本發(fā)明的實(shí)施例涉及連網(wǎng)的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中部署最大冗余樹(MRT)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，轉(zhuǎn)發(fā)路徑通常由路徑控制協(xié)議控制，路徑控制協(xié)議提供用于要轉(zhuǎn)發(fā)的幀/分組的路徑。為改進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，期望的是在路徑選擇中構(gòu)建冗余性（即，在給定節(jié)點(diǎn)），如果一個(gè)路徑故障，則另一路徑能夠用于路由業(yè)務(wù)。期望的是此類冗余性被預(yù)確定，由此在拓?fù)涓陌l(fā)生的情況下，節(jié)點(diǎn)可立即交換路徑。計(jì)算冗余路徑的一種方式是將網(wǎng)絡(luò)連接視為圖形，并且查找圖形中的最大冗余樹(MRT)。

已提議了在因特網(wǎng)協(xié)議(IP)層（第3層或L3）實(shí)施最大冗余樹的一些解決方案。例如，2013年7月12日題為“用于使用最大冗余樹的LP/LDP快速重新路由的體系結(jié)構(gòu)”(An Architecture for IP/LDP Fast-Reroute Using Maximally Redundant Trees)的IETF草案公開了一種在鏈路/節(jié)點(diǎn)故障后仍連接的任何網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲薪o出鏈路保護(hù)和節(jié)點(diǎn)保護(hù)的方法。2013年10月18日題為“用于最大冗余樹的中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(IS-IS)擴(kuò)展”(Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) Extensions for Maximally Redundant Trees)的另一IETF草案公開了支持MRT的分布式計(jì)算的IS-IS協(xié)議的擴(kuò)展。然而，我們知道沒有提議在OSI第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）（稱為L(zhǎng)2）實(shí)施最大冗余樹的解決方案。而且，已知第3層解決方案未解決最大冗余樹的計(jì)算的分布。期望的是使第3層MRT解決方案更有效并且具有第2層MRT解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提議了計(jì)算和分布在網(wǎng)絡(luò)元件中實(shí)施的廣義概有向非循環(huán)圖（generalized almost directed acyclic graph）(GADAG)的方法，網(wǎng)絡(luò)元件實(shí)施包含多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的網(wǎng)絡(luò)的路徑計(jì)算元件(PCE)的功能性，其中，網(wǎng)絡(luò)元件計(jì)算GADAG，并且它組裝GADAD描述符并且發(fā)送出GADAG描述符。方法可在或第2層或第3層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行。PCE可駐留在網(wǎng)絡(luò)元件中或者主機(jī)中，例如，作為SDN控制器的一部分。

方法包括由實(shí)施PCE的功能性的網(wǎng)絡(luò)元件計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG，其中，GADAG是網(wǎng)絡(luò)的圖形抽象，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件是GADAG的頂點(diǎn)，并且連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的鏈路是GADAG的有向邊緣。方法繼續(xù)，基于計(jì)算的GADAG，來組裝GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件，其中，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件利用GADAG描述符計(jì)算用于轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的最大冗余樹。

也公開了用于計(jì)算和分布GADAG的網(wǎng)絡(luò)元件。網(wǎng)絡(luò)元件充當(dāng)包含多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的網(wǎng)絡(luò)的PCE。網(wǎng)絡(luò)元件計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG，其中，GADAG是網(wǎng)絡(luò)的圖形抽象，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件是GADAG的頂點(diǎn)，并且連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的鏈路是GADAG的有向邊緣。網(wǎng)絡(luò)元件基于計(jì)算的GADAG，來組裝GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件，其中，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件利用GADAG描述符計(jì)算用于轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的最大冗余樹。

也提議了具有存儲(chǔ)的指令以執(zhí)行方法的非暫時(shí)性機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體。

公開方法的實(shí)施例提議在第2層部署最大冗余樹(MRT)和允許在第3層更有效部署MRT的方式。公開方法的實(shí)施例也提供在拓?fù)涓暮笥糜诟氯哂鄻涞姆绞健?/p>

附圖說明

本發(fā)明通過示例方式而不是限制的方式在附圖的圖形中呈現(xiàn)，其中相同的標(biāo)號(hào)指示類似的元素。應(yīng)注意的是，在本說明書中對(duì)“一”或“一個(gè)”實(shí)施例的不同引用不一定是指相同的實(shí)施例，并且此類引用意味著至少一個(gè)。此外，當(dāng)結(jié)合實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，認(rèn)為結(jié)合無論是否明確描述的其它實(shí)施例影響此類特征、結(jié)構(gòu)或特性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)知之內(nèi)。

圖1示出數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的示例。

圖2示出概有向非循環(huán)圖(ADAG)和有向非循環(huán)圖(DAG)。

圖3A-3B是示出MRT-藍(lán)色和MRT-紅色路徑的框圖，其中，GADAG根和MRT根在相同節(jié)點(diǎn)。

圖4A-4B是示出MRT-藍(lán)色和MRT-紅色路徑的框圖，其中，GADAG根和MRT根在不同節(jié)點(diǎn)。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT實(shí)施的三種模式的框圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT VID子-TLV的框圖。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的等價(jià)樹(ECT)算法映射的框圖。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT實(shí)施的框圖。

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT實(shí)施的流程圖。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一MRT實(shí)施的框圖。

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的GADAG計(jì)算和分布的流程圖。

圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于分布GADAG描述的顯式路徑(EP)子-TLV。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算MRT對(duì)的流程圖。

圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算MRT對(duì)的另一流程圖。

圖15是示出SDN網(wǎng)絡(luò)的框圖。

圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施部署MRT的方法的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的框圖。

圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施用于部署MRT的方法的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的框圖。

圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施用于計(jì)算和分布GADAG的方法的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的框圖。

具體實(shí)施方式

在下面的說明中，陳述了許多特定細(xì)節(jié)。然而，要理解的是，可無需這些特定細(xì)節(jié)而實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其它實(shí)例中，公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)未詳細(xì)顯示以免模糊對(duì)此描述的理解。

然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，可無需此類特定細(xì)節(jié)而實(shí)踐本發(fā)明。其它實(shí)例中，控制結(jié)構(gòu)、門級(jí)電路和全軟件指令序列未詳細(xì)示出以免模糊本發(fā)明。通過包括的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不進(jìn)行不當(dāng)實(shí)驗(yàn)的情況下實(shí)施適當(dāng)?shù)墓δ苄浴?/p>

說明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例實(shí)施例”等的引用指示所描述的實(shí)施例可包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但每個(gè)實(shí)施例可不一定包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。另外，此類短語不一定指同一實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，認(rèn)為結(jié)合無論是否明確描述的其它實(shí)施例影響此類特征、結(jié)構(gòu)或特性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)知之內(nèi)。

在下面的描述和權(quán)利要求中，可使用術(shù)語“耦合的”和“連接的”連同其衍生詞。應(yīng)理解，這些術(shù)語無意做為彼此的同義詞?！榜詈系摹庇糜谥甘究上嗷ブ苯游锢砘螂娊佑|或可以不直接物理或電接觸的兩個(gè)或更多個(gè)元素相互協(xié)作或交互?！斑B接的”用于指示在相互耦合的兩個(gè)或更多個(gè)元素之間的通信的建立。如在本文中使用的“集合”指包括一個(gè)項(xiàng)的任何正整數(shù)數(shù)量的項(xiàng)。

術(shù)語

描述中可使用以下術(shù)語。

網(wǎng)絡(luò)圖：反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膱D形，其中，所有鏈路正好連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且廣播鏈路已被變換成標(biāo)準(zhǔn)偽節(jié)點(diǎn)表示。

冗余樹(RT)：一對(duì)樹，其中，沿第一樹從任何節(jié)點(diǎn)X到根R的路徑與沿第二樹從相同節(jié)點(diǎn)X到根的路徑節(jié)點(diǎn)不相交。這些能夠在2-連接的圖中計(jì)算。

最大冗余樹(MRT)：一對(duì)樹，其中，沿第一樹從任何節(jié)點(diǎn)X到根R的路徑與沿第二樹從相同節(jié)點(diǎn)X到根的路徑共享最小數(shù)量的節(jié)點(diǎn)和最小數(shù)量的鏈路。每個(gè)此類共享節(jié)點(diǎn)是切割頂點(diǎn)。任何共享鏈路是切割鏈路。任何RT是MRT但許多MRT不是RT。

最大不相交樹(MDT)：與MRT相同。

MRT-紅色：MRT-紅色用于描述兩個(gè)MRT之一；它用于描述關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浜蚆T-ID。具體而言，MRT-紅色是下降MRT，其中，選用在GADAG中從更高拓?fù)渑判蚬?jié)點(diǎn)到更低拓?fù)渑判蚬?jié)點(diǎn)方向上的鏈路。要注意的是，MRT-紅色有時(shí)稱為紅色樹。MRT-藍(lán)色（下述）和MRT-紅色一起也稱為有色樹、獨(dú)立樹或恢復(fù)樹。MRT-藍(lán)色和映射MRT-紅色一起有時(shí)稱為MRT對(duì)。

