CN100566299C - 多协议标签交换业务分类处理方法及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MPLS业务分类处理方法：多协议标签交换MPLS网络设备将MPLS标签分为若干标签范围，并通过将MPLS业务的所有转发等价类聚合分类，形成每个标签范围与转发等价类聚合的对应关系；MPLS网络设备确定接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，并通过标签范围与转发等价类聚合的对应关系，确定MPLS业务的转发等价类聚合，执行该转发等价类聚合对应的处理流程。本发明还公开了一种多协议标签交换业务分类网络设备。本发明中，每个转发等价类聚合对应的MPLS标签映射表大小被缩小在本块标签块的范围大小，提高了标签表查找效率；并且可以灵活进行业务处理分类，实现良好的区分服务。

Description

多协议标签交换业务分类处理方法及网络设备

技术领域

本发明涉及MPLS(Multi Protocol Label Switch，多协议标签交换)技术领域，尤其涉及一种多协议标签交换业务分类处理方法及网络设备。

背景技术

多协议标签交换，用短而定长的标签来封装三层分组和二层数据帧，在MPLS网络上只根据标签进行转发，而不必像IP那样需要进行复杂的路由查找。MPLS包头为32比特，如图1所示，其中，0至20比特为标签值、21至22比特为CoS(服务等级)、23比特为S(堆栈指示，表示该标签是否为最低层标签)、24至32比特为TTL(Time to Live，存活时间)。

VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)业务是MPLS最重要的应用之一，MPLS VPN可以分为L3VPN(Layer 3 VPN，三层VPN)、L2VPN(Layer2 VPN，二层VPN)两大类，而L2VPN又可以分为VPLS(Virtual Private LANService，虚拟专用局域网服务)和VPWS(Virtual Private Wire Service，虚拟专用线路服务)两种。上述三类VPN业务的应用组网如图2所示，在PE(运营商网络边缘，Provider Edge)设备上可以同时接入三种类型的VPN业务，分别进行各自的转发处理：

L3VPN_CE(Customer Edge，用户边缘)设备1上行的L3VPN业务到达PE1设备，查询私网FIB(Forwarding Information Table，转发信息表)压入私网标签102和公网标签105后，通过LSP(Label Switch Path，标签交换路径)经过P(Provider，运营商内部设备)到达对端PE2，PE2设备弹出公网标签104，并根据私网标签102确认VRF(VPN_Routing_Forwarding_Table，VPN路由转发表)后查询私网FIB表转发报文。

VPWS_CE1作为用户侧的接入设备，负责将用户业务通过直连电路(AC)发送到PE1设备，其中，直连电路指用户接入L2VPN系统所使用的ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)虚电路、FR(Frame Relay，帧中继)虚电路或以太网VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)链路；PE1上要支持L2VPN协议规程，包括在控制面上通过信令建立PE1到PE2的伪线路连接，数据面上完成二层数据链路帧到IP/MPLS标记包的封装/去封装和相应处理功能，并通过PSN隧道中的伪线路将标记包传送到对端PE2；PE1根据入接口和点到点PW(Pesudo-Wires，虚拟链路)映射关系压入私网标签101和公网标签105后，通过LSP并经过P到达对端PE2，P支持L2VPN业务流的透明传送，不支持L2VPN规程，只起提供承载通道的作用，PE之间建立的包交换(PSN)隧道可以经过多个P路由器；PE2设备弹出公网标签104，并根据私网标签101和PW映射关系转发报文。

在CE上行的VPLS业务到达PE1设备，PE1收到CE发来的以太网帧后，要根据帧中的MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)地址确定将该帧通过哪条PSN隧道上的伪线路传送到另一个PE2，查询入接口对应的VSI(Virtual Switch Interface，虚拟交换机接口)的VPLS MAC表压入私网标签103和公网标签105后，通过LSP到达对端PE2，PE2设备弹出公网标签104，并根据私网标签103确认VSI后查询VPLS MAC表转发报文。

