CN102025632A - Mpls网络中数据分组的标签分配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种MPLS网络中数据分组的标签分配方法及系统，以减少MPLS域内LSP的数量，降低系统资源的消耗。在有序标签分发控制模式下，根据数据分组的元素来确定分配的标签；如果数据分组的元素相同，则为这些数据分组分配相同的标签；如果数据分组的元素不相同，则为这些数据分组分配不同的标签；所述数据分组是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组。本发明减少了LSP的数量和需要存储的标签信息，节约了系统资源；减少了需要安装的MPLS转发表项，简化了标签分配处理流程，提高了数据转发效率。

Description

MPLS网络中数据分组的标签分配方法及系统

技术领域

本发明涉及MPLS(多协议标签交换)网络中的标签交换技术，特别涉及使用LDP(标签分发协议)分发标签的方法及系统。

背景技术

在MPLS网络中，LDP是专门用来分发标签的，LDP的主要功能就是根据FEC(一种数据分组，称为转发等价类)元素来划分不同的FEC，然后为不同的FEC分配不同的标签并通告给邻居LSR(标签交换设备)。LSR是MPLS网络的节点，LDP就运行在这些设备上面。

FEC是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组，可以通过FEC元素来划分。FEC元素一般包含了路由前缀、主机地址、下一跳等等，在使用FEC元素时，可以使用其中一个或多个的组合来划分FEC，现在的技术一般是根据路由前缀来划分的。

当IP报文进入MPLS网络时，入口LSR会依据某种规则来确定对应的FEC以及与之对应的出标签，然后给报文加上相应的标签后从某接口发送出去。后续的LSR只需沿着由标签交换确定的路径转发报文即可。当报文到达出口LSR时，出口LSR会将标签剥去，然后根据IP转发规则处理报文。报文从入口LSR到出口LSR所经过的LSR集合构成的数据传输通路就是LSP(标签交换路径)。

IP路由表包括路由前缀、下一跳、出接口等基本要素，LDP根据路由前缀来划分FEC是常见做法，也就意味着，LDP会为不同的路由前缀分配不同的标签，建立不同的LSP。

LDP支持两种标签分发控制模式，独立标签分发控制模式和有序标签分发控制模式。

所谓有序标签分发控制模式是指FEC标签映射只有在下列条件之一发生时才会通告给邻居：1、LSR是FEC的出口LSR；2、LSR已经从FEC的下游LSR收到FEC标签映射。

上游LSR和下游LSR是指在MPLS网络中，沿标签报文传送的方向相邻的两个LSR。

按照现有技术在有序标签分发控制模式下分发标签并形成LSP，会产生如图1所示的结果。虽然到达网络A与网络B的数据报文在MPLS域内所经过的设备是相同的，但是根据现有技术分发标签，R3会为网络A和网络B分配两个不同的标签并通告给R2，同样，R2也会为网络A和网络B分配两个不同的标签并通告给R1，由此在MPLS域内形成了两条LSP。

在实际的网络环境中，网络布局复杂，而且在核心网络中有大量类似的情况，一个LER(标签交换边缘设备)连接多个非MPLS域内的网络，去往这些网络的数据报文在MPLS域内经过相同的设备，但是对应每个网络都有一条LSP存在。由于需要在设备上保存标签信息，控制平面和数据平面都会消耗一定的内存，多一条LSP就会多保存一份标签信息，当分配的标签数量较为庞大时，消耗的内存就相当可观。现在MPLS网络中的大多数设备都是支持MPLS硬件转发的，存储标签信息会耗费硬件资源，而硬件资源是有限的，减少分配的标签数量可以节约硬件资源。

LDP通过发送标签映射消息来通告为FEC分配的标签信息，标签映射消息中携带的FEC和标签可以是N∶1的关系，也就是说如果为N个FEC分配的是相同的标签，那就只需要发送一个标签映射消息即可，而分配不同的标签则需要发送与分配的标签数量相同的标签映射消息，这会消耗网络带宽和增加设备的处理压力。

LDP每次为FEC分配标签时，都需要安装MPLS转发表项，多次标签分配处理流程也会更加繁杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种MPLS网络中数据分组的标签分配方法及系统，以减少MPLS域内LSP的数量，降低系统资源的消耗。

