CN102739816B

CN102739816B - 在mpls网络内的未编址设备通信

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Publication number: CN102739816B
Application number: CN201210096365.XA
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·史蒂文斯; 冯内·L.·布莱克; 马克·巴瑞特
Original assignee: Viavi Solutions Inc
Current assignee: Viavi Solutions Inc
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-04-01
Also published as: CN102739816A; US20120250519A1; US9065723B2; EP2509262A1; EP2509262B1

Abstract

本发明涉及在线地安装在MPLS网络的路径中的未编址设备，该未编址设备可通过故意在错误的方向上发送包来将所述包从MPLS网络内传递到上游设备，而不需要知道必要的MPLS标签。为了传递到上游设备，该未编址设备在相对的侧并通过相对的外发端口将包向下游发送到MPLS网络中，该侧和该外发端口是相对于原本用于将包发送到非MPLS网络中的相同设备。这个行为迫使MPLS网络在接着检查包时使用正确的标签重新标记它，以将该包路由到向上游返回到接收者设备的路径上。以这种方式，该MPLS架构用于将包从未编址在线式设备重定向或回送到上游设备。

Description

在MPLS网络内的未编址设备通信

技术领域

本发明涉及使在线式未编址设备(IUD，inline unaddressed device)从多协议标签交换(MPLS)网络内进行通信的方法和装置，且更具体地，涉及在线式未编址窃听或网络测试和测量设备如何在MPLS网络中回送包(packets)。

发明背景

监控、测试和测量包交换IP网络可涉及在线式未编址窃听设备和相应的控制器的使用，以使对被测网络的改变最小化。

在非MPLS网络例如纯IP网络中，应答控制器的包可由在线式未编址窃听设备实现，将应答包的目的地地址设置为控制器包的源地址，接着将应答包向上游发送回到控制器。非MPLS网络的路由架构确保应答包将到达指定的目的地地址。然而，在MPLS(多协议标签交换)网络内，是由标签而不是由IP地址控制包的路由。因为MPLS标签在MPLS网络的边缘处被分配，且对于同一路径上的相反方向，标签是不同的，所以不存在使在线设置在MPLS网络内的未编址窃听设备向其它设备发起通信，例如将应答包向上游发送回到其控制器的现有机制。

多协议标签交换(MPLS)是在包交换网络中的协议或转发机制，其基于短(例如20位)路径标签而不是长网络地址(例如IPv4的32位地址或IPv6的128位地址)，将来自一个网络节点的数据导向到下一网络节点。MPLS在通常被认为位于OSI(开放系统互连)模型的传统定义的第2层(数据链路层)和第3层(网络层)之间的一层处操作，因此可以被称为“第2.5层”协议。

MPLS被设计成当包进入MPLS网络时，以标签的形式确定包的路由路径，使得该路径中的随后节点不引起在每个和每次跳跃(hop)时进行路由决定的成本。MPLS还通过内部网络节点允许更灵活的包路由和可能更快的路由，因为不需要在每次跳跃时检查包内容。将路由决策集中在MPLS网络的边缘路由器处的一个副作用是，改变路由路径在包进入MPLS网络之后变得更难。MPLS标签由边缘路由器指定，并描述将通过网络被采用的路径。

当包在标签边缘路由器(LER)或入口路由器处进入MPLS网络时，待采用的路径被决定。LER在决定穿过MPLS网络的期望路径时可考虑比包的目的地地址多得多的信息。LER充分知道MPLS网络拓扑，且充分能够分析包和其它信息，以选择适当的路由路径。包的路由路径被设置成一般对包预先计划的标签的形式。

标签可描述在远处的节点而不是端点或到下一节点的单独跳跃之间的选定路由路径。可能有多于一个的标签被分配给包，且这通常被描述为标签堆栈。MPLS对穿过路径的业务的每个方向使用不同的标签。

标签可相应于网络中的IP目的地(类似于传统IP转发)，但标签也可相应于或可合并其它参数，例如基于路由表项目(例如目的地、带宽、延迟和其它度量)的账户信息、头字段(例如源地址)、第4层套接字编号信号、QoS(服务质量)、区分服务、交通工程、网络的状态、功能和负载、以前的标签决定、以及网络操作员和/或LER可以获得的任何其它信息。因此，MPLS给网络操作员提供了大量的灵活性来决定，当它出现在LER时，如何按优先顺序排列并路由业务。

