CN103718507A - 从主多播树向备多播树进行快速切换的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种在多播网络的网络出口节点上主和备多播树之间的切换的能力。网络出口节点包括：包含第一多播树的第一树标识符的第一MPLS标签记录，包含第二多播树的第二树标识符的第二MPLS标签记录以及包含多个主树标识符和多个备树标识的多播记录。MPLS标签记录分别包括参数，其中参数的值分别指示将被应用于确定是接受还是丢弃分组的分组处理规则。当MPLS标签记录的参数被设置为第一值时，对于是接受还是丢弃经由关联的多播树接收的分组的确定通过将MPLS标签记录的所述树标识符仅与多播记录的主树标识符进行比较来实施。当MPLS标签记录的参数被设置为第二值时，对于是接受还是丢弃经由关联的多播树接收的分组的确定通过将MPLS标签记录的树标识符与多播记录的主树标识符或多播记录的备树标识符进行比较来实施。

Description

从主多播树向备多播树进行快速切换的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及通信网络，并且特别但不仅仅涉及多播通信网络中多播树之间的切换。
背景技术
随着对多播服务的需求持续增长，服务提供商持续追求低成本、带宽高效且能错误恢复的多播传输能力用于支持多播服务。多协议标签切换（MPLS）使用标签切换路径（LSP）实现多种区分的、端到端服务的高效递送。在许多MPLS网络中，将点到多点（P2MP）树用于支持传输各种服务的多播流。在所述网络中，多播流从其退出MPLS网络的网络出口节点经由两个P2MP LSP树接收分组，即主P2MP LSP树和备P2MP LSP树。网络出口节点接受来自主P2MP LSP树的分组直到其出故障，此时，网络出口节点切换为接受来自备P2MP LSP树的分组直到主P2MP LSP树被恢复。
然而不足的是，网络出口节点上的现有多播树切换机制不够快。在现有网络出口节点中，网络出口节点的转发引擎包括MPLS标签记录和多播记录记录，并且，现有网络出口节点上的现有多播树切换机制要求当主P2MP LSP树出故障之后，在流量可以经由备P2MP LSP树被接受之前，对网络出口节点的多播记录记录的信道记录的全部进行重新编程。因此，对于具有n个信道记录的多播记录记录，对该多播记录记录的重新编程是O(n)阶运算，其为完成可以导致相当数量的流量损失。由此，在现有网络出口节点中，当网络出口节点在主和备多播树之间切换时流量被损失，这可以是根据服务级别协定（SLA）或在订户体验质量方面不可接受的。
发明内容
提供一种能力，用于多播网络的网络出口节点上主和备多播树之间的切换。所述网络出口节点包括：第一MPLS标签记录，其包括第一多播树的第一树标识符；第二MPLS标签记录，其包括第二多播树的第二树标识符；以及多播记录记录，其包括多个主树标识符和多个备树标识符。所述MPLS标签记录分别包括参数，其中，所述参数的值分别指示将被应用于确定是接受还是丢弃分组的分组处理规则。当MPLS标签记录的参数被设置为第一值时，对是接受还是丢弃经由关联的多播树接收的分组的确定通过将所述MPLS标签记录的所述树标识符仅与所述多播记录记录的主树标识符进行比较来实施。当MPLS标签记录的参数被设置为第二值时，对是接受还是丢弃经由关联的多播树接收的分组的确定通过将所述MPLS标签记录的所述树标识符与所述多播记录记录的主树标识符或所述多播记录记录的备树标识符进行比较来实施。
附图说明
通过考虑下面结合附图进行的详细描述，可以容易地理解此处的讲授，其中：
图1示出了包括被配置用于多播树之间的切换的网络出口节点的示例性视频分发系统的高层框图；
图2示出了图1的示例性视频分发系统的网络出口节点的示例性数据结构；
图3示出了网络出口节点的一个实施例的高层框图；
图4示出了用于将网络出口节点配置为从主多播树切换到备多播树的方法的一个实施例；
图5示出了在主多播树出故障后接受来自备多播树的分组的方法的一个实施例；以及
图6示出了适于在实施此处描述的功能时使用的计算机的高层框图。
为便于理解，在可能的情况下，已使用相同标号来指定对于附图公共的相同单元。
具体实施方式
此处示出和描述了用于多播树之间的切换的多播树切换能力。多播树切换能力改进多播树之间切换的机制，使得流到流转换可以比对于多播树之间切换的现有机制所可能的更快地被执行。多播树切换能力，经由提供多播树的多播流间切换的快速机制，最小化当切换被实施时对终端用户的影响，其中，所述切换例如是响应于故障（例如部件、链路等）、由于负载共享、由于维护等。多播树切换能力，经由提供快速流切换机制，降低分组损失，并且由此提高终端用户体验质量。
多播树切换能力可以在这样的网络的上下文中有益，其中，在所述网络中，视频流量经由冗余地使用两个多播树的网络被传输，其中，所述两个多播树在相同或不同的入口网络节点处进入网络，以及，所述两个多播树经由网络出口节点（例如用于将视频流量转发到潜在的下游接收者）退出网络。在该上下文中，多播树切换能力提供一种机制，经由该机制，经由两个多播树接收视频流量的网络出口节点可以访问在所述多播树中的一个上接收的视频流量（用于转发到该视频流量的潜在下游接收者），而拒绝在所述多播树中的另一个上接收的视频流量。
尽管主要在广播/多播视频递送系统的上下文中（即，在经由互联网协议（IP）/多协议标签切换（MPLS）网络的视频流量多播传输的上下文中）进行示出和描述，但多播树切换能力可以在任意其它类型的系统中被实现，其中，在所述其它类型的系统中，多播流之间的切换是必要或所需的（例如，在使用其它类型的底层网络和/或协议的其它类型的视频递送系统中，在支持其它类型流量的传输的网络中等，及其各种组合）。
