CN102812676B

CN102812676B - 用于订户因特网协议主机路由的可缩放分布式用户平面分区两级转发信息库查找

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Publication number: CN102812676B
Application number: CN201180018167.5A
Authority: CN
Inventors: B.基恩; C.巴拉苏布拉马尼安; S.博尼耶
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-04-06
Also published as: EP2375659B1; US20110249682A1; US8218557B2; EP2375659A1; WO2011125026A1; CN102812676A

Abstract

通信会话每个在网元中的多个线路卡之一上归属。网元接收的分组在传送到诸如移动电话或膝上型计算机等订户装置之前在归属卡上处理。分组由网元接收时，它不一定由用作相应会话的归属卡的线路卡接收。分组在网元内从接收线路卡，即中继卡切换到归属卡。网元通过使用分组中的IP地址的最低有效比特在所有线路卡上复制的表中执行查找，来标识归属卡。使用这些比特组织表限制了表的大小，并且平衡了在线路卡之间的负载。

Description

用于订户因特网协议主机路由的可缩放分布式用户平面分区两级转发信息库查找

技术领域

本发明的实施例涉及IP（因特网协议）通信领域；并且更具体地说，涉及在CPG（会聚分组网关）中分组的路由选择。

背景技术

诸如移动装置和膝上型计算机等订户装置连接到因特网以获得网页、电子邮件等的访问权。从CPG本地IP池或RADIUS提供的IP池向这些订户装置中的每个订户装置动态分配IP主机地址。CPG是位于网络的边缘的分布式用户平面系统，并且促进到这些订户装置的IP连通性。分组经CPG在因特网与适当的订户装置之间路由选择。

在CPG接收从因特网传送的分组时，CPG将它路由选择到在归属插槽中的线路卡，这是为用于该分组的无线会话提供归属的卡。在路由选择分组到预期订户装置之前，在归属插槽对分组执行服务。在由CPG接收用于订户装置目的地的分组时，定位归属插槽的方式使用线路卡的FIB（转发信息库）进行。

图2A中描绘FIB的一个实施例。此FIB在CPG的转发平面的每个线路卡上重复。输入分组将包含标识目的地订户装置的IP地址。在FIB中，每个IP地址映射到CPG的转发平面上的线路卡。这些线路卡指示它们是用于与分组相关联的相应会话的归属卡。为便于说明，FIB的IP地址列305列出标识当前或潜在订户装置的IP地址。FIB的线路卡号列310列出标识在CPG的转发平面上的线路卡的线路卡号。例如，在包含IP地址128.1.1.7的分组由CPG上的初始线路卡接收时，该线路卡查看其FIB以了解用于此分组的归属卡是线路卡1。因此，如果接收分组的初始线路卡是线路卡1，则分组已经在归属卡上。否则，分组在路由选择出去到IP地址128.1.1.7标识的订户装置前从初始线路卡转发到线路卡1以做进一步处理。类似地，带有IP地址128.1.1.8的输入分组将路由选择到线路卡2，并且带有IP地址128.1.1.9将路由选择到线路卡3。虽然FIB的此格式在将分组路由选择到其相应归属卡中是有效的，但支持数百万个订户的CPG要求用于每个IP地址的数百万个条目。这会消耗大量的资源以在FIB中存储和定位条目。虽然可缩放性是一个益处，但线路卡故障恢复更重要。归属卡表能够快速修复。

图2B中示出FIB的另一实施例。此FIB在CPG的转发平面的每个线路卡上重复。不是为每个单一IP地址具有一个条目，而是图2B中的FIB标识用于每个IP地址范围315的条目。IP地址的每个范围映射到由线路卡号320标识的归属卡。由于用于IP地址128.1.1.X的单个条目覆盖在从128.1.1.0到128.1.1.255范围的256个32比特IP地址，因此，这降低了FIB的大小。例如，在带有IP地址128.1.1.7的分组最初到达在CPG的线路卡时，FIB指示归属卡是线路卡1。如果接收分组的初始线路卡是线路卡1，则分组已经在归属卡上。否则，分组在路由选择出去到IP地址128.1.1.7标识的订户装置前从初始线路卡转发到线路卡1以做进一步处理。如图所示，128.1.3.X的IP地址映射到线路卡2，并且128.1.4.X的IP地址映射到线路卡3。与图2A中的FIB相比，图2B中的FIB由于IP地址的编组原因而具有更少的条目。然而，图2B中的FIB仍很大，并且此外，此编组的效应是所有256个连续IP地址映射到一个线路卡，从而在某些线路卡造成业务的“凝集块(clump)”。