一旦LER设置了包的标签，包就可通过MPLS网络内部的节点被转发。通常，包内容的进一步检查是不必要的，直到包通过入口路由器离开MPLS网络，入口路由器弹出(pop)标签并检查包，以确定下一步应做什么。基于标签的内容或标签的堆栈中的最上面的标签来做出在内部节点处的包路由决定，而通常不引起检查包内容或堆栈中的其它标签的开销(如果有的话)。

当包通过不包括MPLS的IP网络被路由时，在网络中的接收包的每个节点基于其路由表中的包的目的地地址的查找来转发包。每个节点独立于其它节点的路由决定而做出其路由决定，且节点通常不可能影响特定的包如何被其它节点路由。IP路由表一般被维持在每个节点上并设计成使得包在穿过最少的节点或最少的跳跃的路径上被路由。通常不考虑网络拥塞、优先处理和其它因素；更确切地，每个节点试图只基于路由表查找来独立地做出其决定。以这种方式，不包括MPLS的IP网络试图将必须被做出的路由决定的数量最小化(即，最少的跳跃)，并最小化任何节点独立地做出路由决定所需的时间。

相反，当包进入MPLS网络中时，MPLS网络一般引起路由决策成本的大部分，使得没有一个内部节点需要检查包。以这种方式，MPLS网络促进了在包进入网络中时在选择路由路径时的灵活性，但当需要对MPLS网络中的路由路径进行改变时是不灵活的。

MPLS网络的完整讨论及其相对于非MPLS网络的差异超出本发明的范围。

现在参考图1，示出了现有的非MPLS网络100。非MPLS网络100包括智能包导向器(IPD)102、IPD控制器104、设备A 106和设备B 108。

IPD 102是一种未编址设备，其具有唯一的标识符，并在线设置在两个节点(未示出)之间的任何网络路径中。一般，IPD 102秘密地检查在该路径上业务的两个方向，以测试、测量或监控网络。IPD 102在网络路径上的在线设置意味着IPD 102接收上游侧和下游侧上的业务。为了使解释简化，本发明应假设约定上游侧是IPD最后从控制器接收到包含IPD的唯一标识符的包的那侧。其它约定或其他业务流的方向同样在本发明的范围内。在本发明中，上游和下游侧用于表示设备的相对侧，而不是用来限制在服务提供商的网络内的设备的位置。

IPD 102具有四个端口，以适应其在双向网络路径中在线设置和业务监控。如图1所示，这四个端口是下游输入端口130、下游输出端口132、上游输入端口134和上游输出端口136。通过检查穿过这两个输入端口130、134的进入业务110、112，现有的IPD 102可识别出IPD控制器104和设备A 106在上游，而设备B 108在下游。在附图中，为了更容易的视觉识别而划分各种设备的上游业务和下游业务。虽然IPD 102在线设置在设备A 106和设备B108之间的路径上，通过端口132离开IPD 102的设备A的下游业务110可被预定到在IPD 102下游的任何设备，不一定包括设备B108。类似地，通过端口136离开IPD 102的设备B的上游业务112可被预定到在IPD 102上游的任何设备，不一定是IPD控制器104或设备A 106。

在发现(discovery)之后，IPD控制器104通过将包含IPD 102的唯一标识符的指令包114例如SmartOptics^TM指令包(SOCP)发送到已知在IPD 102的下游的地址来与IPD102通信。在图1中，这个设备可以是设备B 108。指令包114可包含从IPD控制器104或从包路由引擎(PRE)发送到IPD 102的指令，诸如定时、保持继续有效等的指令。IPD102在线设置在节点之间，并识别指令包114中的指示该包被预定到IPD 102的唯一标识符。当IPD 102识别出在指令包114中的其唯一标识符时，它消耗包114，将它从网络移除，并处理指令包114中所关注的数据。IPD 102使来自指令包114的源地址信息(src)与IPD控制器104相关联。以这种方式，IPD 102可以是未编址设备(借用任何运行中的下游网络设备的IP/MAC或其它寻址信息)，从其上游IPD控制器104接收包114，并获取IPD控制器104的地址信息。

在非MPLS网络100中，现有的IPD 102可用传统方式应答IPD控制器104：使用IPD控制器104的地址信息作为目的地地址(dst)，向上游发送回应答包116。如果网络100是纯IP网络，这将简单地涉及将IPD控制器104的IP和MAC地址插入响应包116中，所述响应包通过IPD 102的上游外发端口136被发送。

