскость управления 1476 суммирует эти несколько VNE, так, чтобы они выглядели как единый VNE 1470T в одной из виртуальных сетей 1492 на Фигуре 14D, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

[0028] Фигура 15 иллюстрирует устройство плоскости управления 1504 общего назначения, включающее в себя аппаратное обеспечение 1440, содержащее набор из одного или нескольких процессоров 1442 (которые часто являются коммерчески доступными (COTS) процессорами) и контроллер(-ов) 1444 сетевого интерфейса (NIC; иначе называемых картами сетевого интерфейса) (которые включают в себя физические NI 1446), наряду с энергонезависимым машиночитаемым носителем 1448 данных, хранящим в себе программное обеспечение 1450 централизованной плоскости управления (CCP), в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0029] В прилагаемом описании изложены многочисленные конкретные детали. Однако подразумевается, что варианты осуществления данного изобретения могут быть применены без этих конкретных деталей. В иных случаях, хорошо известные схемы, структуры и технические приемы не были подробно показаны, для того, чтобы не мешать пониманию данного описания. Однако, специалисту в данной области техники, следует иметь в виду, что это изобретение может быть применено без подобных конкретных деталей. Специалисты в данной области техники, с включенными в настоящий документ описаниями, будут способны реализовать соответствующую функциональность без излишних экспериментов.

[0030] Действия на блок-схемах будут описаны со ссылкой на примерный вариант осуществления на фигурах. Однако следует понимать, что действия на блок-схемах могут быть выполнены вариантами осуществления данного изобретения, иными, чем те, что рассмотрены со ссылкой на эти фигуры, и варианты осуществления, рассмотренные со ссылкой на эти фигуры, могут выполнять действия, отличные от тех, что рассмотрены со ссылкой на блок-схемы на этих фигурах. Некоторые из этих фигур представляют топологии и сценарии, которые иллюстрируют реализацию принципов и структур на других фигурах.

[0031] Технологии, показанные на фигурах, могут быть реализованы, используя машинный код и данные, хранящиеся и исполняемые на одном или нескольких электронных устройствах (например, конечной станции, сетевом элементе, и так далее). Подобные электронные устройства хранят и передают (внутренне и/или другим электронным устройствам через сеть передачи данных) машинный код и данные, используя не временный машиночитаемый или читаемый компьютером носитель, такой как не временный машиночитаемый или читаемый компьютером накопитель (например, магнитные диски; оптические диски; оперативные запоминающие устройства; постоянные запоминающие устройства; устройства флэш-памяти; и запоминающие устройства на фазовых переходах). Кроме того, подобные электронные устройства обычно включают в себя набор одного или нескольких процессоров, соединенных с одним или несколькими другими компонентами, такими как одно или несколько устройство хранения, устройств ввода/вывода пользователя (например, клавиатуры, сенсорной панели, и/или устройства отображения), и сетевые подключения. Соединение набора процессоров и других компонентов обычно происходит через одну или несколько шин и мостов (так же именуемых контроллерами шины). Устройства хранения представляют собой один или несколько энергонезависимых машиночитаемых или читаемых компьютером накопителей и энергонезависимых машиночитаемых или читаемых компьютером коммуникационных сред. Таким образом, устройство хранения данного электронного устройства обычно хранит машинный код и/или данные для исполнения на наборе из одного или нескольких процессоров этого электронного устройства. Разумеется, одна или несколько частей варианта осуществления данного изобретения могут быть реализованы, используя иные сочетания программного, программно-аппаратного и/или аппаратного обеспечения.

