CN104038417A - 应用于mpls网络的服务实例 - Google Patents

Abstract

使用路由系统LSA在MPLS域内分布全域唯一节点标识符和全域唯一的服务标识符。MPLS网络上的节点为每个目的地计算最短路径树并且基于所计算的树来设置单播转发状态。节点还在通告对共用服务标识符的共同兴趣的节点之间设置多播连接。不是分布与单播和多播连接结合使用的标签，而是节点确定性地计算标签。可以计算任何数目的标签上下文。标签可以是对于每个单播路径或每个多播来说全域唯一的，或者可以是本地唯一的并且被确定性地计算以提供用于相关联路径的转发上下文。多播和单播路径可以是全等的，不过这不是要求。

Description

应用于MPLS网络的服务实例

本申请是申请人岩星比德科有限公司于2011年5月13日提交的同名中国专利申请200980145336.4的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月14日提交的美国临时专利申请序号No.61/114,558以及2009年3月27日提交的美国实用新型专利申请序号No.12/412,589的优先权，通过引用将它们中的每一个的内容结合于此。

技术领域

本发明涉及通信网络并且更特别地涉及用于使得服务实例的概念（notion）能够被应用于MPLS网络的方法和设备。

背景技术

数据通信网络可以包括各种交换机、路由器、集线器以及其他被耦合并且被配置成接收数据且在网络上转发数据的设备。这些设备将在本文中被称为“网络元件”。网络元件通常不是数据的消费者，而是被用于接收且转发数据以使得数据可以通过网络。通过使得网络元件能够通过通信链路在彼此之间传递协议数据单元（例如帧、分组、信元或段）来通过网络传送数据。特别的协议数据单元可以由多个网络元件来处理并且跨越多个通信链路，因为其通过网络在其源和其目的地之间行进。

通信网络上的各种网络元件使用优选的规则集合（在本文中被称为协议）彼此进行通信。不同的协议被用来管理通信的不同方面，例如应如何形成用于在网络元件之间传输的信号，协议数据单元的各个方面应该看起来是什么样的，网络元件应该如何通过网络路由或处理协议数据单元，以及应该如何在网络元件之间交换信息（例如路由信息）。

在以太网网络架构中，被连接到网络的设备竞争在任何给定时间使用共享的电信路径的能力。在多个网桥或节点被用于互连网络段的情况下，常常存在到相同目的地的多个潜在路径。该架构的优点是它提供网桥之间的路径冗余并且允许以附加链路的形式向网络增加容量。然而，为了防止形成回路，生成树通常被用来约束在网络上广播业务的方式。因为路由是通过广播帧并且等待响应而获悉的，并且因为请求和响应二者将遵循生成树，所以大多数（如果不是全部）业务将遵循作为生成树的一部分的链路。这通常导致过度利用生成树上的链路以及未充分利用不是生成树的一部分的链路。

为了克服以太网网络固有的一些限制，在2006年10月2日提交的题为“Provider Link State Bridging”的申请No.11/537,775中公开了供应商链路状态桥接网络（链路状态协议控制的以太网网络的一个示例），通过引用将其内容结合在本文中。还在2007年2月5日提交的题为“MULTICAST IMPLEMENTATION IN A LINK STATE PROTOCOL CONTROLLED ETHERNET NETWORK”的美国专利申请No.11/702,263中进一步描述了PLSB，通过引用将其内容结合在本文中。

PLSB使用诸如中间系统到中间系统（ISIS）之类的链路状态协议来使得网络元件能够交换链路状态路由信息。节点使用链路状态路由信息来计算通过网络的最短路径。因为使用了最短路径路由，所以可以从每个源节点来计算最短路径树以避免使用生成树协议，以使得可以在网络上增加链路利用。

MPLS网络可以被构建在以太网网络或其他通信网络上。在MPLS网络中，使用信令协议来建立通过网络的标签交换路径，以使得可以跨越网络在任何期望路径上转发业务。在操作中，入口节点（标签边缘路由器或者简称LER）将接收分组并且确定分组将采用哪条路径通过网络。LER将外部标签应用于分组并且在标签交换路径（LSP）上转发分组。LSP上的标签交换路由器（LSR）将接收分组、移除外部标签、使用外部标签来确定针对分组的下一跳（hop）、将新的外部标签应用于分组、以及在网络上将分组转发到下一跳。该外部标签将因此在分组通过网络时在每一跳处被替换，直到该分组到达其目的地为止。