发明内容

本发明涉及一种改进的FIB查找技术。FIB将查找引导到单独的负载分布表（归属卡表）以标识归属卡。归属卡表按索引值而不是图2B和2B中的IP地址或IP地址范围组织。索引值表示在分组中标识的IP地址的最后比特，并且映射到由归属卡表中的线路卡号标识的归属卡。在一个实施例中，IP地址标识目的地。此编组不同于图2B中的编组，这是因为使用IP地址的最后比特避免了导致映射连续IP地址值到某个归属卡的凝集块。此外，由于它不使用FIB，因此，我们具有可缩放性和线路卡故障弹性。

实现此实施例的网元包括容纳多个线路卡的不同线路卡的多个插槽。网元接收包含IP地址的分组。接收分组的线路卡充当用于那些相应分组的中继卡。多个线路卡的每个线路卡包括FIB和归属卡表。

FIB包含使用接收分组的IP地址的子集在该线路卡上的归属卡表中执行查找的指令，其中，子集包括IP地址的最低有效部分。归属卡表包含子集表示的每个值到充当归属卡的多个线路卡之一的映射，由此，基于用于每个通信会话的分组中的IP地址的子集，归属卡表标识线路卡之一以充当用于该通信会话的归属卡。要对每个通信会话的分组执行的服务只在该通信会话映射到的归属卡上。通过支持分组处理负载跨多个线路卡的处理资源的更均匀分布，使用IP地址的子集而不是有序IP地址范围的群组允许跨多个线路卡实现通信会话的改进负载平衡。

一种用于将分组路由选择到归属卡的网元的方法包括在网元中的多个线路卡的不同线路卡接收分组的不同分组的步骤，其中，每个分组包含IP地址。接收分组的线路卡充当用于那些相应分组的中继卡。网元为每个分组执行以下步骤。网元使用分组的IP地址，在分组的中继卡上存储的FIB中执行第一查找。第一查找的结果指定要使用IP地址的子集执行的第二查找，其中，子集包括IP地址的最低有效部分。网元使用IP地址的指定子集，在分组的中继卡上存储的归属卡表中执行第二查找，以从多个线路卡中标识充当用于分组的通信会话的归属卡的线路卡。用于分组的通信会话的归属卡是包含要对分组执行的服务的唯一线路卡，并且归属卡表基于用于每个通信会话的分组中的IP地址的子集，标识用于该通信会话的归属卡。通过支持分组处理负载跨多个线路卡的处理资源的更均匀分布，使用IP地址的子集而不是有序IP地址范围的群组允许跨多个线路卡实现通信会话的改进负载平衡。如果标识的归属卡与中继卡不同，则网元将分组从中继卡转发到归属卡表标识的归属卡。否则，如果中继卡是归属卡，则分组已经在归属卡。网元在释放分组到目的地前，根据在归属卡上的后缀FIB表，在归属卡对分组执行服务。

附图说明

通过参照下面的描述和用于示出本发明实施例的附图，可最好地理解本发明。在图中：

图1示出根据本发明的一个实施例的示范计算机系统；

图2A示出在现有技术中线路卡的示范FIB；

图2B示出在现有技术中线路卡的示范FIB；

图3示出根据本发明的一个实施例的示范网络装置；

图4示出根据本发明的一个实施例的在线路卡中的示范FIB、归属卡表和后缀FIB表；

图5是根据本发明的一个实施例的网络装置的数据流程图；以及

图6是根据本发明的一个实施例的网络装置的数据流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，陈述了许多特定细节。然而，要理解的是，实践本发明的实施例可无需这些特定细节。在其它情况下，熟知的电路、结构和技术未详细显示以免混淆对此描述的理解。通过包括的描述，本领域的技术人员将能够在不进行不当实验的情况下实现适当的功能性。

