CN102396193A - 通过分组交换提供商网络的客户端数据传输方法 - Google Patents

通过分组交换提供商网络的客户端数据传输方法 Download PDF

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Abstract

为了在分组交换提供商网络中提供允许更快速地从故障中恢复的冗余机制，本发明提出在出现故障时启动冗余机制，以经由替换路径将分组传输重新路由通过提供商网络，并且使用数据平面协议沿故障路径向网络节点发送地址撤销消息。接收到该地址撤销消息的网络节点将对其以前学习的MAC地址进行清除。

Description

通过分组交换提供商网络的客户端数据传输方法
技术领域
本发明涉及电信领域，并且更具体地涉及一种通过分组交换提供商网络来提供客户端数据传输的方法和相关装置。
背景技术
尽管传统而言传输网络依靠时分复用(TDM)技术，但是最近已开发了允许分组服务(如以太网业务)的原生传输(native transport)的技术。一种通过提供商网络来允许以太网传输的技术被称为提供商桥接网(PBN)，在该PBN中将提供商网络中的以太网交换设备称为提供商桥。
以太网帧包括物理源和被称为MAC地址的目的地地址，其中MAC代表媒体接入控制，媒体接入控制是一种用于控制OSI模型中的数据链路层2处的接入的协议。
基本以太网标准IEEE 802.1定义了MAC地址学习，MAC地址学习是一种表征学习桥的服务，其中对接收分组的源MAC地址和接收该分组的接口进行存储，从而可以仅将去往该地址的未来分组转发到该地址所位于的桥接口。去往未识别的地址的分组被转发给与接收到该分组的接口不同的每个其他桥接口。该方案有助于将所附接的LAN上的业务量最小化。
以太网桥接网可以使用添加到以太网帧中的VLAN标签，在同一物理基础架构上定义不同的并且独立的广播域。该技术有助于在传输网络中分离来自不同用户的业务。由于VLAN标记可能已被用户使用，所以IEEE 802.1ad中所定义的被称为Q-in-Q的技术通过对已标记的分组进行标记来扩展VLAN空间，因此产生“双重标记的”帧。被称为C-VLAN的第一VLAN标记可用于用户目的，被称为S-VLAN的第二VLAN标记是随后由服务提供商添加的。基于VLAN的提供商桥接网受到4096个VLAN ID的限制，因此使得它们在大型骨干网中的使用不可行。
被称为MAC-in-MAC的、并且在IEEE 802.1ah中定义的另一种技术巧妙地避免了第二层扩展性问题并且无需核心和骨干交换机来学习几十万个MAC地址。这是通过在提供商网络骨干的边缘节点处向以太网帧添加提供商MAC地址来实现的。
用于原生第二层传输的可选择的技术被称为虚拟专用LAN服务(VPLS)，VPLS使用多协议标记交换(MPLS)技术。VPLS的基本定义元素是虚拟交换实例(VSI)和伪线(PW)。VSI是具有“水平分割”学习和转发的虚拟MAC桥接实例。水平分割转发意味着从一个PW接收到的未知MAC地址将不会被转发到任何其他PW。这避免了转发循环。PW用于在不同节点中的VSI之间传输业务。需要完整的PW网来确保可以到达所有节点。
通过首先定义MPLS标记交换路径(LSP)隧道来建立VPLS网络，该LSP隧道将支持VPLS PW。这可以通过基于IP的信令协议来实现。首先使用开放式最短路径优先(OSPF)链路状态协议来确定路径，该OSPF链路状态协议为到目标目的地的LSP选择最短的路径。需要在所有参与的VPLS提供商边缘(PE)节点之间建立完整的双向LSP网。然后使用标记分配协议(LDP)或者资源预留协议——业务工程(RSVP-TE)来分配标记信息。在下一步中，在现有的LSP上建立PW。这可以通过使用LDP(IETF REC4762)或边界网关协议BGP(IETF REC4761)交换PW标记来实现。
传输网络典型而言具有控制平面，控制平面是基于GMPLS协议组的，GMPLS协议组是用于传输应用的MPLS-TE控制协议的扩展，包括OSPF-TE和RSVP-TE。例如，当计算最短路径时OSPF-TE将考虑带宽可用性，而RSVP-TE允许带宽预留。
VPLS架构是通用的并且可应用于任意合适的分组交换网络。因此可以想象基于其他隧道机制，如T-MPLS、MPLS-TP和PBB-TE，的类VPLS的方法。
VPLS的扩展被称为分级VPLS(H-VPLS)，H-VPLS被设计来解决VPLS中的可扩展性问题。在VPLS中，所有提供商边缘(PE)节点相互连接到一个完整的网络以确保可以到达所有目的地。在H-VPLS中，引入了一种新型节点，称为多租户单元(MTU)，MTU将多个用户边缘(CE)连接汇聚成单个PE。
发明内容
典型地，提供商网络提供网络资源的一些冗余，因此一旦通过该网络的一个路径出现故障，就可以经由替换路径交换分组。然而，当应用MAC学习时，沿旧路径的提供商桥仍然学习旧的MAC地址，所以反方向的分组将沿该旧的、故障的路径进行交换，直到发生超时或重新学习为止。然而，该行为不利地影响了网络恢复时间。
