CN113315701A - 一种路径检测方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种路径检测方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN113315701A CN202010123741.4A CN202010123741A CN113315701A CN 113315701 A CN113315701 A CN 113315701A CN 202010123741 A CN202010123741 A CN 202010123741A CN 113315701 A CN113315701 A CN 113315701A
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Abstract

本发明实施例涉及通信领域，公开了一种路径检测方法、电子设备及存储介质。本发明中，方法包括：根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，目标FEC元素包括网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点对目标FEC元素进行校验；其中，回显请求报文包括目标FEC元素；根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果，确定转发路径是否有效，通过预先构建包括IGP算法信息的FEC元素，在进行与算法相关的转发路径是否有效的检测时，调用包括IGP算法信息的目标FEC元素进行路径检测，保证能够对Flex‑algo平面内转发路径是否有效进行准确的检测。

Description

一种路径检测方法、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，特别涉及一种路径检测方法、电子设备及存储介质。
背景技术
draft-ietf-lsr-flex-algo-05中提出了IGP(Interior Gateway Protocol内部网关协仪)灵活算法(Flex-algorithm)技术(简称Flex-algo)，在同一网络拓扑内运行多种IGP算法计算，得到多个Flex-Algo平面并在各平面内进行数据传输路径规划。在Flex-algo平面内，每个节点都会以自身为根节点采用相应的IGP算法计算至其它目的节点的最优转发路径，根据要到达的目的节点，本节点将获取并知晓至目的节点的下一跳节点是谁，而下一跳节点会以自身为根节点采用同样的IGP算法计算至该目的节点的最优转发路径，继续获取下一跳节点，依次类推形成逐跳的转发路径。Flex-algo可与SR-MPLS(SegmentRouting MPLS分段路由应用于MPLS转发平面)或SRv6(Segment Routing IPv6分段路由应用于IPv6转发平面)结合使用。
发明人发现相关技术中至少存在如下问题：当前的技术手段无法对Flex-algo平面内得到的转发路径是否有效进行准确的验证。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种路径检测方法，实现对Flex-algo平面内与算法相关的转发路径是否有效的准确检测和验证，从而避免计算出的转发路径无效对数据传输和业务运行造成影响。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种路径检测方法，包括：根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，目标FEC元素包括网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点对目标FEC元素进行校验；其中，回显请求报文包括目标FEC元素；根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果，确定转发路径是否有效。
本发明的实施方式还提供了一种路径检测方法，包括：接收回显请求报文，回显请求报文包括待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，目标FEC元素包括转发路径所在网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；对目标FEC元素进行校验，并生成包括目标FEC元素的校验结果的回显应答报文；向根节点反馈回显应答报文，供根节点根据目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。
本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的路径检测方法。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的路径检测方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，在需要进行Flex-algo平面内转发路径是否有效的检测时，根据Flex-algo平面对应的IGP算法及转发路径，确定待检测的目标节点，并调用目标节点与IGP算法相关的目标FEC元素，构建用于路径检测的回显请求报文，供目标节点进行目标FEC元素的校验，根据目标节点反馈的FEC元素校验结果，准确的确定出Flex-algo平面内的转发路径是否有效，通过扩展现有路径检测协议，预先构建包括IGP算法信息的FEC元素，从而在进行转发路径是否有效的检测时，能直接根据Flex-algo平面对应的算法，调用含有IGP算法信息的目标FEC元素进行路径检测，保证了能够对各Flex-algo平面内的转发路径是否有效进行准确的检测。
另外，IGP算法信息包括在目标FEC元素的扩展字段中，通过将IGP算法信息包含在扩展字段中，使得对Flex-algo平面内的路径进行检测时，能够直接调用包含了平面对应的算法信息的目标FEC元素，保证了能够对Flex-algo平面内的路径是否有效进行准确的检测。