现在转到图2，示出了在另一操作条件中的图1的非MPLS网络100。IPD 102秘密地检查来自设备A 106的进入业务110和/或来自设备B 108的进入业务112，以找到与装入IPD102中的过滤器(未示出)相匹配的所关注的内容。如果业务110、112的包与过滤器相匹配，当其在通过IPD 102时，从链路得到包的拷贝，并将所述拷贝放置在相应于设备A 106和设备B 108中的每个设备的过滤结果包(FRP)118、120中。如图1所示，IPD 102可接收指令包114(在图2中未示出)，所述指令包指示IPD 102将任何累积的过滤结果包发送回到IPD控制器104。与图1类似，可通过将FRP 118、120发送出具有相应于IPD控制器104的目的地地址信息(dst)的上游输出端口136来将FRP118、120包发送回到IPD控制器104。

然而，如果网络100是MPLS网络，则不能通过经由上游输出端口136向上游发送回应答包116和FRP 118、120来将这些包直接发送到IPD控制器104。在MPLS中，基于标签而不是基于例如目的地IP和/或MAC地址信息来路由包。标签被分配给在边缘路由器或入口路由器处的包，并可包括单个标签或标签的堆栈。在MPLS网络中的内部节点(例如转接路由器)不检查包内容。内部节点仅仅查找标签路由表中的标签，以确定如何转发包。因为在MPLS网络的路径上的上游标签和下游标签是不同的，对于在线设置在MPLS网络的路径上的现有IPD 102，不能容易地知道应答其IPD控制器104所必需的标签。此外，不可能仅仅通过从IPD控制器104接收指令包114来知道这个信息。所包括的IPD控制器的地址信息和连同控制器的包一起接收到的下游标签对于将应答包116向上游发送到MPLS网络中的IPD控制器104的上游来说是不充足的信息。更一般地，当IPD 102没有已经监控到正从网络中的某个其它地方发送到设备的包且IPD102已记录了所需的MPLS标签时，MPLS网络中的任何IPD 102都不能容易地将包发送到该设备。

发明内容

根据本发明，在线地安装在MPLS网络的路径中的未编址设备可从MPLS网络内向在MPLS网络外或内的其它设备发起通信，即使未编址设备不知道将包发送给该设备所必需的MPLS标签。

使用与其上游控制器的通信作为例子，在线地安装在MPLS网络的路径中的未编址设备可通过在错误的方向上有意地发送应答包来应答其上游控制器。也就是说，将应答包向下游发送到网络中(也就是说，将应答包在相对的侧，并通过相对的外发端口向下游发送到网络中，该侧和该外发端口是相对于原本用于将包发送到非MPLS网络中的相同设备)。这个行为迫使MPLS网络在接着检查应答包时使用正确的标签来重新标记应答包，以将在返回路径上的应答包向上游路由到控制器。以这种方式，MPLS架构用于将包从未编址在线设备重定向或回送到其控制器。

仅为了解释的简单，本发明提供了在未编址设备和其控制器之间的通信的几个例子；然而，应理解，上游控制器仅仅是可与在线设置在MPLS网络中的未编址设备进行通信的另一设备的一个例子。应理解，在未编址在线设备的控制器的方面的描述、例子和权利要求同样适用于任何其它设备。

在本发明中，在线未编址设备(IUD)包括在网络内在线设置在两个编址设备之间并且没有被自分配网络地址的任何设备(物理或虚拟的、分离或集成的)。例如，窃听设备、智能包导向器(IPD)、探针、微探针、SFProbes^TM和其它网络监控、测量和测试设备可以是未编址设备；然而，未编址设备可提供除了窃听或监控网络活动以外的任何功能，且不应被其特定的功能限制。类似地，未编址设备可以与网络以任何方式交互作用，且不应限于除了通过网络与控制器通信的能力以外的特定网络交互作用。

在本发明中，控制器包括在网络中与未编址设备通信的任何设备。设备可本身是未编址在线设备，只要网络中的其它IUD能够将通信可预测地发送到控制器，并可靠地识别来自控制器的通信。控制器可控制多于一个的未编址设备，且对于每个未编址设备可能有多于一个的控制器；然而，在一些实施例中，在网络中有与该网络中的一组未编址设备通信并管理该组未编址设备的一个控制器，且没有其它控制器同时与那些未编址设备通信或同时管理那些未编址设备。

如果未编址设备正监控在线设置在MPLS网络的路径中的业务，且IUD想将通信发送到它在该业务中识别出的设备之一，则它必须能够分配使其包被路由到该设备所必需的标签。因为IUD不知道如何分配标签，且它不能简单地使用该标签发送回它从该设备接收的包，在MPLS网络内的现有IUD不可能向另一设备发起通信或应答来自另一设备的通信。