因此本发明的一个目的在于提供一种允许从分组交换提供商网络中的故障更快速地恢复的方法和相关的网络节点。
下文所见的这些以及其他目的得以实现是因为在故障的情况下开始冗余机制，该冗余机制经由替换路径在提供商网络之中重新路由分组传输；并且使用数据平面协议沿故障路径向网络节点发送地址撤销消息。接收该地址撤销消息的网络节点将对其以前学习的地址进行清除。可选择地，地址撤销消息可以包括要去除的MAC地址的清楚的列表。
在优选的实施方式中，该技术方案基于使用现有的以太网数据平面功能(如以太网OAM)来传送实现MAC清除所需要的消息，以便实现到正确的目的地业务的快速恢复。该技术方案不需要基于IP的信令协议(如LDP(标记分配协议))并且其与所使用的边缘冗余机制的类型相独立。
在该实施方式中，针对以太网交换网络定义该技术方案，但是该技术方案也可以应用于未用控制平面协议来部署的(即经由集中网络管理器直接管理的)VPLS或H-VPLS网络(VPLS：虚拟专用LAN服务；H-VPLS：分级虚拟专用LAN服务)。
附图说明
现在将参考附图来描述本发明的优选实施方式，其中：
图1显示了示意性的提供商网络，该提供商网络在不同的客户端设备间沿两个方向传输以太网业务；
图2a显示了图1的网络中的故障
图2b显示在去往该故障的方向上转发的分组丢失；
图2c显示在图1的网络中的冗余路径上恢复该传输；
图3是使用新标准以太网OAM消息的地址撤销消息的第一实施方式的格式；
图4是使用厂商专用OAM PDU的地址撤销消息的可选择的格式；
图5是具有图3或4的MEL字段中所使用的编码的表格；
图6是使用新的、专门的以太网协议帧的地址撤销消息的第二实施方式的格式；
图7是在第三实施方式中使用VPLS技术的以太网传输；
图8是第三实施方式中如果冗余机制允许仅在用户边缘节点处检测状态改变时出现故障的情况中的消息流；
图9是在第三实施方式中如果可以在提供商边缘节点处检测状态改变时的消息流；
图10是在第四实施方式中使用H-VPLS技术的以太网传输；
图11是第四实施方式中如果冗佘机制允许仅在用户-提供商边缘节点处检测状态改变时出现故障的情况中的消息流；
图12是在第四实施方式中如果可以在网络-提供商边缘节点处检测状态改变时的消息流；
图13是在第五实施方式中使用提供商桥接网技术的以太网传输；
图14是第五实施方式中如果冗余机制允许仅在用户边缘节点处检测状态改变时出现故障的情况中的消息流；
图15是在第五实施方式中如果可以在提供商边缘节点处检测状态改变时的消息流；
图16是使用用户BPDU帧的选择性隧道化的边缘冗余机制的第一实例；以及
图17是边缘冗余机制的第二实例，在该实例中提供商边缘节点参与用户STP。
具体实施方式
图1中显示了示例性的提供商网络PN。在该实例中，用户具有两个用户网络区域CN1、CN2并且希望在提供商网络PN上将他的网络区域相互连接。用户网络区域CN1中的用户边缘(CE)节点N1经由两个独立的连接而连接到两个提供商边缘(PE)桥节点N2、N3。该双重通路用于冗余的目的。具体而言，在节点N1、N2和N3之间支持冗余机制，使得N1与N2或N3中的任意一个交换业务。在该实例中，N1与N2之间的路径正常工作而N1与N3之间的路径不活动。
在用户网络区域CN2中，第一用户边缘节点N6连接到提供商边缘桥节点N4，并且第二用户边缘节点N7连接到提供商边缘桥节点N5。网络内部提供商桥节点N8、N9和N10将提供商边缘桥节点N2、N3、N4和N5相互连接。用户网络区域CN1和CN2之间的数据传输在活动路径AP上从用户边缘节点N1经由提供商桥节点N2、N8、N10和N4交换到用户边缘节点N6。
在下文的实施方式中，在PBN的情况中提供商桥接网PN中的所有提供商桥节点执行用户MAC地址学习和转发，或者在VPLS和H-VPLS的情况中仅仅VPLS PE节点将执行MAC地址学习。如前所述，MAC地址学习是这样一种服务，在该服务中学习桥节点存储接收的分组的源MAC地址以及用于接收该分组的接口，从而发往该地址的未来分组能够仅被转发到该地址所位于的桥接口。
假设用户节点N1的MAC地址是α并且用户节点N6的MAC地址是β。因此，从N1向N6发送的分组包括作为目的地MAC地址的β和作为源MAC地址的α。因此，提供商边缘桥节点NE2学习到该MACα是从它的端口P21输入的，并且在提供商桥接网中的所有其他提供商桥节点学习到该MAC地址α是从在活动路径AP上连接到N2的端口输入的。
图2a显示了影响N1与N2之间的正常工作的以太网接入链路的故障F。结果，冗余机制将所有业务移到N1与N3之间的空闲链路上。这在图2b中显示。从此以后，应该在N3处学习到具有源MAC地址α的分组是从端口P31输入的，并且在提供商网络PN中的所有其他节点处学习到源MAC地址α是从连接到N3的端口输入的。显然，至少在一些节点中，该端口将与在以前的活动路径AP上的以前端口不同。
