CN101616091B

CN101616091B - 实现标签发布协议快速重路由的方法及标签交换路由器

Info

Publication number: CN101616091B
Application number: CN2009101576845A
Authority: CN
Inventors: 杨霞
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: CN101616091A

Abstract

本发明公开了一种实现LDP(标签发布协议)FRR(快速重路由)的LSR(标签交换路由器)，包括用于创建备份路由的IP FRR单元及用于创建备份LSP(标签交换路径)路径的LDP FRR单元，所述IP FRR单元，用于将在本地LSR计算得到的备份路由上与以目的LSR为FEC(转发等价类)的备份下一跳LSR通知给LDP FRR单元；所述LDP FRR单元，用于根据所述备份下一跳LSR、以及所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签创建备份LSP。本发明还公开一种对应的方法。本发明的LDP FRR根据IP FRR计算的备份路由创建备份LSP，保证备份LSP与备份路由的一致，从而能够选择较优路径并且避免出现环路；与传统的LDP FRR相比，实现更加灵活，不必依赖于用户手动配置备份接口。

Description

实现标签发布协议快速重路由的方法及标签交换路由器

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种针对MPLS(MultiprotocolLabel Switching，多协议标签交换)网络实现LDP(Label Distribution Protocol，标签发布协议)FRR(Fast Reroute，快速重路由)的方法及LSR(LabelSwitching Router，标签交换路由器)。

背景技术

IP FRR(Internet Protocol，互联网协议)最初是为了满足语音、视频等实时业务对网络流量中断时间的严格要求而提出的，其通过预先计算出无环备份路由，在检测到故障时直接用备份路由替换失效路由，并在路由重新收敛前用备份路由指导转发，来达到最大程度缩短流量中断时间的效果。

而目前在IP基础网络得到日益广泛应用的MPLS技术中，为提高网络的信息传递可靠性，也引入了针对MPLS的FRR机制，其通过预先建立本地备份路径，为LSP(Label Switched Path，标签交换路径)提供快速保护倒换能力，从而在检测到链路/节点故障时可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，保护LSP不受故障的影响。作为MPLS中应用最普遍的标签分发协议，LDP自然也提供了FRR的技术支持。

然而现有技术中，LDP FRR的实现一般依赖于用户手动配置(备份接口)或某种内部规则，而不与IP FRR的路由选择发生关联，从而会带来以下两个问题：第一，由于没有IP FRR中的环状路由检测功能，在复杂的网络中，LDP FRR选择的备份LSP路径有出现环路的可能；第二，由于没有IP FRR中的路由优化功能，在面临多个路径可供选择时，LDP FRR选择的备份LSP路径未必是较优的路径。如图1所示包括有LSR A～F的FRR组网中，A至D的主用LSP路径为A→B→D，与主路由保持一致；在A上以D为FEC(Forwarding Equivalence Class，转发等价类)的LDP LSP下一跳为B，通过在A上启用利用接口备份实现的LDP FRR，如果配置接口3为接口2的备份接口，则FEC D的备份LSP下一跳就会选择E，从而在A与B之间的链路发生故障时，A→B的流量会被切换至A→E→F→B→D的备份LSP，不能与经IP FRR计算优化的备份路由A→C→B→D保持一致。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种实现LDP FRR的方法及LSR，以解决现有技术中LDP FRR存在的上述缺陷。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种实现标签发布协议LDP快速重路由FRR的方法，应用的本地标签交换路由器LSR上包括IP FRR单元及LDP FRR单元，该方法包括以下步骤：

S1、在本地LSR上的IP FRR单元计算出备份路由时，将所述备份路由上与以目的LSR为转发等价类FEC的备份下一跳LSR通知给LDP FRR单元；

S2、所述LDP FRR单元根据所述备份下一跳LSR、以及由所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签创建备份LSP。

