CN104378292B - 一种转发mpls数据包的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转发MPLS数据包的方法及装置，用于在SR网络和非SR网络混合组网环境下，实现MPLS数据包的正确转发。该方法为：SR网络中的第一SR路由器在获得待发送的MPLS数据包时，判断下一跳路由器是否支持SR特性；第一SR路由器在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包发送给下一跳路由器，令封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器。这样，可以在SR路由器和non‑SR路由器混合组网的环境下，完成MPLS数据包的正确转发，从而满足SR网络增量部署的要求。

Description

一种转发MPLS数据包的方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术，特别涉及一种转发MPLS数据包的方法及装置。

背景技术

段路由（Segment Routing，SR）是一种控制平面采用内部网关协议（InteriorGateway Protocol，IGP）来传递SR路由器（SR router）对应的具有全局意义或本地意义的多协议标签交换（Muti-Protocol Label Switching，MPLS）标签的方法，典型的IGP有中间系统-中间系统协议（Intermediate System to Intermediate System，IS-IS）和开放最短路径优先协议（Open Shortest Path First，OSPF）。

数据平面基于Segment Routing控制平面分发的MPLS标签进行MPLS数据包转发，以此达到简化MPLS网络运维管理的目的。

为便于理解segment routing技术方案，下面以控制平面分发全局意义标签的情况举例说明。

参阅图1所示，出口SR路由器（Egress SR router）（即Z）依照segment routing协议定义的方法，通过IGP协议（如IS-IS或OSPF）扩展通告了自身的节点段标签（nodesegment Label），假设为65。当入口SR路由器（Ingress SR router）（即A）需要发送一个原始数据包到Z的时候，就在该原始数据包的前面添加Z对应的node segment Label即65,然后将该原始数据包封装后形成的MPLS报文发送给下一跳SR路由器（即B）。后续过程中，接收到上述MPLS数据包的SR路由器（如B、C和D）根据node segment label（即65）逐跳转发上述MPLS数据包到目的地Z。

但是，现有Segment Routing技术方案中并没有考虑SR路由器和非SR路由器混合组网的场景。以图1所示场景为例，参阅图2所示，假设C不支持SR特性，但是根据ISIS和OSPF协议规定，在控制平面上，ISIS或OSPF节点收到不认识的类型长度值（Type Length andValue，TLV），仍然会将该TLV发送给其邻居节点，也就是说，C接收到包含SR相关信息（如node segment Label）的TLV时，虽然不能识别，但仍然会扩散至周围的邻居节点，如B、D；但是，在数据平面上，当B将从A接收的目的地为Z的MPLS数据包（该数据包的top label为Z对应的node segment label，即65）转发给C时，由于C不支持SR特性（即在数据平面并不具有相应的MPLS转发表项），因此，C会将接收到的MPLS数据包丢弃。

综上所述，采用SR路由器和非SR路由器混合组网时，不可避免地会出现因路由器为不支持SR特性而引发的丢包现象，令MPLS数据包不能够在混合组网环境下得到正确转发。

发明内容

本发明实施例提供一种转发MPLS数据包的方法及装置，用以实现SR路由器和非SR路由器混合组网场景下的MPLS数据包的正确转发。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，一种转发MPLS数据包的方法，包括：

SR网络中的第一SR路由器接收MPLS数据包；

所述第一SR路由器确定下一跳路由器不支持SR特性，将所述MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包发送给所述下一跳路由器，令所述封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一SR路由器将MPLS数据包封装入IP隧道，具体包括：

所述第一SR路由器将所述IP隧道的源地址填写为所述第一SR路由器的IP地址，而将所述IP隧道的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述第一SR路由器根据待发送的MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址；其中，所述MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签即为第二SR路由器的节点段标签。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述第一SR路由器将MPLS数据包封装入IP隧道之前，包括：

所述第一SR路由器判断第二SR路由器的节点段标签是否为全局标签；

若所述节点段标签是全局标签，则所述第一SR路由器进一步判断所述全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出PHP操作，若需要执行PHP操作，则对所述全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对所述全局标签进行弹出操作；