总之，在启动冗余机制并从N2切换到N3之后，并且直到提供商网络PN未接收到具有源MAC地址α的分组为止，或者直到在用于执行用户MAC地址学习的所有节点中的老化时间到期为止，提供商网络PN继续向N2转发来自N6的、具有目的地MAC地址α的分组。在另一方面，由于冗余机制的切换状态，N2不能将该分组传递到目的地节点N1。节点N2因此成为去往节点N1的分组的“黑洞”。该行为不利地影响了网络恢复时间；因为事实上，只有通过以下方式去除了黑洞条件之后，通过提供商网络PN的通信才完全恢复：
-节点N4接收到具有源MAC地址α的分组。在该情况中，N4重新学习MAC地址α并且开始向N3发送分组，N3进一步向正确的用户边缘节点N1转发该分组。然而，该事件的发生是统计性的并且可能要花费长时间。或者
-与MAC地址α的过滤条目相关联的时间到期。在该情况中，N4使MAC地址α老化过期并且开始向包括N3在内的所有网络节点都传送分组。N3然后将向正确的用户边缘节点N1转发该分组。该超时也可能花费很长时间：例如IEEE802.1d建议300秒作为默认值。
在关于以太网交换网络技术的标准(如提供商桥接网)中，当前没有解决该延时问题。对于基于MPLS的VPLS网络，在RFC4762(使用标记分配协议(LDP)信号的虚拟专用LAN服务(VPLS))中解决了该问题。本文提供的技术方案基于使用LDP作为基于MPLS的网络的控制平面信令协议，并且假设VPLS提供商边缘节点能够检测到边缘冗佘机制的状态改变。然而，对于以太网，没有类似的控制平面可用。并且该状态改变没有必要对于提供商边缘节点可见。
本发明的实施方式因此意图定义一种针对用户帧的黑洞问题的广义技术方案，以便还覆盖以下情况：
1.在VPLS网络中，当仅由CE设备而未由PE设备检测到边缘冗余机制的状态改变时；
2.在VPLS/H-VPLS网络中，当VPLS/H-VPLS网元不支持用于伪线(PW)建立和维护的控制平面LDP信令协议时；以及
3.在提供商桥接(PBB或PBB-TE)网中。
该实施方式因此提供了一种针对提供商网络的黑洞问题的技术方案，该技术方案基于使用以太网数据平面功能来传送实现MAC清除的消息以便实现到正确的目的地的业务的快速恢复。该技术方案利用以太网数据平面功能来传播地址撤销消息(AWM)分组，该AWM分组触发提供商网络PN中的MAC清除。该AWM分组是由以太网交换节点生成的，该以太网交换节点检测边缘冗佘机制的状态改变。该分组应该在用于执行用户MAC地址学习和转发的每个以太网交换节点处被处理，并且应该在该提供商桥接网PN之中沿以太网活动拓扑被逐跳转发。
下文将描述用于在以太网数据平面之中携带AWM分组以实现打算的行为的不同的、可选择的机制。所有这些实例共享相同的高级行为。
在第一实施方式中，使用以太网OAM(操作、管理和维护)功能。具体而言，定义了用于地址撤销消息的新的以太网OAM协议数据单元(PDU)。可以将AWM定义成为新标准OAM PDU或者成为厂商专用VSM OAM PDU(如本文通过参考的方式并入的ITU-TY.1731所定义的)。图3中显示了新标准OAM PDU的实例。在图4中显示了厂商专用OAM PDU的可选择的实例。
在图4中，将通过厂商专用OUI字段和SubOpCode字段来识别AWM VSM消息子类型，SubOpCode字段可以被选择为例如0x01并且指示OAM PUD的MAC撤销目的。如Y.1731中所定义的组播DA类2被用于AWM，以便使其在需要执行MAC清除的任意提供商桥节点被处理。根据该AWM被发送到的MIP(维护实体组中间点)或MEP(维护实体组边缘点)的MEL(MEL：MEG级；MEG：维护实体组)来选择组播DA类2的特定地址。
AWM分组可以可选择地包括一个或多个TLV元素(类型长度值)。在以上实施方式中，创建可选择的TLV，称为MAC列表TLV，该MAC列表TLV仅提供针对相关的VPLS实例必须被清除的MAC地址的特定列表。该MAC列表TLV是长度为N x 48个字节的字段，用于指示将要去除的MAC地址的列表。
应该理解，可以定义并且在以上实施方式的环境中可以使用不同的厂商专用OAM PDU。还应该理解，ITU-T Y.1731定义了用于厂商专用目的的不同的机制，例如厂商专用MCC OAM PDU。Y.1731的未来版本有可能定义用于厂商专用目的的其他机制，例如厂商专用SCC OAM PDU。在以上实施方式的环境中，使用这些厂商专用PDU中的任意一个都是在技术上可行的。
通过对以太网AWM OAM PDU应用以太网封装来获得以太网AWM帧。MAC目的地地址应该允许邻近节点将该帧识别为AWM帧并且对其进行本地处理。AWM OAM分组MAC目的地地址可以是如ITU-T Y.1731中所定义的‘组播类2DA’或者是邻居端口的MAC地址(如果已知)。MAC源地址是用于生成该AWM帧的MEP或MIP的MAC地址。
根据OAM功能的类型，Y.1731定义了两种类型的组播地址：
-用于被寻址到所有监视终端点(MEP)的OAM帧的组播DA类1。
-用于被寻址到所有监视中间点(MIP)和所有监视终端点(MEP)的OAM帧的组播DA类2。