说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“示例实施例”等的引用指示所述实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括该特定特征、结构或特性。另外，此类词语不一定指同一实施例。此外，结合一实施例描述某个特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例实现此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。

在下面的描述和权利要求书中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。应理解，这些术语无意作为彼此的同义词。“耦合”用于指示可相互直接物理或电接触或不直接物理或电接触的两个或更多个单元相互协作或交互。“连接”用于指示在相互耦合的两个或更多个单元之间通信的建立。

图中所示技术能够使用在一个或多个电子装置（例如，终端站、网元等）上存储和执行的代码和数据实现。此类计算装置使用机器可读媒体存储和传递（在内部和/或通过网络与其它电子装置）代码和数据，如机器可读存储媒体（例如，磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存装置、相变存储器）和机器可读通信媒体（例如，电、光、声或其它形式传播信号—如载波、红外信号、数字信号等）。另外，此类电子装置一般情况下包括耦合到诸如一个或多个存储装置、用户输入/输出装置（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）和网络连接等一个或多个其它组件的一个或多个处理器的集合。处理器的集合与其它组件的耦合一般情况下是通过一个或多个总线和桥（也称为总线控制器）。存储装置和携带网络业务的信号分别表示一个或多个机器可读存储媒体和机器可读通信媒体。因此，给定电子装置的存储装置一般情况下存储用于在该电子装置的一个或多个处理器的集合上执行的代码和/或数据。当然，本发明的一实施例的一个或多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合实现。

在本文中使用时，网络装置或网元（例如，路由器、交换器、桥等）是一件连网设备，包括以通信方式与网络上的其它设备（例如，其它网元、计算机终端站等）互连的硬件和软件。一些网元是“多服务网元”，为多个网络功能（例如，路由选择、桥接、交换、第2层聚合、会话边界控制、服务质量和/或订户管理）提供支持和/或为多个应用服务（例如，数据、话音和视频）提供支持。订户终端站（例如，服务器、工作站、膝上型计算机、掌上机、移动电话、智能电话、多媒体电话、基于因特网协议的话音(VOIP)电话、便携式媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒等）访问通过因特网提供的内容/服务和/或在因特网上重叠的虚拟专用网(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务一般由属于服务或内容提供商的一个或多个终端站（例如，服务器终端站）或参与对等服务的终端站提供，并且可包括公共网页（免费内容、店面、搜索服务等）、私人网页（例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页等）、基于VPN的企业网络等。一般情况下，订户终端站（例如，通过（以有线或无线方式）耦合到接入网络的客户驻地设备）耦合到边缘网元，边缘网元（例如，通过一个或多个核心网元）耦合到其它边缘网元，而其它边缘网元耦合到其它终端站（例如，服务器终端站）。

一些网元包括用于AAA（鉴权、授权和计费）协议（例如，RADIUS（远程鉴权拨入用户服务）、Diameter和/或TACAS+（终端接入控制器接入控制系统））的功能性。AAA能够通过客户端/服务器模型提供，其中，AAA客户端在网元上实现，并且AAA服务器能够在网元本地上或在与网元耦合的远程终端站（例如，服务器终端站）上实现。鉴权是标识和验证订户的过程。例如，订户可能由用户名和密码的组合或通过独特的密钥标识。授权确定订户在经鉴权后能够进行的操作，如获得某个终端站信息资源的访问权（例如，通过访问控制策略的使用）。计费是记录用户活动。作为摘要示例，订户终端站可通过耦合到核心网络网元的边缘网元（其支持AAA处理）耦合（例如，通过接入网络），而核心网络网元耦合到服务/内容提供商的服务器终端站。执行AAA处理以便为订户标识订户记录。订户记录包括在该订户的业务的处理期间使用的属性集合（例如，订户名称、密码、鉴权信息、访问控制信息、速率限制信息、监管信息等）。

