CN100555990C

CN100555990C - 一种多协议标签交换中业务传送的控制方法及装置

Info

Publication number: CN100555990C
Application number: CN200610035581.8A
Authority: CN
Inventors: 吴冰
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2026-05-23
Also published as: CN1984033A

Abstract

本发明公开一种多协议标签交换中业务传送的控制方法，该方法在启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换时，将所述主用标签交换路径上传送的主业务切换到所述备用标签交换路径上传送，同时在与所述备用标签交换路径共享同一物理通道的附加传输通道上传送附加业务数据。另外，还公开了相应的装置。本发明动态调整了备用标签交换路径的传输带宽，既保证了备用LSP有足够的带宽来保护主业务的传送，又在带宽允许的情况下保证了附加业务的传输，实现简单，减少了流量损失，节省了带宽资源。

Description

一种多协议标签交换中业务传送的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及多协议标签交换技术领域，更具体的说，本发明涉及一种多协议标签交换中业务传送的控制方法及装置。

背景技术

多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)协议最初是为了提高路由器的转发速度而提出的，在MPLS边缘路由器分析数据包的内容并且为这些数据包选择合适的标签，之后MPLS网络中节点都是依据这个标签作为转发的依据，该标签交换路径可以通过标签分发协议(Label DistributionProtocol，LDP)等协议动态建立，也可以通过静态配置。当该数据包最终离开MPLS网络时，标签被边缘路由器识别，分离数据包。由于在标签交换的过程中，不处理内部承载的具体内容，只在网络的边缘具体识别承载的业务，因此能够很好的支持虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)，已日益成为扩大网络规模的重要标准。

在MPLS网络中，为提高交换路径的可靠性，需要建立备份资源。当主用资源出现故障时，可以立即切换到备份资源上，避免了业务的中断。目前标签交换路径(Label Distribution Path，LSP)保护可以分为节点保护、链路保护和路径保护。节点保护和链路保护可以通过流量工程(Traffic Engineering，TE)来实现，但需要复杂的协议支持。路径保护的一种方案由国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)提出，相关的协议标准的为Y.1720规范，该协议给出了两种基本的路径保护方案：1+1和1:1，其中1:1保护方案是基于单向LSP的，保护切换的输入条件有两个：其一为LSP的缺陷输入，如操作与维护(Operations And Maintenance，OAM)缺陷输入，所述OAM协议在MPLS网络中通过在LSP的入口处定期的发送OAM协议报文，而在LSP的出口处定期检测，并根据一定的标准来判断LSP的缺陷状态，协议报文的发送分为连通性验证/快速缺陷检测(Connection Verification/Fast Failure Detection，CV/FFD)，CV每秒发送，而FFD可以每10ms发送协议报文，因此可以达到50ms的故障检测能力，其二为外部命令，如强制倒换。

目前上述1：1保护切换方案可以支持附加业务传输的方案，附加业务的传输必须经由一条独立的标签交换路径(Label Switching Path，LSP)，该LSP与备用LSP的物理路由是一样的，这样可以避免附加业务传输和主业务传输被合并，并且可以与备用LSP共享带宽。当主业务被切换到备用LSP上时，则附加业务的传输将被断开，从而为主业务的传输提供足够的传输带宽，保护主业务的传输。

参考图1，该图为主用标签交换路径没有缺陷时传送业务的示意图。

在主用标签交换路径没有缺陷时，由主用标签传输通道传送主业务，由与备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径在传送一些额外附加的业务。

参考图2，该图为现有技术主用标签交换路径发现缺陷时传送业务的示意图。

主用标签交换路径上传输的主业务切换到备用标签交换路径上进行传送，同时切断在与备用标签交换路径上传输的额外附加的业务。

上述现有技术中，若检测到已启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换，则切断备用标签通道上传送的附加业务，同时将主用标签通道上传送的用户业务切换到备用标签通道中，在所述备用标签通道上传送所述主业务，所述主业务存在流量的动态变化，在主业务使用带宽可变的情况下，例如存在高峰期和低峰期，低峰期本来是可以允许主业务与附加业务共享带宽的时候，但现有技术却仍然中断附加业务，导致浪费了主用标签交换路径的传输带宽。

