CN113545016A - 用于重建标签交换路径的方法及网络设备 - Google Patents

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CN113545016A CN201980093770.6A CN201980093770A CN113545016A CN 113545016 A CN113545016 A CN 113545016A CN 201980093770 A CN201980093770 A CN 201980093770A CN 113545016 A CN113545016 A CN 113545016A
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Abstract

本公开涉及一种用于重建标签交换路径(LSP)的方法和网络设备。在网络设备(400)处执行的方法包括：检测(S201)网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断；其中，第一下游网络设备在从网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；通过使用约束最短路径优先(CSPF)算法计算(S202)从网络设备到目的地网络设备的第二LSP；以及用第二LSP替换(S203)第一LSP。可以更容易和更快地重建由于LDP会话中断而中断的LSP。

Description

用于重建标签交换路径的方法及网络设备
技术领域
本发明一般涉及网络技术，并且尤其涉及一种用于重建标签交换路径(LSP)的方法以及网络设备。
背景技术
本节介绍可以促进更好地理解本公开的方面。因此，本节的陈述应从这个角度来阅读，并且不应被理解为对什么内容在现有技术中或什么内容不在现有技术中的承认。
在多协议标签交换(MPLS)网络部署中，通常采用标签分发协议(LDP)在网络中的网络设备之间分发标签，以建立标签交换路径(LSP)。
然而，对于这样的应用，如果MPLS LSP没有适当地运行，则网络不可能对网际协议(IP)转发进行正常回复。例如，在内部网关协议(IGP)在链路上运行而LDP不运行的情况下，可发生所标记的流量的黑洞(blackholing)。
发明内容
本公开的某些方面及其实施例可以提供对这些或其他挑战的解决方案。本文提出了解决本文公开的一个或多个问题的各种实施例。
本公开的第一方面提供了一种在网络设备处执行的方法，包括：检测所述网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断，其中，所述第一下游网络设备在从所述网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；使用约束最短路径优先(CSPF)算法来计算从所述网络设备到所述目的地网络设备的第二LSP；以及用所述第二LSP替换所述第一LSP。
在本公开的实施例中，所述方法还包括：接收在所述第二LSP中的第二下游网络设备的LDP标签，用于所述网络设备的下一标签交换跳(LSH)。
在本公开的实施例中，所述方法还包括：向所述第二下游网络设备发送LDP标签请求消息。
在本公开的实施例中，通过使用双向转发检测(BFD)或LDP保持激活(keep-alive)消息来检测所述LDP会话的所述中断。
在本公开的实施例中，所述网络设备包括路由器。
本公开的第二方面提供了一种网络设备，包括：处理器；以及包含可由所述处理器执行的指令的存储器；其中，所述网络设备可操作以：检测所述网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断；其中，所述第一下游网络设备在从所述网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；通过使用约束最短路径优先(CSPF)算法来计算从所述网络设备到所述目的地网络设备的第二LSP；以及用所述第二LSP替换所述第一LSP。
在本公开的实施例中，所述网络设备还可操作以实现上述方法。
本公开的第三方面提供了一种网络设备，包括：检测单元，其被配置为检测所述网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断；其中，所述第一下游网络设备在从所述网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；计算单元，其被配置为通过使用约束最短路径优先(CSPF)算法来计算从所述网络设备到所述目的地网络设备的第二LSP；以及替换单元，其被配置为用所述第二LSP替换所述第一LSP。
在本公开的实施例中，所述网络设备还包括：接收单元，其被配置为接收在所述第二LSP中的第二下游网络设备的LDP标签，用于所述网络设备的下一标签交换跳(LSH)。
在本公开的实施例中，所述网络设备还包括：发送单元，其被配置为向所述第二下游网络设备发送LDP标签请求消息。
在本公开的实施例中，所述检测单元被配置为通过使用双向转发检测(BFD)或LDP保持激活消息来检测所述LDP会话的所述中断。
在本公开的实施例中，所述网络设备包括路由器。
本公开的第四方面提供了一种在其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序可由装置执行以使所述装置执行上述方法。
附图说明
通过对附图中的本公开的一些实施例的更详细的描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，其中，相同的附图标记一般指代本公开的实施例中的相同组件。
