CN103595641B

CN103595641B - 一种标签分发协议与内部网关协议同步的装置和方法

Info

Publication number: CN103595641B
Application number: CN201310547458.4A
Authority: CN
Inventors: 姚跃腾; 郭威; 赵昌峰
Original assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2017-06-06
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: CN103595641A

Abstract

本发明提供一种标签分发协议与内部网关协议同步的装置和方法。所述方法包括：当本设备单链路连接有多个LDP邻居时，分别为单链路上的多个邻居建立绑定关系组，所述绑定关系组的开销初始值为0；向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值，所述开销值包括单链路开销值以及该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值；计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。通过本发明的技术方案，有效避免了链路切换造成的报文转发中断。

Description

一种标签分发协议与内部网关协议同步的装置和方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种标签分发协议与内部网关协议同步的装置和方法。

背景技术

IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议）是一种专用于一个自治域系统内部使用的路由协议，包括OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）路由协议和IS-IS（Intermediate System-to-Intermediate System，中间系统到中间系统）路由协议等。其中，OSPF和IS-IS这两个路由协议都是链路状态路由协议，是指通过在网络中收集所有路由器相关的链路状态并通过计算得到相应路由信息的协议。一般将一台路由器上运行路由协议的接口信息以及邻居信息称为链路状态。

LDP（Label Distribution Protocol，标签分发协议）是MPLS（Multi-ProtocolLabel Switching，多协议标签交换）体系中的一种重要的协议，规定了标签分发过程中的各自消息以及相关处理过程。通过LDP协议，LSR（Label Switching Router，标签交换路由器）可以把网络层的IP路由信息映射到MPLS的LSP（Label Switched Path，标签交换路径）上。LDP会话是指建立在TCP连接之上的LDP协议连接，用于在LSR之间交换FEC（ForwardingEquivalence Class，转发等价类）标签映射。

LDP是基于IGP最优路由建立LSP，IGP计算最优路由的速度要远远快于LDP会话的建立。在某条链路恢复连接后，IGP通告了该链路的正常开销值并使用了这条链路，但此时该链路上的LDP LSP尚未建立，或者是当某条链路上的LDP会话故障后，IGP继续使用这条链路，这些LDP和IGP不同步的情况下，都会导致MPLS报文转发中断。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种标签分发协议LDP与内部网关协议IGP同步的装置，应用多协议标签交换MPLS网络中边缘路由转发设备上，所述装置包括：

邻居配置模块，用于当本设备单链路连接有多个LDP邻居时，分别为单链路上的多个邻居建立绑定关系组，所述绑定关系组的开销初始值为0，并通知开销通告模块发送通告；

开销通告模块，用于向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值，所述开销值包括单链路开销值以及该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值；

开销计算模块，用于计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。

进一步地，所述邻居配置模块，进一步用于在本设备到所述多个LDP邻居的LDP会话故障时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由0置为最大，并通知所述开销通告模块发送通告。

进一步地，所述邻居配置模块，进一步用于在本设备到所述该LDP邻居的LDP会话故障恢复时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由最大置为初始值，并通知所述开销通告模块发送通告。

进一步地，所述邻居判断模块，用于在建立LDP关系时，判断本设备单链路上是否连接有多个LDP邻居。

进一步地，所述开销通告模块，进一步用于通过链路状态路由协议报文中绑定关系组字段携带所述绑定关系组的开销值。

本发明还提供一种标签分发协议LDP与内部网关协议IGP同步的方法，应用多协议标签交换MPLS网络中边缘路由转发设备上，所述方法包括：

当本设备单链路连接有多个LDP邻居时，分别为单链路上的多个邻居建立绑定关系组，所述绑定关系组的开销初始值为0；

向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值，所述开销值包括单链路开销值以及该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值；

计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。

进一步地，所述方法还包括：在本设备到所述多个LDP邻居的LDP会话故障时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由0置为最大，并发送通告。

进一步地，所述方法还包括：在本设备到所述该LDP邻居的LDP会话故障恢复时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由最大置为初始值，并发送通告。

进一步地，所述方法还包括：在建立LDP关系时，判断本设备单链路上是否连接有多个LDP邻居。

进一步地，向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值的过程包括：通过链路状态路由协议报文中绑定关系组字段携带所述绑定关系组的开销值。

由以上描述可以看出，本发明为单链路上的多个LDP邻居分别设备绑定关系组开销值，进而区分到单链路上各个LDP邻居的开销值。在不影响原有的LDP和IGP同步功能的基础上，实现LDP和IGP的完全同步，在链路切换的时候避免报文转发中断。

