CN113785542A - 用于内部网关协议（igp）快速收敛的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种由网络节点执行的用于启用内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)快速收敛的方法。所述方法包括：确定链路状态信息中存在显著变化；生成包括所述链路状态信息的链路状态报文；响应于确定所述链路状态信息中存在显著变化，在所述链路状态报文中设置指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位；分发包括所述链路状态信息和所述指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位的所述链路状态报文。

Description

用于内部网关协议(IGP)快速收敛的系统和方法
相关申请交叉引用
本申请要求Huaimo Chen等人于2019年2月15日提交的申请号为62/806,077、发明名称为“用于IGP快速收敛的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR IGP FASTCONVERGENCE)”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及网络通信，更具体地涉及一种用于内部网关协议(Interior GatewayProtocol，IGP)快速收敛的系统和方法。
背景技术
路由协议指定路由器相互通信的方式，从而分发使这些路由器能够在计算机网络上的任意两个节点之间选择路由的信息。内部网关协议(interior gateway protocol，IGP)是一种在自治系统(autonomous system，AS)内的网关(通常是路由器)之间交换路由信息的协议。这种路由信息则可以用于路由网络层协议，比如互联网协议(InternetProtocol，IP)。AS是代表单个管理实体或域的一个或多个网络运营上控制下的一组连接IP路由前缀，这个管理实体或域向互联网(例如，公司局域网系统)提供一种通用、明确定义的路由策略。
IGP中存在不同的类型。类型1IGP称为链路状态路由协议。该链路状态路由协议由网络中的每个交换节点(即准备转发报文的节点；在互联网中，这些节点称为路由器)执行。链路状态路由的基本概念是，每个节点以图表的形式构建网络连接图，从而显示节点与其它节点的连接情况。然后，每个节点独立计算自己到网络中每个可能目的地的最佳逻辑路径或最佳下一跳接口。每组最佳路径则构成每个节点的路由表。链路状态路由协议的示例包括开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)路由协议和中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS或ISIS)。
OSPF是因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)指定的一种标准路由协议。OSPF使用链路状态通告(Link State Advertisement，LSA)在路由器之间交换路由信息。一个区域内的每个路由器都会泛洪该区域内的类型1LSA(也称为路由器LSA)。LSA封装在OPSF报文之后，然后是IP报文。区域是由区域号相同的基于OSPF的网络、路由器和链路组成的逻辑组。属于同一区域的路由器为整个区域保留拓扑数据库。路由器LSA包括路由器所属区域内的直连链路的信息(例如，包括该路由器的所有直连链路的列表)，这些信息被泛洪到该区域内的所有路由器。如果路由器是区域边界路由器(Area BorderRouter，ABR)，则该路由器为其连接到的所有区域生成类型1LSA，并将这些LSA发送到对应区域内的所有邻居路由器。
IS-IS是国际标准组织(International Standards Organization，ISO)标准化的一种路由协议。IS-IS使用链路状态协议数据单元(Link State Protocol Data Unit，LSP)在路由器之间交换路由信息。LSP是包括网络路由器在链路状态路由协议中生成的信息的报文，列出了该路由器的邻居路由器。LSP报文还可以进一步定义为特殊数据报，这些特殊数据报确定任何邻居路由器和关联网络的名称、成本或距离，用于高效确定新邻居路由器，是否发生链路故障以及在需要时改变链路的成本。
OSPF与IS-IS之间的一些其它区别在于，OSPF支持非广播多重访问网络(nonbroadcast multiple access network，NBMA)和点到多点链路，而IS-IS不支持；IS-IS运行在数据链路层(L2)上，而OSPF运行在网络层(L3)上；OSPF支持虚拟链路，而IS-IS不支持。
无论使用哪种IGP路由协议，随着网络越来越大，当网络中发生链路故障等变化时，IGP路由收敛越来越慢。当网络中每个路由器的所有组件，包括路由信息库(RoutingInformation Base，RIB)和转发信息库(Forwarding Information Base，FIB)以及软件和硬件表，都存在最新的一个或多个路由变化，以便在最佳出(或下一跳)接口上成功转发路由项时，IGP收敛。最佳出接口是待测设备(Device under Test，DUT)的等价多路径路由(Equal Cost Multipath，ECMP)集或并行链路集中的一个出接口或一组出接口，目的是将流量路由到最佳下一跳。在网络中发生链路变化之后且在IGP收敛之前，网络中可能会存在一些路由循环，其中一些流量会丢失。
发明内容
第一方面涉及一种由网络节点执行的用于启用内部网关协议(Interior GatewayProtocol，IGP)快速收敛的计算机实现方法。所述方法包括：确定链路状态信息中存在显著变化；生成包括所述链路状态信息的链路状态报文；响应于确定所述链路状态信息中存在显著变化，在所述链路状态报文中设置指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位；分发包括所述链路状态信息和所述指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位的所述链路状态报文。
第二方面涉及一种由网络节点执行的用于启用内部网关协议(Interior GatewayProtocol，IGP)快速收敛的计算机实现方法。所述方法包括：接收包括链路状态信息的报文；根据设置在所述报文中的标志位，确定所述链路状态信息中存在显著变化；响应于确定所述设置在所述报文中的标志位指示所述报文中的所述链路状态信息中存在显著变化，执行所述报文的加速泛洪。