本发明的实施例提供了使未编址在线设备(IUD)将包发送到多协议标签交换(MPLS)网络中的上游设备的方法，该方法包括：在IUD处识别上游设备的地址信息；在IUD处识别下游MPLS标签；在IUD处准备具有相应于上游设备的地址信息的目的地地址信息和相应于下游MPLS标签的MPLS标签的外发包(outgoing packet)；以及在IUD处向IUD的下游发送已准备的外发包；由此，在IUD的下游，MPLS网络根据外发包的目的地地址信息重新标记外发包，并将重新标记的外发包向上游发送到上游设备。

本发明的上述实施例的一些另外的方面包括：在IUD处接收包含上游设备的地址信息的进入下游包(incoming downstream packet)，并在所接收的包中识别与IUD相关联的唯一标识符；在IUD处接收包含下游MPLS标签的进入下游包；在IUD处从上游设备接收包，其中上游设备的地址信息和下游MPLS标签从包中被识别出，而外发包的MPLS标签通过将包复制到外发包中而被设置为下游MPLS标签，且外发包的目的地地址信息通过调换外发包的源和目的地地址而被设置为上游设备的地址信息。上面的实施例还可包括在IUD处监控上游和下游设备的进入包，并响应于与存储在IUD中的过滤器相匹配的所监控的包，将所监控的进入包复制到外发包中，和/或在发送已准备的外发包之前，等待在来自IUD的外发下游业务中的空闲期。在上面的实施例的又一些另外的方面中，上游设备包括用于管理未编址设备的控制器。

本发明的另一实施例提供了用于在线设置在多协议标签交换(MPLS)网络中的未编址设备，该未编址设备包括逻辑阵列、门阵列、集成电路、现场可编程门阵列、复杂现场可编程逻辑设备和这些元件的任何组合中的至少一个，用于实现上面描述的方法及其各种方面中的任一个。

本发明的另一实施例提供了未编址设备，其用于当在线设置在多协议标签交换(MPLS)网络中时测试并监控网络业务。未编址设备包括：用于执行计算机可读指令的处理器；用于存储计算机可读指令的非临时存储器；以及计算机可读指令。计算机可读指令包括：识别上游设备的地址信息；识别下游MPLS标签；准备具有相应于上游设备的地址信息的目的地地址信息和相应于下游MPLS标签的MPLS标签的外发包；以及从未编址设备向下游发送已准备的外发包；由此，在未编址设备的下游，MPLS网络根据外发包的目的地地址信息重新标记外发包，并将重新标记的外发包向上游发送到上游设备。

本发明的上述实施例的一些另外的方面可包括用于执行下列操作的计算机可读指令：接收包含设备的地址信息的进入下游包，并在所接收的包中识别与未编址设备相关联的唯一标识符；接收包含下游MPLS标签的进入下游包；从上游设备接收包含上游设备的地址信息和下游MPLS标签的包；将包复制到外发包中，从而将外发包的MPLS标签设置为下游MPLS标签；以及调换外发包的源地址和目的地地址，从而将外发包的目的地地址信息设置为上游设备的地址信息。本发明的上述实施例的另外的方面可包括用于执行下列操作的计算机可读指令：监控上游和下游设备的进入包；以及响应于与存储在未编址设备中的过滤器相匹配的所监控的包，将所监控的进入包复制到外发包中，和/或在发送已准备的外发包之前，等待在外发下游业务中的空闲期。在上面的实施例的又一些另外的方面中，上游设备包括用于管理未编址设备的控制器。

在本发明中描述那些实施方式的可选实施例和额外的方面的场合，这些实施例和方面可在单个实施例中以任何方式组合，除非本发明另外建议。虽然可在本文示出或描述优选实施例，它们不是用来限制本发明。更确切地，可如本领域技术人员将理解的进行很多变化，包括可选、修改和等效形式。一如既往地，本发明由所附权利要求限定。

附图说明

参考下列附图描述本发明的实施例：

图1是示出应答在非MPLS网络中捕获的包的IPD的方框图。

图2是示出将数据发送到非MPLS网络中的IPD控制器的IPD的方框图。

图3是示出根据本发明应答在MPLS网络中捕获的包的IUD的方框图。

图4是示出根据本发明将数据发送到MPLS网络中的控制器的IUD的方框图。

图5是根据本发明的示例性过程的流程图。

具体实施方式

现在转到图3，在MPLS网络200中示出根据本发明的系统。MPLS网络200可包括包含多协议标签交换的任何基于包的网络。MPLS网络200包括在线未编址设备(IUD)202。控制器204、设备A 206和设备B 208可通过MPLS网络200的路径传递包业务，IUD 202在线设置在该网络中；然而，控制器204、设备A 206和设备B 208可以在MPLS网络200内或可以不在MPLS网络200内。