图1示出了包括被配置用于多播树之间的切换的网络出口节点的示例性视频分发系统的高层框图。
示例性视频分发系统100包括源节点110、多播网络120和接收器节点130。多播网络120包括多个路由器1221-1225（统称路由器122）。源节点110、路由器122和接收器节点130经由通信链路耦合并由此进行通信。如图1中所示，源节点110、路由器122和接收器节点130耦合如下：（a）源节点110耦合到路由器1221和1222，（b）路由器1221、1222、1223和1224耦合为完全网状网，（c）路由器1223和1224两者都耦合到路由器1225，以及（d）路由器1225耦合到接收器节点130。
源节点110将视频流量作为视频流（其也可以称为视频信道）进行分发。源节点110将视频流量分发到多播网络120，以便将视频流量多播到接收器节点130。如图1中所示，源节点110将视频流量分发到路由器1221和1222这两者。源节点110可以以任意合适的方式分发视频流量。例如在一个实施例中，源节点110为视频流量的视频流使用唯一的IP多播地址将视频流量作为IP多播分组进行分发。源节点110可以从任意合适的源（例如，在视频流量被存储在源节点110中的情况下从本地，从一个或更多其它网络单元等）获取视频流量。
多播网络120从源节点110接收视频流量，并且对视频流量进行多播以便递送到接收器节点130。多播网络120可以是使用任意合适多播能力的任意合适类型的网络。例如，在一个实施例中，多播网络120是被配置为使用点到多点（P2MP）标签切换路径（LSP）来支持视频流量多播的IP/MPLS网络。本领域的技术人员应当理解P2MP LSP的特征。
如图1中所示，路由器1221和1222从源节点110接收视频流量并将流量多播到路由器1225。路由器1221经由在路由器1221和路由器1225之间配置的主P2MP LSP树1251将视频流量多播到路由器1225，其中，主P2MPLSP树1251经过从路由器1221到路由器1223到路由器1225的路径（其在此处也称为蓝色P2MP LSP或P2MP-蓝色）。路由器1222经由在路由器1222和路由器1225之间配置的备P2MP LSP树1252将视频流量多播到路由器1225，其中，备P2MP LSP树1252经过从路由器1222到路由器1224到路由器1225的路径（其在此处也称为红色P2MP LSP或P2MP-红色）。主P2MP LSP树1251和备P2MP LSP树1252此处统称为P2MP LSP树125。P2MP LSP树125可以以任何合适的方式（例如使用基于资源预留协议-流量工程（PSVP-TE）的控制平面信令，和/或以任意其它合适的方式）在多播网络120中被配置。路由器1221和1222运转为网络入口节点。通常，在该上下文中，网络入口节点是这样的节点，在该节点处：（1）P2MP LSP树起源，以及（2）IP多播分组中从源节点接收的流量被使用MPLS封装以MPLS标签并在P2MP LSP树上进行传送。
如图1中进一步示出的，路由器1225经由主P2MP LSP树1251和备P2MP LSP树1252这两者从视频源110接收视频流量。路由器1225被配置为接受来自P2MP LSP树125中的一个的视频流量，以及丢弃来自P2MPLSP树125中的另一个的视频流量（照此，视频流量是对路由器1225冗余的）。即，路由器1225被配置为，只要主P2MP LSP树1251活跃，就接受来自主P2MP LSP树1251的视频流量并丢弃来自备P2MP LSP树1252的视频流量；以及被进一步配置为，当视频流量从主P2MP LSP树1251不再可得（例如响应于故障）时，切换为接受来自备P2MP LSP树1252的视频流量。如此处描述的，多播树切换功能适于改进路由器1225从接收来自主P2MP LSP树1251的视频流量向接收来自备P2MP LSP树1252的视频流量切换所经由的过程。路由器1225运转为网络出口节点，并且由此在此处可以称为网络出口节点1225。通常，在该上下文中，网络出口节点是这样的节点，在该节点处：（1）P2MP LSP树终止，以及（2）MPLS标签封装被移除，并且流量被作为IP多播分组在一个或更多本地出站接口上传送到流量信道的潜在接收器（示为接收器节点130）。
从前述对示例性视频分发系统100的描述中，应当认识到，多播树切换能力至少在任意支持多个基于IP/MPLS网络云的信道的广播/多播视频递送系统的上下文中适用，其中，视频流量被网络入口节点进行MPLS封装，并经由多播P2MP LSP树传送到网络出口节点。在许多所述应用中，网络出口节点分别经由从网络入口节点起源的P2MP LSP树接收来自两个不同网络入口节点的视频流量。类似地，在许多所述应用中，每个网络出口节点可以选择接收来自对该网络出口节点可用的P2MP LSP树中的任一个的不同信道。该类型的冗余通常用于最小化当主P2MP LSP树中出现故障时的损失（即，经由快速切换到关联于主P2MP LSP树的备P2MP LSP树）。在许多所述应用（例如视频流量递送）中，期望当所述P2MP LSP树故障发生时使流量损失小于一秒。
网络出口节点1225被配置为，实施用于由P2MP LSP树125传输的多播流之间的切换的多播树切换。即，网络出口节点1225被配置为，响应于检测到主P2MP LSP树1251出故障而从主P2MP LSP树1251切换到备P2MP LSP树1252，以及类似地，可以被配置为，响应于检测到主P2MPLSP树1251恢复而从备P2MP LSP树1252切换回主P2MP LSP树1251。
