CN102282812A - 保护标签交换路径的入节点和出节点 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种设备，其包括备份节点，其耦合到点对多点(P2MP)标签交换路径(LSP)的入节点，且经由备份树耦合到所述P2MP LSP的所述入节点的多个下一跳节点，其中所述备份节点和所述入节点均耦合到外部节点，且其中所述备份节点经配置以在所述入节点出现故障时确保所述P2MP LSP中的数据传输。本发明包含一种网络组件，其包括至少一个处理器，所述处理器经配置以实施包括以下步骤的方法：检测P2MP LSP的入节点中的故障；在所述入节点出现故障时，接收目的地是所述入节点且将由所述P2MP LSP从提供商节点输送的数据包；以及在到达出节点之前在与所述P2MP LSP合并的备份树上发射所述数据包。

Description

保护标签交换路径的入节点和出节点
交叉引用相关申请
本申请案要求2009年1月9日由陈怀谟(Huaimo Chen)等人申请，标题为“用于保护标签交换路径的入节点和出节点的系统和方法(System and Method for Protecting Ingress and Egress of a LabelSwitched Path)”的申请号为61/143,592的美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时申请案如同全文复制那样以引用方式并入本文中。
技术领域
无
发明背景
在例如多协议标签交换(MPLS)网络和通用化MPLS(GMPLS)网络等一些网络中，流量工程(TE)标签交换路径(LSP)可使用用于给定路径的资源预留协议TE(RSVP-TE)来建立。路径可由路径计算客户端(PCC)和/或路径计算元件(PCE)提供。举例来说，PCC可从PCE请求路径或路线，PCE计算路径并将计算的路径信息转发回到PCC。路径可为点对点(P2P)路径，其包括多个节点和/或标签交换路由器(LSR)，且从源节点或LSR延伸到目的地节点或LSR。或者，路径可为点对多点(P2MP)路径，其从源节点延伸到多个目的地节点。RSVP-TE也可用以建立备份P2P和P2MP LSP，以在网络链路或内部节点故障期间重路由包，且因此保证包的递送。
在http://ietfreport.isoc.org/rfc/rfc4090.txt中公布且以引用方式并入本文中的标题为“对用于LSP隧道的RSVP-TE的快速重路由扩展(Fast Reroute Extensions to RSVP-TE for LSP Tunnels)”的因特网工程任务组(IETF)请求注解(RFC)4090描述了在本地修复点处备份P2P LSP隧道或路径的两种方法。本地修复点可包括沿着所述路径的入节点与出节点之间的多个内部节点。第一种方法是一对一备份方法，其中在每一潜在的本地修复点处创建用于每一受保护P2P LSP的迂回备份P2P LSP。第二种方法是设备旁路备份保护方法，其中使用MPLS标签堆叠来创建旁路备份P2P LSP隧道，以为一组P2P LSP隧道防止潜在的故障点。旁路备份隧道可保护具有类似备份约束的一组P2P LSP。然而，两种方法都不可在本地为受保护的P2P LSP防止入节点或出节点故障。此外，在http://ietfreport.isoc.org/rfc/rfc4875.txt中公布且以引用方式并入本文中的标题为“对用于点对多点TE标签交换路径(LSP)的RSVP-TE的扩展(Extensions to RSVP-TE for Point-to-Multipoint TE Label Switched Paths(LSPs))”的IETF RFC 4875描述了如何使用一对一备份方法和设备旁路备份方法来防止P2MP LSP的路径上的链路或内部节点故障。然而，没有提到在受保护的P2MP LSP中本地防止入节点或出节点故障。
发明内容
在一个实施例中，本发明包含一种设备，所述设备包括备份节点，其耦合到P2MP LSP的入节点，且经由备份树耦合到所述P2MP LSP的入节点的多个下一跳节点，其中备份节点和入节点均耦合到外部节点，且其中备份节点经配置以在入节点出现故障时确保P2MP LSP中的数据传输。
在另一实施例中，本发明包含一种网络组件，其包括至少一个处理器，所述处理器经配置以实施包括以下步骤的方法：检测P2MP LSP的入节点中的故障；在入节点出现故障时，接收目的地是所述入节点且将由P2MP LSP从提供商节点输送的数据包；以及在到达出节点之前，在与P2MP LSP合并的备份树上发射所述数据包。
在又一实施例中，本发明包含一种方法，其包括：检测P2MP LSP的出节点中的故障；以及在出节点出现故障时，将目的地是所述出节点且待转发到备份LSP上的客户端的数据包发射到备份出节点。将从结合附图和所附权利要求书进行的以下详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
附图简述
为了更完整地理解本发明，现在参考结合附图和详细描述而进行的以下简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。
图1是标签交换系统的实施例的示意图。
图2是标签交换系统的另一实施例的示意图。
图3是P2P旁路隧道的入节点保护的实施例的示意图。
图4是P2P迂回隧道的入节点保护的实施例的示意图。
图5是P2MP旁路隧道的入节点保护的实施例的示意图。
图6是P2P旁路隧道的出节点保护的实施例的示意图。
图7是P2P迂回隧道的出节点保护的实施例的示意图。
图8是备份入节点路由方法的一个实施例的图解。
图9是备份出节点路由方法的一个实施例的图解。
图10是通用计算机系统的实施例的示意图。
具体实施方式
开始时应理解，尽管下文提供一个或一个以上实施例的说明性实施方案，但可使用任何数目的技术(不管是目前已知还是现有的)来实施所揭示的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明和描述的示范性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书连同其整个范围的均等物的范围内修改。