MPLS通过在MPLS网络上的节点对之间建立标签交换路径来在各处建立单播连接。标签交换路径的设立要求标签被分布到路径上的每个节点，以使得节点可以商定什么标签将被用来使得分组能够遵循通过网络的路径。通常被用来建立通过MPLS网络的标签交换路径的一个协议通常被称为标签分布协议（LDP），不过还研发了其他信令协议。使用信令机制，沿着标签交换路径建立标签以使得标签交换路由器可以读取标签，基于该标签确定分组的输出，以及应用新的标签以沿着通过网络的路径转发分组。信令协议被用来沿着该路径设置（install）标签以及用于业务的其他适当转发状态。标签交换路径定义MPLS网络上的单播连接，其通常被提前任意地设立。

MPLS还具有通常使用的若干不同类型的标签。一般来说，外部标签将被用来针对特定分组而定义转发上下文。当分组穿过网络时该标签常常被逐跳地替换。一旦分组已到达了转发上下文为隐含（implicit）的区域，该外部标签可以被弹出分组，这通常被称为倒数第二跳弹出（penultimate hop popping）。转发上下文通常在离开分组的最终目的地至少一跳处被认为是隐含的，并且因此术语倒数第二已被用来指该过程。然而，外部标签可以在沿着网络路径的路由变得隐含的任何点处被移除。外部标签是节点特定的，这意味着它们具有到网络上的特定节点的含义。外部标签不是全局唯一的值，而是可以在网络的不同部分被重用。

MPLS使得多个标签能够被堆叠到给定分组上。常常是，如上文所提到的那样，外部标签被用来指定分组的转发上下文。内部标签（伪线标签）常常被用来使得节点能够在出口处对来自标签交换路径的分组进行解复用。为了这样做，目的地节点将为由该目的地节点处理的每个服务实例分配伪线标签。然后，目的地还将指示网络上的其他节点在分组进入网络时将伪线标签应用于所述分组，以使得出口节点可以使用内部MPLS伪线标签来确定如何转发分组。因此，出口节点将为其服务实例分配伪线标签并且与入口节点协调以将那些伪线标签应用于进入网络的业务。像外部标签那样，内部伪线标签不是网络唯一的，而是仅对于特定出口节点唯一。内部标签的使用使得许多不同数据流被复用以用于通过MPLS网络上的给定LSP进行传输。

在操作中，LER将内部伪线标签和外部转发标签二者应用于MPLS网络入口处的分组。外部标签将被用于通过网络转发分组，且内部标签可以被目的地节点用来转发离开MPLS网络的分组。这使得单次查找能够被入口LER执行并且使得标签交换能够被用来通过MPLS网络转发分组，并且由目的地节点用来将分组转发离开MPLS网络例如到达客户端网络。

一旦已经通过建立通过网络的LSP的全集而建立了单播连接，多播连接就可以被构建在MPLS网络之上。不幸的是，构建多播连接需要使用不同的信令协议，这使得多播构建得更慢并且更易于出错。例如，节点使用诸如因特网组管理协议（IGMP）之类的协议来加入和离开多播组，这使得节点添加节点并且从多播树移除节点。当节点加入和离开多播组时，在MPLS节点上构建多播连接。将希望预订多播的目的地节点发出加入消息并且中间节点使用所述加入消息来确定是否应该为特定多播添加转发状态。以这种方式来每次构建一个多播树是耗时的并且计算上密集。因此，提供一种在MPLS网络上实施多播的新方法是有利的。

发明内容

使用路由系统LSA将全域（domain-wide）唯一节点标识符以及全域唯一服务标识符分布在MPLS域内。MPLS网络上的节点为每一个其它节点计算最短路径树并且基于全域唯一节点ID为每个节点设置单播转发状态。节点还在通告对服务标识符的共同兴趣的节点之间设置多播连接。不是分布与单播和多播连接结合使用的标签，而是节点确定性地创建标签。所述标签可以是每个单播路径或每个多播全域唯一的，或者可以是本地唯一的并且被确定性地计算以为相关联的路径提供转发上下文。可以使用任何数目的标签，尽管在一个实施例中使用至少两个标签上下文，对于多播的每个服务一个并且对于多播的每个源一个，且对于多播的每个服务一个并且对于多播的每个目的地一个。可以使用更多标签，只要它们被确定性地计算。