现有的MPLS标签分配采用每平台标签空间和每接口标签空间的分配方式。设备都使用一个它所支持的最大标签范围对应的标签信息库，各种MPLS业务都统一到这个标签信息库中获取未占用的标签，并将这个标签的使用意义确定：即该标签对应哪一个FEC(Forwarding Equivalence Class，转发等价类)和哪个具体业务(MPLS网络设备将具有相同转发处理方式的分组归为一类，如目的地相同、使用的转发路径相同、具有相同的服务等级等，这种类别称为FEC，属于相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理)。如图3所示，VRF1的转发等价类获取到标签101，PW1的转发等价类获取到标签102，PW2的转发等价类获取到标签103，公网的转发等价类获取到标签104，这样设备维护了一张标签映射表如表1所示，设备在对MPLS报文进行处理时，查询标签映射表后分别进行不同的业务处理流程。

表1：

标签	业务类型
		101	VRF1(L3VPN)
102	PW1(VPWS)
		103	PW2(VPLS)
104	FEC1(LSP)

现有技术中，MPLS网络设备处理MPLS报文时，在没有查询标签映射表前，无法预知该标签业务类型，因而也无法确定这个MPLS报文进入哪个处理流程，即无法从标签本身来指导下一步的业务流程分流，需要进一步的查询标签映射表才能确定。假设某MPLS网络设备需要对VPLS报文和L3VPN报文进行ACL(Access Control List，访问控制列表)分流进不同引擎处理，因为每一个标签都将耗费掉一条ACL规则，而系统根本无法提供这么大的ACL资源。

另外，现有的所有业务共用全局标签空间块模型还导致业务标签映射表的表项数量大，且要实现相关业务和处理流程分类时，表项内容复杂，影响转发效率。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种多协议标签交换业务分类处理方法和网络设备，实现转发等价类的聚合分类和标签分块，维护各个标签块与各种业务转发等价类聚合的映射关系，通过标签本身即可简单进行MPLS业务分类处理。

为了实现以上目的，本发明实施例提供了一种多协议标签交换业务分类处理方法，包括以下步骤：

多协议标签交换MPLS网络设备将MPLS标签分为若干标签范围，并通过将MPLS业务的所有转发等价类聚合分类，形成每个标签范围与转发等价类聚合的对应关系；

所述MPLS网络设备确定接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，并通过所述标签范围与转发等价类聚合的对应关系，确定所述MPLS业务的转发等价类聚合，执行所述转发等价类聚合对应的处理流程。

所述转发等价类聚合包括：按处理业务类型设置的转发等价类聚合、按处理单板设置的转发等价类聚合、按服务质量设置的转发等价类聚合或按业务用户对象设置的转发等价类聚合。

所述按处理业务类型设置的转发等价类聚合包括不同处理业务类型的转发等价类；所述按处理单板设置的转发等价类聚合包括属于不同单板的转发等价类；所述按服务质量设置的转发等价类聚合包括不同服务质量的转发等价类；所述按业务用户对象设置的转发等价类聚合包括属于不同用户对象的转发等价类。

所述标签范围为：标签块标识加标签块或标签块。

所述标签块标识占用MPLS标签的若干比特位。

所述标签块长度相同或不同。

本发明还公开了一种多协议标签交换业务分类处理网络设备，包括：标签范围分配单元、对应关系存储单元和FEC聚合分类处理单元；

所述标签范围分配单元，将MPLS标签分为若干标签范围；

所述对应关系存储单元，存储所述每个标签范围与转发等价类聚合的对应关系；

所述FEC聚合分类处理单元，与所述对应关系存储单元连接，将MPLS业务的所有转发等价类聚合进行分类，并通过接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，及所述标签范围分配单元中标签范围与转发等价类聚合的对应关系，调用对应的转发等价类聚合的处理流程。

所述标签范围为：标签块标识加标签块或标签块。

所述标签范围分配单元进一步包括多个标签块设置子单元，将MPLS标签分为长度相同或不同的标签块。

所述标签块长度相同时，所述标签块设置子单元将MPLS标签若干比特位设置为标签块标识。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过预先设置MPLS标签块与转发等价类聚合的对应关系，使每个转发等价类聚合对应的MPLS标签映射表大小被缩小在本块标签块的范围大小，提高的标签表查找效率；并且可以灵活进行业务处理分类，实现良好的区分服务。

