CN104737502A - 用于从次优主要的p2mp切换流量至备用p2mp的方法与系统 - Google Patents

用于从次优主要的p2mp切换流量至备用p2mp的方法与系统 Download PDF

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Abstract

一种系统、方法和装置，其中RSVP路径消息被修改以指示经由本地保护机制，故障的源至叶(S2L)子LSP或路径已被切换(或正在切换)至旁路S2L子LSP或路径。

Description

用于从次优主要的P2MP切换流量至备用P2MP的方法与系统
对相关申请的交叉引用
本申请要求标题为“SYSTEM,METHOD AND APPARATUS FORIMPROVED MPLS MANAGEMENT”于2012年7月27日提交的编号为No.61/676,796的美国临时申请的权益，该申请以其全文引用并入本文。
技术领域
本发明涉及通信网络领域，例如，多协议标签交换(MPLS)网络并且，更详细但不排外地，涉及点到多点(P2MP)流量路径管理。
背景技术
多协议标签交换(MPLS)使得有效传送多种不同的、端到端的业务成为可能。多协议标签交换(MPLS)流量工程(TE)提供了用于基于带宽考虑和管理规则，选择穿越MPLS网络的有效路径的机制。每个标签交换路由器维护具有当前网络拓扑的TE链路状态数据库。一旦路径被计算出，使用TE来维护沿该路径的转发状态。
对于从两个独立的P2MP树得到流量的双宿叶节点来说，当由于一些网络事件使得主要树变为次优时，有必要将流量从主要树切换至备用树。本申请提供了解决上述问题的方法。
发明内容
在所述先前技术中的多种缺陷被系统、方法和装置所解决，在其中，RSVP路径消息被修改以指示故障的源至叶(source-to-leaf)(S2L)子LSP或者路径已经由本地保护机制切换(或正在切换)至旁路S2L子LSP或路径。因此，叶PE节点可选择以从主要通道切换流量源至备用通道，即使所述主要通道表现为正常运行。以这样的方式，可避免由于所述本地保护机制的选择导致的所述主要通道任何真实或可能的次优性能。
附图说明
参考下面结合附图的详细描述，可轻松的理解本发明的教导，其中：
图1描述了受益于多种实施例的示例性网络；
图2描述了根据一个实施例的方法的流程图；以及
图3描述了适于用以实现本文描述的功能的计算机的高层(high-level)框图。
为了便于理解，在可能的情况下，为图中通用的相同元素分配相同的参考数字。
具体实施方式
将在双宿叶节点的环境中描述多种实施例，所述节点位于支持连续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)的网络中，其从两个独立的点到多点(P2MP)树得到流量。然而，本领域技术人员应认识到本文所描述的多种实施例可应用于其他多种类型的网络。
图1描绘了受益于多种实施例的通信网络架构的高层框图。特别地，图1中的架构100提供了支持连续LSP类型的资源预留协议(RSVP)域间通信工程标签交换路径(TE-LSP)的多协议标签交换(MPLS)网络。该网络可由本领域技术人员修改以使用其他MPLS相关的协议而非本文所讨论的示例性协议。
所述架构100包括IP/MPLS通信网络(CN)105和至少一个网络管理系统(NMS)120——示例性地——用来经由主要和次要标签交换路径(LSPs)——即主路径P和次要路径S——中的一个或两个，在源用户边缘(CE)路由器CE-S 130-S和目的CE路由器CE-D 130-D之间路由流量。
如示出的，NMS 120用来控制形成CN 105的多个路由器110；即，多个提供商边缘(PE)路由器110-1至110-4，以及多个核心路由器110-X1和110-X2。需注意虽然仅描绘了4个PE路由器，CN 105可包括更多的PE路由器。类似地，虽然仅描绘了2个核心路由器，CN 105可包括更多的核心路由器。为了讨论的目的，所述CN 105的表述被简化。
