專利名稱：一種多協(xié)議標簽交換網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于TCP/IP協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)，特別涉及一種多協(xié)議標簽交換(MPLS)網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法。
背景技術(shù)：
多協(xié)議標簽交換(Muxtiprotocol Label Switch，MPLS)最初是用來提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出一個協(xié)議，由于MPLS在流量工程(TraffcEngeering)和虛擬網(wǎng)絡(luò)(VPN)這一在目前IP網(wǎng)絡(luò)中非常關(guān)鍵的兩項技術(shù)中表現(xiàn)。MPLS已日益成為擴大IP網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的重要標準。
MPLS協(xié)議的關(guān)鍵是引入了標簽(Label)的概念。MPLS對分組進行分類，使用標簽來標志屬于同一轉(zhuǎn)發(fā)類型的分組，在MPLS網(wǎng)絡(luò)中使用標簽來作為決定轉(zhuǎn)發(fā)操作的唯一標志。
參見圖1，圖1為MPLS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。MPLS在邏輯上可以分為標簽邊緣路由器(Label Switching Edge Router，LER)和標簽交換路由器(Label Switching Router，LSR)。其中入口LER提供等效轉(zhuǎn)發(fā)類(ForwardingEquivalence Class，F(xiàn)EC)和標簽的映射，出口LER提供標簽的移除功能，而LSR是MPLS的網(wǎng)絡(luò)的核心交換機，它提供標簽交換(Label Swapping)及標簽分發(fā)功能。
MPLS的連接稱為標簽交換路徑(Label Switching Path，LSP)。每個節(jié)點依據(jù)下一跳標簽轉(zhuǎn)發(fā)項(Next Hop Label Forwarding Entry，NHLFE)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，NHLFE包含有下列內(nèi)容(1)數(shù)據(jù)分組的下一跳(Next Hop)(2)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組時所使用的DDL封裝
(3)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組時所使用的標簽棧的編碼方式(4)對數(shù)據(jù)分組標簽棧的操作，可能的操作有①用一個新的標簽替代分組標簽棧頂?shù)臉撕灑趶棾鰳撕灥臈ｍ敘塾靡粋€新的標簽替代分組標簽棧頂?shù)臉撕灒喝胍粋€或多個新標簽數(shù)據(jù)分組在進入MPLS時，首先被歸類為不同的FEC，然后就是把這些FEC同NHLFE相映射，進而到達利用標簽交換來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的目的。FEC同NHLFE的映射關(guān)系有兩種，入標簽映射(Incoming Label Map，ILM)和FEC到NHFLE映射(FTN)，前者用來轉(zhuǎn)發(fā)已經(jīng)標簽化了的分組(Core LSR)，后者用來轉(zhuǎn)發(fā)未標簽化的分組(Edge LSR，LER)，但在轉(zhuǎn)發(fā)后，分組也已經(jīng)標簽化了。
要建立LSP，還必須借助于標簽分配協(xié)議，主要有LDP(LabelDistribution Protocol)和RSVP-TE(Resource reSerVe Protocol Traffic Engineerextension)。
LDP協(xié)議包括一組用于在LSR之間建立LSP的消息和處理過程。LDP協(xié)議通過將網(wǎng)絡(luò)層的路由信息直接映射到建立在數(shù)據(jù)鏈路層的LSP上。一個LSP可能建立在相鄰的兩個LSR之間，也可能通過整個路由區(qū)域(包括多個LSR)。
標簽的分配是指定一個標簽與某個FEC綁定，分發(fā)則是指將這一綁定通知上游或者下游的過程。標簽分配與分發(fā)都是在LDP協(xié)議的控制下完成的。
標簽的分配與分發(fā)有兩種方式1、LSR對于明確提出標簽請求的其它LSR分配FEC-標簽綁定，這種方式叫下游按需(Downstream On Demand)標簽分發(fā)。
2、MPLS體系結(jié)構(gòu)同樣允許LSR對沒提出標簽請求的其它LSR主動分配FEC-標簽綁定，這種方式叫下游自主(Downstream Unsolicited)標簽分發(fā)。
下游自主標簽通告和下游按需標簽通告方式的主要區(qū)別在于由哪一個LSR負責發(fā)起標簽映射請求和標簽映射的通告進程。