本文揭示用于保护TE LSP中的入节点故障和/或出节点故障的系统和方法。TE LSP可为P2MPLSP。P2MP LSP可包括一入节点、多个内部节点和多个出节点。入节点和出节点可为网络中的边缘节点。可指定可为边缘节点的备份入节点作为保护入节点。备份入节点也可与入节点通信且检测入节点的故障。当入节点出现故障时，备份入节点可接收目的地为入节点且将由P2MP LSP输送的业务，并将业务转发到P2MP LSP的入节点的多个下一跳节点。业务可经由备份树从备份入节点转发，备份树例如为多个P2P旁路隧道、多个P2P迂回隧道或P2MP旁路隧道。类似地，可指定可为边缘节点的备份出节点以保护出节点。可沿着P2MP LSP在出节点之前的内部节点可与备份出节点通信且检测出节点的故障。当出节点出现故障时，内部节点可将目的地是出节点的业务转发到备份出节点而不是出节点。业务可经由备份LSP从内部节点转发，备份LSP例如为P2P旁路隧道或P2P迂回隧道。在入节点故障期间，业务可经由备份树路由，且随后合并到P2MP LSP中，例如不使用从备份入节点到出节点的第二备份P2MP LSP，这可节省系统资源且改善恢复时间。
图1说明标签交换系统100的一个实施例，其中可在至少一些组件之间建立多个P2P LSP和P2MPLSP。P2P LSP和P2MP LSP可用以(例如)使用用于路由的包和包标签来输送数据业务。标签交换系统100可包括标签交换网络101，其可为沿着网络路径或路线使用包或帧来输送数据业务的包交换网络。包可沿着路径路由或交换，路径可通过例如MPLS或GMPLS等标签交换协议来建立。
标签交换网络101可包括多个边缘节点，包含第一入节点111、第二入节点112、多个第一出节点121和多个第二出节点122。当标签交换网络101中的P2MP LSP包括所述边缘节点中的至少一些节点时，第一入节点111和第二入节点112可称为根节点，且第一出节点121和第二出节点122可称为叶节点。另外，标签交换网络101可包括多个内部节点130，其可彼此通信且与边缘节点通信。第一入节点111和第二入节点112可与例如因特网协议(IP)网络等第一外部网络140通信，第一外部网络140可耦合到标签交换网络101。由此，第一入节点111和第二入节点112可在标签交换网络101与外部网络140之间输送数据，例如数据包。此外，第一出节点121和第二出节点122中的一些节点可成对地分组，其中每一对可耦合到第二外部网络或客户端(未图示)。
在一实施例中，边缘节点和内部节点130可为支持通过标签交换网络101来输送包的任何装置或组件。举例来说，网络节点可包含交换机、路由器或此些装置的各种组合。网络节点可从其它网络节点接收包，所述网络节点包括逻辑电路，所述逻辑电路确定哪些网络节点将向其它网络节点发送和发射包。在一些实施例中，网络节点中的至少一些节点可为标签交换路由器(LSR)，其可经配置以修改或更新在标签交换网络101中输送的包的标签。此外，边缘节点中的至少一些节点可为标签边缘路由器(LER)，其可经配置以插入或移除在标签交换网络101与外部网络140之间输送的包的标签。
标签交换网络101可包括第一P2MP LSP，其可经建立以将数据业务从第一外部网络140多播到第二外部网络或客户端。第一P2MP LSP可包括第一入节点111和第一出节点121中的至少一些出节点。图1中使用实箭头线来展示第一P2MP LSP。通常，为了防止第一P2MP LSP出现链路或节点故障，标签交换网络101可包括第二P2MP LSP，其可包括第二入节点112和第二出节点122中的至少一些出节点。具体来说，每一第二出节点122可与第一P2MP LSP的第一出节点121配对。第二P2MP LSP也可包括相同和/或不同的内部节点130。第二P2MP LSP可提供去往第一P2MP LSP的备份路径，且可用以在第一P2MP LSP的入节点或任一出节点出现故障时，将业务从第一外部网络140转发到第二外部网络或客户端。图1中使用虚箭头线来展示第二P2MP LSP。
将第二P2MP LSP预留作为去往第一P2MP LSP的备份路径可能较消耗资源，因为第二P2MP LSP可能需要额外的网络带宽，所述带宽可与第一P2MP LSP的预留带宽相当。此外，当第一P2MP LSP的入节点出现故障时，经由对应的第二P2MP LSP重路由业务可引起业务递送的延迟。即使在第二P2MPLSP运载与第一P2MP LSP相同的业务时，当第一P2MP LSP的入节点出现故障时，第二外部网络或客户端确定故障并切换到第二出节点以接收业务的延迟可能较长。此延迟在一些系统中可能是不可接受的，例如对于例如IP电视(IPTV)等实时服务来说。
图2说明另一标签交换系统200的一个实施例，其中可在至少一些组件之间建立多个TE LSP。标签交换系统200可包括标签交换网络201，其可为包交换网络。标签交换网络201可包括多个边缘节点，其可包括第一入节点211、第二入节点212、多个第一出节点221和多个第二出节点222。另外，标签交换网络201可包括多个内部节点230，其可彼此通信且与边缘节点通信。边缘节点和内部节点230可大体上类似于标签交换网络101的对应组件而配置。
标签交换网络201可经由第一入节点211和第二入节点212与第一外部网络240通信，且经由第一出节点221和第二出节点222与多个第二外部网络250通信。具体来说，标签交换网络201可经由第一出节点221和第二出节点222与第二外部网络250中的每一者通信。或者，第一出节点221和第二出节点222可与客户端通信。
标签交换网络201可包括P2MP LSP，其可经建立以将数据业务从第一外部网络240多播到第二外部网络250，或者多播到耦合到标签交换网络201的客户端。P2MP LSP可包括第一入节点211和第一出节点221中的至少一些出节点。P2MP LSP还可包括多个内部节点230。在一实施例中，可指定第二入节点212作为第一入节点211的备份节点，以防止P2MP LSP出现入节点故障。因此，第二入节点212可经配置以与第一入节点211通信，建立备份LSP或多个备份LSP以用于保护第一入节点211，且在第一入节点211出现故障时，路由待发送到第一入节点211且由P2MP LSP经由备份LSP或多个备份LSP输送的包，且随后将包合并到P2MP LSP中。