网络出口节点1225包括转发引擎，所述转发引擎被配置为，实现用于P2MP LSP树125之间的切换并且由此用于由P2MP LSP树125传输的多播流之间的切换的多播树切换。转发引擎维护数据结构，所述数据结构被配置用于实现用于由P2MP LSP树125传输的多播流之间的切换的多播树切换。经由参考图2，可以更好地理解用于由P2MP LSP树125传输的多播流之间的切换的数据结构的使用。
图2示出了图1的示例性视频分发系统的网络出口节点的示例性数据结构。图2示出了：（1）主P2MP LSP树1251的故障在网络出口节点1225处被检测到之前数据结构的第一状态201B，以及（2）主P2MP LSP树1251的故障在网络出口节点1225处被检测到之后数据结构的第二状态201A。
如图2中所示，数据结构包括用于主P2MP LSP树1251的第一MPLS标签记录210P和用于备P2MP LSP树1252的第二MPLS标签记录201S（统称为MPLS标签记录210），以及多播记录记录220。
MPLS标签记录210P和201S（其也可以被称为入站标签映射（ILM）表）是分别用于经由主和备P2MP LSP树1251和1252接收的MPLS标签式封装的分组的查找表。MPLS标签记录210对每个P2MP LSP树125唯一。MPLS标签记录210每个都包括树标识符（其标识MPLS标签记录210的P2MP LSP树125）。MPLS标签记录210还每个包括此处称为状态位的新参数，该新参数实现根据多播树切换能力的多播树切换。如此处所描述的，在一个实施例中，当主P2MP LSP树1251出故障时从主P2MP LSP树1251向备P2MP LSP树1252的快速切换经由对备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录210S进行重新编程（并且可选的，经由对主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P进行重新编程）而被达到。
多播记录记录220（其也可以被称为SG表）是用于经由P2MP LSP树125接收的MPLS标签式封装的分组的查找表。多播记录记录220包括针对每个多播信道的多播信道记录，所述多播信道记录包括主树标识符（指示当前被设置为活跃树的P2MP LSP树125的树标识符）和备树标识符（指示当前被设置为备树的P2MP LSP树125的树标识符）。多播记录记录220用于实施基于源和多播地址对经由P2MP LSP树125接收的分组的查找。
MPLS标签记录210和多播记录记录220用于对接收的分组进行处理，例如，用于确定是接受还是丢弃接收的分组。通常，当多播分组在网络出口节点1225处被接收时，来自线路的分组包括将在IP分组内被传输的信息（例如视频），所述IP分组被封装以MPLS报头（其包括MPLS标签），其被进一步封装以以太网报头。当多播分组被接收时，以太网报头被移除，并且来自分组的MPLS报头的MPLS标签用于标识MPLS标签记录210中的哪个应当被用于对分组进行处理（例如使用查找操作或以任意其它合适的方式）。所标识的MPLS标签记录的树标识符然后用作将被与多播记录记录中的信息进行比较以便确定分组应当被接受还是丢弃的树标识符。
如图2中所示，在第一状态201B处，关联于主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P具有蓝色的树标识符和设置为0的状态位，关联于备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录210S具有红色的树标识符和设置为0的状态位，以及多播记录220包括N个条目，其中每个条目具有被设置为蓝色的主树标识符和被设置为红色的备树标识符。换句话说，在主P2MPLSP树1251出故障之前，MPLS标签记录220的每个的状态位的默认值为0。网络出口节点1225的转发引擎被配置为：使得当任一MPLS标签记录210的状态位的值被设置为0并且分组在P2MP LSP树125中的一个上被接收时，转发引擎仅将多播记录220的主树标识符与从分组被接收所经由的P2MP LSP树125的MPLS标签记录210检索出的树标识符进行比较。因此，如图2的状态201B中所示，在主P2MP LSP树1251出故障之前，仅经由主P2MP LSP树1251接收的分组将被接受和进行转发，而经由备P2MP LSP树1252接收的分组将被丢弃。
在第一状态201B处，当分组经由主P2MP LSP树1251被接收时，蓝色树标识符被从关联于主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P中检索出，并且由于状态位值为0，而被仅与多播记录220中的主树标识符进行比较。在此情况下，由于多播记录220中的主树标识符的全部具有蓝色值，所以将找到匹配，并且由此，经由主P2MP LSP树1251接收的分组将被接受并进行转发。
在第一状态201B处，当分组经由备P2MP LSP树1252被接收时，红色树标识符被从关联于主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P中检索出，并且由于状态位值为0，而被仅与多播记录220中的主树标识符进行比较。再次情况下，由于多播记录220中的主树标识符的全部具有蓝色值，所以不会找到匹配，并且由此，经由备P2MP LSP树1252接收的分组将被丢弃。
