CN102201985B - 多协议标签交换传送技术环保护倒换方法及节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多协议标签交换传送技术环保护倒换方法及节点。方法包括：对于一个MPLS TP环，在环上部署一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且方向与所有工作LSP相反，为每条工作LSP分配一个互不相同的合并标签；环上的第一、二节点发现与相邻节点不通，且在保护LSP上第一节点为相邻节点的下游节点，第二节点为相邻节点的上游节点，则当第一节点从环外节点或工作LSP上接收到一用户报文时，将合并标签压入报文或者将报文上的工作标签交换为合并标签，在报文上添加保护标签；当报文从保护LSP上到达第二节点时，第二节点弹出报文的保护标签，将报文的合并标签交换为工作标签。本发明在只使用一条保护LSP的前提下，降低了保护倒换的复杂度。

Description

多协议标签交换传送技术环保护倒换方法及节点

技术领域

本发明涉及环网技术领域，具体涉及多协议标签交换传送技术(MPLSTP，Multi-protocol Label Switching Transport Profile)环保护倒换方法及MPLSTP环中的节点。

背景技术

为方便理解，首先给出如下几个术语的解释：

MPLS：通过标签动作进行报文转发的技术。

转发等价类(FEC，Forwarding Equivalence Class)：是MPLS中的一个重要概念。MPLS是一种分类转发技术，它将具有相同特征(目的地相同或具有相同服务等级等)的报文归为一类，称为FEC。属于相同FEC的报文在MPLS网络中将获得完全相同的处理。

下一跳标签转发表项(NHLFE，Nexthop Label Forwarding Entry)：用于MPLS转发，NHLFE包含如下信息：报文的下一跳、报文的标签栈上执行的标签操作(替换标签，或弹出标签，或替换标签再压一个或多个特定新标签)以及其它信息，比如链路层封装。

关联(Associated)双向隧道：由隧道两端的设备将两条单向的独立的标签交换路径(LSP，Label Switching Path)关联得到，两条单向隧道的部署、监控、保护是完全独立的，它们走的路径可以相同也可以不同。

伴同路由(Co-routed)双向隧道：正反两个方向使用完全相同的物理路径，两个方向作为一个整体进行部署、监控、保护。

因特网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)提出的MPLS是一种新兴的因特网协议(IP，Internet Protocol)骨干网技术。MPLS在无连接的IP网络上引入面向连接的标签交换概念，将第三层路由技术和第二层交换技术相结合，充分发挥了IP路由的灵活性和二层交换的简捷性。

MPLS广泛应用于大规模网络中，它具有以下优点：

1)在MPLS网络中，设备根据短而定长的标签转发报文，省去了通过软件查找IP路由的繁琐过程，为数据在骨干网络中的传输提供了一种高速高效的方式。

2)MPLS位于链路层和网络层之间，它可以建立在各种链路层协议如：点对点协议(PPP，Peer to Peer)、异步传输模式(ATM，Asynchronous TransferMode)、帧中继、以太网等之上，为各种网络层如：IPv4、IPv6、IPX等提供面向连接的服务，兼容现有各种主流网络技术。

3)支持多层标签和面向连接的特点，使得MPLS在虚拟专网(VPN，Virtual Private Network)、流量工程、服务质量(QoS，Quality of Service)等方面得到广泛应用。

4)具有良好的扩展性，在MPLS网络基础上可以为客户提供各种服务。

国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T，TelecommunicationStandardization Sector of the International Telecommunications Union)于2005年提出传送MPLS(T-MPLS，Transport MPLS)，目的在用MPLS的功能子集实现报文传送。随后IETF发现这些扩展与现有MPLS标准不兼容，最终ITU-T和IETF决定成立联合工作组(JWT)重新评估T-MPLS的需求，得出结论——ITU-T传送需求可扩展IETF MPLS架构实现，这些扩展被称为MPLS TP。

MPLS TP是一种面向连接的分组传送网(PTN，Packet TransportNetwork)技术，与传统的IP/MPLS相比，具有如下优点：

1)可以省去IP/MPLS信令和IP等复杂功能；

2)增强操作管理和维护(OAM，Operations，Administration andMaintenance)、保护倒换、QoS等传送技术；

2)支持多业务承载，独立于客户层和控制。

越来越多的网络运营商考虑采用IP/MPLS技术来提供多业务，而随着电信业务中分组数据业务比重的强劲提高，传统的电信运营商也考虑采用分组传送网(PTN，Packet Transport Network)来承载固定业务或移动业务，在多种PTN技术中，MPLS TP因为技术上的优点受到广泛关注，但在标准的成熟度上还有待加强。

环型组网可以提高网络的可靠性和自愈能力，是被广泛采用的网络拓扑。目前大量的接入和汇聚网络段是光纤环型网络，网络运营商期望MPLS TP也能在环型拓扑网络上使用。业界在设法找到一种规划便捷、部署容易和资源消耗小的MPLS TP环网解决方案。

几个关于MPLS TP环的Internet草案已提到了环回(wrapping)模式、转向(steering)模式可以用于环网络。

图1-1为现有的Wrapping模式MPLS TP环示意图，如图1-1所示，节点A～F构成一个环，节点E下挂设备G，节点A下挂设备H，节点E为运营商边缘节点(PE，Provider Edge)2，节点A为PE1，图1-1中的一条细实箭头线表示设备G与设备H间的业务连接，图1中的多条粗实箭头线表示入口节点E到出口节点A的工作标签交换路径(LSP，Label Switched Path)，图1-1中的多条虚箭头线表示节点E到节点A的保护LSP。可见，节点E～A的工作LSP为：E-＞D-＞C-＞B-＞A，工作标签为：[W4]-＞[W3]-＞[W2]-＞[W1]。保护LSP为一条逆时钟方向的封闭环路LSP，保护标签为：[P6]-＞[P5]-＞[P4]-＞[P3]-＞[P2]-＞[P1]-＞[P6]。