標簽控制也有有序的和獨立的控制方式兩種方式1、使用有序的LSP控制時，只有當LSR收到特定FEC下一跳的特定FEC-標簽映射消息或者LSR是LSP的出口節(jié)點時，LSR才可以向上游發(fā)送標簽映射消息。如果LSR既不是特定FEC的出口節(jié)點也不存在對于特定FEC的標簽綁定，那么LSR在對特定FEC進行FEC-標簽綁定并向上游LSR返回特定FEC-標簽綁定消息之前，必須等待收到下游LSR的特定FEC-標簽響應消息。
2、使用獨立的LSP控制時，每個LSR可以在任何時候向和它相連的LSR通告標簽映射。例如當工作在獨立下游按需標簽分發(fā)控制方式下，LSR可以立刻對上游的標簽請求消息發(fā)出響應，而不需要等待來自下一跳LSR的標簽映射消息。當工作在獨立下游自主標簽分發(fā)控制方式下，只要LSR準備好對于特定FEC進行標簽轉(zhuǎn)發(fā)，LSR就可以向和它相連的LSR通告特定FEC-標簽映射消息。使用獨立標簽控制允許LSR在收到下游的標簽映射消息之前，就可以向上游通告標簽映射消息。
LSR使用獨立的還是有序的控制方式?jīng)Q定了LSR在LSP建立過程中的行為。作為一個可配置的可選項，LSR可以對這兩種控制方式都提供支持。
標簽保持也有保守標簽保持方式和自由標簽保持兩種方式在下游自主標簽分發(fā)方式中，從任何相鄰LSR都可以收到對于所有路由的標簽映射消息。當使用保守標簽保持方式時，只有用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的FEC-標簽綁定才會被保留；即接收到的FEC-標簽綁定來自路由的下一跳LSR。
在下游按需標簽分發(fā)方式中，LSR僅僅向FEC下一跳LSR發(fā)送標簽請求消息。由于下游按需標簽分發(fā)方式主要用于標簽資源有限的環(huán)境(如具有有限交叉連接空間的ATM交換機)，因此下游接需標簽分發(fā)方式通常會使用保守標簽保持方式。保守標簽保持方式的優(yōu)點在于只有用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的標簽才會被分配和維護。對于標簽資源有限的LSR(如ATM交換機)而言，這一點是非常重要的。保守標簽保持方式的一個缺點是如果路由改變了特定FEC的下一跳LSR，在分組能夠繼續(xù)進行標簽轉(zhuǎn)發(fā)之前，LSR必須等待來自新的下一跳的特定FEC-標簽映射消息。
在下游自主標簽分發(fā)方式下，LSR可以從任何相鄰LSR收到對于所有路由的標簽映射消息。當使用自由標簽保持方式時，不論發(fā)送LSR是否是它所通告的特定FEC-標簽映射的下一跳，LSR對于所有的標簽映射都加以保留。當使用下游按需標簽分發(fā)方式時，LSR可以選擇向所有相鄰LSR對于所有已知的地址前綴發(fā)送標簽請求消息。下游按需標簽分發(fā)方式通常用于諸如ATM交換機等設(shè)備。
自由標簽保持方式的主要優(yōu)勢在于LSR可以快速對路由變化作出響應，這主要是由于標簽映射已經(jīng)存在。自由標簽保持方式的主要缺點在于當前不需要的標簽映射同樣也需要被分配和維護。
在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，當LSP上某個節(jié)點或者鏈路發(fā)生故障時，可以采用MPLS快速重路由技術(shù)將LSP切換到事先建立的本地備份LSP上，保護LSP不會受鏈路/節(jié)點故障的影響。
MPLS快速重路由技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務的保護如圖2所示，圖2為圖2為現(xiàn)有技術(shù)MPLS快速重路由的LSP路徑示意圖；其中，主LSP路徑為A-B-C-D-E。路徑A-G-C用來對節(jié)點B及相關(guān)鏈路進行保護，路徑B-G-D用來對節(jié)點C及相關(guān)鏈路進行保護，路徑C-F-E用來對節(jié)點D及相關(guān)鏈路進行保護，路徑D-F-E用來對鏈路D-E進行保護。例如在C點出現(xiàn)故障時，B點會將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務流量切換到B-G-D上，從而減少了數(shù)據(jù)丟失。
目前快速重路由的方式有兩種Bypass方式和Detour方式。目前主要使用的是Bypass方式的快速重路由。在Bypass方式下，一個預先配置的LSP被用來保護多個LSP。當鏈路失敗時，主隧道LSP被路由到預先配置的LSP上，通過這個預先配置的LSP到達下一跳路由器，這樣達到保護的目的。