综上，上述现有技术虽然可以实现标签交换，但存在如下缺陷：

由于现有技术在启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换时，切断在与备用标签交换路径共享同一物理的附加标签交换路径上传送的附加业务，同时将主用标签通道上传送的主业务切换到备用标签交换路径上以在所述备用标签交换路径上传输所述主业务，当所述主业务流量很小的时候，由于附加业务已被切断因此不能与主业务共享物理通道上的传输带宽，浪费了传输带宽。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种多协议标签交换中业务传送控制方法及装置，以避免在启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换时浪费传输带宽。

为解决上述问题，本发明一种多协议标签交换中业务传送的控制方法，该方法主要包括：

a、在主用标签交换路径上传送主业务同时在与备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径上传送附加业务；

b、判断是否启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换，若是，则执行c，否则，执行a；

其中，步骤c包括：

c1、在备用标签交换路径接收来自主用标签交换路径上的主业务；

c2、根据所述主业务的流量在物理通道上适配备用标签交换路径的传输带宽后传送所述主业务；

c3、根据所述备用标签交换路径的传输带宽确定所述物理通道的剩余带宽，并以所述剩余带宽作为附加标签交换路径的传输带宽传送附加业务；

c4、根据所述确定的附加标签交换路径的传输带宽适配待传送的附加业务流量并进行传送。

其中，步骤c4具体包括：

c41、在附加标签交换路径入口端按照附加业务中各业务的权重等级值高低进行发送；

c42、在附加标签交换路径出口端按照附加业务的权重等级高低进行转发。

其中，步骤c41具体包括：

c411、在附加标签交换路径入口端获取附加业务中各业务的权重等级值；

c412、在附加标签交换路径入口端以所述获取的权重等级值确定所述各业务对应的发送队列；

c413、在附加标签交换路径入口端选择具有最高权重等级的队列进行发送。

其中，步骤c42具体包括：

c421、在附加标签交换路径出口端接收来自入口端的各业务；

c422、在附加标签交换路径出口端获取所述各业务的权重等级值；

c423、在附加标签交换路径出口端以所述各业务的权重等级确定所述各业务数据对应的转发队列；

c424、在附加标签交换路径出口端选择具有最高权重等级的队列进行转发。

其中，所述业务包括：数据业务、以太网业务、异步传输模式业务以及帧中继二层业务。

相应地，本发明一种多协议标签交换中业务传送的控制装置，该装置主要包括：

判断是否启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换的判断单元；

指示在主用标签交换路径传送所述主业务，在与备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径上传送所述附加业务的业务传送指示单元；

另外，还包括：

保护切换控制单元，用于在所述判断单元判断为是后，在备用标签交换路径接收来自主用标签交换路径上的主业务；根据所述主业务的流量在物理通道上适配备用标签交换路径的传输带宽后传送所述主业务；以及根据所述备用标签交换路径的传输带宽确定所述物理通道的剩余带宽，并以所述剩余带宽作为附加标签交换路径的传输带宽传送附加业务。

