專利名稱：多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS，Multi protocol Label Switched)技術(shù)，尤其涉及一種MPLS系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法。
背景技術(shù)：
多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS，Multi protocol Label Switched)技術(shù)興起于90年代中期，其集中了異步傳輸模式(ATM，asynchronous transfer mode)中的虛通道標(biāo)識(VPI，Virtual Path Identifier)/虛通路標(biāo)識(VCI，Virtual ChannelIdentifier)等一些交換思想，并無縫的集成了IP路由技術(shù)的靈活性和二層交換技術(shù)的簡捷性，從而實現(xiàn)了在無連接的IP網(wǎng)絡(luò)中增加MPLS面向連接的特性。在IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過采用MPLS技術(shù)建立多條標(biāo)簽交換路徑(LSP，Label Switched Path)，來為IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供一些管理和運營手段。
其實MPLS技術(shù)的關(guān)鍵在于引入了標(biāo)簽(Label)的概念，Label是一種短的易于處理的、不包含有拓?fù)湫畔?、只具有局部意義的信息內(nèi)容，Label短的特點是為了易于處理，通?？梢杂盟饕绞街苯右?；Label只具有局部意義的特點是為了Label便于分配。
目前，MPLS幀的封裝格式是由Internet工程任務(wù)組(IETF，InternetEngineering Task Force)在草案draft-martini-12circuit-encap-mpls-04中定義的Martini封裝協(xié)議。根據(jù)Martini封裝協(xié)議封裝的MPLS幀，包含有兩層標(biāo)簽其外層為隧道標(biāo)簽(Tunnel label)，內(nèi)層為虛電路標(biāo)簽(VC label，Virtual circuitlabel)。其實標(biāo)簽Label在MPLS幀中可以無限嵌套，從而使MPLS技術(shù)能夠提供無限的業(yè)務(wù)支持能力，這正是MPLS技術(shù)的最大優(yōu)勢所在。
在MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑是由相應(yīng)的標(biāo)簽交換路徑(LSP，Label Switched Path)決定的，標(biāo)簽交換路徑LSP是指在某邏輯層次上由多個標(biāo)簽交換路由器(LSR，Label Switch Router)和標(biāo)簽邊緣路由器(LER，Label Edge Router)組成的交換式分組傳輸通道；其標(biāo)簽邊緣路由器LER會根據(jù)一定的規(guī)則作等價類劃分(FEC，F(xiàn)orwarding Equivalence Class)，對接入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)簽Label的分配和封裝處理，后續(xù)MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的所有標(biāo)簽交換路由器LSR都要根據(jù)該數(shù)據(jù)包中封裝的這個簡短的標(biāo)簽Label對數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，當(dāng)該數(shù)據(jù)包最終要離開MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)包中封裝的標(biāo)簽Label將被標(biāo)簽邊緣路由器LER剝離掉，然后LER將剝離掉Label的數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一目標(biāo)設(shè)備。
如圖1所示，該圖是現(xiàn)有MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理的過程示意圖；圖中所示Tunnel LSP1為節(jié)點R1至R5之間的一條隧道LSP，其標(biāo)簽交換路徑為10(R1—＞R6)—＞20(R6—＞R5)，其中節(jié)點R6只完成隧道標(biāo)簽(Tunnel Label)的交換；所示VC LSP2為節(jié)點R1至R5之間的一條虛通道LSP，其標(biāo)簽交換路徑為10.01(R1—＞R6)—＞20.01(R6—＞R5)，由于節(jié)點R6只完成隧道標(biāo)簽(Tunnel Label)的交換，其內(nèi)層標(biāo)簽虛通道標(biāo)簽(VCLabel)對節(jié)點R6而言是不可見的，所以由節(jié)點R1發(fā)出的數(shù)據(jù)包中封裝的Tunnel Label為10，封裝的VC Label為01(即對應(yīng)R1表格中的出標(biāo)簽10.01)，經(jīng)節(jié)點R6的標(biāo)簽交換后，輸出數(shù)據(jù)包中封裝的Tunnel Label為20，封裝的VC Label仍為01(即對應(yīng)R6表格中的出標(biāo)簽20.01)。上述過程即為MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理的簡要過程。
為了更好的對MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和管理，國際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準(zhǔn)化組織(ITU_T，Telecommunication Standardization Sector of ITU)為MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定義了操作和維護(hù)(OAM，Operation and Maintenance)功能，具體MPLS OAM數(shù)據(jù)幀格式是由ITU-T Rec.Y.1711定義的，目前已經(jīng)定義的OAM幀類型包括連通性校驗(CV，Connectivity Verification)幀、前向缺陷指示(FDI，F(xiàn)orward Defect Indication)幀、后向缺陷指示(BDI，Backward DefectIndication)幀、性能報文、環(huán)回請求幀和環(huán)回響應(yīng)幀，但是只對CV、FDI、BDI三種幀定義了具體的格式和操作規(guī)程，其中
