CN103380605A

CN103380605A - 使用ldp的mpls快速重新路由(ldp-frr)

Info

Publication number: CN103380605A
Application number: CN2012800107328A
Authority: CN
Inventors: S.基尼; S.纳拉亚南
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: BR112013019444B1; JP5934724B2; KR20140015401A; EP2681882B1; US8848519B2; CN103380605B; JP2014510475A; BR112013019444A2; EP2681882A1; KR101895092B1; TW201242314A; WO2012117317A1; TWI586131B; US20120218884A1

Abstract

本发明公开了使用LDP（标签分发协议）的MPLS（多协议标签交换）快速重新路由选择。MPLS网络中的第一网络单元接收从MPLS网络中的第二网络单元通告的第一标签。第一网络单元计算在潜在故障条件下到达目的地网络单元的最短路径树(SPT)。第二网络单元是所计算的SPT中的第一网络单元的下一跳并且不是从潜在故障条件的上游。第一网络单元将对于在实现潜在故障条件时将用作备份的备份LDPLSP（标签交换路径）的第二标签通告给一个或多个第三网络单元。第三网络单元是针对第一网络单元的所计算的SPT上的上游邻居。第一网络单元安置从第二标签到第一标签的对换动作。

Description

使用LDP的MPLS快速重新路由(LDP-FRR)

相关申请交叉引用

本申请要求在2011年3月6日提交的美国临时申请61/449696以及在2011年2月28日提交的美国临时申请61/447671的权益，因此通过引用将它们合并。

技术领域

本发明的实施例涉及连网的领域，以及更具体而言涉及MPLS（多协议标签交换）快速重新路由。

背景技术

在最小损耗情况下恢复业务是运营商类网络中的基本要求。快速重新路由(FRR)是在网络中的故障条件中在最小损耗的情况下恢复业务的技术。

在RFC 5036中定义的LDP（标签分发协议）是广泛部署的用来设置MPLS（多协议标签交换）（在RFC 3031和3032中被定义）实现中的标签交换路径(LSP)的协议。LDP沿着由IGP（内部网关协议）（例如在RFC 2328中被定义）设置的路由的路径建立LSP。因此，在故障条件下利用LDP建立的LSP的收敛由IGP收敛来选通(gate)。

基于RSVP-TE（资源预留协议-业务工程）的FRR已经被标准化(RFC 4090)并且在若干供应商平台中实现。一些运营商和供应商已经试图通过使用RSVP-TE来解决LDP的快速收敛。这一特征通常称为LDP-over-RSVP。

由于LDP遵循由IGP设置的路由的路径，所以其收敛由IGP收敛来选通。然而，IGP收敛通常缓慢。在RFC 5714的第4节中很好描述了这一问题。例如，此类原因包括：检测故障花费的时间、本地路由器对故障反应的时间量、将关于故障的信息传送给网络中的其它路由器的时间量、重新计算转发表的时间量以及将重新计算的转发表下载到转发硬件中的时间量。一些方法已经试图在IGP中引入FRR来改进IGP收敛，但是它们中的每个都已经被一些问题所困扰。例如，解决这一问题的诸如draft-ietf-rtgwg-ipfrr-notvia-addresses-0X这样的方法具有部署和实现的复杂性，因此没有得到采用。诸如无环替代（RFC 5286中所描述的）的方法不具备充分覆盖度，因此在部署它们方面运营商具有预留。

为LDP LSP提供FRR的另一方法是使用RSVP-TE作为故障旁路机制(LDP-over-RSVP)。然而，由于一些原因，运营商部署RSVP-TE很缓慢，此类原因包括扩展配置和维护经验要求，这是因为附加地使用诸如RSVP-TE这样相当复杂的协议，从而导致增加的运营费用。LDP-over-RSVP还要求供应商支持RSVP-TE中的许多特征（比如高可用性和可靠性），这些特征在许多实现中可能不可用。

发明内容

描述使用LDP（标签分发协议）的MPLS（多协议标签交换）快速重新路由选择。计算在潜在故障条件下到达目的地网络的LDP LSP（标签交换路径）。该计算的LDP LSP在多个网络单元中作为沿着所计算的LDP LSP的第一网络单元的一个网络单元处与当前最短路径LDP LSP合并，第一网络单元具有到当前最短路径LDP LSP的下一跳。

在一个实施例中，MPLS网络中的第一网络单元接收从MPLS网络中的第二网络单元通告的第一标签。第一网络单元计算在潜在故障条件下到达目的地网络单元的最短路径树(SPT)。第二网络单元是所计算的SPT中的第一网络单元的下一跳并且不是潜在故障条件的上游。第一网络单元将对于将在实现潜在故障条件时用作备份的备份LDP LSP的第二标签通告给一个或多个第三网络单元。第三网络单元是在针对第一网络单元的所计算的SPT上的上游邻居。第一网络单元安置从第二标签到第一标签的对换动作。在该实施例中，第一网络单元是备份交换路径合并点。