本发明的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，在有序标签分发控制模式下，根据数据分组的元素来确定分配的标签；如果数据分组的元素相同，则为这些数据分组分配相同的标签；如果数据分组的元素不相同，则为这些数据分组分配不同的标签；所述数据分组是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组。

具体的，所述数据分组的元素包括数据传输的下一跳、出接口以及出标签。

进一步的，所述数据分组是在MPLS网络中任意两台设备之间传输的数据分组。

特别的，所述数据分组是在MPLS网络中两个LSR之间传输的数据分组。

本发明的MPLS网络中数据分组的标签分配系统，包括：标签分发单元，用于向上游分发标签；标签接收单元，用于接收下游发送的标签；其特征在于，还包括要素比较单元，用于比较数据分组的元素，如果数据分组的元素相同，则为这些数据分组分配相同的标签，如果数据分组的元素不相同，则为这些数据分组分配不同的标签；所述数据分组是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组。

具体的，所述数据分组的元素包括数据传输的下一跳、出接口以及出标签。

具体的，所述数据分组是在MPLS网络中任意两台设备之间传输的数据分组。

特别的，所述数据分组是在MPLS网络中两个LSR之间传输的数据分组。

本发明的有益效果是，减少了LSP的数量和需要存储的标签信息，节约了系统资源；减少了需要安装的MPLS转发表项，简化了标签分配处理流程，提高了数据转发效率。

附图说明

图1是现有技术MPLS网络中标签分发方式示意图；

图2是本发明出口LSR的标签分发流程图；

图3是本发明核心LSR的标签分发流程图；

图4是本发明入口LSR的标签处理流程图；

图5是系统结构示意图；

图6是实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明的MPLS网络中数据分组的标签分配方法基于LDP，根据路由前缀划分FEC，并根据FEC的下一跳、出接口以及出标签来为FEC分配标签。如果不同的FEC，拥有相同的下一跳、出接口和出标签时，就会为这些FEC分配相同的标签，否则分配不同的标签。

在MPLS域内，将数据报文传输方向上不同位置的标签交换设备划分为三类不同的设备，分别是出口LSR、核心LSR和入口LSR。本发明在此三类不同的设备上处理方式不尽相同。下面根据流程图一一介绍不同设备上的标签分发方式。

根据有序标签分发控制模式下的标签分发顺序，分别介绍出口LSR、核心LSR和入口LSR上的标签分发处理流程。

参见图2，在出口LSR上LDP标签分发过程包括以下步骤：

步骤201：LSR根据路由表中的路由前缀来划分FEC。

步骤202：判断LSR是否是FEC的出口LSR，如果是则执行步骤303，如果不是则不做处理。

步骤203：出口LSR为FEC分配相同的标签。如果使用PHP(次末中继段弹出)机制，那么为FEC分配的是空标签，否则分配非空标签。

步骤204：在本地安装ILM(入标签映射)表项，保存FEC与标签的映射关系。

步骤205：出口LSR将FEC标签映射通告给上游。

参见图3，在核心LSR上LDP标签分发过程包括以下步骤：

步骤301：LSR从下游收到为FEC A分发的标签。

步骤302：在本地安装FTN(FEC to NHLFE)表项，此标签作为FEC A的出标签。

步骤303：在该LSR上保存的FEC标签映射关系表中查找是否存在FEC B与FEC A的下一跳、出接口、出标签完全相同，如果存在则执行步骤304，如果不存在则执行步骤305。

步骤304：LSR为FEC A分配和FEC B相同的标签，然后执行步骤307。

步骤305：LSR为FEC A分发新的标签，然后执行步骤306。

步骤306：在本地安装ILM表项，保存FEC A与标签的映射关系，然后执行步骤307。

步骤307：LSR将FEC标签映射通告给上游。

参见图4，在入口LSR上，标签处理方式与现有技术相同：

步骤401：LSR从下游收到为FEC分发的标签。

步骤402：在本地安装FTN表项，此标签作为FEC的出标签。

本发明的系统结构参见图5，包括：

要素比较单元，用于比较不同数据分组的下一跳、出接口以及出标签是否相同，相同则为这些数据分组分配相同的标签；不相同则为这些数据分组分配不同的标签；这就是本发明新增的模块；

