CN101668235A - 一种t-mpls网络中实现m:n保护的方法 - Google Patents

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罗彦婷
雷学义
李扬
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Abstract

本发明涉及一种T－MPLS网络中实现M：N保护的方法，所述方法包括：判断接收到的告警信息中是否包括指定的保护LSP信息，如果是，使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节；如果否，选择保护LSP，使用选定的保护LSP传递APS协议字节；根据APS信令消息建立或者撤销保护LSP。采用本发明实施例，能够有效的保证在多条链路发生故障时，仍可以为需要保护的工作LSP提供保护。

Description

一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法
技术领域
本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法。
背景技术
传送多协议标签交换(Transport Multi Protocol Label Switching：T-MPLS)是一种面向分组传送应用的技术，基于传统IP机制的传送技术基础上发展而来。T-MPLS采用了面向连接组网方式，并结合了传送网络的丰富功能，支持与IP/MPLS层面高度的技术协同配合及操作的电信级以太网技术，能够满足电信级分组传送网在多业务支持、可扩展性、可靠性、服务质量以及电信级网络管理等各方面的需求。
线性保护是T-MPLS网络中保护链路的主要方法。在线性保护体系中，保护倒换在保护链路的端节点完成。在路径发生故障后，将传输业务迅速切换到另一条路径上去。
在T-MPLS网络中，线性保护可以使用单向1+1保护、双向1:1保护结构，也可以使用1:N保护结构。这些结构都要求当工作路径发生故障时，业务能够快速切换。
目前协议标准中给出的线性保护体系中，只能提供一条保护线路，当出现多个工作线路同时要求倒换的时候，只有一条线路可以得到保护，无法实现对多条线路的保护；另外，当网络发生主用和备用同时故障的特殊情况下，将无法保证通信畅通。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，从而有效的保证在多条链路发生故障时，仍可以为需要保护的工作LSP提供保护。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，所述方法包括：
判断接收到的告警信息中是否包括指定的保护LSP信息，如果是，使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节；如果否，选择保护LSP，使用选定的保护LSP传递APS协议字节；
根据APS信令消息建立或者撤销保护LSP。
优选地，在所述使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节之前进一步包括：
将所述告警信息中指定的保护LSP与本地的LSP使用状态表对比，确定所述保护LSP可用。
优选地，所述使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节具体为：
将所述指定的保护LSP、及本地工作LSP传递的业务优先级写入APS协议字节。
优选地，所述选择保护LSP具体为：
查看保护LSP使用状态表，判断是否存在空闲的保护LSP，如果是，选标号最小的保护LSP作为选定的保护LSP；如果否，按照预定的规则进行保护LSP抢占，确定选定的保护LSP。
优选地，所述预定的规则为：
按照保护倒换请求的优先级进行保护LSP抢占；
若存在至少一个优先级相同的保护倒换请求时，按照工作LSP业务优先级的高低进行LSP抢占。
优选地，所述按照保护倒换请求的优先级进行保护LSP抢占具体为：
查询本地的保护LSP使用状态表，找出所有比当前保护倒换请求的优先级低的保护LSP中、保护倒换请求优先级最低的保护LSP作为选定的保护LSP。
优选地，当存在至少一条所述保护倒换请求优先级最低的保护LSP时，按照预定的规则选择一个保护LSP作为倒换路由。
优选地，所述使用选定的保护LSP传递APS协议字节具体为：
将所述选定的保护LSP、及要保护的工作LSP的业务优先级写入APS协议字节。
优选地，当所述告警信息为双向链路单向故障时，由故障端节点选择保护LSP，并将选定的保护LSP发送至对端节点；
对端节点查询所述选定的保护LSP，确定其可用，进行保护倒换。
优选地，当所述告警信息为双向链路双向故障时，链路两端节点分别选择保护LSP，且两端分别选定的保护LSP一致。
