CN106170952B - 用于在数据网络中部署最大冗余树的方法和系统 - Google Patents

用于在数据网络中部署最大冗余树的方法和系统 Download PDF

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Abstract

公开了计算和分布广义概有向非循环图(GADAG)的方法和系统。方法包括由网络元件计算用于网络的GADAG，其中，GADAG是网络的图形抽象，其中多个网络元件是GADAG的顶点，并且连接多个网络元件的链路是GADAG的有向边缘。方法继续基于计算的GADAG，来组装GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多个网络元件，其中，多个网络元件的每个网络元件利用GADAG描述符计算用于转发业务的最大冗余树。方法也包括为第2层部署利用第2层属性和特征，并且在拓扑更改事件时更新冗余树，从而避免或最小化业务中断。

Description

用于在数据网络中部署最大冗余树的方法和系统
发明领域
本发明的实施例涉及连网的领域。更具体地说，本发明的实施例涉及用于在数据网络中部署最大冗余树(MRT)的方法和系统。
背景技术
在数据网络中，转发路径通常由路径控制协议控制，路径控制协议提供用于要转发的帧/分组的路径。为改进数据网络的鲁棒性，期望的是在路径选择中构建冗余性（即，在给定节点），如果一个路径故障，则另一路径能够用于路由业务。期望的是此类冗余性被预确定，由此在拓扑更改发生的情况下，节点可立即交换路径。计算冗余路径的一种方式是将网络连接视为图形，并且查找图形中的最大冗余树(MRT)。
已提议了在因特网协议(IP)层（第3层或L3）实施最大冗余树的一些解决方案。例如，2013年7月12日题为“用于使用最大冗余树的LP/LDP快速重新路由的体系结构”(AnArchitecture for IP/LDP Fast-Reroute Using Maximally Redundant Trees)的IETF草案公开了一种在链路/节点故障后仍连接的任何网络拓扑中给出链路保护和节点保护的方法。2013年10月18日题为“用于最大冗余树的中间系统到中间系统(IS-IS)扩展”(Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) Extensions for MaximallyRedundant Trees)的另一IETF草案公开了支持MRT的分布式计算的IS-IS协议的扩展。然而，我们知道没有提议在OSI第2层（数据链路层）（称为L2）实施最大冗余树的解决方案。而且，已知第3层解决方案未解决最大冗余树的计算的分布。期望的是使第3层MRT解决方案更有效并且具有第2层MRT解决方案。
发明内容
提议了计算和分布在网络元件中实施的广义概有向非循环图（generalizedalmost directed acyclic graph）(GADAG)的方法，网络元件实施包含多个网络元件的网络的路径计算元件(PCE)的功能性，其中，网络元件计算GADAG，并且它组装GADAD描述符并且发送出GADAG描述符。方法可在或第2层或第3层网络执行。PCE可驻留在网络元件中或者主机中，例如，作为SDN控制器的一部分。
方法包括由实施PCE的功能性的网络元件计算用于网络的GADAG，其中，GADAG是网络的图形抽象，其中多个网络元件是GADAG的顶点，并且连接多个网络元件的链路是GADAG的有向边缘。方法继续，基于计算的GADAG，来组装GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多个网络元件，其中，多个网络元件的每个网络元件利用GADAG描述符计算用于转发业务的最大冗余树。
也公开了用于计算和分布GADAG的网络元件。网络元件充当包含多个网络元件的网络的PCE。网络元件计算用于网络的GADAG，其中，GADAG是网络的图形抽象，其中多个网络元件是GADAG的顶点，并且连接多个网络元件的链路是GADAG的有向边缘。网络元件基于计算的GADAG，来组装GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多个网络元件，其中，多个网络元件的每个网络元件利用GADAG描述符计算用于转发业务的最大冗余树。
也提议了具有存储的指令以执行方法的非暂时性机器可读存储媒体。
公开方法的实施例提议在第2层部署最大冗余树(MRT)和允许在第3层更有效部署MRT的方式。公开方法的实施例也提供在拓扑更改后用于更新冗余树的方式。
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呈现，其中相同的标号指示类似的元素。应注意的是，在本说明书中对“一”或“一个”实施例的不同引用不一定是指相同的实施例，并且此类引用意味着至少一个。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例影响此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。
图1示出数据网络的示例。
图2示出概有向非循环图(ADAG)和有向非循环图(DAG)。
图3A-3B是示出MRT-蓝色和MRT-红色路径的框图，其中，GADAG根和MRT根在相同节点。
图4A-4B是示出MRT-蓝色和MRT-红色路径的框图，其中，GADAG根和MRT根在不同节点。
图5是示出根据本发明的一个实施例的MRT实施的三种模式的框图。
图6是示出根据本发明的一个实施例的MRT VID子-TLV的框图。
图7是示出根据本发明的一个实施例的等价树(ECT)算法映射的框图。
图8是示出根据本发明的一个实施例的MRT实施的框图。
图9是示出根据本发明的一个实施例的MRT实施的流程图。
图10是示出根据本发明的一个实施例的另一MRT实施的框图。
图11是示出根据本发明的一个实施例的GADAG计算和分布的流程图。
图12示出根据本发明的一个实施例，用于分布GADAG描述的显式路径(EP)子-TLV。
图13是示出根据本发明的一个实施例，计算MRT对的流程图。
图14是示出根据本发明的一个实施例，计算MRT对的另一流程图。
图15是示出SDN网络的框图。
图16是示出根据本发明的一个实施例，实施部署MRT的方法的两个网络元件的框图。
图17是示出根据本发明的一个实施例，实施用于部署MRT的方法的一个网络元件的框图。
图18是示出根据本发明的一个实施例，实施用于计算和分布GADAG的方法的一个网络元件的框图。
具体实施方式
在下面的说明中，陈述了许多特定细节。然而，要理解的是，可无需这些特定细节而实践本发明的实施例。在其它实例中，公知的电路、结构和技术未详细显示以免模糊对此描述的理解。
然而，本领域的技术人员将领会到，可无需此类特定细节而实践本发明。其它实例中，控制结构、门级电路和全软件指令序列未详细示出以免模糊本发明。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施适当的功能性。
说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括特定特征、结构或特性。另外，此类短语不一定指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例影响此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。
