用于ldp/sr互操作性的分段路由映射服務器的制造方法
【專利說明】用于LDP/SR互操作性的分段路由映射服務器
[0001]發(fā)明人:
[0002]克拉倫斯.菲爾斯菲斯
[0003]斯特凡諾.B.普雷維蒂
[0004]史蒂文.W.烏爾里奇
[0005]艾哈邁德.R.巴斯?jié)h迪
[0006]相關申請
[0007]本申請根據美國法典第35條§ 119(e)要求遞交于2013年5月17日的美國臨時專利申請序列號 61/824，696 (題為 “Segment Routing Mapping Server for LDP/SRInteroperability，，并且指定 Clarence FiIsfiIs、Stefano B.Previd1、Steven W.Ulrich和Ahmed R.Bashandy作為發(fā)明人)，以及遞交于2014年5月16日的美國專利申請序列號14/279，659 (題為“Segment Routing Mapping Server for LDP/SR Interoperability”并且指定 Clarence Filsfils、Stefano B.Previd1、Steven W.Ulrich 和 Ahmed R.Bashandy作為發(fā)明人)的國內權益，其整體內容通過引用結合于此用作所有用途，效力與其本身徹底完整地在此公開相同。
【背景技術】
[0008]網絡節(jié)點接收并隨后將分組轉發(fā)至它們的目的地。分組轉發(fā)需要決定過程，其雖然在概念上很簡單，但可以是復雜的。因為分組轉發(fā)的決定是由網絡節(jié)點來處理，為此所需的總時間可能成為對整體網絡性能的主要限制因素。網絡節(jié)點可以采用一個或多個路由器、一個或多個網橋、一個或多個交換機、一個或多個服務器，或任何其它適合的通信處理設備的形式。分組是數據的格式化單元，其典型地包含控制信息和有效載荷數據?？刂菩畔⒖梢园?源地址和目的地IP地址、諸如校驗和之類的誤差檢測碼、序列信息等?？刂菩畔⒌湫偷爻霈F(xiàn)在分組的頭部和尾部，其間具有有效載荷數據。
[0009]多協(xié)議標簽交換(MPLS)是一種分組轉發(fā)機制。MPLS節(jié)點可以基于標簽分發(fā)協(xié)議(LDP)分配的標簽和LDP轉發(fā)表來做出分組轉發(fā)決定。LDP是當創(chuàng)建節(jié)點的標簽交換路徑(LSP，分組經由LSP穿過網絡)時網絡節(jié)點在其中交換LDP標簽(下文稱為標簽)的處理?；跇撕灥姆纸M轉發(fā)與傳統(tǒng)互聯(lián)網協(xié)議(IP)路由(其中分組轉發(fā)決定由節(jié)點通過使用包含在分組中的IP地址來做出)形成了鮮明的對比。
【附圖說明】
[0010]本領域技術人員通過參考附圖可以更好地理解本公開，并且其多個目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
[0011]圖1是示出了示例網絡的某些組件的框圖。
[0012]圖2是示出了示例網絡的某些組件的框圖。
[0013]圖3是示出由圖2的節(jié)點所采用的示例性過程的流程圖。
[0014]圖4是示出了示例網絡的某些組件的框圖。
[0015]圖5A和5B示出了由圖4中示出的SR映射節(jié)點所生成并發(fā)送的示例映射通告。
[0016]圖6是示出了能在圖1、圖2和圖4的網絡中采用的示例節(jié)點的某些組件的框圖。
【具體實施方式】
[0017]1.概沭
[0018]公開了使得網絡域中具有分段路由(SR)功能的節(jié)點以及具有LDP功能的節(jié)點的互操作性成為可能的設備和方法。在一個實施例中，該方法可包括映射第一節(jié)點標識符(ID)到存儲器中的第一分段ID，其中所述第一節(jié)點ID唯一地標識網絡域內的第一節(jié)點，并且其中所述第一節(jié)點不具有SR功能。消息被生成并隨后被直接或間接地發(fā)送到網絡域內的其它節(jié)點，其中所述消息包括映射到第一分段ID的第一節(jié)點ID，并且其中其它節(jié)點是具有SR功能的。