CV幀在LSP的源LSR中產(chǎn)生，以每秒一個幀的速度進(jìn)行發(fā)送，并在LSP的宿LSR中終結(jié)；其中CV幀攜帶有網(wǎng)絡(luò)的路徑源端標(biāo)識符(TTSI，TrailTermination Source Identifier)，這樣就能奠定檢測所有故障的基礎(chǔ)。
在后續(xù)的技術(shù)發(fā)展過程中，為解決CV幀發(fā)送頻率過低，LSP故障檢測不及時的問題，進(jìn)而對CV幀進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種快速故障檢測幀(FFD，F(xiàn)ast Failure Detection)，其中FFD幀的功能在ITU-T Rec.Y.1711中定義為可選項，即在具體發(fā)送幀的過程中，可以設(shè)置只發(fā)送CV幀，而不發(fā)送FFD幀；或者設(shè)置只發(fā)送FFD幀，而不發(fā)送CV幀；FFD幀具有可設(shè)置的多個發(fā)送速度，最高發(fā)送速度可達(dá)100個/秒，最低發(fā)送速度為2個/秒。
FDI幀的作用是對檢測故障行為的響應(yīng)(例如對來自于CV幀所承載故障缺陷進(jìn)行響應(yīng))，其主要目的是壓制檢測到錯誤的層以上的網(wǎng)絡(luò)層的告警，F(xiàn)DI幀的發(fā)送頻率為1個/秒。
BDI幀是在返回通路(比如一個返回的LSP)上被插入的，用來將在下行LSP的宿LSR節(jié)點中檢測到的故障缺陷通知給上行源LSR節(jié)點(即前向LSP的源節(jié)點)。
利用上述MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的OAM功能，可以在MPLS系統(tǒng)中實現(xiàn)保護(hù)倒換機制，以防止數(shù)據(jù)包因網(wǎng)絡(luò)故障而出現(xiàn)丟失損失，以提高M(jìn)PLS系統(tǒng)的通信性能。下面以MPLS系統(tǒng)中的1+1和1∶1保護(hù)倒換機制來說明(其他類型的保換倒換機制原理類似)其中MPLS系統(tǒng)中的1+1和1∶1保護(hù)倒換機制是一種端到端的保護(hù)技術(shù)，通過為MPLS系統(tǒng)中的每個工作LSP預(yù)先配置一條保護(hù)LSP，以為傳輸數(shù)據(jù)提供一條保護(hù)路徑；LSP上的宿節(jié)點通過MPLS系統(tǒng)中的OAM功能進(jìn)行LSP的有效性檢測，當(dāng)宿節(jié)點檢測到LSP出現(xiàn)故障時，將啟動保護(hù)倒換行為，切換到保護(hù)LSP上工作。
請參閱圖2，該圖是現(xiàn)有MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中1+1保護(hù)倒換機制的切換原理示意圖；在MPLS系統(tǒng)中，對于1+1保護(hù)倒換機制，是由LSP的源標(biāo)簽邊緣路由器LER進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的雙發(fā)，即將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時在工作LSP和保護(hù)LSP上發(fā)送，LSP的宿標(biāo)簽邊緣路由器LER完成在工作LSP和保護(hù)LSP上選擇接收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如圖2中(a)保護(hù)前狀態(tài)所示)。宿LER在工作過程中，利用MPLS系統(tǒng)中的OAM功能對工作LSP和保護(hù)LSP分別進(jìn)行有效性檢測，當(dāng)檢測到工作LSP出現(xiàn)故障時，宿LER選擇從保護(hù)LSP上接收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如圖2中(b)保護(hù)后狀態(tài)所示)。
請參閱圖3，該圖是現(xiàn)有MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中1∶1保護(hù)倒換機制的切換原理示意圖；在MPLS系統(tǒng)中，對于1∶1保護(hù)倒換機制，LSP的源標(biāo)簽邊緣路由器LER需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工作情況決定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是通過工作LSP發(fā)送，還是通過保護(hù)LSP發(fā)送即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)正常時，將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過工作LSP發(fā)送，宿標(biāo)簽邊緣路由器LER相應(yīng)地從工作LSP上接收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如圖3中(a)保護(hù)前狀態(tài)所示)；宿LER通過MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的OAM功能檢測工作LSP的連接有效性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，宿LER可以檢測到工作LSP出現(xiàn)故障，及時切換到保護(hù)LSP上接收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時通過反向LSP通知源LER進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)送切換，源LER接收到通知消息后，將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)切換到保護(hù)LSP上進(jìn)行發(fā)送，完成對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)谋Ｗo(hù)(如圖3中(b)保護(hù)后狀態(tài)所示)。