附图说明

图1是现有技术中MPLS标签结构图；

图2是现有技术中VPN组网结构图；

图3是现有技术中通过标签信息库获取标签原理图；

图4是本发明实施例中一种多协议标签交换业务分类处理方法流程图；

图5是本发明使用高比特位进行业务分类的报文结构图；

图6是本发明转发等价类聚合的结构图；

图7是本发明实施例中一种多协议标签交换业务分类网络设备结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种对MPLS业务分类处理的方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤s401，MPLS网络设备将MPLS标签分为若干标签范围，并通过将MPLS业务的所有转发等价类聚合分类，形成每个标签范围与转发等价类聚合的对应关系。其中，标签范围可以是标签块，也可以是标签块和标签块标识。标签块与业务的转发等价类聚合一一对应，比如：某标签块对应按处理业务类型设置的转发等价类聚合、某标签块对应按处理单板设置的转发等价类聚合、某标签块对应按服务质量设置的转发等价类聚合、或某标签块对应按业务用户对象设置的转发等价类聚合。

步骤s402，MPLS网络设备确定接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，并通过标签范围与转发等价类聚合的对应关系，确定MPLS业务的转发等价类聚合，执行所述转发等价类聚合对应的处理流程。其中，按处理业务类型设置的转发等价类聚合包括不同处理业务类型的转发等价类；按处理单板设置的转发等价类聚合包括属于不同单板的转发等价类；按服务质量设置的转发等价类聚合包括不同服务质量的转发等价类；按业务用户对象设置的转发等价类聚合包括属于不同用户对象的转发等价类。

FEC在本发明中指MPLS网络设备给其他设备分配MPLS标签的驱动源，该FEC在公网中理解为一条公网路由，在L3VPN中可以理解为一条VRF私网路由，在VPWS中理解为一条VC，在VPLS中理解为一条PW，依次类推。本发明中的FEC是对RFC中定义的FEC的一种延伸扩充，可以根据这一系列FEC的某些特征不同，进行FEC聚合分类，如表2所示，即可将FEC按照处理业务类型、业务处理单板、QoS处理行为、业务用户对象等进行FEC聚合和分类。

表2：

根据上述的某种FEC分类标准的FEC聚合分类项数目，可以依次将整个MPLS标签[16，1048575]分为对应数目的标签连续的标签块，属于同一个聚合类的业务使用一个独立的标签块或标签范围。如图6所示：将FEC1、FEC2、FEC3作为一个转发等价类聚合，对应标签块1，MPLS网络设备为属于该类别的FEC分配标签时，使用标签块1中的标签；将FEC4、FEC5、FEC6作为一个转发等价类聚合，对应标签块2，MPLS网络设备为属于该类别的FEC分配标签时，使用标签块2中的标签；将FEC7、FEC8、FEC9作为一个转发等价类聚合，对应标签块3，MPLS网络设备为属于该类别的FEC分配标签时，使用标签块3中的标签。通过这样处理，MPLS标签块本身跟FEC聚合之间即可以形成一种简单映射关系，当MPLS网络设备中FEC的不同聚合类处理需要进行分类或分流的时候，设备可以直接根据MPLS报文的标签所属的标签块来识别报文对应的FEC聚合类，进而完成对整个MPLS业务报文的分类或分流。

针对现有技术中的四种业务类型，可以把整个MPLS标签[16，1048575]分为四大块，每一块标签块对应一种业务转发等价类聚合，映射关系如表3所示，其中MPLS标签[0，15]保留，不参与分类。即范围在[16，52143]的标签对应的业务类型为LSP隧道业务的FEC；范围在[52144，524287]的标签对应的业务类型为L3VPN业务的FEC；范围在[524288，786431]的标签对应的业务类型为VPWS业务的FEC；范围在[786432，1048575]的标签对应的业务类型为VPLS业务的FEC。