可使用PCE(例如)基于网络拓扑信息来选择第二入节点212。PCE可向第一入节点211告知选定的第二入节点212。第一入节点211可随后(例如)通过建立与第二入节点212的通信信道来与第二入节点212通信。因此，第一入节点211可将关于P2MP LSP的信息发送到第二入节点212。发送到第二入节点212的信息可包括对P2MP LSP的约束、显式路由对象(ERO)、记录路由对象(RRO)、快速重路由对象(FRO)、迂回对象或其组合。可在开放式最短路径优先(OSPF)类型9链路状态公告(LSA)中发送所述信息，所述链路状态公告具有用于所述信息的新的类型长度值(TLV)。或者，可在具有新旗标的RSVP-TE PATH消息中发送所述信息，所述旗标指示消息中的信息是用于保护入节点。第二入节点212可从第一入节点211接收此信息，且使用所述信息来建立备份LSP或多个备份LSP。举例来说，第二入节点212可起始从第二入节点212到P2MP LSP的第一入节点211的下一跳节点的备份LSP。第二入节点212可根据可从第一入节点211发送的RRO知道下一跳节点。可通过计算从第二入节点212到下一跳节点的路径、沿着所计算路径发送PATH消息、接收返回的预留(RESV)消息且为备份LSP创建转发状态(例如，表)来创建备份LSP。PATH和RESV消息可类似于由IETF界定的PATH和RESV消息。备份LSP可为P2P旁路隧道、P2P迂回隧道或P2MP旁路隧道，如下文所描述。
在选择第二入节点212作为第一入节点211的备份节点之后，第二入节点212可经配置以使用故障检测机制来检测第一入节点211中的故障。举例来说，故障检测机制可为经由接口280或P2P LSP的双向转发检测(BFD)，其可在第一入节点211与第二入节点212之间建立。当第二入节点212检测到第一入节点211中的故障时，第二入节点212可(例如)从第一外部网络240接收业务，且随后经由备份LSP将业务转发到P2MP LSP中的下一跳节点。在一实施例中，如果业务最初由第一入节点211和第二入节点212两者接收，那么第二入节点212也可在检测到第一入节点211中的故障后，即刻经由备份LSP或多个备份LSP将业务转发到P2MP LSP的第一入节点的下一跳节点。
另外，可与第一出节点221配对的第二出节点222中的至少一些出节点可被指定为第一出节点221的备份节点，以防止出现出节点故障。因此，可沿着P2MP LSP在第一出节点221之前的前一跳节点可经配置以接收关于第二出节点222的信息、为第一出节点221建立备份LSP，且经由备份LSP将待发送到第一出节点221的包路由到第二出节点222。
可使用PCE(例如)基于网络拓扑信息来选择第二出节点222。PCE可向第一出节点221告知选定的第二出节点222。另外或替代地，PCE可向第一入节点211告知选定的第二出节点222。可随后(例如)通过网络管理实体将关于第二出节点222的信息发送到第一出节点221和/或第一出节点221的前一跳节点。可在消息中将关于第二出节点222的信息发送到前一跳节点。举例来说，当第一出节点221具有关于选定第二出节点222的信息时，第一出节点221可(例如)在RESV消息中将信息发送到前一跳节点。第一出节点可在具有用于信息的TLV的OSPF类型9LSA中将关于将从P2MP LSP接收到的数据转发到客户端的信息发送到第二出节点。第二出节点可根据所接收到的信息创建转发条目，以用于将数据转发到客户端。或者，第一出节点可在RSVP-TE RESV消息中经由出节点的前一跳节点向备份出节点发送关于将从P2MP LSP接收到的数据转发到客户端的信息，且随后前一跳节点在RSVP-TEPATH消息中向第二出节点发送信息。如果第一入节点211具有关于选定第二出节点222的信息，那么第一入节点211可(例如在PATH消息中)将信息发送到前一跳节点。
在接收到消息之后，前一跳节点可建立从前一跳节点到第二出节点222的备份LSP。可通过计算从前一跳节点到第二出节点222的路径、沿着所计算路径发送PATH消息、接收返回的RESV消息且为备份LSP创建转发状态(例如，表)来创建备份LSP。备份LSP可为P2P旁路隧道或P2P迂回隧道，如下文所描述。当前一跳节点检测到第一出节点221中的故障时，前一跳节点可经由备份LSP将业务转发到第二出节点222而不是第一出节点221。第二出节点222可随后将业务递送到其目的地，例如递送到第二外部网络250或客户端。
为第一入节点211选择备份入节点和/或为第一出节点221中的任一出节点选择备份出节点可提供P2MP LSP中的端到端保护。通过使用备份入节点和/或出节点，端到端P2MP LSP保护可局部化到P2MPLSP的最初配置(或主要)的入节点和/或出节点。与在入节点或出节点出现故障时使用从一第二入节点到所有第二出节点的第二备份P2MP LSP相比，此局部化保护可提供对边缘节点的更有效保护。举例来说，创建从备份入节点到P2MP LSP的第一入节点的下一跳节点的备份LSP和/或从出节点的前一跳到第二备份出节点的备份LSP可能需要比创建从第二入节点到所有第二出节点的第二备份P2MPLSP少的网络资源，例如在预留带宽方面。另外，在节点故障的情况下经由备份节点和备份LSP本地路由业务可比沿着第二备份P2MP LSP路由业务快且实施起来较简单。
图3说明入节点保护方案300的一个实施例。入节点保护方案300可在例如标签交换系统200等标签交换系统中使用。标签交换系统可包括第一入节点311、第二入节点312、多个内部节点313、314、315和316，以及多个出节点321、325和327。第一入节点311、第二入节点312以及出节点321、325和327可为标签交换网络中的边缘节点，且内部节点313、314、315和316可为标签交换网络中的内部节点。网络中的不同节点可经由链路(例如，有线链路)彼此通信。图3中通过实线展示节点之间的链路。标签交换网络可用以将多播业务从例如外部网络中的外部节点340输送到多个客户端或客户端网络(未图示)。因此，外部节点340可耦合到第一入节点311和第二入节点312，且客户端或客户端网络可耦合到出节点321、325和327。
可经由所建立的P2MP LSP通过标签交换网络输送多播业务。P2MP LSP可包括第一入节点311、内部节点315和316以及出节点321、325和327。通过从第一入节点311到出节点321、325和327的实箭头线来展示P2MP LSP。在正常操作期间，第一入节点311可从外部节点340接收包括数据的包391，产生数据包391的副本，将标签添加到P2MP LSP的第一入节点311的下一跳节点的每一副本(例如，用于下一跳节点315的标签15和用于下一跳节点316的标签16)，且随后在P2MP LSP中向下游多播所述包。