某些网元（例如，某些边缘网元）在内部使用订户电路表示订户终端站（或有时是诸如住宅网关（例如，路由器、调制解调器）等客户驻地设备(CPE)）。订户电路在网元内独特地标识订户会话，并且一般在会话的寿命期内存在。因此，网元一般在订户连接到该网元时分配订户电路，并且对应地在该订户断开连接时解除分配该订户电路。每个订户会话表示使用诸如基于另一协议的点对点协议(PPPoX)（其中，X是以太网或异步传输模式(ATM)）、以太网、802.1Q虚拟LAN (VLAN)、因特网协议、ATM等协议，在网元与订户终端站（或有时是诸如住宅网关或调制解调器等CPE）之间传递的分组的可区分流。订户会话能够使用多种机制启动：手动供应动态主机配置协议(DHCP)、DHCP/无客户端因特网协议服务(CLIPS)、媒体访问控制(MAC)地址跟踪等。例如，点对点协议(PPP)通常用于DSL服务，并且要求安装使得订户能够输入用户名和密码的PPP客户端，其又可用于选择订户记录。在使用DHCP时（例如，用于电缆调制解调器服务），一般不提供用户名；但在此类情况下，提供在订户终端站（或CPE）中的硬件的MAC地址。DHCP和CLIPS在网元上的使用捕捉MAC地址，并且使用这些地址区分订户和访问其订户记录。

某些网元（例如，某些边缘网元）使用电路的层次结构。电路的层次结构的叶节点是订户电路。订户电路具有在层次结构中的父电路，父电路一般表示多个订户电路的聚合，并且因此网络段和网元用于提供那些终端站到网元的接入网络连通性。这些父电路可表示订户电路的物理或逻辑聚合（例如，虚拟局域网(VLAN)）、专用虚拟电路(PVC)（例如，用于异步传输模式(ATM)）、电路群组、信道、伪线、网元的物理端口及链路聚合群组）。电路群组是允许电路的各种集合为例如聚合速率控制等配置目的而编组在一起的虚拟构造。伪线是面向第2层点对点连接的服务的仿真。链路聚合群组是为带宽聚合和冗余目的而合并多个物理端口的虚拟构造。因此，父电路在物理上或在逻辑上封装订户电路。

网元通常被分离成控制平面和数据平面（有时称为转发平面或媒体平面）。如果网元是路由器（或者在实现路由选择功能性），则控制平面一般确定要如何路由选择数据（例如，分组）（例如，用于数据的下一跳和用于该数据的输出端口），以及数据平面负责转发该数据。例如，控制平面一般包括一个或多个路由选择协议（例如，边界网关协议(BGP)、内部网关协议(IGP)（例如，开放式最短路径优先(OSPF)、路由选择信息协议(RIP)、中间系统到中间系统(IS-IS)等）、标签分布协议(LDP)、资源保留协议(RSVP)等），这些协议与其它网元进行通信以交换路由，并基于一个或多个路由选择度量选择那些路由。

路由和邻接存储在控制平面上的一个或多个路由选择结构中（例如，路由选择信息库(RIB)、标签信息库(LIB)、一个或多个邻接结构等）。控制平面通过基于路由选择结构的信息（例如，邻接和路由信息）为数据平面编程。例如，控制平面将邻接和路由信息编程到数据平面上的一个或多个转发结构（例如，转发信息库(FIB)、标签转发信息库(LFIB)和一个或多个邻接结构）中。在转发业务时，数据平面使用这些转发和邻接结构。

基于某个路由度量（度量能够对不同的路由选择协议不同），每个路由选择协议将路由条目下载到主RIB。每个路由选择协议能够在本地RIB（例如，OSPF本地RIB）中存储路由条目，包括未下载到主RIB中的路由条目。管理主RIB的RIB模块（基于度量集合）从通过路由选择协议下载的路由中选择路由，并且将那些选择的路由（有时称为活动路由条目）下载到数据平面。RIB模块也能够促使路由在路由选择协议之间再次分布。

对于第2层转发，网元能够存储用于基于在此数据中的第2层信息转发数据的一个或多个桥接表。

一般情况下，网元包括有一个或多个线路卡的集合、有一个或多个控制卡的集合和可选的有一个或多个服务卡（有时称为资源卡）的集合。这些卡通过一个或多个机制耦合在一起（例如，耦合线路卡的第一全网格和耦合所有卡的第二全网格）。线路卡的集合组成数据平面，而控制卡的集合提供控制平面并且通过线路卡与外部网元交换分组。服务卡的集合能够提供专业化处理（例如，第4层到第7层服务（例如，防火墙、IPsec、IDS、P2P）、VoIP会话边界控制器、移动无线网关（GGSN、演进分组系统(EPS)网关）等）。例如，服务卡可用于终接IPsec隧道，并且执行伴随的鉴权和加密算法。