如图2中所示，在第二状态201A处，当检测到主P2MP LSP树1251的故障时：（1）备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录210S的状态位被从0切换为1，以及（2）已出故障的主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P的树标识符值被设置为无效值，以防止由网络出口节点1225造成的分组重复（即，防止这样的情况，其中，网络出口节点1225接受来自P2MP LSP树125的两个的分组）。因此，在第二状态201A处，关联于主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P具有INV树标识符和设置为0的状态位，关联于备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录210S具有红色树标识符和设置为1的状态位，以及多播记录220包括N个条目，其中，每个条目具有设置为蓝色的主树标识符和设置为红色的备树标识符（即，如在现有多播树切换实现中在流量可以经由备P2MP LSP树1252被接受之前将必需的那样，多播记录220还未被修改）。网络出口节点1225的转发引擎被配置为使得，当备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录210S的状态位被设置为1时，转发引擎考虑将多播记录220的主和备树标识符这两者与从分组被接收所经由的P2MP LSP树125的MPLS标签记录210中检索出的树标识符进行匹配，以及，如果所比较值中的任一个匹配，则分组被接受并进行转发。
在第二状态201A下，当分组经由主P2MP LSP树1251被接收时，树标识符INV被从关联于主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P中检索出，并且被与多播记录220中的主树标识符进行比较。由于多播记录220中的主树标识符的全部具有蓝色值，所以不能找到匹配，并且由此，经由主P2MP LSP树1251接收的分组将被丢弃。应当认识到，尽管当主P2MPLSP树1251处于故障状态下时这可以不是问题，但在当主P2MP LSP树1251被恢复时与用于切换回使用主P2MP LSP树1251的切回操作被实施之间这段持续时间内，这将避免分组重复。
在第二状态201A下，当分组经由备P2MP LSP树1252被接收时，树标识符红色被从关联于主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录210P中检索出，并且由于状态位值为1，而被与多播记录220中的主树标识符和多播记录220中的备树标识符这两者进行比较。在此情况下，即使多播记录220中的主树标识符的全部为蓝色（由于多播记录220还未被重新编程），经由备P2MP LSP树1252接收的分组仍将被接受并由转发引擎进行转发，因为多播记录220中的备树标识符的全部为红色（即，对于多播记录220的备树标识符，将找到匹配）。
这样，在MPLS标签记录210中包含状态位允许网络出口节点1225的转发引擎，响应于检测到主P2MP LSP树1251的故障，在对多播记录220的重新编程被实施之前，开始接受来自备P2MP LSP树1252的流量。
应当认识到，响应于树故障对MPLS标签记录210进行重新编程的运算是确定性的，并且是O(1)阶的，并且因此，当主P2MP LSP树1251出故障时从主P2MP LSP树1251向备P2MP LSP树1252的快速切换能够以很少或没有任何流量损失地被完成。这是超越现有多播树切换实现的重大改进，其中，由于需要于在备P2MP LSP树上接收的分组可以被网络出口节点接受和进行转发之前对多播记录的信道记录的全部N个进行重新编程，所以现有多播树切换实现是O(N)阶的。
在实施多播树切换时网络出口节点的操作，包括用于实现多播树切换的对转发引擎的数据结构的重新编程，可以以任意合适的方式被实施。通过参考如图3中所示的网络出口节点的示例性实施例，可以更好地理解在实施多播树切换时网络出口节点的操作。
图3示出了网络出口节点的一个实施例的高层框图。例如，图3的网络出口节点可以被用作图1的路由器1225，充当针对图1的P2MP LSP树125的网络出口节点。
如图3中所示，网络出口节点300包括许多部件，所述部件协作以实施根据此处所示和描述的多播树切换能力的多播树切换。即，网络出口节点300包括故障检测部件310、MPLS部件320、多播部件330、线路卡编程部件340和转发引擎部件350。如图3中所示，转发引擎部件350维护以下中的每个：主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录351P，备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录351S，以及多播记录352。
通过参考步骤361-366（用于从已出故障的主P2MP LSP树1251切换到备P2MP LSP树1252）和步骤371-378（用于从备P2MP LSP树1252切换回已被恢复的主P2MP LSP树1251），对于为提供多播树切换能力而对网络出口节点300的部件的使用的描述如下。
如此处所描述的，网络出口节点300被配置为，当检测到主P2MP LSP树1251的故障时，从主P2MP LSP树1251切换到备P2MP LSP树1252。关于步骤361-366对此进行了示出和描述。
在步骤361处，故障检测部件310检测到主P2MP LSP树1251的故障。主P2MP LSP树1251的故障可以以任意合适的方式被检测。
在步骤362处，故障检测部件310向MPLS部件320通知已检测到的主P2MP LSP树1251的故障。