本发明的另一实施例提出一种实现LDP FRR的LSR，包括用于创建备份路由的IP FRR单元及用于创建备份LSP路径的LDP FRR单元，

所述IP FRR单元，用于将在本地LSR计算得到的备份路由上与以目的LSR为转发等价类FEC的备份下一跳LSR通知给LDP FRR单元；

所述LDP FRR单元，用于根据所述备份下一跳LSR、以及由所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签创建备份LSP。

由上述技术方案可知，本发明的实施例中LDP根据IP FRR计算的备份路由创建备份LSP，保证备份LSP与备份路由的一致，从而能够选择较优路径并且避免出现环路；与传统的LDP FRR相比，实现更加灵活，不必依赖于用户手动配置备份接口。

附图说明

图1为FRR组网示意图；

图2为本发明实现LDP FRR的方法实施例流程图；

图3为本发明实现LDP FRR的LSR实施例结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

图2为本发明实现LDP FRR的方法实施例流程图，现结合图1及图2对本实施例的方法详细说明如下，包括步骤S201～S210：

S201、在本地LSR上的IP FRR单元计算出备份路由时，将备份路由上与以目的LSR为FEC的备份下一跳LSR通知给LDP FRR单元；

如图1所示，以路由器A、D分别作为应用本实施例方法的本地LSR、目的LSR。在A上，到达D的主用路由是A→B→D；同时，A将从B收到FEC-D的LDP标签LBL-B，从而A至D的主用LSP路径与主用路由保持一致，也为A→B→D。当IP FRR单元计算出备用路由A→C→B→D时，向LDP FRR单元通知该备份路由上与以目的LSR D为FEC的下一跳LSR B对应的备份下一跳LSR为C。

S202、LDP FRR单元根据收到的通知，在本地LSR上查询是否存在与备份下一跳LSR的会话，如果存在则转步骤S203，否则转步骤S208；

如步骤S201中所述，本地LSRA的LDP FRR单元收到新增备份路由的通知后，得知下一跳LSR B的备份下一跳LSR为C，接下来的工作就是确认是否有可能基于C创建备份LSP从而与备份路由保持一致。则本地LSR A首先需要在自身查询是否存在和C的会话，若存在则执行后续的标签查询步骤；否则说明暂时没有在备份下一跳LSR C上建立备份LSP路径的可能性，从而需要执行后续的传统LDP FRR步骤。

S203、LDP FRR单元在找到的会话中查询是否存在备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签，如果存在则转步骤S204，否则转步骤S206；

本地LSR A如果能找到与备份下一跳LSR C之间的会话，则需要进一步在该会话上查询是否存在备份下一跳LSR C发送的FEC-D标签，若存在则说明能够基于C创建备份LSP；否则还需要执行后续的标签请求步骤。

S204、LDP FRR单元根据备份下一跳LSR、以及备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签创建备份LSP；

如果本地LSRA能够在与备份下一跳LSR C的会话中找到FEC-D标签，例如为LBL-C，即可创建出LBL-C、备份下一跳LSR C的备份LSP，从而和LBL-B、下一跳LSR B的主用LSP形成主备LSP。

S205、当本地LSR与下一跳LSR的链路出现故障时，本地LSR分别将主用路由及主用LSP切换至基于备份下一跳LSR的备份路由及备份LSP；

当本地LSR A检测A→B之间的链路发生故障时，会分别通知IP和LDP，对应将路由切换至下一跳C的备份路由，LSP也切换至下一跳C的备份LSP，从而仍能保持备份LSP和备份路由的一致；

至于具体的链路故障检测可以采用BFD(Bidirectional ForwardingDetection，双向转发检测)的快速故障检测机制，从而在本地LSR A上可以实现IP FRR、LDP FRR、BFD三者的联动，BFD一旦检测到链路故障即可以通知IP FRR和LDP FRR同步完成备份路由和备份LSP的切换。