另外，扩展字段中的IGP算法信息通过算法取值指示，其中，所述算法取值包括由互联网数字分配机构IANA为算法分配的标准取值及由用户自定义的算法取值，通过IANA为算法分配的标准取值，准确的标识出常用的算法，便于对常用IGP算法计算出的路径进行检测，通过用户为算法自定义算法取值，保证了能够对用户需要检测的算法计算出的转发路径进行检测。
另外，添加扩展字段的FEC元素的类型包括：IPv4 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV、IPv6 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV或IGP-Adjacency Segment ID Sub-TLV，使得本申请的实施方式具备广泛的应用场景。
另外，根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素，包括：确定转发路径的路径检测方式；若路径检测方式为LSP Ping检测，则将转发路径的终节点作为目标节点，得到目标FEC元素；若路径检测方式为LSP Traceroute检测，则将转发路径中的各航路节点均作为目标节点，得到目标FEC元素，通过根据路径检测方式确定目标节点，并将目标节点的FEC元素作为目标元素，保证了检测的效率的同时，保证路径检测结果的准确性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1是根据本发明第一实施方式中的路径检测方法流程图；
图2是根据本发明第一实施方式中的网络拓扑示意图；
图3是根据本发明第一实施方式中的第一种FEC元素结构示意图；
图4是根据本发明第一实施方式中的第二种FEC元素结构示意图；
图5是根据本发明第一实施方式中的第三种FEC元素结构示意图；
图6是根据本发明第二实施方式中的网络拓扑示意图；
图7是根据本发明第三实施方式中的网络拓扑示意图；
图8是根据本发明第四实施方式中的路径检测方法流程图；
图9是根据本发明第五实施方式中的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的第一实施方式涉及一种路径检测方法，根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，目标FEC元素包括网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点对目标FEC元素进行校验；其中，回显请求报文包括目标FEC元素；根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果，确定转发路径是否有效，通过扩展现有路径检测协议，预先构建包括IGP算法信息的FEC元素，从而在进行转发路径是否有效的检测时，能直接根据Flex-algo平面对应的算法，调用含有特定IGP算法信息的目标FEC元素进行路径检测，保证了能够对各Flex-algo平面内的转发路径是否有效进行准确的检测。
下面对本实施方式的路径检测方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
本实施方式中的路径检测方法的具体流程如图1所示，本实施方式中的路径检测方法可以应用在多种转发路径是否有效的路径检测中，例如，分段路由架构中基于严格最短路径转发(strict SPF)算法计算出的分段路由转发路径、基于IGP灵活算法技术的分段路由转发路径、overlay业务转发路径和分段路由流量工程(SR-TE)实例等，本实施方式中以应用于基于IGP灵活算法技术的分段路由转发路径为例进行说明，具体包括以下步骤；
步骤101，根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素。
具体地说，在进行转发路径是否有效的检测时，转发路径的根节点根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，目标FEC元素包括网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息。
在一个例子中，与算法相关的转发路径所在网络拓扑示意图如图2所示，在IPV4网络中，采用ISIS作为SR-MPLS的控制面协议，创建了两个Flex-algo平面，其中Flex-algo128平面对应的Algorithm取值为128，Flex-algo 129平面对应的Algorithm取值为129。Flex-algo 128平面中包含节点S、A、B、D以及这些节点间相连的双向链路。Flex-algo 129平面中包含节点S、B、C、D以及这些节点间相连的双向链路。若D节点为其路由回环接口(loopback)路由Prefix-D(前缀标识D)分配的与Algorithm 128、129相关的Prefix-SID分别为1280、1290。其它节点学习到以后将建立至Prefix-D的FTN(FEC to NHLFE Map，FEC至下一跳标签转发单元映射)与ILM(入标签映射)转发表项，表项中包括的MPLS标签信息根据Prefix-SID 1280或1290按照现有技术生成。假设在Flex-algo 128平面与Flex-algo 129平面中，源节点S至终节点D的最短转发路径均为S-B-D。根节点针对Flex-algo 128平面内至目的节点D的SR-BE(Segment Routing Best Effort分段路由尽力而为)路径S-B-D是否有效发起LSP Ping SR-LSP Prefix-D Algorithm 128检测，则节点S将作为Initiator(根)节点，将节点D作为目标节点，将节点D的FEC元素作为目标FEC元素，其中，节点D的FEC元素包括Flex-algo128平面对应的算法信息。
