CN102771087A - 快速标记交换路径告警机制 - Google Patents

Abstract

在采用多协议标记交换(MPLS)的网络单元上执行，以便通过转发标记交换路径(LSP)中的标记交换路由器(LSR)(101)所生成的用作告警分组的加标记分组来向沿LSP的各LSR(101)发布告警的方法，该方法包括由网络单元(101)从LSP中的另一个LSR接收加标记分组，通过检查加标记分组的MPLS标记信头中的生存时间值来确定加标记分组是否为告警分组，基于通用关联信道标记的存在来确定加标记分组是否为操作、管理和维护(OAM)分组，复制包括加标记分组的标记栈的加标记分组并且将加标记分组转发到LSP中的下一个LSR，由此减少向LSP中的每个LSR(101)发布告警的等待时间。

Description

快速标记交换路径告警机制

相关申请的交叉引用

本申请涉及2010年2月22日提交的标题为“Optimized Fast Re-Route In MPLS Ring Topologies”、序列号为12/710244的共同未决专利申请。

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于管理通过网络的多协议标记交换的系统。具体来说，本发明的实施例涉及用于以减少的等待时间通过标记交换路径来发布数据的快速告警机制的方法和系统。

背景技术

多协议标记交换(MPLS)是一种用于管理通过网络的业务的技术。MPLS使用指配给业务流的标记来跨网络路由业务。网络的各节点通过审查经由网络接收的入局业务并且基于其标记转发该业务来支持MPLS。

具有业务工程能力的MPLS网络能够为定制的业务服务优化业务工程资源分配。在具有业务工程的MPLS网络中，为每个定制的业务服务建立主标记交换路径(LSP)。主LSP通常在头端节点计算，头端节点是路径起始的节点。主LSP的建立能够自动化。LSP的自动化生成能够由头端节点或者分开的路径计算单元(PCE)来完成。

用于每个定制的业务服务的备用LSP在主LSP出故障的情况下使用，并且必须人工配置。备用LSP中的每个链路被人工选择以构建备用LSP，目的是创建当主LSP处于故障状态时能够依靠的分离路径。

当链路的故障在主LSP中发生时，检测到该故障的LSR发起保护交换，其中，将正通过主LSP转发的业务路由到备用LSP上。发起保护交换的LSR必须生成分开的告警分组，以便通知LSP中的其它LSR中的每一个。生成各分组并且将其分别转发给相应LSR的过程引起等待时间，并且增加完成保护交换所需的恢复时间。结果，业务丢失在恢复时间期间增加，因为在实行保护交换的同时将不得不丢弃许多分组。

发明内容

在采用多协议标记交换(MPLS)的网络单元上执行，以便通过转发标记交换路径(LSP)中的标记交换路由器(LSR)所生成的用作告警分组的加标记分组来向沿LSP的各LSR发布告警的方法，该方法包括下列步骤：由网络单元从LSP中的另一个LSR接收加标记分组；通过检查加标记分组的MPLS标记信头中的生存时间(TTL)值来确定加标记分组是否为告警分组；基于通用关联信道标记(GAL)的存在来确定加标记分组是否为操作、管理和维护(OAM)分组，当加标记分组是OAM分组时，复制包括加标记分组的标记栈的加标记分组以创建加标记分组的副本，并且将加标记分组转发到LSP中的下一个LSR，由此减少向LSP中的每个LSR发布告警的等待时间。

一种用于实现多协议标记交换(MPLS)，以便通过转发标记交换路径(LSP)中的第一标记交换路由器(LSR)所生成的用作告警分组的加标记分组来以减少的等待时间向沿LSP的各LSR发布告警的系统，该系统包括：LSP中的第一LSR，适合生成加标记分组，所述加标记分组具有MPLS标记信头和第二信头，MPLS标记信头具有为一的生存时间(TTL)值和为零的栈底位，第二信头包括快速LSP告警指示符；以及通过网络与第一LSR进行通信的第二LSR，第二标记交换路由器适合从第一LSR接收加标记分组，通过检查加标记分组的MPLS标记信头中的TTL值来确定加标记分组是告警分组，通过识别通用关联信道标记(GAL)来确定加标记分组是操作、管理和维护(OAM)分组，复制包括加标记分组的标记栈的加标记分组以创建加标记分组的副本，并且在复制加标记分组之后将加标记分组转发到LSP中的第三LSR。

