CN101267385B

CN101267385B - 一种基于ip和mpls混合技术的业务承载网实现方法

Info

Publication number: CN101267385B
Application number: CN2007100864687A
Authority: CN
Inventors: 韦乐平; 徐建锋; 毕诗章; 刘广义
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: CN101267385A

Abstract

本发明提出了一种新的组网方式，使得MPLS VPN业务在骨干网内通过MPLS标签转发，其它业务通过IP转发。其优点是网络在支持MPLS VPN业务的情况下，MPLS标签数量达到最小化，加快了全网标签分发和收敛速度，减少发生故障的可能性；对于非VPN业务，能自动选择采用IP转发技术，充分利用了路由器成熟的软硬件技术，保证了业务可靠性。

Description

一种基于IP和MPLS混合技术的业务承载网实现方法

技术领域

本发明涉及一种新的电信级互联网组网及实现方法，属于电信领域。

背景技术

目前国内互联网要么采用单一的IP转发，要么采用单一的MPLS转发技术，即所有数据包在网络中转发时只能是IP数据包或者只能是MPLS标签的数据包，而没有实现混合传送。

本技术领域中的常用术语：

MPLS：Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换

VPN：Virtual Private Network，虚拟专用网

PE Router：Provider Edge Router，运营商VPN边缘路由器

CE Router：Customer Edge Router，客户接入VPN边缘路由器

P Router：Provider Router，运营商VPN路由器

RR：Route Reflector，路由反射器

LDP：Label Distribution Protocol，标签分发协议

Loopback address：回环地址

该发明的目的是实现IPv4业务、VPN业务(和/或IPv6业务)的混合承载。本发明能够提高网络的承载效率，简化MPLS转发表，减轻路由器的处理压力，提高设备和网络的稳定性。在IPv4网络中引入MPLS转发技术，能够方便地部署MPLS VPN业务，便于实现快速重路由器FRR。此外，能够在IPv4的网络中通过6PE的技术承载IPv6业务。所以MPLS技术是关键技术。

但是在IPv4网络中，引入MPLS也带来不少副作用。首先IPv4网中大部分业务是互联网业务，不必依赖MPLS转发，通过MPLS转发反而会降低网络效率1％左右；其次全部流量通过MPLS转发，将增加路由器的压力，提高路由器的档次，投资会极大增加；再次，MPLS技术在标签数量较多时会影响全网标签分发和收敛速度，影响传送网的快速收敛。

发明内容

鉴于以上技术问题，我们提出一种IP和MPLS混合转发的组网方法，互联网业务通过IP转发，只有VPN业务通过MPLS转发。通过有效结合两种技术的优点，克服各自缺点，以此成功构建稳定、高效、灵活的多业务承载网络。

本发明提出了一种基于骨干通信网的通信方法，所述骨干通信网络包括位于网络边缘的PE路由器和网络内部的P路由器，所述PE路由器能够连接到客户端CE路由器或公网客户路由器，所述方法包括：给所述P路由器设置一个第一回环地址；给所述PE路由器设置所述第一回环地址和一个第二回环地址，所述第一回环地址和第二回环地址没有重叠；其中进入该骨干网的IP数据包基于IP协议利用所述第一回环地址在所述骨干网内被转发；以及进入该骨干网的VPN数据包被入口PE路由器加上MPLS标签，以基于MPLS协议利用所述第二回环地址在网络中进行MPLS转发，所述VPN数据包在离开所述骨干网时被出口PE路由器去除所述MPLS标签；

此外，所述方法还包括在所述第一回环地址与Internet路由反射器建立邻居关系，从而将IP数据包的路由通告给Internet路由反射器，并在通告路由时将下一跳地址设置为第一回环地址；

此外，所述方法还包括在所述第二回环地址与VPN路由反射器建立邻居关系，从而将VPN数据包的路由通告给VPN路由反射器，并在通告路由时，将下一跳地址设置为第二回环地址。

此外，所述方法还包括在P和PE路由器启用MPLS标签分发协议的步骤，为全网的每个第二回环地址分配MPLS标签。此外，P和PE路由器对外广播标签映射信息时进行过滤，其中所述标签映射信息是回环地址与分配标签的一一对应关系，只广播第二回环地址的标签映射信息。

