CN105049350A - 分段路由-出口对等工程（sp-epe） - Google Patents

Abstract

本发明涉及分段路由-出口对等工程(SP-EPE)。在一个实施例中，计算机网络域中的控制器设备从该域的一个或多个边界路由器学习边界网关协议(BGP)出口对等分段，并且确定选择的流以经由特定出口对等分段进行分段路由，所选择的流从该域内的给定路由设备去往远程域的给定目的地。由此，控制器设备然后可以命令给定路由设备经由特定出口对等分段来对所选择的流进行分段路由。在另一实施例中，出口边界路由器共享其BGP出口对等分段，并且接收用来分段路由的流。出口边界路由器可以从被包含在流内的分段路由确定将该流分段路由到边界路由器的哪个特定出口对等分段；以及经由特定出口对等分段来将流转发出该域。

Description

分段路由-出口对等工程（SP-EPE）

相关申请

本申请要求由Filsfils等于2014年4月17日提交的、题为“分段路由出口对等工程”的美国临时申请No.61/980,689的优先权，并且要求由Filsfils等于2014年5月15日提交的、题为“分段路由出口对等工程”的美国临时申请No.61/993,348的优先权，每个申请的内容通过引用被合并于此。

技术领域

本公开总体涉及计算机网络，并且更具体地，涉及分段路由-出口(egress)对等工程(SP-EPE)。

背景技术

在计算机网络中，外部网关协议可以被用来在互联网上在自主系统(AS)之间交换路由信息和可达性信息。一个示例标准化外部网关协议是边界网关协议(BGP)，该BGP通常被分类为路径向量协议或距离向量路由协议。BGP一般基于由网络管理员所配置的规则集、路径或网络策略来做出路由决策，并且BGP涉及做出核心路由决策。

在许多网络配置中，AS(或其他类型的路由域)可以学习若干个去往特定目的地地址或地址前缀的路径。例如，许多AS具有多个边界路由器(BR或ASBR，有时也被称为提供商边缘设备或“PE”)，每个边界路由器可以提供去往相同(一个或多个)目的地的有效路径。替代地或此外，某些BR还可以单独具有去往相同(一个或多个)目的地的多个有效路径，例如，单个BR连接到多个其他BR或者具有到相同邻近BR的多个连接。BGP协议通常通过使用“最佳路径选择”技术来处理多个AS出口选项，从而选择一个(或多个)具体的出口路由。然而，对该出口路由选择的精细粒度控制和外部影响有待开发。

发明内容

根据本公开的一个或多个实施例，计算机网络域中的控制器设备从该域的一个或多个边界路由器学习边界网关协议(BGP)出口对等分段，并且确定选择的流以经由特定的出口对等分段进行“分段路由”，所选择的流从该域内的给定路由设备去往远程域的给定目的地。由此，控制器设备然后可以命令给定的路由设备经由特定的出口对等分段来分段路由所选择的流。

根据本公开的一个或多个附加实施例，出口边界路由器与域的控制器设备共享其BGP出口对等分段，并且可以随后接收用来分段路由的流。作为响应，出口边界路由器可以从该流内所包含的分段路由来确定将该流分段路由到边界路由器的哪个特定的出口对等分段(例如，使用相应的出口对等分段，经由特定出口对等来引导所选择的流)，并且相应地经由边界路由器的特定出口对等分段来将该流转发出该域。

附图说明

可以结合附图通过参考下面的描述来更好地理解本文的实施例，其中，相似的参考标号表示等同类似元件或功能类似元件，其中：

图1示出示例通信网络；

图2示出示例网络设备/节点；

图3示出示例转发表；

图4示出网络中BGP会话的示例；

图5示出示例指令交换；

图6A-6F示出针对主机实施的分段路由的示例

图7A-7B示出针对入口(ingress)PE实施的分段路由的示例；

图8A-8D示出快速重新路由的示例；

图9具体从EPE控制器的角度，示出用于利用出口对等工程的分段路由的示例简化过程。

图10具体从EPE使能出口边界路由器(出口PE)的角度，示出用于利用出口对等工程的分段路由的示例简化过程。

图11具体从EPE控制的设备(例如，内容源/主机或入口边界路由器(入口PE))的角度，示出用于利用出口对等工程的分段路由的示例简化过程。

具体实施方式

计算机网络是地理分布的节点集合，这些节点通过用于在端节点(例如，个人计算机和工作站)之间传输数据的分段和通信链路进行互连。从局域网(LAN)到广域网(WAN)的类型范围，许多类型的网络是可用的。LAN通常通过位于大致相同的物理位置(例如，建筑物或校园)的专用私有通信链路来连接节点。另一方面，WAN一般通过长距离通信链路(例如，公共载波电话线、光学光路、同步光纤网络(SONET)或同步数字体系(SDH)链路)来连接地理上分散的节点。互联网是连接世界范围的不同网络的WAN的示例，在各个网络上的节点之间提供全球通信。这些节点通常经由该网络通过根据预定义的协议(例如，传输控制协议/互联网协议(TCP/IP))交换数据的离散帧或分组来进行通信。在该上下文中，协议由定义节点如何彼此进行交互的规则集组成。还可以通过中间网络节点(例如，路由器)来互连计算机网络，以扩展每个网络的有效“大小”。

由于对互连的计算机网络进行管理很繁重，因此，可以将较小的计算机网络群组维护为路由域或自主系统。自主系统(AS)内的网络通常通过被配置为运行域内(intradomain)路由协议的常规“域内”路由器而被耦合在一起，并且通常受制于共同权限。为了改善路由可扩展性，服务提供商(例如，ISP)可以将AS划分为多个“区域”或“等级”。然而，期望增加能够交换数据的节点的数目；在该情形中，运行域间(interdomain)路由协议的域间路由器被用来将各个AS的节点进行互连。而且，期望将在不同的管理域下进行操作的各种AS进行互连。如本文所使用的，AS、区域或等级一般指代“域”。

图1是示例简化计算机网络100的示意框图，该计算机网络100说明性地包括节点/设备(例如，通过链路115或网络进行互连的多个路由器/设备110，如图所示)。例如，网络100可以示出WAN，该WAN包括多个服务提供商网络或自主系统AS1、AS2、AS3和AS4，其中，提供商边缘(PE)设备可以允许各个网络之间(例如，利用其它PE或客户边缘(CE)设备，一般是ASBR)进行通信。说明性地，AS1包括PE设备A、C和P，AS2包括PE设备D和F，AS3包括PE设备H、G和Q，并且AS4包括PE设备Z，每个如图所示进行互连。如下面将进行的描述，从分组流的一个特定方向的角度，PE设备可以是入口PE(iPE)或出口PE(ePE)。其中，每个AS可以是核心网(例如，经由提供商或“P”核心设备)。AS1内具体示出的是说明性的内容源/主机设备H以及说明性的集中式控制器设备X。而且，AS4内和/或经由AS4可达的是IP前缀L/8和M/8。

本领域技术人员将理解，任意数目的节点、设备、链路等可以被用在计算机网络中，并且本文所示出的视图是出于简化目的。本领域技术人员还将理解，尽管对本文所描述的实施例进行了一般地描述，但其可以用于自主系统(AS)或区域内、或者跨WAN(例如，互联网)遍及多个AS或区域等的任何网络配置。

可以使用预定义的网络通信协议(例如，传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、IPv4/IPv6、异步传输模式(ATM)协议、帧中继协议，等等)通过链路115将数据分组140(例如，流量/消息)在计算机网络100的节点/设备110之间进行交换。

图2是可以被用于本文所描述的一个或多个实施例的示例设备200的示意框图，例如，上面图1中所示的边界路由器(PE)、主机、或者中央控制器或“EPE”设备。该设备可以包括由系统总线250进行互连的一个或多个网络接口210、一个或多个处理器220、以及存储器240。设备200还可以具有电源260。(一个或多个)网络接口210包含用于通过被耦合于网络100的链路来传输数据的机械电路、电子电路以及信令电路。网络接口还被配置为使用各种不同的通信协议(尤其包括TCP/IP、UDP、ATM、同步光纤网(SONET)、无线协议、帧中继、以太网、光纤分布式数据接口(FDDI)，等等)来发送和/或接收数据。应当注意，物理网络接口210还可以被用来实现本领域技术人员所熟知的一个或多个虚拟网络接口，例如用于虚拟私有网络(VPN)接入。

