CN105453491B - 扩展远程lfa快速重新路由 - Google Patents

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Abstract

一种方法由网络元件或控制器实现，以便响应使得到目的地的主要路径无效的网络事件，为要利用的快速重新路由过程确定备份路径。方法识别具有到网络中目的地节点的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个中间节点，网络中不能为本地修复点(PLR)找到满足LFA条件的路径。

Description

扩展远程LFA快速重新路由
技术领域
本发明的实施例涉及网络路由选择领域。具体而言，实施例涉及用于有效增大能够找到备份无环路备选(LFA)路径的情形的方法和系统。
背景技术
通过使用由因特网的节点执行的发现和路由选择协议，使得节点能够使用在节点之间交换的拓扑信息，确定从任何数据业务来源到任何数据业务目的地的最佳和无环路路由，能够路因特网路由因特网协议(IP)分组。网络中的每个节点利用通过发现协议确定的拓扑构建跨网络一致的转发表。到达这些路由和转发表的过程能够称为“收敛”。网络拓扑中有更改时，重新计算路由和转发表。然而，重新计算这些路由和表格会占用时间（即，长收敛时间），在这些时间期内，可阻塞或丢失一些业务。
IP和多协议标签交换(MPLS)快速重新路由(IPFRR)技术通过提供在网络故障发生使用时的备份路径，以路由选择协议的长收敛解决了该问题。由于用于诸如视频、话音和电视等实时服务的IP传输的增大使用和预期全部无中断工作的增大数量的web服务，这些技术是重要的。
诸如开放式最短路径优先(OSPF)/中间系统到中间系统(IS-IS)/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)等现有技术中使用的标准方案是使用路由选择/信令协议收集网络信息，并且基于该信息，计算为相邻链路或节点的故障做好准备所需的备份路径，并且随后为转发平面预配那些备份路径。转发平面因而能够在故障事件发生时做出反应，从主要路径交换到备份路径而不等待路由选择协议收集更新的网络信息和进行收敛。
发明内容
一种方法由网络元件实现，以便响应使得到目的地的主要路径无效的网络事件，为要利用的快速重新路由过程确定备份路径。方法识别具有其中不能为本地修复点(PLR)找到满足LFA条件的路径的到网络中目的地节点的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个中间节点。方法能够包括使用普通拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径，并且使用单位成本拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径。选择网络中无从PLR的计算的备份路径的下一目的地节点D。随后，为目的地节点D确定主要路径下一跳节点F。检查是否存在从PLR到目的地节点D的LFA路径或远程LFA (RLFA)路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用普通拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F。检查是否存在从PLR到目的地节点D的远程RLFA路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用单位成本拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F。确定未经过主要下一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，并且将最短路径上的该中间节点选择为用于对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
本文介绍了一种用于响应使得到目的地的主要路径无效的网络事件，为要利用的快速重新路由过程确定备份路径的网络元件。方法识别具有其中不能为本地修复点(PLR)找到满足LFA条件的路径的到网络中目的地节点的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个中间节点。网络元件包括至少一个转发元件，以在网络事件前沿主要路径转发数据业务，并且在网络事件后沿备份LFA路径转发数据业务。网络元件也包括耦合到该至少一个转发元件的网络处理器。网络处理器配置成执行主要路径计算模块和备份路径计算模块。主要路径计算模块配置成使用普通拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径。备份路径计算模块配置成使用单位成本拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径，选择网络中无从PLR的计算的备份路径的下一目的地节点D，为目的地节点D确定主要路径下一跳节点F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的LFA路径或远程LFA (RLFA)路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用普通拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的远程RLFA路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用单位成本拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F，确定未经过主要下一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，以及将最短路径上的中间节点选择为用于对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
本文介绍了一种用于拆分式体系结构网络的控制器，拆分式体系结构网络配置用于响应使得到目的地节点的主要路径无效的网络事件，为要利用的快速重新路由过程确定备份路径。方法识别具有其中不能为本地修复点(PLR)找到满足LFA条件的路径的到目的地的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个中间节点。控制器包括流控制器，以配置PLR在网络事件前沿主要路径，并且在网络事件后沿备份LFA路径转发数据业务。控制器也包括耦合到流控制器的处理器。处理器配置成执行主要路径计算模块和备份路径计算模块。主要路径计算模块配置成使用普通拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径。备份路径计算模块配置成使用单位成本拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径，选择网络中无从PLR的计算的备份路径的下一目的地节点D，为目的地节点D确定主要路径下一跳节点F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的LFA路径或远程LFA (RLFA)路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用普通拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的远程RLFA路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用单位成本拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F，确定未经过主要下一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，以及将最短路径上的中间节点选择为用于对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
