CN104137502A - 使能多播树之间快速交换的方法 - Google Patents
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Abstract
本文描述了检测多播树链路故障和执行从故障多播树通信路径到次要多播树通信路径的快速交换的系统和方法。方法适合用于多协议标签交换网络中的叶节点。方法生成通信路径故障检测分组的计数和通信路径故障检测分组加其它分组的计数,并且比较所述计数以确定链路的状态。系统包括两个计数器组件和比较组件。
Description
技术领域
本发明一般涉及通过多播树的通信的多协议标签交换(MPLS)机制,并且更具体地涉及在不同多播树之间执行快速交换。
背景技术
随着市场压力推动不断扩展的服务提供,电信运营商正提供称为三合一服务的服务组合。三合一服务组合高速因特网接入、电视节目和因特网话音协议(VOIP)通信。为了可靠地提供这些服务,电信运营商实现了多协议标签交换(MPLS)多播树以输送服务到最终用户。图1示出连接到提供媒体源的因特网协议(IP)核心网络104的现有技术MPLS网络102和数字线路订户接入复用器(DSLAM) 106。MPLS网络包括根节点108(连接到IP网络上的路由器)、叶节点110(连接到DSLAM)和将MPLS根节点108连接到MPLS叶节点110的路由器112。
一般情况下,电信提供商通过经几个多播树从多个根节点将相同内容输送到位于MPLS网络的边缘的路由器/交换器叶节点集,采用过量供应技术用于冗余。在正常操作条件下,路由器/交换器叶节点接收来自主要树的通信,其中另一树充当次要或备用通信路径。如果主要树发生故障,则次要树能够介入并且将内容从根节点输送到叶节点。
检测主要树故障一般通过双向转发检测(BFD)机制来完成以降低检测所要求的时间。在典型的现有技术实施例中,BFD传送器安装在每个多播树的根节点上,并且BFD分组被复制到多播树的每个叶节点。在此实施例中,每个叶节点通过监视输入BFD连接性检测分组的到达来检测路径或源的故障。
检测树故障的现有BFD解决方案具有与根节点上游的故障有关的两个缺陷。就第一故障,即在MPLS网络与因特网协议(IP)网络之间的故障而言,由于BFD机制还在操作中,因此,叶节点不能检测到故障。因此,故障必须由诸如定向标签分布协议(T-LDP)或静态伪线(PW)状态信令等MPLS信令机制检测。实现这些另外的MPLS信令机制增大了能够以恢复的可接受级别输送实时内容的系统的开发和维护成本。
就第二更具破坏性的故障,即IP核心网络中的故障而言,通信故障的检测和从故障的后续恢复将依赖IP弹性。与此类型的恢复机制相关联的问题是IP弹性机制检测故障和做出响应所要求的时间。此持续时间长的机制不能满足如在“三合一”包中提供的服务所要求的不到五十毫秒的快速服务恢复时间。
相应地,市场压力是建立能够在MPLS系统中提供不到五十毫秒的确定性通信故障检测和恢复的方法和系统。期望的是方法和系统不要求与MPLS网络相关联的任何信令设施。
发明内容
根据一个示范实施例,一种用于在多播树之间交换通信路径的方法在第一预定义间隔期间生成到达叶节点的通信路径故障检测分组的第一计数。在示范实施例的另一方面,方法在该预定义间隔期间生成到达叶节点的通信路径故障检测分组和其它分组的第二计数。在示范实施例的另一方面,方法比较第一计数和第二计数,并且如果第二计数在第一计数的预定义值内,则方法采取动作以将通信路径交换到次要多播树。
在另一示范实施例中,网络上的节点最小化检测多播树上通信的丢失所要求的时间。叶节点包括处理器、存储器和在存储器中存储的计算机指令,用于第一计数器组件对在预定义间隔内在节点处通信路径故障检测分组的到达进行计数,第二计数器组件对在该预定义间隔内到达节点的通信路径故障分组和其它分组的到达进行计数,以及比较组件比较与第一计数器组件相关联的第一计数和与第二计数器组件相关联的第二计数,并且在第一计数与第二计数之间的差是预定义值时发送交换到第二多播树的请求。
