CN105009523B - 用于ip/mpls快速重新路由的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种路由器实现的方法，用于执行因特网协议快速重新路由过程以响应使到目的地节点的当前路由无效的网络事件，而没有由于间接转发信息库查找而导致的降级转发平面功能性或者性能。该方法包括步骤的集合，包括由路由器接收或生成所述网络事件，该网络事件关联于网络事件标识符，并在事件表中查找该网络事件标识符来确定被该网络事件影响的路由。该方法还包括确定在路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件影响以及在转发信息库中使用备份下一跳转发对象来改写当前下一跳转发对象。

Description

用于IP/MPLS快速重新路由的方法和设备

对相关申请的交叉引用

本申请要求来自2013年3月14日提交的US临时专利申请No. 61/784,361的优先权。

技术领域

本发明的实施例涉及网络路由选择的领域。具体来说，所述实施例涉及用于通过交换至预定的备选路由而响应主路由故障的快速重新路由选择数据业务的方法和系统。

背景技术

因特网协议（IP）业务能够通过使用英特网的节点执行的发现和路由选择协议，跨英特网进行路由选择，使得它们能使用在节点之间交换的拓扑信息来确定从任何数据业务源到任何数据业务目的地的优化的和无环路的路由。在网络中的每一个节点利用通过发现协议探知的拓扑来建造跨网络一致的转发表。得到这些路由和转发表的过程能够被称为“收敛”。当在网络拓扑中有变化时，路由和转发表被重新演算。但是，重新演算这些路由和表会花费时间（即，长的收敛时间），其间，某些业务可能被阻塞或丢失。

通过提供当网络故障发生时使用的备份路径，IP和多协议标签交换（MPLS）快速重新路由技术解决了与路由选择协议的长收敛有关的问题。这些技术是重要的，归因于用于实时服务（例如视频、语音和电视）的IP传输的增加使用，以及数量不断增加的web服务，这些全都被期望无中断地工作。

用于现有技术的标准方法，例如开放最短路径优先（OSPF）/中间系统-中间系统（ISIS）/链路发现协议（LDP）无环路备选（LFA）、最大冗余树（MRT）、边界网关协议（BGP）快速重新路由（FRR），是用路由选择/信令协议收集网络信息，以及基于那个信息计算有必要为邻近链路或节点的故障做准备的备份路径，然后用那些备份路径来预先配备转发平面。转发平面然后能够对故障事件做出反应且从主路径交换至备份路径，而不用等待路由选择协议收集最新的网络信息并收敛。

发明内容

公开了一种路由器实现的方法，用于执行因特网协议快速重新路由过程以响应使到目的地节点的当前路由无效的网络事件，而没有由于间接转发信息库查找而导致的降级转发平面功能性或者性能。该方法包括步骤的集合，包括由路由器接收或生成所述网络事件，该网络事件关联于网络事件标识符，并在事件表中查找该网络事件标识符来确定被该网络事件影响的路由。该方法还包括确定在路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件影响以及在转发信息库中使用备份下一跳转发对象来改写当前下一跳转发对象。

公开了一种网络元件，其用于执行因特网协议快速重新路由过程以响应使到目的地节点的当前路由无效的网络事件，而没有由于间接转发信息库查找而导致的降级转发平面功能性或者性能。所述网络元件包括存储路由选择信息库的第一存储装置和包含网络处理装置和存储装置的线路卡，该存储装置存储转发信息库。所述网络处理器配置成执行代理功能模块和交换功能模块。代理功能模块配置成接收和生成所述网络事件，该网络事件关联于网络事件标识符，以便在事件表中查找所述网络事件标识符以确定被所述网络事件影响的路由，以及确定在路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件影响。交换功能模块配置成在转发信息库中使用备份下一跳转发对象来改写当前下一跳转发对象。

附图说明

本发明在附图的图中以示例方式而非限制方式被示出，图中类似标号指示相似的元件。应当注意在本公开中对“一”或者“一个”实施例不同引用不一定是对相同实施例，以及此类引用意味着至少一个。此外，当联系一实施例来描述特定特征、结构、或者特性时，认为联系其它实施例来实现这种特征、结构、或者特性是在本领域技术人员的认知内，无论是否明确被描述。