附图说明
本发明通过示例方式而不是限制的方式在附图的图形中示出，图中相似的标号表示类似的元件。应注意的是，在本公开内容中对“一”或“一个”实施例的不同引用不一定是指相同的实施例，并且此类引用是指至少一个。此外，在结合实某个实施例描述某个特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例来实现此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。
图1是标准无环路备选(LFA)备份路径计算失败的情况下，网络拓扑的一个实施例的图形。
图2是标准LFA备份路径和远程LFA (RLFA)计算失败的情况下，网络拓扑的一个实施例的图形。
图3A是过程的一个实施例的流程图，该过程识别能够到达有备份LFA路径的目的地节点的中间节点。
图3B是识别用于节点保护的备份LFA路径的过程的一个实施例的流程图。
图3C是识别用于链路保护的备份LFA路径的过程的一个实施例的流程图。
图4是经中间节点的识别，图示备份LFA路径的识别的网络拓扑的一个实施例的图形。
图5A和5B是在备份LFA路径计算中识别多个中间节点的情况下，网络拓扑的一个实施例的图形。
图6是实现备份LFA路径计算过程的网络元件的一个实施例的图形。
图7是过程的拆分式体系结构实现的一个实施例的图形。
具体实施方式
在下面的描述中，陈述了许多特定细节。然而，要理解的是，实践本发明的实施例可无需这些特定细节。在其它情况下，公知的电路、结构和技术未详细显示以免混淆对此描述的理解。其它情况下，控制结构、门级电路和全软件指令序列未详细示出以免混淆本发明。通过包括的描述，本领域技术人员将能够在不进行不当实验的情况下实现适当的功能性。
在下面的说明和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。应理解，这些术语无意做为彼此的同义词。“耦合”用于指示可相互直接物理或电接触或不直接物理或电接触的两个或更多个元件相互协作或交互。“连接”用于指示在相互耦合的两个或更多个元件之间通信的建立。
为便于理解实施例，虚线在图中用于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；给定实施例支持但在一些情况下使用并且在其它情况下不使用的特征）。
图中所示技术能使用在一个或更多个电子装置上存储和执行的代码和数据实现。电子装置（例如，终端站、网络装置）使用机器可读介质存储和传送（在内部和/或通过网络与其它电子装置）代码（由软件和指令组成）和数据，如非暂时性有形机器可读介质（例如，机器可读存储介质，如磁盘、光盘、只读存储器、闪存存储器装置、相变存储器）和暂时性机器可读传送介质（例如，电气、光学、声学或其它形式传播信号 - 如载波、红外信号）。另外，此类电子装置包括诸如耦合到一个或更多个其它组件的一个或更多个处理器的集等硬件，其它组件包括诸如一个或更多个非暂时性机器可读介质（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）和网络连接（以使用传播信号传送代码和/或数据）。在本文中使用时“集”指任何正整数数量的项目。处理器的集与其它组件的耦合一般情况下是通过一个或更多个总线和桥接器（也称为总线控制器）。因此，给定电子装置的非暂时性机器可读介质一般情况下存储指令以便在该电子装置的一个或更多个处理器上执行。本发明的实施例的一个或更多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。
在本文中使用时，网络装置（例如，路由器、交换器、桥接器）是一件连网设备，包括硬件和软件，其在通信上与网络上的其它设备（例如，其它网络元件、计算机终端站）互连。一些网络装置是“多服务网络装置”，其为多个联网功能（例如，路由选择、桥接、交换、第2层聚合、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、话音和视频）提供支持。订户终端站（例如，服务器、工作站、膝上型计算机、上网本、掌上型计算机、移动电话、智能电话、多介质电话、因特网协议话音(VOIP)电话、用户设备、终端便携式介质播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒(STB)）访问通过因特网提供的内容/服务和/或在因特网上重叠（例如，隧穿）的虚拟专用网(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务一般由属于参与对等服务的服务或内容提供商或终端站的一个或更多个终端站（例如，服务器终端站）提供，并且可例如包括公共网页（例如，免费内容、店面、搜索服务）、私人网页（例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页）和/或通过VPN的企业网络等。一般情况下，订户终端站耦合（例如，通过耦合到接入网络（以有线或无线方式）的客户场所设备）到边缘网络装置，所述边缘网络切点耦合（例如通过到其它边缘网络装置的一个或更多个核心网络装置）到其它终端站（例如，服务器终端站）。
下面描述的本发明的实施例提供结合快速重新路由使用的方法和设备，以便实现用于数据网络中通信的因特网协议(IP)和多协议标签交换(MPLS)、介质接入控制(MAC)路由或其它寻址方案。方法和设备支持保持用于到所有目的地节点的主要和备份路径的转发路径或下一跳的控制平面。这些快速重新路由技术尝试解决IP或MPLS网络中的单链路或节点故障，以便故障转移不涉及控制平面交互，即，故障转移机制预编程。每个节点能够检测其相邻节点或与数据平面上相邻节点的链路的故障。在发生本文中称为网络事件的此类故障的情况下，节点交换到使用预编程的备份路径。
快速重新路由(FRR)技术包括有时简称为LFA和远程LFA (RLFA)的无环路备选(LFA)备份路径和远程备份LFA路径的计算，它们是用于基于诸如开放式最短路径优先(OSPF)和中间系统到中间系统(ISIS)协议等内部网关协议(IGP)，提供因特网协议快速重新路由(IPFRR)的技术。在网络元件内运行的IGP构建数据库（例如，路由选择信息库(RIB)），数据库跟踪适用网络区域内的所有链路。用于确定备份LFA路径的过程使用IGP数据库计算无环路备选路径。边界网关协议(BGP)分集路径、BGP最佳外部(BGP bestexternal)和BGP添加路径(BGP add-path)是BGP技术，它使BGP路由器能够分布和了解用于单个前缀的多个备选，并且能够实现IPFRR。示例可使用特定路由选择和FRR技术讨论，然而，本领域技术人员将理解，这些示例的原理、步骤和结构适用于其它技术。
备份LFA识别过程由有时称为本地修复点(PLR)节点的每个节点执行，表现在PLR节点通过将备选邻居节点指法为用于经备选邻居节点能够到达的目的地节点的备份下一跳节点，为其邻居节点的故障做好准备，使得经过穿过此备选邻居节点，朝向目的地节点的备份路径的路径不环回到PLR或故障邻居节点。特定条件或测试用于确保发现非环路路径或无环路备选(LFA)路径。在一个示例中，能够将在本文中能够称为LFA条件的这些条件定义为：
