CN102035736A

CN102035736A - 数据包交换装置及方法

Info

Publication number: CN102035736A
Application number: CN2010105781432A
Authority: CN
Inventors: 吉姆·古伊查德; 普拉多什·莫罕帕托; 克拉伦斯·菲尔斯菲斯
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-10-08
Also published as: CN102035736B; US20110080911A1

Abstract

公开了数据包交换装置及方法。网络中通告的路由可包括一个因特网协议(IP)地址以及用于区分该路由与其他具有相同IP地址的路由的一个或多个值。相同上下文(例如，相同虚拟私人网络内部或对于整个网络来说)中具有相同IP地址的路由被认为表示相同的目的地。当这些路由与网络中的不同路径相关联时，这些不同的路径可用于，特别是响应于网络问题的发生，为与包括相同IP地址(在同一上下文中)的路由相关联的数据包转发流量。

Description

数据包交换装置及方法

技术领域

本申请一般地涉及通信系统。

背景技术

通信产业正在迅速转变以适应涌现出来的技术以及不断增长的用户需求。这一用户对新应用以及对现存应用的性能提高的需求驱动着通信网络和系统供应商应用具有更高速度和更大容量(例如，更大的带宽)的网络和系统。为试图达此目标，很多通信供应商所采用的一种通用方法是使用数据包交换技术。

边界网关协议(BGP)是一种因特网的路由协议，它维护一个IP地址(即，前缀)表，该IP地址表表示自治系统(AS)间的网络可达性。在此处，术语“BGP”表示BGP的所有形式，包括内部BGP以及外部BGP。每个BGP通告的路由必须是唯一的，否则接下来的路由通告将认为相同，并且覆盖任何在前所接收的与路由相关联的信息。BGP扩展为虚拟私人网络(VPN)通告路由。VPN-IPv4地址是一个12字节的字符串，以8字节的路由识别符(RD)开始，以4字节的IPv4地址结束。如果多个VPN使用相同的IPv4地址前缀，这些VPN会被转换成唯一的VPN-IPv4地址前缀，这使得BGP能够将多个完全不同的路由转移到那个IP地址。

发明内容

公开的是与将相同互联网协议(IP)地址(例如，指定地址或地址前缀)嵌入到不同通告路由中来向同一地点转发数据包相关联的方法、装置、计算机存储介质、机制和工具等。

一个实施例包括一种由数据包交换装置执行的方法，该方法包括：数据包交换装置从可通信地耦接在网络中的一个或多个其他网络装置接收一个或多个路由通告消息，这一个或多个路由通告消息标识了多个不同的互联网协议(IP)路由，这多个不同的IP路由中的每一个IP路由都包括一个或多个不同的值以及相同的IP地址，并且这多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；在网络中沿着多个不同的路径中的一个或多个路径转发多个数据包，这多个不同IP路由中的每个IP路由都对应于多个不同的路径中的一个不同的路径；其中该多个不同路径包括对应于第一IP路由的第一路径以及对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同路由中的所述一个或多个路径转发多个数据包包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由，识别出第一和第二路径具有相同的目的地；以及在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包之后并响应于所述识别出第一和第二路径具有相同的目的地：沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包。

在一个实施例中，该数据包交换装置使用标签交换，使第一路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，使第二路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包包括向所述与第一路由相关联的一个或多个数据包添加第一标签；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包包括向所述与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包添加第二标签。在一个实施例中，响应于第一路径上所识别出的问题，所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包被执行。

一个实施例包括：在所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包之前，响应于所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地，将第二路径配置为第一IP路由的备份路径；并响应于第一路径上所识别出的问题，将对应于第一IP路由的数据包的转发切换至该备份路径。在一个实施例中，该数据包交换装置使用标签交换，使第一路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，使第二路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包包括向所述与第一路由相关联的一个或多个数据包添加第一标签；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包包括向所述与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包添加第二标签。

