CN110870261A - Pecp分段路由路径分段标签绑定扩展 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种支持分段路由流量工程标签交换路径(Segment Routing Traffic Engineering Label Switched Path，简称SR‑TE LSP)建立的方法，无需考虑转发节点对最大分段深度(Maximum Segment Depth，简称MSD)的限制。路径计算单元(Path Computation Element，简称PCE)从所有的路径计算客户(Path Computation Client，简称PCC)中获知SRID(即标签)，因为所述PCC运行内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP)，并与流量工程数据库(Traffic Engineering DataBase，简称TEDB)保持一致。传统技术仅限于使用PCE进行标签分配。它们不指导也不建议使用PCC进行标签分配。本发明将入标签与PCE用于子LSP(即LSP的一部分)的出标签栈和标签范围相关联。所述PCE能够从定义的标签范围(即标签类型3)中生成标签绑定，并将所述标签绑定发送到网络装置。

Description

PECP分段路由路径分段标签绑定扩展

技术领域

本文描述的发明一般涉及通信网络，特别涉及在旧系统中将具有多协议标签交换的分段路由与更长的路径分段集成在一起。更具体地，本发明涉及一种在通信网络中发送数据报文的方法和装置。

背景技术

传统的路由技术要求SDN(Software Defined Networking，软件定义网络，简称SDN)控制器与流量路径中涉及的每个节点直接交互。由于核心网节点中需要维护的路由状态以及所需的配置流量，业务流的粒度和时间特性可能导致可伸缩性问题。

分段路由(Segment Routing，简称SR)是一种新兴的技术，它能够简化WAN中流量工程的实现。SR通过组合简单的网络指令来提供对转发路径的完全控制，从而不再需要任何额外协议，有时甚至移除不必要的协议以简化网络。SR通过在网络边界处委派配置和逐流状态来简化路由。在SR中，由于不需要路径信令，只需要在SR域的入节点维护逐流状态，从而在提高网络灵活性的同时降低了成本。分段路由允许流量沿网络中的任意路径进行引导，从而允许运营商执行低延迟和/或分离路径，而不考虑传统的/正常的转发路径。

多协议标签交换(Multiprotocol Label Switching，简称MPLS)是一种在高性能电信网络中承载数据的协议。基于短路径标签而非传统上使用的长网络地址，MPLS将数据从一个网络节点定向到下一个网络节点，从而避免了在路由表中进行复杂的查找工作。这些标签标识的是远距离节点之间的虚拟链路(路径)，而不是端点之间的。MPLS可以封装各种网络协议的报文，因此称为“multiprotocol”。在MPLS中，每个报文在进入服务提供商网络时由入口路由器标记，所有后续的路由交换机仅根据所述标签转发打包的数据，从而无需通过查看IP报头来路由流量。出口路由器移除标签，将原始IP报文转发至其最终目的地。

值得注意的是，分段路由可以直接应用于MPLS架构中，无需改变其转发层面。比起传统MPLS网络，SR可以更有效地利用网络带宽，同时提供更低的时延。分段被编码为MPLS标签，有序的分段列表被编码为标签栈，要处理的分段位于栈的顶部，完成一个分段后，相关标签从栈中弹出。

分段路由提供无拓扑约束的自动流量保护。所述网络保护流量免受链路和节点故障，无需网络中额外的信令。现有的IP快速重路由(fast re-route，简称FRR)技术，结合分段路由中的显式路由能力，可保证最佳备份路径的全保护覆盖。流量保护并不造成任何额外的信令要求。

使用分段路由流量工程(Segment Routing Traffic Engineering，简称SR-TE)-MPLS，节点通过被称为分段(MPLS标签)的有序指令列表来引导报文。入节点插入分段(即标签栈)，以将所述报文引导到网络中的特定路径。当分段路由隧道由集中控制器计算时，控制器必须知道节点或链路SR隧道出口的最大分段深度(Maximum Segment Depth，简称MSD)，以确保其不会下载深度超过所使用的节点或链路所能承受的SID(标签栈)的路径。

值得注意的是，旧系统(老的路由器或低端硬件设备)对插入的分段数有限制(因为这些系统的SR-TE中的MSD值或跳数通常为3到5)，无法满足完整的SR-TE路径(在入口处插入的标签栈)的需要。值得注意的是，这些系统的MSD值至少为2。

因此，在旧系统中，SR-TE中的MSD或跳数的硬件限制使得在旧系统中实施SR-TE且其中SR-TE路径跨越的跳点超过MSD值(例如，如果数据路由涉及的节点数量大于3到5)的情况尚未实现。更具体地，由于旧系统的某些硬件限制，例如，如果其MSD值为3，则当建立SR-TE时，路由器是分段路由隧道的入节点，则分段路由隧道的入节点与分段路由隧道的出节点之间的最大跳数只能为3，即，跳数不能大于3。

因此，需要引入一种机制，在旧系统中实施SR-TE-MPLS，以消除跨越跳点的SR-TE路径需要与MSD值相同的限制，即引入一种在旧系统中建立更长的分段路由隧道的方式。