若所述节点段标签是本地标签，则所述第一SR路由器直接对所述本地标签进行弹出操作。

结合第一方面的上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一SR路由器在将所述MPLS数据包封装入IP隧道之前，进一步包括：

所述第一SR路由器根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将所述MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型。

第二方面，一种第一SR路由器，包括：

通信单元，用于接收MPLS数据包；

处理单元，用于在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将所述MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包通过所述通信单元发送给所述下一跳路由器，令所述封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述处理单元将MPLS数据包封装入IP隧道，具体包括：

所述处理单元将所述IP隧道的源地址填写为所述第一SR路由器的IP地址，而将所述IP隧道的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：

所述处理单元根据待发送的MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址；其中，所述MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签即为第二SR路由器的节点段标签。

结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述处理单元将MPLS数据包封装入IP隧道之前，包括：

所述处理单元判断第二SR路由器的节点段标签是否为全局标签；

若所述节点段标签是全局标签，则所述处理单元进一步判断所述全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出PHP操作，若需要执行PHP操作，则对所述全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对所述全局标签进行弹出操作；

若所述节点段标签是本地标签，则所述处理单元直接对所述本地标签进行弹出操作。

结合第二方面的上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理单元进一步用于：

在将所述MPLS数据包封装入IP隧道之前，所述处理单元根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将所述MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型。

本发明实施例中，SR网络中的第一SR路由器在获得待发送的MPLS数据包时，判断下一跳路由器是否支持SR特性；第一SR路由器在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包发送给下一跳路由器，令封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器。这样，可以在SR路由器和non-SR路由器混合组网的环境下，完成MPLS数据包的正确转发，从而满足SR网络增量部署的要求。

附图说明

图1为Segment Routing MPLS转发示意图；

图2为Segment Routing MPLS转发错误示意图；

图3为本发明实施例中混合组网环境下转发MPLS数据包流程图；

图4为本发明实施例中混合组网环境下转发MPLS数据包第一示意图；

图5为本发明明实施例中混合组网环境下转发MPLS数据包第二示意图；

图6为本发明实施例中SR路由器通告的封装能力子类型长度值示意图；

图7和图8为本发明实施例中第一SR路由器结构示意图。

具体实施方式

为了支持SR路由器和非SR路由器混合组网场景，本发明实施例中，通过传统网络（即非SR网络）连接Segment routing网络中的各个节点，从而便于segment routing网络的增量部署。

下面结合附图在本发明实施例优选进行详细说明。

参阅图3所示，在混合组网环境中，MPLS数据包的转发流程如下：

步骤300：SR网络中的第一SR路由器接收到MPLS数据包后，判断下一跳路由器是否支持SR特性。

本发明实施例中，Segment routing网络中的每一个SR路由器会将自身SR能力通过IGP扩展在整个IGP域通告，这样，每一个SR路由器就可以自动获知下一跳路由器是否支持SR特性。

步骤310：第一SR路由器在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将待发送的MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包发送给下一跳路由器，令封装后的MPLS数据包被基于IP路由表转发至第二SR路由器。

即第一SR路由器将MPLS数据包封装为IP数据包，再基于IP路由表将封装后形成的IP数据包转发至作为隧道目的地的第二SR路由器。

本发明实施例中，第一SR路由器在将MPLS数据包封装入IP隧道时，将IP隧道的源地址填写为第一SR路由器的一个IP地址，而将IP隧道的的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址，其中，第一SR路由器根据MPLS数据包标签栈栈顶的节点段标签（即第二SR路由器的节点段标签）获知第二SR路由器的IP地址，即第二SR路由器的节点段标签和第二SR路由器的IP地址之间具有映射关系，第一SR路由器在将MPLS数据包封装入IP隧道时即可以根据MPLS数据包标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址。

另一方面，第一SR路由器在将MPLS数据包封装入IP隧道之前时，可以基于第二SR路由器的节点段标签判断该节点段标签是否为全局标签，若该节点段标签为全局标签,则进一步判断该全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出（penultimate hop pop，PHP）操作，若需要执行PHP操作，则对该全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对该全局标签进行弹出操作；若该节点段标签为本地标签,那么直接对该本地标签进行弹出操作。