在下面的描述和权利要求中，可使用术语“耦合的”和“连接的”连同其衍生词。应理解，这些术语无意做为彼此的同义词。“耦合的”用于指示可相互直接物理或电接触或可以不直接物理或电接触的两个或更多个元素相互协作或交互。“连接的”用于指示在相互耦合的两个或更多个元素之间的通信的建立。如在本文中使用的“集合”指包括一个项的任何正整数数量的项。
术语
描述中可使用以下术语。
网络图：反映网络拓扑的图形，其中，所有链路正好连接两个节点，并且广播链路已被变换成标准伪节点表示。
冗余树(RT)：一对树，其中，沿第一树从任何节点X到根R的路径与沿第二树从相同节点X到根的路径节点不相交。这些能够在2-连接的图中计算。
最大冗余树(MRT)：一对树，其中，沿第一树从任何节点X到根R的路径与沿第二树从相同节点X到根的路径共享最小数量的节点和最小数量的链路。每个此类共享节点是切割顶点。任何共享链路是切割链路。任何RT是MRT但许多MRT不是RT。
最大不相交树(MDT)：与MRT相同。
MRT-红色：MRT-红色用于描述两个MRT之一；它用于描述关联的转发拓扑和MT-ID。具体而言，MRT-红色是下降MRT，其中，选用在GADAG中从更高拓扑排序节点到更低拓扑排序节点方向上的链路。要注意的是，MRT-红色有时称为红色树。MRT-蓝色（下述）和MRT-红色一起也称为有色树、独立树或恢复树。MRT-蓝色和映射MRT-红色一起有时称为MRT对。
MRT-蓝色：MRT-蓝色用于描述两个MRT之一；它用于描述关联的转发拓扑和MT-ID。具体而言，MRT-蓝色是增加MRT，其中，选用在GADAG中从更低拓扑排序节点到更高拓扑排序节点方向上的链路。
显式路径(EP)：明确定义的路径，其中，明确指定了路径中的每个节点。
等价树(ECT)：等价树是使用特定方法从等价路径备选中挑选的最短路径树(SPT)的唯一例示。在节点之间具有不止一个不同路径的网络中，来自于相同根节点，具有从根节点到叶节点的等价路径的不同最短路径树被视为等价树。ECT有时称为等价多树(ECMT)。ECT集合由ECT算法识别，并且在一个实施例中，VLAN与唯一ECT算法关联。
ECT算法：在由SPT区域内由所有桥运行时，产生用于给定根桥的一致结果的最短路径树(SPT)算法。
路径计算元件(PCE)：能够基于网络图来计算转发路径的条目。PCE是网络节点中或端站（主机、服务器）中的更高层实体（控制平面应用）。PCE能够比嵌在节点内的节点本地计算引擎(NLCE)执行更复杂的计算任务。
本地修复的点：例如桥/交换机的在本地将数据业务重新引导到备份路径的网络节点，例如，在故障事件后重新引导到无环备选路径。
单播：将帧发送到由唯一单独媒体访问控制(MAC)地址识别的单个目的地节点。
多播：同时将帧从单个源节点发送到多个目的地节点，其中，唯一的群组MAC地址识别接收方的集合。
最短路径桥接 - VLAN模式(SPBV)：基于VLAN的一种类型的SPB，即，每个最短路径树由不同VLAN标识符(VID)定义。
最短路径桥接 - MAC模式(SPBM)：最短路径树基于MAC的另一类型的SPB，即，每个最短路径树由唯一MAC地址或MAC地址的缩写形式识别。VLAN用于描绘多径变化。
最短路径VID (SPVID)：SPVID识别用于在SPBV中加标记帧的传送的SPT和VLAN两者。
2-连接：没有切割顶点的图形。这是在将网络分区前要求移除两个节点的图。
2-连接簇：2-连接的节点的最大集合。
2-边缘-连接：至少两个链路必须移除以将网络分区的网络图。
切割链路：其移除将网络分区的链路。切割链路按定义必须连接在两个切割顶点之间。如果有多个并行链路，则如果移除并行链路的集合会使网络图分区，则它们在本文档中被称为切割链路。
切割顶点：顶点，其移除将网络图分区。
有向图：有向的图。
有向非循环图(DAG)：所有链路在其中有向，并且其中无循环的图。
概有向非循环图(ADAG)：如果移除到根的所有传入链路，则会成为DAG的图。
广义概有向非循环图(GADAG)：一种图，它是所有块的ADAG的组合。
子-类型/长度/值（子-TLV)：TVL是由有序类型、长度和值字段组成的信息元素的短、可变长度编码，其中，类型字段识别信息的类型，长度字段以八位字节为单位，指示信息字段的长度，以及值字段包含信息本身。子-TLV与TLV使用相同概念。不同之处在于TLV存在于分组/帧内部，而子-TLV存在于TLV内部。子-TLV用于添加额外信息到特定TLV。每个子-TLV由三个字段组成：一个八位字节类型字段、一个八位字节长度字段和零或更多八位字节的值。类型字段指示值字段中项的类型。长度字段以八位字节为单位，指示值字段的长度。每个子-TLV可能能够保持多个项。在每个项的长度已知时，能够从整个子-TLV的长度计算子-TLV中项的数量。在接收时要忽略并且跳过未知的子-TLV。
电子装置（例如，端站、网络元件）使用机器可读媒体存储和传送（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，例如非暂时性机器可读媒体（例如，机器可读存储媒体，如磁盘、光盘、只读存储器、闪存存储器装置及相变存储器）和暂时性机器可读传送媒体（例如，电气、光学、声学或其它形式传播信号 - 如载波和红外信号）。另外，此类电子装置包括硬件，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合 - 例如，一个或更多个非暂时性机器可读存储媒体（存储代码和/或数据）和网络连接（使用传播信号传送代码和/或数据）以及在一些情况下的用户输入/输出装置（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）。处理器的集合与其它组件的耦合通常通过电子装置内的一个或更多个互连（例如，总线，以及可能桥接器）。因此，给定电子装置的非暂时性机器可读介质通常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，以执行如本文中下面详细描述的本发明的实施例的操作。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施。
如在本文中使用的，网络元件（例如，路由器或交换机）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、端系统）互连。一些网络元件是“多服务网络元件”，其为多个连网功能（例如，路由选择、桥接、VLAN（虚拟LAN）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。订户端系统（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、多媒体电话、因特网协议上的语音(VOIP)电话、用户设备、终端、便携式媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒）接入通过因特网提供的内容/服务和/或在因特网上（例如，隧穿通过）重叠的虚拟个人网络(VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服务通常由属于参与对等服务的服务或内容提供商或端系统的一个或更多个端系统（例如，服务器端系统）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/密码接入的网页）和/或通过VPN的企业网络。通常，订户端系统耦合（例如，通过耦合到接入网络（以有线或无线方式）的客户驻地设备）到边缘网络元件，所述边缘网络元件耦合（例如通过一个或更多个核心网络元件）到其它边缘网络元件，其耦合到其它端系统（例如，服务器端系统）。网络元件一般通过其媒体访问控制(MAC)地址、因特网协议(IP)地址/子网、网络套接字/端口和/或OSI上层标识符来识别。