在一个实施例中，MPLS网络中的第一网络单元计算在潜在故障条件下到达目的地网络单元的SPT。第一网络单元从第二网络单元接收对于在实现潜在故障条件时将用作备份的备份LDP LSP的标签。第二网络单元是在针对第一网络单元的所计算的SPT上的上游邻居。第一网络单元安置对于潜在故障条件的故障触发动作以使在实现潜在故障条件时将业务发送给第二网络单元时使用所接收的标签以便绕过故障重新路由业务。响应于检测与潜在故障条件对应的故障条件，从第二网络单元接收的去往目的地网络单元的业务通过使用接收的对于备份LDP LSP的标签被重新路由回到第二网络单元。在该实施例中，第一网络单元是本地修复点。

附图说明

通过参考用来示出本发明的实施例的附图和下文描述，可最佳理解本发明。在附图中：

图1示出根据一个实施例的使用LDP-FRR的示例性MPLS网络；

图2示出根据一个实施例的其中网络单元配置BSP LSP以越过链路的潜在故障到达给定目的地网络单元的图1的网络；

图3是示出根据一个实施例的用于针对单个链路故障来配置LDP-FRR的示例性操作的流程图。

图4示出根据一个实施例的其中网络单元配置BSP LSP以越过网络单元的潜在故障到达给定目的地网络单元的图1的网络；

图5是示出根据一个实施例的用于针对单个节点故障来配置LDP-FRR的示例性操作的流程图；

图6示出根据一个实施例实现LDP FRR的示例性网络单元。

具体实施方式

在下文描述中，叙述许多具体细节。然而要理解的是，可在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其它情况中，没有详细示出众所周知的电路、结构和技术以便不混淆对本描述的理解。本领域的普通技术人员利用所包括的描述将能够在没有过多试验的情况下实现适当的功能性。

本说明书中提及“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等指示所描述的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特定特征、结构或特性。另外，此类短语不一定指相同的实施例。另外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其它实施例来实现此类特征、结构或特性而不论所述其它实施例是否被明确地描述是在本领域的技术人员的知识之内。

在下文描述和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”连同它们的衍生。应该理解的是，这些术语不意图作为彼此的同义词。“耦合”用来指示可以直接或可以不直接互相物理或电接触的两个或更多个单元互相协作或相互作用。“连接”用来指示在互相耦合的两个或更多个单元之间建立通信。

在本发明的一个实施例中，提供在不取决于IGP快速收敛、IP-FRR或基于RSVP-TE的FRR情况下对于LDP LSP的快速重新路由。由于LDP具有已经导致其当前广泛采用的非常简单和容易的配置过程，所以采用本发明的实施例的实现能保留简单的配置模式。在多数情况下，运营商将不必改变对于本发明的实施例的实现的任何操作过程。因此，本发明的实施例保留操作LDP的简单性并且克服IP-FRR和LDP-over-RSVP的复杂性，而同时在所有故障情境中提供覆盖度。

在一个实施例中，网络单元计算在潜在故障条件下到达目的地的LSP。该LSP在沿着路径其中合并是可能的第一节点处与当前最短路径LSP合并。这最小化所要求的额外标签的数量并且还确保在IGP再收敛时没有业务搅动(churn)。

下面术语用来描述本发明的实施例。PLR(本地修复点)是备份交换路径(BSP)LSP的头端(head-end)LSR(标签交换路由器)。PLR是检测故障并且通过在备选路由(BSP LSP)上发送业务来修复链路或节点的故障的节点。BSP LSP是为最短路径LDP LSP上特定故障实体提供备份的LDP LSP。故障实体可以是链路、节点或SRLG。BSP LSP起源于PLR。备份交换路径合并点(BSP-MP)是其中BSP LSP被标签交换到为最短路径LDP LSP分配的标签的LSR。BSP-MP不需要是潜在故障的下游。排除SPT（最短路径树）是在从网络中排除特定故障点时从PLR到FEC（转发等价类）的最短路径树。

对于在朝向FEC的最短路径树上给定的故障点，该故障点上游的LSR用作BSP-MP并且通告对于该BSP LSP的标签（本文称为备选标签，这是因为除非故障发生否则将不取该LSP），如果该LSR是在始自故障点的PLR的对于FEC的排除SPT上并且该LSR处在不经过该故障点的到该FEC的最短路径LDP LSP上的话。BSP-MP沿着排除SPT通告对于BSP LSP的备选标签。

如果从PLR到BSP-MP的最短路径没有包含在排除SPT中，则每个中间LSR为BSP LSP分配备选标签，并且在它们的转发结构（例如，它们的ILM（入局标签映射））中安置标签对换操作。

PLR安置故障动作，使得在故障发生后将LSP交换到对于该FEC的BSP LSP。在一个实施例中，将优选给予节点故障胜于链路故障。如果对于故障，BSP LSP对于FEC不可用，但是BSP LSP对下一跳或下一个下一跳可用，则通过将对应的标签推入标签堆栈中来使用BSP LSP。