图1A 是为用于使用快速重新路由路由选择信息库转发对象来实现快速重新路由过程的过程的一个实施例的流程图。

图1B是用于使用层次化快速重新路由路由选择信息库转发对象来实现快速重新路由过程的过程的一个实施例的流程图。

图2A是使用快速重新路由路由选择信息库转发对象的示例拓扑和路由器配置的一个实施例的图示。

图2B是使用层次化快速重新路由路由选择信息库转发对象的示例拓扑和路由器配置的一个实施例的图示。

图3A是使用快速重新路由路由器信息库转发对象来实现快速重新路由过程的网络元件的一个示例实施例的图示。

图3B是使用快速重新路由路由器信息库转发对象来实现快速重新路由过程的网络元件的一个示例实施例的图示。

具体实施方式

在以下描述中，陈述了许多具体细节。但是，能够理解本发明的实施例没有这些具体细节也可以施行。在其它情况下，没有详细描述公知的电路、结构和技术，以免混淆对此描述的理解。在其它情况下，没有详细描述控制结构、门级电路和全软件指令序列，以免混淆本发明。本领域的普通技术人员通过所包含的描述将能够实现相应的功能性，而无需过度的实验。

在以下描述和权利要求中，术语“耦合”和“连接”及其派生词可被用到。应理解，这些术语无意作为彼此的同义词。“耦合”用于表示两个或更多元件，其也许是或也许不是处于直接的物理或电的彼此接触、彼此交互或合作。“连接”用于表示在两个或更多彼此耦合的元件间通信的建立。

为帮助理解实施例，虚线被用于图中以表示某些项目的可选性质（例如，本发明的给定实施例不支持的特征；给定实施例支持的特性，但用在某些情形中并且不在其它情形中）。

图中所示技术能用一个或更多电子装置上存储和执行的代码和数据来实现。电子装置（例如，终端站、网络装置）用机器可读媒体来存储和传送（在内部和/或通过网络与其它电子装置）代码（由软件指令组成）以及数据，所述机器可读媒体诸如非暂态机器可读媒体（例如，诸如磁盘、光盘、只读存储器、闪速存储器装置、相变存储器的机器可读存储媒体）和暂态机器可读传送媒体（例如，电学的、光学的、声学的或其它形式的传播信号——诸如载波、红外信号）。此外，这些电子装置包括硬件，诸如耦合到一个或更多其它部件的一个或更多处理器的集合，所述其它部件诸如一个或更多非暂态机器可读媒体（以存储代码和/或数据）、用户输入/输出装置（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）、以及网络连接（以使用传播信号来传送代码和/或数据）。如本文所用的“集合”是指任何正整数的项目。处理器的该集合和其它部件的耦合典型地是通过一个或更多总线和桥接器（也被称为总线控制器）。因此，给定电子装置的非暂态机器可读媒体典型地存储指令以便在该电子装置的一个或更多处理器上执行。本发明的一实施例的一个或更多部分可用软件、固件、和/或硬件的不同组合来实现。

当在本文使用时，网络装置（例如，路由器，转换器，桥接器）是一件联网装备，包括与网络上的其它装备（例如，其它网络装置、终端站）通信互连的硬件和软件。某些网络装置是为多个联网功能（例如，路由选择、桥接、交换、二层收敛、会话边界控制、服务质量和/或订户管理）提供支持和/或为多个应用服务（例如，数据、语音和视频）提供支持的“多个服务网络装置”。订户终端站（例如，服务器、工作站、膝上型计算机、上网本、掌上计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、因特网协议上语音（VOIP）电话、用户装备、终端、便携媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒）访问在因特网上提供的内容/服务和/或因特网上重叠（例如，隧道穿越）的虚拟专用网络（VPN）上提供的内容/服务。所述内容和/或服务典型地通过属于服务或内容提供商的一个或更多终端站（例如，服务器终端站）或参与对等服务的终端站来提供，并且可包括例如公共网页（例如，免费内容、店面（store front）、搜索服务）、专用网页（例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页）和/或在VPN上的企业网络。典型地，用户终端站耦合（例如，通过耦合到接入网络（以有线或无线方式）的客户场所装备）到边缘网络装置，边缘网络装置耦合（例如，通过一个或更多核心网络装置）到其它边缘网络装置，其它边缘网络装置耦合到其它终端站（例如，服务器终端站）。