綜上在MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，無論是1+1保護(hù)倒換機制還是1∶1保護(hù)倒換機制，LSP的連接有效性檢測都是由LSP宿端節(jié)點利用MPLS系統(tǒng)的OAM功能來完成的。
在ITU-T Rec.Y.1711中規(guī)定，LSP的連接有效性檢測可以通過CV幀來完成，CV幀由LSP的源端節(jié)點以1個/秒的速度發(fā)送，宿端節(jié)點根據(jù)CV幀的接收情況來檢測LSP的連接有效性，如果連續(xù)三個周期(這里的周期是指發(fā)送一個OAM幀的時間間隔)沒有接收到正確的CV幀，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)連通性校驗丟失缺陷(LOCV，Loss of Connectivity Verification)故障，宿端節(jié)點應(yīng)該上報告警，并同時啟動相應(yīng)的保護(hù)倒換處理流程。但是由于CV幀的發(fā)送速率為1個/秒，三個周期則需要3秒的時間，也就是說LSP宿端節(jié)點使用CV幀進(jìn)行LOCV故障檢測，并作為保護(hù)倒換的啟動條件，至少需要3秒的延時，這個延時長度根本無法達(dá)到電信級50ms內(nèi)完成保護(hù)倒換處理的要求。
為了在上述基礎(chǔ)上提高保護(hù)倒換處理的速度，ITU-T Rec.Y.1711又提出了一種可選的改進(jìn)方案，利用改進(jìn)的FFD幀來檢測LSP的連續(xù)有效性。如前所述，因為FFD幀與CV幀相比之下，其作用基本相同，唯一不同的是FFD幀的發(fā)送速度比CV幀的發(fā)送速度高，且發(fā)送速度可選，具體有100個/秒、50個/秒、20個/秒、10個/秒、5個/秒和2個/秒幾個發(fā)送速度。這樣利用FFD幀來檢測LOCV故障的時間將會有所縮短，如LSP的源端節(jié)點以100個/秒的速度發(fā)送FFD幀，則宿端節(jié)點檢測到連續(xù)3個周期沒有正確接收到FFD幀的時間只需30ms，即只需30ms就可以檢測到LOCV故障，并啟動相應(yīng)的保換倒換處理，從而可以縮短MPLS系統(tǒng)中的保護(hù)倒換時間，為滿足電信級50ms內(nèi)完成保護(hù)倒換處理的要求奠定了基礎(chǔ)。
盡管使用FFD幀能夠提高M(jìn)PLS系統(tǒng)的故障檢測實時性，但是要達(dá)到電信級50ms內(nèi)完成保護(hù)倒換處理的要求，只有將FFD幀的發(fā)送速度設(shè)置在100個/秒才可能滿足。而如果將FFD幀的發(fā)送速度降低到50個/秒，則LOCV故障的檢測時間需要60ms，已經(jīng)超出了電信級50ms的要求。
同時因為使用MPLS系統(tǒng)的OAM功能來檢測故障，是通過將OAM幀插入到LSP中和業(yè)務(wù)信息一起傳輸?shù)?，這樣必將會占用LSP的業(yè)務(wù)帶寬，所以O(shè)AM幀不易長時間的頻繁發(fā)送。例如FFD幀的最小幀長為44字節(jié)，再加上兩層標(biāo)簽的封裝(如以太網(wǎng)封裝)，F(xiàn)FD幀的最小幀長將達(dá)到64字節(jié)，而如果要達(dá)到電信級的要求，將64字節(jié)的FFD幀以100個/秒的速度來發(fā)送，則在一個LSP中，僅FFD幀就將占用至少64×8×100＝51200bit/S的帶寬，因此這種保護(hù)倒換方式不便于在大型MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行OAM功能的推廣。由此ITU-T Rec.Y.1711規(guī)定推薦設(shè)置FFD幀的發(fā)送速度為20個/秒，但是這樣又將導(dǎo)致LOCV故障的檢測時間長達(dá)150ms，即LSP的宿端節(jié)點需要至少150ms延時才能完成保護(hù)倒換處理，無法滿足電信級50ms內(nèi)完成保護(hù)倒換處理的要求；可見利用FFD幀進(jìn)行檢測LOCV故障，進(jìn)而完成保護(hù)倒換處理的方式，存在設(shè)置FFD幀發(fā)送速度和占用帶寬過大之間的矛盾問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提出一種多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，以提高標(biāo)簽交換路徑的保護(hù)倒換處理速度，滿足電信級保護(hù)倒換處理性能的要求。
為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，包括步驟(1)由多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑；(2)發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號；(3)所述宿端節(jié)點在連續(xù)接收相應(yīng)數(shù)目的告警指示信號后，啟動保護(hù)倒換處理。
所述步驟(1)之前還包括步驟(P1)預(yù)先設(shè)置能夠滿足電信級保護(hù)倒換時間要求的發(fā)送規(guī)則；步驟(2)中發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別以所述發(fā)送規(guī)則向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號。
其中步驟(P1)中所述電信級保護(hù)倒換時間要求是在N毫秒內(nèi)完成保護(hù)倒換處理，所述N為正整數(shù)；步驟(3)中所述宿端節(jié)點在連續(xù)接收m個告警指示信號后，啟動保護(hù)倒換處理，所述m為自然數(shù)；則所述發(fā)送規(guī)則為初始以大于等于 個/秒的發(fā)送速度連續(xù)發(fā)送m個告警指示信號后，降低發(fā)送速度發(fā)送告警指示信號至故障恢復(fù)時終止。