[0032] В данном контексте, сетевой элемент (например, маршрутизатор, коммутатор, мост, и так далее) является предметом сетевого оборудования, включающим в себя аппаратное и программное обеспечение, которое коммуникативно соединяет другое оборудование в сети передачи данных (например, другие сетевые элементы, конечные станции, и так далее). Некоторые сетевые элементы являются "сетевыми элементами комплексных услуг", которые обеспечивают поддержку нескольких сетевых функций (например, маршрутизацию, передачу данных в режиме моста, коммутацию, агрегирование на 2-м уровне, граничное управление сеансов связи, многоадресную передачу, и/или управление абонентами), и/или обеспечивают поддержку для нескольких прикладных услуг (например, данные, голос, и видео). Конечные станции абонентов (например, серверы, рабочие станции, переносные компьютеры, наладонные компьютеры, мобильные телефоны, смартфоны, мультимедийные телефоны, телефоны протокола передачи голоса через Интернет (VOIP), портативные мультимедийные проигрыватели, модули GPS, игровые системы, телевизионные приставки (STB), и так далее) обращаются к содержимому/услугам, предоставляемым через Интернет и/или содержимому/услугам, предоставляемым в виртуальных частных сетях (VPN) наложенных на Интернет. Содержимое и/или услуги обычно предоставляются одной или несколькими конечными станциями (например, серверными конечными станциями) принадлежащими поставщику услуги или содержимого или конечными станциями, участвующими в услуге "точка-точка", и может включать в себя публичные веб-страницы (свободное содержимое, витрины, поисковые службы, и так далее), частные веб-страницы (например, веб-страницы, доступные по имени пользователя/паролю, предоставляющие услуги электронной почты, и так далее), корпоративные сети через VPN, IPTV, и так далее. Обычно, конечные станции абонентов соединены (например, через абонентское оконечное оборудование, соединенное с сетью доступа (проводным или беспроводным способом)) с граничными сетевыми элементами, которые соединены (например, через один или несколько центральных сетевых элементов с другими граничными сетевыми элементами) с другими конечными станциями (например, серверными конечными станциями).

[0033] Обзор архитектуры и управления и резервирования тракта.

[0034] Не существует протокола, который обеспечивает управление явным трактом в сетях Ethernet. Настройка каждого узла вдоль тракта средствами административного управления не целесообразна, особенно в больших сетях передачи данных. Применение RSVP-TE в Ethernet также не целесообразно, оно имеет огромные затраты на реализацию, а решения 3-его уровня не применимы в сетях Ethernet из-за привязки к IP. Более того, в некоторых сетевых сценариях, запуск протокола сигнализации, например, MSRP или RSVP-TE является нежелательным. Более того, MSRP не применим для управления явным трактом, это не является предполагаемой функцией MSRP, который запускается поверх уже установленных трактов. Иметь единый протокол, управляющий как неявными, так и явными трактами может быть выгодным и в сетях протокола Интернет (IP) тоже. Решение, интегрированное в единый протокол, также не существует для сетей IP/MPLS.

[0035] Варианты осуществления данного изобретения основываются на архитектуре и протоколе, где тип-длина-значение (TLV) явного тракта (EP) были определены таким образом, что они могут описывать тракт в любой сети, управляемой IS-IS, включая в себя сети Ethernet. Более того, эти EP TLV определены так, что они могут переноситься в иных блоках протокольных данных (PDU) чем IS-IS PDU, например, в MSRPDU. Эти EP TLV могут также именоваться sub-TLV топологии. Sub-TLV топологии охватывают, по меньшей мере, функциональные возможности EP TLV, как описано в настоящем документе. Sub-TLV топологии могут передавать явные деревья и/или явные тракты. В данном контексте, "тракты" и "деревья" могут быть использованы как синонимы, где тракты являются вариантами деревьев, а явные тракты являются вариантами явных деревьев. Для ясности, варианты осуществления описаны в первую очередь в терминах EP TLV, используемых для определенных явных трактов, однако, специалисты в данной области техники поймут, что описываемые понятия, процессы и структуры являются эквивалентными и охватывают sub-TLV топологии, которые описывают явные тракты или явные деревья.