当在MPLS网络处接收到分组时，标签边缘路由器将确定MPLS网络上的分组的目的地并且将标签应用于该分组。在标签为全域唯一的情况下，MPLS网络上的节点将把分组转发到目的地，而不用在网络上的每一跳处交换标签。在标签不是全域唯一的情况下，节点可以执行标签交换以通过网络转发分组。多播和单播路径可以是全等的（congruent），不过这不是要求。

附图说明

利用所附权利要求的特定性来指出本发明的方面。在相似附图标记指示类似元件的附图中以示例的方式来说明本发明。仅为了说明而非意图限制本发明的范围的目的，下面的附图公开本发明的各种实施例。为了清楚起见，不是每个部件都可以在每个图中标记。在图中：

图1是说明由示例MPLS节点L通告全域唯一节点标识的示例MPLS通信网络的功能框图；

图2是图1的示例MPLS通信网络的功能框图，其示出为MPLS节点中的一个建立的示例单播连接以使得MPLS网络上的所有节点能够向该MPLS节点转发单播业务；

图3是图1的示例MPLS通信网络的功能框图，其示出由若干MPLS节点通告对共用服务实例的兴趣；

图4是图1的示例MPLS通信网络的功能框图，其示出在已经通告了对共用服务实例的兴趣的MPLS节点之间建立的示例多播连接；

图5是被用来在MPLS网络（例如在图1-图4中示出的示例MPLS网络）上建立单播连接的过程的流程图；

图6是被用来在MPLS网络（例如在图1-图4中示出的示例MPLS网络）上建立多播连接的过程的流程图；以及

图7是可以被用来实施本发明的实施例的示例MPLS节点的功能框图。

具体实施方式

图1示出将被用来解释本发明的实施例的实施方式的示例MPLS通信网络。在图1所示的实施例中，MPLS通信网络10具有由链路14互连的多个节点12。MPLS网络通常运行诸如开放最短路径优先（OSPF）或中间系统到中间系统（IS-IS）之类的链路状态路由协议。路由系统使得节点能够发送出通告以向其他节点通知它们连接到的链路的状态。这些通告将在本文中被称为链路状态通告（LSA）。一般来说，LSA将不仅识别节点而且还识别其邻近节点。节点侦听LSA并且使用包含在LSA中的信息来构建MPLS网络的拓扑结构的公共视图，其被存储在节点的链路状态数据库（LSDB）中。然后节点可以根据需要使用链路状态数据库来计算通过MPLS网络的路由。

在一个实施例中，节点使用LSA来传送全域唯一节点标识值，在本文中被称为“节点标识符”或“节点ID”。节点ID在域中是唯一的并且是确定性的。节点ID被用于源和目的地标识。在一个实施例中，节点ID是MPLS标签，其可以被网络上的任何其他节点用来将单播业务转发到与该节点ID相关联的节点。对于单播业务来说，标签标识网络上的目的地，并且例如可以标识目的地节点。相反，对于多播来说，标签由源节点指定并且该标签唯一地标识MPLS网络上的MPLS服务实例。可以使用任何数目的标签，尽管在一个实施例中使用至少两个标签上下文，对于多播的每个服务一个并且对于多播的每个源一个，且对于多播的每个服务一个并且对于多播的每个目的地一个。还可以使用更多标签，只要它们被确定性地计算。

网络上的节点分布被用来计算并设置转发状态的唯一服务实例。单播转发状态基于在目的地节点处终止的服务实例，而多播转发状态基于起源于源节点处的服务实例。针对从每个节点到预定目的地节点的单播服务实例，沿着到目的地节点的最短路径树设置单播转发状态。从源节点到通告对服务实例的共同兴趣的任何其他节点设置多播转发状态。通过使连接基于全域唯一服务实例值，单播连接和多播连接二者可以由节点以相同的方式来建立。此外，因为可以使用路由系统来通告对服务实例的兴趣，所以不需要单独的信令协议来在MPLS网络上建立单播或多播连接。转发状态也可以被确定性地计算，以避免使用用于标签分布的标签分布协议。因此，多播和单播连接二者可以基于服务实例而被建立，并且可以计算而不是用信号发送（signal）针对服务实例的必要转发状态。这允许使用路由协议并且消除对通常在MPLS网络上使用的若干其他协议的需要。