目前這種MPLS快速重路由的方法有以下缺點1、依賴于復雜的MPLS TE技術(shù)，設(shè)備開銷大；2、備份LSP需手工顯式的指定，配置工作量大，不能大規(guī)模部署；3、依賴于OSPF-TE/ISIS-TE/RSVP-TE/CR-LDP等協(xié)議，需多個設(shè)備配合工作，兼容性差；4、為進行鏈路、節(jié)點和路徑保護，需要分別建立備份LSP，帶來不必要的開銷；5、備份LSP也存在故障可能，沒有保護機制，當它失效時不能進行快速重路由；6、要求備份LSP不能經(jīng)過被保護的鏈路、節(jié)點，要求過于嚴格，有時候即使目的地可達，仍不能建立備份LSP。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多協(xié)議標簽交換(MPLS)網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法，該方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在節(jié)點故障后的快速重新路由，而且節(jié)省設(shè)備開銷。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種多協(xié)議標簽交換MPLS網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法，該方法包括以下步驟A、在網(wǎng)絡(luò)中運行標簽分配協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器記錄從所有端口收到的FEC-標簽映射信息，并根據(jù)各個FEC-標簽映射信息分別生成各個標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；B、配置被保護端口，對于將這個端口作為下一跳的每個FEC對應的路由，確定備份端口；對于一個FEC對應的路由，被保護端口即為主用端口；主用端口收到的FEC-標簽映射信息生成的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，備用端口收到的FEC-標簽映射信息生成的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；C、路由器根據(jù)主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息和備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息生成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表；D、數(shù)據(jù)傳輸過程中，如果路由器檢測到主用端口故障，則按照本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，直接路由到備用端口繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。
其中，所述網(wǎng)絡(luò)中運行的標簽分配協(xié)議的工作方式為下游自主標簽分發(fā)、有序的標簽控制和自由的標簽保持。
步驟B所述確定備用端口的方法可以為手工選擇；或按照最短路徑的原則，排除主用端口，運行鏈路狀態(tài)路由協(xié)議自動計算出備份端口。
所述手工選擇的方式可以是為主用端口指定一個備用端口，所有以主用端口為下一跳的FEC，其備用端口均為指定端口。
自動計算的配置方式可以為配置一個端口被自動保護或配置一個設(shè)備的所有端口被自動保護。
所述自動計算備份端口的過程可以在正常的路由計算完畢后進行。
在自動計算備份端口的情況下，如果路由器檢測到備份端口有故障，則可以重新計算備份端口，并用獲得的新備份端口對應的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，替代本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中原備份端口對應的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息。
所述的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為路由器根據(jù)FEC-標簽映射信息，生成的下一跳標簽轉(zhuǎn)發(fā)項NHLFE；所述的主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為路由器根據(jù)主用端口收到的FEC-標簽映射信息，生成的NHLFE；所述的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為路由器根據(jù)備份端口收到的FEC-標簽映射信息，生成的備用NHLFE。
對于入口邊緣路由器LER，所述的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表包含F(xiàn)TN和NHLFE；如果已經(jīng)配置了端口被保護，則步驟C中FTN的生成方法為
C1、將FEC同主用NHLFE、備用NHLFE相映射，生成FTN。
如果FEC同主用NHLFE的映射生成FTN后，配置了端口被保護，則所述步驟C中包括C2、LER遍歷FTN，查找其NHLFE下一跳為被保護端口的表項，為FTN增加一個備份NHLFE，備份NHLFE對應的下一跳為確定的備份端口。