其中步驟(1)中所述發(fā)現(xiàn)故障的情況具體包括所述節(jié)點發(fā)現(xiàn)自身物理端口對應(yīng)的物理鏈路失效；或發(fā)現(xiàn)自身多業(yè)務(wù)傳送平臺中的虛級聯(lián)組失效；或發(fā)現(xiàn)自身通用成幀規(guī)程出現(xiàn)幀同步丟失告警。
其中步驟(1)中所述查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑的過程具體包括(21)建立能夠根據(jù)入端口號查找到出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽的映射關(guān)系表；(22)確定所述故障對應(yīng)的入端口號；(23)根據(jù)故障對應(yīng)的入端口號查詢所述映射關(guān)系表，得到對應(yīng)的出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽信息；(24)由得到的每對入標(biāo)簽和出標(biāo)簽分別確定的標(biāo)簽交換路徑作為與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑。
其中步驟(1)中所述查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑的過程具體包括(2a)確定所述故障對應(yīng)的入端口號；(2b)根據(jù)故障對應(yīng)的入端口號查詢本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，得到對應(yīng)的出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽信息；(2c)由得到的每對入標(biāo)簽和出標(biāo)簽分別確定的標(biāo)簽交換路徑作為與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑。
上述入標(biāo)簽和出標(biāo)簽為隧道標(biāo)簽。
其中所述步驟(2)中發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點根據(jù)相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑對應(yīng)的出端口號將告警指示信號由相應(yīng)的出端口發(fā)出。所述端口可以為邏輯端口或可以為物理端口。
所述步驟(3)之后還包括步驟(4)發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點在故障消除后，分別向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中的宿端節(jié)點發(fā)送故障消除信號；(5)所述宿端節(jié)點在接收到故障消除信號后，啟動保護(hù)倒換恢復(fù)處理。
上述告警指示信號為前向缺陷指示幀；或包含有操作維護(hù)功能類型、缺陷類型、故障節(jié)點ID信息的操作維護(hù)報文。
本發(fā)明能夠達(dá)到的有益效果如下A.由MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并將發(fā)現(xiàn)的故障信息主動擴散到與故障相關(guān)的每條LSP的宿端節(jié)點，使每條相關(guān)的LSP中的宿端節(jié)點能夠快速及時接收到故障信息，以啟動保護(hù)倒換處理機制，從而滿足了電信級保護(hù)倒換處理的要求；B.在設(shè)置由MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并將發(fā)現(xiàn)的故障信息主動擴散到與故障相關(guān)的每條LSP的宿端節(jié)點，使每條相關(guān)的LSP中的宿端節(jié)點能夠快速及時接收到故障信息，以啟動保護(hù)倒換處理機制的基礎(chǔ)上，還設(shè)置了發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點發(fā)送故障信息的發(fā)送規(guī)則，該發(fā)送規(guī)則能夠滿足電信級保護(hù)倒換處理的要求，從而實現(xiàn)了在滿足電信級保護(hù)倒換處理要求的故障信息發(fā)送基礎(chǔ)上，降低了故障信息發(fā)送過程對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)帶寬的占用，有利于保護(hù)倒換方式在大型MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行OAM功能的推廣。


圖1是現(xiàn)有MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理的過程示意圖；圖2是現(xiàn)有MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中1+1保護(hù)倒換機制的切換原理示意圖；圖3是現(xiàn)有MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中1∶1保護(hù)倒換機制的切換原理示意圖；圖4是本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法的主要實現(xiàn)原理流程圖；圖5是在本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法中設(shè)置發(fā)送規(guī)則的實施例流程圖；圖6是在本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法中一個節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并相應(yīng)查找與故障相關(guān)的LSP的過程示意圖；圖7是本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法發(fā)送故障消除信號的實施例流程圖；圖8是本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法在MPLS系統(tǒng)拓?fù)鋱D中的實施過程示意圖。