上述在旧系统中实现SR-TE-MPLS的不足之处仅旨在概述传统系统/机制/技术的一些问题，并非详尽无遗。在下文综述中，常规系统/机制/技术的其他问题以及本文描述的各种非限制性实施例的相应优点会变得更明显。

发明内容

本发明内容是为了介绍与跨网络实现SR-TE LSP(Label Switched Path，简称LSP)的方法有关的概念，以提供更长的SR-TE路径，下面会在详细描述中进一步描述这些概念。本发明内容不旨在识别所要求保护的发明的基本特征，也不旨在用于确定或限制所要求保护的发明的范围。

本发明的目的是通过提供标签栈并将标签栈与入标签绑定来解决上述技术问题。

本发明的另一目的是实现跨网络的SR-TE LSP的建立，以提供更长的SR-TE路径。

本发明的又一目的是提供一种在旧系统中建立更长分段路由隧道的装置。

本发明的又一目的在于提供一种在通信系统中发送数据报文的方法。

本发明的又一目的在于提供一种在通信系统中发送数据报文的装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种在通信系统中发送数据报文的方法。所述方法包括：第一网络装置通过所述SR-TE路径的第一邻接段接收第一报文，其中所述第一邻接段位于第一标签交换路由器(label switching router，简称LSR)和所述第一网络装置之间，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；根据所述第一报文以及所述第一入标签与第一标签栈的对应关系，所述第一网络装置确定所述第一标签栈；根据所述第一入标签，所述第一网络装置生成第三报文，其中所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；沿所述SR-TE路径的第一路径分段，所述第一网络装置发送所述第三报文至第二网络装置，其中所述第一标签栈包括至少一个邻接段标识(adjacencysegment identifier，简称Adj-SID)，所述第一路径分段由所述第一标签栈中的至少一个Adj-SID标识；其中，所述第一网络装置为所述第一路径分段的入节点，所述第二网络装置为所述第一路径分段的出节点。

在第一方面的一种实现方式中，本发明提供了一种支持SR-TE LSP建立的方法，以提供更长的SR-TE路径。路径计算单元(Path Computation Element，简称PCE)从所有的路径计算客户(Path Computation Client，简称PCC)中获知SRID(即标签)，即PCC运行内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP)，并与流量工程数据库(TrafficEngineering DataBase，简称TEDB)保持一致。

根据本发明的第二方面，提供了一种在通信网络中发送数据报文的系统。所述系统包括第一网络装置。所述第一网络装置包括：存储器，用于通过分段路由流量工程(segment routing traffic engineering，简称SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文；其中，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；处理器，用于从所述存储器识别所述第一报文，其中，所述处理器用于：根据所述第一报文确定第一标签栈，在所述第一入标签与所述第一标签栈之间进行映射，并根据所述第一标签栈生成第三报文，其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；收发器，用于沿所述SR-TE路径的第一路径分段将所述处理器生成的所述第三报文发送给第二网络装置。

根据本发明的第三方面，提供了一种在通信系统中发送数据报文的网络装置。所述装置包括：存储器，用于通过分段路由流量工程(segment routing trafficengineering，简称SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文；其中，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；处理器，用于从所述存储器中识别所述第一报文，其中，所述处理器用于：根据所述第一报文确定第一标签栈，在所述第一入标签与所述第一标签栈之间进行映射，根据所述第一标签栈生成第三报文，其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；收发器，用于发送所述处理器生成的所述第三报文。

与现有技术相比，本发明将入标签与PCE用于子LSP(即LSP的一部分)的出标签栈和标签范围相关联。传统技术仅限于通过PCE进行标签分配。如本发明一样，它们不指导也不建议由PCC分配标签绑定标签。

上文中所提及的关于第一实施方式的各种选项和优选实施例也适用于其他实施方式。

附图说明

该详细描述是参考附图描述的。在附图中，参考编号最左边的数字标识所述参考编号首次出现的附图。所有附图使用相同数字指代相同特征的组件。

图1a和图1b示出了本发明实施例提供的在传统路由系统中建立SR-TE LSP的网络部署场景的流程图；

图2示出了本发明实施例提供的用于建立SR-TE LSP的网络部署场景，其中所述SR-TE LSP在入口和出口之间有9个节点；

图3示出了本发明实施例提供的从PCC到PCE具有标签类型3的新标签范围；

图4示出了本发明另一实施例提供的用于建立SR-TE LSP的另一种网络部署场景，其中

所述SR-TE LSP在入口和出口之间有5个节点；

图5示出了本发明实施例提供的传输节点或网络装置包括P2、P4和P6的具有标签绑定的LSP建立；

图6示出了本发明实施例提供的具有包括P2、P4和P6的标签拼接传输节点或网络装置的LSP删除；

图7示出了本发明实施例提供的STATEFUL-PCE-CAPABILITY TLV(类型、长度和值)格式；

图8示出了本发明实施例提供的标签范围对象格式(新标签类型3)；

图9示出了本发明另一实施例提供的用于发送数据报文的网络装置。

应当理解，所附附图旨在说明本发明的概念，可能并非按比例绘制。

具体实施方式

本发明可以有多种方式实现，包括实现为过程、装置、系统、物质组成、计算机可读介质例如计算机可读存储介质，或者其中程序指令经由光学或电子通信链路发送的计算机网络。在本说明书中，这些实施方式或者本发明可以采取的任何其它形式可以称为技术。一般情况下，所公开过程的步骤顺序可以在本发明的范围内进行更改。