存储器240包括多个存储位置，这些存储位置可由(一个或多个)处理器220和网络接口210寻址，并且用于存储与本文所描述的实施例相关联的数据结构和软件程序。处理器220可以包括适用于运行软件程序和操纵数据结构245的必要的元件或逻辑。操作系统242(例如，CiscoSystems，Inc.的网间操作系统或)尤其通过调用支持在设备上运行的服务和/或软件处理的网络操作来在功能上组织节点，其中，操作系统242的一部分通常驻留在存储器240中并且由(一个或多个)处理器来运行。如本文所所描述的，这些软件处理和/或服务可以包括路由处理/服务244和说明性分段路由(SR)处理248，说明性分段路由(SR)处理248可以替代地位于单独的网络接口内(例如，处理248a)。

其他处理器和存储器类型(包括各种计算机可读介质)可以被用来存储和运行涉及本文所描述的技术的程序指令，这对本领域技术人员而言是显而易见的。另外，尽管该描述阐述了各种处理，但明确考虑各种处理可以被具体化为被配置来根据本文的技术(例如，根据类似处理的功能)进行操作的模块。另外，尽管已单独地示出和/或描述了这些处理，但本领域技术人员将理解，处理可以是其他处理内的例程或模块。

本领域技术人员将理解，路由处理/服务244包含由处理器220运行的计算机可执行指令，以执行由一个或多个路由协议(例如，内部网关协议(IGP)(例如，开放最短路径优先“OSPF”以及中间系统到中间系统“IS-IS”)、边界网关协议(BGP)，等等)所提供的功能。这些功能可以被配置为对路由信息数据库和/或转发信息数据库(RIB/FIB)进行管理，RIB/FIB例如包含用来做出路由/转发决策的数据。具体地，可以使用路由协议(例如，通过内部BGP(iBGP)或外部BGP(eBGP)会话(例如，来“收敛”为网络拓扑的等同视图))在设备200之间对网络拓扑方面的改变进行传输。

应当注意，路由服务244还可以执行与虚拟路由协议有关的功能，例如，维护虚拟路由和转发(VRF)实例、或隧道协议(例如，用于多协议标签交换(MPLS)、广义MPLS(GMPLS)等)，每个将被本领域技术人员所理解。例如，根据题为“在BGP-4中承载标签信息”的互联网工程任务组(IETF)请求评论(RFC)3107，用于特定路由的标签映射信息可以被背负于用来分布路由自身的相同的BGP更新消息中(例如，除了更新消息内的网络层可达性信息(NLRI))。以该方式，当BGP被用来分布特定路由时，其还可以被用来分布被映射到该路由的MPLS标签。

此外，根据被称为BGP链路状态(BGP-LS)的技术，BGP具体地还可以被用来将IGP链路状态数据库(LSDB)重新分布到每域BGP“扬声器”。也就是说，某些BGP扬声器表达其在能力方面的BGP-LS支持，然后可以使用NLRI(例如，可达或不可达链路、节点、或前缀(IPv4/IPv6))及相关联的链路状态属性将LSDB承载于BGP消息中。

分段路由(SR)是利用源路由的演进路由架构，其中，分组的“源”规定分组将通过网络行进的路径。具体地，在SR中，使用SR的互连的节点群组形成SR域，并且SR域的入口节点(或SR域内的主机)预先考虑包含到传入(incoming)分组的“分段”的SR头部，这些分段表示控制列表/指令集。例如，每个分段表示拓扑指令(例如，“跟随特定路径去往前缀L/8”)或服务指令(例如，“通过深度分组检测”)，并且每个分段可以具有到SR节点的本地语义或者在SR域内是全局的。通过插入期望的指令序列，在仅在SR域的入口节点(或主机)处维护每流状态的同时，入口节点能够经由任何拓扑路径和/服务链来引导分组(实施流)。SR中的每个分段由分段标识符(SID)进行标识。分段可以被单独使用(一个单独的分段定义分组的源路由)或者被组合使用(这些分段是定义分组的源路由的有序分段列表的一部分)。

通过将MPLS标签用作SID，可以使用现有的MPLS数据面(dataplane)来实现SR架构，而无需对转发面进行更改，并且只需要对现有链路状态路由协议进行较小扩展。换言之，分段可以被编码为MPLS标签，以使得有序分段列表可以被编码为标签栈。在该模型中，用来处理的活跃分段(该分段必须由接收路由器使用来处理分组)位于栈的顶端，并且一旦完成分段，则有关的标签从栈中被弹出，并且“下一”分段(如果需要)变得活跃。可以利用推送来执行添加分段。一般，在分段路由MPLS实例化中，分段可以是IGP分段、BGP对等分段、标签分布协议(LDP)标签交换路径(LSP)分段、资源预留协议-流量工程(RSVP-TE)LSP分段、BGPLSP分段，等等。

利用新的路由扩展头部类型，分段路由还可以被应用到IPv6架构。例如，分段可以被编码为IPv6地址，并且在路由扩展头部中，有序分段列表可以被编码为有序IPv6地址列表。要处理的活跃分段由路由扩展头部中的指针来指示，并且一旦完成分段，则增加指针。相应地，分段可以被插入到列表中，并且指针相应地被更新。

应当注意，在SR中，全局分段隐含相关的指令由域中所有具有SR能力的节点来支持。在MPLS架构中，全局分段具有全局唯一索引。通过将全局唯一索引添加到节点N的被称为分段路由全局框的标签框来找到给定节点N处的相关的本地标签(每个BGP扬声器被配置有SRGB，并且SRGB在不同的扬声器上可以是不同的)。在IPv6架构中，全局分段是全局唯一的IPv6地址(即，SRGB包括本地相关的IPv6地址集)。替代地，本地分段隐含相关的指令只由发起它的节点来支持。在MPLS架构中，这是SRGB外的本地标签。在IPv6架构中，这是本地链路地址。

如上所述，当AS具有若干个去往特定目的地地址或地址前缀的路径时，BGP协议传统上通过使用“最佳路径选择”技术对多个AS出口选项进行处理，以选择一个(或多个)特定的出口路由。例如，再次参照上面图1的说明性拓扑，AS1可以学习若干个去往目的地地址前缀“L/8”的路径。例如，单独经由AS3，一个这样的路径是经由出口路由器P(P-Q)，并且多达三个路径是经由出口路由器C(C-H、C-E的第一接口，以及C-E的第二接口)。还可以经由AS2通过C-D接口来学习另一路径。需要解决方案允许AS1尤其经由集中式控制器来强制入口PE或源主机使用特定的出口PE(例如，C而非P)和该出口PE的特定出口接口(例如，到H的接口而非到D或E的接口)以到达一些目的地(给定的目的地BGP前缀，例如，L/8)。

为了成为当今计算机网络基础设施中有效的解决方案，本文所描述的技术应该应用到互联网用例，其中，假设互联网路由是未标记的IPv4或未标记的IPv6，并且应该可被应用到MPLS以及互联网协议(IP)。另外，有效的解决方案不应当适当地更改现有的iBGP分布机制，也不应该对现有的iBGP分布系统(路由反射器(RR)、同盟、或iBGP完整网格)做出任何假设，并且其应该将对入口PE处的新的BGP的能力的需求最小化。而且，有效的解决方案还应该不需要将互联网路由放置在VRF中，并且应该出于可扩展性的原因基于每路由、每路径来分配标签。而且，有效的解决方案应该允许出口PE在它们向其iBGP对等方公布的eBGP学习的互联网路由上设置下一跳本身。最后，有效的解决方案应该支持自动快速重新路由(FRR)和快速收敛。

响应于上面的要求，本文的技术定义了基于分段路由(SR)的出口对等工程(EPE)解决方案(SR-EPE)，该SR-EPE允许集中式(例如，软件定义网络，或SDN)控制器在域/AS内的主机或入口边界路由器处安排任何出口对等策略。也就是说，根据本文的技术，集中式控制器能够命令域内的内容源或入口PE使用特定的出口PE、特定的外部接口和/或特定的出口PE/接口群来到达特定的目的地。如下面更加详细的描述，以允许对有效的出口点工程策略和对策进行计算的方式来定义针对输出BGP出口点拓扑信息(包括其对等方、接口和对等AS)的扩展(例如，BGP-LS)。

具体地，如下面将进行更加详细地描述，本文的技术引入EPE控制器(图1中的“X”)，该EPE控制器利用当前的iBGP分布系统以“无人知晓(ship-in-the-night)”的形式来运行(即，不与常规的iBGP会话相干扰的独立的iBGP会话)。具体地，给定的SR域(例如，AS1)的出口PE(或其他类别的边界路由器)与EPE控制器建立iBGP会话类型。通过该会话，出口PE对描述PE的对等连接的BGP对等路由进行广播(多亏描述对等节点的扩展的共同体属性和新的TLV、对等接口和对等AS)，其中，BGP对等路由包括从新定义的对等方节点(PeerNode)、对等方邻近(PeerAdj)以及对等方群组(PeerGroup)(或者“PeerSet”或“PeerAS”)的类别选择出的BGP对等SID。如下面将进行更加详细地描述，PeerNodeSID经由到相关对等方的任意接口来实施转发，并且PeerGroupSID经由到相关对等方群组的任意对等方的任意接口来实施转发。