当节点E从环外节点G接收到一用户报文时，转发过程如下：

1)节点E从节点G接收一用户报文，根据该报文中的FEC信息，将该报文映射到工作LSP上，将标签W4压入该报文，然后将该报文转发出去。

图1-1中的B表示栈底标签。

2)节点D接收该报文，将该报文上的W4交换为W3，然后将该报文转发出去。

3)节点C接收该报文，将该报文上的W3交换为W2，然后将该报文转发出去。

4)节点B接收该报文，将该报文上的W2交换为W1，然后将该报文转发出去。

5)节点A接收该报文，弹出报文上的W1，将该报文转发给环外节点H。

图1-2为现有的Wrapping模式MPLS TP环链路故障保护倒换示意图，如图1-2所示，当节点D和节点C之间的链路故障时，保护倒换过程如下：

1)当节点D检测出自身到节点C的链路故障，节点D在发出的带工作标签W3的报文上再压上保护标签P3，然后将报文从节点D到节点E的链路上发送出去。

这里说明一下，节点D在发出一个报文前，首先会将工作标签W4交换为W3。

2)节点E、F、A、B接收到报文后，只对报文进行保护标签交换操作，将报文传送到节点C，节点C收到带工作标签W3和保护标签P5的报文。

3)节点C检测出自身到节点D的链路故障，则弹出保护标签P5，露出工作标签W3，然后根据正常的标签转发表项将标签W3交换为W2，并将报文从C到B的链路上发送出去，报文最后到达节点A，节点A弹出W1，将报文转发给环外节点H。

图1-3为现有的Wrapping模式MPLS TP环节点故障保护倒换示意图，如图1-3所示，当节点C故障时，保护倒换过程如下：

1)当节点D检测出到自身到节点C的链路故障，节点D在发出的带工作标签W3的用户报文上再压上保护标签P3，然后将报文从节点D到节点E的链路上发送出去。

2)节点E、F、A、B接收到报文后，只对报文进行保护标签交换操作，将报文传送到节点C，节点C收到带工作标签W3和保护标签P5的报文。

3)节点B检测出自身到节点C的链路故障，弹出保护标签P6，露出工作标签W3，然后将标签W3交换为W1，并将报文从B到A的链路上发送出去，报文最后到达节点A，节点A弹出W1，将报文转发给环外节点H。

ITU G.8132定义了T-MPLS共享保护环。图2-1给出了一个ITU G.8132定义的T-MPLS共享保护环的示意图，如图2-1所示，图2-1中的细实箭头线表示设备G与设备H间的业务连接，图2-1中的粗实箭头线表示节点E到节点A的工作LSP，图2中的虚箭头线表示节点E到节点A的保护LSP。

以单向LSP为例，图2-1中，顺时钟建立以节点A为出口节点的工作LSP：E-＞D-＞C-＞B-＞A。工作LSP通常不是一个环，对应的工作标签为：[W4]-＞[W3]-＞[W2]-＞[W1]。为工作LSP按逆时钟方向建立一个独用的全封闭保护LSP环：F-＞E-＞D-＞C-＞B-＞A-＞F，对应的保护标签为：[P6]-＞[P5]-＞[P4]-＞[P3]-＞[P2]-＞[P1]-＞[P6]。工作LSP的入口节点将从环外节点收到的用户报文映射到工作LSP上转发。通常情况下，映射到工作LSP上的用户报文在环的顺时钟方向上的工作LSP上按工作标签转发，直到将报文转发到工作LSP的出口节点A上。出口节点A将业务流从环上正常剥离出来，向环外节点转发，其中，业务流比如B标签封装的流，B标签可以是一个VPN标签或伪线(PW，PseudoWire)标签，或者承载在TP LSP上的其它类型的LSP标签。

对于图2-1所示的T-MPLS共享保护环，链路故障与节点故障的保护倒换方式相同。图2-2给出了T-MPLS共享保护环网链路故障保护倒换示意图，如图2-2所示，以节点D与节点C之间的链路故障为例，保护倒换过程如下：

1)节点D检测出自身到节点C的链路故障，将用户报文中的工作标签W4交换为保护标签P3，以保护标签P3对应的NHLFE作为转发路径转发报文，并阻塞保护标签为P4的所有报文的转发，以预防保护LSP环上的转发环路。

2)节点E、F、A、B接收到报文后，只对报文进行保护标签交换操作，将报文传送到节点C。

3)节点C接收到报文，将保护标签P5交换为工作标签W2，以工作标签W2对应的NHLFE作为转发路径，将报文转发出去。

4)报文到达节点A，节点A弹出W1，将报文转发给环外节点H。

现有技术的缺点如下：

现有技术中，对Wrapping模式环网故障的保护倒换方法在解决链路故障保护时比较容易，但在解决节点故障保护时，在故障节点的相邻节点上的工作标签交换需要做特别处理，这样，增加了处理复杂度。

现有技术中，T-MPLS共享保护环故障时，保护倒换方法的缺点在于：一个保护LSP环只能保护一条工作LSP，增加了LSP部署复杂度。

发明内容

本发明提供MPLS TP环保护倒换方法及MPLS TP环中的节点，以在只使用一条保护LSP的前提下，降低保护倒换的复杂度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多协议标签交换传送技术MPLS TP环保护倒换方法，对于一个MPLS TP环，在该环上部署一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与所有工作LSP相反，为每条工作LSP分配一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，该方法包括：