一种用于实现多协议标记交换(MPLS)，以便通过转发标记交换路径(LSP)中的第一标记交换路由器(LSR)所生成的用作告警分组的加标记分组来以减少的等待时间向沿LSP的各LSR发布告警的网络单元，该网络单元包括：MPLS处理模块，适合接收加标记分组，通过检查加标记分组的MPLS标记信头中的TTL值来确定加标记分组是告警分组，响应于确定加标记分组是告警分组而通过识别通用关联信道标记(GAL)来确定加标记分组是操作、管理和维护(OAM)分组；以及耦合到MPLS处理模块的快速告警处理模块，快速告警处理模块适合响应于确定加标记分组是OAM分组而从MPLS处理模块接收加标记分组，响应于确定加标记分组是OAM分组而复制包括加标记分组的标记栈的加标记分组以创建加标记分组的副本，在复制加标记分组之后将加标记分组转发到LSP中的下一个LSR，并且处理加标记分组的副本。

附图说明

在附图的各图中通过示例而不是限制来说明本发明，附图中，相似的参考标号表示相似的要素。应当注意，本公开中的“某一”或“一个”实施例的不同说法不一定表示同一个实施例，这类说法表示至少一个。此外，在结合某一实施例来描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，均认为结合其它实施例来实现这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围之内的。

图1是实现用于多协议标记交换的快速告警系统的网络单元的一个实施例的简图。

图2是实现多协议标记交换路径的快速告警机制的网络的一个实施例的简图。

图3是用于生成快速告警分组的过程的一个实施例的流程图。

图4是用于在标记交换路由器处理快速告警分组的过程的一个实施例的流程图。

图5是快速告警分组的一个示例实施例的简图。

图6是通过标记交换路径转发的快速告警分组的一个示例实施例的简图。

具体实施方式

在以下描述中，提出许多具体细节。但是，要理解，即使没有这些具体细节也可实施本发明的实施例。在其它情况下，没有详细示出众所周知的电路、结构和技术，以免影响对本描述的理解。但是，本领域技术人员会理解，即使没有这类具体细节也可实施本发明。通过所包含的描述，本领域技术人员将能够实现适当的功能性而无需过分实验。

将参照图1和图2的示范实施例来描述流程图的操作。但是，应当理解，流程图的操作能够通过除了参照图1和图2所述那些内容之外的本发明的实施例来执行，并且参照图1和图2所述的实施例能够执行不同于参照图3、图4和图6的流程图所述那些操作的操作。

附图所示的技术能够使用在一个或多个电子装置(例如终端站、网络单元等)上存储和执行的代码及数据来实现。这类电子装置使用机器可读或计算机可读介质、例如机器可读或计算机可读存储介质(例如磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪速存储器装置和相变存储器)来存储和传递(内部地和/或通过网络与其它电子装置)代码及数据。另外，这类电子装置通常包括一个或多个处理器的集合，所述处理器耦合到诸如一个或多个存储装置、用户输入/输出装置(例如键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接之类的一个或多个其它组件。处理器的集合和其它组件的耦合通常是通过一个或多个总线和桥接器(又称作总线控制器)。存储装置以及承载网络业务的信号分别表示一个或多个机器可读或计算机可读存储介质和机器可读或计算机可读通信介质。因此，给定电子装置的存储装置通常存储供那个电子装置的一个或多个处理器的集合上执行的代码和/或数据。当然，本发明的某个实施例的一个或多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