图1是示出了其中实现了根据本公开的实施例的方法的网络的示例性框图；
图2是示出了根据本公开的实施例的用于重建标签交换路径(LSP)的方法的示例性流程图；
图3是示出了图2所示的方法的其他步骤的示例性流程图；
图4是示出了根据本公开的实施例的网络设备的框图；
图5是示出了根据本公开的实施例的网络设备的功能单元的框图；
图6是示出了根据本公开的实施例的计算机可读存储介质的框图；
图7是示出了根据本公开的实施例的网络设备中执行的具体方法的示例性流程图；
图8是示出了如图7所示的方法的其他示例性步骤的示例性流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本文中设想的一些实施例。然而，其他实施例也包含在本文所公开的主题的范围内，所公开的主题不应解释为仅限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例仅作为示例提供，以将主题的范围传达给本领域技术人员。
通常，除非在使用该术语的上下文中清楚地给出了和/或隐含了不同的含义，否则本文中使用的所有术语将根据其在相关技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确说明，否则对一/一个/该元件、设备、组件、装置、步骤等的所有引用应开放地解释为是指该元件、设备、组件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确地将一个步骤描述为在另一个步骤之后或之前和/或隐含地一个步骤必须在另一个步骤之后或之前，否则本文所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。在适当的情况下，本文公开的任何实施例的任何特征可以适用于任何其他实施例。同样，任何实施例的任何优点可以适用于任何其他实施例，反之亦然。通过下面的描述，所附实施例的其他目的、特征和优点将显而易见。
在整个说明书中对特征、优点的引用或类似语言并不意味着可以由本公开实现的所有特征和优点都应该是或在本公开的任何单个实施例中。而是，提及特征和优点的语言应被理解为是指结合实施例描述的特定特征、优点或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式来组合本公开的所描述的特征、优点和特征。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本公开。在其他情况下，在本公开的所有实施例中可能不存在的某些实施例中，可以认识到附加特征和优点。
如本文所使用的，术语“网络”或“通信网络/系统”是指遵循任何适当的通信标准(诸如新无线电(NR)、长期演进(LTE)、LTE高级、宽带码分多址(WCDMA)、高速分组接入(HSPA)、互联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)等)的网络/系统。此外，该通信网络中终端设备与网络节点之间的通信可以根据任何适当的一代通信协议(包括但不限于第一代(1G)、第二代(2G)、2.5G、2.75G、第三代(3G)、4G、4.5G、5G通信协议，和/或当前已知或将来将要开发的任何其他协议)，和/或例如互联网协议(IP)的其它协议来执行。
本文的术语“设备”可以指能够接入通信网络并从其接收服务的任何终端设备。
如本文中所使用的，术语“第一”、“第二”等是指不同元件。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”和“一个”也意图包括复数形式。如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”和/或“含有”指定存在所述特征、元件和/或组件等，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、组件和/或其组合。术语“基于”应被理解为“至少部分基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被理解为“至少一个其他实施例”。可以在下文包括其他定义(显式和隐式)。
例如，在某些网络中，依赖于由LDP建立的边缘到边缘LSP，例如MPLS虚拟专用网络(VPN)网络。在实际的网络部署中，可能出现IGP可以运行而LDP不能运行的情况。例如，由于配置故障，或在网络节点/设备重启(reboot)过程期间。这种情况在MPLS VPN核心网中尤为危险。如果出现这种情况，外层的LDP标签会被弹出，内层的VPN标签会被暴露给P节点，从而导致VPN流量被黑洞化。
引入LDP IGP同步机制来解决内部网关协议(IGP)在链路上运行而LDP不运行的问题。
诸如2个请求评论(RFC)(RFC5443和RFC6138)之类的技术文档给出了关于该LDPIGP同步机制的示例。RFC5443想解决在对等(P2P)网络和只有一个LDP/IGP对等体(peer)的广播网络中的上述问题。RFC6138想涵盖具有多于一个LDP/IGP对等体的广播网络的场景。
具体而言，RFC5443提供了一种在LDP和IGP之间建立通信的方式。IGP可以通过其LDP IGP同步机制“知道”LDP会话运行状态。与当广播网络上的一个对等体的LDP会话发生故障(down)，并且其开销变为最大值(例如65535)时，可能会影响与其他对等体的LDP会话。在其他情况下，当在广播网络上发现新路由器时，该网络应避免传输流量，直到LDP在该网络上的所有路由器之间开始运行。
