CN102227890A - 用于点对点分组保护切换的带内信令 - Google Patents

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Abstract

一种在提供商骨干-业务工程(PBB-TE)网络中控制业务转发的方法。定义保护组(PG)，并且其包括N个工作业务工程业务实例(TESI)以及M个保护TESI。定义自动保护切换协议数据单元(APS PDU)，其包括了定义保护组的至少一个状态的信息。所述APS PDU仅通过保护TESI(一个或多个)被转发。

Description

用于点对点分组保护切换的带内信令
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2009年11月28日提交的临时美国专利申请号61/118,554的权益，其全部内容结合于此作为参考。
缩微胶片附件
不适用。
技术领域
本发明涉及分组网络中业务转发的管理，并且尤其涉及用于点对点分组保护切换的带内信令。
背景技术
网络运营商和承载商正在部署分组交换通信网络，用于替换电路交换网络。在分组交换网络中，例如网际协议(IP)网络，IP分组根据存储在网络中每个IP路由器中的路由状态而被路由。类似地，在以太网中，以太网帧根据存储在网络中每个以太交换机中的转发状态而被转发。本发明应用于采用了任意的基于协议数据单元(PDU)的网络的通信网络，并且本文中，术语“分组”和“分组交换网”、“路由”、“帧”和“基于帧的网络”、“转发”和同源术语都意在涵盖任意PDU、使用PDU的通信网络以及PDU的从网络节点到网络节点的选择性传输。
在以太网中，提供商骨干网传输(PBT，Provider Backbone Transport)，也即众所周知的提供商骨干桥接业务工程(PBB-TE)，如申请人的英国专利号GB2422508所述，用于提供单播(即点到点-p2p)以太网传输技术。提供商链路状态桥接(PLSB)，如申请人的共同待决的美国专利申请序号11/537,775所述，可以用于为使用IS-IS的以太网提供传输能力，以在网络中建立单播路径。上述两篇专利文件作为参考引入于此。
提供商链路状态桥接(PLSB)典型地使用例如中间系统到中间系统协议(IS-IS)或者开放最短路径优先(OSPF)的协议来交换拓扑、寻址和服务消息，以实现从任一给定源节点到一个或者多个目的地节点的分组转发路径的计算，并安装实现那些路径所需的转发状态。OSPF和IS-IS以分布的方式跨越网络的节点运行，以使得每个节点可以基于由路由系统所共享的网络拓扑而在本地计算路径。
如在本领域中已知的，IS-IS和OSPF是“路由”协议，其中“Dijkstra”或相似的算法被用于计算网络中任意两个节点之间的最短路径。一旦被计算，这些最短路径然后能被用于得到单播路径，并且确定为了为了实现所得到的路径而必须安装在每个节点中的转发状态。如反向路径转发检查(RPFC)之类的技术可以被用来减轻在多个分布式对等节点独立地计算路径和安装转发状态时的时段期间可能瞬时形成的任意回路的影响。
图1是建立在依据于IEEE802.1Qay的PBB-TE网络域中的保护组(PG)2的简化图示。在图1的简图中，仅示出了单向业务流，从西用户边缘设备(CE-1)4至东用户边缘设备(CE-2)6。在典型的实施方式中，图1的绘图将被镜射(mirror)，以同样支持反向的业务流。图1中可以看出，保护组2由位于西桥10和东桥12之间的两个不同的业务工程服务实例(TESI)8构成。两个TESI 8中的一个被指定为活动TESI，并且另一个被指定为“备用”或“保护”TESI。由西桥10中所执行的选择性桥接功能、以及东桥12所执行的业务融合功能来控制保护组的操作行为。
举例来说，将从西客户端边缘设备(CE-1)4发送至东用户边缘设备(CE-2)6的分组利用西用户边缘设备(CE-1)4的源地址(C-SA)、东用户边缘设备6的目的地地址(C-DA)和由网络分配的服务实例标识符(I-SID)来封装，并发送到西桥10中的宿主(host)西用户边缘设备(CE-1)4的用户骨干端口(CBP)14。在西桥10中，将分组用西桥10的骨干源地址(B-SA)、东桥12的骨干目的地地址(B-DA)以及为东行业务而分配给活动TESI的骨干VLAN标识符(B-VID)来封装。如此封装之后，分组可以从活动TESI传输到东桥12，该东桥12剥离B-DA、B-SA和B-VID信息，并经由宿主东用户边缘设备(CE-2)6的用户骨干端口(CBP)16转发该解封装的分组到东用户边缘设备(CE-2)6。