本文所使用的“网络单元”(例如路由器、交换机、桥接器等)是包括硬件和软件的一个连网设备，它在通信上互连网络上的其它设备(例如其它网络单元、终端站等)。一些网络单元是“多服务网络单元”，它们提供对于多个连网功能(例如路由选择、桥接、交换、第2层汇聚、会话边界控制、多播和/或订户管理)的支持，和/或提供对于多个应用服务(例如数据、语音和视频)的支持。订户终端站(例如服务器、工作站、膝上型计算机、掌上型计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、基于因特网协议的语音(VOIP)电话、便携媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒(STB)等)访问通过因特网提供的内容/服务和/或在覆盖于因特网上的虚拟专用网(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务通常由属于服务或内容提供商的一个或多个终端站(例如服务器终端站)或者参与对等服务的终端站来提供，并且可包括公开网页(免费内容、店面、搜索服务等)、私人网页(例如提供电子邮件服务的用户名/密码访问的网页等)、基于VPN的公司网络、IPTV等。通常，订户终端站(例如通过与接入网(有线或无线)耦合的客户驻地设备)耦合到边缘网络单元，边缘网络单元(例如通过到其它边缘网络单元的一个或多个核心网络单元)耦合到其它终端站(例如服务器终端站)。

本发明的实施例提供用于避免包括如下各项的现有技术缺点的系统、网络和方法：等待时间、业务损失、长恢复时间和附加处理资源要求。

通过在加标记分组中定义标识符以便将加标记分组指定为快速告警分组，由始发标记交换路由器跨标记交换路径发送单个快速告警分组，在标记交换路径中的每个接收标记交换路由器复制快速告警分组，使通用关联信道标记中的生存时间值递减，并且在标记交换路径中转发快速告警分组，本发明的实施例克服了这些缺点。

图1是实现用于多协议标记交换网络的快速告警机制的网络单元的一个实施例的简图。在一个实施例中，在多协议标记交换(MPLS)网络的上下文中又可称作标记交换路由器(LSR)的网络单元101包括入口处理模块105、出口处理模块107和网络处理单元(NPU)103。本领域技术人员会理解，网络单元101能够包括其它组件，但是为了清楚起见，没有给出这些组件的论述。

入口处理模块105和出口处理模块107分别进行入局和出局分组的处理。这些处理模块在多协议标记交换层下的开放系统互连(OSI)参考模型的物理层、数据链路层和其它层进行入局和出局分组的部分或全部处理。

网络处理单元103能够是任何类型的专用集成电路(ASIC)、通用处理器或者适合进行分组的网络相关处理的类似计算装置。在一个实施例中，NPU 103包括多协议标记交换(MPLS)处理模块109和快速告警处理模块111。MPLS处理模块109进行与多协议标记交换相关的所有分组处理，包括标记弹出(pop)和交换(swap)操作、标记交换路径计算操作以及与多协议标记交换相关的类似操作。快速告警处理模块111识别作为快速告警分组的那些加标记分组，并且处理这些分组。快速告警分组的处理包括生成分组的副本，并且将分组转发到下一个标记交换路由器和标记交换路径。

图2是标记交换路径的一个实施例的简图。标记交换路径(LSP)201能够包括任何数量的标记交换路由器(LSR)203-207。标记交换路径201定义转发加标记分组的通过网络的路由。加标记分组基于标识路径和分组的标记来与标记交换路径组对。标记交换路径201中的每个节点称作标记交换路由器。标记交换路径201中的标记交换路由器203-207中的任何数量的或者全部的标记交换路由器能够实现快速告警处理系统和方法。快速告警系统和方法能够用于采用控制信息迅速警告标记交换路径201中的各节点。例如，如果保护交换是必要的，则头端节点或者检测到标记交换路径201中的故障的任何节点能够生成快速告警分组，该快速告警分组被转发到标记交换路径201中的标记交换路由器203-207中的每个。快速告警分组包括指示各标记交换路由器应当执行保护交换的信息。没有快速告警机制，完成保护交换或类似操作的时间显著增加，因为头端节点或者通知标记交换路径201中的其它标记交换路由器203-207的其它标记交换路由器必须生成分开的加标记分组以发送给标记交换路径201中的标记交换路由器203-207中的每个。生成和发送这些分组中的每个更耗费时间，以及引起与生成单个分组并且使标记交换路径201中的标记交换路由器203-207中的每个来转发那个分组相比更多的开销。