利用该信息(加上基于BGP的需求矩阵)，EPE控制器能够选择何时对流进行路由/重新路由，并且如果这样，能够选择流去往哪个出口PE和哪个出口对等方。该解决方案描述了如何在源主机(基于SR的静态路由)处或在入口PE路由器处安排策略。下面描述的解决方案还包括用于新定义的对等SID的自动FRR机制。

应当注意，本文所描述的技术还包括可选的行为，在该行为中，对等路由被发送至入口PE，以使得加速收敛和高可用性特性。在该可选的行为中，解决方案记载两个子模式：一个是(对于增加的部署)在入口PE处不需要任何新的功能，另一个是基于BGP内部解析(在入口PE处需要新的行为，但通过在数据面FIB中消除一个查找递归来改善性能)。

说明性地，本文所描述的技术例如可以根据分段路由(SR)处理248/248a通过硬件、软件和/或固件来执行，其中，分段路由(SR)处理248/248a可以包含由处理器220运行的计算机可执行指令以执行与本文所描述的技术有关的功能。例如，本文的技术可以被作为对常规协议的扩展和/或替代，例如，对BGP(例如，iBGP)的扩展，由此，本文的技术可以由本领域所理解的运行那些协议的类似部件来处理。

在此出于讨论的目的，集中式控制器(“X”)被称为“EPE控制器”，实现EPE流量引导功能的出口边界路由器被称为EPE使能边界路由器。另外，在入口边界路由器处或内容源/主机(“H”)处安排的输入策略被称为EPE策略。还应当注意，尽管下面的示例利用基于MPLS的分段针对IPv4进行描述，但在稍后的部分对IPv6本地解决方案进行描述。

图1的网络100具有更多特征，假设如下IPv4寻址：

-C到D的接口：1.0.1.1/24，D的接口：1.0.1.2/24；

-C到H的接口：1.0.2.1/24，H的接口：1.0.2.2/24；

-C到E的上层接口(链路1)：1.0.3.1/24，E的接口：1.0.3.2/24；

-C到E的下层接口(链路2)：1.0.4.1/24，E的接口：1.0.4.2/24；

-E用于到C的eBGP多跳对等的环回(lookback)：1.0.5.2/32；以及

-C的环回是3.3.3.3/32，SID为64。

另外，还针对C假设如下BGP对等：

-利用邻居1.0.1.2(D)的单跳eBGP对等；

-利用邻居1.0.2.2(H)的单跳eBGP对等；以及

-利用E在IP地址1.0.5.2(E)上的多跳eBGP对等。

C到E的多跳eBGP会话的解析还可以被示出为如下：

-经由1.0.3.2的静态路由1.0.5.2/32；以及

-经由1.0.4.2的静态路由1.0.5.2/32。

具有SR能力的BGP节点(EPE使能出口PE，例如，节点C)可以广播与其附连的对等方相对应的分段。(分段由具有出口对等工程(EPE)能力的节点来定义，并且分段与其附连的对等方相对应。)这些分段被称为BGP对等分段或BGP对等SID。它们使得能够表达源路由域间路径。

AS1的入口边界路由器可以组成分段列表以沿着AS内所选择的路径、通过具体的对等方并且向所选择的AS1的出口边界路由器C来引导流。如本文所描述的，至少，在入口PE处应用的BGP对等工程策略涉及两个分段：所选择的出口PE的节点SID，然后是针对所选择的对等方或对等接口的BGP对等分段。如上所述，针对本文使用，定义了如下三种BGP对等分段/SID：PeerNode分段/SID、PeerAdj分段/SID、以及PeerGroup分段/SID。

BGPPeerNode分段/SID是本地分段。当BGP节点广播该分段时，其语义为：

-SR头部操作：下一个(NEXT)；以及

-下一跳(或“Nhop”)：与该分段有关的所连接的对等节点的地址。

可以利用对等分段NLRI来广播PeerNode，其中：

-(本地)节点描述符是描述EPE使能出口PE的IGP节点；

-对等方描述符是对等方的ASN(AS序号/ID)；

-链路描述符包含由BGP会话所使用的地址(例如，包含BGP会话IPv4本地地址的IPv4接口地址，包含BGP会话IPv4对等方地址的IPv4邻居地址，包含BGP会话IPv6本地地址的IPv6接口地址，包含BGP会话IPv6对等方地址的IPv6邻居地址)；以及

-对等方属性包含邻近SID(Adj-SID)。

此外，可以插入各种BGP-LS链路属性，以对该链路的特征进行广播。

BGPPeerAdj分段/SID是本地分段。当BGP节点广播该分段时，其语义为：

-SR头部操作：下一个(NEXT)；以及

-下一跳：通过与该分段有关的接口连接的对等方的地址。

利用对等分段NLRI来广播PeerAdj，其中，字段类似于上面的PeerNode对等分段NLRI，但对等方描述符是对等方的IP地址和ASN。

最后，BGPPeerGroup(或者“PeerSet”或“PeerAS”)分段/SID是本地分段。当BGP节点广播该分段时，其语义为：

-SR头部操作：下一个(NEXT)；以及

-下一跳：通过到相关的群组/集合/AS中的任意对等方的任何连接接口的负载均衡(例如，等价多路径或“ECMP”)。应当注意，群组可以是来自相同的AS或这些的子集的所有连接的对等方。群组还可以跨AS。群组定义是由运营商设置的策略。

在对等分段NLRI(对等方类型NLRI)(PeerNode或PeerAdj)中将PeerGroupSID广播为BGP-LS属性。PeerGroup属性包含Adj-SID，Adj-SID识别PeerNode或PeerAdj所属的群组/集合/AS。

作为说明，并且作为其基于上面新定义的BGP对等分段的本地配置的结果，节点C可以根据本文的技术来分配下面的BGP对等分段：

-将PeerNode分段分配给每个对等方(D、H和E)；

-针对到多跳对等方的每个递归接口(C-E上层接口和下层接口)来定义PeerAdj分段；以及

-PeerGroup被定义为包括AS3中的所有对等方(对等方H和E)。

具体地，使用IPv4寻址和基于MPLS的分段作为说明，这些对等分段可以至少被配置为如下：

-节点D的PeerNode：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS2；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.1.1，1.0.1.2；

·Adj-SID属性：9001；以及

·各种链路属性。

-节点H的PeerNode：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS3；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.2.1，1.0.2.2；

·Adj-SID属性：9003；

·PeerGroup-SID属性：9008；以及

·各种链路属性。

-节点E的PeerNode：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS3；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.5.1，1.0.5.2；

·Adj-SID属性：9005；

·PeerGroup-SID属性：9008；以及

·各种链路属性。

-节点E、链路1的PeerAdj：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS3；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.3.1，1.0.3.2；

·Adj-SID属性：9006；以及

·各种链路属性。

-节点E、链路2的PeerAdj：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS3；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.4.1，1.0.4.2；

·Adj-SID属性：9007；以及

·各种链路属性。

应当注意，在一个实施例中，其他更加完整的配置是可能的，例如，包括冗余接口信息(具有单一接口的节点)和/或包括针对属于单独群组的节点/接口的PeerGroup，等等。为了说明的完整性，下面的对等分段还可以被配置为：

-节点D、唯一链路的PeerAdj：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS2；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.1.1，1.0.1.2；

·Adj-SID属性：9002；以及

·各种链路属性。

-节点H、唯一链路的PeerAdj：

·节点描述符(路由器ID、ASN)：3.3.3.3、AS1；

·对等方描述符(对等方ASN)：AS3；

·链路描述符(IPv4接口地址、邻居IPv4地址)：1.0.2.1，1.0.2.2；

·Adj-SID属性：9004；

·PeerGroup-SID属性：9008；以及

·各种链路属性。

而且，在该更加完整的模型中，针对节点E、链路1和链路2的PeerAdj还可以包括针对AS3的PeerGroup-SID属性(9008)，并且针对节点D的PeerNode可以包括其自己的针对AS2的PeerGroup-SID属性，为9009。

设备C然后可以相应地安排其转发表(例如，SRGB)，如图3所示。具体地，表300(例如，数据结构245)可以具有如图所示的条目320，每个条目包括传入标签305、操作310以及传出(outgoing)接口315。(可选的“更加完整的”模型值显示为灰色。)