下面提供了本发明的一个或多个实施例的详细描述以及说明本发明原理的附图。本发明是结合这些实施例进行描述，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求书限制，并且本发明包括许多替代方案、修改和等同物。为了提供对本发明的透彻理解，下文描述中阐述了许多具体细节。提供这些细节用于举例，本发明可以根据权利要求书实现，不需要部分或者所有这些具体细节。为了清楚描述，没有对与本发明相关技术领域中已知的技术材料进行详细描述，从而避免对本发明造成不必要地模糊。

下文描述中陈述许多具体细节，以对本发明各实施例进行通彻理解。然而，本领域的技术人员将明白可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它实例中没有详细描述众所周知的方法、流程、部件，以免对本发明造成模糊。

虽然本发明实施例在这方面不受限制，但使用诸如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“建立”、“分析”和“检查”等术语的讨论，可指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算设备的操作和/或过程，这些操作和/或过程将计算机的寄存器和/或存储器中表示为物理(例如，电子)量的数据，操作和/或转化为计算机的寄存器和/或存储器或其他可存储用于执行操作和/或过程的指令的信息非瞬时性存储介质中的类似地表示为物理量的其他数据。

虽然本发明实施例在此方面不受限制，但本文中使用的术语“多数”和“多个”可以包括例如“倍数”或“两个或两个以上”。整个说明书中的术语“多数”或“多个”可用于描述两个及以上组件、设备、元件、单元和参数等。除非明确说明，本文描述的方法实施例不受特定顺序或顺序的限制。此外，此处所描述的方法实施例或元件中的一些可以同时发生或执行，也可以在同一时间点发生或执行，或者并行发生或执行。

虽然本发明实施例对此不作限定，但术语SR-TE路径是MPLS标签交换路径(LabelSwitching Path，简称LSP)。所述SR-TE路径可以用有序的SID集合表示。进一步的，词语“路径分段”是指路径的一部分，具体是指SR-TE路径的一部分。更进一步地，词语“邻接段”表示IGP中两个节点之间的特定邻接上的一个跳点。值得注意的是，在大多数情况下，邻接段是一跳路径。

本申请实施例公开了一种跨网络实现SR-TE LSP建立的方法，该方法无需考虑转发节点对MSD的限制。

在描述该无需考虑转发节点对MSD的限制的用于跨网络实现SR-TE LSP建立的方法的各方面时，可在任意数量的不同计算系统、环境和/或配置中实现本发明，并在以下示例性系统、设备/节点/装置和方法的上下文中描述实施例。

此后，可借助示例性图表和一个或多个示例来解释本发明实施例。然而，提供此类示例性图和示例是为了说明目的，以便更好地理解本发明，不应解释为对本发明范围的限制。

LSP是运营商边缘(Provider Edge，简称PE)路由器之间的路径。与所有转发节点(PCC)建立PCEP会话，IGP跨IGP域发布SR-TE NLRI(节点/邻接)分段标识，PCE控制器计算所述路径并尝试建立SR-TE LSP(例如，若入节点有无法支持插入SR-TE所有分段路径的MSD，则SR-TE路径无法建立)。

分段表示可以由路由器组合起来以形成一条到达网络目的地的完整路由的子路径。每个分段都有一个标识(Segment Identifier，分段标识，简称SID)，该标识使用新的IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议，简称IGP)扩展分布在整个网络中。IPv4和IPv6的控制平面均支持所述扩展。分段标识被编码为MPLS标签栈表项，并沿指定的路径引导数据。路由器可以请求路径，到达有一定特征的目的地，所述特征包括延迟、带宽和多样性等。控制器计算最优路径，并将对应的分段列表如MPLS标签栈返回给所述请求路由器。在这一点上，所述路由器可以用所述分段列表注入流量，而无需网络中任何额外的信令。

分段由称为分段ID(Segment ID，简称SID)的32位实体表示。前缀分段标识(segment identifier，简称SID)标识一条通往前缀所表示的目的地的分段路由隧道。所述前缀-SID是全局唯一的，且由运营商保证其唯一性。所述前缀SID最大值为2^¹⁶-1。所述前缀SID从分段路由全局范围(Segment Routing Global Block，简称SRGB)中分配，且前缀SID值转换为本地MPLS标签。邻接SID是所述节点本地唯一的SID，采用Anycast SID方案时，由依附在所述邻接上的节点自动生成。

分段路由控制面可以应用于MPLS数据面。此时，所述MPLS数据面中的前缀-SID表示为LSP，其路径沿到前缀的最短路径流动，而邻接段-SID表示为指向特定出口数据链路的交叉表项。

头端对通过隧道传送的外发报文打上相应的MPLS标签栈。所述路径沿途各传输节点或网络装置使用顶层入标签选择下一个标签，并使用标签栈的剩余部分将所述报文转发/路由至下一个节点，直至所述报文到达最终目的地。