a) 如果dist(N,D) <dist(N,PLR) + dist(PLR,D)，则由于邻居节点N的默认最短路径不环回到PLR节点，PLR具有经邻居节点N的有效无环路路径，通过邻居节点N能够到达目的地节点D。在此条件下，dist(x,y)是确定从x到节点y的距离的函数。
b) 另外，如果dist(N,D) < dist(N,F)+dist(F,D)，则从备选下一跳邻居节点N开始的默认最短路径未通过故障节点F，即，备选邻居节点N是备份LFA路径保护节点F的下一跳节点。
图1是标准无环路备选(LFA)备份路径计算失败的情况下，网络拓扑的一个实施例的图形。在示例中，邻居节点由于离目的地节点的距离大于邻居到PLR和PLR到目的地节点的距离之和，因此，邻居节点未通过第一测试。然而，有效备份路径确实存在，但不能通过标准LFA过程识别。
远程LFA过程能够用于提升故障覆盖。通过远程LFA过程，PLR节点在检测到朝向其下一跳之一的本地故障时，除通过标准LFA过程可用的中间邻居外，还能够使用远程邻居作为备选，如经隧道在几跳外的节点R。到此备选节点R的业务能够经不通过故障节点的隧道（在默认最短路径上）发送。
另外，为最大化故障覆盖，PLR节点能够将与故障节点不同的任何自定义邻居节点选择为用于朝向远程节点R的隧道的第一跳，即，从PLR节点开始，朝向远程节点R的常规最短路径隧道可通过故障节点，但如果PLR节点能够使用不同的第一跳节点，其中，最短路径未通过故障节点，则远程节点R将是有效的远程LFA隧道端点。因此，如果以下两处条件均成立，则远程节点R是有效的RLFA端点，其中，选择的节点N是PLR节点的邻居，即不是故障节点，(N≠F)：
c) dist(R,D) < dist(R,PLR) + dist(PLR,D)，则到目的地节点D的远程节点R的最短路径不环回到PLR节点；以及
d) dist(N,R)<dist(N,PLR)+dist(PLR,R)，则存在从其开始，朝向远程节点R的最短路径不环回到节点。
另外，如果以下条件成立，则远程节点R是节点保护RLFA：
e) dist(R,D) < dist(R,F) + dist(F,D)，则到目的地节点D的远程节点R的最短路径未通过可能故障节点F；并且
f) dist(N,R)<dist(N,F)+dist(F,R)，则存在从其开始，朝向远程节点R的最短路径未通过可能故障节点F。
如果发现有效RLFA，则PLR节点能够使用邻居节点N作为其第一跳，将相关业务隧穿到远程节点R。在一些实施例中，隧穿表示在IP中的IP封装，或者在使用MPLS的情况下，将标签推送到标签栈。
在所有链路成本相等的网络（称为“单位成本网络”）中，RLFA为链路故障提供100%故障覆盖。不过，它不对节点故障做出相同保证。图2是标准LFA备份路径和RLFA计算失败的情况下，网络拓扑的一个实施例的图形。
在图1的示例网络拓扑中，节点F的故障使得PLR1节点只有单个正常运行的相邻节点，邻居节点N。使用标准LFA过程，仅在圈有实线圆的节点能够通过其邻居节点N作为最短路径上目的地到达。网络中的所有其它节点未能满足LFA条件。无到所需目的地节点D的备份LFA满足LFA条件，这是因为从邻居节点N开始的路由的距离超过PLR到故障节点的距离和故障节点到目的地节点的距离之和。
有虚线圆的节点能够经LFA路径目的地节点，并且存在从PLR1到目的地节点D的可能路径，但标准LFA过程不能产生它。此外，RLFA过程也不能产生路径。同样地，尽管存在从PLR1到目的地节点D的可能路径，所示网络中的节点均不满足所有RLFA条件。
人们提议了为任何单点故障提供无条件100%故障覆盖的其它IPFRR提议。一个此类解决方案是“Not-Via”（不经由），它分配与具有的邻居节点一样多的额外地址/标签到每个节点，并且为迂回隧道使用这些地址/标签。这些标签/地址以特殊方式路由以避免故障。为简化此“Not-Via”过程，能够利用无论节点具有多少个邻居，均独自需要两个额外的地址/标签的MRT（最大冗余树）。这些额外的地址/标签识别不同拓扑中的路由选择，并且相互是冗余的。
然而，现有技术的缺点包括RLFA未在任意网络中提供100%故障覆盖（特别是在发生节点故障的情况下或者在非单位成本（即，大多数）网络中）。Not-Via具有高度的复杂性，并且要求所需的许多地址/标签和路由选择状态。与Not-Via相比，MRT降低了地址/标签/路由选择状态复杂性，但涉及难以理解的算法，使得操作员和程序员更难以利用。此外，MRT要得到IGP区域中所有节点的支持。现有方法不支持共享风险链路组(SRLG)。
相反，本发明通过每节点仅一个额外地址或标签（即，少于Not-Via或MRT），为单链路和节点故障提供100%故障覆盖。另外，过程更易于掌控，即，软件开发比MRT更容易。通过此过程，可能通过一个额外的地址或具有特别路由的地址的一个节点，提供100%故障覆盖。主要想法来源于RLFA在单位成本网络中提供100%故障覆盖的事实，因此，如果分配每节点一个额外地址，并且在将故障分组交换到某个拓扑中，拓扑中计算路径，好像拓扑是单位成本型一样，则在任意网络（即，非单位成本网络）中能够实现100%链路故障覆盖。术语“单位成本网络”指网络中每个链路被假设成具有测量或成本的相同单位的网络拓扑。这也能够指某种形式的统一成本拓扑，其中，每个链路被假设成具有统一成本或距离。为清晰起见，示例描述为单位成本拓扑，然而，本领域技术人员将理解，原理和结构适用于统一成本拓扑。
对于节点和SRLG故障，一系列仔细选择的RLFA端点能够解决所有节点故障情况。此过程在本文中称为扩展RLFA，扩展是：
1) 将数据分组放置在PLR的单位成本拓扑上（并且在此单位成本拓扑上使用RLFA）；以及
2) 定义PLR使用隧道端点的规则，规则将在其它情况下不满足普通RLFA规则，甚至在单位成本拓扑上也不满足。
这些另外的规则允许沿到目的地节点的备份路径，识别未经过故障节点的中间节点或中间节点集，使得这些中间节点能够定义通过其能够到达最终目的地节点的中间LFA路径目的地集。
概述
图3A是过程的一个实施例的流程图，该过程识别能够到达有备份LFA路径的目的地节点的中间节点。此实施例是扩展远程LFA过程的一般概述。本文中下面相对于图3B和3C，描述为扩展远程LFA过程实现链路保护和节点保护的实施例。本文中下面进一步讨论用于IP和MPLS的特定示例应用。此过程能够应用到LFA和/或RLFA适用的任何网络类型或拓扑。
在一个实施例中，响应检测到网络拓扑的更改，触发扩展远程LFA过程（框301）。网络拓扑的更改或类似网络事件触发网络中的每个网络元件重新计算到网络中每个可能目的地节点的其主要路径及到每个这些目的地节点的备份LFA路径。此扩展远程LFA过程能够在计算每个主要路径后执行，使得用于每个目的地节点的主要路径下一跳已知，并且被假设成是故障节点，从而必须计算通过备选邻居节点的备份LFA路径以支持FRR技术。扩展远程LFA过程独立于FRR，表现在FRR将在相邻链路或节点故障时交换成使用以前计算的备份LFA路径而由于网络的更改拓扑而等待重新计算路由。无论何时网络拓扑更改发生，扩展远程LFA过程便单独更新备份LFA路径，使其与FRR交换分开。
扩展远程LFA过程能够通过计算从实现过程的PLR节点到网络中每个可能目的地节点D的最短路径开始（框303）。这些计算使用网络的标准或普通拓扑。这些最短路径用于从PLR节点到目的地节点的主要或默认路径。也使用单位成本拓扑或类似的统一成本拓扑，计算从PLR节点到每个目的地节点的最短路径（框305）。