具体地，边界路由器C可以每对等方捆绑本地对等分段(针对对等方D的9001，针对对等方H的9003，以及针对对等方E的9005)并且安置相关的表格条目，将这些表格条目总结如下：

-9001：在去往D的单条链路上进行弹出和转发；

-9003：在去往H的单条链路上进行弹出和转发；

-9001：通过去往D的两条链路进行弹出和ECMP转发；

再次注意，9001、9002和9003被称为BGPPeerNode分段或PeerNodeSID，并且它们是本地分段。

边界路由器C还可以每连接的对等接口绑定本地对等分段，并且安置相关的表格条目，将这些表格条目总结如下：

-9002(可选的)：在去往D的单条链路上进行弹出和转发；

-9004(可选的)：在去往H的单条链路上进行弹出和转发；

-9006：在去往E的链路1上进行弹出和ECMP转发；以及

-9007：在去往E的链路2上进行弹出和ECMP转发；

此处注意，9002、9004、9006和9007被称为BGPPeerAdj分段或PeerAdjSID，并且它们是本地分段。

最后，边界路由器C可以每连接的AS捆绑本地对等分段(针对AS3的9008，针对AS2的9009)，并且安置相关的SRDB条目：

-9008：通过去往H的链路和去往E的两条链路进行弹出和ECMP转发；以及

-9009(可选的)：在去往D的单条链路上进行弹出和转发。

9008和9009值被称为BGPPeerGroup分段或PeerGroupSID。它们也是本地分段。应当注意，9001、9002、9003、9004、9005、9006、9007、9008和9009一般被称为BGP对等分段。(还应注意，标签/SID仅仅被用作示例，并且没有隐含或限制特定的命名惯例。)

对于外部拓扑的分布和TE信息，本文的技术可以说明性地使用BGP-LS。例如，在关于预先存在的iBGP设计的无人知晓(ship-in-the-night)模式中，可以在EPE使能边界路由器(C)与EPE控制器(X)之间建立BGP-LS会话，由此，C将相关的BGP-LSNLRI通过信号通知给EPE控制器X。

图4示出涉及本文技术的BGP会话的实例说明(从PEC的角度)。具体地，常规的eBGP会话410可以由设备C与对等方AS边界路由器D、H和E进行外部维护。另外，常规的iBGP会话420可以利用AS1的AS边界路由器(即，在设备C、A和P之间)进行内部维护。(应当注意，BGP路由反射器或者“RR”还可以涉及iBGP会话。)根据本文的技术，还可以在任何所需的出口PE(例如，在示例中仅为出口PEC)与EPE控制器X之间建立第二个“无人知晓(ship-in-the-night)”iBGP会话425。

基于与出口PE(其中，对等工程应该发生)共享的新定义的BGP功能，出口对等工程(EPE)控制器允许EPE控制器根据本文技术对各种功能负责。具体地，EPE控制器可以被配置为：

-从所有对等方学习所有BGP路径(BGP-LS路由)；

-学习BGP需求/流量矩阵；

-确定将哪个流(从哪个入口PE到哪个目的地)路由/重新路由至哪个出口对等链路；以及

-安排入口PE/主机。

具体地，使用上述(例如，从BGP-LS广播)收集的BGP-LS，EPE控制器能够维护对出口PE(例如，节点C)的出口拓扑的准确描述。此外，EPE控制器能够根据本文的技术将BGP对等SID关联到外部拓扑的各个部件。而且，EPE控制器还可以跨对等方收集服务等级协定(SLA)特征(例如，用于单向SLA监控或在源和接收机处的应用控制)，并且收集去往对等方或最终目的地的流量矩阵(例如，通过收集应用的各种度量或通过收集内部链路和外部链路中的每条链路的链路利用统计数据)。EPE控制器还可以收集商业策略或其他决策影响策略以用于其路径选择算法。

应当注意，在一个实施例中，EPE控制器没有代替/修改现有的iBGP分布机制(会话420)。相反，EPE控制器可以利用现有的iBGP分布机制来以“无人知晓(ship-in-the-night)”的方式运行单独的会话425。还应当注意，尽管本文的技术引入的BGP策略路由和BGP对等路由的术语，但不需要定义新的BGPAFI/SAFI属性。具体地，BGP策略路由可以是IPv4/未标记路由，并且BGP对等路由可以是“BGP3107”路由(即，根据RFC3107或在BGP消息中承载标签信息的类似的协议)，以使得对MPLS标签进行分布。相反，本文的技术只引入被附加于BGP对等路由上的新的“引导”属性。而且，只在EPE控制器处和所选择的显式出口对等工程应该发生的出口PE处需要本文所定义的增强的BGP能力。例如，如果设备A是无任何附连的对等方的基本入口PE，则A不需要该增强的BGP能力。

如上所述，可以使用BGP对等路由来对先前定义的BGP对等SID进行分布，其中，BGP对等路由通过引导属性的存在(例如，指示相关路由对对等方进行描述的“显式对等方引导”或“EPS”属性)或经由显式通信来识别。作为示例，在说明性的显式对等方引导(EPS)TLV(类型长度值字段)内，可以使用各种标记来指示接口和对等方类型。例如，“S”标记可以指示NLRI是单跳对等方的IP地址，并且附连到NLRI的BGP3107标签是该对等方的PeerNodeSID(在该情形中，相关的PeerAdjSID可以等于PeerNodeSID)。“M”标记可以指示NLRI是多跳对等方的IP地址，并且附连到NLRI的BGP3107标签是PeerNodeSID。而且，如果“I”标记被设置，则路由对到多跳对等方的连接接口进行描述，其中，附连到NLRI的BGP3107标签是PeerAdjSID。应当注意，当S标记被设置时，可以(例如，必须)呈现多跳对等方子TLV，包含相关的多跳对等方的对等方地址，并且该地址应该(例如，必须)将所宣告的路由的NLRI与具有M标记设置的EPSTLV相匹配。一般地，S、M和I标记中的仅一个可以被设置在单个消息内，并且至少一个必须被设置。如果S标记被设置，则包括Peer-Group子TLV。每个这样的子TLV列出对等方为其中成员的PeerGroup。此外，如果“N”标记被设置，则应该在RIB/FIB中安置路由。也就是说，其应该只被保存在BGP数据库中，以使得允许BGP内部解析(Intra-BGP-Resolution)。(应当注意，对于域间引导，域间引导TLV的存在指示相关路由对在其原始域中具有相关前缀SID的IGP前缀进行描述，并且原始域中相关的SID被包括在IDS属性中。)

根据本文的技术，以及上面所提到的，将相关信息从出口PE共享到EPE控制器。具体地，本文的解决方案的关键要素在于BGP对等路由(及其相关的BGP对等SID)不需要被发送至入口PE，因为基本的解决方案只需要BGP对等路由被发送至EPE控制器。(BGP对等路由也被发送至入口PE的变体是可能的，下面考虑这些变体之一。)值得提醒的是，本文的技术没有在出口PE处对BGP最佳路径处理假设任何更改，并且没有对其预先存在的iBGP分布机制或策略进行更改。也就是说，如先前所提及的，本文的技术添加了一个从出口PE至EPE控制器的iBGP会话，其中，EPE控制器将利用现有的iBGP分布在无人知晓(ship-in-the-night)模式下进行工作。

期望通过其连接的对等方允许流量工程的出口边界路由器与EPE控制器建立iBGP会话，并且通过该会话向EPE控制器发送两种路由：

-BGP对等路由，该路由描述了对等方及其BGP对等SID；

-从对等方接收到的所有互联网路由，更重要的是，它们的下一跳未改变。

关于BGP对等路由，对于每个eBGP对等方，BGP3107路由被广播，其中，NLRI是eBGP对等方的/32地址(针对IPv4)。标签是由出口PE针对对等方所分配的本地PeerNodeSID。对等方的性质(单跳或多跳)和更多的信息(上述)被编码在EPS属性中。一旦对利用分段路由MPLS策略标示的eBGP对等方的状态进行建立/修改，BGP处理在“EPE类型”的会话上发送相关3107路由的更新。

关于具有原始下一跳的互联网路由，一旦从利用分段路由MPLS策略标示的对等方接收到eBGP互联网路由，则无论其是否被选择为最佳，无论正常的策略是否涉及将下一跳设置为自身，出口PE都利用原始下一跳将该路由转发至EPE控制器。EPE因而能够学习由所有出口PE接收到的所有路径(其下一跳指示对等方地址)。

作为对上面所示范的信息的重释，但利用新描述的EPS属性字段，C可以通知以下BGP3107路由以描述其对等方：

-NLRI<1.0.1.2/32>，标签<9001>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS2}，EPS属性{S＝1，N＝1}

