CN101523803A - 通信网络中的弹性方案 - Google Patents

Abstract

面向连接的通信网络10包括多个节点，这些节点包括多个边缘节点12、14、16、18。网络设置成定义将边缘节点的主节点12、14连接到另一边缘节点14、12的主隧道和将边缘节点的副节点16、18连接到另一边缘节点12、14、16、18的副隧道。设置网络以使得如果在主隧道中检测到故障，则能够将业务从主隧道切换到副隧道。

Description

通信网络中的弹性方案

技术领域

本发明涉及在面向连接的网络中的网络弹性方案。它在多协议标签交换(MPLS)和面向连接的以太网网络中具有特别应用。

背景技术

网络弹性方案一般设置成通过检测网络中节点之一或节点间连接的故障并重新路由业务以绕过故障来弥补网络中的故障。网络一般具有多个边缘节点，业务能够在边缘节点进入和离开网络，并且具有多个中间节点，业务能够通过中间节点传递以从任一边缘节点传播到任何其它边缘节点。设置成通过网络通信的客户设备一般会与一个或多个边缘节点通信。在最简单类型的方案中，任何一个客户设备只能与一个边缘节点通信。因此，弹性方案执行的任何重新路由无法绕过业务进入网络的入口节点或业务离开网络的出口节点。在一些系统中，双重养育(dual parenting)方案为人所熟知，其中，客户设备能够与不止一个入口或出口节点通信。这具有的优点是如果边缘节点之一遇到故障，则客户设备仍能够通过网络通信。然而，对于MPLS或其它面向连接的网络，此类双重养育方案当前不可用。这意味着用于MPLS网络的弹性方案依赖相同入口与出口节点之间的路径分集，并且因此限制于它们能够提供的弹性程度。

发明内容

因此，本发明寻求优选地减轻、缓和或消除上面提到的一个或多个缺点(单独地或任意组合地)。

根据本发明的第一方面，提供一种包括多个节点的面向连接的通信网络，所述多个节点包括多个边缘节点，其中，设置网络以定义将边缘节点的主的一对连接在一起的主隧道，和将不同于主的一对的边缘节点的副的一对连接在一起的副隧道，以及其中设置网络以使得如果检测到影响主隧道的故障，则能够将业务从主隧道切换到副隧道。

第一和第二对节点可具有公共节点，但每一对具有对于两对非公共的至少一个节点。

根据本发明的第二方面，提供一种用于具有多个边缘节点的面向连接的网络的节点，设置节点以识别将边缘节点的主的一对连接在一起的主隧道，和将不同于主的一对的边缘节点的副的一对连接在一起的副隧道，以及其中设置节点以使得如果在主隧道中检测到故障，则能够将业务从主隧道切换到副隧道。

本发明的其它特征如从属权利要求中所要求权利的。

本发明有利地允许在MPLS网络或其它具有节点分集的面向连接的网络中实现网络弹性。

现在将通过仅限于示例的方式，参照附图描述本发明的优选实施例。

附图说明

图1是示出根据本发明一个实施例的MPLS网络的图，

图2是示出图1的网络的操作变化的状态图，

图3是示出根据本发明又一实施例的MPLS网络的图；以及

图4是示出根据本发明又一实施例的MPLS网络的图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的一个实施例的多协议标签交换(MPLS)网络10包括多个边缘节点12、14、16、18和多个中间节点20、22。在此例中称为客户设备的项目24、26的各种装置设置成通过网络10通信。为简明起见，仅示出了两个客户设备单元24、26，但将理解实际上数量一般将大得多。

节点12、14、16、18、20、22的每个通常包括一个或多个处理器和相关联存储器，并且设置成执行与网络操作有关的多个功能，并且这些功能从组织的角度而言分组成平面。管理平面提供网络的整体管理，并且包括为用户提供接口以提供网络的手动控制的网络管理系统(NMS)。控制平面使用多个协议，并允许节点之间的通信和转发平面的配置。转发平面执行跨网络传输数据的转发操作。控制平面协议例如能够包括OSPF-TE和RSVP-TE，也设置成提供边缘节点12、14、16、18及可选客户设备24、26之间的通信。控制平面协议的主要功能之一是确定任何通信跨网络将采用的路由。

为了使两个客户设备(CE)单元24、26能够相互通信，网络的控制平面协议为客户设备单元24之一识别一个主边缘节点12，并且为另一单元26识别一个主边缘节点14。对于从第一单元24到第二单元26的通信，第一主边缘节点12被定义为主入口节点，并且第二主边缘节点14被定义为主出口节点。控制平面协议也定义多条通信隧道，每条隧道提供从边缘节点12、14、16、18到另一节点的通信。每条隧道是两个节点之间的路由，业务能够在网络10中沿路由传输，使得在MPLS网络中采用分组形式的业务对中间节点是不透明的。在MPLS网络中，由于节点只读取每个分组上的标签，而不读取分组内的数据，因此，上述情况能够实现。指引业务跨网络的入口节点12识别它需要将业务发送到的出口节点14，并随后将标签附加到信息，其识别它传输要通过的隧道。每条隧道由多个参数定义，这些参数包括隧道连接的两个边缘节点。隧道的其它定义参数能够包括例如以下的任何一个或多个参数，所有这些参数包括在此实施例中：它能够承载的业务的特性、它操作的服务质量(QoS)方案、与MPLS隧道相关联的服务类别、其最大和平均带宽、其最大突发尺寸(burst size)。因此，在任何一对边缘节点之间可能有不止一条隧道，两条隧道具有不同的特性或参数。每条隧道可只包括单标签交换路径(LSP)，或者它可包括多个LSP，根据客户端服务所需的特性和性能将在任何给定时间将选择最适当的路径。将理解的是，在隧道中传输的客户业务能够封装在设置成支持以太网服务及网络中允许的任何类型服务的伪线中。

