CN104348721A - 标签查找方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标签查找方法及装置。其中，该标签查找方法包括：根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（TCAM）中查找对应于标签的标签属性，其中，标签包括：内层标签或者外层标签，标签属性包括：转发标签或者非转发标签；在标签属性为转发标签的情况下，根据转发标签在随机存储器（RAM）中进行查找，得到标签转发信息。通过本发明，达到了节省网络资源，提高数据报文转发速率的效果。

Description

标签查找方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种标签查找方法及装置。

背景技术

MPLS（Multi-protocol Label Switch，多协议标签交换）是一种用于快速数据报文交换和路由的体系，是为了提高数据报文转发速度而提出的，与传统IP（Internet Protocol，因特网协议）路由方式最长匹配查找相比，在数据转发时，MPLS能够根据预先分配好的标签进行转发，节省了匹配查找等处理时间。T-MPLS（Transport-MPLS，传送多协议标签交换）是一种基于MPLS的面向连接的分组传送技术，它对MPLS数据转发平面的某些复杂功能进行了简化，并增加了传统风格的面向连接的OAM（Operation Administration and Maintenance，操作、管理和维护）功能和保护恢复的功能，并将ASON（Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络）/GMPLS（Generalized Multi-protocol Label Switching，通用多协议标志交换协议）作为其控制平面，使其可以保证运营级传送网的要求。

T-MPLS去掉了IP/MPLS中的标签聚合和PHP（Physical-layer Protocol，物理层协议）等无连接的特性，保留了面向连接的特性，吸收了MPLS/PWE3（Pseudo Wire EmulationEdge-to-Edge，边缘到边缘的伪线仿真）和OAM保护倒换等技术的优点的通用分组传送技术。

对于一台多功能的网络设备而言，例如位于网络中的P设备（Provider，供应商设备）和PE设备（Provider Edge，运营商边缘设备）都需要能够进行业务的正常转发处理，在这些网络处理器中，报文的处理通常通过两个模块来完成：报文解析模块和查表转发模块。其中，报文解析模块主要是完成报文的解析，解析当前报文是哪种业务的报文，确定下一步走哪种查表处理流程；查表转发模块主要按业务流程进行表项查找，从而获取转发路径以及封装信息进行报文的封装转发。

图1是根据相关技术的T-MPLS网络的组网示意图，如图1所示，由于不支持PHP，数据报文在经过T-MPLS隧道上最后一个节点（PE2设备）时，该数据报文还携带着隧道标签。目前，在网络处理器对这些多功能网络设备进行标签处理的过程中，P设备只需要取外层标签就能获取转发信息，但是，PE2设备需要先查找外层标签，如果不能获取转发信息，还需要再查找内层标签才能获取转发信息。显然，T-MPLS网络中最后一个节点这种重复性查找操作必然浪费大量网络资源，导致网络资源利用率、数据报文转发效率的降低。

针对相关技术中T-MPLS网络中最后一个节点的重复性查找操作网络资源利用率、数据报文转发效率的降低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种标签查找方法及装置，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种标签查找方法，包括：根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（Ternary Content Addressable Memory，简称为TCAM）中查找对应于标签的标签属性，其中，标签包括：内层标签或者外层标签，标签属性包括：转发标签或者非转发标签；在标签属性为转发标签的情况下，根据转发标签在随机存储器（Random Access Memory，简称为RAM）中进行查找，得到标签转发信息。

优选地，报文当前到达的节点包括以下之一：供应商（P）设备、运营商边缘（PE）设备。

优选地，当报文当前到达的节点为P设备时，根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（TCAM）中查找对应于标签的标签属性，包括：以外层标签作为键值，在TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到标签属性；确定标签属性为转发标签。

