CN102792649A - 链路状态控制的二层网络的服务优先级排序 - Google Patents

链路状态控制的二层网络的服务优先级排序 Download PDF

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Abstract

一种设备，所述设备包括：节点，所述节点用于保存多个基于链路状态的服务的多个下载的转发状态，所述多个基于链路状态的服务与所述节点以及包括所述节点的网络中的多个其他节点相关；以及保存对应于所述基于链路状态的服务的多个公告的服务标识（ID），其中所述服务ID按照从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的顺序排序，并且其中工作在所述节点处根据从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的排序顺序而实例化。

Description

链路状态控制的二层网络的服务优先级排序
发明背景
现代通信和数据网络由在整个网络中传输数据的节点组成。节点可包括在整个网络中传输各个数据报文或数据帧的路由器、交换机、网桥或其组合。一些网络可提供将数据帧从网络中的一个节点转发到另一个节点的数据服务，该服务不使用中间节点上的预置路由。其他网络可沿预置或预定路径，将数据帧从网络中的一个节点转发到另一个节点。在一些网络中，节点可创建以太网局域网（E-LAN）服务，其中对应于不同服务的业务可通过不同的节点子集等而沿不同的子网络传输。例如，所述E-LAN服务可包括电气和电子工程师学会（IEEE）802.1aq网络服务或虚拟专用LAN服务（VPLS）。
发明内容
在一项实施例中，本发明包括一种设备，所述设备包括：节点，所述节点用于保存多个基于链路状态的服务的多个下载的转发状态，所述多个基于链路状态的服务与所述节点以及包括所述节点的网络中的多个其他节点相关；以及保存对应于所述基于链路状态的服务的多个公告的服务标识（IDs），其中所述服务ID按照从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的顺序排序，并且其中工作在所述节点处根据从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的排序顺序而实例化。
在另一项实施例中，本发明包括一种网络部件，所述网络部件包括：接收器，所述接收器用于接收对应于多个服务的多个经排序的服务ID；电路，所述电路用于根据相应服务的优先级而将服务ID从较高优先级服务到较低优先级服务排序；以及发射器，所述发射器用于按照从较高优先级服务到较低优先级服务的顺序来发射对应于所述服务的经排序的服务ID和多个转发状态。
在第三项实施例中，本发明包括一种由计算机实施的方法，所述方法包括：根据多个基于链路状态的服务的多个公告的等级，对所述基于链路状态的服务进行排序；根据由多个节点产生的基于链路状态的服务的等级，对所述节点进行排序；计算所述基于链路状态的服务的多个转发状态，首先考虑具有较高等级的节点；以及在较低等级的服务的转发状态之前，首先将所计算的较高等级服务的转发状态下载到节点。
从结合附图和权利要求书进行的以下详细描述中可更清楚地理解这些和其它特征。
附图简述
为了更全面地理解本发明，现参考以下结合附图和具体实施方式进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。
图1是基于E-LAN服务的网络的一项实施例的示意图。
图2是经过优先级排序的服务恢复方法的一项实施例的流程图。
图3是发射器/接收器单元的一项实施例的示意图。
图4是通用计算机系统的一项实施例的示意图。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但可使用任何数目的技术，不管是当前已知还是现有的，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、附图和技术，包括本文本所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
基于IEEE 802.1aq的网络可实施逻辑开放系统互连（OSI）二层服务。所述二层服务可用于携载二层类型的数据业务，这种数据业务可能对不同用户具有不同优先级或重要性，并且可能关与网络中的多个节点关联。所转发的不同数据业务可以进行分级，从而以报文为基础形成在转发紧迫性和/或丢弃优先级方面的相应优先级。然而，数据业务目前可能不会在故障恢复过程中进行优先级排序，例如在对链路状态或子网络进行计算以及对恢复的转发表进行下载的过程中。例如，二层服务可包括可组播到多个接收器的互联网协议电视（IP-TV）服务。对一些用户而言，在网络中发生故障后恢复IP-TV信道比其他二层服务更为重要，因此可能需要在恢复过程中将IP-TV服务优先。此类较高优先级的服务可能需要在其他服务之前使用链路状态公告和计算来实施，例如在802.1aq、多链路透明互联（TRILL），或基于虚拟专用LAN服务（VPLS）的网络中实施的服务。