對于標簽交換路由器LSR，所述的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表包含ILM和NHLFE；如果已經(jīng)配置了端口被保護，則所述步驟C中生成ILM的方法為C1、將入標簽同主用NHLFE、備用NHLFE相映射，生成LIM。
如果在ILM生成后，配置了端口被保護，則所述步驟C中包括C2、LSR遍歷ILM，查找其NHLFE下一跳為被保護端口的表項，為ILM增加一個備份NHLFE，備份NHLFE對應的下一跳為確定的備份端口。
步驟D所述路由到備用端口繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)的方法可以為用備用端口對應的標簽替代接收數(shù)據(jù)中的原標簽，根據(jù)該標簽將數(shù)據(jù)發(fā)送給備用端口。
由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明的這種MPLS網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法，在一個運行標簽分配協(xié)議的MPLS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通過選擇備份端口，對一個特定端口進行保護備份，它適用于以該端口為出接口的所有LSP。當這個端口故障時，設(shè)備能夠快速的切換到備份端口，通過該備份端口進行MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，到達目的地。
因此，本發(fā)明方法不需要采用復雜的MPLS TE技術(shù)，實現(xiàn)了多個節(jié)點分布式處理，備份端口可同時實現(xiàn)鏈路保護、節(jié)點保護和路徑保護，無需分別建立針對鏈路、節(jié)點和路徑的備份LSP，節(jié)省了設(shè)備開銷。而且，由于本發(fā)明是本地化實現(xiàn)，無需相鄰設(shè)備配合支持，具有很好的兼容性。


圖1為MPLS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)MPLS快速重路由的LSP路徑示意圖；圖3為本發(fā)明一個較佳實施例的MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3所示實施例標簽分配示意圖；圖5為圖3所示實施例中R1的標簽轉(zhuǎn)發(fā)示意圖；圖6為圖3所示實施例中R2的標簽轉(zhuǎn)發(fā)示意圖；圖7為圖3所示實施例中R2故障后重路由示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
本發(fā)明在一個運行LDP協(xié)議的MPLS網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通過選擇備份端口，對一個特定端口進行保護備份，它適用于以該端口為出接口的所有LSP。當這個端口故障時，設(shè)備能夠快速的切換到備份端口，通過備份端口進行MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，到達目的地。
本發(fā)明MPLS網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法，主要包括以下步驟A、在網(wǎng)絡(luò)中運行標簽分配協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器記錄從所有端口收到的FEC-標簽映射信息，并根據(jù)各個FEC-標簽映射信息分別生成各個標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；B、配置被保護端口，對于將這個端口作為下一跳的每個FEC對應的路由，確定備份端口；對于一個FEC對應的路由，被保護端口即為主用端口；主用端口收到的FEC-標簽映射信息生成的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，備用端口收到的FEC-標簽映射信息生成的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；C、路由器根據(jù)主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息和備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息生成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表；D、數(shù)據(jù)傳輸過程中，如果路由器檢測到主用端口故障，則按照本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，直接路由到備用端口繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。
以下舉一個較佳實施例進行說明。
參見圖3，圖3為本發(fā)明一個較佳實施例的MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，R1是入口LER，R2、R3、R4是LSR，R5是出口LER。
