CN103391247A - 多点标签交换路径的使用无环备用下一跳的快速重路由 - Google Patents

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Abstract

本公开技术涉及多点标签交换路径的使用无环备用下一跳的快速重路由，更具体地，涉及使用无环备用（LFA）下一跳对链路或者节点故障的多点标签交换路径（LSP）中的网络流量提供本地保护。本技术包括在多点LSP的路由器之间建立具有LFA下一跳的标准型或者点对点（P2P）LSP以在多点LSP中出现链路或者节点故障的情况下使用。一旦出现故障，使用具有LFA的P2P LSP在路由器之间穿遂多播流量到具有相关联标签栈的备用下一跳。本公开技术将标签栈定义为包括P2P LSP标签以及多点LSP标签。以此方式，具有LFA的P2P LSP可用于多点LSP中流量的快速重路由（FRR），直至多点LSP的新多点分支的收敛过程完成。

Description

多点标签交换路径的使用无环备用下一跳的快速重路由
技术领域
本发明涉及电脑网络，更具体地，涉及在电脑网络内转发网络流量。
背景技术
网络内的路由装置，通常称为路由器，维持描述通过网络的可用路由的路由信息。在接收呼入包之后，路由器检查包内信息并根据路由信息转发包。为了维持网络的准确表达，路由器根据一个或者更多定义的路由协议（诸如链路状态协议内部网关协议（IGP））来交换路由信息。
网络上两个装置之间的连接一般称为链路。作为IGP的一类的链路状态协议允许路由器交换和累积描述网络内各种链路的信息。利用典型链路状态路由协议，路由器交换与可用接口、度量以及与网络链路相关联的其它变量有关的信息。这允许路由器构建自己的拓扑结构或者网络映射。链路状态协议的一些实例包括开放最短路径优先（OSPF）协议和中间系统到中间系统（IS-IS）协议。
在链路出现故障或者与链路连接的节点出现故障之后，网络内路由器发送新连接信息到相邻装置，允许每个装置更新其本地路由表。当网络中链路或者节点出现故障时，响应于由网络中链路和节点故障导致的拓扑变化，使用传统链路状态协议的路由器可能需要很长时间修改它们的转发表。修改转发表的过程称为收敛。因为从故障恢复需要每个路由器重新计算最短路径算法以计算网络中受影响路由器的下一跳，所以出现该时间延迟。直至重新计算出下一跳之前，可能遗漏向故障链路或者节点发送的流量。
减少故障恢复时间的一种方法是为目的地选择除最佳下一跳外的备用下一跳。备用下一跳连同最佳下一跳一起安装于包转发引擎中。当发生链路或者节点故障时，路由器将备用下一跳用于包转发，直至最短路径算法已经重新计算出更新网络拓扑结构的下一跳并将重新计算出的下一跳安装于包转发引擎中。
发明内容
大体上，本公开技术使用无环备用（LFA）下一跳（loop-free alternatenext hops）对链路或者节点故障的多点标签交换路径（LSP）中的网络流量提供本地保护。多点LSP可包括点对多点（P2MP）LSP或者多点对多点（MP2MP）LSP。在本公开中，可使用标签分发协议的多点扩展（mLDP）来建立多点LSP。本技术包括在多点LSP中路由器之间建立具有LFA下一跳的标准型（vanilla）或者点对点（P2P）LSP，以在多点LSP中的链路或者节点出现故障的情况下使用。一旦出现故障，在使用具有LFA的P2PLSP的路由器之间穿遂（tunnel）多播流量到具有标签栈的备用下一跳。本公开技术将标签栈定义为包括P2P LSP标签以及多点LSP标签。以此方式，具有LFA的P2P LSP可用于多点LSP中流量（traffic）的快速重路由（FRR），直至对于多点LSP的新多点分支，收敛过程完成。
在对多点LSP链路保护的情况下，本技术包括在通过多点LSP保护链路连接的路由器之间建立目标邻接会话（targeted adjacency session）。上游路由器将LFA下一跳安装于其具有标签栈的转发表中，所述标签栈包括多点LSP的目标邻接会话标签以及P2P LSP标签。在对多点LSP节点保护的情况下，本技术包括对mLDP的扩展，使得下一个下一跳标签从多点LSP中下游路由器分配成为可能。这样，上游路由器既可接收下游对等路由器的下一跳标签，又接收多点LSP的随后下游路由器的下一个下一跳。上游路由器然后将LFA下一跳安装于其具有标签栈的转发表中，所述标签栈包括多点LSP的下一个下一跳标签以及P2P LSP标签。
在一个实例中，本公开涉及一种方法，包括以下步骤：利用上游路由器，建立到下游路由器的P2P LSP，其中上游路由器和下游路由器包括在多点LSP中；将具有相关联标签栈的备用下一跳安装到上游路由器的转发信息中，其中标签栈包括P2P LSP标签和多点LSP标签；沿着多点LSP将多播流量从上游路由器向下游路由器转发；以及在多点LSP中检测到故障之后，使多播流量沿着P2P LSP从上游路由器向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳。
在另一个实例中，本公开涉及多点LSP的上游路由器，所述上游路由器包括：转发信息，存储对于多点LSP的主下一跳以及对于P2P LSP的具有相关联标签栈的备用下一跳。上游路由器还包括控制单元，所述控制单元被配置为建立到多点LSP的下游路由器的P2P LSP，将具有相关联标签栈的备用下一跳安装到转发信息中，其中标签栈包括P2P LSP标签和多点LSP标签，沿着多点LSP向下游路由器转发多播流量，以及在多点LSP中检测到故障之后，将多播流量沿着P2P LSP向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳。
在又一实例中，本公开涉及电脑可读存储介质，包括程序指令，所述程序指令使可编程处理器：利用上游路由器建立到下游路由器的P2P LSP，其中上游路由器和下游路由器包括在多点LSP中；将具有相关联标签栈的备用下一跳安装到上游路由器的转发信息中，其中标签栈包括P2P LSP标签和多点LSP标签；沿着多点LSP将多播流量从上游路由器向下游路由器转发；以及在多点LSP中检测到故障之后，使多播流量沿着P2P LSP从上游路由器向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳。
本公开中一个或者更多实例的细节在附图和以下说明书中阐述。本公开的其它特征、目的和优点从说明书和附图以及从权利要求将显而易见。
附图说明
图1为示出包括建立于路由器之间的多点LSP的示例网络的框图，所述路由器被配置为使用LFA下一跳来提供链路保护。
图2为示出包括建立于路由器之间的多点LSP的另一个示例网络的框图，所述路由器被配置使用LFA下一跳来提供节点保护。
图3为示出示例性路由器的框图，所述路由器能够使用LFA下一跳支持快速重路由以为多点LSP提供链路和/或节点保护。
图4示出用于指示路由器是否支持下一个下一跳标签的示例性下一个下一跳（NNH）能力类型长度值（TLV）。
图5示出将下一个下一跳标签以信号告知上游路由器的示例性NNH标签TLV。
图6示出从下游路由器请求下一个下一跳标签的示例性NNH标签请求TLV。
图7为示出使用具有LFA的P2P LSP为多点LSP中流量提供链路保护的示例性操作的流程图。
图8为示出使用具有LFA的P2P LSP为多点LSP中流量提供节点保护的示例性操作的流程图。
具体实施方式
图1为示出示例网络10的框图，网络10包括建立于根路由器14与叶路由器18A和18B（“叶路由器18”）之间的多点标签交换路径（LSP）12，被配置为使用无环备用（LFA）下一跳来提供链路保护。在图1所示实例中，本公开技术为在多点LSP12的上游渡越路由器15和下游渡越路由器16之间链路20上的多播流量提供本地保护。
本技术包括在上游路由器15和下游路由器16之间建立具有LFA下一跳的标准型或者点对点（P2P）LSP24以在链路20出现故障的情况下提供多播流量的快速重路由（FRR）。具有LFA下一跳的LSP24为在多点LSP12的至少受保护部分周围的多播流量提供备用路径（alternate path）。备用路径包括LFA下一跳，这意味着备用路径的下一跳不会通过多播LSP12的受保护部分回送流量。一旦链路20出现故障，多播流量在上游路由器15和下游路由器16之间沿着具有LFA的P2P LSP24穿遂到具有标签栈的LFA下一跳，所述标签栈包括存储于渡越路由器15的转发信息中的P2P LSP外标签以及多点LSP内标签。
在一些实例中，多点LSP12可包括通过网络10连接位于远处的网络或者装置（图1中未示出）的路径。例如，源网络可连接到根路由器14，用户网络可连接到叶路由器18。源网络可包括任何公共或者私人网络或者提供多播流量给网络10中根路由器14的互联网。用户网络可包括有多个用户装置的局域网络（LAN）或者广域网络（WAN）。用户装置可包括接入网络10的个人电脑、笔记本电脑、工作站、个人数字助理（PDA）、无线装置、网络就绪设备、文件服务器、打印服务器或者其它装置。
