CN101494511B

CN101494511B - 一种t-mpls环网标签分配方法

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Publication number: CN101494511B
Application number: CN2009101194709A
Authority: CN
Inventors: 徐剑辉; 涂育红; 江榕; 施先清
Original assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: CN101494511A

Abstract

一种T-MPLS环网标签分配方法，涉及环网标签分配，其步骤为：1.为节点分配全局TUNNEL标签；2.为业务分配局部PW标签；3.上话方向封装的TUNNEL标签为宿节点的TUNNEL标签，封装的PW标签为宿节点为该业务分配的PW标签；下话方向终结的TUNNEL标签为本节点的TUNNEL标签，终结的PW标签为本节点为该业务分配的PW标签。本发明所述的方法，以目的节点为导向进行TUNNEL配置，TUNNEL标签总数等于所有节点总数，因此TUNNEL标签总数不会随着业务的增加而增加，而且标签可以被所有节点重复使用也不会引起误连接，这使得在实现业务的环网WRAPPING保护和STEERING保护变得容易。

Description

一种T-MPLS环网标签分配方法

技术领域

本发明涉及环网标签分配，具体的说是一种T-MPLS环网标签分配方法。

背景技术

T-MPLS是国际电信联盟(ITU-T)标准化的一种分组传送网技术，其解决传统SDH在以分组交换为主的网络环境中暴露出效率低下的缺点。T-MPLS具有面向连接的数据转发机制、多业务承载、较强的网络扩展性、丰富的OAM、严格的QoS机制以及50ms的网络保护等技术特征。

T-MPLS是MPLS的一个子集，在业务封装模式上，它定义了层次化的封装模型。它先将每条业务封装进不同的PW隧道里，再将PW封装进不同的TUNNEL隧道里，然后将包送到MPLS网络进行转发，MPLS网络根据TUNNEL标签进行转发，在中间节点可以进行TUNNEL标签交换。

在业务的保护方式上，国际电信联盟(ITU-T)定义了T-MPLS环网保护标准G.8132，其中包括WRAPPING和STEERING两种保护方式，原理如下：

1)WRAPPING保护：

如图2，所有节点组成一个双纤环，两环的业务方向相反。当B节点检测到接收故障，通过APS协议发送桥接请求到另一个故障相邻的A节点，并且自身启动接收倒换动作。A节点收到桥接请求后，将故障业务桥接到另一个环的发送方向。被桥接的业务绕着另一个环到达B节点，B节点将该故障业务倒换回工作方向，所有中间节点如CD节都直通这些被桥接的故障业务，从而完成WRAPPING环保护。WRAPPING保护的桥接倒换动作只跟发生故障的AB两节点有关，跟业务的源宿节点无关。

2)STEERING保护：

如图3，当B节点的接收光纤发生故障后，该故障所影响到的所有业务的源宿节点同时在另一个环方向上进行业务的桥接倒换，从而完成业务的环网STEERING保护。STEERING保护动作只跟业务的源宿节点相关，而跟故障发生的节点没有必然联系。

由于业务需要封装在TUNNEL隧道里再进行传送，随着环网站点的增多和业务数量的增多，若不采取一种行之有效的标签分配方法，上述保护方式处理数据时将会产生非常多的TUNNEL标签在网络里进行传送，这必然会影响网络的管理维护和业务保护的实现。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种T-MPLS环网标签分配方法，以目的节点为导向进行TUNNEL配置，使用该方法后环网业务生成的TUNNEL标签总数等于所有节点总数，因此TUNNEL标签总数不会随着业务的增加而增加，而且标签可以被所有节点重复使用也不会引起误连接，这使得在实现业务的环网WRAPPING保护和STEERING保护变得容易。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：其具体步骤为：