本實施例中，首先在MPLS網(wǎng)絡(luò)中運行LDP協(xié)議，其工作方式為下游自主(DU)標簽分發(fā)、有序的標簽控制和自由的標簽保持。
由于在DU標簽分發(fā)方式下，出口LER無需上游LSR提出標簽分配請求，就主動分配FEC-標簽映射(綁定)，并將這一消息發(fā)送到上游。所以本實施例中，每個路由器會接收到多個下一跳端口發(fā)送的FEC-標簽映射信息。
由于在自由的標簽保持方式下，LSR可以從任何相鄰LSR收到對于FEC的標簽映射消息，不論發(fā)送這一消息的LSR是否是它所通告的特定FEC-標簽映射中FEC所對應路由的下一跳，LSR對于所有的標簽映射都加以保留。所以本實施例中的路由器記錄了所有收到的FEC-標簽映射信息。
參見圖4，圖4為圖3所示實施例標簽分配示意圖。其中，R1到達R5有兩個路徑R1-R2-R5和R1-R3-R4-R5，R5向上游發(fā)起多標簽映射消息。R5、R4、R3、R2分別向其上一跳發(fā)送FEC-標簽映射信息，其中包含了自身為上一跳分配的標簽。
最終，如圖4所示R2和R3分別給R1分配了到達R5的標簽L21和L31、R5和R3分別給R2分配了到達R5的標簽L52和L32、R4和R2分別給R3分配了到達R5的標簽L43和L23、R5給R4分配了到達R5的標簽L54。
本實施例中，R1根據(jù)從R2和R3收到的FEC-標簽映射信息生成了兩個NHLFE，R2根據(jù)從R5和R3收到的FEC-標簽映射信息也生成了兩個NHLFE，R3根據(jù)從R4和R2收到的FEC-標簽映射信息也生成了兩個NHLFE，R4根據(jù)從R5收到的FEC-標簽映射信息生成了一個NHLFE。
然后，路由器配置被保護端口，對于將這個端口作為下一跳的每個FEC對應的路由，確定備份端口；對于一個FEC(路由)，被保護端口即為主用端口。
例如對于某個FEC來說R1-R2-R5是該FEC對應的路由，則對于R1，R2確定為主用端口，根據(jù)R2發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成的NHLFE為主用NHLFE，R3確定為備用端口，根據(jù)R3發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成的NHLFE為備用NHLFE。對于R2，R5確定為主用端口，根據(jù)R5發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成的NHLFE為主用NHLFE，R3確定為備用端口，根據(jù)R3發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成的NHLFE為備用NHLFE。
確定備用端口的方法是指定LSR的一個設(shè)備端口作為另外一個設(shè)備端口(即被保護端口)的備份端口。這兩個端口既可以是物理端口，也可以是邏輯端口，前提是LDP運行在這個端口上。
備份端口可以手工選擇，也可以自動計算。手工選擇的方式可以是為主用端口指定一個備用端口，所有以主用端口為下一跳的FEC，其備用端口均為指定端口。
在復雜的情況下，手工選擇的端口可能不是最佳的，或者配置工作量較大，所以建議使用自動計算的方法來配置。自動計算的方法在指定要被保護的端口的情況下，按照最短路徑的原則，計算出備份端口。
自動計算要求設(shè)備運行鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，如OSPF、IS-IS，但不需要協(xié)議作擴展。自動計算的準則是發(fā)現(xiàn)從本地到目的地，但不通過被保護端口的最短路徑，方法是排除鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中被保護端口的信息，即模擬被保護端口中斷的情況，計算出最短路徑來。
自動計算的配置方式有兩種一是針對端口，配置它是被保護的；二是針對設(shè)備，配置其所有端口均被保護。
在自動計算的情況下，只要目的地可達，總能夠發(fā)現(xiàn)備份端口進行保護，如果計算出的備份端口后來出現(xiàn)故障，可以重新計算新的備份端口。計算出新的備份端口后，用獲得的新備份端口對應的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，替代本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中原備份端口對應的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息。
由于自動計算會消耗CPU資源，為防止這種計算減緩路由收斂速度，在正常的路由計算完畢后再進行備份端口的自動計算。這樣，在CPU空閑的時候進行對備份端口的計算，使用普通SPF算法即可滿足要求，無須增強CPU能力或采用復雜的算法，CPU負荷低。
本實施例中，備份端口可手工配置或自動生成，在手工指定備份端口的情況下，相比手工指定備份LSP，減輕了配置工作量；自動生成更是無需手工顯式的指定，進一步減輕了部署的工作量。