在一个实施例中，节点ID可以被用作外部标签以使得业务能够被转发到MPLS网络上的目的地节点。在该实施例中，因为节点ID是全域唯一的，所以MPLS网络上的节点可以设置转发状态以使得标记有节点ID的任何分组将沿着朝向目的地的最短路径树被交换。在该实施例中，当分组穿过网络时节点交换标签是没有理由的；更确切地说在每一跳处可以使用相同标签以使得不需要路径上的节点之间的协调来使得业务能够通过MPLS网络被转发。

在另一实施例中，不是使用用于到目的地的单播业务的全域唯一标签值，而是网络上的节点可以确定性地创建要被用来朝向网络上的每个目的地转发数据的标签。如上所指出的那样，网络上的每个节点具有网络拓扑结构的同步视图，并且将为网络上的每个节点计算最短路径树。作为该计算的一部分，节点可以计算什么标签应该被用来在最短路径树上转发业务。同样地，节点可以计算当在该树上将业务转发到目的地时其相邻节点将使用什么标签。节点可以为这些标签设置转发状态以使得标签空间可以在网络上被重用。然而，因为标签被计算而不是被用信号发送，所以不需要节点使用LDP或另一种标签信令协议来在网络上建立LSP。

例如，在图1中节点L已传送了包含MPLS标签的链路状态通告16，所述MPLS标签将被用作MPLS网络上的节点L的节点ID。如在图2中所示出的那样，MPLS网络上的节点将使用来自路由系统的网络拓扑结构以确定到网络上的每个节点的最短路径树18。在图2中使用较深的线示出了最短路径树。当节点接收到包含节点ID的链路状态通告时，MPLS网络上的节点将使用路由系统来计算到已传送通告的节点的最短路径树。网络上的节点还将计算被用来沿着树将业务转发到节点的标签，该节点将转发状态设置在其转发数据库中以使得它能够将具有所计算的MPLS标签的分组转发到节点。在一个实施例中，节点ID可以是标签，其可以被网络上的所有节点用来向该节点转发MPLS业务。在该实施例中将不需要节点来执行标签交换，但是可以简单地朝向目的地节点转发标记有节点ID MPLS标签的业务。这要求MPLS标签是全域唯一的。在另一实施例中，如果不使用全域唯一的MPLS标签，则节点可以计算要被用来转发业务的标签并且基于所计算的标签来设置转发状态。在任一个实施例中，不需要信令来在网络上交换标签。

在图1中，节点L已传送包含节点ID=L的链路状态通告。节点ID是MPLS标签。每个节点将确定它是否在到节点L的最短路径上，并且如果是的话，设置转发状态以使业务在树上朝向节点L转发。标签可以是全域唯一的，并且在整个网络范围内都是一致的，或者节点可以计算不同标签并且然后在朝向目的地转发业务时对它们进行交换。

在操作中，当分组到达网络的边缘时，标签边缘路由器可以执行查找并且确定应该将分组转发到网络上的节点L。然后标签边缘路由器将用于节点L的标签（节点L的节点ID）附着于分组并且将该分组转发到MPLS网络上。MPLS网络上的每个节点具有将使得节点能够在最短路径树上朝向节点L转发分组的转发状态。

例如，如果节点A接收到分组20，则它将执行查找以确定如何在网络上转发分组。在该示例中，节点A将确定分组应该被转发到节点L。节点A将MPLS标签22附着于标识节点L的分组并在网络上转发该分组。节点E将接收到分组，读取标签22，并且将分组转发到节点H。注意，在该示例中，节点E不替换标签而是使用相同的标签。网络上的每个MPLS节点将执行这样的读取标签22的相同过程并且然后再次应用相同的标签以使得分组在网络上的每一跳处使用相同的标签。可选地，标签22可以在最后的节点H处被弹出，或者在网络上的转发为隐含的别的地方以类似于倒数第二跳弹出的方式被弹出。从标签计算的观点来说该实施例提供了相对简单的操作，因为每个节点使用相同的标签来将业务转发到目的地。本发明不限于以这种方式，因为还可以使用将使得节点能够计算将被用来在MPLS路径上转发业务的其他标签计算过程。