本文以下描述的本发明的实施例提供用于为因特网协议（IP）和多协议标签交换（MPLS）、媒体访问控制（MAC）路由或者用于数据网络中通信的其它寻址方案实现快速重新路由的方法和设备。所述方法和设备通过使用主或备份下一跳转发信息库转发对象的副本来实现没有转发降级（转发平面中增加的开销或者处理）的快速重新路由，这使得一些路由在其它路由不使用备份路径时使用备份路径成为可能的。所述方法和设备使得许多路由能够在控制平面中和在转发平面中指向相同的快速重新路由转发对象作为下一跳。所述方法和设备通过使用转发平面中下一跳的单一改写在主或者备份下一跳间交换，这使所有路由能够用备份下一跳来交换。所述方法和设备支持为主和备份路由保持完全层次化转发路径的控制平面。

实施例的某些关键性质包括，在控制平面功能中，快速重新路由（FRR）下一跳提供有主下一跳和备份下一跳的被保护的（备份）路径。在转发平面功能中，非层次化FRR下一跳在时间上任何时刻是主下一跳转发对象的或备份下一跳转发对象的副本。这样，转发平面功能可完全不知道FRR功能，并因此避免了转发降级。

现有技术的缺点包括快速重新路由因在路由选择信息库和转发信息库中间接的使用而要求额外的处理和资源。此外，不支持没有转发降级的层次化快速重新路由。

快速重新路由选择（FRR）技术包括无环路的备选（LFA）和远程LFA，其是用于基于诸如开放最短路径优先（OSPF）和中间系统-中间系统（ISIS）协议的内部网关协议（IGP）来提供因特网协议的快速重新路由选择（IPFRR）的技术。在路由器内运行的IGP创建数据库，其追踪在可适用的网络区域内所有的链路。LFA用IGP数据库来计算无环路的备选路由。边界网关协议（BGP）分集路径、BGP最佳外部和BGP添加路径是BGP技术，其给予BGP路由器为单个前缀分发和学习多个备选的能力和实现IPFRR的能力。最大冗余树是另一IPFRR技术，其基于IGP提供的网络拓扑的知识。本文描述的实施例各自与这些技术兼容。示例可能用具体的路由选择和FRR技术来讨论，但是，本领域的技术人员将理解这些示例的原理、步骤和结构适用于其它技术。

概述

在一个实施例中，FRR功能可被设想为被分割在以下四个功能中，（1）控制平面功能、（2）转发平面功能、（3）FRR代理功能和（4）交换功能。控制平面功能管理路由选择/转发信息，包括具有定义有主和备份下一跳的被保护下一跳的路由。控制平面参与路由选择和信令协议，以建立路由选择信息库（RIB）或者类似的数据结构。控制平面还为转发平面执行转发信息库（FIB）的更新。

转发平面功能基于FIB实现数据业务的转发。转发平面不知道FRR功能。FRR代理功能是在控制平面和转发平面之间的中间功能。对控制平面，它充当转发平面，以及对转发平面，它充当控制平面。FRR代理功能可能在物理上与转发处理单元（例如，中央处理器或者网络处理单元）或者与控制平面处理器单元（例如，中央处理单元）共处（co-locate）或者在单独的处理单元中。对没有FRR下一跳的路由，FRR代理功能简单地将路由和下一跳中继到转发平面。对有FRR下一跳的路由，FRR代理功能会将FRR下一跳替换为前者所引用的主下一跳的副本。此外，FRR代理功能会将备份下一跳和触发事件标识中继到交换功能，以使交换功能能够在适用的事件被标识时通过改写FRR下一跳（即，用备份下一跳信息改写主下一跳的副本）来执行FRR切换（switch-over）。