在一个实施例中，在故障之后，应该在短的延迟之后将对应于故障之前的拓扑的BSP LSP移除。

图1示出根据一个实施例的使用LDP-FRR的示例性MPLS网络。图1中示出的网络包括网络单元110A-G。每个网络单元用作LSR。网络单元110A分别通过链路122、121和120与网络单元110B、110D和110E耦合。网络单元110B还通过链路123与网络单元110C耦合。网络单元110C还通过链路124与网络单元110F耦合。网络单元110F还分别通过链路125和127与网络单元110E和110G耦合。链路121、122、123、124和125各自的代价(cost)是1。链路120的代价是5而链路126的代价是3。

图1示出已经在网络单元之间建立的多个LSP段。在一个实施例中，已经使用LDP建立了LSP段。例如，网络单元110A向网络单元110D通告标签L4作为建立LSP段131的部分。网络单元110B向网络单元110A通告标签L3作为建立LSP段139的部分。网络单元110C向网络单元110B通告标签L2作为建立LSP段138的部分。网络单元110F向网络单元110C通告标签L1作为建立LSP段137的部分，并且向网络单元110E通告标签L6作为建立LSP段134的部分。网络单元110G向网络单元110F通告标签L8作为建立LSP段136的部分，并且向网络单元110E通告标签L7作为建立LSP段135的部分。网络单元110E向网络单元110通告标签L5作为建立LSP段133的部分。网络单元110F向网络单元110E通告标签L6作为建立LSP段134的部分。

图1还示出最短路径树。例如，从网络单元110D到网络单元110G的业务取下面路径：110D→110A→110B→110C→110F→110G。从网络单元110D到网络单元110G的业务不通过网络单元110E传播，这是因为链路120的代价（其为5）使其较为不是优选路径。因此，链路120和LSP段133已经示出为虚线，这是因为它们不是到网络单元110G的SPT的部分。链路126和LSP段135也示出为虚线，这是因为它们不是从网络单元110E到网络单元110G的SPT的部分。

网络单元包括转发结构以执行标签交换。例如，网络单元110A包括转发结构，所述转发结构规定当网络单元110A从网络单元110D接收具有标签L4的分组时，网络单元110A要将标签L4与标签L3对换并且将该分组传送给网络单元110B。在一个实施例中，转发结构包括ILM(入局标签映射)和NHLFE（下一跳标签转发条目）数据结构。

在一个实施例中，图1中示出的网络单元计算在故障发生的情况下对于多个潜在故障的BSP LSP。对于备选路径创建的BSP LSP的数量保持在最小值，因为能使用一些常规的LSP段（对于非故障情境建立的LSP段）。例如，用作对于特定故障的BSP-MP的网络单元能将BSP-LSP与建立的LSP合并以重新路由该故障。

下面术语用来描述由网络单元执行以建立LDP FRR的操作。

1. 有向图由G来表示。节点由S、D、N、M、O和P来表示。链路由L、K、J和I来表示。

2. G中所有链路的代价大于0。

3. 节点(G,D)表示图G中的节点D。

4. SPT代表最短路径树（如例如由Dijkstra算法计算的）

5. SPT(G,S)表示从节点S（图G中）到图G中所有其它节点的SPT。注意，SPT(G,D)是有向非循环图(DAG)并且当然是图。

6. PairSPT(G,S,D)表示G中从S到D的一对节点之间的SPT。

7. PairSPT(G,S,D,D1,D2…)表示从S到达D、D1、D2……中任一个的最短路径。

8. ToSPT(G,D)是从图G中的所有其它节点到图G中的节点D的最短路径树（如例如由Dijkstra算法计算的）。注意，toSPT(G,D)还是类似于SPT(G,S)的DAG并且当然是图。

9. 链路(G,L)表示图G中的有向链路L。

10. UpNode(G,L)表示图G中在链路L的上游端的节点。

11. DnNode(G,L)表示图G中在链路L的下游端的节点。

12 注意UpNode(toSPT(G, D), L) 会是会通过在替代路由上发送业务来修复L中故障的节点。这通常被称为用于修复L中故障的本地修复点(PLR)。还要注意DnNode(toSPT(G, D), L)会是在由PLR完成对于直接连接的LDP对等方(peer)的链路保护以及使用标签堆栈时业务向后合并的节点。

13. Upstr(G, D, L)表示包括作为toSPT(G, D)中L的上游的所有节点和那些节点之间的所有链路的G的子树。如果L不属于toSPT(G, D)，则其是空(NULL)图。注意，upstr是图，但不一定是DAG。

14. G-L表示没有链路L的图G。

15. G-F表示图G的子集。此处F是来自G的节点（和它们的附连的链路）和链路的集合。F从G中移除以给出G-F。

在连接的图G中，对于toSPT(G, D)（对于任何D）中的任何链路L，如果G-L中存在从UpNode(L)到D的路径，则存在具有到图G中且不在 upstr(G, D, L)中的节点的除了L之外的链路的upstr(G, D, L)中节点。如果不存在此种节点，则链路L是图G的割边并且在G-L中没有从 UpNode(G, L)到D的路径。目标是为备选路径创建的新LSP的数量并且保持沿着最短路径路由的LDP主导思想。