在一个实施例中，第一和第二IP路由中的每个IP路由都是与同一VPN相关联的IP虚拟私人网络(VPN)地址，该同一VPN为所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地的操作提供有效的上下文；其中多个不同IP路由的具有相同的IP地址却与一个不同的VPN相关联的路由并不被认为具有该相同的目的地，这是由于不同的VPN并不为针对嵌入在路由中的IP地址所进行的比较提供有效的上下文。在一个实施例中，第一和第二IP路由中的所述一个或多个不同的值中的每个值都包括一个不同的路由识别符(RD)。在一个实施例中，所述一个或多个路由协议路由通告消息识别与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的、标识出第一和第二路由属于该同一VPN的相同的VPN标识符(VPN ID)。在一个实施例中，所述一个或多个路由协议路由通告消息识别与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的、标识出第一和第二路由属于该同一VPN的相同的VPN标识符(VPN ID)。在一个实施例中，所述一个或多个路由协议路由通告消息识别与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的、标识出第一和第二路由属于该同一VPN的相同的VPN路由目标。在一个实施例中，第一和第二路径中的每个路径在网络中都具与该数据包交换装置不同的下一跳数据包交换装置。一个实施例包括：在所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包之前，响应于所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地，将第二路径配置为第一IP路由的备份路径；并响应于第一路径上所识别出的问题，将对应于第一IP路由的数据包的转发切换至该备份路径。在一个实施例中，该数据包交换装置使用标签交换，使第一路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并使第二路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包包括向所述与第一路由相关联的一个或多个数据包添加第一标签；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包包括向所述与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包添加第二标签。

在一个实施例中，第一和第二路径中的每个路径在网络中都具有与该数据包交换装置不同的下一跳数据包交换装置。在一个实施例中，该相同的IP地址是IP第4版或IP第6版地址。在一个实施例中，该数据包交换装置被配置为执行标签交换以沿着第一和第二路径转发数据包。在一个实施例中，所述一个或多个路由协议路由通告消息为边界网关协议(BGP)消息。

其中一个实施例包括数据包交换装置，其包括：被配置为接收和转发数据包的多个可通信地耦接的接口；被配置为基于可通信地耦接在网络中的从一个或多个其他网络装置接收的一个或多个路由协议制定消息来确定转发信息库(FIB)的一个或多个路由处理器，所述一个或多个路由协议通告消息标识多个不同的因特网协议(IP)路由，这多个不同的IP路由中的每个IP路由都包括一个或多个不同的值以及一个相同的IP地址，并且这多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；其中该数据包交换装置被配置为通过网络沿着多个不同的路径转发多个数据包，并且这多个不同的IP路由中的每个IP路由都对应于这多个不同的路径中的不同的一个路径；其中该多个不同的路径包括对应于第一IP路由的第一路径和对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同的路由转发多个数据包这一配置包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；其中所述一个或多个路由处理器被配置为基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由，识别出第一和第二路径具有相同的目的地；并且其中数据包交换装置被配置为，响应于所述识别出第一和第二路径具有相同的目的地，并在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包这一配置之后，沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包。

在一个实施例中，第一和第二IP路由中的每个IP路由都是与同一VPN相关联的IP虚拟私人网络(VPN)地址，该同一VPN为所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地这一操作提供有效的上下文；其中多个不同IP路由中具有相同的IP地址却与一个不同的VPN相关联的路由并不被认为具有该相同的目的地，这是由于不同的VPN并不为针对嵌入在路由中的IP地址所进行的比较提供有效的上下文。在一个实施例中，与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的所述一个或多个路由协议路由通告消息包括用于标识第一和第二路由属于该同一VPN的一个或多个值。在一个实施例中，该数据包交换装置被配置为使用标签交换，使第一路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并使第二路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包这一配置包括向所述一个或多个接收的数据包添加第二标签。在一个实施例中，该数据包交换装置被配置为使用标签交换，使第一路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并使第二路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包这一配置包括向所述一个或多个接收的数据包添加第二标签。

其中一个实施例包括数据包交换装置，其包括：用于由数据包交换装置从可通信地耦接在网络中的一个或多个其他网络装置接收一个或多个路由通告消息的装置，这一个或多个路由通告消息标识了多个不同的互联网协议(IP)路由，这多个不同的IP路由中的每个IP路由都包括一个或多个不同的值以及一个相同的IP地址，并且这多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；用于在网络中沿着多个不同的路径转发多个数据包的装置，其中多个不同IP路由中的每个IP路由都对应于多个不同的路径中的一个不同的路径；其中这多个不同路径包括对应于第一IP路由的第一路径以及对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同路由转发多个数据包包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；用于基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地的装置；以及用于，响应于所述用于识别出第一和第二路径具有相同的目的地的装置，在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包之后沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包的装置。

在一个实施例中，第一和第二IP路由中的每个IP路由都是与同一VPN相关联的IP虚拟私人网络(VPN)地址，该同一VPN为所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地这一操作提供有效的上下文；其中这多个不同IP路由中具有相同的IP地址却与一个不同的VPN相关联的路由并不被认为具有该相同的目的地，这是由于不同的VPN并不为针对嵌入在路由中的IP地址所进行的比较提供有效的上下文。在一个实施例中，与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的所述一个或多个路由协议路由通告消息包括用于标识第一和第二路由属于该同一VPN的一个或多个值。