[0019]2.分組轉發(fā)機制
[0020]IP路由和MPLS是不同的分組轉發(fā)機制。IP路由依賴于分組頭部內的IP地址來做出分組轉發(fā)決定。與此相反，MPLS實現(xiàn)分組轉發(fā)決定通?；诟街椒纸M的短路徑標識符(稱為標簽)。分段路由(SR)是又另一種分組轉發(fā)機制。SR類似于MPLS并且采用許多MPLS數據平面功能。如同MPLS，SR中的分組轉發(fā)決定可以基于附著到分組的短路徑標識符(成為分段ID)。盡管SR和MPLS是相似的，SR和MPLS之間存在如下面將要更充分地描述的實質性差別。
[0021]2.1IP分組路由
[0022]IP分組路由使用IP轉發(fā)表，IP轉發(fā)表是由節(jié)點使用經由諸如內部網關協(xié)議(IGP)之類的一個或多個協(xié)議而分布在節(jié)點之間的路由信息創(chuàng)建的。簡單來說，IP轉發(fā)表映射目的地IP地址到分組應采用其到達目的地的下一跳。當節(jié)點接收分組，該節(jié)點可以使用分組的目的地IP地址來訪問轉發(fā)表，并且查找到下一跳相應的出口接口。節(jié)點隨后經由出口接口轉發(fā)分組。下一跳節(jié)點使用分組中相同的目的地IP地址來執(zhí)行其轉發(fā)表查找，依此類推。
[0023]2.2MPLS 和 LDP
[0024]通常在由互聯(lián)的LDP節(jié)點組成的提供商網絡中采用MPLS。出于解釋的目的，LDP節(jié)點是那些實現(xiàn)控制平面中的LDP的節(jié)點。分組流經由入口邊緣LDP節(jié)點進入網絡，沿LSP (其通常包括一個或多個核心LSP節(jié)點)逐跳(hop-by-hop)行進，并經由出口邊緣LDP節(jié)點退出。
[0025]分組基于LDP轉發(fā)表和標簽沿LSP轉發(fā)。標簽允許對節(jié)點的數據平面中非常快速和簡單的轉發(fā)引擎的使用。標簽是可以與轉發(fā)等價類(FEC)相關聯(lián)的短固定長度本地顯著的標識符。在入口節(jié)點接收并與相同F(xiàn)EC相關聯(lián)的分組應當遵循相同的LSP通過網絡。LSP可以針對各種目的而建立，例如在發(fā)送分組時確保一定的性能水平、繞過網絡擁塞轉發(fā)分組、創(chuàng)建針對基于網絡的虛擬專用網的隧道等。在許多方面，LSP都與ATM或幀中繼網絡中的電路交換路徑沒有什么不同，除了它們是不基于特定層2技術的。
[0026]在節(jié)點控制平面中采用LDP。兩個LDP節(jié)點(稱為LDP對等點)可以基于逐FEC地雙向交換標簽。LDP用在建立和維護LDP轉發(fā)表的過程中，其中LDP轉發(fā)表將標簽映射到下一跳出口接口。這些轉發(fā)表可以如下文更全面地描述地那樣用于轉發(fā)分組。
[0027]當由MPLS網絡的入口 LDP節(jié)點接收分組時，該節(jié)點可以使用分組中的信息以確定對應于一 LSP的FEC，分組可采用該LSP跨越網絡到達該分組的目的地IP地址。在一個實施例中，F(xiàn)EC是距分組的目的地IP地址最近的出口節(jié)點的唯一標識符。在本實施例中，F(xiàn)EC可以采用出口節(jié)點的環(huán)回地址(下文稱為環(huán)回(loopback))的形式。