图3是用于生成快速告警分组的过程的一个实施例的流程图。快速告警分组能够由标记交换路径中的任何标记交换路由器来生成。快速告警分组能够用于向标记交换路径中的每个其它标记交换路由器传送任何控制信息。例如，快速告警分组能够用于指示保护交换是必要的，以便将数据业务从主标记交换路径重新路由到备用标记交换路径。

在一个实施例中，该过程由生成将要提供给标记交换路径中的每个其它标记交换路由器的包含控制信息的加标记分组的事件或过程来发起(框301)。加标记分组中的LSP标记设置成具有为一的生存时间(TTL)值以及为零的栈底位(S位)(框303)。这些设定向接收这个加标记分组的下一个LSR指示该加标记分组是告警分组。

通用关联信道标记(GAL)生存时间值设置成缺省值、例如255，或者设置成标记交换路径中的标记交换路由器的数量(若已知的话)。GAL的栈底位设置为一，并且快速告警位设置为一(框305)。这些设定指示特殊快速告警过程将由标记交换路由器用于将整个加标记分组转发到标记交换路径中的下一个标记交换路由器。这样配置的加标记分组则发送给下一个标记交换路由器和标记交换路径(框307)。

图4是用于在标记交换路由器处理快速告警分组的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，该过程通过在标记交换路由器接收加标记分组来发起(框401)。然后，加标记分组中的最外侧标记或第一标记由实现多协议标记交换的标记交换路由器的网络处理单元或类似组件来检查，以便确定生存时间值字段和栈底位字段(框403)。如果生存时间值不等于一，则将该分组作为标准非告警加标记分组来处理(框405)。如果加标记分组的LSP标记的生存时间为一并且栈底位等于零，则将该分组识别为告警分组。

然后进行检查以确定加标记分组是否为操作、管理和维护(OAM)分组(框407)。OAM分组能够通过GAL的存在来识别。如果加标记分组不是OAM分组，则标记交换路由器执行标准告警分组处理(框404)。如果加标记分组是OAM分组，则将它排队以供标记交换路由器进行OAM处理(框411)。

作为OAM处理的一部分，进行检查以确定加标记分组是否为快速告警分组(框413)。能够通过检查是否在分组内设置了快速告警位或者设置了类似指示符，来将加标记分组识别为快速告警分组(框413)。在一个实施例中，快速告警位能够定义为加标记分组内的关联信道信头(ACH)的字段或者类似字段。在其它实施例中，能够定义或重新定义新标记(例如GAL2标记)，其中包括字段，或者它在分组中的存在指示该分组是快速告警分组。这个新标记能够取代或重新定义现有标记(例如GAL)。在另一个实施例中，新标记(例如GAL3)能够包括字段，或者它在分组中的存在指示该分组是快速告警分组。这个新标记能够作为现有标记的补充(例如GAL之下的栈)。这些实施例作为举例而不是限制来提供。本领域的技术人员会理解，所述结构、特征和原理能够应用于其它配置和实现。

如果加标记分组不是快速告警分组，则标准OAM处理由标记交换路由器应用于分组(框415)。如果分组是快速告警分组，则确定LSP标记的入局标记映射(ILM)条目是否指示交换动作(框417)。ILM条目存储在ILM表中，ILM表为穿过标记交换路由器的每个标记交换路径存储分开的条目。如果加标记分组的LSP标记的ILM条目没有标识交换动作，则在标记交换路由器中按照用于关联标记交换路径的ILM条目中定义的动作来处理加标记分组(框427)。

如果加标记分组的LSP标记的ILM条目标识了交换动作，则使加标记分组的GAL生存时间值递减一(框419)。然后确定GAL生存时间值是否大于零(框427)。GAL生存时间值的这种递减以及关于所得值大于零的检查确保快速告警分组没有在标记交换路径中循环。如果GAL生存时间值不大于零，则按照LSP标记的ILM条目中定义的动作来处理加标记分组(框427)。