步骤1，为节点分配全局TUNNEL标签：为环网里的每个节点分配不同的TUNNEL标签，TUNNEL标签是全局标签，每一个TUNNEL标签对应了环网内的唯一节点；

步骤2，为业务分配局部PW标签：为每个节点里的每条业务分配不同的PW标签，PW标签是局部标签，每一个PW标签对应了一个节点内的唯一业务；

步骤3，根据上话方向或下话方向，在MPLS业务包内封装或终结全局TUNNEL标签和局部PW标签：一个节点内每条业务的双向标签配置准则为：

上话方向：封装的TUNNEL标签为宿节点的TUNNEL标签，封装的PW标签为宿节点为该业务分配的PW标签；

下话方向：终结的TUNNEL标签为本节点的TUNNEL标签，终结的PW标签为本节点为该业务分配的PW标签。

在上述技术方案的基础上，当节点从环网上接收MPLS业务包后，对MPLS业务包上携带的TUNNEL标签和PW标签进行如下的转发判断：

1)如果TUNNEL标签为本节点分配的TUNNEL标签，则先将该MPLS业务包从环上剥离，再进行PW标签的判断，若PW标签为本节点为该业务分配的PW标签，则进行业务终结，否则丢弃该MPLS业务包；

2)如果TUNNEL标签为其他节点的TUNNEL标签，则将该MPLS业务包转发给下一节点；

3)如果TUNNEL标签不符合前面两项判断，则丢弃该MPLS业务包。

在上述技术方案的基础上，当环网中的AB两节点间的外环光纤发生故障时，B节点检测到外环收光纤发生故障，通过APS协议告知A节点，A节点藉此获知外环发光纤故障后，A节点将发往B节点的所有故障业务桥接到内环发光纤，所有故障业务不做任何的TUNNEL标签改动，故障业务沿着内环光纤经过环网中的其它节点，各节点将依次终结属于自己的保护业务，直到B节点，从而完成业务的环网WRAPPING保护。

在上述技术方案的基础上，当环网中的AB两节点间的内环光纤发生故障时，B节点检测到内环收光纤发生故障，通过APS协议告知A节点，A节点藉此获知内环发光纤故障后，A节点将发往B节点的所有故障业务桥接到外环发光纤，所有故障业务不做任何的TUNNEL标签改动，故障业务沿着外环光纤经过环网中的其它节点，各节点将依次终结属于自己的保护业务，直到B节点，从而完成业务的环网WRAPPING保护。

在上述技术方案的基础上，环网STEERING保护的具体步骤为：

1)对环网所有节点进行编号，将节点编号表分发给各节点，则各节点都可获知以它为起点对应的东西向节点连接顺序；

2)对节点内的每条业务配置收发方向的源宿属性，收发方向的源宿属性在源节点和宿节点的格式均为：[源，宿]，

在源节点中，

发方向的源宿属性的具体格式为：[源节点编号/源节点发送方向，宿节点编号/宿节点接收方向]，

收方向的源宿属性的具体格式为：[宿节点编号/宿节点接收方向，源节点编号/源节点发送方向]，

在宿节点中，

发方向的源宿属性的具体格式为：[宿节点编号/宿节点接收方向，源节点编号/源节点发送方向]，

收方向的源宿属性的具体格式为：[源节点编号/源节点发送方向，宿节点编号/宿节点接收方向]；

3)各节点检测光纤的工作情况，若发现接收故障，则通过APS协议将本节点的跨段故障属性即[本节点编号，故障方向]传播给环网所有节点；此时每个节点依据双向连接顺序进行所有业务发送和接收的故障判断，具体如下：

A)发送方向判断：

将故障方向与本节点内所有业务的发送方向进行比较，如果方向相反且故障节点为宿节点或者故障节点在发送方向连接表中的位置比宿节点更靠近本节点，则表示该业务的发送路径由于经过了故障节点而出现了故障，本节点将进行该业务的发送桥接；

B)接收方向判断：

将故障方向与本节点内所有业务的接收方向进行比较，如果方向相同且故障节点为宿节点或者故障节点在接收方向连接表中的位置比源节点更靠近本节点，则表示此业务的接收路径由于经过了故障节点而出现了故障，本节点将进行该业务的接收倒换；