在层次化FRR情况下，其中一个FRR下一跳引用另一个FRR下一跳，通过经主下一跳引用经过下一跳链直至到达非FRR下一跳，FRR代理功能压缩多个FRR下一跳的链成为单个FRR下一跳。FRR代理功能提供FRR下一跳作为此第一非FRR下一跳的副本。当在非层次化情况中时，备份和触发标识被提供给交换功能。但是，在层次化FRR情况中，其可能有多个备份，其中每一备份被单独事件所触发。这由具有层次化地和LDP FRR组合的BGP FRR的使用案例来示出，其在本文的下面进一步讨论。除备份下一跳和触发标识被取得的一层以外，备份下一跳的集合通过沿主引用经过下一跳链来确定。因此，对FRR的n层的层次，其将有n备份，每一层一个。FRR代理功能也照管层次化FRR下一跳的更新，这取决于下一跳链中的其它FRR下一跳（在后者变化的情况下）。

FRR交换功能如上所述负责执行FRR切换。正如与FRR代理功能一样，交换功能能够与转发平面、或者与控制平面共处，或者在单独处理单元中。切换通过被代理功能指定的FIB下一跳转发对象的改写来实现。在其它实施例中，代理和交换功能能够用功能的任何组合或置换来组合或单独地实现。

图1A是用于使用快速重新路由路由选择信息库转发对象来实现快速重新路由过程的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，此过程通过路由器的代理功能和/或交换功能来执行。这些功能能够在控制和转发平面实现，特别是这些平面的处理单元，其可能是路由器中线路卡的集合的中央处理单元或网络处理单元或通用路由器中央处理或网络处理单元（例如，用于控制平面）的部分。本文中所用的“集合”指任何正整数的项目，包括一个项目。

该过程能够响应于接收网络事件而发起（框101）。网络事件能够从外部源（例如来自邻近路由器的消息）或者从内部源（例如来自端口的信号）或者类似源被接收。网络事件能够是路由器运转的变化（例如出故障的端口）或者网络功能的变化（例如出故障的链路）的指示符。网络事件能够包括事件标识符，其能够指示某种类型的网络事件。这些网络事件的任何类型的编码能够被利用，并且路由器能够用事件标识符来查找该类型的事件（框103）。在一个实施例中，事件表能够由路由器的控制平面来维护，其包含条目的集合，标识响应于接收到含有网络事件标识符的网络事件或通知的类型的每一种而要采取的动作。在一个示范实施例中，网络事件能够是明确标识要被交换到备份路由之路由的快速重新路由消息。

在一个实施例中，网络事件标识符指示网络的拓扑已改变，使得定义在路由器的路由选择信息库中的路由被影响。每一个被影响的路由被检查以确定是否包括快速重新路由转发对象（框105）。路由选择信息库中的条目是包含与从路由器至目的地的路由有关的信息的数据结构。此信息能够包含下一跳信息和类似的信息，其使所有到达路由器的数据业务能够被转发至其目的地。路由选择信息库用于管理和更新路由器数据平面所利用的转发信息库，所述转发信息库包括对于每个已知目的地包含下一跳信息的类似数据结构。这些条目在本文中被描述为“对象”，但是本领域的技术人员将理解任何类型的数据结构能够被用于表示和组织此信息。此外，对象形成用于转发的信息的集合，并且因此术语转发对象在本文中被使用。

快速重新路由转发对象是能够包括备选路由信息的转发对象。快速重新路由转发对象能够包括，包含用于任何数量的备选路由的下一跳信息和相关备选路由信息的信息。下一跳信息能够包括地址（例如，IP地址、端口、标签或者类似地址）和关于如路由器的邻近网络装置的相关信息。备选路由的标识和建造能够用任何类型的路由选择协议和/或保护协议来完成。下一跳信息能够被称为下一跳转发对象。