所述NMS 120为网络管理系统，适于执行本文描述的多种管理功能。所述NMS 120适于与CN 105的节点通信。所述NMS 120还可适于与其他运营支持系统(例如，网元管理系统(EMS)、拓扑管理系统(TMS)等，以及它们的多种结合)通信。
所述NMS 120可在网络节点、网络运营中心(NOC)或任何其他能够与所述CN 105和其它多种相关单元通信的位置实施。所述NMS 120可支持用户界面能力以使得一个或多个用户执行多种网络管理、配置、开通或控制相关的功能(例如，输入信息、检查信息、初始化如本文所述的多种方法等等)。所述NMS 120的多种实施例适于执行对应的本文所讨论的多种实施例的功能。所述NMS 120可被实现为通用目的的计算设备或特定目的的计算设备，例如下面关于图3所描述的。
所述NMS 120和多种路由器110用以支持资源预留协议(RSVP)域间流量工程标签交换路径(TE-LSP)，如在多种因特网工程任务组(IETE)请求评论(RFC)中——如RFC4726和RFC5151——更加详细地描述的。
如图1中所述，经由主要和次要标签交换路径(LSP)——即主要路径P和次要路径S——中的一个或两个，点到多点(P2MP)业务流(例如，视频或其他数据流)被从源用户边缘(CE)路由器CE-S 130-S传达至目的CE路由器CE-D 130-D。主要路径P源于PE 110-1，穿过CN 105的核心并终止于PE 110-3。次要路径S源于PE 110-2，穿过CN 105的核心并终止于PE 110-3。
因此，PE 110-3作为双宿叶节点运行，其从两个独立的P2MP树得到流量；即，源于根节点PE 110-1的主要LSP树，和源于根节点PE 110-2的次要LSP树。
所述主要和次要P2MP LSP中的每一个均包括多个源至叶(source-to-leaf)(S2L)子LSP，所述源至叶(S2L)子LSP在进入与外出LSP之间建立并且适当地重叠以构建所述P2MP TE LSP。在路径计算期间，所述P2MP TE LSP可被确定为S2L子LSP的集合，其被独立地计算并且结合以给出所述P2MP LSP的路径，或者所述整个P2MP TE LSP可被确定为单个计算中的P2MP树。
在多种实施例中，所述两通道中的每个通道均包括快速重新路由保护，如在2005年5月，标题为“Fast Reroute Extensions to RSVP-TE for LSPTunnels”的IETF RFC 4090中所描述的，其以全文引用并入本文作为参考。一般来说，IETE FC 4090定义了RSVP-TE的扩展以为LSP通道的本地修复(local repair)建立备份标签交换路径(LSP)通道。在发生故障时，这些机制能够在数十毫秒内将流量重定向至备份LSP通道。定义了两种方法。一对一备份方法在每个可能的本地修复点为每个受保护的LSP创建迂回(detour)LSP。设备备份方法创建旁路通道以保护可能的故障点；通过利用MPLS标签堆栈，这类旁路通道可保护具有相似备份约束条件的LSP的集合。在网络故障期间，两种方法均可用来保护链路和节点。所述行为以及对RSVP的扩展允许节点实施任意一种或者两种方法并在混合网络中进行互操作。
存在两种基本的RSVP消息类型：RSVP预留请求(Resv)和路径消息类型。接收方主机向上游的发送方发送RSVP预留请求(Resv)消息以在沿着路径的每个节点中创建并维护“预留状态”。RSVP发送方主机沿着由路由协议提供的单播/多播路由，跟随数据的路径向下游发送RSVP路径消息。这些路径消息在沿途的每个节点存储“路径状态”，至少包括上一跳节点的单播IP地址，所述地址被用于在反方向逐跳路由Resv消息。
S2L路径故障及恢复指示
如果与沿所述主要通道或路径的S2L路径相关联的节点、链路或其他网络单元发生故障，当所述故障节点(或后续被影响的节点)向上游所述通道的根PE发送RSVP预留请求(Resv)消息时，自动旁路流程被初始化，其导致所述根PE使用本地保护机制经由旁路S2L路径触发所述被影响的S2L路径的重新路由。
不幸地，所述旁路流程和/或所述旁路路径的选择可导致所述主要路径或通道的次优性能。例如，所述旁路流程可能耗费太长时间(例如，旁路路径不是随意可用或重新路由耗费太长时间)或所述旁路路径可能具有不足的服务质量(QoS)保障。
