CN102377601B - 一种lsp故障通告方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LSP故障通告方法和装置，该方法中，检测到链路故障的工作LSP上的下游路由器沿着与工作LSP相同的方向发送SF消息，使得检测到链路故障的工作LSP上的上游路由器接收到该SF消息，并根据该SF消息将报文切换到保护LSP发送。该方法能够协助实现Wrapping模式下多条链路故障，单个节点故障以及多个节点故障时的LSP保护倒换。

Description

一种LSP故障通告方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种标签交换路径（LSP）故障通告方法和装置。

背景技术

MPLS传送（MPLS TP）技术由T-MPLS发展而来，增加了对现有多协议标签交换（MPLS）技术的兼容，并能全面满足分组业务的简单高效传送需求，因此已被应用于各种网络拓扑结构中。其中，环网是一种能够提供高可靠性和自愈能力的网络拓扑结构，因此，MPLS TP广泛地应用于环网中，并通过承载于环网的工作LSP（Label Switched Path，标签交换路径）转发报文。

参见图1，图1是现有技术在环网中实现工作LSP正常转发的示例性示意图，以路由器A～H顺序构成的环网为例，其中设置有一条以路由器G为首节点，路由器A为尾节点的顺时针方向的工作LSP，除了作为该工作LSP首节点的路由器G之外，该工作LSP所顺序经过的路由器F至路由器A在该工作LSP上的入方向工作标签依次为W6～W1（如环网外侧并指向顺时针方向的箭头所示）。

当环网中各路由器均正常时，报文在工作LSP上的转发过程如下：

路由器G从环网外部接收到需要在所述工作LSP上发送的报文（以矩形块表示、且矩形块内所标记的字母“B”表示报文的栈底标签）后，在报文中压入其下游的邻居路由器F在工作LSP上的入方向工作标签W6、然后发送至路由器F；

然后报文在工作LSP方向上依次经过作为中间结点的路由器F、E、D、C、B，每一个作为中间节点的路由器在接收到工作LSP上的报文后，均将报文中携带的本机在该工作LSP上的入方向工作标签交换为在工作LSP方向上位于本机下游的邻居路由器在工作LSP上的入方向工作标签，并进行转发；以路由器D为例，当路由器D从路由器E接收到携带本机在工作LSP上的入方向工作标签W4的报文时，将W4交换为在工作LSP方向上位于本机下游的邻居路由器C在工作LSP上的入方向工作标签为W3，并转发到路由器C；

最后报文到达作为尾节点的路由器A，路由器A根据报文中携带的在工作LSP方向上的入方向工作标签W1后，将W1弹出，并转发到环网外部。

当环网中出现链路故障时，目前有两种基于MPLS TP的环网LSP保护倒换模式。其中，环回（Wrapping）模式只能处理单条链路故障的情况，无法处理多条链路故障或节点故障的情况，下面结合图2a至图2c进行说明。

图2a至图2c中仍以图1所示的环网，以及在该环网上以G为首节点、A为尾节点的顺时针方向工作LSP为例，该环网中同时设置与工作LSP方向相反的保护LSP环，反向的保护LSP环所顺序经过的路由器A至路由器H在保护环上的入方向保护标签依次为P1～P8（如环网内侧并指向逆时针方向的箭头所示）。

假设路由器F和E之间的链路故障，参见图2a所示的现有技术Wrapping模式下单条链路故障时的保护倒换示意图，保护倒换过程如下：

当路由器G从环网外部接收到需要在工作LSP上发送的报文后，在报文中压入其下游的邻居路由器F在工作LSP上的入方向工作标签W6、然后发送至路由器F；

路由器F接收到携带W6的报文后，将W6交换为W5，由于路由器F与工作LSP方向上位于其下游的路由器E之间的链路断开，因此，携带W5的报文只能够在保护环上反向转发，为此，路由器F需要再在W5的外层压入保护LSP环方向上位于其下游的路由器G在保护LSP环方向上的入方向保护标签P7，使报文中携带的标签为W5（内层）+P7（外层）；

然后，报文在保护环方向上依次经过路由器G～E；G到E中每一路由器在接收到报文时，均将报文中携带的本机在该保护LSP上的入方向工作标签交换为在保护LSP方向上位于本机下游的邻居路由器在工作LSP上的入方向工作标签，但不对内层的工作标签W5进行处理，并进行转发；

路由器E接收到携带有路由器E在保护环上的入方向保护标签P5的报文后，由于路由器E与在保护LSP环方向上位于其下游的路由器F之间的链路发生故障，因此，结束报文在保护环上的转发，将报文中携带于外层的P5弹出、并露出内层的W5，转为在工作LSP上转发；由于W5就是路由器E在工作LSP上的入方向标签，因而路由器E将W5交换为在工作LSP上位于本机下游的路由器D在工作LSP上的入方向工作标签W4；

此后，在工作LSP方向上报文依次经过路由器D、C、B、A，然后在路由器A剥离工作标签W1后，转发到环网外部，从路由器D到A的转发过程与图1中所示的各路由器均正常时从路由器D到A的转发过程相同。

假设路由器F和E之间的链路，且路由器E和D之间的链路均发生故障，参见图2b所示的现有技术Wrapping模式下多条链路故障时的保护倒换示意图，保护倒换过程如下：

路由器G从环网外部接收到需要在工作LSP上发送的报文后，在报文中压入其下游的邻居路由器F在工作LSP上的入方向工作标签W6、然后发送至路由器F；

路由器F接收到携带W6的报文后，按照与图2a所示情况相同的原理，先将W6交换为W5，再压入外层标签P7，并将报文在保护环上反向转发；

在保护LSP环方向上报文依次经过路由器G～D，在保护LSP上的转发过程与图2a所示的报文在保护LSP上从G到D的转发过程相同。

经过上述过程，路由器D接收到的报文中携带有路由器D在保护环上的入方向保护标签P4，由于路由器D与在保护环方向上位于其下游的路由器E之间的链路断开，因此，只能结束报文在保护环上的转发，将报文中携带的外层标签P4弹出，露出内层W5；但是，由于W5不是路由器D在工作LSP上的入方向工作标签，因而不能将报文中携带的W5交换为在工作LSP上位于本机下游的路由器C在工作LSP上的入方向工作标签W3。

