什么是PCEP？

PCEP消息

PCC与PCE之间通过交互PCEP消息完成会话建立、维护、路径计算和更新等。PCEP消息类型如下表所示：

每一个消息中可能会包含一个或多个Object（对象），用于描述特定的功能。

PCE成员发现

PCC在向PCE提交路径计算请求前需要发现一个可用的PCE，而PCE只是计算过程中的被动方，并不需要主动地去发现PCC。用户需要在PCC指定PCE的IP地址，PCC将根据此地址与PCE建立连接关系。用户可以为同一个PCC配置多个候选PCE服务器，PCC会根据优先级和源IP优选一个作为最终的算路服务器，首选优先级高的，如果优先级相同，则选择源IP地址小的。同时，其他的候选服务器会成为备份，如果算路服务器发生了故障，PCC会自动进行服务器的切换。

PCEP会话

PCC与PCE之间以及不同域的PCE之间将建立PCEP会话。会话建立完成后，PCC与PCE之间以及不同域的PCE之间将在此会话基础上，进行路径计算请求及结果的交互。

PCEP会话的建立流程如下图所示。

1. PCC会主动向PCE服务器发起TCP请求，通过三次握手，建立TCP连接。
2. PCC与PCE服务器之间会互相发送PCEP Open消息进行会话的初始化协商。协商成功后，双方会互发PCEP Keepalive消息表示接受对方会话参数，至此会话建立完毕。

PCEP会话建立

PCEP会话的维护流程如下图所示。PCC和PCE服务器之间会周期性的发送Keepalive消息来维护PCEP会话，直至会话关闭为止，两者的发送是独立。任一方只要在固定周期内没有接收到对方的Keepalive消息，则认为会话中断。

PCEP会话维护

PCEP通过Close消息来终止PCEP的会话，PCC或PCE服务器都可以作为终止会话的发起方。

PCEP for MPLS TE

路径计算

PCE域内路径计算仅仅涉及PCC和PCE之间的信息交互。假定整网已经形成了一致的TEDB(Traffic Engineering Database)并且PCEP会话已经建立完毕，则PCE域内路径计算的简要流程如下图所示。详细流程描述请参见下表中的描述。

域内路径计算流程图

为了进一步提高网络的带宽资源利用率和简化网络的运维，出现了Stateful PCE及LSP重优化以及TE网络信息的集中配置和管理技术。

Stateful PCE及LSP重优化

MPLS TE的目标是合理分配网络资源，提高网络的带宽利用率。但是现有的TE LSP的建立机制并不能完美的达到这个目的。以下图为例，假设各链路的带宽都为10G，A-E的LSP所需带宽为6G，C-D的8G，C-G的为4G，且A-E的LSP的建立优先级高于其他两条LSP。在没有Stateful PCE情况下，由于C-D之间的链路小于12G且C-D的LSP优先级低于A-E的LSP，因此三条LSP的建立情况会是（a）中的情况。很明显，仅有三条LSP就占用了整网所有的链路。

Stateful PCE举例组网

针对以上问题，可以通过Stateful PCE技术，以便在现有技术基础上进一步提高网络的带宽利用率。Stateful PCE通过构建LSP DB来监控网络中LSP的状态（带宽分配情况，LSP建立情况等），并结合LSP DB和TEDB来一起从网络的全局进行LSP路径的最优计算。

如上图中，采用了Stateful PCE后，三条LSP的建立情况是（b）中的情况。其中A-B、B-C以及D-E之间链路全部空闲了出来，从全局来看，优化了整网的带宽利用。

TE网络信息的集中配置和管理

Stateful PCE支持在服务器端集中的配置和管理TE网络的拓扑信息及隧道属性，这样做更有利于对网络的管理和运维。配置后，PCE服务器算路时会采用本地配置的拓扑信息以及隧道属性进行算路。

