CN104541477B - 用于信令传达和响应于在域间te lsp中的ero扩展失败的系统、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

用于按照排除那些被指示为ERO扩展已经失败的节点的方式来执行基于约束最短路径计算(CSPF)的系统、方法和设备，该指示经由在与替代LSP的建立关联的RSVP路径消息内的错误代码提供。

Description

用于信令传达和响应于在域间TE LSP中的ERO扩展失败的系 统、方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求申请书登记号为61/676,796、登记日为2012年7月27日、名称为“用于改进的MPLS管理的系统、方法和设备”的未决美国临时专利申请的权益，其全部内容以引用结合到本文中。
技术领域
本发明涉及例如多协议标签交换(MPLS)网络的通信网络领域，以及更加具体地但不限于，涉及增强的LSP信令传达机制。
背景技术
多协议标签交换(MPLS)能够有效传递各式各样差异化的端到端服务。多协议标签交换(MPLS)流量工程(TE)提供用于基于带宽考虑和管理规定来跨MPLS网络的有效路径的机制。每个标签交换路由器维持具有当前网络拓扑的TE链路状态数据库。一旦路径被计算，TE就被用于维持沿该路径的转发状态。
如在多种互联网工程任务组(IETF)请求注释(RFC)稿(例如RFC4726和RFC5151)中所详细描述的，区域边界路由器(ABR)是位于分层开放最短路径优先(OSPF)网络中的几个区域之间的路由器。ABR维持来自多个区域的拓扑消息。在连续LSP类型的资源预留协议(RSVP)域间TE-LSP的情况下，每个区域边界路由器(ABR)在向下游转发RSVP路径消息前触发路径计算(也被称为ERO扩展)。因此，每个ABR负责计算用于其后续TE域或区域的TE约束路径。每个这样的ABR(其触发用于其TE域的路径计算)可以具有多个等价路径并且必须选择其中之一。
在LSP建立跨多个TE域或区域的情况下，对于入口标签边界路由器(LER)或者做ERO扩展的后续ABR节点来说，具有对其可用的、以到达LSP的目的地或者下一个ABR的多个非等价路径是可能的。如果给出的节点ERO扩展失败并且该节点正好与到达目的地的最优路径关联，那么LSP建立可能会失败直到网络重新收敛，而网络重新收敛在较长时间内可能不会发生。进一步地，即使存在替代路径该LSP建立失败也可能会发生，这是因为如果替代路径被认为是非最优的，LSP建立过程则可能永远不会使用替代路径。
发明内容
按照排除那些被指示为ERO扩展已经失败的节点的方式来执行基于约束最短路径计算(CSPF)的系统、方法和设备解决现有技术中的多种缺陷，该指示经由在与替代LSP的建立关联的RSVP路径消息内的错误代码提供。
一般而言，网络中的区域边界路由器(ABR)的操作适于指示失败的ERO扩展已经发生，从而使得入口LER能够提供避免失败的ABR的替代LSP。
根据一种实施例的方法适合于在支持资源预留协议(RSVP)域间流量工程标签交换路径(TE-LSP)的网络内使用，该方法包括：按照排除那些被指示为ERO扩展已经失败的节点的方式来执行基于约束最短路径计算(CSPF)，该指示经由在与替代LSP的建立关联的RSVP路径消息内的错误代码提供。
附图说明
通过结合附图考虑下文中的详细描述可以容易理解本发明的教导，其中：
图1示出从多种实施例受益的示例性网络；
图2示出根据一个实施例的方法的流程图；以及
图3示出适合用于执行本文所述的功能的计算机概要框图。
为了便于理解，在可能处已经使用相同的参考编号指示对于附图共同的相同元件。
具体实施方式
将在支持连续LSP类型的资源预留协议(RSVP)域间流量工程标签交换路径(TE-LSP)(例如在IETF RFC4726和RFC5151中定义的，其中每个RFC的全部内容通过引用结合到本文中)的网络的上下文中描述多种实施例。