MRT-藍(lán)色：MRT-藍(lán)色用于描述兩個(gè)MRT之一；它用于描述關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浜蚆T-ID。具體而言，MRT-藍(lán)色是增加MRT，其中，選用在GADAG中從更低拓?fù)渑判蚬?jié)點(diǎn)到更高拓?fù)渑判蚬?jié)點(diǎn)方向上的鏈路。

顯式路徑(EP)：明確定義的路徑，其中，明確指定了路徑中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。

等價(jià)樹(ECT)：等價(jià)樹是使用特定方法從等價(jià)路徑備選中挑選的最短路徑樹(SPT)的唯一例示。在節(jié)點(diǎn)之間具有不止一個(gè)不同路徑的網(wǎng)絡(luò)中，來自于相同根節(jié)點(diǎn)，具有從根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的等價(jià)路徑的不同最短路徑樹被視為等價(jià)樹。ECT有時(shí)稱為等價(jià)多樹(ECMT)。ECT集合由ECT算法識(shí)別，并且在一個(gè)實(shí)施例中，VLAN與唯一ECT算法關(guān)聯(lián)。

ECT算法：在由SPT區(qū)域內(nèi)由所有橋運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生用于給定根橋的一致結(jié)果的最短路徑樹(SPT)算法。

路徑計(jì)算元件(PCE)：能夠基于網(wǎng)絡(luò)圖來計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)路徑的條目。PCE是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中或端站（主機(jī)、服務(wù)器）中的更高層實(shí)體（控制平面應(yīng)用）。PCE能夠比嵌在節(jié)點(diǎn)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)本地計(jì)算引擎(NLCE)執(zhí)行更復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。

本地修復(fù)的點(diǎn)：例如橋/交換機(jī)的在本地將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重新引導(dǎo)到備份路徑的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，例如，在故障事件后重新引導(dǎo)到無環(huán)備選路徑。

單播：將幀發(fā)送到由唯一單獨(dú)媒體訪問控制(MAC)地址識(shí)別的單個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)。

多播：同時(shí)將幀從單個(gè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)，其中，唯一的群組MAC地址識(shí)別接收方的集合。

最短路徑橋接 - VLAN模式(SPBV)：基于VLAN的一種類型的SPB，即，每個(gè)最短路徑樹由不同VLAN標(biāo)識(shí)符(VID)定義。

最短路徑橋接 - MAC模式(SPBM)：最短路徑樹基于MAC的另一類型的SPB，即，每個(gè)最短路徑樹由唯一MAC地址或MAC地址的縮寫形式識(shí)別。VLAN用于描繪多徑變化。

最短路徑VID (SPVID)：SPVID識(shí)別用于在SPBV中加標(biāo)記幀的傳送的SPT和VLAN兩者。

2-連接：沒有切割頂點(diǎn)的圖形。這是在將網(wǎng)絡(luò)分區(qū)前要求移除兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖。

2-連接簇：2-連接的節(jié)點(diǎn)的最大集合。

2-邊緣-連接：至少兩個(gè)鏈路必須移除以將網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的網(wǎng)絡(luò)圖。

切割鏈路：其移除將網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的鏈路。切割鏈路按定義必須連接在兩個(gè)切割頂點(diǎn)之間。如果有多個(gè)并行鏈路，則如果移除并行鏈路的集合會(huì)使網(wǎng)絡(luò)圖分區(qū)，則它們?cè)诒疚臋n中被稱為切割鏈路。

切割頂點(diǎn)：頂點(diǎn)，其移除將網(wǎng)絡(luò)圖分區(qū)。

有向圖：有向的圖。

有向非循環(huán)圖(DAG)：所有鏈路在其中有向，并且其中無循環(huán)的圖。

概有向非循環(huán)圖(ADAG)：如果移除到根的所有傳入鏈路，則會(huì)成為DAG的圖。

廣義概有向非循環(huán)圖(GADAG)：一種圖，它是所有塊的ADAG的組合。

子-類型/長(zhǎng)度/值（子-TLV)：TVL是由有序類型、長(zhǎng)度和值字段組成的信息元素的短、可變長(zhǎng)度編碼，其中，類型字段識(shí)別信息的類型，長(zhǎng)度字段以八位字節(jié)為單位，指示信息字段的長(zhǎng)度，以及值字段包含信息本身。子-TLV與TLV使用相同概念。不同之處在于TLV存在于分組/幀內(nèi)部，而子-TLV存在于TLV內(nèi)部。子-TLV用于添加額外信息到特定TLV。每個(gè)子-TLV由三個(gè)字段組成：一個(gè)八位字節(jié)類型字段、一個(gè)八位字節(jié)長(zhǎng)度字段和零或更多八位字節(jié)的值。類型字段指示值字段中項(xiàng)的類型。長(zhǎng)度字段以八位字節(jié)為單位，指示值字段的長(zhǎng)度。每個(gè)子-TLV可能能夠保持多個(gè)項(xiàng)。在每個(gè)項(xiàng)的長(zhǎng)度已知時(shí)，能夠從整個(gè)子-TLV的長(zhǎng)度計(jì)算子-TLV中項(xiàng)的數(shù)量。在接收時(shí)要忽略并且跳過未知的子-TLV。

電子裝置（例如，端站、網(wǎng)絡(luò)元件）使用機(jī)器可讀媒體存儲(chǔ)和傳送（在內(nèi)部和/或通過網(wǎng)絡(luò)與其它電子裝置）代碼（由軟件和指令組成）和數(shù)據(jù)，例如非暫時(shí)性機(jī)器可讀媒體（例如，機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體，如磁盤、光盤、只讀存儲(chǔ)器、閃存存儲(chǔ)器裝置及相變存儲(chǔ)器）和暫時(shí)性機(jī)器可讀傳送媒體（例如，電氣、光學(xué)、聲學(xué)或其它形式傳播信號(hào) - 如載波和紅外信號(hào)）。另外，此類電子裝置包括硬件，如耦合到一個(gè)或更多個(gè)其它組件的一個(gè)或更多個(gè)處理器的集合 - 例如，一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體（存儲(chǔ)代碼和/或數(shù)據(jù)）和網(wǎng)絡(luò)連接（使用傳播信號(hào)傳送代碼和/或數(shù)據(jù)）以及在一些情況下的用戶輸入/輸出裝置（例如，鍵盤、觸摸屏和/或顯示器）。處理器的集合與其它組件的耦合通常通過電子裝置內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)互連（例如，總線，以及可能橋接器）。因此，給定電子裝置的非暫時(shí)性機(jī)器可讀介質(zhì)通常存儲(chǔ)指令以便在該電子裝置的一個(gè)或更多個(gè)處理器上執(zhí)行，以執(zhí)行如本文中下面詳細(xì)描述的本發(fā)明的實(shí)施例的操作。本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)部分可使用軟件、固件和/或硬件的不同組合來實(shí)施。

如在本文中使用的，網(wǎng)絡(luò)元件（例如，路由器或交換機(jī)）是一件連網(wǎng)設(shè)備，包括硬件和軟件，其在通信上與網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備（例如，其它網(wǎng)絡(luò)元件、端系統(tǒng)）互連。一些網(wǎng)絡(luò)元件是“多服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件”，其為多個(gè)連網(wǎng)功能（例如，路由選擇、橋接、VLAN（虛擬LAN）交換、第2層聚合、會(huì)話邊界控制、服務(wù)質(zhì)量和/或訂戶管理）提供支持和/或?yàn)槎鄠€(gè)應(yīng)用服務(wù)（例如，數(shù)據(jù)、話音和視頻）提供支持。訂戶端系統(tǒng)（例如，服務(wù)器、工作站、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、掌上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、智能電話、多媒體電話、因特網(wǎng)協(xié)議上的語音(VOIP)電話、用戶設(shè)備、終端、便攜式媒體播放器、GPS單元、游戲系統(tǒng)、機(jī)頂盒）接入通過因特網(wǎng)提供的內(nèi)容/服務(wù)和/或在因特網(wǎng)上（例如，隧穿通過）重疊的虛擬個(gè)人網(wǎng)絡(luò)(VPN)上提供的內(nèi)容/服務(wù)。內(nèi)容和/或服務(wù)通常由屬于參與對(duì)等服務(wù)的服務(wù)或內(nèi)容提供商或端系統(tǒng)的一個(gè)或更多個(gè)端系統(tǒng)（例如，服務(wù)器端系統(tǒng)）提供，并且可例如包括公共網(wǎng)頁（例如，免費(fèi)內(nèi)容、店面、搜索服務(wù)）、私人網(wǎng)頁（例如，提供電子郵件服務(wù)的用戶名/密碼接入的網(wǎng)頁）和/或通過VPN的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。通常，訂戶端系統(tǒng)耦合（例如，通過耦合到接入網(wǎng)絡(luò)（以有線或無線方式）的客戶駐地設(shè)備）到邊緣網(wǎng)絡(luò)元件，所述邊緣網(wǎng)絡(luò)元件耦合（例如通過一個(gè)或更多個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)元件）到其它邊緣網(wǎng)絡(luò)元件，其耦合到其它端系統(tǒng)（例如，服務(wù)器端系統(tǒng)）。網(wǎng)絡(luò)元件一般通過其媒體訪問控制(MAC)地址、因特網(wǎng)協(xié)議(IP)地址/子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)套接字/端口和/或OSI上層標(biāo)識(shí)符來識(shí)別。