随后，检查任何备份LFA路径是否仍要计算，其中，预期要为网络中的每个目的地节点计算一个备份LFA（框307）。如果已计算所有备份LFA路径，则过程能够退出。然而，如果一些目的地节点尚未计算备份LFA路径，则过程通过选择网络拓扑中的下一目的地节点D以计算从PLR节点到目的地节点D的备份LFA路径而继续（框309）。在此示例中，扩展远程LFA过程通过所有可能目的地节点D迭代之所以有可能目的地节点D。目的地节点能够以任何顺序或通过任何技术选择。例如，能够选择尚未选择备份路径的下一最近或最远目的地节点。通过检查已经计算的主要路径信息，确定用于选择的目的地节点D的主要下一跳节点F（框311）。此下一跳节点F被假设成已故障，并且扩展远程LFA过程将查找到目的地节点D的备选下一跳和路径。
在需要备份LFA路径的情况下，过程随后检查是否存在到目的地节点D的备份LFA路径和远程LFA路径，其中，备份LFA路径或远程LFA路径未经过使用基于网络的普通拓扑计算的最短路径的故障节点F（框313）。换而言之，应用标准LFA过程查找备份LFA路径。如上所述，无论可能备份路径是否存在，此过程可在查找取决于网络拓扑的此类备份LFA路径上不成功。LFA过程也能够利用RLFA过程定位备份LFA路径。因此，此步骤包含选择和过程。如果备份LFA路径或远程LFA路径已找到，则过程将该路径或路径的下一跳存储为用于目的地节点D的备份LFA路径（框315）。扩展远程LFA过程随后将继续检查是否存在需要备份路径计算的另外目的地节点（框307）。
如果在普通拓扑内使用LFA或RLFA过程未找到备份LFA路径（包括标准LFA或RLFA路径），则扩展远程LFA过程尝试查找到目的地节点D的备份LFA路径，或更精确地说，远程LFA路径，其中，备份LFA路径未经过使用原来使用单位成本拓扑（或类似的统一成本拓扑）计算的最短路径的主要路径下一跳节点F（框317）。应注意的是，在收到单位成本网络数据分组，即，使用单位成本拓扑的特殊地址的数据分组时，能够利用单位成本LFA路径，如在当前PLR节点是用于另一PLR的中间目的地节点的情况下。在使用标准拓扑未找到备份LFA，但使用单位成本拓扑找到提供到目的地节点D的远程LFA路径的远程节点R（框321）的情况下，能够将到远程节点R的隧道选择为要用于目的地节点D的下一跳（框323）。
在使用单位成本拓扑找到备份LFA路径的情况下，能够存储它（在路由选择信息库或类似的数据结构中），并且过程能够继续检查是否有需要备份路径的另一目的地节点（框307）。然而，在使用任一拓扑未找到备份LFA路径的情况下，则过程通过确定从PLR节点到目的地节点D的最短路径来继续，其中，备份LFA路径未经过主要路径下一跳节点F（框319）。此计算能够从单位成本拓扑移除下一跳节点F，以查找到目的地节点D的最短路径集。通过使用备选相邻节点作为开始点，或者识别取决于最短路径算法，不能经过的故障节点，任何算法能够用于确定最短路径，如Dijkstra算法。
随后，能够检查此最短路径是否包括满足LFA条件的任何节点。在未找到最短路径的情况下，则没有可能备份LFA路径，并且过程继续到下一目的地节点（框307）。在已找到最短路径的情况下，则扩展远程LFA过程沿最短路径识别最靠近目的地节点D，但满足LFA条件（即，上面讨论的LFA或RLFA条件）的中间节点（框319）。随后，将此中间节点选择为用于与目的地节点D相关联的数据业务的中间目的地。换而言之，将用于目的地节点D的备份路径和下一跳选择为用于中间目的地节点的备份路径和下一跳。向中间目的地节点转发的数据业务将能够到达目的地节点D，这是因为中间目的地节点将根据扩展远程LFA过程配置有另一中间目的地节点，或者将能够经备份LFA路径到达目的地节点。
此过程继续，直至所有目的地节点已计算备份LFA路径，使得备份LFA路径和下一跳存储在将由诸如IPFRR等FRR技术利用的路由选择信息库(RIB)、转发信息库(FIB)或类似数据结构中。本文中下面进一步讨论特定示例实现和应用。
图3B是识别用于节点保护的备份LFA路径的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，响应检测到网络拓扑的更改，触发扩展远程LFA过程（框331）。网络拓扑的更改或类似网络事件触发网络中的每个网络元件重新计算到网络中每个可能目的地节点的其主要路径及到每个这些目的地节点的备份LFA路径。此扩展远程LFA过程能够在计算每个主要路径后执行，使得用于每个目的地节点的主要路径下一跳已知，并且被假设成是故障节点，从而必须计算通过备选邻居节点的备份LFA路径以支持FRR技术。扩展远程LFA过程独立于FRR，表现在FRR将在相邻链路或节点故障时交换成使用以前计算的备份LFA路径而由于网络的更改拓扑而等待重新计算路由。无论何时网络拓扑更改发生，扩展远程LFA过程便单独更新备份LFA路径，使其与FRR交换分开。
扩展远程LFA过程能够通过计算从实现过程的PLR节点到网络中每个可能目的地节点D的最短路径开始（框333）。这些计算使用网络的标准或普通拓扑。这些最短路径用于从PLR节点到目的地节点的主要或默认路径。也使用单位成本拓扑或类似的统一成本拓扑，计算从PLR节点到每个目的地节点的最短路径（框335）。
随后，检查任何备份LFA路径是否仍要计算，其中，预期要为网络中的每个目的地节点计算一个备份LFA（框337）。如果已计算所有备份LFA路径，则过程能够退出。然而，如果一些目的地节点尚未计算备份LFA路径，则过程通过选择网络拓扑中的下一目的地节点D以计算从PLR节点到目的地节点D的备份LFA路径而继续（框339）。在此示例中，扩展远程LFA过程通过所有可能目的地节点D迭代之所以有可能目的地节点D。目的地节点能够以任何顺序或通过任何技术选择。例如，能够选择尚未选择备份路径的下一最近或最远目的地节点。通过检查已经计算的主要路径信息，确定用于选择的目的地节点D的主要下一跳节点F（框341）。此下一跳节点F被假设成已故障，并且扩展远程LFA过程将查找到目的地节点D的备选下一跳和路径。
在需要备份LFA路径的情况下，过程随后检查是否存在到目的地节点D的备份LFA路径，其中，备份LFA路径未经过使用基于网络的普通拓扑计算的最短路径的故障节点F（框343）。换而言之，应用标准LFA过程查找备份LFA路径。如上所述，无论可能备份路径是否存在，此过程可在查找取决于网络拓扑的此类备份LFA路径上不成功。
如果此检查失败，则扩展远程LFA过程能够利用RLFA过程定位备份LFA路径。过程能够检查是否存在到目的地节点D的备份远程LFA路径，其中，备份远程LFA路径未经过使用基于网络的普通拓扑计算的最短路径的故障节点F（框347）。如果备份LFA路径或远程LFA路径已找到，则过程将该路径或路径的下一跳存储为用于目的地节点D的备份LFA路径或到远程节点R的隧道（框345或349）。在使用标准拓扑未找到标准备份LFA，但使用标准拓扑找到提供到目的地节点D的远程LFA路径的远程节点R的情况下，能够将到远程节点R的隧道选择为要用于目的地节点D的下一跳（框349）。扩展远程LFA过程随后将继续检查是否存在需要备份路径计算的另外目的地节点（框337）。
如果在普通拓扑内使用LFA或RLFA过程未找到备份LFA路径（包括标准LFA或RLFA路径），则扩展远程LFA过程尝试查找到目的地节点D的备份LFA路径，或更精确地说，远程LFA路径，其中，备份LFA路径未经过使用原来使用单位成本拓扑（或类似的统一成本拓扑）计算的最短路径的主要路径下一跳节点F（框351）。
在使用标准拓扑未找到备份LFA，但使用单位成本拓扑找到提供到目的地节点D的远程LFA路径的远程节点R的情况下，能够将到远程节点R2的隧道选择为要用于目的地节点D的下一跳（框353）。