在线式未编址设备(IUD)202在线设置在网络200内的在MPLS网络200的任何两个节点(未示出)之间的路径上。类似于IPD 102，IUD 202具有四个端口，以适应其在双向网络路径中的在线设置和业务监控。如图3所示，这四个端口是下游输入端口230、下游输出端口232、上游输入端口234和上游输出端口236。IUD 202可包括用于执行计算机可读指令的处理器、用于存储计算机可读指令的非临时存储器以及其它硬件和软件特征，例如包检查器、过滤器、缓冲器、RAM、ROM和其它存储结构、I/O设备等。IUD202还可包括逻辑阵列、门阵列、集成电路、现场可编程门阵列、复杂现场可编程逻辑设备和这些元件的任何组合，用于实现本发明的实施例。IUD 202可包括窃听设备、智能包导向器(IPD)、microEthiernet探针、收发机、小型封装可插拔式(SFP，small form factor pluggable)设备、SFProbes^TM设备或检查该设备被放置的路径的双向业务的其它在线式设备。IUD 202可以是物理上分离的设备、存在于网络中的另一设备上的集成设备或虚拟设备的部分。IUD 202的功能可以是在它被在线设置的点处监控和测试网络的运行，同时最低程度地干扰被测网络；然而，IUD 202可执行任何其它功能，且不需要限于窃听、监控或测试在其在线设置路径上的网络业务。

用于与IUD 202通信并管理IUD 202的控制器204可位于MPLS网络内，但更可能位于MPLS网络之外。按照惯例，在本申请中，控制器204以及IUD 202与之进行通信的任何其它设备被描述为IUD 202的上游。控制器204可包括智能包导向器控制器(IPD控制器)、包路由引擎(PRE)或用于控制和管理IUD 202的其它设备。控制器204也可以是未编址设备，其借用另一设备的上游IP地址，并基于其自己的唯一标识符拦截包。控制器204可以是物理上分离的设备、存在于网络中的另一设备上的集成设备或虚拟设备的部分。控制器204的功能可以是监控和管理一个或多个IUD 202；然而，控制器204可执行任何其它功能，且不需要限于监控和管理IUD 202。在一些实施例中，控制器204可不控制或管理IUD 202，而仅仅是从IUD202接收包的设备，其中所述IUD202被配置成将包发送到控制器204。这可能是有用的，例如，如果IUD 202识别恶意包，并想立即通知网络操作员的个人设备。

设备A206可以是通过MPLS网络200可访问的任何设备，其中设备A的输出业务210中的一些通过经由下游进入业务端口230在IUD202被接收到，并经由下游外发业务端口232从IUD 202发送出，从而通过IUD 202向下游传递。类似于设备A 206，设备B 208可以是通过MPLS网络200可访问的任何设备，其中，设备B的输出业务212中的一些通过经由上游进入业务端口234在IUD202被接收到，并经由上游外发业务端口236从IUD 202发送出，从而通过IUD 202向上游传递。设备B 206可以在MPLS网络内或在其之外。设备B 206也可以是下游设备，其MPLS路径标记和/或地址信息被IUD 202借用，使得控制器204可将包发送到IUD 202。

在操作中，IUD 202解析那些进入包，并识别出它在线地连接在MPLS网络200的在两个节点(未示出)之间的路径中。因此，是由附到通过IUD 202传递的每个包的标签，而不是在每个包内的目的地IP或MAC地址信息，来确定在MPLS网络200内的包路由。IUD 202接收基于至少一个上游标签(例如来自上游设备A206的标签“C”)的业务210和基于至少一个下游标签(例如来自下游设备B 208的标签“F”)的业务212。根据MPLS网络配置，可能有IUD202可接收的多个上游标签和下游标签。通过在进入端口230、234上检查进入包，IUD 202可识别在上游或下游的设备，其标签用于来自源设备的上游或下游业务，且其标签可用于到达某个上游或下游目的地设备。

返回到图3，在控制器204和IUD 202之间的发现(discovery)之后，控制器204将指令包214(例如SOCP包)发送到IUD 202。这可以例如通过使用控制器的IP和/或MAC地址作为源地址(src)、使用设备B的IP和/或MAC地址作为目的地地址(dst)来实现，且MPLS标签“C”(label)被应用于指令包214，代表从控制器204通过IUD202到设备B 208的下游路径。该指令包可以在设备A的业务210中的空闲期期间由控制器204发送。指令包214包括IUD的唯一标识符(未示出)。