在本实施方式中，针对AWM，优选组播DA类2的使用，以便使其在需要执行MAC清除的任意以太网节点处被处理。根据AWM被发送到的MIP/MEP的MEL来选择组播DA类2。在图5的表格中显示了组播DA类2的编码。注意，最低有效半位元组包括特定太网OAM分组所参考的OAM层的等级。
在提供商桥接网中，如果AWM OAM PDU是在指定S-VLAN上生成的，则可能出现S-VLAN标记，并且因此将触发该特定S-VLAN上的MAC清除操作。
在用户-网络接口(UNI)链路上，AWM OAM PDU可能是在片段级上生成的并且因此将触发与该UNI相关联的所有服务实例、S-VLAN或VPLS实例上的MAC清除。在该片段级上生成的AWMOAM帧典型而言如同例如片段OAM PDU一样没有被标记。
在(H-)VPLS网络中，AWM OAM帧未被标记并且被伪线(PW)封装。它们因此触发与该帧所接收自的特定PW相关联的(H-)VPLS实例上的MAC清除操作。
使用OAM信道来携带AWM消息的优点在于依靠定义良好的机制来实现专有扩展，但是其缺点在于在考虑到维护实体组(MEG)嵌套的通用情况中略微更复杂。下文将进一步解释关于协议规则的附加细节。
在第二实施方式中，AWM被定义成为专门的新协议。具体而言，定义新的以太类型以便在以太网帧上携带地址撤销消息。在图6中显示了AWM帧格式。
可以将AWM定义为新标准以太类型、厂商专用以太类型，或者厂商专用以太类型与子类型的结合。当以太网交换节点接收到这样的分组时，根据以太类型或<以太类型，子类型>字段，将其处理成为AWM。
MAC目的地地址应该允许邻居节点将该帧识别为AWM帧并且对其进行本地处理。存在不同的选择：
-所有提供商桥MAC
-另一个预留组播MAC地址
-专有组播MAC地址。
如果开发了标准的技术方案，则前两个选项(所有提供商桥MAC或另一个预留组播MAC地址)更合适，当然如果使用专有技术方案也可以使用前两个选项。
专用于AWM的组播MAC地址(例如专有组播MAC地址)的使用可以简化快速转发选项的实现，这也将在下文讨论。
MAC目的地地址也可能是邻居的端口的MAC地址(如果已知)。MAC源地址是生成AWM帧的端口的MAC地址。
在提供商桥接网中，如果AWM消息是在指定S-VLAN上生成的以触发该特定S-VLAN上的MAC清除操作，则可能出现S-VLAN标记。
在UNI链路上，AWM消息可能未被标记以触发与该UNI相关联的所有服务实例、S-VLAN或VPLS实例上的MAC清除操作。
在(H-)VPLS网络中，AWM消息未被标记并且被PW封装。其因此将触发与该帧所接收自的PW相关联的(H-)VPLS实例上的MAC清除操作。可选择的MAC列表TLV与第一实施方式中的相同。
在下文中，将描述改善以上实施方式中的MAC清除操作的实现的通用规则。
如果边缘冗余机制允许仅在用户边缘(CE)处检测状态改变，那么CE必须生成一个未标记的AWM分组以触发与该CE相关联的所有服务实例上的MAC清除，或者生成一个用于受边缘冗余保护交换影响的每个以太网虚电路(EVC)的一个C-VLAN标记的AWM分组。在C-VLAN绑定的情况中，仅在监视C-VLAN上生成AWM。反之，如果在提供商边缘(PE)检测到边缘冗余机制，那么PE在受边缘冗余保护交换影响的服务层((H-)VPLS或S-VLAN中的任一个)处生成AWM分组。
每个边缘节点(PEB或U-PE)在接收到C-VLAN标记的AWM之后，去除在该C-VLAN被映射到的服务层((H-)VPLS或S-VLAN中的任一个)上学习到的所有过滤数据库MAC条目。如果使用了OAM技术方案，那么由C-VLAN级上的MIP截取该AWM。如果使用了ad-hoc技术方案，那么由于AWM帧的MAC DA而截取该AWM。
每个边缘节点(PEB或U-PE)在接收到未被标记的AWM之后，去除在与该AWM所接收自的UNI链路相关联的每个服务层((H-)VPLS或S-VLAN中的任一个)上学习到的所有过滤数据库MAC条目。如果使用了OAM技术方案，那么由片段MEP截取该AWM。如果使用了ad-hoc技术方案，那么由于AWM帧的MAC DA而截取该AWM。
提供商边缘桥(PEB)在已经对特定S-VLAN执行了MAC清除操作之后，沿用于该S-VLAN的活动拓扑生成AWM。如果使用了OAM技术方案，那么在沿为AWM使能的活动拓扑的每个外出端口上，生成具有合适的S-VLAN标记的AWM。根据位于邻近PB节点上的MIP/MEP的MEL，设置每个端口上的MAC DA和MEL。如果使用了ad-hoc技术方案，那么在沿为AWM使能的活动拓扑的每个外出端口上，生成具有合适的S-VLAN标记的AWM。
每个提供商桥节点在接收到S-VLAN标记的AWM之后，去除在该S-VLAN上学习到的所有过滤数据库MAC条目。
每个提供商桥节点在已经对特定S-VLAN执行了MAC清除操作之后，沿用于该S-VLAN的活动拓扑(但不包括已触发该MAC清除操作的AWM所接收自的端口)生成AWM。该过程遵守针对PEB中的AWM生成定义的同一规则。
