CN101043436B - 基于标签分配协议提高通信质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于标签分配协议提高通信质量的方法，其核心是：当本地标签交换路由器LSR发现其所在的组播标签交换路径LSP中的上游节点的路由发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并建立新的最优组播LSP，并延迟向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。通过本发明，能够尽量避免或者减少在组播LSP重构过程中的数据流中断，从而能够在很大程度上减少因组播LSP调整带来的数据报文的丢失，进而能够提高组播的通信质量。

Description

基于标签分配协议提高通信质量的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及通信路径的建立。

背景技术

Multicast(组播)技术是一种一到多的多方通信方式。其与普遍使用的Unicast(单播)技术不同，组播技术通过建立最优的组播转发路径，减少数据内容的复制，可以大幅度减少多方通信对网络资源的消耗。

MPLS(Multiple Protocol Label Switch，多协议标签交换)技术是目前广泛应用于IP网络的路由技术，其中标签分配一般采用LDP(Label DistributionProtocol，在采用MPLS协议的路由器之间进行标签分配的协议)。过去MPLS一般主要用于单播IP的转发，随着组播技术的发展，利用MPLS技术实现多播逐步成为一个研究热点。目前通过LDP技术建立P2MP LSP(Point-to-Multipoint LSP，点到多点的LSP隧道)和MP2MP LSP(Multipoint-to-Multipoint LSP，多点到多点的LSP隧道)是现有MPLS组播的一个重要方向。

与本发明有关的现有技术在LDP-P2MP相关草案中有相关描述，其核心是通过LDP技术建立转发路径P2MP LSP和MP2MP LSP。

P2MP LSP是根据单播路由协议建立起来的，一般遵从最优路径原则。当由于某种原因导致路由发生变化时，LDP需要根据路由变化协议确定新的最优组播LSP，然后向新的上游节点发送映射请求，向原有的上游节点(过去是但是现在已经不是最优)发送撤销消息。这样调整之后的组播LSP重新变成最优的组播LSP。建立P2MP LSP转发路径时调整上游节点的方法和建立MP2MP转发路径时调整上游节点的方法一样，这里仅以P2MP为例，处理过程如图1所示：

最初，P2MP LSP从R1节点通过R2转发到R4，R4转发给R5和R6，R6转发给R7。

当由于某种原因导致路由发生变化时，R4节点通过LDP协议计算发现其上游节点R2已经不在最佳路由上了，最佳路由的上游节点已经变成R3节点。此时R4节点向R3节点发出映射(MAP)消息，向R2节点发出撤销(Withdraw)消息；

之后，重建LSP的中间过程。R3节点收到映射消息之后，继续向它原有的上游节点R1发起映射请求；R2节点收到撤销请求之后，撤销其到R4节点的Label(标签)绑定，同时因为没有下游而继续向R1发出撤销请求。

由现有技术可以看出，在上述路径调整过程中，由于在新的组播LSP尚未建立完毕之前，原有的组播LSP已经被撤销，会暂时造成数据流转发中断，直至新的组播LSP建立完毕，数据流转发恢复。而且一般的组播通信没有重传机制，报文丢失对组播服务质量的影响比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于标签分配协议提高通信质量的方法，通过本发明，能够尽量避免或者减少在组播LSP重构过程中的数据流中断，从而能够在很大程度上减少因组播LSP调整带来的数据报文的丢失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于标签分配协议提高通信质量的方法，其包括：

A、当标签交换路由器LSR发现其所在的组播标签交换路径LSP中的上游节点发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并建立新的最优组播LSP，在获得延迟信息和/或从所述新的最优LSP中的上游节点传送过来的数据流信息后，向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，所述步骤A具体包括：

A2、当标签交换路由器LSR发现其所在的组播标签交换路径LSP中的上游节点发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并建立新的最优组播LSP，并启动定时器等待从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流触发向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，当超过定时器设定阈值后还未从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流，则直接向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。