網(wǎng)絡(luò)元件通常被分隔成控制平面和數(shù)據(jù)平面（有時(shí)稱為轉(zhuǎn)發(fā)平面或媒體平面）。在網(wǎng)絡(luò)元件是路由器（或者在實(shí)施路由功能性）的情況下，控制平面通常確定要如何路由數(shù)據(jù)（例如，分組）（例如，用于數(shù)據(jù)的下一跳和用于該數(shù)據(jù)的傳出端口），以及數(shù)據(jù)平面負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)。例如，控制平面通常包括一個(gè)或更多個(gè)路由協(xié)議（例如，諸如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP) (RFC 4271)的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議、一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)（例如，開放最短路徑優(yōu)先(OSPF)（RFC 2328和5340）、中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(IS-IS) (RFC 1142)、路由選擇信息協(xié)議(RIP)（版本1 RFC 1058、版本2 RFC 2453和下一代RFC 2080））、標(biāo)簽分布協(xié)議(LDP) (RFC 5036)、資源保留協(xié)議(RSVP)（RFC 2205、2210、2211、2212及RSVP-業(yè)務(wù)工程(TE)：用于LSP隧道的RSVP擴(kuò)展RFC 3209、通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)信令RSVP-TE RFC 3473、RFC 3936、4495及4558））），這些協(xié)議與其它網(wǎng)絡(luò)元件進(jìn)行通信以交換路由，并基于一個(gè)或更多個(gè)路由選擇度量選擇那些路由。另外，控制平面通常也包括已由各種標(biāo)準(zhǔn)組織標(biāo)準(zhǔn)化的ISO第二層控制協(xié)議，如快速生成樹協(xié)議(RSTP)、多生成樹協(xié)議(MSTP)和SPB（最短路徑橋接）（例如，SPB已在IEEE Std 802.1aq-2012中已經(jīng)定義）。

路由和鄰接存儲(chǔ)在控制平面上的一個(gè)或更多個(gè)路由選擇結(jié)構(gòu)中（例如，路由信息庫(RIB)、標(biāo)簽信息庫(LIB)、一個(gè)或更多個(gè)鄰接結(jié)構(gòu)）?？刂破矫嫱ㄟ^基于一個(gè)或多個(gè)路由選擇結(jié)構(gòu)的信息（例如，鄰接和路由信息）編程數(shù)據(jù)平面。例如，控制平面將鄰接和路由信息編程到數(shù)據(jù)平面上的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)（例如，轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)、標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(LFIB)和一個(gè)或更多個(gè)鄰接結(jié)構(gòu)）中。在轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)時(shí)，數(shù)據(jù)平面使用這些轉(zhuǎn)發(fā)和鄰接結(jié)構(gòu)。

通常，網(wǎng)絡(luò)元件包括一個(gè)或更多個(gè)線路卡的集合、一個(gè)或更多個(gè)控制卡的集合和可選的一個(gè)或更多個(gè)服務(wù)卡（有時(shí)稱為資源卡）的集合。這些卡通過一個(gè)或更多個(gè)互連機(jī)制耦合在一起（例如，耦合線路卡的第一全網(wǎng)狀和耦合所有卡的第二全網(wǎng)狀）。線路卡的集合構(gòu)成數(shù)據(jù)平面，而控制卡的集合提供控制平面并且通過線路卡與外部網(wǎng)絡(luò)元件交換分組。服務(wù)卡的集合能夠提供專用處理（例如，第4層到第7層服務(wù)（例如，防火墻、因特網(wǎng)協(xié)議安全性(IPsec)（RFC 4301和4309）、入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)、對(duì)等(P2P)、IP之上的語音(VoIP)會(huì)話邊界控制器、移動(dòng)無線網(wǎng)關(guān)（網(wǎng)關(guān)通用分組無線電服務(wù)(GPRS)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)、演進(jìn)分組核心(EPC)網(wǎng)關(guān)））。通過示例，服務(wù)卡可用于終接IPsec隧道，并且執(zhí)行伴隨鑒定(attendant authentication)和加密算法。

如在本文中使用的，節(jié)點(diǎn)基于IP分組中的一些IP報(bào)頭信息轉(zhuǎn)發(fā)IP分組；其中，IP報(bào)頭信息包括源IP地址、目的地IP地址、源端口、目的地端口（其中，“源端口”和“目的地端口”在本文中指協(xié)議端口，不同于網(wǎng)絡(luò)元件的物理端口）、傳輸協(xié)議（例如，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)（RFC 768、2460、2675、4113和5405））、傳輸控制協(xié)議(TCP)（RFC 793和1180）及差分服務(wù)(DSCP)值（RFC 2474、2475、2597、2983、3086、3140、3246、3247、3260、4594、5865、3289、3290和3317）。節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)元件中實(shí)施。物理節(jié)點(diǎn)直接在網(wǎng)絡(luò)元件上實(shí)施，而虛擬節(jié)點(diǎn)是軟件，并且可能是硬件、在網(wǎng)絡(luò)元件上實(shí)施的抽象。因此，多個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)可在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件上實(shí)施。

網(wǎng)絡(luò)接口可以是物理或虛擬的；并且接口地址是指派到網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址或MAC地址，而無論它是物理網(wǎng)絡(luò)接口還是虛擬網(wǎng)絡(luò)接口。物理網(wǎng)絡(luò)接口是網(wǎng)絡(luò)元件中的硬件，通過它進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接（例如，以無線方式通過無線網(wǎng)絡(luò)接口控制器(WINIC)或者通過將電纜插入連接到網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)的端口）。通常，網(wǎng)絡(luò)元件具有多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)接口。虛擬網(wǎng)絡(luò)接口可與物理網(wǎng)絡(luò)接口，與另一虛擬接口相關(guān)聯(lián)，或者自己獨(dú)立（例如，環(huán)回接口、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議接口）。網(wǎng)絡(luò)接口（物理或虛擬）可以被編號(hào)（帶有IP地址或MAC地址的網(wǎng)絡(luò)接口）或未編號(hào)（無IP地址或MAC地址的網(wǎng)絡(luò)接口）。環(huán)回接口（及其環(huán)回地址）是經(jīng)常用于管理目的的（物理或虛擬）節(jié)點(diǎn)的特定類型的虛擬網(wǎng)絡(luò)接口（和IP地址或MAC地址）；其中，此類IP地址稱為節(jié)點(diǎn)環(huán)回地址。指派到網(wǎng)絡(luò)元件的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的一個(gè)或多個(gè)IP地址或一個(gè)或多個(gè)MAC地址被稱作該網(wǎng)絡(luò)元件的IP或MAC地址；在更粒度級(jí)別，對(duì)于指派到在網(wǎng)絡(luò)元件上實(shí)施的節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，指派到其的一個(gè)或多個(gè)IP或MAC地址可被稱作該節(jié)點(diǎn)的IP地址。

GADAG和MRT

圖1示出數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的示例。網(wǎng)絡(luò)100包含節(jié)點(diǎn)A-I。每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠是本文中上面討論的網(wǎng)絡(luò)元件。網(wǎng)絡(luò)100也包含本文中上面定義的PCE。在一些實(shí)施例中，PCE也實(shí)施為與節(jié)點(diǎn)A-I分隔的網(wǎng)絡(luò)元件。在其它實(shí)施例中，PCE的功能在節(jié)點(diǎn)A-I內(nèi)實(shí)施。提供保護(hù)的一種方式是部署最大冗余樹(MRT)。借助于如技術(shù)領(lǐng)域中熟知的快速重新路由，MRT能夠用于最短路徑的保護(hù)。例如，假設(shè)為網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)鏈路預(yù)確定了如果給定鏈路或附接到它的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，節(jié)點(diǎn)將使用哪個(gè)MRT（藍(lán)色或紅色），如果最短路徑鏈路發(fā)生故障，則在本地修復(fù)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)在以目的地地址為根（rooted）的不受影響的MRT上發(fā)送幀/分組。為計(jì)算MRT，我們需要先計(jì)算GADAG。

圖2示出概有向非循環(huán)圖(ADAG)和有向非循環(huán)圖(DAG)。ADAG和DAG是圖1的網(wǎng)絡(luò)100的圖形抽象。在圖形中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)變成圖形的頂點(diǎn)，并且在節(jié)點(diǎn)之間的每個(gè)鏈路變成圖的邊緣。圖形是有向圖。在網(wǎng)絡(luò)100的DAG中，它不包含有向循環(huán)。DAG能夠表示頂點(diǎn)的偏序。例如，它將頂點(diǎn)A和I的偏序捕捉為A < B < C < F < H < I。由于不是所有關(guān)系必須由DAG定義，因此，它只是偏序。例如，圖2中的DAG未提供有關(guān)在F與D、F與E或F與G之間關(guān)系的任何信息。