VPLS或H-VPLS U-PE节点在已经对特定VPLS实例执行了MAC清除操作之后，在与该VPLS相关联的所有伪线(PW)上生成AWM。如果使用了OAM技术方案，那么将该AWM生成为未标记的以太网帧，该帧被封装在支持AWM的每个PW之中。根据位于邻近(H-)VPLS PE节点上的MIP/MEP的MEL，设置每个PW上的MAC DA和MEL。如果使用了ad-hoc技术方案，那么将该AWM生成为未标记的以太网帧，该帧被封装在为AWM使能的每个PW之中。
每个(H-)VPLS PE节点在从PW接收到AWM之后，去除在与该PW相关联的VPLS实例上学习到的所有过滤数据库MAC条目。
每个H-VPLS N-PE节点在已经对特定VPLS实例执行了MAC清除操作之后，考虑到水平分割规则，在与该VPLS实例相关联的所有PW(但不包括已触发该MAC清除操作的AWM所接收自的PW)上生成AWM，也就是说，按照针对U-PE中的AWM生成所定义的相同的规则，来自中心PW的AWM的接收不触发任意中心PW上的AWM的生成。
每个边缘节点(U-PE或PEB中的任一个)不准在用户-网络接口(UNI)接口上生成AWM分组。它必须在提供商桥接网的情况中只在网络-网络接口(NNI)上生成AWM分组，或者在(H-)VPLS网络的情况中只在中心/辐射状PW上生成AWM分组。
由于该实施例没有使用基于IP的信令协议，所以没有任何诸如TCP(传输控制协议)那样的保证分组的安全传输而不会有重复或数据丢失的传输机制。为了具有鲁棒性，当必须生成AWM时，本文提出将同一AWM分组发送三次，每次发送具有例如3.33ms的传输周期。在接收时，本文提出仅使用涉及相同的操作的该三个OAMAWM分组中的其中一个分组作为MAC过滤条目的触发条件。例如，这可以通过以下方式实现：如果在前10ms中已接收到针对某个服务的一个AWM分组，则由于接收到针对同一服务的另一个AWM分组而阻止NE触发MAC过滤条目撤销；或者在接收到第一AWM分组之后将MAC过滤条目撤销动作延迟10ms。如果在特例情况中所有三个AWM分组都丢失了，则所学习的MAC条目的现有的到期时间(例如300秒)可以作为退路。
根据进一步的改善，对已清除的过滤数据库条目的数量进行优化，以使得仅去除必须清除的条目而不是与服务实例相关联的所有条目。在该情况中，AWM分组可选择地包括MAC列表TLV。在接收时，如果AWM分组包括MAC列表TLV，那么NE仅去除所列出的MAC地址(如果在该服务实例的过滤数据库中存在的话)。该TLV的使用是可选择的。
还能够优化清除时间。在该情况中，在AWM分组的处理完成之前执行该AWM分组的转发。该快速转发的触发在新标准OAMPDU的情况中是分组<目的地MAC地址，以太类型，Opcode>，在厂商专用VSM PDU的情况中是分组<目的地MAC地址，以太类型，Opcode，OUI，子Opcode>，在新标准MAC撤销协议中是分组<目的地MAC地址，以太类型>，在专有MAC撤销协议中是分组<目的地MAC地址，以太类型，子类型>。
如果实现了具有专有组播MAC DA的专有ad-hoc技术方案或者具有专用预留组播DA的标准技术方案，那么用于快速转发的触发条件可以基于唯一的MAC DA字段，如同在标准以太网转发中一样。
在提供商桥接网中，提供商边缘桥(PEB)和提供商桥(PB)节点沿活动拓扑的端口的可配置的子集生成AWM，以便将AWM消息仅发送给能够对其进行处理的节点。这样，能够解决仅对局限于包括支持AWM特征的节点的子网中的业务的黑洞问题。
在(H-)VPLS网络中，提供商边缘(PE)节点沿PW的可配置的子集生成AWM，以便将AWM消息仅发送给能够对其进行处理的节点。除了以太网封装的AWM之外，PE节点还可以生成‘LDP地址撤销消息’，如RFC4762中针对动态建立未被配置为用于AWM的生成的PW所定义的。
即使在可以使用基于IP的信令协议的情况中，也可以优选上述基于数据平面的技术方案以优化清除时间。
在下文中，将更详细地描述在不同的传输技术中用于地址清除的实施方式。在图7中所示的第三实施方式中，提供商网络依靠VPLS技术。如同图1和2a-c中一样，第一用户边缘节点NE_1经由提供商网络PN连接到第二用户边缘(CE)节点NE_6。CE节点NE_1、NE_6分别经由以太网接入链路连接到提供商边缘(PE)节点NE_2、NE_4。在图7中以示例性的方式显示了3个中间提供商节点NE_a、NE_b和NE_c。在NE_2与NE_b之间经由NE_a建立MPLS LSP隧道，并且在NE_b与NE_4之间经由NE_c建立另一个MPLS LSP隧道。在这些MPLS LSP隧道上，在NE_2与NE_4之间建立VPLS多段伪线MS-PW，VPLS多段伪线MS-PW在VPLS PE(NE_2和NE_4)上的VSI之间提供连接，以便用户信号经过提供商网络的传输。