在通过网络通信期间，节点如控制平面协议所定义地进行多次检查以识别网络中的故障。检测故障的许多方法已为人所熟知，因而将不详细描述。管理信息库(MIB)与控制平面相关并辅助控制平面，其设置成存储与在网络中检测到的故障有关的数据。同样，网络的所有节点设置成相互通信以检查和传达网络中故障有关的信息，这将影响哪个隧道在任何时候可供使用。这种形式的检查在CE单元24首次传输跨网络传输的通信时进行，并且将在下面更详细进行描述。这允许根据出现什么故障而选择使用哪条隧道。

对于CE单元24与CE单元26之间的任何类型的通信，定义了一条主隧道，它具有一个边缘节点12作为其入口节点，一个边缘节点14作为其出口节点。在此实施例中，发送CE单元24链接到副入口节点16及主入口节点12并能够与它们通信，并且接收CE单元26链接到副出口节点18及主出口节点14并能够与它们通信。因此定义了从主入口节点12到主出口节点14的主隧道AC。也定义了三条副隧道：从主入口节点12到副出口节点18的一条AD，从副入口节点16到主出口节点14的一条BC，以及从副入口节点16到副出口节点18的一条BD。因此，每条隧道介于不同的一对节点之间，其节点之一与一条其它的隧道共用，其另一节点与另一隧道共用，并且无节点与剩余隧道共用。

在发送CE单元24要开始与CE单元26通信时，它设置成将通信业务指引到主入口节点12。此业务包括通信要传输到的客户设备单元26的标识以及有关通信特性的信息。在接收此通信时，主入口节点设置成通过网络开始向主出口节点传输，并且触发在边缘节点之间的多次通信以检查可能导致需要使用主隧道以外的其它隧道进行该通信的任何故障。将理解，边缘节点之间的这些通信可采取多种格式，但最好是它们足以识别哪些隧道可供使用，哪些不能使用。

在此实施例中，主入口节点12，其现在是活动入口节点，将业务从CE单元24发送到主出口节点14。在接收业务时活动出口节点将它发送到接收CE单元26上并监视业务。使用标准消息或专有协议的适用仪器用于检查LSP隧道是否成功地将业务从活动入口节点传送到活动出口节点。这使得活动入口节点12能够确定在主隧道AC中是否有故障。假设在主隧道上未检测到故障，则业务继续经主隧道传输。

此外，在通信开始时，主和副边缘节点设置成交换一系列的消息，使得它们每个能够确定当前活动隧道是哪条隧道，哪条隧道是副或备用隧道，以及在主或任何副隧道中是否有任何故障。将理解，这些消息可采用多种格式。在此实施例，验证LSP完整性的状态消息也发送到备用入口节点16。适当的信令消息也在主入口节点12与副入口节点16之间交换以将它们的相应状态识别为入口节点。这使得活动入口节点12能够检查副入口节点16是否遇到了故障。活动入口节点12也向副出口节点18发送检查信号以使得它能够将其状态识别为副出口节点。活动入口节点12能够通过在两个节点之间定期交换的保持存活信令消息，检查必要时备用出口节点18是否可供使用。活动入口节点12也设置成向发送CE单元24发回确认信号，以确认它正在接收业务和通过网络将业务发送给接收CE单元26。所有这些信号和检查在通信期间能够重复以不断检查每条隧道的状态。这些信号和检查能够在主和备用边缘节点之间交换，使得它们能够检查网络的状态。

只要主隧道AC继续运行并提供所需通信，通信便将通过它继续。然而，如果在主边缘节点12、16之一或者确实是在形成主隧道AC的一部分、在主隧道内不能绕过的中间节点20中检测到故障，则网络设置成切换到备用隧道之一使得通信能够继续。根据哪些节点和LSP正在正确运行，将选择最适当的隧道。每个节点12、14、16、18、20、22设置成在通信期间监视和识别故障，并且如果任何节点识别到需要或可能需要更改活动隧道的故障，则它设置成将此传达到每个其它边缘节点。这样，所有边缘节点可保持有关哪条隧道是当前活动隧道，以及在任何边缘节点12、14、16、18或中间节点20、22中是否有可能影响活动隧道选择的任何故障的准确记录。