4)若节点检测到光纤故障消除，则通过APS协议将跨段恢复属性[本节点编号，恢复方向]进行环网广播通告；此时每个节点在所有桥接和倒换业务记录里搜索故障点属性为[本节点编号，恢复方向]的业务，并进行相应的桥接和倒换恢复。

在上述技术方案的基础上，环网TUNNEL层STEERING保护的具体步骤为：

1)环网上的每个节点都和其他有业务来往的节点进行东西两个方向不间断的TUNNEL连通性检测：通过TUNNEL OAM包进行检测；

2)若环上某个跨段发生故障或者某个节点的TUNNEL转发出现故障，则接收方向上的各个宿节点都能检测出东向或者西向上已经出现了一些连接故障，便将此方向上的连接故障告知源节点

3)节点内每条业务配置都存在着一个方向属性，该属性说明该业务是发往宿节点的东向或者西向；各节点将故障宿节点的(节点编号/故障方向)和本节点内所有业务的(宿节点编号/方向属性)进行比较，若两者都相同，说明该业务出现环网TUNNEL连接故障了，则源节点将该业务进行发送桥接，宿节点进行接收倒换，完成故障业务的环网STEERING保护。

在上述技术方案的基础上，当宿节点检测到故障消除后，通过TUNNEL OAM告知源节点，同时将先前倒换的业务进行接收恢复；源节点获知故障消除后，则将先前桥接的业务进行发送恢复。

本发明所述的T-MPLS环网标签分配方法，以目的节点为导向进行TUNNEL配置，使用该方法后环网业务生成的TUNNEL标签总数等于所有节点总数，因此TUNNEL标签总数不会随着业务的增加而增加，而且标签可以被所有节点重复使用也不会引起误连接，这使得在实现业务的环网WRAPPING保护和STEERING保护变得容易。

附图说明

本发明有如下附图：

图1环网的业务配置模型；

图2环网的业务WRAPPING保护；

图3环网的业务STEERING保护；

图4节点的TUNNEL连通检测模型；

图5节点的接收包处理流程。

图6APS协议使用的OAM包格式

图7TUNNEL OAM的包格式

具体实施方式

本发明给出了一种T-MPLS环网标签分配方法，其具体步骤为：

3)如果TUNNEL标签不符合前面两项判断，则丢弃该MPLS业务包。

在上述技术方案的基础上，环网STEERING保护的具体步骤为：

在源节点中，

在宿节点中，

A)发送方向判断：

B)接收方向判断：

本发明所述方法的优点是：

1)业务配置简单，生成的TUNNEL标签总数等于环网节点总数，较其它方法所生成的TUNNEL标签总数少。

2)易于实现业务的环网保护。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一、实现环网业务配置

首先，为环网的每个节点分配一个不同的TUNNEL标签，即TUNNEL标签对应了环网内的唯一节点，因此TUNNEL标签是全局标签。TUNNEL标签分配后，藉此将生成一张网络节点TUNNEL标签表，此表连同其他配置通过网管分发给各个节点，各节点在退出环网前一般不再更改其分配的TUNNEL标签。TUNNEL标签的生成、分配可采用现有技术实现。

其次，每个节点为节点内的每条业务分配一个不同的PW标签，即一个PW标签对应了一个节点内的唯一业务，因此PW标签是局部标签。PW标签的生成、分配可采用现有技术实现。

然后，根据上话方向或下话方向封装或终结全局TUNNEL标签和局部PW标签，上话方向：节点内的每条业务以目的节点分配的TUNNEL/PW标签作为本业务上话封装的TUNNEL/PW标签，下话方向：以本节点分配的TUNNEL/PW值作为本业务下话终结的TUNNEL/PW标签。