具體實施例方式
背景技術(shù)：
已經(jīng)敘述了MPLS系統(tǒng)中的每條LSP是一種端到端的連接路徑，具體是指在某種邏輯層次上由多個LSR和LER組成的交換式分組傳輸通道；MPLS系統(tǒng)中的OAM功能特性為每條LSP提供了一套端到端的檢測管理機制，基于這種檢測管理機制，每條LSP上的宿端節(jié)點能夠在工作LSP發(fā)生故障時，及時切換到保護(hù)LSP上繼續(xù)工作，實現(xiàn)MPLS系統(tǒng)中的保護(hù)倒換處理機制。但是由于每條LSP上的宿端節(jié)點對于故障的檢測是被動的，同時由于OAM幀不易長時間頻繁發(fā)送，導(dǎo)致每條LSP上的宿端節(jié)點對故障的檢測不可避免的存在一定程度的延時，從而使MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的保護(hù)倒換處理往往由于這種延時而達(dá)不到電信級的保護(hù)倒換處理要求。本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法主要提供一種由MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點在發(fā)現(xiàn)故障時，及時查找與發(fā)現(xiàn)故障相關(guān)的LSP，并將故障信息及時向后擴展到每條相關(guān)的LSP上的宿端節(jié)點，從而不需要在LSP發(fā)生故障時，必須由LSP的宿端節(jié)點被動地通過CV OAM幀完成LSP的有效性檢測，因此可以使故障信息及時快速到達(dá)發(fā)生故障的LSP的宿端節(jié)點，通過這種由MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并將發(fā)現(xiàn)的故障主動向后延擴散的機制，可以使MPLS系統(tǒng)中發(fā)生故障的LSP的宿端節(jié)點能夠及時得知故障情況，進(jìn)行快速保護(hù)倒換處理，從而能夠達(dá)到電信級保護(hù)倒換處理的要求。
下面將結(jié)合各個附圖對本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法的具體實施過程進(jìn)行詳細(xì)的闡述。請參閱圖4，該圖是本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法的主要實現(xiàn)原理流程圖；其主要實現(xiàn)過程具體包括步驟S10，由多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點(包括MPLS系統(tǒng)中每條標(biāo)簽交換路徑LSP上的每個標(biāo)簽交換路由器LSR或每個標(biāo)簽邊緣路由器LER)發(fā)現(xiàn)故障，并查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑；其中MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障的情況可以包括如下情況1)節(jié)點發(fā)現(xiàn)自身物理端口對應(yīng)的物理鏈路失效，如以太網(wǎng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)自身的以太網(wǎng)端口斷開(link down)的情況；
2)節(jié)點發(fā)現(xiàn)自身多業(yè)務(wù)傳送平臺(MSTP，Multi-Service TransportPlatform)中的虛級聯(lián)組(VCG，Virtual Concatenatio Group)失效，如某虛級聯(lián)VC出現(xiàn)告警指示信號(AIS，Alarm Indication Signal)；3)節(jié)點發(fā)現(xiàn)自身的通用成幀規(guī)程(GFP，General Frame Protocol)出現(xiàn)幀同步丟失告警；當(dāng)然節(jié)點發(fā)現(xiàn)的故障在上述三種故障之外的其他故障也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
其中發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點根據(jù)故障情況查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP可以由兩種方式來完成；其中第一種方式如下預(yù)先建立能夠根據(jù)入端口號查找到出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽的映射關(guān)系表；其中建立的映射關(guān)系表可以如下

并將建立的映射關(guān)系表存儲在MPLS系統(tǒng)中的每個節(jié)點設(shè)備中；然后發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點根據(jù)故障情況確定該故障對應(yīng)的入端口號；再根據(jù)該故障對應(yīng)的入端口號來查詢自身存儲的上述映射關(guān)系表，進(jìn)而索引得到對應(yīng)的出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽信息；最后由上述索引得到的每對入標(biāo)簽和出標(biāo)簽分別確定的標(biāo)簽交換路徑LSP作為與該故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP，如根據(jù)上表，由一個入標(biāo)簽label1和一個出標(biāo)簽label2便可以確定一個相應(yīng)的LSP。
第二種方式是直接利用MPLS系統(tǒng)中的每個節(jié)點設(shè)備中已經(jīng)存儲的本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，其中本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表中已經(jīng)記載有入端口號、出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽等信息之間的對應(yīng)關(guān)系，這樣就可以根據(jù)故障對應(yīng)的入端口號直接查詢本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，索引到相應(yīng)的出端口號和由入標(biāo)簽和出標(biāo)簽確定的對應(yīng)LSP，具體過程如下發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點根據(jù)故障情況確定該故障對應(yīng)的入端口號；