在实际应用中，根节点根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素时，确定转发路径的路径检测方式；若路径检测方式为LSP Ping检测，则将转发路径的终节点作为目标节点，得到目标FEC元素；若路径检测方式为LSPTraceroute检测，则将转发路径中的各航路节点均作为目标节点，得到目标FEC元素。其中，航路节点(Segment Node)为处于分段列表(Segment List)中的节点，目标FEC元素可能是IGP-Prefix Segment类型或IGP-Adjacency Segment类型。
步骤102，将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点进行校验。
具体地说，根节点在获取到目标节点的目标FEC元素后，根据目标FEC元素生成回显请求报文，将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点对目标FEC元素进行校验；其中，回显请求报文包括目标FEC元素。并且，IGP算法信息包括在目标FEC元素的扩展字段中。
在一个例子中，确定出待检测的目标FEC元素后，将包括算法信息的目标FEC元素添加进回显请求报文的目标FEC元素堆栈中，并与根据前缀标识生成的相关的标签信息一起封装在回显请求报文中，然后将回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，由目标节点对目标FEC元素进行校验，从而对特定IGP算法计算出的路径是否有效进行的检测。
其中，目标FEC元素是由现有的IGP Segment FEC元素添加包括算法信息的扩展字段得到，添加扩展字段的FEC元素的类型包括：IPv4 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV、IPv6 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV或IGP-Adjacency Segment ID Sub-TLV，在现有IGP Segment FEC元素的基础上添加包括IGP算法信息的扩展字段后，针对IPV4 IGP-Prefix、IPV6 IGP-Prefix和IGP-Adjacency的三类包含算法信息的FEC元素，IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm Sub-TLV、IPv6 IGP-Prefix Segment ID perAlgorithm Sub-TLV和IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm Sub-TLV的结构示意图分别如图3、图4和图5所示。其中，算法字段外的其余字段的含义和生成方式均可参考RFC8287。算法字段中可以包括标识算法的算法取值。在实际应用中，可以根据需要调整扩展的算法字段的添加位置和取值，本实施方式对扩展字段的具体设置不做限制。
例如，根节点S在图2所示的网络拓扑中，针对算法取值为128的Flex-algo 128平面发起LSP Ping SR-LSP Prefix-D Algorithm 128检测，则根节点S根据目标节点D的FEC元素IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-D,Algorithm 128>，进行echo request(回显请求)报文的构建，设置Echo request PDU(回显请求报文协议数据单元)中的target FEC stack TLV(目标FEC元素堆栈)：{IPv4 IGP-Prefix Segment ID perAlgorithm＝<Prefix-D,Algorithm 128>}，并封装IP/UDP(用户数据报协议)头以及标签栈，栈顶标签为Prefix-SID 1280对应的标签，标签TTL＝255，封装的标签信息可以预先根据RFC8029按照Prefix-SID(前缀段标识)1280生成，具体的封装方式也可以参考RFC8029进行封装。
根节点S生成回显请求报文后，将报文先发送到Transit(传输节点)B，通过节点B将回显请求报文透传到目的节点D。按照RFC8029的定义，节点D根据将回显请求报文上送控制面的预设条件对自身进行检验，并根据校验结果进行后续的处理。其中，将回显请求报文上传控制面的预设条件可以为以下任何条件之一：MPLS标签栈的顶层标签TTL超时，MPLS标签栈的顶层标签是路由器告警标签(Router Alert Label)，IP头中的目的IP处于127/8的范围内，IP头中路由器告警选项(Router Alert Option)有效，IP头中的TTL超时。例如在本例中，节点D根据回显请求报文的目的IP处于127/8的范围内，将接收到的回显请求报文上送控制平面，D节点作为Responder(应答)节点，在控制平面根据目的UDP port为3503识别路径检测类型，并对目标FEC元素进行校验。
若节点D在控制面对FEC元素进行校验时，发现目标FEC元素的标签值是有效的，存在Prefix-SID 1280相应的ILM转发表项并且标签操作为POP；检查发现报文的标签栈与target FEC stack是一致的，即D节点确实通过ISIS对外通告了IPv4 IGP-Prefix SegmentID per Algorithm＝<Prefix-D,Algorithm 128>且Prefix-SID为1280，则判定目标FEC元素校验成功，目的节点D根据校验结果构建echo reply(回显应答)报文，并在echo reply报文中包含校验成功的信息。
其中，目的节点进行FEC元素的校验时，大致上可以参考RFC8029的校验过程，为了保证对包括算法信息的FEC元素的准确校验，应答节点根据目标FEC元素，确定IGP协议的类型，并根据IGP协议的类型对目标FEC元素进行校验。即，先根据目标FEC元素中的Protocol值，确定与算法相关的路径创建时所采用的IGP协议的类型，根据IGP协议的类型确定对目标FEC元素与标签进行校验。
例如，预先将RFC8029中的section 4.4.1的step 4修改成如下，并按照修改后的流程进行校验：
Step 4.