其中，所述保护切换控制单元具体包括：

业务接收单元，用于在备用标签交换路径接收来自主用标签交换路径上的主业务；

备用标签交换路径处理单元，用于根据所述主业务的流量在物理通道上适配备用标签交换路径的传输带宽后传送所述主业务；

附加标签交换路径带宽适配单元，用于根据所述备用标签交换路径的传输带宽确定所述物理通道的剩余带宽，并以所述剩余带宽作为附加标签交换路径的传输带宽传送附加业务；

附加业务适配传送单元，用于根据所述确定的附加标签交换路径的传输带宽适配待传送的附加业务流量并进行传送。

其中，所述附加业务适配传送单元具体包括：

入口端业务发送处理单元，用于在附加标签交换路径入口端按照附加业务中各业务的权重等级值高低进行发送；

出口端业务转发处理单元，用于在附加标签交换路径出口端按照附加业务的权重等级高低进行转发。

其中，所述入口端业务发送处理单元具体包括：

入口端权重等级值获取单元，用于在附加标签交换路径入口端获取附加业务中各业务的权重等级值；

入口端发送队列确定单元，用于在附加标签交换路径入口端以所述获取的权重等级值确定所述各业务对应的发送队列；

入口端发送执行单元，用于在附加标签交换路径入口端选择具有最高权重等级的队列的业务进行发送。

其中，所述出口端业务转发处理单元具体包括：

出口端业务接收单元，用于在附加标签交换路径出口端接收来自入口端的各业务；

出口端权重等级值获取单元，用于在附加标签交换路径出口端获取所述各业务的权重等级值；

出口端转发队列获取单元，用于在附加标签交换路径出口端以所述各业务的权重等级确定所述各业务数据对应的转发队列；

出口端转发执行单元，用于选择具有最高权重等级的队列进行转发。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明由于在启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换时，将所述主用标签交换路径上传送的主业务切换到所述备用标签交换路径上传送，同时在与所述备用标签交换路径共享同一物理通道的附加传输通道上传送附加业务数据，避免了传输带宽的浪费。

附图说明

图1是主用标签交换路径没有缺陷时传送业务的示意图；

图2是现有技术主用标签交换路径发现缺陷时传送业务的示意图；

图3是本发明中的多标签交换系统框架示意图；

图4是本发明MPLS 1:1路径保护的拓扑结构示意图；

图5是本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法主要流程示意图；

图6是本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法中保护切换前的示意图；

图7是本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法中保护切换后的示意图；

图8是本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法的具体实现流程示意图；

图9是本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置组成示意图；

图10是本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置中保护切换单元第一实施例示意图；

图11是本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置中入口端业务发送处理单元具体实现示意图；

图12是本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置中出口端业务转发处理单元具体实现示意图。

具体实施方式

本发明的核心在于优化现有1:1保护切换处理方案，在启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换时，将所述主用标签交换路径上传送的主业务切换到所述备用标签交换路径上传送，同时在与所述备用标签交换路径共享同一物理通道的附加传输通道上传送附加业务数据，动态调整了备用标签交换路径的传输带，既保证了备用LSP有足够的带宽来保护主业务的传送，又在带宽允许的情况下保证了附加业务的传输，实现简单，减少了流量损失，节省了带宽资源。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

首先，对发明中的多标签交换系统进行说明，如图3，所述本系统可以分成三大平面分别为：管理平面、控制平面和数据平面。管理平面完成配置信息的下发和查询功能，启动MPLS协议，以及各种协议状态的显示。而控制平面运行各种信令，用于生成转发信息，并下发到数据平面进行数据的转发，而MPLS OAM和PS切换运行于MPLS层次之上，用于检测特定LSP交换路径的状态，当检测到缺陷时，会上报造句，并通过PS模块做保护切换。

参考图4，该图为本发明MPLS 1:1路径保护的拓扑结构，从MPLS的入口到出口分别建立两条独立的LSP路径，并形成备份组，建立第三条LSP作为附加业务的传输通道，图中的LSP_A为主用标签交换路径，LSP_B为备用标签交换路径，LSP_C为附加标签交换路径。

参考图5，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法主要流程示意图，主要包括：

步骤s1，在主用标签交换路径上传送主业务同时在与备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径上传送附加业务，此时为本发明保护切换前，如图6所示，主用、备用LSP形成保护组，在主用标签交换路径没有出现故障即主用标签交换路径上传送的主业务没有启动保护切换的情况，主业务流和主用LSP关联，通过主用LSP发送到远端，同时在与备用LSP共享同一物理通道的附加LSP上传送附加业务流。

步骤s2，判断是否启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换，若是，则执行步骤s3，否则，返回步骤s1；