如定義的一樣，網(wǎng)絡(luò)100的ADAG具有在節(jié)點(diǎn)A的根（圖中用粗的正方形表明），并且ADAG是網(wǎng)絡(luò)100的圖形，其中，如果傳入到根A的所有鏈路被移除，則它會(huì)變成在圖的右邊示出的DAG。廣義ADAG (GADAG)包括所有塊的ADAG，包括不是2-連接的圖形。

圖3A-3B是示出MRT-藍(lán)色和MRT-紅色路徑的框圖，其中，GADAG根和MRT根在相同節(jié)點(diǎn)。在圖中，作為MRT根的節(jié)點(diǎn)通過更暗色背景表明，并且GADAG根和MRT根兩者均在節(jié)點(diǎn)A。MRT-藍(lán)色和MRT-紅色表示向共同根（在節(jié)點(diǎn)A的MRT根）提供最大不相交路徑的一對(duì)有向生成樹。

要注意的是，在MRT-藍(lán)色路徑中，在標(biāo)號(hào)302的分組/幀流遵循從所有節(jié)點(diǎn)到MRT根的GADAG升序。相反，在MRT-紅色路徑中，在標(biāo)號(hào)304的分組/幀流遵循從所有節(jié)點(diǎn)到MRT根的GADAG降序。換而言之，確定節(jié)點(diǎn)的順序的GADAG的計(jì)算是計(jì)算用于給定MRT根的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色的第一步驟。

在每個(gè)節(jié)點(diǎn)，在可行時(shí)，分組/幀使用不同端口到達(dá)MRT根。例如，在節(jié)點(diǎn)B，假設(shè)端口1在MRT-藍(lán)色中用于到達(dá)根A。端口1耦合到連接到節(jié)點(diǎn)C的鏈路。在MRT-紅色中，為到達(dá)根A，耦合到連接到節(jié)點(diǎn)A的鏈路的不同端口（稱為端口2）用于分組/幀流304。用于業(yè)務(wù)的端口的分隔表示在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施MRT-藍(lán)色和MRT-紅色圖形時(shí)不相交的程度。

圖4A-4B是示出MRT-藍(lán)色和MRT-紅色路徑的框圖，其中，GADAG根和MRT根在不同節(jié)點(diǎn)。一旦確定了GADAG根，便可計(jì)算GADAG。然而，對(duì)于給定GADAG，能夠有產(chǎn)生不同MRT圖行的多個(gè)MRT根。圖4A-4B示出GADAD根是節(jié)點(diǎn)A并且MRT根是H的情形。在此情況下，MRT-藍(lán)色和MRT-紅色與圖3A-3B不同。換而言之，對(duì)于帶有根A的相同GADAG，MRT-藍(lán)色和MRT-紅色能夠針對(duì)不同MRT根而不同。因此，相同GADAG能夠用于使用給定MRT算法，為在網(wǎng)絡(luò)中的所有MRT根計(jì)算所有MRT。假定GADAG相同，GADAG計(jì)算能夠只進(jìn)行一次，而MRT計(jì)算需要為每個(gè)MRT根重復(fù)進(jìn)行。因此，可能分配MRT計(jì)算以實(shí)現(xiàn)更佳的計(jì)算效率。

在網(wǎng)絡(luò)中部署MRT的方法

如本文中討論的一樣，通過為給定MRT根確定MRT-藍(lán)色和MRT-紅色，可實(shí)現(xiàn)更佳的網(wǎng)絡(luò)冗余，因此，節(jié)點(diǎn)可在拓?fù)涓臅r(shí)沿MRT-藍(lán)色或MRT-紅色將業(yè)務(wù)路由到選擇的路線。例如，在傳送的分組/幀通過的最短路徑樹(SPT)斷開時(shí)，分組/幀可立即切換到或MRT-藍(lán)色或MRT-紅色路徑。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT實(shí)施的三種模式的框圖。圖5中的網(wǎng)絡(luò)100與圖1中的所示相同，其中，網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點(diǎn)A-I和PCE。對(duì)于部署MRT的網(wǎng)絡(luò)，它可在模式三種模式A、B和C之一中操作。

在模式A中，MRT的計(jì)算利用完全分布式計(jì)算。在完全分布式計(jì)算中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算用于拓?fù)涞腉ADAG，并且然后每個(gè)節(jié)點(diǎn)為一個(gè)或更多個(gè)給定MRT根確定相應(yīng)的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色。在模式A中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置有用于計(jì)算相應(yīng)MRT-藍(lán)色和MRT-紅色的ECT算法，并且配置成使用結(jié)果MRT-藍(lán)色和MRT-紅色進(jìn)行路由選擇。

在模式B中，MRT的計(jì)算分成兩部分，并且PCE和節(jié)點(diǎn)共同承擔(dān)計(jì)算責(zé)任。具體而言，PCE計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG，并且GADAG的描述然后被分布到每個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且節(jié)點(diǎn)計(jì)算用于一個(gè)或更多個(gè)給定MRT根的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色。由于在每個(gè)節(jié)點(diǎn)不重復(fù)進(jìn)行共同GADAG計(jì)算，因此，與模式A相比，模式B可能降低總體計(jì)算。

在模式C中，MRT的計(jì)算集中在網(wǎng)絡(luò)的PCE。PCE為所有節(jié)點(diǎn)計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG和用于一個(gè)或更多個(gè)給定MRT根的MRT。然后，計(jì)算的MRT的描述被分布到每個(gè)節(jié)點(diǎn)。模式C的優(yōu)點(diǎn)在于集中的計(jì)算降低了在單獨(dú)節(jié)點(diǎn)計(jì)算的需要，并且它能夠在諸如軟件定義連網(wǎng)(SDN)系統(tǒng)的一些實(shí)施中極其有效。然而，由于計(jì)算的MRT的所有描述需要分布到每個(gè)節(jié)點(diǎn)，要求的通信量可能相當(dāng)大，并且該模式可被視為太“啰嗦”。

三種模式（稱為MRT部署模式）稱為完全分布式計(jì)算模式（模式A）、中央計(jì)算的GADAG模式（模式B）和中央計(jì)算MRT模式（模式C）。本發(fā)明的實(shí)施例公開在這些模式中優(yōu)化MRT的部署的方式。

設(shè)定網(wǎng)絡(luò)以便部署MRT

對(duì)于部署MRT的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要在相同模式中工作。另外，網(wǎng)絡(luò)需要一致地表明MRT。對(duì)于第2層網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)MRT-藍(lán)色和MRT-紅色可與VLAN ID (VID)關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)需要在節(jié)點(diǎn)之間傳遞以便在網(wǎng)絡(luò)中一致。傳遞關(guān)聯(lián)的一種方式是通過交換路由選擇協(xié)議的子-TLV，例如，經(jīng)由IS-IS。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT VID子-TLV的框圖。子-TLV可嵌入在路由選擇協(xié)議的PDU（例如，問候(Hello) PDU）中，并且它可在每個(gè)節(jié)點(diǎn)生成（在模式A或B中）。它可在PCE生成（在模式B或C中），并且使用鏈路狀態(tài)分組(LSP)或鏈路狀態(tài)廣告（advertisement）(LSA)分布到每個(gè)節(jié)點(diǎn)。

子-TLV包含類型字段602以指示用于MRT VID映射的子-TLV的類型。它也包含長(zhǎng)度字段604以指示子-TLV的總長(zhǎng)度。在標(biāo)號(hào)624，它然后包含用于子-TLV的值的字段。用于子-TLV的值包括幾個(gè)參數(shù)。在標(biāo)號(hào)606，一個(gè)參數(shù)是識(shí)別要用于確定MRT-藍(lán)色和MRT-紅色的MRT算法的ECT算法。有多個(gè)預(yù)定義的ECT算法，并且每個(gè)產(chǎn)生最短路徑樹(SPT)。網(wǎng)絡(luò)需要在查找SPT中為每個(gè)節(jié)點(diǎn)（和/或PCE）使用什么ECT算法方面保持一致。本發(fā)明的實(shí)施例使用ECT算法識(shí)別MRT低點(diǎn)算法。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的等價(jià)樹(ECT)算法映射的框圖。在映射表中，每個(gè)ECT算法通過值識(shí)別，并且每個(gè)ECT算法對(duì)應(yīng)于MRT部署模式。在此示例中，ECT算法00-80-C2-20表示MRT部署模式C，ECT算法00-80-C2-21表示MRT部署模式A，以及ECT算法00-80-C2-23表示MRT部署模式B。很明顯，任何十六進(jìn)制值可表示在每個(gè)模式中使用的ECT算法，并且示出的十六進(jìn)制值只是示例。

還要注意的是，圖7中的表格可以是本文中上面所述IEEE P802.1Qca/D0.5的表格45-1的擴(kuò)展或變化，其中，為顯式和受約束路徑選擇ECT算法值。