当MPLS TP环上的一节点发现本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的所有用户报文，且当从环外节点或工作LSP上接收到一用户报文时，将合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为合并标签，然后在该报文上添加保护标签，将该报文从保护LSP上转发出去；

当MPLS TP环上的一节点发现本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的上游节点时，将自身的保护表项的标签动作修改为弹出，若从保护LSP上接收到一用户报文，则弹出该报文外层的保护标签，将该报文内层的合并标签交换为工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

所述节点将该报文从保护LSP上转发出去之后进一步包括：

当所述MPLS TP环上的一节点从保护LSP上接收到所述用户报文时，若发现自身的保护表项的标签动作为交换，则对该报文进行保护标签交换操作，将该报文转发出去；

所述节点将该报文从工作LSP上转发出去之后进一步包括：

当所述MPLS TP环上的一节点从工作LSP上接收到所述用户报文时，若发现自身的工作表项的标签动作为交换，对该报文进行工作标签交换操作，将该报文转发出去；

所述出口节点从工作LSP上接收到所述用户报文，弹出该报文上的工作标签，将该报文向环外节点转发。

所述为每条工作LSP分配一个合并标签进一步包括：

对于每条工作LSP，在该工作LSP上的各节点上进行如下部署：

在该工作LSP的入口节点上部署保护倒换的备用表项FECu-＞Wm，其中，FECu为环外节点发来的应分配给该工作LSP的用户报文的FEC信息，Wm为该工作LSP的合并标签；

在该工作LSP的穿越节点上部署保护倒换的备用表项Wx-＞Wm，同时部署合并表项Wm-＞Wy，其中，Wx为工作LSP上本节点的上游节点的工作标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；

所述节点将合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为合并标签包括：节点根据该报文上的FEC信息或工作标签，在自身查找到对应的备用表项，将该备用表项中的合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为该合并标签；

所述节点将该报文内层的合并标签交换为工作标签包括：节点根据该报文内层的合并标签，在自身查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签。

当MPLS TP环中的一条工作LSP上所有节点的工作标签相同时，所述为每条工作LSP分配一个合并标签包括：将该工作标签作为该工作LSP的合并标签。

一种MPLS TP环中的节点，所述MPLS TP环中的所有工作LSP的方向相同，且该环上部署有一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与工作LSP相反，每条工作LSP具有一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，所述节点包括：

故障检测模块：当发现本节点与相邻节点不通，向保护倒换模块发送故障指示，该指示包含该相邻节点标识；

保护倒换模块：接收所述故障指示，若发现在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的所有用户报文，并将转发模块中的转发路径标记设置为保护LSP标记；

转发模块：当从环外节点或工作LSP上接收到一用户报文时，若发现转发路径标记为保护LSP标记，则将合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为合并标签，然后在该报文上添加保护标签，将该报文从保护LSP上转发出去。

所述节点进一步包括：

表项存储模块：为每条工作LSP存储一条保护倒换的备用表项il-＞Wm，其中，il为环外节点发来的用户报文的FEC信息或者在该工作LSP上本节点的上游节点的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；

且所述转发模块根据所述报文上的FEC信息或工作标签，在表项存储模块中查找到对应的备用表项，将该备用表项中的合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为该合并标签。

所述节点进一步包括：

表项存储模块：存储本节点的保护表项Px’-＞Py’，其中，Px’为保护LSP上本节点的上游节点的保护标签，Py’为本节点的保护标签，标签动作为交换；

所述保护倒换模块进一步用于，当接收到所述故障指示时，若发现在保护LSP上本节点为所述相邻节点的上游节点，则将表项存储模块中的保护表项的标签动作修改为弹出；

所述转发模块进一步用于，当从保护LSP上接收到一用户报文时，根据报文外层的保护标签在表项存储模块中查找到对应的保护表项，若发现标签动作为弹出，则弹出该报文外层的保护标签，将该报文内层的合并标签交换为工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

所述表项存储模块进一步用于，为每条工作LSP存储一条合并表项Wm-＞Wy，标签动作为交换，其中，Wm为该工作LSP的合并标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签；

且所述转发模块根据所述报文上的合并标签，在表项存储模块中查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签。

一种MPLS TP环中的节点，所述MPLS TP环中的所有工作LSP的方向相同，且该环上部署有一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与工作LSP相反，每条工作LSP具有一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，所述节点包括：

故障检测模块：当发现本节点与相邻节点不通，向保护倒换模块发送故障指示，该指示包含该相邻节点标识；

保护倒换模块：接收所述故障指示，若发现在保护LSP上本节点为所述相邻节点的上游节点，则将本节点的保护表项的标签动作设置为弹出；

转发模块：当从保护LSP上接收到一用户报文时，若发现本节点的保护表项的标签动作为弹出，则弹出该报文外层的保护标签，将该报文内层的合并标签交换为工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

所述节点进一步包括：

表项存储模块：为每条工作LSP存储一条合并表项Wm-＞Wy，其中，Wm为该工作LSP的合并标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签；

且所述转发模块根据所述报文上的合并标签，在表项存储模块中查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签。

当MPLS TP环中的一条工作LSP上所有节点的工作标签相同时，将该工作LSP的工作标签作为该工作LSP的合并标签。

与现有技术相比，本发明中，对于一个MPLS TP环，只使用一条保护LSP，且对链路故障和节点故障的保护倒换处理相同，简化了LSP的部署，同时降低了保护倒换的复杂度。