其中，所述步骤A2具体包括：

A21、当本地LSR发现其所在的组播LSP中的上游节点发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并得到新的最优组播LSP；

A22、向所述新的最优组播LSP中的上游节点发出映射申请，并启动定时器；

A23、判断是否接收到新的最优组播LSP中的上游节点发送的数据流，如果接收到，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则，执行步骤A24；

A24、当确认达到定时器的设定阈值时，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求。

其中，所述步骤A24具体包括：

判断定时器的计数值是否达到设定值，当达到设定值时，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则转入步骤A23。

其中，在向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求的过程之后，还包括：

A4、所述上游节点判断自己的下游节点是否只有一个，则向其下游节点回应撤销请求响应，并拆除其到其下游节点间的组播LSP，然后执行步骤A5；

A5、判断自己是中间节点还是入口节点，若为中间节点，则继续向其所在的原有组播LSP中的上游节点发送撤销请求，然后转入步骤A4；若为入口节点，则结束此步骤。

其中，所述组播LSP包括：

点到多点的LSP路径P2MP LSP或多点到多点的LSP路径MP2MP LSP。

本发明提供一种基于标签分配协议提高通信质量的系统，包括标签交换路由器LSR，其中，所述LSR包括触发单元和延迟控制单元；

所述触发单元，用于触发所述LSR节点向新的最优LSP中的上游节点发送映射请求，并向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求单元；

延迟控制单元，用于获取延迟信息和/或从新的最优LSP中的上游节点传送过来的数据流信息，并根据所述信息触发所述触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，具体的，用于启动定时器等待从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流，触发所述触发单元触发向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，当超过定时器设定阈值后还未从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流，则直接触发所述触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求；

其中所述的系统还包括：

定时器，用于控制时间，并根据所述时间提供延时信息给所述延迟控制单元。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中由于当本地标签交换路由器LSR发现其所在的组播标签交换路径LSP中的上游节点的路由发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并建立新的最优组播LSP路由，并延迟向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。因此通过本发明，能够尽量避免或者减少在组播LSP重构过程中的数据流中断，从而能够在很大程度上减少因组播LSP调整带来的数据报文的丢失，进而能够提高组播的通信质量。

附图说明

图1为现有技术中当上游节点的路径发生变化后LSP的处理流程图；

图2为本发明提供的第一实施例的处理流程图；

图3为当上游节点的路径发生变化后重建LSP，并且数据流触发原有的LSP撤销的过程示意图；

图4为本发明提供的第二实施例的处理流程图；

图5为本发明提供的第四实施例的系统原理图。

具体实施方式

本发明提供一种基于标签分配协议提高通信质量的方法，在本发明中，当一个处于组播LSP中的一个LSR(标签交换路由器)，在本发明中将其称为本地LSR，因为某种原因发现上游路由发生变化的时候，不立刻向原有组播LSP的上游节点发送出撤销消息，而是通过延迟撤销结合数据流触发的方式来避免或者减少数据流中断的时间，从而达到减少报文丢失的目的。

针对本发明所述的方法，本发明提供了第一实施例，其核心是：当新的最优组播LSP建立之后，数据流通过新的组播LSP达到本地LSR后，触发该本地LSR向其原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销消息，进而拆除相应的已经不需要的组播LSP。具体实施过程如图2所示，包括如下实施步骤：

步骤1，当本地LSR(标签交换路由器)发现其所在的组播LSP(标签交换路径)中的上游节点的路由发生变化时，通过LDP(标签分配协议)计算并得到新的最优组播LSP。

步骤2，向所述新的最优组播LSP中的上游节点发出映射申请。

当本地LSR的上游节点为中间节点，并且确认其还未与其所在的新的最优组播LSP上游节点建立映射关系时，则所述上游节点继续向其上游节点发送映射申请，直到达到入口节点。当映射成功后，数据流通过所述新的最优组播LSP达到本地LSR，当本地LSR接收到从新的最优组播LSP的上游节点传送过来的数据流之后，向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。具体实施过程如下：