然后根據(jù)該故障對應(yīng)的入端口號來查詢自身存儲的本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，索引得到對應(yīng)的出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽信息；最后由上述得到的每對入標(biāo)簽和出標(biāo)簽分別確定的標(biāo)簽交換路徑作LSP為與該故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP。
為了減小MPLS系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點的處理負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點一般只向隧道標(biāo)簽(Tunnel Label)所確定的LSP中下插傳送故障信息，所以上述所提及的入標(biāo)簽和出標(biāo)簽一般指隧道標(biāo)簽(Tunnel Label)。
同時上述提及的端口可以為邏輯端口，也可以為物理端口。
步驟S20，該發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別向步驟S10所確定的每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號AIS；其中這里所述的告警指示信號AIS可以為前向缺陷指示幀F(xiàn)DI；也可以為包含有操作維護(hù)功能類型(即OAM功能類型)、缺陷類型、故障節(jié)點ID信息、路徑源端標(biāo)識符(TTSI，Trail Termination Source Identifier)和信號發(fā)送頻率等信息的操作維護(hù)報文。
并發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點可以根據(jù)相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP對應(yīng)的出端口號將告警指示信號AIS由相應(yīng)的出端口發(fā)出(具體參照上述表格)。
步驟S30，每條相關(guān)LSP的宿端節(jié)點在連續(xù)接收相應(yīng)數(shù)目的告警指示信號AIS后，啟動保護(hù)倒換處理，即根據(jù)穩(wěn)定接收的AIS，由發(fā)生故障的工作LSP切換到保護(hù)LSP上繼續(xù)工作，每條相關(guān)LSP上的宿端節(jié)點要接收相應(yīng)數(shù)目的AIS后才進(jìn)行保護(hù)倒換處理，其目的是去除抖動，待確定工作LSP在確實出現(xiàn)故障的情況下，才進(jìn)行保護(hù)倒換處理，以避免在誤接收AIS的情況下，就啟動保護(hù)倒換處理，浪費系統(tǒng)的處理資源。
為了在上述由MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并將故障信息迅速向后擴展到相關(guān)的LSP的宿端節(jié)點，使宿端節(jié)點能夠及時發(fā)現(xiàn)LSP的故障狀態(tài)，進(jìn)行快速保護(hù)倒換處理的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步使保護(hù)倒換處理速度能夠達(dá)到現(xiàn)在電信級的保護(hù)倒換處理要求，并使對系統(tǒng)業(yè)務(wù)帶寬的影響降至最小，本發(fā)明又進(jìn)而提出可以預(yù)先設(shè)置一個發(fā)送規(guī)則，使發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點以該設(shè)置的發(fā)送規(guī)則發(fā)送故障信息；請參閱圖5，該圖是在本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法中設(shè)置發(fā)送規(guī)則的實施例流程圖；其實施過程主要為步驟S110，預(yù)先設(shè)置能夠滿足電信級保護(hù)倒換時間要求的發(fā)送規(guī)則；步驟S120，由多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP；步驟S130，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別以步驟S110預(yù)先設(shè)置的發(fā)送規(guī)則向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號AIS；步驟S140，每條相關(guān)LSP的宿端節(jié)點在連續(xù)接收相應(yīng)數(shù)目的告警指示信號AIS后，啟動保護(hù)倒換處理過程。
例如當(dāng)步驟S110中所述電信級保護(hù)倒換時間的要求是在N毫秒內(nèi)完成保護(hù)倒換處理時(所述N為正整數(shù)，一般為50)，并當(dāng)步驟S140中所述宿端節(jié)點在連續(xù)接收m個告警指示信號AIS后，啟動保護(hù)倒換處理(所述m為自然數(shù)，一般為3)的情況下，則所設(shè)置的發(fā)送規(guī)則為故障發(fā)生初始狀態(tài)以大于等于 個/秒的發(fā)送速度連續(xù)發(fā)送m個告警指示信號后，即在保證產(chǎn)生故障的LSP的宿端節(jié)點能夠及時接收到m個告警指示信號，快速完成保護(hù)倒換處理后，降低發(fā)送速率發(fā)送告警指示信號AIS(如可以降至以1個/秒的發(fā)送速度發(fā)送告警指示信號AIS)直至故障恢復(fù)時終止。
這樣依據(jù)上述的發(fā)送規(guī)則，既可以保證發(fā)生故障的LSP的宿端節(jié)點能夠及時接收到要求的m個AIS后進(jìn)行保護(hù)倒換處理，也可以盡量減小對系統(tǒng)業(yè)務(wù)帶寬的占用。