在一个实施例中，网络单元110A-G中的每个执行下面操作以在单个链路故障的情形下建立对于LDP LSP的快速路由。

1. 对于图G中的每个D，进行下面操作：

a. 计算 toSPT(G, D)

b. 对于 toSPT(G, D)中的每个链路L，进行下面操作：

i. 计算toSPT(G - L, D)；

ii. 如果节点在upstr(G, D, L)中并且属于 pairSPT(G-L, UpNode(G, D, L), D)，则分配（和分发）D的标签（称为备选标签或AL）给pairSPT中的上游邻居。根据如下来设置ILM（入局标签映射）入口：

1. 如果该节点具有在以上提到的pairSPT中且不在以上提到的upstr中的下一跳，则其对于分配的AL安置到从对等方中接收的标签的对换动作

2. 否则，其分配从其已经分配的AL到从pairSPT中的下游LDP对等方接收的AL的对换动作

3.作为PLR的UpNode(G, D, L)安置对于L的故障触发动作, 其中如果链路L故障，则代替使用由DnNode(G, D, L)分配的标签，而是其使用AL并且如ILM指示转发分组

4. 如果对于D的AL没有被接收到，而是对于DnNode(G, D, L)的回送地址的AL已经被接收到，则设置故障动作以堆叠(stack)该标签并且相应地转发分组。

以上针对单个链路故障描述的过程的复杂度是O(N^4)，但是相信其能以O(N^3)来进行。

图2示出图1的网络，其中网络单元配置BSP LSP以越过链路124的潜在故障到达目的地网络单元110G。将针对图3来描述图2，图3是示出根据一个实施例的用于配置LDP FRR的示例性操作的流程图。在一个实施例中，网络单元110A-G中的每个执行图3中描述的操作。

在操作310，选择节点之一（网络单元110A-G中之一）。针对图2，所选择的节点是网络单元110G。流程然后转到操作315并且计算从网络中所有其它节点到所选择的节点110G的SPT。流程然后转到操作320并且选择不包括在所计算的SPT中的链路。针对图2，用来排除在外的所选择的链路是链路124。流程然后转到操作325并且在所选择的链路被排除在外的情况下计算到所选择的节点的SPT。因此，在假定所选择的链路不是网络的部分的情况下，计算到所选择的节点的SPT。

流程然后转到操作330，在操作330做出确定，即是否执行计算的网络单元是所选择的链路的上游并且属于在所选择链路被排除在外的情况下从本地修复点(PLR)到所选择的节点的SPT。针对图3的操作，在所选择的链路的情况下从PLR到所选择的节点的SPT在本文中称为排除SPT。

参考图2，PLR是网络单元110C。所选择的链路的上游节点包括网络单元110A、110B和110D。属于排除SPT的节点是网络单元110A和110B（网络单元110D不是排除SPT的部分）。如果执行计算的网络单元是所选择的链路的上游并且属于在所选择的链路被排除的情况下从PLR到第二节点的SPT，则流程转到操作335；否则，流程转到操作350。

在操作335，执行计算的网络单元将对于到所选择节点的BSP-LSP的标签分配和分发（例如，使用LDP）给排除SPT中的上游邻居。例如，参考图2，网络单元110A将备选标签AL1分配和分发给网络单元110B作为建立BSP-LSP段240的部分，并且网络单元110B将备选标签AL2分配和分发给网络单元110C作为建立BSP-LSP段241的部分。流程然后转到操作340。

在操作340，如果执行该操作的网络单元在排除SPT中具有的下一跳不是所选择的链路（该链路已经被排除在外）的上游，则流程转到操作345（该网络单元是合并点），否则流程转到操作360。换另一方式言之，如果网络单元在排除SPT上并且处于到所选择的节点的不经过故障点的最短路径LDP LSP上，则其是合并点并且流程将转到操作345。参考图2，网络单元110A具有排除SPT中的下一跳（其是网络单元110E），该下一跳不是链路124的上游。

在操作345，网络单元对于其已经分配和分发的备选标签安置到从该下一跳网络单元接收的标签的对换动作。例如，针对图2，网络单元110E将对于备选标签AL1安置到之前从网络单元110E接收的标签L5的对换动作。因此，在该示例中正用作BSP-MP的网络单元110E将正被建立以绕过链路124的故障重新路由的BSP-LSP与当前最短路径LSP合并。这最小化要求的额外备选标签的数量并且确保在IGP再收敛时没有业务搅动。流程从操作345转到操作365。

在操作350，如果正执行操作的网络单元是PLR，则流程转到操作355，否则流程转到操作365。在操作355，网络单元安置对于所选择的链路（其被排除在外）的故障触发动作以使其已经从上游邻居接收的备选标签被使用。例如，针对图2，正用作PLR的网络单元110C安置故障触发动作，使得在链路124的故障发生后，网络单元110C将使得从网络单元110B到达且具有标签L2的业务沿着BSP LSP段241发送（例如，通过改变其转发结构中的一个或多个条目）。在一个实施例中，仅PLR需要在故障发生后通过使业务沿着BSP LSP发送来采取动作。流程从操作355转到操作365。