步骤3，判断是否接收到新的最优组播LSP中的上游节点发送的数据流，如果接收到，则执行步骤4，即向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则，继续执行步骤3。

在上述过程中，如果上游节点接收到下游节点向其发送的撤销请求时，首先判断自己的下游节点是否只有一个，若只有一个，则直接向其下游节点回应撤销请求响应，并拆除其到其下游节点间的组播LSP，然后判断自己是中间节点还是入口节点，当确认为中间节点时，则继续向其所在的原有组播LSP中的上游节点发送撤销请求；若为入口节点，则结束此步骤。经过这样处理后，能够及时拆除不需要的链路。

下面以P2MP LSP为例说明本发明提供的第一实施例的实施过程，如图3所示：

最初，数据流通过P2MP LSP从入口节点，如R1节点通过R2节点转发到R4节点，R4节点转发给R5节点和R6节点，R6节点转发给R7节点；当一个LSR，如R4节点发现自己上游节点的路由发生改变，LSR向新的上游节点R3发出映射申请，直至新的最优P2MP LSP建立完毕后，数据流从新的上游节点传送到R4节点，事件才触发R4节点向原有的上游节点R2发出撤销，拆除已经不需要的P2MP LSP。当原有的P2MP LSP完全撤销后，P2MP LSP的调整过程也就完成。

在实际网络中，有可能存在没有数据流的组播LSP。这样，在组播LSP调整过程中，即使新的最优组播LSP建立完毕，也无法从新的最优组播LSP收到数据流。针对这种情况，本发明提供了第二实施例，其核心是：在向新的最优组播LSP中的上游节点发出映射消息时启动定时器，如果在定时器的设定时间到达之前收到从新的最优组播LSP中的上游节点传送过来的数据流，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发出撤销请求；如果定时器超时后，依然没有通过新的最优组播LSP收到数据流，则同样向原有的最优组播LSP中的上游节点发出撤销请求。其处理流程如图4所示：

步骤1，当本地LSR发现其所在的组播LSP中的上游节点的路由发生变化时，通过LDP计算并得到新的最优组播LSP。

步骤2，向所述新的最优组播LSP中的上游节点发出映射申请，并启动定时器。

当本地LSR的上游节点为中间节点时，并且确认其还未与其上游节点建立映射关系则所述上游节点继续向其所在组播LSP的上游节点发送映射申请，直到达到入口节点。当映射成功后，数据流通过所述新的最优组播LSP达到本地LSR，当本地LSR接收到从新的最优组播LSP的上游节点传送过来的数据流之后，向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。如果本地LSR在定时器的计数值达到设定时间时，还未接收到从新的最优组播LSP的上游节点传送过来的数据流，则此时本地LSR也向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。具体实施过程如下：

步骤3，判断是否接收到新的最优组播LSP中的上游节点发送的数据流，如果接收到，则执行步骤5，即向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则，执行步骤4。

步骤4，判断定时器的计数值是否达到设定值，当达到设定值时，则执行步骤5，即向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则转入步骤3。

在上述过程中，如果上游节点接收到下游节点向其发送的撤销请求时，首先判断自己的下游节点是否只有一个，若只有一个，则直接向其下游节点回应撤销请求响应，并拆除其到其下游节点间的组播LSP，然后判断自己是中间节点还是入口节点，当确认为中间节点时，则继续向其所在的原有组播LSP中的上游节点发送撤销请求；若为入口节点，则结束此步骤。

本发明提供的第三实施例，是仅仅利用定时器来控制本地LSR节点延迟向原有的最优LSP中的上游节点发送撤销请求的方法，其实施过程如下：

首先，当本地LSR发现其所在的组播LSP中的上游节点的路由发生变化时，通过LDP计算并得到新的最优组播LSP。随后，向所述新的最优组播LSP中的上游节点发出映射申请，并启动定时器。当确认到达定时器的设定阈值时，向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求。