由此，就导致报文无法按照Wrapping模式所规定的流程继续在工作LSP方向上依次通过路由器C和路由器B最终到达作为尾节点的路由器A（未能继续执行的流程如虚线部分所示）。

假设路由器E故障，参见图2c所示的现有技术Wrapping模式下节点故障时的保护倒换示意图，其保护倒换过程与图2b所示的保护倒换过程相同，因此，也不能实现Wrapping模式所规定的流程。同样的道理，当有多个节点发生故障时，也不能实现Wrapping模式所规定的流程。

可见，由于在路由器F进行LSP保护倒换时，报文的内层标签未被交换为路由器D在工作LSP上的入方向工作标签，因此导致路由器D在保护LSP环上接收到报文时，无法根据报文中携带的内层工作标签将报文倒换回工作LSP上，从而，现有技术中提供的Wrapping模式的LSP倒换方案无法完全实现多条链路故障，单个节点故障以及多个节点故障时的LSP保护倒换。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LSP故障通告方法，该方法能够协助实现Wrapping模式下多条链路故障，单个节点故障以及多个节点故障时的LSP保护倒换。

为了达到上述目的，本发明提供了一种LSP故障通告方法，应用于基于多协议标签交换传送MPLS TP的环网中的路由器，其特征在于，所述环网具有沿着第一方向进行报文转发的至少一个工作LSP、以及沿着第二方向进行报文转发的保护LSP环，其中第二方向与第一方向相反；该方法包括：

本机在工作LSP上进行报文转发处理并检测本机与邻居路由器之间的链路是否断开；

当检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且接收到其他路由器发送的故障通知SF消息后，将所述其他路由器在工作LSP上的入标签设为报文的内层标签，并将本机在保护LSP环上的出标签作为所述报文的外层标签，沿着第二方向上的保护LSP环上转发所述报文，

当检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向发送SF消息，将在保护LSP环上接收到的报文的外层标签剥离，然后继续在工作LSP对报文进行转发处理。

本发明了提供了一种LSP故障通告装置，该装置为基于多协议标签交换传送MPLS TP的环网中的标签交换路由器，其特征在于，所述环网具有沿着第一方向进行报文转发的至少一个工作LSP、以及沿着第二方向进行报文转发的保护LSP环，第二方向与第一方向相反；该装置包括：故障检测模块、通告收发模块、故障处理模块；

所述故障检测模块，用于检测本机与邻居路由器之间的链路是否断开；

所述通告收发模块，用于检测是否接收到其他路由器发送的故障通知SF消息；以及，用于当故障检测模块检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向发送SF消息；

所述故障处理模块，用于在故障检测模块检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且通告收发模块接收到其他路由器发送的故障通知SF消息后，将所述其他路由器在工作LSP上的入标签设为报文的内层标签，并将本机在保护LSP环上的出标签作为所述报文的外层标签，沿着第二方向上的保护LSP环上转发所述报文；用于在故障检测模块检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，将在保护LSP环上接收到的报文的外层标签剥离，然后继续在工作LSP对报文进行转发处理。

由上面的技术方案可知，本发明中，检测到链路故障的工作LSP上的下游路由器沿着与工作LSP相同的方向发送SF消息，使得检测到链路故障的工作LSP上的上游路由器接收到该SF消息，并根据该SF消息将报文切换到保护LSP发送。该方法能够协助实现Wrapping模式下多条链路故障，单个节点故障以及多个节点故障时的LSP保护倒换。