网络10中路由器14～18各自维持描述通过网络10的可用路由的路由信息。在接收到呼入包（incoming packet）之后，每个路由器检查包内信息并根据路由信息转发包。为了维持网络10的准确表达，路由器根据定义的路由协议（诸如内部网关协议（IGP））来交换路由信息，例如链路的带宽可用性。例如，每个路由器14～18可使用链路状态路由协议，诸如开放最短路径优先（OSPF）协议或者中间系统到中间系统（IS-IS）协议，来交换链路状态路由信息以了解网络10的拓扑结构。关于OSPF的更多细节在Moy，J.1998年4月RFC2328“OSPF Version2”中找到，其全部内容结合于此作为参考。关于IS-IS的更多细节在Callon，R.1990年12月，RFC1195“Use of OSI IS-IS for Routing in TCP/IP and DualEnvironments”中找到，其全部内容结合于此作为参考。
在图1实例中，通过网络10的多点LSP12符合多协议标签交换（MPLS）隧道（tunnel），具体地，包括点对多点（P2MP）标签分发协议（LDP）LSP。在其它实例中，多点LSP12可包括多点对多点（MP2MP）LDP LSP。路由器14、15、16和18利用LDP的多播扩展（mLDP）来建立多点LSP12并在多点LSP12上转发多播流量。关于mLDP的更多信息可在Minei，I.2011年8月4日的“Label Distribution Protocol Extensions forPoint-to-Multipoint and Multipoint-to-Multipoint Label Switched Paths”，draft-ietf-mpls-ldp-p2mp-15中找到，其全部内容结合于此作为参考。
在图1所示实例中，根路由器14建立通过网络10从根路由器14到叶路由器18A和18B的多点LSP12。根据mLDP，多点LSP12的设置通过叶路由器18启动并沿着最短上游路径向根路由器14上游传播。下游路由器15、16和18可基于由路由器维持的路由信息在逐跳地计算向根路由器14的最短上游路径。此外，mLDP标签映射消息被下游分配为使得每个下游路由器为其自己分配标签。每个下游路由器然后将mLDP标签映射消息发送给多点LSP12的选定上游路由器，所述mLDP标签映射消息包括所分配标签以及识别多点LSP12的多点转发等价类（FEC）。
在图1所示实例中，在接收下游分配标签之后，每个上游路由器14、15和16使标签与用于通过网络10在多点LSP12上发送包的下一跳相关联。每个上游路由器14、15和16可将具有相关联标签的多点LSP12的下一跳安装于路由器的转发信息中。上游路由器14、15和16然后使用具有所分配标签的下一跳将多播流量沿着多点LSP12逐跳转发到叶路由器18。在多点LSP12中，渡越路由器16用作分支路由器以复制多播流量并将流量的一个副本发送到叶路由器18A以及将流量的另一个副本发送到叶路由器18B。
在多点LSP12中链路出现故障的情况下，因为流量将在故障链路处丢弃，所以多播流量不再能够根据先前安装于路由器中的下一跳用多点LSP12到达叶路由器18。例如，在链路20出现故障之后，在到多点LSP12的下一跳的链路20上从渡越路由器15转发到渡越路由器16的任何多播流量将被丢弃。链路20的故障从多点LSP12的上游部分分离在渡越路由器16处开始的整个多点LSP分支，直至渡越路由器16上路由协议收敛为确定向根路由器14的新最短上游路径。除多点LSP12外，使用故障链路20在渡越路由器15和渡越路由器16之间转发流量的任何其它LSP也将丢弃流量。
当出现链路故障时，渡越路由器16首先判定到路由器15的上游接口出现故障，然后重新计算向多点LSP12的根路由器14的新最短上游路径。例如，渡越路由器16可能需要大约300至400毫秒（ms）来判定到路由器15的上游接口出现故障。渡越路由器16上的路由协议在新最短上游路径上收敛以及mLDP发送新标签分配到新上游路由器可能另外需要大约400ms。此外，例如，新上游路由器17可能需要超过几秒来接收这个标签和为P2MP LSP12转发的节目。路由器17然后将选择路由器15作为其上游路由器并将标签分配发送给P2MP LSP12的路由器15。最后，上游路由器15可能需要不止几秒接收来自路由器17的新标签和为P2MP LSP12转发的节目。之后，流量将开始在新路径上流动。在故障链路20上发送的任何流量将被丢弃，直至重新计算出新路径。
在单播或者P2P LSP的情况下，通过选择备用路径可在上游路由器提供本地链路保护以在路由器之间受保护链路出现故障的情况下到达单播LSP的下游路由器。备用路径可包括备用单播LSP。上游路由器可称为本地修复点（PLR）路由器，其可将流量重新定向到备用路径上，下游路由器可称为合并点（MP）路由器，其中备用路径与主单播LSP合并。
PLR路由器可同时安装使用主单播LSP到达MP的主下一跳以及使用备用路径朝向MP的备用下一跳。在一些情况下，备用路径可包括PLR路由器和MP路由器之间的一个或者更多下一跳。备用路径必须包括无环备用（LFA）下一跳，这意味着备用路径的下一跳不会发送流量到在通过PLR路由器返回的路径上的MP路由器以及受保护链路上。
当受保护链路出现故障时，PLR路由器选择备用下一跳来使用备用路径将单播流量转发到MP路由器以绕开故障链路。PLR路由器可使用备用下一跳，直至MP路由器收敛（converge）于更新网络拓扑结构的新最短上游路径上，且PLR路由器将新的主下一跳和备用下一跳安装于其转发信息中。使用LFA的快速重路由（FRR）在Atlas，A.2008年9月，RFC5286，“Basic Specification for IP Fast Reroute:Loop-Free Alternates”中更加详细描述，其全部内容结合于此作为参考。
例如，单播LSP中MP路由器将标签L1分配给受保护链路上单播LSP的PLR路由器。MP路由器也可将相同标签L1分配给备用路径的路由器。在双跳备用路径的情况下，备用路径的路由器然后将标签L2分配给PLR路由器。PLR路由器安装具有标签L1的主下一跳以通过受保护链路使用主单播LSP到达MP路由器。PLR路由器也安装具有标签L2的备用下一跳以用绕开受保护链路的备用路径到达MP路由器。当受保护链路出现故障时，PLR路由器将单播流量沿着备用路径转发到具有标签L2的备用下一跳。在接收到具有标签L2的单播流量之后，备用路径的路由器将标签L2与标签L1交换以到达主单播LSP的MP路由器。
在单播LSP的链路保护机制中，PLR路由器可将单播流量从主单播LSP切换到备用路径，这是因为所有路径可携带单播流量，而无需另外设置或者能力告知。在诸如多点LSP12的多点LSP的情况下，PLR路由器不能简单地将多播流量转发到不能转发多播流量的任何备用路径上。
本公开技术使用无环备用（LFA）下一跳为多点LSP中多播流量提供本地链路和节点保护机制。更具体地，上游路由器14、15和16中一个或者更多可为多播流量建立备用路径以在多点LSP12中出现故障的情况下到达叶路由器18。备用路径包括（在单播LDP LSP的情况下）计算为向叶路由器18的备份最短下游路径的具有LFA下一跳的标准型或者P2PLSP。具有LFA下一跳的P2P LSP包括标准型（即简单的）P2P LDP LSP，不具有LDP增强。因此，具有LFA下一跳的P2P LSP不能使用mLDP分配标签直接转发多点LSP12的多播流量。然而，具有LFA下一跳的P2PLSP可使用P2P LSP标签穿遂多播流量。
描述关于图1的链路保护机制。例如，上游渡越路由器15可包括多点LSP12的PLR路由器，下游渡越路由器16可包括多点LSP12的MP路由器。根据本技术，渡越路由器15建立从渡越路由器15到渡越路由器16具有LFA的P2P LSP24以对多点LSP12的链路20提供本地链路保护。根据LDP，具有LFA的P2P LSP24的设置通过下游渡越路由器16启动并沿着备用路径经由渡越路由器17向上游渡越路由器15上游传播。如上所述，具有LFA的P2P LSP24可包括不具有LDP增强的简单P2P LDP LSP，使得渡越路由器17不一定支持mLDP能力。渡越路由器16将隐式空标签（implicit null label）或者非空标签分配给具有LFA的P2P LSP24的渡越路由器17。渡越路由器17又将非空标签分配给上游路由器15。