同时，本发明提供的保护倒换方法也适用于多点故障和多链路故障。

附图说明

图1-1为现有的Wrapping模式MPLS TP环示意图；

图1-2为现有的Wrapping模式MPLS TP环链路故障保护倒换示意图；

图1-3为现有的Wrapping模式MPLS TP环节点故障保护倒换示意图；

图2-1为现有的ITU G.8132定义的T-MPLS共享保护环的示意图；

图2-2为现有的T-MPLS共享保护环网链路故障保护倒换示意图；

图3为本发明实施例提供的Wrapping模式MPLS TP环的流量转发方法流程图；

图4为图3所示实施例的应用实例一的示意图；

图5为本发明实施例提供的Wrapping模式MPLS TP环的保护倒换方法流程图；

图6为图5所示实施例的应用实例一的示意图；

图7-1为图3所示实施例的应用实例二的示意图；

图7-2为图5所示实施例的应用实例二的示意图；

图8为本发明实施例提供的MPLS TP环中的节点的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图3为本发明实施例提供的Wrapping模式MPLS TP环的流量转发方法流程图，如图3所示，其具体步骤如下：

步骤301：在MPLS TP环上部署一条顺时钟或者逆时钟方向的保护LSP环，该保护LSP环包含所有环上节点，且为全封闭的环，该保护LSP环为该MPLS TP环上的所有工作LSP公用，为该保护LSP上的每个节点分配保护标签。

这里，为每个节点分配的保护标签可以互不相同，也可以部分相同，也可以全部相同即为所有节点分配的保护标签相同。

可由网管集中为每个节点分配保护标签。

步骤302：根据不同FEC的转发路径，在该MPLS TP环上部署工作LSP，所有工作LSP的方向都与保护LSP的方向相反，对于每条工作LSP，为该工作LSP上的每个节点分配工作标签。

这里，对于任一条工作LSP，为该工作LSP上的每个节点分配的工作标签可以互不相同，也可以部分相同，也可以全部相同即为所有节点分配的工作标签相同。

对于同一节点，为该节点分配的属于不同工作LSP的标签必须不同。

对于每条工作LSP，可由节点自己为自己分配该工作LSP的工作标签；或者，也可以由网管集中为所有工作LSP上的节点分配工作标签。

步骤303：为该MPLS TP环的每条工作LSP分配一个互不相同的合并标签，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同。

每条工作LSP具有一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同。

可由网管集中为所有工作LSP分配合并标签。对于一条工作LSP来说，该工作LSP的合并标签为该工作LSP上的所有节点公用。

当对于任一条工作LSP，该工作LSP上所有节点的工作标签相同时，可将该工作标签作为该工作LSP的合并标签。

需要指出的是，对于一个节点来说，其任何工作标签都必须与保护标签不同，其任何合并标签都必须与保护标签不同；对于同一条工作LSP，该节点的工作标签和合并标签可以不同也可以相同。

步骤304：对于该环上的任一工作LSP，对该工作LSP上的节点进行如下部署：

在入口节点上，部署：入环转发表项FECu-＞Wv，标签动作为压入；同时部署：保护倒换的备用表项FECu-＞Wm，标签动作为压入；其中，FECu为环外节点发来的应分配给该工作LSP的用户报文，Wv为该入口节点在该工作LSP上的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；

在穿越(transit)节点上，部署：过环转发表项Wx-＞Wy，标签动作为交换；同时部署：保护倒换的备用表项Wx-＞Wm，标签动作为交换；同时部署：合并表项Wm-＞Wy，标签动作为交换；其中，Wx为工作LSP上本节点的上游节点的工作标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；

在出口节点上，部署：下环表项Ww，标签动作为弹出；同时部署：保护倒换的备用表项Ww-＞Wm，标签动作为交换；其中，Ww为该工作LSP上出口节点的上游节点的工作标签。

需要指出的是，当一条工作LSP上所有节点的工作标签相同，且该工作标签同时为该工作LSP的合并标签时，在该工作LSP的入口节点和transit节点上可以省略部署保护倒换的备用表项和合并表项的动作，在该工作LSP的出口节点上可以省略部署保护倒换的备用表项的动作。

步骤305：在MPLS TP环的每一个节点上部署保护表项Px’-＞Py’，标签动作为交换，其中，Px’为保护LSP上本节点的上游节点的保护标签，Py’为本节点在保护LSP上的保护标签。

步骤306：MPLS TP环上的一工作LSP的入口节点接收环外节点发来的用户报文，根据该报文的FEC信息，在自身查找到对应的入环转发表项，将该表项中的工作标签压入该报文，将该报文从工作LSP转发出去。

如：当一节点接收到一用户报文，该报文中的FEC信息为FECu，则该节点根据FECu会查找到入环转发表项FECu-＞Wv，且标签动作为压入，则该节点将Wv压入该报文，然后将该报文从工作LSP转发出去。

步骤307：当该工作LSP的任一transit节点接收到该报文时，根据该报文上的工作标签，在自身查找到对应的过环转发表项，根据该表项对该报文进行工作标签交换操作，将该报文从工作LSP转发出去。

如：当一节点接收到该报文时，根据该报文上的工作标签Wx，在自身查找到对应的过环转发表项Wx-＞Wy，标签动作为交换，则将报文上的工作标签Wx交换为Wy，然后将该报文从工作LSP上转发出去。

步骤308：当该工作LSP的出口节点接收到该报文时，根据该报文上的工作标签，查找到下环表项，根据该表项中的标签动作，弹出该报文的工作标签，将该报文向环外节点转发。

例如：当一节点接收到该报文时，根据该报文上的工作标签Ww，在自身查找到Ww为弹出工作标签，则将报文上的Ww弹出，然后将报文向环外节点转发。

以下给出图3所示实施例的应用实例一：

如图4所示，在MPLS TP环上部署一条逆时钟方向的全封闭保护LSP环，该保护LSP为该环的所有工作LSP公用，保护LSP对应的保护标签为：[P1]-＞[P2]-＞[P3]-＞[P4]-＞[P5]-＞[P6]-＞[P7]-＞[P8]-＞[P1]，其中，P8为节点E的保护标签，P7为节点D的保护标签，P6为节点C的保护标签，P5为节点B的保护标签，P4为节点A的保护标签，P3为节点H的保护标签，P2为节点G的保护标签，P1为节点F的保护标签，[Px]-＞[Py]表示收到用户报文的标签为Px时，将标签Px剥离，然后替换为标签Py，也就是将标签Px交换为标签Py。