附图说明

附加的权利要求具体阐明了本发明的各个特征。结合下述附图，通过下文的具体描述可最好地理解本发明及其优点：

图1A图示了根据一实施例的网络操作；

图1B图示了根据一实施例的网络操作；

图2A图示了根据一实施例的网络操作；

图2B图示了根据一实施例的网络操作；

图3图示了根据一实施例的网络操作；

图4图示了在一实施例中使用的示例性的通告路由；

图5图示了在一实施例中执行的处理；

图6图示了在一实施例中执行的处理；以及

图7图示了在一实施例中使用的示例性系统或组件；

具体实施方式

1.概述

公开的是与将相同互联网协议(IP)地址(例如，指定地址或地址前缀)嵌入到不同通告路由中来向同一地点转发数据包相关联的方法、装置、计算机存储介质、机制和工具等。其中一个实施例包括一种由数据包交换装置执行的方法。该数据包交换装置从一个或多个其他的网络装置接收一个或多个路由通告消息，这一个或多个路由通告消息标识了多个不同因特网协议(IP)路由的，这些不同的IP路由中的每个IP路由都包括一个或多个不同的值以及一个相同的IP地址。这些通告的路由包括第一路由和第二路由。数据包在网络沿网络中一个或多个不同的路径被转发，这些不同的路径包括对应于第一IP路由的第一路径和对应于第二IP路由的第二路径。该数据包交换装置基于嵌入在通告的第一和第二路由中的相同IP地址，进而基于它们属于同一虚拟私人网络(VPN)的相同标识符，识别出该第一和第二路径具有相同的目的地，其中该同一虚拟私人网络提供知道相同的IP地址表示所述VPN内部的相同目的地这样的上下文。在该数据包交换装置使用第一路径以转发与第一路由相关联的数据包(例如，具有第一路由的目的地地址的数据包)之后，路由器使用第二路径以转发与第一路由相关联的数据包，这是由于该数据包交换装置已经识别出它们通向同一目的地相关联的。例如，基于识别出它们通向同一目的地，第二路径被配置为第一路径的备份路径。因此，例如，这些路径可与前缀独立收敛或其他快速收敛技术一起使用，以对网络问题进行快速响应。

2.说明

公开的是与将相同互联网协议(IP)地址嵌入到不同通告路由中来向同一地点转发数据包相关联的方法、装置、计算机存储介质、机制和工具等。本文中所描述的实施例包括多种元素和限制，而没有一个元素或限制被认为是必不可少的。每个权利要求单独整体上阐述本发明的一个方面。此外，描述的一些实施例可包括但并不限制于系统、网络、集成电路芯片、嵌入式处理元件、ASIC、方法和含有指令的计算机可读介质等。下文中描述的实施例包含在本发明范围和精神内的多个方面和配置，附图说明了示例性的和非限制性的配置。注意，公开了在本发明可扩展的范围和方法内的用于执行方法和处理模块操作的计算机可读介质和工具。

注意，附图中描述的步骤、连接以及信号和信息的处理包括但并不限制于任意模块和流程图以及消息序列图，通常可以相同或不同的串行或并行顺序执行，和/或可以由不同的组件和/或进程、线程等执行，和/或跨越不同的连接并与其他实施例中的其他功能结合执行，除非其使得该实施例失效或明确地或隐含地需要依次执行(例如，对于读取值、处理所述读取值的次序来说，该值的获取必须早于对其进行的处理，虽然一些相关联的处理可能早于读取操作、与读取操作同时进行、和/或晚于读取操作)。

本文中，术语“一个实施例”用于引用一个特定实施例，其中对于“一个实施例”的每次引用可表示一个不同的实施例，并且本文中，在描述相关特征、元素和/或限制时，该术语的重复使用并不建立每个实施例必须包括的相关特征、元素和/或限制的累积集合，尽管任一实施例均可包括相对于一个特别不相同的实施例所描述的特征、元素和/或限制的部分或全部，也可不包括这些特征、元素和/或限制。另外，本文中通常使用的术语“第一”、“第二”等用于表示不同的单元(例如，第一元素，第二元素)。本文中这些术语的使用并不必然意味着一种顺序关系，例如一个单元或事件在另一单元或事件之前发生或到来，而是提供了一种机制，用于区别这些单元。此外，短语“基于x”和“响应于x”用于指示生成或导致某些事情发生的条目“x”的最小集合，其中“x”可扩展，而且并不必然描述其上执行该操作的条目的完整列表，等等。另外，短语“耦接”用于指示两个元素或装置之间某种程度的直接或间接的连接，同时耦接装置修改或不修改耦接的信号或通信信息。而且，本文中术语“或者”用于识别联合术语的一个或多个(包括全部)的选择。同时，术语“由...组成”与“包括”、“包含”、“或“特征在于”具有相同的含义，是非排他性的或者说是开放式的，并不排除其他、未引用的元素或方法步骤。注意，除非作出明确说明，本文中描述或引用的任何内容都不能作为本申请的背景技术。