如同在图1中一样，在NE_1与NE_2以及第三PE节点NE_3(图7中未显示)之间的以太网接入链路上实现冗余机制。NE_1的该双重通路允许在经由NE_3的路由出现故障(见图2a)的情况下对业务进行重新路由。
在开始和终止VPLS服务的PE节点NE_2、NE_4上配置针对以太网VPLS层的以太网监视终端点(MEP)。在CE节点上配置针对C-VLAN的以太网监视终端点(MEP)。
图8显示了在冗余机制允许仅在CE NE_1上检测状态改变的情况中的消息流。当冗余机制保护交换发生时，NE_1去除在故障以太网接入链路上学习到的所有过滤数据库MAC地址，并且在最新的正常工作的以太网接入链路上向NE_3发送OAM AWM分组。该分组是在C-VLAN级生成的。
当NE_3在以太网接入链路上接收到针对特定C-VLAN的AWM时，NE_3去除在该C-VLAN被映射到的VPLS实例上学习到的所有过滤数据库MAC地址。然后，NE_3在该VPLS实例的所有PW上发送AWM分组。
在该特定情况中，NE_4在PW上直接接收到AWM，并且因此去除在对应的VPLS实例上学习到的所有MAC地址。NE_4无须进一步向远程UNI发送AWM分组。
在图9中所显示的可选择的情况中，冗余机制允许检测PE节点上(即节点NE_3)的状态改变。具体而言，当冗余机制保护交换发生时，NE_3检测到附接的接入链路变得活动。NE_3因此去除在这样一种VPLS实例上学习到的所有过滤数据库MAC地址，其中该VPLS实例在该链路上具有服务接入点。如果更多的VPLS实例在该链路上具有服务接入点，那么对所有VPLS实例应用该步骤。NE_3然后在该VPLS实例的所有PW上发送OAM AWM分组。NE_4接收该PW上的AWM，并且因此去除在该VPLS实例上学习到的所有MAC地址。NE_4无须进一步向远程UNI发送AWM分组。
图10显示了在第四实施方式中H-VPLS技术的情况中的消息流。通过引入分级，获得H-VPLS的伸缩性优点，从而不需要所有参与的PE之间的LSP和PW的完整网络。通过将PE的基本VPLS核心网扩大为具有接入PW(称为辐射状PW)的PE PW(称为中心PW)以形成双层分级VPLS模型来实现该分级。
在图10中，CE节点NE_x经由以太网接入链路连接到PE节点NE_1的UNI。在NE_1与NE_2之间形成辐射状PW。在NE_2与NE_4之间存在连接中间网络节点NE_a、NE_b和NE_c的中心PW(hub PW)。中心PW使用在NE_2与NE_b之间通过NE_a的第一MPLS LSP隧道以及在NE_b与NE_4之间通过NE_c的第二MPLSLSP隧道。存在从NE_4到远端PE节点NE_6的辐射PW(spoke PW)，远端PE节点NE_6具有经由以太网接入链路连接到NE_Y的UNI。
在开始和终止VPLS服务的用户-提供商边缘(U-PE)节点(即NE_1和NE_6)配置针对以太网VPLS层的以太网监视终端点(MEP)。在VPLS服务流经的网络-提供商边缘(N-PE)节点(即NE_2和NE_4)配置针对以太网VPLS层的以太网监视中间点(MIP)。另外，在CE节点NE_X、NE_Y上配置针对C-VLAN的以太网监视终端点(MEP)。
在图11中，考虑到这样一种情况，在该情况中冗余机制允许仅在U-PE节点NE_1、NE_6上检测状态改变。在辐射PW中出故障的情况中，采取下面的过程：当冗佘机制保护交换发生时，NE去除在该PW上学习到的所有过滤数据库MAC地址并且在最新的正常工作辐射PW上向NE3发送OAM AWM分组。该分组是在VPLS级上生成的。当NE3在该辐射PW上接收到该AWM时，NE3去除在与该PW相关联的VPLS实例上学习到的所有过滤数据库MAC地址。NE3然后在该VPLS实例的所有中心PW上发送该AWM分组。当NE4在中心PW上接收到AWM分组时，NE4去除在对应的VPLS实例上学习到的所有MAC地址。如果有任何辐射PW附接到NE4，那么其应该在该VPLS实例的所有辐射PW上发送AWM分组。反之，在任意其他中心PW上的AWM转发将被VPLS水平分割功能阻止。
图12显示了当冗余机制允许检测N-PE节点NE_3、NE_4上的状态改变时的情况。在该情况中，过程如下：当冗余机制保护交换发生时，NE3检测到附接的辐射PW变得活动。NE3因此去除在与该PW相关联的VPLS实例上学习到的所有过滤数据库MAC地址。NE3在该VPLS实例的所有中心PW上发送OAM AWM分组。当NE4在中心PW上接收到该AWM时，NE4去除在对应的VPLS实例上学习到的所有MAC地址。如果有任何辐射PW附接到NE4(即该情况中的NE6)，那么该NE应该在该VPLS实例的所有辐射PW上发送AWM分组，而在任意其他中心PW上的转发将被VPLS水平分割功能阻止。
在图13所显示的第五实施方式中，提供商网络是提供商桥接网(PBN)。在该实施方式中，存在一种多区域提供商桥接网，该网络具有两个嵌套的S-VLAN监视级：一个在服务提供商级监视从UNI到UNI的S-VLAN并且另一个在网络-运营商级。该实例允许当在同一节点中存在多个针对同一S-VLAN的多个MEP和MIP时，对行为进行描述。