·(其中，9001是与C针对其单跳对等方1.0.1.2(即，节点D)相关联的PeerNodeSID)；

-NLRI<1.0.2.2/32>，标签<9003>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{S＝1，N＝1，PeerGroup(9008)}

·(其中，9003是与C针对其单跳对等方1.0.2.2(即，节点H)相关联的PeerNodeSID，并且其中，9008是与AS3相关联的PeerGroupSID)；

-NLRI<1.0.5.2/32>，标签<9005>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{M＝1，N＝1，PeerGroup(9008)}

·(其中，9005是与C针对其多跳对等方1.0.5.2(即，节点E)相关联的PeerNodeSID，并且其中，9008是与AS3相关联的PeerGroupSID)；

-NLRI<1.0.3.2/32>，标签<9006>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{I＝1，多跳＝1.0.5.2，N＝1}

·(其中，9006是与C针对去往多跳对等方1.0.5.2(即，节点E)的本地接口1.0.3.2/32(即，链路1)相关联的PeerAdjSID)以及

-NLRI<1.0.4.2/32>，标签<9007>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{I＝1，多跳＝1.0.5.2，N＝1}

·(其中，9007是与C针对去往多跳对等方1.0.5.2(即，节点E)的本地接口1.0.4.2/32(即，链路2)相关联的PeerAdjSID)。

由于这些BGP对等路由，EPE控制器X能够学习附连到C的所有eBGP对等方及其相关的PeerNodeSID。X还能够学习到多跳对等方的所有连接接口及其相关的PeerAdjSID。(回顾下，这些路由仅由C向EPE控制器X进行发送。)

根据本文技术的一个或多个实施例，实现策略涉及在入口PE处或在AS内的主机处实施BGP出口对等策略。如上面提到的，EPE控制器首先利用要建造(engineer)的重要对等链路与所有出口PE进行对等，并且接收建立所期望的策略所需的所有信息。在BGP对等路由的顶端，EPE控制器还接收由出口PE接收到的要建造的所有eBGP路径。

-NLRI<L/8>，nhop1.0.1.2，AS路径{AS2，AS4}

·(EPE控制器X知道C经由AS2的邻居1.0.1.2(节点D)来接收去往L/8的路径。从先前的BGP3107NLRI，C知道该邻居是单跳，并且其PeerNodeSID＝9001以及其PeerAdjSID＝9002。应当注意，在某些实施例中，PeerAdjSID可以等于PeerNodeSID，而不是具有独立的值。)

-NLRI<L/8>，nhop1.0.2.2，AS路径{AS3，AS4}

·(X知道C经由AS3的邻居1.0.2.2(节点H)来接收去往L/8的路径。从先前的BGP3107NLRI，C知道该邻居是单跳，并且其PeerNodeSID＝9003以及其PeerAdjSID＝9004，或者PeerAdjSID＝PeerNodeSID。)

-NLRI<L/8>，nhop1.0.5.2，AS路径{AS3，AS4}

·(X知道C经由AS3经由邻居1.0.5.2(节点E)具有去往L/8的eBGPpath。从先前的BGP3107NLRI，C知道该对等方的PeerNodeSID是9005，并且存在从出口PE到相应PeerAdjSID9006(链路1)9007(链路2)的对等方的两个连接接口。)

基于所指定的策略和路径选择算法，EPE控制器X然后可以决定强制主机H使用经由C去往L/8的具体路径。该“EPE策略”可以(例如，在显式指令或如图5所示的其他类型的合适的消息510中)被表达为双条目分段列表，其中，第一要素为所选择的出口边界路由器的IGP前缀SID，第二要素为所选择的出口边界路由器处的BGP对等SID。如图6A-6E所示，如下是一些示例：

-策略：*优先经由AS2*(图6A)

·X利用去往L/8的静态SR路由来安排H，其中，该静态SR路由推送SID列表{64，9001}(即，使用从C到D的接口)。

-策略：*优先经由AS3，单跳eBGP对等方1.0.2.2*(图6B)

·X利用去往L/8的静态SR路由来安排H，其中，该静态SR路由推送SID列表{64，9003}(即，使用从C到H的接口)。

-策略：*优先经由AS3，多跳eBGP对等方1.0.5.2*(图6C)

·X利用去往L/8的静态SR路由来安排H，其中，该静态SR路由推送SID列表{64，9005}(即，使用从C到E的接口)。

-策略：*优先经由AS3，多跳eBGP对等方1.0.5.2的特定接口1.0.4.2*(图6D)

·X利用去往L/8的静态SR路由来安排H，其中，该静态SR路由推送SID列表{64，9006}(即，使用链路1作为从C到E的接口)。

-策略：*优先经由到群组9008中被连接到出口PEC的任意对等方的任意接口*(图6E)

·X利用去往L/8的静态SR路由来安排H，其中，该静态SR路由推送SID列表{64，9008}(即，使用从C到AS3的任意接口)。

应当注意，第一SID应该由分段列表来代替。这在出于流量工程的目的需要域内的显式路径(例如，IGP路径)时是有用的。例如，如果AS1内的中间节点B的前缀SID是60(如图6F中所示)，并且EPE控制器期望经由该中间节点然后通过去往对等方D的外部链路从A至C引导流量，则分段列表可以是{60，64，9001}。

可以使用相同的处理来强制入口PE路由器(例如，P或A)使用特定的SR路径。然而，可能在强制主机和入口路由器之间存在一点差异，尤其是如何执行安排。尽管可以使用若干种技术(例如，netconf)，但一种可行的方法是利用确保该方法将被选择为最佳的共同/本地优选来针对EPE控制器精巧地制定(craft)BGP3107路由，并且将其发送至入口PE。也就是说，所选择的出口PE在nhop字段被指定，并且所选择的(一个或多个)出口对等接口在BGP3107路由的标签字段(填充以PeerNode或PeerAdjSID)中被指定。例如，可以通过(例如，在图7A的广播710中)从EPE控制器X向入口PEA发送如下的BGP3107路由来表达使用节点E的链路1的上述策略：

-NLRI<L/8>，标签<9006>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3，AS4}，highlocal-pref。

入口PE将由于“highlocal-pref”(高本地优选)指示符/值而优选该路径。当在入口PEA的FIB中安置该路由时，入口PEA将在相关的IGP路由上解析nhop3.3.3.3，这将使得相关的前缀SID(64)被推送到分组上。入口PEA因而利用标签栈{64，9006}将任意绑定L/8的分组转发至C。标签“9006”然后强制C将流量转发到去往AS3的对等方E的底部链路(链路2)上。该路径在图7B中被示出。

根据本文所描述的一个或多个具体实施例，快速重新路由(FRR)考虑还可以基于上面的技术被配置于网络内。具体地，EPE使能边界路由器可以被配置为基于每BGP对等SID来按照如下分配FRR备份条目：

-PeerNodeSID

·1.如果为多跳，则经由其余的PeerADJSID备份到相同的对等方。

·2.否则经由本地PeerNodeSID备份到相同的AS。

·3.否则弹出PeerNodeSID并且进行IP查找(利用潜在的BGPPIC回退(fall-back))。

-PeerAdjSID

·1.如果去往多跳对等方，则经由其余的PeerADJSID备份到相同的对等方。

·2.否则经由PeerNodeSID备份到相同的AS。

·3.否则弹出PeerNodeSID并且进行IP查找(利用潜在的BGPPIC回退)。

-PeerGroupSID

·1.经由其余的PeerNodeSID备份到相同的PeerGroup中。

·2.否则弹出PeerGroupSID并且进行IP查找(利用潜在的BGPPIC回退)。

换言之，当EPE使能边界路由器(例如，节点C)分配对等SID时，对于FRR，其必须进行预计算并且安置相关的FRR备份。下面使用图8A-8D的参考图来对上面提到的不同类型的可能备份中的一些进行说明，并且考虑由C分配的对等SID：

-由C针对对等方E所分配的PeerNodeSID9005(图8A)

·当从C至E的链路1失败时，C可以将所有的流量重新路由到去往相同对等方(E)的链路2上。

·当从C至E的链路2失败时，C可以将所有的流量重新路由到去往相同对等方(E)的链路1上。

·这是真的，因为存在去往相同对等方的多个接口，并且它们可以为彼此提供备份。

·应当注意，该FRR方案还被用于相关的PeerAdjSID。

-由C针对对等方H所分配的PeerNodeSID9003(图8B)

·当所连接的链路C至H失败时，C可以将所有的流量重新路由到去往PeerNodeSID9005(E)的接口上。

·这是真的，因为对等方E和H在相同的对等方AS(PeerGroupSID)中，因此它们可以为彼此提供备份。

-由C针对对等方D所分配的PeerNodeSID90010(图8C)