在操作360，由于网络单元不是BSP-MP而是所选择的链路的上游并且属于排除SPT，则其是沿着排除SPT的中间节点并且因此安置从其对于BSP-LSP分配和分发的备选标签到从排除SPT中的下游LDP对等方接收的对于BSP-LSP的备选标签的对换动作。例如，针对图2，网络单元110B安置从其已经分配和分发给网络单元110C的备选标签AL2到其已经从网络单元110A接收的备选标签110A的对换动作。流程从操作360转到操作365。

在操作365，确定在所计算的SPT中是否存在到所选择的节点的另一链路。如果另一链路存在，则流程转回到操作320并且另一链路选择成不包括在所计算的SPT中。如果另一链路不存在，则流程转到操作370，在操作370确定在网络中是否存在另一节点。如果在网络中确实存在另一节点，则流程转回到其中选择另一节点的操作310。如果另一节点不存在，则流程转到操作375并且过程退出。

在一个实施例中，不是对于所选择的节点而是对于在所选择的链路的下游端的节点的回送地址分发备选标签。例如，参考图2，可为网络单元110F分发备选标签，网络单元110F在所选择的链路的下游端。在此类情况中，设置故障动作以堆叠该标签并且相应地转发分组。

在一个实施例中，网络单元在节点故障情况下按如下来执行对于LDP LSP的快速路由：

节点故障情况：

1. 对于G中的每个D，进行如下操作：

a. 计算 toSPT(G - F, D)

b. 使F表示G中节点M连同所有其链路。使M1、M2、…Mn表示作为toSPT(G, D)中M的上游的直接连接节点。使N1、N2、……Nn表示toSPT(G, D)中M的下游的直接连接节点。对于每个此类F,进行如下操作：

i. 计算toSPT(G - F, D)

ii. 如果对于任何i (1、 …… 、n)，节点在 upstr(G, D, F)中并且属于pairSPT(G-F, Mi, D)，则将对于D的标签（称为备选标签或AL）分配给 pairSPT中的上游邻居。按如下来设置ILM条目：

3. 作为PLR的UpNode(G, D, L)安置对于L的故障触发动作, 其中如果链路L故障，则代替使用由DnNode(G, D, L)分配的标签，而是其使用AL并且如ILM指示转发分组

4. 如果对于D的AL没有被接收到而是对于任何下一个下一跳LSR回送地址（下一个下一跳能从toSPT得出）的AL已经被接收，则将标签与由下一个下一跳（对此的信令扩展稍后定义）分配的标签对换并且然后堆叠对于下一个下一跳的AL。

图4示出图1的网络，其中网络单元配置BSP LSP以越过网络单元110F的潜在故障到达目的地网络单元110G。将针对图5来描述图4，图5是示出根据一个实施例的用于在单个节点故障的情况下配置LDP FRR的示例性操作的流程图。在一个实施例中，网络单元110A-G中的每个执行图5中描述的操作。

在操作510，选择节点之一（网络单元110A-G中之一）。针对图4，所选择的节点是网络单元110G。流程然后转到操作515并且计算从网络中所有其它节点到所选择的节点110G的SPT。流程然后转到操作520并且选择不包括在所计算的SPT中的链路。针对图4，用来排除在外的所选择的节点是网络单元110F，其在本文被称为排除节点。流程然后转到操作525并且在排除节点被排除在外的情况下计算到所选择的节点的SPT。因此，在假定排除节点不是网络的部分的情况下，计算到所选择的节点的SPT。

流程然后转到操作530，在操作530做出确定，即是否执行计算的网络单元是排除节点的上游并且属于在排除节点被排除在外的情况下从上游节点到所选择的节点的SPT。针对图5的操作，在排除节点被排除在外的情况下从上游节点到所选择的节点的SPT在本文中称为排除SPT。参考图4，上游节点是网络单元110C。如果执行该计算的网络单元是此类节点，则流程转到操作535；否则流程转到操作550。

在操作535，执行计算的网络单元将对于到所选择节点的BSP-LSP的标签分配和分发（例如，使用LDP）给排除SPT中的上游邻居。例如，参考图4，网络单元110A将备选标签AL1分配和分发给网络单元110B作为建立BSP-LSP段440的部分，并且网络单元110B将备选标签AL2分配和分发给网络单元110C作为建立BSP-LSP段441的部分。流程然后转到操作540。

在操作540，如果执行操作的网络单元在排除SPT中具有的下一跳不是所排除节点的上游，则流程转到操作545（该网络单元是合并点），否则流程转到操作560。换另一方式言之，如果网络单元在排除SPT上并且处于到所选择的节点的不经过故障点的最短路径LDP LSP上，则其是合并点并且流程将转到操作545。参考图4，网络单元110A具有排除SPT中的下一跳（其是网络单元110E），该下一跳不是网络单元110F的上游。

在操作545，网络单元对于其已经分配和分发的备选标签安置到从该下一跳网络单元接收的标签的对换动作。例如，针对图4，网络单元110E将对于备选标签AL1安置到之前从网络单元110E接收的标签L5的对换动作。因此，在该示例中正用作BSP-MP的网络单元110E将正被建立以绕过节点110F的故障重新路由的BSP-LSP与当前最短路径LSP合并。这最小化要求的额外备选标签的数量并且确保在IGP再收敛时没有业务搅动。流程从操作545转到操作565。