与图7中显示的结构类似，第一用户边缘节点NE_1经由提供商网络PB连接到第二用户边缘节点NE_6。CE节点NE_1、NE_6分别经由以太网接入链路连接到提供商边缘节点NE_2、NE_4。在NE2与NE4之间存在4个中间提供商节点NE_a、NE_b、NE_c和NE_d。
网络节点NE_2、NE_a和NE_b属于第一提供商区域并且在NE_2与NE_b之间存在等级y的SVLAN MEG。并且，网络节点NE_c、NE_d和NE_4属于第二提供商区域并且在NE_c与NE_4之间存在同一等级y或更低的等级z＜x的SVLAN MEG。另外，在NE_2与NE_4之间存在等级x的SVLAN MEG，其中x＞y。
在图13中，在开始和终止S-VLAN服务的PEB NE2、NE4上配置针对以太网S-VLAN层的以太网监视终端点(MEP)。还在该两个区域之间的边界处的提供商桥节点NE_b和NE_c上配置处于等级x的以太网监视中间点(MIP)。为了监视第一区域，在NE_2和NE_b上将MEP配置为处于等级y，在NE_2、NE_a和NE_b上有MIP。为了监视第二区域，在NE_c和NE_4上将MEP配置为处于等级z，在NE_c、NE_d和NE_4上有MIP。另外，在CE NE_1、NE_6上配置针对C-VLAN层的以太网监视终端点(MEP)。
图14显示了当冗余机制允许仅在CE节点NE_1、NE_6上检测状态改变时的情况中的消息流。当冗余机制保护交换发生时，NE_1去除在故障以太网接入链路上学习到的所有过滤数据库MAC地址，并且在最新的正常工作的以太网接入链路上向NE_3发送OAMAWM分组。该分组是在C-VLAN级生成的。
当NE_3接收到针对特定C-VLAN的AWM时，NE_3去除在该C-VLAN被映射到的S-VLAN实例上学习到的所有过滤数据库MAC地址。然后，NE_3在该S-VLAN实例上发送AWM分组。
如果使用了OAM技术方案，则在ME等级y上发送AWM，以便允许NE_a上的MIP截取该分组。NE_a还生成处于ME等级y的AWM，以便允许NE_b上的MIP截取该AWM。NE_b生成处于ME等级x的AWM，以便允许NE_c上的MIP截取该分组。反之，如果使用了ad-hoc消息技术方案，那么独立于ME等级架构来生成AWM分组。NE4无须进一步向远处UNI发送AWM分组。
图15显示了在冗佘机制允许PEB检测状态改变的情况中的消息流。当冗余机制保护交换发生时，新的PE节点NE3检测到附接的以太网接入链路变得活动。NE3因此去除在这样一种S-VLAN实例上学习到的所有过滤数据库MAC地址，其中该S-VLAN实例在该链路上具有服务接入点。如果更多的S-VLAN实例在该链路上具有服务接入点，那么对所有S-VLAN实例应用该步骤。NE3然后发送OAM AWM分组。用于AWM的生成的程序与以前的情况中相同。
在下文中将描述上文的实施方式中可以使用的一些冗余机制。在CE与两个冗余PE节点之间可能有不同的边缘冗余机制，包括层2生成树协议(STP)的某些配置消息的用户BPDU(桥协议数据单元)的选择性隧道化；以及参与用户STP。
如上所述，边缘冗余机制的第一实例是选择性隧道化。在该边缘冗余机制中，每个PE(例如图16中的PE1)识别来自CE的用户BPDU帧，并且选择性地向用于将它们转发回CE的其他PE(如PE2)隧道发送它们。
从一个UNI链路向另一个UNI链路透明地传输用户BPDU帧。如图16中所示的实例：由CE向PE1发送的同一用户BPDU被PE2传递回CE。
在用户STP看来，提供商网络被视为LAN段并且该两个UNI是连接到同一LAN段的两个链路。运行在CE节点中的用户STP实例将选择一个UNI作为指定端口，例如用于将CE连接到PE1的UNI，并且将另一个UNI作为备份端口，例如用于将CE连接到PE2的UNI。与该指定端口相关联的UNI是活动UNI，而另一个UNI是备用UNI。
当CE与PE1之间的链路出故障时，CE由于没有看到用户BDPU而检测到该问题。结果，备份端口变成新的指定端口。
必须注意，当且仅当连接到同一E-LAN的远程站点之间不存在后门链路因此不需要运行横跨整个E-LAN的STP时，该机制才可以起作用。
这是只有一个CE检测状态改变的边缘冗余机制的一个实例。由于PE透明地转发用户BPDU，所以对于PE2而言绝不知道CE与PE1之间的链路的故障。
边缘冗余机制的另一个实例涉及PE节点参与用户STP。在该边缘冗余机制中，每个PE识别来自CE的用户BPDU帧并且如IEEE802.1中所定义的对它们进行处理。根据运行在该PE上的STP状态机，该PE还可以生成发往该CE或其它PE的用户BPDU。
在每个节点CE、PE1和PE2中处理用户BPDU帧，并且该用户BPDU帧是根据如IEEE 802.1中所定义的过程生成的。这在图17中通过双向箭头示意性的显示。例如由PE1处理由CE向PE1发送的用户BPDU。在用户STP点看来，网络拓扑是由通过点对点链路连接的环形CE、PE1和PE2组成的，见图18。