在步骤363处，MPLS部件320实施两个动作，即，其（1）向线路卡编程部件340发送消息，用于指示线路卡编程部件340修改备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录351S的状态位（例如，将状态位的值从0改为1），以及用于指示线路卡编程部件340修改主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录351P的树标识符（例如，将树标识符的值改为无效值），以及（2）向多播部件330发送消息，用于向多播部件330通知已检测到的主P2MPLSP树1251的故障。
在步骤364处，线路卡编程部件340在转发引擎部件350上修改备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录351S的状态位，并且在转发引擎部件350上修改主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录351P的树标识符。
在步骤365处（其可以在任意合适的时间被实施），多播部件330实施两个动作，即，其：（1）向线路卡编程部件340发送重编程消息，指示线路卡编程部件340修改多播记录352，所述修改是通过对多播记录352的全部信道记录切换主树标识符和备树标识符，由此使备P2MP LSP树1252的树标识符为针对全部信道记录的主树标识符，以及使主P2MP LSP树1251的树标识符为针对全部信道记录的备树标识符，以及（2）向MPLS部件320发送确认消息（ACK），指示重编程消息被线路卡编程部件340排入队列进行处理。
在步骤366处，线路卡编程部件340实施已请求的对转发引擎350的多播记录352的树标识符的重新编程。
这样，在网络出口节点对多播记录352的树标识符的全部进行重新编程时，P2MP LSP树125的MPLS标签记录351的状态位允许对多播流量的正确选路，这与在现有多播树切换解决方案中相反，其中，在现有多播树切换解决方案中，在主P2MP LSP树1251出故障之后，对多播记录352的树标识符的重新编程需要在分组可以经由备P2MP LSP树1252被接受之前被完成（这可以导致大量分组损失、以及由此对终端用户的重大影响）。
如此处所描述的，网络出口节点300还被配置为，当检测到主P2MPLSP树1251的恢复时，从备P2MP LSP树1252切换回主P2MP LSP树1251。关于步骤371-378对此进行了示出和描述。
在步骤371处，MPLS部件320检测到主P2MP LSP树1251的恢复。主P2MP LSP树1251的恢复可以以任意合适的方式被检测。在一个实施例中，例如，已出故障的主P2MP LSP树1251经由MPLS/RSVP-TE协议机制被恢复。在一个实施例中，网络出口节点可以在采取任何用于切换回使用主P2MP LSP树1251的动作之前等待预定长度的时间。
在步骤372处，MPLS部件320向多播部件330发送消息，用于向多播部件330通知已检测到的主P2MP LSP树1251的恢复。
在步骤373处，多播部件330实施两个动作，即，其：（1）向线路卡编程部件340发送重编程消息，指示线路卡编程部件340修改多播记录352，所述修改是通过对于多播记录352中的全部信道记录切换主树标识符与备树标识符，由此使主P2MP LSP树1251的树标识符为针对全部信道记录的主树标识符，以及使备P2MP LSP树1252的树标识符为针对全部信道记录的备树标识符，以及（2）向MPLS部件320发送确认消息（ACK），指示重编程消息被线路卡编程部件340排入队列进行处理。
在步骤374处，线路卡编程部件340实施已请求的对转发引擎部件350的多播记录352的树标识符的重编程。
在步骤375处，在已请求的对转发引擎部件350的多播记录352的树标识符的重编程完成之后，线路卡编程部件340向多播部件330发送确认消息，指示对转发引擎部件350的多播记录352的重编程完成。在一个可替换实施例中，线路卡编程部件340可以直接向MPLS部件320发送确认消息。
在步骤376处，多播部件330向MPLS部件320发送确认消息，指示对转发引擎部件350的多播记录352的重编程完成。
在步骤377处，MPLS部件320向线路卡编程部件340发送编程消息，指示线路卡编程部件340：（1）纠正主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录351P的树标识符（例如，从无效值到主P2MP LSP树1251的正确树标识符），以及（2）重置备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录351S的状态位（例如，将状态位的值从1改回0）。
在步骤378处，线路卡编程部件340在转发引擎部件350上修改主P2MP LSP树1251的MPLS标签记录351P的树标识符，并且在转发引擎部件350上修改备P2MP LSP树1252的MPLS标签记录351S的状态位。
这样，可以达到从经由备P2MP LSP树1252接收流量向经由主P2MPLSP树1251接收流量的平滑和无损反转。应当认识到，当备P2MP LSP树1252在向主P2MP LSP树1251反转期间活跃时，不再需要将主P2MPLSP树1251的MPLS标签记录351P的状态位从0改为1，因为在对多播记录352的重编程被实施时，流量可以经由备P2MP LSP树1252被接收。
尽管被示为和描述为单独部件，但应当认识到，网络出口节点300的各种部件可以以任意合适的方式被实现（例如，作为单独的物理部件，作为一个或更多物理部件的一个或更多逻辑部分等，及其各种组合）。
图4示出了一种方法的一个实施例，所述方法用于将网络出口节点配置为从主多播树切换到备多播树。