附图说明

图1是现有技术在环网中实现工作LSP正常转发的示例性示意图；

图2a是现有技术Wrapping模式下单条链路故障时的保护倒换示意图；

图2b是现有技术Wrapping模式下多条链路故障时的保护倒换示意图；

图2c是现有技术Wrapping模式下节点故障时的保护倒换示意图；

图3是本发明实施例中在环网中的方向定义示意图；

图4是本发明实施例在基于图3所示的环网中设置工作LSP及对应保护LSP环的示例性示意图；

图5a是本发明实施例基于图4所示的环网中单条链路故障时的故障通告的示例性示意图；

图5b是本发明实施例基于图4所示的环网中多条链路故障时的故障通告的示例性示意图；

图5c是本发明实施例基于图4所示的环网中节点故障时的故障通告的示例性示意图；

图6a是基于图5a所示的单条链路故障情况下的保护倒换的示例性示意图；

图6b是基于图5b所示的单条链路故障情况下的保护倒换的示例性示意图；

图6c是基于图5c所示的单条链路故障情况下的保护倒换的示例性示意图；

图7a是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的进行故障恢复测试的示例性流程图；

图7b是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的通知等待恢复的示例性流程图；

图7c是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的通知恢复过程结束的示例性流程图；

图7d是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的恢复过程结束后的示例性流程图；

图8是本发明实施例在环网中双向设置工作LSP和保护环的示例性示意图；

图9是本发明实施例使用MR-PSC协议的消息格式的示例性示意图；

图10是本发明实施例图将9所示的消息运行在Section层时的报文封装格式的示例示意图；

图11是本发明实施例图将9所示的消息运行在保护LSP环时的报文封装格式的示例示意图；

图12a是在基于图4所示的环网中的MPLS TP Section层运行SF消息的示例性示意图；

图12b是在基于图4所示的环网中的第一方向S1上的保护LSP环上运行SF消息的示例性示意图；

图13是本发明实施例LSP故障通告方法的示例性流程图；

图14是本发明实施例LSP故障通告装置的结构示意图；

图15是本发明实施例LSP故障通告装置的硬件架构组成示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

图3是本发明实施例中在环网中的方向定义示意图。如图3所示，以路由器A～H顺序构成的环网，以及以顺时针方向为第一方向S1、逆时针方向为第二方向S2为例。在第一方向S1上可以有首节点和/或尾节点不同的若干条工作LSP，在第一方向S1上的所有工作LSP可以共用在第二方向S2上的保护LSP环；和/或，在第二方向S2上也可以有首节点和/或尾节点不同的若干条工作LSP，相应地，在第二方向S2上的所有工作LSP可以共用在第一方向S1上的保护LSP环。也就是说，同一方向上的首节点和/或尾节点不同的若干条工作LSP能够共用反向的保护环。这里，需要说明的是，本申请文件中所述的路由器是指标签交换路由器，为了叙述简单，简称为路由器。

相应地，路由器A～H中的每台路由器在第一方向S1上作为入端口的环网端口在第二方向S2上就作为出端口、路由器A～H中的每台路由器在第一方向S1上作为出端口的环网端口在第二方向S2上就作为入端口。

下面，针对第一方向S1上有首节点和/或尾节点不同的若干条工作LSP、并共用第二方向S2上的保护LSP环的故障通告方法予以详细说明。

实际应用中，故障通告可以由控制层信令来实现，例如MR-PSC（MPLSTP Ring Protection State Coordination，MPLS TP环网保护状态协调）协议的信令。本发明以采用MR-PSC协议实现的故障通告方法为例进行详细说明，但是并不限于该协议。

图4是本发明实施例在基于图3所示的环网中设置工作LSP及对应保护LSP环的示例性示意图。如图4所示，该环网中在第一方向S1上设置有一条以路由器G为首节点、以路由器A为尾节点的工作LSP1，以及，另一条以路由器F为首节点、以路由器B为尾节点的工作LSP2。除了作为工作LSP1首节点的路由器G之外，工作LSP1在第一方向S1上所顺序经过的路由器F至路由器A在工作LSP1上的入方向工作标签依次为W6～W1，除了作为工作LSP2首节点的路由器F之外，工作LSP2在第一方向S1上所顺序经过的路由器E至路由器B在工作LSP2上的入方向工作标签依次为X4～X1。环网中还在与第一方向S1相反的第二方向S2上设置有封闭且与工作LSP1和工作LSP2反向的保护LSP环；反向的保护LSP环在第二方向S2上所顺序经过的路由器A至路由器H在保护LSP环上的入方向保护标签依次为P1～P8。

图4所示环网中，如果各路由器均正常，则报文在工作LSP1上，以及工作LSP2上的转发过程与现有技术相同。当工作LSP1或LSP2经过的路由器或链路出现故障时，检测到链路故障的路由器需要进行LSP故障通告，用以对工作LSP进行保护倒换，下面结合图5a至图5c进行说明。

图5a至图5c所示实施例中只画出了工作LSP1上的各路由器在第一方向S1上的入方向工作标签。图5a至图5c，路由器A至路由器H中的每一路由器均需要检测与邻居路由器之间的链路是否断开。如果检测到本机与第一方向S1上的上游邻居路由器之间的链路断开（由于链路本身的故障或上游的邻居路由器本身的节点故障），则该路由器还需要沿着第一方向S1发送携带有本机标识的故障通知（SF）消息，使该故障通告能够到达检测到本机与第一方向S1上的下游邻居路由器之间的链路断开的另一路由器。

图5a是本发明实施例基于图4所示的环网中单条链路故障时的故障通告的示例性示意图。假设路由器F和路由器E之间的链路故障，路由器E检测到与第一方向S1上的上游邻居路由器F之间的链路断开，因此，在第一方向S1上发送携带本机标识的SF消息；该SF消息依次经过路由器D、C、B、A、H、G，最后到达F；路由器F检测到与在第一方向S1上的下游邻居路由器F之间的链路断开，且收到了路由器E发送的SF消息，可以根据SF消息中携带的路由器E的标识，将路由器E记录为下游故障发现点，用于根据记录的下游故障发现点将在第一方向S1上的工作LSP1和工作LSP2的报文在第二方向上的保护LSP环上转发（具体将在后面图6b中进行说明）。

图5b是本发明实施例基于图4所示的环网中多条链路故障时的故障通告的示例性示意图。假设路由器F和路由器E之间的链路故障，且路由器E和路由器D之间的链路发生故障，路由器D检测到与第一方向S1上的上游邻居路由器E之间的链路断开，因此，沿着第一方向S1发送携带本机标识的SF消息；该SF消息依次经过路由器C、B、A、H、G，最后到达F；路由器F检测到与在第一方向S1上的下游邻居路由器F之间的链路断开，且收到了路由器D发送的SF消息，可以根据SF消息中携带的路由器D的标识，将路由器D记录为下游故障发现点，用于根据记录的下游故障发现点将在第一方向上的工作LSP1和工作LSP2的报文在第二方向上的保护LSP环上转发（具体将在后面图6b中进行说明）。

图5c是本发明实施例基于图4所示的环网中节点故障时的故障通告的示例性示意图。假设路由器E发生节点故障，路由器D检测到与第一方向S1上的上游邻居路由器E之间的链路断开，因此，沿着第一方向S1发送携带本机标识的SF消息。该SF消息依次经过路由器C、B、A、H、G，最后到达F；路由器F检测到与在第一方向S1上的下游邻居路由器F之间的链路断开，且收到了路由器D发送的SF消息，可以根据SF消息中携带的路由器D的标识，将路由器D记录为下游故障发现点，用于根据记录的下游故障发现点将在第一方向上的工作LSP1和工作LSP2的报文在第二方向上的保护LSP环上转发（具体将在后面图6c中进行说明）。