标签分发单元，用于向上游分发标签，这也是现有技术中使用的模块；

标签接收单元，接收下游发送的标签，这也是现有技术中使用的模块。

实施例

下面结合实施例详细介绍本发明的标签分配方法，先对图6做简单介绍：R1、R2、R3和R4是MPLS域内的标签交换设备，其中针对网络A和网络B而言，沿着数据报文传输的方向，在MPLS域内，R1是入口LSR，R4是出口LSR。本例标签分配过程如下：

步骤601：R4根据本设备上路由表中的路由前缀划分FEC，网络A和网络B对应的FEC是240.0.0.0/24和250.0.0.0/24，R4是这两个FEC的出口LSR，根据PHP机制，R4为这两个FEC都分配隐式空标签3并通告给上游R3。

步骤602：R3先从R4收到为FEC 240.0.0.0/24分发的标签3，在本地保存的FEC标签映射关系表中没有找到与FEC 240.0.0.0/24的下一跳、出接口、出标签完全相同的FEC，于是为FEC 240.0.0.0/24分配新标签16并通告给上游R2。接着R3又从R4收到为FEC250.0.0.0/24分发的标签3，这时在FEC标签映射关系表中查找到下一跳为R4、出接口为f0、出标签为3的FEC 240.0.0.0/24，与FEC 250.0.0.0/24的下一跳、出接口、出标签完全相同，于是为FEC 250.0.0.0/24分配和FEC 240.0.0.0/24相同的标签16并通告给上游R2。在R3上就形成了不同的FEC 240.0.0.0/24和250.0.0.0/24，对应相同的入标签和出标签。

步骤603：R2从R3收到标签映射消息，获得FEC 240.0.0.0/24和FEC 250.0.0.0/24的出标签16，参照步骤602，R2也会为这两个FEC分配相同的标签25。

步骤604：R1是入口LSR，从R2收到为FEC 240.0.0.0/24和FEC 250.0.0.0/24分发的相同的标签25，作为这两个FEC的出标签。

当有去往这两个网络的IP报文从R1进入MPLS域后，就会沿着相同的LSP进行标签转发，使用的标签都是25→16→3。

在实际环境中，通过LER接入到MPLS域的网络会有许多，按照本发明所述方法为这些网络所对应的FEC分发标签，能大幅减少LSP的数量，节省系统资源，当然，实际上不可能要求所有这些FEC在MPLS域内的标签转发路径从入口LSR到出口LSR都是完全相同的，有可能某些FEC在MPLS域内只有部分标签转发路径是相同的，但这也是对资源的一种节约。

Claims (8)

1.MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，在有序标签分发控制模式下，根据数据分组的元素来确定分配的标签；如果数据分组的元素相同，则为这些数据分组分配相同的标签；如果数据分组的元素不相同，则为这些数据分组分配不同的标签；所述数据分组是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组。

2.根据权利要求1所述的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，所述数据分组的元素包括数据传输的下一跳、出接口以及出标签。

3.根据权利要求1或2所述的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，所述数据分组是在MPLS网络中任意两台设备之间传输的数据分组。

4.根据权利要求3所述的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，所述数据分组是在MPLS网络中两个LSR之间传输的数据分组。

5.MPLS网络中数据分组的标签分配系统，包括：

标签分发单元，用于向上游分发标签；

标签接收单元，用于接收下游发送的标签；

其特征在于，还包括要素比较单元，用于比较数据分组的元素，如果数据分组的元素相同，则为这些数据分组分配相同的标签；如果数据分组的元素不相同，则为这些数据分组分配不同的标签；所述数据分组是在转发过程中以等价的方式处理的一组数据分组。

6.根据权利要求5所述的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，所述数据分组的元素包括数据传输的下一跳、出接口以及出标签。

7.根据权利要求5或6所述的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，所述数据分组是在MPLS网络中任意两台设备之间传输的数据分组。

8.根据权利要求7所述的MPLS网络中数据分组的标签分配方法，其特征在于，所述数据分组是在MPLS网络中两个LSR之间传输的数据分组。

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