在多种实施例中，下游RSVP路径消息被修改以包括错误信息来指示故障S2L子LSP或路径已经由本地保护机制切换(或正在切换)至旁路S2L子LSP或路径。
在多种实施例中，新定义的RSVP错误消息包括指示经由本地保护机制，故障的S2L子LSP或路径已经切换(或正在切换)至旁路S2L子LSP或路径的信息。
在一个实施例中，所述被修改的下游RSVP路径消息或新定义的RSVP错误消息内的信息包括本地保护“在使用”(“inUse”)标记，所述标记被设置(或设置为第一状态例如“1”或一些其他字符)以向叶PE节点或其他节点指示使用了本地保护机制来旁路受影响的S2L路径，以及被重置(或设置为第二状态“0”或空)以向叶PE节点或其他节点指示受影响的S2L路径不再被旁路(即，该S2L路径已被修复)。
在一个实施例中，所述RSVP路径消息中的记录路由对象(RRO)标记被更新以指示所述RSVP会话是否包括旁路S2L路径。特别地，所述RRO标记可被设置(或设置为第一状态例如“1”或一些其他字符)以向叶PE节点或其他节点指示所述RSVP会话包括至少一条旁路S2L路径，或被重置(或设置为第二状态例如“0”或无效)以向叶PE节点或其他节点指示所述RSVP会话不包括旁路S2L路径。
在所述被修改的下游RSVP路径消息或新定义的RSVP错误消息内的信息向所述叶PE节点(或随后的节点)指示经由本地保护机制已经选择了(或处于正在选择的过程中)旁路S2L路径，从而给予所述叶PE节点从所述受影响的通道(例如，主要路径P)切换业务流源至备用通道(例如，次要路径S)的机会。切换业务流源的决策可依据多种系统运营商的准则、客户准则、流量相关准则或其他准则来做出。
图2描绘了依据一个实施例的方法的流程图。特别地，图2描述了方法200，其中RSVP会话内指示使用旁路S2L路径的信息被下游捕获和传播以使，示意性地，双宿叶PE节点可从受影响的通道切换业务流源至备用通道从而避免在所述受影响的通道上可能的次优服务质量。
在步骤210中，创建从第一根节点至叶节点的主要通道，同时创建从第二根节点至所述叶节点的次要通道。为了该讨论的目的，假设所述主要和次要通道分别包括，如上关于图1讨论的主要路径P和次要路径S。来自源130-S的视频流或其他流量被映射到根PE 110-1上的两个通道。所述两个通道中的每一个都与独立的P2MP树关联。
在步骤220中，所述叶节点(例如，响应于节点故障PE 110-3)选择通道之一(例如，主要路径P)来接收来自流量源(根节点PE 110-1)的流量。
在步骤230中，在沿所述主要通道或路径的节点发生故障的情况下，当所述故障节点(或随后的受影响节点)上游向通道的根节点PE发送(1)RSVP预留请求(Resv)消息——所述消息可使得根PE使用本地保护机制，经由旁路S2L路径触发受影响的S2L路径的重新路由；以及下游向所述通路的叶PE发送(2)包括适当错误代码的RSVP错误消息或路径消息——例如通过设置本地保护“在使用”标签和/或RRO标签——时，自动旁路流程被初始化。
特别地，通知使用本地保护机制(或该类使用的终止)的信息，示例性地，可使用现有LSP属性或以类型-长度-数值的格式编码的新定义的LSP属性中的新标签或比特设置，经由路由协议——例如开放式最短路径优先(OSPF)路由协议、中间系统到中间系统(IS-IS)路由协议等等——来传播。例如，通过调节或设置具有OSPF路由器信息能力的TLV、具有IS-IS路由器信息能力的TLV、其他TLV、现有LSP属性等的标记或比特设置为第一状态。
在步骤240中，一旦接收到步骤230中的所述RSVP错误消息或路径信息，所述叶PE节点做出其是否应该从所述受影响的通道(例如，主要路径P)向备用通道(例如，次要路径S)切换流量源的决定。参阅方框245，该决定可为默认动作或相对于多种系统运营商准则、客户准则、流量相关准则或其他准则——例如旁路S2L路径QoS信息、服务提供商需求、服务水平协议等等——而决定。