需要说明的是，图5a至图5c中所述的SF消息，可以按照预设周期发送，例如每隔3.3秒发送一次。

图5a至图5c中的故障通告方法，可以用于工作LSP的保护倒换，下面结合图6a至图6c对上述三种故障情况的保护倒换进行举例说明。

为了能够将图5a至图5c中的故障通告方式用于工作LSP的保护倒换，图6a至图6c中的每一路由器可以预先记录经过本机的每一工作LSP上的所有下游的路由器在该工作LSP上的入方向工作标签，以路由器E为例，可以记录其在工作LSP1上的下游路由器D、C、B、A在工作LSP1上的入方向工作标签，以及其在工作LSP2上的下游路由器D、C、B在工作LSP2上的入方向工作标签。

首先参见图6a，图6a是基于图5a所示的单条链路故障情况下的保护倒换的示例性示意图，假设路由器F已经接收到路由器E发送的SF消息并记录下游故障发现点为路由器E，则报文在工作LSP1上的保护倒换过程可以如下：

当作为首节点的路由器G从环网外部接收到需要在工作LSP1上发送的报文后，在报文中压入其下游的邻居路由器F在工作LSP1上的入方向工作标签W6、然后发送至路由器F；

作为工作LSP的中间节点的路由器F识别出报文中携带的W6，由于路由器F与路由器E之间的链路出现故障、并导致路由器F与路由器E之间的链路断开，需要切换至保护LSP来转发报文；因此，路由器F可以根据记录的其他路由器在工作LSP1上的入方向工作标签，确定下游故障发现点的在工作LSP1上的入方向工作标签；然后先将报文中携带的W6交换为路由器E在工作LSP1上的入方向工作标签W5、再将第二方向S2上位于本机下游的路由器G在保护LSP环上的入方向保护标签P7压入至报文中携带的工作标签W5的外层，使报文中携带的标签为W5（内层）+P7（外层）；

在保护LSP环方向上从路由器G开始至路由器E中的每一路由器在接收到保护环上反向转发的报文后，均将报文中携带的本机在保护LSP环上的入方向保护标签交换为保护LSP环方向上的下游邻居路由器在保护环LSP上的入方向保护标签，但不对内层的工作标签W5进行处理；

经过上述过程，路由器E接收到的报文中携带有W5（内层）+P5（外层）；由于路由器E与路由器F之间的链路断开，因此路由器E将外层的保护标签P5弹出、露出内层的W5；由于W5就是路由器E在工作LSP1上的入方向工作标签，因而路由器E将报文中携带的W5交换为在第一方向S1上的下游路由器D在工作LSP1上的入方向工作标签W4，并发送到路由器D；

此后，从路由器D开始至路由器B中的每一路由器在接收到工作LSP1上的报文后，均将报文中携带的本机在工作LSP1上的入方向工作标签交换为在工作LSP1方向上的下游邻居路由器在工作LSP1上的入方向工作标签；

最终，路由器A接收到的报文中携带有路由器A在工作LSP1上的入方向工作标签W1，这样，作为尾节点的路由器A将报文中携带的W1弹出，然后将报文向环网外发送。

在图6a中，只给出了工作LSP1的保护到换过程，如果图6a中还具有图4中所示的工作LSP2，则工作LSP2的保护倒换过程与工作LSP1的保护倒换过程基本相同，不同之处在于：路由器F是工作LSP2的首节点，而且已检测到在第一方向上与位于其下游的邻居路由器E之间的链路断开，因此，当从环网外部接收到需要在工作LSP2上发送的报文后，直接先在报文中压入路由器E在工作LSP1上的入方向工作标签W5、再将第二方向S2上的下游路由器G在保护LSP环上的入方向保护标签P7压入至报文中携带的工作标签W5的外层，使报文中携带的标签为W5（内层）+P7（外层）；然后发送到路由器G，因此，在首节点就直接倒换到保护LSP环上。

如果图6a中的路由器F和路由器E上还存在其他在第一方向S1上的工作LSP，则其保护倒换过程和工作LSP1及工作LSP2的保护倒换原理相同。

再参见图6b，图6b是基于图5b所示的多条链路故障情况下的保护倒换的示例性示意图，假设路由器F已经接收到路由器D发送的SF消息并记录下游故障发现点为路由器D，则报文在工作LSP1上的保护倒换过程可以如下：

当作为首节点的路由器G从环网外部接收到需要在工作LSP1上发送的报文后，在报文中压入其下游相邻的路由器F在工作LSP1上的入方向工作标签W6、然后发送至路由器F；

基于与图6a所示过程相同的原理，路由器F在转发报文时切换到保护LSP环上、使在第二方向S2的保护LSP环上发出的报文中携带的标签为W4（内层）+P7（外层），并且，在保护LSP环上经过对外层的保护标签交换，路由器D接收到的报文中携带有W4（内层）+P4（外层）；由于路由器D内与在第一方向S1上的上游邻居路由器E之间的链路断开，因此路由器D将外层的保护标签P4弹出、露出内层的W4；由于W4就是路由器D在工作LSP1上的入方向标签，因而路由器D将报文中携带的W4交换为在第一方向S1上的下游路由器C在工作LSP1上的入方向工作标签W3；

此后，基于与图6a所示过程相同的原理，路由器A接收到的报文中携带有路由器A在工作LSP1上的入方向工作标签W1，且，作为尾节点的路由器A将报文中携带的W1弹出，然后将报文向环网外发送。

在图6b中，只给出了工作LSP1的保护到换过程，如果图6b中还具有图4中所示的工作LSP2，则工作LSP2的保护倒换过程与工作LSP1的保护倒换过程基本相同，不同之处在于：路由器F是工作LSP2的首节点，而且已检测到与在第一方向S1上的下游邻居路由器D之间的链路断开，因此，当从环网外部接收到需要在工作LSP2上发送的报文后，直接先在报文中压入路由器D在工作LSP1上的入方向工作标签W4、再将第二方向S2上的下游路由器G在保护LSP环上的入方向保护标签P7压入至报文中携带的工作标签W4的外层，使报文中携带的标签为W4（内层）+P7（外层）；然后发送到路由器G，因此，在首节点就直接倒换到保护LSP环上。