优选地，当所述选定的保护LSP为强制倒换或锁定状态时，为所述选定的保护LSP所保护的工作LSP重新选择保护LSP。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例提供一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，能够根据告警信息的类型确定相应的保护LSP，当告警信息中包括指定的保护LSP信息时，使用指定的保护LSP；否则，选择可用的保护LSP，实现业务的保护倒换。从而保证了多个工作LSP发生故障情况下仍然可以为需要保护的工作LSP提供保护。
附图说明
图1为本发明实施例的T-MPLS网络中实现M:N保护的方法流程图；
图2为APS信令格式示意图；
图3为本发明实施例的T-MPLS网络实现2:3线性保护的拓扑结构图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，从而有效的保证在多条链路发生故障时，仍可以为需要保护的工作LSP提供有效保护。
采用M:N线性体系结构，可以在T-MPLS网络中实现M个保护标签交换路径(Label Switching Path：LSP)对N个工作LSP的保护。当有M个工作LSP发生故障时，可以倒向不同的保护LSP。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，为本发明所述T-MPLS网络中实现M:N保护的方法流程图。所述方法具体包括以下步骤：
步骤S101：判断是否接收到告警信息，如果是，进入步骤S102，否则，等待；
当接收到告警信息时，说明存在工作LSP发生故障，需要进行保护倒换。
步骤S102：判断接收到的所述告警信息中是否包括指定的保护LSP信息，如果否，进入步骤S103；如果是，进入步骤S107；
在T-MPLS网络中，所述告警信息一般包括两种：OAM(OperationsAdministration Maintenance，运营、管理、维护)告警和自动保护倒换(AutomaticProtection Switched：APS)告警。其中，对于所述OAM告警，其传递的APS信息(即为告警信息)中会包括有指定的保护LSP信息；而对于APS告警，并不会包括指定的保护LSP信息。
步骤S103：查看保护LSP使用状态表，判断当前是否存在空闲的保护LSP，如果是，进入步骤S104；如果否，进入步骤S105；
步骤S104：使用目前空闲的保护LSP中标号最小的保护LSP作为选定的保护LSP，进入步骤S106；
步骤S105：若当前所有的保护LSP全部用完，按照预定规则进行保护LSP抢占，确定选定的保护LSP，进入步骤S106；
所述预定的规则为：按照保护倒换请求的优先级进行保护LSP抢占；若存在至少一个优先级相同的保护倒换请求时，按照工作LSP业务优先级的高低进行LSP抢占。
步骤S106：使用选择的所述选定的保护LSP传递APS协议字节，具体为在协议字节的保留字节位置设置所述选定的保护LSP(4位，二进制表示)，以及将要保护的工作LSP中业务的优先级(4位，二进制表示)并更新保护LSP使用状态表，进入步骤S108；
其中，所述APS协议字节中需要写入的信息包括：选定的保护LSP、将要进行保护倒换的工作LSP的业务优先级。
步骤S107：查看告警信息中所述指定的保护LSP信息，与本地的LSP使用状态表进行对比，判断所述指定的保护LSP是否可用(即为空闲，未被占用)，如果是，使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节，进入步骤S108；否则，返回所述指定的保护LSP无效的信息；
其中，所述使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节具体为：将所述指定的保护LSP(4位，二进制表示)、本地工作LSP传递的业务优先级(4位，二进制表示)写入APS协议字节。
其中，所述返回指定的保护LSP无效的信息具体为：将所述APS协议字节保留字节的前四位全置为1。
当本地节点发现指定的保护LSP已被占用时，向对端返回该保护LSP无效的信息，当对端节点接收到上述反馈信息后，会重新选择保护LSP，其选择的方法与发生OAM告警时，选择保护LSP的方法相同。
步骤S108：根据APS协议字节建立或者撤销保护LSP。
本发明实施例提供一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，能够根据告警信息的类型确定相应的保护LSP，当告警信息中包括指定的保护LSP信息时，使用指定的保护LSP；否则，选择可用的保护LSP，实现业务的保护倒换。从而保证了多个工作LSP发生故障情况下仍然可以为需要保护的工作LSP提供保护。
下面本发明所述方法的各步骤进行详细阐述：