在使用单位成本拓扑找到备份LFA路径的情况下，能够存储它（在路由选择信息库或类似的数据结构中），并且过程能够继续检查是否有需要备份路径的另一目的地节点（框337）。然而，在使用任一拓扑未找到备份LFA路径的情况下，则过程通过确定从PLR节点到目的地节点D的最短路径来继续，其中，备份LFA路径未经过主要路径下一跳节点F（框355）。此计算能够从单位成本拓扑移除下一跳节点F，以查找到目的地节点D的最短路径集。通过使用备选相邻节点作为开始点，或者识别取决于最短路径算法，不能经过的故障节点，任何算法能够用于确定最短路径，如Dijkstra算法。
随后，能够检查此最短路径是否包括满足LFA条件的任何节点。在未找到最短路径的情况下，则链路保护过程（本文中下面描述）能够用于选择下一目的地节点（框359），链路过程能够缩短以在此节点保护过程中移除本文中上面已经执行的那些冗余步骤。在已找到最短路径的情况下，则扩展远程LFA过程沿最短路径识别最靠近目的地节点D，但满足LFA条件（即，上面讨论的LFA或RLFA条件）的中间节点（框355）。随后，将此中间节点选择为用于与目的地节点D相关联的数据业务的中间目的地（框357）。换而言之，将用于目的地节点D的备份路径和下一跳选择为用于中间目的地节点的备份路径和下一跳。向中间目的地节点转发的数据业务将能够到达目的地节点D，这是因为中间目的地节点将根据扩展远程LFA过程配置有另一中间目的地节点，或者将能够经备份LFA路径到达目的地节点。
此过程继续，直至所有目的地节点已计算备份LFA路径，使得备份LFA路径和下一跳存储在将由诸如IPFRR等FRR技术利用的路由选择信息库(RIB)、转发信息库(FIB)或类似数据结构中。本文中下面进一步讨论特定示例实现和应用。
图3C是识别用于链路保护的备份LFA路径的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，响应检测到网络拓扑的更改，触发扩展远程LFA过程（框371）。网络拓扑的更改或类似网络事件触发网络中的每个网络元件重新计算到网络中每个可能目的地节点的其主要路径及到每个这些目的地节点的备份LFA路径。此扩展远程LFA过程能够在计算每个主要路径后执行，使得用于每个目的地节点的主要路径下一跳已知，并且被假设成是带有故障链路的节点，从而必须计算通过备选邻居节点或链路的备份LFA路径以支持FRR技术。扩展远程LFA过程独立于FRR，表现在FRR将在相邻链路或节点故障时交换成使用以前计算的备份LFA路径而由于网络的更改拓扑而等待重新计算路由。无论何时网络拓扑更改发生，扩展远程LFA过程便单独更新备份LFA路径，使其与FRR交换分开。
扩展远程LFA过程能够通过计算从实现过程的PLR节点到网络中每个可能目的地节点D的最短路径开始（框373）。这些计算使用网络的标准或普通拓扑。这些最短路径用于从PLR节点到目的地节点的主要或默认路径。也使用单位成本拓扑或类似的统一成本拓扑，计算从PLR节点到每个目的地节点的最短路径（框375）。
随后，检查任何备份LFA路径是否仍要计算，其中，预期要为网络中的每个目的地节点计算一个备份LFA（框377）。如果已计算所有备份LFA路径，则过程能够退出。然而，如果一些目的地节点尚未计算备份LFA路径，则过程通过选择网络拓扑中的下一目的地节点D以计算从PLR节点到目的地节点D的备份LFA路径而继续（框379）。在此示例中，扩展远程LFA过程通过所有可能目的地节点D迭代之所以有可能目的地节点D。目的地节点能够以任何顺序或通过任何技术选择。例如，能够选择尚未选择备份路径的下一最近或最远目的地节点。通过检查已经计算的主要路径信息，确定用于选择的目的地节点D的主要下一跳节点F（框381）。此下一跳节点F被假设成具有故障链路，并且扩展远程LFA过程将查找到目的地节点D的备选下一跳或路径。备份路径将满足上面定义的LFA条件a)，该条件要求路么a不环回通过PLR。这允许路径通过主要下一跳节点F，这不同于上述节点保护过程，此处只存在链路保护。
在需要备份LFA路径的情况下，过程随后检查是否存在到目的地节点D的备份LFA路径，其中，备份LFA路径未经过到节点F的故障链路，并且未使用基于网络的普通拓扑计算的最短路径环回到PLR（框383）。换而言之，应用标准LFA过程查找备份LFA路径。如上所述，无论可能备份路径是否存在，此过程可在查找取决于网络拓扑的此类备份LFA路径上不成功。
如果此检查失败，则扩展远程LFA过程能够利用RLFA过程定位备份LFA路径。过程能够检查是否存在到目的地节点D的备份远程LFA路径，其中，备份远程LFA路径未经过到节点F的故障链路，并且未使用基于网络的普通拓扑计算的最短路径通过PLR环回（框387）。如果备份LFA路径或远程LFA路径已找到，则过程将该路径或路径的下一跳存储为用于目的地节点D的备份LFA路径或到远程节点R的隧道（框385或389）。在使用标准拓扑未找到标准备份LFA，但使用标准拓扑找到提供到目的地节点D的远程LFA路径的远程节点R的情况下，能够将到远程节点R的隧道选择为要用于目的地节点D的下一跳（框349）。扩展远程LFA过程随后将继续检查是否存在需要备份路径计算的另外目的地节点（框377）。
如果在普通拓扑内使用LFA或RLFA过程未找到备份LFA路径（包括标准LFA或RLFA路径），则扩展远程LFA过程尝试查找到目的地节点D的备份LFA路径，或更精确地说，远程LFA路径，其中，备份LFA路径未经过到节点F的主要路径下一跳链路，并且未使用原来使用单位成本拓扑（或类似的统一成本拓扑）计算的最短路径环回到PLR（框391）。
在使用标准拓扑未找到备份LFA，但使用单位成本拓扑找到提供到目的地节点D的远程LFA路径的远程节点R的情况下，能够将到远程节点R2的隧道选择为要用于目的地节点D的下一跳（框393）。
在使用单位成本拓扑找到备份LFA路径的情况下，能够存储它（在路由选择信息库或类似的数据结构中），并且过程能够继续检查是否有需要备份路径的另一目的地节点（框377）。然而，在使用任一拓扑未找到备份LFA路径的情况下，则过程记录在PLR节点与目的地节点D之间无可行备份LFA路径，其中，备份LFA路径未经过到节点F的主要路径下一跳链路，并且不环回到PLR（框395）。
此过程继续，直至所有目的地节点已计算备份LFA路径，使得备份LFA路径和下一跳存储在将由诸如IPFRR等FRR技术利用的路由选择信息库(RIB)、转发信息库(FIB)或类似数据结构中。本文中下面进一步讨论特定示例实现和应用。
为链路故障做准备
IP网络
每个节点的路由选择引擎在通过将所有链路成本更改成共同值（例如，1）而变换的标准拓扑上计算路由和距离。此拓扑在本文中称为“单位成本拓扑”。对于在使用单位成本拓扑的每个节点中将指派用于其的路由（即，下一跳）的每个节点，在每个节点本地的控制器（例如，实现开放最短路径优先(OSRF)或中间系统到中间系统(ISIS)）或网络范围的中央控制器（如中央软件定义的网络(SDN)控制器）广告用于其的新IP地址。
通常，分组使用标准拓扑的普通地址和路由进行路由/转发。然而，在为丢失到标准拓扑上的故障节点F的连接的PLR节点的故障做准备时，则对于每个目的地节点D，在PLR节点上的控制器或网络范围的中央控制器将使用规则c)和d)（上述），但在单位成本拓扑上（即，规则g)和h)（下述））通过其邻居之一N查找的有效的RLFA端点节点R。距离函数dist’指示在单位成本拓扑上的距离。
g) dist’(R,D) <dist’(R,PLR) + dist’(PLR,D)，则到目的地节点D的远程节点R的最短路径不环回到单位成本拓扑上的PLR节点；以及
h) dist’(N,R)<dist’(N,PLR)+dist’(PLR,R)，则存在从其开始，朝向远程节点R的最短路径不环回到在单位成本拓扑上的PLR节点。