以MPLS标签的形式传送全域唯一节点ID，并且然后使用路由系统来为该标签/节点绑定设置转发状态，使得能够在MPLS网络上建立单播连接，而不需要在网络上用信号发送单独的标签交换路径。典型地，节点L将需要与网络上的其他节点中的每一个建立单独的标签交换路径。通过使用路由系统来建立单播连接，可以消除传统的LSP信令。

还可以通过将服务实例的概念引入MPLS网络来实施多播连接。如在本文所使用的那样，术语“服务实例”将被用来指感兴趣的多播或单播组。网络上的节点可以使用路由系统链路状态通告来通告对服务实例的兴趣。与节点ID一样，服务实例是MPLS标签并且是全域唯一的值。服务实例上的节点使用IS-IS LSA来通告它们对服务实例的兴趣。而节点ID标识目的地节点，在多播背景中，服务标识符标识多播的源。

当MPLS网络上的节点接收到包含服务实例的LSA时，它将确定它是否在通告对服务ID的兴趣的节点和与该服务实例相关联的源节点之间的最短路径上。在多播的源与通告对相同服务实例的共同兴趣的另一节点之间的最短路径上的任何节点将在它们的转发数据库中设置用于服务实例的转发状态。因为服务实例是MPSL标签，所以设置用于服务实例的转发状态将使得节点能够在通过MPLS网络的最短路径上转发标记有服务实例标签的任何分组。因此，可以简单地通过使得节点通告对服务实例的兴趣来创建MPLS多播连接。网络上的MPLS节点然后可以确定性地创建用于多播树的路径，而不需要在网络上单独地用信号发送多播树。因此，MPLS多播可以与单播同时建立并且使用相同的机制，而不需要使用LDP或其他协议来交换标签，并且不需要使用单独的多播组管理协议例如IGMP。

例如在图3中，假设服务实例100将是源于节点L处的业务的多播流。节点L将通告对服务实例=100的兴趣，以使得网络上的所有节点都知道节点L是具有服务ID=100的多播的源。服务实例ID是节点L将用于在MPLS网络上传送多播业务的多播标签。

在图3所示的示例中，假设节点A和节点D将希望接收与服务实例=100相关联的多播业务。这些节点中的每一个将传送包含它们感兴趣加入的多播的服务ID的链路状态通告。因此，节点A和D将传送包含服务ID=100的LSA。链路状态通告将在MPLS网络上被涌送（flood）。接收到链路状态通告的每一个节点将检查来看它是否在多播的源和通告通常对相同服务实例的共同兴趣的叶节点之间的最短路径上。节点E例如将确定它在节点A和节点L之间的最短路径上并且将用于与服务实例相关联的多播标签的转发状态设置在其转发表中。类似地，节点H将确定它在节点A和节点L之间的最短路径上，并且它在节点D和节点L之间的最短路径上。因此，节点H将设置转发状态以使从节点L接收的业务被复制并且通过两个端口输出，即一个端口到D和一个端口到A。在图4中使用较粗的线来示出示例多播树。

网络上的每个节点将计算用于多播的服务标签并且适当地设置用于多播的转发状态。多播可以使用全域唯一多播MPLS标签，其唯一地标识MPLS网络上的多播。在该实施例中，不需要节点来执行标签交换，而是所有都设置用于全域唯一MPLS标签的转发状态。可替换地，节点可以计算要被用于多播的标签并且设置用于所计算的标签的转发状态。

当节点L接收到与多播相关联的分组时，它将标签24附着于分组以将分组标识为服务实例100的部分。可选地，节点还可以附着（使用源节点ID）标识源节点的第二标签，并且将其用作外部标签。一旦已经应用了（一个或多个）标签，节点L然后就将在网络上转发多播分组。当节点H接收到分组时，它将读取标签并且执行查找以确定它应该通过哪个或哪些端口来转发分组。节点H将确定它应该朝向节点E和节点D转发分组，并且将复制分组且在朝向那些节点的端口上输出分组。如果全局唯一的标签被用于服务实例，则节点H将把与分组到达时附着于分组的标签相同的标签应用于分组，以使得该分组将在网络上的每一跳处使用相同的标签。否则，如果标签已被确定性地计算，则节点将在在网络上转发分组之前将原始标签交换成新的标签。在转发状态为隐含的地方，例如在节点H和节点D之间的链路上，可弹出标签。可以单独基于服务标签或者在使用源标签的情况下基于服务标签与源标签的组合来执行转发。