为了通过具有LFA的P2P LSP24穿遂多播流量，渡越路由器15在渡越路由器15和渡越路由器16之间建立目标邻接会话22。例如，渡越路由器15可通过经由渡越路由器15和渡越路由器16之间任何链路定期发送目标单播问候消息（hello message）到渡越路由器16来建立目标邻接会话22。以此方式，即使当链路20出现故障时，只要渡越路由器15和渡越路由器16之间仍然存在至少一个链路，并且在该链路上路由器可交换目标问候消息，目标邻接会话22就不会出现故障。因此，下游渡越路由器16可为目标邻接会话22而不是路由器15和路由器16之间每个单独链路分配标签。
一般地，即使两个路由器被多跳分开，在两个路由器之间建立的LDP目标邻接使路由器能够相互作为LDP邻居查看。例如，LDP目标邻接通常用于跨网络一部分建立LDP LSP，所述网络使用资源预留协议（RSVP）。在这个情况下，LDP LSP的下游路由器可将LDP LSP标签分配给其在网络RSVP部分另一侧上的上游对等路由器。然而，上游路由器不能只使用LDP LSP标签转发LDP LSP上流量，这是因为在网络RSVP部分内两个路由器之间存在多跳。LDP目标邻接使LDP LSP流量能够穿遂具有作为“外标签”的RSVP LSP标签的RSVP LSP，同时维持LDP LSP的目标邻接会话标签作为“内标签”。
根据本公开中描述的技术，目标邻接会话22建立于上游渡越路由器15和下游渡越路由器16之间以使多点LSP12中多播流量穿遂具有LFA的P2P LSP24，所述P2P LSP24具有作为外标签的P2P LSP标签，同时维持多点LSP12目标邻接会话标签作为内标签。以此方式，当下游渡越路由器16从具有目标邻接会话标签的渡越路由器17接收穿遂多播流量时，路由器16可继续沿着多点LSP12将多播流量转发到安装于其转发信息中的下一跳。
一旦在链路20出现故障，渡越路由器15开始通过具有LFA的P2PLSP24穿遂多播流量时，上游渡越路由器15可启动目标邻接到期计时器，称为保护到期，长度大于下游渡越路由器16上先通后断（make-before-break）（MBB）计时器，以拆开目标邻接会话22。可以假定，下游渡越路由器16将能够收敛并在MBB间隔期间以信号告知新多点LSP分支。一旦渡越路由器16上MBB计时器到期，路由器16将从旧上游渡越路由器15撤回目标邻接会话标签，上游渡越路由器15又将停止在多点LSP12上发送多播流量。渡越路由器15上保护到期计时器将从其转发信息移除目标邻接会话22。
为了便于多点LSP12的多播流量的正确转发，渡越路由器15将具有多点LSP12目标邻接会话标签的主下一跳安装于上游渡越路由器15的转发信息中。根据本公开技术，渡越路由器15也将具有标签栈的LFA下一跳安装于上游渡越路由器15的转发信息中。标签栈包括多点LSP12目标邻接会话标签和P2P LSP标签。
在主下一跳和LFA下一跳安装于转发信息中之后，上游渡越路由器15将多播流量沿着多点LSP12转发到具有目标邻接会话标签的主下一跳。一旦检测到出现链路20故障，上游渡越路由器15开始将多播流量沿着具有LFA的P2P LSP24穿遂到具有标签栈的LFA下一跳的下游渡越路由器16。以此方式，在链路20出现故障期间，上游路由器15通过具有LFA24的P2P LSP24将多点LSP12多播流量穿遂到作为LFA下一跳的渡越路由器17，LFA下一跳具有作为外标签的P2P LSP标签以及作为内标签的目标邻接会话标签。在接收到穿遂多播流量之后，渡越路由器17移除外P2P LSP标签并将具有目标邻接会话标签的多播流量通过具有LFA的P2P LSP24穿遂到下游路由器16。
如上所述，下游路由器16可将具有LFA的P2P LSP24的隐式空标签发送到渡越路由器17。在这个情况下，渡越路由器17从多播流量弹出外P2P LSP标签并将多播流量发送到渡越路由器16，而无需另一个P2PLSP标签。渡越路由器16然后可直接作用于多点LSP12的目标邻接会话标签。在其它实例中，下游路由器16可将具有LFA的P2P LSP24非空标签分配给渡越路由器17。在这个情况下，渡越路由器17可将多播流量发送到具有作为外标签的非空P2P LSP标签的渡越路由器16，并且下游路由器16将首先弹出非空P2P LSP标签以作用于多点LSP12的目标邻接会话标签。
本公开技术使具有LFA的P2P LSP24能够用于多点LSP12中多播流量的FRR，直至对于通过网络10的新路径，收敛过程完成。因此，技术减少包丢失，同时MP路由器上路由协议在新拓扑结构中新多点LSP分支上收敛，并且mLDP将新多点LSP分支以信号告知新上游路由器。如果新上游路由器已经没有对于特定多点FEC的多点状态，那么上游路由器进一步向上游以信号告知新多点LSP分支，直至它加入多点LSP树，并且多点状态安装于沿着新多点LSP分支的所有路由器上的转发信息中。
如上所述，mLDP可通过根据链路最小上游度量标准从叶节点（leafnode）18向根节点14分配标签来设置P2MP LSP12。在一个实例中，从下游路由器16到上游路由器15具有最小上游度量（metrics）的路径可为沿着路由器之间的直接链路，即，受保护链路20。在非对称拓扑结构的情况下，从上游路由器15到下游路由器16的最小下游度量可经由路由器17。路由器15处主转发下一跳然后将朝向路由器17，并且备用转发下一跳将直接到路由器16。然而，本公开技术描述计算LFA下一跳作为对上游路由器15和下游路由器16之间受保护链路的备用路径。本文中描述的LFA下一跳与路由器15的备用转发下一跳并不一定相同。
本公开技术因此适用于具有非对称拓扑结构的网络，其中上游路由器15和下游路由器16之间受保护链路20的每一侧上的度量不同。本技术既适用于对称，有适用于非对称拓扑结构，这是因为多点LSP12的多播流量沿着具有LFA的P2P LSP24穿遂，而不是简单使用备用下一跳标签来转发多播流量。
图2为示出另一个示例网络30的框图，网络30包括建立于根路由器34与叶路由器38A和38B（“叶路由器38”）之间的多点LSP32，被配置为使用LFA下一跳来提供节点保护。在图2所示实例中，本公开技术为通过多点LSP32中根路由器34和下游渡越路由器36之间中间渡越路由器35的多播流量提供本地保护。本技术包括在根路由器34和下游路由器36之间建立具有LFA下一跳的标准型或者P2P LSP44，以在节点35出现故障的情况下提供多播流量的快速重路由（FRR）。一旦在节点35出现故障，多播流量在根路由器34和下游路由器36之间沿着具有LFA的P2P LSP44穿遂到具有标签栈的LFA下一跳，该标签栈包括P2P LSP外标签以及多点LSP内标签。
与以上关于图1描述的多点LSP相似，在一些实例中，多点LSP32可包括通过网络30连接位于远处的网络或者装置（图2中未示出）的路径。例如，源网络可连接到根路由器34，用户网络可连接到叶路由器38。网络30中路由器34～38各自维持描述通过网络10的可用路由的路由信息。在图2实例中，通过网络30的多点LSP32符合MPLS隧道，具体地，包括P2MP LDP LSP。在其它实例中，多点LSP32可包括MP2MP LDP LSP。
在图2所示实例中，根路由器34建立通过网络30从根路由器34到叶路由器38A和38B的多点LSP32。根据mLDP，多点LSP32的设置通过叶路由器38来启动并沿着最短上游路径向根路由器34上游传播。下游路由器35、36和38可基于由路由器维护的路由信息在逐跳地计算向根路由器34的最短上游路径。此外，mLDP标签映射消息被下游分配为使得每个下游路由器为其自己分配标签。每个下游路由器然后将mLDP标签映射消息发送给多点LSP32中的选定上游路由器，所述mLDP标签映射消息包括所分配标签以及识别多点LSP32的多点转发等价类（FEC）。
在图2所示实例中，在接收下游分配标签之后，每个上游路由器34、35和36使标签与用于通过网络30在多点LSP32上发送包的下一跳相关联。每个路由器34、35和36可将具有相关联标签的多点LSP32下一跳安装于路由器的转发信息中。上游路由器34、35和36然后使用具有所分配标签的下一跳将多播流量沿着多点LSP32逐跳转发到叶路由器38。在分支路由器36处，复制多播流量，并且流量的一个副本发送到叶路由器38A以及流量的另一个副本发送到叶路由器38B。
在多点LSP32中节点出现故障的情况下，因为流量将在故障节点处丢弃，所以多播流量不再能根据先前安装于路由器中的下一跳利用多点LSP32到达叶路由器38。例如，在中间节点35出现故障之后，作为对于多点LSP32安装的下一跳从根路由器34转发到节点35的任何多播流量将丢弃。节点35故障分离渡越路由器36处从多点LSP32的上游部分开始的整个多点LSP分支，直至下游渡越路由器36上路由协议收敛为确定向根路由器34的新最短上游路径。除多点LSP32外，使用故障中间节点35转发流量的任何其它LSP也将丢弃流量。