在一种实现方式中，本发明提供了一种方法，用于支持SR-TE LSP的建立，而无需考虑转发节点对MSD的限制。PCE从所有的PCC获知SRID(即标签)，(即PCC运行IGP)并与TEDB保持一致。所述PCE计算所述路径，并根据需要创建标签绑定，在入口沿SR路径下载标签绑定至传输节点。该标签绑定是标签(即，IN标签，标签类型3)和标签栈(即OUT标签或子LSP(即，分段路由显式路由对象(Segment Routing Explicit Route Object，简称SRERO))的一部分)之间的绑定。一旦与路径相关的信息被下载，PCC通过在SR-TE LSP上运行BDF(即，双向转发(Bi-directional Forwarding，简称BDF))或通过OAM(Operations，Administration，and Maintenance，操作、管理和维护，简称OAM)技术确认LSP的建立，并将所述LSP上报给PCE。

本发明通过下载标签栈并将标签栈与入标签绑定，实现了跨网络的SR-TE LSP的建立，而无需考虑转发节点对MSD的限制。路径计算单元协议(Path Computation ElementProtocol，简称PCEP)或任何其他协议没有下载标签栈(即IGP信息产生的标签)并将该标签栈与入标签绑定的机制，而作为中央控制器的PCE适合创建/下载标签绑定至转发节点。目前可用的方案支持标签绑定下载，但仅限于PCE产生的标签。

虽然现有技术确实公开了LSP建立和转发表项下载的过程，但是这些过程仅限于PCE分配的标签(即，SRID)。它们不关心转发节点处由IGP产生标签(即SRID)的网络，也不关心PCE通过BGPLS/PCEPLS对SRID的获知。在本发明中，由于IGP(在每个PCC处)产生全局SRID索引和本地SRID(即，邻接SID，从SRID导出标签)范围给PCE，新的标签范围被引入以绑定所述标签栈(即，LSP的一部分)。该PCE从这个范围创建与所述LSP的一部分(即，SRERO的一部分)的绑定，并将此绑定下载至转发节点(例如，PE1、P1、P2......PE2)。

为了在不考虑转发设备对MSD的限制的情况下实现跨网络的SR-TE LSP的建立，本发明公开了在LSP对象中编码PATH-BINDING-TYPE到TE-PATH-BINDING TLV，在PCLabelUpd中编码显式路由对象(Explicit Route Object，简称ERO)即路径分段SRERO，以及新的标签范围(LABEL-RANGE)对象类型，即标签类型3(Label-Type 3)，如图8所示，用于从PCC发送为PCE预留的标签范围。PCE将带有标签绑定的PCLabelUpd消息发送到所有合格的传输节点或网络装置。值得注意的是，基于所述MSD，某些转发节点或网络装置成为了PCE下载标签拼接映射的合格节点。

在一种实现方式中，本发明提供了一种实现SR-TE LSP建立的方法，以提供更长的SR-TE路径。图1a和图1b示出了一种在通信网络中发送数据报文的方法流程图。

图2示出了包含SR-TE路径的网络结构。图1a和图1b所示的方法可以在图2所示的网络结构中实现。以下图2所示方法的实现方式将通过图2进行讨论。

值得注意的是，第一路径分段包括转发节点P2-P3-P4，其中P1可以是第一LSR，P2可以是第一网络装置，P3可以是第二LSR，P4可以是第二网络装置。这里，第一入标签可以是3001，而所述第二入标签可以是4001，所述第一标签栈包括两个Adj-SID。所述第一标签栈可包括第二入标签4001。所述第一个标签栈中的两个Adj-SID分别为301和401。301和401标识所述隧道P2-P3-P4，其中，301标识链路P2-P3，401标识P3-P4。

第二路径分段包括转发节点PE1-P1-P2，其中第三网络装置可以是PE1。第二报文可以是IP报文，PE1在接收到所述第二报文后，可以将第二标签栈封装于所述第二报文。

所述第二标签栈包括所述第一入标签(例如，3001)和至少一个Adj-SID(例如，101和102)。101和102标识所述第二路径分段(例如，PE1-P1-P2)，101标识PE1-P1，201标识P1-P2。第三MPLS tunnel包括转发节点P4-P6。

值得注意的是，首个Adj-SID可以是301。301标识P2和P3之间的邻接段。201标识P1和P2之间的邻接段。

本发明的方法包括以下步骤：第一网络装置(P2)通过所述SR-TE路径的第一邻接段接收(1001)第一报文(3001+IP)，其中所述第一邻接段位于第一标签交换路由器(P1)和所述第一网络装置(P2)之间，所述第一报文(3001+IP)包括第一入标签(3001)和第二报文(IP)；根据所述第一报文(3001+IP)以及所述第一入标签(3001)与第一标签栈(301，401)的对应关系，所述第一网络装置(P2)确定(1002)所述第一标签栈(301，401)；根据所述第一入标签(3001)，所述第一网络装置(P2)生成(1003)第三报文，其中所述第三报文包括所述第一标签栈(301，401)和所述第二报文(IP)；沿所述SR-TE路径的第一路径分段(P2-P4)，所述第一网络装置(P2)发送(1004)所述第三报文至第二网络装置(P4)，其中所述第一标签栈(301，401)包括至少一个邻接段标识(adjacencysegment identifier，简称Adj-SID)，所述第一路径分段由所述第一标签栈(301，401)中的至少一个Adj-SID标识；其中，所述第一网络装置(P2)为所述第一路径分段(P2-P4)的入节点，所述第二网络装置(P4)为所述第一路径分段(P2-P4)的出节点。