当IUD 202检查该进入指令包214时，它识别其唯一标识符，识别出它是指令包214的预期接收者。IUD 202拦截包214，移除或终止来自进入业务210的包214，并处理在包214中所关注的数据。在图3所示的示例性通信中，IUD 202通过发送应答包216(例如，指令ACK包)来确认指令包214的接收。为了实现该目的，IUD 202构造应答包216，将控制器204的IP和/或MAC地址设置为目的地地址(dst)，维持来自指令包214的标签信息(label)，并将应答包216发送出IUD 202的外发下游业务端口232，而不是如通过现有非MPLS IPD设备102所完成的将应答包发送出外发上游业务端口236。在一些实施例中，IUD 202等待，直到在外发下游业务210中有减少，或在设备A的业务210中有空闲期，以向下游发送应答包216。

应答包216的源地址(src)是相应于上游设备(例如设备A206)还是相应于下游设备(例如设备B 208)，主要与本发明的实施例的工作无关。在一些实施例中，源地址(src)可相应于控制器204可用来响应回到IUD 202的地址。在一些实施例中，源地址(src)可被有意地设置为IUD 202上游的设备的地址。在一些实施例中，应答包216可以是具有调换的源和目的地地址字段的指令包214的拷贝，如在共同未决的公开号为2011/0283140的美国专利申请中所描述的，如果在这个地域的法律下是允许的，则该专利申请通过引用被并入本文。

通过有意地向下游发送具有上游目的地地址但是具有下游MPLS标签的应答包216，MPLS网络200将沿着下游路径路由与包的标签相关联的应答包216，直到该包到达MPLS入口路由器或检查包内容并识别这个差异的另一MPLS网络节点。当检查包216的内容时或当在入口路由器弹出包216的最后一个MPLS标签时，该差异将被识别出，因为预期目的地(dst)不在从检查该包的下游MPLS节点可访问的局部网络上。因此，识别差异的节点不能更进一步独自路由应答包216。为了解决这个问题，MPLS网络200的识别差异的节点检查应答包216，使用到达目的地地址(即，控制器204)所必需的标签来重新标记它，并向上游重定向应答包216。以这种方式，应答包216接收将向上游被路由到控制器214所需的标签。在一些实施例中，重新标记可应用与设备B的上游业务212相关联的相同标签。

现在参考图4，图3的MPLS网络200在另一操作条件中示出。IUD 202秘密地检查来自设备A206和/或设备B 208的进入业务210、212，以找到与装入IUD 202中的过滤器(未示出)相匹配的所关注的内容。如果业务210、212的包匹配过滤器，则当包通过IPD 202传递时从链路取得包的拷贝，并将其放置在相应于设备A 206和设备B208中的每个设备的过滤结果包(FRP)218、220中。FRP可以是与过滤器相匹配的单个包或一个或多个设备与一个或多个过滤器相匹配的多个包的合并。在一些实施例中，可为了安全性根据已知的方法来加密包216、218、220中的任一个。

如图3所示，IUD 202可接收指示IUD 202将任何累积的FRP发送回控制器204的指令包214(在图4中未示出)。可替换地，当IUD 202有时检测到在相关的业务流210、212中的可用带宽而进行收集的情况下(周期性地，没有来自控制器204的指令)，或在其它条件下，IUD 202可立即将FRP 218、220发送回控制器204。

类似于发送应答包216，IUD 202通过将FRP的目的地地址(dst)设置成相应于上游控制器的地址信息，并接着使用下游MPLS标签向下游发送包，来在与控制器204的位置相对的方向上发送FRP 218、220。以这种方式，在IUD 202下游的MPLS网络200的节点将最终检查FRP内容，识别出它不能将FRP 218、220路由到期望目的地，因为上游控制器204不是其下游局部网络的部分。因此，节点将重新给FRP 218、220分配MPLS标签，将该包定向到返回通往控制器204的路径上。该返回路径可以通过IUD 202回送或可以不通过IUD 202回送，取决于另一可用路径和执行重新标记的MPLS如何对FRP 218、220分类。