S206、由本地LSR主动向备份下一跳LSR发送标签请求消息；

如果在本地LSR A能够找到与备份下一跳LSR C的会话，但在该会话中找不到备份下一跳LSR C发送的FEC-D标签，则可以采取主动请求方式，向C发送label request(标签请求)消息请求发送标签。

S207、在预设的次数内重复执行步骤S206，直至收到备份下一跳LSR根据该标签请求消息发送的FEC-目的LSR标签，之后执行步骤S204；如果仍未收到则转步骤S208；

本地LSR A向备份下一跳LSR C发送的标签请求消息未必能得到即时的响应，为确保能够收到C回复的FEC-D标签，可以在A上设置一计数器并预设一合理次数，从而在预设的次数内重复执行S206的标签请求消息发送步骤，直至收到C根据该消息回复的FEC-D标签LBL-C，之后即可转入步骤S205创建出LBL-C、下一跳C的备份LSP；如果经过预设的次数后仍未能收到C的回复，则说明C上可能有标签过滤等配置从而不能向A通告FEC-D的标签，此时也需要执行后续的传统LDP FRR步骤。

S208、LDP FRR单元按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP；

如果经步骤S202确认在本地LSR A上不存在与备份下一跳LSR C之间的对话，或经步骤S207确认不能收到C的FEC-D标签，则说明无法在IP FRR单元计算的备份路由上建立备份LSP，此时便需要按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP；例如，可以按配置的备份接口2创建A→E的备份LSP。

S209、按预设的时间间隔重复执行步骤S202～S203及S206～S207，直至成功执行步骤S204；

在如步骤S208所述按照现有流程创建了非基于备份路由的备份LSP后，LDP FRR单元可以间隔一定的时间便执行一次上述S202的会话查询以及视结果而执行S203的标签查询、S206的标签请求和S207的重复请求等步骤，直至能够转入步骤S204而成功创建基于备份路由A→B的备份LSP。

S210、使用成功执行步骤S204后创建的备份LSP替换之前步骤S208创建的备份LSP。

综上所述，本发明的方法实施例中LDP根据IP FRR计算的备份路由创建备份LSP，保证备份LSP与备份路由的一致，从而能够选择较优路径并且避免出现环路；与传统的LDP FRR相比，实现更加灵活，不必依赖于用户于动配置备份接口；并且在无法基于备份路由创建备份LSP时，仍可以采用现有的LDP FRR方案创建备份LSP，之后在备份路由上的备份LSP可以建立时，再对之前非基于备份路由创建的备份LSP进行替换；同时，通过引入BFD的故障链路快速检测机制，可以实现BFD、IP FRR、LDP FRR的联动，使故障检测、备份路由切换及备份LSP切换同步完成。

图3为本发明实现LDP FRR的LSR实施例结构图，如图所示，本实施例的LSR包括：用于创建备份路由的IP FRR单元31及用于创建备份LSP路径的LDP FRR单元32。其中，IP FRR单元31，用于将在本地LSR计算得到的备份路由上与以目的LSR为转发等价类FEC的备份下一跳LSR通知给LDP FRR单元；LDP FRR单元32，则用于根据备份下一跳LSR、以及备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签创建备份LSP。

为实现所述目的，上述LSR的实施例结构中LDP FRR单元32具体包括：

会话查询子单元321，用于根据IP FRR单元31的通知在本地LSR上查询是否存在与备份下一跳LSR的会话；

标签查询子单元322，用于在会话查询子单元321找到的会话中查询是否存在备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签；

LSP创建子单元323，用于根据备份下一跳LSR、以及标签查询子单元322找到的FEC-目的LSR标签创建备份LSP，或在会话查询子单元321的查询结果为不存在时按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP；

标签请求子单元324，用于在标签查询子单元322的查询结果为不存在时主动向备份下一跳LSR发送标签请求消息，并对备份下一跳LSR根据该标签请求消息发送的FEC-目的LSR标签进行接收；

