CN102006214A - 一种基于路径绑定的mpls-tp的抄近保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法，本发明方法包括环网保护链路配置：环网节点为上环的LSP配置环回保护的保护路径和Steering保护的路径；环网发生故障：1)故障链路相邻节点的处理，2)非故障链路相邻节点的处理。本发明不需要拓扑发现协议支持，同时提升了Steering保护的保护速度，这对提升基于MPLS-TP技术的环网性能是非常有意义的。

Description

一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法 

技术领域

本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种基于路径绑定的MPLS-TP的Steering保护方法。 

背景技术

MPLS(Multi-protocol Label Switching，简称多协议标签交换)是当今分组交换网的最重要的一项技术，目前已经由点到点发展到点到多点，如此复杂的技术如果用于电信级网络，需要在MPLS中补充强大的OAM(操作与管理)功能，MPLS-TP(MPLS TransportProftle，即：MPLS传输框架)正是在这种背景下提出的，它是ITU-T和IETF组成的联合工作组(JWT)开发的协议族，涉及OAM、生存性、网管和控制面等多项技术，目的在于提高传送网的功能和互操作特性。IETF主要由MPLS、CCAMP、PWE3和L2VPN这些工作组共同来完成，ITU-T也制定了一些标准，如：G.8110.1、G.8121、G.8131、G.8132、G.8113和G.8114等。 

目前，在MPLS-TP的标准制定过程中，在可靠性和生存性等方面已经被提到重要议程，其中对于MPLS-TP的线性保护，参会专家没有太大的异议，基本达成一致。但是，对于环网保护方案，现有提出保护方案有很多种，比较有代表性的有：FRR的bypass保护方法、FRR的Detour保护方法以及基于G.8132保护方法。其中，FRR的bypass保护方法、FRR的Detour保护方法不采用APS消息，它们需要在每条保护路径的两端配置管理实体(MEP)(即：要配置大量的管理实体)，成对的MEP之间要发送CCM报文以判断保护路径是否完好，这些CCM报文浪费了大量的网络资源。因此，目前大家比较关注的是基于APS消息的G.8132的方案。 

基于ITU-T G.8132的方案在IETF已经有类似的工作组草案(即：draft-weingarten-mpls-tp-ring-protection)，该草案有两种方案，即：Wrapping保护方式和Steering保护方案。其中Wrapping保护方案是一种快速保护方案，Steering方案是一种慢速 保护方案，主要用来优化保护路径。本专利主要涉及Steering保护方案，下面我们先介绍草案中的Wrapping保护方法。 

如图1a所示，在使用Wrapping保护方式的情况下，当环网无故障时，LISP1为由A到D的标签交换路径，它的工作路径和工作标签描述为： 

A{W1}→B{W2}→C{W3}→D； 

保护路径和保护标签为： 

A{P1}→F{P2}→E{P3}→D{P4}→C{P5}→B{P6}→A 

其中，工作标签与保护标签的关联关系为： 

{W1}←→{P6}；{W2}←→{P5}；{W3}←→{P4}； 

特别说明的是：1)标签交换的使用：以节点B为例，当节点B从节点A收到带有“标签W1”的分组时，该节点查表，查询出“标签W1”对应的条目中的出标签为“标签W2”，该节点将收到的分组头中的“标签W1”替换为“标签W2”，同时将该分组从查询到的条目中对应的出端口转发出去；2)将保护路径和工作路径的部分标签关联或绑定目的是环回机制打下基础。 

如图1b所示，当<B，C>链路发生故障时，节点B和节点C分别沿环上两个端口向对方发送APS(自动保护)消息。节点B将LISP1的工作标签{W1}切换到关联的保护标签{P6}，然后LISP1上传送的数据流沿环网回绕到节点C，随后节点C将LISP1的保护标签{P4}切换到工作标签{W3}，沿工作路径发送到节点D，然后下环。因此当<B，C>链路发生故障后，LISP1的路径和标签状况如下所示： 

A{W1}→B{P6}→A{P1}→F{P2}→E{P3}→D{P4}→C{W3}→D 

草案中的wrapping保护方案是基于APS消息的快速保护方法，存在带宽严重浪费的缺点这种情况在越洋业务中显得更加突出，为此，IETF的草案和ITU-T G.8132又都推出了Steering保护方法。 

如图2a所示，在使用Wrapping保护方式的情况下，当环网无故障时，LISP1为由A到D的标签交换路径，它的工作路径和工作标签描述为： 

A{W1}→B{W2}→C{W3}→D； 

保护路径和保护标签为： 

A{P1}→F{P2}→E{P3}→D 

特别说明的是：1)标签交换的使用：以节点B为例，当节点B从节点A收到带有“标 签W1”的分组时，该节点查表，查询出“标签W1”对应的条目中的出标签为“标签W2”，该节点将收到的分组头中的“标签W1”替换为“标签W2”，同时将该分组从查询到的条目中对应的出端口转发出去； 