最后，如图5所示，每个节点从环网上接收MPLS业务包，对包上携带的TUNNEL/PW标签的值进行如下的转发判断。

3)如果TUNNEL标签不符合前面1)、2)两项判断，则丢弃该MPLS业务包。

以图1所示为例：环网包含4个节点ABCD，AC两节点间存在业务1，BC两节点间存在业务2。

1、环网的TUNNEL标签分配：各节点分配TUNNEL标签分别为TUNNEL_A，TUNNEL_B，TUNNEL_C，TUNNEL_D；A节点终结标签为TUNNEL_A的包，直通标签为TUNNEL_B/C/D的包，丢弃其他TUNNEL值的包；其他节点做类似的缺省TUNNEL标签处理动作。

2、节点的业务PW标签分配：A节点为业务1分配的PW标签为PW_A1；B节点为业务2分配的PW标签为PW_B1；C节点为业务1分配的PW标签为PW_C1，为业务2分配的PW标签为PW_C2；

3、A节点上配置业务1：

其上话的TUNNEL标签值为TUNNEL_C，PW标签值为PW_C1；

其下话的TUNNEL标签值为TUNNEL_A，PW标签值为PW_A1；

4、B节点上配置业务2：

其上话的TUNNEL标签值为TUNNEL_C，PW标签值为PW_C2；

其下话的TUNNEL标签值为TUNNEL_B，PW标签值为PW_B1；

5、C节点上配置业务1：

其上话的TUNNEL标签值为TUNNEL_A，PW标签值为PW_A1；

其下话的TUNNEL标签值为TUNNEL_C，PW标签值为PW_C1；

6、C节点上配置业务2：

其上话的TUNNEL标签值为TUNNEL_B，PW标签值为PW_B1；

其下话的TUNNEL标签值为TUNNEL_C，PW标签值为PW_C2；

二、实现环网WRAPPING保护

如图2，B节点检测到西向外环收光纤发生故障，通过APS协议告知A节点，A节点藉此获知东向外环发光纤故障后，A节点将发往B节点的所有故障业务桥接到西向内环发光纤，所有故障业务没有做任何的TUNNEL标签改动。故障业务沿着内环经过各节点，各节点将依次终结属于自己的保护业务，直到B节点，从而完成业务的环网WRAPPING保护。此方法下的WRAPPING保护动作和T-MPLS环网保护标准G.8132中的保护动作稍有不同。标准的动作是A节点在反方向做业务的发送桥接，B节点在反方向做业务的收倒换，其中包括倒换原来需要直通的业务，其他节点直通被保护的业务，故障业务仍然在各节点的正常配置方向进行上下话。而本发明给出的方法是A节点动作和标准一样，但B节点只需倒换属于自己的故障业务了，其他不属于B节点的故障业务已经在保护路径上依次被所属节点终结了，也就是不属于B节点的故障业务在各节点配置的反方向就被终结了，而无需再从B节点绕回原来的环方向。这样做的好处是节省了不属于B节点的业务在B节点进行往返所产生的带宽和时间。

同理，当B节点发现西向收光纤恢复正常，通过APS协议告知A节点，A节点进行桥接恢复，将业务桥接到正常的发送方向，其他节点按正常的接收方向处理业务。

上述的环网WRAPPING保护中，APS协议使用的OAM包格式如图6所示，其中各字段含义如下：

DMAC：目标MAC地址；

SMAC：源MAC地址；

0X8847：MPLS包的以太网类型值；

PW_14：伪线标签值14；

OAM PDU：oam协议数据单元；

TYPE：oam类型；

VERSION：oam版本；

APS DATA：aps协议数据；

CRC：循环冗余校验。

三、实现环网STEERING保护

STEERING保护的动作发生在源宿两端，源端进行发送桥接，宿端进行接收倒换，其他节点直通被保护的业务。其实现的难点在于若环网中的某个跨段发生故障，各节点如何辨别出本节点的哪些相关业务由于通过那个故障跨段而需要进行业务保护。