图4中有两条业务连接，其中，

业务连接1：从环外节点J经环上节点G、F、E、D、C、B、A到环外节点K；

业务连接2：从环外节点U经环上节点F、E、D、C、B、A到环外节点K。

与业务连接1、2对应，在环上部署两条方向与保护LSP相反的工作LSP：

工作LSP1：入口节点为G，transit节点为F、E、D、C、B，出口节点为A；如图4所示，对应的工作标签为：[W16]-＞[W15]-＞[W14]-＞[W13]-＞[W12]-＞[W11]，其中，W16为节点G的工作标签，W15为节点F的工作标签，W14为节点E的工作标签，W13为节点D的工作标签，W12为节点C的工作标签，W11为节点B的工作标签；

工作LSP2：入口节点为F，transit节点为E、D、C、B，出口节点为A；对应的工作标签设为：[W25]-＞[W24]-＞[W23]-＞[W22]-＞[W21]，其中，W25为节点F的工作标签，W24为节点E的工作标签，W23为节点D的工作标签，W22为节点C的工作标签，W21为节点B的工作标签。

如图4所示，为工作LSP1分配合并标签Wm1。为工作LSP2分配的合并标签设为Wm2。

对于工作LSP1，对其上的各节点进行如下部署：

入口节点G：部署入环转发表项FEC1-＞[W16]，标签动作为压入；同时部署保护倒换的备用表项FEC1-＞[Wm1]，标签动作为压入。

transit节点F：部署过环转转发表项[W16]-＞[W15]，标签动作为交换；同时部署保护倒换的备用表项[W16]-＞[Wm1]，标签动作为交换；还要部署合并表项[Wm1]-＞[W15]，标签动作为交换。

transit节点E：部署过环转转发表项[W15]-＞[W14]，标签动作为交换；同时部署保护倒换的备用表项[W15]-＞[Wm1]，标签动作为交换；还要部署合并表项[Wm1]-＞[W14]，标签动作为交换。

transit节点D：部署过环转转发表项[W14]-＞[W13]，标签动作为交换；同时部署保护倒换的备用表项[W14]-＞[Wm1]，标签动作为交换；还要部署合并表项[Wm1]-＞[W13]，标签动作为交换。

transit节点C：部署过环转转发表项[W13]-＞[W12]，标签动作为交换；同时部署保护倒换的备用表项[W13]-＞[Wm1]，标签动作为交换；还要部署合并表项[Wm1]-＞[W12]，标签动作为交换。

transit节点B：部署过环转转发表项[W12]-＞[W11]，标签动作为交换；同时部署保护倒换的备用表项[W12]-＞[Wm1]，标签动作为交换；还要部署合并表项[Wm1]-＞[W11]，标签动作为交换。

出口节点A：部署下环表项W11，标签动作为弹出；同时部署保护倒换的备用表项[W11]-＞[Wm1]，标签动作为交换。

对于工作LSP2上的各节点，与上述工作LSP1上的各节点进行类似部署，在此不再赘述。

以业务LSP1为例，给出环上的流量转发过程：

(1)节点G接收环外节点J发来的一用户报文，根据该用户报文的FEC：FEC1，在自身查找到对应的入环转发表项FEC1-＞[W16]，标签动作为压入，则在该报文上压入工作标签[W16]，然后将报文从工作LSP转发出去。

图4中的D表示报文数据，B表示栈底标签，il表示入标签，ol表示出标签。

(2)节点F接收该报文，根据该报文上的[W16]，在自身查找到对应的过环转发表项[W16]-＞[W15]，标签动作为交换，则将该报文上的[W16]交换为[W15]，然后将报文从工作LSP转发出去；

节点E、D、C、B接收到该报文时，处理过程与节点F类似，会对报文进行工作标签交换操作，然后将该报文从工作LSP转发出去。

(3)节点A接收该报文，根据该报文上的[W11]，在自身查找到下环表项[W11]，标签动作为弹出，则弹出报文上的[W11]，并将该报文转发给环外节点K。

同时，要在节点A～H上部署保护表项，各节点的保护表项如下：

节点A：[P3]-＞[P4]，标签动作为交换；

节点B：[P4]-＞[P5]，标签动作为交换；

节点C：[P5]-＞[P6]，标签动作为交换；

节点D：[P6]-＞[P7]，标签动作为交换；

节点E：[P7]-＞[P8]，标签动作为交换；

节点F：[P8]-＞[P1]，标签动作为交换；

节点G：[P1]-＞[P2]，标签动作为交换；

节点H：[P2]-＞[P3]，标签动作为交换。

图5为本发明实施例提供的Wrapping模式MPLS TP环的保护倒换方法流程图，如图5所示，其具体步骤如下：

步骤501：MPLS TP环上一节点(设为第一节点)检测到本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则阻塞从保护LSP上收到的所有用户报文，同时将自身的转发路径标记修改为保护LSP标记；MPLS TP环上另一节点(设为第二节点)检测到本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的上游节点，则将自身的保护表项的标签动作修改为弹出。