如图2b所示，当<B，C>链路发生故障时，节点B和节点C分别沿环上两个端口向对方发送APS(自动保护)消息。节点A收到故障通知消息(APS消息)后，节点A依据本地保存的拓扑数据库来判断哪些上环和下环的LSP受到影响，例如节点A判断出上环的LSP 1受到影响，节点A将LISP1的工作标签{W1}切换到关联的保护标签{P1’}上，LSP1的数据流将沿着保护路径传送，该保护路径和标签的使用如下所示： 

A{P1’}→F{P2’}→E{P3’}→D； 

上述的的Steering慢速保护方案是一种基于拓扑数据库查询的方法，存在保护的收敛速度慢和协议复杂(需要拓扑发现协议)的缺点。本发明将设计一种新型的无需拓扑保护协议的Steering保护方法。 

ITU-T G.8132和IETF的工作组草案“draft-weingarten-mpls-tp-ring-protection”中提到的Steering保护方法存在着需要复杂的拓扑协议支撑的问题。 

如图1b所示，当<B，C>链路发生故障时，节点A收到故障通知报文后，需要根据拓扑数据库的变化情况判断出上环的LSP 1是否受到影响，然后节点A才能将LISP1的工作标签{W1}切换到关联的保护标签{P1’}上，LSP1的数据流将沿着保护路径传送。 

该方案的最主要问题是需要引入拓扑发现协议，引入拓扑更新协议将带来以下缺点。 

1)首先拓扑发现协议收敛速度较慢，原因是拓扑协议报文需要在每个节点都上送控制面进行处理，不能够直接在数据面处理； 

2)节点需要知道网络拓扑什么时候收敛； 

3)增加拓扑发现协议将增加保护协议的复杂性。 

通过对上述问题的分析，传统的Steering保护方法需要有拓扑发现协议支持，存在保护速度慢和协议较复杂的问题。 

发明内容

技术问题：本发明目的是针对背景技术中提及的缺陷提供一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法。 

技术方案：本发明为实现上述目的，采用如下技术方案： 

本发明一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法如下： 

环网保护链路配置 

环网节点为上环的LSP配置环回保护的保护路径和Steering保护的路径； 

环网发生故障 

1)故障链路相邻节点的处理 

当环网的链路发生故障时，故障相邻节点检测到故障时，首先阻塞故障端口的数据报文转发功能，周期性地沿环上端口发送故障通知报文(SF)；对所述节点的上环并且受影响的LSP采用Steering保护即“抄近保护”，即：所述节点将上环的并且受到影响的LSP倒换到“Steering保护”使用的保护路径；对从所述节点过环的并且受到影响的LSP采用Wraping保护即“环回保护”，即：所述节点将过环的并且受到影响的LSP倒换到“环回保护”使用的保护路径； 

2)非故障链路相邻节点的处理 

非故障链路相邻节点收到SF报文后，所述节点对由该节点上环的LSP进行检查：当所述节点从所述上环的LSP的“环回保护路径”上收到环回报文时，该节点将所述上环的LSP从“环回保护路径”倒换到“Steering保护”使用的保护路径。 

有益效果： 

本发明是一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法，与传统的Steering保护方案相比，该方法不需要拓扑发现协议支持，同时提升了Steering保护的保护速度，这对提升基于MPLS-TP技术的环网性能是非常有意义的。 

附图说明

图1a是采用环回保护方案情况下的保护路径的配置； 

图1b是环网发生故障情况下的数据流环回转发的示意图； 

图2a是采用Steering保护方案情况下的工作和保护路径的配置； 

图2b是环网发生故障情况下采用Steering保护方案的数据流转发的示意图； 

图3和图4是本发明实施的具体流程图； 

图5a和5b是本发明的实施例1； 

图5c和5d是本发明的实施例1链路发生故障时示意图。 

具体实施方式

本发明提出一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法，其内容为两部分： 

1.环网保护链路配置 

环网节点为上环的LSP配置环回保护的保护路径和Steering保护的路径，例如：LSP 1的环回保护路径和Steering保护路径分别见图1a和图2a； 

2.环网发生故障 

1)故障链路相邻节点的处理 

当环网的链路发生故障时，故障相邻节点检测到故障时，首先阻塞故障端口的数据报文转发功能，周期性地沿环上端口发送故障通知报文(SF)；对所述节点的上环并且受影响的LSP采用“Steering保护”，即：所述节点将上环的并且受到影响的LSP倒换到“Steering保护”使用的保护路径；对从所述节点过环的并且受到影响的LSP采用“环回保护”，即：所述节点将过环的并且受到影响的LSP倒换到“环回保护”使用的保护路径； 

2)非故障链路相邻节点的处理 

非故障链路相邻节点收到SF报文后，所述节点对由该节点上环的LSP进行检查。当所述节点从所述上环的LSP的“环回保护路径”上收到环回报文时，该节点将所述上环的LSP从“环回保护路径”倒换到“Steering保护”使用的保护路径； 