值得注意的是，在第一网络装置(P2)接收第一报文(3001+IP)之前，所述方法包括以下步骤：所述第一网络装置(P2)向路径计算单元(path computation element，简称PCE)上报(1005)所述第一网络装置(P2)的标签范围；所述第一网络装置(P2)从所述PCE接收(1006)第一入标签(3001)与第一标签栈(301，401)之间的映射关系，其中，所述第一入标签由PCE分配，所述第一入标签(3001)属于所述标签范围；所述第三网络装置(PE1)从所述PCE获知所述第一入标签(3001)后，将所述第一入标签(3001)封装于所述第二报文(IP)，其中，所述PCE从所述第一网络装置(P2)接收所述报告。

所述第一报文(3001+IP)由所述第一网络装置(P2)通过所述SR-TE路径的第二路径分段(P1-P2)接收，所述第二路径分段(P1-P2)穿过所述第一邻接段，其中，所述第一网络装置(P2)是所述第二路径分段(P1-P2)的出节点，第三网络装置(PE1)是所述第二路径分段(P1-P2)的入节点。

在所述第二报文(IP)沿着所述第二标签栈中的至少一个Adj-SID标识的第二路径分段(P1-P2)传输之前，所述第三网络装置(PE1)将第二标签栈封装于所述第二报文(IP)，其中，所述第二标签栈包括所述第一入标签(3001)和所述至少一个Adj-SID。

值得注意的是，所述第一入标签(3001)位于所述第二标签栈的底部，所述第一标签栈(301，401)包括位于所述第一标签栈(301，401)底部的第二入标签(4001)。

所述第二入标签(4001)用于所述第二网络装置(P4)沿所述SR-TE路径的第三路径分段(P4-P6)转发所述第二报文(IP)，其中所述第二网络装置(P4)是所述第三路径分段(P4-P6)的入节点。

值得注意的是，标识所述第一网络装置(P2)与第二LSR(P1)之间的第二邻接段的第一Adj-SID位于所述第一标签栈(301，401)的顶部，其中所述第一路径分段(P2-P4)穿过所述第二邻接段。

图2示出了本发明实施例提供的用于建立SR-TE LSP的网络部署场景，其中所述SR-TE LSP在入口和出口之间有9个节点；值得注意的是，标签绑定或标签拼接用于IN-label->label-stack映射(即，转发节点使用这个映射关系对标签进行操作)。图2分别通过在PE1处的a)操作、P1处的b)操作、P2处的c)操作、P3处的d)操作、P4处的e)操作、P5处的f)操作以及P6处的g)操作对报文流进行了解释。

实体(如路由器)执行IGP以将SR-TE Adjacency SID(即标签)发布到IGP域(区域/级别)的所有节点。PCEP处理流程如下：

a)如图7所示，在PCEP会话建立期间，PCE从所有转发节点(即，PE1，P1，P2.....PE2)获知MSD和标签拼接(即绑定)能力(STATEFUL-PCE-CAPABILITY TLV中的L Bit25)，以及每个PCC即每个网络装置支持的MSD(标签栈深度)。例如，图2和图4中示出的所有PCC的MSD值均为3。

b)一旦会话建立，网络装置(以下简称PCC)在PCLRResv消息中为PCE分配标签范围预留。如图8所示，在标签范围对象中引入了一个新的标签类型(3)，它将被PCE用于如图3所示的标签拼接(绑定等)。值得注意的是，这个范围只能被PCE用于创建标签绑定。

c)PCE通过BGPLS(Border Gateway Protocol Link State，边界网关协议链路状态，简称BGPLS)、PCEPLS(PCEP Link State，PCEP链路状态，简称PCEPLS)或IGP从所有PCC获知TEDB/Label-DB。

d)为了建立SR-TE隧道，PCE计算PE1到PE2的路径，LSP的跨段为PE1->P1->P2->P3->P4->P5->P6->PE2。

e)由于PE1的MSD值为3，所以它最多只能编码3个标签，因此，PCE将在PE1，P2，P4和P6为SR-TE路径从步骤b中为标签类型3接收到的标签范围生成标签拼接(即IN-label->Label-Stack)映射。

f)如图5所示，所述PCE通过PCLabelUpd将所述标签绑定映射发送给具有标签绑定能力的网络装置(即，P2、P4和P6)，后续，所述PCC或网络装置可发送编码SRP-ID(StatefulRequest Parameter Identifier，有状态请求参数标识，简称SRP-ID)的PCRpt消息。

g)在发送PCUpd消息给PCC(Ingress)之前，PCE可以选择等待来自网络装置(即，P2、P4和P6)的PCRpt消息，或者发送带有所述标签栈第一部分的PCUpd消息和所述拼接标签给Ingress路由器(PE1)。一旦从Ingress接收到PCRpt消息且显示LSP状态为UP，PCE确认LSP状态为UP(LSP的状态只有在路径正常且能够承载流量的情况下为UP)且标签拼接正确；若错误，PCE应删除标签拼接，如图6所示。