在另一示范实施例中,描述了用于保护在多协议标签交换(MPLS)网络中从根节点到叶节点的通信路径的系统。系统包括连接到与另一网络相关联的多个路由器的多个MPLS根节点;连接到多个DSLAM的多个MPLS叶节点,其中每个叶节点还包括用于执行计算机指令的处理器和用于存储计算机指令的存储器,其中计算机指令还包括第一计数器组件用于对在预定义间隔内在节点处通信路径故障检测分组的到达进行计数、第二计数器组件用于对在该预定义间隔内到达节点的通信路径故障分组和其它分组的到达进行计数及比较组件用于比较与第一计数器组件相关联的第一计数和与第二计数器组件相关联的第二计数,并且在第一计数与第二计数之间的差在预定义范围内时发送交换到第二多播树的请求;以及将多个叶节点连接到多个根节点的多个MPLS路由器。
附图说明
附图示出示范实施例,其中:
图1示出提供多播树之间多个通信路径的现有技术网络;
图2示出在包括嵌在多播树的叶中的源监视组件的多播树之间提供多个通信路径的网络;
图3示出包括网络节点和服务器组件的示范计算环境,网络节点带有处理器、存储器、第一计数器组件、第二计数器组件、计数器比较组件及网络接口组件;以及
图4示出用于在多播树之间交换通信路径的方法。
具体实施方式
示范实施例的以下详细描述参照附图。不同图形中的相同标号标识相同或类似的元素。此外,以下的详细描述不限制本发明。而是,本发明的范围由随附权利要求限定。
首先查看图2,示出用于确定多播树的状态并且如果状态指示与当前多播树通信路径有关的问题则交换到不同多播树通信路径的系统的示范实施例的图形200。示范实施例包括多协议标签交换(MPLS)网络的叶节点202、比较器/选择器204、故障转移对象206、包括双向转发检测(BFD)检测器212和多播树分组计数器214的计数器对象208、210。应注意的是,MPLS网络上的每个叶节点能够包含前面提及的组件,并且就确定何时多播树通信路径交换应发生而言,独立于MPLS网络的所有其它叶节点和根节点进行操作。
接着,在示范实施例中,在预定义间隔后,将BFD检测器212收到的BFD分组的数量的计数和多播树分组计数器214收到的其它分组(包括BFD分组)的数量的计数进行比较,并且如果两个计数相等,则确定当前多播树通信路径正经历源故障,并且执行到备用多播树通信路径的转变。应注意的是,在示范实施例中,多播树分组计数器214能够包括在多播树通信路径上收到的所有分组或收到的分组的子集,只要该子集包括BFD分组和分组的某个其它集合。还应注意的是,分组的子集能够通过诸如内部LSP标签、PW或VLAN ID的去复用器识别。还应注意的是,预定义间隔能够包括但不限于基于时间的间隔或基于分组的间隔,如在两个或更多个BFD分组之间的间隔。也应注意的是,执行到另一多播树通信路径的转变能够包括但不限于向保护控制逻辑发送交换到用于此特定叶节点的次要多播树通信路径的请求。
现在查看图3和另一示范实施例300,网络节点302用于提供多播树通信路径的故障的快速检测和到次要多播树通信路径的交换。示范实施例网络节点302包括处理器组件304、存储器组件306、比较组件308、第一计数器组件310及第二计数器组件312。应注意的是,在示范实施例中,如通过此示范实施提供的,快速多播树通信路径故障检测和转换应少于五十毫秒。还应注意的是,计数器之一,例如第一计数器组件310只对通信路径故障检测分组进行计数,包括但不限于BFD分组,而另一计数器,例如第二计数器组件312对在多播树通信路径上到达的BFD和其它分组进行计数。也应注意的是,网络节点能够是叶节点,并且每个叶节点能够包含前面提及的组件,并且就监视多播树通信路径和确定何时多播树通信路径已发生故障而言,独立于所有其它叶节点进行操作。
在示范实施例的另一方面,在预定义间隔上,比较组件308能够获得来自第一计数器组件310和第二计数器组件312的值,并且分析计数器值以确定当前多播树通信路径是否已发生故障。应注意的是,在示范实施例中,预定义间隔能够基于时间或基于事件。也应注意的是,在示范实施例中,基于事件的预定义间隔能够是两个(或更多个)连续通信路径故障检测分组的到达。接着,在示范实施例中,比较组件308通过比较它们以确定与通信路径故障检测分组不同的任何分组是否已到达来分析计数器。如果示范比较组件308确定到达的分组只是通信路径故障检测分组,则比较组件308采取动作以将多播树通信路径更改到次要多播树通信路径。