取决于网络事件标识符的类型，做出以下确定：具有快速重新路由转发对象的每一目的地的主路由是否由于链路故障、端口故障或者与该主路由相关联的类似问题而不再有效。如果主路由不再有效，可选地可做出以下检查：备份路由是否有效（如果备份路由不是有效的，那么过程可终止并要求路由选择协议重新收敛）。如果备份路由有效，那么转发平面的转发信息库中目的地的当前下一跳转发对象被改写为如路由选择信息库的快速重新路由转发对象中定义的备份向上下一跳（backup up next hop）的下一跳转发对象的复本或者副本（框107）。 在数据分组转发的时候，转发平面不涉及于此过程。下一跳对象改写过程或者“交换”过程对于数据转发过程是透明的，其在交换之前或之后查找进入的数据业务的目的地地址和接收来自转发信息库中查找的不同的下一跳信息。

路由选择信息库中的快速重新路由转发对象的使用和与转发功能分离的FRR交换和FRR代理功能的实现提供快速重新路由实现，而没有转发功能的降级，这种降级是由于转发功能必须在转发信息库上执行间接的下一跳查找而引起的，其中指针可能已在转发信息库中被用于标识备份向上下一跳对象。

在一个实施例中，通过FRR交换或者FRR代理功能被改写进入转发信息库的下一跳转发对象是有独特标识符的副本或者复本，以使原始的能够区别于复本。

关于图1A示出和描述的示范过程涉及存在主路由和备份路由的情形。但是，本领域的技术人员将理解，快速重新路由转发对象能够定义任何数量的备选路径和/或下一跳。这些备选路径能够被分等级或者被类似地组织，使得主路径和任何数量的备份路径的无效能够被解决，以选择其余有效的备份路径之一。

在图1A的示出和描述的实施例中，主路由被改写为备份或者类似的备选路由。但是，通过用主路由或者另一备选路由来改写备份，该过程也能被应用于逆转此过程。例如，在链路的可用性中只有瞬时波动的情况中，那可能是故障或仅仅是报告中的错误。在这些情形中，路由选择协议可能不会有足够的时间来到达收敛，且在收敛之前快速重新路由过程能迅速地纠正路由选取。

图1B是用于使用层次化快速重新路由路由选择信息库转发对象来实现快速重新路由过程的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，此过程由路由器的FRR代理功能和/或FRR交换功能来执行。这些功能能够在控制和转发平面实现，特别是这些平面的处理单元，其可能是路由器中线路卡的集合的中央处理单元或网络处理单元或通用路由器中央处理或网络处理单元（例如，用于控制平面）的部分。如以上概述中所讨论的，层次化快速重新路由利用在网络事件接收前准备的层次化快速重新路由对象。层次化快速重新路由对象通过遍历一个或更多非层次化快速重新路由对象的链以及压缩主下一跳和一个或更多备份下一跳成为层次化快速重新路由对象而形成，其中每一备份下一跳和不同的网络事件相关联。在路由选择信息库被填充的时候，能够生成层次化快速重新路由对象，以响应网络拓扑中的或者管理指向（administrative direction）进行的改变。

该过程能够响应于接收网络事件而发起（框151）。网络事件能够从外部源（例如来自邻近路由器的消息）或者从内部源（例如来自端口的信号）或者类似源被接收。网络事件能够是路由器运转中的变化（例如出故障的端口）或者网络功能中的变化（例如出故障的链路）的指示符。网络事件能够包括能指示某一类型的网络事件的事件标识符。这些网络事件的任何类型的编码能够被利用，并且路由器能够用事件标识符来查找此类型的事件（框153）。在一个实施例中，事件表由路由器的控制平面来维护，其包括条目的集合，标识响应于接收到包含网络事件标识符的网络事件或通知的类型的每一种而要采取的动作。事件表能够由控制平面分发到位于紧密邻近于转发过程的交换功能。在一个示范实施例中，网络事件能够是明确标识将被交换到备份路由之路由的快速重新路由消息。

在一个实施例中，网络事件指示网络的拓扑已变化，使得定义在路由器的路由选择信息库中的路由被影响。每一被影响的路由被检查，以确定是否包括层次化快速重新路由转发对象（框155）。“层次化快速重新路由”转发对象是能够包含涵盖多个协议或者网络层的备选路由信息的转发对象。层次化快速重新路由转发对象能够包括包含对于任何数量的备选路由和网络层或协议的下一跳信息以及相关备选路由信息的信息。对于每一网络层的下一跳信息能够包括地址（例如，IP地址、端口、标签或者类似的地址），以及与诸如路由器或者网络边缘装置的邻近网络设备有关的相关信息（这取决于转发对象的网络层）。备选路由的标识和建造能够使用路由选择协议和/或保护协议的任何类型或者组合来完成。