在步骤250中，在所述受影响的S2L被修复并且/或重新优化的情况下，所述先前故障节点(或随后的受影响节点)下游向所述通道的叶PE发送包括适当错误代码的RSVP错误消息或路径消息，例如通过重置本地保护“在使用”标签和/或RRO标签。例如，如果全局还原MBB触发所述受影响S2L的重新优化并且流量从旁路移回，所述RRO标签可被设置为“0”或清除。所述叶节点可使用该标签以切换回主要P2MP树。
在步骤260中，一旦接收到步骤250中的所述RSVP错误消息或路径信息，所述叶PE节点做出其是否应该将流量源从所述备用通道(例如，次要路径S)切换至所述主要通道(例如，主要路径P)的决定。该决定可使用上述关于步骤240多次讨论的准则来做出。
在多种实施例中，并且尤其是在快速的旁路/恢复循环中，旧的/错误的数据可能仍旧正通过所述受影响的通道传播，以致所述RSVP错误消息或路径消息信息不正确。在这种情况下，所述节点适于忽略所述路径消息并且不从备用P2MP树切换回主要P2MP树，直至经过了预定的时间段或接收到另外的一些适当的通道修复的指示。
在多种实施例中，因为所述RSVP错误消息或路径消息可能在所述网络中丢失，所述叶PE节点支持仅基于所述RRO标签从受影响的主要P2MP树切换至备用P2MP树的能力。
此处描述的多种方法技术使得服务提供商能够响应于从主要S2L子LSP或路径切换至次要或旁路S2L子LSP的本地保护机制，从次优或可能的次优主要P2MP通道切换流量。
在多种实施例中，检测LSP的本地保护机制(比如旁路S2L子LSP)的使用或者将要使用的节点或LSR响应性地通知与所述LSP相关联的入口或根PE节点以及与所述LSP相关联的一个或多个出口或叶PE节点，其中所述LSP借助本地保护机制选择路径。
新的TLV属性
本文描述的多种实施例能够使用现有LSP属性或可选地以类型-长度-数值(TLV)格式编码的新定义LSP属性中的新标签或比特设置，将本地保护机制的使用或不使用传达至根PE或其他节点(例如，入口LSP、区域边界路由器等)和/或至叶PE或其他节点。
在一个实施例中，为指示本地保护机制的使用，现有或新定义的LSP属性TLV中的比特之一(例如，比特3)被设置或清除，例如依据RFC5420.3的属性TLV。例如，依据RFC 5420.3，在TLVs中按如下方式编码被新对象携带的属性，其中类型字段(Type Field)为所述TLV的标识符，长度字段(Length Field)用八位字节指示所述TLV的总长度，数值字段(Value Field)用来携带数据。
多种实施例在属性标签TLV中定义了新的标签值，其在下述LSP_ATTRIBUTES对象中携带，如LSP_ATTRIBUTES＝197，C-Type＝1。
特定的比特数(例如，比特3、比特4或一些其他比特)可被分配“在使用(inUse)比特”名称或一些其他名称。
如果为特定LSP或S2L子LSP设置所述在使用比特，那么所述S2L子LSP可提供降低的服务质量级别以使得替换的LSP被叶PE或其他节点使用。
如果为特定LSP或S2L子LSP清除所述在使用比特，那么所述S2L子LSP提供初始的或预期的服务质量级别以使得对于叶PE或其他节点来说可能适合在初始LSP上恢复服务而非在先前被选择的替换的LSP上。
因此，在多种实施例中，经由以类型-长度-数值(TLV)格式编码的LSP属性来提供与S2L子LSP关联的本地保护机制的使用或不使用指示。
在多种实施例中，经由所述LSP_ATTRIBUTES对象中的附加比特来传达本地保护机制的使用或不使用指示。
图3描述了适于在实现本文描述的功能中使用的计算机的高层框图。
如图3中所述，计算机300包括处理器元素303(例如，中央处理单元(CPU)和/或其他适当的处理器)、存储器304(例如，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)等等)、协作模块/过程305，以及多种输入/输出设备306(例如，用户输入设备(比如键盘、小键盘、鼠标等等)、用户输出设备(比如显示器、扬声器等等)、输入端口、输出端口、接收器、发送器，以及存储设备(例如，磁带驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等等))。