如果GAL生存时间值大于零，则复制整个加标记分组，其中包括LSP标记和GAL(框423)。然后，加标记分组未经进一步修改而转发到标记交换路径中的下一个标记交换路径(框425)。然后，按照由LSP标记的ILM条目所指定的动作来处理复制的加标记分组(框427)。

与将加标记分组识别为快速告警分组以及使GAL递减相关的那些单元不是对于该过程的操作必不可少的，并且在图中以虚线示出以表明这种情况。这些单元提供使用快速告警过程来减少跨LSP发布信息的时间并且使用GAL生存时间值来防止告警分组的循环的附加益处。

图5是加标记分组的一个实施例的简图。加标记分组500能够包括LSP标记501、GAL信头503、ACH 305、ACH时间、长度和值(TLV)信头集合507以及通用关联信道(G-ACH)消息504。LSP标记和GAL包括分开的生存时间值和栈底位。LSP标记501的格式在RFC 5586中规定。GAL的格式也在RFC 5586中规定。ACH 505包括保留位集合(参见RFC***)。在一个实施例中，保留位之一被定义为快速告警位(F)。ACH-TLV信头在RFC 5586中定义。G-ACH消息在RFC 5586中定义。

图6是示范跨标记交换路径中的每个标记交换路由器的快速告警分组的转发的标记交换路径的一个实施例的简图。在这个示例中，头端标记交换路由器611生成第一加标记分组601，该分组具有LSP标记，该LSP标记具有为一的生存时间值以及为零值的栈底位。这个加标记分组还具有GAL，GAL具有为255的生存时间值和为一的栈底位。ACH信头中设置了快速告警位。示例加标记分组还包括ACH TLV和G-ACH消息的集合。

当这个分组由第二标记交换路由器613接收时，按如上所述对它进行处理，以便将该加标记分组识别为快速告警分组。一旦将加标记分组识别为快速告警分组，使加标记分组的GAL生存时间值递减，然后将加标记分组的副本转发到第三标记交换路由器615，第三标记交换路由器615执行使GAL生存时间递减并且将该加标记分组转发到最终标记交换路由器617的相同动作。在接收加标记分组的各标记交换路由器中，处理加标记分组的一个副本，同时将另一个转发到下一个标记交换路由器，直到各标记交换路由器接收加标记分组的副本或者GAL的生存时间值为零。

这样描述了用于多协议标记交换的快速告警过程的方法、系统和设备。要理解，以上描述意在说明而不是限定。通过阅读和理解以上描述，许多其它实施例将是本领域的技术人员显而易见的。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求连同这类权利要求涵盖的完整等效范围来确定。

Claims (18)

1. 一种在采用多协议标记交换(MPLS)的网络单元上执行，以便通过转发由标记交换路径(LSP)中的标记交换路由器(LSR)所生成的用作告警分组的加标记分组来向沿所述LSP的多个LSR发布告警，以及减少向所述LSP中的所述多个LSR发布所述告警的等待时间的方法，所述方法包括下列步骤：

由所述网络单元从所述LSP中的另一个LSR接收所述加标记分组；

通过检查所述加标记分组的MPLS标记信头中的生存时间(TTL)值，来确定所述加标记分组是否为所述告警分组；以及

基于通用关联信道标记(GAL)的存在来确定所述加标记分组是否为操作、管理和维护(OAM)分组，当所述加标记分组是所述OAM分组时，复制包括所述加标记分组的标记栈的所述加标记分组以创建所述加标记分组的副本，并且将所述加标记分组转发到所述LSP中的下一个LSR。

2. 如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

确定所述加标记分组的GAL中的生存时间值。

3. 如权利要求1所述的方法，其中，响应于确定设置了所述加标记分组的关联信道信头中的快速LSP告警位，执行所述加标记分组的复制和转发。

4. 如权利要求1所述的方法，其中，响应于确定所述加标记分组中的GAL包括大于零的TTL值，执行所述加标记分组的复制。

5. 如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

按照入局标记映射表中的对应条目所定义的动作来处理所述加标记分组的副本。

6. 如权利要求1所述的方法，其中，确定所述加标记分组是所述OAM分组还包括下列步骤：

确定设置了所述加标记分组的GAL中的栈底位。

7. 一种用于实现多协议标记交换(MPLS)，以便通过转发由标记交换路径(LSP)中的第一标记交换路由器(LSR)所生成的用作告警分组的加标记分组来以减少的等待时间向沿所述LSP的多个LSR发布告警，以及减少向所述LSP中的所述多个LSR发布所述告警的等待时间的系统，所述系统包括：

