專利名稱：一種基于mpls-tp的環(huán)網(wǎng)抄近保護方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領域，更具體地涉及一種基于MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)抄近 (Steering)保護方法。
背景技術：
MPLS (Multi-protocol Label Switching，簡稱多協(xié)議標簽交換)是當今分組 交換網(wǎng)的最重要的一項技術，目前已經(jīng)由點到點發(fā)展到點到多點，如此復雜的技術如果 用于電信級網(wǎng)絡，需要在MPLS中補充強大的OAM(操作與管理)功能，MPLS-TP (MPLS TransportProfile，即MPLS傳輸框架)正是在這種背景下提出的，它是ITU-T和IETF組 成的聯(lián)合工作組(JWT)開發(fā)的協(xié)議族，涉及0ΑΜ、生存性、網(wǎng)管和控制面等多項技術，目的在 于提高傳送網(wǎng)的功能和互操作特性。IETF主要由MPLS、CCAMP, PWE3和L2VPN這些工作組 共同來完成，ITU-T 也制定了一些標準，如=G. 8110. 1、G. 8121、G. 8131、G. 8132、G. 8113 和 G. 8114 等。目前，在MPLS-TP的標準制定過程中，在可靠性和生存性等方面已經(jīng)被提到重要 議程，其中對于MPLS-TP的線性保護，參會專家沒有太大的異議，基本達成一致。但是，對于 環(huán)網(wǎng)保護方案，現(xiàn)有提出保護方案有很多種，比較有代表性的有FRR的bypass保護方法、 FRR的Detour保護方法以及基于G. 8132保護方法。其中，F(xiàn)RR的bypass保護方法、FRR 的Detour保護方法不采用APS消息，它們需要在每條保護路徑的兩端配置管理實體(MEP) (即要配置大量的管理實體)，成對的MEP之間要發(fā)送CCM報文以判斷保護路徑是否完好， 這些CCM報文浪費了大量的網(wǎng)絡資源。因此，目前大家比較關注的是基于APS消息的G. 8132 的方案?；贗TU-T G. 8132的方案在IETF已經(jīng)有類似的工作組草案(即draftieinga rten-mpls-tp-ring-protection)，該草案有兩禾中方案，艮口 Wrapping 保護方式禾口 Steering 保護方案。其中Wrapping保護方案是一種快速保護方案，Steering方案是一種慢速保護 方案，主要用來優(yōu)化保護路徑。本專利主要涉及抄近(Steering)保護方案，因此，下面我們 首先介紹草案中的Steering保護方法。如圖Ia所示，在使用Wrapping保護方式的情況下，當環(huán)網(wǎng)無故障時，LISPl為由A 到D的標簽交換路徑，它的工作路徑和工作標簽描述為A{ffl} — B {W2} — C{W3} — D ；保護路徑和保護標簽為A{P1} — F{P2} — E{P3} — D特別說明的是1)標簽交換的使用以節(jié)點B為例，當節(jié)點B從節(jié)點A收到帶有 “標簽W1”的分組時，該節(jié)點查表，查詢出“標簽W1”對應的條目中的出標簽為“標簽W2”，該 節(jié)點將收到的分組頭中的“標簽Wl，，替換為“標簽W2”，同時將該分組從查詢到的條目中對 應的出端口轉發(fā)出去；如圖Ib所示，當<B，O鏈路發(fā)生故障時，節(jié)點B和節(jié)點C分別沿環(huán)上兩個端口向對方發(fā)送APS(自動保護)消息。節(jié)點A收到故障通知消息(APS消息)后，節(jié)點A依據(jù)本 地保存的拓撲數(shù)據(jù)庫來判斷哪些上環(huán)和下環(huán)的LSP受到影響，例如節(jié)點A判斷出上環(huán)的LSP 1受到影響，節(jié)點A將LISPl的工作標簽{W1}切換到關聯(lián)的保護標簽{ΡΓ }上，LSPl的數(shù) 據(jù)流將沿著保護路徑傳送，該保護路徑和標簽的使用如下所示A{P1，} — F{P2，} — E{P3，} — D ；上述方案是一種基于拓撲數(shù)據(jù)庫的Steering慢速保護方案，存在保護的收斂速 度慢和協(xié)議復雜的缺點。本發(fā)明將設計一種新型的保護方案解決該問題。ITU-T G. 8132 和 IETF 的工作組草案“draft-weingarten-mpls-tp-ring-protect ion”中提到的Steering保護方法存在著需要復雜的拓撲協(xié)議支撐的問題。如圖Ib所示，當<B，O鏈路發(fā)生故障時，節(jié)點A收到故障通知報文后，需要根據(jù)拓 撲數(shù)據(jù)庫的變化情況判斷出上環(huán)的LSP 1是否受到影響，然后節(jié)點A才能將LISPl的工作 標簽{W1}切換到關聯(lián)的保護標簽{ΡΓ }上，LSPl的數(shù)據(jù)流將沿著保護路徑傳送。