举例来说，第一入节点311可将包括数据和标签“15”的包391发送到内部节点315，且将包括数据和标签“16”的另一包391发送到内部节点316。内部节点315和316可将标签从包391移除，添加新标签，且随后在P2MP LSP中发送数据。举例来说，内部节点315可将包括数据和标签“57”的包391发送到出节点321。内部节点316可将包括数据和标签“68”的包391发送到出节点325，且将包括数据和标签“69”的另一包391发送到出节点327。
可将第二入节点312指定为备份入节点，且可建立备份LSP或多个备份LSP，以提供对第一入节点311的故障的防护。具体来说，备份LSP可为P2P旁路隧道，其可用以在第一入节点出现故障时将业务从外部节点340路由到P2MP LSP的第一入节点的下一跳节点。可将P2P旁路隧道指派为用于多个P2MPLSP的备份LSP，且可用以路由可与不同P2MP LSP相关联的业务。当将第二入节点312选择为备份入节点时，第二入节点312可建立与第一入节点311的BFD接口380，且建立多个P2P旁路隧道。P2P旁路隧道中的每一者可包括第二入节点312作为其入节点，且包括第一入节点的下一跳节点中的一者作为其出节点。通过虚箭头线展示两个P2P旁路隧道。一个P2P旁路隧道是从作为其入节点的第二入节点312经由内部节点314到作为其出节点的下一跳节点315。另一P2P旁路隧道是从作为其入节点的第二入节点312经由内部节点314到作为其出节点的下一跳节点316。
当第二入节点312使用BFD接口380检测到第一入节点311中的故障时，第二入节点312可向外部节点340告知故障，且因此从外部节点340接收包括数据的包392。所述数据可与包391中的数据相同。或者，外部节点340可经由外部节点340与第一入节点311之间的BFD接口检测第一入节点311的故障，且在检测到故障时将包括数据的包发送到第二入节点312而不是第一入节点311。第二入节点312可随后经由P2P旁路隧道转发包392，以将包392递送到P2MP LSP的第一入节点311的下一跳节点。第二入节点312可将第一标签(例如，标签245)添加到包392，所述标签为用于从作为其入节点的第二入节点312经由内部节点314到作为其出节点的下一跳节点315的P2P旁路隧道的标签。另外，第二入节点312可将第二标签(例如，标签15)添加到包392，所述标签为由第一入节点311使用以用于将数据沿着P2MPLSP转发到下一跳节点315的标签。
举例来说，第二入节点312可将包括数据、具有值245的第一标签和具有值15的第二标签的包392以及包括数据、具有值246的第一标签和具有值16的第二标签的另一包392发送到内部节点314，所述两个包392如图3所示而配置。作为两个P2P旁路隧道中的每一者的倒数第二跳的内部节点314可从两个P2P旁路隧道接收两个包392，从每一包392移除第一标签，且根据其第二标签来转发包392。因此，内部节点315和316可接收其对应的包392，包392可包括与包391相同的信息。随后可处理所述包，且沿着P2MP LSP将所述包转发到对应的出节点，与正常操作期间相同。
P2P旁路隧道可在许多网络中用以防止出现链路、节点或路径故障。使用P2P旁路隧道也可为有利的，因为除入节点和备份入节点的改变之外，路由业务可无需网络中的实质改变。此外，由于P2P旁路隧道可用以防止多个P2MP LSP出现故障，因此可节省网络资源(例如，带宽)。然而，在一些情况下，在故障发生之后，例如当业务的多个副本从备份入节点经由备份入节点(例如，节点312)与备份入节点的下游节点(例如，节点314)之间的链路转发到P2MP LSP的第一入节点的多个下一跳节点时，可能需要额外的带宽。
图4说明另一入节点保护方案400的一个实施例，入节点保护方案400可在例如标签交换系统200等标签交换系统中使用。标签交换系统可包括第一入节点411、第二入节点412、多个内部节点413、414、415和416，以及多个出节点421、425和427。第一入节点411、第二入节点412以及出节点421、425和427可为标签交换网络中的边缘节点，且内部节点413、414、415和416可为标签交换网络中的内部节点。类似于入节点保护方案300，入节点保护方案400中的不同节点可经由链路(例如，有线链路)彼此通信。通过实线来展示节点之间的链路。标签交换网络可用以将多播业务从例如外部网络中的外部节点440输送到多个客户端或客户端网络(未图示)。因此，外部节点440可耦合到第一入节点411和第二入节点412，且客户端或客户端网络可耦合到出节点421、425和427。
多播业务可经由所建立的P2MP LSP通过标签交换网络来输送，所建立的P2MP LSP可大体上类似于入节点保护方案300中的P2MP LSP而配置。类似地，入节点保护方案400中的多播业务可使用包491和包标签来输送。然而，可为备份入节点的第二入节点412可建立多个P2P迂回隧道作为备份LSP。不同于P2P旁路隧道，P2P迂回隧道可被指派给单个P2MP LSP，且可用以路由与P2MP LSP相关联的业务。P2P迂回隧道可包括第二入节点412作为其入节点，且包括第一入节点411的下一跳节点中的一者作为P2MP LSP的其出节点。通过虚箭头线来展示两个P2P迂回隧道。一个P2P迂回隧道是从作为其入节点的第二入节点412经由内部节点414到作为其出节点的下一跳节点415。另一P2P迂回隧道是从作为其入节点的第二入节点412经由内部节点414到作为其出节点的下一跳节点416。
当第二入节点412经由第一入节点411与第二入节点412之间的BFD接口480检测到第一入节点411中的故障时，第二入节点412可向外部节点440告知所述故障。或者，外部节点440可经由外部节点440与第一入节点411之间的BFD接口检测第一入节点411的故障，且在检测到故障时将包括数据的包发送到第二入节点412而不是第一入节点411。因此，第二入节点412可从外部节点440接收包括数据的包492。所述数据可与包491中的数据相同。第二入节点412可随后通过P2P迂回隧道来转发包492，以将包492递送到P2MP LSP的第一入节点411的下一跳节点。第二入节点412可将标签添加到数据包以用于P2P迂回隧道。