参照图2，网络的状态能够根据活动隧道以及它将根据各种故障的检测如何更改进行描述。在入口节点12和16示为A和B，并且出口节点14、18示为C和D的情况下，网络的状态能够由一对活动节点指示，如在主隧道处于活动状态时的AC。每种状态因此对应于不同的一对节点之间的不同活动隧道。在图2中，示出了四种状态，并且状态之间的箭头指示状态之间的可能转换，并且每个箭头上的标签将节点指示为单个字母，或者两个节点之间的LSP指示为适当的两个字母，其中故障将导致转换发生。在通信开始时，由于AC是主或默认隧道，因此，系统先进入状态AC。然而，如果随后在出口节点C中，或者在节点A与C之间的LSP AC中的任意处检测到故障，则网络切换到状态AD，通信发送到备用出口节点D。类似地，如果在入口节点A中检测到故障，则网络切换到状态BD，业务经隧道BD传达。将理解，在检测到任何特殊故障时网络将进入哪种状态方面存在一定程度的灵活性。除了需要避免具有已知故障的所有节点和LSP外，选择还可取决于其它因素，如总体上在网络上业务的状况。

如果活动入口节点12接收指示影响主隧道的故障的消息，但其本身仍在运行，则它能够将业务重新指引到适当的副隧道，并且新的活动出口节点能够将业务传输到接收CE 26上。因此，CE单元24、26均无需积极参与过程，除了接收CE明显需要能够从副出口节点接收数据。如果发生导致需要切换到副入口节点16的故障，则在副隧道中传送通信。

CE单元24需要能够将数据传输到副入口节点16及主入口节点12。可选的是外部方式能够用于与发送CE单元24通信，指示它进行切换以将业务发送到副入口节点16。此方式能够是现有协议的专有消息集或专有扩展(例如，生成树)，并且被视为缩短CE单元意识到将业务传输到副入口节点(而不等待学习过程发生)的必需性所需的时间。CE单元24因此需要设置成响应来自入口节点12、16之一的指示，从将业务指引到它们之一切换到将业务发送到另一节点。然而，在此实施例中，发送CE单元24不积极参与确定应与它通信的入口节点。无论如何，发送CE单元24不需要知道在MPLS网络中发生的任何故障。

参照图3，在本发明的第二实施例中，基本设置与第一实施例中相同，并且对应的部分由相同的参考标号通过增大100指示。然而，在此情况下，只有一个入口节点124能够经相应的主和副隧道150、152与主114或副118出口节点通信。

参照图4，在第三实施例中，服务提供商网络210包括由不同网络运营商运行的两个MPLS网络211、213。一个CE单元224与第一网络211的边缘节点212通信，并且第二CE单元226与第二网络213的边缘节点256通信。经第一和第二网络中的主边缘节点214、252，在这两个边缘节点212、256之间定义了第一隧道。经第一和第二网络中的副边缘节点218、254定义了第二隧道。此处所有边缘节点212、214、218、252、254、256均设置成以与图1的第一实施例的那些节点类似的方式相互通信，以识别影响主隧道的、将要求业务转移到副隧道的任何故障，并且如前面实施例中一样相互保持有关每个节点和每条隧道的状态的更新。

Claims (11)

1.一种包括多个节点的面向连接的通信网络，所述多个节点包括多个边缘节点，其中设置所述网络以定义将所述边缘节点的主的一对连接在一起的主隧道，和将不同于所述主的一对的所述边缘节点的副的一对连接在一起的副隧道，以及其中设置所述网络以使得如果检测到影响所述主隧道的故障，则能够将业务从所述主隧道切换到所述副隧道。

2.如权利要求1所述的网络，其中所述主和副隧道具有不同的出口节点。

3.如权利要求1或权利要求2所述的网络，其中所述主和副隧道具有不同的入口节点。

4.如以上权利要求任一项所述的网络，其中所述边缘节点的至少两个设置成通过故障识别通信相互通信以识别要求切换到所述副隧道的相关故障。

5.如权利要求4所述的网络，其中所述故障识别通信能够在所述主隧道的入口节点与所述副隧道的出口节点之间。

6.如权利要求4或权利要求5所述的网络，其中所述故障识别通信能够在所述主隧道的节点与所述副隧道的节点之间。

7.如权利要求4到6任一项所述的网络，其中所述故障识别通信能够在所述主隧道节点的入口节点与所述副隧道的入口节点之间。

8.如权利要求4到7的任一项所述的网络，其中所述故障识别通信能够在所述主隧道的出口节点与所述副隧道的出口节点之间。

9.如以上权利要求任一项所述的网络，包括多个入口节点和多个出口节点，以及其中在所述入口节点的每个与所述出口节点的每个之间定义隧道。

10.一种用于具有多个边缘节点的面向连接的网络的节点，设置所述节点以识别将所述边缘节点的主的一对连接在一起的主隧道，和将不同于所述主的一对的所述边缘节点的副的一对连接在一起的副隧道，以及其中设置所述节点以使得如果在所述主隧道中检测到故障，则能够将业务从所述主隧道切换到所述副隧道。

11.如权利要求10所述的节点，它是边缘节点，设置成与所述网络中其它边缘节点通信以识别所述网络中要求将所述业务切换到所述副隧道的故障。

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