在发生链路故障的情况下，能够始终在单位成本拓扑上找到远程节点R。隧道端点将是指示在单位成本拓扑上路由选择的远程节点R的次要地址（即，R'）。（带有如本文中使用撇号的节点ID表示节点的次要地址。)
PLR的控制平面或中央控制器配置PLR节点的数据平面，以便如果PLR节点丢失到节点F的连接的，则PLR节点将封装分组，并且如下更改目的地地址：
对于表面运营商自己的节点的默认地址的目的地前缀，PLR节点将原目的地地址更改成目的地节点D的次要地址，随后封装到远程节点R'（RLFA端点的次要地址）的分组，并且在外出接口上将数据分组发送到节点N。
在目的地地址属于单位成本拓扑上运营商自己的节点之一的情况下，则有两种选择。
1. 能够丢弃带有目的地的分组，这防止在有多个故障时出现环路。此解决方案的缺点是节点或SRLG故障未始终得到保护。
2. 能够保护节点或SRLG故障（参阅后面的其它详细信息），代价是在出现多个故障的情况下可能出现环路。因此，除内部报头的目的地地址无需更改外，如前面所述般路由分组。
对于所有其它目的地地址，同样有两个可能性。在更简单的情况下，PLR双重封装分组，以便分组到达在单位成本拓扑上的远程节点R'，从中它到达也在单位成本拓扑上的出口边界路由器（节点E'）。
然而，对于一些路由器，在分组上放置两个IP报头可能是有问题的。在该情况下，远程节点R可进行帮助。原分组如前面所述般处理，但PLR节点只在数据分组上放置单个报头：
现在，在远程节点R接收数据分组时，它认识到使用的是与单位成本拓扑相关联的其地址，这意味着在网络中有故障。由于数据分组包含另一标签，因此，无论如何，远程节点R将进行IP查找，并且将发现下一报头在使用普通地址（用于目的地节点D）。在单位成本拓扑上使用隧道后必须不使用普通地址，因为这将造成环路。因此，远程节点R将不只是转发分组，而是它使用查找的结果找到出口路由器E。随后，远程节点R在分组的顶部放置报头，并且在单位成本拓扑上将该分组发送到E'。
第二解决方案能够进一步优化：如果在远程节点R前的最后节点X能够认识到分组是在备份路径上，并且在向远程节点R前进（即，目的地是远程节点R'），并且它包含另一IP分组（IPv4“协议”或IPv6“下一报头”字段），则节点X能够已经创建带有目的地E'的新数据分组，并且将该新数据分组发送到远程节点R。由于节点X和远程节点R均需要只进行单次IP查找，因此，这是更佳的解决这群，同时，在无需节点X的帮助的情况下，远程节点R需要通过节点D进行第一次查找以找到节点E，并且通过节点E'进行另一次查找以找到在单位成本拓扑中朝向E的最短路径。
MPLS
在网络利用MPLS的情况下，将单独的MPLS标签分布到使用单位成本拓扑的节点。此外，在实现MPLS隧穿/封装的情况下，这可包括使用标签推送操作（即，又一标签被推送到MPLS数据栈的MPLS标签栈）。
在大多数现有IP/MPLS情形中，按节点分配用于转发等效类(FEC)的标签，即，在每个节点中，不同标签值识别相同FEC，其中，这些标签由诸如链路发现协议(LDP)等协议分布。在此类情形中，开始将数据分组隧穿到隧道端点的节点必须获得在用于给定FEC的隧道端点有效的标签。这是平常（plain）RLFA也要求的普通过程。远程标签例如能够通过使用针对性LDP会话获得。在其它情形中，如中央控制的SDN网络中，可由中央控制器编排适当的标签。
扩展远程LFA过程要求PLR节点查询在单位成本拓扑上选择的RLFA端点，以了解在此远程端点指派到FEC的单位成本拓扑标签。在此类情况下，标签栈应修改如下：
如前面所述，如果节点需要重新路由带有描述在单位成本拓扑上FEC的标签的数据分组，则需要通过用于相同FEC的内部标签重新路由分组（否则节点和SRLG故障不能始终得到保护）：
为节点故障做准备
在为节点故障做准备时，扩展远程LFA过程类似于链路故障准备。例外之处是在一些极少的情况下，可能由于在普通拓扑（条件e)和f)）或在单位成本拓扑（条件g)和h)）上的RLFA条件，不能找到端点。此类示例在图4中示出。也就是说，PLR1将不遵循标准LFA或RLFA规则，使用标准拓扑或者在单位成本拓扑上执行到隧道端点的故障转移。然而，在诸如图4中所示等情况下，如果拓扑是冗余的，则存在从PLR1到目的地节点D，未经过故障节点F的路径。图4示出PLR2具有有效RLFA端点。PLR2至少在单位成本拓扑上具有有效的符合标准的RLFA端点。PLR2可能在标准任意成本拓扑上没有有效RLF。节点A不是用于PLR1的符合标准的RLFA端点，这是因为从A到目的地的最短路径将遇到LFA条件故障。还有，如果PLR1将选择节点A作为隧道端点，并且即使数据分组在PLR2在单位成本拓扑上的最短路径上再次命中相同故障，PLR2将实际上能够进行所需的迂回。节点A能够被视为是用于PLR1的扩展RLFA端点。
此类扩展远程LFA隧道的序列能够为任何单节点故障情况避开故障。扩展远程LFA过程使用伪代码提供以下方法，以便通过扩展RLFA为PLR提供完全节点故障覆盖：
就SDN或类似拆分式体系结构网络而言，在网络由中央控制器控制的情况下，上述伪代码的主要子句可被封装以迭代通过作为潜在PLR的所有节点，像以下所示：
视RLFA类型结果而定，如果结果类型是“uc_remote”，则应如上在IP部分中所示为IP准备相同封装，并且如上在MPLS部分中所示为MPLS准备相同标签堆栈。
为SRLG故障做准备
网络中的多个链路能够标记为公共共享风险链路群组的一部分。目的是处理命运共享，即，在单个更低层故障造成更高层中多个并发故障时。例如，切断光学链路可在分组层造成严重的链路故障。假设链路l1、l2和l3在公共SRLG SRLG1中。在支持(IP)FRR时，PLR节点在检测到作为SRLG的一部分的本地链路故障时，将业务转移到避免SRLG内所有资源（链路）的备份路径上。例如，如果PLR检测到失去通过链路l2到其邻居的连接，则它将尝试将数据分组转移到不但避免l2，而且避免l1和l3的备份路径上。当然，需要与单链路故障所要求相比，拓扑更具冗余性才使此情况成为可能。如果没有保护SRLG的所有资源的备选路径，则仍可尝试将它作为链路或节点故障处理。
与单链路情况相比，有效RLFA/扩展RLFA集受到进一步限制，这是因为现在到RLFA/扩展RLFA端点的路径不必通过任何SRLG中的任一链路，并且从RLFA/扩展RLFA端点到目的地的路径也不必通过任一链路。如果Ali和Bli表示链路li的两个端点，则对于简单LFA:
i） 如果dist(L,D) < dist(L,Ali) + cost(Ij) + dist(Bli,D)，则备选节点L的默认最短路径确实通过是SRLG的元件的节点，即，L是SRLG保护LFA。
对于RLFA：
j) dist(R,D) < dist(R,Ali) + cost(li) + dist(Bli,D)，则远程节点R到目的地节点D的最短路径未引入在原拓扑上的链路li；以及
·k) dist(N,R)<dist(N,Ali) + cost(li) + dist(Bli,R)，则存在邻居节点N，从中朝向远程节点R的最短路径确实通过在原拓扑上的链路li。
而对于扩展RLFA:
·l) dist’(R,D) < dist’(R,Ali) + cost(li) + dist’(Bli,D)，则远程节点R到目的地节点D的最短路径未引入在单位成本拓扑上的链路li；以及
·m) dist’(N,R)<dist’(N,Ali) + cost(li) + dist’(Bli,R)，则存在邻居节点N，从中朝向远程节点R的最短路径确实通过在单位成本拓扑上的链路li。
如果这些条件对于SRLG中的每个链路成立，则远程节点R是有效的SRLG保护端点。