网络元件通常被分隔成控制平面和数据平面（有时称为转发平面或媒体平面）。在网络元件是路由器（或者在实施路由功能性）的情况下，控制平面通常确定要如何路由数据（例如，分组）（例如，用于数据的下一跳和用于该数据的传出端口），以及数据平面负责转发该数据。例如，控制平面通常包括一个或更多个路由协议（例如，诸如边界网关协议(BGP)(RFC 4271)的外部网关协议、一个或多个内部网关协议(IGP)（例如，开放最短路径优先(OSPF)（RFC 2328和5340）、中间系统到中间系统(IS-IS) (RFC 1142)、路由选择信息协议(RIP)（版本1 RFC 1058、版本2 RFC 2453和下一代RFC 2080））、标签分布协议(LDP) (RFC5036)、资源保留协议(RSVP)（RFC 2205、2210、2211、2212及RSVP-业务工程(TE)：用于LSP隧道的RSVP扩展RFC 3209、通用多协议标签交换(GMPLS)信令RSVP-TE RFC 3473、RFC 3936、4495及4558））），这些协议与其它网络元件进行通信以交换路由，并基于一个或更多个路由选择度量选择那些路由。另外，控制平面通常也包括已由各种标准组织标准化的ISO第二层控制协议，如快速生成树协议(RSTP)、多生成树协议(MSTP)和SPB（最短路径桥接）（例如，SPB已在IEEE Std 802.1aq-2012中已经定义）。
路由和邻接存储在控制平面上的一个或更多个路由选择结构中（例如，路由信息库(RIB)、标签信息库(LIB)、一个或更多个邻接结构）。控制平面通过基于一个或多个路由选择结构的信息（例如，邻接和路由信息）编程数据平面。例如，控制平面将邻接和路由信息编程到数据平面上的一个或更多个转发结构（例如，转发信息库(FIB)、标签转发信息库(LFIB)和一个或更多个邻接结构）中。在转发业务时，数据平面使用这些转发和邻接结构。
通常，网络元件包括一个或更多个线路卡的集合、一个或更多个控制卡的集合和可选的一个或更多个服务卡（有时称为资源卡）的集合。这些卡通过一个或更多个互连机制耦合在一起（例如，耦合线路卡的第一全网状和耦合所有卡的第二全网状）。线路卡的集合构成数据平面，而控制卡的集合提供控制平面并且通过线路卡与外部网络元件交换分组。服务卡的集合能够提供专用处理（例如，第4层到第7层服务（例如，防火墙、因特网协议安全性(IPsec)（RFC 4301和4309）、入侵检测系统(IDS)、对等(P2P)、IP之上的语音(VoIP)会话边界控制器、移动无线网关（网关通用分组无线电服务(GPRS)支持节点(GGSN)、演进分组核心(EPC)网关））。通过示例，服务卡可用于终接IPsec隧道，并且执行伴随鉴定(attendantauthentication)和加密算法。
如在本文中使用的，节点基于IP分组中的一些IP报头信息转发IP分组；其中，IP报头信息包括源IP地址、目的地IP地址、源端口、目的地端口（其中，“源端口”和“目的地端口”在本文中指协议端口，不同于网络元件的物理端口）、传输协议（例如，用户数据报协议(UDP)（RFC 768、2460、2675、4113和5405））、传输控制协议(TCP)（RFC 793和1180）及差分服务(DSCP)值（RFC 2474、2475、2597、2983、3086、3140、3246、3247、3260、4594、5865、3289、3290和3317）。节点在网络元件中实施。物理节点直接在网络元件上实施，而虚拟节点是软件，并且可能是硬件、在网络元件上实施的抽象。因此，多个虚拟节点可在单个网络元件上实施。
网络接口可以是物理或虚拟的；并且接口地址是指派到网络接口的IP地址或MAC地址，而无论它是物理网络接口还是虚拟网络接口。物理网络接口是网络元件中的硬件，通过它进行网络连接（例如，以无线方式通过无线网络接口控制器(WINIC)或者通过将电缆插入连接到网络接口控制器(NIC)的端口）。通常，网络元件具有多个物理网络接口。虚拟网络接口可与物理网络接口，与另一虚拟接口相关联，或者自己独立（例如，环回接口、点对点协议接口）。网络接口（物理或虚拟）可以被编号（带有IP地址或MAC地址的网络接口）或未编号（无IP地址或MAC地址的网络接口）。环回接口（及其环回地址）是经常用于管理目的的（物理或虚拟）节点的特定类型的虚拟网络接口（和IP地址或MAC地址）；其中，此类IP地址称为节点环回地址。指派到网络元件的一个或多个网络接口的一个或多个IP地址或一个或多个MAC地址被称作该网络元件的IP或MAC地址；在更粒度级别，对于指派到在网络元件上实施的节点的一个或多个网络接口，指派到其的一个或多个IP或MAC地址可被称作该节点的IP地址。
GADAG和MRT
图1示出数据网络的示例。网络100包含节点A-I。每个节点能够是本文中上面讨论的网络元件。网络100也包含本文中上面定义的PCE。在一些实施例中，PCE也实施为与节点A-I分隔的网络元件。在其它实施例中，PCE的功能在节点A-I内实施。提供保护的一种方式是部署最大冗余树(MRT)。借助于如技术领域中熟知的快速重新路由，MRT能够用于最短路径的保护。例如，假设为网络的每个链路预确定了如果给定链路或附接到它的邻居节点发生故障，节点将使用哪个MRT（蓝色或红色），如果最短路径链路发生故障，则在本地修复点的节点在以目的地地址为根（rooted）的不受影响的MRT上发送帧/分组。为计算MRT，我们需要先计算GADAG。
图2示出概有向非循环图(ADAG)和有向非循环图(DAG)。ADAG和DAG是图1的网络100的图形抽象。在图形中，每个节点变成图形的顶点，并且在节点之间的每个链路变成图的边缘。图形是有向图。在网络100的DAG中，它不包含有向循环。DAG能够表示顶点的偏序。例如，它将顶点A和I的偏序捕捉为A < B < C < F < H < I。由于不是所有关系必须由DAG定义，因此，它只是偏序。例如，图2中的DAG未提供有关在F与D、F与E或F与G之间关系的任何信息。
如定义的一样，网络100的ADAG具有在节点A的根（图中用粗的正方形表明），并且ADAG是网络100的图形，其中，如果传入到根A的所有链路被移除，则它会变成在图的右边示出的DAG。广义ADAG (GADAG)包括所有块的ADAG，包括不是2-连接的图形。
图3A-3B是示出MRT-蓝色和MRT-红色路径的框图，其中，GADAG根和MRT根在相同节点。在图中，作为MRT根的节点通过更暗色背景表明，并且GADAG根和MRT根两者均在节点A。MRT-蓝色和MRT-红色表示向共同根（在节点A的MRT根）提供最大不相交路径的一对有向生成树。