标签请求计数子单元325，用于控制标签请求子单元324在预设的次数内重复执行向备份下一跳LSR发送标签请求消息的操作，直至收到备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签；如果仍未收到则由标签请求子单元324通知LSP创建子单元323按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP；

LSP替换子单元326，在LSP创建子单元323按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP时，按预设的时间间隔通知LDP FRR单元32中的其他子单元重复各自的操作，直至LSP创建子单元323根据备份下一跳LSR、以及备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签成功创建备份LSP，并替换之前创建的备份LSP。

另外，本实施例的LSR还包括：BFD单元33，用于本地LSR与下一跳LSR之间链路故障的快速检测，并在检测到故障时通知IP FRR单元31及LDP FRR单元32分别将路由及LSP切换至基于备份下一跳LSR的备份路由及备份LSP。

以下结合图1并将A作为本地LSR对本实施例的LSR工作过程进行详细阐述：

A中的IP FRR单元31在计算出主用路由A→B→D的备份路由为A→C→B→D时，即向LDP FRR单元32通知新增的备份路由，从而LDP FRR单元32可以得知在该备份路由上与(主用LSP也即主用路由上的)下一跳B对应的备份下一跳为C；而后LDP FRR单元32的会话查询子单元321便在A本地查询是否存在与C的会话，如果不存在则通知LSP创建子单元323按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP，例如A→E，如果存在则通知标签查询子单元322继续在找到的会话上查询是否存在C发送的FEC-D标签；接续视标签查询子单元322的查询结果决定后续的操作，如果在会话查询子单元321找到的会话上存在C发送的FEC-D标签LBL-C，则通知LSP创建子单元323基于该标签LBL-C、下一跳C创建备份LSP：A→C，否则通知标签请求子单元324主动向C发起标签请求消息；标签请求子单元324同时受到标签请求计数子单元325的控制，后者控制前者在预设的次数内重复执行标签请求消息发送的操作，直至标签请求子单元324收到C回复的FEC-D标签LBL-C，之后则同样通知LSP创建子单元323基于标签LBL-C、下一跳C创建备份LSP：A→C；反之，如果经标签请求子单元324多次请求都未收到C的回复，则说明C可能有标签过滤等配置从而不能向A通告FEC-D的标签，此时则需要通知LSP创建子单元323按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP，例如A→E；在出现上述LSP创建子单元323按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP的情况时，LSP替换子单元326会按预设的时间间隔通知LDP FRR单元32中的其他子单元重复各自的操作，直至LSP创建子单元323根据备份下一跳LSR、以及备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签成功创建备份LSP：A→C，并替换之前创建的备份LSP：A→E；BFD单元33用于A与B之间链路故障的快速检测，其在检测到故障时会通知IP FRR单元31及LDP FRR单元32分别将路由及LSP切换至备份路由及备份LSP。

另外需要说明的是，上述内容将本发明实施例的LSR应用在图1中的A上仅实现了A→B的备份LSP：A→C，然而由于C上事先便能收到B发送的FEC-D标签LBL-B，从而能够完整建立主用LSP“A→B→D”的备用LSP“A→C→B→D”。

综上所述，本发明的LSR实施例中LDP FRR单元32根据IP FRR单元31计算的备份路由创建备份LSP，保证备份LSP与备份路由的一致，从而能够选择较优路径并且避免出现环路；与传统的LDP FRR相比，实现更加灵活，不必依赖于用户手动配置备份接口；并且在无法基于备份路由创建备份LSP时，LDP FRR单元仍可以采用现有方案创建备份LSP，之后在备份路由上的备份LSP可以建立时，再对之前非基于备份路由创建的备份LSP进行替换；同时，通过引入BFD单元33对故障链路进行快速检测，可以实现BFD、IP FRR、LDP FRR的联动，使故障检测、备份路由切换及备份LSP切换同步完成。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims

1.一种实现标签发布协议LDP快速重路由FRR的方法，应用的本地标签交换路由器LSR上包括互联网协议IP FRR单元及LDP FRR单元，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S2、所述LDP FRR单元根据所述备份下一跳LSR、以及由所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签创建备份标签交换路径LSP。