优选地，在确定标签属为转发标签之后，还包括：将标签属性的转发标志位设置为第一标志位值，其中，第一标志位值表示标签属性为转发标签。

优选地，当报文当前到达的节点为PE设备时，根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（TCAM）中查找对应于标签的标签属性，包括：以外层标签作为键值，在TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到外层标签属性，并确定外层标签属性为非转发标签；以内层标签作为键值，在TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到内层标签属性，并确定内层标签属性为转发标签；将内层标签属性作为标签属性。

优选地，在确定外层标签属性为非转发标签之后，包括：将标签属性的转发标志位设置为第二标志位值，其中，第二标志位值表示标签属性为非转发标签。

优选地，在确定内层标签属性为转发标签之后，包括：将标签属性的转发标志位设置为第一标志位值，其中，第一标志位值表示标签属性为转发标签。

优选地，在RAM中进行查找得到标签转发信息时采用的查找方式包括以下之一：隧道标签查找方式、标签边缘路由器（Label Edge Router，简称为LER）标签查找方式。

根据本发明的另一方面，提供了一种标签查找装置，包括：第一查找模块，用于根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（TCAM）中查找对应于标签的标签属性，其中，标签包括：内层标签或者外层标签，标签属性包括：转发标签或者非转发标签；第二查找模块，用于在标签属性为转发标签的情况下，根据转发标签在随机存储器（RAM）中进行查找，得到标签转发信息。

优选地，报文当前到达的节点包括以下之一：供应商（P）设备、运营商边缘（PE）设备。

通过本发明，采用在TCAM中查找标签的属性，在确定标签的属性为转发标签后，在RAM中查找标签转发信息，解决了相关技术中T-MPLS网络中最后一个节点的重复性查找操作网络资源利用率、数据报文转发效率的降低的问题，进而达到了节省网络资源、提高数据报文转发速率的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的MPLS/T-MPLS网络的组网示意图；

图2是根据本发明实施例的标签查找方法流程图；

图3是根据本发明实施例的标签查找装置的结构框图；

图4是根据本发明优选实施例的标签查找示意图；

图5是根据本发明优选实施例的标签查找流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供了一种标签查找方法。图2是根据本发明实施例的标签查找方法流程图，如图2所示，该方法主要包括以下步骤（步骤S202-步骤S204）：

步骤S202，根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（TCAM）中查找对应于标签的标签属性，其中，标签包括：内层标签或者外层标签，标签属性包括：转发标签或者非转发标签；

步骤S204，在标签属性为转发标签的情况下，根据转发标签在随机存储器（RAM）中进行查找，得到标签转发信息。

通过上述步骤，可以通过TCAM快速地实现对报文标签的属性查找，在确定标签属性为转发标签后，再在RAM中查找转发标签对应的标签转发信息。这样，可以避免通过大量网络资源进行查找标签以得到标签转发信息造成的网络资源的利用率降低。

在本实施例中，报文当前到达的节点包括以下之一：供应商（P）设备、运营商边缘（PE）设备。这与图1所示的MPLS/T-MPLS系统中的组网结构是相同的。

在本实施例中，当报文当前到达的节点为P设备时，步骤S202可以通过这样的方式来实现：以外层标签作为键值，在TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到标签属性；确定标签属性为转发标签。也就是说，由于在P设备上只要进行外层标签的读取和查找就能够得到标签转发信息，因此在得到标签转发信息前的获取标签属性过程中，以外层标签作为键值在TCAM中进行属性查找就可以大大提高查找的速率，进而也必然能够提高报文的转发速率。

优选地，在确定标签属为转发标签之后，还可以将标签属性的转发标志位设置为第一标志位值，其中，第一标志位值表示标签属性为转发标签。在实际应用中，如果在P设备上确定了标签属性是转发标签，可以采用预定的数字对转发标志位进行赋值，例如，可以将转发标志位赋值为1，其中，1代表标签标志位为有效，即该标签的标签属性是转发标签。这样，后续再查找到该标签属性时，无需再确定是否是转发标签，而可以直接根据值为1的转发标志位即可确定该标签的标签属性是需要转发的转发标签。