在本发明的一个示例性操作中，控制器204可将指令包214发送到IUD 202，用于定时同步。IUD 202基于定时同步指令包214从控制器204发送回ACK应答包216。来自控制器204的下一指令包214可以是给IUD 202的过滤器设置指令包214，例如对具有10.1.2.3的IP地址目的地(dst)的包过滤进入业务210、212。一旦进入包与在IUD 202中的10.1.2.3过滤器的IP地址相匹配，IUD 202将产生包的拷贝，并将它作为FRP 218、220发送到控制器204。在没有MPLS的网络100中，这个过程实现起来更简单；然而，如本发明所述的，在MPLS网络200中，IUD 202将ACK应答包216或FRP 218、220发送到在相对侧上的MPLS网络200中，最后一个指令包214(例如SOCP)被接收到包214、218、220不可能到达的目的地(控制器204)，因此迫使在IUD 202的相对(下游)侧上的MPLS网络200弹出MPLS标签(label)，并使用正确的标签重新标记ACK应答包214或FRP 218、220，以将ACK应答包214或FRP 218、220路由到控制器204。

在一些实施例中，回送的FRP 218、220可能通过在其路径上的IUD 202传递回到控制器。在这样的情况下，IUD 202可包括逻辑，以识别回送的FRP 218、220，以与其它业务210、212不同地处理它。例如，IUD 202可修正其过滤条件来包括排除FRP 218、220的逻辑表达式，以避免再次匹配该包。

发送应答包216和FRP 218、220仅仅是包发送功能的例子，包发送功能可由根据本发明的系统实现。在本发明内也可设想应答包216、218、220对通过MPLS网络可访问的上游控制器或其它设备的其它功能。例如，其它IUD功能包括监控在线式节点的功率的变化、IUD的温度、错误计数和/或其它MSA标准，以及如果问题被探测到，则将警报通知发送到控制器或另一联网设备。

参考图5，未编址在线式设备(IUD)将包发送到多协议标签交换(MPLS)网络中的上游设备的示例性过程500被示为流程图。在步骤502，IUD识别上游设备的地址信息。如上所述，步骤502可包括从控制器接收包含IUD的唯一标识符和上游设备的地址信息的包或直接从上游设备接收包。在步骤504，IUD识别下游MPLS标签。步骤504可包括识别来自从控制器、从上游设备接收的包或来自任何其它下游包的下游MPLS标签。在步骤506，IUD准备外发包，其具有分别在步骤502和504中识别的相应于上游设备的地址信息的目的地地址信息和相应于下游MPLS标签的MPLS标签。在一些实施例中，步骤506的外发包可以是具有调换的源和目的地地址信息的进入包的拷贝。在步骤508，IUD向IUD的下游发送来自步骤510的已准备的外发包。与在其上游输出上发送回包的现有非MPLS未编址设备不同，已准备的外发包在其预期接收者的相对方向上被发送，有效地从其目的地转发外发包。在步骤510，在IUD下游的MPLS节点根据外发包的目的地地址信息来重新标记外发包。执行步骤510的下游MPLS节点可能是入口路由器或检查它接收的包的内容的另一MPLS路由器。如上所述，外发包的结构和下游MPLS网络的架构将最终使外发包被重新检查，因为它的目的地不能从下游MPLS节点到达。当得到这个结论时，下游MPLS将重新标记外发包，将适当的上游路径分配给控制器。在步骤512，下游MPLS节点将重新标记的外发包向上游发送到上游控制器，从而完成由IUD发送的外发包的回送。

如本领域技术人员已知的，在本发明中描述的设备、控制器、探针和其它计算特征可以在硬件、软件或两者的组合中实现。它们可形成能够存储、访问、读取和执行临时和/或非临时计算机可读指令的计算元件的独立、分布式、共享或其它配置。

Claims

1.一种使用在线式未编址设备IUD将包发送到多协议标签交换MPLS网络中的上游设备的方法，所述方法包括：

在所述在线式未编址设备IUD处识别所述上游设备的地址信息，

其中所述在线式未编址设备IUD包括上游输入端口、上游输出端口、下游输入端口和下游输出端口，同时在所述多协议标签交换MPLS网络中不具有网络地址，并且其中所述上游设备经由所述在线式未编址设备IUD的所述下游输入端口与所述在线式未编址设备IUD进行通信；

在所述在线式未编址设备IUD处识别下游多协议标签交换MPLS标签；

在所述在线式未编址设备IUD处准备外发包，所述外发包包括相应于所述上游设备的地址信息的目的地地址信息，其与相应于所述下游多协议标签交换MPLS标签的MPLS标签相关联；以及