步骤s3，将所述主用标签交换路径上传送的主业务切换到所述备用标签交换路径上传送，同时在与所述备用标签交换路径共享同一物理通道的附加传输通道上传送附加业务数据，如图7所示，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法中保护切换后的示意图，在具体实现时主业务流通过备用LSP发送到远端，此时附加业务和主业务共享同一物理通道的传输带宽，流量紧张的情况下始终保持主业务先通过。

参考图8，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制方法的具体实现流程示意图，主要包括如下步骤：

步骤s101，主用标签交换路径上传送主业务同时在与备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径上传送附加业务；

步骤s102，判断是否启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换，若是，则执行步骤s103，否则，返回步骤s101；

步骤s103，在备用标签交换路径接收来自主用标签交换路径上的主业务；

步骤s104，根据所述主业务的流量在物理通道上适配备用标签交换路径的传输带宽后传送所述主业务；

步骤s105，根据所述备用标签交换路径的传输带宽确定所述物理通道的剩余带宽，并以所述剩余带宽作为附加标签交换路径的传输带宽传送附加业务；

步骤s106，在附加标签交换路径入口端获取附加业务中各业务的权重等级值；

步骤s107，在附加标签交换路径入口端以所述获取的权重等级值确定所述各业务对应的发送队列；

步骤s108，在附加标签交换路径入口端选择具有最高权重等级的队列进行发送；

步骤s109，在附加标签交换路径出口端接收来自入口端的各业务；

步骤s110，在附加标签交换路径出口端获取所述各业务的权重等级值；

步骤s111，在附加标签交换路径出口端以所述各业务的权重等级确定所述各业务数据对应的转发队列；

步骤s112，在附加标签交换路径出口端选择具有最高权重等级的队列进行转发。

需要说明的，本实施例基于业务的不同优先级，主业务拥有最高优先级，如果主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换启动，则首先保证主业务的传送带宽，在保证主用标签交换路径业务流量无损的前提下可以仍然保留附加业务的传送，在附加业务的传送上根据附加业务中各业务的优先级选择优先发送的业务。

另外，可以采用QoS实现方案中的差分服务(Differentiated-Service)，来满足主业务和附加业务的QoS需求，对Differentiated Service网络不需要为每个流维护软状态，根据对不同业务的不同的QoS配置，为每个业务的报文指定不同的QoS标记(着色结果)，并根据该Qos标记对不同业务提供资源分配、调度优先级流量控制和流量整形等差别性服务。当带宽比较紧张时，根据主业务与附加业务不同优先级别，有差别地进行流量控制和转发来解决带宽受限问题。

另外，采用队列技术，将备用标签交换路径和附加标签交换路径的报文通过分类送入不同的队列，分类时属于较高优先级队列的报文将会得到优先发送，并且较低优先级的报文将会在带宽受限时被较高优先级的报文抢先，使得主业务的报文能够得到优先的处理，在处理完主业务后较低优先级的附加业务报文才得到处理，因此既保证了主业务的优先又充分利用了资源；不同队列将得到不同的调度优先级和带宽保证，队列调度对不同优先级的报文进行有差别的处理，优先级高的报文会得到优先处理，由此来对主业务提供较高的优先级和预留带宽，按照各个队列的优先级进行处理。不同的队列采用不同算法用来解决不同的问题，并产生不同的效果。常用的队列有先入先出(First in First out，FIFO)、优先级队列(PRIORITY QUEUING，PQ)、自定义队列(CUSTOM QUEUING，CQ)、加权公平队列(weighted fairqueuing，WFQ)等，在本方案中，可以采用PQ、CQ或WFQ来实现，以此来保证不同优先级的业务报文得到不同的待遇，包括时延、带宽等。

在出端口，按流的优先级来为每个业务流分配应进入的队列，从而使这个队列的出口端按优先级进行调度。通常，在出端口为业务报文分配出队列时，优先级的数值越小，业务报文所得的带宽越少，调度优先级也越低。优先级数值越大，业务报文所得的带宽越多，调度优先级也越高。这样就保证优先级之间的公平，体现了不同优先级业务之间的权值。