上述实施例中的组播LSP可以为P2MP LSP，也可以为MP2MP LSP。

本发明提供的第四实施例，是一种系统的实施方案，其如图5所示，包括标签交换路由器LSR，其中所述LSR包括触发单元、定时器和延迟控制单元；

所述触发单元首先触发所述LSR节点向新的最优LSP中的上游节点发送映射请求，如果新的最优LSP建立成功，则会有数据流信息从新的最优LSP中的上游节点传送过来。

所述定时器，用于控制时间，并根据所述时间提供延时信息给所述延迟控制单元。

所述延迟控制单元获取从新的最优LSP中的上游节点传送过来的数据流信息和/或延迟信息，并根据所述信息触发触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。

由于延迟控制单元是通过获取的延迟信息控制触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求的，从而能够达到延迟控制触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求的目的。

由上述实施例的具体实施过程可以看出，因为在本地LSR向新的最优LSP中的上游节点发出映射申请，新的组播LSP重建过程中，不立刻向原有的上游发出撤销申请，因而原有的组播LSP在一定时间内继续保持，数据流得以继续从原有的组播LSP上转发。由此可以看出，通过本发明，能够尽量避免或者减少在组播LSP重构过程中的数据流中断，从而在很大程度上减少因组播LSP调整带来的数据报文丢失，对提高组播的通信质量有重大意义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于标签分配协议提高通信质量的方法，其特征在于，包括：

A、当标签交换路由器LSR发现其所在的组播标签交换路径LSP中的上游节点发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并建立新的最优组播LSP，在获得延迟信息和/或从所述新的最优LSP中的上游节点传送过来的数据流信息后，向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，所述步骤A具体包括：

A2、当标签交换路由器LSR发现其所在的组播标签交换路径LSP中的上游节点发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并建立新的最优组播LSP，并启动定时器等待从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流触发向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，当超过定时器设定阈值后还未从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流，则直接向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A2具体包括：

A21、当本地LSR发现其所在的组播LSP中的上游节点发生变化时，通过标签分配协议LDP计算并得到新的最优组播LSP；

A22、向所述新的最优组播LSP中的上游节点发出映射申请，并启动定时器；

A23、判断是否接收到新的最优组播LSP中的上游节点发送的数据流，如果接收到，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则，执行步骤A24；

A24、当确认达到定时器的设定阈值时，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A24具体包括：

判断定时器的计数值是否达到设定值，当达到设定值时，则向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求；否则转入步骤A23。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在向原有的最优组播LSP中的上游节点发送撤销请求的过程之后，还包括：

A4、所述上游节点判断自己的下游节点是否只有一个，则向其下游节点回应撤销请求响应，并拆除其到其下游节点间的组播LSP，然后执行步骤A5；

A5、判断自己是中间节点还是入口节点，若为中间节点，则继续向其所在的原有组播LSP中的上游节点发送撤销请求，然后转入步骤A4；若为入口节点，则结束此步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组播LSP包括：

点到多点的LSP路径P2MP LSP或多点到多点的LSP路径MP2MP LSP。

6.一种基于标签分配协议提高通信质量的系统，包括标签交换路由器LSR，其特征在于，所述LSR包括：

触发单元和延迟控制单元；

所述触发单元，用于触发所述LSR节点向新的最优LSP中的上游节点发送映射请求，并向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求；

延迟控制单元，用于获取延迟信息和/或从新的最优LSP中的上游节点传送过来的数据流信息，并根据所述信息触发所述触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，具体的，用于启动定时器等待从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流，触发所述触发单元触发向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求，当超过定时器设定阈值后还未从新的最优组播LSP中的上游节点发送过来的数据流，则直接触发所述触发单元向原有组播LSP中的上游节点发出撤销请求；

所述LSR还包括：

定时器，用于控制时间，并根据所述时间提供延时信息给所述延迟控制单元。

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