如果当前待校验的FEC元素所绑定的入标签为隐式空标签，则设置FEC-status为2，然后执行step 4.a。
否则，如果当前待校验的FEC元素绑定的入标签为Label-L，则执行step 4.a。
否则，设置FEC-return-code为10，表示“当前FEC元素映射的标签不是标签栈中当前顶层标签(Mapping for this FEC is not the given label at stack-depth)”，设置FEC-status为1，然后return。
Step 4.a SID的校验
CASE1：如果Label-stack-depth等于0，并且Target FEC Stack sub-TLV中处于FEC-stack-depth的是IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm Sub-TLV，则：
首先确定IGP协议类型：
若IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol为0，则使用任何本地使能的IGP协议；
若IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol为1，则IGP协议为OSPF；
若IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol为2，则IGP协议为ISIS；
若IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol的取值无法识别，则将protocol的取值当成0；
若以下任一校验失败，则设置Best-return-code为10,表示“当前FEC元素映射的标签不是标签栈中第<Return Subcode>层标签(Mapping for this FEC is not thegiven label at stack-depth<RSC>)”。
校验1：node-SID通告时设置了non-PHP标志：如果protocol是OSPF，则SR-OSPF中的NP-Flag应设置为0；如果protocol是ISIS，则SR-ISIS中的P-Flag应设置为0。
校验2：针对IPv4-prefix通告的Node-SID per Algorithm是通过IGP通告的：
若检测到Interface-I上没有IGP协议通告过当前待校验的FEC元素，则设置Best-return-code to 12,表示“FEC栈中当前元素没有与接口上的协议关联(Protocol notassociated with interface at FEC-stack-depth)”，然后return。
设置FEC-Status为1，然后return。
CASE2：如果Label-stack-depth大于0，并且Target FEC Stack sub-TLV中处于FEC-stack-depth的是IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm Sub-TLV，则：
首先确定IGP协议类型，确定IGP协议类型的方法与CASE1中的方法相似，在此就不再赘述。
若以下校验失败，则设置Best-return-code为10,表示“当前FEC元素映射的标签不是标签栈中第<Return Subcode>层标签(Mapping for this FEC is not the givenlabel at stack-depth<RSC>)”。
校验1：针对IPv4-prefix通告的Node-SID per Algorithm是通过IGP通告的：
若检测到Interface-I上没有IGP协议通告过当前待校验的FEC元素，则设置Best-return-code to 12,表示“FEC栈中当前元素没有与接口上的协议关联(Protocol notassociated with interface at FEC-stack-depth)”，然后return。
设置FEC-Status为1，然后return。
CASE3：如果Label-stack-depth等于0，并且Target FEC Stack sub-TLV中处于FEC-stack-depth的是IPv6 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm Sub-TLV，则处理与上述CASE1类似，不再赘述。
CASE4：如果Label-stack-depth大于0，并且Target FEC Stack sub-TLV中处于FEC-stack-depth的是IPv6 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm Sub-TLV，则处理与上述CASE2类似，不再赘述。
CASE5：如果Target FEC Stack sub-TLV中处于FEC-stack-depth的是IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm Sub-TLV，则：
首先确定IGP协议类型：
若IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol为0，则使用任何本地使能的IGP协议；
若IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol为1，则IGP协议为OSPF；
若IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol为2，则IGP协议为ISIS；
若IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的protocol取值无法识别，则将protocol的取值当成0；
若以下任一校验失败，则设置Best-return-code为35,表示“当前FEC元素与本端入接口无关(Mapping for this FEC is not associated with the incominginterface)”
当Adj.Type等于1(Parallel Adjacency)时：
校验1：IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的ReceivingNode Identifier是本节点的Node-ID；
