CN101212456A

CN101212456A - 一种在gmpls控制pbt中避免标签冲突的方法和装置

Info

Publication number: CN101212456A
Application number: CNA2006101577755A
Authority: CN
Inventors: 管红光
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-02
Also published as: WO2008077340A1; EP2075981A1; US20090207845A1; EP2075981A4

Abstract

本发明公开了一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法和装置，所述方法包括：A.为即将建立的LSP选择待分配的标签；B.判断所述标签与已分配标签是否重复，若是，转到步骤A，否则，进行步骤C；C.使用所述标签作为所述LSP的标签。所述装置包括标签选择模块，用于为即将建立的LSP选择待分配的标签；标签判断模块，用于判断所述标签是否与已分配标签冲突；标签分配模块，用于为所述LSP分配所述标签使用。利用本发明，可以有效的解决GMPLS控制PBT中的标签冲突问题。

Description

一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法和装置。

背景技术

当前以太网(Ethernet)技术的快速发展并以其高效廉价可靠使得其在数据网络中成为占绝对主导地位的数据交换技术，基于同样的原因Ethernet正进入城域网并有望独立组网-城域以太网，在城域以太网中它作为数据传送技术即PBT(Provider Backbone Bridges运营商骨干桥接网)而存在。在对以太网数据帧的转发行为上，除了下面描述的三个区别外，PBT与传统以太网桥相同：(1).PBT禁止使用传统以太网桥的生成树协议STP及其扩展协议；(2).PBT使用静态配置的转发表，由此PBT关闭了传统以太网桥的源MAC地址自学习功能；(3).PBT使用静态配置的转发表，由此PBT关闭了传统以太网桥的目的MAC地址匹配失败后在同一VLAN(Virtual local area network虚拟局域网)泛洪的功能。

对于PBT设备转发表的配置，有两种方法，一种是通过网管装置或设备命令行接口手动配置，另外一种就是采用信令自动配置。对于运营商而言，鉴于城域以太网规模的不断扩大，手动配置将极大地导致相当高的维护开销，因此基于信令的自动配置将成为布置城域以太网最好的选择。IETF(InternetEngineering Task Force互联网工程任务组)正在开发和定义使用信令自动配置PBT设备转发表的规范。

在IETF开发的这个信令规范中，GMPLS(Generalized Multi-Protocol LabelSwitching通用的多协议标签交换协议)被用来控制PBT LSP(Label SwitchedPath标签交换路径)的建立。这个规范支持建立P2P(Point-to-Point点到点)以及P2MP(Point-to-multipoint点到多点)的双向PBT LSP，这个规范采用以太帧的目的MAC地址加上Vlan标识作为标签，并且规定这个标签具有域内的全局意义即在域内不允许出现两个不同的PBT LSP使用相同的标签，这个规范同时还规定采用GMPLS自身的信令即RSVP-TE(Resource ReservationProtocol-Traffic Engineering资源保留协议-流量工程)建立PBT LSP。

如图1所示，是在城域以太网中使用GMPLS建立PBT LSP示例的网络拓扑，其中节点E1、E4、E6、E7和E8是边缘节点即PE节点，节点E2、E3以及E5是核心节点即P节点。

如图2所示，是对图1中使用GMPLS RSVP-TE信令建立途径E1<->E2<->E3<->E6的LSP的流程。这里描述的是建立P2P双向LSP以及基于明确组播组源/目的IP地址的P2MP双向LSP的情形。

首先PE节点E1发布RSVP-TE Path消息尝试建立连接，在这个消息中，节点E1通过上游标签对象发布反向路径的标签，通过标签对象发布正向路径的标签。上游标签对象中目的MAC地址使用节点E1自己的MAC地址，而Vlan标识则自己选择一个可用Vlan。对于建立P2P LSP情况，建议标签对象中目的MAC地址使用该LSP出口节点E6的MAC地址；对于建立P2MP LSP的情况，建议标签对象中目的MAC地址使用组播组IP地址映射得到的组播MAC地址。无论是上游标签还是建议标签都必须在全路径所有节点(即E1、E2、E3和E6)上保持不变。上游标签是节点E1分配给方向路径上LSP(E6-＞E3-＞E2-＞E1)使用，而建议标签是节点E1建议正向路径上LSP(E1-＞E2-＞E3-＞E6)使用的。