·当所连接的链路C至D失败时，C可以弹出PeerNodeSID，并且在其FIB中查找IP目的地地址，并且相应地进行路由。

·在该情形中，不存在去往相同对等方的第二条链路，并且在相同的AS中不存在其他对等方，因此，出口PEC必须求助于执行基于IP目的地地址的查找以找到解决方案。应当注意，这允许回退到经典的BGPPICEdgeFRR机制。

-由C针对对等方H和E的集合所分配的PeerGroupSID9008(图8D)

·当群组中所连接的接口失败时，流量被重新路由到群组中的任意其他成员上。

(应当注意，出于具体的商业原因，运营商可能不期望被应用到特定PeerNodeSID或任何其从属PeerADJSID的默认FRR行为。运营商因此可以具体关联特定的备份安排，例如，针对另一PeerNodeSID的特定PeerNodeSID。)

根据本文所描述的一个或多个附加的具体实施例，可以可选地通过信号将BGP对等路由通知给入口PE，如上面所提及的。作为提醒，该解决方案的关键要素在于一般不需要将BGP对等路由发送给入口PE，并且只需要将BGP对等路由发送至EPE控制器。然而，下面所描述的变体允许将BGP对等路由发送至EPE控制器和入口PE。

具体地，假设在该实施例中，入口PE接收如下路由：

-NLRI<1.0.1.2/32>，标签<9001>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS2}，EPS属性{S＝1，N＝1}；

-NLRI<1.0.2.2/32>，标签<9003>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{S＝1，N＝1PeerGroup(9008)}；

-NLRI<1.0.5.2/32>，标签<9005>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{M＝1，N＝1PeerGroup(9008)}；

-NLRI<1.0.3.2/32>，标签<9006>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{I＝1，多跳＝1.0.5.2，N＝1}；以及

-NLRI<1.0.4.2/32>，标签<9007>，nhop3.3.3.3，AS路径{AS3}，EPS属性{I＝1，多跳＝1.0.5.2，N＝1}。

为了实现EPE策略，EPE控制器将向入口PE发送具有在所选的eBGP原始下一跳上递归的nhop(在基本的解决方案中，nhop是所选的出口PE的环回)的IPv4(或IPv6)非标记路由(在基本的解决方案中，该路由为BGP3107路由)：

-NLRI<L/8>，nhop1.0.1.2，AS路径{AS2，AS4}，highlocal-pref，BIRExt-Comm

·“BIRExt-Comm”是BGP内部解析(BIR)扩展的共同体，该共同体指示BGP内部解析特征应该被扩展到该路由上。

基本上，EPE发送递归的BGP路由，并且让入口PE执行解析。该解析可以作为内部解析或以后向兼容模式被执行。

对于BGP内部解析，如果入口PE能够解码EPE属性，则入口PE将接收这些BGP3107路由，并且不将其安置在它的RIB/FIB中(N标记被设置)。另外，如果入口PE能够解码BIR扩展共同体，则入口PE知道其应该将BGP内部解析应用到从EPE控制器接收到的路由。一旦接收到L/8路由，入口PE(例如，A)将查看其是否具有用来解析nhop的BGP对等路由。如果是，则入口PE对其进行解析，并且将所解析的路由安置在RIB/FIB中：

-L/8＝＞3.3.3.3并且推送9001；以及

-3.3.3.3＝＞oif＝...并且推送64。

关于后向兼容模式，如果入口PE不能够对EPS属性/BIR扩展共同体进行解码，则入口PE可以接收这些BGP3107路由，并且将其安置在RIB/FIB中。当从EPE控制器“接收到”L/8路由时，入口PE还可以将L/8路由安置在RIB/FIB中，因而下一跳被设置为1.0.1.2。在该情形中，解析将发生在RIB/FIB中。

-L/8＝＞1.0.1.2；

-1.0.1.2＝＞3.3.3.3并且推送9001；以及

-3.3.3.3＝＞oif＝...并且推送64。

当通过信号将BGP对等路由通知给入口PE时，一旦对等链路失败(例如，C-E的链路2)，出口PE可以撤回相关的BGP3107路由。入口PE然后可以使从EPE控制器接收到的BGP/策略路由无效，因为BGP/策略路由的nhop不再有效。入口PE然后回退到其去往目的地的非建造的最佳路径上。应当注意，该BGP收敛处理可以在对EPE控制器无需任何依赖的情况下发生(这可以更快并且其更加容错，对EPE控制器的可用性没有依赖)。还应当注意，BGP自动解析特征避免BGP到BGPFIB递归，因此性能更佳。而且，后向兼容模式在入口PE处不需要任何新的特征(假设入口PE在FIB中支持双重BGP递归)。

在PeerGroupSID对于基于入口PE的解析(内部BGP或后向兼容)不能被使用的实施例中，一个可行的解决方案是对每个PeerGroup分配IP地址，以使得该地址可以由EPE控制器来使用，从而使得在入口PE处进行正确解析。

尽管上面的描述一般参照IP，但对IPv4地址的主要关注被用于示例。然而，对本地IPv6分段路由用例的应用是直接的，并且为了清晰在此进行描述。

具体地，假设与来自图1的参照图相同，可以使用如下IPv6寻址：

-C到D的接口：AAAA.BBBB.CCCC.0001.1：：0/64；

·D到C的接口：AAAA.BBBB.CCCC.0001.2：：0/64；

-C到H的接口：AAAA.BBBB.CCCC.0002.1：：0/64；

·H到C的接口：AAAA.BBBB.CCCC.0002.2：：0/64；

-C到E的链路1(上层接口)：AAAA.BBBB.CCCC.0003.1：：0/64；

·E到C的链路1(上层接口)：

AAAA.BBBB.CCCC.0003.2：：0/64；

-C到E的链路2(下层接口)：AAAA.BBBB.CCCC.0004.1：：0/64；

·E到C的链路2(下层接口)：

AAAA.BBBB.CCCC.0004.2：：0/64；

-E的用于到C的eBGP多跳对等的环回：

AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0/64；以及

-C的环回是AAAA.BBBB.CCCC.3333：：0/64。

对于C的BGP对等：

-与邻居AAAA.BBBB.CCCC.0001.2：：0(D)的单跳eBGP对等；

-与邻居AAAA.BBBB.CCCC.0002.2：：0(H)的单跳eBGP对等；以及

-与E在IP地址AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0(E)上的多跳eBGP对等。

另外，针对C对去往E的多跳eBGP会话的解析：

-经由AAAA.BBBB.CCCC.0003.2：：0的静态路由

AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0/128；以及

-经由AAAA.BBBB.CCCC.0004.2：：0的静态路由

AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0/128。

使用该针对BGP对等路由示例的IPv6寻址方案，对于每个eBGP对等方，广播IPv6BGP路由。NLRI是eBGP对等方的/128地址。对等方的性质(单跳或多跳)被编码在EPS属性中。由此，C将用来描述其对等方的如下BGPIPv6路由进行广播：

-NLRI<AAAA.BBBB.CCCC.0001.2：：0/128>，

nhopAAAA.BBBB.CCCC.3333：：0/128，AS路径{AS2}，

EPS属性{S＝1，N＝1}；

-NLRI<AAAA.BBBB.CCCC.0002.2：：0/128>，

nhopAAAA.BBBB.CCCC.3333：：0/128，AS路径{AS3}，

EPS属性{S＝1，N＝1}；

-NLRI<AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0/128>，

nhopAAAA.BBBB.CCCC.3333：：0/128，AS路径{AS3}，

EPS属性{M＝1，N＝1}；

-NLRI<AAAA.BBBB.CCCC.0003.2：：0/128，

nhopAAAA.BBBB.CCCC.3333：：0/128，AS路径{AS3}，

EPS属性{I＝1，多跳＝AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0，N＝1}；以及

-NLRI<AAAA.BBBB.CCCC.0004.2：：0/128，

nhopAAAA.BBBB.CCCC.3333：：0/128，AS路径{AS3}，

EPS属性{I＝1，多跳＝AAAA.BBBB.CCCC.0005.2：：0，N＝1}。

(应当注意，在PeerGroupSID不支持IPv6的实施例中，可行的解决方案在于向群组分配IP地址。)

为了说明在主机处实施的简单策略，假设如下策略：

-策略：*优选经由AS3，尤其去往多跳eBGP对等方E的链路2*

·X利用去往L/8的静态SR路由来安排主机H，其中，该静态SR路由推送SID列表{AAAA.BBBB.CCCC.3333：：0；AAAA.BBBB.CCCC.0004.2：：0}