应指出图3中描述的计算机300提供了适于实现本文描述的功能元素或本文描述的功能元素的部分网络的通用架构和功能。
可预见的是本文讨论的一些步骤可在硬件内实现，例如，以与所述处理器协作以执行多种方法步骤的电路。本文描述的功能/元素的部分可作为计算机程序产品来实现，其中的计算机指令当被计算机处理时，适于所述计算机的操作，以使得本文描述的方法和/技术被调用或以其他形式提供。用于调用本发明的方法的指令可存储在有形的并且永久的计算机可读介质中，如固定或可移除媒介或存储器、和/或存储在依据所述指令操作的计算设备内的存储器中。
虽然上文是针对本发明的多种实施例，本发明的其他和进一步的实施例可在不脱离其基本范围的条件下设计得出。这样，本发明的适当的范围将依据权利要求来确定。

Claims (10)

1.一种用于发送与支持RSVP会话的标签交换路径(LSP)相关的本地保护机制的使用的信号的方法，包括：
响应于支持RSVP会话的LSP从主要源至叶(S2L)子LSP切换至旁路S2L子LSP，向下游传播RSVP路径消息以向叶PE节点通知本地保护机制的使用。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述LSP包括多个点到多点(P2MP)LSP中的一个，所述下游RSVP路径消息适于依据系统运营商准则、客户准则以及流量相关准则中的一个或多个使所述叶PE节点切换至不同的P2MP LSP。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述LSP包括多个点到多点(P2MP)LSP中的一个，所述下游RSVP路径消息适于依据旁路S2L子LSP的服务质量准则(QOS)使所述叶PE节点切换至不同的P2MPLSP。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述LSP包括多个点到多点(P2MP)LSP中的一个，所述下游RSVP路径消息适于依据服务水平协议(SLA)使所述叶PE节点切换至不同的P2MP LSP。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于支持所述RSVP会话的所述LSP恢复所述主要源至叶(S2L)子LSP，生成适于指示所述恢复的下游RSVP路径消息。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述RSVP路径消息经由与所述LSP相关的路由协议向下游传播，所述路由协议包括开放式最短路径优先(OSPF)路由协议和中间系统至中间系统(IS-IS)路由协议中的一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中使用RSVP路径消息中的记录路由对象(RRO)标签和以类型-长度-数值格式编码的LSP_ATTRIBUTES对象中的至少一个，向叶PE节点通知本地保护机制的使用。
8.一种用于发送与支持RSVP会话的标签交换路径(LSP)相关的本地保护机制的使用的信号的装置，所述装置包括处理器，被配置用于：
响应于支持RSVP会话的LSP从主要源至叶(S2L)子LSP切换至旁路S2L子LSP，向下游传播RSVP路径消息以通知叶PE节点本地保护机制的使用。
9.一种有形并且非临时的计算机可读存储介质，存储有当被计算机执行时适于计算机的操作以提供一种方法的指令，所述方法包括：
响应于支持RSVP会话的LSP从主要源至叶(S2L)子LSP切换至旁路S2L子LSP，向下游传播RSVP路径消息以通知叶PE节点本地保护机制的使用。
10.一种计算机程序产品，其中的计算机指令当被计算机处理时适于计算机的操作以提供一种用于发送与支持RSVP会话的标签交换路径相关的本地保护机制的使用的信号的方法，所述方法包括：
响应于支持RSVP会话的LSP从主要源至叶(S2L)子LSP切换至旁路S2L子LSP，向下游传播RSVP路径消息以通知叶PE节点本地保护机制的使用。
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