該方案的最主要問題是需要引入拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議，引入拓撲更新協(xié)議將帶來以下缺 點ο1)首先拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議收斂速度較慢，原因是拓撲協(xié)議報文需要在每個節(jié)點都上送 控制面進行處理，不能夠直接在數(shù)據(jù)面處理；2)節(jié)點需要知道網(wǎng)絡拓撲什么時候收斂；3)增加拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議將增加保護協(xié)議的復雜性。通過對上述問題的分析，傳統(tǒng)的Steering保護方法需要有拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議支持，存 在保護速度慢和協(xié)議較復雜的問題。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明目的是針對背景技術存在的缺陷提供一種基于MPLS-TP的環(huán)網(wǎng) 抄近保護方法。技術方案本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術方案本發(fā)明一種基于MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)抄近保護方法如下1) LSP的轉發(fā)條目的配置環(huán)上節(jié)點僅對從本節(jié)點上環(huán)的LSP對應的轉發(fā)條目進行相關的配置，即將所述 轉發(fā)條目加入所述LSP在下環(huán)節(jié)點的節(jié)點號；2)環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障當環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障時，檢測到鏈路故障的節(jié)點阻塞故障相鄰的環(huán)上端口的報文轉發(fā) 功能，沿兩個環(huán)上端口周期性地發(fā)送SF報文即故障通知消息，同時將由所述節(jié)點上環(huán)并且 受到影響的標簽交換路徑LSP的從工作路徑切換到保護路徑上發(fā)送數(shù)據(jù)報文；當環(huán)上節(jié)點的收到故障通知消息后，如果該SF報文是最新的協(xié)議報文，所述節(jié)點 沿兩個環(huán)上端口發(fā)送探測協(xié)議報文機DT報文；DT報文包含Node_ID信息，其中，Node_ID為 所述環(huán)上節(jié)點的節(jié)點號；當環(huán)上節(jié)點收到DT報文后，讀取DT報文中的Node_ID信息，并依據(jù)Node_ID查 找相應的轉發(fā)條目，只有從該環(huán)上節(jié)點上環(huán)的LSP才在對應的條目中有Node_ID ；環(huán)上節(jié)點 分析所述的轉發(fā)條目，如果該轉發(fā)條目中正在使用的出標簽即正在使用工作路徑發(fā)送數(shù)據(jù)對應的出端口與接收該DT報文的端口不一致，那么該環(huán)上節(jié)點將所述轉發(fā)條目對應的LSP的從工作路徑倒換到保護路徑，否則繼續(xù)在所述轉發(fā)條目對應的LSP的工作路徑上傳送數(shù) 據(jù)。有益效果本發(fā)明是一種快速的Steering保護方案，與傳統(tǒng)的Steering保護方案相比，該方 案不需要拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的支持，并且能夠實現(xiàn)快速倒換，這對提升基于MPLS-TP技術的環(huán) 網(wǎng)性能是非常有意義的。


圖Ia是Steering保護方案情況下的工作路徑和保護路徑的配置；圖Ib是環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障情況下的數(shù)據(jù)流切換到保護路徑的示意圖；圖2是LISP 1在節(jié)點A上環(huán)出的轉發(fā)條目的配置；圖3是本發(fā)明實施的具體流程圖；圖4a、4b、4c和4d是本發(fā)明的實施例。