如果图6b中的路由器F、E、D上还存在其他在第一方向S1上的工作LSP，则其保护倒换过程和工作LSP1及工作LSP2的保护倒换原理相同。

再参见图6c，图6c是基于图5c所示的节点故障情况下的保护倒换的示例性示意图，假设路由器F已经接收到路由器D发送的SF消息并记录下游故障发现点为路由器D，则工作LSP1上的保护倒换过程与图6b所示保护倒换过程相同，因而不再赘述。多个节点故障时的保护倒换与单个节点故障时的保护倒换的原理相同，不再赘述。

由前文中的保护倒换过程可知，图5a至图5c所示的故障通告方法可以用于工作LSP的保护倒换，并且对于所有多点故障的情况均可以实现LSP倒换，因而能够解决现有技术Wrapping模式下无法实现多条链路故障、单个以及多个节点故障时的保护倒换的技术缺陷。

前文中已经提到，当发生故障时，路由器检测到本机与在第一方向S1上的上游邻居路由器之间的链路断开时，发送携带本机标识的SF消息中，使得检测到本机与在第一方向S1上的下游邻居路由器之间的链路断开的另一路由器可以根据接收到的SF消息记录下游故障发现点，从而根据下游故障发现点在第一方向S1上的工作LSP的入方向工作标签进行工作LSP的保护倒换。

当第一方向S1上工作LSP的故障恢复时，可以立刻恢复在工作LSP上转发报文，也可以继续使用保护倒换后的路径转发报文，因此，还涉及到恢复模式（R），所述恢复模式为不可恢复时，若故障恢复，则继续使用保护倒换后的路径转发报文，当所述恢复模式为可恢复时，若故障恢复，则可以立刻恢复在工作LSP上转发报文。环网中的路由器应该具有相同的恢复模式，因此，路由器检测到本机与在第一方向S1上位于本机上游的邻居路由器之间的链路断开时，发送的SF消息中还可以携带本机的恢复模式R；而检测到本机与在第一方向S1上的下游邻居路由器之间的链路断开的另一路由器可以根据接收到的SF消息判断是否与本机的恢复模式相同，如果不相同，则可以上报告警信息，例如生成系统告警信息，如果相同，则可以继续执行故障通告。

另外，为了及时获知工作LSP的故障恢复情况，环网中的每个路由器还需要在检测到链路故障后能够进行故障恢复检测。对于单条链路故障、多条链路故障、以及节点故障（包括单个节点故障、多个节点故障）可以采用相同的故障恢复检测流程，因此，下面结合图7a至图7d对单条链路故障时的故障恢复检测流程进行说明，其他类型的故障恢复流程的原理与之相同。

参见图7a，图7a是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的进行故障恢复测试的示例性流程图。假设路由器F已经接收到路由器E在第一方向S1上发送的SF消息，并将路由器E记录为下游故障发现点，则路由器F可以在第一方向S1上向记录的下游故障发现点发送携带本机标识的恢复测试（RT）消息；如果路由器E能够接收到路由器F发送的RT消息，则确定链路恢复，因此，可以停止发送SF消息，另外，还需要将链路恢复的情况通告给路由器F。

参见图7b，图7b是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的通知等待恢复的示例性流程图。假设路由器E已经接收到路由器F在第一方向S1上发送的RT消息，确定路由器E和路由器F之间的链路恢复，则路由器E可以根据RT消息中携带的路由器F的标识，在第一方向S1上向路由器F发送等待恢复（WTR）消息；路由器F接收到路由器E发送的WTR消息后，确定链路恢复，因此，可以停止发送RT消息，还需要根据本机的恢复模式，确定需要继续在倒换后的路径上转发报文，或者立刻恢复在工作LSP上恢复转发报文，另外，还要通知路由器E链路恢复过程结束。

参见图7c，图7c是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的通知恢复过程结束的示例性流程图。假设路由器F已经接收到路由器E在第一方向S1上发送的WTR消息，并根据本机的恢复模式，选择继续在倒换后的路径上转发报文，或者已经恢复了在工作LSP上恢复转发报文，则路由器F还需要在第一方向S1上向路由器E发送恢复过程结束（RO）消息，用以通知路由器E链路故障的故障恢复过程结束；路由器E接收到路由器F发送的RO消息后，确定故障恢复过程结束。

参见图7d，图7d是本发明实施例基于图5a所示的单条链路故障的恢复过程结束后的示例性流程图。假设路由器E已经接收到路由器F在第一方向S1上发送的RO消息，则可以在第一方向S1上连续发送预设数目的无请求（NR）消息后结束MR-PSC过程。

以上的原理性说明仅仅是以在第一方向S1上具有工作LSP、在第二方向S2上具有保护环的单向设置方式为例，实际应用中，也可以同时在第二方向S2上设置其他工作LSP、并相应地在第一方向S1上为第二方向S2上的所有工作LSP设置对应的保护环。

图8是本发明实施例在环网中双向设置工作LSP和保护环的示例性示意图，如图8所示：

环网中除了设置有如前文所述的在第一方向S1上的工作LSP1和工作LSP2、以及在第二方向S2上的保护换之外，还在第二方向S2上设置有一条以路由器H为首节点、以路由器C为尾节点的工作LSP3，以及，另一条以路由器A为首节点、以路由器F为尾节点的工作LSP4。除了作为工作LSP3首节点的路由器H之外，工作LSP3在第二方向S2上所顺序经过的路由器A至路由器C在工作LSP3上的入方向工作标签依次为Y3～Y1，除了作为工作LSP4首节点的路由器A之外，工作LSP4在第二方向S2上所顺序经过的路由器B至路由器F在工作LSP4上的入方向工作标签依次为Z5～Z1。