在所述在线式未编址设备IUD处经由所述下游输出端口向所述在线式未编址设备IUD的下游发送已准备的外发包；

由此，在所述在线式未编址设备IUD的下游，通过将所述下游多协议标签交换MPLS标签替换为与所述外发包的目的地地址信息相关联的上游多协议标签交换MPLS标签，所述多协议标签交换MPLS网络根据所述外发包的目的地地址信息重新标记所述外发包，并将重新标记的外发包向上游发送到所述上游设备；以及

在所述在线式未编址设备IUD处接收来自所述上游设备的第一包，并且其中

从所述第一包中识别出所述上游设备的地址信息和所述下游多协议标签交换MPLS标签，

通过将所述第一包复制到所述外发包中而将所述外发包的多协议标签交换MPLS标签设置为所述下游多协议标签交换MPLS标签；以及

通过调换所述外发包的源地址和目的地地址而将所述外发包的目的地地址信息设置为所述上游设备的地址信息。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述在线式未编址设备IUD处接收包含所述上游设备的地址信息的进入下游包；以及在所述进入下游包中识别与所述在线式未编址设备IUD相关联的唯一标识符。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述在线式未编址设备IUD处接收包含所述下游MPLS标签的进入下游包；以及

在所述进入下游包中识别所述下游多协议标签交换MPLS标签。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述在线式未编址设备IUD处监控所述上游设备经由所述下游输入端口接收的进入包和所述下游设备经由所述上游输入端口接收的进入包；以及

响应于与存储在所述在线式未编址设备IUD中的过滤器相匹配的所监控的进入包之一，将所监控的进入包之一复制到所述外发包中。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：在发送所述已准备的外发包之前，等待在来自所述在线式未编址设备IUD的外发下游业务中的空闲期。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述上游设备包括用于管理所述在线式未编址设备IUD的控制器。

7.一种用于在线地放置在多协议标签交换MPLS网络中的未编址设备，包括逻辑阵列、门阵列、集成电路、现场可编程门阵列、复杂现场可编程逻辑设备和这些元件的任何组合中的至少一个，所述未编址设备用于实现根据权利要求1所述的方法。

8.一种用于当在线地放置在多协议标签交换MPLS网络中时，测试并监控网络业务的未编址设备，所述未编址设备包括：

上游输入端口、上游输出端口、下游输入端口和下游输出端口，其中所述未编址设备在所述多协议标签交换MPLS网络中不包括网络地址；

非临时存储器，其用于存储计算机可读指令；以及

处理器，其执行计算机可读指令，以用于：

接收来自上游设备的第一包；

识别所述上游设备的地址信息；

识别下游多协议标签交换MPLS标签；

准备外发包，所述外发包包括相应于所述上游设备的地址信息的目的地地址信息，其与相应于所述下游多协议标签交换MPLS标签的多协议标签交换MPLS标签相关联；以及

从所述未编址设备向下游发送已准备的外发包；

由此，在操作中，在所述未编址设备IUD的下游，通过将所述下游多协议标签交换MPLS标签替换为与所述外发包的目的地地址信息相关联的上游多协议标签交换MPLS标签，所述多协议标签交换MPLS网络根据所述外发包的目的地地址信息重新标记所述外发包，并将重新标记的外发包向上游发送到所述上游设备；

并且其中：

9.如权利要求8所述的未编址设备，其中所述处理器还用于：

接收包含所述上游设备的地址信息的进入下游包，并在所述进入下游包中识别与所述未编址设备相关联的唯一标识符。

10.如权利要求8所述的未编址设备，其中所述处理器还用于：

接收包含所述下游多协议标签交换MPLS标签的进入下游包；和

在所述进入下游包中识别所述下游多协议标签交换MPLS标签。

11.如权利要求8所述的未编址设备，其中所述处理器还用于：

从所述上游设备接收包含所述上游设备的地址信息和所述下游多协议标签交换MPLS标签的包；

将所述包复制到所述外发包中，从而将所述外发包的多协议标签交换MPLS标签设置为所述下游多协议标签交换MPLS标签；以及

调换所述外发包的所述源地址和目的地地址，从而将所述外发包的目的地地址信息设置为所述上游设备的地址信息。

12.如权利要求8所述的未编址设备，其中所述处理器还用于：

监控上游设备和下游设备的进入包；以及

响应于与存储在所述未编址设备中的过滤器相匹配的所监控的进入包之一，将所监控的进入包之一复制到所述外发包中。

13.如权利要求8所述的未编址设备，其中所述处理器还用于：在发送所述已准备的外发包之前，等待在外发下游业务中的空闲期。

14.如权利要求8所述的未编址设备，其中所述上游设备包括用于管理所述未编址设备的控制器。