在上述实施例中，进一步地，第一SR路由器根据第二SR路由器的通知获知将MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型（即封装IP隧道的头部的类型）。例如：第一SR路由器在将MPLS数据包封装入IP隧道之前可以根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将该MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型，如，通用路由封装（Generic Routing Encapsulation，GRE）隧道类型。当然，系统中的各个SR路由器之间也可以预先约定将采用的IP隧道封装格式。

下面采用几个具体的应用场景对上述实施例作出进一步详细说明。

假设A为入口SR路由器，B、D为中间SR路由器，C为Non-SR路由器,而Z为出口SR路由器。那么，当B从A接收到top label为Z对应的node segment label（即65）的MPLS数据包时，发现该MPLS数据包对应的MPLS转发表项的下一跳（即C）为non-SR路由器，那么，B判断Z对应的node segment label是否为全局标签；若Z对应的node segment label是全局标签,，那么B进一步判断该全局标签是否需要执行PHP操作，若不是，B直接将该MPLS数据包封装入IP隧道（如，GRE隧道），具体参阅图4所示，否则，B将该MPLS数据包的top label剥离之后再封装入IP隧道，具体参阅图5所示；若Z对应的node segment label是本地标签,那么，B直接将该MPLS数据包的top label剥离之后再封装入IP隧道，具体参阅图5所示。其中，IP隧道的目的地址即是Z的IP地址，IP隧道的源地址即是B的一个IP地址，封装后的MPLS数据包，通过IP逐跳转发的方式进行转发，即通过C和D的IP转发，到达IP隧道目的地（即Z），Z对接收到的数据包进行IP隧道解封装，再对解封装后的MPLS数据包进行相应处理。

当然，上述示例是以MPLS数据包从B开始基于IP路由表被逐跳转发至Z为例进行说明的，实际应用中，若网络环境允许，MPLS数据包B也可以从B开始基于IP路由表被直接转发至Z。

进一步地，本发明实施例中，为了让位于IP隧道入口节点即B获知IP隧道出口节点即Z支持哪种IP隧道封装格式，Z节点通过内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP）扩展，向IGP域的其他SR路由器通告自身支持何种IP隧道封装格式。具体的，Z可以支持一种或多种IP隧道封装格式例如，GRE隧道，UDP（UDP为User Datagram Protocol的简称，也称用户数据报协议）隧道。

以ISIS为例，Z可以通过在路由器能力类型长度值（Router Capability TLV）中携带如图6所示的封装能力子类型长度值（Encapsulation Capability Sub-TLV）来实现IP隧道封装格式在系统中的通告。

其中，该封装能力Sub-TLV的Type字段填写互联网数字分配机构（The InternetAssigned Numbers Authority，IANA）分配的某个IP隧道封装格式的Type code（类型代码）,如：GRE隧道的Type code=1；UDP隧道的Sub-TLV Type code=2；若Length字段设置为0，则表示该Sub-TLV的value字段为null。

本发明实施例中，实现SR路由器和non-SR路由器混合组网，从而满足SR网络增量部署的要求；Non-SR路由器（如C）可以是根本就不具备MPLS数据包转发能力的路由器；

参阅图7所示，本发明实施例中，第一SR路由器包括通信单元70和处理单元71，其中，

通信单元70，用于接收MPLS数据包；

处理单元71，用于在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包通过通信单元70发送给下一跳路由器，令封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器。

处理单元71将MPLS数据包封装入IP隧道，具体包括：

处理单元71将IP隧道的源地址填写为第一SR路由器的IP地址，而将IP隧道的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址。

处理单元71还用于：

处理单元71根据待发送的MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址；其中，MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签即为第二SR路由器的节点段标签。

处理单元71将MPLS数据包封装入IP隧道之前，包括：

处理单元71判断第二SR路由器的节点段标签是否为全局标签；

若节点段标签是全局标签，则处理单元71进一步判断全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出PHP操作，若需要执行PHP操作，则对全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对全局标签进行弹出操作；