本實施中，R1-R5各自維護本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表，在未實施端口備份時，各標簽轉(zhuǎn)發(fā)表僅有一個FTN/LIM和一個NHLFE，其中的NHLFE是根據(jù)FEC的路由下一跳發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成的。在實施端口備份后，若某個標簽轉(zhuǎn)發(fā)表的下一跳是被保護的端口，為這個表增加一個備用NHLFE，備用NHLFE是根據(jù)備份端口發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成的。
對入口LER和中間LSR維護的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表稍有所區(qū)別，以下分別進行詳細說明。
對入口LER，其標簽轉(zhuǎn)發(fā)表由FTN和NHLFE兩段組成，F(xiàn)TN是FEC同NHLFE的映射。
若FTN在端口備份配置后生成，F(xiàn)TN的正常下一跳由到達FEC的IGP最短路徑?jīng)Q定，主用NHLFE是根據(jù)FEC的路由下一跳發(fā)送的FEC-標簽映射信息生成。新建FTN時，將FEC同主用NHLFE和備份NHLFE相映射，生成FTN。這樣，F(xiàn)TN、主用NHLFE、備用NHLFE組成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表。
若FTN在端口備份配置前生成，F(xiàn)EC同主用NHLFE相映射，生成FTN后，LER遍歷FTN表，查找其NHLFE下一跳為被保護端口的表項，為這個FTN增加一個備份NHLFE。備份NHLFE對應的下一跳為確定的備份端口。這樣，F(xiàn)TN、主用NHLFE、備用NHLFE組成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表。
參見圖5，圖5為圖3所示實施例中R1的標簽轉(zhuǎn)發(fā)示意圖。圖中示出了R1標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中的主要表項目的地R5、主用NHLFE R1-R2，L21、備用NHLFE R1-R3，L31。
對于中間LSR，其標簽轉(zhuǎn)發(fā)表由ILM和NHLFE兩段組成，ILM是入標簽同NHLFE的映射表。由于入、出標簽都是分配給特定FEC的，一個ILM同這個FEC有唯一的對應關(guān)系。
若ILM在端口備份配置后生成，則將入標簽同主用NHLFE、備用NHLFE相映射，生成LIM。這樣，LIM、主用NHLFE、備用NHLFE組成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表。
若ILM在端口備份配置前生成，也先將入標簽同主用NHLFE相映射，生成LIM，然后LSR遍歷LIM表，查找其NHLFE下一跳為被保護端口的表項，為這個LIM增加一個備份NHLFE，備份NHLFE對應的下一跳為確定的備份端口。這樣，LIM、主用NHLFE、備用NHLFE組成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表。
參見圖6，圖6為圖3所示實施例中R2的標簽轉(zhuǎn)發(fā)示意圖。圖中示出了R2標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中的主要表項入標簽L21、主用NHLFE R2-R5，L52、備用NHLFE R2-R3，L32。
由圖6可見，對于路由R1-R2-R5，R2是倒數(shù)第二跳，實際上出口LERR5為其分配的標簽L52屬于特殊的控制標簽，也就是說，R5不為FEC分配實質(zhì)的標簽給R2，但備份端口R3到達的下一跳不是LER，在這個端口上還需要為FEC分配標簽。因此，在生成備份NHLFE時仍需要R3為其分配標簽。
為了實現(xiàn)設(shè)備故障后能夠重新路由，R1-R5各自還維護每個端口的工作狀態(tài)正常/失效。當檢測到某個端口不能正常工作時，如物理鏈路失效或人工操作將端口關(guān)閉，立即更新其狀態(tài)。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，查找標簽轉(zhuǎn)發(fā)表可以獲得數(shù)據(jù)的下一跳主用端口，如果檢查到其狀態(tài)為失效，則倒換到備份的端口，并設(shè)置對應的標簽，即用備用端口對應的標簽替代接收數(shù)據(jù)中的原標簽，根據(jù)該標簽將數(shù)據(jù)發(fā)送給備用端口。
數(shù)據(jù)到達備用端口，由于標簽是它自己分配的，這個其中一定有對應的標簽轉(zhuǎn)發(fā)表，從而可以繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到目的地。