要注意的是，在MRT-蓝色路径中，在标号302的分组/帧流遵循从所有节点到MRT根的GADAG升序。相反，在MRT-红色路径中，在标号304的分组/帧流遵循从所有节点到MRT根的GADAG降序。换而言之，确定节点的顺序的GADAG的计算是计算用于给定MRT根的MRT-蓝色和MRT-红色的第一步骤。
在每个节点，在可行时，分组/帧使用不同端口到达MRT根。例如，在节点B，假设端口1在MRT-蓝色中用于到达根A。端口1耦合到连接到节点C的链路。在MRT-红色中，为到达根A，耦合到连接到节点A的链路的不同端口（称为端口2）用于分组/帧流304。用于业务的端口的分隔表示在网络中实施MRT-蓝色和MRT-红色图形时不相交的程度。
图4A-4B是示出MRT-蓝色和MRT-红色路径的框图，其中，GADAG根和MRT根在不同节点。一旦确定了GADAG根，便可计算GADAG。然而，对于给定GADAG，能够有产生不同MRT图行的多个MRT根。图4A-4B示出GADAD根是节点A并且MRT根是H的情形。在此情况下，MRT-蓝色和MRT-红色与图3A-3B不同。换而言之，对于带有根A的相同GADAG，MRT-蓝色和MRT-红色能够针对不同MRT根而不同。因此，相同GADAG能够用于使用给定MRT算法，为在网络中的所有MRT根计算所有MRT。假定GADAG相同，GADAG计算能够只进行一次，而MRT计算需要为每个MRT根重复进行。因此，可能分配MRT计算以实现更佳的计算效率。
在网络中部署MRT的方法
如本文中讨论的一样，通过为给定MRT根确定MRT-蓝色和MRT-红色，可实现更佳的网络冗余，因此，节点可在拓扑更改时沿MRT-蓝色或MRT-红色将业务路由到选择的路线。例如，在传送的分组/帧通过的最短路径树(SPT)断开时，分组/帧可立即切换到或MRT-蓝色或MRT-红色路径。
图5是示出根据本发明的一个实施例的MRT实施的三种模式的框图。图5中的网络100与图1中的所示相同，其中，网络包括节点A-I和PCE。对于部署MRT的网络，它可在模式三种模式A、B和C之一中操作。
在模式A中，MRT的计算利用完全分布式计算。在完全分布式计算中，每个节点计算用于拓扑的GADAG，并且然后每个节点为一个或更多个给定MRT根确定相应的MRT-蓝色和MRT-红色。在模式A中，每个节点配置有用于计算相应MRT-蓝色和MRT-红色的ECT算法，并且配置成使用结果MRT-蓝色和MRT-红色进行路由选择。
在模式B中，MRT的计算分成两部分，并且PCE和节点共同承担计算责任。具体而言，PCE计算用于网络的GADAG，并且GADAG的描述然后被分布到每个节点，并且节点计算用于一个或更多个给定MRT根的MRT-蓝色和MRT-红色。由于在每个节点不重复进行共同GADAG计算，因此，与模式A相比，模式B可能降低总体计算。
在模式C中，MRT的计算集中在网络的PCE。PCE为所有节点计算用于网络的GADAG和用于一个或更多个给定MRT根的MRT。然后，计算的MRT的描述被分布到每个节点。模式C的优点在于集中的计算降低了在单独节点计算的需要，并且它能够在诸如软件定义连网(SDN)系统的一些实施中极其有效。然而，由于计算的MRT的所有描述需要分布到每个节点，要求的通信量可能相当大，并且该模式可被视为太“啰嗦”。
三种模式（称为MRT部署模式）称为完全分布式计算模式（模式A）、中央计算的GADAG模式（模式B）和中央计算MRT模式（模式C）。本发明的实施例公开在这些模式中优化MRT的部署的方式。
设定网络以便部署MRT
对于部署MRT的网络，网络的每个节点需要在相同模式中工作。另外，网络需要一致地表明MRT。对于第2层网络，每个MRT-蓝色和MRT-红色可与VLAN ID (VID)关联。关联需要在节点之间传递以便在网络中一致。传递关联的一种方式是通过交换路由选择协议的子-TLV，例如，经由IS-IS。
图6是示出根据本发明的一个实施例的MRT VID子-TLV的框图。子-TLV可嵌入在路由选择协议的PDU（例如，问候(Hello) PDU）中，并且它可在每个节点生成（在模式A或B中）。它可在PCE生成（在模式B或C中），并且使用链路状态分组(LSP)或链路状态广告（advertisement）(LSA)分布到每个节点。
子-TLV包含类型字段602以指示用于MRT VID映射的子-TLV的类型。它也包含长度字段604以指示子-TLV的总长度。在标号624，它然后包含用于子-TLV的值的字段。用于子-TLV的值包括几个参数。在标号606，一个参数是识别要用于确定MRT-蓝色和MRT-红色的MRT算法的ECT算法。有多个预定义的ECT算法，并且每个产生最短路径树(SPT)。网络需要在查找SPT中为每个节点（和/或PCE）使用什么ECT算法方面保持一致。本发明的实施例使用ECT算法识别MRT低点算法。
图7是示出根据本发明的一个实施例的等价树(ECT)算法映射的框图。在映射表中，每个ECT算法通过值识别，并且每个ECT算法对应于MRT部署模式。在此示例中，ECT算法00-80-C2-20表示MRT部署模式C，ECT算法00-80-C2-21表示MRT部署模式A，以及ECT算法00-80-C2-23表示MRT部署模式B。很明显，任何十六进制值可表示在每个模式中使用的ECT算法，并且示出的十六进制值只是示例。
还要注意的是，图7中的表格可以是本文中上面所述IEEE P802.1Qca/D0.5的表格45-1的扩展或变化，其中，为显式和受约束路径选择ECT算法值。
返回参照图6，用于子-TLV的值包含不同VID值，在标号608一个是用于识别MRT-蓝色的VID（有时称为蓝色VID），在标号610一个是用于识别MRT-红色的VID（有时称为红色VID），以及在标号612另一VID（可选的）可用于识别最短路径VID，这能够是基础VID或SPVID。要注意的是，在MRT-蓝色和MRT-红色未用于相互保护而是保护最短路径时可利用VID 612。
在不同实施例中，用于子-TLV的值内的各种字段的顺序可不同，并且如所示的更多或更少字段可被包括。在一些实施例中，字段的顺序指示哪个VID服务于什么目的（例如，第一VID是蓝色VID，第二VID是红色VID，以及第三VID是SPVID）。在备选实施例中，一个或更多个标志指示哪个VID服务于什么目的（例如，字段上的标志表明蓝色VID）。
虽然使用新MRT VID子-TLV是设定第2层网络以便部署MRT的一种方式，但我们也可使用SPB实例子-TLV以传递设定第2层网络以便部署MRT的所需的信息。
在SPB实例子-TLV中，存在一个或两个VLAN ID元组，并且ECT算法字段传达MRT算法的ID。如果有一个VLAN ID元组，则基础VID字段传达蓝色VID值，而SPVID字段传达红色VID值。如果有两个VLAN ID元组，则元组1的基础VID字段等于元组2的基础VID字段，其中，基础VID可用于最短路径。元组1的SPVID字段传达蓝色VID，并且元组2的SPVID字段传达红色VID。要注意的是，SPB实例子-TLV也可以以不同方式构建以传达相同ECT算法、蓝色VID、红色VID及SPVID值。
对于第3层网络，多拓扑标识符(MT-ID)用于识别MRT-蓝色和MRT-红色，其中，MT-ID通过或OSPF或IS-IS协议传递。
通过模式A在网络中部署MRT