取决于网络事件标识符的类型，做出以下确定：具有层次化快速重新选择转发对象的每一目的地的主路由是否由于链路故障、端口故障或者与主路由相关联的类似问题而不再有效。如果主路由不再有效，那么可做出以下检查：备份路由是否有效（如果备份路由不是有效的，那么过程可终止并要求路由选择协议重新收敛）。如果备份路由有效，那么在转发平面的转发信息库中目的地的当前下一跳转发对象被改写为如定义在路由选择信息库的层次化快速重新路由转发对象中的备份向上下一跳的下一跳转发对象的复本或者副本（框157）。

正如与非层次化情形一样，在数据分组转发的时候，转发平面不涉及于此过程。下一跳对象改写过程或者“交换”过程对于数据转发过程是透明的，其在交换之前或之后查找进入的数据业务的目的地地址和接收来自转发信息库中的查找的不同下一跳信息。

路由选择信息库中的层次化快速重新路由转发对象的使用和与转发功能分离的FRR交换和FRR代理功能的实现提供快速重新路由实现，而没有转发功能的降级，这种降级是由于转发功能必须在转发信息库上执行间接的下一跳查找而引起的，其中指针可能已在转发信息库中被用于标识备份向上下一跳对象。标准的转发信息库和路由选择信息库不能支持没有转发降级的层次化快速重新路由过程。

在一个实施例中，正如与非层次化过程一样，通过交换或者代理功能被改写进入转发信息库的下一跳转发对象是有独特标识符的副本或者复本，以使原始的能够区别于复本。

关于图1B示出和描述的示例涉及存在主路由和备份路由的情形。但是，本领域的技术人员将理解，层次化快速重新路由转发对象能够定义在每一网络层的任何数量的备选路径和/或下一跳。这些备选路径能够被分等级或者被类似地组织，使得能够解决主路径和任何数量的备份路径的无效以选择其余有效的备份路径之一。

图2A是使用快速重新路由路由选择信息库转发对象的示例拓扑和路由器配置的一个实施例的图示。在简化的示例中，有四个节点的网络拓扑201被示出，以说明用快速重新路由转发对象的非层次化快速重新路由过程的操作。网络拓扑201包括源节点“S”、两个中间节点“N”和“N1”以及目的地节点。源节点此处指数据业务当前正在被处理以在途中通过经N或者N1的两个备选路由之一至目的地节点所在的节点。

示出的其它信息是被分离成源节点的控制平面203和转发平面205的不同功能的配置。FIB 207包括当前下一跳对象，其标识N 209，它是从S到D的主路径的一部分。控制平面203、更具体地是路由选择信息库211包括所示的转发对象，其包含目的地地址或者目的地地址前缀（例如，3.1.1.0/24）、指向原始下一跳转发对象的快速重新路由的快速重新路由下一跳选项（例如，对1.1.1.1和2.1.1.1的下一跳转发对象的指针）。交换功能215被示出为改写副本下一跳转发对象217，以响应到转发平面、具体是到转发平面的转发信息库207的网络事件触发219。转发平面的“之前”和“之后”的视图被示出，其中转发信息库207在交换“之前”情形中具有指派到目的地地址的主路由下一跳的下一跳转发对象副本。交换“之后”情形在转发信息库207中具有指派到相同目的地地址的副本下一跳转发对象。