RFC5443在P2P链路和只有一个LDP/IGP对等体的广播链路中可以很好地工作。但它对具有多于一个LDP/IGP对等体的广播网络有限制。
为了解决RFC5443在广播网络上的限制，RFC6138提出了另一种解决方案。当IGP运行而LDP会话不运行时，代替操纵接口度量，而是从链路状态数据库(LSDB)中去除正在到来或LDP发生故障的链路，除非绝对必要。
然而，RFC6138没有提供明确的计算算法。没有具体的设计，在实践中很难实现。此外，如果整个网络中发生任何拓扑变化，则需要触发重新计算。
图1是示出了其中实现了根据本公开的实施例的方法的网络的示例性框图。
如图1所示，图1中示出了包括多个网络设备的网络。作为示例，这些网络设备包括标签交换路由器(LSR)101和提供商边缘设备(PE)102。这可以是广播网络部署拓扑之一。所有链路上的度量可以是1。现有的两条LSP可以是PE1-A-B-PE2、PE1-A-E-PE3。
本公开的实施例可以提供一种用于在现有LSP中的任何一个发生故障的情况下重建标签交换路径的方法。
图2是示出了根据本公开的实施例的用于重建标签交换路径(LSP)的方法的示例性流程图。
如图2所示，在网络设备处执行的方法包括：步骤S201，检测网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断；其中，第一下游网络设备在从网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；步骤S202，通过采用约束最短路径优先(CSPF)算法计算网络设备到目的地网络设备的第二LSP；以及步骤S203，用第二LSP替换第一LSP。
根据本公开的实施例，如果第一LSP由于网络设备和第一下游网络设备之间的LDP会话中断而中断，则通过CSPF算法计算从网络设备到目的地网络设备的第二LSP。可以方便快捷地重建从网络设备到目的地网络设备的LSP，并且减少LSP和IGP路由信息的依赖。即，只需要用于CSPF算法的信息。
参见图1，作为一个示例，当LSR A想要通过LDP PE1-A-B-PE2向PE2传输数据时，LSR A发现LSP/LSP部分A-B-PE2发生故障，原因是LSR A和LSR B之间的LDP会话发生故障。然后，CSPF算法可以计算新的LSP/LSP部分A-C-D-PE2，以替代LSP/LSP部分A-B-PE2。即PE1-A-B-PE2可以由PE1-A-C-D-PE2替换。
图3是示出了图2所示的方法的其他步骤的示例性流程图。
如图3所示，该方法还包括：步骤S301，接收第二LSP中的第二下游网络设备的LDP标签，用于该网络设备的下一标签交换跳(LSH)。
在新LSP PE1-A-C-D-PE2被确定后，LSR A重新开始数据传输，而LSR A需要LSR C的标签。
例如，如果网络中关于标签保留(retention)的操作配置为是“自由模式(liberalmode)”，在该“自由模式”中LSR C可以向LSR A主动发送自己的标签并且LSR A将存储该标签，则直接实现步骤S301。
此外，该方法还可以包括：步骤S302，向第二下游网络设备发送LDP标签请求消息。即，在其他模式(例如“保守模式(conservative mode)”)下，除非LSR A发送LDP标签请求消息并从LSR C接收响应，否则LSR A不会接收和存储LSR C的标签。
在本公开的实施例中，通过使用双向转发检测(BFD)或LDP保持激活消息检测LDP会话的中断。检测LDP会话的中断的具体方式不受限制，并且例如可以应用BFD或者LDP保持激活消息。
在本公开的实施例中，网络设备包括路由器。虽然以图1所示的LSR A为例，但是网络设备不限于这样的LSR 110。也可以应用具有路由器功能的任何网络设备，例如PE 102。
图4是示出了根据本公开的实施例的网络设备的框图。
网络设备400可以包括：处理器401；以及包含可由处理器401执行的指令的存储器402。网络设备400可操作以：检测网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断；其中，第一下游网络设备在从网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；通过使用约束最短路径优先(CSPF)算法计算从网络设备到目的地网络设备的第二LSP；以及用第二LSP替换第一LSP。
在本公开的实施例中，网络设备400还用于实现上述任何方法。例如，网络设备400还可以接收在第二LSP中的第二下游网络设备的LDP标签，用于该网络设备的下一标签交换跳(LSH)。网络设备400还可以向第二下游网络设备发送LDP标签请求消息。
根据本公开的实施例，如果第一LSP由于网络设备和第一下游网络设备之间的LDP会话中断而中断，则通过CSPF算法计算从网络设备到目的地网络设备的第二LSP。可以方便快捷地重建从网络设备到目的地网络设备的LSP，并且减少LSP和IGP路由信息的依赖。即，只需要用于CSPF算法的信息。
处理器401可以是任何种类的处理组件，例如一个或多个微处理器或微控制器，以及其他数字硬件，其可以包括数字信号处理器(DSP)、专用数字逻辑等。存储器402可以是任何种类的存储组件，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器、高速缓存存储器、闪存设备、光存储设备等。