PCEP for SR-MPLS TE Policy

随着SDN的发展和Segment Routing技术的兴起，PCEP又出现了针对Segment Routing的相关扩展，可以很好地支持集中式SR-MPLS TE Policy。Segment Routing能提供与RSVP-TE相同的显式指定路径的能力，并且由于不需要在中间节点维护基于流的状态，具有比RSVP-TE更好的扩展性。另一方面，正是因为中间节点不维护状态，导致Segment Routing缺乏在头节点根据带宽使用情况进行算路的能力。

基于PCE的Segment Routing能够解决这一问题，因为PCE存储了整网的拓扑信息、TE信息以及路径信息，所以能够根据整网的资源情况进行路径计算，达到优化整网资源的目的。

根据路径计算请求发出对象不同，可将PCEP for SR-MPLS TE Policy分为两种：

• PCE-Initiated SR-MPLS TE Policy：PCE向PCC头节点发送PCInitiate消息，创建SR-MPLS TE Policy路径。
• PCC-Initiated SR-MPLS TE Policy：PCC向PCE发起SR-MPLS TE Policy算路请求，PCE返回算路结果到PCC头节点。

PCEP针对SR-MPLS的扩展

PCEP针对SR-MPLS的扩展主要分为3部分：支持SR-MPLS的PATH-SETUP-TYPE新类型，用于通告支持SR-MPLS能力的SR PCE Capabilities sub-TLV和用于携带SR-MPLS SID的SR-MPLS ERO（Explicit Route Object，显式路由对象）和SR-MPLS RRO（Record Route Object，记录路由对象）子对象，具体如下表所示。

PCE-Initiated SR-MPLS TE Policy的基本创建流程

PCE-Initiated SR-MPLS TE Policy的基本创建流程

详细过程描述如下：

1. PCC和PCE通过互相发送Open消息，建立PCEP会话，同时协商支持的能力。SR-MPLS TE Policy使用SR PCE Capability sub-TLV，协商SR-MPLS能力。
2. PCE向PCC头节点发送PCInitiate消息，创建SR-MPLS TE Policy。
   1. PCE分配Symbolic Path Name作为SR-MPLS TE Policy的Candidate Path（候选路径）在PCEP中的标识。
   2. LSP对象中的PLSP-ID设置为0，表示该PLSP-ID不存在，需要PCC分配一个。
   3. SR-MPLS TE Policy标识、候选路径标识和候选路径优先级等属性信息通过Association对象携带，SR-MPLS TE Policy下的所有Candidate Path属于相同的SR Policy Association Group。
   4. 在ERO中携带路径信息，SR-MPLS TE Policy使用SR-ERO子对象携带路径信息。

3. PCC头节点接收到PCE下发的路径信息后进行路径安装，并为Candidate Path申请PLSP-ID作为其标识。
4. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SR-MPLS TE Policy状态。PCRpt消息中，LSP对象的托管标记设置为1，标识将SR-MPLS TE Policy控制权托管给PCE；LSP对象中的Create标记设置为1，标识PCC创建了PCE触发的SR-MPLS TE Policy；PLSP-ID设置为PCC本地申请的唯一值。SR-RRO子对象携带SR-MPLS TE Policy实际路径信息。
5. PCC已经将控制权托管给了PCE，网络中拓扑等信息变化会导致PCE重新计算路径。
6. PCE会将重新计算的路径信息通过PCUpd消息下发给PCC，使用PCC上报的PLSP-ID作为标识。
7. PCC头节点接收PCE下发的PCUpd消息后更新路径。
8. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SR-MPLS TE Policy状态。

PCC-Initiated SR-MPLS TE Policy的基本创建流程（Stateless Bringup模式）

详细过程描述如下：

1. PCC和PCE通过互相发送Open消息，建立PCEP会话，同时协商支持的能力。SR-MPLS TE Policy使用SR PCE Capability sub-TLV，协商SR-MPLS能力。
2. PCC向PCE发送PCReq消息，申请SR-MPLS TE Policy路径计算。
3. PCE向PCC头节点发送PCRep消息，创建SR-MPLS TE Policy。
   1. PCE分配Symbolic Path Name作为SR-MPLS TE Policy的Candidate Path（候选路径）在PCEP中的标识。
   2. LSP对象中的PLSP-ID设置为0，表示该PLSP-ID不存在，需要PCC分配一个。
   3. SR-MPLS TE Policy标识、候选路径标识和候选路径优先级等属性信息通过Association对象携带，SR-MPLS TE Policy下的所有Candidate Path属于相同的SR Policy Association Group。
   4. 在ERO中携带路径信息，SR-MPLS TE Policy使用SR-ERO子对象携带路径信息。