校验2：IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的AdvertisingNode Identifier所表示的节点确实通告了该IGP-Adjacency Segment ID per AlgorithmFEC，此验证只需在本节点维护的链路状态数据库中查询确认；
当Adj.Type等于4或6(IGP Adjacency或LAN Adjacency)时：
校验1：IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的RemoteInterface ID与Interface-I匹配；
校验2：IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的ReceivingNode Identifier是节点的Node-ID；
校验3：IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm sub-TLV中的AdvertisingNode Identifier所表示的节点确实通告了该IGP-Adjacency Segment ID per AlgorithmFEC，此验证只需在本节点维护的链路状态数据库中查询确认；
设置FEC-Status为1，然后return。
根据上述的校验流程对目标FEC元素进行校验后，生成包括目标FEC元素校验结果的回显应答报文，然后将包含目标FEC元素校验结果的回显应答报文反馈给根节点。
步骤103，根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。
具体地说，目的节点根据目标FEC元素的校验结果生成回显应答报文后，将包括目标FEC元素校验结果的回显应答报文反馈给路径的根节点，根节点根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果，确定转发路径是否有效。
在一个例子中，根节点接收到回显应答报文后，根据报文中表示目标FEC元素检测结果的返回码取值确定目标FEC元素的校验结果，进而根据目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。
例如，收到的回显请求报文中，表示目标FEC元素校验结果的是返回码Best-return-code的取值，接收到的回显应答报文中Best-return-code的取值为12，根节点根据预先为Best-return-code不同取值分配的对应含义确定目标FEC元素的校验结果，查询后得知取值为12对应的结果为；FEC栈中当前元素没有与接口上的协议关联(Protocol notassociated with interface at FEC-stack-depth)，则，根节点可以判定目标FEC元素校验失败，进而根节点根据目标FEC元素校验失败的结果确定转发路径为无效路径，并显示转发路径无效的检测结果。
由此，本实施方式提供了一种路径检测方法，通过在现有FEC元素中添加包括IGP算法信息的扩展字段，重新定义出包括IGP算法信息的FEC元素；在需要对IGP算法计算出的转发路径是否有效进行检测的时候，确定出包括转发路径所在网络拓扑平面对应的算法信息的待检测的目标FEC元素，并根据目标FEC元素的校验结果确定出转发路径是否有效，通过对FEC元素和路径检测协议的扩展，保证了能够对Flex-algo平面内的转发路径是否有效进行准确的检测。
本发明的第二实施方式涉及一种路径检测方法，第二实施方式与第一实施方式大致相同，在本实施方式中，算法字段中标识算法的算法取值可以是通过IANA(InternetAssigned Numbers Authority互联网数字分配机构)为算法分配的标准值，也可以是用户自定义的算法取值。通过IANA为部分算法分配标准取值，实现对常用的部分算法计算出的路径是否有效的检测；通过用户为算法自定义算法取值，实现对用户选定的算法计算出的路径是否有效的高效检测，路径检测过程中的具体的检测步骤可以参考第一实施方式。
步骤101，根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素。
具体地说，根节点根据网络拓扑平面对应的算法和转发路径与检测方式，确定出目标节点的目标FEC元素，目标FEC元素添加有包括IGP算法信息的扩展字段，其中，扩展字段中的IGP算法信息通过算法取值指示，其中，算法取值包括由互联网数字分配机构IANA为算法分配的标准取值及由用户自定义的算法取值。
在一个例子中FEC元素添加的算法字段中算法的取值及含义如下：0～127：由IANA分配的标准取值，例如，0表示“SPF algorithm based on link metric”基于link metric的最短路径转发算法，1表示“Strict SPF algorithm based on link metric”基于linkmetric的严格最短路径转发算法；128-255：用于标识IGP Flex-algo，由用户自定义。例如，用户可创建Algorithm为128的Flex-algo平面或Algorithm为129的Flex-algo平面等。在实际应用中，可以根据实际情况或需要对算法取值的范围设置，本实施方式对算法取值的设置不做限制。
例如，根节点R1在如图6所示的网络拓扑中，针对分段路由架构下基于严格最短路径算法计算出的路径进行检测，IANA为严格最短路径算法分配的算法标准取值为1，在IPv4网络中采用ISIS作为SR-MPLS的控制面协议，ingress(起始)节点R1建立至egress(出口)节点R3的基于Strict SPF(严格最短路径)算法的SR LSP(分段路由标签交换路径)，网络中各节点均对外泛洪自身的Strict SPF Prefix-SID，并且通告Prefix-SID时携带的Algorithm信息,标准取值1。例如，R3节点为其loopback路由Prefix-R3分配的Strict SPF Prefix-SID为300，R1节点与R2节点学习到以后将建立至Prefix-R3的FTN与ILM转发表项，表项中包括的MPLS标签信息根据Prefix-SID 300参考现有技术生成。
根节点R1发起LSP ping SR-LSP Prefix-R3 Algorithm 1检测时，根据转发路径及路径的检测方式，将节点R3作为目标节点，根据转发路径所在的网络拓扑平面对应的算法，将IPv4IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-R3,Algorithm 1>作为目标FEC元素。