举例来说，第二入节点412可将包括数据和具有值245的标签的包492发送到内部节点414，且将包括数据和具有值246的标签的另一包492发送到内部节点414。内部节点414可接收两个包492，且用由对应的下一跳节点为P2P迂回隧道分配的标签来替换每一包492中的标签。举例来说，内部节点414可包括内部表或算法，其使具有值245的标签与具有值45的标签相关联，且使具有值246的标签与具有值46的标签相关联。内部节点414可随后根据所述表来转发包492。内部节点414可将包括数据和具有值45的标签的包492发送到内部节点415，且可将包括数据和具有值46的标签的另一包492发送到内部节点416。因此，内部节点415和416可接收其对应的包492，其可包括与包491类似的信息。随后P2MP LSP的第一入节点的下一跳节点415和416可分别使用转发条目435和436来处理所述包，且沿着P2MP LSP将其转发到对应的出节点。
P2P迂回隧道在一些网络中可用以防止出现链路、节点或路径故障，但由于可扩展性问题而无法广泛使用。使用P2P迂回隧道可能需要网络中的一些改变，例如入节点和P2MP LSP的第一入节点411的下一跳节点415和416中的改变。此外，由于P2P迂回隧道可用以保护单个P2MP LSP，因此可能需要大量带宽来保护多个P2MP LSP。
图5说明入节点保护方案500的一个实施例，入节点保护方案500可在例如标签交换系统200等标签交换系统中使用。标签交换系统可包括第一入节点511、第二入节点512、多个内部节点513、514、515和516，以及多个出节点521、525和527。第一入节点511、第二入节点512以及出节点521、525和527可为标签交换网络中的边缘节点，且内部节点513、514、515和516可为标签交换网络中的内部节点。如在以上方案中，入节点保护方案500中的不同节点可经由链路彼此通信。标签交换网络可用以将多播业务从外部节点540输送到多个客户端或客户端网络(未图示)。
可经由所建立的P2MP LSP通过标签交换网络来输送多播业务，所建立的P2MP LSP可大体上类似于以上方案中的P2MP LSP而配置。因此，多播业务可使用包591和包标签来输送。然而，可为备份入节点的第二入节点512可建立P2MP旁路隧道作为备份LSP。P2MP旁路隧道可为将多播业务从根输送到多个叶的树，且可与多个P2MP LSP相关联。P2MP旁路隧道可包括可为根的第二入节点512、内部节点514以及可为叶的内部节点515和516。通过点绘箭头线来展示从作为其根的第二入节点512到P2MPLSP的第一入节点511的作为叶的下一跳节点515和516的P2MP旁路隧道。
当第二入节点512例如经由两个入节点之间的BFD接口580检测到第一入节点511中的故障时，第二入节点512可告知外部节点540。或者，外部节点540可经由外部节点540与第一入节点511之间的BFD接口检测第一入节点511的故障，且在检测到故障时将包括数据的包发送到第二入节点512而不是第一入节点511。因此，第二入节点512可从外部节点540接收包括数据的包592。所述数据可与包591中的数据相同。第二入节点512可随后通过P2MP旁路隧道转发包592，以将包592递送到P2MP LSP的第一入节点511的下一跳节点515和516。第二入节点512可将为P2MP旁路隧道分配的第一标签添加到包592。另外，第二入节点512可添加由第二入节点512分配的第二标签，其发送到P2MP LSP的第一入节点511的下一跳节点515和516。
举例来说，第二入节点512可将如图5中而配置的包括数据、具有值24的第一标签和具有值66的第二标签的包592发送到内部节点514。具有值24的第一标签可由内部节点514分配且发送到第二入节点512以用于P2MP旁路隧道。具有值66的第二标签可由第二入节点512分配，且发送到P2MP LSP的第一入节点511的下一跳节点515和516。内部节点514可接收包592，产生包592的副本，以用于P2MP旁路隧道的新的第一标签替换每一副本中的第一标签，且随后向下游发送包592。内部节点514可将包括数据、具有值45的第一标签和具有值66的第二标签的包592发送到内部节点515，且可将包括数据、具有值46的第一标签和具有值66的第二标签的另一包592发送到内部节点516。因此，内部节点515和516可接收其对应的包592，其可包括与包591类似的信息。随后P2MP LSP的第一入节点511的下一跳节点515和516可分别使用转发条目535和536来处理所述包，且沿着P2MP LSP将其转发到对应的出节点。
在标签交换网络中提供和配置P2MP旁路隧道是当前正经历的，以防止出现链路、节点或路径故障。由于P2MP旁路隧道可用以防止多个P2MP LSP出现故障，因此可节省网络资源(例如，带宽)。然而，使用P2MP旁路隧道可能需要网络中的一些实质改变，例如入节点和P2MP LSP的第一入节点的下一跳节点中的改变。此外，建立P2MP旁路隧道可能增加复杂性，且需要额外的支持，例如上游的标签指派。
图6说明出节点保护方案600的一个实施例，其可在例如标签交换系统200等标签交换系统中使用。标签交换系统可大体上类似于以上实施例中的标签交换系统而配置。标签交换系统可包括外部节点640、第一入节点611、第二入节点612、多个内部节点613、614、615、616和617，以及多个出节点621、622、625和627。多播业务可经由所建立的P2MP LSP通过标签交换网络来输送，所建立的P2MP LSP可大体上类似于以上入节点保护方案中的P2MP LSP而配置。因此，多播业务可使用包691和包标签来输送，如上所示。
另外，为了防止第一出节点621的故障，可将第二出节点622指定为备份出节点，且因此可建立备份LSP。具体来说，备份LSP可为P2P旁路隧道，其可用以在第一出节点621出现故障时将业务从第一出节点621的前一跳节点路由到第二出节点622。由此，第二出节点622可将业务转发到客户端节点650，其可耦合到第一出节点621和第二出节点622，且可为业务的接收方。可将P2P旁路隧道指派为用于多个P2MP LSP的备份LSP，且可用以路由与不同P2MP LSP相关联的业务。当将第二出节点622选择为备份出节点时，第一出节点621的前一跳节点(例如内部节点615)可建立与第一出节点621的BFD接口690，且可建立P2P旁路隧道。P2P旁路隧道可包括内部节点615、内部节点617和第二出节点622。内部节点617和第二出节点622可不属于P2MP LSP。通过虚线和点绘箭头线来展示P2P旁路隧道。