在步骤402处，方法400开始。
在步骤404处，检测到主多播树的故障。
在步骤406处，备多播树的MPLS标签记录被修改。即，MPLS标签记录的状态位被从第一值（这样的值向网络出口节点指示，当确定是接受/转发分组还是丢弃分组时，备多播树的MPLS标签记录的树标识符将被仅与网络出口节点的多播记录的主树标识符进行比较）改为第二值（这样的值向网络出口节点指示，当确定是接受/转发分组还是丢弃分组时，备多播树的MPLS标签记录的树标识符可以被与网络出口节点的多播记录的主树标识符和备树标识符这两者进行比较）。
在步骤408处，主多播树的MPLS标签记录被修改。即，MPLS标签记录的树标识符被从第一值（主多播树的树标识符）改为第二值（无效值）。
在步骤410处，方法400结束。尽管被示为和描述为结束（由于该方法的执行足以使流量能够经由备多播树被接收），但应当认识到，另外的步骤可以在网络出口节点上被实施（例如对多播记录的主和备树标识符进行重编程）。
图5示出了一种在主多播树出故障之后接受来自备多播树的分组的方法的一个实施例。方法500可以针对在主多播树或备多播树任一个上接收的分组被执行。
在步骤502处，方法500开始。
在步骤504处，分组经由多播树被接收。
在步骤506处，识别出关联于多播树的MPLS标签记录。例如，可以使用分组的MPLS报头中的MPLS标签识别MPLS标签记录。
在步骤508处，从MPLS标签记录确定树标识符。
在步骤510处，从MPLS标签记录确定状态位。
在步骤512处，对MPLS标签记录的状态位是零（0）还是壹（1）进行确定。如果状态位是零，则方法500继续进行到步骤5140。如果状态位是壹，则方法500继续进行到步骤5141。
在步骤5140处，应用第一分组处理规则来确定对所接收分组的处理。即，MPLS标签记录的树标识符被仅与多播记录的主树标识符进行比较，以便确定分组是被接受还是被丢弃。
在步骤5141处，应用第二分组处理规则来确定对所接收分组的处理。即，MPLS标签记录的树标识符可以被与多播记录的主树标识符和备树标识符这两者进行比较，以便确定分组是被接受还是被丢弃。
在步骤516处，分组基于比较而被处理，即，分组被接受进行转发（在找到匹配的情况下）或被丢弃（在未找到任何匹配的情况下）。
在步骤518处，方法500结束。
尽管此处关于这样的实施例进行了示出和描述，其中，在所述实施例中，MPLS标签记录的状态位的默认值是“0”，并且当检测到主P2MP LSP树的故障时，在备P2MP LSP树的MPLS标签记录中，状态位被设置为“1”，但应当认识到，在其它实施例中，MPLS标签记录的状态位的默认值是“1”，并且当检测到主P2MP LSP树的故障时，在备P2MP LSP树的MPLS标签记录中，状态位被设置为“0”。
尽管此处主要关于这样的实施例进行了示出和描述，其中，在所述实施例中，使用称为状态位的、具有1位值的参数来提供多播树切换能力，但应当认识到，任意合适的参数或参数的组合可以被用于提供多播树切换能力（例如，使用具有不同参数名的单一位值，使用多位值，使用任意其它合适的值等，及其各种组合）。换句话说，任意合适的参数和关联的参数值可以被用于提供由此处所示和描述的状态位实现的各种能力。
尽管此处主要关于这样的实施例进行了示出和描述，其中，在所述实施例中，多播树切换能力被用于P2MP LSP树之间的切换，但多播树切换能力可以被用于各种其它类型多播树之间的切换。
尽管此处主要关于这样的实施例进行了示出和描述，其中，在所述实施例中，多播树切换能力被用于MPLS网络中的多播树之间的切换，但多播树切换能力可以被用于其它类型多播网络中的多播树之间的切换。
图6示出了适于在实施此处描述的功能时使用的计算机的高层框图。
如图6中所示，计算机600包括处理器单元602（例如中央处理单元（CPU）和/或其它合适的处理器）、存储器604（例如随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等）、协运算模块/进程605以及各种输入/输出设备606（例如用户输入设备（例如键盘、小键盘、鼠标等）、用户输出设备（例如显示器、扬声器等）、输入端口、输出端口、接收器、发送器和存储设备（例如磁带、软盘、硬盘、光盘等））。
应当认识到，此处示出和描述的功能可以用软件和/或硬件来实现，例如，使用通用计算机、一个或更多专用集成电路（ASIC）和/或任意其它硬件等价体。在一个实施例中，协运算进程605可以被加载到存储器604中并被处理器602执行，以便实现此处讨论的功能。由此，协运算进程605（包括关联的数据结构）可以被存储在计算机可读存储介质中，例如RAM存储器、磁或光盘或碟等。
已设想，此处作为软件方法讨论的步骤中的一些可以在硬件中实现，例如作为与处理器协运算以实施各种方法步骤的电路。此处描述的功能/单元的部分可以被实现为计算机程序产品，其中，计算机指令当被计算机处理时，将计算机的运转为使得此处描述的方法和/或技术被调用或被提供。用于调用本发明方法的指令可以被存储在固定或可移除介质中、经由广播或其它信号承载介质中的数据流被发送、和/或被存储在根据指令运行的计算设备中的存储器中。
各种实施例的方面在在权利要求中指定。各种实施例的那些和其它方面在下面编号的条款中指定：
1.一种用于实现在节点处从第一多播树向第二多播树的切换的方法，所述节点包括：第一MPLS标签记录，其包括所述第一多播树的第一树标识符；第二MPLS标签记录，其包括所述第二多播树的第二树标识符；以及多播记录，其包括多个主树标识符和多个备树标识符，所述方法包括：
当检测到所述第一多播树的故障时，将所述第二MPLS标签记录的参数从第一值切换为第二值，所述第一和第二值分别指示将被应用于确定是接受还是丢弃在所述节点处经由所述第二多播树接收的分组的第一和第二处理规则。