首先，判断是否接收到告警信息，如果是，说明当前T-MPLS网络中某一个工作LSP需要进行保护倒换，此时端节点(设为A节点)的APS据链路信息，产生一个新的保护倒换请求，如将出现故障的工作LSP倒换到保护LSP中。
在端节点A检测到本地APS传来的保护倒换请求时，首先查询自己的保护LSP使用状态表，确定是否存在空闲的保护LSP，如果存在且具有多条保护LSP未被使用时，按照预定的规则选择一个保护LSP作为倒换路由(即为选定的保护LSP)；如果所有的保护LSP都被使用，则需要进行保护LSP抢占。
当所有的保护LSP都被使用，仍有保护倒换请求时，需要进行保护LSP抢占。此时，首先根据保护倒换请求的优先级决定抢占关系；其次根据被保护的工作LSP业务优先级的高低决定抢占关系，一般标号小的业务具有较高的优先级，所述业务优先级的高低写进APS预留的四个字节内。
所述根据保护倒换请求的优先级决定抢占关系具体为，查询本地的保护LSP使用状态表，所有比当前保护倒换请求的优先级低的保护LSP中、保护倒换请求优先级最低的保护LSP作为选定的保护LSP，将其上的业务从保护LSP上释放掉，采用该保护LSP保护当前需要保护的工作LSP。如果存在多条保护倒换请求优先级最低的保护LSP，则按照预定的规则选择一个保护LSP作为倒换路由。
举例解释为：假设当前接收到的保护倒换请求优先级为3级。通过查看本地的保护LSP使用状态表发现，所有的保护LSP均被占用，且占用保护LSP的保护倒换请求有很多种，优先级包括3级、2级、1级。假设，优先级为2级的保护倒换请求有3个、优先级为1级的保护倒换请求为2个。则，比当前接收到的保护倒换请求优先级低的共有5个，选择这5个中优先级最低的、即优先级为1级的。此时，所述保护倒换请求优先级最低的保护LSP有两条，则按照预设的规则选择一条作为选定的保护LAP。
选定保护LSP后，本地节点A进行业务倒换，并通过APS信令格式(即为APS协议字节)向对端节点(设为节点B)发送保护倒换请求。其中，所述APS信令中含有选定的保护LSP信息以及业务优先级信息。
对端节点B检测到节点A发送来的所述保护倒换请求后，首先查看其包含的所述选定的保护LSP信息，如果发现所述选定的保护LSP在本地的LSP使用状态表中为占用状态，则向上报警，并不更新本地的使用状态；否则，更新本地的LSP使用状态，并从所述保护LSP上接受业务，同时返回APS信令给节点A，告知本地节点B已经倒换成功。
值得说明的是，本发明使用的APS信令是遵照T-MPLS相关协议G.8131中的格式，参照附图2，为APS信令格式示意图。
如图2所示，要使用的保护LSP可以通过APS信令的保留字节来传递，共八位字节，前四位用于写入保护LSP的序号，以二进制形式传递。所述APS信令最多可以包括16个保护LSP，其后四位用于指示工作LSP传送的业务优先级的高低，用于在没有保护LSP抢占时使用。
使用所述选定的保护LSP传递协议字节，具体为在所述协议字节的保留字节位置设置的所述选定的保护LSP的标号以及传递业务的优先级。
本发明所述方法的基本思想是：使倒换的头端和尾端的APS协议处理器根据一套规定的规则确定所述选定的保护LSP，确定之后在所述保护LSP上传递APS信令，从而完成保护倒换。
值得说明的是，本发明所述按照预定的规则选择保护一个LSP作为倒换路由中，所述预定的规则具体包括：
1)当存在多条保护LSP空闲时，优先选择标号较小的保护LSP开始使用。
2)当同时有多个保护倒换请求时(即多条工作LSP同时发生故障且需要进行保护倒换)，按照保护倒换请求的优先级选择保护LSP。
具体为，保护倒换请求等级较高的选择标号较小的保护LSP；保护倒换请求等级相对低的选择标号较大的保护LSP。
所述保护倒换请求优先级的高低与原协议规定的一致，具体见表1。
表1：保护倒换请求优先级关系表
 保护倒换请求     优先级
 LO保护锁定     优先级1
 FS强制倒换     优先级2
 SF信号失效     优先级3
 SD信号劣化     优先级4
 MS人工倒换     优先级5
 WTR等待恢复     优先级6
 EXER     优先级7
 RR反向请求     优先级8
 DNR不恢复     优先级9
 NR无请求     优先级10
3)当所述告警信息为双向链路单向故障时，由故障端节点决策选择保护LSP，并将选定的保护LSP通过APS信息发送至对端节点；
对端节点根据接收到的远端APS信息，查询所述选定的保护LSP的信息，进行保护倒换；所述保护LSP的信息写进预留的四个字节内。
4)当所述告警信息为双向链路双向故障(正反向全部出现故障)时，由链路两端的端节点分别决策选择保护LSP，且两端分别选定的保护LSP必须一致。如果出现不一致的情况，则需要放弃已经选定的保护LSP，选择标号较大的保护LSP。
5)所述LSP使用状态表由首末节点共同维护。所述LSP使用状态表为动态表格，其内容包括：保护LSP占用情况、保护的工作LSP情况、业务优先级、保护倒换请求优先级，具体见表2所示。