能够为SRLG处理修改前面给出的节点保护扩展RLFA伪代码。要求的更改是：节点F标记SRLG；过程set_uc_RLFA(PLR,F,D)为SRLG中的每个链路使用SRLG保护条件；过程calc_uc_shortest_path(PLR,D,not-via F)计算未经过SRLG内任何链路的路径；并且在环路中，在寻找在最短中t径上在单位成本拓扑上可到达的备份路径的最远节点时，使用条件j)而不是h)。伪代码如下所示：
故障转移过程
与标准RLFA相比，用于扩展远程LFA的数据平面无需其它能力。数据平面必须能够交换下一跳和将分组放置到隧道中，如使用RLFA一样。在此情况下，不同之处发生在控制平面中；备选下一跳和对应备选路由以如上本文中所述的特殊方式计算。
就节点故障而言，可能分组通过到中间节点的几个迂回隧道，避开故障。例如，在前面的示例中，PLR1将分组隧穿到中间节点A，分组将命中PLR2，PLR2将隧穿分组到其有效RLFA端点之一。图5A和5B示出更复杂的拓扑情形，其中，识别了一起将备份路径链接到目的地节点D的多个中间节点。图5A示出在LFA路径完成到目的地节点的路径前的两个隧道情形。图5B示出在到目的地节点D的LFA路径完成到目的地节点的路径前的三个隧道情形。
图6是实现扩展远程LFA过程的网络元件的一个实施例的图形。网络元件600作为示例而不是限制提供。本领域技术人员将理解，带有不同配置的其它网络元件能够实现本文中描述的过程。在示例实施例中，网络元件600包括网络处理器607和转发元件601集。转发元件能够通过交换结构或类似互连等互连连接，从而允许数据分组从一个转发元件传送到另一转发元件。类似地，网络处理器607能够通过相同或不同的互连集连接到每个转发元件601，使得网络处理器能够交换数据和配置转发元件601。
在一个实施例中，转发元件601能够是线路卡或网络元件的类似组件。网络元件600能够包括任何数量的转发元件601。转发元件601能够通过任何数量的通信链路或端口接收和转发数据业务。转发元件601能够包括转发处理器，转发处理器处理每个输入和输出数据分组以通过使用在转发信息库605中存储的信息，识别用于数据分组的下一跳，识别如何向其目的地转发数据分组。转发元件601匹配数据分组的目的地地址和其它元数据与转发信息库605中的信息，以识别用于数据分组的下一跳。转发处理器601随后通过对应端口或通信链路转发数据分组，或者通过附连到下一跳端口或通信链路的交换结构，将数据分组发送到另一转发元件601。
在一个实施例中，网络处理器607能够使用路由信息库609，管理转发信息库605的编排。网络处理器607也能够管理网络元件600的其它控制平面功能。路由信息库609包含有关网络元件600驻留的网络的拓扑的信息。路由信息库609能够使用任何类型的发现协议或类似控制平面协议进行更新和维护。
在一个实施例中，网络处理器607也实现主要路径计算模块613，该模块处理路由信息库609的信息以识别支持FRR或类似保护方案中的主要和备份路径。主要路径计算模块613能够执行最短路径树计算算法或类似算法以确定到网络中每个节点的路径。此SPT用于在转发元件601的转发信息库605中编排用于每个目的地节点的下一跳。类似地，备份路径计算模块615实现上面本文中所述的扩展远程LFA过程，从而能够将用于网络中所有节点的备份LFA路径的下一跳编排到转发元件601的转发信息库605中。
图7是过程的拆分式体系结构实现的一个实施例的图形。在一个实施例中，过程由拆分式体系结构中而不是在网络元件700的控制器701实现。控制器701管理网络的控制平面功能，而网络元件700实现网络的数据/转发平面方面。因此，网络元件600包括如上所述的转发元件和转发信息库。然而，控制平面功能已被迁移到相对于网络元件700所处的网络能够在任何位置的远程控制器701，使得控制器与每个网络元件700进行通信。
控制器701能够包括处理器以执行主要路径计算模块713和备份路径计算模块715。这些功能能够由单个处理器703或在实现控制器701的任何数量的装置内分布的处理器集实现。为清晰起见，通过单个装置和处理器描述示例。路径计算模块能够利用也在本地或在与处理器703进行通信的位置维护的路由信息库709。
流程控制器711能够实现任何流程控制协议以允许控制器与网络中的网络元件700进行通信和配置这些网络元件。在一个示例实施例中，流程控制器711能够使用OpenFlow协议与网络元件700的流程控制元件进行通信和配置流程控制元件。本领域技术人员将理解，能够利用允许控制器配置网络元件和控制网络的数据平面的任何类似的流程控制协议。
要理解的是，上述描述旨在是说明性而不是限制性的。在阅读和理解上述描述后，本领域的技术人员将明白许多其它实施例。因此，本发明的范围应参照所附权利要求以及此类权利要求被授权的等同的完全范围来确定。

Claims (18)

1.一种由网络元件执行的用于响应于使得到目的地节点的主要路径无效的网络事件而为要利用的快速重新路由过程确定备份路径的方法，其中所述方法识别具有其中不能为本地修复点PLR找到满足无环路备选LFA条件的路径的到网络中的目的地节点的备份LFA路径的至少一个中间节点，所述方法包括以下步骤：
使用普通拓扑来计算(303)所述网络中从所述PLR到每个目的地节点的最短路径；
使用单位成本拓扑来计算(305)所述网络中从所述PLR到每个目的地节点的最短路径；
在没有从所述PLR的计算的备份路径的情况下选择(309)所述网络中的下一目的地节点D；
为所述目的地节点D确定(311)主要路径下一跳节点F；
检查(313)是否存在从所述PLR到所述目的地节点D的备份LFA路径或远程LFA( RLFA)路径，其中所述备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用所述普通拓扑的计算的最短路径中的所述主要路径下一跳节点F；
检查(317)是否存在从所述PLR到所述目的地节点D的备份LFA路径或RLFA路径，其中所述备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用所述单位成本拓扑的计算的最短路径中的所述主要路径下一跳节点F；
确定(319)未经过所述主要路径下一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点；以及
将所述最短路径上的所述中间节点选择(323)为用于针对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
检查(307)是否已为每个目的地节点计算了备份LFA路径；以及
前进到其中已计算了所述备份LFA路径的下一目的地节点。
3.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
从普通拓扑中选择(315)从PLR到目的地节点D的LFA路径的下一跳节点作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用普通拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的LFA路径。
4.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
从普通拓扑中选择(321)到从PLR到目的地节点D的RLFA路径的隧道作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用普通拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的RLFA路径。
5.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