其中一个实施例包括一种由数据包交换装置执行的方法，该方法包括：数据包交换装置从可通信地耦接在网络中的一个或多个其他网络装置接收一个或多个路由通告消息，这一个或多个路由通告消息标识了多个不同的互联网协议(IP)路由，这多个不同的IP路由中的每一个IP路由都包括一个或多个不同的值以及相同的IP地址，并且这多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；在网络中沿着多个不同的路径中的一个或多个路径转发多个数据包，这多个不同IP路由中的每个IP路由都对应于多个不同的路径中的一个不同的路径；其中该多个不同路径包括对应于第一IP路由的第一路径以及对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同路由中的所述一个或多个路径转发多个数据包包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由，识别出第一和第二路径具有相同的目的地；以及在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包之后并响应于所述识别出第一和第二路径具有相同的目的地：沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包。

现在明确地转到附图，图1A图示了根据一个实施例操作的网络100。示出了数据包交换装置101-105，以及主机装置106(例如，数据包交换装置、计算机或其他网络装置)。这些数据包交换装置(101-105和可能106)参与了一个或多个路由协议(例如，BGP)以在网络100中建立数据包的路由。

在此例中，关注两个标为1:1:10.0.0.1和1:2:10:10.0.0.1的路由。实施例可使用不同的寻址格式或方案，但是当表示为同一目的地时，可包括相同的IP地址(例如，在此例中为10.0.0.1)加上一些其他值，从而在某上下文内，数据包交换装置可确定虽然这些是不同的通告路由，但是，由于它们包括相同的IP地址(例如，指定地址或地址前缀)，所以它们引导至相同的目的地，并在该上下文中，意味着它们引导至相同的目的地。在一个实施例中，这些路由对应于VPN-IPv4路由。

经由第一路径111将与路由1:1:10.0.0.1(例如，将被发送至对应于10.0.0.1的目的地地址)相关联的数据包转发至主机装置106，而经由第二路径112将与路由1:2:10.0.0.1相关联的数据包转发至主机装置106。在一个实施例中，数据包交换装置101-105中的一个或多个数据包交换装置使用标签交换，数据包交换装置103为第一路径111使用面向装置104的出站标签1，为第二路径112使用面向装置105的出站标签2，以从数据包交换装置103发送相关联的数据包。在一个实施例中，数据包交换装置103是自治系统边界路由器(ASBR)，网络100具有AS边界120。

注意，对于图1A和1B来说，网络100的上下文规定包括相同的IP地址的路由将具有相同的目的地。因此，数据包交换装置103识别出路由1:1:10.0.0.1和1:2:10.0.0.1通往同一目的地。此外，数据包交换装置可配置其转发表，使得一个路由的路径是另一路由的备份路径。因此，前缀独立收敛或另一快速收敛机制可用于快速使得数据包交换装置103可以调整其对数据包的转发，特别是响应于在装置104和105处或在传送至装置104和105的过程中发生的网络故障或其他问题状况。

此外，当至少数据包交换装置103-105使用标签交换时，数据包交换装置103可替换路径111和112的标签中的一个或多个标签以快速地解决与这些路径之一相关联的网络问题(例如，使用前缀独立收敛)。注意，BGP或其他的路由协议会对网络100的路由做出相应的调整来对网络问题做出反应，但这一操作会持续很长时间。使用本文中描述的一个或多个技术使得数据包交换装置103能够在BGP收敛对网络问题做出响应之前，快速地将对来自第一路径111的流量的转发切换至第二路径112(或反之亦然)。