本发明所述方法中可以采用如下方法实现STEERING保护：

1)对环网所有节点进行编号，将节点编号表分发给各节点，则各节点都可获知以它为起点对应的东西向节点连接顺序。如图3，节点A/B/C/D/E对应编号为1/2/3/4/5，节点B即节点2可知它的东向连接表为3-＞4-＞5-＞1，西向连接表为1-＞5-＞4-＞3；节点E即节点5可知它的东向连接表为1-＞2-＞3-＞4，西向连接表为4-＞3-＞2-＞1。

在源节点中，

在宿节点中，

收方向的源宿属性的具体格式为：[源节点编号/源节点发送方向，宿节点编号/宿节点接收方向]。

如图3，业务1的源节点为节点E，宿节点为节点C，业务1在节点E的配置为：发方向的源宿属性[源，宿]＝[5/东，3/西]，收方向的源宿属性[源，宿]＝[3/西，5/东]；业务1在节点C的配置为：发方向的源宿属性[源，宿]＝[3/西，5/东]，收方向的源宿属性[源，宿]＝[5/东，3/西]。

3)各节点检测光纤的工作情况，若发现接收故障，则通过APS协议将本节点的跨段故障属性即[本节点编号，故障方向]传播给环网所有节点，如图3，节点B发现外环收光纤发生故障，则将[2，西]传播给环网所有节点。此时每个节点依据双向连接顺序进行所有业务发送和接收的故障判断，具体如下：

A)发送方向判断：

将故障方向与本节点内所有业务的发送方向进行比较，如果方向相反且故障节点为宿节点或者故障节点在发送方向连接表中的位置比宿节点更靠近本节点，则表示该业务的发送路径由于经过了故障节点而出现了故障，本节点将进行该业务的发送桥接。如图3，节点E判断出业务1的发送方向为东，和节点B的故障方向西相反，且节点B在东向连接表中的位置比节点C更靠近本节点(即节点E)，所以节点E判断出业务1出现了发送故障，便将该业务进行发送桥接，并对该业务进行桥接记录，如业务1桥接的故障点属性[2，西]。

B)接收方向判断：

将故障方向与本节点内所有业务的接收方向进行比较，如果方向相同且故障节点为宿节点或者故障节点在接收方向连接表中的位置比源节点更靠近本节点，则表示此业务的接收路径由于经过了故障节点而出现了故障，本节点将进行该业务的接收倒换。如图3，节点C判断出业务1的接收方向为西，和节点B的故障方向西相同，且节点B在西向连接表中的位置比源节点(节点E)更近，所以节点C判断出业务1出现了接收故障，便将该业务进行接收倒换，并对该业务进行倒换记录，如业务1倒换的故障点属性[2，西]。

4)若节点检测到光纤故障消除，则通过APS协议将跨段恢复属性[本节点编号，恢复方向]进行环网广播通告。如图3，节点B发现外环收光纤故障消除，则将[2，西]传播给环网所有节点。此时每个节点在所有桥接和倒换业务记录里搜索故障点属性为[2，西]的业务，并进行相应的桥接和倒换恢复。如图3，节点E收到恢复属性为[2，西]的消息后，在记录里搜索到桥接业务1，则对业务1进行桥接恢复。节点C在记录里搜索到倒换业务1，则对业务1进行倒换恢复。

四、实现环网TUNNEL层STEERING保护

由于T-MPLS环网保护标准G.8132所提到的STEERING方式的告警检测是基于段层故障(光路故障)，所以在段层无故障而TUNNEL层出现转发故障时，标准方法由于未检测TUNNEL转发故障，当然此时也就无法进行TUNNEL故障保护了，而使用了本发明所提供的分配方法后则容易进一步实现TUNNEL层的环网STEERING保护也即TUNNEL层1:1保护。