针对第二方向S2上的工作LSP3和工作LSP4，环网中设置有第一方向S1上的可被工作LSP3和工作LSP4共用的另一保护环，可被工作LSP3和工作LSP4共用的另一保护环在第一方向S1上所顺序经过的路由器A至路由器H在保护环上的入方向保护标签依次为Q1～Q8。

针对经过工作LSP3和工作LSP4的路由器的发生多点故障时的故障通告方法与经过工作LSP1和工作LSP2的路由器的节点发生多点故障时的故障通告方法的原理相同，因此本文不再赘述。

另外，前文中所述的SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息，可以采用图9所示的本发明实施例使用MR-PSC协议的消息格式的示例性示意图，其中，

版本号字段为版本信息；

协议类型字段的值为MR-PSC，表明该消息采用MR-PSC协议实现；

源路由器标识字段表明发送该消息的路由器的标识；

目的路由器标识字段表明该消息的目的路由器的标识；

消息类型字段，表明该消息的类型，当其为SF对应的标识时，表示该消息是SF消息；当其为RT对应的标识时，表示该消息是RT消息；当其为WTR对应的标识时，表示该消息是WTR消息；当其为RO对应的标识时，表示该消息是RO消息；当其为NR对应的标识时，表示该消息是NR消息；

恢复模式字段，当其内容为不可恢复模式对应的标识时，表示发送该消息的路由器支持的恢复模式为不可恢复模式；当其内容为可恢复模式对应的标识时，表示发送该消息的路由器支持的恢复模式为可恢复模式。

需要说明的是，路由器检测到与在第一方向S1上的上游邻居路由器之间的链路断开时，发送的SF消息中的目的路由器标识字段为未知，因为其检测到链路故障时，并不能唯一确定目的路由器，而对于其它四种消息，则均能够根据此前接收到的消息唯一确定当前要发送的消息的目的路由器，因此，目的路由器标识字段为目的路由器的标识。以WTR消息为例，当路由器接收到WTR消息时，可以根据WTR消息中的源路由器标识字段唯一确定环网中的一个路由器，然后以该路由器为目的路由器，发送RO消息。实际上，上述RT消息、WTR消息、RO消息，以及NR消息，均可以不携带目的路由器的标识。

另外，当环网中只设置有和工作LSP相反方向的保护LSP环（如图4所示）时，则前文中所述的SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息只能在MPLS TP的段（Section）层上发送；当环网中设置有双向的保护LSP环时（如图8所示），前文中所述的SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息则既可以在MPLS TP Section层上发送，也可以在第一方向的保护LSP环上发送。

在MPLS TP Section上发送时，需要对图9所示的消息格式进行MPLS封装，封装后的MR-PSC报文格式如图10所示的本发明实施例将图9所示的消息运行在Section层时的报文封装格式的示例性示意图，其中，二层报头，也即MPLS报文头；GAL的值为13，表示该报文是一个操作管理维护（OAM）类型的报文；消息体，即图9所示的消息内容。在后续的图中，将用G代表包括L2Header和GAL字段在内的内容，Req代表消息内容，当其为SF时，说明是SF消息；当其为WTR时，说明是WTR消息，依次类推。

在保护LSP环上发送时，需要对图9所示的消息格式进行MPLS封装和保护标签封装，封装后的MR-PSC报文格式如图11所示的本发明实施例将图9所示的消息运行在保护LSP环时的报文封装格式的示例性示意图，其中，二层报头，也即MPLS报文头；保护LSP标签，也即是在第一方向S1上的的下游邻居路由器在第一方向S1上的保护LSP环上的入方向工作标签；GAL的值为13，表示该报文是OAM类型的报文；消息体，即图9所示的消息内容。在后续的图中，将用Px代表保护标签，G代表包括L2Header和GAL字段在内的内容，Req代表消息内容，当其为SF时，说明是SF消息；当其为WTR时，说明是WTR消息，依次类推。

下面结合图12a至图12b针对SF消息运行在Section层和运行在保护LSP环上进行说明：

参见图12a，图12a是在基于图4所示的环网中的MPLS TP Section层运行SF消息的示例性示意图，图中只画出了工作LSP1，未画出工作LSP2。假设路由器E发生节点故障，则路由器D检测到第一方向S1上位于本机上游的路由器E之间的链路断开时，发送的SF消息（以两个矩形块表示，第一个矩形块字符“G”表示是GAL、第二个矩形块内所标记的字符串“SF”表示该消息是SF消息）依次经过路由器C、B、A、H、G、F，SF消息在从路由器D到路由器F的过程中内容保持不变。

参见图12b，图12b是在基于图4所示的环网中的第一方向S1上的保护LSP环上运行SF消息的示例性示意图。假设路由器E发生节点故障，则路由器D检测到第一方向S1上位于本机上游的路由器E之间的链路断开时，发送的SF消息（以三个矩形块表示，第一个矩形块是保护标签，第二个矩形块内的字符“G”表示是GAL，第三个矩形块内所标记的字符串“SF”表示该消息是SF消息）依次经过路由器C、B、A、H、G、F。其中，路由器C、B、A、H、G中的任一路由器接收到携带本机在第一方向S1上的保护LSP环上的入方向工作标签的SF消息时，均将SF消息中携带的本机在第一方向S1的保护LSP环上的入方向工作标签交换为在第一方向S1上的下游邻居路由器在第一方向S1的保护LSP环上的入方向工作标签，然后再发送到在第一方向S1上的下游邻居路由器。