請參閱圖6，該圖是在本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法中一個節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并相應(yīng)查找與故障相關(guān)的LSP的過程示意圖；圖6中標(biāo)簽交換路由器LSR/標(biāo)簽邊緣路由器LER表示處于一條LSP上的任一LSR或者LER設(shè)備，如果該設(shè)備的一個物理或者邏輯端口的物理層或者數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)故障，如以太網(wǎng)端口1ink down，或者多業(yè)務(wù)傳送平臺MSTP中的虛級聯(lián)組VCG中的某個虛級聯(lián)VC失效，或者通用成幀規(guī)程GFP出現(xiàn)幀同步丟失告警等等MPLS系統(tǒng)服務(wù)層中的信號失效(SF，Signal fail)狀態(tài)，該LSR/LER設(shè)備利用本發(fā)明方案執(zhí)行如下過程1、該LSR/LER發(fā)現(xiàn)自身的Port m端口link down；2、該LSR/LER利用發(fā)生斷開故障的Port m端口的端口號m查詢自身存儲的本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，索引并獲得與斷開端口m相關(guān)的LSP，分別為LSP Q，LSP M和LSP N等三條路徑；3、該LSR/LER根據(jù)三條相關(guān)的LSP的優(yōu)先級順序，分別在LSP Q，LSPM和LSP N上按照一定的發(fā)送規(guī)則下插承載有與該端口m對應(yīng)的物理鏈路失效的AIS信息(其AIS可以是一種新定義的OAM幀，即上述包含有OAM功能類型、缺陷類型、故障節(jié)點ID信息、路徑源端標(biāo)識符TTSI和信號發(fā)送頻率等信息的操作維護(hù)報文，也可以是標(biāo)準(zhǔn)中已有的FDI幀)，其一定的發(fā)送規(guī)則是指LSR/LER在發(fā)現(xiàn)故障的初期，快速發(fā)送AIS信息，如可以在故障初期每5毫秒或者每10ms發(fā)送一個AIS信息；并在連續(xù)發(fā)送可以保證LSP中的宿端節(jié)點能夠正確識別AIS信息后，如連續(xù)發(fā)送了5個AIS信息或者10個AIS信息后，其發(fā)送速度降低，如可以降低至1個/秒，直到故障恢復(fù)狀態(tài)為止。這樣的發(fā)送規(guī)則即可以保證在LSP出現(xiàn)故障的情況下，快速地將故障通告給該LSP的宿端節(jié)點，還可以減小對LSP有效業(yè)務(wù)帶寬的占用。
在MPLS系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點在獲知故障消除后，還可以進(jìn)而向相關(guān)的LSP中的宿端節(jié)點發(fā)送故障消除信號，以使宿端節(jié)點在接收到故障消除信號后，能夠啟動相應(yīng)的保換倒換恢復(fù)處理過程，即從保護(hù)LSP再回到工作LSP上工作。請參閱圖7，該圖是本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法發(fā)送故障消除信號的實施例流程圖；其實現(xiàn)過程如下步驟S210，由多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP；步驟S220，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別以步驟S110預(yù)先設(shè)置的發(fā)送規(guī)則向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號AIS；步驟S230，每條相關(guān)LSP的宿端節(jié)點在連續(xù)接收相應(yīng)數(shù)目的告警指示信號AIS后，啟動保護(hù)倒換處理過程，即從工作LSP切換到保護(hù)LSP上繼續(xù)工作；步驟S240，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點在獲知故障消除后，分別向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑LSP中的宿端節(jié)點發(fā)送故障消除信號；步驟S250，每條相關(guān)LSP的宿端節(jié)點在接收到故障消除信號后，啟動保護(hù)倒換恢復(fù)處理過程，即從保護(hù)LSP切換到工作LSP上繼續(xù)工作。
請參閱圖8，該圖是本發(fā)明多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法在MPLS系統(tǒng)拓?fù)鋱D中的實施過程示意圖；假設(shè)圖8中的LSP Q是由LER 1經(jīng)過LSR 2、LSR 3到LER 3的一個LSP，當(dāng)LSR 2和LER 1之間的MPLS服務(wù)層出現(xiàn)故障時，LSR 2根據(jù)該故障得到受影響的端口號，并根據(jù)受影響的端口號查詢本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，索引到受該故障影響的各條LSP，假設(shè)LSP Q是其中受該故障影響的一條LSP；繼而LSR 2會向出標(biāo)簽為40，出端口為LSR 2和LSR 3之間的一個端口的LSP Q路徑中下插承載有相應(yīng)故障信息的AIS信息，如FDI幀等；LER 3接收到相應(yīng)數(shù)目的AIS信息后，確定相應(yīng)LSP出現(xiàn)故障，啟動相應(yīng)LSP的保護(hù)倒換處理流程。這里同理為了減少MPLS系統(tǒng)中的中間節(jié)點的處理負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點只向由最外層標(biāo)簽(即Tunnel Labe標(biāo)簽)組成的LSP中下插AIS信息。