图2B是使用层次化快速重新路由路由选择信息库转发对象的示例拓扑和路由器配置的一个实施例的图示。类似于非层次化示例图示，此图示为了说明的缘故示出简化的网络。此示例网络251包括源节点S、目的地节点D1、两个中间节点N1和N2以及两个提供商边缘节点PE1和PE2。在此示例网络拓扑中，从S到每一PE的节点在第一网络域内，并且路由选择经由多协议标签交换（MPLS）来实现。在每一PE，路由选择转变至其它网络以到达D1，此路由选择被BGP管理。因此，在此示例中，有多个网络层将被管理。每一网络层能够有多个路由。在此示例中，有三个备选MPLS路由（即，用链路发现协议（LDP）确定的标签交换路径（LSP），标记为L11、L12和L22，它们在源和PE间穿过MPLS网络。从这两个PE，有标记为v1和v2的到目的地D1的两个路径。

正如与非层次化配置一样，FIB 253包括下一跳对象的集合。控制平面255在路由选择信息库257中包括对于目的地D1的条目，其中有包含两个BGP层条目和一个LDP快速重新路由转发对象261的层次化快速重新路由转发对象259。BGP快速重新路由转发对象259包括对于到达PE1和PE2的下一跳转发对象的指针或引用。这些下一跳转发对象的每个被绑定到经由MPLS到达相应PE的转发对象。PE1经由LSP 11和LSP 12可到达，且第二层转发对象261包括对于LSP 11和LSP 12的下一跳转发对象的指针。PE2仅经由单个LSP 22可到达，且第二层转发对象指向LSP 22的下一跳转发对象。

FRR交换功能263被示出以展示可能的触发导致将转发平面265的FIB 253中的主路径的下一跳转发对象（它是LSP 11的副本）改写为LSP22或LSP 12的副本（这取决于触发）。两层的层次化网络被示出，其用BGP和LDP，但是，本领域的技术人员将理解，网络能够有任何数量的额外的层和路由，其与关于两层示例所讨论的原理、过程和结构以及上文所述的过程相一致。

图3A是使用快速重新路由路由器信息库转发对象来实现快速重新路由过程的网络元件的一个示范实施例的图示。该图是实现的抽象，示出控制平面301和转发平面303之间关系。控制平面包括路由选择信息库（RIB）305，其由与邻近路由器通信以确定网络拓扑的路由选择或发现协议307来维护。

控制平面301为IP FRR代理309（涵盖上文所述的代理和交换功能）提供RIB信息和网络事件信息，这对它通过立即重新配置转发平面303（即，更新/改写转发信息库311）而不是等待发现或者路由选择协议的收敛以更新RIB和随后FIB 311的转发信息来执行从主路由到备份（或者其它候选）路由的交换是必要的。

数据能够以此方式由转发平面303不断转发，而没有其功能由于间接的FIB查找或要求转发平面303的额外资源的类似操作的开销引起的降级。如下文所述，抽象的示意能够在单个路由器中的分立硬件来实现。此抽象适用于带有层次化或者非层次化快速重新路由转发对象的实施例。

图3B是使用快速重新路由路由器信息库转发对象来实现快速重新路由过程的网络元件的一个示范实施例的图示。在一个实施例中，路由器350包括线路卡351A、B的集合、交换构造（fabric）353以及中央处理单元355A、B。线路卡351A、B主要负责实现转发平面，包括接收的数据业务至目的地节点的转发。中央处理单元355A、B主要负责实现控制平面，包括管理路由选择信息库（RIB）357。交换构造353帮助线路卡351A、B之间数据业务的通信。

线路卡351A、B能够包括网络处理单元359和/或中央处理单元355A、B的集合。网络处理单元（NPU）359能够是任何类型的处理器，其配置成经由转发功能模块375来执行数据业务和转发功能，包括接收数据业务的可能多层处理。NPU 359能够包括或者通信于带有每一目的地地址或目的地前缀的下一跳信息的转发信息库（FIB）361。FIB 361能够在NPU 359内部或外部的存储装置中。NPU 359能够将如上所述的FRR代理功能实现为代理功能模块363以及将如上所述的交换功能实现为交换功能模块365，它们作为软件、固件来执行或被硬连线到NPU 359中。在其它实施例中，线路卡351A、B能够包括单独的中央处理单元355A（CPU），其是具有通用功能和编程能力的处理装置，它可执行代理功能模块363或交换功能模块365。