图1B图示了当在包括第一路径111的转发路径中出现了网络问题时网络100(例如，也显示在图1A中)的操作示例，所述网络问题例如，但并不限制于，在数据包交换装置103和主机装置106(图示为“X”)之间或可能是在数据包交换装置103和数据包交换装置104之间。响应于该网络问题，数据包交换装置103通过改为经由路径112将流量转发至目的地10.0.0.1来做出反应。数据包交换装置103能够这样做是因为在图1A和1B的网络100的上下文中，不同路由中的相同IP地址意味着这些不同的路由引导至相同的目的地。因此，数据包交换装置103能够将针对目的地10.0.0.1的流量的转发从第一路径111切换至第二路径112，因为第二路径112之前与路由1:2:10.0.0.1相关联，而该路由包括与路由1:1:10.0.0.1相同的IP地址(10.0.0.1)。在一个实施例中，响应于网络问题或影响第一路径111的配置改变，数据包交换装置103为与路由1:1:10.0.0.1相关联的数据包添加与第二路径112相关联的标签，而之前则是为与路由1:1:10.0.0.1相关联的数据包添加与第一路径111相关联的标签。

图2A图示了根据一个实施例操作的网络200。示出了数据包交换装置201-205，以及主机装置206和207(例如，(一个或多个)数据包交换装置、(一个或多个)计算机或(一个或多个)其他网络装置)。在一个实施例中，数据包交换装置203是自治系统边界路由器(ASBR)，网络200具有AS边界220。这些数据包交换装置(201-205以及可能206和/或207)参与一个或多个路由协议(例如，BGP)以在网络中建立数据包的路由。

在此例中，所关注的是与第一VPN(VPN1)相关联的两个VPN-IPv4路由1:1:10.0.0.1和1:2:10:10.0.0.1，以及与第二VPN(VPN2)相关联的第三VPN-IPv4路由1:4:10.0.0.1。注意，在一个实施例中使用了IPv6 VPN路由。

经由第一路径211将与VPN1的路由1:1:10.0.0.1相关联的数据包转发至主机装置206；而经由第二路径212将与VPN1的路由1:2:10.0.0.1相关联的数据包转发至主机装置206。另外，经由第三路径213将与VPN2的路由1:4:10.0.0.1相关联的数据包转发至主机装置207。

在一个实施例中，数据包交换装置201-205中的一个或多个数据包交换装置使用标签交换，数据包交换装置203为VPN1的路由1:1:10.0.0.1的第一路径211使用指向装置204的出站标签1、为VPN1的路由1:2:10.0.0.1的第二路径212使用指向装置205的出站标签2、并为VPN2的路由1:4:10.0.0.1的至主机207的路径213使用指向装置204的出站标签S。

注意，对于图2A和2B来说，网络200的上下文并不规定包括相同IP地址的路由将具有相同的目的地。而是，与路由相关联的VPN提供了一种上下文，用于识别具有相同IP地址的路由引导至同一目的地。例如，图2A和2B示出了三个路由：VPN1的1:1:10.0.0.1、VPN1的1:2:10.0.0.1以及VPN2的1:4:10.0.0.1。仅在同一VPN内部的那些路由处于这种上下文中：该上下文意味着嵌入在路由中的相同IP地址表示它们将引导至同一目的地。因此，数据包交换装置203可识别出VPN1的路由1:1:10.0.0.1和VPN1的路由1:2:10.0.0.1引导至同一目的地(即，它们包括相同的IP地址10.0.0.1并位于同一VPN--VPN1内)；而VPN2的路由1:4:10.0.0.1不能被认为引导至同一目的地，这是因为像它一样的这些其它路由位于一个不同的VPN中，即使它也包括相同的IP地址10.0.0.1。

图2B图示了当在包括第一路径211的转发路径中出现了网络问题时网络200(例如，也显示在图2A中)的操作示例，所述网络问题例如，但并不限制于，在数据包交换装置203和主机装置206(图示为“X”)之间或可能在数据包交换装置203和数据包交换装置204之间。响应于该网络问题，数据包交换装置203通过改为经由第二路径212转发路由1:1:10.0.0.1的流量来做出反应，而该第二路径是具有相同VPN的路由1:2:10.0.0.1正被转发的路径。再者，数据包交换装置203能够这样做是因为在同一VPN的上下文中，不同路由中的相同IP地址意味着这些不同的路由引导至相同的目的地。因此，数据包交换装置203能够将针对目的地10.0.0.1的数据包的转发从从第一路径211切换至第二路径212，这是因为路径212之前与路由1:2:10.0.0.1相关联，而该路由包括与路由1:1:10.0.0.1相同的IP地址(10.0.0.1)，而且两者都在VPN1中。在一个实施例中，响应于网络问题或影响第一路径211的配置改变，数据包交换装置203为与VPN1的路由1:1:10.0.0.1相关联的数据包添加与第二路径212相关联的指向装置205的出站标签2，而之前则是为与VPN1的路由1:1:10.0.0.1相关联的数据包添加与第一路径211相关联的指向装置204的出站标签1。