本文揭示了用于在链路状态受控的二层网络中进行服务优先级排序的系统和方法。所述链路状态可使用中间系统到中间系统（IS-IS）协议、开放式最短路径优先（OSPF）协议或其他网络路由协议来建立。所述服务可在网络中能够动态地创建逻辑E-LAN服务的多个交换机和/或路由器处进行优先级排序，例如在802.1aq中或基于VPLS的网络中。所述方法可包括对E-LAN服务进行优先级排序，以便例如在节点或链路故障之后，较高优先级的服务可在较低优先级的服务之前重建。
图1所示为基于E-LAN服务的网络100的一项实施例。基于E-LAN服务的网络100可包括多个节点110，这些节点中可包括交换机、路由器、网桥、或它们的组合。节点110可均包括多个逻辑和/或物理端口并且可通过这些端口以及多个网络链路（如虚线所示）彼此耦接。基于E-LAN服务的网络100可以是在节点110之间建立E-LAN服务的任何网络，例如802.1aq或VPLS网络。所述E-LAN服务可对应于逻辑以太网点对点（ptp）或点对多点子网络，所述子网络可建立在节点110之间，以有助于相关节点110之间的服务转发。
例如，E-LAN服务可建立在节点110的子集之间（如粗实线所示）。所述E-LAN服务可用于在节点110的子集之间转发服务业务，例如通过将服务绑定到E-LAN服务的唯一标识符（例如ELAN#0）而不使用专用的节点地址来进行转发。此外或替代地，基于E-LAN服务的网络100可建立类似于E-LAN服务的其他服务，例如，用于ptp通信的E-LINE服务和/或用于ptmp通信的E-TREE服务。
相似地，节点110的相同子集或节点110的不同子集可建立多个E-LAN服务，这些E-LAN服务可用于转发相似的或不同的业务类型。所转发的业务可包括报文、帧、消息、数据报、信号或任何其他类型的网络业务。这种E-LAN服务可用于将组播业务转发到节点110的子集，例如IP-TV服务或信道。所转发的业务可对应于在转发紧迫性和/或丢弃优先级方面具有不同优先级的不同服务。这些不同服务可包括数据、语音、视频和/或具有不同用户优先级的其他特定服务内容。例如，对应于实时通信的视频和语音相比于email等一些基于数据的服务具有更高的优先级。
业务可基于保存在节点110中的转发信息库（FIB）中的转发状态进行转发，例如沿着E-LAN服务。转发状态或转发表可以是将不同的业务与对应的E-LAN服务相关联的表。通常，在正常网络操作中，与不同服务对应的业务类型可基于所分配的服务优先级来转发，其中在节点110中，较高优先级的业务可早于较低优先级的业务进行转发。然而，在节点或链路故障等网络故障期间，基于E-LAN服务的网络100可能需要重建至少一部分E-LAN服务，并且在相关节点110中的转发和优先级信息可能不再有效。E-LAN服务可能在不考虑先前分配的服务优先级的情况下重建，因此一些较低优先级的服务可能在较高优先级的服务之前恢复，这是不可接受的或者会降低网络性能。
在一项实施例中，为了避免不必要地延迟对较高级别服务的恢复，可在计算服务的新链路状态之前将服务进行优先级排序，例如，以获得E-LAN服务的新链路或路径。所述新链路或路径可不同于网络故障之前E-LAN服务的链路或路径，因为E-LAN服务的网络或链路可能已经发生了故障。在网络故障期间，可通过将优先级或序列与对应于服务的多个服务ID相关来对服务进行优先级排序，并且将这些服务传输到节点110。
优先级可分配给服务ID，或根据服务ID推断出。例如，可对具有较低值的服务ID隐式地推出较高的优先级值，例如，在节点110处。此外，基于E-LAN服务的网络100可传输字段或参数，所述字段或参数可明确地将优先级分配给服务，并且将相关的服务ID分配给节点110。因此，服务优先级可以隐式或显式地同服务ID一起被公告到节点110，例如，使用链路状态公告。例如，可使用IS-IS协议或开放式最短路径优先（OSPF）协议来将服务ID路由到节点。对于IS-IS协议而言，服务优先级可以在IS-IS类型-长度-值（TLV）的802.1aq中间系统ID（ISID）字段中被显式地公告。此外，所述的服务优先级可由接收到的ISID值来指示，例如在ISIS TLV中。
表1所示为可对具有较低值的服务ID隐式地推出较高的优先级值的一项实例。例如，可将表1中的信息建立并保存在任何节点110中。所述信息可包括服务ID的列表以及对应于这些服务ID的隐含优先级的列表。例如，服务ID的列表可包括：4、10、1和18，且隐含优先级的列表可包括：分别为第二、第三、第一和第四优先级。具体而言，具有最低值，例如1的服务ID可分配到最高优先级（第一优先级）；具有第二低的值，例如4的服务ID可分配到第二高优先级（第二优先级）。相似地，具有第三低的值，例如10的服务ID以及具有第四低的值，例如18的服务ID可分别分配到第三高优先级（第三优先级）和第四高优先级（第四优先级）。