如果下游节点如E3发现来自PE节点E1的建议标签和/或上游标签已经被其它LSP使用即发生标签冲突，它会朝反方向路径上发送一个出错报警消息给上游所有节点，该LSP的起始节点收到该出错报警消息后会选择使用另外一个建议标签和/或上游标签，然后重新尝试建立LSP。

如果直到该LSP的出口节点E6都没有出现标签冲突，E6会在接收来自E3的RSVP-TE Path消息之后进行资源预留并沿着反方向发布RSVP-TE Resv通知反方向路径上所有上游节点进行资源预留、标签确认和连接建立。

在现在IETF开发的GMPLS控制PBT的规范中，LSP的起始节点是从本地Vlan标识/目的MAC地址范围中选择合适的Vlan标识作为标签的Vlan，同时使用自身的MAC地址作为上游标签中MAC地址，对于P2P情形就采用出口节点的MAC作为目的MAC地址，对于P2MP情形就采用来自组播IP地址映射得到的组播MAC地址作为目的MAC地址。在以太网中，IPv4地址向组播MAC地址的映射是将IPv4组播地址的低23比特直接拷贝到MAC地址的低23比特，而IPv4组播地址的有效地址空间为28比特，这样就导致一个组播MAC地址对应32个IPv4组播地址。在当前的情形下如果不同的LSP的起始节点选择相同的Vlan标识来构成标签，那么就存在三种发生冲突的情形：(1).在中间交叉节点发现一条P2P LSP的上游标签与另外一条P2P LSP的建议标签冲突；(2).在中间交叉节点发现一条P2P LSP的建议标签与另外一条P2P LSP的建议标签冲突，更准确的说这种情形出现在建立多点到点LSP的时候；(3).在中间节点或者出口节点发现一条P2MPLSP的建议标签与另外一条P2MP LSP的建议标签冲突。

现有技术是在网络规划的时候在PBT设备上手工静态配置可用的Vlan标识/目的MAC地址范围以避免冲突。现有技术存在以下缺点：严重限制部署的PBT网络规模，其在本质上是一种静态规划配置的方法，一旦加入一个新的PBT设备就必须进行全城域以太网域内Vlan标识/目的MAC地址范围的重新规划与配置，在耗费时间的同时也会引入明显的维护开销；严重限制基于PBT的业务部署，其在本质上是一种静态规划配置的方法，一旦准备开展一个新的业务就必须进行全城域以太网域内Vlan标识/目的MAC地址范围的重新规划与配置，因为对于城域以太网运营商而言一个LSP就对应一个上层业务(如VPN)，在耗费时间的同时也会引入明显的维护开销；对Vlan标识空间的利用率低下，采用静态规划配置来使用VLAN，但是城域以太网在提供PBT业务的同时还必须与传统的以太网桥接设备兼容，而PBT与传统的以太网桥接设备是通过Vlan标识来区分的。在将有限的VLAN资源(＜4096)划一部分给传统的以太网桥之后，又要每个PBT上分配这些VLAN资源，随着城域以太网规模的扩大，使用现有技术来避免标签冲突将会导致每个以太网设备用于PBT的VLAN资源越来越少，同时一些空闲的Vlan资源也不会自动释放；不能解决由于组播IP地址与组播MAC之间多对一的关系导致的标签冲突；不同的组播组可能对应相同的组播MAC地址，一旦P2MP LSP的根节点采用相同的Vlan标识，那么在这两个或多个P2MP LSP交叉节点上标签冲突将不可避免，而在网络规划的时候是无法预计动态组播业务的。

发明内容

本发明实施例提供一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法和装置，旨在于解决GMPLS控制PBT中的标签冲突问题。

本发明实施例提供一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法，包括：A、为即将建立的LSP选择待分配的标签；

B、判断所述标签与已分配标签是否重复，若是，转到步骤A，否则，进行步骤C；

C、使用所述标签作为所述LSP的标签。

本发明实施例还提供一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的装置，包括：标签选择模块，用于为即将建立的LSP选择待分配的标签；