在图1的图示中，TESI-A 8a是活动TESI，从而西桥10中的选择性桥接功能用B-VID-1封装东行分组，正如图1中所看到的。如果影响TESI-A的网络故障(或网络运营商保护切换请求)发生，则选择性桥接功能可以使东行分组切换到TESI-B 8b。这种情况发生时，西桥10将用B-VID-3封装东行分组，B-VID-3是为东行业务而分配给TESI-B的B-VID。一旦该保护切换发生，东行分组就将自动通过TESI-B被转发。
在东桥12中，业务融合功能接受通过两个TESI 8中的任一个所接收的分组，并且之后再将分组路由到宿主东用户边缘设备(CE-2)6的用户骨干端口(CBP)16。所以，并不需要为了东行业务的正常转发而在东桥12中实施保护切换功能。
如图1所示的单一工作路径由单一备用(或保护)路径保护的布置，被认为是1:1保护方案。
IEEE802.1Qay的限制是它依赖于带外信令，例如网络运营商的数据通信网(DCN)，来协调网络运营商请求的保护切换操作。在这方面，术语带外指的是不通过与订户业务相同的路径的信令。但是，为了协调运营商请求的保护切换操作而使用带外信令，增加了网络管理功能的复杂度，并且意味着将可能检测不到保护模式和一个或多个所涉及的交换机的状态之间的不匹配。此外，IEEE802.1Qay只提供1:1的保护方案。在某些情况下，期望提供更加复杂的M:N保护方案，其中M是保护(备用)路径的数量，并且N是工作路径的数量。
在ITU-T G.8031标准中描述了用于以太网VLAN网络的自动保护切换方案。这项技术运用了用于保护状态信息的带内信令的自动保护切换协议数据单元(APS PDU)。但是，这个技术还不能容易地适用于PBB-TE网络域中点到点连接(即TESI)的保护切换的问题。进一步地，G.8031不支持具有多个或者共享的保护路径的广义M:N保护方案。
能够克服至少一些上述问题的技术仍被高度期望。
发明内容
因此，本发明的一方面提供了一种在提供商骨干-业务工程(PBB-TE)网络中控制业务转发的方法。定义保护组(PG)，并且其包括N个工作业务工程服务实例(TESI)和M个保护TESI。定义自动保护切换协议数据单元(APS PDU)，其包括定义该保护组的至少一个状态的信息。APS PDU仅通过保护TESI(一个或多个)被转发。
附图说明
通过下面的详细描述，结合附图，本发明的进一步的特征和优势将变得明显，其中：
图1是一个框图，示意性图示了从IEEE802.1Qay中可得知的提供商骨干-业务工程(PBB-TE)网络域中的保护组的操作；
图2示意性图示了在本发明实施例中可使用的APS PDU的第一帧格式；
图3a-3d是示出了图2的APS PDU的APS特定字段的代表值的表格；
图4是示出了图2中APS PDU的标记字段的代表值的表格；
图5示意性图示了本发明实施例中可使用的APS PDU的第二帧格式；
值得注意的是，通过附图，相似的特征由相似的附图标记来标识。
具体实施方式
本发明的实施例仅通过举例的方式参考图1-5而描述如下。
非常笼统地，本发明提供了在提供商骨干-业务工程(PBB-TE)网络中控制业务转发的方法。定义保护组(PG)，并且其包括N个工作业务工程服务实例(TESI)和M个保护TESI。定义自动保护切换协议数据单元(APS PDU)，其包括定义该保护组的至少一个状态的信息。APS PDU仅通过保护TESI(一个或多个)被转发。
优选地，本发明支持广义的M:N保护方案，其中N≥1且M≥1。在N＝1，且M＝1的简化情况下，所述保护方案可以根据需要而是可逆(revertive)或不可逆的。在可逆的保护方案中，响应于影响工作TESI的信号故障(SF)或强制切换(FS)而切换到该保护TESI的业务在从故障恢复(或FS被清除)之后被切换回工作TESI。在不可逆的保护方案中，响应于信号故障(SF)或强制切换(FS)中的任意一个而将业务切换到的保护TESI随后被重新指定为保护组的工作TESI。
优选地，N和M的任一或两者都比1大的保护方案是可逆的。
图2示意性图示了代表性的APS PDU，其属于能用于本发明实施例的类型。在图2的例子中，APS PDU帧格式(即帧大小、字段大小等)通常遵循ITU-TG.8031 APS PDU的帧格式。这很方便，因为它使得图2的APS PDU能被ITU-TG.8031兼容的以太网设备处理。但是根据需要，其他帧格式也能使用。
参考图2，APS PDU通常被分割成传输报头18、公共CFM报头20、以及APS块22。传输报头18促进了通过端点用户骨干端口(CPB)14、16之间的点对点连接的对APS PDU的路由。因此，举例来说，传输报头包括包含目的地CBP的地址的B-DA字段24和包含源CBP的地址的B-SA字段26。这使得APSPDU能够连同CFM连续性检查消息(CCM)被用于跨越PBB-TE网络域的端对端连续性检查。