所述LSP中的所述第一LSR，适合生成所述加标记分组，所述加标记分组具有MPLS标记信头和第二信头，所述MPLS标记信头具有为一的生存时间(TTL)值和为零的栈底位，所述第二信头包括快速LSP告警指示符；以及

通过网络与所述第一LSR进行通信的第二LSR，所述第二标记交换路由器适合从所述第一LSR接收所述加标记分组，通过检查所述加标记分组的MPLS标记信头中的所述TTL值来确定所述加标记分组是所述告警分组，通过识别通用关联信道标记(GAL)来确定所述加标记分组是操作、管理和维护(OAM)分组，复制包括所述加标记分组的标记栈的所述加标记分组以创建所述加标记分组的副本，并且在复制所述加标记分组之后将所述加标记分组转发到所述LSP中的第三LSR。

8. 如权利要求7所述的系统，其中，所述第二LSR适合使所述加标记分组的GAL中的生存时间值递减。

9. 如权利要求7所述的系统，其中，所述第二LSR适合响应于确定设置了所述加标记分组的关联信道信头中的快速LSP告警位，复制和转发所述加标记分组。

10. 如权利要求7所述的系统，其中，所述第二LSR适合响应于确定所述加标记分组中的GAL包括大于零的TTL值，复制所述加标记分组。

11. 如权利要求7所述的系统，其中，所述第二LSR适合按照与入局标记映射对应的动作来处理所述加标记分组。

12. 如权利要求7所述的系统，其中，所述第二LSR适合确定设置了所述加标记分组的GAL中的栈底位。

13. 一种用于实现多协议标记交换(MPLS)，以便通过转发由标记交换路径(LSP)中的第一标记交换路由器(LSR)所生成的用作告警分组的加标记分组来以减少的等待时间向沿所述LSP的多个LSR发布告警，以及减少向所述LSP中的所述多个LSR发布所述告警的等待时间的网络单元，所述网络单元包括：

MPLS处理模块，适合接收所述加标记分组，通过检查所述加标记分组的MPLS标记信头中的TTL值来确定所述加标记分组是所述告警分组，响应于确定所述加标记分组是所述告警分组而通过识别通用关联信道标记(GAL)来确定所述加标记分组是操作、管理和维护(OAM)分组；以及

耦合到所述MPLS处理模块的快速告警处理模块，所述快速告警处理模块适合响应于确定所述加标记分组是所述OAM分组，从所述MPLS处理模块接收所述加标记分组，响应于确定所述加标记分组是所述OAM分组，复制包括所述加标记分组的标记栈的所述加标记分组以创建所述加标记分组的副本，在复制所述加标记分组之后将所述加标记分组转发到所述LSP中的下一个LSR，并且处理所述加标记分组的副本。

14. 如权利要求13所述的网络单元，其中，所述快速告警处理模块适合使所述加标记分组的GAL中的生存时间值递减。

15. 如权利要求13所述的网络单元，其中，所述快速告警处理模块适合响应于确定设置了所述加标记分组的关联信道信头中的快速LSP告警位，复制和转发所述加标记分组。

16. 如权利要求13所述的网络单元，其中，所述快速告警处理模块适合响应于确定所述加标记分组中的GAL包括大于零的TTL值，复制所述加标记分组。

17. 如权利要求13所述的网络单元，其中，所述快速告警处理模块适合按照入局标记映射表中的对应条目所定义的动作来处理所述加标记分组。

18. 如权利要求13所述的网络单元，其中，所述MPLS处理模块适合确定设置了所述加标记分组的GAL中的栈底位。

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