以这样一种方式配置用户STP，使得PE1被选作为根端口并且其将指定：
-与PE1连接的CE端口作为根端口
-与PE2连接的CE端口作为替换端口
-PE1和PE2上的UNI端口作为指定端口
-与PE2连接的PE1虚拟端口作为指定端口
-与PE1连接的PE2虚拟端口作为根端口
当CE与PE1之间的链路出故障时，与PE2连接的CE端口将它的状态从替换端口改为根端口。从CE向PE2发送拓扑改变通知(TCN)PBDU，使得PE2清除它的MAC过滤条目并且检测到存在状态改变。
必须注意，只有在连接到同一E-LAN的远程站点之间不存在后门链路因此不需要运行横跨整个E-LAN的STP时，该机制才可以起作用。如果只有CE、PE1和PE2参与该STP实例，则该机制还能够确保快速恢复时间；对于RSTP而言具有三个节点的拓扑是从故障中快速恢复的理想情况。
这是该PE能够检测状态改变的边缘冗余机制的实例。TCNBPDU的接收能够触发PE2根据以上实施方式开始MAC清除过程。
在以上实施方式的环境中也可能用其它边缘冗余机制，如MC-LAG、具有G.8031以太网线性保护交换的双宿。
本领域的熟练技术人员将容易地认识到可以由编程的计算机来执行各种上述方法的步骤。在本文中，一些实施方式意图覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，该程序存储设备是机器或计算机可读的，并且对机器可执行的或计算机可执行的指令程序进行编码，其中所述指令执行上述方法的一些或所有步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、磁存储介质(如磁盘和磁带)、硬盘驱动器或光可读数字数据存储介质。该实施方式还意图覆盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。
说明书和附图仅仅示出了本发明的原理。因此将认识到，本领域的熟练技术人员将能够想出体现本发明的原理并且包括在本发明的精神和范围中的各种配置，尽管在本文中没有明确描述或者显示这些配置。此外，本文所述的所有实例主要清楚地意图仅用于教导的目的以助于读者理解本发明的原理以及发明人对其他领域所贡献的概念，并且应当被理解为不限于该具体叙述的实例和条件。并且，本文用于叙述本发明的原理、方案和实施方式以及它们的具体实例的所有语句意图包括它们的等效物。

Claims (9)

1.一种通过分组交换提供商网络的客户端数据传输方法，所述方法包括以下步骤：
沿通过所述提供商网络的第一路径提供分组传输；
在沿所述第一路径的一个或多个网络节点上，执行地址学习以允许沿同一第一路径的反向分组传输；
使用冗余机制，通过冗余的第二路径保护所述第一路径；
在所述第一路径上出故障时，启动所述冗余机制以经由所述第二路径将分组传输重新路由通过所述提供商网络；并且
在启动所述冗余机制之后，使用数据平面协议向已执行地址学习的所述一个或多个网络节点发送地址撤销消息；并且
响应于接收到所述地址撤销消息，清除以前在接收网络节点学习到的地址。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述冗余机制是边缘冗余机制。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述冗余机制的状态改变仅在用户边缘节点处可检测到，并且其中，所述用户边缘节点创建所述地址撤销消息并且经由接入链路将其发送给提供商边缘节点。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述冗余机制的状态改变在提供商边缘节点处可检测到，并且其中，所述提供商边缘节点创建所述地址撤销消息并且将其发送给远端提供商边缘节点。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述地址撤销消息是以太网协议帧。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述以太网协议帧包括以太网OAM消息形式的所述地址撤销消息。
7.如权利要求1所述的方法，其中，只有提供商边缘节点执行所述地址学习和地址清除步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其中，由中央网络管理实例直接管理所述提供商网络。
9.一种分组交换提供商网络的网元，包括：
输入和输出接口，用于沿通过所述提供商网络的第一路径提供分组传输；
分组交换装置，用于根据每个分组中所包括的地址信息交换分组业务，其中，所述分组交换装置适用于执行地址学习以允许沿同一路径的反向分组传输，并且其中，所述分组交换装置进一步适用于在接收到包括地址撤销消息的数据平面控制消息之后清除以前学习到的地址。
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