一旦通过本文中上面讨论的方法设定了网络，便可在网络中部署MRT。MRT可通过模式A部署，也就是说，处于完全分布式方式的计算MRT，并且每个节点计算用于网络的GADAG和用于一个或更多个MRT根的MRT计算。
为计算网络的GADAG，需要识别GADAG根。在一个实施例中，桥标识符(ID)用于GADAG根选择。要注意的是，桥ID具有能够被利用的优先级字段。一旦识别了GADAG根，便可利用已知算法之一来确定用于网络的GADAG，并且然后可计算用于MRT根的MRT。
图8是示出根据本发明的一个实施例的MRT实施的框图。方法可在第2层网络中实施。它由拓扑更改触发。拓扑更改可以是由于诸如如所示的中断66的链路中断、节点关闭、节点添加或影响网络拓扑的任何其它状况。
参照图8，在所有节点，每个节点执行以下操作而无需PCE的介入。它先检测拓扑更改，并且然后等待在拓扑更改后发生的融合完成。在网络在融合时，如果可能，则在故障事件后，重定向数据业务。在此示例中，节点F和/或H（本地修复点或PLR）立即检测到故障，并且如果有用于节点的计算的MRT，则节点F和/或H将数据业务重定向到在故障中继续存在的当前最大冗余树(MRT)。MRT用于一个或更多个MRT根，每个对应于MRT对。如果没有用于节点的计算的MRT，则节点计算最短路径，并且安装对应的转发状态。
然后，每个节点计算网络的GADAG，并且这由基于在每个节点的新拓扑计算MRT-蓝色和MRT-红色跟随。基于计算的MRT-蓝色和MRT-红色，节点安装用于计算的MRT-蓝色和MRT-红色的过滤数据库(FDB)条目，并且FDB条目可用于在将来拓扑更改中的保护。
由于在单独节点的基础上执行GADAG和MRT的所有计算，因此，最小化了在节点之间和在节点与PCE之间的通信，但随着每个节点执行所有计算，因此，节点比模式B或C要求更多的计算能力。
图9是示出根据本发明的一个实施例的MRT实施的流程图。方法900可在第2层网络中在网络节点（或只是节点）实施。第2层网络包含作为节点/桥的多个网络元件，并且它可包含或可不包含用于路径计算的独立PCE。
在标号902，方法可以可选地以节点确定拓扑更改开始。拓扑更改可以是例如由于如图8中所示的中断66的链路中断、节点关闭、节点添加或影响网络的拓扑的任何其它状况。一旦确定了拓扑更改，流程便可去往标号903，其中，节点计算最短路径，并且安装对应的转发状态。在备选实施例中，节点包含计算的MRT和对应的安装的转发状态，而不计算最短路径和安装对应的转发状态，在此情况下，节点选择在拓扑更改中继续存在的MRT，并且相应地将数据业务重定向到继续存在的MRT。然后，在标号904，节点等待的网络融合的完成。节点可只是等待时间期（例如，只是等待“足够长时间”），或者它可得到网络融合已完成的指示。要注意的是，在确定网络融合是否已完成中，可实施多个更成熟的方案。
在标号906，节点计算用于网络的广义概有向非循环图(GADAG)。在一个实施例中，桥ID用于GADAG根选择。一旦选则了根，则可利用已知算法之一来确定用于网络的GADAG。然后，在标号908，节点计算第一MRT（例如，MRT-蓝色）和第二MRT（例如，MRT-红色），其中，第一MRT和第二MRT的每对用于一个MRT根，并且节点可包含一个或更多个MRT根。在一个实施例中，网络中的每个节点是MRT根，因此，需要计算用于每个节点的MRT对。在另一实施例中，仅网络中选择的节点是MRT根，并且节点只需要计算用于选择的根的MRT对。在一个实施例中，GADAG和MRT的计算利用MRT低点算法，如2013年10月21日题为“用于为IP/LDP快速重新路由计算最大冗余树的算法”(Algorithms for Computing Maximally Redundant Tree forIP/LDP Fast Reroute)的IETF草案中提议的一种算法，其中，MRT低点算法映射到一个或更多个ECT算法。
然后，在标号910，节点基于计算的第一MRT和第二MRT（MRT对），安装过滤数据库(FDB)条目。FDB条目可通过<蓝色VID, MAC>和<红色VID, MAC>的元组识别，其映射VID与特定MAC地址。要注意的是，MRT树可以是“来自根”或“到根”。例如，对于单播业务，MRT树通常是到根，并且对于多播业务，MRT树通常是来自根，并且对于不同业务类型，FDB条目可以不同方式安装。
要注意的是，安装FDB条目应以不造成业务中断为目标。因此，树的至少之一应当不受影响（untouched），同时通过安装FDB条目来更新另一个。在一个实施例中，涉及有三种类型的树，并且它们是最短路径树(SPT)、MRT-蓝色和MRT-红色。在此情况下，在标号903已先计算SPT树，并且安装对应的FDB条目。在另一实施例中，涉及有两种类型的树，并且它们是MRT-蓝色和MRT-红色。在两个实施例中，在标号910，节点一次为一个树更新FDB。例如，先为MRT-蓝色安装FDB条目，并且之后为其对应的MRT-红色安装FDB条目。
要注意的是，标号902-904是方法900的可选步骤。在其它情形中，可触发标号906-910中GADAG和MRT对的计算，例如，网络启动的过程。还要注意的是，为在网络的节点中部署方法900，节点需要就要使用的ECT算法、用于MRT-蓝色、MRT-红色及SPT（在适用时）的VID值达成一致。也就是说，在与图6-7有关的讨论中公开的过程或在节点之间提供设定一致性的另一过程已完成。
通过模式B在网络中部署MRT
MRT部署模式B（中央计算的GADAG模式）利用独立PCE执行用于网络的GADAG计算，同时其让网络的节点单独计算MRT对。类似于模式A，需要识别GADAG根以便计算用于网络的GADAG，并且在一个实施例中，桥ID用于GADAG根选择。
图10是示出根据本发明的一个实施例的另一MRT实施的框图。方法可在第2层或第3层网络中实施。过程由拓扑更改触发。拓扑更改可以是由于诸如如所示的中断66的链路中断、节点关闭、节点添加或影响网络拓扑的任何其它状况。
参照图10，任务框I和II示出根据本发明的一个实施例执行操作的顺序。在任务框I，在通知PCE拓扑更改后，它等待网络融合完成。然后，它计算用于网络的GADAG。然后，它组装GADAG描述符，该描述符描述计算的GADAG。然后，将GADAG描述符分布到网络的节点。
在任务框II，每个节点接收GADAG描述符，并且它计算用于一个或更多个MRT根的每个的MRT-蓝色和MRT-红色。然后，它更新其转发状态。如果网络是第2层网络，则它安装分别对应于用于MRT-蓝色和MRT-红色的VID的FDB条目。如果网络是第3层网络，则它安装转发信息库(FIB)条目。
由于在PCE与节点之间分布GADAG和MRT的计算，因此，在节点之间共同的GADAG的计算在节点不重复进行，因此，与在模式A中部署MRT的节点相比，在模式B中部署MRT的节点的计算更不密集。然而，模式B要求在PCE与节点之间更多的通信，因为在PCE的计算的GADAG需要传递到节点，但这只是从PCE发送到节点一次的单个PDU。
图11是示出根据本发明的一个实施例的GADAG计算和分布的流程图。方法1100可在第2层或第3层网络中网络的PCE实施，其中，网络包含多个节点。
在标号1102，方法可选地以PCE确定网络的拓扑更改开始。拓扑更改可以是由于诸如如图10中所示的中断66的链路中断、节点关闭、节点添加或影响网络的拓扑的任何其它状况。一旦确定了拓扑更改，流程便可去往标号1104，其中，PCE等待网络融合的完成。PCE可只是等待时间期（即，等待“足够长时间”），或者它可得到网络融合已完成的指示。