2.根据条款1的方法，其中，所述第一处理规则包括：
当经由所述第二多播树接收到分组时，将来自所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符仅与所述多播记录的所述主树标识符进行比较以便确定是接受还是丢弃所述分组。
3.根据条款1的方法，其中，所述第二处理规则包括：
当经由所述第二多播树接收到分组时，将来自所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符与所述多播记录的所述主树标识符或所述备树标识符进行比较以便确定是接受还是丢弃所述分组。
4.根据条款1的方法，其中，所述第一值指示，当经由所述第二多播树接收分组时，仅如果所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符与所述多播记录的所述主树标识符中的一个匹配，则所述分组被接受。
5.根据条款1的方法，其中，所述第二值指示，当经由所述第二多播树接收分组时，如果所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符与所述多播记录的所述主树标识符中的一个或所述备树标识符中的一个匹配，则所述分组被接受。
6.根据条款1的方法，进一步包括：
经由所述第二多播树接收分组；
确定来自所述第二MPLS标签记录的所述第二多播树的所述第二树标识符；
确定来自所述第二MPLS标签记录的所述参数的值；以及
基于来自所述第二MPLS标签记录的所述参数的值，应用所述第一或第二处理规则。
7.根据条款1的方法，进一步包括：
将所述第一MPLS标签记录的树标识符从所述第一树标识符修改为无效值。
8.根据条款7的方法，进一步包括：
当所述第一多播树被恢复时：
经由所述第一多播树接收分组；以及
确定是接受还是丢弃所述接收的分组；
其中，当所述第一多播树的所述MPLS标签记录的树标识符的所述无效值未能与所述多播记录的所述主树标识符中的任一个匹配时，所述分组被丢弃。
9.根据条款1的方法，进一步包括：
经由所述第一多播树接收分组；
确定来自所述第一MPLS标签记录的所述第一多播树的所述第一树标识符；
确定来自所述第二MPLS标签记录的参数的值；以及
基于分组处理规则的结果丢弃所述接收的分组，其中，所应用的所述分组处理规则基于来自所述第一MPLS标签记录的所述参数的值来选择。
10.根据条款1的方法，进一步包括：
通过将所述主树标识符的每个切换为指向所述第二多播树的所述第二树标识符，以及，将所述备树标识符的每个切换为指向所述第一多播树的所述第一树标识符来修改所述多播记录。
11.根据条款10的方法，进一步包括：
当检测到所述第一多播树的恢复时：
通过将所述主树标识符的每个切换为指向所述第一多播树的所述第一树标识符以及将所述备树标识符的每个切换为指向所述第二多播树的所述第二树标识符，来修改所述多播记录；以及
将所述第二MPLS标签记录的参数从所述第二值切换为所述第一值。
12.根据条款1的方法，其中，所述第一和第二多播树点到多点（P2MP）标签切换路径（LSP）树。
13.一种用于实现在节点处从第一多播树向第二多播树的切换的设备，所述节点包括：第一MPLS标签记录，其包括所述第一多播树的第一树标识符；第二MPLS标签记录，其包括所述第二多播树的第二树标识符；以及多播树，其包括多个主树标识符和多个备树标识符，所述设备包括：
处理器，其被配置为：
当检测到所述第一多播树的故障时，将所述第二MPLS标签记录的参数从第一值切换为第二值，所述第一和第二值分别指示将被应用于确定是接受还是丢弃在所述节点处经由所述第二多播树接收的分组的第一和第二处理规则。
14.一种用于在支持第一多播树和第二多播树的节点处接收分组的方法，其中，所述节点包括：第一MPLS标签记录，其包括所述第一多播树的第一树标识符；第二MPLS标签记录，其包括所述第二多播树的第二标识符；以及多播记录，其包括多个主树标识符和多个备树标识符，所述方法包括：
经由所述多播树中的一个接收分组；
确定分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的参数的值；以及
基于所述参数的值，确定将被应用于所述分组的分组处理规则。
15.根据条款14的方法，其中：
当所述参数的值是第一值时，应用第一分组处理规则来确定是接受还是丢弃所述分组；
当所述参数的值是第二值时，应用第二分组处理规则来确定是接受还是丢弃所述分组。
16.根据条款14的方法，其中，当所述参数的值是第一值时，所述分组处理规则包括，将（a）所述分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的所述树标识符仅与（b）所述多播记录的所述主树标识符进行比较，以便确定是接受还是丢弃所述分组。
17.根据条款16的方法，其进一步包括：
应用所述分组处理规则来确定是接受还是丢弃所述分组，其中：
当所述分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的所述树标识符与所述多播记录的所述主树标识符中的一个匹配时，所述分组被接受；
当所述分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的所述树标识符不与所述多播记录的所述主树标识符匹配时，所述分组被丢弃。
18.根据条款14的方法，其中，当所述参数的值是第二值时，所述分组处理规则包括，将（a）所述分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的所述树标识符与（b）所述多播记录的所述主树标识符或所述备树标识符进行比较，以便确定是接受还是丢弃所述分组。