图1示出从多种实施例受益的通信网络概要框图。特别地，图1的网络100提供支持连续LSP类型的资源预留协议(RSVP)域间流量工程标签交换路径(TE-LSP)的多协议标签交换(MPLS)网络。网络可以由本领域技术人员修改以使用其它与MPLS有关的协议，而非本文中所讨论的示例性协议。
网络100包括3个IP/MPLS通信网络(CN)105-1、105-2和105-3，其中每个通信网络105与各自的区域关联。网络100还包括至少一个网络管理系统(NMS)120。如图所示，NMS120操作控制分布在通信网区域105-1至105-3中的多个路由器110-1至110-11。
第一区域105-1包括第一110-1、第二110-2和第四110-4路由器，第二区域105-2包括第三110-3、第五110-5、第六110-6和第七110-7路由器，而第三区域105-3包括第八110-8、第九110-9、第十110-10和第十一110-11路由器。要注意的是多种路由器相互连接从而构成路径。特别地，图1中示出以下路由器连接的序列，其中相邻命名的路由器彼此相互连接或链接：R1-R2-R3-R6-R8-R10-R11-R9-R7-R5-R4-R1。另外，R3与R4、R5和R7中的每一个连接/链接，而R7额外地与R8连接/链接。
第三110-3(R3)和第五110-5(R5)路由器作为分隔第一105-1和第二105-2区域的区域边界路由器(ABR)操作。相似地，第六110-6(R6)和第七110-7(R7)路由器作为分隔第二105-2和第三105-3区域的ABR操作。
数据包或报文基于每服务根据入口和出口虚拟连接(VC)标签路由。VC标签被PE路由器130使用以用于解复用在相同LSP隧道集合上从不同服务到达的流量。
NMS 120是适于执行本文中所描述的多种管理功能的网络管理系统。NMS 120适于与CN 105的节点通信。NMS 120也可以适于与其它运营支撑系统(例如网元管理系统(EMS)、拓扑管理系统(TMS)等以及其多种组合)通信。
NMS 120可以在网络节点、网络运营中心(NOC)或能够与CN 105和与其有关的多种元件通信的任何其它位置处实现。NMS 120可以支持用户接口能力从而使得一个或多个用户能够执行多种与网络管理、配置、规定或控制有关的功能(例如输入信息、检查信息、发起本文中所描述的多种方法的执行等)。NMS 120的多种实施例适于执行本文中关于多种实施例所论述的功能。例如下文关于图3所描述的，NMS 120可以被实现为通用计算装置或专用计算装置。
NMS 120以及多种路由器110操作支持连续LSP类型的资源预留协议(RSVP)域间流量工程标签交换路径(TE-LSP)。
如前指出的，在图1的网络105中所示的ABR的每一个(例如路由器R3、R6、R5和R7)接收RSVP路径消息并且在将RSVP路径消息向下游的下一个路由器转发前执行路径计算(也被称为ERO扩展)。
LSP建立开销约束以及要被建立的LSP的其它参数通常在与希望的LSP关联的入口标签边界路由器(LER)处定义。取决于例如所使用的具体路由协议(例如开放最短路径优先(OSPF)或中间系统到中间系统(IS-IS)适应性路由协议)来使用多种参数。
在LSP建立跨多个TE域或区域的情况下，对于入口标签边界路由器(LER)或者做ERO扩展的后续ABR节点来说，具有对其可用的、以到达LSP的目的地或下一个ABR的多个非等价路径是可能的。然而，如果给出的节点ERO扩展失败并且该节点正好与到达目的地的最优路径关联，那么LSP建立可能会失败直到网络重新收敛，而网络重新收敛在较长时间内可能不会发生。进一步地，即使存在替代路径该LSP建立失败也可能会发生，这是由于如果替代路径被认为是非最优的，LSP建立过程则可能永远不会使用替代路径。