在标号1106，PCE计算用于网络的广义概有向非循环图(GADAG)。在一个实施例中，桥ID用于GADAG根选择。一旦选则了根，便可利用已知算法之一来确定用于网络的GADAG。然后，在标号1108，PCE组装用于计算的GADAG的GADAG描述。
计算的GADAG可通过图形的边缘列表（即，网络的链路）描述，并且边缘可由节点标识符(ID)和端口标识符(ID)表示。图12示出根据本发明的一个实施例，用于分布GADAG描述的显式路径(EP)子-TLV。EP子-TLV包含指示子-TLV的类型的类型字段1202，并且它也包含指示子-TLV的长度的长度字段1204。它也包含计算的GADAG的边缘的表示。根据一个实施例，计算的GADAG的边缘包括在列表中。边缘能够由包含节点ID和端口ID的元组表示。节点ID可以是系统ID、IP地址、MAC地址或桥ID。端口ID可以是第3层IS-IS术语中的电路ID、第2层IEEE 802.1术语中的桥端口或在节点的端口的任何其它表示。
参照图12，在标号1212，GADAG的第一边缘由识别在标号1206的GADAG的边缘的更低顶点的节点ID #1和识别连接到GADAG边缘的更高顶点的端口的端口ID #1表示。更高或更低的顶点是根据由GADAG提供的偏序。类似地，在标号1214，GADAG的第二边缘由分别在标号1210的节点ID #2和在标号1212的端口ID #2表示。
注意的是，GADAG描述可表明GADAG根。在一个实施例中，GADAG根可由顶点的顺序来表明，例如，用于GADAG描述的EP子-TLV的第一项点是GADAG根。在另一实施例中，GADAG根可由标志表明。在备选方案中，在GADAG描述未表明GADAG根时，每个节点可例如基于边缘的桥ID，自行确定GADAG根。用于GADAG描述的EP子-TLV可称为GADAG描述符。要注意的是，根据本发明的原理，可实施其它GADAG描述而也不使用EP子-TLV。
可选地，携带特征（signature）（即，拓扑的摘要，在其上执行计算）连同在相同链路状态分组(LSP)中的GADAG描述可能会有所帮助。因此，计算拓扑摘要的每个节点能够验证GADAG是否相关。如果摘要不匹配，则PCE具有与网络节点的视图不同的有关网络拓扑的视图，并且应只存储在GADAG描述中携带的GADAG，而网络节点不进行其它动作直到摘要匹配。
返回参照图11，在标号1110，一旦组装了GADAG描述，则便将GADAG描述分布到网络中的节点。在一个实施例中，在包含诸如如图12中所示的子-TLV的一个或更多个LSP中，将GADAG描述满溢到节点。
要注意的是，标号1102-1104是方法900的可选步骤。在其它情形中，可触发标号1106-1110中GADAG和MRT对的计算，例如，网络启动的过程。还要注意的是，为在网络的节点中部署方法900，节点需要就要使用的ECT算法、用于MRT-蓝色、MRT-红色及SPT（在适用时）的VID值达成一致。也就是说，在与图6-7有关的讨论中公开的过程或在节点之间提供设定一致性的另一过程已完成。
在将GADAG描述分布到网络中的节点后，节点然后基于GADAG描述，计算MRT对。图13是示出根据本发明的一个实施例，计算MRT对的流程图。方法1300可在第2层网络中的节点实施。
在标号1302，节点接收GADAG描述。在一个实施例中，在包含图12中示出的EP子-TLV的LSP中嵌入GADAG描述。如本文中上面讨论的一样，可选地，携带GADAG描述的相同LSP也可携带特征（即，在其上执行计算的拓扑的摘要）。因此，计算拓扑摘要的节点能够验证GADAG是否相关。如果摘要不匹配，则PCE和网络节点具有有关网络拓扑的不同视图，并且应只存储在GADAG描述中携带的GADAG，而网络节点不进行其它动作，直到摘要匹配。
假设GADAG有效，则在标号1304，基于GADAG描述，节点计算用于一个或更多个MRT根的MRT-蓝色和MRT-红色。在一个实施例中，网络的每个节点是MRT根，因此，为每个节点执行MRT对的计算。在另一实施例中，仅选择的一个或多个节点能够是一个或多个MRT根，并且节点只需要计算用于选择的一个或多个根的MRT对。
在一个实施例中，例如通过为是MRT根的网络节点设置MRT根标志，在GADAG描述中编码一个或多个MRT根的选择。在另一实施例中，一个或更多个消息编码MRT根选择，例如，LSP、SNMP PDU或OpenFlow控制分组。在另一实施例中，在网络节点本地配置MRT根，这可由网络节点例如在LSP中或在LSA中广告。
在标号1306，节点基于计算的MRT对，安装FDB条目。FDB条目可与<蓝色VID, MAC>和<红色VID, MAC>的元组关联，元组用特定MAC地址映射VID。要注意的是，MRT树可以是“来自根”或“到根”。例如，对于单播树，MRT树通常是到根，并且对于多播业务，MRT树一般是来自根，并且对于不同业务类型，FDB条目可以不同方式安装。
类似于模式A，安装FDB条目应以不引起业务中断为目标，并且树的至少之一应当不受影响，同时通过安装FDB条目来更新另一树。
虽然方法1300可在第2层网络中的节点实施，但图14示出根据本发明的另一实施例，计算MRT对。方法1400可在第3层网络中的节点实施。方法1400类似于方法1300，除前者在第3层执行外，因此，在标号1402，收到的GADAG描述可处在优化用于第3层通信的不同格式。在标号1404，用于一个或多个MRT根的MRT对的计算可类似于标号1304。在标号1406，节点基于计算的MRT对，安装转发信息库(FIB)条目。FIB条目可与用于每个MRT根的蓝色和红色MT ID关联。
在SDN或NFV中的实施例
虽然关于部署MRT的讨论一直是关于常规数据网络，例如网络元件包含集成控制平面和数据平面的传统网络，但本发明的实施例并不限于此。它能够与新兴连网技术良好地集成，如软件定义连网(SDN)系统和网络功能虚拟化(NFV)，其中，控制功能和数据转发功能可分隔。
图15是示出SDN网络的框图。SDN网络1500包括多个转发元件和命令转发元件的转发行为的多个控制器。要注意的是，SDN网络可包含数量更大得多的网络元件，并且现有网络元件可利用SDN兼容的协议实施，由此变成SDN网络的一部分（例如，现有IP路由器可支持OpenFlow协议，并且因此变成SDN转发元件或SDN控制器）。因此，SDN网络1500只是用于示出逻辑SDN网络配置。
转发元件
SDN转发元件（在SDN符合OpenFlow标准时，在OpenFlow术语中称为OpenFlow交换机或简称为交换机）的主要任务是要根据在由一个或更多个SDN控制器中编程的流表中的规则，将SDN转发元件内的分组从入口端口转发到出口端口。每个流条目包含一组动作，例如将分组转发到给定端口，修改分组报头中的某些比特，将分组封装到SDN控制器，或者丢弃分组。对于新流中的第一分组，转发元件经常将分组转发到SDN控制器以触发被编程的新流。它也能够用于将诸如因特网控制消息协议(ICMP)分组的慢路径分组转发到SDN控制器以便进行处理。要注意的是，流的概念能够广义地定义，例如，TCP连接，或来自特定MAC地址或IP地址的所有业务。还要注意的是，SDN网络内的分组广义地定义，并且它可以是以太网帧、IP网络分组或处于专有格式的消息。
SDN控制器