图5是示出了根据本公开的实施例的网络设备的功能单元的框图。
如图5所示，网络设备400包括：检测单元501，其被配置为检测网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议(LDP)会话的中断；其中，第一下游网络设备在从网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径(LSP)中；计算单元502，其被配置为通过使用约束最短路径优先(CSPF)算法计算网络设备到目的地网络设备的第二LSP；以及替换单元503，其被配置为用第二LSP替换第一LSP。
在本公开的实施例中，网络设备还包括：接收单元504，其被配置为接收第二LSP中的第二下游网络设备的LDP标签，用于网络设备的下一标签交换跳(LSH)。
在本公开的实施例中，网络设备还包括：发送单元505，其被配置为向第二下游网络设备发送LDP标签请求消息。
这些功能单元可具有在电子、电气设备和/或电子设备领域的常规布置，并且可以包括例如电气和/或电子电路、装置、模块、处理器、存储器、逻辑固态和/或离散设备、计算机程序或指令，其用于执行各个任务、过程、计算、输出和/或显示功能等，例如本文描述的那些。
通过分离的功能单元，网络设备400可以不需要固定的处理器或存储器，可以从至少一个网络装置中布置任何计算资源和存储资源。虚拟化技术和网络计算技术的引入将更加容易，并且可以提高网络资源的使用效率和网络的灵活性。
图6是示出了根据本公开的实施例的计算机可读存储介质的框图。
如图6所示，计算机可读存储介质600在其上存储有计算机程序601，计算机程序601可由装置执行以使该装置执行上述方法。
例如，计算机程序601可由LSR A执行以实现图2和图3所示的方法。
计算机可读存储介质600可以被配置为包括诸如RAM、ROM、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的存储器、磁盘、光盘、软盘、硬盘、可移动磁带或闪存驱动器。
图7是示出了根据本公开的实施例的网络设备中执行的具体方法的示例性流程图。
如图7所示，示出了比图2或图3所示更具体的方法，以便处理器更容易实现。然而，这也不是限制，可以以任何其他方式具体化图2或3中的方法。
在步骤S701中，LSR A可以接收LDP会话故障(session down)消息。在步骤S702中，确定(IGP&LSP)下一跳是否在该链路上。如果S702中确定为否，则执行步骤S703，忽略该LDP会话故障消息。例如，如果当前完整的LDP为PE1-AB-PE2，则LSR A将忽略来自LSR C或E的LDP会话故障消息。如果S702确定为是，则执行步骤S704，CSPF被触发为为受影响的LSP计算新路径。SCPF将去除具有故障LSP会话的链路。例如，如果当前的完整LSP是PE1-AB-PE2，则从LSR B到LSR A的LDP会话故障消息将触发CSPF以计算该新路径，并且CSPF将去除LSR A和LSR B之间的LDP会话。在步骤S705中，确定是否计算该新路径。如果在S705中为否，则在步骤S706中直接删除旧LSP。如果在S705中为是(例如可以计算“A-C-D-PE2”)，则在步骤S707中进一步确定是否存在新路径的下一跳。即，LSR A可以检查是否存储了LSR C的标签，或该新路径中的任何其他LSR。如果在步骤S707中为是，则在步骤S709中将旧LSP“A-B-PE2”更新为“A-C-D-PE2”。否则，LSR A可以在步骤S708中发送LDP标签请求消息以获取用于新LSP的新标签，然后在步骤S709将旧LSP“A-B-PE2”更新为“A-C-D-PE2”。
图8是示出了如图7所示的方法的其他示例性步骤的示例性流程图。
如图8所示，当LSR A(如图1所示)在步骤S801中接收到新标签映射消息时，在步骤S802中确定该新标签是否被映射到最佳IGP路径。如果在步骤S602中为是，则可以在步骤S803中将旧LSP更新为具有新标签映射的新LSP。如果在步骤S802中为否，则在步骤S804中忽略新的标签映射。例如，在以下任一情况下都会发生新标签映射：(1)故障的LDP会话变为正常运转(up)；(2)在新路由器增加场景下收敛IGP后收敛LDP。
例如(1)，当LSR A和LSR B之间的故障LDP会话变为正常运转时，如果B的标签被映射到最佳IGP路径，则旧LSP“A-C-D-PE2”被再次更新为“A-B-PE2”。(2)的例子将是类似的。
根据本公开的实施例，如果第一LSP由于网络设备和第一下游网络设备之间的LDP会话中断而中断，则通过CSPF算法计算从网络设备到目的地网络设备的第二LSP。可以方便快捷地重建从网络设备到目的地网络设备的LSP，并且减少LSP和IGP路由信息的依赖。即，只需要用于CSPF算法的信息。
通常，本发明的各种实施例可以用硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。例如，一些方面可以用硬件实现，而其他方面可以用可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件实现，但是本发明不限于此。虽然本发明的示例性的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应该理解，本文描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性示例以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或他们的一些组合来实现。