其中，所述保护的工作LSP是指：当前占用该保护LSP的工作LSP。表2中，标识保护的工作LSP序号为0表示该保护LSP当前未被占用。
表2：LSP使用状态表
保护LSP序号 保护的工作LSP序号   业务优先级 保护倒换请求优先级
  1 0   1 2
  2 2   2 1
  3 1   3 1
下面通过具体示例对所述LSP使用状态表进行说明：
序号为1的保护LSP，其保护的工作LSP序号为0，说明该保护LSP当前未被占用，处于空闲状态；该保护LSP的业务优先级为1，保护倒换请求优先级为2；
序号为2的保护LSP，其保护的工作LSP序号为2，说明该保护LSP当前被序号为2的工作LSP占用；该序号为2的工作LSP的业务优先级为2，保护倒换请求优先级为1。
本发明实施例所述方法，能够根据需要保护的工作LSP的保护倒换请求的优先级和保护LSP的使用情况具体确定相应的保护LSP，实现业务保护倒换，从而保证了多个工作LSP发生故障情况下仍然可以为需要保护的工作LSP提供保护。同时，当所有的保护LSP已经被占用后，仍可以根据保护倒换请求的优先级或业务等级进行保护LSP抢占，使得优先级等级较高的业务能够及时得到保护，避免业务终端，从而提高T-MPLS网络中业务传输的可靠性。
优选地，本发明实施例中，所述方法进一步包括：
当T-MPLS网络中传输业务的所述选定的保护LSP为强制倒换(fail)或者是锁定(L0)状态时，必须为该保护LSP保护的工作LSP重新选择新的保护LSP。
当两个网络节点中的一个检测到单向失效时，需要链路两端的两个网络节点同时进行保护倒换操作。
当发生故障的工作LSP恢复正常时，需要将倒换到保护LSP上的业务重新恢复到所述工作LSP上传输。
下面以图3为例，说明采用本发明所述方法实现2:3线性保护的具体过程。参照图3，为本发明实施例的T-MPLS网络实现2:3线性保护的拓扑结构图。
所述T-MPLS网络中，需要在两个APS节点A和B之间实现2:3保护。其中，包括2个保护LSP：P1和P2；3个工作LSP：W1、W2和W3。
1、在T1时刻，3个工作LSP：W1、W2和W3均处于正常状态；保护LSP：P1和P2空闲。
其中，3个工作LSP的业务优先级为：W3＞W2＞W1。
2、在T2时刻，工作LSP-W2在节点B的APS处理器收到OAM传来的告警信息。假定，所述告警信息为SF(信号失效)告警。
2.1、节点B的APS处理器确认收到了新的告警信息，表明需要建立SF保护倒换。
2.2、节点B的APS处理器查看本地的LSP使用状态表，判断得出保护LSP-P1和保护LSP-P2均处于空闲状态，且两个保护LSP均正常。此时，由于保护LSP-P1的标号较小，使用保护LSP-P1作为选定的保护LSP。
2.3、节点B的APS处理器将本地业务保护倒换到所述选定的保护LSP(保护LSP-P1)，并且填充所述保护LSP-P1为所使用的保护LSP至预留字节，同时通过APS处理器向节点A传送APS反向保护信令，其中，所述APS反向保护信令包含保护倒换请求的类型、选定的保护LSP信息；节点A的APS处理器收到节点B发送的远端APS保护倒换请求后，完成工作LSP-W2在节点A的正反向保护倒换，并发送APS倒换确认信令给节点B，表明节点A倒换成功；节点B的APS处理器收到所述确认信令后，完成节点B的正向倒换。
至此，完成工作LSP-W2至保护LSP-P1的双向倒换。
见表3-a，为T2时刻保护LSP使用状态表
保护LSP序号 保护的工作LSP序号   业务优先级 保护倒换请求优先级
  P1 W2   2 3(SF)
3、在T3时刻，工作LSP-W1在A-＞B方向的节点B的APS处理器收到APS传来的告警信息。假定，所述告警信息为SF(信号失效)告警。
3.1、节点B的APS处理器查看本地的LSP使用状态表，发现只有保护LSP-P2处于空闲状态，确定保护LSP-P2作为选定的保护LSP，并将所述选定的保护LSP信息写进APS信令，并本地倒换B-＞A方向到保护LSP-P2，同时填充信息至所述保护LSP使用状态表。
3.2、节点B使用该保护LSP-P2发送APS信令至节点A。节点A的APS处理器收到节点B发送的SF保护倒换请求后，通过保护LSP-P2发送反向APS请求，并且进行本地正反向桥接倒换。
3.3、节点B接收到节点A的反向APS请求后，将A-＞B方向的工作LSP倒换到保护LSP-P2上。
至此，完成工作LSP-W1至保护LSP-P2的倒换。
见表3-b，为T3时刻保护LSP使用状态表
保护LSP序号 保护的工作LSP序号   业务优先级 保护倒换请求优先级
  P1 W2   2 3(SF)
  P2 W1   3 3(SF)
4、在T4时刻，工作LSP-W3在A-＞B方向的节点B的APS处理器检测到OAM传来的告警信息。假定，所述告警信息为SF(信号失效)告警。