返回參照?qǐng)D6，用于子-TLV的值包含不同VID值，在標(biāo)號(hào)608一個(gè)是用于識(shí)別MRT-藍(lán)色的VID（有時(shí)稱為藍(lán)色VID），在標(biāo)號(hào)610一個(gè)是用于識(shí)別MRT-紅色的VID（有時(shí)稱為紅色VID），以及在標(biāo)號(hào)612另一VID（可選的）可用于識(shí)別最短路徑VID，這能夠是基礎(chǔ)VID或SPVID。要注意的是，在MRT-藍(lán)色和MRT-紅色未用于相互保護(hù)而是保護(hù)最短路徑時(shí)可利用VID 612。

在不同實(shí)施例中，用于子-TLV的值內(nèi)的各種字段的順序可不同，并且如所示的更多或更少字段可被包括。在一些實(shí)施例中，字段的順序指示哪個(gè)VID服務(wù)于什么目的（例如，第一VID是藍(lán)色VID，第二VID是紅色VID，以及第三VID是SPVID）。在備選實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)志指示哪個(gè)VID服務(wù)于什么目的（例如，字段上的標(biāo)志表明藍(lán)色VID）。

雖然使用新MRT VID子-TLV是設(shè)定第2層網(wǎng)絡(luò)以便部署MRT的一種方式，但我們也可使用SPB實(shí)例子-TLV以傳遞設(shè)定第2層網(wǎng)絡(luò)以便部署MRT的所需的信息。

在SPB實(shí)例子-TLV中，存在一個(gè)或兩個(gè)VLAN ID元組，并且ECT算法字段傳達(dá)MRT算法的ID。如果有一個(gè)VLAN ID元組，則基礎(chǔ)VID字段傳達(dá)藍(lán)色VID值，而SPVID字段傳達(dá)紅色VID值。如果有兩個(gè)VLAN ID元組，則元組1的基礎(chǔ)VID字段等于元組2的基礎(chǔ)VID字段，其中，基礎(chǔ)VID可用于最短路徑。元組1的SPVID字段傳達(dá)藍(lán)色VID，并且元組2的SPVID字段傳達(dá)紅色VID。要注意的是，SPB實(shí)例子-TLV也可以以不同方式構(gòu)建以傳達(dá)相同ECT算法、藍(lán)色VID、紅色VID及SPVID值。

對(duì)于第3層網(wǎng)絡(luò)，多拓?fù)錁?biāo)識(shí)符(MT-ID)用于識(shí)別MRT-藍(lán)色和MRT-紅色，其中，MT-ID通過或OSPF或IS-IS協(xié)議傳遞。

通過模式A在網(wǎng)絡(luò)中部署MRT

一旦通過本文中上面討論的方法設(shè)定了網(wǎng)絡(luò)，便可在網(wǎng)絡(luò)中部署MRT。MRT可通過模式A部署，也就是說，處于完全分布式方式的計(jì)算MRT，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG和用于一個(gè)或更多個(gè)MRT根的MRT計(jì)算。

為計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的GADAG，需要識(shí)別GADAG根。在一個(gè)實(shí)施例中，橋標(biāo)識(shí)符(ID)用于GADAG根選擇。要注意的是，橋ID具有能夠被利用的優(yōu)先級(jí)字段。一旦識(shí)別了GADAG根，便可利用已知算法之一來確定用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG，并且然后可計(jì)算用于MRT根的MRT。

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT實(shí)施的框圖。方法可在第2層網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施。它由拓?fù)涓挠|發(fā)。拓?fù)涓目梢允怯捎谥T如如所示的中斷66的鏈路中斷、節(jié)點(diǎn)關(guān)閉、節(jié)點(diǎn)添加或影響網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜魏纹渌鼱顩r。

參照?qǐng)D8，在所有節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行以下操作而無需PCE的介入。它先檢測(cè)拓?fù)涓模⑶胰缓蟮却谕負(fù)涓暮蟀l(fā)生的融合完成。在網(wǎng)絡(luò)在融合時(shí)，如果可能，則在故障事件后，重定向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在此示例中，節(jié)點(diǎn)F和/或H（本地修復(fù)點(diǎn)或PLR）立即檢測(cè)到故障，并且如果有用于節(jié)點(diǎn)的計(jì)算的MRT，則節(jié)點(diǎn)F和/或H將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重定向到在故障中繼續(xù)存在的當(dāng)前最大冗余樹(MRT)。MRT用于一個(gè)或更多個(gè)MRT根，每個(gè)對(duì)應(yīng)于MRT對(duì)。如果沒有用于節(jié)點(diǎn)的計(jì)算的MRT，則節(jié)點(diǎn)計(jì)算最短路徑，并且安裝對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。

然后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的GADAG，并且這由基于在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的新拓?fù)溆?jì)算MRT-藍(lán)色和MRT-紅色跟隨?；谟?jì)算的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色，節(jié)點(diǎn)安裝用于計(jì)算的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色的過濾數(shù)據(jù)庫(FDB)條目，并且FDB條目可用于在將來拓?fù)涓闹械谋Ｗo(hù)。

由于在單獨(dú)節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上執(zhí)行GADAG和MRT的所有計(jì)算，因此，最小化了在節(jié)點(diǎn)之間和在節(jié)點(diǎn)與PCE之間的通信，但隨著每個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所有計(jì)算，因此，節(jié)點(diǎn)比模式B或C要求更多的計(jì)算能力。

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MRT實(shí)施的流程圖。方法900可在第2層網(wǎng)絡(luò)中在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（或只是節(jié)點(diǎn)）實(shí)施。第2層網(wǎng)絡(luò)包含作為節(jié)點(diǎn)/橋的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件，并且它可包含或可不包含用于路徑計(jì)算的獨(dú)立PCE。

在標(biāo)號(hào)902，方法可以可選地以節(jié)點(diǎn)確定拓?fù)涓拈_始。拓?fù)涓目梢允抢缬捎谌鐖D8中所示的中斷66的鏈路中斷、節(jié)點(diǎn)關(guān)閉、節(jié)點(diǎn)添加或影響網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涞娜魏纹渌鼱顩r。一旦確定了拓?fù)涓模鞒瘫憧扇ネ鶚?biāo)號(hào)903，其中，節(jié)點(diǎn)計(jì)算最短路徑，并且安裝對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在備選實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)包含計(jì)算的MRT和對(duì)應(yīng)的安裝的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而不計(jì)算最短路徑和安裝對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，在此情況下，節(jié)點(diǎn)選擇在拓?fù)涓闹欣^續(xù)存在的MRT，并且相應(yīng)地將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重定向到繼續(xù)存在的MRT。然后，在標(biāo)號(hào)904，節(jié)點(diǎn)等待的網(wǎng)絡(luò)融合的完成。節(jié)點(diǎn)可只是等待時(shí)間期（例如，只是等待“足夠長(zhǎng)時(shí)間”），或者它可得到網(wǎng)絡(luò)融合已完成的指示。要注意的是，在確定網(wǎng)絡(luò)融合是否已完成中，可實(shí)施多個(gè)更成熟的方案。

在標(biāo)號(hào)906，節(jié)點(diǎn)計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的廣義概有向非循環(huán)圖(GADAG)。在一個(gè)實(shí)施例中，橋ID用于GADAG根選擇。一旦選則了根，則可利用已知算法之一來確定用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG。然后，在標(biāo)號(hào)908，節(jié)點(diǎn)計(jì)算第一MRT（例如，MRT-藍(lán)色）和第二MRT（例如，MRT-紅色），其中，第一MRT和第二MRT的每對(duì)用于一個(gè)MRT根，并且節(jié)點(diǎn)可包含一個(gè)或更多個(gè)MRT根。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是MRT根，因此，需要計(jì)算用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的MRT對(duì)。在另一實(shí)施例中，僅網(wǎng)絡(luò)中選擇的節(jié)點(diǎn)是MRT根，并且節(jié)點(diǎn)只需要計(jì)算用于選擇的根的MRT對(duì)。在一個(gè)實(shí)施例中，GADAG和MRT的計(jì)算利用MRT低點(diǎn)算法，如2013年10月21日題為“用于為IP/LDP快速重新路由計(jì)算最大冗余樹的算法”(Algorithms for Computing Maximally Redundant Tree for IP/LDP Fast Reroute)的IETF草案中提議的一種算法，其中，MRT低點(diǎn)算法映射到一個(gè)或更多個(gè)ECT算法。

然后，在標(biāo)號(hào)910，節(jié)點(diǎn)基于計(jì)算的第一MRT和第二MRT（MRT對(duì)），安裝過濾數(shù)據(jù)庫(FDB)條目。FDB條目可通過<藍(lán)色VID, MAC>和<紅色VID, MAC>的元組識(shí)別，其映射VID與特定MAC地址。要注意的是，MRT樹可以是“來自根”或“到根”。例如，對(duì)于單播業(yè)務(wù)，MRT樹通常是到根，并且對(duì)于多播業(yè)務(wù)，MRT樹通常是來自根，并且對(duì)于不同業(yè)務(wù)類型，F(xiàn)DB條目可以不同方式安裝。