这里，第一节点与相邻节点不通，可能是由于相邻节点故障引起的，也可能是由于第一节点与相邻节点间的链路故障引起的。

阻塞从保护LSP上收到的所有用户报文即，第一节点将从保护LSP上收到的所有用户报文丢弃，直到与相邻节点间相通时，才开始正常转发从保护LSP上收到的用户报文。

对于任一节点来说，其上的转发路径标记默认为工作LSP标记。

对于第一节点来说，可在本节点与相邻节点由不通变为相通时，将自身的转发路径标记由保护LSP标记恢复为工作LSP标记，可以立即恢复，也可以根据预设的延迟时长，延迟恢复。当然也可以在修改为保护LSP标记后始终不恢复，即始终在保护LSP上转发流量。是否恢复以及如何恢复，取决于组网时的配置。

对于第二节点来说，当发现本节点与相邻节点由不通变为相通时，会将自身的保护表项的标签动作由弹出恢复为交换。

需要说明的是，第一节点、第二节点只是相对而言，并不特指MPLS TP环上的哪个节点。当MPLS TP环上的任一节点检测到本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则其就视为本步骤中的第一节点；当MPLS TP环上的任一节点检测到本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的上游节点，则其就视为本步骤中的第二节点。

步骤502：第一节点从环外节点或工作LSP上接收一用户报文，发现自身的转发路径标记为保护LSP标记，则根据该报文上的FEC信息或工作标签，在自身查找到对应的备用表项，将该备用表项中的合并标签Wm压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为该合并标签Wm，然后在该报文上添加本节点的保护标签，将该报文从保护LSP上转发出去。

这里，第一节点可能是入口节点，也可能是transit节点。当第一节点为入口节点时，第一节点会将Wm压入报文；当第一节点为transit节点时，第一节点会将报文中的工作标签交换为Wm。

当工作LSP上所有节点的工作标签相同，且该工作标签同时为该工作LSP的合并标签时，该工作LSP上的所有节点上可以不部署备用表项，此时，第一节点无需进行查找备用表项的动作，直接将合并标签Wm压入报文或者直接将报文上的工作标签Wm交换为合并标签Wm即可。

步骤503：第二节点从保护LSP上接收该报文，根据该报文上的外层保护标签，在自身查找到对应的保护表项，发现标签动作为弹出，则弹出该报文外层的保护标签，根据报文内层的合并标签Wm，在自身查找到对应的合并表项，将该报文上的Wm交换为该合并表项中的工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

当工作LSP上所有节点的工作标签相同，且该工作标签同时为该工作LSP的合并标签时，该工作LSP上的所有节点上可以不部署合并表项，此时，第一节点无需进行查找合并表项的动作，在弹出报文外层的保护标签后，直接将报文上的Wm交换为Wm即可。

对于图5所示实施例，当用户报文在保护LSP上从第一节点转发到第二节点时，对于途径的每个节点，当该节点从保护LSP上接收到该报文时，会根据自身的保护表项，只对该报文进行保护标签交换操作，然后将该报文从保护LSP上转发出去。

当报文被第二节点从工作LSP上转发出去后，对于途径的每个transit节点，该节点从工作LSP上接收到该报文时，只对该报文进行工作标签交换操作，然后将该报文从工作LSP上转发出去。

当该报文从工作LSP上到达出口节点时，出口节点弹出工作标签，将报文向环外节点转发，至此保护倒换过程完成。

需要指出的是，图5所示实施例同时适用于节点故障和链路故障，且不仅适用于单点、单链路故障，也适用于多点、多链路故障。

以下给出图5所示实施例的应用实例一：

设图4中的节点E故障，则保护倒换过程如图6所示，具体如下：

(1)节点F发现自身与节点E不通，且在保护LSP上本节点为节点E的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的保护标签为P8的所有用户报文，同时将自身的转发路径标记修改为保护LSP标记。

(2)此后，节点F从工作LSP上接收到节点G发来的一用户报文，发现自身的转发路径标记为保护LSP标记，则根据报文上的标签[W16]，在自身查找到对应的备用表项[W16]-＞[Wm1]，标签动作为交换，则将报文上的[W16]交换为[Wm1]，然后在该报文上添加保护标签[P1]，将该报文从保护LSP上转发出去。

(3)节点G从保护LSP上接收该报文，根据自身的保护表项[P1]-＞[P2]，标签动作为交换，将该报文上的保护标签由[P1]交换为[P2]，然后将该报文从保护LSP上转发出去；

节点H、A、B、C接收到该报文后，与节点G的处理类似，只对报文进行保护标签交换操作。

(4)节点D接收到该报文后，在自身的保护表项中查找到报文外层的保护标签[P6]，发现标签动作为弹出，则弹出[P6]，然后根据露出的标签[Wm1]，在自身查找到对应的合并表项[Wm1]-＞[W13]，则将报文上的[Wm1]交换为[W13]，然后将报文从工作LSP上转发出去。

经过本步骤处理后，报文上只剩一层工作标签。

(5)节点C从工作LSP上接收该报文，根据报文上的[W13]，在自身查找到对应的过环转发表项[W13]-＞[W12]，标签动作为交换，则将报文上的[W13]交换为[W12]，将报文转发出去；

节点B接收到该报文后，与节点C的处理类似，只对报文进行工作标签交换操作。

(6)节点A接收该报文，根据报文上的[W11]，在自身查找到下环表项[W11]，标签动作为弹出，则弹出[W11]，将该报文转发给环外节点K。

以下给出图3所示实施例的应用实例二：

如图7-1所示，本实例中，对于工作LSP1，为该工作LSP1上所有节点分配的工作标签相同，都为W1，同时，W1为工作LSP1的合并标签；

对于工作LSP2，为该工作LSP2上所有节点分配的工作标签相同，都为W2，同时，W2为工作LSP1的合并标签。

如7-1所示，在工作LSP1上的各节点进行如下部署：

在入口节点G上只需部署入环转发表项FEC1-＞[W1]，标签动作为压入；

在transit节点F、E、D、C、B上只需部署过环转转发表项[W1]-＞[W1]，标签动作为交换；

在出口节点A上只需部署下环表项W1，标签动作为弹出。

工作LSP1上的流量转发过程如下：

(1)节点G接收环外节点J发来的一用户报文，根据该报文的FEC：FEC1，在自身查找到对应的过环转发表项FEC1-＞[W1]，标签动作为压入，则在该报文上压入工作标签[W1]，然后将报文从工作LSP转发出去。