当内部节点615使用BFD接口690检测到第一出节点621中的故障时，内部节点615可将包692发送到第二出节点622，而不是将包691发送到第一出节点621。包692可包括与包691相同的数据。内部节点615还可向第一入节点611和/或第二出节点622告知第一出节点621的故障。随后可将包692经由P2P旁路隧道转发，以将数据传输到客户端节点650。内部节点615可将第一标签添加到包692，所述第一标签为由节点615的下游节点617为从出节点621的前一跳节点615到第二出节点622的P2P旁路隧道分配的标签。另外，内部节点615可添加第二标签，其用于从出节点621的前一跳节点615到第二出节点622的假定的P2MP子LSP段。第二标签可区分可属于不同P2MP LSP的包。
举例来说，出节点621的前一跳节点615可将如图6所示而配置的包括数据、具有值587的第一标签和具有值571的第二标签的包692发送到内部下游节点617。具有值587的第一标签可为作为节点615的下一跳节点的下游节点617为P2P旁路隧道分配的标签。具有值571的第二标签可为下游节点617为从节点615到第二出节点622的假定的P2MP子LSP段分配的标签。内部节点617可接收包692，从包692移除第一标签，且根据其第二标签来转发包692。因此，第二出节点622可接收可包括与包691类似的信息的包692。随后可将包692转发到客户端节点650。
图7说明出节点保护方案700的一个实施例，出节点保护方案700可在例如标签交换系统200等标签交换系统中使用。标签交换系统可大体上类似于以上实施例中的标签交换系统而配置，且可包括外部节点740、第一入节点711、第二入节点712、多个内部节点713、714、715、716和717，以及多个出节点721、722、725和727。多播业务可经由所建立的P2MP LSP通过标签交换网络输送，所建立的P2MPLSP可大体上类似于以上入节点保护方案中的P2MP LSP而配置。因此，多播业务可使用包791和包标签来输送，如上所示。
另外，为了防止第一出节点721的故障，可将第二出节点722指定为备份出节点，且因此可建立备份LSP。具体来说，备份LSP可为P2P迂回隧道，且可用以在第一出节点721出现故障时将业务从第一出节点721的前一跳节点路由到第二出节点722。因此，第二出节点722可将业务转发到客户端节点750，其可耦合到第一出节点721和第二出节点722，且可为业务的接收方。可将P2P迂回隧道指派为用于单个P2MP LSP的备份LSP，且可用以路由可由从前一跳节点715到第一出节点721的P2MP LSP段输送的业务。当将第二出节点722选择为备份出节点时，第一出节点721的前一跳节点(其可为内部节点715)可建立与第一出节点721的BFD接口790，且可建立从前一跳节点715到第二出节点722的P2P迂回隧道。P2P迂回隧道可包括内部节点715、内部节点717和第二出节点722。内部节点717和第二出节点722可不在P2MP LSP中。通过虚箭头线来展示P2P迂回隧道。
当内部节点715使用BFD接口790检测到第一出节点721中的故障时，内部节点715可将包792转发到第二出节点722，而不是将包791转发到第一出节点721。包792可包括与包791相同的数据。内部节点715也可向第一入节点711和/或第二出节点722告知第一出节点721的故障。随后内部节点715可将包792经由P2P迂回隧道转发，以将数据传输到客户端节点750。内部节点715可将标签添加到包792，所述标签为由节点715的下一跳节点717为从节点715到第二出节点722的P2P迂回隧道分配的标签。
举例来说，内部节点715可将包括数据和具有值58的标签的包792发送到内部节点717。具有值58的第一标签可由内部节点717为从节点715到第二出节点722的P2P迂回隧道分配。内部节点717可接收包792，且用具有值87的标签替换包792中的标签，所述标签为由节点717的下一跳为P2P迂回隧道分配的标签。举例来说，内部节点717可包括内部表或算法，其使具有值58的标签与具有值87的标签相关联。内部节点717可随后根据所述表来转发包792。内部节点717可将包括数据和具有值87的标签的包792发送到第二出节点722。因此，第二出节点722可接收包792，其可包括与包791类似的信息。随后可将包792转发到客户端节点750。
图8说明备份入节点路由方法800的实施例，其可用以在例如标签交换系统200等标签交换系统中入节点出现故障时引导业务。方法800可在框810处开始，其中可检测P2MP LSP的入节点的故障。入节点可属于标签交换系统中的P2MP LSP，其可用以从提供商向多个客户端多播服务。举例来说，可指派给入节点的备份入节点可经由与入节点的BFD接口来检测入节点的故障。在框820处，可将业务从出现故障的入节点重新引导到备份树。举例来说，备份入节点可向提供商告知入节点的故障，且由此提供商将业务发送到第二入节点而不是第一入节点。在框830处，可在备份树中发射业务以合并到P2MP LSP中。举例来说，可将业务发射到备份入节点，从而到P2MP LSP的第一入节点的多个下一跳节点。业务可经由多个P2P旁路隧道或多个迂回隧道或一P2MP旁路隧道来转发。可使用如上所述的适当标签方案经由备份LSP来转发业务。当业务合并到P2MP LSP中时，可恢复正常操作以将业务多播到客户端。方法800随后可结束。
图9说明备份出节点路由方法900的实施例，其可用以在例如标签交换系统200等标签交换系统中出节点出现故障时引导业务。方法900可在框910处开始，其中可检测P2MP LSP的出节点的故障。出节点可属于标签交换系统中的P2MP LSP，其可用以从提供商向多个客户端多播服务。举例来说，出节点的前一跳节点可经由与出节点的BFD接口来检测出节点的故障。在框920处，可在备份LSP中将业务发射到备份出节点而不是出现故障的出节点。举例来说，出节点的前一跳节点可将业务发送到备份出节点而不是出现故障的出节点。备份LSP可包括出节点的前一跳节点和备份出节点。可使用如上所述的适当标签方案经由备份LSP来转发业务。可在备份LSP中发射业务以将多播服务递送到客户端。方法900随后可结束。