此外,图3示出其中能够实现所要求保护的主题的适合计算系统环境300的示例,但如上所明确的,计算系统环境300只是用于示范实施例的适合计算环境的一个示例,并且无意于暗示关于所要求保护的主题的使用或功能性的范围的任何限制。此外,计算环境300无意于暗示与所要求保护的主题和示例计算环境300中所示组件的任何一个组件或组合有关的任何依赖性或要求。
再次参照图3,用于实现前面所述创新的装置的示例包括采用计算机302形式的通用计算装置。计算机302的组件能够包括但不限于处理单元304、系统存储器306和将包括系统存储器的各种系统组件耦合到处理单元304的系统总线322。系统总线322能够是若干类型的总线结构中的任何类型,包括使用多种总线体系结构中任何体系结构的存储器总线或存储器控制器、外围总线和本地总线。
计算机302能够包括多种计算机可读媒体。计算机可读媒体能够是能够由计算机302访问的任何可用媒体。作为示例而不是限制,计算机可读媒体能够包括计算机存储媒体和通信媒体。计算机存储媒体包括在任何方法或技术中实现用于诸如计算机可读指令、数据指令、程序模块或其它数据等信息的存储的易失性、非易失性、可移动及不可移动媒体。计算机存储媒体包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CDROM、数字多功能磁盘(DVD)或其它光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或能够用于存储期望的信息和能够由计算机302访问的任何其它媒体。通信媒体能够包含诸如载波或其它传输机制的调制数据信号中的计算机可读指令、数据指令、程序模块或其它数据,并且能够包括任何适合信息输送媒体。
系统存储器306能够包括诸如只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)的易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储媒体。包含如在启动期间有助于在计算机302内的元素之间传送信息的基本例程的基本输入/输出系统(BIOS)能够存储在存储器306中。存储器306也能够包含处理单元304立即可访问和/或当前对其进行操作的数据和/或数据模块。作为非限制性示例,存储器306也能够包括操作系统、应用程序、其它程序模块及程序数据。
计算机302也能够包括其它可移动/不可移动和易失性/非易失性计算机存储媒体。例如,计算机302能够包括从不可移动非易失性磁性媒体读取或写入其中的硬盘驱动器、从可移动非易失性磁盘读取或写入其中的磁盘驱动器和/或从可移动非易失性光盘读取或写入其中的光盘驱动器,诸如CD-ROM或其它光媒体。能够在示范操作环境中使用的其它可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储媒体包括但不限于磁带盒、闪存卡、数字多功能盘、数字视频带、固态RAM、固态ROM及诸如此类。通过诸如接口的不可移动存储器接口能够将硬盘驱动器连接到系统总线322,并且通过诸如接口的可移动存储器接口能够将磁盘驱动器或光盘驱动器连接到系统总线322。
用户能够通过诸如键盘或指向装置(诸如鼠标、轨迹球、触摸板和/或其它指向装置)的输入装置,将命令和信息输入计算机302中。其它输入装置能够包括麦克风、操纵杆、游戏手柄、圆盘式卫星电视天线、扫描仪或类似装置。这些和/或其它输入装置能够通过用户输入314和耦合到系统总线322的关联接口连接到处理单元304,但能够通过诸如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB)的其它接口和总线结构连接。
图形子系统也能够连接到系统总线322。另外,监视器或其它类型的显示装置能够通过诸如输出接口316的接口连接到系统总线322,而该接口又能够与视频存储器进行通信。除监视器外,计算机也能够包括其它外围输出装置,如扬声器和/或打印装置,这些装置也能够通过输出接口316连接。