要注意的是，安裝FDB條目應(yīng)以不造成業(yè)務(wù)中斷為目標(biāo)。因此，樹的至少之一應(yīng)當(dāng)不受影響（untouched），同時(shí)通過安裝FDB條目來更新另一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，涉及有三種類型的樹，并且它們是最短路徑樹(SPT)、MRT-藍(lán)色和MRT-紅色。在此情況下，在標(biāo)號(hào)903已先計(jì)算SPT樹，并且安裝對(duì)應(yīng)的FDB條目。在另一實(shí)施例中，涉及有兩種類型的樹，并且它們是MRT-藍(lán)色和MRT-紅色。在兩個(gè)實(shí)施例中，在標(biāo)號(hào)910，節(jié)點(diǎn)一次為一個(gè)樹更新FDB。例如，先為MRT-藍(lán)色安裝FDB條目，并且之后為其對(duì)應(yīng)的MRT-紅色安裝FDB條目。

要注意的是，標(biāo)號(hào)902-904是方法900的可選步驟。在其它情形中，可觸發(fā)標(biāo)號(hào)906-910中GADAG和MRT對(duì)的計(jì)算，例如，網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的過程。還要注意的是，為在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中部署方法900，節(jié)點(diǎn)需要就要使用的ECT算法、用于MRT-藍(lán)色、MRT-紅色及SPT（在適用時(shí)）的VID值達(dá)成一致。也就是說，在與圖6-7有關(guān)的討論中公開的過程或在節(jié)點(diǎn)之間提供設(shè)定一致性的另一過程已完成。

通過模式B在網(wǎng)絡(luò)中部署MRT

MRT部署模式B（中央計(jì)算的GADAG模式）利用獨(dú)立PCE執(zhí)行用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG計(jì)算，同時(shí)其讓網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)單獨(dú)計(jì)算MRT對(duì)。類似于模式A，需要識(shí)別GADAG根以便計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG，并且在一個(gè)實(shí)施例中，橋ID用于GADAG根選擇。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一MRT實(shí)施的框圖。方法可在第2層或第3層網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施。過程由拓?fù)涓挠|發(fā)。拓?fù)涓目梢允怯捎谥T如如所示的中斷66的鏈路中斷、節(jié)點(diǎn)關(guān)閉、節(jié)點(diǎn)添加或影響網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜魏纹渌鼱顩r。

參照?qǐng)D10，任務(wù)框I和II示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行操作的順序。在任務(wù)框I，在通知PCE拓?fù)涓暮?，它等待網(wǎng)絡(luò)融合完成。然后，它計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG。然后，它組裝GADAG描述符，該描述符描述計(jì)算的GADAG。然后，將GADAG描述符分布到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。

在任務(wù)框II，每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收GADAG描述符，并且它計(jì)算用于一個(gè)或更多個(gè)MRT根的每個(gè)的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色。然后，它更新其轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。如果網(wǎng)絡(luò)是第2層網(wǎng)絡(luò)，則它安裝分別對(duì)應(yīng)于用于MRT-藍(lán)色和MRT-紅色的VID的FDB條目。如果網(wǎng)絡(luò)是第3層網(wǎng)絡(luò)，則它安裝轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)條目。

由于在PCE與節(jié)點(diǎn)之間分布GADAG和MRT的計(jì)算，因此，在節(jié)點(diǎn)之間共同的GADAG的計(jì)算在節(jié)點(diǎn)不重復(fù)進(jìn)行，因此，與在模式A中部署MRT的節(jié)點(diǎn)相比，在模式B中部署MRT的節(jié)點(diǎn)的計(jì)算更不密集。然而，模式B要求在PCE與節(jié)點(diǎn)之間更多的通信，因?yàn)樵赑CE的計(jì)算的GADAG需要傳遞到節(jié)點(diǎn)，但這只是從PCE發(fā)送到節(jié)點(diǎn)一次的單個(gè)PDU。

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的GADAG計(jì)算和分布的流程圖。方法1100可在第2層或第3層網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)的PCE實(shí)施，其中，網(wǎng)絡(luò)包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在標(biāo)號(hào)1102，方法可選地以PCE確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涓拈_始。拓?fù)涓目梢允怯捎谥T如如圖10中所示的中斷66的鏈路中斷、節(jié)點(diǎn)關(guān)閉、節(jié)點(diǎn)添加或影響網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涞娜魏纹渌鼱顩r。一旦確定了拓?fù)涓?，流程便可去往?biāo)號(hào)1104，其中，PCE等待網(wǎng)絡(luò)融合的完成。PCE可只是等待時(shí)間期（即，等待“足夠長(zhǎng)時(shí)間”），或者它可得到網(wǎng)絡(luò)融合已完成的指示。

在標(biāo)號(hào)1106，PCE計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的廣義概有向非循環(huán)圖(GADAG)。在一個(gè)實(shí)施例中，橋ID用于GADAG根選擇。一旦選則了根，便可利用已知算法之一來確定用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG。然后，在標(biāo)號(hào)1108，PCE組裝用于計(jì)算的GADAG的GADAG描述。

計(jì)算的GADAG可通過圖形的邊緣列表（即，網(wǎng)絡(luò)的鏈路）描述，并且邊緣可由節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(ID)和端口標(biāo)識(shí)符(ID)表示。圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于分布GADAG描述的顯式路徑(EP)子-TLV。EP子-TLV包含指示子-TLV的類型的類型字段1202，并且它也包含指示子-TLV的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度字段1204。它也包含計(jì)算的GADAG的邊緣的表示。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算的GADAG的邊緣包括在列表中。邊緣能夠由包含節(jié)點(diǎn)ID和端口ID的元組表示。節(jié)點(diǎn)ID可以是系統(tǒng)ID、IP地址、MAC地址或橋ID。端口ID可以是第3層IS-IS術(shù)語中的電路ID、第2層IEEE 802.1術(shù)語中的橋端口或在節(jié)點(diǎn)的端口的任何其它表示。

參照?qǐng)D12，在標(biāo)號(hào)1212，GADAG的第一邊緣由識(shí)別在標(biāo)號(hào)1206的GADAG的邊緣的更低頂點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID #1和識(shí)別連接到GADAG邊緣的更高頂點(diǎn)的端口的端口ID #1表示。更高或更低的頂點(diǎn)是根據(jù)由GADAG提供的偏序。類似地，在標(biāo)號(hào)1214，GADAG的第二邊緣由分別在標(biāo)號(hào)1210的節(jié)點(diǎn)ID #2和在標(biāo)號(hào)1212的端口ID #2表示。

注意的是，GADAG描述可表明GADAG根。在一個(gè)實(shí)施例中，GADAG根可由頂點(diǎn)的順序來表明，例如，用于GADAG描述的EP子-TLV的第一項(xiàng)點(diǎn)是GADAG根。在另一實(shí)施例中，GADAG根可由標(biāo)志表明。在備選方案中，在GADAG描述未表明GADAG根時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可例如基于邊緣的橋ID，自行確定GADAG根。用于GADAG描述的EP子-TLV可稱為GADAG描述符。要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的原理，可實(shí)施其它GADAG描述而也不使用EP子-TLV。

可選地，攜帶特征（signature）（即，拓?fù)涞恼?，在其上?zhí)行計(jì)算）連同在相同鏈路狀態(tài)分組(LSP)中的GADAG描述可能會(huì)有所幫助。因此，計(jì)算拓?fù)湔拿總€(gè)節(jié)點(diǎn)能夠驗(yàn)證GADAG是否相關(guān)。如果摘要不匹配，則PCE具有與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的視圖不同的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊晥D，并且應(yīng)只存儲(chǔ)在GADAG描述中攜帶的GADAG，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行其它動(dòng)作直到摘要匹配。

返回參照?qǐng)D11，在標(biāo)號(hào)1110，一旦組裝了GADAG描述，則便將GADAG描述分布到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，在包含諸如如圖12中所示的子-TLV的一個(gè)或更多個(gè)LSP中，將GADAG描述滿溢到節(jié)點(diǎn)。

要注意的是，標(biāo)號(hào)1102-1104是方法900的可選步驟。在其它情形中，可觸發(fā)標(biāo)號(hào)1106-1110中GADAG和MRT對(duì)的計(jì)算，例如，網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的過程。還要注意的是，為在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中部署方法900，節(jié)點(diǎn)需要就要使用的ECT算法、用于MRT-藍(lán)色、MRT-紅色及SPT（在適用時(shí)）的VID值達(dá)成一致。也就是說，在與圖6-7有關(guān)的討論中公開的過程或在節(jié)點(diǎn)之間提供設(shè)定一致性的另一過程已完成。

在將GADAG描述分布到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)后，節(jié)點(diǎn)然后基于GADAG描述，計(jì)算MRT對(duì)。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算MRT對(duì)的流程圖。方法1300可在第2層網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)實(shí)施。