在其它实施例中，代理功能模块363和交换功能模块365通过路由器的CPU 355B而不是线路卡集合或线路卡的CPU 355A来实现。路由器CPU 355B还能够实现发现371和路由选择协议，其维护路由选择信息库（RIB）357。RIB 357能够在CPU 355B内部或外部的存储装置中被维护。类似地，CPU 355B能够维护或帮助对事件表373的访问，其将网络事件标识符映射到响应网络事件而将采取的动作。

要理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。依据阅读和理解以上描述，许多其它实施例对本领域的技术人员将是显然的。因此，本发明的范围应该参照所附权利要求连同这些权利要求被赋予权利之等同体的全部范围来确定。

Claims (14)

1.一种路由器实现的方法，用于执行因特网协议快速重新路由过程以响应使到目的地节点的当前路由无效的网络事件，而没有降级转发平面功能性或性能，所述方法包括以下步骤:

由所述路由器接收（101）或生成所述网络事件，所述网络事件关联于网络事件标识符；

在事件表中查找（103）所述网络事件标识符以确定被所述网络事件影响的路由；

确定（105）在路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件所影响；以及

在转发信息库中使用备份下一跳转发对象来改写（107）当前下一跳转发对象。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述快速重新路由转发对象是包括副本主下一跳转发对象和副本备份下一跳转发对象的快速重新路由转发对象。

3.如权利要求1所述的方法，其中改写所述当前下一跳转发对象还包括以下步骤：

用来自所述路由选择信息库的所述备份下一跳转发对象来改写所述转发信息库中的所述当前下一跳转发对象。

4.如权利要求1所述的方法，其中确定带有所述快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件所影响，还包括以下步骤：

确定（155）所述快速重新路由转发对象是否是层次化快速重新路由转发对象。

5.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

通过遍历一个或更多非层次化快速重新路由对象的链以生成压缩的主下一跳和一个或更多备份下一跳来使用接收所述网络事件之前准备的层次化快速重新路由对象，其中每一备份下一跳关联于网络事件。

6.如权利要求1所述的方法，其中确定在所述路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件所影响还包括以下步骤：

确定主路由在所述网络事件之后是否有效。

7.如权利要求1所述的方法，其中确定在所述路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件所影响还包括以下步骤：

确定备份路由在所述网络事件之后是否有效。

8.一种用于执行因特网协议快速重新路由过程以响应使到目的地节点的当前路由无效的网络事件而没有降级转发平面功能性或性能的网络元件，所述网络元件包括:

第一存储装置，存储路由选择信息库（357）；

线路卡（351A），包括网络处理装置（359）和存储装置，所述存储装置存储转发信息库（361），所述网络处理装置配置成执行代理功能模块（363）和交换功能模块（365），

所述代理功能模块（363），配置成接收或生成所述网络事件，所述网络事件关联于网络事件标识符，以在事件表中查找所述网络事件标识符来确定被所述网络事件影响的路由，以及确定在所述路由选择信息库中带有快速重新路由转发对象的路由是否被所述网络事件所影响，以及

所述交换功能模块（365）配置成在所述转发信息库中使用备份下一跳转发对象来改写当前下一跳转发对象。

9.如权利要求8所述的网络元件，其中所述快速重新路由转发对象是包括副本主下一跳转发对象和副本备份下一跳转发对象的快速重新路由转发对象。

10.如权利要求8所述的网络元件，其中所述交换功能模块还配置成用来自所述路由选择信息库的所述备份下一跳转发对象来改写所述转发信息库中的所述当前下一跳转发对象。

11.如权利要求8所述的网络元件，其中所述交换功能模块还配置成确定所述快速重新路由转发对象是否是层次化快速重新路由转发对象。

12.如权利要求8所述的网络元件，其中所述代理功能模块还配置成遍历一个或更多非层次化快速重新路由对象的链来生成压缩的主下一跳和一个或更多备份下一跳，其中每一备份下一跳关联于网络事件。

13.如权利要求8所述的网络元件，其中所述代理功能模块还配置成确定主路由在所述网络事件之后是否有效。

14.如权利要求8所述的网络元件，其中所述代理功能模块还配置成确定备份路由在所述网络事件之后是否有效。