19.根据条款18的方法，进一步包括：
应用所述分组处理规则来确定是接受还是丢弃所述分组，其中：
当所述分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的所述树标识符与所述多播记录的所述主树标识符中的一个匹配或与所述多播记录的所述备树标识符中的一个匹配时，所述分组被接受；
当所述分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的所述树标识符不与所述多播记录的所述主树标识符或所述备树标识符匹配时，所述分组被丢弃。
20.一种用于在支持第一多播树和第二多播树的节点处接收分组的设备，其中，所述节点包括：第一MPLS标签记录，其包括所述第一多播树的第一树标识符；第二MPLS标签记录，其包括所述第二多播树的第二树标识符；以及多播记录，其包括多个主树标识符和多个备树标识符，所述装置包括：
处理器，被配置为：
经由所述多播树中的一个接收分组；
确定分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的参数的值；以及
基于所述参数的值，确定将被应用于所述分组的分组处理规则。
尽管此处已示出和详细描述了包含本发明的讲授的各种实施例，但本领域的技术人员可以容易地设想许多其它仍包含这些讲授的改变的实施例。

Claims (10)

1.一种用于实现在节点处从第一多播树向第二多播树的切换的方法，所述节点包括：包含所述第一多播树的第一树标识符的第一MPLS标签记录、包含所述第二多播树的第二树标识符的第二MPLS标签记录、以及包含多个主树标识符和多个备树标识符的多播记录，所述方法包括：
当检测到所述第一多播树的故障时，将所述第二MPLS标签记录的参数从第一值切换为第二值，所述第一和第二值分别指示将被应用于确定是接受还是丢弃在所述节点处经由所述第二多播树接收的分组的第一和第二处理规则。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述第一处理规则包括：
当分组经由所述第二多播树被接收时，将来自所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符仅与所述多播记录的所述主树标识符进行比较以便确定是接受还是丢弃所述分组。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述第二处理规则包括：
当分组经由所述第二多播树被接收时，将来自所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符与所述多播记录的所述主树标识符或所述备树标识符进行比较以便确定是接受还是丢弃所述分组。
4.根据权利要求1的方法，其中：
所述第一值指示，在经由所述第二多播树接收分组时，只有当所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符与所述多播记录的所述主树标识符中的一个匹配，所述分组才被接受；以及
所述第二值指示，在经由所述第二多播树接收分组时，只有当所述第二MPLS标签记录的所述第二树标识符与所述多播记录的所述主树标识符中的一个或所述备树标识符中的一个匹配，所述分组才被接受。
5.根据权利要求1的方法，进一步包括：
经由所述第二多播树接收分组；
确定来自所述第二MPLS标签记录的所述第二多播树的所述第二树标识符；
确定来自所述第二MPLS标签记录的所述参数的值；以及
基于来自所述第二MPLS标签记录的所述参数的值，应用所述第一或第二处理规则。
6.根据权利要求1的方法，进一步包括：
将所述第一MPLS标签记录的所述树标识符从所述第一树标识符修改为无效值。
7.根据权利要求1的方法，进一步包括：
经由所述第一多播树接收分组；
确定来自所述第一MPLS标签记录的所述第一多播树的所述第一树标识符；
确定来自所述第一MPLS标签记录的参数的值；以及
基于分组处理规则的结果丢弃所述接收的分组，其中，所应用的所述分组处理规则基于来自所述第一MPLS标签记录的所述参数的值来选择。
8.根据权利要求1的方法，进一步包括：
通过将所述主树标识符的每个切换为指向所述第二多播树的所述第二树标识符以及将所述备树标识符的每个切换为指向所述第一多播树的所述第一树标识符来修改所述多播记录。
9.一种用于实现在节点处从第一多播树向第二多播树的切换的设备，所述节点包括：包含所述第一多播树的第一树标识符的第一MPLS标签记录、包含所述第二多播树的第二树标识符的第二MPLS标签记录、以及包含多个主树标识符和多个备树标识符的多播记录，所述设备包括：
处理器，被配置为：
当检测到所述第一多播树的故障时，将所述第二MPLS标签记录的参数从第一值切换为第二值，所述第一和第二值分别指示将被应用于确定是接受还是丢弃在所述节点处经由所述第二多播树接收的分组的第一和第二处理规则。
10.一种用于在支持第二多播树和第二多播树的节点处接收分组的方法，其中，所述节点包括：包含所述第一多播树的第一树标识符的第一MPLS标签记录、包含所述第二多播树的第二树标识符的第二MPLS标签记录、以及包含多个主树标识符和多个备树标识符的多播记录，所述方法包括：
经由所述多播树中的一个接收分组；
确定分组被接收所经由的多播树的所述MPLS标签记录的参数的值；以及
基于所述参数的所述值，确定将被应用于所述分组的分组处理规则。
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