图12a至图12b是针对第一方向S1的工作LSP上的路由器发生节点故障或链路发生故障时在第一方向S1上发送SF消息分别运行在MPLS TPSection层和运行在保护LSP环上的过程进行了说明。其它的消息，如RT消息、WTR消息、RO消息、以及NR消息分别运行在MPLS TP Section层和运行在保护LSP环上的过程与图12a至图12b所示的原理相同，不再赘述。另外，在第二方向S2的工作LSP上的路由器发生节点故障或链路发生故障时在第二方向S1上发送的SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、以及NR消息分别运行在MPLS TP Section层和运行在保护LSP环上的过程也与图12a至图12b所示的原理相同，不再赘述。

需要说明的是，在上文中，所涉及到的SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息均是以沿第一方向发送为例进行说明的。实际上，如果是在MPLS TP段Section层上传输上述通告消息，则所述WTR消息、RO消息、NR消息既可以沿第一方向发送，也可以沿第二方向发送，而SF消息和RT消息则只能沿第一方向发送；如果是在第一方向上的保护LSP环上传输上述通告消息，则所有通告消息只能沿第一方向发送。

基于前文所述的原理性说明，本发明实施例中提供了一种LSP故障通告方法、以及一种LSP故障通告装置。

参见图13，图13是本发明实施例LSP故障通告方法的示意性流程图，包括以下步骤：

步骤1301、本机在工作LSP上进行报文转发处理并检测本机与邻居路由器之间的链路是否断开。

步骤1302、当检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且接收到其他路由器发送的故障通知SF消息后，将所述其他路由器在工作LSP上的入标签设为报文的内层标签，并将本机在保护LSP环上的出标签作为所述报文的外层标签，沿着第二方向上的保护LSP环上转发所述报文。

步骤1303、当检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向发送SF消息，将在保护LSP环上接收到的报文的外层标签剥离，然后继续在工作LSP对报文进行转发处理。

较佳地，所述SF消息中携带恢复模式R；

所述接收到其他路由器发送的SF消息之后，进一步包括：判断所述SF消息中携带的恢复模式R是否与本机的恢复模式相同，如果不相同，则生成系统告警信息，如果相同，则继续执行故障通告。

图13所示实施例中，所述接收到其他路由器发送的SF消息之后，进一步包括：沿着第一方向上发送恢复测试RT消息。

所述沿着第一方向上发送SF消息之后，进一步包括：如果在第一方向上接收到RT消息，则停止发送所述SF消息，并发送等待恢复WTR消息。

图13所示实施例中，所述沿着第一方向发送RT消息之后，进一步包括：如果接收到WTR消息，则发送恢复完成RO消息。

所述发送WTR消息之后，进一步包括：如果接收到RO消息，则发送无请求NR消息，本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路恢复。

图13所示实施例中，所述SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息可以是在MPLS TP段Section层上发送和/或接收的。

另外，如果所述环网还具有第一方向上的保护LSP环；则所述SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息还可以是在第一方向上的保护LSP环上发送和/或接收的。

参见图14，图14是本发明实施例LSP故障通告装置的结构示意图，该装置应用于多协议标签交换传送MPLS TP的环网中的标签交换路由器，所述环网具有沿着第一方向进行报文转发处理的的至少一个工作LSP、以及沿着第二方向进行报文转发处理的的保护LSP环，第二方向与第一方向相反；该装置包括：故障检测模块1401、通告收发模块1402、故障处理模块1403；其中，

故障检测模块1401，用于检测本机与邻居路由器之间的链路是否断开；

通告收发模块1402，用于检测是否接收到其他路由器发送的故障通知SF消息；以及，用于当故障检测模块1401检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向发送SF消息；

故障处理模块1403，用于在故障检测模块1401检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且通告收发模块1402接收到其他路由器发送的故障通知SF消息后，将所述其他路由器在工作LSP上的入标签设为报文的内层标签，并将本机在保护LSP环上的出标签作为所述报文的外层标签，沿着第二方向上的保护LSP环上转发所述报文；用于在故障检测模块1401检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，将在保护LSP环上接收到的报文的外层标签剥离，然后继续在工作LSP对报文进行转发处理。

所述通告收发模块1402在第一方向上发送的所述SF消息中还携带恢复模式R；

所述故障处理模块1403在故障检测模块1401检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且通告收发模块1402接收到其他路由器发送的SF消息后，进一步用于：判断所述SF消息中携带的恢复模式R是否与本机的恢复模式相同，如果不相同，则生成系统告警信息，如果相同，则继续执行故障通告。

所述通告收发模块1402在接收到其他路由器发来的SF消息，且故障处理模块1403检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向上发送恢复测试RT消息。

所述通告收发模块1402沿着第一方向发送SF消息之后，进一步用于：如果在第一方向上接收到RT消息，则发送等待恢复WTR消息。

所述通告收发模块1402沿着第一方向上发送RT消息之后，进一步用于：如果接收到WTR消息，则发送恢复完成RO消息。

所述通告收发模块1402发送WTR消息之后，进一步用于：如果RO消息，则发送无请求NR消息，本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路恢复。

所述通告收发模块1402是在MPLS TP段Section层上发送和/或接收所述SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息的。

所述环网还具有第一方向上的保护LSP环；

所述通告收发模块1402是在第一方向上的保护LSP环上发送和/或接收SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息。

以上对本发明实施例LSP故障通告装置进行了说明，下面给出本发明实施例LSP故障通告装置的硬件架构组成，该装置是可以软硬件结合的可编程设备，具体参见图15，图15是本发明实施例LSP故障通告装置1500的硬件架构组成示意图，该装置包括存储器1510，处理器1520，报文处理芯片1530，以及耦合存储器1510、处理器1520、报文处理芯片1530的互联机构1540；其中，

存储器1510用于存储指令代码，当所述指令代码被执行时完成的操作主要为上述LSP故障通告装置中故障检测模块完成的功能，以及对故障通告报文（包括SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息）的处理，这里不再赘述；