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，包括步驟(1)由多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑；(2)發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號；(3)所述宿端節(jié)點在連續(xù)接收相應(yīng)數(shù)目的告警指示信號后，啟動保護(hù)倒換處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述步驟(1)之前還包括步驟(P1)預(yù)先設(shè)置能夠滿足電信級保護(hù)倒換時間要求的發(fā)送規(guī)則；步驟(2)中發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別以所述發(fā)送規(guī)則向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，步驟(P1)中所述電信級保護(hù)倒換時間要求是在N毫秒內(nèi)完成保護(hù)倒換處理，所述N為正整數(shù)；步驟(3)中所述宿端節(jié)點在連續(xù)接收m個告警指示信號后，啟動保護(hù)倒換處理，所述m為自然數(shù)；所述發(fā)送規(guī)則為初始以大于等于 個/秒的發(fā)送速度連續(xù)發(fā)送m個告警指示信號后，降低發(fā)送速度發(fā)送告警指示信號至故障恢復(fù)時終止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，步驟(1)中所述發(fā)現(xiàn)故障的情況具體包括所述節(jié)點發(fā)現(xiàn)自身物理端口對應(yīng)的物理鏈路失效；或發(fā)現(xiàn)自身多業(yè)務(wù)傳送平臺中的虛級聯(lián)組失效；或發(fā)現(xiàn)自身通用成幀規(guī)程出現(xiàn)幀同步丟失告警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，步驟(1)中所述查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑的過程具體包括(21)建立能夠根據(jù)入端口號查找到出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽的映射關(guān)系表；(22)確定所述故障對應(yīng)的入端口號；(23)根據(jù)故障對應(yīng)的入端口號查詢所述映射關(guān)系表，得到對應(yīng)的出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽信息；(24)由得到的每對入標(biāo)簽和出標(biāo)簽分別確定的標(biāo)簽交換路徑作為與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，步驟(1)中所述查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑的過程具體包括(2a)確定所述故障對應(yīng)的入端口號；(2b)根據(jù)故障對應(yīng)的入端口號查詢本地業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)表，得到對應(yīng)的出端口號、入標(biāo)簽和出標(biāo)簽信息；(2c)由得到的每對入標(biāo)簽和出標(biāo)簽分別確定的標(biāo)簽交換路徑作為與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述入標(biāo)簽和出標(biāo)簽為隧道標(biāo)簽。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述步驟(2)中發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點根據(jù)相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑對應(yīng)的出端口號將告警指示信號由相應(yīng)的出端口發(fā)出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述端口為邏輯端口或物理端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述步驟(3)之后還包括步驟(4)發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點在故障消除后，分別向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中宿端節(jié)點發(fā)送故障消除信號；(5)所述宿端節(jié)點在接收到故障消除信號后，啟動保護(hù)倒換恢復(fù)處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意權(quán)利要求所述的多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，其特征在于，所述告警指示信號為前向缺陷指示幀；或包含有操作維護(hù)功能類型、缺陷類型、故障節(jié)點ID信息的操作維護(hù)報文。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的保護(hù)倒換方法，包括由多協(xié)議標(biāo)簽交換系統(tǒng)中的任意節(jié)點發(fā)現(xiàn)故障，并查找與故障相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑；發(fā)現(xiàn)故障的節(jié)點分別向每條相關(guān)的標(biāo)簽交換路徑中的宿端節(jié)點發(fā)送承載有故障信息的告警指示信號；所述宿端節(jié)點在連續(xù)接收相應(yīng)數(shù)目的告警指示信號后，啟動保護(hù)倒換處理。本發(fā)明可以提高標(biāo)簽交換路徑的保護(hù)倒換處理速度，滿足電信級保護(hù)倒換處理性能的要求。
文檔編號H04L12/24GK1756182SQ20041007935
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者王玉祥, 嚴(yán)明 申請人:華為技術(shù)有限公司