在操作550，如果正执行操作的网络单元是PLR，则流程转到操作555，否则流程转到操作565。在操作555，网络单元安置对于所选择的链路（其被排除在外）的故障触发动作以使其已经从上游邻居接收的备选标签被使用。例如，针对图4，正用作PLR的网络单元110C安置故障触发动作，使得在节点110F的故障发生后，网络单元110C将使得从网络单元110B到达且具有标签L2的业务沿着BSP LSP段441发送（例如，通过改变其转发结构中的一个或多个条目）。在一个实施例中，仅PLR需要在故障发生后通过使业务沿着BSP LSP发送来采取动作。流程从操作555转到操作565。

在操作560，由于网络单元不是BSP-MP而是所选择的链路的上游并且属于排除SPT，则其是沿着排除SPT的中间节点并且因此安置从其对于BSP-LSP分配和分发的备选标签到从排除SPT中的下游LDP对等方接收的BSP-LSP的备选标签的对换动作。例如，针对图4，网络单元110B安置从其已经分配和分发给网络单元110C的备选标签AL2到其已经从网络单元110A接收的备选标签110A的对换动作。流程从操作560转到操作565。

在操作565，确定在所计算的SPT中是否存在到所选择的节点的能潜在发生故障的另一节点。如果此类节点存在，则流程转回到操作520并且另一节点选择成不包括在所计算的SPT中。如果另一节点不存在，则流程转到操作570，在操作570确定在网络中是否存在另一目的地节点。如果在网络中确实存在另一目的地节点，则流程转回到其中选择另一节点的操作510。如果另一目的地节点不存在，则流程转到操作575并且过程退出。

在一个实施例中，不是对于所选择的目的地节点而是对于任何下一个下一跳LSP的回送地址分发备选标签。在此类情况中，将由该下一个下一跳分配的标签对换并且堆叠对于下一个下一跳的备选标签。

在一个实施例中，以与节点故障类似的方式来解决SRLG（共享风险链路组）故障。

在一些情况中，可存在属于多个SRLG的链路具有不能得出已经发生故障的特定SRLG的关系并且另一备选路径仍存在但未计算的复杂情形。以上描述没有解决这些复杂情形。

在一些情况中，异构(heterogeneous)网络可存在，其中不同的LSR可具有不同的标签转发表容量限制。在此类情况中，可能的是某些LSR可不具有足够的标签转发条目以适应这些过程所需要的额外标签(AL)。在该情形中，仅对于回送地址分配AL并且标签堆叠用来将分组标签交换到下一跳。

LSP设置模式

1. 所有节点进行计算并且分配下游未请求的标签。

2. PLR进行Alt-LSP的计算和经由明确的路径用信号通知LSP。

上游需求(on-demand)模式。

在一个实施例中，定义信令扩展以建立LDP FRR。信令扩展允许BSP-MP用信号通知PLRBSP LSP需要被设置并且BSP LSP用于在特定故障发生时。因此，信令扩展标识备份LSP要设置到的节点并且标识备份LSP被设置所针对的故障。

例如，定义下面信令扩展以建立LDP FRR：

1. 定义新的TLV（必须连同路径矢量TLV一起启用）。类似于路径矢量TLV如何记录沿着路径的LSR Id，该新的TLV记录对于LSP的标签。该新的TLV可被称为“标签矢量TLV”。

2. 包含SRLG和前缀（覆盖链路（p2p和多接入）和节点）的列表的新的可选TLV。该新的可选TLV在标签映射和标签请求消息中使用。新的可选TLV可被称为“拓扑排除TLV”。

采用本文描述的LDP FRR过程的实施例的实现能保留LDP的简单配置模式。因此，本发明的实施例保留操作LDP的简单性并且克服IP-FRR和LDP-over-RSVP的复杂性而同时在所有故障情境中提供覆盖度。

图6示出根据一个实施例的实现LDP FRR的示例性网络单元。网络单元600包括控制平面610和数据平面650（有时被称为转发平面或媒体平面）。控制平面610确定数据（例如，分组）如何被路由（例如，数据的下一跳和数据的外出端口），而数据平面650负责转发该数据。控制平面610包括IGP（内部网关协议）模块615和LDP（标签分发协议）模块620。IGP模块615可运行诸如OSPF（开放最短路径优先）或IS-IS（中间系统到中间系统）这样的链路状态协议，或运行诸如RIP（路由选择信息协议）这样的另一协议。IGP模块615与其它网络单元通信以互换路由并且基于一个或多个路由选择度量来选择那些路由。被选择的IGP路由存储在RIB（路由选择信息库）625中。IGP模块615还能使没有被选择和存储在RIB 325中的路由条目存储在本地RIB（例如，IGP本地RIB）中。