特别说明： 

本发明主要关注新型的Steering保护方法，上述核心内容牵涉到的“环回保护”采用IETF草案或ITU-T G.8132中已经有的方案； 

为了进一步说明本发明的方案，本发明的步骤阐述如图3和图4所示： 

图3是故障链路相邻节点的处理流程： 

步骤301，环网的节点检测到相邻链路发生故障，所述节点阻塞与故障链路相邻的环上端口； 

步骤302，所述节点沿两个环上端口周期性地发送故障通知报文(SF)，并且对LSP进行检查； 

步骤303，对LSP分两类情况：情况1，LSP是上环LSP，转入步骤304。情况2，LSP是过环LSP，转入步骤306； 

步骤304，所述节点判断LSP是否收到影响，如果受到影响，转入步骤305； 

步骤305，所述节点将LSP从工作路径倒换到“Steering保护”采用的保护路径； 

步骤306，所述节点判断LSP是否收到影响，如果受到影响，转入步骤307； 

步骤307，所述节点将所述过环LSP的数据倒换到“环回保护”的保护路径上； 

图4是非故障链路相邻节点的处理流程： 

步骤401，所述非故障链路相邻节点的端口接收环上传送来的故障通知报文(SF报文)； 

步骤402，所述节点判断该SF报文是否是最新的SF报文，如果是，转入步骤403； 

步骤403，所述节点对上环的LSP进行检查，判定所述的LSP是否受到影响，即，是否用“环回保护”的保护路径传送数据，如果是，转入步骤404； 

步骤404，所述节点将所述上环的LSP从“环回保护路径”倒换到“Steering保护”使用的保护路径； 

实施例、环网发生故障： 

如图5a所示，环网包含的节点有A、B、C、D、E、F和G，包含的链路有<G，A>、<A，B>、<B，C>、<C，D>、<D，E>和<E，F>链路。LISP1为由节点A到节点D的标签交换路径，它的工作路径和工作标签描述为： 

A{W1}→B{W2}→C{W3}→D 

“环回保护”的保护路径和标签为： 

A{P1}→F{P2}→E{P3}→D{P4}→C{P5}→B{P6}→A 

如图5b所示，“Steering保护”的保护路径和保护标签为： 

A{P1’}→F{P2’}→E{P3’}→D 

如图5c所示，当<B，C>链路发生故障时，节点B和节点C分别沿环上两个端口向对方发送APS(自动保护)消息。节点B发现LSP1是过环LSP，将LISP1的工作标签{W1}切换到关联的保护标签{P6}，然后LISP1上传送的数据流沿环网回绕到节点C，随后节点C将LISP1的保护标签{P4}切换到工作标签{W3}，沿工作路径发送到节点D，然后下环。因此当<B，C>链路发生故障后，LISP1的路径和标签状况如下所示： 

A{W1}→B{P6}→A{P1}→F{P2}→E{P3}→D{P4}→C{W3}→D 

如图5d所示，节点A收到SF报文后，立刻开始检查由节点A上环的LSP是否在使用它们的环回保护路径，即：确定上环的LISP是否收到影响。例如：LSP1是在节点A上环的，节点A发现LISP1的环回保护路径正在传送数据报文，节点A将LSP1的环回保护路径上传送的数据流倒换到“Steering保护”使用的保护路径上，即：节点A将LISP1的“环回保护 路径”标签{P6}切换到“Steering保护路径”标签{P1’}，随后数据流将沿着“Steering保护路径”传送，即： 

A{P1’}→F{P2’}→E{P3’}→D 

通过上面分析可知，本发明提供的Steering方法不需要拓扑发现协议的支持，同时，还能够很好地兼容已有的环回保护方案，大大提高了MPLS-TP的网络性能。 

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (1)

1.一种基于路径绑定的MPLS-TP的抄近保护方法，其特征在于所述方法如下：

环网保护链路配置

环网节点为上环的LSP配置环回保护的保护路径和Steering保护的路径；

环网发生故障

1)故障链路相邻节点的处理

当环网的链路发生故障时，故障相邻节点检测到故障时，首先阻塞故障端口的数据报文转发功能，周期性地沿环上端口发送故障通知报文(SF)；对所述节点的上环并且受影响的LSP采用Steering保护即“抄近保护”，即：所述节点将上环的并且受到影响的LSP倒换到“Steering保护”使用的保护路径；对从所述节点过环的并且受到影响的LSP采用Wraping保护即“环回保护”，即：所述节点将过环的并且受到影响的LSP倒换到“环回保护”使用的保护路径；

2)非故障链路相邻节点的处理

非故障链路相邻节点收到SF报文后，所述节点对由该节点上环的LSP进行检查：当所述节点从所述上环的LSP的“环回保护路径”上收到环回报文时，该节点将所述上环的LSP从“环回保护路径”倒换到“Steering保护”使用的保护路径。

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