若节点段标签是本地标签，则处理单元71直接对本地标签进行弹出操作。

处理单元71进一步用于：

在将MPLS数据包封装入IP隧道之前，处理单元根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型。

参阅图8所示，本发明实施例中，第一SR路由器包括通信端口80和处理器81，其中，

通信端口80，用于接收MPLS数据包；

处理器81，用于在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包通过通信端口80发送给下一跳路由器，令封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器。

处理器81将MPLS数据包封装入IP隧道，具体包括：

处理器81将IP隧道的源地址填写为第一SR路由器的IP地址，而将IP隧道的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址。

处理器81还用于：

处理器81根据待发送的MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址；其中，MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签即为第二SR路由器的节点段标签。

处理器81将MPLS数据包封装入IP隧道之前，包括：

处理器81判断第二SR路由器的节点段标签是否为全局标签；

若节点段标签是全局标签，则处理器81进一步判断全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出PHP操作，若需要执行PHP操作，则对全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对全局标签进行弹出操作；

若节点段标签是本地标签，则处理器81直接对本地标签进行弹出操作。

处理器81进一步用于：

在将MPLS数据包封装入IP隧道之前，处理器根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型。

通过上述方案可以在SR路由器和non-SR路由器混合组网的环境下，完成MPLS数据包的正确转发，从而满足SR网络增量部署的要求。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种转发多协议标签交换MPLS数据包的方法，其特征在于，包括：

段路由SR网络中的第一SR路由器接收MPLS数据包；

所述第一SR路由器确定下一跳路由器不支持SR特性，将所述MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包发送给所述下一跳路由器，令所述封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器，所述第一SR路由器将所述IP隧道的源地址填写为所述第一SR路由器的IP地址，将所述IP隧道的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一SR路由器根据待发送的MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址；其中，所述MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签即为第二SR路由器的节点段标签。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一SR路由器将MPLS数据包封装入IP隧道之前，包括：

所述第一SR路由器判断第二SR路由器的节点段标签是否为全局标签；

若所述节点段标签是全局标签，则所述第一SR路由器进一步判断所述全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出PHP操作，若需要执行PHP操作，则对所述全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对所述全局标签进行弹出操作；

若所述节点段标签是本地标签，则所述第一SR路由器直接对所述本地标签进行弹出操作。

4.如权利要求1－3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一SR路由器在将所述MPLS数据包封装入IP隧道之前，进一步包括：

所述第一SR路由器根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将所述MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型。

5.一种第一段路由SR路由器，其特征在于，包括：

通信单元，用于接收MPLS数据包；

处理单元，用于在确定下一跳路由器不支持SR特性时，将所述MPLS数据包封装入IP隧道，并将封装后的MPLS数据包通过所述通信单元发送给所述下一跳路由器，令所述封装后的MPLS数据包基于IP路由表被转发至第二SR路由器，所述处理单元将所述IP隧道的源地址填写为所述第一SR路由器的IP地址，将所述IP隧道的目的地址填写为第二SR路由器的IP地址。

6.如权利要求5所述的第一SR路由器，其特征在于，所述处理单元还用于：

所述处理单元根据待发送的MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签获知第二SR路由器的IP地址；其中，所述MPLS数据包的标签栈栈顶的节点段标签即为第二SR路由器的节点段标签。

7.如权利要求5所述的第一SR路由器，其特征在于，所述处理单元将MPLS数据包封装入IP隧道之前，包括：

所述处理单元判断第二SR路由器的节点段标签是否为全局标签；

若所述节点段标签是全局标签，则所述处理单元进一步判断所述全局标签是否需要执行倒数第二跳弹出PHP操作，若需要执行PHP操作，则对所述全局标签进行弹出操作，若不需要执行PHP操作，则不对所述全局标签进行弹出操作；

若所述节点段标签是本地标签，则所述处理单元直接对所述本地标签进行弹出操作。

8.如权利要求5－7任一项所述的第一SR路由器，其特征在于，所述处理单元进一步用于：

在将所述MPLS数据包封装入IP隧道之前，所述处理单元根据第二SR路由器发送的隧道封装能力通告获知将所述MPLS数据包封装入IP隧道时所采用的IP隧道封装类型。