根据本发明的实施例，被用来创建多播和单播路径的服务标签被确定性地计算。这使得能够创建MPLS路径而不需要使用单独的信令协议（即，能够被用来设立并且拆除路径的路由协议）来用信号发送路径。在一个实施例中，MPLS多播使用用于树的每个根的标签空间。当它那样做了时它使用上游定义的标签。必须通过适合于20或更少比特的MPLS标签空间的唯一标识符来通告源。通过可以成为外部标签的上下文来标识标签空间。节点可以计算每个平台空间之中的每个源节点的外部标签空间。每个节点计算节点标识符以使得在所有目的地上创建节点标识符。

多播操作：多播分组包括两个标签：外部标签（来自在所有节点上是相同的每个平台空间），以及内部标签（其提供源“节点标识符”。内部标签是全域标签。内部标签基于每个源的基础并且在域中仅被设置在支持该多播树的节点上。全域唯一内部节点基于“服务标识符”。

所有节点进行所有对的最短路径计算从而创建来自每个源的树。当节点位于两个通告对特定服务实例的兴趣的目的地之间的最短路径上时，节点为源节点和通过该节点的每个服务标识符设置标签空间。

转发操作包括读取MPLS多播上下文并且然后基于节点标识符在每个源标签空间中查找。外部标签可以被移除但是第二（内部）标签确定出口端口集合。外部标签可以被添加回去并且为每个外出的端口复制分组。

单播操作：单播分组类似地包括相同的两个标签。外部标签是基于目的地“节点标识符”的全域唯一标签。可替换地，单播路径上的标签可以被确定性地计算。内部标签基于每个目的地基础并且仅在出口上被检验。

所有内部和外部标签以及/或者标签上下文经由ISIS而被分布。所有节点进行所有对的最短路径计算从而创建来自每个源的树。当节点位于两个目的地之间的最短路径上时，如果存在共用的服务标识符则节点为目的地节点设置目的地标签。服务标识符可以被标识为控制平面中的源或接收器（sink）并且因此可以创建单向业务。服务可以组合多个服务标识符。服务标识符可以与唯一的拓扑结构标识符相关联。

可选地，在一个实施例中，如果所有计算都是唯一确定的，则单播路径将与多播全等。然而，本发明不限于这种方式，因为确定通过网络的路径的不同过程可以被用于单播而不是用于多播。当已经使用了最短路径树时，这致力于确定性的所有形式的树。因此，可以使用其他类型的确定性树来代替最短路径树。此外，如果某些“节点标识符”标签比特被用于标识为等同的树创建标识符的不同路径，则多路径是可用的。

业务操纵的MPLS将使用类似于定义点到点或点到多点的标签的多播标签的标签。服务标签空间必须被分开以允许业务操纵的服务。服务标签可以被定义为源和接收器并且还可以被定义为业务操纵的或者不是业务操纵的。关于带宽和路径的附加信息将必须在链路状态通告中被通告以实现通过网络建立业务操纵的路径。

组织用于多播和单播二者的服务标识符，并且然后将边缘处的服务映射到这些组，从开始就提供支持多播的拓扑结构，而不是事后的想法。

创建服务实例允许描述多播服务以使得只需要简化的信令（即使用ISIS链路状态通告）。将服务组的所有通告移动到链路状态允许将模型从信令的当前模型移动到计算之一，从而实现没有信令的快速收敛。MPLS当前使用标签分布协议来创建标签交换路径。通过使用服务实例，有可能消除标签分布信令以便提供类似于以太网的具有可裁减的（tailorable）多播和单播的服务模型，并且通过MPLS核心确保以太网PBB服务的适当连接。