  服务ID   隐含的优先级
  4   第二
  10   第三
  1   第一
  18   第四
表1：根据服务ID值隐式地分配服务优先级
表2所示为显式地将优先级值分配给服务ID的一项实例。例如，表2中的信息可接收并保存在任何节点110中。所述信息可包括服务ID的列表以及对这些服务ID以及对应的服务显式地分配的优先级的列表。例如，服务ID的列表可包括：4、10、1和18，且对应的显式地分配的优先级的列表可包括：第一、第二、第三和第四。服务ID可进行排序，并且按照从较高优先级到较低优先级的顺序发送。因此，服务ID4、10、1和18可按照它们的接收顺序而分配到第一、第二、第三和第四优先级。或者，服务ID和所分配的优先级都可以被指示，并发送到节点110，例如在消息中发送。
  服务ID   隐含的优先级
  4   第一
  10   第二
  1 第三
  18   第四
表2：显式分配给服务ID的优先级
当服务ID在节点110处与对应的服务优先级相关时，节点110可以知道相应的服务优先级，并且E-LAN服务可通过根据这些服务优先级来计算新链路状态而重建（在网络故障之后）。具体而言，可在较低优先级的服务之前对较高优先级的服务计算链路状态，从而减少对较高优先级服务的恢复延迟。可基于与节点110相关的服务ID的优先级或顺序来对节点110进行分类。与节点110相关的服务ID可对应于源自节点110的服务。根据服务优先级排序后所得的节点110的顺序可用作计算链路状态的输入，其中产生较高优先级服务的节点可在产生较低优先级服务的节点之前被考虑用于计算。此外，与每个节点110相关的服务可根据对应的服务优先级来排序，并且每个节点的经排序服务的顺序也可用作计算链路状态的输入。
在对应于基于802.1aq的网络的一项实施例中，多个服务附属点，例如节点，以及对应的服务ID或ISID可使用IS-IS协议进行公告。当两个附属点共享一个公用的服务标识时，这两个附属点就逻辑相连的并且可传输与所述服务标识相关的组播业务。如果第三个附属点也与相同的服务标识相关，那么这三个连接点都可传输组播业务。网络中的节点可按照802.1aq中的描述来计算对组播业务进行转发的路径。
如果网络中存在大量服务附属点，那么由网络核心等中的节点进行的计算和转发表下载的量会变得相当大并且极为耗时。例如，对单个服务进行链路状态计算以及转发状态下载所需要的时间相对较短。然而，在大约有一万个服务的典型例子中，恢复服务所需的时间大约为数百毫秒。由于对于用户来说一些服务比另外一些服务更为重要，因此这可用于根据优先级或重要性来对服务进行排序或分级，并且首先恢复较高优先级的服务。服务的恢复可包括多个步骤，这些步骤可包括在节点处计算转发状态和安装所计算的转发状态。
在这种情况下，如上所述，服务可根据服务ID来隐式地进行优先级排序和公告，或者可使用指示等级或优先级的消息或类型-长度-值（TLV）字段来显式地进行优先级排序和公告。在计算过程中，节点可根据所述节点产生的服务的等级来进行排序。例如，在计算过程中，首先考虑产生较多较高等级服务的节点。在下载转发表的过程中，较高等级的服务也会被首先下载。对服务等级进行公告、在计算过程中首先对具有较高等级服务的节点排序，以及首先下载较高等级服务的转发表可共同使得在较低等级的服务之前先恢复较高等级的服务。
图2所示为经过优先级排序的服务恢复方法200的一项实施例，所述方法可用于在网络中，例如在基于E-LAN服务的网络100中恢复E-LAN或相似的服务。方法200可由网络、网路服务器、网络管理平面、网络中的一个或多个节点，或它们的组合来实施。方法200可在方框230开始，此时可根据服务的多个公告的优先级或等级来对多个服务进行排序。例如，网络可检测到与已建立的E-LAN服务相关的节点或链路故障。网络随后可将多个服务的优先级或等级公告到多个节点。如上所述，服务ID和服务优先级或等级可以隐式或显式地进行公告，例如公告到节点。节点随后可将具有较高等级的服务排序在较低等级的服务之前。
在方框240中，可根据由节点产生的服务的等级来对多个节点进行排序。因此，产生具有较高等级的服务的节点可排序在产生较低等级的服务的节点之前。在方框250中，可计算服务的多个链路或转发状态，首先考虑具有较高等级的节点。在方框260中，在较低等级服务的转发状态之前，首先将所计算的较高等级服务的链路或转发状态下载到节点。因此，节点可先接收到较高等级服务的转发状态，并且在较低等级服务之前先恢复较高等级的服务。随后方法200终止。
节点可接收并保存所下载的转发状态以及对应的服务ID，所述服务ID可按照从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的顺序进行排序。因此，所述节点可根据从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的排序顺序来恢复基于链路状态的服务，例如针对转发状态将工作实例化。所述节点也可根据相同的排序顺序来转发关于转发状态的业务。针对转发状态而实例化的工作可包括使用中央处理器（CPU)，例如，以处理在节点之间转发的业务或其他数据。所述工作也可包括资源之间的任务移动。