具體實施例方式本發(fā)明提出一種基于MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)抄近保護方法，其核心內容為2部分1)LSP的轉發(fā)條目的配置環(huán)上節(jié)點僅僅對從本節(jié)點上環(huán)的LSP對應的轉發(fā)條目進行相關的配置，即將所 述轉發(fā)條目加入所述LSP在下環(huán)節(jié)點的節(jié)點號。2)環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障當環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障時，檢測到鏈路故障的節(jié)點阻塞故障相鄰的環(huán)上端口的報文轉發(fā) 功能，沿兩個環(huán)上端口周期性地發(fā)送SF報文(故障通知消息)，同時將由所述節(jié)點上環(huán)并且 受到影響的LSP (標簽交換路徑)的從工作路徑切換到保護路徑上發(fā)送數(shù)據(jù)報文。當環(huán)上節(jié)點的收到故障通知消息(SF)后，如果該SF報文是最新的協(xié)議報文，所 述節(jié)點沿兩個環(huán)上端口發(fā)送探測協(xié)議報文(DT報文)。DT報文包含Node_ID信息。其中， Node_ID為所述環(huán)上節(jié)點的節(jié)點號。當環(huán)上節(jié)點收到DT報文后，讀取DT報文中的Node_ID信息，并依據(jù)Node_ID查找 相應的轉發(fā)條目(注只有從該節(jié)點上環(huán)的LSP才在對應的條目中有Node_ID)，節(jié)點分析 所述的條目，如果該條目中正在使用的出標簽(即正在使用工作路徑發(fā)送數(shù)據(jù))對應的出 端口與接收該DT報文的端口不一致，那么該節(jié)點將所述轉發(fā)條目對應的LSP的從工作路徑 倒換到保護路徑，否則繼續(xù)在所述轉發(fā)條目對應的LSP的工作路徑上傳送數(shù)據(jù)。需要特別說明的是LSP在節(jié)點上環(huán)處的轉發(fā)條目的構造如圖2a所示，具體說明如 下圖2是LSPl在節(jié)點A上的轉發(fā)條目，入口標簽為Si，工作出口標簽為Wl，工作路 徑的出口為e端口，保護出口標簽為ΡΓ，保護路徑的出口為w端口，Node_D為LSPl的下環(huán) 節(jié)點的節(jié)點號。為了進一步說明本發(fā)明的方案，本發(fā)明的步驟闡述如圖3所示圖3是本發(fā)明方案的處理流程
步驟301，環(huán)上的所有節(jié)點對從本節(jié)點上環(huán)的LSP的轉發(fā)條目進行配置，即將所 述轉發(fā)條目加入所述LSP在下環(huán)節(jié)點的節(jié)點號；步驟302，環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障，故障鏈路相鄰的節(jié)點檢測到故障后，阻塞故障鏈路相鄰 的端口 ；步驟303，所述故障鏈路相鄰節(jié)點周期性地發(fā)送故障通知報文(SF)，并且將由所 述節(jié)點上環(huán)并且受到影響的LSP(標簽交換路徑)的從工作路徑切換到保護路徑上發(fā)送數(shù) 據(jù)報文；步驟304，節(jié)點接收協(xié)議報文，分析協(xié)議報文的類型；步驟305，判斷協(xié)議報文是否是SF報文，如果是轉入步驟306，否則轉入步驟308 ；步驟306，所述節(jié)點判斷接收到的SF報文是否是最新的SF報文，如果是轉入步驟 307 ；步驟307，所述接收到SF報文的節(jié)點沿環(huán)上的兩個端口發(fā)送探測報文DT，DT包含 所述節(jié)點的Node_ID信息。步驟308，所述接受到DT報文的節(jié)點讀取報文中的Node_ID，用所述Node_ID查詢 到轉發(fā)表中對應的條目，并分析所述轉發(fā)條目。步驟309，判斷正在使用的出標簽對應的出端口是否與接收該報文的端口一致，如 果一致轉入步驟310，否則轉入步驟311。步驟310，不將工作路徑上的數(shù)據(jù)倒換到保護路徑；步驟311，將工作路徑上的數(shù)據(jù)倒換到保護路徑上；實施例、環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障的情況如圖4a所示，環(huán)網(wǎng)包含的節(jié)點有A、B、C、D、E、F和G，包含的鏈路有<G，A>、<A，B>、 <B，C>、<C，D>、<D，E>和<E，F(xiàn)>鏈路。LISPl為由節(jié)點A到節(jié)點D的標簽交換路徑，此時，它 在節(jié)點A的出端口是e端口，它的工作路徑和工作標簽描述為A{WI} — B {W2} — C{W3} — D ；保護路徑和保護標簽為A{P1，} — F{P2，} — E{P3，} — D ；如圖4b所示，環(huán)網(wǎng)的鏈路<B，O發(fā)生了故障，節(jié)點B阻塞故障鏈路相鄰端口的數(shù) 據(jù)報文的轉發(fā)功能，同時將由B節(jié)點上環(huán)并且受到影響的LSP的從工作路徑切換到保護路 徑上發(fā)送數(shù)據(jù)報文，并沿完好端口周期性地發(fā)送SF報文，節(jié)點C的處理方法與節(jié)點B相同。環(huán)上節(jié)點的環(huán)上端口收到SF報文后，首先判斷該SF報文是否是最新的協(xié)議報文， 如果是，所述節(jié)點沿環(huán)上端口周期性地發(fā)送探測報文DT。