处理单元304能够包括提供更大计算功率和并行计算能力的多个处理核。此外,计算环境300能够包含提供更大计算功率和并行计算能力的多个处理单元。应注意的是,计算环境300也能够是多处理器和多核处理器能力的组合。
计算机302能够在使用到诸如远程服务器320的一个或更多个其它远程计算机的逻辑连接的连网或分布式环境中操作,远程计算机又能够具有与装置302不同的媒体能力。远程服务器320能够是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等装置或其它普通网络节点和/或任何其它远程媒体消费或传送装置,并且能够包括上面相对于计算机302描述的任何或所有元素。图3所示逻辑连接包括诸如局域网(LAN)或广域网(WAN)的网络324,但也能够包括其它网络/总线。
在LAN连网环境中使用时,计算机302通过网络接口318或适配器连接到LAN 324。在WAN连网环境中使用时,计算机302能够包括通信组件,如调制解调器或用于通过诸如因特网的WAN建立通信的其它部件。诸如调制解调器的能够是内部或外部的通信组件能够通过在输入314的用户输入接口和/或其它适当机制连接到系统总线322。
在连网的环境中,相对于计算机302所示的程序模块或其部分能够存储在远程存储器存储装置中。应注意的是,所示和所述网络连接是示范性的,并且能够使用其它方式建立计算机之间的通信链路。
现在转到图4,示出基于在检测到通信路径故障时在多播树通信路径之间执行快速交换的示范方法实施例400。在示范方法实施例步骤402开始,在预定义间隔期间生成到达叶节点的通信路径故障检测分组的第一计数。应注意的是,在示范实施例中,预定义间隔能够是两个(或更多个)连续通信路径故障分组的到达。此外在示范实施例中,应注意的是,能够采用预定义时间间隔。
继续示范实施例的步骤404,在该预定义间隔期间生成到达叶节点的通信路径故障检测分组和其它分组的第二计数。应注意的是,在示范实施例中,其它分组能够包括除通信路径故障检测分组外的所有到达分组或到达分组的子集。
接着在示范实施例的步骤406,比较第一计数和第二计数,并且如果第二计数在第一计数的预定义差内,则采取动作以从当前多播树通信路径交换到次要多播树通信路径。应注意的是,预定义差能够为0,即,第一计数和第二计数相等。
另外,应注意的是,在本申请中使用时,诸如“组件”、“显示器”、“接口”等术语和其它类似术语旨在指计算装置,计算装置是硬件、硬件和软件的组合、软件或如应用到实现虚拟键盘的计算装置的执行中软件。例如,组件可以但不限于是在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序及计算装置。例如,在计算装置上运行的应用和计算装置均能够是组件。一个或更多个组件能够驻留在执行的进程和/或线程内,并且组件能够位于一个计算装置上和/或分布在两个或更多个计算装置和/或通信连接的模块之间。此外,应注意的是,如本申请中使用的,诸如“系统用户”、“用户”的术语和类似术语旨在指操作上面提及的计算装置的人员。
此外,术语“推测”或“推断”一般指从来自事件和/或数据捕捉的观测的集合推论或推断系统的状态、环境、用户和/或意图的过程。捕捉的事件和数据能够包括用户数据、装置数据、环境数据、行为数据、应用数据、隐式和显式数据等。推断能够用于识别特定上下文或动作,或者能够生成例如状态上的概率分布。推断能够是概率性的,因为在感兴趣的状态上的概率分布的计算基于数据和事件的考虑。推断也能够指用于从事件和/或数据的集合构成更高级事件的技术。此类推断导致从观测的事件和/或存储的事件数据的集合构建新事件或动作,无论事件在紧密时间接近度是否相关,以及无论事件和数据来自一个或若干事件和数据源。
上述示范实施例在所有方面意图说明而不是限制本创新。因此,本创新能够在详细的实施中有许多变化,本领域的技术人员从本文中包含的描述能得出这些变化。所有此类变化和修改要视为在如随附权利要求限定的本创新的范围和精神之内。除非有明确描述,否则,本申请的描述中使用的要素、动作或指令不应视为对本发明是关键或必要的。此外,如在本文中使用的,冠词“一”意图包括一个或多个项。
Claims (21)