图3图示了根据一个实施例操作的网络300。在图1A-1B和图2A-2B中，在同一自治系统(AS)内部完成第一和第二路径之间的切换。图3图示了这一切换可发生在不同自治系统内部的数据包交换装置之间。

图3中图示了网络300，其包括数据包交换装置301-303(例如，自治系统边界路由器)，具有自治系统边界320。在一个实施例中，数据包交换装置301如同本文中例如(但不限于)关于其它附图所描述的那样操作，使数据包在第一路径311和第二路径312之间交换，这些路径中的每一个都穿过AS边界320引导至不同数据包交换装置302-303。这对于与不同通告路由相关联的但引导至相同的目的地数据包来说是可能发生的，正如本文所讨论的那样，这是由于数据包交换装置301可识别出在某一上下文内，包括相同IP地址的路由引导至同一目的地。

图4图示了可扩展数量的通告路由的两个示例性通告路由400和410。首先，路由400包括IP地址401(例如，IPv4，IPv6)，以及一个或多个用于区分路由400和其他具有相同IP地址401的路由的值402。在一个实施例中，一个或多个值402包括BGP路由识别符，或由BGP路由识别符组成。

其次，路由410包括IP地址411(例如，IPv4，IPv6)，以及一个或多个用于区分路由410和其他具有相同IP地址411的路由的值412。在一个实施例中，一个或多个值412包括BGP路由识别符，或由BGP路由识别符组成。另外，路由410与其所属的VPN的标识符413相关联。在一个实施例中，该VPN的标识符413是BGP传递扩展团体属性。在一个实施例中，该VPN的标识符413是BGP路由目标。

图5图示了在一个实施例中执行的过程。过程的执行始于过程块500。在过程块502中，数据包交换装置接收路由协议(例如，BGP)消息，该消息包括对第一和第二IP路由的通告，而第一和第二IP路由每个都包括一个或多个不同的值以及一个相同的IP地址。在过程块504中，数据包交换装置识别出第一和第二IP路由包括相同的IP地址，并因此表示同一目的地。可以这样做的原因是第一和第二路由位于进行这种识别的同一上下文中(例如，所有路由，在同一VPN内部)；而在不同VPN中的路由并不在同一上下文中。在过程块504中，针对这些路由对转发信息库进行相应的编程。在一个实施例中，第二路径被配置为第一IP路由的备份路径，并且第一路径被配置为第二IP路由的备份路径。过程块508表示图5的流程图处理完成。

图6图示了在一个实施例中执行的过程。过程的执行始于过程块600。在过程块602中，根据(例如，通过BGP)接收到的路由选择信息，沿着多个路径转发数据包。该路由选择包括经由第一路径转发与第一路由相关联的数据包，以及经由第二路由转发与第二路由相关联的数据包。正如在过程块604所确定的那样，如果没出现网络问题，则过程块602继续正常转发数据包。否则，在过程块606中，经由未受影响的路径转发一个或多个数据包，未受影响的路径例如是与包括相同IP地址并在同一上下文中的不同路由对应的路径，相同的IP地址以及在同一上下文中标识出这些路由表示同一目的地。那些被识别出引导至同一目的地(在同一上下文中)的路径可按需使用，以转发数据包(例如，经由第二路径转发对应于第一IP路由的一个或多个接收的数据包)。在一个实施例中，这些处于相同上下文中的替代路径已被编程为备份路由，因此过程块606的操作就是在需要时例如(但并不限制于)使用前缀独立收敛切换至备份路径。处理过程返回至过程块604以确定如何转发更多数据包。

图7是在一个实施例中使用的系统或组件700的模块图(例如数据包交换装置、子系统或其组件的全视图)，该实施例与将相同互联网协议(IP地址)嵌入不同通告路由中来将数据包转发至同一地点相关联。通告路由在一个实施例中，系统或组件700执行一个或多个过程或其操作，这些过程或操作对应于本文中图示或以其他形式描述的流程、模块或其他示意图的其中一个。