图1示出根据本发明的一个实施例的示范计算机系统。此图描绘包括移动电话105、膝上型计算机110和移动电话115的订户装置在到因特网的无线连接上的网络。通信会话是涉及至少订户装置之一的半永久性交互式信息交换。订户装置105、110、115与接入点120进行通信，而接入点120与CPG 125进行通信。与因特网IP云对接的CPG 125的端口称为中继接口(trunk interface)，并且与传输IP云对接的CPG 125的端口称为接入接口。

CPG 125在中继接口上从因特网IP云接收的分组在接入接口上传送出到接入点120及到预期订户装置之前，在CPG 125中路由选择和处理。这些分组包含标识目的地的32比特IP地址。在此示例中，移动装置105由IP地址129.23.1.1标识，膝上型计算机110由IP地址129.23.1.2标识，以及移动装置115由IP地址129.23.1.3标识。分组从因特网IP云到达CPG 125时，它到达的线路卡称为中继卡。然而，中继卡可能不一定包含处理输入分组需要的服务，这是因为仅一个线路卡（即，归属卡）包含这些服务。在CPG中执行查找以确定哪个线路卡充当包含这些服务的用于会话的归属卡，并且分组转发到是归属卡的线路卡。服务应用到在归属卡的分组，并且分组在接入接口上从CPG 125发送出到接入点120，然后路由选择到目的地，而无论它是移动电话105、膝上型计算机110还是移动电话115。

图3示出根据本发明的一个实施例的示范网络装置。CPG 125包括带有用于冗余控制路径路由处理器卡350、355和用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375的线路卡插槽的机箱。底板325用于将分组从一个线路卡转发到另一线路卡，如从中继卡到归属卡。

控制路径路由处理器卡350、355在用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375中初始化和保持信息。每个用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375包括FIB、归属卡表和后缀FIB表。在每个用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375中的FIB和归属卡表是相同的。分组由用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375之一接收时，第一查找在该线路卡的FIB中发生。FIB引导查找到相同线路卡的归属卡表，其标识用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375中的哪个是归属卡。归属卡表支持会话跨线路卡的有效负载平衡。分组被转发到标识为归属卡的线路卡。后缀FIB表对于每个用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375是独特的。用于特定用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375的后缀FIB表只包含用于在该线路卡上归属的无线订户的那些条目以定位无线订户的会话状态。一旦确定会话状态位置，便在将分组传送出CPG 125的接入接口并传送到例如图1所示移动电话或膝上型计算机等无线订户之前，对该分组执行用户平面服务。

IP池供应如下发生。在初始化时，在正确的路由选择实例中配置IP池。IP池也可由RADIUS提供，但IP池中的IP子网在CPG 125中预先配置。IP池内每个IP子网被添加到路由处理器350、355的IP路由选择表实例。一个路由处理器控制卡便足够，但添加了另一控制卡以实现冗余。路由处理器350、355将IP池子网路由发送到每个用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375。这些用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375每个形成IP池FIB叶。用于每个IP子网的FIB路由称为IP池FIB叶。

IP池主机地址到无线会话的分配如下继续。路由处理器350、355在订户装置的用户附连到网络时分配用于无线会话的IP池主机地址。地址能够在本地分配，或者由RADIUS分配。随后，路由处理器350、355将IP主机地址发送到无线会话，将供应信息只绑定到会话的归属卡，该卡是用户平面线路卡330、335、340、345、360、365、370、375之一。充当归属卡的线路卡从供应信息提取路由选择表ID和IP主机地址，并且添加条目到其后缀FIB表。相应地，由于后缀FIB表只对应于在该线路卡归属的会话，因此，它对于每个线路卡是独特的。在无线会话已分离时，过程反向进行，将IP主机地址释放回到IP池中，并且在归属插槽从线路卡的后缀FIB表删除条目。换而言之，订户装置会话的释放是IP地址，这是因为它不再在因特网上进行通信。