附图说明

图1是本发明一种实施方式组网示意图；

图2是本发明一种实施方式中LDP与IGP同步装置的逻辑结构图；

图3是本发明一种实施方式中LDP与IGP同步方法的流程示意图；

图4是本发明一种实施方式中OSPF协议链路状态路由协议报文格式图；

图5是本发明一种实施方式OSPF协议链路状态路由协议报文绑定关系组字段图；

图6是本发明一种实施方式IS-IS协议链路状态路由协议报文绑定关系组字段图。

具体实施方式

为了解决上述由于LDP和IGP不同步所导致的MPLS报文转发中断的问题，目前的做法是启用LDP和IGP同步功能。具体地，在LDP会话还没有建立完毕时，IGP为该LDP会话链路通告最大的开销值，使得这条链路在IGP拓扑中可见，但是在LDP会话建立之前，不选择这条链路通信。只有在LDP会话建立完成后，IGP才会为这条链路通告正常的开销值。在某些特殊的情况下，比如：LDP的标签分发控制方式为有序方式、LDP协议重启或者倒换等，通常会配置适当的延迟时间，即LDP会话建立完成后，等待所述延迟时间后，再通知IGP，这样最大限度地缩短MPLS流量转发中断的时间。

请参考图1所示的组网示意图。其中，涉及的相关设备有：

CE（Customer Edge，用户网络边缘设备）：有接口直接与服务提供商边缘路由器相连。CE可以是路由器或交换机，也可以是一台主机。CE“感知”不到VPN的存在。

PE（Provider Edge，服务提供商边缘路由器）：是服务提供商网络的边缘设备，与用户的CE直接相连。在MPLS网络中，对VPN的所有处理都发生在PE上。

P（Provider，服务提供商网络中的骨干路由器）：不与CE直接相连。P设备只需具备基本MPLS转发能力。

在图1所示的组网示意图中，PE1、P1、P2、P3、PE2之间建立LDP邻居作为L3VPN（Layer3Virtual Private Network，三层虚拟专用网）的公网。P2和P3通过交换机和PE1相连，CE1和CE2作为私网相互通信。CE1到CE2就有三条路径可选：PE1-->P1-->P2-->PE2（对应链路L1-->L2-->L6），PE1-->交换机-->P2-->PE2（对应链路L3-->L4-->L6）以及PE1-->交换机-->P3-->PE2（对应链路L3-->L5-->L7），由于各个路径的路由开销值不同，整个组网中CE1到CE2互通会形成主备链路。假设，PE1-->交换机-->P2-->PE2（对应链路L3-->L4-->L6）是主链路，PE1-->P1-->P2-->PE2（对应链路L1-->L2-->L6）是备链路。在实际使用中，可能会发生主链路和备链路之间的切换。如果链路L3断开，则报文转发会切换到备链路L1上，但当L3恢复时由于LDP是基于路由建立的，此时，链路L3上的LDP会话还未完成建立，公网LSP仍然是走备链路PE1-->P1->P2-->PE2（对应链路L1-->L2-->L6），但是PE1上优选路由已经为链路L3，这样就会导致公网LSP和优选路由不一致，出现报文转发中断的情况，并将一直持续到主链路PE1-->交换机-->P2-->PE2上的LDP邻居建立完成。为了避免这种情况出现，启用LDP和IGP同步功能，即，在路由协议重新建立，而主链路PE1-->交换机-->P2-->PE2上LDP会话尚未建立的这段时间内，PE1上仍然通告链路L3的最大路由开销值，直到链路L3上完成LDP会话的建立。

目前，在实现LDP和IGP同步功能的时候，路由协议都是基于链路建立的。请进一步参考图1，PE1通过交换机和P2以及P3相连，PE1同时和P2、P3建立LDP邻居关系。如果链路L4故障，由于PE1上已经配置了主链路和备链路的信息，PE1就会把从CE1到CE2的报文切换到备链路PE1-->P1-->P2-->PE2（对应链路L1-->L2-->L6）上，此时，PE1不会通告链路L3的开销值最大，因为如果PE1通告链路L3开销值最大，会同时影响PE1到P3的报文转发。在链路L4故障恢复后，PE1启动回切，但此时，对于PE1来说，链路L3-->L5仍然建立有和P3的邻居关系，如果触发LDP和IGP同步功能，即PE1通告链路L3开销值最大，将对链路L3-->L5也造成影响，因此，当前的LDP和IGP同步功能是基于链路来实现的，不会区分邻居设备，只有在链路L3出现故障的时候，才会触发LDP和IGP同步功能。这样就会造成在链路L4故障恢复PE1启动链路回切时，不触发LDP和IGP同步功能，仍然会存在报文转发中断的情况。