在標(biāo)號(hào)1302，節(jié)點(diǎn)接收GADAG描述。在一個(gè)實(shí)施例中，在包含圖12中示出的EP子-TLV的LSP中嵌入GADAG描述。如本文中上面討論的一樣，可選地，攜帶GADAG描述的相同LSP也可攜帶特征（即，在其上執(zhí)行計(jì)算的拓?fù)涞恼?。因此，?jì)算拓?fù)湔墓?jié)點(diǎn)能夠驗(yàn)證GADAG是否相關(guān)。如果摘要不匹配，則PCE和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有有關(guān)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牟煌晥D，并且應(yīng)只存儲(chǔ)在GADAG描述中攜帶的GADAG，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行其它動(dòng)作，直到摘要匹配。

假設(shè)GADAG有效，則在標(biāo)號(hào)1304，基于GADAG描述，節(jié)點(diǎn)計(jì)算用于一個(gè)或更多個(gè)MRT根的MRT-藍(lán)色和MRT-紅色。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是MRT根，因此，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行MRT對(duì)的計(jì)算。在另一實(shí)施例中，僅選擇的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠是一個(gè)或多個(gè)MRT根，并且節(jié)點(diǎn)只需要計(jì)算用于選擇的一個(gè)或多個(gè)根的MRT對(duì)。

在一個(gè)實(shí)施例中，例如通過為是MRT根的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置MRT根標(biāo)志，在GADAG描述中編碼一個(gè)或多個(gè)MRT根的選擇。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)消息編碼MRT根選擇，例如，LSP、SNMP PDU或OpenFlow控制分組。在另一實(shí)施例中，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本地配置MRT根，這可由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)例如在LSP中或在LSA中廣告。

在標(biāo)號(hào)1306，節(jié)點(diǎn)基于計(jì)算的MRT對(duì)，安裝FDB條目。FDB條目可與<藍(lán)色VID, MAC>和<紅色VID, MAC>的元組關(guān)聯(lián)，元組用特定MAC地址映射VID。要注意的是，MRT樹可以是“來自根”或“到根”。例如，對(duì)于單播樹，MRT樹通常是到根，并且對(duì)于多播業(yè)務(wù)，MRT樹一般是來自根，并且對(duì)于不同業(yè)務(wù)類型，F(xiàn)DB條目可以不同方式安裝。

類似于模式A，安裝FDB條目應(yīng)以不引起業(yè)務(wù)中斷為目標(biāo)，并且樹的至少之一應(yīng)當(dāng)不受影響，同時(shí)通過安裝FDB條目來更新另一樹。

雖然方法1300可在第2層網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)實(shí)施，但圖14示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，計(jì)算MRT對(duì)。方法1400可在第3層網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)實(shí)施。方法1400類似于方法1300，除前者在第3層執(zhí)行外，因此，在標(biāo)號(hào)1402，收到的GADAG描述可處在優(yōu)化用于第3層通信的不同格式。在標(biāo)號(hào)1404，用于一個(gè)或多個(gè)MRT根的MRT對(duì)的計(jì)算可類似于標(biāo)號(hào)1304。在標(biāo)號(hào)1406，節(jié)點(diǎn)基于計(jì)算的MRT對(duì)，安裝轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)條目。FIB條目可與用于每個(gè)MRT根的藍(lán)色和紅色MT ID關(guān)聯(lián)。

在SDN或NFV中的實(shí)施例

雖然關(guān)于部署MRT的討論一直是關(guān)于常規(guī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如網(wǎng)絡(luò)元件包含集成控制平面和數(shù)據(jù)平面的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，但本發(fā)明的實(shí)施例并不限于此。它能夠與新興連網(wǎng)技術(shù)良好地集成，如軟件定義連網(wǎng)(SDN)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)，其中，控制功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能可分隔。

圖15是示出SDN網(wǎng)絡(luò)的框圖。SDN網(wǎng)絡(luò)1500包括多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)元件和命令轉(zhuǎn)發(fā)元件的轉(zhuǎn)發(fā)行為的多個(gè)控制器。要注意的是，SDN網(wǎng)絡(luò)可包含數(shù)量更大得多的網(wǎng)絡(luò)元件，并且現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)元件可利用SDN兼容的協(xié)議實(shí)施，由此變成SDN網(wǎng)絡(luò)的一部分（例如，現(xiàn)有IP路由器可支持OpenFlow協(xié)議，并且因此變成SDN轉(zhuǎn)發(fā)元件或SDN控制器）。因此，SDN網(wǎng)絡(luò)1500只是用于示出邏輯SDN網(wǎng)絡(luò)配置。

轉(zhuǎn)發(fā)元件

SDN轉(zhuǎn)發(fā)元件（在SDN符合OpenFlow標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在OpenFlow術(shù)語中稱為OpenFlow交換機(jī)或簡(jiǎn)稱為交換機(jī)）的主要任務(wù)是要根據(jù)在由一個(gè)或更多個(gè)SDN控制器中編程的流表中的規(guī)則，將SDN轉(zhuǎn)發(fā)元件內(nèi)的分組從入口端口轉(zhuǎn)發(fā)到出口端口。每個(gè)流條目包含一組動(dòng)作，例如將分組轉(zhuǎn)發(fā)到給定端口，修改分組報(bào)頭中的某些比特，將分組封裝到SDN控制器，或者丟棄分組。對(duì)于新流中的第一分組，轉(zhuǎn)發(fā)元件經(jīng)常將分組轉(zhuǎn)發(fā)到SDN控制器以觸發(fā)被編程的新流。它也能夠用于將諸如因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)分組的慢路徑分組轉(zhuǎn)發(fā)到SDN控制器以便進(jìn)行處理。要注意的是，流的概念能夠廣義地定義，例如，TCP連接，或來自特定MAC地址或IP地址的所有業(yè)務(wù)。還要注意的是，SDN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分組廣義地定義，并且它可以是以太網(wǎng)幀、IP網(wǎng)絡(luò)分組或處于專有格式的消息。

SDN控制器

SDN控制器（經(jīng)常稱為遠(yuǎn)程控制器或控制器）添加流條目和從流表移除流條目。它定義在SDN其它網(wǎng)絡(luò)元件和轉(zhuǎn)發(fā)元件的集合之間的互連和路由選擇。它也處置網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分布，例如收集來自SDN轉(zhuǎn)發(fā)元件的集合的信息和將轉(zhuǎn)發(fā)/路由選擇指令分布到它們。SDN控制器也能夠編程成支持新的尋址、路由選擇和復(fù)雜的分組處理應(yīng)用。SDN控制器是SDN網(wǎng)絡(luò)的“大腦”。轉(zhuǎn)發(fā)元件需要連接到至少一個(gè)SDN控制器以便正確起作用。

參照?qǐng)D15，SDN網(wǎng)絡(luò)1500包含SDN控制器1592和轉(zhuǎn)發(fā)元件A-G（或SDN交換機(jī)，術(shù)語“轉(zhuǎn)發(fā)元件”和“SDN交換機(jī)”在本文中下面可互換使用）的集合?？刂破?592（術(shù)語“控制器”和“SDN控制器”在本文中下面可互換使用）管理SDN交換機(jī)A-G，并且SDN交換機(jī)通過通信信道連接到其管理控制器，并且SDN交換機(jī)不一定具有到控制器（因此，術(shù)語“遠(yuǎn)程”控制器）的直接連接性。

SDN交換機(jī)能夠在邏輯上被視為包含兩個(gè)主要組件。一個(gè)組件是控制平面實(shí)體，并且另一組件是轉(zhuǎn)發(fā)平面實(shí)體。在標(biāo)號(hào)1554，SDN交換機(jī)C的放大視圖示出兩個(gè)平面實(shí)體。SDN交換機(jī)C包含控制平面實(shí)體1562和轉(zhuǎn)發(fā)平面實(shí)體1564?？刂破矫鎸?shí)體1562協(xié)調(diào)SDN交換機(jī)C的管理和配置。通過在主處理器1572上運(yùn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)平面實(shí)體1564的配置。主處理器1572通常運(yùn)行操作系統(tǒng)以便提供熟知的開發(fā)環(huán)境。使用互連（例如，外設(shè)組件互連(PCI)總線），將命令從主處理器1572發(fā)送到交換機(jī)處理器1574。例外分組（例如，用于路由選擇和管理的分組）經(jīng)常在主處理器1572上處理。交換機(jī)處理器1574與SDN交換機(jī)C的各種轉(zhuǎn)發(fā)端口1578交互以轉(zhuǎn)發(fā)并且以其它方式處理傳入和傳出分組。