此外，所述第一回环地址和第二回环地址可以是32位的地址。

这种新的组网方式，使得MPLS VPN业务在骨干网内通过MPLS标签转发，其它业务通过IP转发。其优点是网络在支持MPLS VPN业务的情况下，MPLS标签数量达到最小化，加快了全网标签分发和收敛速度，减少路径循环等故障的可能性；对于非VPN业务，能自动选择采用IP转发技术，充分利用了路由器成熟的软硬件技术，保证了业务可靠性。

这里所公开的系统和方法在其各种实施例中克服了上述现有技术的缺点，并且实现了这种系统和方法之前不可能存在的优点。

以下将参考附图更完整地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。但是本发明可体现在许多其他的形式中，而不应当被理解为限于这里所述的实施例；相反提供这些实施例是为了公开内容将会详尽和完整，并且将会完整地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。从始至终类似的标号都表示类似的元件。

附图说明

附图1显示了本发明提出的网络的协议结构。

附图2显示了本发明提出的网络的层次结构。

具体实施方式

根据本发明的这种组网方法，网络的总体协议结构如下图1所示。其中VPN业务通过MPLS(多协议标签交换)协议而传送，其余传统IP业务通过IP传送。

具体而言，对于VPN业务包，进入骨干网时，IP包上再封装一个报头(MPLS标签)，然后在骨干网内部根据MPLS协议来传输所述数据包；离开所述骨干网时，去掉所述MPLS标签，恢复为原始IP包。

本发明的组网方式主要通过合理地规划IP地址和路由器配置来实现。网络层次结构图如图2所示，骨干网络总体分为两层，网络边缘是PE路由器(边缘路由器)，内部是P路由器。PE路由器可同时接客户端CE路由器或公网客户路由器。

新的组网方法具体包括地址规划、路由器地址配置、路由协议配置和PE路由器物理端口配置几个方面。

地址规划：

预留两个没有重叠的地址段，例如两个B段地址。一个作为回环地址0(第一回环地址)的地址池，一个作为回环地址1(第二回环地址)的地址池。

路由器地址配置：

在所有PE路由器上配置两个32位的回环地址，分别是回环地址0和1，分别从相应地址池获取。在所有P路由器上配置一个32位的回环地址0，从相应地址池获取。

路由协议配置：

设置PE路由器：使用回环地址0与Internet路由反射器建立邻居关系。将互联网客户的路由通告给Internet路由反射器，并在通告路由时，将路由协议中的下一跳设置为回环地址0。

设置PE路由器：使用回环地址1与VPN路由反射器建立邻居关系。将VPN客户的路由通告给VPN路由反射器，并在通告路由时，将路由协议中的下一跳设置为回环地址1。

这样从其它路由器来看，回环地址0只出现在Internet路由的下一跳中，回环地址1只出现在VPN路由的下一跳中。

在P和PE路由器启用MPLS标签分发协议，在对外广播标签映射信息时(即回环地址与分配标签的一一对应关系)进行过滤，只广播回环地址1的标签映射信息。

以Cisco路由器为例，配置P和PE路由器的步骤如下：

1.启用MPLS。

2.启用MPLS标签分发协议。

3.指定对外广播标签时进行过滤，只广播为回环地址1所分配的标签。

配置示例如下：

mplsip//启用MPLS转发

mpls label protocol ldp //启用MPLS标签分发协议

mpls ldp advertise-labels for ldp-filter

no mpls ldp advertise-labels //两句合起来指定对外广播标签时进行过滤，只广播回环地址1的标签，禁止其它标签广播出去。其中ldp-filter是一个标签分发过滤器，其定义如下：

ip access-list standard ldp-filter

permit a.b.c.d m.m.m.m ///设置一个包含所有路由器Loopback1地址列表，a.b.c.d是网络地址，m.m.m.m是子网掩码。该过滤器将允许地址段内地址的标签广播出去。