图4示出了本发明另一实施例提供的用于建立SR-TE LSP的另一种网络部署场景，其中所述SR-TE LSP在入口和出口之间有5个节点。IGP将SR-TE Adjacency SID(即标签)发布到IGP域(区域/级别)的所有节点。PCEP处理流程如下：

a)与PCE和所有转发节点(PE1、P1、P2、P3和PE2)建立PCEP会话。

b)PCE在会话建立过程中，获知每个PCC支持的标签绑定能力(STATEFUL-PCE-CAPABILITY TLV中的L Bit)和MSD(标签栈深度)。假设PE1发送MSD值为3。

c)PCE为PE1到PE2的SR-TE LSP计算路径，LSP跨段为PE1->P1->P2->P3->PE2。

d)由于PE1的MSD值为3，所以它最多只能对3个标签进行编码。因此，PCE会生成标签绑定(剩余标签的新绑定标签)。

e)由于P2支持标签绑定能力，PCE将在所述第一网络装置处发送带有新标签绑定的PCLabelUpd消息，P2可发送编码SRP-ID的PCRpt消息，如图3所示。值得注意的是，这个范围只能被PCE用于创建标签绑定。

f)在发送PCUpd消息给PCC(Ingress)之前，PCE可以选择等待来自第一网络装置(以下简称P2)的PCRpt消息，或者向第三网络装置(以下简称PE1)发送包含所述标签栈第一部分和所述绑定标签的PCUpd消息。一旦从Ingress接收到PCRpt消息，PCE确认LSP已经建立且标签绑定正确，若错误，PCE应该删除标签绑定，如图4所示。因此，PCE将所述PCUpd消息发送到入节点，其中，所述PCUpd消息包括带有标签绑定的标签交换路径。

g)SR-TE隧道(LSP)跨越PE1(Ingress)->PE2(Egress)

h)在PE1上，PCE根据路径预先将SR-TE标签栈(即，201、301和3001)添加到IP报头。

i)在第一标签交换路由器(Label Switching Router，简称LSR)P1处，弹出标签201，检查标签301，并将带有SR-TE标签栈(即301和30014)的报文转发到P2。

j)在P2处，弹出标签301，检查3001，由于每个标签绑定SR-TE标签栈(即601和701)已经预先添加，报文正常转发到P3。

k)在第二LSR P3处，弹出标签601，检查标签701，并将报文转发到PE2。

由于PE1只支持MSD＝3，所以标签绑定由P2的PCE生成并发送，各自的SR-TE路径发送给PCC(PE1)。

协议扩展：

a)在STATEFUL-PCE-CAPABILITY中，预留L BIT(25)以支持标签绑定能力。如图7所示，如果设置L位，PCE/PCC支持SR-PATH分段的标签绑定。

b)应在现有PCEP消息PCLabelUpd中添加标签绑定更新，以更新第一网络装置中的标签拼接(即，图2的P2)。

<PCLabelUpd Message>::＝<Common Header>

<pce-label-update-list>

其中，

<pce-label-update-list>::＝<pce-label-update>

[<pce-label-update-list>]

<pce-label-update>::＝(<pce-label-download>|<pce-label-map>|<pce-label-binding-update-list>)

其中，

<pce-label-download>::＝<SRP><LSP><label-list>

<pce-label-map>::＝<SRP>

<LABEL>

<FEC>

<label-list>::＝<LABEL>

[<label-list>]

其中，

<pce-label-binding-update-list>::＝<pce-label-binding-update>

[<pce-label-binding-update-list>]

<pce-label-binding-update>::＝<SRP>

<LSP>

<ERO>

值得注意的是，所述SRP对象必须编码PATH-BINDING-以下载标签绑定至传输节点或网络装置。应该有选择地编码所述LSP对象，以唯一地标识LSP；这可能对诊断有用。所述ERO对象对SRERO的一部分(即与PATH-BINDING-TLV中标签绑定的标签)进行编码。要清除/删除所述标签绑定，可使用SRP对象中现有的R位。

c)PCLRResv消息中新增标签范围对象类型3，用于发送为PCE预留的标签范围，以生成标签绑定。

所述在通信网络中发送数据报文的系统包括第一网络装置(P2)。所述第一网络装置(P2)包括：存储器(101)，用于通过分段路由流量工程(segment routing trafficengineering，简称SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文；其中，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；处理器(102)，用于从所述存储器(101)识别所述第一报文，其中，所述处理器(102)用于：根据所述第一报文确定第一标签栈，在所述第一入标签与所述第一标签栈之间进行映射，并根据所述第一标签栈生成第三报文，其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；收发器(103)，用于沿所述SR-TE路径的第一路径分段将所述处理器(102)生成的所述第三报文发送给第二网络装置(P4)。