SDN控制器（经常称为远程控制器或控制器）添加流条目和从流表移除流条目。它定义在SDN其它网络元件和转发元件的集合之间的互连和路由选择。它也处置网络状态分布，例如收集来自SDN转发元件的集合的信息和将转发/路由选择指令分布到它们。SDN控制器也能够编程成支持新的寻址、路由选择和复杂的分组处理应用。SDN控制器是SDN网络的“大脑”。转发元件需要连接到至少一个SDN控制器以便正确起作用。
参照图15，SDN网络1500包含SDN控制器1592和转发元件A-G（或SDN交换机，术语“转发元件”和“SDN交换机”在本文中下面可互换使用）的集合。控制器1592（术语“控制器”和“SDN控制器”在本文中下面可互换使用）管理SDN交换机A-G，并且SDN交换机通过通信信道连接到其管理控制器，并且SDN交换机不一定具有到控制器（因此，术语“远程”控制器）的直接连接性。
SDN交换机能够在逻辑上被视为包含两个主要组件。一个组件是控制平面实体，并且另一组件是转发平面实体。在标号1554，SDN交换机C的放大视图示出两个平面实体。SDN交换机C包含控制平面实体1562和转发平面实体1564。控制平面实体1562协调SDN交换机C的管理和配置。通过在主处理器1572上运行应用，实现转发平面实体1564的配置。主处理器1572通常运行操作系统以便提供熟知的开发环境。使用互连（例如，外设组件互连(PCI)总线），将命令从主处理器1572发送到交换机处理器1574。例外分组（例如，用于路由选择和管理的分组）经常在主处理器1572上处理。交换机处理器1574与SDN交换机C的各种转发端口1578交互以转发并且以其它方式处理传入和传出分组。
转发平面实体1564负责转发业务（转发操作包括交换、路由选择、学习等）。它包含设计成以损害更复杂和灵活的开发环境为代价提供高吞吐量的交换机处理器1574。不同类型的高性能存储器和硬件加速器经常存在于交换机处理器1574的板上用于实现高吞吐量。相反，主处理器1572能够更复杂和灵活，但以损害提供高吞吐量为代价，因为它处理的控制分组（经常称为慢路径分组）多于数据分组，因此，吞吐量是任务关键性更低的。在SDN交换机（例如，SDN交换机C）接收与新流关联的分组时，它不知道将分组转发到哪里。因此，在此示例中，它将分组发送到其管理SDN控制器(PCE) 1592。控制器1592接收分组，并且它编程新流条目，并且发送到SDN交换机C。SDN交换机C然后根据新流条目转发分组。
SDN网络能够是用于实施中心计算的MRT模式（模式C）的理想平台。在此情况下，PCE（SDN控制器）1552执行GADAG和MRT计算两者，并且将计算结果分布到网络中的所有节点（SDN交换机），以便每个交换机可在网络拓扑更改时安装其相应FDB和FIB条目。
SDN网络也能够用于实施中心计算的GADAG模式（模式B）。在此情况下，PCE 1552执行GADAG计算，并且分布GADAG描述（如图11和12中所示）。所有节点计算MRT对，并且在网络拓扑更改时安装其相应FDB和FIB条目（如图13和14中所示）。
支持MRT部署的网络元件
图16是示出根据本发明的一个实施例，实施部署MRT的两个网络元件的框图。两个网络元件包括充当网络节点的网络元件和充当PCE的另一网络元件。如所示的，在网络元件1601与路径控制元件1612之间存在通信。图16中示出的网络元件1601示例包括数据平面，数据平面包括交换结构1607、例如1608和1609的多个数据卡、至少一个接收器(Rx)接口1610和至少一个传送器Tx接口1611。Rx和Tx接口1610和1611与网络上的链路对接，数据卡1608和1609在通过接口1610和1611收到的数据上执行功能，并且交换结构1607在数据卡与类似输入/输出(I/O)卡之间交换数据。
网络元件1601也包括控制平面，控制平面包括包含配置成部署MRT的控制逻辑的一个或更多个处理器1602。在控制逻辑中也可实施其它过程。
网络元件1601也包括存储器1603，存储器存储用于控制协议1604的软件、协议栈1605和一个或更多个数据库1606。用于控制协议1604的软件可包含与部署MRT关联的数据和指令。协议栈1605存储由网络元件1601实施的方法和/或协议。数据库用于确定和存储转发路径条目。例如，FDB或FIB实体可存储在数据库1606中。
网络元件601可包含其它软件、过程和信息的存储以使它能够执行用于部署MRT的功能以及执行通常在通信网络上网络元件中实施的其它功能。
耦合到网络元件1601的PCE 1612包括耦合到存储器614的一个或更多个处理器1613。处理器613包括执行路径计算操作和用于网络元件601的指令的操作的逻辑。存储器1614包括适用于如本文中所描述的那样计算GADAG和MRT的路径计算软件1615。存储器1614也包括数据库1616。数据库可包括由网络元件1601存储的数据库的复本，并且可包括例如用于GADAG和/或MRT计算的其它数据库。
在一个实施例中，网络元件1601和1602是第2层网络的一部分，并且它们以通信方式与其它网络元件耦合。网络元件1601在模式A中操作，并且它可广告和接收诸如MRT VID子-TLV 600的网络设定，如图6中所示的。网络元件在设定阶段后就相同网络设定达成一致。然后，一旦拓扑更改，网络元件1601便执行上面与图9有关讨论的方法，其中，最短路径、GAGDAG和MRT对的计算可由处理器1602和存储器1603执行。
在另一实施例中，网络元件1601在模式B中操作。网络元件、另一网络元件或PCE1612可广告和接收诸如MRT VID子-TLV 600的网络设定，如图6中所示的。网络元件在设定阶段后就相同网络设定达成一致。一旦PCE 1612确定拓扑更改，它便执行上面与图11和12有关讨论的方法，其中，由PCE 1612计算GADAG和分布GADAG描述，并且可由处理器1613和存储器1614执行GADAG的计算。然后，网络元件1601可执行上面与图13和14有关讨论的方法。
图17是示出根据本发明的一个实施例，实施部署MRT的方法的一个网络元件的框图。如图17示出的，网络元件1701也可托管路径计算软件。因此，图17中示出的网络元件1701示例包括数据平面，数据平面包括交换结构1708、例如1709和1710的多个数据卡、至少一个接收器(Rx)接口1711和至少一个传送器Tx接口1712。Rx和Tx接口1711和1712与网络上的链路对接，数据卡1709和1710在通过接口1711和1712收到的数据上执行功能，并且交换结构1708在数据卡与其它I/O卡之间交换数据。网络元件1701也包括控制平面，控制平面包括包含配置成部署MRT的控制逻辑的一个或更多个处理器1702。
在一个实施例中，网络元件1701在模式A中操作，并且它可广告和接收诸如MRTVID子-TLV 600的网络设定，如图6中所示的。网络元件在设定阶段后就相同网络设定达成一致。然后，一旦拓扑更改，网络元件1701便执行上面与图9有关讨论的方法，其中，最短路径、GAGDAG和MRT对的计算可由处理器1702和存储器1703执行。
图18是示出根据本发明的一个实施例，实施用于计算和分布GADAG的方法的一个网络元件的框图。网络元件1800充当包含多个网络元件的网络的PCE。PCE 1800包含计算单元1802、组装单元1804和分布单元1806。可选地，网络元件1800另外包含确定单元1808和等待单元1810。