处理器1520，用于与报文处理芯片1530通信，进行故障通告报文的收发；用于与存储器通信，读取和执行存储器1510中存储的所述指令代码，完成上述LSP故障通告装置中故障检测模块完成的功能，以及对从报文处理芯片1530上送的故障通告报文的处理；

报文处理芯片1530，用于通过该芯片上的接口连接到其他路由器，负责数据报文的转发处理，对故障通告报文（包括SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息）的收发，以及与处理器1520之间进行故障通告报文的收发。

需要说明的是，图15所示的LSP故障通告装置只是一个具体的例子，也可以通过其他的与本实施例描述不同结构实现，例如，上述指令代码时所完成的操作，也可以由特定应用专用集成电路（ASIC）实现，还可以由NP实现。另外，上述的处理器1520可以是一个或多个，如果是多个，则由多个处理器共同负责读取和执行所述指令代码。因此，本发明对LSP故障通告装置的具体结构不作具体限定。

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 (16)

1.一种标签交换路径LSP故障通告方法，应用于基于多协议标签交换传送MPLS TP的环网中的路由器，其特征在于，所述环网具有沿着第一方向进行报文转发的至少一个工作LSP、以及沿着第二方向进行报文转发的保护LSP环，其中第二方向与第一方向相反；该方法包括：

本机在工作LSP上进行报文转发处理并检测本机与邻居路由器之间的链路是否断开；

当检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且接收到其他路由器发送的故障通知SF消息后，将所述其他路由器在工作LSP上的入标签设为报文的内层标签，并将本机在保护LSP环上的出标签作为所述报文的外层标签，沿着第二方向上的保护LSP环上转发所述报文，

当检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向发送SF消息，将在保护LSP环上接收到的报文的外层标签剥离，然后继续在工作LSP对报文进行转发处理。

2.如权利要求1所述的LSP故障通告方法，其特征在于，所述SF消息中携带恢复模式R；

接收到其他路由器发送的SF消息之后，进一步包括：判断所述SF消息中携带的恢复模式R是否与本机的恢复模式相同，如果不相同，则生成系统告警信息，如果相同，则继续执行故障通告。

3.如权利要求1或2所述的LSP故障通告方法，其特征在于，

接收到其他路由器发送的SF消息之后，进一步包括：沿着第一方向发送恢复测试RT消息。

4.如权利要求3所述的LSP故障通告方法，其特征在于，所述沿着第一方向发送SF消息之后，进一步包括：如果在第一方向上接收到RT消息，则停止发送所述SF消息，并发送等待恢复WTR消息。

5.如权利要求4所述的LSP故障通告方法，其特征在于，沿着第一方向发送RT消息之后，进一步包括：如果接收到WTR消息，则发送恢复完成RO消息。

6.如权利要求5所述的LSP故障通告方法，其特征在于，发送WTR消息之后，进一步包括：如果接收到RO消息，则发送无请求NR消息，本机与第一方向上位于本机上游的邻居路由器之间的链路恢复。

7.如权利要求6所述的LSP故障通告方法，其特征在于，所述SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息是在MPLS TP段Section层上发送或者接收的。

8.如权利要求6所述的LSP故障通告方法，其特征在于，所述环网还具有第一方向上的保护LSP环；

所述SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息是在第一方向上的保护LSP环上发送和/或接收的。

9.一种标签交换路径LSP故障通告装置，该装置应用于多协议标签交换传送MPLS TP的环网中的标签交换路由器，其特征在于，所述环网具有沿着第一方向进行报文转发的至少一个工作LSP、以及沿着第二方向进行报文转发的保护LSP环，第二方向与第一方向相反；该装置包括：故障检测模块、通告收发模块、故障处理模块；

所述故障检测模块，用于检测本机与邻居路由器之间的链路是否断开；

所述通告收发模块，用于检测是否接收到其他路由器发送的故障通知SF消息；以及，用于当故障检测模块检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向发送SF消息；

所述故障处理模块，用于在故障检测模块检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且通告收发模块接收到其他路由器发送的故障通知SF消息后，将所述其他路由器在工作LSP上的入标签设为报文的内层标签，并将本机在保护LSP环上的出标签作为所述报文的外层标签，沿着第二方向上的保护LSP环上转发所述报文；用于在故障检测模块检测到本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路断开后，将在保护LSP环上接收到的报文的外层标签剥离，然后继续在工作LSP对报文进行转发处理。

10.如权利要求9所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述通告收发模块在第一方向上发送的所述SF消息中还携带恢复模式R；

所述故障处理模块在故障检测模块检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开、且通告收发模块接收到其他路由器发送的SF消息后，进一步用于：判断所述SF消息中携带的恢复模式R是否与本机的恢复模式相同，如果不相同，则生成系统告警信息，如果相同，则继续执行故障通告。

11.如权利要求9或10所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述通告收发模块在接收到其他路由器发来的SF消息，且故障处理模块检测到本机与工作LSP上的下游邻居路由器之间的链路断开后，沿着第一方向上发送恢复测试RT消息。

12.如权利要求11所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述通告收发模块沿着第一方向发送SF消息之后，进一步用于：如果在第一方向上接收到RT消息，则发送等待恢复WTR消息。

13.如权利要求12所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述通告收发模块沿着第一方向上发送RT消息之后，进一步用于：如果接收到WTR消息，则发送恢复完成RO消息。

14.如权利要求13所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述通告收发模块发送WTR消息之后，进一步用于：如果接收到RO消息，则发送无请求NR消息，本机与工作LSP上的上游邻居路由器之间的链路恢复。

15.如权利要求14所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述故障通告模块是在MPLS TP段Section层上发送和/或接收所述SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息的。

16.如权利要求15所述的LSP故障通告装置，其特征在于，所述环网还具有第一方向上的保护LSP环；

所述故障通告模块是在第一方向上的保护LSP环上发送和/或接收SF消息、RT消息、WTR消息、RO消息、NR消息。

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