表3：

标签范围	业务转发等价类聚合类型
		[16，52143]	LSP隧道业务的FEC
[52144，524287]	L3VPN业务的FEC
		[524288，786431]	VPWS业务的FEC
[786432，1048575]	VPLS业务的FEC

这样，MPLS网络设备在处理MPLS报文时，可以根据上述的简单映射关系做出业务处理流程。其中，标签范围可以根据具体业务转发等价类聚合类型进行设置，不同业务转发等价类聚合类型对应的标签范围可以连续，也可以不连续；对于不同业务转发等价类聚合类型的标签范围长度可以相同，也可以不相同。

如果标签范围设置合理，可以使用MPLS报文标签值的高几个bit来标识报文的业务转发等价类聚合类型：如图5所示，将标签的高3个bit独立出来用于标识转发等价类聚合类型，当然采用高(或低)2个bit或高4个bit独立出来用于标识转发等价类聚合类型也可以。由于标签只有本地意义，MPLS网络设备在为某个转发等价类聚合类型分配标签的时候根据转发等价类聚合类型分配高3bit不同的标签即可，如表4所示：

表4：

标签高3bit值	对应标签范围	对应的业务转发等价类聚合分类
			000	[16，131071]	LSP隧道业务的FEC
001	[131072，262143]	L3VPN业务的FEC
			010	[262144，393215]	L3VPN业务的FEC
011	[393216，524287]	L3VPN业务的FEC
			100	[524288，655359]	VPWS业务的FEC
101	[655360，786431]	VPLS业务的FEC
			110	[786432，917503]	VPLS业务的FEC
111	[917504，1048575]	VPLS业务的FEC

表4中，根据各业务特点，不同业务使用的标签块容量也可以不同，即业务转发等价类聚合类型对应的标签块大小可以不完全均分：L3VPN业务转发等价类聚合和VPLS业务容量比较大，每种业务都分别占有3*128*1024个标签，其他业务都占有128*1024个标签。

同理，如果MPLS网络设备支持4种优先级的QoS处理，MPLS网络设备也可以根据QoS处理行为对L3VPN业务和公网LSP隧道业务进行FEC聚合和标签块划分。如表5所示：设备中L3VPN的VRF范围在[1，400]之间，公网LSP隧道业务的IP地址范围在[xx.0.1/24，xx.255.1/24]之间，两种业务的FEC分别根据QoS处理行为进行聚合分类，L3VPN业务的一部分和公网LSP业务的一部分FEC聚合成一个分类，这一个分类的MPLS业务入同一个QoS队列进行同等优先级处理。同时，把设备的标签空间[16，524287]根据FEC聚合分类，划分对应的标签块范围。当然，根据QoS处理行为进行分类也可以包括VPWS业务和VPLS业务的FEC，表中未列出。

表5：

对应标签范围	对应的FEC聚合分类	QoS处理行为
			[16，131071]	VRF[1，100]IP[x.x.0.1/24，x.x.63.1/24]	最高优先级处理入队列1
[131072，262143]	VRF[101，200]IP[x.x.64.1/24，x.x.127.1/24]	较高优先级处理入队列2
			[262144，393215]	VRF[201，300]IP[x.x.128.1/24，x.x.191.1/24]	一般优先级处理入队列3
[393216，524287]	VRF[301，400]IP[x.x.192.1/24，x.x.255.1/24]	尽力转发处理入队列4

表5中，MPLS网络设备FEC的QoS聚合分类可以由用户通过配置命令指定，也可以在MPLS网络设备中自行强制约定规则。

本发明实施例还提供了一种多协议标签交换业务分类网络设备，如图7所示包括：标签范围分配单元100、FEC聚合分类处理单元200和对应关系存储单元300。标签范围分配单元100包括多个标签块设置子单元101、102等，标签范围分配单元100将MPLS标签分为若干标签范围，每个标签范围对应一个标签块设置子单元，例如第一个标签范围对应标签块设置子单元101、第二个标签范围对应标签块设置子单元102，依次类推。