上文描述的网络组件可实施于任何通用网络组件上，例如具有充分的处理能力、存储器资源和网络吞吐量能力以处置施加于其上的必要工作负载的计算机或网络组件。图10说明适于实施本文所揭示的组件的一个或一个以上实施例的典型通用网络组件1000。网络组件1000包含处理器1002(可称为中央处理器单元或CPU)，其与包含辅助存储装置1004、只读存储器(ROM)1006、随机存取存储器(RAM)1008的存储器装置；输入/输出(I/O)装置1010以及网络连接性装置1012通信。处理器1002可实施为一个或一个以上CPU芯片，或可为一个或一个以上专用集成电路(ASIC)的一部分。
辅助存储装置1004通常由一个或一个以上磁盘驱动器或可擦除可编程ROM(EPROM)组成，且用于非易失性数据存储。辅助存储装置1004可用于在加载到RAM 1008中的程序被选择以供执行时存储所述程序。ROM 1006用于存储在程序执行期间读取的指令以及可能数据。ROM 1006是通常相对于辅助存储装置1004的较大存储器容量来说具有较小存储器容量的非易失性存储器装置。RAM 1008用以存储易失性数据，且可能用以存储指令。对ROM 1006和RAM 1008的存取通常比对辅助存储装置1004的存取快。
揭示至少一个实施例，且所属领域的技术人员对实施例和/或实施例的特征所作的变化、组合和/或修改在本发明的范围内。通过组合、整合和/或省略实施例的特征而得到的替代实施例也在本发明的范围内。在明确陈述数值范围或限制的情况下，应将此些明确范围或限制理解为包含属于明确陈述的范围或限制内的可能量值的重复范围或限制(例如，从约1到约10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。举例来说，每当揭示具有下限Rl和上限Ru的数值范围时，特别揭示属于所述范围内的任何数字。特定来说，特别揭示所述范围内的以下数字：R＝Rl+k*(Ru-Rl)，其中k是以1个百分数的增量从1％到100％变动的变量，即，k为1％、2％、3％、4％、5％、...、50％、51％、52％、...、95％、96％、97％、98％、99％或100％。而且，还特别揭示由如上文界定的两个R数字所界定的任一数值范围。相对于权利要求的任一要素使用术语“任选地”意味着需要所述要素或者不需要所述要素，两种替代均在所述权利要求书的范围内。例如包括、包含和具有等较广义术语的使用应被理解为提供对例如由...组成、本质上由...组成和大体上由...组成等较狭义术语支持。因此，保护范围不受上文陈述的描述内容限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含权利要求书的标的物的所有均等物。将每一和每个权利要求作为进一步揭示内容并入到说明书中，且权利要求书是本发明的实施例。本发明中对参考的论述并不承认其为现有技术，尤其是公开日期在本申请案的优先权日期之后的任何参考。本发明中引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此在其对本发明提供示范性、过程性或其它细节补充的程度上以引用方式并入本文中。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，所揭示的系统和方法可在不脱离本发明的精神或范围的情况下以许多其它特定形式体现。本发明的实例将被视为说明性的而不是限制性的，且不希望限于本文所给出的细节。举例来说，各种元件或组件可在另一系统中组合或集成，或某些特征可省略或不实施。
另外，在各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可在不脱离本发明的范围的情况下与其它系统、模块、技术或方法组合或集成。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项目可通过某种接口、装置或中间组件(不管是以电方式、机械方式还是其它方式)间接耦合或通信。改变、替代和更改的其它实例可由所属领域的技术人员确定，且可在不脱离本文所揭示的精神和范围的情况下作出。

Claims (25)

1.一种设备，其包括：
备份节点，耦合到点对多点(P2MP)标签交换路径(LSP)的入节点，且经由备份树耦合到所述P2MP LSP的所述入节点的多个下一跳节点，
其中所述备份节点和所述入节点均耦合到外部节点，且
其中所述备份节点经配置以在所述入节点出现故障时确保所述P2MP LSP中的数据传输。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述P2MP LSP进一步包括多个出节点，且经配置以用于从所述入节点到所述出节点的数据多播。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述P2MP LSP包括出节点和所述出节点的前一跳节点，其中所述前一跳节点经由备份LSP耦合到备份出节点，且所述备份出节点和所述出节点均耦合到外部客户端，且其中所述出节点的所述前一跳节点和所述备份出节点经配置以在所述出节点出现故障时确保向所述外部客户端的数据传输。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述备份LSP是从所述出节点的所述前一跳节点到所述备份出节点的点对点(P2P)旁路隧道。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述备份出节点是通过路径计算元件(PCE)来计算的，且关于所述备份出节点的信息是在RSVP-TE PATH消息中经由所述入节点发送到所述出节点和所述出节点的所述前一跳节点。
6.根据权利要求3所述的设备，其中所述出节点在RSVP-TE RESV消息中经由所述出节点的所述前一跳节点来向所述备份出节点发送关于将所述数据转发到客户端的信息，且所述前一跳节点在RSVP-TE PATH消息中将所述信息发送到所述备份出节点。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述备份出节点在从所述PATH消息中接收到用于将所述数据转发到所述客户端的所述信息之后，根据关于将所述数据转发到所述客户端的所述信息来创建转发条目。