相反，为了说明如何在被安排以BGP策略路由的入口PE处实施该简单策略：

-X通过发送如下路由来安排入口PE：

·NLRI<L/8>，nhopAAAA.BBBB.CCCC.3333：：0，

AS路径{AS3，AS4}，highlocal-pref，

SRT-Attr{AAAA.BBBB.CCCC.0004.1：：0}

(应当注意，SRT属性是本领域技术人员将理解的源路由透明属性)

为了示范上述技术的某些方面，图9尤其从EPE控制器的角度，根据本文的实施例，示出了用于利用出口对等工程的分段路由的示例简化过程900。过程900可以开始于步骤905处，继续到步骤910处，在步骤910处，如上面更加详细地描述，EPE控制器(例如，X)可以从其域(例如，AS1)的一个或多个边界路由器(例如，出口PEC)学习BGP出口对等分段。如上所述，这可以基于使用iBGP会话，并且可能只利用该域的边界路由器的子集(例如，只具有被配置为SR-EPE的接口的那些)。还如提到的，边界路由器还可以彼此参与第一iBGP会话(例如，常规的iBGP会话)，以使得从一个或多个边界路由器学习BGP出口对等分段可以使用独立(“无人知晓(ship-in-the-night)”)的iBGP会话。

如上所述，BGP出口对等分段可以包括对等方节点分段和对等方邻近分段，对等方节点分段指示路由至相应对等方设备的任何接口的分段，对等方邻近分段指示路由至相应对等方设备的特定接口的分段。在另一实施例中，BGP出口对等分段还包括对等方群组分段，该分段指示路由至相应的接口群组的任何接口(例如，去往特定对等方AS的任何接口)的分段。

在步骤915中，控制器设备还可以(例如，通过使用上面提及的常规的流量矩阵技术)学习流量需求矩阵。还可以由控制器设备以类似的方式来学习其他信息(例如，策略、SLA，等等)。

基于从上面的步骤910和可选的915所学习的信息，控制器设备可以在步骤920中经由特定的出口对等分段来确定所选择的要进行“分段路由”的流(例如，使用相应的出口对等分段，经由特定的出口对等来引导所选择的流)，其中，所选择的流是从域内给定的路由设备(例如，内容源/主机或入口边界路由器/PE)到给定的远程域的目的地(例如，L/8)。由此，在步骤925中，EPE控制器设备X可以命令给定的路由设备经由特定的出口对等分段来对所选择的流进行分段路由。应当注意，如上所述，当路由设备是入口边界路由器时，步骤925的命令可以包括在路由广播中设置确保由特定出口对等分段的入口边界路由器进行选择的属性(例如，high-local-pref)。

可选地，在步骤930中，控制器设备可以针对特定的出口对等分段设置具体的FRR策略。

尽管处理900可以继续在步骤910和915中学习新的信息，在步骤920中做出新的决策等等，但处理900说明性地在步骤935中结束。

此外，图10具体从EPE使能出口边界路由器(出口PE)的角度，根据本文实施例，示出了用于利用出口对等工程的分段路由的示例简化过程1000。过程1000可以开始于步骤1005，并且继续至步骤1010，在步骤1010处，如上面更加详细的描述，出口边界路由器(例如，出口PEC)与其域(例如，AS1)内的控制器设备共享其BGP出口对等分段。再次，如上所述，可以使用iBGP会话与控制器设备共享BGP出口对等分段(例如，将引导属性附加到BGP对等路由广告以共享BGP出口对等分段)。可选地，在某些实施例中，在步骤1015中，出口边界路由器还可以与该域的一个或多个入口边界路由器共享BGP出口对等分段。

在步骤1020中，在某些实施例中，出口边界路由器还可以基于BGP出口对等分段内的接口之间的对等关系针对其BGP出口对等分段来计算(预计算)FRR策略，如上面更加详细的描述。应当注意，在另一实施例中，可以外部设置具体的FRR策略。

在步骤1025中，出口边界路由器可以接收用来分段路由的分组流，其中，该流从给定的路由设备(例如，主机或入口PE)去往远程域的给定的目的地(例如，L/8)。由此，在步骤1030中，出口边界路由器从包含在该流内的分段路由(分段列表)确定边界路由器将该流分段路由到哪个特定的出口对等分段。因此，在步骤1035中，出口边界路由器可以经由该边界路由器的该特定出口对等分段将该流转发出该域，并且该过程说明性地在步骤1040中结束。应当注意，尽管该过程说明性地在步骤1040中结束，但还可以在步骤1010和1015中对BGP出口对等分段进行更新，可以在步骤1020中对更新后的FRR策略进行计算，并且有可能在步骤1025-1035中接收并转发进一步的分组流。

最后，图11具体从EPE控制的设备(例如，内容源/主机或入口边界路由器(入口PE))的角度，根据本文的实施例，示出用于利用出口对等工程的分段路由的示例简化过程1100。过程1100可以开始于步骤1105处，并且继续至步骤1110，在步骤1110处，如上面更加详细的描述，路由设备(例如，主机H或入口PEA)从控制器设备接收经由特定的出口对等分段对所选择的流进行分段路由的指令。如上所述，该指令可以是确保对特定出口对等分段进行选择的(例如，去往入口PE的)路由广播内的设置属性、显式消息、或应用配置。当在步骤1115中处理所选择的流时，路由设备因而在步骤1120中根据特定的出口对等分段对该用于分段路由的流进行配置，并且在步骤1125中对该流进行转发。过程1100说明性地在步骤1130中结束，可选地在步骤1110中接收更新后的指令，或者在步骤1115-1125中处理并转发其他流。(还应该注意，在发生与域的入口边界路由器共享BGP出口对等分段的情况下，本文技术的其他特征(例如，BGP内部解析)对于这样的入口边界路由器变得可用。)

应当注意，尽管如上所述，过程900-1100内的某些步骤可以是可选的，但图9-图11中所示的步骤仅仅是用于说明的示例，并且根据需要可以包括或排除某些其他步骤。另外，尽管这些步骤的特定顺序被示出，但该顺序仅仅是说明性的，并且在不背离本文实施例的范围的情况下，可以使用对这些步骤的任何合适的安排。而且，尽管过程900-1100被单独描述，但来自每个程序的某些步骤可以被合并到每个其他程序中，并且这些程序不旨在互相排斥。

本文所描述的技术提供了利用出口对等工程进行分段路由。具体地，本文的技术定义了用于集中式控制器和分布式设备行为对路由域(例如，内容提供商的AS)的对等链路进行流量工程的解决方案和架构。具体地，本文的技术满足所有上述要求，即，互联网路由未标记、下一跳自身、增加部署、自动FRR、快速收敛，等等，与目前提出的任何其他技术不同。(例如，简单的理论解决方案在于在VRF中运行互联网路由，然而，这需要过高的迁移成本。)

使用PeerNode、PeerAdj和PeerGroup将流量分别引导到去往对等方的接口群组、对等方的特定物理接口、以及跨对等方的接口群组，本文所提出的解决方案提供了非常粒状和功能性的工程工具箱。此外，本文的技术对快速重新路由(FRR)和快速收敛进行了优化。而且，以上技术的功能允许通过BGP具体地标记BGP路由并使之相互关联来进行内部AS解析，以使得这些路由可以仅以BGP被保存而无需位于FIB中以用于路由解析。

而且，不是所有的边界路由器需要任何新功能(即，只有具有要建造的对等链路的边界路由器需要参与)，并且任意流可以被单独建造，无需在P或出口PE节点处创建任何状态。具有每流状态的唯一节点是起源源主机或入口PE。在保留路由反射器的同时，也对BGP退出口对等点选择做出微调控制，并且该微调控制可以被用于现有部署(IPv4、IPv6、MPLS，等等)。也就是说，使用上述技术，互联网路由可以仍作为未标记IPv6和IPv4，并且可行的解决方案也被提供给MPLS。

最后，分布式内容存在点(PoP)存在大规模增长，因此，随着增长带来了规模和优化的需求。本文的技术由于SR的固有简易和最小化状态的仔细的对等路由定义，实现了规模。这些技术由于新定义的PeerNode、PeerAdj和PeerGroupSID的显式引导能力，还实现了优化。SR-EPE允许互联网电视(over-the-top，OTT)提供商实现对其向其传输对等方的流量分布的基于软件定义网络(SDN)的控制，其中，所述控制是集中式并且基于应用的，并且路由控制的源被分布到内容源自己。