针对上述方案存在的问题，本发明提供一种标签分发协议与内部网关协议同步的装置，该装置作为一个逻辑装置，其应用于多协议标签交换MPLS网络中边缘路由转发设备上。作为该逻辑装置的运行载体的边缘路由转发设备PE，其硬件环境通常至少都包括有CPU、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括各种转发芯片等硬件。请参考图2和图3，所述装置在逻辑层面包括有：邻居判断模块、邻居配置模块、开销通过模块以及开销计算模块。在本发明的一种实施方式中，

所述邻居判断模块用于在建立LDP关系时，判断本设备单链路上是否连接有多个LDP邻居。当本设备单链路连接有多个LDP邻居时，分别为单链路上的多个邻居建立绑定关系组，所述绑定关系组的开销初始值为0，并通知开销通告模块发送通告。

所述开销通过模块用于向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值，所述开销值包括单链路开销值以及该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。

所述开销计算模块用于计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。

上述步骤中，在单链路多邻居的组网环境中，分别为单链路上的各个邻居建立绑定关系组，并对应设置所述绑定关系组的开销值。具体地，以OSPF协议为例，对端接口IP地址、对端LSR-ID、对端Router-ID可以用来唯一确定一个绑定关系组。仍以图1所示的组网图为例，PE1发现链路L3上存在两个LDP会话，进而根据P2端链路L4的对端接口IP地址、LSR-ID以及Router-ID建立一个绑定关系组A1，根据P3端链路L5的对端接口IP地址、LSR-ID以及Router-ID建立一个绑定关系组A2，并为A1和A2分别设置开销值。通过绑定关系组的设置，PE1可以区分到P2和P3的开销值。其中，PE1到P2的开销值等于单链路的开销值加上绑定关系组A1的开销值，PE1到P3的开销值等于单链路的开销值加上绑定关系组A2的开销值。

进一步地，所述绑定关系组的开销初始值为0。即，在LDP会话正常的情况下PE1到P2和P3的开销值相同，不加以区分。当LDP会话故障的时候，所述邻居配置模块将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由0置为最大，并通知所述开销通告模块发送通告。比如，图1中链路L4的LDP会话故障，PE1在将从CE1到CE2上的报文切换到备链路PE1-->P1-->P2-->PE2（对应链路L1-->L2-->L6）的同时，所述邻居配置模块将绑定关系组A1的开销值由0置为最大值。此时，所述开销计算模块计算PE1到P2的开销值就是最大值，在有其他链路可选的情况下，PE1不会选择链路L3-->L4进行报文转发，而PE1到P3的开销值不变，不会影响PE1到P3的报文转发。

更进一步地，所述邻居配置模块在到所述LDP邻居的LDP会话故障恢复时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由最大置为初始值，并通知所述开销通告模块发送通告。比如，在链路L4的LDP会话故障恢复后，所述邻居配置模块将绑定关系组A1的开销值由最大置为初始值0，恢复链路L3-->L4上的报文转发。

优选地，在本发明一种实施方式中，邻居配置模块可以为所述绑定关系组A1和A2的开销值设置标志位。所述标志位可以用0和1来表示不同的状态。比如，将标志位置为0，则表示LDP会话正常，所述路由计算模块计算到所述LDP会话正常的绑定关系组的开销值等于单链路开销值加上0，其实就是单链路的开销值。在LDP会话故障的时候，将标志位置为1，所述路由计算模块计算到所述LDP会话故障的绑定关系组的开销值等于单链路开销值加上该绑定关系组的最大开销值。需要注意的是，本发明中所述LDP会话故障包括但不限于LDP协议重启、LDP协议倒换、LSP故障以及LDP会话上的物理链路故障等。

在上述实施方式中，所述开销通告模块在建立LDP会话以及LDP会话状态发生变化的时候，向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述LDP邻居的开销值。当本设备单链路连接有多个LDP邻居时，所述开销通告模块通告的开销值包括单链路开销值以及该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。以OSPF协议为例，请参考图4，所述开销通告模块在原有链路状态广播LSA报文中添加新增绑定关系组字段用以携带所述绑定关系组的开销值。该报文中本发明绑定关系组字段如图5所示，其中，各字段所描述的内容如下：