在一个实施例中，系统或组件700包括处理元件701、存储器702、存储装置703、专用组件705(例如，已作优化的硬件，例如用于为确定如何转发数据包而执行查找操作，等等)、以及用于消息通信的接口707(例如，转发和接收数据包、用户界面、显示信息，等等)，典型的，其通过一个或多个通信机构709与通信路径进行通信耦接，而典型的，这些通信路径适于满足应用的需要。

组件700的多种实施方式可包括或多或少的元件。组件700的操作典型地受到处理元件701的控制，该处理元件使用存储器702和存储装置703执行一个或多个任务或处理。存储器702是一种计算机可读/计算机存储介质，并典型地包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、集成电路、和/或其他的存储组件。存储器702典型地存储将要被处理元件701执行的计算机可执行指令和/或由处理元件701操作的数据，以实现与实施例一致的功能。存储装置703是另一种计算机可读介质，并且典型地包括固态存储介质、磁盘驱动器、磁碟、网络服务、磁带驱动器、以及其他存储装置。存储装置703典型地存储将要由处理元件701执行的计算机可执行指令和/或由处理元件701操作的数据，以实现与实施例一致的功能。

鉴于我们发明的原理可应用至很多可能的实施例，可以理解，本文中描述的与附图相关联的实施例及其各个方面仅仅是说明性的，并不应当作为对本发明范围的限制。例如，并且对于本领域技术人员来说是明显的，很多过程块操作可被重新排序，以在其他操作之前、之后或与其他操作大体上同时执行。而且，在不同的实施例中可使用很多不同形式的数据结构。本文描述的发明构想了在权利要求及其等同范围内的所有这样的实施例。

Claims

1.一种由数据包交换装置执行的方法，该方法包括：

所述数据包交换装置从可通信地耦接在网络中的一个或多个其他网络装置接收一个或多个路由通告消息，所述一个或多个路由通告消息标识了多个不同的互联网协议IP路由，所述多个不同的IP路由中的每一个IP路由都包括一个或多个不同的值以及相同的IP地址，并且所述多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；

在网络中沿着多个不同的路径中的一个或多个路径转发多个数据包，所述多个不同IP路由中的每一个IP路由都对应于所述多个不同的路径中的一个不同的路径；其中所述多个不同的路径包括对应于第一IP路由的第一路径以及对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同路由的所述一个或多个路径转发多个数据包包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；

基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由，识别出第一和第二路径具有相同的目的地；以及

在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包之后并响应于所述识别出第一和第二路径具有相同的目的地：沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包。

2.如权利要求1所述的方法，其中该数据包交换装置使用标签交换，其中第一路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，第二路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包包括向所述与第一路由相关联的一个或多个数据包添加第一标签；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包包括向所述与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包添加第二标签。

3.权利要求1的方法，其中响应于第一路径上所识别出的问题，所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包被执行。

4.权利要求1的方法，包括：

在所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包之前，响应于所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地，将第二路径配置为第一IP路由的备份路径；以及

响应于第一路径上所识别出的问题，将对应于第一IP路由的数据包的转发切换至该备份路径。

5.如权利要求4所述的方法，其中该数据包交换装置使用标签交换，其中第一路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并且第二路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包包括向所述与第一路由相关联的一个或多个数据包添加第一标签；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包包括向所述与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包添加第二标签。

6.如权利要求1所述的方法，其中第一和第二IP路由中的每个IP路由都是与同一VPN相关联的IP虚拟私人网络VPN地址，该同一VPN为所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地的操作提供有效的上下文；其中多个不同IP路由中具有相同的IP地址却与一个不同的VPN相关联的路由并不被认为具有该相同的目的地，这是由于不同的VPN并不为针对嵌入在路由中的IP地址所进行的比较提供有效的上下文。

7.如权利要求6所述的方法，其中第一和第二IP路由中的所述一个或多个不同的值中的每一个值都包括一个不同的路由识别符RD。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个路由协议路由通告消息识别与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的相同的VPN标识符VPN ID，所述相同的VPN ID标识出第一和第二路由属于该同一VPN。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个路由协议路由通告消息识别与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的相同的VPN标识符VPN ID，所述相同的VPN ID标识出第一和第二路由属于该同一VPN。

10.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个路由协议路由通告消息识别与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的相同的VPN路由目标，所述相同的VPN路由目标标识出第一和第二路由属于该同一VPN。

11.如权利要求6所述的方法，其中第一和第二路径中的每一个路径在网络中都具有与该数据包交换装置不同的下一跳数据包交换装置。

12.如权利要求6所述的方法，包括：

13.如权利要求6所述的方法，其中数据包交换装置使用标签交换，其中第一路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并且第二路径与用于从该数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包包括向所述与第一路由相关联的一个或多个数据包添加第一标签；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包包括向所述与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包添加第二标签。