（a）图3所示为发射器/接收器单元300的一项实施例，该单元可位于或耦接到上述的任何部件，例如在基于组的组播结构100中。发射器/接收器单元300可为通过网络传输数据的任何装置。例如，发射器/接收器单元300可对应于或可位于任何节点110中。发射器/接收器单元300可包括：多个输入端口或单元310，用以从其他节点接收帧、对象或类型-长度-值（TLV）；逻辑电路320，用以确定发送帧的目标节点；以及多个输出端口或单元330，用以将帧发射到其他节点。发射器/接收器单元300也可包括位于输入端口310与逻辑电路320之间和/或逻辑电路320与输出节点330之间的缓冲器（未图示）。
（b）上述网络部件（例如，节点110）可在任何通用网络部件上实施，例如具有足够的处理能力、存储资源以及网络吞吐能力来处理施加于其上的必要工作量的计算机或网络部件。图4所示为典型的通用网络部件400，其适用于实施本文所揭示的部件的一项或多项实施例。网络部件400包括处理器402（可称为CPU），其与包括以下各项的存储装置通信：辅助存储器404、只读存储器（ROM）406、随机存取存储器（RAM）408、输入/输出（I/O）装置410，以及网络连接装置412。处理器402可作为一个或多个CPU芯片来实施，或者可为一个或多个专用集成电路（ASIC）的一部分。
辅助存储器404通常包括一个或一个以上磁盘驱动器或磁带驱动器，用于数据的非易失性存储，且在RAM 408不够因而无法保持所有工作数据的情况下用作溢流数据存储装置。辅助存储器404可用于存储程序，当选择执行这些程序时，将所述程序加载到RAM 408中。ROM 406用于存储在执行程序期间读取的指令，且可能存储所读取的数据。ROM 406是非易失性存储装置，与辅助存储器相比，它的存储容量相对较小。RAM 408用于存储易失性数据且可能用于存储指令。访问ROM 406和RAM 408通常比访问辅助存储器404要快。
揭示至少一项实施例，且所属领域的技术人员作出的对所述实施例和/或所述实施例的特征的变化、组合和/或修改在本发明的范围内。通过组合、合并及/或忽略实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发明的范围内。在明确说明数字范围或限制的情况下，此类表达范围或限制应被理解成包括在明确说明的范围或限制内具有相同大小的迭代范围或限制（例如，从约为1到约为10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13等）。例如，只要揭示具有下限R1和上限Ru的数字范围，便明确揭示了此范围内的任何数字。具体而言，在所述范围内的以下数字是明确揭示的：R＝R1+k*(Ru-R1)，其中k为从1％到100％范围内以1％递增的变量，即，k为1％、2％、3％、4％、5％、……、50％、51％、52％、……、95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，还特别揭示由如上文所定义的两个R数字定义的任何数值范围。关于权利要求的任一元素使用术语″选择性地″即意味着所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，这两种替代方案均在所述权利要求的范围内。应将使用″包括″、″包含″和″具有″等范围较大的术语理解成支持″由……组成″、″基本上由……组成″以及″大体上由……组成″等范围较小的术语。因此，保护范围不受上文所述说明书的限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等效物。每一和每条权利要求作为进一步揭示内容并入说明书中，且所述权利要求是本发明的实施例。揭示内容中对参考的论述并非承认其为现有技术，尤其是公开日期在本申请案的优先权日期后的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容以引入的方式并入本文本中，以提供补充本发明的示例性、程序性或其他细节。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所揭示的系统和方法可以许多其它具体形式来实施。本发明的实例应视为说明性的而非限制性的，且本发明不限于本文所给出的细节。例如，各元件或部件可在另一系统中组合或合并，或某些特征可省略或不实施。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可与其他系统、模块、技术或方法进行组合或合并。所示或所述的彼此耦接、直接耦接或通信的其他项可以电气方式、机械方式或其他方式经由某个接口、装置或中间部件而间接耦接或通信。其他变化、替代和改变实例可由所属领域的一般技术人员确定，且可在不脱离本文本所揭示的范围和精神的情况下做出。