APS块22被用于定义保护组的控制保护切换行为和保护方案。在图2的实施方式中，APS块22包括请求/状态字段28；保护类型字段30、被请求的信号字段32；被桥接的信号字段34和标记字段36。在一些实施例中，请求/状态字段和保护类型字段在长度上都是4比特，而被请求的信号、被桥接的信号字段和标记字段在长度上均是1字节。图3a-3d中示出了可以分配给每个请求/状态字段、保护类型字段、被请求的信号以及被桥接的信号字段的代表值。可被理解地，图3a-3d中所示的字段值遵循ITU-T G.8031的推荐。类似地，对于1:1保护方案的简化情况，这些字段值支持PBB-TE网络中的保护切换行为，所述行为与ITU-T G.8031中所陈述的那些在功能上相当。相应地，这些字段的含义和使用，以及由此获得的传统保护切换行为，在此不详细描述。
在一些实施例中，当工作TESI正常运作时，只通过保护TESI(一个或多个)发送APS PDU。这具有在保护组正常运作的情况下，最小化工作TESI的开销业务的优势。可被理解地，除了使用CFM CCM，还可以通过经由保护TESI定期(at regular intervals)发送“无请求/空/空”APS PDU来执行保护TESI的连续性检查。参考图3a-3d，“无请求/空/空”APS PDU是这样的APS PDU，其中请求/状态字段被设置为“0000”(无请求)，并且每一个被请求的信号和被桥接的信号字段都被设置为“0”(空信号)。
如上所述，图3a-d中示出的字段值的赋予支持PBB-TE网络域中的保护切换行为，所述行为与ITU-T G.8031陈述的那些在功能上相当。标记字段36实现了将这种功能扩展到广义的M:N保护方案，其中N(工作TESI的数量)和M(保护TESI的数量)的任一个(或两者)大于1。因此，举例来说，使用标记字段36的M:1和1:N比特38、40可以识别特定保护方案，如图4所示。
保护组内的特定TESI，和它们在保护组内的相应角色(举例来说“工作”或“保护”)，在保护组被建立的时候被确定。所以，利用保护组所实施的特定保护方案也预先可知。相应地，在一些实施例中，标记字段36的M:1和1:N比特38、40(如图4所示)的使用可以省略，并且作为替代，用于标识包含在保护组定义中的保护方案的信息，被安装在每个所涉及的用户骨干端口中。
在一些实施例中，保护TESI的数量M≥2，保护TESI可能按层级(hierarchy)排列，从而保护切换功能将按预定次序将业务切换到每一个保护TESI。通过使用标记字段36的保护序列比特42，可以完成该操作。因此，举例来说，可以通过设置通过该保护TESI发送的APS PDU中的保护序列比特为“0”值，来指定优选的保护TESI。可以通过设置通过该保护TESI发送的APS PDU中的保护序列比特为“1”值，来指定第二(次优选的)保护TESI。保护组内的每一个其他保护TESI可以根据其在层级中的位置，类似地被指定相应的保护序列号。根据这样的安排，保护切换功能将遵循由保护序列号码所定义的优选次序把业务从工作TESI切换到每一个保护TESI。因此，举例来说，仅当较高等级的保护TESI不能够接受来自工作TESI的业务时，该业务才将被保护切换到较低等级的保护TESI。
在大部分情况下，如果保护TESI中有足够可用的容量，则业务可以被成功地保护切换到该保护TESI。
在一些实施例中，可以定义优先占用(pre-emption)规则以控制某些条件，在所述条件下，业务能够被保护切换到给定保护TESI。这种安排是有用之处在于，其使得在正常网络操作期间保护TESI能够载送订户业务，同时也支持工作TESI的有效保护。
在一些实施例中，优先占用规则可以基于用户级别的服务实例。因此，举例来说，当服务实例被建立时，所期望的服务质量(QoS)级别可以被选择并且分配给该服务。如果该服务的分组随后必须被保护切换到保护TESI，则用户骨干端口可以使用用户服务实例标识符(I-SID)来控制保护切换行为。举例来说，给定QoS级别的工作TESI业务可能优先于(pre-empt)较低QoS级别的保护TESI业务。
在一些实施例中，优先占用规则可以基于保护切换请求的优先级。举例来说，在图3a中，各种请求/状态字段值都按优先级次序排列。相应地，保护功能可以使用APS PDU的请求/状态字段优先级级别来确定业务是否可以被保护切换到给定保护TESI。举例来说，在给定保护TESI的APS PDU具有请求/状态字段值“1111”(封锁(lockout))的情况下，没有业务能够被保护切换到该保护TESI。