步骤102，将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点进行校验。
在一个例子中，根节点R1确定出目标FEC元素后，确定设置Echo request PDU：target FEC stack TLV：{IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-R3,Algorithm 1>}，然后封装IP/UDP头以及标签栈，栈顶标签为Prefix-SID 300对应的标签，标签TTL＝255，生成回显请求报文。在实际应用中，target FEC stack TLV中除了包含目标FEC元素外，还可以包含标签栈中其余标签对应的FEC元素。
生成回显请求报文后，将报文发送到R2节点，R2节点将报文透传到节点R3，R3接收到回显请求报文后，根据将回显请求报文上送控制面的条件对自身进行检测，R3检测到自身满足预设条件，将报文上送控制面。R3节点作为应答节点，对目标FEC元素进行校验，若控制平面检查发现标签值是有效的，存在Prefix-SID 300相应的ILM转发表项并且标签操作为POP；检查发现报文的标签栈与target FEC stack是一致的，即R3节点确实通过ISIS对外通告了IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-R3,Algorithm 1>且Prefix-SID为300，则判定FEC元素的校验结果为校验通过。R3节点根据目标FEC元素的校验结果构建echo reply报文，并在echo reply报文中包含校验成功的信息，将回显应答报文反馈给根节点R1。
步骤103，根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。根节点根据目标FEC元素的检验结果，确定出路径是否有效，并输出检测结果。
由此，本实施方式提供了一种路径检测方法，FEC元素的扩展字段中的算法取值包括IANA为特定算法分配的标准取值或用户自定义的算法取值，通过IANA为部分特定的算法分配标准值，使得对部分算法计算出的路径进行检测时，能够调用包括特定算法信息的目标FEC元素对转发路径是否有效进行准确的检测；通过用户自定义算法取值，可以直接在Flex-algo平面内进行自定义取值的算法计算出的转发路径的路径检测，保证了能够高效准确的确定用户选定的算法计算出的路径是否有效。
本发明的第三实施方式涉及一种路径检测方法，本实施方式和第一实施方式大致相似，在本实施方式中，通过根据Flex-algo平面对应的IGP算法，对相邻的链路进行标识，并生成相邻链路的包括算法信息的FEC元素，从而在IGP平面内，对业务或分段路由流量工程实例的路径是否有效进行检测，具体的检测步骤可以参考第一实施方式。
步骤101，根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素。
具体地说，根节点根据转发路径、路径所在网络拓扑平面及路径检测方式，确定需要进行检测的目标节点的目标FEC元素。
在一个例子中，需要进行网络拓扑中的SR-TE(Segment Routing TrafficEngineering分段路由流量工程)路径进行LSP Traceroute检测，则根据SR-TE实例对应的分段列表(Segment List)，确定出相应的标识列表(SID List)，然后根据各分段对应的算法，确定出目标FEC元素。
例如，在如图7所示的网络拓扑中进行SR-TE实例路径的检测，在图7所示的网络拓扑中，在IPv4网络中采用ISIS作为SR-MPLS的控制面协议，创建两个Flex-algo平面，其中Flex-algo 128平面对应的Algorithm取值为128，Flex-algo 129平面对应的Algorithm取值为129。Flex-algo 128平面中包含节点S1、A、B、D以及这些节点间相连的双向链路。Flex-algo 129平面中包含节点S2、B、C、D以及这些节点间相连的双向链路。两个平面均使用IGPmetric(IGP度量值)计算最短路径，并且，链路link(B-D)的IGP metric为100，其余链路的IGP metric为10。
其中，节点B为其loopback路由Prefix-B分配的与Algorithm 128相关的Prefix-SID为1280。其它节点学习到以后将建立至Prefix-B的FTN与ILM转发表项，表项中包括的MPLS标签信息根据Prefix-SID 128按照现有技术生成，节点B为其本地的link(B-D)分配与算法128相关的Adjacency-SID(临接段标识)为1281，其它节点学习到以后将存储在本地的链路状态数据库中。
在节点S1上创建了Flex-algo 128平面内的SR-TE实例(记为sr-te-100)，则其Segment List为{Node-B,Link(B-D)}，相应的SID List为{1280,1281}。在S1节点上发起LSP traceroute sr-te-100后，S1节点作为根节点，将SR-TE中的第一段终节点B和第二段的临接段链路link(B-D)的终节点D作为目标节点，将节点B的FEC元素IPv4 IGP-PrefixSegment ID per Algorithm＝<Prefix-B,Algorithm 128>与链路link(B-D)对应的FEC元素IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm＝<link(B-D),128>作为目标FEC元素。
步骤102，将根据目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的转发路径发送到目标节点，供目标节点进行校验。
具体地说，根节点确定目标FEC元素后，根据待检测的FEC元素构建回显请求报文，将待检测的FEC元素交由对应的目标节点进行校验。
在一个例子中，根节点S1确定出目标FEC元素后，设置Echo request PDU：targetFEC stack TLV：{IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-B,Algorithm128>,IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm＝<link(B-D),128>}，将DDMAP TLV包括在其中，然后封装IP/UDP头以及标签栈，栈顶标签为Prefix-SID 1280对应的标签，标签TTL＝1，然后根据在Flex-algo128平面内至节点B的最短路径将报文传输到节点A。