如图9所示，根据本发明的第三方面，提供了一种在通信系统中发送数据报文的网络装置(100)。值得注意的是，所述网络装置(100)可以执行图1a和1b所示的方法。所述第一网络装置(100)包括：存储器(101)，用于通过分段路由流量工程(segment routingtraffic engineering，简称SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文；其中，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；处理器(102)，用于从所述存储器中识别所述第一报文，其中，所述处理器(102)用于：根据所述第一报文确定第一标签栈，在所述第一入标签与所述第一标签栈之间进行映射，根据所述第一标签栈生成第三报文，其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；收发器(103)，用于发送所述处理器生成的所述第三报文。值得注意的是，所述在通信网络中发送数据报文的系统是根据本申请实施例提供的。所述系统包括图9所示的所述第一网络装置(100)。

现有技术中，PCE给每个转发节点分配并下载标签，以建立SR-TE LSP。然而，在标签(即SRID)由IGP(即PCC)产生并下载到转发平面的网络中，所述SR-TE LSP的建立受限于节点的MSD值。为了支持SR-TE LSP的建立而无需考虑MSD值的限制，本发明公开了PCEP扩展，例如为支持标签绑定能力而预留的STATEFUL-PCE-CAPABILITY，L bit(25)，和增加到现有的PCEP消息PCLabelUpd中的标签绑定更新，其中，所述标签绑定更新用于更新在传输节点或网络装置上的标签拼接。

通过本发明公开的方案，为建立SR-TE LSP，PCE能够从定义的标签范围(即标签类型3)生成标签绑定，并向网络装置发送标签绑定，从而在旧路由系统中实现跨网络的SR-TELSP建立，而不必担心转发节点对MSD的限制。

除上文讨论的内容外，本主题的一些其他优点和特征如下：

i.无需升级产品以支持更高的MSD，即可在现有网络中实现带有流量工程的分段路由。

ii.可扩展方案不受产品的限制。

iii.从现有的RSVP-TE方案向SDN(PCE)控制的SR-TE方案迁移更简单。

iv.不需要在下一个域中创建单独的LSP，就可以创建区域间或域间LSP。

本领域技术人员可以理解，任何已知的或新的算法都可用于实现本发明。然而，需要说明的是，本发明提供了一种方法，使得在现有网络中，无需升级产品以支持更高的MSD，就可实现带有流量工程的分段路由。因此，无论使用任何已知的或新的算法，都能够实现上述优点和技术进步。

本领域普通技术人员能够认识到，结合本说明书所公开的实施例中所描述的示例，可以通过电子硬件或计算机软件与电子硬件的组合实现单元和算法步骤。功能是由硬件还是由软件执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可使用不同方法实现每个特定应用的所描述功能，但是不应认为该实现超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所公开的方法可通过其它的方式实现。例如，所描述的装置实施例仅仅是示例性的。例如，单元划分仅仅是逻辑功能划分，在实际实现中可能是其它划分。例如，可将多个单元或部件合并或集成到另一系统中，或可忽略或不执行部分特征。另外，可通过一些接口实现所显示或论述的互相耦合或直接耦合或通信连接。装置或单元之间的直接耦合或通信连接可通过电子、机械或其它形式实现。

当这些功能以软件功能单元的形式实现以及作为单独产品销售或使用时它们可存储在计算机可读存储介质中。基于这种理解，本发明的技术方案基本上或构成现有技术的部分或技术方案的部分可通过软件产品的形式实现。所述计算机软件产品存储在存储介质中，并包括若干指令，用于指示计算机节点(其可能是个人计算机、服务器或网络节点)执行本发明实施例中所描述的方法的所有或部分步骤。上述的存储介质包括：例如U盘、可移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)、磁盘或光盘等任何可以存储程序代码的介质。

相互通信的设备互相不需要互相保持连续通信，除非另有明确说明。此外，相互通信的设备可以通过一个或多个中间设备直接或间接地进行通信。

虽然本文描述了单个设备或制品，但显然可以使用不止一个设备/制品(不论它们是否协作)来代替单个设备/制品。类似地，如果本文描述了不止一个设备或制品(不论它们是否协作)，显然可以使用单个设备/制品来代替不止一个设备或制品，或者可以使用不同数量的设备/制品，而不是所示数量的设备或程序。设备的功能和/或特征可替代性地由没有明确地描述为具有这种功能/特征的一个或多个其它设备来实施。因此，本发明的其他实施例不需要包括设备本身。

虽然一种可以使得在现有网络中无需升级产品以支持更高的MSD，使用流量工程就可实现分段路由的方法的实施方式已经以特定于特征和/或方法的语言进行了描述，但应理解，所附权利要求并不一定限于所描述的特定特征或方法。相反，所述特定特征和方法作为PCEP分段路由路径分段标签绑定扩展的实施方式的示例公开。

Claims (20)

1.一种在通信网络中发送数据报文的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一网络装置通过分段路由流量工程(segment routing traffic engineering，SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文，

其中，所述第一邻接段位于第一标签交换路由器(label switching router，LSR)和所述第一网络装置之间，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；

所述第一网络装置根据所述第一报文，以及所述第一入标签与第一标签栈的映射关系，确定所述第一标签栈；

所述第一网络装置根据所述第一标签栈生成第三报文，

其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；

所述第一网络装置沿所述SR-TE路径的第一路径分段向第二网络装置发送所述第三报文；

其中，所述第一标签栈包括至少一个邻接段标识(adjacencysegment identifier，Adj-SID)，所述第一路径分段由所述第一标签栈中的至少一个Adj-SID标识；