2.如权利要求1所述实现LDP FRR的方法，其特征在于，

所述步骤S1与S2之间还包括以下步骤：

S1-1-2、所述LDP FRR单元根据收到的通知，在本地LSR上查询是否存在与所述备份下一跳LSR的会话，如果存在则转步骤S1-2-2，否则转步骤S2’；

S1-2-2、所述LDP FRR单元在找到的会话中查询是否存在所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签，如果存在则执行所述步骤S2；

并且该方法还包括的所述步骤S2’为：所述LDP FRR单元按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP。

3.如权利要求2所述实现LDP FRR的方法，其特征在于，所述步骤S1-2-2的查询结果为不存在时，则执行以下步骤：

S1-3-2、由本地LSR主动向所述备份下一跳LSR发送标签请求消息；

S1-4-2、在预设的次数内重复执行所述步骤S1-3-2，直至收到所述备份下一跳LSR根据该标签请求消息发送的FEC-目的LSR标签，之后执行所述步骤S2；如果仍未收到则转所述步骤S2’。

4.如权利要求3所述实现LDP FRR的方法，其特征在于，所述步骤S2’之后还包括：

S3、按预设的时间间隔重复执行所述步骤S1-1-2～S1-4-2，直至成功执行所述步骤S2；

S4、使用所述成功执行步骤S2后创建的备份LSP替换之前所述步骤S2’创建的备份LSP。

5.如权利要求1～4任一项所述实现LDP FRR的方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括：

S5、当所述本地LSR与下一跳LSR的链路出现故障时，本地LSR分别将主用路由及主用LSP切换至基于所述备份下一跳LSR的备份路由及备份LSP。

6.一种实现LDP FRR的LSR，包括用于创建备份路由的IP FRR单元及用于创建备份LSP路径的LDP FRR单元，其特征在于，

7.如权利要求6所述实现LDP FRR的LSR，其特征在于，所述LDP FRR单元具体包括：

会话查询子单元，用于根据所述IP FRR单元的通知在本地LSR上查询是否存在与所述备份下一跳LSR的会话；

标签查询子单元，用于在所述会话查询子单元找到的会话中查询是否存在所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签；

LSP创建子单元，用于根据所述备份下一跳LSR、以及所述标签查询子单元找到的FEC-目的LSR标签创建备份LSP，或在所述会话查询子单元的查询结果为不存在时按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP。

8.如权利要求7所述实现LDP FRR的LSR，其特征在于，所述LDP FRR单元还包括：

标签请求子单元，用于在所述标签查询子单元的查询结果为不存在时主动向所述备份下一跳LSR发送标签请求消息，并对所述备份下一跳LSR根据该标签请求消息发送的FEC-目的LSR标签进行接收；

标签请求计数子单元，用于控制所述标签请求子单元在预设的次数内重复执行向备份下一跳LSR发送标签请求消息的操作，直至收到所述备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签；如果仍未收到则由所述标签请求子单元通知LSP创建子单元按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP。

9.如权利要求8所述实现LDP FRR的LSR，其特征在于，所述LDP FRR单元还包括：

LSP替换子单元，在所述LSP创建子单元按照现有流程根据用户配置或内部规则创建备份LSP时，按预设的时间间隔通知所述LDP FRR单元中的其他子单元重复各自的操作，直至所述LSP创建子单元根据备份下一跳LSR、以及备份下一跳LSR发送的FEC-目的LSR标签成功创建备份LSP，并替换之前创建的备份LSP。

10.如权利要求6～9任一项所述实现LDP FRR的LSR，其特征在于，该LSR还包括：

双向转发检测BFD单元，用于所述本地LSR与下一跳LSR之间链路故障的快速检测，并在检测到故障时通知所述IP FRR单元及LDP FRR单元分别将路由及LSP切换至备份路由及备份LSP。