1. 一种方法,其在存储器中存储并且在处理器或专用网络处理器上执行用于在多播树之间交换通信路径,所述方法包括:
在预定义间隔期间生成到达叶节点的通信路径故障检测分组的第一计数;
在所述预定义间隔期间生成到达所述叶节点的所述通信路径故障检测分组和其它分组的第二计数;以及
比较所述第一计数和所述第二计数,并且如果所述第二计数在所述第一计数的预定义值内则采取动作以将所述通信路径交换到次要多播树。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述通信路径故障检测分组是双向转发检测(BFD)分组。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述预定义间隔是在两个连续通信路径故障检测分组的所述到达之间的间隔。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述第一计数由所述叶节点生成。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述第二计数由所述叶节点生成。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述采取动作包括请求保护控制逻辑交换到所述次要多播树。
7.如权利要求1所述的方法,其中源监视对象包括生成所述第一计数和所述第二计数。
8.如权利要求7所述的方法,还包括保持用于主要多播树的第一源监视对象和用于次要多播树的第二源监视对象。
9.如权利要求1所述的方法,其中所述预定义值为0。
10.如权利要求1所述的方法,还包括检测连续通信路径故障检测分组的丢失,并且在检测到所述丢失时触发所述通信路径到所述次要多播树的所述交换。
11.一种在网络上用于最小化在多播树之间交换通信路径所需时间的节点,所述节点包括:
用于执行计算机指令的处理器和用于存储所述计算机指令的存储器,其中所述计算机指令还包括:
第一计数器组件,用于对在预定义间隔内在所述节点处通信路径故障分组的所述到达进行计数;
第二计数器组件,用于对在所述预定义间隔内到达所述节点的所述通信路径故障分组和其它分组的所述到达进行计数;以及
比较组件,用于比较与所述第一计数器组件相关联的第一计数和与所述第二计数器组件相关联的第二计数,并且在所述第一计数与所述第二计数之间的差是预定义值时发送交换到第二多播树的请求。
12.如权利要求11所述的节点,其中所述通信路径故障检测分组是双向转发检测(BFD)分组。
13.如权利要求11所述的节点,其中所述预定义间隔是在所述两个连续通信路径故障分组之间的间隔。
14.如权利要求11所述的节点,其中所述节点是在所述多播树上的叶节点。
15.如权利要求11所述的节点,其中所述预定义值为0。
16.如权利要求11所述的节点,其中所述请求发送到保护控制逻辑组件。
17.如权利要求16所述的节点,其中所述保护控制逻辑组件在不同节点上。
18.一种用于保护在多协议标签交换(MPLS)网络中从根节点到叶节点的通信路径的系统,所述系统包括:
连接到与第二网络相关联的多个路由器的多个MPLS根节点;
多个MPLS叶节点,其中每个叶节点还包括:
用于执行计算机指令的处理器和用于存储所述计算机指令的存储器,其中所述计算机指令还包括:
第一计数器组件,用于对在预定义间隔内在所述节点处通信路径故障分组的所述到达进行计数;
第二计数器组件,用于对在所述预定义间隔内到达所述节点的所述通信路径故障分组和其它分组的所述到达进行计数;以及
比较组件,用于比较与所述第一计数器组件相关联的第一计数和与所述第二计数器组件相关联的第二计数,并且在所述第一计数与所述第二计数在预定义范围内时发送交换到第二多播树的请求;以及
将所述多个叶节点连接到所述多个根节点的多个MPLS路由器。
19.如权利要求18所述的系统,其中所述通信路径故障检测分组是双向转发检测(BFD)分组。
20.如权利要求18所述的系统,其中所述第二网络是因特网协议(IP)网络。
21.如权利要求18所述的系统,其中所述预定义范围为0。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |