CN104253752B - 在ldp协议中实现lsp平滑切换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法及系统，涉及通信技术中的标签分发和标签交换领域。该方法包括：通过LDP实现LSP保持定时器；当路由器的路由发生变化时，判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP。本发明不仅适用范围比较广泛，能够满足用户的需求，而且使用成本较低，性价比较高。

Description

在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术中的标签分发和标签交换领域，具体涉及一种在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法及系统。

背景技术

LDP(Label Distribution Protocol，标签分发协议)是一种在MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)中使用的标签分发协议，LDP用于控制LSP(Label Switched Path，标签交换路径)的建立和删除。LDP能够通过在RFC5036(LDPSpecification)中定义的3个属性：标签发布方式(Label Advertisement Mode)、标签分配控制方式(Label Distribution Control Mode)、标签保留方式(Label Retention Mode)来定制LSP的建立过程。

标签发布方式是指LSR(Label Switched Router，标签交换路由器)是否需要收到上游的标签请求消息才进行标签分配与分发的处理方式，标签发布方式分为以下2种：

(1)下游自主方式(Downstream Unsolicited)：是指对于一个特定的FEC(Forwarding Equivalence Class，转发等价类)，LSR无须从上游获得标签请求消息即进行标签分配与分发。

(2)下游按需方式(Downstream on Demand)：是指对于一个特定的FEC，LSR获得标签请求消息之后才进行标签分配与分发。

标签分配控制方式是指LSR何时向上游LSR通告标签映射的处理方式，标签分配控制方式分为以下两种：

(1)独立标签分配控制(Independent)：是指本地LSR可以自主地分配一个标签绑定到某个FEC，并通告给上游LSR，而无需等待下游的标签。

(2)有序标签分配控制(Ordered)：是指对于LSR上某个FEC的标签映射，只有当该LSR已经具有此FEC下一跳的标签映射消息、或者该LSR就是此FEC的出节点时，该LSR才能够向上游发送此FEC的标签映射。

标签保留方式是指LSR对收到的、且暂不需要的标签映射的处理方式，标签保留方式分为以下两种：

(1)自由标签保留方式(Liberal)：是指对于从邻居LSR收到的标签映射，无论邻居LSR是不是自己的下一跳均保留。

(2)保守标签保留方式(Conservative)：是指对于从邻居LSR收到的标签映射，只有当邻居LSR是自己的下一跳时才保留。

目前在应用LDP技术的组网环境中，标签发布方式采用下游自主方式；标签分配控制方式采用有序标签控制方式；标签保留方式采用自由标签保留方式。这种配置方式也是目前IPRAN(IP Radio Access Network，IP化的无线接入网)网络中使用的方式。

在应用LDP技术的组网环境中，经常会出现存在主备链路的情况。当主用链路故障时，业务从主链路LSP切换到备链路LSP；当主用链路故障消除时，业务从备链路LSP切回主链路LSP。为了在主用链路故障和恢复的过程中减小业务流量损失，需要缩短主备链路LSP之间的切换时间，即业务能够在主备链路LSP之间平滑切换。

参见图1所示，常见的LDP组网方式为4台顺次连接的路由器(R1～R4)，R2和R3之间设置有1台备用路由器R5。LDP组网方式在初始状态时，LDP组网方式采用主链路LSP，其路径为R1-R2-R3-R4。R2和R3之间的链路(主链路)发生故障时，R2上到R4的路由的下一跳由R3变为R5；由于LDP建立的LSP需要和路由协议保持一致，因此LSP由主链路变为备链路LSP，其路径为：R1-R2-R5-R3-R4。R2和R3之间的链路(主链路)故障消除时，R2上到R4的路由的下一跳由R5又变回R3；因为LDP建立的LSP需要和路由保持一致，所以此时LDP需要将LSP更新为：R1-R2-R3-R4。但是LDP需要在R2和R3之间重新建立LDP会话交换标签映射消息来建立新的LSP，IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)协议路由的变化比LDP会话建立要快很多，进而导致删除旧的LSP与建立新的LSP之间存在一定的时间间隔(即业务中断时间)。

为了缩短业务中断时间，RFC 5443(LDP IGP Synchronization，同步)提出了一种解决方案：LDP IGP同步，即在LDP和IGP协议之间建立同步机制，抑制路由的变化，减缓路由的变化速度。例如当R2和R3之间链路的故障消除时，IGP抑制路由变化，等待LDP完成LDP会话建立和标签映射信息交换后，通告IGP协议，这时IGP路由才变化。

LDP IGP同步在实现过程中通常需要3个定时器：IGP保持Down状态定时器、IGP保持最大代价定时器、等待LDP完成标签分发建立新LSP的定时器。LDP IGP同步有效地缩短了业务中断时间。

参见图2所示，LDP常见的环形拓扑组网方式为顺次首尾相连的设备B1、A1～A4、B2；为了使所有的A(A1～A4)设备能够形成主备链路双归接入B1和B2，所以会将B1和B2之间的链路架设代价较大。以A2为例，A2主链路接入B1，路径为：A2-A1-B1。A2备链路接入B2，路径为：A2-A3-A4-B2。环形拓扑组网方式在初始状态时，B1到A2的LSP路径为：B1-A1-A2，当A1和A2之间的链路出现故障，B1到A2的LSP路径变为：B1-B2-A4-A3-A2。

当A1和A2之间的故障消除后，在配置了LDP IGP同步情况下，因为LDP是根据路由信息来判断上下游节点，LDP只会给上游节点分配标签，而不会给下游节点分配标签，而且A1到A2的路由下一跳为B1，即B1为A1至A2的下游节点，因为A1的IGP不会收到LDP通告，A1不会改变路由，所以A1的LDP不会给B1分配至A2的标签。B1到A2的LSP：B1-A1-A2始终无法建立成功，由于使用LDP IGP同步时，LDP新建LSP时必须依赖IGP改变路由，而IGP改变路由又需要依赖LDP通告新建LSP，因此在图2中的环形拓扑组网方式使用LDP IGP同步会出现死锁情况，LDP IGP同步无法应用。

综上所述，虽然LDP IGP同步在绝大部分场景下可以有效地缩短业务中断时间(旧LSP和新LSP切换的时间间隔)，但是LDP IGP同步无法缩短图2中的环形拓扑组网方式的业务中断时间，应用效果较差。因此，LDP IGP同步的适用范围比较单一，难以满足用户的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法及系统，不仅适用范围比较广泛，能够满足用户的需求，而且使用成本较低，性价比较高。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，包括以下步骤：

A、通过LDP实现LSP保持定时器，在需要使用的每1台路由器的LDP节点上均设置LSP保持定时器；

B、当路由器的路由发生变化时，判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP。

在上述方案的基础上，步骤B中当路由器的路由发生变化之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LDP收到下一跳的标签，当前路由器的LDP更新LSP。

在上述方案的基础上，步骤B具体包括以下步骤：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到路由更新消息；判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，确定需要配置LSP保持定时器，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP通信；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP，结束；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

在上述方案的基础上，所述确定当前路由器的LDP收到路由更新消息之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LDP收到下一跳的标签，当前路由器的LDP更新LSP，结束。

在上述方案的基础上，所述判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签之后，还包括以下步骤：确定不需要配置LSP保持定时器，当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

在上述方案的基础上，步骤B具体包括以下步骤：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到标签映射消息；判定当前路由器的LDP收到的标签映射消息来自当前路由的下一跳对应的节点；判定当前路由器的LSP保持定时器已经启动，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP，结束。

在上述方案的基础上，所述确定当前路由器的LDP收到标签映射消息之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LDP收到的标签映射消息不是来自当前路由的下一跳对应的节点，结束。

在上述方案的基础上，所述判定当前路由器的LDP收到的标签映射消息来自当前路由的下一跳对应的节点之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LSP保持定时器未启动，当前路由器的LDP更新LSP，结束。

在上述方案的基础上，步骤B具体包括以下步骤：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到路由删除消息；判断当前路由器的LSP保持定时器是否已经启动，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

一种实现上所述方法的在LDP协议中实现LSP平滑切换的系统，包括LSP保持定时器、定时器设置模块和定时器使用模块；

所述定时器设置模块用于：在需要使用的每1台路由器的LDP节点上均设置LSP保持定时器；

所述定时器使用模块用于：当路由器的路由发生变化时，判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明使用时，当路由器的路由发生变化时(例如链路出现故障、链路修复等)，LDP会收到路由更新消息，当新的LSP无法建立时，本发明能够启动LSP保持定时器、并通过LSP保持定时器保持原有的LSP，进而使得路由器通过原有的LSP承载业务流量，进而缩短业务中断时间。当路由器的LDP建立新的LSP后，本发明能够停止LSP保持定时器，通过新的LSP承载业务流量。

因此，本发明能够在路由器的路由发生变化时(例如链路出现故障、链路修复等)，仍然通过原有的LSP承载业务流量，不仅显著的缩短了业务中断时间，而且与现有技术中无法通过LDP IGP同步缩短环形拓扑组网方式的业务中断时间相比，本发明能够在还没有建立新的LSP的情况下，通过原有的LSP承载业务流量，能够适用于环形拓扑组网方式，不仅适用范围比较广泛，而且能够满足用户的需求。

(2)与现有技术中LDP IGP同步实现时需要3个定时器相比，本发明只需要一个LSP保持定时器，不仅使用成本较低，而且本发明缩短业务中断时间的效果与LDP IGP同步的效果相同，本发明的性价比较高。

附图说明

图1为背景技术中能够应用LDP IGP同步场景的拓扑图；

图2为背景技术中无法应用LDP IGP同步场景的拓扑图；

图3为本发明中实施例中LDP处理路由更新消息的流程图；

图4为本发明中实施例中LDP处理标签映射消息的流程图；

图5为本发明中实施例中LDP处理路由删除消息的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，包括以下步骤：

S1：通过LDP实现可配置时间的LSP保持定时器，在需要使用的每1台路由器的LDP节点上均设置LSP保持定时器。

S2：当路由器的路由发生变化时，判断当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，当前路由器的LDP更新LSP；否则设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器。在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量。判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP。

步骤S2具体包括以下步骤：

S210：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到的消息，若当前路由器的LDP收到路由更新消息，转到步骤S220；若当前路由器的LDP收到标签映射消息，转到步骤S230；若当前路由器的LDP收到路由删除消息，转到步骤S240。

S220：判断当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若不是，转到步骤S221；否则转到步骤S224。

S221：确定是否需要配置LSP保持定时器，若是，转到步骤S222，否则转到步骤S223。

S222：设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器。在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP通信；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，转到步骤S224；否则转到步骤S223。

S223：当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

S224：当前路由器的LDP更新LSP，结束。

S230：判断当前路由器的LDP收到的标签映射消息是否来自下游对等体(即路由下一跳对应的节点)，若是，转到步骤S231，否则结束。

S231：判断当前路由器的LSP保持定时器是否已经启动，若是，转到步骤S232，否则转到步骤S233。

S232：停止当前路由器的LSP保持定时器，转到步骤S233。

S233：当前路由器的LDP更新LSP，结束。

S240：判断当前路由器的LSP保持定时器是否已经启动，若是，转到步骤S241，否则转到步骤S242。

S241：停止当前路由器的LSP保持定时器，转到步骤S242。

S242：当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

本发明实施例的工作原理如下：

通常发生链路故障和链路修复时，路由会发生变化。若目的地址依然有路由可达，LDP会收到路由更新消息；若目的地址没有路由可达，LDP会收到路由删除消息。只有路由更新消息，但没有新LSP标签的情况下，才需要启动定时器；收到路由删除消息、标签映射消息时，在已启动定时器情况下，需要取消已启动的定时器，否则会造成资源残留或异常。

路由器的LDP收到标签映射消息时，若已经启动LSP保持定时器，则需要取消LSP保持定时器，进而能够避免在业务流量已经从旧LSP切换到新LSP后，LSP保持定时器超时而删除LSP的情况。

路由器的LDP收到路由删除消息时，若已经启动LSP保持定时器，则需要先取消LSP保持定时器，在删除LSP，进而能够避免LSP删除后，还有相关的LSP保持定时器运行。

本发明实施例还提供一种实现上述方法的在LDP协议中实现LSP平滑切换的系统，包括LSP保持定时器、定时器设置模块和定时器使用模块。

定时器设置模块用于：在需要使用的每1台路由器的LDP节点上均设置LSP保持定时器。

定时器使用模块用于：当路由器的路由发生变化时，判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器。

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、通过标签分发协议LDP实现标签交换路径LSP保持定时器，在需要使用的每1台路由器的LDP节点上均设置LSP保持定时器；

B、当路由器的路由发生变化时，判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP。

2.如权利要求1所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：步骤B中当路由器的路由发生变化之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LDP收到下一跳的标签，当前路由器的LDP更新LSP。

3.如权利要求1所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：步骤B具体包括以下步骤：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到路由更新消息；判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，确定需要配置LSP保持定时器，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP通信；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP，结束；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

4.如权利要求3所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：所述确定当前路由器的LDP收到路由更新消息之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LDP收到下一跳的标签，当前路由器的LDP更新LSP，结束。

5.如权利要求3所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：所述判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签之后，还包括以下步骤：确定不需要配置LSP保持定时器，当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

6.如权利要求1所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：步骤B具体包括以下步骤：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到标签映射消息；判定当前路由器的LDP收到的标签映射消息来自当前路由的下一跳对应的节点；判定当前路由器的LSP保持定时器已经启动，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP，结束。

7.如权利要求6所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：所述确定当前路由器的LDP收到标签映射消息之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LDP收到的标签映射消息不是来自当前路由的下一跳对应的节点，结束。

8.如权利要求6所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：所述判定当前路由器的LDP收到的标签映射消息来自当前路由的下一跳对应的节点之后，还包括以下步骤：判定当前路由器的LSP保持定时器未启动，当前路由器的LDP更新LSP，结束。

9.如权利要求1所述的在LDP协议中实现LSP平滑切换的方法，其特征在于：步骤B具体包括以下步骤：当路由器的路由发生变化时，确定当前路由器的LDP收到路由删除消息；判断当前路由器的LSP保持定时器是否已经启动，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP，结束。

10.一种实现权利要求1至9任一项所述方法的在LDP协议中实现LSP平滑切换的系统，其特征在于：包括LSP保持定时器、定时器设置模块和定时器使用模块；

所述定时器设置模块用于：在需要使用的每1台路由器的LDP节点上均设置LSP保持定时器；

所述定时器使用模块用于：当路由器的路由发生变化时，判定当前路由器的LDP未收到下一跳的标签，设定LSP保持定时器的定时时间，启动当前路由器的LSP保持定时器；

在定时时间内，通过LSP保持定时器保持原有的LSP，当前路由器与其他路由器之间通过原有的LSP承载业务流量；判断定时时间内当前路由器的LDP是否收到下一跳的标签，若是，停止当前路由器的LSP保持定时器，当前路由器的LDP更新LSP；否则当前路由器的LDP删除原有的LSP，等待创建新的LSP。