4. PCC头节点接收到PCE下发的路径信息后进行路径安装。并为Candidate Path申请PLSP-ID作为其标识。
5. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SR-MPLS TE Policy状态。PCRpt消息中，LSP对象的托管标记设置为1，标识将SR-MPLS TE Policy控制权托管给PCE；LSP对象中的Create标记设置为1，标识PCC创建了PCE触发的SR-MPLS TE Policy；PLSP-ID设置为PCC本地申请的唯一值。SR-RRO子对象携带SR-MPLS TE Policy实际路径信息。
6. PCC已经将控制权托管给了PCE，网络中拓扑等信息变化会导致PCE重新计算路径。
7. PCE会将重新计算的路径信息通过PCUpd消息下发给PCC，使用PCC上报的PLSP-ID作为标识。
8. PCC头节点接收PCE下发的PCUpd消息后更新路径。
9. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SR-MPLS TE Policy状态。

PCC-Initiated SR-MPLS TE Policy的基本创建流程（Stateless Bringup模式）

PCC-Initiated SR-MPLS TE Policy的基本创建流程（Stateful Bringup模式）

PCC-Initiated SR-MPLS TE Policy的基本创建流程（Stateful Bringup模式）

详细过程描述如下：

1. PCC和PCE通过互相发送Open消息，建立PCEP会话，同时协商支持的能力。SR-MPLS TE Policy使用SR PCE Capability sub-TLV，协商SR-MPLS能力。
2. PCC头节点向PCE发送PCRpt消息，托管SR-MPLS TE Policy。
   1. PCC分配Symbolic Path Name作为SR-MPLS TE Policy的Candidate Path（候选路径）在PCEP中的标识。
   2. PCC分配LSP对象中的PLSP-ID作为SR-MPLS TE Policy的Candidate Path（候选路径）在PCEP中的标识。LSP对象的托管标记设置为1，标识将SR-MPLS TE Policy控制权托管给PCE；
   3. SR-MPLS TE Policy标识、候选路径标识和候选路径优先级等属性信息通过Association对象携带，SR-MPLS TE Policy下的所有Candidate Path属于相同的SR Policy Association Group。
   4. 在ERO中携带路径信息，SR-MPLS TE Policy使用SR-ERO子对象携带路径信息。托管时携带空的ERO对象。

3. PCE接收到PCC头节点的托管消息后进行路径计算，并通过PCUpd消息下发给PCC头节点，使用PCC上报的PLSP-ID作为标识。
4. PCC头节点接收到PCE下发的路径信息后进行路径安装。
5. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SR-MPLS TE Policy状态。PCRpt消息中，LSP对象的托管标记设置为1，标识将SR-MPLS TE Policy控制权托管给PCE；PLSP-ID设置为PCC本地申请的唯一值。SR-RRO子对象携带SR-MPLS TE Policy实际路径信息。
6. PCC已经将控制权托管给了PCE，网络中拓扑等信息变化会导致PCE重新计算路径。
7. PCE会将重新计算的路径信息通过PCUpd消息下发给PCC，使用PCC上报的PLSP-ID作为标识。
8. PCC头节点接收PCE下发的PCUpd消息后更新路径。
9. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SR-MPLS TE Policy状态。

SR Policy Association Group

PCEP新增SR Policy Association Group对象用于携带SR-MPLS TE Policy信息。SR Policy Association Group对象又可以携带如下表所示的5种TLV。