[0036] Кроме того, эта архитектура и протокол вводят базу данных, называемую как база данных явного тракта (EPDB) для хранения EP TLV. Не все сетевые узлы могут хранить данные EP TLV, за исключением сетевых узлов вдоль тракта, определенных этим EP TLV. Способ для управления и резервирования тракта определен в этом протоколе, используя модульную структуру, которая позволяет гибкость для объединения разных решений, например, способ управления трактом с резервированием, обеспечиваемым MSRP в случае Ethernet.

[0037] Эта архитектура и протокол определяют способ и устройство для управления трактами пересылки в сетях пакетной коммутации и выполнения резервирования поверх трактов передачи пакетов. Фигура 1 является схемой одного примера сети 101 пакетной коммутации. Сетевые узлы, составляющие сеть 101 пакетной коммутации попадают в две категории: они или являются граничными узлами (EN) как узлы 102, 103, 104, и 105 или они являются центральными узлами (CN) как узел 106. Сеть 101 пакетной коммутации, как правило, соединяет хосты друг с другом, например, Хост 1 107 и Хост 2 108. Сеть 101 пакетной коммутации часто используется для соединения дополнительных сетевых устройств, например, дополнительных сетевых узлов, например, Узла 1 109 и Узла 2 110. Сетевой домен в сети пакетной коммутации часто управляется протоколом внутренних шлюзов (IGP), таким как протокол маршрутизации промежуточных систем (IS-IS) или открытые протоколы маршрутизации на основе состояния канала связи с предпочтением кратчайшего пути (OSPF). Сеть пакетной коммутации, как правило, применяет механизмы Уровня 2 или Уровня 3 в качестве основных принципов для пакетной пересылки. То есть пересылка может основываться на адресах Уровня 2, то есть, MAC-адресах, или основываться на IP-адресах в случае пересылки на Уровне 3. Следует отметить, что пакеты часто называют кадрами в случае Уровня 2.

[0038] Базовым механизмом управления трактом, применяемым в сетях пакетной коммутации, является маршрутизация по кратчайшему тракту. Системы маршрутизации, основанные или на IS-IS или на OSPF протоколах маршрутизации, реализуют для расчета трактов алгоритм Дейкстры, который часто именуют алгоритмом предпочтения кратчайшего пути (SPF), поскольку он выбирает кратчайший путь между источником и получателем пакета. Ядром маршрутизации на основе состояния каналов связи является то, что каждый сетевой узел поддерживает идентичную копию базы данных состояний каналов (LSDB) связи, состоящую из информации о состоянии каналов связи, которую узлы лавинно рассылают друг другу. К примеру, LSDB представляет граф, отображающий топологию сети, который является входными данными для алгоритма Дейкстры.

[0039] Маршрутизация на основе ограничений (CR) была введена, чтобы позволить несколько отклонятся от кратчайшего пути. CR делает возможным введение различных параметров, относящихся к сетевым линиям связи, например, цвет, доступная пропускная способность, канальная задержка, или группа каналов связи с общим риском (SRLG), эти параметры лавинно рассылаются по сети пакетной коммутации совместно с другими данными о состоянии каналов связи во время работы проверки состояния каналов связи. Сетевые узлы, таким образом, способны поддерживать базу данных, содержащую эти дополнительные характеристики сетевых компонентов, эта база данных называется базой данных расчета трафика (TED). В случае CBR, алгоритм SPF запускается на отсеченном графе, который выводится из LSDB, но содержит только каналы связи, соответствующие ограничениям, что проверяется, используя информацию в TED. Таким образом, алгоритм выбора кратчайшего пути на основе ограничений (CSPF) может быть применен к сетям пакетной коммутации, производя кратчайший с ограничениями (CS) тракт.

[0040] Однако, существуют некоторые виды трафика, сетевые условия и/или операторские предпочтения, для которых ни кратчайшие тракты, ни CS тракты не являются удовлетворительными. Для того, что бы иметь возможность удовлетворять этим видам трафика, сетевым условиям и/или операторским предпочтениям, сеть передачи данных должна иметь возможность предоставлять также и явные тракты.

[0041] Фигура 2 является схемой сети пакетной коммутации, иллюстрирующей явную маршрутизацию по сравнению с маршрутизацией по кратчайшему тракту в сети 201 пакетной коммутации. Тракт 2 208 обеспечивает кратчайший тракт между EN C 204 и EN D 205. Поскольку кратчайший тракт является просто отличным для Трафика 2 210, он отображается как Тракт 2 208. Трафик 1 209 проходит в сети 201 пакетной коммутации между EN A 202 и EN B 203. Однако, по любым вышеописанным причинам, Трафик 1 209 должен следовать по тракту, полностью отличному от кратчайшего тракта. Фактически, требуется, чтобы Трафик 1 209 был послан через CN E 206, который не находится на кратчайшем тракте между EN A 202 и EN B 203. Таким образом, сети передачи данных необходимо иметь возможность установить и обеспечить Тракт 1 207 для пакетов Трафика 1 209.

[0042] Фигура 3 является схемой одного варианта осуществления сети пакетной коммутации, включающей в себя внешний элемент вычисления тракта. Данные архитектура и протокол используют приложение 309 элемента вычисления тракта (PCE), которое может быть запущено на устройстве, например, компьютере, который является внешним для сетевого домена 301. Внешнее устройство, выполняющее приложение 309 PCE, подключено к одному из EN сети передачи данных, например, EN A 302 в примере, показанном на Фигуре 3. Более того, приложение 309 PCE принимает управляющие PDU, используемые протоколами, применяемыми для маршрутизации и резервирования. Таким образом, PCE 309 способен поддерживать точно такие же базы данных (то есть, LSDB и TED), как поддерживаемые в сетевых узлах, например, 303-306, протоколами управления, применяемыми в этой сети передачи данных. Кроме того, PCE 309 может указать сетевым узлам выполнить некоторые действия, главным образом EN 302, к которой он подключен, например, средствами управляющих PDU, инициированных PCE 309.

[0043] Более того, PCE 309 может влиять на работу протоколов управления сетью передачи данных, например, средствами управляющих PDU. Таким образом, имеется PCE 309, который определяет, к примеру, что Тракт 1 307 требуется для Трафика 1. Затем, PCE 309 указывает EN A 302 выполнить соответствующие действия, для того, чтобы получить явный тракт, то есть, Тракт 1 307, установленным в этой сети передачи данных. К примеру, EN A 302 может послать управляющие PDU другим сетевым узлам, указав им установить этот явный тракт. Следует отметить, что может быть один центральный внешний PCE 309, примененный для сетевого домена 301, или может быть несколько приложений PCE, запущенных, например, на различных устройствах, внешних по отношению к этой сети передачи данных.

[0044] В другом варианте данные архитектура и протоколы, используемые вариантами осуществления, могут быть реализованы так, чтобы сетевые узлы, например, граничные узлы или даже каждый узел в этой сети передачи данных, исполняли приложение PCE. Фигура 4 является схемой одного варианта осуществления сети пакетной коммутации с элементами вычисления тракта, обслуживаемыми сетевыми узлами. Фигура 4 иллюстрирует случай, когда приложение PCE выполняется сетевыми узлами вместо внешних элементов. В примере, показанном на Фигуре 4, каждый из EN A 402 и EN B 403 выполняют приложение PCE, это помимо выполнения обычных действий по работе сети, благодаря чему оба узла способны выполнять те же действия, что и внешнее устройство на Фигуре 3. Приложение PCE показано маленьким треугольником в сетевых узлах. То есть, приложение 412 PCE выполняется EN A 402, а приложение 413 PCE является приложением PCE, выполняемым EN B 403. Приложение PCE, выполняемое на этих сетевых узлах имеет доступ к базам данных протоколов управления и может выполнять такие действия, чтобы этот сетевой узел посылал управляющие PDU, требуемые PCE. Таким образом, это приложение PCE способно выполнять вычисление явных или ограниченных маршрутов.

[0045] Более того, каждое приложение PCE способно выполнять действия, требуемые для того, чтобы настроить другие сетевые узлы установить явный тракт, например, посредством посылки соответствующих управляющих PDU другим узлам. Сетевые узлы, не выполняющие приложение PCE, не могут выполнять действия управления явным трактом, помимо установки тракта, который им указано установить, следовательно, они не видят ни какой разницы между внешним приложением PCE и размещенным на сетевом узле.

[0046] В некоторых вариантах осуществления, обработчик локальных вычислений моста (BLCE), или, в более общем смысле, обработчик локальных вычислений (LCE) может быть реализован, чтобы выполнять вычисление тракта и маршрута на узле (например, на мосту в случае с BLCE). LCE может реализовывать SPF, CSPF, и/или непересекающийся тракт или алгоритм предельно избыточного дерева. PCE и LCE могут быть архитектурно разными объектами. LCE реализован в каждом узле (например, каждый мост реализует BLCE), при этом LCE реализует алгоритм SPF (то есть, алгоритм Дейкстры) как минимум, и также может реализовывать более сложные алгоритмы расчета трактов, например, для определения ограниченных или избыточных деревьев. LCE может реализовывать все пары алгоритмов поиска кратчайшего пути в дополнении к SPF. Деревья пересылки могут быть вычислены LCE, помимо случаев, когда они даны явно. Напротив, PCE может реализовывать более сложные алгоритмы вычисления, и его основная задача состоит в определении явных деревьев; даже если этот PCE находится в мосте. Варианты осуществления, описанные далее в настоящем документе, в общих чертах описывают реализацию функций посредством PCE, однако, специалисты в данной области техники поймут, что разделение реализации описанных функциональных возможностей может охватывать некоторые функции или этапы, реализуемые посредством LCE на каждом соответствующем узле, и что описание способов и процессов в настоящем документе, реализуемых посредством PCE, охватывает варианты осуществления, в которых LCE могут реализовывать некоторые из описываемых этапов или функций этих процессов и способов.

[0047] С учетом вышеупомянутых вариантов для расположения приложения PCE, также имеется два варианта устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство для внешнего PCE показано на Фигуре 6. Устройство в случае, когда сетевые узлы реализуют приложение PCE, показано на Фигуре 7.

[0048] Фигура 6 является схемой одного варианта осуществления сетевого элемента, сообщающегося с внешним PCE. Как показывает Фигура 6, имеется обмен данными между сетевым элементом 601 и элементом 612 управления трактом, если PCE выполняется внешним устройством. Пример сетевого элемента 601, показанный на Фигуре 6 включает в себя плоскость данных, включающую в себя коммутационную матрицу 607, некоторое число плат, например, 608 и 609, передачи данных, по крайней мере, интерфейс 610 приемника (Rx), и, по крайней мере, интерфейс 611 передатчика Tx. Эти Rx и Tx интерфейсы 610 и 611 соединяются с каналами связи в сети передачи данных, платы 608 и 609 передачи данных выполняют функции по данным, принятым через интерфейсы 610 и 611, а коммутационная матрица 607 коммутирует данные между платами передачи данных и аналогичными картами ввода/вывода (I/O).

[0049] Сетевой элемент 601 также включает в себя плоскость управления, которая включает в себя один или несколько процессоров 602, содержащих схему управления, выполненную с возможностью реализовывать, например, процесс маршрутизации на основе состояния канала связи для управления пересылкой на основе кратчайшего пути. Другие процессы так же могут быть реализованы в этой схеме управления.

[0050] Сетевой элемент 601 также включает в себя запоминающее устройство 603, которое хранит программное обеспечение для протоколов 604 управления, стек 605 протоколов, и одну или несколько баз 606 данных. Программное обеспечение для протоколов 604 управления может содержать данные и команды, относящиеся к процессу маршрутизации по состоянию каналов связи, к примеру, LCE который реализует SPF (то есть, алгоритм Дейкстры). Стек 605 протоколов хранит сетевые протоколы, реализуемые сетевым элементом 601. Базы данных используются для определения и сохранения трактов пересылки. Сетевой элемент 601 может содержать другое программное обеспечение, обрабатывающее и сохраняющее информацию, позволяющую ему выполнять функции для способа управления и резервирования тракта (PCR), включая в себя процесс восстановления тракта, описанный в настоящем документе ниже, и выполнять другие функции, обычно реализуемые в сетевом элементе сети передачи данных.

[0051] PCE 612, соединенный с сетевым элементом 601, включает в себя один или несколько процессоров 613, соединенных с запоминающим устройством 614. Процессоры 613 включают в себя схему для выполнения операций по расчету трактов и операций по руководству сетевым элементом 601. Запоминающее устройство 614 включает в себя программное обеспечение 615 расчета трактов для определения явных трактов и данных о резервировании, а также процесса восстановления тракта, описанного в настоящем документе ниже. Запоминающее устройство 614 также включает в себя базы 616 данных. Эти базы данных могут включать в себя точную копию баз данных, хранимых сетевым элементом 601, и могут включать в себя дополнительные базы данных, например, для расчета трактов.

[0052] Фигура 7 является схемой одного варианта осуществления сетевого элемента, включающего в себя PCE. Как показывает Фигура 7, сетевой элемент 701 может также выполнять прикладное программное обеспечение PCE. Таким образом, пример сетевого элемента 701, показанный на Фигуре 7 включает в себя плоскость данных, включающую в себя коммутационную матрицу 708, некоторое число плат, например, 709 и 710, передачи данных, по крайней мере, интерфейс 711 приемника (Rx), и, по крайней мере, интерфейс 712 передатчика Tx. Эти Rx и Tx интерфейсы 711 и 712 соединяются с каналами связи в сети передачи данных, платы 709 и 710 передачи данных выполняют функции по данным, принятым через интерфейсы 711 и 712, а коммутационная матрица 708 коммутирует данные между этими платами передачи данных и/или другими картами ввода/вывода (I/O). Сетевой элемент 701 также включает в себя плоскость управления, которая включает в себя один или несколько процессоров 702, содержащих схему управления, выполненную с возможностью реализовывать, например, процесс маршрутизации на основе состояния канала связи для управления пересылкой на основе кратчайшего пути.

[0053] Более того, процессоры 702 также реализуют схему для расчета и резервирования трактов, включая в себя восстановление тракта, описанное в настоящем документе ниже. Другие процессы также могут быть реализованы в этой схеме управления. Сетевой элемент 701 также включает в себя запоминающее устройство 703, которое хранит программное обеспечение для протоколов 704 управления, стек 705 протоколов, одну или несколько баз 706 данных и программное обеспечение 707 расчета трактов. Программное обеспечение для протоколов управления может содержать данные и команды, относящиеся к процессу маршрутизации по состоянию каналов связи, к примеру, LCE который реализует SPF (то есть, алгоритм Дейкстры). Стек 705 протоколов хранит сетевые протоколы, реализуемые сетевым элементом 701.

[0054] Базы данных используются для определения и сохранения трактов пересылки. Эти базы данных кроме того используются схемой расчета трактов и могут содержать компоненты, требуемые для расчета и резервирования трактов. Запоминающее устройство 703 включает в себя программное обеспечение 707 расчета трактов, применимое для определения явных трактов и данных о резервировании. Сетевой элемент 701 может содержать другое программное обеспечение, обрабатывающее и сохраняющее информацию, позволяющую ему выполнять функции для предложенного способа управления и резервирования тракта, и выполнять другие функции, обычно реализуемые в сетевом элементе сети передачи данных.

[0055] Фигура 9 является блок-схемой одного варианта осуществления предложенного способа управления трактом. Могут иметься различные сетевые элементы, которые могут запросить сетевой тракт для пересылки пакетов, к примеру, это может быть хост (например, 107) присоедине