尽管已经示出并且描述了在计算机网络中利用出口对等工程提供分段路由的说明性实施例，但应当理解，在本文的实施例的精神和范围内，可以做出各种其他的适应和修改。例如，本文已经示出并且描述了关于特定网络情况(例如，AS配置、PE设备，等等)和协议(例如，IP、MPLS，等等)的实施例。然而，这些实施例在其广义上不被限制，事实上可以被用于其他类型的网络和/或协议。例如，IPv4和IPv6仅仅是示例，并且“IP”一般可以指代任何互联网协议，例如，包括仅IPv4、仅IPv6以及双栈流量在内的IPv4和IPv6流量的任意组合。

另外，尽管使用了某些其他术语和描述符(例如，节点描述符和对等方描述符)，但其他情景或架构可能需要不同的描述符，例如，本地节点描述符(例如，BGP路由器ID、本地ASN、BGP-LS设备标识符)和远程节点描述符(例如，BGP路由器ID、对等方ASN)。另外，在不背离本公开的范围的情况下，对同盟(成员AS)的考虑也可以被包括在本文的技术内。

另外，尽管使用了单分段路由，但分段路由(SR)隧道也可以被用来提供要被推送到指向隧道的分组上的分段列表。可以经由抽象约束集(延时、紧密度、SRLG，等等)来显式或隐式地规定该分段列表。例如，SR隧道可以出于流量工程、OAM或FRR的原因而被使用。

前面的描述针对具体实施例。然而，显而易见的是，可以对所描述的实施例做出其他变化和修改，从而实现其优势中的一些优势或全部优势。例如，应当明确考虑，本文所描述的部件和/或元件可以被实现为装置，该装置包括至少一个网络接口、处理器以及存储器，其中，至少一个网络接口与通信网络进行通信，处理器被耦合于该至少一个网络接口，并且存储器被配置为存储可由处理器运行的程序指令。另外，应当明确考虑，本文所描述的部件和/或元件可以被实现为软件，该软件被存储于具有在计算机、硬件、固件或其组合上运行的程序指令的有形(非暂态)计算机可读介质(例如，盘/CD/RAM/EEPROM/等)。因此，该描述只通过示例的方式进行，而非另外限制本文的实施例的范围。因此，所附权利要求的目的在于覆盖进入本文的实施例的真实精神和范围内的所有这样的变化或修改。

Claims (25)

1.一种方法，包括：

由计算机网络域中的控制器设备从所述域的一个或多个边界路由器学习边界网关协议BGP出口对等分段；

由所述控制器设备确定选择的流以经由特定出口对等分段进行分段路由，所选择的流从所述域内的给定路由设备去往远程域的给定目的地；以及

由所述控制器设备命令所述给定路由设备经由所述特定出口对等分段来对所选择的流进行分段路由。

2.如权利要求1所述的方法，其中，BGP出口对等分段包括对等方节点分段和对等方邻近分段，所述对等方节点分段指示分段路由至相对应的对等方设备的任意接口，所述对等方邻近分段指示分段路由至相对应的对等方设备的特定接口。

3.如权利要求2所述的方法，其中，BGP出口对等分段还包括对等方群组分段，所述对等方群组分段指示分段路由至相对应的接口群组的任意接口。

4.如权利要求3所述的方法，其中，对等方群组分段指示分段路由至特定对等方自主系统AS的任意接口。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

由所述控制器设备学习流量需求矩阵；以及

由所述控制器设备基于所述流量需求矩阵来确定所选择的流以经由所述特定出口对等分段进行分段路由。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

使用内部BGPiBGP会话来从所述域的所述一个或多个边界路由器学习所述BGP出口对等分段。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个边界路由器彼此参与第一iBGP会话，并且其中，从所述域的所述一个或多个边界路由器学习所述BGP出口对等分段使用独立的iBGP会话。

8.如权利要求1所述的方法，所述一个或多个边界路由器是所述域的全部边界路由器的子集。

9.如权利要求1所述的方法，其中，路由设备是主机设备。

10.如权利要求1所述的方法，其中，路由设备是所述域的入口边界路由器，并且其中，所述命令包括：

在路由广播内设置确保由所述特定出口对等分段的所述入口边界路由器进行选择的属性。

11.如权利要求1所述的方法，还包括：

由所述控制器设备针对特定出口对等分段设置特定快速重新路由FRR策略。

12.一种方法，包括：

从计算机网络域中的边界路由器与所述域的控制器设备共享所述边界路由器的边界网关协议BGP出口对等分段；

在所述边界路由器处接收用来分段路由的流，所述流从所述域内的给定路由设备去往远程域的给定目的地；

从被包含在所述流内的分段路由确定将所述流分段路由到所述边界路由器的哪个特定出口对等分段；以及

经由所述边界路由器的所述特定出口对等分段来将所述流转发出所述域。

13.如权利要求12所述的方法，其中，BGP出口对等分段包括对等方节点分段和对等方邻近分段，所述对等方节点分段指示分段路由至相对应的对等方设备的任意接口，所述对等方邻近分段指示分段路由至相对应的对等方设备的特定接口。

14.如权利要求13所述的方法，其中，BGP出口对等分段还包括对等方群组分段，所述对等方群组分段指示分段路由至相对应的接口群组的任意接口。

15.如权利要求12所述的方法，还包括：

使用内部BGPiBGP会话与所述控制器设备共享所述BGP出口对等分段。

16.如权利要求15所述的方法，还包括：

将引导属性附加到BGP对等路由广播，以共享所述BGP出口对等分段。

17.如权利要求12所述的方法，还包括：

从所述边界路由器与所述域的一个或多个入口边界路由器共享所述BGP出口对等分段。

18.如权利要求12所述的方法，还包括：

由所述边界路由器基于所述BGP出口对等分段内的接口之间的对等关系来针对所述边界路由器的所述BGP出口对等分段计算快速重新路由FRR策略。

19.一种装置，包括：

一个或多个网络接口，用于作为计算机网络域内的控制器设备来与所述域进行通信；

处理器，所述处理器被耦合于所述一个或多个网络接口，并且被配置为运行处理；以及

存储器，所述存储器被配置为存储能够由所述处理器运行的处理，所述处理当被运行时可操作为：

从所述域的一个或多个边界路由器学习边界网关协议BGP出口对等分段；

确定选择的流以经由特定出口对等分段进行分段路由，所选择的流从所述域内的给定路由设备去往远程域的给定目的地；以及

命令所述给定路由设备经由所述特定出口对等分段来对所选择的流进行分段路由。

20.如权利要求19所述的装置，其中，BGP出口对等分段包括对等方节点分段和对等方邻近分段，所述对等方节点分段指示分段路由至相对应的对等方设备的任意接口，所述对等方邻近分段指示分段路由至相对应的对等方设备的特定接口。

21.如权利要求20所述的装置，其中，BGP出口对等分段还包括对等方群组分段，所述对等方群组分段指示分段路由至相对应的接口群组的任意接口。

22.一种装置，包括：

一个或多个网络接口，用于作为计算机网络域中的边界路由器来与所述域进行通信；

处理器，所述处理器被耦合于所述一个或多个网络接口，并且被配置为运行处理；以及

存储器，所述存储器被配置为存储能够由所述处理器运行的处理，所述处理当被运行时可操作为：

与所述域的控制器设备共享所述边界路由器的边界网关协议BGP出口对等分段；

接收用来分段路由的流，所述流从所述域内的给定路由设备去往远程域的给定目的地；

从被包含在所述流内的分段路由确定将所述流分段路由到所述边界路由器的哪个特定出口对等分段；以及

经由所述边界路由器的所述特定出口对等分段来将所述流转发出所述域。

23.如权利要求22所述的装置，其中，BGP出口对等分段包括对等方节点分段和对等方邻近分段，所述对等方节点分段指示分段路由至相对应的对等方设备的任意接口，所述对等方邻近分段指示分段路由至相对应的对等方设备的特定接口。

24.如权利要求23所述的装置，其中，BGP出口对等分段还包括对等方群组分段，所述对等方群组分段指示分段路由至相对应的接口群组的任意接口。

25.一种系统，包括：

计算机网络域中的控制器设备；

所述域的一个或多个出口边界路由器；以及

所述域的路由设备；

其中，所述控制器设备被配置为：

a)从所述一个或多个边界路由器学习边界网关协议BGP出口对等分段，

b)确定选择的流以经由特定出口对等分段进行分段路由，所选择的流从所述域内的所述路由设备去往远程域的给定目的地，以及

c)命令所述路由设备经由所述特定出口对等分段来对所选择的流进行分段路由；并且

其中，所述一个或多个出口边界路由器的特定边界路由器被配置为：

a)接收所选择的流以进行分段路由，

b)从被包含在所选择的流内的分段路由确定将所述流分段路由到所述特定边界路由器的哪个特定出口对等分段，以及

c)经由所述特定边界路由器的所述特定出口对等分段来将所述流转发出所述域。