接收方主机向上游发送方发送RSVP预留请求(Resv)消息从而在沿路径的每个节点中创建并且维持“预留状态”。RSVP发送方主机遵循数据路径，沿由路由协议提供的单播/多播路线向下游传输RSVP路径消息。这些路径消息沿途将“路径状态”存储在每个节点中，至少包括被用来在相反方向上逐跳路由RSVP Resv消息的上一跳节点的单播IP地址。
在多种实施例中，ERO扩展失败的节点通过具有错误代码的RSVP路径错误消息向入口LER指示ERO扩展失败。可选地，在多种实施例中，相同机制可以被ERO扩展失败的节点使用来向入口LER指示与失败的ERO扩展关联的条件已经改变以及指示ERO扩展将不会成功。
响应于ERO扩展失败的指示，于是入口LER节点在执行新的约束最短路径优先(CSPF)计算之后，可以在后续路径中将用路径错误做出响应的节点放在其XRO子对象中。这有助于在网络的最优路径不能满足LSP约束的情况下通过替代次优路径来建立LSP。一旦最优路径能够支持LSP上要求的约束，对LSP重新优化以使用最优路径。
由此，多种实施例采用修改的以包含附加信息的RSVP路径消息，其中该附加信息适于向ABR通信一个或多个ABR或节点应该被排除在任何ERO扩展之外。以此方式，在XRO对象或EXRS中的失败的ABR或节点，在入口LER的TE域以外执行ERO扩展的ABR节点将知道在执行其自身的ERO扩展时排除失败的ABR或节点。以此方式，响应于在入口LER的TE域以外的TE域中的失败ERO扩展，可以迅速地触发替代LSP的创建。
在多种实施例中，下游RSVP路径消息被修改从而包括指示ABR或节点已经失败(或复原/恢复)的错误信息，从而使得在路径计算的上下文中不使用失败的ABR节点。
在多种实施例中，新定义的RSVP路径错误消息包括指示已经发生ERO扩展失败并且指示与该失败关联的ABR或节点的信息。
RSVP-TE规范[RFC3209]和GMPLS扩展[RFC3473]允许使用显式路由对象(ERO)来将抽象节点或资源显式地包括在路径建立中，并且允许使用排除路由对象(XRO)和/或显式排除路由子对象(EXRS)来将抽象节点或资源显式地从路径建立中排除。
图2示出根据一个实施例的方法的流程图。特别地，图2示出用于响应于在域间TELSP中的显式路由对象(ERO)扩展失败从而适应标签交换路径(LSP)建立的方法200。
一般而言，响应于与低开销(最优)路径(其与一个或多个ABR节点关联)关联的ERO扩展失败，反馈机制被用来向入口LER指示该失败，从而使得入口LER可以通过(示意性地)使用排除路由对象(X)和/或显式排除路由子对象(EXRS)来识别失败的节点从而建立替代的或更高开销的(次优)LSP。相似地，反馈机制也被采用来指示已经纠正ERO扩展失败(例如，不可及节点现在可以到达)，从而使得入口LER可以建立初始低开销(最优)路径或至少比目前的LSP更优的路径。
图2的方法预期由入口LER执行的步骤(步骤210至235)以及由一个或多个ADR执行的步骤(步骤240至285)。
入口LER操作
在步骤210处，初始TE域或区域中的入口LER确定需要在自身与最终(例如第二、第三、第四等)TE域或区域中的出口LER之间建立LSP，建立开销约束和其它LSP参数，确定到达该出口LER的“最好的”第一TE域ABR，并且将RSVP路径消息向最好的初始TE域ABR转发。RSVP路径消息由入口LER遵循在ERO对象中规定的路径向ABR转发。
在步骤220处，如果入口LER接收其指示失败的ERO扩展的消息(例如，如下文关于步骤270所描述的例如由ABR生成的具有“ERO扩展失败”错误代码的RSVP路径错误消息)，那么，入口LER确定需要建立替代或次优LSP，在该LSP中排除与失败的ERO扩展关联的ABR。参考框225，使用XRO功能、EXRS功能或一些其它机制来将失败的ABR(以及可选地，如ERO错误消息指示的其它节点或网元)排除在替代或次优LSP路径建立之外。例如，用于新LSP的RSVP路径消息可以携带其生成在错误子代码(例如XRO对象中的“Ero扩展失败”子代码)内的ERO扩展失败错误的ABR或节点的信息/地址。