參見圖7，圖7為圖3所示實施例中R2故障后重路由示意圖。其中，假設(shè)對R1-R5的LSP進行保護，最短路徑是R1-R2-R5，備份端口是R1-R3。在R3上，到達R5的最短路徑是R3-R2-R5，備份端口是R3-R4。如果R2失效，R1和R3均感知這一變化，分別切換到備份端口，從而形成新的LSP，R1-R3-R4-R5。只要R1-R5間保持可達性，多個節(jié)點各自獨立工作，就能對路徑上任意鏈路、節(jié)點失效作出保護，即能夠?qū)崿F(xiàn)路徑保護。
可見，如果在網(wǎng)絡(luò)中多個節(jié)點均采用本發(fā)明，則既可以做到端口保護，也可以同時做到節(jié)點和路徑保護，無需分別建立針對鏈路、節(jié)點和路徑的備份LSP，也無需新增功能。
本發(fā)明的這種通過端口備份實現(xiàn)MPLS網(wǎng)絡(luò)重新路由的方法，既可以對由LDP協(xié)議建立的LSP進行保護，也可以同時對由RSVP-TE/CR-LDP建立的CR-LSP進行保護。
CR-LSP的目的地是出口LER設(shè)備，LDP為到達這個LER，建立了標簽轉(zhuǎn)發(fā)表。在手工指定或自動計算出備份端口后，為CR-LSP對應的標簽轉(zhuǎn)發(fā)表增加一個備份下一跳，端口是備份端口，標簽是備份端口相鄰的LDP對等體為出口LER分配的。
本發(fā)明方法也可以為IP流量進行保護，這時候，轉(zhuǎn)發(fā)表的主用下一跳采用IP轉(zhuǎn)發(fā)，而備用下一跳采用MPLS轉(zhuǎn)發(fā)，這時的標簽轉(zhuǎn)發(fā)表只由FTN/ILM和一個備用的NHLFE。
由上述的實施例可見，本發(fā)明的這種MPLS網(wǎng)絡(luò)重新路由的方法，采用了模擬鏈路故障、事先計算備份端口的方式，省去了故障發(fā)生后的路由計算時間以及LSP重新建立的時間，因此加快了重新路由的速度。而且本發(fā)明不需要采用復雜的MPLS TE技術(shù)，設(shè)備開銷小，能夠本地化實現(xiàn)，無需相鄰設(shè)備配合支持，兼容性好。
權(quán)利要求
1.一種多協(xié)議標簽交換MPLS網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A、在網(wǎng)絡(luò)中運行標簽分配協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器記錄從所有端口收到的FEC-標簽映射信息，并根據(jù)各個FEC-標簽映射信息分別生成各個標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；B、路由器配置被保護端口，對于將這個端口作為下一跳的每個FEC對應的路由，確定備份端口；對于一個FEC對應的路由，被保護端口即為主用端口；主用端口收到的FEC-標簽映射信息生成的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，備用端口收到的FEC-標簽映射信息生成的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；C、路由器根據(jù)主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息和備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息生成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表；D、數(shù)據(jù)傳輸過程中，如果路由器檢測到主用端口故障，則按照本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，直接路由到備用端口繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)中運行的標簽分配協(xié)議的工作方式為下游自主標簽分發(fā)、有序的標簽控制和自由的標簽保持。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B所述確定備用端口的方法為手工選擇；或按照最短路徑的原則，排除主用端口，運行鏈路狀態(tài)路由協(xié)議自動計算出備份端口。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述手工選擇的方式為主用端口指定一個備用端口，所有以主用端口為下一跳的FEC，其備用端口均為指定端口。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，自動計算的配置方式為配置一個端口被自動保護或配置一個設(shè)備的所有端口被自動保護。
6.如權(quán)利要求3或5所述的方法，其特征在于所述自動計算備份端口的過程在正常的路由計算完畢后進行。