轉(zhuǎn)發(fā)平面實(shí)體1564負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)（轉(zhuǎn)發(fā)操作包括交換、路由選擇、學(xué)習(xí)等）。它包含設(shè)計(jì)成以損害更復(fù)雜和靈活的開發(fā)環(huán)境為代價(jià)提供高吞吐量的交換機(jī)處理器1574。不同類型的高性能存儲(chǔ)器和硬件加速器經(jīng)常存在于交換機(jī)處理器1574的板上用于實(shí)現(xiàn)高吞吐量。相反，主處理器1572能夠更復(fù)雜和靈活，但以損害提供高吞吐量為代價(jià)，因?yàn)樗幚淼目刂品纸M（經(jīng)常稱為慢路徑分組）多于數(shù)據(jù)分組，因此，吞吐量是任務(wù)關(guān)鍵性更低的。在SDN交換機(jī)（例如，SDN交換機(jī)C）接收與新流關(guān)聯(lián)的分組時(shí)，它不知道將分組轉(zhuǎn)發(fā)到哪里。因此，在此示例中，它將分組發(fā)送到其管理SDN控制器(PCE) 1592?？刂破?592接收分組，并且它編程新流條目，并且發(fā)送到SDN交換機(jī)C。SDN交換機(jī)C然后根據(jù)新流條目轉(zhuǎn)發(fā)分組。

SDN網(wǎng)絡(luò)能夠是用于實(shí)施中心計(jì)算的MRT模式（模式C）的理想平臺(tái)。在此情況下，PCE（SDN控制器）1552執(zhí)行GADAG和MRT計(jì)算兩者，并且將計(jì)算結(jié)果分布到網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)（SDN交換機(jī)），以便每個(gè)交換機(jī)可在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓臅r(shí)安裝其相應(yīng)FDB和FIB條目。

SDN網(wǎng)絡(luò)也能夠用于實(shí)施中心計(jì)算的GADAG模式（模式B）。在此情況下，PCE 1552執(zhí)行GADAG計(jì)算，并且分布GADAG描述（如圖11和12中所示）。所有節(jié)點(diǎn)計(jì)算MRT對(duì)，并且在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓臅r(shí)安裝其相應(yīng)FDB和FIB條目（如圖13和14中所示）。

支持MRT部署的網(wǎng)絡(luò)元件

圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施部署MRT的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的框圖。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件包括充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)元件和充當(dāng)PCE的另一網(wǎng)絡(luò)元件。如所示的，在網(wǎng)絡(luò)元件1601與路徑控制元件1612之間存在通信。圖16中示出的網(wǎng)絡(luò)元件1601示例包括數(shù)據(jù)平面，數(shù)據(jù)平面包括交換結(jié)構(gòu)1607、例如1608和1609的多個(gè)數(shù)據(jù)卡、至少一個(gè)接收器(Rx)接口1610和至少一個(gè)傳送器Tx接口1611。Rx和Tx接口1610和1611與網(wǎng)絡(luò)上的鏈路對(duì)接，數(shù)據(jù)卡1608和1609在通過接口1610和1611收到的數(shù)據(jù)上執(zhí)行功能，并且交換結(jié)構(gòu)1607在數(shù)據(jù)卡與類似輸入/輸出(I/O)卡之間交換數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)元件1601也包括控制平面，控制平面包括包含配置成部署MRT的控制邏輯的一個(gè)或更多個(gè)處理器1602。在控制邏輯中也可實(shí)施其它過程。

網(wǎng)絡(luò)元件1601也包括存儲(chǔ)器1603，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用于控制協(xié)議1604的軟件、協(xié)議棧1605和一個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)庫1606。用于控制協(xié)議1604的軟件可包含與部署MRT關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和指令。協(xié)議棧1605存儲(chǔ)由網(wǎng)絡(luò)元件1601實(shí)施的方法和/或協(xié)議。數(shù)據(jù)庫用于確定和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)路徑條目。例如，F(xiàn)DB或FIB實(shí)體可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫1606中。

網(wǎng)絡(luò)元件601可包含其它軟件、過程和信息的存儲(chǔ)以使它能夠執(zhí)行用于部署MRT的功能以及執(zhí)行通常在通信網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)元件中實(shí)施的其它功能。

耦合到網(wǎng)絡(luò)元件1601的PCE 1612包括耦合到存儲(chǔ)器614的一個(gè)或更多個(gè)處理器1613。處理器613包括執(zhí)行路徑計(jì)算操作和用于網(wǎng)絡(luò)元件601的指令的操作的邏輯。存儲(chǔ)器1614包括適用于如本文中所描述的那樣計(jì)算GADAG和MRT的路徑計(jì)算軟件1615。存儲(chǔ)器1614也包括數(shù)據(jù)庫1616。數(shù)據(jù)庫可包括由網(wǎng)絡(luò)元件1601存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫的復(fù)本，并且可包括例如用于GADAG和/或MRT計(jì)算的其它數(shù)據(jù)庫。

在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)元件1601和1602是第2層網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且它們以通信方式與其它網(wǎng)絡(luò)元件耦合。網(wǎng)絡(luò)元件1601在模式A中操作，并且它可廣告和接收諸如MRT VID子-TLV 600的網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，如圖6中所示的。網(wǎng)絡(luò)元件在設(shè)定階段后就相同網(wǎng)絡(luò)設(shè)定達(dá)成一致。然后，一旦拓?fù)涓?，網(wǎng)絡(luò)元件1601便執(zhí)行上面與圖9有關(guān)討論的方法，其中，最短路徑、GAGDAG和MRT對(duì)的計(jì)算可由處理器1602和存儲(chǔ)器1603執(zhí)行。

在另一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)元件1601在模式B中操作。網(wǎng)絡(luò)元件、另一網(wǎng)絡(luò)元件或PCE 1612可廣告和接收諸如MRT VID子-TLV 600的網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，如圖6中所示的。網(wǎng)絡(luò)元件在設(shè)定階段后就相同網(wǎng)絡(luò)設(shè)定達(dá)成一致。一旦PCE 1612確定拓?fù)涓模銏?zhí)行上面與圖11和12有關(guān)討論的方法，其中，由PCE 1612計(jì)算GADAG和分布GADAG描述，并且可由處理器1613和存儲(chǔ)器1614執(zhí)行GADAG的計(jì)算。然后，網(wǎng)絡(luò)元件1601可執(zhí)行上面與圖13和14有關(guān)討論的方法。

圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施部署MRT的方法的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的框圖。如圖17示出的，網(wǎng)絡(luò)元件1701也可托管路徑計(jì)算軟件。因此，圖17中示出的網(wǎng)絡(luò)元件1701示例包括數(shù)據(jù)平面，數(shù)據(jù)平面包括交換結(jié)構(gòu)1708、例如1709和1710的多個(gè)數(shù)據(jù)卡、至少一個(gè)接收器(Rx)接口1711和至少一個(gè)傳送器Tx接口1712。Rx和Tx接口1711和1712與網(wǎng)絡(luò)上的鏈路對(duì)接，數(shù)據(jù)卡1709和1710在通過接口1711和1712收到的數(shù)據(jù)上執(zhí)行功能，并且交換結(jié)構(gòu)1708在數(shù)據(jù)卡與其它I/O卡之間交換數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)元件1701也包括控制平面，控制平面包括包含配置成部署MRT的控制邏輯的一個(gè)或更多個(gè)處理器1702。

在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)元件1701在模式A中操作，并且它可廣告和接收諸如MRT VID子-TLV 600的網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，如圖6中所示的。網(wǎng)絡(luò)元件在設(shè)定階段后就相同網(wǎng)絡(luò)設(shè)定達(dá)成一致。然后，一旦拓?fù)涓?，網(wǎng)絡(luò)元件1701便執(zhí)行上面與圖9有關(guān)討論的方法，其中，最短路徑、GAGDAG和MRT對(duì)的計(jì)算可由處理器1702和存儲(chǔ)器1703執(zhí)行。

圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施用于計(jì)算和分布GADAG的方法的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的框圖。網(wǎng)絡(luò)元件1800充當(dāng)包含多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的網(wǎng)絡(luò)的PCE。PCE 1800包含計(jì)算單元1802、組裝單元1804和分布單元1806?？蛇x地，網(wǎng)絡(luò)元件1800另外包含確定單元1808和等待單元1810。

在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算單元1802計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG，其中，GADAG是網(wǎng)絡(luò)的圖形抽象，其中多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件是GADAG的頂點(diǎn)，并且連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的鏈路是GADAG的邊緣。組裝單元1804基于計(jì)算的GADAG，組裝GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件，其中，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件利用GADAG描述符計(jì)算用于轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的最大冗余樹。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)元件1800的確定單元1808確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涓?，并且等待單?810在網(wǎng)絡(luò)元件1800使計(jì)算單元1802計(jì)算用于網(wǎng)絡(luò)的GADAG前等待網(wǎng)絡(luò)融合的完成。

雖然本文中上面圖中的流程圖示出由本發(fā)明的某些實(shí)施例執(zhí)行的操作的特定順序，但應(yīng)理解，此類順序是示范的（例如，備選實(shí)施例可以以不同的順序執(zhí)行操作，組合某些操作，重疊某些操作等）。

雖然本發(fā)明已根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，通過在隨附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改和變化，能夠?qū)嵺`本發(fā)明。描述因此要視為是說明性的而不是限制。