Claims (20)

1.一种设备，其包括：
节点，所述节点用于保存多个基于链路状态的服务的多个下载的转发状态，所述多个基于链路状态的服务与所述节点以及包括所述节点的网络中的多个其他节点相关；以及保存对应于所述基于链路状态的服务的多个公告的服务标识（ID），
其中所述服务ID按照从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的顺序排序，并且
其中工作在所述节点处根据从较高优先级到较低优先级的基于链路状态的服务的排序顺序而实例化。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述工作包括与所述其他节点交换数据。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述工作包括使用中央处理器（CPU）。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述工作包括资源之间的任务移动。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述转发状态在网络故障之后下载。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述服务ID根据所述服务ID的值来排序，以便相对于具有较高值的服务ID，具有较低值的服务ID具有较高的等级。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述服务ID根据多个公告的字段来排序，所述字段对应于所述服务ID并且指示对应的基于链路状态的服务的优先级。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述基于链路状态的服务包括以太网局域网（E-LAN）服务、E-TREE服务、E-LINE服务，或它们的组合。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述链路状态是开放式系统互连（OSI）网络二层处的基于电气和电子工程师学会（IEEE）802.1aq的服务，或是基于虚拟专用局域网（LAN）的服务（VPLS）。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述链路状态使用中间系统到中间系统（IS-IS）协议、开放式最短路径优先（OSPF）协议或多链路透明互联（TRILL）协议来建立。
11.一种网络部件，其包括：
接收器，其用于接收对应于多个服务的多个经排序的服务标识（ID），
电路，其用于根据对应服务的优先级，将所述服务ID按照从较高优先级到较低优先级服务的顺序排序；以及
发射器，其用于按照从较高优先级到较低优先级服务的顺序来发射对应于所述服务的经排序的服务ID以及多个转发状态。
12.根据权利要求11所述的网络部件，其中所述服务ID对应于多个电气和电子工程师学会（IEEE）802.1aq中间系统ID（ISID）值。
13.根据权利要求12所述的网络部件，其中所述服务ID根据对应的IEEE 802.1aq ISID值而从较低ISID值到较高ISID值排序。
14.根据权利要求12所述的网络部件，其中与所述ISID值相关的多个等级字段与所述ISID值一起接收，并且其中所述服务ID根据所述等级字段而从较高等级值到较低等级值排序。
15.根据权利要求11所述的网络部件，其中服务的数量大约是一万个服务，并且其中所述服务包括以太网局域网（E-LAN）服务。
16.根据权利要求11所述的网络部件，其中在网络故障情况下恢复服务所需的时间大约是数百毫秒。
17.一种由计算机实施的方法，其包括：
根据多个基于链路状态的服务的多个公告的等级，对所述基于链路状态的服务进行排序；
根据由多个节点产生的基于链路状态的服务的等级，对所述节点进行排序；
计算所述基于链路状态的服务的多个转发状态，在计算时首先考虑具有较高等级的节点；以及
在较低等级服务的转发状态之前，首先将所计算的较高等级服务的链路状态下载到所述节点。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述基于链路状态的服务的等级在检测到网络故障之后进行公告，并且其中所述基于链路状态的服务包括以太网局域网（E-LAN）服务。
19.根据权利要求17所述的方法，其中在将所述转发状态下载到所述节点之后，首先恢复具有较高等级的相关基于链路状态的服务的转发状态。
20.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：
基于每个节点将多个基于链路状态的服务排序；以及
根据基于节点排序后的基于链路状态的服务，计算所述基于链路状态的服务的多个转发状态。
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