图4示出根据本发明的一个实施例的在线路卡中的示范FIB、归属卡表和后缀FIB表。现有技术的FIB查找被转换成两级查找；第一查找使用FIB，并且第二查找使用归属卡表。线路卡发生故障时，每个线路卡上的归属卡表将进行调整，使得发生故障的线路卡被其它线路卡覆盖，但FIB 405能够保持相同。由于归属卡表比FIB 405更简单，并能够比FIB 405更快地调整以反映新归属卡指派，因此，避免FIB 405更改是所希望的。在一个实施例中，每个线路卡能够基于RP供应备用线路卡自动调整其相应归属卡表。唯一的数据丢失是在线路卡的故障检测期间。

CPG在中继接口上接收分组时，它落在线路卡之一。该线路卡使用分组中的IP地址在线路卡的FIB 405中进行查找。IP地址标识目的地订户装置之一。因此，FIB 405指示应使用IP地址中的比特的最后子集作为索引值，使用线路卡中的归属卡表执行又一查找。在一个实施例中，索引值是32比特IP地址的最低有效9比特。归属卡表将索引值410映射到线路卡号415标识的归属卡。9比特值产生512个可能索引值，范围从二进制000000000（十进制0）到二进制111111111（十进制511）。因此，IP地址以000000000结束的分组应转发到线路卡1，IP地址以000000001结束的分组应转发到线路卡2。由于连续的IP地址映射到不同归属卡，因此，现有技术的IP地址范围映射的凝集块效应得以避免。此外，无论有多少个IP地址，在归属卡表中只跟踪512个索引值。在其它实施例中，能够从IP地址的末端取更少或更大数量的比特以用作索引值。索引值能够是固定、有限数量的值，比在中继侧启用转发所针对的目的地IP地址的数量要少得多。备选，索引值表示IP地址的其它预定义映射。

在一个实施例中，归属卡表也包括备用条目。对于每个子集或负载索引值，归属卡表包括活动条目和备用条目。线路卡很快地找出有关彼此的故障，并且因此，归属卡表也能够由于线路卡故障而快速地更改。因此，除可缩放性之外，这些备用条目的特征在更新时间方面与图2B的现有技术相比提供了优点。与归属卡表相比，修改FIB会花费更长的时间。在分组路由选择到归属卡后，后缀FIB表420根据上下文/密钥表ID和目的地IP地址查找提供进一步处理和路由选择卡需要的信息。

图5是根据本发明的一个实施例的网络装置的数据流程图。图5的操作将参照图3和4的示范实施例进行描述。然而，应理解，流程图的操作能根据参照图3和4所述实施例外的本发明的其它实施例执行，并且参照图3和4所述实施例能执行与参照流程图所述的那些操作不同的操作。此图形陈述从在CPG 125的中继卡上接收分组的时间到分组离开CPG 125的归属卡的时间，CPG 125采取的步骤。

从操作505开始，CPG 125通过充当中继卡的线路卡从因特网IP云接收分组。在操作510，CPG 125使用在分组中的IP地址在中继卡的FIB中执行查找。此查找指示要求在中继卡的归属卡表中进行又一查找。在操作515，CPG 125使用在分组中的IP地址的最后或最低有效比特，在中继卡的归属卡表中执行此又一查找。在一个实施例中，IP地址的最后9比特用于查找。在操作520，使用最后9比特在归属卡表中的查找标识归属卡，该归属卡可以是与中继卡相同或不同的线路卡。如果归属卡恰巧是中继卡，则分组已经在归属卡。如果归属卡是与中继卡不同的线路卡，则CPG 125经底板325将分组从中继卡转发到归属卡（操作525）。在归属卡，CPG 125根据在归属卡上定位会话状态的后缀FIB表，对分组执行服务（操作530）。因此，后缀FIB表在每个线路卡上不同，这是因为它只包含用于它提供归属的会话的信息。

图6是根据本发明的一个实施例的网络装置的数据流程图。图6的操作将参照图3和4的示范实施例进行描述。然而，应理解，流程图的操作能根据参照图3和4所述实施例外的本发明的其它实施例执行，并且参照图3和4所述实施例能执行与参照流程图所述的那些操作不同的操作。此图陈述在CPG 125中线路卡之一发生故障时采取的步骤。