4.1、节点B的APS处理器收到新的告警SF后，查看本地的LSP使用状态表，发现保护LSP-P1和保护LSP-P2均被占用。此时，节点B的APS处理器首先查找保护倒换请求级别最低的保护LSP，发现三个保护倒换请求均为SF告警，优先级相同；接着，节点B的APS处理器比较各工作LSP的业务级别，发现工作LSP-W1的级别最低，同时查询得到工作LSP-W1占用的保护LSP为保护LSP-P2。因此，决定工作LSP-W3抢占所述保护LSP-P2。
4.2、节点A和节点B两端释放在保护LSP-P2上传送的工作LSP-W1的业务。
4.3、节点A和节点B按照与T3时刻类似的方法建立对工作LSP-W3的保护倒换。
见表3-c，为T4时刻保护LSP使用状态表
保护LSP序号 保护的工作LSP序号   业务优先级 保护倒换请求优先级
  P1 W2   2 3(SF)
  P2 W3   1 3(SF)
本发明实施例提供的T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，能够根据告警信息的类型确定相应的保护LSP，当告警信息中包括指定的保护LSP信息时，使用指定的保护LSP；否则，选择可用的保护LSP，实现业务的保护倒换。从而保证了多个工作LSP发生故障情况下仍然可以为需要保护的工作LSP提供保护。
以上对本发明所提供的一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1、一种T-MPLS网络中实现M:N保护的方法，其特征在于，所述方法包括：
判断接收到的告警信息中是否包括指定的保护LSP信息，如果是，使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节；如果否，选择保护LSP，使用选定的保护LSP传递APS协议字节；
根据APS信令消息建立或者撤销保护LSP。
2、根据权利要求1所述的方法所述，其特征在于，在所述使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节之前进一步包括：
将所述告警信息中指定的保护LSP与本地的LSP使用状态表对比，确定所述保护LSP可用。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述使用所述指定的保护LSP传递APS协议字节具体为：
将所述指定的保护LSP、及本地工作LSP传递的业务优先级写入APS协议字节。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择保护LSP具体为：
查看保护LSP使用状态表，判断是否存在空闲的保护LSP，如果是，选标号最小的保护LSP作为选定的保护LSP；如果否，按照预定的规则进行保护LSP抢占，确定选定的保护LSP。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定的规则为：
按照保护倒换请求的优先级进行保护LSP抢占；
若存在至少一个优先级相同的保护倒换请求时，按照工作LSP业务优先级的高低进行LSP抢占。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照保护倒换请求的优先级进行保护LSP抢占具体为：
查询本地的保护LSP使用状态表，找出所有比当前保护倒换请求的优先级低的保护LSP中、保护倒换请求优先级最低的保护LSP作为选定的保护LSP。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当存在至少一条所述保护倒换请求优先级最低的保护LSP时，按照预定的规则选择一个保护LSP作为倒换路由。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用选定的保护LSP传递APS协议字节具体为：
将所述选定的保护LSP、及要保护的工作LSP的业务优先级写入APS协议字节。
9、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述告警信息为双向链路单向故障时，由故障端节点选择保护LSP，并将选定的保护LSP发送至对端节点；
对端节点查询所述选定的保护LSP，确定其可用，进行保护倒换。
10、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述告警信息为双向链路双向故障时，链路两端节点分别选择保护LSP，且两端分别选定的保护LSP一致。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述选定的保护LSP为强制倒换或锁定状态时，为所述选定的保护LSP所保护的工作LSP重新选择保护LSP。
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