节点A接收到回显请求报文后，因顶层标签TTL为1而导致将回显请求报文上送控制平面，A将作为Responder节点。若在控制平面，检查发现标签值是有效的，存在Prefix-SID 1280相应的ILM转发表项并且标签操作为SWAP；检查发现DDMAP TLV中的下一跳信息与报文到达的入接口是匹配的；检查发现报文的标签栈与target FEC stack是一致的，即A节点为IPv4IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-B,Algorithm 128>绑定的标签与报文的顶层标签一致，则判定校验成功。A节点向S1节点回复echo reply报文，在echoreply报文中包含校验成功的信息。
根节点S1根据接收到的echo reply报文，重新构造回显请求报文，目标FEC元素堆栈不变，将顶层标签TTL值设置为2，然后重新发送到A节点，因为顶层标签为2，A将TTL的值减1后直接将报文转发到节点B。
B节点在接收到回显请求报文后，由于顶层标签TTL为1，将报文上送控制平面进行检测，若控制平面检查发现标签值是有效的，存在Prefix-SID 1280相应的ILM转发表项并且标签操作为POP；检查发现报文的标签栈与target FEC stack是一致的，即B节点确实通过ISIS对外通告了IPv4 IGP-Prefix Segment ID per Algorithm＝<Prefix-B,Algorithm128>且Prefix-SID为1280，则判定校验成功。
B节点向S1节点回复echo reply报文，在echo reply报文中包含校验成功的信息，并且包含FEC Stack Change TLV，提示根节点S1要弹出target FEC stack TLV中的IPv4IGP-Prefix Segment ID per Algorithm Sub-TLV。
根节点S1接收到B节点包含FEC元素校验成功的回显应答报文后，调整回显请求报文中的部分数据，将target FEC stack TLV变为：target FEC stack TLV：{IGP-AdjacencySegment ID per Algorithm＝<link(B-D),128>}。顶层标签TTL设置为3。向下一跳节点A转发。
节点A接收到回显请求报文时，顶层标签TTL为3，将顶层标签TTL减1后，直接转发到节点B，节点B接收到回显请求报文后，顶层标签TTL为2，终结Prefix-SID 1280对应的标签，继续根据下层Adjacency-SID 1281对应的标签查ILM表，将顶层标签减1后弹出标签，并将标签TTL拷贝的下层IP头中，然后将报文转发到节点D。
节点D接收到回显请求报文后，由于回显请求报文的目的IP处于127/8并且IP TTL为1，将回显请求报文上送控制平面，若在控制平面，检查发现IGP-Adjacency Segment IDper Algorithm＝<link(B-D),128>中包含的Remote Interface ID与报文到达的入接口是匹配的；检查发现IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm＝<link(B-D),128>中包含的Receiving Node Identifier是本节点的Node-ID；检查维护的链路状态数据库发现IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm＝<link(B-D),128>中包含的Advertising NodeIdentifier所表示的节点确实通告了该IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm＝<link(B-D),128>，则判定校验成功。
D节点向S1节点回复echo reply报文，在echo reply报文中包含校验成功的信息，并且包含FEC Stack Change TLV，提示头节点要弹出target FEC stack TLV中的IGP-Adjacency Segment ID per Algorithm Sub-TLV。
值得一提的是，在路径检测过程中，若任一节点的检测中，目标FEC元素校验失败，则应答节点可以直接向根节点包括反馈校验失败的回显应答报文，并且终止后续的路径检测。
步骤103，根据目标节点反馈的目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。根节点根据FEC元素的检验结果，确定出路径是否有效，并输出检测结果。
由此，本实施方式提供了一种路径检测方法，通过根据创建的SR-TE实例所在网络拓扑平面、路径检测方式及转发路径，确定SR-TE实例中与算法相关的路径对应的目标FEC元素，根据目标FEC元素实现对SR-TE实例中的与算法相关的分段路径是否有效的检测。
本发明的第四实施方式涉及一种路径检测方法，包括：接收回显请求报文，回显请求报文包括待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，目标FEC元素包括转发路径所在网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；对目标FEC元素进行校验，并生成包括目标FEC元素的校验结果的回显应答报文；向根节点反馈回显应答报文，供根节点根据目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。
本实施方式的路径检测方法具体流程如图8所示，具体包括以下步骤：
步骤801，接收回显请求报文。
具体地说，在进行转发路径是否有效的检测时，应答节点接收回显请求报文，回显请求报文包括待检测的目标节点的目标FEC元素，其中，目标FEC元素包括转发路径所在网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息，根据接收到的回显请求报文，确定出要进行校验的目标FEC元素。
在一个例子中，IGP算法信息包括在目标FEC元素的扩展字段中。在实际应用中，扩展字段中的IGP算法信息通过由互联网数字分配机构IANA为算法分配的标准取值指示或通过由用户自定义的算法取值指示。
在另一例子中，添加扩展字段的FEC元素的类型包括：IPv4 IGP-Prefix SegmentID Sub-TLV、IPv6 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV或IGP-Adjacency Segment ID Sub-TLV。
步骤802，对回显请求报文包含的目标FEC元素进行校验，并生成包括目标FEC元素校验结果的回显应答报文。
具体的说，在根据接收到的回显请求报文确定出待检测的目标FEC元素后，应答节点对目标FEC元素进行校验，并根据目标FEC元素的校验结果，生成包括目标FEC元素校验结果的回显应答报文。
在一个例子中，应答节点进行目标FEC元素的校验时，大致上可以参考RFC8029的校验过程，为了保证能够对包括IGP算法的FEC元素的准确校验，应答节点对目标FEC元素进行校验时，根据目标FEC元素，确定IGP协议的类型，根据IGP协议的类型对目标FEC元素进行校验，即，先根据目标FEC元素中的protocol值，确定与算法相关路径创建时所采用的IGP协议的类型，根据IGP协议的类型确定对目标FEC元素与标签进行校验，在校验完成后，根据目标FEC元素的校验结果设置表示FEC元素校验结果的返回码取值，生成包含目标FEC元素校验结果的回显应答报文。
步骤803，向根节点反馈回显应答报文，供根节点根据目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。
具体地说，在应答节点生成包含目标FEC元素的校验结果的回显应答报文后，将回显应答报文反馈给转发路径的根节点，根节点根据回显应答报文中表示目标FEC元素校验结果的返回码取值，确定目标FEC元素的校验结果，进而根据目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效。
由此，本实施方式提供了一种路径检测方法，通过在现有FEC元素中添加包括IGP算法信息的扩展字段，实现对现有的路径检测协议的扩展，引入包括IGP算法信息的FEC元素；从而在针对IGP算法计算出的转发路径是否有效的检测中，根节点能够调用包括IGP算法信息的目标FEC元素发起路径检测，并且应答节点能够准确的对包含有IGP算法信息的目标FEC元素进行校验，并进行校验结果的反馈，根节点再根据目标FEC元素的校验结果确定转发路径是否有效，从而实现对IGP算法计算出的转发路径是否有效的准确高效检测。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第五实施方式涉及一种电子设备，如图9所示，包括至少一个处理器901；以及，与至少一个处理器901通信连接的存储器902；其中，存储器902存储有可被至少一个处理器901执行的指令，指令被至少一个处理器901执行，以使至少一个处理器901能够执行上述的路径检测方法。
其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明第六实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种路径检测方法，其特征在于，包括：
根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，所述目标FEC元素包括所述网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；
将根据所述目标FEC元素生成的回显请求报文沿与算法相关的所述转发路径发送到所述目标节点，供所述目标节点对所述目标FEC元素进行校验；其中，所述回显请求报文包括所述目标FEC元素；
根据所述目标节点反馈的所述目标FEC元素的校验结果，确定所述转发路径是否有效。
2.根据权利要求1所述的路径检测方法，其特征在于，所述IGP算法信息包括在所述目标FEC元素的扩展字段中。
3.根据权利要求2所述的路径检测方法，其特征在于，所述扩展字段中的IGP算法信息通过算法取值指示，其中，所述算法取值包括由互联网数字分配机构IANA为算法分配的标准取值及由用户自定义的算法取值。
4.根据权利要求2所述的路径检测方法，其特征在于，添加所述扩展字段的FEC元素的类型包括：
IPv4 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV、IPv6 IGP-Prefix Segment ID Sub-TLV或IGP-Adjacency Segment ID Sub-TLV。
5.根据权利要求1所述的路径检测方法，其特征在于，所述根据网络拓扑平面中与算法相关的转发路径，确定待检测的目标节点的目标FEC元素，包括：
确定所述转发路径的路径检测方式；
若所述路径检测方式为LSP Ping检测，则将所述转发路径的终节点作为所述目标节点，得到所述目标FEC元素；
若所述路径检测方式为LSP Traceroute检测，则将所述转发路径中的各航路节点均作为所述目标节点，得到所述目标FEC元素。
6.一种路径检测方法，其特征在于，包括：
接收回显请求报文，所述回显请求报文包括待检测的目标节点的目标FEC元素；其中，所述目标FEC元素包括转发路径所在网络拓扑平面对应的内部网关协议IGP算法信息；
对所述目标FEC元素进行校验，并生成包括所述目标FEC元素的校验结果的回显应答报文；
向根节点反馈所述回显应答报文，供所述根节点根据所述目标FEC元素的校验结果确定所述转发路径是否有效。
7.根据权利要求6所述的路径检测方法，其特征在于，所述IGP算法信息包括在所述目标FEC元素的扩展字段中。
8.根据权利要求6所述的路径检测方法，其特征在于，所述对所述目标FEC元素进行校验，包括：
根据所述目标FEC元素，确定IGP协议的类型；
根据所述IGP协议的类型对所述目标FEC元素进行校验。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5中任一项所述的路径检测方法，或，能够执行如权利要求6至8中任一项所述的路径检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的路径检测方法，或，实现权利要求6至8中任一项所述的路径检测方法。
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