如图4，正常情况下，环网上的每个节点都和其他有业务来往的节点进行东西两个方向不间断的TUNNEL连通性检测，即通过TUNNELOAM包进行检测。若环上某个跨段发生故障或者某个节点的TUNNEL转发出现故障，则接收方向上的各个宿节点都能检测出东向或者西向上已经出现了一些连接故障，便将此方向上的连接故障告知源节点。节点内每条业务配置都存在着一个方向属性，该属性说明该业务是发往宿节点的东向或者西向。各节点将故障宿节点的(节点编号/故障方向)和本节点内所有业务的(宿节点编号/方向属性)进行比较，若两者都相同，说明该业务出现环网TUNNEL连接故障了，则源节点将该业务进行发送桥接，宿节点进行接收倒换，完成故障业务的环网STEERING保护。

同理，当宿节点检测到故障消除后，通过TUNNEL OAM告知源节点，同时将先前倒换的业务进行接收恢复。源节点获知故障消除后，则将先前桥接的业务进行发送恢复。

上述的环网TUNNEL层1:1保护中，TUNNEL OAM的包格式如图7所示，其中各字段含义如下：

DMAC：目标MAC地址；

SMAC：源MAC地址；

0X8847：MPLS包的以太网类型值；

TUNNEL_DST：指明宿节点的TUNNEL标签值；

PW_14：伪线标签值14；

OAM PDU：oam协议数据单元；

TYPE：oam类型；

TUNNEL_SRC：指明源节点的TUNNEL标签值；

RW_ALM：＝1，宿节点检测到西向接收故障；＝0，宿节点未检测到西向接收故障；

RE_ALM：＝1，宿节点检测到东向接收故障；＝0，宿节点未检测到东向接收故障；

CRC：循环冗余校验。

下面以一个包含20个节点的千兆速率环网计算OAM包所需占用的带宽比例，假设平均每节点和其中10个节点有业务来往，则一个环方向上每个节点需要进行10条连接检测。OAM包产生的频率是3.3个/ms，即300包/S。则每个节点产生OAM包的频率是300*10＝3000包/S，同一时刻一个环上所有节点产生的OAM包频率是3000*20＝6万包/S，而一个千兆端口的速率大约是150万包/S，所以OAM包消耗的带宽比例是6/150＝4％。

Claims

1.一种T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：其具体步骤为：

2.如权利要求1所述的T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：当节点从环网上接收MPLS业务包后，对MPLS业务包上携带的TUNNEL标签和PW标签进行如下的转发判断：

3)如果TUNNEL标签不符合前面两项判断，则丢弃该MPLS业务包。

3.如权利要求2所述的T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：当环网中的AB两节点间的外环光纤发生故障时，B节点检测到外环收光纤发生故障，通过APS协议告知A节点，A节点藉此获知外环发光纤故障后，A节点将发往B节点的所有故障业务桥接到内环发光纤，所有故障业务不做任何的TUNNEL标签改动，故障业务沿着内环光纤经过环网中的其它节点，各节点将依次终结属于自己的保护业务，直到B节点，从而完成业务的环网WRAPPING保护。

4.如权利要求2所述的T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：当环网中的AB两节点间的内环光纤发生故障时，B节点检测到内环收光纤发生故障，通过APS协议告知A节点，A节点藉此获知内环发光纤故障后，A节点将发往B节点的所有故障业务桥接到外环发光纤，所有故障业务不做任何的TUNNEL标签改动，故障业务沿着外环光纤经过环网中的其它节点，各节点将依次终结属于自己的保护业务，直到B节点，从而完成业务的环网WRAPPING保护。

5.如权利要求2所述的T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：环网STEERING保护的具体步骤为：

在源节点中，

在宿节点中，

A)发送方向判断：

B)接收方向判断：

6.如权利要求2所述的T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：环网TUNNEL层STEERING保护的具体步骤为：

7.如权利要求6所述的T-MPLS环网标签分配方法，其特征在于：当宿节点检测到故障消除后，通过TUNNEL OAM告知源节点，同时将先前倒换的业务进行接收恢复；源节点获知故障消除后，则将先前桥接的业务进行发送恢复。