图5示出根据本发明的实施例在MPLS网络上建立单播连接的过程的流程图。如图5所示，MPLS网络上的节点交换链路状态路由通告（100）以使得每个节点具有网络拓扑结构的同步视图。网络上的每个节点被分配将被用于向该节点转发单播业务的全域节点ID（MPLS标签）（102）。节点使用链路状态通告来通告它们的节点ID（104）并且网络上的节点计算到每个节点的最短路径树（106）。节点然后将在最短路径树上设置转发状态，以使得包含目的地节点ID作为标签的单播业务能够在到目的地的最短路径树上被转发（108）。节点ID可以在转发标签上使用或者节点可以确定性地计算将由树上的上游节点使用的转发标签且确定性地计算应该用于朝向目的地转发业务的转发标签。当在MPLS网络的入口处接收到分组时，基于目的地的标签将被附着于该分组（110）。该标签将基于目的地节点ID。入口节点然后将分组转发到MPLS网络上并且最短路径树上的节点将通过MPLS网络将分组转发到出口节点（112）。

图6是根据本发明的实施例在MPLS网络上建立多播连接的过程的流程图。如在图6中示出的那样，全域服务标识符被分配给要在MPLS网络上载送的每个多播（120）。想要参与到多播中的每个节点使用链路状态路由通告来通告服务标识符（122）。节点使用预先计算的最短路径树来确定它们是否在多播源和通告对多播的兴趣的节点中的一个或多个之间的最短路径上（124）。通告对相同服务实例的共同兴趣的两个节点之间的最短路径上的任何节点将设置用于该服务实例的转发状态（126）。当要在多播树上载送的业务到达时，入口节点将把多播服务标签附着于每个分组并且将所述分组转发到MPLS网络上（128）。MPLS网络上的节点将使用用于多播的转发状态来选择性地在MPLS网络上将多播业务从源节点转发到对接收该业务感兴趣的其他节点（130）。

图7示出示例MPLS网络元件的功能框图。如在图7中所示出的那样，MPLS网络元件包括路由功能70，其从其他节点接收链路状态通告并且使用所述链路状态通告来生成链路状态数据库72。该链路状态数据库包含关于网络拓扑结构的信息并且被网络元件用来计算生根于（root at）网络的每个节点处的最短路径树。

根据本发明的实施例，路由功能还从链路状态通告接收标签信息并且使用该标签信息来对转发功能74进行编程。该标签信息包括节点标识符（其是标识网络上的节点的标签）以及服务标识符（其是标识网络上的服务实例的标签）。

当路由功能接收到包含节点ID的链路状态通告时，它将转发状态设置到转发功能中以使得标记有节点ID的业务能够被转发到正确的输出端口，从而业务将遵循到网络上的目的地节点的最短路径树。在操作中，转发功能将读取标签以为业务确定下一跳并且将业务转发到用于连接到所确定的下一跳的适当的端口的排队功能76。可以在传送分组之前通过转发功能或排队功能来应用服务标签。

当路由功能接收到包含服务ID的链路状态通告时，它将更新其链路状态数据库以包括服务ID和发布链路状态通告的节点之间的关联。路由功能还将就也通告了对相同服务ID的兴趣的其他节点而搜索其链路状态数据库。然后，每当节点在通告对相同服务实例的共同兴趣的两个节点之间的最短路径上时，节点将用于服务实例的转发状态设置到转发功能中。

在网络元件12是标签边缘路由器的情况下，路由功能还可以维护额标签数据库78，其将被封装功能80用来在业务到达网络上时标记业务。当来自MPLS网络外部的分组到达网络元件12时，分组将被分类并且标签将被附着。在分组是单播分组的情况下，将获得用于单播分组的目的地标签并且通过封装功能来添加。在分组是多播分组的情况下，将获得用于多播分组的基于源的多播标签并且通过封装功能来添加。可选地，封装功能还可以将一个或多个内部标签添加到分组。所封装的分组然后将被发送到转发功能以便从适当的端口转发出以到达MPLS网络上。

上面所描述的功能可以被实施为程序指令集合，其可以被存储在计算机可读存储器中并且在计算机平台上的一个或多个处理器上被执行。然而，对于本领域技术人员将是显而易见的是，本文所描述的所有逻辑可以使用分立的部件、集成电路（例如专用集成电路（ASIC））、结合可编程逻辑器件（例如现场可编程门阵列（FPGA）或微处理器、状态机或包括其任何组合的任何其他设备）使用的可编程逻辑来体现。可编程逻辑可以被暂时或永久地固定到可触摸的介质（例如只读存储器芯片、计算机存储器、硬盘或其他存储介质）中。所有这样的实施例都意图落入本发明的范围内。