通过将失败的ABR或节点包括在XRO对象或EXRS中，在入口LER的TE域以外执行ERO扩展的ABR节点将知道在执行其自身的ERO扩展时排除失败的ABR或节点。以此方式，响应于在入口LER的TE域以外的TE域中的失败ERO扩展，可以迅速地触发替代LSP的创建。
一旦低开销路径重新收敛或者具有满足优选或最优LSP约束的资源，入口LER可以决定使用往目的地的低开销路径对使用最优路径的LSP路径进行重新优化。当失败的起因不再存在时(例如失败的链路、网元、控制路径等被修复/移除)，这便可能会发生。在这种情况下，如本文所描述的，可以经由RSVP路径“ERO恢复”消息将失败起因的移除报告回入口LER。
在步骤230处，如果入口LER经由一些机制(例如恢复指示机制，例如IGP机制、基于计时器的机制、请求运营方介入或来自恢复的ABR的消息)发觉恢复的ABR，那么入口LER可以确定可以建立原始的LSP或至少更优(关于目前建立的LSP)的替代LSP，在该替代LSP中包括与恢复的ERO扩展关联的ABR。
步骤220至步骤235可以被入口LER连续地重复，从而使得响应于多个ABR ERO扩展失败可以建立多个或“嵌套”(“nested”)LSP。随着每个ABR ERO扩展失败发生，新的次优LSP被建立。随着每个ABRERO扩展恢复发生，如果可能的话新的更优LSP被建立(即新的可用ABR形成更优LSP的一部分)。
ABR操作
在步骤250处，ABR接收RSVP路径消息(例如从入口LER或另外的ABR)并且响应地确定下一跳。如果从ABR的下一跳包括松散跳(即向与ABR非直接连接的路由器的跳)，那么根据在RSVP路径消息内指示的LSP开销约束执行最低-开销路径计算或ERO扩展操作。要注意的是，如果从ABR的下一跳包括严格跳(即向与ABR直接连接的路由器的跳)，那么不必计算最低-开销路径。
在步骤260处，如果下一跳的确定成功，那么ABR生成并且传输用于下一跳的RSVP路径消息。
在步骤270处，如果下一跳的确定由于ERO扩展操作的失败而失败，那么ABR生成ERO失败指示消息(例如具有“ERO扩展失败”的错误代码的RSVP路径错误消息)并且向初始LER传输该消息。参考框275，“ERO扩展失败”消息包括ABR地址和指示ERO扩展失败的错误代码。也可以包括其它信息，例如关于ERO失败的详细情况、不可达的关键节点或网元信息等。
在步骤280处，可以直接地或间接地向入口LER指示失败的ABR的恢复。特别地，当失败的ABR恢复时，它可以再次被入口LER用作LSP的一部分。在恢复的ABR曾是优选ABR的情况下，可以通过将LSP移到新恢复的ABR来改进由入口LER形成的LSP。一般而言，入口LER经由IGP收敛或其它已知的机制知道失败的ABR的恢复。在知道这样的恢复之后，入口LER可以选择使用现在复原或恢复的ABR重新信令传达最优LSP。
在一些实施例中，现在恢复的ABR向入口LER提供恢复已经发生的指示。参考框285，该指示可以是响应于由入口LER对失败的ABR的轮询、与ABR关联的在其恢复之后被执行的开始命令、或一些其它机制而被提供的。由此，响应于足以使得ERO扩展在先前失败的ABR处能够成功的服务恢复，由入口LER调用恢复机制来重新路由LSP。该恢复机制可以包括IGP机制、基于定时器的机制或请求运营方介入。
例如在一个实施例中，如果由恢复的ABR使用原始的RSVP路径消息进行的下一跳的确定现在或将会成功(例如，指示路径关键节点或网元的消息已经被ABR接收)，那么恢复的ABR生成该恢复的指示(例如具有“ERO恢复”的错误代码的RSVP路径错误消息)并且向初始LER传输该指示。参考框285，“ERO恢复”或其它消息可以包括先前失败的ABR的地址以及指示先前失败的ERO扩展现在可以成功执行的错误代码。也可以包括其它信息，例如关于ERO失败恢复的详细情况、现在可达的关键节点或网元信息等。
步骤250至步骤285可供LSP中的一些或所有ABR使用。
示例