因此，应当理解，本公开的示例性实施例的至少一些方面可以在诸如集成电路芯片和模块的各种组件中实践。因此应当理解，本公开的示例性实施例可以在体现为集成电路的设备中实现，其中，集成电路可以包括用于体现可配置以便根据本公开的示例性实施例操作的数据处理器、数字信号处理器、基带电路和射频电路中的至少一个或多个的电路(以及可能的固件)。
应当理解，本公开的示例性实施例的至少一些方面可以体现在由一个或多个计算机或其他设备执行的计算机可执行指令中，例如在一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括当由计算机或其他设备中的处理器执行时执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令可以存储在计算机可读介质上，例如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、RAM等。本领域技术人员将理解，程序模块的功能在各种实施例中可以根据需要组合或分布。此外，该功能可以全部或部分地实现在固件或硬件等价物中，例如集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)等。
本公开包括本文明确公开的任何新颖特征或特征组合或其任何概括。当结合附图阅读时，鉴于前述描述，对本公开的前述示例性实施例的各种修改和适应对于相关领域的技术人员而言将变得明显。然而，任何和所有修改仍将落入本公开的非限制性和示例性实施例的范围内。

Claims (13)

1.一种在网络设备(400)处执行的方法，包括：
检测(S201)所述网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议LDP会话的中断，其中，所述第一下游网络设备在从所述网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径LSP中；
通过使用约束最短路径优先CSPF算法来计算(S202)从所述网络设备到所述目的地网络设备的第二LSP；以及
用所述第二LSP替换(S203)所述第一LSP。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收(S301)所述第二LSP中的第二下游网络设备的LDP标签，以用于所述网络设备的下一标签交换跳LSH。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
向所述第二下游网络设备发送(S302)LDP标签请求消息。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，通过使用双向转发检测BFD或LDP保持激活消息来检测所述LDP会话的所述中断。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，所述网络设备包括路由器。
6.一种网络设备(400)，包括：
处理器(401)；以及
包含可由所述处理器(401)执行的指令的存储器(402)；
其中，所述网络设备(400)可操作以：
检测所述网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议LDP会话的中断；其中，所述第一下游网络设备在从所述网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径LSP中；
通过使用约束最短路径优先CSPF算法来计算从所述网络设备到所述目的地网络设备的第二LSP；以及
用所述第二LSP替换所述第一LSP。
7.根据权利要求6所述的网络设备(400)，进一步可操作以实施根据权利要求2至5中任一项所述的方法。
8.一种网络设备(400)，包括：
检测单元(501)，其被配置为检测所述网络设备与第一下游网络设备之间的标签分发协议LDP会话的中断；其中，所述第一下游网络设备在从所述网络设备到目的地网络设备的第一标签交换路径LSP中；
计算单元(502)，其被配置为通过使用约束最短路径优先CSPF算法来计算从所述网络设备到所述目的地网络设备的第二LSP；以及
替换单元(503)，其被配置为用所述第二LSP替换所述第一LSP。
9.根据权利要求8所述的网络设备(400)，还包括：
接收单元(504)，其被配置为接收所述第二LSP中的所述第二下游网络设备的LDP标签，以用于所述网络设备的下一标签交换跳LSH。
10.根据权利要求9所述的网络设备(400)，还包括：
发送单元(505)，其被配置为向所述第二下游网络设备发送LDP标签请求消息。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的网络设备(400)，其中，所述检测单元(501)被配置为通过使用双向转发检测BFD或LDP保持激活消息来检测所述LDP会话的所述中断。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的网络设备(400)，包括：路由器。
13.一种在其上存储有计算机程序(601)的计算机可读存储介质(600)，所述计算机程序(601)可由装置执行以使所述装置执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
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