FEC聚合分类处理单元200将MPLS业务的所有转发等价类聚合进行分类，并通过接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，及所述标签范围分配单元中标签范围与转发等价类聚合的对应关系，调用对应的转发等价类聚合的处理流程。FEC聚合分类处理单元200包括多个分类处理子单元201、202等，每个分类处理子单元实现不同的MPLS业务转发等价类聚合分类处理流程。其中，将MPLS业务的所有转发等价类聚合进行分类具体包括：按处理业务类型设置的转发等价类聚合、按处理单板设置的转发等价类聚合、按服务质量设置的转发等价类聚合或按业务用户对象设置的转发等价类聚合。按处理业务类型设置的转发等价类聚合包括不同处理业务类型的转发等价类，按处理单板设置的转发等价类聚合包括属于不同单板的转发等价类，按服务质量设置的转发等价类聚合包括不同服务质量的转发等价类，按业务用户对象设置的转发等价类聚合包括属于不同用户对象的转发等价类。

对应关系存储单元300与标签范围分配单元100和FEC聚合分类处理单元200连接，存储每个标签范围与MPLS业务转发等价类聚合的对应关系，即完成标签块设置子单元与分类处理子单元间的映射。其中，每个标签块设置子单元中存在的标签范围可以是标签块，也可以是标签块加标签块标识。MPLS网络设备处理MPLS业务时，通过MPLS业务数据中的标签查询对应关系存储单元300，确定进入的FEC聚合分类处理单元200中的不同转发等价类聚合分类处理子单元。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种多协议标签交换业务分类处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

多协议标签交换MPLS网络设备将MPLS标签分为若干标签范围，并通过将MPLS业务的所有转发等价类聚合分类，形成每个标签范围与转发等价类聚合的对应关系；

所述MPLS网络设备确定接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，并通过所述标签范围与转发等价类聚合的对应关系，确定所述MPLS业务的转发等价类聚合，执行所述转发等价类聚合对应的处理流程。

2、如权利要求1所述多协议标签交换业务分类处理方法，其特征在于，所述转发等价类聚合包括：按处理业务类型设置的转发等价类聚合、按处理单板设置的转发等价类聚合、按服务质量设置的转发等价类聚合或按业务用户对象设置的转发等价类聚合。

3、如权利要求2所述多协议标签交换业务分类处理方法，其特征在于，所述按处理业务类型设置的转发等价类聚合包括不同处理业务类型的转发等价类；所述按处理单板设置的转发等价类聚合包括属于不同单板的转发等价类；所述按服务质量设置的转发等价类聚合包括不同服务质量的转发等价类；所述按业务用户对象设置的转发等价类聚合包括属于不同用户对象的转发等价类。

4、如权利要求1或2或3所述多协议标签交换业务分类处理方法，其特征在于，所述标签范围为：标签块标识加标签块或标签块。

5、如权利要求4所述多协议标签交换业务分类处理方法，其特征在于，所述标签块标识占用MPLS标签的若干比特位。

6、如权利要求4所述多协议标签交换业务分类处理方法，其特征在于，所述标签块长度相同或不同。

7、一种多协议标签交换业务分类网络设备，其特征在于，包括：标签范围分配单元、对应关系存储单元和FEC聚合分类处理单元；

所述标签范围分配单元，将MPLS标签分为若干标签范围；

所述对应关系存储单元，存储所述每个标签范围与转发等价类聚合的对应关系；

所述FEC聚合分类处理单元，与所述对应关系存储单元连接，将MPLS业务的所有转发等价类聚合进行分类，并通过接收到的MPLS业务中标签所属的标签范围，及所述标签范围分配单元中标签范围与转发等价类聚合的对应关系，调用对应的转发等价类聚合的处理流程。

8、如权利要求7所述多协议标签交换业务分类网络设备，其特征在于，所述标签范围为：标签块标识加标签块或标签块。

9、如权利要求8所述多协议标签交换业务分类网络设备，其特征在于，所述标签范围分配单元进一步包括多个标签块设置子单元，将MPLS标签分为长度相同或不同的标签块。

10、如权利要求9所述多协议标签交换业务分类网络设备，其特征在于，所述标签块长度相同时，所述标签块设置子单元将MPLS标签若干比特位设置为标签块标识。

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