标签判断模块，用于判断所述标签是否与已分配标签冲突；

标签分配模块，用于为所述LSP分配所述标签使用。

本发明实施例通过将PBT标签作为一种全局资源进行管理，具有对城域以太网PBT规模的扩展的良好支持，本发明实施例对网络规模的扩展是自适应的，它不会限制城域以太网规模的扩展；本发明实施例具有对基于PBT的业务部署的良好支持，本发明实施例对基于PBT的业务部署是自适应的，它不会限制PBT部署业务的数量；本发明实施例提高了对VLAN空间的利用率，在本发明实施例中VLAN空间对所有PBT设备都是可用的，不会出现一些PBT设备VLAN资源闲置而其它PBT设备缺少VLAN资源的情况；本发明实施例解决了由于组播IP地址与组播MAC之间多对一的关系导致的标签冲突。

附图说明

图1是在城域以太网中使用GMPLS建立PBT LSP示例的网络拓扑图；

图2是现有技术在城域以太网中使用GMPLS建立PBT LSP示例的流程图；

图3是本发明第一实施例的实现流程图；

图4是本发明第二实施例的实现流程图；

图5是本发明第三实施例的网络拓扑图；

图6是本发明第三实施例中边缘节点将自己已分配标签的信息在域内泛洪的示意图；

图7是本发明第三实施例中边缘节点将自己已分配标签的信息通告给所有的其它边缘节点的示意图；

图8是本发明第四实施例的网络拓扑图；

图9是本发明第四实施例的第一种实现流程图；

图10是本发明第四实施例的第二种实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图3示出了本发明提供一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法的第一实施例，具体步骤包括：

S11、为建议标签选择待分配的标签；

S12、判断该标签与域内已分配标签是否重复，如果重复，转到步骤S11，否则，进行步骤S13；

S13、使用该标签作为即将建立的LSP的建议标签；

S14、在域内通告该标签的信息，包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或该LSP上所有其它PBT节点的标识，即将该标签信息作为已分配标签在域内发布；

S15、为上游标签选择待分配的标签；

S16、判断该标签与域内已分配标签是否重复，如果重复，转到步骤S15，否则，进行步骤S17；

S17、使用该标签作为即将建立的LSP的上游标签；

S18、在域内通告该标签的信息，包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或该LSP上所有其它PBT节点的标识，即将该标签信息作为已分配标签在域内发布。

图4示出了本发明提供一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法的第二实施例，具体步骤包括：

S21、为建议标签选择待分配的标签；

S22、判断该标签与已选定路径上已分配标签是否重复，如果重复，转到步骤S21，否则，进行步骤S23；

S23、使用该标签作为即将建立的LSP的建议标签；

S24、在域内通告该标签的信息，包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或该LSP上所有其它PBT节点的标识，即将该标签信息作为已分配标签在域内发布；

S25、为上游标签选择待分配的标签；

S26、判断该标签与已选定路径上已分配标签是否重复，如果重复，转到步骤S25，否则，进行步骤S27；

S27、使用该标签作为即将建立的LSP的上游标签；

S28、在域内通告该标签的信息，包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或该LSP上所有其它PBT节点的标识，即将该标签信息作为已分配标签在域内发布。

上述两个实施例中均是先确定建议标签的唯一性然后再确定上游标签的唯一性，本发明并不限制这二者的先后顺序，即先确定上游标签的唯一性然后再确定建议标签的唯一性或者同时确定二者的唯一性均在本发明的保护范围之内。

上述两实施例中“在域内发布”是指使该标签信息以及已分配信息在城域以太网内全域可见，发布方式可以是在域内泛洪(如采用OSPF-TE机制)、或是在所有边缘节点之间通告(如采用BGP机制)、或仅通告给集中式的资源监控器。

上述两实施例中仅描述了将已分配标签的信息在域内发布，本发明的实施例还包括将已释放标签的信息在域内发布。

图5示出了本发明的第三实施例，域内已分配的PBT标签集使用分布式维护，每个在域内的节点或者边缘节点维护相同的拷贝，就直接在本地设备上进行选择的标签是否冲突的查询。该实施例具体为：所有边缘节点的已分配标签的信息被泛洪给域内所有节点或者通告给所有其它的边缘节点，同样所有边缘节点的已释放标签的信息也被泛洪给域内所有节点或者通告给所有其它的边缘节点，于是在每个边缘节点上就形成了一个当前域内所有已分配标签的实时的动态数据库，然后每个边缘节点在建立新的LSP之前就可以从本地存储模块检查待分配的标签是否与域内或者选定路径上已分配标签重复，从而可以确保选择的标签是全新的。