在操作605，CPG 125检测线路卡的故障。由于线路卡可能为会话提供了归属，并且随后的分组会重新路由选择到该发生故障的归属卡，因此，这是一个问题。因此，在操作610，通过路由处理器控制卡350、355之一，CPG 125更新在每个线路卡上的归属卡表以将对应于发生故障的线路卡的索引重新指派到未发生故障的其它线路卡。例如，查看图4，如果线路卡4发生故障，则索引3和索引511及映射到线路卡4的任何其它索引会需要重新指派到其它线路卡。分布能够进行分割以便不使任何一个特定线路卡过载。例如，索引3能够重新指派到线路卡2，并且索引511能够重新指派到线路卡3。因此，线路卡2现有用作用于索引3的归属卡，并且线路卡3现在用作用于索引511的归属卡。

由于归属卡表现在已改变，带有不同信息，因此，替代发生故障的线路卡的线路卡必须重配以支持以前由发生故障的线路卡覆盖的服务。在操作615，通过路由处理器控制卡350、355之一，CPG 125重配被指派以替代发生故障的线路卡的线路卡以容纳另外的会话。这些线路卡现在为比以前更多的服务提供归属。由于后缀FIB表定位会话，因此，CPG 125也更新在重配的线路卡上的后缀FIB表（操作620）。然而，如果未调用特定线路卡以用作发生故障的线路卡的替代，则在此线路卡上的后缀FIB表会无需更新。然而，在此线路卡上的归属卡表将需要更新以反映新映射。在另一实施例中，一个或多个线路卡能够用作备用线路卡。在备用线路卡上也能够预配在非备用线路卡上的服务。相应地，在线路卡发生故障时，由于服务已经在备用线路卡上已经预配，因此，备用线路卡能够快速地接替，并且仅归属卡表会需要更新。因此，处理线路卡故障的线路卡切换能够极其快速地发生。

虽然图中的流程图示出本发明的某些实施例执行的操作的特定顺序，但应理解，此类顺序是示范（例如，备选实施例可以不同的顺序执行操作，组合某些操作，重叠某些操作等）。

虽然本发明已根据几个实施例描述，但本领域的技术人员将认识到本发明不限于所述实施例，通过在随附权利要求的精神和范围内的修改和变化，能够实践本发明。描述因此要视为是说明性的而不是限制性的。

Claims

1.一种用于为分布在网元中的多个线路卡内的多个通信会话路由选择在所述多个线路卡接收的分组的方法，其中，所述分组的不同分组传送到所述网元用于所述通信会话的不同会话，其中每个所述通信会话是涉及多个订户装置至少之一的半永久性交互式信息交换，所述方法包括以下步骤：

在所述网元中的多个线路卡的不同线路卡接收所述分组的不同分组，其中每个所述分组包含IP（因特网协议）地址，以及其中接收所述分组的线路卡充当用于那些相应分组的中继卡，

为每个所述分组执行以下步骤：

使用所述分组的IP地址在所述分组的中继卡上存储的FIB（转发信息库）中执行第一查找，其中所述第一查找的结果指定要使用所述IP地址的子集执行的第二查找，其中所述子集包括所述IP地址的最低有效部分；

使用所述IP地址的指定子集，在所述分组的中继卡上存储的归属卡表中执行所述第二查找，以从所述多个线路卡中标识充当用于所述分组的通信会话的归属卡的线路卡，其中用于所述分组的通信会话的归属卡是包含要对所述分组执行的服务的唯一线路卡，其中所述归属卡表基于用于每个所述通信会话的分组中的IP地址的子集，标识用于该通信会话的归属卡，以及由此通过支持分组处理负载跨所述多个线路卡的处理资源的更均匀分配，使用所述IP地址的子集而不是有序IP地址范围的群组允许跨所述多个线路卡实现所述通信会话的改进负载平衡；

如果所标识的归属卡与所述中继卡不同，则将所述分组从所述中继卡转发到所述归属卡表标识的归属卡；以及

在释放所述分组到目的地前，根据在所述归属卡上的后缀FIB表，在所述归属卡对所述分组执行所述服务，其中所述后缀FIB表包含要对映射（如果有）到此线路卡的通信会话的分组执行的服务。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述IP地址标识在订户装置用于所述分组的目的地。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述IP地址的子集是所述IP地址的最后9比特，由此使用9比特产生映射到一个或多个归属卡的512个不同值。