参考图1，假设R1需要建立从R1至R11的LSP。从R1(头端LSR)往R11(尾端LSR)的域间TE LSP T1的路径在R1上被定义为如下松散路由路径：R1-R3(松散)-R8(松散)-R11(松散)。
在建立LSP开销约束机制和多种其它约束之后，R1确定下一跳(R3)是松散跳(与R1非直接连接)并且于是执行ERO扩展操作从而到达下一松散跳R3。新ERO可以变为：R2(S)-R3(S)-R8(L)-R11(L)或者R4(S)-R3(S)-R8(L)-R11(L)，其中S是严格跳(L＝0)以及L是松散跳(L＝1)。R1-R2-R3和R1-R4-R3这两条路径都是等价路径并且都满足T1的约束集合。基于配置，如已建立的LSP开销约束机制所定义的，IGP开销或TE-Metric开销被用来选择这两条路径中的一条。R1沿在ERO对象中规定的路径向R3转发具有以下内容的RSVP路径消息：R8(L)-R11(L)。
R3接收RSVP路径消息，并且确定下一跳(R8)是松散跳(与R3非直接连接)，并且于是执行ERO扩展操作从而到达下一松散跳R8。假设ERO可以变为：R6(S)-R8(S)-R11(L)或R7(S)-R8(S)-R11(L)，以及基于LSP开销标准，R6-R8-11是比R7-R8-R11开销更低的路径。R3沿在ERO对象中规定的路径向R8转发具有以下内容的RSVP路径消息：R11(L)。
R8接收RSVP路径消息，并且确定下一跳(R11)是松散跳(与R8非直接连接)，并且于是执行ERO扩展操作从而到达下一松散跳R11。假设由于例如R9或R10缺少从R8的可达性(R9或R10的任何一个都可将R8连接至R11)，ERO扩展操作失败。
响应于失败，R8向上游向R1发回RSVP路径错误“ERO失败”消息，其中R8被识别为失败的ABR。
响应于识别R8的“ERO失败”消息，R1确定需要通过不包括R8的路径建立替代LSP。特别地，从R1(头端LSR)往R11(尾端LSR)的域间TE LSP T1的路径在R1上被定义为如下松散路由路径：R1-R3(松散)-R7-R9-R11。R1沿在ERO对象中规定的路径向R3转发具有以下内容的RSVP路径消息：R7-R9-R11。假设剩余的跳是没有错误的过程。
以此方式建立具有比初始确定的LSP开销更高的替代LSP。当R8指示与其ERO扩展操作关联的失败不再存在时，R8可以将RSVP路径“ERO恢复”消息传播回R1。如果恰当的话，R1可以重新优化LSP从而包括R8和任何其它节点作为最优或最低开销路径的一部分。
图3示出适合用于执行本文所描述的功能的计算机概要框图。如图3中所示，计算机300包括处理器元件303(例如中央处理单元(CPU)和/或其它合适的处理器)、存储器304(例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)、协同模块/过程305和多种输入/输出装置306(例如用户输入装置(例如键盘、小键盘、鼠标等)、用户输出装置(例如显示器、扬声器等)、输入端口、输出端口、接收机、发射机以及存储装置(例如磁带驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等))。
将要认识到本文所描述和示出的功能可以在软件和硬件的组合中实现，例如使用通用计算机、一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或任何其它等效硬件。在一个实施例中，可以将协同过程305加载到存储器304中并且由处理器303执行从而实现本文所描述的功能。由此，协同过程305(包括关联的数据结构)可以存储在计算机可读存储介质中，例如RAM存储器、磁或光驱动器或盘等。
将要认识到图3中示出的计算机300提供适合用于实现本文所描述的功能性元件或者本文所描述的功能性元件的部分网络的通用架构和功能性。