(2)节点F接收该报文，根据该报文上的[W1]，在自身查找到对应的过环转发表项[W1]-＞[W1]，标签动作为交换，则将该报文上的W1交换为W1，然后将报文从工作LSP转发出去；

节点E、D、C、B接收到该报文时，处理过程与节点F类似，会对报文进行工作标签交换操作，然后将该报文从工作LSP转发出去。

(3)节点A接收该报文，根据该报文上的[W1]，在自身查找到下环表项[W1]，标签动作为弹出，则弹出报文上的[W1]，并将该报文转发给环外节点K。

以下给出图5所示实施例的应用实例二：

设图7-1中的节点E、D故障，则对于工作LSP1，保护倒换过程如图7-2所示，具体如下：

(1)节点F发现自身与节点E不通，且在保护LSP上本节点为节点E的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的保护标签为P8的所有用户报文，同时将自身的转发路径标记修改为保护LSP标记。

(2)此后，节点F从工作LSP上接收到节点G发来的一用户报文，根据报文上的标签[W1]，将报文上的[W1]交换为[W1]，然后在该报文上添加保护标签[P1]，将该报文从保护LSP上转发出去。

(3)节点G从保护LSP上接收该报文，根据自身的保护表项[P1]-＞[P2]，标签动作为交换，则将该报文上的保护标签由[P1]交换为[P2]，然后将该报文从保护LSP上转发出去；

节点H、A、B接收到该报文后，与节点G的处理类似，只对报文进行保护标签交换操作。

(4)节点C接收到该报文后，发现在保护LSP上本节点与节点D不通，则弹出报文外层的保护标签[P5]，将报文上的[W1]交换为[W1]，然后将报文从工作LSP上转发出去。

经过本步骤处理后，报文上只剩一层工作标签。

(5)节点B从工作LSP上接收该报文，将报文上的[W1]交换为[W1]，将报文转发出去。

(6)节点A接收该报文，根据报文上的[W1]，在自身查找到下环表项[W1]，标签动作为弹出，则弹出[W1]，将该报文转发给环外节点K。

对于单链路故障、多点故障以及多链路故障的保护倒换处理与单点故障类似。

本发明实施例中的用户报文可以是MPLS报文，也可以是非MPLS报文。

对于双向LSP例如：associated双向LSP、co-routed双向LSP，由于本质上其是由方向相反的两个单向LSP构成的，因此，在每个单向LSP上都可采用图3、4所示的实施例。

采用本发明实施例，本地保护倒换时间可以在50ms以内。

图8为本发明实施例提供的MPLS TP环中的节点的组成示意图，该MPLS TP环中的所有工作LSP的方向相同，且该环上部署有一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与工作LSP相反，每条工作LSP具有一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，如图8所示，该节点主要包括：表项存储模块81、故障检测模块82、保护倒换模块83和转发模块84，其中：

表项存储模块81：为每条工作LSP存储一条保护倒换的备用表项il-＞Wm，其中，il为环外节点发来的用户报文的FEC信息或者在该工作LSP上本节点的上游节点的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；和/或，为每条工作LSP存储一条合并表项Wm-＞Wy，其中，Wm为该工作LSP的合并标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签；存储本节点的保护表项Px’-＞Py’，其中，Px’为保护LSP上本节点的上游节点的保护标签，Py’为本节点的保护标签，标签动作为交换。

故障检测模块82：当发现本节点与相邻节点不通，向保护倒换模块83发送故障指示，该指示包含该相邻节点标识。

保护倒换模块83：当接收到故障检测模块82发来的故障指示后，若发现在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的所有用户报文，并将转发模块84中的转发路径标记设置为保护LSP标记；否则，将表项存储模块81中的保护表项的标签动作修改为弹出。

转发模块84：当从环外节点或工作LSP上接收到一用户报文时，若发现转发路径标记为保护LSP标记，则根据该报文上的FEC信息或工作标签，在表项存储模块81中查找到对应的备用表项，将该备用表项中的合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为该合并标签，然后在该报文上添加保护标签，将该报文从保护LSP上转发出去；当从保护LSP上接收到一用户报文时，在表项存储模块81中查找该报文外层的保护标签对应的保护表项，若发现标签动作为弹出，则弹出该报文外层的保护标签，根据该报文上的合并标签，在表项存储模块81中查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

本发明中的用户报文并不是特指原始的用户发出的报文，而是指报文的初始来源是用户。用户报文可以是原始的从用户设备发出的报文，也可以是经过封装的原始报文，因此业界也经常称为业务报文(traffic packet)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种多协议标签交换传送技术MPLS TP环保护倒换方法，其特征在于，对于一个MPLS TP环，在该环上部署一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与所有工作LSP相反，为每条工作LSP分配一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，该方法包括：

当MPLS TP环上的一节点发现本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的所有用户报文，且当从环外节点或工作LSP上接收到一用户报文时，将合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为合并标签，然后在该报文上添加保护标签，将该报文从保护LSP上转发出去；

当MPLS TP环上的一节点发现本节点与相邻节点不通，且在保护LSP上本节点为该相邻节点的上游节点时，将自身的保护表项的标签动作修改为弹出，若从保护LSP上接收到一用户报文，则弹出该报文外层的保护标签，将该报文内层的合并标签交换为工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点将该报文从保护LSP上转发出去之后进一步包括：