其中，所述第一网络装置为所述第一路径分段的入节点，所述第二网络装置为所述第一路径分段的出节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一报文由所述第一网络装置通过所述SR-TE路径的第二路径分段接收，所述第二路径段穿过所述第一邻接段，其中，所述第一网络装置是所述第二路径分段的出节点，第三网络装置是所述第二路径分段的入节点。

3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，在所述第二报文沿着第二标签栈中的至少一个Adj-SID标识的第二路径分段传输之前，所述第三网络装置将所述第二标签栈封装于所述第二报文，其中，所述第二标签栈包括所述第一入标签和所述至少一个Adj-SID。

4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述第一入标签位于所述第二标签栈的底部。

5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，在第一网络装置接收第一报文之前，所述方法还包括以下步骤：

所述第一网络装置向路径计算单元(path computation element，PCE)上报所述第一网络装置的标签范围；

所述第一网络装置从所述PCE接收所述第一入标签与所述第一标签栈的映射关系；

其中，所述第一入标签由所述PCE分配，且所述第一入标签属于所述标签范围；

其中，所述第一入标签是所述第三网络装置在获知所述第一入标签来自接收了所述第一网络装置的所述上报的所述PCE后封装入所述第二报文的。

6.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于，所述第一标签栈包括位于所述第一标签栈底部的第二入标签。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二入标签用于所述第二网络装置沿所述SR-TE路径的第三路径分段转发所述第二报文，其中所述第二网络装置是所述第三路径分段的入节点。

8.根据权利要求1至7所述的方法，其特征在于，标识所述第一网络装置与第二LSR之间的第二邻接段的第一Adj-SID位于所述第一标签栈的顶部，其中所述第一路径分段穿过所述第二邻接段。

9.一种在通信网络中发送数据报文的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一网络装置，包括：

存储器，用于通过分段路由流量工程(segment routing traffic engineering，SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文，

其中，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；

处理器，用于从所述存储器中识别所述第一报文，其中，所述处理器用于：

根据所述第一报文，以及所述第一入标签与第一标签栈的映射关系，确定所述第一标签栈；

根据所述第一标签栈生成第三报文，

其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；

收发器，用于沿所述SR-TE路径的第一路径分段向第二网络装置发送所述处理器生成的所述第三报文；

其中，所述第一标签栈包括至少一个邻接段标识(adjacency segment identifier，Adj-SID)，所述第一路径分段由所述第一标签栈中的至少一个Adj-SID标识；

其中，所述第一网络装置为所述第一路径分段的入节点，所述第二网络装置为所述第一路径分段的出节点。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一网络装置通过所述SR-TE路径的第二路径分段接收所述第一报文。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二路径分段穿过所述第一邻接段。

12.根据权利要求9至11所述的系统，其特征在于，在所述第二报文沿着第二标签栈中的至少一个Adj-SID标识的第二路径分段传输之前，所述第三网络装置将所述第二标签栈封装于所述第二报文，其中，所述第二标签栈包括所述第一入标签和所述至少一个Adj-SID。

13.根据权利要求9至12所述的系统，其特征在于，所述第一入标签位于所述第二标签栈的底部。

14.根据权利要求9至13所述的系统，其特征在于，所述收发器用于向路径计算单元(path computation element，PCE)上报所述第一网络装置的标签范围。

15.根据权利要求9至14所述的系统，其特征在于，所述收发器用于从所述PCE接收所述第一入标签和所述第一标签栈之间的映射。

16.根据权利要求9至15所述的系统，其特征在于，所述第一入标签是所述第三网络装置在获知所述第一入标签来自接收了所述第一网络装置的所述上报的所述PCE后封装入所述第二报文的。。

17.根据权利要求9至16所述的系统，其特征在于，所述第一标签栈包括位于所述第一标签栈底部的第二入标签。

18.根据权利要求9至17所述的系统，其特征在于，所述第二入标签用于所述第二网络装置沿所述SR-TE路径的第三路径分段转发所述第二报文，其中所述第二网络装置是所述第三路径分段的入节点。

19.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一邻接段位于第一标签交换路由器(label switching router，LSR)和所述第一网络装置之间。

20.一种在通信系统中发送数据报文的第一网络装置，其特征在于，所述第一网络装置包括：

存储器，用于通过分段路由流量工程(segment routing traffic engineering，SR-TE)路径的第一邻接段接收第一报文，

其中，所述第一报文包括第一入标签和第二报文；

处理器，用于从所述存储器中识别所述第一报文，其中，所述处理器用于：

根据所述第一报文，以及所述第一入标签与第一标签栈的映射关系，确定所述第一标签栈；

根据所述第一标签栈生成第三报文，

其中，所述第三报文包括所述第一标签栈和所述第二报文；

收发器，用于发送所述处理器生成的所述第三报文；

其中，所述第一标签栈包括至少一个邻接段标识(adjacencysegment identifier，Adj-SID)，所述第一路径分段由所述第一标签栈中的至少一个Adj-SID标识；

其中，所述第一网络装置为所述第一路径分段的入节点，所述第二网络装置为所述第一路径分段的出节点。

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