14.如权利要求1所述的方法，其中第一和第二路径中的每一个路径在网络中都具有与该数据包交换装置不同的下一跳数据包交换装置。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述相同的IP地址是IP第4版或IP第6版地址。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述数据包交换装置被配置为执行标签交换以沿着第一和第二路径转发数据包。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个路由协议路由通告消息为边界网关协议BGP消息。

18.一种数据包交换装置，包括：

被配置为接收和转发数据包的多个可通信地耦接的接口；

被配置为基于从可通信地耦接在网络中的一个或多个其他网络装置接收的一个或多个路由协议通告消息来确定转发信息库FIB的一个或多个路由处理器，所述一个或多个路由协议通告消息标识出多个不同的因特网协议IP路由，所述多个不同的IP路由中的每个IP路由都包括一个或多个不同的值以及一个相同的IP地址，并且所述多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；

其中所述数据包交换装置被配置为在网络中沿着多个不同的路径转发多个数据包，并且所述多个不同的IP路由中的每个IP路由都对应于所述多个不同的路径中的不同的一个路径；其中所述多个不同的路径包括对应于第一IP路由的第一路径和对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同的路由转发多个数据包的配置包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；

其中所述一个或多个路由处理器被配置为基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地；以及

其中所述数据包交换装置被配置为响应于所述识别出第一和第二路径具有相同的目的地，并在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包的配置之后，沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包。

19.如权利要求18所述的数据包交换装置，其中第一和第二IP路由中的每个IP路由都是与同一VPN相关联的IP虚拟私人网络VPN地址，该同一VPN为所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地的操作提供有效的上下文；其中所述多个不同IP路由中具有相同的IP地址却与一个不同的VPN相关联的路由并不被认为具有该相同的目的地，这是由于不同的VPN并不为针对嵌入在路由中的IP地址所进行的比较提供有效的上下文。

20.如权利要求19所述的数据包交换装置，其中与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的所述一个或多个路由协议路由通告消息包括用于标识出第一和第二路由属于该同一VPN的一个或多个值。

21.如权利要求19所述的数据包交换装置，其中所述数据包交换装置被配置为使用标签交换，其中第一路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并且第二路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包的配置包括向所述一个或多个接收的数据包添加第二标签。

22.如权利要求18所述的数据包交换装置，其中所述数据包交换装置被配置为使用标签交换，其中第一路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第一标签相关联，并且第二路径与用于从数据包交换装置转发数据包的第二标签相关联；并且其中所述沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包这一配置包括向所述一个或多个接收的数据包添加第二标签。

23.一种数据包交换装置，包括：

用于由所述数据包交换装置从可通信地耦接在网络中的一个或多个其他网络装置接收一个或多个路由通告消息的装置，所述一个或多个路由通告消息标识了多个不同的互联网协议IP路由，所述多个不同的IP路由中的每个IP路由都包括一个或多个不同的值以及一个相同的IP地址，并且所述多个不同的IP路由包括第一IP路由和第二IP路由；

用于在网络中沿着多个不同的路径转发多个数据包的装置，所述多个不同IP路由中的每个IP路由都对应于多个不同的路径中的一个不同的路径；其中所述多个不同路径包括对应于第一IP路由的第一路径以及对应于第二IP路由的第二路径；并且其中所述沿着多个不同路由转发多个数据包包括沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包；

用于基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地的装置；以及

用于，响应于所述用于识别出第一和第二路径具有相同的目的地的装置，在所述沿着第一路径转发与第一路由相关联的一个或多个数据包之后沿着第二路径转发与第一IP路由对应的一个或多个接收的数据包的装置。

24.如权利要求23所述的数据包交换装置，其中第一和第二IP路由中的每个IP路由都是与同一VPN相关联的IP虚拟私人网络VPN地址，该同一VPN为所述基于包含相同IP地址的第一和第二IP路由识别出第一和第二路径具有相同的目的地的操作提供有效的上下文；其中所述多个不同IP路由中具有相同的IP地址却与一个不同的VPN相关联的路由并不被认为具有该相同的目的地，这是由于不同的VPN并不为针对嵌入在路由中的IP地址所进行的比较提供有效的上下文。

25.如权利要求24所述的数据包交换装置，其中与第一和第二IP路由中的每个IP路由都相关联的所述一个或多个路由协议路由通告消息包括用于标识出第一和第二路由属于该同一VPN的一个或多个值。