应该理解，在附图中示出并且在说明书中描述的实施例的各种改变和修改可以在本发明的精神和范围内进行。因此，意图使得包含在上文的描述中并且在附图中示出的所有主题将以说明性而非限制的意义解释。

Claims (17)

1.一种使得服务实例能够被应用于MPLS网络的方法，该方法包括以下步骤：

通过MPLS网络中的网络元件来交换路由通告以使得网络元件能够具有MPLS网络的拓扑结构的同步视图；

由MPLS网络上的第一MPLS网络元件通告在路由通告之一中的全域唯一服务标识符；以及

由第二MPLS网络元件根据第二MPLS网络元件的MPLS网络的拓扑结构的同步视图、通过确定第二MPLS网络元件是否在生根于第一MPLS网络元件的最短路径树上而计算是否设置MPLS标签，以设置用于服务标识符的转发状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述全域唯一服务标识符是全域唯一网络元件节点标识符。

3.根据权利要求2所述的方法，其中节点标识符是全域唯一MPLS标签。

4.根据权利要求3所述的方法，其中全域唯一MPLS标签可以被用来向MPLS网络上的第一网络元件转发单播业务。

5.根据权利要求4所述的方法，其中如果第二MPLS网络元件设置用于服务标识符的转发状态，则第二MPLS网络元件将设置用于全域唯一MPLS标签的转发状态，以使由第二MPLS网络元件接收的包含全域唯一MPLS标签的任何分组将被朝向第一MPLS网络元件转发。

6.根据权利要求1所述的方法，其中还包括由第二MPLS网络元件计算要被用于转发与服务实例相关联的业务的至少一个MPLS标签。

7.根据权利要求6所述的方法，其中计算所述至少一个MPLS标签的步骤包括确定可以被用来转发与服务实例相关联的业务的全域唯一MPLS标签。

8.根据权利要求7所述的方法，其中全域唯一MPLS标签是与MPLS网络上的目的地节点相关联的单播标签。

9.根据权利要求7所述的方法，其中全域唯一MPLS标签是与多播的源相关联的多播标签。

10.根据权利要求6所述的方法，其中计算至少一个MPLS标签的步骤包括以确定性的方式计算要被用来转发与服务实例相关联的业务的MPLS标签。

11.根据权利要求1所述的方法，其中由第二MPLS网络元件根据第二MPLS网络元件的MPLS网络的拓扑结构的同步视图来计算的步骤包括确定相同的服务标识符是否已经被MPLS网络上的第三MPLS网络元件通告，并且如果是这样的话，则确定第二MPLS网络元件是否在所述第一MPLS网络元件和所述第三MPLS网络元件之间的转发路径上。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第三网络元件是与服务标识符相关联的多播源，并且其中第一网络元件是与服务标识符相关联的多播订户。

13.根据权利要求11所述的方法，其中转发路径是第一MPLS网络元件和第三MPLS网络元件之间的最短路径。

14.一种使得服务实例能够被应用于MPLS网络的方法，该方法包括以下步骤：

由MPLS网络上的MPLS网络元件的子集通告对多播服务实例的兴趣，所述多播服务实例是全域唯一值；

如果其它网络元件在通告对相同多播服务实例的共同兴趣的两个网络元件之间的最短路径上，则由MPLS网络上的其它网络元件中的每一个选择性地设置用于多播服务实例的转发信息；

其中经由在MPLS网络上使用的链路状态路由系统来实施通告步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，其中转发信息是与服务实例相关联的全域唯一标签，以至于不需要在MPLS网络上用信号发送标签就使得MPLS网络上的网络元件能够设置转发信息。

16.根据权利要求14所述的方法，其中转发信息不是全域唯一的而是由MPLS网络上的每一个节点确定性地计算的，以至于不需要在MPLS网络上用信号发送标签就使得MPLS网络上的网络元件能够设置转发信息。

17.一种MPLS网络，包括：

多个MPLS节点，被配置成运行链路状态路由协议以使得每一个MPLS节点能够构建MPLS网络的同步视图，所述MPLS节点被配置成经由链路状态路由协议来通告对服务实例的兴趣，并且在通告对特定服务实例的共同兴趣的节点对之间设置转发状态，所述MPLS节点还被配置成计算与转发状态结合使用的标签而不是用信号发送与转发状态结合使用的标签。