LDP模块620与其对等方（LDP对等方）互换标签映射信息。例如，LDP模块620可生成标签映射消息并且从其对等方中接收标签映射消息。LDP模块620依赖于由IGP模块615向RIB 625提供的基本路由选择信息以便转发标签分组。LDP模块620分配标签并且将与转发标签分组有关的其它信息（例如，NHLFE信息、ILM（入局标签映射）信息、FTN信息）存储在MPLS信息库630中。LDP模块620包括LDP-FRR模块622，LDP-FRR模块622扩展LDP模块620的功能性以支持本文描述的LDP-FRR过程。在一个实施例中，LDP-FRR模块622执行图3和/或5中描述的操作。

控制平面610基于RIB 625和MPLS信息库630来以路由信息编程数据平面650。具体地，来自RIB 625的某些信息被编程到FIB（转发信息库）655，而来自MPLS信息库630的某些信息被编程到ILM结构660、NHLFE结构665和FTN结构670。例如，对于BSP LSP的备选标签适当地被编程到数据平面650的ILM结构660和NHLFE结构665中的一个或多个，使得在故障发生的情况下能根据BSP LSP迅速地（例如，以线路速率）重新路由业务。

在一个实施例中，网络单元600包括一个或多个线路卡（有时称为转发卡）的集合以及一个或多个控制卡的集合。线路卡和控制卡的集合通过一种或多种机制（例如，耦合线路卡的第一全网格以及耦合所有的卡的第二全网格）耦合在一起。线路卡的集合通常组成数据平面并且可各自存储FIB 655、ILM 660、NHLFE 665和FTN 670，其将在转发分组时使用。具体地，FTN 670用于转发还没有被加标签（例如，它们在入口LSR处从MPLS域的外部被接收）但要在转发之前被加标签的分组。ILM 660用于转发加标签的分组。控制卡通常运行诸如IGP模块615、LDP模块620这样的路由选择协议并且存储RIB 625和MPLS信息库630。

如本文使用的，一个网络单元（例如，路由器、开关、网桥）是一件通信地与网络上的其它设备（例如，其它网络单元、终端站）互连的包括硬件和软件的网络设备。一些网络单元是为多个连网功能（例如，路由选择、桥接、交换、层2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、语音和视频）提供支持的“多服务网络单元”。订户终端站（例如，服务器、工作站、膝上型计算机、上网本、掌上型计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、基于因特网协议的语音(VOIP)电话、用户设备、终端、便携式媒体播放器、GPS单元、游戏系统、置顶盒）接入经由因特网提供的内容/服务和/或叠加在（例如，隧道穿过）因特网上的虚拟专用网络(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务通常由属于服务或内容供应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来提供，并且可例如包括公共网页（例如，免费内容、铺面、搜索服务）、私人网页（例如，提供电子邮箱服务的用户名/密码访问的网页）和/或经由VPN的公司网络。通常，订户终端站耦合（例如，通过耦合到接入网（有线或无线地）的客户驻地设备）到边缘网络单元，所述边缘网络单元耦合（例如，通过一个或多个核心网络单元）到其它边缘网络单元，所述其它边缘网络单元耦合到其它终端站（例如，服务器终端站）。

如本文描述的，指令可指诸如专用集成电路(ASIC)这样的硬件的特定配置，所述硬件配置成执行某些操作或具有预先确定的功能性或存储在非暂时性计算机可读介质中包含的存储器中的软件指令。因此，图中示出的技术能使用在一个或多个电子装置（例如，终端站、网络单元）上存储并且执行的代码和数据来实现。此类电子装置通过使用诸如非暂时性计算机可读存储媒体（例如，磁盘；光盘；随机存取存储器；只读存储器；闪速存储器装置；相变存储器）和暂时性计算机可读通信媒体（电、光、声或其它形式的传播的信号-比如载波、红外信号、数字信号）这样的计算机可读媒体来存储和传递（内部地和/或经由网络与其它电子装置）代码和数据。另外，此类电子装置通常包括耦合到诸如一个或多个存储装置（非暂时性机器可读存储媒体）、用户输入/输出装置（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）和网络连接这样的一个或多个其它部件的一个或多个处理器的集合。处理器的集合与其它部件的耦合通常通过一个或多个总线和网桥（还称为总线控制器）。因此，给定电子装置的存储装置通常存储代码和/或数据用于在该电子装置的一个或多个处理器的集合上执行。当然，本发明的实施例的一个或多个部分可通过使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

尽管已经根据一些实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到本发明不限于所描述的实施例，而是能利用在随附权利要求的精神和范围之内的修改和更改来实践。本描述因此被视为例示性而非限制性的。

Claims

1. 一种在第一网络单元中用于使用LDP（标签分发协议）进行MPLS（多协议标签交换）快速重新路由的方法，其中，所述第一网络单元是MPLS网络中的多个网络单元中的一个网络单元，所述方法包括以下步骤：

接收从所述MPLS网络中的第二网络单元通告的第一标签；

计算在潜在故障条件下到达目的地网络单元的最短路径树(SPT)，其中所述第二网络单元是所计算的SPT中的所述第一网络单元的下一跳并且不是所述潜在故障条件的上游；

将对于在所述潜在故障条件实现时将用作备份的备份LDP LSP（标签交换路径）的第二标签通告给一个或多个第三网络单元的集合，其中第三网络单元的所述集合是针对所述第一网络单元的所计算的SPT上的上游邻居网络单元；以及

安置从所述第二标签到所述第一标签的对换动作。

2. 如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

从第三网络单元的所述集合中的一个网络单元接收包括所述第二标签的分组；

将所述第二标签与所述第一标签对换；以及

将具有所述第一标签的所述分组传送给所述第二网络单元。

3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述潜在故障条件是所述第一网络单元的下游的链路和所述第一网络单元的下游的网络单元中之一的故障。

4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述第一网络单元是备份交换路径合并点。

5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述第二网络单元是从经过所述潜在故障条件的当前最短路径LSP上的所述第一网络单元的第一跳。

6. 如权利要求1所述的方法，其中，当在不考虑预期的故障条件情况下将分组传送给所述第二网络单元时，从所述第二网络单元通告的所述第一标签由所述第一网络单元来使用。

7. 一种MPLS（多协议标签交换）网络中用于参与使用LDP（标签分发协议）进行MPLS快速重新路由的第一网络单元，包括：

一个或多个处理器的集合；以及

包括LDP模块的控制平面，当处理器的所述集合执行所述控制平面时使处理器的所述集合执行以下操作：

接收从所述MPLS网络中的第二网络单元通告的第一标签，

计算在潜在故障条件下到达目的地网络单元的最短路径树(SPT)，其中所述第二网络单元是所计算的SPT中的所述第一网络单元的下一跳并且不是所述潜在故障条件的上游，

将对于在所述潜在故障条件实现时将用作备份的备份LDP LSP（标签交换路径）的第二标签通告给一个或多个第三网络单元的集合，其中第三单元的所述集合是针对所述第一网络单元的所计算的SPT上的上游邻居网络单元；以及

在所述第一网络单元的数据平面中的一个或多个转发数据结构中安置从所述第二标签到所述第一标签的对换动作。

8. 如权利要求7所述的网络单元，还包括：

所述数据平面，当所述数据平面由处理器的所述集合执行时，还使得处理器的所述集合执行以下操作：

使用一个或多个转发结构来将所述第二标签与所述第一标签对换；以及

将具有所述第一标签的所述分组传送给所述第二网络单元。

9. 如权利要求7所述的网络单元，其中，所述潜在故障条件是所述第一网络单元的下游的链路和所述第一网络单元的下游的网络单元中之一的故障。

10. 如权利要求7所述的网络单元，其中，所述第一网络单元是备份交换路径合并点。

11. 如权利要求7所述的网络单元，其中，所述第二网络单元是从经过所述潜在故障条件的当前最短路径LSP上的所述第一网络单元的第一跳。

12. 如权利要求7所述的网络单元，其中，当在不考虑预期的故障条件情况下将分组传送给所述第二网络单元时，从所述第二网络单元通告的所述第一标签由所述第一网络单元来使用。

13. 一种在第一网络单元中用于使用LDP（标签分发协议）进行MPLS（多协议标签交换）快速重新路由的方法，其中，所述第一网络单元是MPLS网络中多个网络单元中的一个网络单元，所述方法包括以下步骤：

计算在潜在故障条件下到达目的地网络单元的最短路径树(SPT)；

从第二网络单元接收对于在所述潜在故障条件实现时将用作备份的备份LDP LSP（标签交换路径）的标签，其中，所述第二网络单元是针对所述第一网络单元的所计算的SPT上的上游邻居网络单元；以及

安置对于所述潜在故障条件的故障触发动作以使在所述潜在故障条件实现时所接收的标签用来将业务发送给所述第二网络单元。

14. 如权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：

检测与所述潜在故障条件对应的故障条件；

响应于检测的所述步骤，使用所接收的对于所述备份LDP LSP的标签来将从所述第二网络单元接收的且去往目的地网络单元的业务重新路由选择到所述第二网络单元。

15. 如权利要求13所述的方法，其中，所述潜在故障条件是所述第一网络单元的下游的链路和所述第一网络单元的下游的网络单元中之一的故障。

16. 如权利要求13所述的方法，其中，所述第一网络单元是本地修复点。

17. 一种在MPLS（多协议标签交换）网络中用于参与使用LDP（标签分发协议）进行MPLS快速重新路由的第一网络单元，包括：

一个或多个处理器的集合；以及

在所述第一网络单元的数据平面中的一个或多个转发结构的集合中安置对于所述潜在故障条件的故障触发动作，以使在所述故障条件实现时使用所接收的标签来将业务发送给所述第二网络单元。

18. 如权利要求17所述的网络单元，还包括：

响应于与所述潜在故障条件对应的故障条件的检测，使用所接收的对于所述备份LDP LSP的标签来将从所述第二网络单元接收的业务重新路由回到所述第二网络单元。

19. 如权利要求17所述的网络单元，其中，所述潜在故障条件是所述第一网络单元的下游的链路和所述第一网络单元的下游的网络单元中之一的故障。

20. 如权利要求17所述的网络单元，其中，所述第一网络单元是本地修复点。