从普通拓扑中选择(315)从PLR到目的地节点D的LFA路径的下一跳节点作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用单位成本拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的LFA路径。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述单位成本拓扑中的每个节点使用不同于所述普通拓扑中使用的地址。
7.一种用于响应于使得到目的地节点的主要路径无效的网络事件而为要利用的快速重新路由过程确定备份路径的网络元件，其中所述网络元件识别具有其中不能为本地修复点PLR找到满足无环路备选LFA条件的路径的到网络中目的地节点的备份LFA路径的至少一个中间节点，所述网络元件包括：
至少一个转发元件(601)，在所述网络事件之前沿主要路径转发数据业务并且在所述网络事件之后沿所述备份LFA路径转发所述数据业务；
网络处理器(607)，耦合到所述至少一个转发元件，所述网络处理器配置成执行主要路径计算模块和备份路径计算模块，所述主要路径计算模块配置成使用普通拓扑来计算所述网络中从所述PLR到每个目的地节点的最短路径，并且所述备份路径计算模块配置成使用单位成本拓扑来计算所述网络中从所述PLR到每个目的地节点的最短路径，在没有从所述PLR的计算的备份路径的情况下选择所述网络中的下一目的地节点D，为所述目的地节点D确定主要路径下一跳节点F，检查是否存在从所述PLR到所述目的地节点D的备份LFA路径或远程LFA( RLFA) 路径，其中所述备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用所述普通拓扑的计算的最短路径中的所述主要路径下一跳节点F，检查是否存在从所述PLR到所述目的地节点D的备份LFA路径或RLFA路径，其中所述备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用所述单位成本拓扑的计算的最短路径中的所述主要路径下一跳节点F，确定未经过所述主要路径下一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，以及将所述最短路径上的所述中间节点选择为用于针对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
8.如权利要求7所述的网络元件，其中所述备份路径计算模块(615)还配置成检查是否已为每个目的地节点计算了备份LFA路径，以及前进到其中已计算了所述备份LFA路径的下一目的地节点。
9.如权利要求7所述的网络元件，其中所述备份路径计算模块(615)还配置成从普通拓扑中选择从PLR到目的地节点D的LFA路径的下一跳节点作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用普通拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的LFA路径。
10.如权利要求7所述的网络元件，其中所述备份路径计算模块(615)还配置成从普通拓扑中选择到从PLR到目的地节点D的RLFA路径的隧道作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用普通拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的RLFA路径。
11.如权利要求7所述的网络元件，其中所述备份路径计算模块(615)还配置成从普通拓扑中选择从PLR到目的地节点D的LFA路径的下一跳节点作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用单位成本拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的LFA路径。
12.如权利要求7所述的网络元件，其中所述单位成本拓扑中的每个节点使用不同于所述普通拓扑中使用的地址。
13.一种用于拆分式体系结构网络的控制器，所述拆分式体系结构网络配置用于响应于使得到目的地节点的主要路径无效的网络事件而为要利用的快速重新路由过程确定备份路径，其中所述控制器识别具有其中不能为本地修复点PLR找到满足无环路备选LFA条件的路径的到目的地的备份无环路备选LFA路径的至少一个中间节点，所述控制器包括：
流控制器(711)，配置所述PLR在所述网络事件之前沿主要路径并且在所述网络事件之后沿所述备份LFA路径转发数据业务；
处理器(703)，耦合到所述流控制器，所述处理器配置成执行主要路径计算模块和备份路径计算模块，所述主要路径计算模块配置成使用普通拓扑来计算所述网络中从所述PLR到每个目的地节点的最短路径，并且所述备份路径计算模块配置成使用单位成本拓扑来计算所述网络中从所述PLR到每个目的地节点的最短路径，在没有从所述PLR的计算的备份路径的情况下选择所述网络中的下一目的地节点D，为所述目的地节点D确定主要路径下一跳节点F，检查是否存在从所述PLR到所述目的地节点D的备份LFA路径或远程LFA( RLFA) 路径，其中所述备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用所述普通拓扑的计算的最短路径中的所述主要路径下一跳节点F，检查是否存在从所述PLR到所述目的地节点D的备份LFA路径或RLFA路径，其中所述备份LFA路径或RLFA路径未经过在使用所述单位成本拓扑的计算的最短路径中的所述主要路径下一跳节点F，确定未经过所述主要路径下一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，以及将所述最短路径上的所述中间节点选择为用于针对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
14.如权利要求13所述的控制器，其中所述备份路径计算模块(715)还配置成检查是否已为每个目的地节点计算备份LFA路径，以及前进到其中已计算所述备份LFA路径的下一目的地节点。
15.如权利要求13所述的控制器，其中所述备份路径计算模块(715)还配置成从普通拓扑中选择从PLR到目的地节点D的LFA路径的下一跳节点作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用普通拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的LFA路径。
16.如权利要求13所述的控制器，其中所述备份路径计算模块(715)还配置成从普通拓扑中选择到从PLR到目的地节点D的RLFA路径的隧道作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用普通拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的RLFA路径。
17.如权利要求13所述的控制器，其中所述备份路径计算模块(715)还配置成从普通拓扑中选择从PLR到目的地节点D的LFA路径的下一跳节点作为用于目的地节点D的备份LFA路径，其中存在从所述PLR节点到目的地节点D的、未经过使用单位成本拓扑的所述计算的最短路径中下一跳节点F的LFA路径。
18.如权利要求13所述的控制器，其中所述单位成本拓扑中的每个节点使用不同于所述普通拓扑中使用的地址。
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