8.根据权利要求3所述的设备，其中所述出节点在开放式最短路径优先(OSPF)类型9链路状态公告(LSA)中向所述备份出节点发送关于将所述数据转发到客户端的所述信息。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述备份出节点在从所述OSPF类型9LSA中接收到用于将所述数据转发到所述客户端的所述信息之后，根据关于将所述数据转发到所述客户端的所述信息来创建转发条目。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述备份树是多个点对点(P2P)旁路隧道，且其中所述P2P旁路隧道中的每一者是从所述备份节点到所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的一者。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述备份树是多个点对点(P2P)迂回隧道，且其中所述P2P迂回隧道中的每一者是从所述备份节点到所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的一者。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述备份树是从所述备份节点到所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点的P2MP旁路隧道。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述备份节点是通过路径计算元件(PCE)来计算的，且关于所述备份节点的信息发送到所述入节点，且关于所述入节点和所述P2MP LSP的信息发送到所述备份节点。
14.一种网络组件，其包括：
至少一个处理器，其经配置以实施包括以下步骤的方法：
检测点对多点(P2MP)标签交换路径(LSP)的入节点中的故障；
在所述入节点出现故障时，接收目的地是所述入节点且将由所述P2MP LSP从提供商节点输送的数据包；以及
在到达出节点之前，在与所述P2MP LSP合并的备份树上发射所述数据包。
15.根据权利要求14所述的网络组件，其中所述方法进一步包括在检测到所述故障之后且在接收到所述数据包之前，向所述提供商节点告知所述入节点的所述故障。
16.根据权利要求14所述的网络组件，其中当所述提供商节点使用与所述入节点的BFD接口检测到所述入节点的所述故障时，所述提供商节点将所述数据包发送到所述备份入节点。
17.根据权利要求14所述的网络组件，其中所述备份树是多个P2P旁路隧道，且所述P2P旁路隧道中的每一者去往所述P2MP LSP的所述入节点的下一跳节点中的一者，且在所述备份树上发射所述数据包包括：将第一标签添加到用于所述P2P旁路隧道中的每一者的所述数据包，所述第一标签是用于去往所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的一者的所述P2P旁路隧道的标签；且将第二标签添加到所述数据包，所述第二标签是由所述P2MP LSP的所述入节点使用以沿着所述P2MP LSP将所述数据转发到所述下一跳节点的标签。
18.根据权利要求17所述的网络组件，其中P2P旁路隧道的倒数第二跳节点将所述第一标签从所述包去除，且在不将任何其它标签加到所述数据包上的情况下发射所述数据包。
19.根据权利要求17所述的网络组件，其中所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点将所述数据包的所述第一标签与第三标签交换，且随后沿着所述P2MP LSP发射所述数据包。
20.根据权利要求14所述的网络组件，其中所述备份树是多个P2P迂回隧道，且所述P2P迂回隧道中的每一者去往所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的一者，且在所述备份树上发射所述数据包包括将仅一个标签添加到用于所述P2P迂回隧道中的每一者的所述数据包，所述标签是用于去往所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的一者的所述P2P迂回隧道的标签，且其中所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点根据转发条目将所述数据包的所述第一标签与第三标签交换，且随后沿着所述P2MP LSP发射所述数据包。
21.根据权利要求14所述的网络组件，其中所述备份树是去往所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点的P2MP旁路隧道，且在所述备份树上发射所述数据包包括将第一标签添加到所述数据包以用于所述P2MP旁路隧道，且将第二标签添加到所述数据包，所述第二标签是由所述备份节点分配且发送到所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点的标签。
22.根据权利要求21所述的网络组件，其中所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的每一者去除所述数据包的所述第一标签，且根据基于所述P2MP旁路隧道和所述第二标签而创建的转发条目将所述第二标签与第三标签交换。
23.根据权利要求14所述的网络组件，其中所述方法进一步包括：
接收关于所述P2MP LSP和所述入节点的信息；以及
基于所述信息建立所述备份树，
其中建立所述备份树包括计算去往所述P2MP LSP的所述入节点的所述下一跳节点中的每一者的路径，沿着所述所计算的路径发送PATH消息，接收返回的RESV消息，以及为所述路径创建转发状态。
24.一种方法，其包括：
检测点对多点(P2MP)标签交换路径(LSP)的出节点中的故障；以及
在所述出节点出现故障时，将目的地是所述出节点且待转发到备份LSP上的客户端的数据包发射到备份出节点。
25.根据权利要求24所述的方法，其中在所述备份LSP上发射所述数据包包括：将作为为P2P旁路隧道分配的标签的第一标签添加到备份出节点；以及将用于P2MP子LSP段的第二标签添加到所述备份出节点，且其中所述备份LSP与至少一个P2MP LSP相关联。
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