在本实施例中，当报文当前到达的节点为PE设备时，步骤S202可以通过这样的方式来实现：先以外层标签作为键值，在TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到外层标签属性，并确定外层标签属性为非转发标签；以内层标签作为键值，在TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到内层标签属性，并确定内层标签属性为转发标签；将内层标签属性作为标签属性。

优选地，在确定外层标签属性为非转发标签之后，还可以将标签属性的转发标志位设置为第二标志位值，其中，第二标志位值表示标签属性为非转发标签。例如，在实际应用中，如果在P设备上确定了标签属性是非转发标签，可以采用预定的数字对转发标志位进行赋值，例如，可以将转发标志位赋值为0，其中，0代表标签标志位为有效，即该标签的外层标签的标签属性是非转发标签。这样，后续再查找到该外侧标签属性时，可以直接根据值为0的转发标志位即可确定该外层标签的标签属性是非转发标签，此时就可以直接对内存标签的属性查找了。优选地，在确定内层标签属性为转发标签之后，还可以将标签属性的转发标志位设置为第一标志位值，其中，第一标志位值表示标签属性为转发标签。例如，在实际应用中，第一标志位可以是1。

在本实施例中，在RAM中进行查找得到标签转发信息时采用的查找方式至少可以使用以下之一的方式：隧道标签查找方式、标签边缘路由器（LER）标签查找方式。当然，在实际应用中，使用哪种方式更为合适则视情况或视需要而定。

通过本实施例提供的标签查找方法，可以解决相关技术中T-MPLS网络中最后一个节点的重复性查找操作网络资源利用率、数据报文转发效率的降低的问题，进而达到了节省网络资源、提高数据报文转发速率的效果。

本发明实施例提供了一种标签查找装置，该装置用于实现上述标签查找方法，图3是根据本发明实施例的标签查找装置的结构框图，如图3所示，该标签查找装置可以包括：第一查找模块10和第二查找模块20。其中，第一查找模块10，用于根据报文中的标签在三态内容寻址存储器（TCAM）中查找对应于标签的标签属性，其中，标签包括：内层标签或者外层标签，标签属性包括：转发标签或者非转发标签；第二查找模块20，连接至第一查找模块10，用于在标签属性为转发标签的情况下，根据转发标签在随机存储器（RAM）中进行查找，得到标签转发信息。

在本实施例中，报文当前到达的节点包括以下之一：供应商（P）设备、运营商边缘（PE）设备。这与图1所示的MPLS/T-MPLS系统中的组网结构是相同的。

通过本实施例提供的标签查找装置，可以解决相关技术中T-MPLS网络中最后一个节点的重复性查找操作网络资源利用率、数据报文转发效率的降低的问题，进而达到了节省网络资源、提高数据报文转发速率的效果。

下面结合图4和图5以及优选实施例对上述实施例提供的标签查找方法进行更进一步的描述。

图4是根据本发明优选实施例的标签查找示意图，如图4所示，对于一个标签报文，其标签查找包括两个步骤：

步骤S402，通过在三态内容寻址存储器中存储的标签属性表中进行查找，获取标签的标签属性；

步骤S404，根据标签属性为转发标签的标签在随机存储器中存储的标签转发表中进行查找，获取标签转发信息。

需要说明的是，图4所示是对标签查找流程的简要描述。以下结合图5再对该标签查找流程分情形进行描述。

图5是根据本发明优选实施例的标签查找流程图，以下以当前节点为PE2节点的情形为为例，图5所示的流程包括：

步骤S502，对报文数据包中外层标签之前的字段进行解析；

步骤S504，对外层标签进行解析，以外层标签为键值查找TCAM中的标签属性表，获得标签属性为非转发标签，设置转发标志（即上述转发标志位）为0（即上述第二标志位值）；