Link ID：该字段用于描述绑定关系组中的邻居，即对端Router-ID。

Link Data：该字段用于描述绑定关系组中的对端接口IP地址。

Type：该字段用于描述Link ID的类型。

#TOS：该字段为协议原有字段，本发明未做修改。

metric：该字段用于描述绑定关系组的开销值。

所述开销通告模块向一条链路上只有一个邻居的设备通告路由信息的时候，使用原有LSA报文即可。向绑定关系组的邻居中的邻居设备通告路由信息的时候，使用增加图5所示的报文格式。当LDP会话故障的时候，所述开销通告模块在metric字段中添加已被置为最大的绑定关系组开销值。当LDP会话故障恢复的时候，所述开销通告模块在metric字段中添加初始值0。MPLS网络中其它路由转发设备接收到该增加字段的LSA报文后，在计算开销值的时候需要加上绑定关系组字段中metric携带的开销值。仍以图1所示的组网图为例，当链路L4上的LDP会话故障时，开销通告模块通告绑定关系组A1最大开销值，其它设备在计算到达P2的路由时，加上LSA报文中字段metric的值后也变成了最大值，但并不影响计算到达P3的路由开销。

需要注意的是，本发明不限制在OSPF协议中，IS-IS协议同样适用。在IS-IS协议中，所述对端Router-ID是对端System-ID。所述开销通告模块在原有的链路状态UPD报文中增加如图6所示的绑定关系组字段。其中，各字段所描述的内容如下：

type：该字段用于描述新增字段的类型，为自定义值。

lenth：该字段用于描述新增字段长度。

Virtial：该字段用于标识路由域的分层。

Bind Metric：该字段用于描述绑定关系组的开销值。

Neighbour System ID：该字段用于描述对端System-ID。

本发明还提供一种标签分发协议与内部网关协议同步的方法，应用多协议标签交换MPLS网络中边缘路由转发设备上。请进一步参考图3，所述方法包括如下步骤：

步骤101，在建立LDP关系时，判断本设备单链路上是否连接有多个LDP邻居。

步骤102，当本设备单链路连接有多个LDP邻居时，分别为单链路上的多个邻居建立绑定关系组，所述绑定关系组的开销初始值为0。

步骤103，向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值，所述开销值包括单链路开销值以及该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。

步骤104，计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值。

上述步骤中，在单链路多邻居的组网环境中，分别为单链路上的各个邻居建立绑定关系组，并对应设置所述绑定关系组的开销值。仍以图1所示的组网图为例，PE1发现链路L3上存在两个LDP会话，进而根据P2端链路L4的对端接口IP地址、LSR-ID以及Router-ID建立一个绑定关系组A1，根据P3端链路L5的对端接口IP地址、LSR-ID以及Router-ID建立一个绑定关系组A2，并为A1和A2分别设置开销值。通过绑定关系组的设置，PE1可以区分到P2和P3的开销值。其中，PE1到P2的开销值等于单链路的开销值加上绑定关系组A1的开销值，PE1到P3的开销值等于单链路的开销值加上绑定关系组A2的开销值。

进一步地，所述绑定关系组的开销初始值为0。即，在LDP会话正常的情况下PE1到P2和P3的开销值相同，不加以区分。当LDP会话故障的时候，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由0置为最大，并发送通告。

更进一步地，在到所述LDP邻居的LDP会话故障恢复时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由最大置为初始值，并发送通告。

优选地，向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值的过程包括：通过链路状态路由协议报文中绑定关系组字段携带所述绑定关系组的开销值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种标签分发协议LDP与内部网关协议IGP同步的装置，应用多协议标签交换MPLS网络中边缘路由转发设备上，其特征在于，所述装置包括：

开销计算模块，用于计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值；

所述邻居配置模块，进一步用于在本设备到所述多个LDP邻居的LDP会话故障时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由0置为最大，并通知所述开销通告模块发送通告。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述邻居配置模块，进一步用于在本设备到所述该LDP邻居的LDP会话故障恢复时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由最大置为初始值，并通知所述开销通告模块发送通告。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

邻居判断模块，用于在建立LDP关系时，判断本设备单链路上是否连接有多个LDP邻居。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述开销通告模块，进一步用于通过链路状态路由协议报文中绑定关系组字段携带所述绑定关系组的开销值。

5.一种标签分发协议LDP与内部网关协议IGP同步的方法，应用多协议标签交换MPLS网络中边缘路由转发设备上，其特征在于，所述方法包括：

计算本设备到所述多个LDP邻居的开销值，到每一个所述多个LDP邻居的开销值等于单链路开销值加上该LDP邻居对应的绑定关系组的开销值；在本设备到所述多个LDP邻居的LDP会话故障时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由0置为最大，并发送通告。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在本设备到所述该LDP邻居的LDP会话故障恢复时，将该LDP邻居的绑定关系组的开销值由最大置为初始值，并发送通告。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在建立LDP关系时，判断本设备单链路上是否连接有多个LDP邻居。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

向MPLS网络中其它路由转发设备通告本设备到所述多个LDP邻居的开销值的过程包括：通过链路状态路由协议报文中绑定关系组字段携带所述绑定关系组的开销值。