[0028]用于為分組確定FEC的特性可以變化，但通常該確定是基于分組的目的地IP地址的。分組的服務質量或其它信息也可以用來確定FEC。一旦得以確定，入口 LDP節(jié)點就可以訪問表來選擇要映射到FEC的標簽。該表還可以映射下一跳出口接口到FEC。在入口 LDP節(jié)點轉發(fā)分組到下一跳之前，入口節(jié)點附著標簽。
[0029]當LDP節(jié)點接收到具有附著標簽(即傳入標簽)的分組時，節(jié)點訪問其LDP轉發(fā)表以讀取下一跳出口接口和另一標簽(即傳出標簽)，這兩者都被映射到傳入標簽。在分組被經由出口接口轉發(fā)之前，LDP節(jié)點用傳出標簽置換傳入標簽。下一跳接收具有標簽的分組，并且可以執(zhí)行相同的過程。這個過程通常稱為沿非明示路徑(即LSP)的逐跳轉發(fā)。LSP中的倒數第二個節(jié)點可以在轉發(fā)分組到網絡中的出口 LDP節(jié)點之前彈出(pop)傳入標簽，該出口 LDP節(jié)點轉而可以使用分組的目的地址和IP轉發(fā)表來向其目的地轉發(fā)分組。在其它實施例中，出口 LDP節(jié)點可以在使用分組的目的地址和IP轉發(fā)表轉發(fā)分組之前彈出傳入標簽。
[0030]為了說明上述方面，圖1示出了示例網絡100的一部分，其包括經由通信鏈路耦接在一起的LDP節(jié)點102-122。可以創(chuàng)建從節(jié)點102到節(jié)點122的LSP，從而與從節(jié)點102發(fā)送到節(jié)點122的FEC相關聯(lián)的流的所有分組將經過同一組節(jié)點。每個LDP節(jié)點在LDP轉發(fā)表中維護關于經由其所建立的LSP的信息。因此，如果節(jié)點110知道節(jié)點114是沿從節(jié)點102接收的、目的地為節(jié)點122的所有分組的LSP的下一跳，節(jié)點110可以轉發(fā)分組到節(jié)點114。
[0031]2.3分段路由
[0032]分段路由(SR)是其中節(jié)點使用SR轉發(fā)表和分段ID來轉發(fā)分組的機制。如同MPLS，SR使能了節(jié)點的數據平面中非?？焖俸秃唵蔚霓D發(fā)引擎。SR不依賴于特定開放系統(tǒng)互連(OSI)模型數據鏈路層技術來轉發(fā)分組。
[0033]一般地，朝向相同的目的地的分組的流經由入口邊緣SR節(jié)點進入具有SR功能的網絡(即具有SR功能的節(jié)點的提供商網絡)，沿分段路徑(SP，其包括一個或多個核心SR節(jié)點)逐跳行進，并經由出口邊緣SR節(jié)點退出網絡。
[0034]SR節(jié)點(即采用SR的節(jié)點)基于與LDP分布式標簽相對的分段ID來做出分組轉發(fā)決定，并且作為結果SR節(jié)點不需要在其控制平面中采用LDP。分段ID的范圍可以不同于對標簽的范圍。除非另外指出，SR節(jié)點在其控制平面中缺乏LDP。
[0035]類似于標簽，分段ID是短的(相對于IP地址或FEC的長度)、固定長度的標識符。在一個實施例中，分段ID比標簽短。分段ID可以對應于網絡的拓撲分段、在網絡節(jié)點處提供的服務等。拓撲分段代表到SR節(jié)點的一跳或多跳路徑。拓撲分段可以用作能被組合以形成SP的子路徑。如將在下文更充分描述的，分段ID的?？梢源鞸P，并且SP可以與FEC相關聯(lián)。
[0036]存在一些類型的分段ID，包括節(jié)狀-分段ID(nodal_segment ID)、鄰接-分段ID (adjacency-segment ID)等。節(jié)狀-分段ID被分配給SR節(jié)點從而屬于一個網絡域的兩個SR節(jié)點不被分配相同的節(jié)狀-分段ID。節(jié)狀-分段ID通常被映射到獨有的節(jié)點標識符，并且每個SR節(jié)點通常在其存儲器中存儲其節(jié)狀-分段ID/唯一節(jié)點標識符。僅出于解釋目的，唯一節(jié)點標識將采用節(jié)點