4.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

检测所述多个线路卡之一的故障，其中发生故障的线路卡充当用于所述通信会话至少之一的归属卡；

更新除发生故障的线路卡外所述多个线路卡每个上的归属卡表，以将映射到发生故障的线路卡的IP地址的子集重新指派到未发生故障的剩余线路卡的一个或多个线路卡；

通过将以前由发生故障的线路卡服务的通信会话加载到已重新指派以替代发生故障的线路卡的一个或多个线路卡，重配所述替代线路卡；以及

更新每个所重配的线路卡上的后缀FIB表，以反映新加载的通信会话，其中所述线路卡的故障不影响在所述多个线路卡的任何线路卡上的FIB。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述多个线路卡之一的故障由所述多个线路卡的另一线路卡检测。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述FIB在所述多个线路卡的每个线路卡上相同。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述归属卡表在所述多个线路卡的每个线路卡上相同。

8.如权利要求7所述的方法，其中有多个归属卡，并且每个后缀FIB表不同，以对应于该归属卡提供的服务。

9.一种用于为分布在多个线路卡内的多个通信会话路由选择在所述多个线路卡接收的分组的网元，其中，所述分组的不同分组传送到所述网元用于所述通信会话的不同会话，其中每个所述通信会话是涉及多个订户装置至少之一的半永久性交互式信息交换，所述网元包括：

容纳所述多个线路卡的不同线路卡的多个插槽，其中所述分组每个包含IP（因特网协议）地址，以及其中接收所述分组的线路卡充当用于那些相应分组的中继卡，其中所述多个线路卡的每个线路卡包括：

FIB（转发信息库），包含使用所接收分组的IP地址的子集在该线路卡上的归属卡表中执行查找的指令，其中所述子集包括所述IP地址的最低有效部分；以及

归属卡表，包含所述子集表示的每个值到充当归属卡的所述多个线路卡之一的映射，由此所述归属卡表基于用于每个所述通信会话的分组中的IP地址的子集，标识所述线路卡之一充当用于该通信会话的归属卡，其中，要对每个所述通信会话的分组执行的服务只在该通信会话映射到的归属卡上，并且由此通过支持分组处理负载跨所述多个线路卡的处理资源的更均匀分配，使用所述IP地址的子集而不是有序IP地址范围的群组允许跨所述多个线路卡实现所述通信会话的改进负载平衡。

10.如权利要求9所述的网元，其中所述IP地址标识在所述多个订户装置之一用于所述分组的目的地。

11.如权利要求9所述的网元，其中所述IP地址的子集是所述IP地址的最后9比特，由此使用9比特产生映射到一个或多个归属卡的512个不同值。

12.如权利要求9所述的网元，还包括：

后缀FIB表，包含要对映射（如果有）到此线路卡的通信会话的分组执行的服务，其中所述服务在所述网元释放所述分组到所述多个订户装置之一前执行。

13.如权利要求12所述的网元，还包括：

另外多个插槽，容纳多个控制卡，其中发生故障的线路卡充当用于所述通信会话至少之一的归属卡，更新除发生故障的线路卡外所述多个线路卡每个上的归属卡表，以将映射到发生故障的线路卡的IP地址的子集重新指派到未发生故障的剩余线路卡的一个或多个线路卡，通过将以前由发生故障的线路卡服务的通信会话加载到已重新指派以替代发生故障的线路卡的一个或多个线路卡，重配所述替代线路卡，以及更新每个所重配的线路卡上的后缀FIB表，以反映新加载的通信会话，其中所述线路卡的故障不影响在所述多个线路卡的任何线路卡上的FIB。

14.如权利要求13所述的网元，其中所述多个线路卡之一的故障由所述多个线路卡的另一线路卡检测。

15.如权利要求12所述的网元，其中所述后缀FIB表在不同归属卡上不同。

16.如权利要求9所述的网元，其中所述FIB在所述多个线路卡的每个线路卡上相同。

17.如权利要求16所述的网元，其中所述归属卡表在所述多个线路卡的每个线路卡上相同。