7.如權(quán)利要求3或5所述的方法，其特征在于在自動計算備份端口的情況下，如果路由器檢測到備份端口有故障，則重新計算備份端口，并用獲得的新備份端口對應的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，替代本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中原備份端口對應的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為路由器根據(jù)FEC-標簽映射信息，生成的下一跳標簽轉(zhuǎn)發(fā)項NHLFE；所述的主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為路由器根據(jù)主用端口收到的FEC-標簽映射信息，生成的NHLFE；所述的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息為路由器根據(jù)備份端口收到的FEC-標簽映射信息，生成的備用NHLFE。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對于入口邊緣路由器LER，所述的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表包含F(xiàn)TN(FEC同NHLFE映射)和NHLFE；如果已經(jīng)配置了端口被保護，則步驟C中FTN的生成方法為C1、將FEC同主用NHLFE、備用NHLFE相映射，生成FTN。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對于LER，所述的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表包含F(xiàn)TN和NHLFE；如果FEC同主用NHLFE的映射生成FTN后，配置了端口被保護，則所述步驟C中包括C2、LER遍歷FTN表，查找其NHLFE下一跳為被保護端口的表項，為這個FTN增加一個備份NHLFE，備份NHLFE對應的下一跳為確定的備份端口。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對于標簽交換路由器LSR，所述的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表包含ILM(入標簽同出標簽相映射)和NHLFE；如果已經(jīng)配置了端口被保護，則所述步驟C中生成ILM的方法為C1、將入標簽同主用NHLFE、備用NHLFE相映射，生成LIM。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對于LSR，所述的本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表包含ILM和NHLFE；如果在ILM生成后，配置了端口被保護，則所述步驟C中包括C2、LSR遍歷ILM表，查找其NHLFE下一跳為被保護端口的表項，為這個ILM增加一個備份NHLFE，備份NHLFE對應的下一跳為確定的備份端口。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟D所述路由到備用端口繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)的方法為用備用端口對應的標簽替代接收數(shù)據(jù)中的原標簽，根據(jù)該標簽將數(shù)據(jù)發(fā)送給備用端口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多協(xié)議標簽交換MPLS網(wǎng)絡(luò)中重新路由的方法，包括A.在網(wǎng)絡(luò)中運行標簽分配協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器記錄從所有端口收到的FEC－標簽映射信息，并根據(jù)各個FEC－標簽映射信息分別生成各個標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息；B.路由器配置被保護端口，對于將這個端口作為下一跳的每個FEC對應的路由，確定備份端口；對于一個FEC對應的路由，被保護端口即為主用端口；C.路由器根據(jù)主用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息和備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息生成本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表；D.數(shù)據(jù)傳輸過程中，如果路由器檢測到主用端口故障，則按照本地標簽轉(zhuǎn)發(fā)表中的備用標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息，直接路由到備用端口繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。應用本發(fā)明方法能夠節(jié)省重新路由的時間，設(shè)備開銷小，能夠本地化實現(xiàn)，兼容性好。
文檔編號H04L29/06GK1738288SQ20041005821
公開日2006年2月22日 申請日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者李斌, 薛國鋒, 曹陽 申請人:華為技術(shù)有限公司