可替换地，考虑这种场景，其中由于对工作TESI的人工切换，保护TESI载送已经从该工作TESI切换来的业务。在这种情况下，所涉及的保护TESI的APS PDU将具有请求/状态字段值“0111”。如果发生了影响另一个工作TESI的服务失败，则具有请求/状态字段值“1011”的APS PDU将被发送到用户骨干端口，以触发到保护TESI的保护切换。该保护切换请求将会成功，并且保护TESI中的业务根据需要取得优先，这是因为所接收的APS PDU的优先级级别比已经在保护TESI中的业务的优先级高。相反地，如果请求练习切换(请求/状态字段值“0100”)，则该请求将被拒绝，因为请求APS PDU的优先级级别比已经在保护TESI中的业务的优先级低。
在工作TESI的数量N≥2的一些实施例中，保护TESI的总容量的一部分可以被分配到每个工作TESI。在这样安排下，来自工作TESI的业务可以被保护切换到保护TESI。但是，保护TESI根据分配给工作TESI的容量的量，可以“节流(throttle)”保护切换的业务。
若需要，保护TESI的容量在两个或更多工作TESI之间划分，每个分区可以具有它自己的APS PDU。这种情况下，上述请求/状态字段优先级级别可被用于解决每个工作TESI之间的争用问题。举例来说，考虑这种场景，其中由于人工切换，保护TESI载送已经从第一工作TESI切换来的业务。在这种情况下，第一工作TESI的业务将被分配到保护TESI的相应第一分区，并将具有请求/状态字段值为“0111”的对应APS PDU。如果发生了影响第二工作TESI的服务失败，则该工作TESI的业务可以类似地被分配到保护TESI的相应第二分区，并将具有请求/状态字段值为“1011”的对应APS PDU。如果两个业务流的总带宽需求超过保护TESI的容量，则可能引起争用问题。但是，通过允许高优先级级别的业务流优先于低优先级的业务流，两个业务流的相应请求/状态字段值能够被用于解决争用。在上述例子中，第二分区中的业务(具有请求/状态字段值“1011”)可以优先于第一分区的业务(具有请求/状态字段值“0111”)。
在一些实施例中，TESI可以在两个或更多保护组之间共享。在这样的情况下，标记字段36的多保护组(MPG)比特44可以被设置以指示APS PDU包括标识APS PDU所属的保护组的保护组块46(图5)。在这样的安排下，上述所有的保护方案和行为，包括保护TESI层级、请求优先级以及争用解决方案，都可以被扩展为在网络中的两个或者更多保护组的范围内应用。
若需要，在一个保护组中被指定为工作TESI的TESI可以在另一个保护组中被指定为保护TESI。在这样的情况下，上述的技术可以被单独或组合使用，以缓解争用问题并限制一个保护组的“工作”业务被另一个保护组的保护业务取得优先的风险。举例来说，作为保护TESI而操作的共享TESI可以被分配“1”或更高的保护序列值，从而不太可能接收保护切换的业务。此外，优先占用规则可被定义以使得“工作”业务总有高于保护切换业务的优先级。最后，共享TESI的容量可以在与TESI相关联的每个保护组之间划分。若需要，这种划分可以被固定，以使得每个分区组被分配共享的TESI的总容量的预定比例，这个比例保持固定，而与每个保护组内的业务流的优先级级别或带宽要求无关。
如上所述的本发明的实施例(一个或多个)仅意在示范。因此发明的范围意在仅由所附权利要求的范围限定。

Claims (9)

1.一种在提供商骨干-业务工程(PBB-TE)网络中控制业务转发的方法，所述方法包括：
定义保护组，其包括N个工作业务工程服务实例(TESI)以及M个保护TESI，其中N≥1且M≥1；以及
提供自动保护切换协议数据单元(APS PDU)，其包括定义所述保护组的至少一个状态的信息；以及
通过每个保护TESI转发所述APS PDU。
2.根据权利要求1所述的方法，其中M≥2，以及其中所述APS PDU进一步包括关于保护TESI的层级的信息，所述层级定义了业务能够被保护切换到每一个保护TESI的次序。
3.根据权利要求1所述的方法，其中N≥2，以及其中所述APS PDU进一步包括关于保护切换请求的优先级的信息，所述优先级确定了被保护切换到给定的保护TESI的业务是否能够优先于已经通过该保护TESI被转发的业务。
4.根据权利要求3所述的方法，其中每个保护TESI的容量的相应部分被分配给每一个工作TESI。
5.根据权利要求1所述的方法，其中至少一个TESI在所述保护组和网络中定义的另一个保护组之间共享。
6.根据权利要求5所述的方法，其中共享的TESI是两个保护组中的工作TESI。
7.根据权利要求5所述的方法，其中共享的TESI是两个保护组中的保护TESI。
8.根据权利要求5所述的方法，其中共享的TESI是第一保护组中的工作TESI以及第二保护组中的保护TESI。
9.根据权利要求5所述的方法，其中共享的TESI的容量的相应部分被分配给每个保护组。
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