图6示出了边缘节点将自己已分配标签的信息在域内泛洪的示例，已分配标签的信息(包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或该LSP上所有其它PBT节点的标识)可以通过OSPF-TE或者IS-IS-TE的泛洪机制来实现域内泛洪，这些已分配标签的信息对中间节点而言可以是透明的。

图7示出了边缘节点将自己已分配标签的信息通告给所有的其它边缘节点的示例，已分配标签的信息(包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或该LSP上所有其它PBT节点的标识)可以通过BGP的通告机制来实现同步，这些已分配的标签信息对中间节点而言完全透明。

图8示出了本发明的第四实施例，域内已分配的PBT标签集使用集中式维护，选择的标签是否冲突是在集中式设备上进行查询，这些集中式设备可以使用多个设备进行备份。该实施例具体为：所有边缘节点的已分配标签的信息被同步到一个集中式的资源监控器，同样所有边缘节点的已释放标签的信息也被同步到该资源监控器，于是在资源监控器上就形成了一个当前域内所有已分配标签的实时的动态数据库，然后每个边缘节点在建立新的LSP之前就可以从资源监控器上检查待分配的标签是否与域内或者选定路径上已分配标签重复，从而可以确保选择的标签是全新的。

图9示出了边缘节点向资源监控器同步已分配标签的信息，然后使用SNMP协议向资源监控器查询待分配的标签是否与域内或者选定路径上已分配标签重复，最后建立LSP的流程。

图10示出了边缘节点向资源监控器同步已分配标签的信息，然后使用COPS协议向资源监控器查询待分配的标签是否与域内或者选定路径上已分配标签重复，最后建立LSP的流程。

标签判断模块，用于判断所述标签是否与已分配标签冲突；

标签分配模块，用于为所述LSP分配所述标签使用。

本发明实施例的一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的装置还包括：

标签发布模块，用于将所述标签作为已分配标签在域内发布，该标签发布模块还用于将已释放标签在域内发布。

存储模块，用于存储所述已分配标签，该存储模块位于各边缘节点上，或者位于资源监控器上。

本发明实施例通过将PBT标签作为一种全局资源进行管理，具有对城域以太网PBT规模的扩展的良好支持，本发明实施例对网络规模的扩展是自适应的，它不会限制城域以太网规模的扩展；本发明实施例具有对基于PBT的业务部署的良好支持，本发明实施例对基于PBT的业务部署是自适应的，它不会限制PBT部署业务的数量；本发明实施例提高了对VLAN空间的利用率，在本发明的实施例中VLAN空间对所有PBT设备都是可用的，不会出现一些PBT设备VLAN资源闲置而其它PBT设备缺少VLAN资源的情况；本发明实施例解决了由于组播IP地址与组播MAC之间多对一的关系导致的标签冲突。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的方法，其特征在于，包括：

A、为即将建立的LSP选择待分配的标签；

C、使用所述标签作为所述LSP的标签。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述标签作为已分配标签在域内发布。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具体为：判断所述标签与域内已分配标签是否重复，若是，转到步骤A，否则，进行步骤C。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具体为：判断所述标签与已选定路径上已分配标签是否重复，若是，转到步骤A，否则，进行步骤C。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将已释放标签在域内发布。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过在域内泛洪的方式，或在所有边缘节点之间通告的方式，或通告给集中式的资源监控器的方式，将所述已分配标签或所述已释放标签在域内发布。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过向所述边缘节点自身查询或向所述资源监控器查询，获得已分配标签的信息。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将已分配标签或已释放标签在域内发布的信息包括Vlan信息、目的MAC地址信息、初始节点标识和/或所述LSP上所有其它PBT节点的标识。

9.一种在GMPLS控制PBT中避免标签冲突的装置，其特征在于，包括：

标签选择模块，用于为即将建立的LSP选择待分配的标签；

标签判断模块，用于判断所述标签是否与已分配标签冲突；

标签分配模块，用于为所述LSP分配所述标签使用。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

标签发布模块，用于将所述标签作为已分配标签在域内发布，和用于将已释放标签在域内发布。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

存储模块，用于存储所述已分配标签。