预期的是本文描述的步骤的一些可以在硬件中实现，例如作为与处理器协作的电路系统来执行多种方法步骤。本文所描述的功能/元件的部分可以被实现为计算机程序产品，其中计算机指令当被计算机处理时适应计算机的操作从而使得本文所述的方法和/或技术被调用或者不然被提供。用于调用本发明的方法的指令可以存储在有形和非瞬时计算机可读介质中，例如固定或可移除介质或存储器，和/或存储在根据指令操作的计算装置内的存储器内。
尽管前文引向本发明的多种实施例，但是可以设计本发明的其它和进一步的实施例而不脱离本发明的基本范围。因此，本发明的恰当范围将根据权利要求确定。

Claims (9)

1.一种在支持资源预留协议RSVP域间流量工程标签交换路径TE-LSP的网络中使用的方法，该方法包括：
由第一区域中的路由器执行与标签交换路径LSP关联的要在第二区域中的出口标签边界路由器LER处终止的约束最短路径CSPF计算；所述CSPF计算排除那些被指示为在所述第一区域与所述第二区域之间的区域边界路由器ABR处的显式路由对象ERO扩展已经失败的那些节点，所述指示经由在与替代LSP的建立关联的RSVP路径消息内的错误代码提供，所述错误代码识别在与所述替代LSP关联的排除的路由对象XRO对象中的失败ERO扩展关联的ABR。
2.根据权利要求1所述的方法，其中与失败ERO扩展关联的ABR适于生成识别所述ABR的RSVP路径错误消息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述RSVP路径错误消息识别从与所述失败ERO扩展关联的ABR往上游的一个或多个失败的节点。
4.根据权利要求2所述的方法，其中响应于足以使得ERO扩展在与所述失败ERO扩展关联的ABR处能够成功的服务恢复，调用恢复机制来重新路由所述LSP。
5.根据权利要求2所述的方法，其中与失败ERO扩展关联的每个ABR适于向入口标签边界路由器LER转发各自的识别所述ABR的RSVP路径错误消息。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于接收其指示在ABR处的失败ERO扩展的路径错误消息，将识别失败的ABR的信息包括在与所述替代LSP关联的XRO对象中。
7.一种用于在通信网络中传播错误消息的方法，包括：
向第一区域中的入口标签边界路由器LER传播错误消息，其中该错误消息指示在与第二区域相关联的区域边界路由器ABR处的失败显式路由对象ERO扩展，所述错误消息适于引起所述入口LER建立排除与失败ERO扩展关联的所述ABR的替代LSP并且识别在与所述替代LSP关联的排除的路由对象XRO对象中的失败ERO扩展关联的ABR。
8.一种包括处理器的设备，所述设备用于：
由第一区域中的路由器执行与标签交换路径LSP关联的要在第二区域中的出口标签边界路由器LER处终止的约束最短路径CSPF计算；所述CSPF计算排除那些被指示为在所述第一区域与所述第二区域之间的区域边界路由器ABR处的显式路由对象ERO扩展已经失败的那些节点，所述指示经由在与替代LSP的建立关联的RSVP路径消息内的错误代码提供，所述错误代码识别在与所述替代LSP关联的排除的路由对象XRO对象中的失败ERO扩展关联的ABR。
9.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令被计算机执行时引起所述计算机实现一种方法，包括：
由第一区域中的路由器执行与标签交换路径LSP关联的要在第二区域中的出口标签边界路由器LER处终止的约束最短路径CSPF计算；所述CSPF计算排除那些被指示为在所述第一区域与所述第二区域之间的区域边界路由器ABR处的显式路由对象ERO扩展已经失败的那些节点，所述指示经由在与替代LSP的建立关联的RSVP路径消息内的错误代码提供，所述错误代码识别在与所述替代LSP关联的排除的路由对象XRO对象中的失败ERO扩展关联的ABR。
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