步骤S506，对内层标签进行解析，以内层标签为键值查找TCAM中的标签属性表，获得标签属性为转发标签，设置转发标志（即上述转发标志位）为1（即上述第一标志位值）；

步骤S508，继续对报文数据包头中的剩余字段进行解析；

步骤S510，将报文携带的解析结果在查表转发模块；

步骤S512，查表转发模块根据解析结果在RAM中进行查找，获取转发标志为1的标签，查找到标签转发表中对应的标签转发信息。

在实际应用中，在当前节点为P节点的情形下，则可以将上述流程中的步骤S504和步骤S506替代执行为：

步骤S505，进行外层标签的解析，以外层标签为键值查找TCAM中标签属性表，获得当前属性为转发标签，设置转发标志为1。

通过该优选实施例，解决了现有技术中提到的最后一跳查找标签的查找操作浪费的大量网络资源，降低网络资源的利用率以及数据报文的转发效率的问题，进而达到了节省网络资源、提高数据报文转发速率的效果。

需要说明的是，本优选实施例可以进行扩展，TCAM标签表的查找结果可以扩展为其它非转发属性值。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：在报文通过TCAM查找标签属性，再通过RAM查找对应于标签属性的标签转发信息。因为标签属性表仅包含几个bit（根据实际场景设置表项）的属性字段，采用查表速度快的TCAM较容易提高查表速率，而转发表涉及真正的标签转发信息，采用通用的RAM即可容易实现。这种结合的查表方式可以节省网络资源，可以获取更快的转发速率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种标签查找方法，其特征在于，包括：

根据报文中的标签在三态内容寻址存储器TCAM中查找对应于所述标签的标签属性，其中，所述标签包括：内层标签或者外层标签，所述标签属性包括：转发标签或者非转发标签；

在所述标签属性为所述转发标签的情况下，根据所述转发标签在随机存储器RAM中进行查找，得到标签转发信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述报文当前到达的节点包括以下之一：供应商P设备、运营商边缘PE设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述报文当前到达的节点为所述P设备时，根据报文中的标签在三态内容寻址存储器TCAM中查找对应于所述标签的标签属性，包括：

以所述外层标签作为键值，在所述TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到所述标签属性；

确定所述标签属性为所述转发标签。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定所述标签属为所述转发标签之后，还包括：

将所述标签属性的转发标志位设置为第一标志位值，其中，所述第一标志位值表示所述标签属性为所述转发标签。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述报文当前到达的节点为所述PE设备时，根据报文中的标签在三态内容寻址存储器TCAM中查找对应于所述标签的标签属性，包括：

以所述外层标签作为键值，在所述TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到外层标签属性，并确定所述外层标签属性为非转发标签；

以所述内层标签作为键值，在所述TCAM中存储的标签属性信息进行查找操作，得到内层标签属性，并确定所述内层标签属性为转发标签；

将所述内层标签属性作为所述标签属性。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述外层标签属性为非转发标签之后，包括：

将所述标签属性的转发标志位设置为第二标志位值，其中，所述第二标志位值表示所述标签属性为所述非转发标签。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述内层标签属性为转发标签之后，包括：

将所述标签属性的转发标志位设置为第一标志位值，其中，所述第一标志位值表示所述标签属性为所述转发标签。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述RAM中进行查找得到标签转发信息时采用的查找方式包括以下之一：

隧道标签查找方式、标签边缘路由器LER标签查找方式。

9.一种标签查找装置，其特征在于，包括：

第一查找模块，用于根据报文中的标签在三态内容寻址存储器TCAM中查找对应于所述标签的标签属性，其中，所述标签包括：内层标签或者外层标签，所述标签属性包括：转发标签或者非转发标签；

第二查找模块，用于在所述标签属性为所述转发标签的情况下，根据所述转发标签在随机存储器RAM中进行查找，得到标签转发信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述报文当前到达的节点包括以下之一：供应商P设备、运营商边缘PE设备。