当出现节点故障时，渡越路由器36首先判定到路由器35的上游接口出现故障，然后重新计算向多点LSP32的根路由器34的新最短上游路径。例如，渡越路由器36可能需要大约300至400毫秒（ms）来判定到路由器35的上游接口出现故障。渡越路由器36上路由协议在新最短上游路径上收敛以及mLDP发送新标签分配到新上游路由器可能另外需要大约400ms。此外，例如，新上游路由器37可能需要超过几秒来接收这个标签和为P2MP LSP32转发的节目。路由器37然后将选择路由器34作为其上游路由器并将标签分配发送给P2MP LSP32的路由器34。最后，上游路由器34可能需要不止几秒接收来自路由器37的新标签和为P2MP LSP32转发的节目。之后，流量将开始在新路径上流动。发送到故障节点35的任何流量将被丢弃，直至重新计算出新路径。
本公开技术使用LFA下一跳为多点LSP中多播流量提供本地链路和节点保护机制。更具体地，上游路由器34、35和36中一个或者更多可为多播流量建立备用路径以在多点LSP32中出现故障的情况下到达叶路由器38。备用路径包括具有LFA下一跳的标准型或者P2P LSP，如在单播LDP LSP的情况下，被计算为向叶路由器38的备份最短下游路径。具有LFA下一跳的P2P LSP包括标准型（即简单的）不具有LDP增强的P2P LDPLSP。因此，具有LFA下一跳的P2P LSP不能使用mLDP分配标签直接转发多点LSP32的多播流量。然而，具有LFA下一跳的P2P LSP可使用P2PLSP标签穿遂多播流量。
关于图2描述节点保护机制。例如，根路由器34可包括多点LSP32的PLR路由器，下游渡越路由器36可包括多点LSP32的MP路由器。根据本技术，根路由器34建立从根路由器34到渡越路由器36具有LFA的P2P LSP44以对多点LSP32中渡越路由器35提供本地节点保护。根据LDP，具有LFA的P2P LSP44的设置通过下游渡越路由器36启动并沿着备用路径经由渡越路由器37向根路由器34上游传播。如上所述，具有LFA的P2P LSP44可包括不具有LDP增强的简单P2P LDP LSP，使得渡越路由器37不一定支持mLDP能力。渡越路由器36将隐式空标签或者非空标签分配给具有LFA的P2P LSP44的渡越路由器37。渡越路由器37又将非空标签分配给根路由器34。
为了通过具有LFA的P2P LSP44穿遂多播流量，本公开技术包括使从多点LSP中下游路由器能够分配下一个下一跳的mLDP的扩展。mLDP扩展使路由器34、35、36和38能够将下一个下一跳标签能力告知给网络30中相邻路由器。mLDP扩展也使有能力的上游路由器（capable upstreamrouter）34、35和36能够从它们相应的有能力的下游对等路由器请求下一个下一跳标签，并且有能力的下游路由器38、36和35将它们下一跳标签发送到它们相应的有能力的上游对等路由器。以此方式，有能力的上游路由器34、35和36既可接收下游对等路由器的下一跳标签，又可接收多点LSP32中随后下游路由器的下一个下一跳标签。每个上游路由器34、35和36然后将LFA下一跳安装于其具有标签栈的转发表中，标签栈包括多点LSP中下一个下一跳标签以及P2P LSP标签。
例如，一旦建立多点LSP32，根路由器34将其下一个下一跳标签能力告知给其相邻路由器，例如，网络30中渡越路由器35和渡越路由器37。根路由器34也从其支持下一个下一跳标签能力的相邻路由器中一个或者更多路由器接收下一个下一跳标签能力告知。在接收下一个下一跳标签能力告知之后，上游根路由器34可从有能力的中间路由器35请求多点LSP32的下一个下一跳标签。响应于请求，上游根路由器34从有能力的中间路由器35接收多点LSP32的下一个下一跳标签，所述中间路由器35包括多点LSP32中下游分支对等路由器36的下一个下一跳标签。在一些情况下，多点LSP32中下一跳标签和下一个下一跳标签都可包括在从中间路由器35发送到上游根路由器34的标签映射消息中。
根据本公开中描述的技术，提供对mLDP的下一个下一跳扩展以通过具有LFA的P2P LSP44穿遂多点LSP32中多播流量，P2P LSP44具有作为外标签的P2P LSP标签，同时保持由渡越路由器36给予多点LSP32中故障节点35的下一个下一跳标签作为内标签。以此方式，当下游渡越路由器36从具有下一个下一跳标签的渡越路由器37接收穿遂多播流量时，路由器36能够继续沿着多点LSP32将多播流量转发到安装于其转发信息中的下一跳。
当在节点35出现故障之后根路由器34开始通过具有LFA的P2P LSP44穿遂多播流量时，根路由器34可启动长度大于下游渡越路由器36上先通后断（MBB）计时器的保护到期以停止通过具有LFA的P2P LSP44穿遂P2MP LSP32的多播流量。下游渡越路由器36将经由P2MP LSP32中故障路由器35维持为转发状态，直至对于P2MP LSP32完成MBB步骤。可以假定，下游渡越路由器36将能够收敛，并在MBB间隔期间以信号告知新多点LSP分支。一旦渡越路由器36上MBB计时器到期，路由器36将删除分配给旧上游渡越路由器35的标签。根路由器34上保护到期计时器将清除P2MP LSP32中旧P2MP分支，旧P2MP分支通过具有LFA的P2P LSP44向下游路由器36穿遂多播流量。
为了便于多点LSP32的多播流量的正确转发，根路由器34将具有多点LSP32下一跳标签的主下一跳安装于上游路由器34的转发信息中。根路由器34也将具有标签栈的LFA下一跳安装于上游根路由器34的转发信息中，其中标签栈包括多点LSP32中下一个下一跳标签以及P2P LSP标签。
在主下一跳和LFA下一跳安装于转发信息中之后，上游根路由器34沿着多点LSP32将多播流量转发到具有多点LSP32下一跳标签的主下一跳。在检测到节点35出现故障之后，上游根路由器34开始沿着具有LFA的P2P LSP44将故障中间路由器35周围的多播流量穿遂到具有标签栈的LFA下一跳。以此方式，在节点35出现故障期间，根路由器34通过具有LFA的P2P LSP44将多点LSP32中多播流量穿遂到作为LFA下一跳的渡越路由器37，LFA下一跳具有作为外标签的P2P LSP标签以及作为内标签的下一个下一跳标签。在接收到穿遂多播流量之后，渡越路由器37移除外P2P LSP标签并通过具有LFA的P2P LSP44将具有下一个下一跳标签的多播流量穿遂到下游路由器36。
如上所述，下游路由器36可将具有LFA的P2P LSP44的隐式空标签发送到渡越路由器37。在这个情况下，渡越路由器37从多播流量弹出外P2P LSP标签并将多播流量发送到渡越路由器36，而无需另一个P2PLSP标签。渡越路由器36然后可直接作用于多点LSP32下一个下一跳标签，所述标签为渡越路由器36预期从渡越路由器35接收多点LSP32的流量相同的标签。在其它实例中，下游路由器36可将具有LFA的P2P LSP44非空标签分配给渡越路由器37。在这个情况下，渡越路由器37可将多播流量发送到渡越路由器36，渡越路由器36具有作为外标签的非空P2PLSP标签，并且下游路由器36将首先弹出非空P2P LSP标签以作用于多点LSP12下一个下一跳标签。
本公开技术使具有LFA的P2P LSP44能够用于多点LSP32中多播流量的FRR，直至对于通过网络30的新路径，收敛过程完成。因此，技术减少包丢失，同时MP路由器上路由协议在新拓扑结构中新多点LSP分支上收敛，并且mLDP将新多点LSP分支以信号告知新上游路由器。
图3为示出示例性路由器50的框图，所述路由器50能够支持使用LFA下一跳的快速重路由以为多点LSP提供链路和/或节点保护。作为一个实例，路由器50可包括跨网络建立的多点LSP中的上游路由器或者根路由器。路由器30也可包括跨网络通过上游路由器建立的多点LSP中的下游路由器或者叶路由器。路由器50可操作为如图1所述提供链路保护或者如图2所述提供节点保护。路由器50可与图1路由器14～18和图2路由器34～38中任一个基本上相似地操作。
在图3所示实例中，路由器50包括接口卡56A～56N（“IFC56”），接口卡56A～56N经由入境链路57A～57N（“入境链路57”）接收多播包并经由出境链路58A～58N（“出境链路58”）发送多播包。IFC56通常经由许多接口端口耦接到链路57、58。路由器50也包括控制单元52，控制单元52确定接收包的路由并经由IFC56相应地转发包。
控制单元52维持描述网络拓扑结构的路由信息76，尤其是通过网络路由。路由信息76可包括例如描述网络内各种路由的路由数据以及对应下一跳数据，对应下一跳数据指示网络内针对每个路由的适当相邻装置。路由器50更新路由信息76以准确反映网络拓扑结构。
控制单元52也维持转发信息78，转发信息78使网络目的地与特定下一跳以及对应接口端口相关联。一般地，当路由器50经由入境链路57之一接收具有标签的多播包时，控制单元52根据路由信息76确定包目的地以及相关联下一跳，并根据转发信息78基于包目的地将出境链路58之一上包转发到对应下一跳。
控制单元52包括控制平面路由协议68，控制平面路由协议68包括在一个或者更多处理器上执行的软件进程。在图3实例中，路由协议68包括OSPF70A和IS-IS70N。控制单元52可包括图3中未示出的其它路由协议。路由协议68与内核交互以基于由路由器59接收的路由协议消息来更新路由信息76。作为响应，路由选择单元72基于表示在路由信息76中的网络拓扑结构产生转发信息78。
路由器50的路由选择模块72和LFA模块74合作计算到多点LSP中下游路由器的主下一跳和LFA下一跳。路由选择模块72可执行以路由器50作为源的最短路径优先（SPF）计算，以计算多点LSP中最接近下游路由器的主下一跳。路由选择模块72基于路由信息76来执行SPF计算。
为了计算LFA下一跳，LFA模块74计算以路由器50作为源的SPF以计算到路由器50的每个相邻路由器的距离。LFA模块74然后可沿着P2P LSP向与多点LSP相同的下游路由器选择下一个最接近下游路由器。根据本公开技术，路由器50可在路由器50和下游路由器之间建立具有LFA下一跳的P2P LSP，以绕开多点LSP中受保护链路和/或受保护节点。
在路由器50包括多点LSP的下游路由器或者叶的情况下，路由选择模块72可将主下一跳标签分配给多点LSP中与路由器50相距最低成本距离的上游路由器。此外，路由选择模块72可将LFA下一跳标签分配给P2PLSP中与路由器50相距下一个最低成本距离的备用上游路由器。
在路由器50包括多点LSP的上游路由器或者根的情况下，路由选择模块72从多点LSP中下游路由器接收下一跳标签，并将到作为主下一跳80具有下一跳标签的下游路由器的路由安装于转发信息78中。根据本公开技术，LFA模块74从具有LFA的P2P LSP中备用下游路由器接收P2PLSP标签，并安装到作为具有标签栈82的LFA下一跳的备用下游路由器的路由，标签栈82包括作为外标签的P2P LSP标签以及作为内标签的多点LSP。
根据本公开技术，控制单元52为mLDP60执行提供操作环境。mLDP60包括下一个下一跳标签模块62和下一个下一跳标签能力模块64以支持下一个下一跳标签。mLDP60也包括目标邻接模块66以支持与其它LDP路由器的目标邻接。
如上就图1的描述，为了为多点LSP提供本地链路保护，本技术包括在由多点LSP中受保护链路连接的路由器之间建立目标邻接会话。上游路由器将LFA下一跳安装于其具有标签栈的转发表中，标签栈包括多点LSP的目标邻接会话标签以及在受保护链路周围具有LFA的P2P LSP的P2P LSP标签。
在路由器50包括多点LSP的上游路由器或者根的情况下，路由器50跨具有两个或更多下游路由器或者叶的网络建立多点LSP。根据本技术，当路由器50请求对其在多点LSP中相邻下游路由器的链路保护并且在受保护链路周围建立具有LFA的P2P LSP时，路由器50中目标邻接模块66与多点LSP中相邻下游路由器建立目标邻接会话。目标邻接模块66通过经由路由器之间任何链路定期发送目标单播问候消息到相邻下游路由器来建立目标邻接会话。以此方式，即使当受保护链路出现故障时，只要仍然存在至少一个链路，在至少一个链路上路由器可交换目标问候消息，目标邻接会话就不会出现故障。
目标邻接模块66也可从下游路由器接收目标邻接会话标签。在从多点LSP中下游路由器接收具有LFA的P2P LSP的P2P LSP标签以及目标邻接会话标签之后，LFA模块74将多点LSP中具有标签栈82的LFA下一跳安装于转发信息78中，转发信息78具有作为标签栈外标签的P2P LSP标签以及作为标签栈内标签的多点LSP目标邻接会话标签。
在路由器50包括多点LSP的下游路由器或叶的情况下，路由器50为多点LSP中相邻上游路由器分配下一跳标签，并也可为具有LFA的P2PLSP中备用上游路由器分配下一跳标签。根据技术，当上游路由器请求多点LSP中链路保护并且在受保护链路周围建立具有LFA的P2P LSP时，路由器50中目标邻接模块66从上游路由器接收问候消息以建立目标邻接会话，并将目标邻接会话标签分配给上游路由器。基于所分配标签，上游路由器可安装主下一跳以及具有标签栈的LFA下一跳，标签栈包括P2PLSP标签以及多点LSP目标邻接会话标签。
如上就图2的描述，为了为多点LSP提供本地节点保护，本技术包括对mLDP的扩展，mLDP扩展使下一个下一跳标签能从多点LSP中下游路由器分配。以此方式，上游路由器既可接收下游对等路由器的下一跳标签，又接收多点LSP中随后下游路由器的下一个下一跳。上游路由器然后将LFA下一跳安装于其具有标签栈的转发表中，所述标签栈包括对于多点LSP的下一个下一跳标签以及对于在受保护节点周围具有LFA的P2PLSP的P2P LSP标签。
在路由器50包括多点LSP的上游路由器或者根的情况下，路由器50跨具有两个或者更多下游路由器或者叶的网络建立多点LSP。根据本技术，当路由器50请求多点LSP中节点保护并且在受保护节点周围建立具有LFA的P2P LSP时，下一个下一跳能力模块（next next hop capabilitymodule）64将告知发送到网络中相邻路由器，指示路由器50可支持下一个下一跳标签。此外，下一个下一跳能力模块64从网络中相邻路由器接收告知，指示相邻路由器中至少一部分能支持下一个下一跳标签。
在从多点LSP的下游路由器接收到指示下游路由器能支持下一个下一跳标签的告知之后，路由器50可将下一个下一跳标签请求发送到下游路由器。在从路由器50接收到告知和下一个下一跳标签请求之后，多点LSP中有能力的下游路由器将从多点LSP的随后下游路由器接收的下一个下一跳标签分配给路由器50。在一些情况下，有能力的下游路由器在相同标签映射消息中将下一跳标签和下一个下一跳标签分配给路由器50。下一个下一跳标签模块62确认从下游路由器接收了下一个下一跳标签，并且将多点LSP中具有标签栈82的LFA下一跳安装于转发信息78中，转发信息78具有作为标签栈外标签的P2P LSP标签以及多点LSP中作为标签栈内标签的下一个下一跳标签。
在路由器50包括多点LSP的下游路由器或叶的情况下，路由器50为多点LSP中相邻上游路由器分配下一跳标签，并也可为具有LFA的P2PLSP中备用上游路由器分配下一跳标签。根据本技术，当上游路由器请求多点LSP中节点保护并且在受保护节点周围建立具有LFA的P2P LSP时，下一个下一跳能力模块64将告知发送到网络中相邻路由器，指示路由器50可支持下一个下一跳标签。此外，下一个下一跳能力模块64从网络中相邻路由器接收告知，指示相邻路由器中至少一些能支持下一个下一跳标签。
在从路由器50接收到告知之后，多点LSP中能支持下一个下一跳标签的上游路由器可将下一个下一跳标签请求发送到路由器50。在从上游路由器接收到告知和下一个下一跳标签之后，路由器50内下一个下一跳标签模块62将从多点LSP中随后下游路由器接收的下一个下一跳标签分配给多点LSP中请求下一个下一跳标签的有能力的上游路由器。在一些情况下，路由器50在相同标签映射消息中将下一跳标签和下一个下一跳标签分配给有能力的上游路由器。基于所接收标签，上游路由器可安装主下一跳以及具有标签栈的LFA下一跳，标签栈包括P2P LSP标签以及多点LSP下一个下一跳标签。
图3所示路由器50的体系结构仅为示例性目的示出。本公开并不限于这个体系结构。在其它实例中，路由器50可以各种方式构成。在一个实例中，控制单元52的一些功能可分布于IFC56内。在另一个实例中，控制单元52可包括：路由引擎，路由引擎执行路由功能并维护路由信息库（RIB），例如路由信息76；以及转发引擎，转发引擎执行基于转发信息库（FIB）的包转发，例如根据RIB产生的转发信息78。
控制单元52可仅通过软件或者硬件实施，或者可实施为软件、硬件或者固件的组合。例如，控制单元52可包括执行软件指令的一个或者更多处理器。在这个情况下，控制单元36的各种软件模块可包括存储于电脑可读介质上的可执行指令，诸如含有指令的电脑可读存储介质。嵌入或者编码于电脑可读介质中的指令可促使可编程处理器或者其它处理器执行方法，例如，当指令执行时。电脑可读存储介质可包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、快闪存储器、硬盘、CD-ROM、软盘、磁带、磁介质、光学介质或者其它电脑可读存储介质。
图4示出用于指示路由器是否支持下一个下一跳标签的示例性下一个下一跳（NNH）能力TLV84。根据本公开技术，使用LDP能力TLV来告知下一个下一跳标签能力，LDP能力TLV定义在从路由器发送到网络中相邻路由器的LDP初始化消息中并指示路由器支持的一组能力。关于告知LDP增强的更多信息可在Thoma，B.2009年7月RFC5561，“LDPCapabilities”中找到，其全部内容结合于此作为参考。
新定义NNH能力TLV84可指示路由器支持下一个下一跳标签映射、撤回和请求步骤的能力。如图4所示，NNH能力TLV84包括TLV类型字段（在此例中，NNH能力）、长度字段和状态位（S）。状态位指示由TLV类型指定的能力是否正被告知或者撤回。预留位（保留位）在发送时可设定为零，在接收时可被忽略。
LDP初始化消息用于交换下一个下一跳标签能力意味着在利用相邻路由器发送或者接收任何其它LDP消息之前，路由器可与所述相邻路由器交换LDP初始化消息。除非上游路由器知道下游路由器中至少一些支持下一个下一跳标签能力，上游路由器不能发送NNH标签请求消息到多点LDP LSP中下游路由器。反过来，除非下游路由器知道上游路由器支持下一个下一跳标签能力，否则下游路由器不能发送下一个下一跳标签到多点LDP LSP中上游路由器。当NNH能力TLV84包括在LDP初始化消息中时，路由器既能分配下一个下一跳标签又能接收下一个下一跳标签。当NNH能力TLV84不包括在LDP初始化消息中时，路由器不能发送或者接收下一个下一跳标签。
图5示出示例性LDP NNH标签TLV86，LDP NNH标签TLV86将下一个下一跳标签以信号告知上游路由器。根据图5的实例，LDP NNH标签TLV86定义在用于告知或者撤回下一个下一跳标签映射的消息中。LDP NNH标签TLV86在消息中从NNH有能力的下游路由器发送到多点LDP LSP中NNH有能力的上游路由器。在一些情况下，上游路由器可能已经使用标签请求消息从下游路由器请求下一个下一跳标签，标签请求消息在图6中更详细地描述。
如图5所示，LDP NNH标签TLV86包括类型字段（在此例中，LDPNNH TLV）、长度字段和值字段87。长度字段指示八位的值字段87的长度。值字段87包括至少一对下游分支路由器ID以及通过所述路由器告知的标签。如图5所示，值字段87可包括第一对路由器ID1和标签1至最后一对路由器ID n和标签n，其中n指示连接到能分配下一个下一跳标签的路由器的下游分支路由器数目。
在多点LDP LSP中，下游路由器可在标签映射消息中将其标签发送到上游对等路由器。在下游路由器和上游路由器支持NNH标签能力的情况下，下游路由器也可使用包括在相同标签映射消息中的LDP NNH标签TLV86将其下游分支对等路由器的标签发送到上游路由器。然而，如果下游路由器和上游路由器在LDP初始化消息中没有告知NNH能力TLV84（从图4），那么下游路由器在标签映射消息中不发送LDP NNH标签TLV86到上游路由器。
如果下游分支对等（downstream branch peer）路由器标签之一撤回或者下游分支对等路由器出现故障，那么NNH有能力的下游路由器可在标签撤回消息中将包括具有其标签的特定下游分支对等路由器ID的LDPNNH标签TLV86发送到NNH有能力的上游路由器。同样，当新下游分支对等路由器添加到多点LDP LSP时，NNH有能力的下游路由器可在标签映射消息中使用LDP NNH标签TLV86将新下游分支对等路由器的标签发送到NNH有能力的上游路由器。NNH有能力的下游路由器可包括在标签映射消息或者标签撤回消息的可选参数字段中的LDP NNH标签TLV86以将下游分支对等路由器标签发送或者撤回到NNH有能力的上游对等路由器。
图6示出从下游路由器请求下一个下一跳标签的示例性NNH标签请求消息88。根据本公开技术，NNH标签请求消息88从NNH有能力的上游路由器发送到多点LDP LSP中NNH有能力的下游路由器以请求下游路由器的下游分支对等路由器的下一个下一跳标签。如果上游路由器和下游路由器在LDP初始化消息中没有告知NNH能力TLV84（从图4），那么上游路由器不发送NNH标签请求消息88到多点LDP LSP的下游路由器。
NNH标签请求消息88的编码可为与标准下一跳标签请求消息相同。如图6所示，NNH标签请求消息88包括类型字段（在此例中，NNH标签请求）、消息长度字段、消息ID字段、用于识别特定多点LDP LSP的FEC TLV字段、以及可选参数字段。
如果NNH有能力的下游路由器不具有特定前缀的下一个下一跳标签，那么它可发送相应通知消息到NNH有能力的上游对等路由器。如果NNH标签请求消息88根据需要用于P2P LDP LSP下游路由器，那么假定下一个下一跳路由器使用LDP的全局标签。
图7为示出使用具有LFA下一跳的P2P LSP为多点LSP中流量提供链路保护的示例性操作的流程图。这里就图1上游渡越路由器15而言描述请求对多点LSP12中链路20上多播流量提供本地保护的示例性操作。在上游路由器15和下游路由器16之间链路20出现故障的情况下，上游路由器15使用P2P LFA LSP24将多播流量穿遂到下游渡越路由器16。在使用P2P LFA LSP24的FRR期间，下游路由器16可收敛并基于新网络拓扑结构以信号告知多点LSP12中新多点分支，而无需链路20。
在图1所示实例中，根路由器14建立通过网络10经由渡越路由器15、16从根路由器14到叶路由器18A和18B的多点LSP12。如上就图1的描述，使用LDP，多点LSP设置通过叶路由器18启动并沿着最短上游路径向根路由器14上游传播。标签映射消息向下游分配，使得每个下游路由器为其自己分配标签并将多点LSP12的标签映射消息发送到其选定上游路由器。在一些情况下，上游路由器中一个或者更多可为多播流量建立备用路径以在多点LDP LSP12中出现故障的情况下到达下游路由器。例如，上游路由器可建立具有LFA下一跳的P2P LSP，该P2P LSP被计算为向叶路由器18的备份最短下游路径。
根据本公开技术，上游路由器15在多点LDP LSP12中上游路由器15和下游路由器16之间建立具有LFA的P2P LSP24以为链路20提供链路保护（90）。在图1所示实例中，具有LFA的P2P LSP24可从渡越路由器15经由渡越路由器17到渡越路由器16建立。具有LFA的P2P LSP24可包括不具有LDP增强的简单点对点（P2P）LDP LSP。下游路由器16可启动LSP设置并将隐式空标签发送到备用上游渡越路由器17。渡越路由器17又可将具有P2P LSP标签的标签映射消息发送到上游路由器15。
渡越路由器15然后在渡越路由器15和渡越路由器16之间建立目标邻接会话22（92）。例如，渡越路由器15可通过经由渡越路由器15和渡越路由器16之间任何链路定期发送目标单播问候消息到渡越路由器16来建立目标邻接会话22。以此方式，只要渡越路由器15和渡越路由器16之间仍然存在至少一个链路，并且在所述链路上路由器可交换目标问候消息，目标邻接会话22就不会出现故障。
渡越路由器15将具有多点LSP12目标邻接会话标签的主下一跳安装于上游渡越路由器15的转发信息中（94）。渡越路由器15也将具有标签栈的LFA下一跳安装于上游渡越路由器15的转发信息中，其中标签栈包括多点LSP12目标邻接会话标签以及P2P LSP标签（96）。
在主下一跳和LFA下一跳安装于转发信息中之后，上游渡越路由器15沿着多点LSP12将多播流量转发到具有目标邻接会话标签的主下一跳（98）。在检测到链路出现影响主下一跳的故障之后（100中的“是”分支），上游渡越路由器15开始将到下游渡越路由器16的多播流量沿着具有LFA24的P2P LSP穿遂到具有标签栈的LFA下一跳（102）。当使用P2P LSP24穿遂多播流量时，下游渡越节点16将收敛并基于变更网络拓扑结构以信号告知多点LDP LSP12中新分支。
图8为示出使用具有LFA的P2P LSP为多点LSP中流量提供节点保护的示例性操作的流程图。这里就图2上游根路由器34而言描述为通过多点LSP32中渡越路由器35的多播流量请求本地保护的示例性操作。在上游路由器34和下游路由器36之间的中间路由器35出现故障的情况下，上游路由器34使用P2P LFA LSF44将到渡越路由器34周围的多播流量穿遂到下游渡越路由器36。在使用P2P LFA LSF34的FRR期间，下游路由器36可收敛并基于新网络拓扑结构以信号告知多点LSP32中新多点分支，而无需路由器35。
在图2所示实例中，根路由器34建立通过网络30从根路由器34经由渡越路由器35、36到叶路由器38A和38B的多点LSP32。如上就图2的描述，使用LDP，多点LSP设置通过叶路由器38启动并沿着最短上游路径向根路由器34上游传播。标签映射消息向下游分配，使得每个下游路由器为其自己分配标签并将多点LSP32的标签映射消息发送到其选定上游路由器。在一些情况下，上游路由器中一个或者更多可为多播流量建立备用路径以在多点LDP LSP32中出现故障的情况下到达下游路由器。例如，上游路由器可建立具有LFA下一跳的P2P LSP，该P2P LSP被计算为向叶路由器38的备份最短下游路径。
根据本公开技术，上游根路由器34在多点LDP LSP32中上游路由器34和下游路由器36之间建立具有LFA的P2P LSP44以为渡越路由器35提供节点保护（110）。在图2所示实例中，具有LFA的P2P LSP44可从根路由器34经由渡越路由器37到渡越路由器36建立。具有LFA的P2PLSP44可包括不具有LDP增强的简单P2P LDP LSP。下游路由器36可启动LSP设置并将隐式空标签发送到备用上游渡越路由器37。渡越路由器37又可将具有P2P LSP标签的标签映射消息发送到上游根路由器34。
根路由器34然后将其下一个下一跳标签能力告知给其相邻路由器，例如网络10中渡越路由器35和渡越路由器37（112）。根路由器34可在LDP能力TLV中使用图4NNH能力TLV84来告知其支持下一个下一跳标签映射、撤回和请求步骤。根路由器34也从其支持下一个下一跳标签能力的相邻路由器接收下一个下一跳功能告知（114）。例如，根路由器34可从渡越路由器35接收包括NNH能力TLV84的LDP能力TLV，渡越路由器35告知支持下一个下一跳标签映射、撤回和请求步骤。
在接收下一个下一跳标签能力告知之后，上游根路由器34从NNH有能力的下游路由器请求多点LSP32的下一个下一跳标签（116）。例如，上游路由器34可使用图6中NNH标签请求消息88从中间路由器35为多点LSP32中下游路由器36请求下一个下一跳标签。响应于请求，上游路由器34从NNH有能力的下游路由器35接收多点LSP32的下一个下一跳标签（118）。例如，上游路由器34可从中间路由器35接收图5中LDP NNH标签TLV86，LDP NNH标签TLV86包括多点LSP32中下游路由器36的下一个下一跳标签。在一些情况下，多点LSP32中下一跳标签和下一个下一跳标签可包括在从中间路由器35发送到上游根路由器34的标签映射消息中。
上游根路由器34将多点LSP32中具有下一跳标签的主下一跳安装于上游路由器34的转发信息中（120）。上游路由器34也将具有标签栈的LFA下一跳安装于上游根路由器34的转发信息中，其中标签栈包括多点LSP32的下一个下一跳标签以及P2P LSP标签（122）。
在主下一跳和LFA下一跳安装于转发信息中之后，上游根路由器34沿着多点LSP32将多播流量转发到多点LSP32中具有下一跳标签的主下一跳（124）。在检测到节点出现影响主下一跳的故障之后（126中的“是”分支），上游根路由器34开始将故障中间路由器35周围的多播流量沿着具有LFA的P2P LSP44穿遂到具有标签栈的LFA下一跳（128）。当使用P2P LSP44穿遂多播流量时，下游渡越节点36将收敛并基于变更网络拓扑结构以信号告知多点LDP LSP32的新分支。
除以上描述外或者作为以上描述的替代，描述以下实例。对于本文中描述的任何实例，可利用以下任何实例中描述的特征。
一个实例涉及一种方法，所述方法包括：利用上游路由器，建立到下游路由器的点对点（P2P）标签交换路径（LSP），其中所述上游路由器和所述下游路由器包括在多点LSP中。所述方法还包括：将具有相关联标签栈的备用下一跳安装（install，设置）到所述上游路由器的转发信息中，其中所述标签栈包括与所述P2P LSP相关联的P2P LSP标签以及与所述多点LSP相关联的多点LSP标签。所述方法还包括：沿着所述多点LSP将多播流量从所述上游路由器向所述下游路由器转发；在所述多点LSP中检测到故障之后，使多播流量沿着所述P2P LSP从所述上游路由器向所述下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳。
在一些实例中，当上游路由器请求对在多点LSP中上游路由器和下游路由器之间的直接链路的链路保护时，以及当沿着绕开受保护链路的路径建立P2P LSP时，所述方法还包括在所述上游路由器和所述下游路由器之间建立目标邻接会话。
在一些实例中，将具有标签栈的备用下一跳安装到上游路由器的转发信息中包括安装具有相关联标签栈的备用下一跳，所述相关联标签栈包括P2P LSP标签以及作为多点LSP标签的目标邻接会话标签。在检测到受保护链路出现故障之后，所述方法还包括使多播流量沿着P2P LSP向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳，所述相关联标签栈包括作为外标签的P2P LSP标签和作为内标签的目标邻接会话标签。
在一些实例中，当上游路由器请求对在上游路由器和下游路由器之间的多点LSP的中间路由器的节点保护时，以及当沿着绕开受保护节点的路径建立P2P LSP时，所述方法还包括从中间路由器接收下游路由器的下一个下一跳标签。
在一些实例中，将具有相关联标签栈的备用下一跳安装到上游路由器的转发信息中包括安装具有相关联标签栈的备用下一跳，所述相关联标签栈包括P2P LSP标签以及作为多点LSP标签的下一个下一跳标签。在检测到受保护节点出现故障之后，所述方法还包括使多播流量沿着P2P LSP向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳，所述相关联标签栈包括作为外标签的P2P LSP标签和作为内标签的下一个下一跳标签。
在一些实例中，所述方法还包括：将指示上游路由器支持下一个下一跳标签的下一个下一跳标签能力告知（advertise）给多点LSP中的中间路由器；并且从中间路由器接收指示所述中间路由器支持下一个下一跳标签的下一个下一跳标签能力告知（advertisement）。所述方法还包括：将下一个下一跳标签请求发送到有能力的中间路由器；并且响应于所述请求，从所述中间路由器接收所述下游路由器的下一个下一跳标签。
在一些实例中，所述方法还包括根据对具有多点扩展的标签分发协议（mLDP）的扩展，将指示上游路由器支持对于下一个下一跳标签的映射、撤回和请求步骤（procedure）的下一个下一跳标签能力告知给相邻路由器。所述方法还包括从相邻路由器中一个或者更多路由器接收指示所述一个或者更多相邻路由器支持对于下一个下一跳标签的映射、撤回和请求步骤的下一个下一跳标签能力告知。
在一些实例中，所述方法还包括：利用上游路由器，将下一个下一跳标签请求发送到多点LSP中有能力的相邻下游路由器；并且响应于请求，从多点LSP的有能力的相邻下游路由器接收下一个下一跳标签。在一些实例中，所述方法还包括：利用上游路由器，从多点LSP的有能力的相邻上游路由器接收下一个下一跳标签请求；并且响应于请求，将下一个下一跳标签发送到多点LSP的有能力的相邻上游路由器。
在一些实例中，P2P LSP包括具有无环备用（LFA）下一跳的P2P LSP。在一些实例中，多点LSP包括点对多点（P2MP）LSP和多点对多点（MP2MP）LSP中的一个。
另一个实例涉及多点标签交换路径（LSP）的上游路由器，所述上游路由器包括：转发信息，存储多点LSP的主下一跳以及点对点（P2P）LSP的具有相关联标签栈的备用下一跳。所述上游路由器还包括：控制单元，配置为建立到多点LSP的下游路由器的P2P LSP，并且将具有相关联标签栈的备用下一跳安装到转发信息中，其中所述标签栈包括P2P LSP标签和多点LSP标签。上游路由器的控制单元还配置为沿着多点LSP向下游路由器转发多播流量，并且在多点LSP中检测到故障之后，将多播流量沿着P2P LSP向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳。
在一些实例中，当上游路由器请求对于介于多点LSP中上游路由器和下游路由器之间的直接链路的链路保护时，以及当沿着绕开受保护链路的路径建立P2P LSP时，所述控制单元在所述上游路由器和所述下游路由器之间建立目标邻接会话。
在一些实例中，所述控制单元将具有相关联标签栈的备用下一跳安装于转发信息中，所述相关联标签栈包括P2P LSP标签以及作为多点LSP标签的目标邻接会话标签。在检测到受保护链路的故障之后，所述控制单元使多播流量沿着P2P LSP向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳，所述相关联标签栈包括作为外标签的P2P LSP标签和作为内标签的目标邻接会话标签。
在一些实例中，当上游路由器请求对于介于上游路由器和下游路由器之间的多点LSP的中间路由器的节点保护时，以及当沿着绕开受保护节点的路径建立P2P LSP时，所述控制单元从中间路由器接收下游路由器的下一个下一跳标签。
在一些实例中，所述控制单元将具有相关联标签栈的备用下一跳安装于转发信息中，所述相关联标签栈包括P2P LSP标签以及作为多点LSP标签的下一个下一跳标签。在检测到受保护节点的故障之后，所述控制单元使多播流量沿着P2P LSP向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳，所述相关联标签栈包括作为外标签的P2P LSP标签和作为内标签的下一个下一跳标签。
在一些实例中，所述控制单元将指示上游路由器支持下一个下一跳标签的下一个下一跳标签能力告知给多点LSP中的中间路由器；并且从中间路由器接收指示所述中间路由器支持下一个下一跳标签的下一个下一跳标签能力告知。所述控制单元还将下一个下一跳标签请求发送到有能力的中间路由器；并且响应于所述请求，从所述中间路由器接收所述下游路由器的下一个下一跳标签。
在一些实例中，根据对多点扩展标签分发协议（mLDP）的扩展，所述控制单元将指示上游路由器支持对于下一个下一跳标签的映射、撤回和请求步骤的下一个下一跳标签能力告知给相邻路由器。所述控制单元也从相邻路由器中一个或者更多路由器接收指示所述一个或者更多相邻路由器支持对于下一个下一跳标签的映射、撤回和请求步骤的下一个下一跳标签能力告知。
在一些实例中，所述控制单元将下一个下一跳标签请求发送到多点LSP的有能力的相邻下游路由器；并且响应于请求，从多点LSP中有能力的相邻下游路由器接收下一个下一跳标签。在一些实例中，所述控制单元从多点LSP的有能力的相邻上游路由器接收下一个下一跳标签请求；并且响应于请求，将下一个下一跳标签发送到多点LSP的有能力的相邻上游路由器。
在一些实例中，P2P LSP包括具有无环备用（LFA）下一跳的P2P LSP。在一些实例中，多点LSP包括点对多点（P2MP）LSP和多点对多点（MP2MP）LSP中一个。
又一实例涉及非临时性计算机可读存储介质，包括指令，所述指令促使可编程处理器：利用上游路由器，建立到下游路由器的点到点（P2P）标签交换路径（LSP），其中上游路由器和下游路由器包括在多点LSP中。所述指令还促使可编程处理器将具有相关联标签栈的备用下一跳安装到上游路由器的转发信息中，其中标签栈包括P2P LSP标签和多点LSP标签。所述指令还促使可编程处理器沿着多点LSP将多播流量从上游路由器向下游路由器转发到主下一跳；并且在多点LSP中检测到故障之后，使多播流量沿着P2P LSP从上游路由器向下游路由器穿遂到具有相关联标签栈的备用下一跳。
此外，上述任何实例中阐述的任何特定特征可合并为所述技术的有益实例。即，任何特定特征普遍适用于本公开所有实例。已描述了本公开各种实例。

Claims (13)

1.一种方法，包括：
利用上游路由器建立到下游路由器的点对点（P2P）标签交换路径（LSP），其中，所述上游路由器和所述下游路由器包括在多点LSP中；
将具有相关联的标签栈的备用下一跳设置到所述上游路由器的转发信息中，其中，所述标签栈包括与所述P2P LSP相关联的P2PLSP标签以及与所述多点LSP相关联的多点LSP标签；
沿着所述多点LSP将多播流量从所述上游路由器向所述下游路由器转发；以及
一旦在所述多点LSP中检测到故障，使所述多播流量沿着所述P2P LSP从所述上游路由器向所述下游路由器穿遂到具有所述相关联的标签栈的备用下一跳。
2.根据权利要求1所述的方法，当所述上游路由器请求对在所述多点LSP的所述上游路由器和所述下游路由器之间的直接链路进行链路保护时，以及当沿着绕开受保护链路的路径建立所述P2P LSP时，还包括在所述上游路由器和所述下游路由器之间建立目标邻接会话。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，将具有所述标签栈的所述备用下一跳设置到所述上游路由器的转发信息中包括设置具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳，所述相关联的标签栈包括所述P2P LSP标签以及作为所述多点LSP标签的目标邻接会话标签；以及
其中，一旦检测到受保护链路的故障，使多播流量穿遂包括使多播流量沿着所述P2P LSP向所述下游路由器穿遂到具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳，所述相关联的标签栈包括作为外标签的所述P2P LSP标签和作为内标签的所述目标邻接会话标签。
4.根据权利要求1所述的方法，当所述上游路由器请求对在所述上游路由器和所述下游路由器之间的所述多点LSP的中间路由器进行节点保护时，以及当沿着绕开受保护节点的路径建立所述P2P LSP时，还包括从所述中间路由器接收所述下游路由器的下一个下一跳标签。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中，将具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳设置到所述上游路由器的转发信息包括设置具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳，所述相关联的标签栈包括所述P2P LSP标签以及作为所述多点LSP标签的所述下一个下一跳标签；以及
其中，一旦检测到受保护节点的故障，使所述多播流量穿遂包括使所述多播流量沿着所述P2P LSP向所述下游路由器穿遂到具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳，所述相关联的标签栈包括作为外标签的所述P2P LSP标签和作为内标签的所述下一个下一跳标签。
6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括：
将指示所述上游路由器支持下一个下一跳标签的下一个下一跳标签能力告知给所述多点LSP中的所述中间路由器；
从所述中间路由器接收指示所述中间路由器支持下一个下一跳标签的下一个下一跳标签能力告知；
将下一个下一跳标签请求发送到有能力的中间路由器；以及
响应于所述请求，从所述中间路由器接收所述下游路由器的下一个下一跳标签。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：根据对具有多点扩展的标签分发协议（mLDP）的扩展，
将指示所述上游路由器支持下一个下一跳标签的映射、撤回和请求步骤的下一个下一跳标签能力告知给相邻路由器；以及
从所述相邻路由器中一个或者更多路由器接收指示所述一个或者更多相邻路由器支持下一个下一跳标签的映射、撤回和请求步骤的下一个下一跳标签能力告知。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
利用所述上游路由器将下一个下一跳标签请求发送到所述多点LSP的有能力的相邻下游路由器；以及
响应于所述请求，从所述多点LSP的所述有能力的相邻下游路由器接收下一个下一跳标签。
9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括：
利用所述上游路由器从所述多点LSP的有能力的相邻上游路由器接收下一个下一跳标签请求；以及
响应于所述请求，将下一个下一跳标签发送到所述多点LSP的所述有能力的相邻上游路由器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述P2P LSP包括具有无环备用（LFA）下一跳的P2P LSP。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述多点LSP包括点对多点（P2MP）LSP和多点对多点（MP2MP）LSP中的一个。
12.一种多点标签交换路径（LSP）的上游路由器，包括：
转发信息，存储所述多点LSP的主下一跳以及点对点（P2P）LSP的具有相关联的标签栈的备用下一跳；以及
控制单元，被配置为建立到所述多点LSP的下游路由器的P2PLSP，将具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳设置到所述转发信息中，其中，所述标签栈包括P2P LSP标签和多点LSP标签，沿着所述多点LSP向所述下游路由器转发多播流量，并且一旦在所述多点LSP中检测到故障，将所述多播流量沿着所述P2P LSP向所述下游路由器穿遂到具有所述相关联的标签栈的所述备用下一跳。
13.根据权利要求12所述的上游路由器，还包括用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的装置。
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