当所述MPLS TP环上的一节点从保护LSP上接收到所述用户报文时，若发现自身的保护表项的标签动作为交换，则对该报文进行保护标签交换操作，将该报文转发出去；

所述节点将该报文从工作LSP上转发出去之后进一步包括：

当所述MPLS TP环上的一节点从工作LSP上接收到所述用户报文时，若发现自身的工作表项的标签动作为交换，对该报文进行工作标签交换操作，将该报文转发出去；

出口节点从工作LSP上接收到所述用户报文，弹出该报文上的工作标签，将该报文向环外节点转发。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为每条工作LSP分配一个合并标签进一步包括：

对于每条工作LSP，在该工作LSP上的各节点上进行如下部署：

在该工作LSP的入口节点上部署保护倒换的备用表项FECu—>Wm，标签动作为压入，其中，FECu为环外节点发来的应分配给该工作LSP的用户报文的FEC信息，Wm为该工作LSP的合并标签；

在该工作LSP的穿越节点上部署保护倒换的备用表项Wx—>Wm，标签动作为交换，同时部署合并表项Wm—>Wy，标签动作为交换，其中，Wx为工作LSP上本节点的上游节点的工作标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；

所述节点将合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为合并标签包括：节点根据该报文上的FEC信息或工作标签，在自身查找到对应的备用表项，将该备用表项中的合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为该合并标签；

所述节点将该报文内层的合并标签交换为工作标签包括：节点根据该报文内层的合并标签，在自身查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当MPLS TP环中的一条工作LSP上所有节点的工作标签相同时，所述为每条工作LSP分配一个合并标签包括：将该工作标签作为该工作LSP的合并标签。

5.一种MPLS TP环中的节点，其特征在于，所述MPLS TP环中的所有工作LSP的方向相同，且该环上部署有一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与工作LSP相反，每条工作LSP具有一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，所述节点包括：

故障检测模块：当发现本节点与相邻节点不通，向保护倒换模块发送故障指示，该指示包含该相邻节点标识；

保护倒换模块：接收所述故障指示，若发现在保护LSP上本节点为该相邻节点的下游节点，则阻塞从保护LSP上接收到的所有用户报文，并将转发模块中的转发路径标记设置为保护LSP标记；

转发模块：当从环外节点或工作LSP上接收到一用户报文时，若发现转发路径标记为保护LSP标记，则将合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为合并标签，然后在该报文上添加保护标签，将该报文从保护LSP上转发出去。

6.根据权利要求5所述的节点，其特征在于，所述节点进一步包括：

表项存储模块：为每条工作LSP存储一条保护倒换的备用表项il—>Wm，标签动作为压入或者交换，其中，il为环外节点发来的用户报文的FEC信息或者在该工作LSP上本节点的上游节点的工作标签，Wm为该工作LSP的合并标签；

且所述转发模块根据所述报文上的FEC信息或工作标签，在表项存储模块中查找到对应的备用表项，将该备用表项中的合并标签压入该报文或者将该报文上的工作标签交换为该合并标签。

7.根据权利要求5所述的节点，其特征在于，所述节点进一步包括：

表项存储模块：存储本节点的保护表项Px’—>Py’，其中，Px’为保护LSP上本节点的上游节点的保护标签，Py’为本节点的保护标签，标签动作为交换；

所述保护倒换模块进一步用于，当接收到所述故障指示时，若发现在保护LSP上本节点为所述相邻节点的上游节点，则将表项存储模块中的保护表项的标签动作修改为弹出；

所述转发模块进一步用于，当从保护LSP上接收到一用户报文时，根据报文外层的保护标签在表项存储模块中查找到对应的保护表项，若发现标签动作为弹出，则弹出该报文外层的保护标签，将该报文内层的合并标签交换为工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

8.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，所述表项存储模块进一步用于，为每条工作LSP存储一条合并表项Wm—>Wy，标签动作为交换，其中，Wm为该工作LSP的合并标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签；

且所述转发模块根据所述报文上的合并标签，在表项存储模块中查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签。

9.一种MPLS TP环中的节点，其特征在于，所述MPLS TP环中的所有工作LSP的方向相同，且该环上部署有一条全封闭的保护LSP，该保护LSP为所有工作LSP公用，且保护LSP的方向与工作LSP相反，每条工作LSP具有一个合并标签，不同工作LSP的合并标签互不相同，且任一合并标签不与该环上任何其它工作LSP的任何工作标签相同，所述节点包括：

故障检测模块：当发现本节点与相邻节点不通，向保护倒换模块发送故障指示，该指示包含该相邻节点标识；

保护倒换模块：接收所述故障指示，若发现在保护LSP上本节点为所述相邻节点的上游节点，则将本节点的保护表项的标签动作设置为弹出；

转发模块：当从保护LSP上接收到一用户报文时，若发现本节点的保护表项的标签动作为弹出，则弹出该报文外层的保护标签，将该报文内层的合并标签交换为工作标签，将该报文从工作LSP上转发出去。

10.根据权利要求9所述的节点，其特征在于，所述节点进一步包括：

表项存储模块：为每条工作LSP存储一条合并表项Wm—>Wy，标签动作为交换，其中，Wm为该工作LSP的合并标签，Wy为本节点在该工作LSP上的工作标签；

且所述转发模块根据所述报文上的合并标签，在表项存储模块中查找到对应的合并表项，将该报文上的合并标签交换为该合并表项中的工作标签。

11.根据权利要求10所述的节点，其特征在于，当MPLS TP环中的一条工作LSP上所有节点的工作标签相同时，将该工作LSP的工作标签作为该工作LSP的合并标签。

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