下面介绍本发明的另一方面。

参考图9，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置组成示意图，所述装置主要包括：

业务传送指示单元11，用于指示在主用标签交换路径传送所述主业务，在与备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径上传送所述附加业务；

判断单元12，判断是否启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换的；

保护切换控制单元13，用于在所述判断单元判断为是后，将所述主用标签交换路径上传送的主业务切换到所述备用标签交换路径上传送，同时在与所述备用标签交换路径共享同一物理通道的附加标签交换路径上传送附加业务。

参考图10，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置中保护切换单元第一实施例示意图，主要包括：

业务接收单元131，用于在备用标签交换路径接收来自主用标签交换路径上的主业务；

备用标签交换路径处理单元132，用于用于根据所述主业务的流量在物理通道上适配备用标签交换路径的传输带宽后传送所述主业务；

附加标签交换路径带宽适配单元133，用于根据所述备用标签交换路径的传输带宽确定所述物理通道的剩余带宽，并以所述剩余带宽作为附加标签交换路径的传输带宽传送附加业务，具体实现时，由入口端业务发送处理单元1331在附加标签交换路径入口端按照附加业务中各业务的权重等级值高低进行发送，相应的，由出口端业务转发单元1332在附加标签交换路径出口端按照附加业务的权重等级高低进行转发。

参考图11，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置中入口端业务发送处理单元具体实现示意图，具体包括：

入口端权重等级值获取单元1331A，用于在附加标签交换路径入口端获取附加业务中各业务的权重等级值；

入口端发送队列确定单元13312B，用于在附加标签交换路径入口端以所述获取的权重等级值确定所述各业务对应的发送队列；

入口端发送执行单元1331C，用于在附加标签交换路径入口端选择具有最高权重等级的队列的业务进行发送。

参考图12，该图为本发明一种多标签交换中业务传送的控制装置中出口端业务转发处理单元具体实现示意图，具体包括：

出口端业务接收单元1332A，用于在附加标签交换路径出口端接收来自入口端的各业务；

出口端权重等级值获取单元1332B，用于在附加标签交换路径出口端获取所述各业务的权重等级值；

出口端转发队列获取单元1332C，用于在附加标签交换路径出口端以所述各业务的权重等级确定所述各业务数据对应的转发队列；

出口端转发执行单元1332D，用于选择具有最高权重等级的队列进行转发。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1、一种多协议标签交换中业务传送的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

其中，步骤c包括：

2、根据权利要求1所述的多协议标签交换中业务传送的控制方法，其特征在于，步骤c4具体包括：

3、根据权利要求2所述的多协议标签交换中业务传送的控制方法，其特征在于，步骤c41具体包括：

4、根据权利要求3所述的多协议标签交换中业务传送的控制方法，其特征在于，步骤c42具体包括：

c421、在附加标签交换路径出口端接收来自入口端的各业务；

5、根据所述权利要求1-4中任一项所述的多协议标签交换中业务传送的控制方法，其特征在于，所述业务包括：数据业务、以太网业务、异步传输模式业务以及帧中继二层业务。

6、一种多协议标签交换中业务传送的控制装置，包括：

判断是否启动主用标签交换路径上传送的主业务的保护切换的判断单元；以及

其特征在于，还包括：

7、根据权利要求6所述多协议标签交换中业务传送的控制装置，其特征在于，所述保护切换控制单元具体包括：

8、根据权利要求7所述多协议标签交换中业务传送的控制装置，其特征在于，所述附加业务适配传送单元具体包括：

9、根据权利要求8所述多协议标签交换中业务传送的控制装置，其特征在于，所述入口端业务发送处理单元具体包括：

10、根据权利要求8所述的多协议标签交换中业务传送的控制装置，其特征在于，所述出口端业务转发处理单元具体包括：

11、根据所述权利要求6-10中任一项所述的多协议标签交换中业务传送的控制装置，其特征在于，所述业务包括：数据业务、以太网业务、异步传输模式业务以及帧中继二层业务。