例如如圖4c所示，節(jié)點D收到 節(jié)點B或C發(fā)送來的SF報文后，節(jié)點D沿環(huán)上的兩個端口發(fā)送DT報文，所述DT報文攜帶 節(jié)點D的節(jié)點號。(注圖4c中僅僅標識了節(jié)點D發(fā)送DT的情況，實質上圖中的各個環(huán)上 節(jié)點都會發(fā)送DT報文)當環(huán)上節(jié)點收到DT報文后，讀取DT報文中的Node_ID信息，并依據(jù)Node_ID查找 相應的轉發(fā)條目，節(jié)點分析所述的條目。如圖4d所示，節(jié)點A從它的w端口收到DT⑶報 文后，節(jié)點A讀取該報文中的節(jié)點號Node_ID(D)，并用這個節(jié)點號查找轉發(fā)表得到相應的 轉發(fā)條目(注可能查到多個轉發(fā)條目，)。在圖4d中，我們僅僅列出了 LISP 1的轉發(fā)條 目，節(jié)點A在LISP 1的轉發(fā)條目中查找該條目中正在使用的出端口是e端口，而節(jié)點A是從W端口收到的DT(D)報文，節(jié)點A得知LISP 1受到了影響，節(jié)點A將數(shù)據(jù)流從工作路徑 從切換到保護路徑(如圖D所示)，即將出標簽更換為{ΡΓ }，出端口更換為w端口。那 么LSP 1的路徑變?yōu)锳{P1，} — F{P2，} — E{P3，} — D 從上面分析可知，本發(fā)明能夠實現(xiàn)對LSP路徑進行快速保護，即在50ms內實現(xiàn)快 速保護，同時該方案與傳統(tǒng)的環(huán)回保護方案相比，該方案還有節(jié)省帶寬優(yōu)勢。當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟 悉本領域的技術人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形 都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
一種基于MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)抄近保護方法，其特征在于所述方法如下1)LSP的轉發(fā)條目的配置環(huán)上節(jié)點僅對從本節(jié)點上環(huán)的LSP對應的轉發(fā)條目進行相關的配置，即將所述轉發(fā)條目加入所述LSP在下環(huán)節(jié)點的節(jié)點號；2)環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障當環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障時，檢測到鏈路故障的節(jié)點阻塞故障相鄰的環(huán)上端口的報文轉發(fā)功能，沿兩個環(huán)上端口周期性地發(fā)送SF報文即故障通知消息，同時將由所述節(jié)點上環(huán)并且受到影響的標簽交換路徑LSP的從工作路徑切換到保護路徑上發(fā)送數(shù)據(jù)報文；當環(huán)上節(jié)點的收到故障通知消息后，如果該SF報文是最新的協(xié)議報文，所述節(jié)點沿兩個環(huán)上端口發(fā)送探測協(xié)議報文機DT報文；DT報文包含Node_ID信息，其中，Node_ID為所述環(huán)上節(jié)點的節(jié)點號；當環(huán)上節(jié)點收到DT報文后，讀取DT報文中的Node_ID信息，并依據(jù)Node_ID查找相應的轉發(fā)條目，只有從該環(huán)上節(jié)點上環(huán)的LSP才在對應的條目中有Node_ID；環(huán)上節(jié)點分析所述的轉發(fā)條目，如果該轉發(fā)條目中正在使用的出標簽即正在使用工作路徑發(fā)送數(shù)據(jù)對應的出端口與接收該DT報文的端口不一致，那么該環(huán)上節(jié)點將所述轉發(fā)條目對應的LSP的從工作路徑倒換到保護路徑，否則繼續(xù)在所述轉發(fā)條目對應的LSP的工作路徑上傳送數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于MPLS-TP的環(huán)網(wǎng)抄近保護方法，包括1)LSP的轉發(fā)條目的配置和2)環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障處理。本發(fā)明不需要拓撲發(fā)現(xiàn)協(xié)議的支持，并且能夠實現(xiàn)快速倒換，這對提升基于MPLS-TP技術的環(huán)網(wǎng)性能是非常有意義的。
文檔編號H04L12/56GK101888339SQ20101023041
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2010年7月19日
發(fā)明者王斌 申請人:南京郵電大學