自动带宽调整

通过自动带宽调整功能，可使SR-MPLS TE Policy根据实际流量大小自动调整带宽。其具体实现过程是：通过固定时间间隔A的采样（比如每隔5分钟采样一次），可以获得该隧道流量在一个自动带宽调整周期B（比如24小时）内的最大带宽。然后PCC根据此采样值向PCE（控制器）发送请求带宽，PCE根据此带宽重新计算SR-MPLS TE Policy路径，并下发更新。

PCEP for SRv6 TE Policy

随着SDN的发展和Segment Routing技术的兴起，PCEP又出现了针对Segment Routing的相关扩展，可以很好地支持集中式SRv6 TE Policy。Segment Routing能提供与RSVP-TE相同的显式指定路径的能力，并且由于不需要在中间节点维护基于流的状态，具有比RSVP-TE更好的扩展性。另一方面，正是因为中间节点不维护状态，导致Segment Routing缺乏在头节点根据带宽使用情况进行算路的能力。

基于PCE的Segment Routing能够解决这一问题，因为PCE存储了整网的拓扑信息、TE信息以及路径信息，所以能够根据整网的资源情况进行路径计算，达到优化整网资源的目的。

根据路径计算请求发出对象不同，可将PCEP for SRv6 TE Policy分为两种：

• PCE-Initiated SRv6 TE Policy：PCE向PCC头节点发送PCInitiate消息，创建SRv6 TE Policy路径。
• PCC-Initiated SRv6 TE Policy：通过Netconf/CLI/YANG等方式下发SRv6 TE Policy配置到PCC头节点。

PCEP针对SRv6 TE Policy的扩展

PCEP针对SRv6 TE Policy的扩展主要分为3部分：支持SRv6 TE Policy的PATH-SETUP-TYPE新类型，用于通告支持SRv6能力的SRv6 PCE Capabilities sub-TLV和用于携带SRv6 SID的SRv6 ERO和SRv6 RRO Subobject，具体如下表所示。

PCE-Initiated SRv6 TE Policy的基本创建流程

PCE-Initiated SRv6 TE Policy的基本创建流程

详细过程描述如下：

1. PCC和PCE通过互相发送Open消息，建立PCEP会话，同时协商支持的能力。SRv6 TE Policy使用SRv6 PCE Capability sub-TLV，协商SRv6能力。
2. PCE向PCC头节点发送PCInitiate消息，创建SRv6 TE Policy。
   1. PCE分配Symbolic Path Name作为SRv6 TE Policy的Candidate Path（候选路径）在PCEP中的标识。
   2. LSP对象中的PLSP-ID设置为0，表示该PLSP-ID不存在，需要PCC分配一个。
   3. SRv6 TE Policy标识、候选路径标识和候选路径优先级等属性信息通过Association对象携带，SRv6 TE Policy下的所有Candidate Path属于相同的SR Policy Association Group。
   4. 在ERO中携带路径信息，SRv6 TE Policy使用SRv6-ERO子对象携带路径信息。

3. PCC头节点接收到PCE下发的路径信息后进行路径安装。并为Candidate Path申请PLSP-ID作为其标识。
4. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SRv6 TE Policy状态。PCRpt消息中，LSP对象的托管标记设置为1，标识将SRv6 TE Policy控制权托管给PCE；LSP对象中的Create标记设置为1，标识PCC创建了PCE触发的SRv6 TE Policy；PLSP-ID设置为PCC本地申请的唯一值。SRv6-RRO子对象携带SRv6 TE Policy实际路径信息。
5. PCC已经将控制权托管给了PCE，网络中拓扑等信息变化会导致PCE重新计算路径。
6. PCE会将重新计算的路径信息通过PCUpd消息下发给PCC，使用PCC上报的PLSP-ID作为标识。
7. PCC头节点接收PCE下发的PCUpd消息后更新路径。
8. PCC头节点路径安装完成后，发送PCRpt消息给PCE，报告SRv6 TE Policy状态。

SR Policy Association Group

PCEP新增SR Policy Association Group对象用于携带SRv6 TE Policy信息。SR Policy Association Group对象又可以携带如下表所示的5种TLV。