PE路由器物理端口配置：

将PE路由器接VPN客户的物理端口与该VPN的虚拟路由转发表绑定，在接互联网客户的物理端口上无需绑定。

网络中的路由器经过上述方法配置后，网络将具备IP和MPLS混传的功能。具体流程如下。

VPN业务转发的具体流程：

1.客户网络CE路由器接入PE路由器的一个端口(或子端口)，在该端口(或子端口)上开启了MPLS转发功能。

2.客户网络数据包到达PE后，路由器查询VPN路由表，确定其出口PE的回环地址1。再根据MPLS标签分发协议学习到的回环地址1所对应标签，将数据包加上相应标签，转发至P路由器。

3.P路由器根据标签进行转发。

4.在出口PE路由器去掉标签，送入目的端客户CE路由器。

传统IP业务转发的具体流程：

1.客户网络路由器接入PE(或P)路由器的一个端口(或子端口)，在该端口(或子端口)上没有开启MPLS转发功能。

2.客户网络数据包到达PE(或P)后，路由器查询Internet路由表，确定其出口PE的回环地址0，再选择下一跳转发。

3.P路由器根据IP地址进行转发。

将会理解，在实施例中，所讨论的方法步骤可以由存储在存储装置中的指令(代码段)的处理(例如路由器)系统的(一个或多个)适当的处理器来执行的。还将理解，本发明并不局限于任何特定的实现方式或编程技术，并且本发明可以用任何适当的用于实现这里所描述的功能的技术来实现。本发明并不局限于任何特定的编程语言或操作系统。将会意识到，系统的过程和方法中的某些或全部涉及可能是动态或柔性过程的电子和/或软件应用，以便它们能够以不同于这里所描述的顺序的其他顺序被执行。本领域的普通技术人员还将意识到，实现为软件的元件可以用各种编程方法来实现，例如机器语言、程序性的技术、面向对象技术和/或人工智能技术。

这里所描述的处理、分析和/或其他功能也可以通过诸如数字信号处理器电路、软件控制的微处理器或专用集成电路之类的功能上等同的电路来实现。实现为软件的组件不局限于任何特定的编程语言。更确切地说，这里的描述提供了本领域的技术人员可以用来制造电路或生成计算机软件以执行本发明的处理的信息。将会意识到，本系统和方法的功能和/或行为中的某些或全部可以实现为如上定义的逻辑。

在前述描述和相关附图中给出的教导的帮助下，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改和其他实施例。因此，要理解本发明不限于所公开的特定实施例，修改和其他实施例想要被包括在所附权利要求书的范围内。虽然这里采用了特定术语，但是它们只是在一般的描述性意义上使用的，而不是用于限制目的。

Claims

1.一种基于骨干通信网的通信方法，所述骨干通信网络包括位于网络边缘的PE路由器和网络内部的P路由器，所述PE路由器还能够连接到客户端CE路由器或公网客户路由器，所述方法包括：

给所述P路由器设置一个第一回环地址，

给所述PE路由器设置所述第一回环地址和一个第二回环地址，所述第一回环地址和第二回环地址没有重叠，

其中进入该骨干网的IP数据包基于IP协议利用所述第一回环地址在所述骨干网内被转发；以及

进入该骨干网的VPN数据包被入口PE路由器加上MPLS标签，以基于MPLS协议利用所述第二回环地址在所述骨干网内被转发，所述VPN数据包在离开所述骨干网时被出口PE路由器去除所述MPLS标签；

所述方法还包括：

在所述第一回环地址与Internet路由反射器建立邻居关系，从而将IP数据包的路由通告给Internet路由反射器，并在通告路由时将下一跳地址设置为第一回环地址；

在所述第二回环地址与VPN路由反射器建立邻居关系，从而将VPN数据包的路由通告给VPN路由反射器，并在通告路由时将下一跳地址设置为第二回环地址。。

2.根据权利要求1的方法，其中所述第一回环地址和第二回环地址是32位的地址。

3.根据权利要求1的方法，还包括：

PE路由器和P路由器在对外广播标签映射信息时进行过滤，只广播第二回环地址的标签映射信息，其中所述标签映射信息是第二回环地址与分配标签的一一对应关系。