在一个实施例中，计算单元1802计算用于网络的GADAG，其中，GADAG是网络的图形抽象，其中多个网络元件是GADAG的顶点，并且连接多个网络元件的链路是GADAG的边缘。组装单元1804基于计算的GADAG，组装GADAG描述符，并且分布GADAG描述符到多个网络元件，其中，多个网络元件的每个网络元件利用GADAG描述符计算用于转发业务的最大冗余树。在一个实施例中，网络元件1800的确定单元1808确定网络的拓扑更改，并且等待单元1810在网络元件1800使计算单元1802计算用于网络的GADAG前等待网络融合的完成。
虽然本文中上面图中的流程图示出由本发明的某些实施例执行的操作的特定顺序，但应理解，此类顺序是示范的（例如，备选实施例可以以不同的顺序执行操作，组合某些操作，重叠某些操作等）。
虽然本发明已根据几个实施例描述，但本领域的技术人员将认识到本发明不限于所描述的实施例，通过在随附权利要求的精神和范围内的修改和变化，能够实践本发明。描述因此要视为是说明性的而不是限制。

Claims (22)

1.一种用于部署在实施网络的路径计算元件PCE的功能性的网络元件中实施的最大冗余树的方法，其中所述网络包含多个网络元件，所述方法包括：
由所述网络元件计算(1106)用于所述网络的广义概有向非循环图GADAG，其中所述GADAG是所述网络的图形抽象，其中所述多个网络元件是所述GADAG的顶点，并且连接所述多个网络元件的链路是所述GADAG的有向边缘；
由所述网络元件基于计算的GADAG来组装(1108) GADAG描述符；以及
由所述网络元件分布(1110)所述GADAG描述符到所述多个网络元件，其中所述多个网络元件中的每个网络元件利用所述GADAG描述符计算用于转发业务的最大冗余树。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG的所述计算包括利用用于GADAG根选择的桥标识符，以及其中所述桥标识符识别所述多个网络元件并且包括优先级字段。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG描述符指示所述GADAG的所述有向边缘的列表。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG描述符包括子-类型/长度/值，即子-TLV。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述子-TLV包括类型字段、长度字段和所述计算的GADAG的所述顶点的表示。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述顶点的每个表示包含节点标识符。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述节点标识符识别桥。
8.如权利要求6所述的方法，在所有其它表示的顶点前的第一表示的顶点表明所述第一表示的顶点是所述GADAG的GADAG根。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG的所述有向边缘形成有向链，并且其中所述有向链通过有序节点标识符描述。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG描述符的所述分布包括将在链路状态分组LSP或链路状态广告LSA中包含的所述GADAG描述符洪泛到所述多个网络元件。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述网络包含软件定义连网SDN系统，并且其中所述PCE由所述SDN系统的SDN控制器实施。
12.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定(1102)所述网络的拓扑更改；以及
在计算用于所述网络的所述GADAG前等待(1104)网络融合的完成。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG描述符的所述分布使所述多个网络元件的至少一个网络元件执行以下操作：
接收(1302)来自实施所述PCE的所述功能性的所述网络元件的所述GADAG描述符；
计算(1304)用于最大冗余树MRT根的第一MRT MRT-蓝色和第二MRT，其中所述MRT根表示所述网络的一个网络元件；以及
基于计算的第一MRT和所述第二MRT来安装(1306)过滤数据库FDB条目。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述FDB条目的所述安装包括：
在用于所述第一MRT的FDB条目的所述安装在整个所述网络已完成时，安装对应于所述第二MRT的所述FDB条目。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述GADAG描述符在链路状态分组LSP中携带，并且其中所述LSP包含用于验证所述GADAG描述符的所述网络的拓扑的摘要。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述MRT根在收到的GADAG描述符中指示。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述GADAG描述符的所述分布使所述多个网络元件中的至少一个网络元件执行以下操作：
接收(1402)来自实施所述PCE的所述功能性的所述网络元件的所述GADAG描述符；
计算(1404)用于最大冗余树MRT根的第一MRT MRT-蓝色和第二MRT MRT-红色，其中所述MRT根表示所述网络的一个网络元件；以及
基于计算的第一MRT和所述第二MRT来安装(1406)转发信息库FIB条目。
18.一种用于部署实施网络的路径计算元件PCE的功能性的最大冗余树的网络元件，其中所述网络包含多个网络元件，所述网络元件包括：
处理器(1613)和耦合到所述处理器的存储器(1614)，所述存储器包含能够由所述处理器执行的路径计算软件(1615)，其中所述网络元件操作以执行以下操作：
计算用于所述网络的广义概有向非循环图GADAG，其中所述GADAG是所述网络的图形抽象，其中所述多个网络元件是所述GADAG的顶点，并且连接所述多个网络元件的链路是所述GADAG的有向边缘；
基于计算的GADAG来组装GADAG描述符；以及
分布所述GADAG描述符到所述多个网络元件，其中所述多个网络元件中的每个网络元件利用所述GADAG描述符计算用于转发业务的最大冗余树。
19.如权利要求18所述的网络元件，其中所述GADAG的所述有向边缘形成有向链，并且其中所述有向链通过有序节点标识符描述。
20.如权利要求18所述的网络元件，其中所述GADAG描述符包括子-类型/长度/值，即子-TLV。
21.如权利要求18所述的网络元件，其中所述网络包含软件定义连网SDN系统，并且其中所述网络元件是所述SDN系统的SDN控制器。
22.如权利要求18所述的网络元件，其中所述网络元件还操作以执行以下操作：
确定所述网络的拓扑更改；以及
在计算用于所述网络的所述GADAG前等待网络融合的完成。
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