根据任一上述方面，在所述计算机实现方法的第一种实现方式中，所述报文为开放式最短路径优先版本2(Open Shortest Path First version 2，OSPFv2)路由器链路状态通告(Link State Advertisement，LSA)。
根据任一上述方面，在所述计算机实现方法的第二种实现方式中，所述报文为开放式最短路径优先版本3(Open Shortest Path First version 3，OSPFv3)路由器LSA。
根据任一上述方面，在所述计算机实现方法的第三种实现方式中，所述报文为中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)链路状态协议数据单元(Link State Protocol Data Unit，LSP)。
根据任一上述方面或任一上述方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第四种实现方式中，所述显著变化为链路断开、链路连通和链路度量变化中的至少一个，所述标志位是设置为1以指示存在显著变化的“S”标志位。
根据任一上述方面或任一上述方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第五种实现方式中，所述显著变化为链路断开，所述标志位是设置为1以指示存在链路断开的“D”标志位。
根据任一上述方面或任一上述方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第六种实现方式中，所述显著变化为链路连通，所述标志位是设置为1以指示存在链路连通的“U”标志位。
根据任一上述方面或任一上述方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第七种实现方式中，所述显著变化为链路度量变化，所述标志位是设置为1以指示存在链路度量变化的“C”标志位。
根据所述第二方面或所述第二方面方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第八种实现方式中，所述报文的加速泛洪包括将所述报文的校验和验证延迟到所述报文被泛洪到相邻节点之后。
根据所述第二方面或所述第二方面方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第九种实现方式中，在所述报文被泛洪到相邻节点之后且在所述链路状态信息被加载到所述网络节点的链路状态数据库中之前，执行所述报文的校验和验证。
根据所述第二方面或所述第二方面方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第十种实现方式中，所述报文的加速泛洪包括将所述报文从数据面发送到所述网络节点的控制面的加速控制面传输过程。
根据所述第二方面或所述第二方面方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第十一种实现方式中，所述报文的加速泛洪包括将互联网协议(InternetProtocol，IP)报文从IP层发送到所述网络节点的OSPF层的加速OSPF传输过程。
根据所述第二方面或所述第二方面方面的任一上述实现方式，在所述计算机实现方法的第十二种实现方式中，所述报文的加速泛洪包括将链路层报文从链路层发送到所述网络节点的中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，ISIS)层的加速IS-IS传输过程。
第三方面涉及一种网络节点。所述网络节点包括网络通信模块、数据存储模块和处理模块。所述网络节点专门用于执行任一上述方面或任一上述方面的任一上述实现方式。
为了清楚起见，任一上述实施例可以与上述其它任一或多个实施例组合以创建在本发明范围内的新实施例。
通过以下结合附图和权利要求书进行的详细描述，将更清楚地理解这些和其它特征及其优点。
附图说明
为了更全面地理解本发明，现在参考下文结合附图和详细说明进行的简要描述，其中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1A为本发明一个实施例提供的描绘OSPF网络拓扑的网络的示意图。
图1B为本发明一个实施例提供的描绘IS-IS网络拓扑的网络的示意图。
图2A为本发明一个实施例提供的OSPF版本2(OSPFv2)路由器LSA的示意图。
图2B为本发明另一个实施例提供的OSPFv2路由器LSA的示意图。
图3A为本发明一个实施例提供的OSPF版本3(OSPFv3)路由器LSA的示意图。
图3B为本发明另一个实施例提供的OSPFv3路由器LSA的示意图。
图4A为本发明一个实施例提供的IS-IS LSP的示意图。
图4B为本发明另一个实施例提供的IS-IS LSP的示意图。
图4C为本发明另一个实施例提供的IS-IS LSP的示意图。
图5为本发明一个实施例提供的用于生成OSPF下的新路由器LSA或IS-IS下的新LSP的过程的流程图。
图6为本发明另一个实施例提供的用于生成OSPF下的新路由器LSA或IS-IS下的新LSP的过程的流程图。
图7为本发明一个实施例提供的用于处理OSPF下的路由器LSA或IS-IS下的LSP的过程的流程图。
图8为本发明另一个实施例提供的用于处理OSPF下的路由器LSA或IS-IS下的LSP的过程的流程图。
图9为本发明一个实施例提供的用于处理报文的过程的流程图。
图10为正常泛洪过程的流程图。
图11为本发明一个实施例提供的加速泛洪过程的流程图。
图12为本发明实施例提供的网元的示意图。
具体实施方式
首先应当理解，虽然下文提供一个或多个实施例的说明性实现方式，但所公开的系统和/或方法可以使用任意数量的技术实现，无论这些技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实现方式、附图和技术，包括本文说明并描述的示例性设计和实现方式，而是可以在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
如上所述，在网络发生链路变化之后且在IGP收敛之前，网络中可能会存在一些路由循环，其中一些流量会丢失。这个问题会随着网络的增大变得严重。换句话说，网络越大，当网络发生变化时，丢失的流量可能就越多。本发明的公开实施例试图通过提供用于IGP快速收敛的各种系统和方法来解决上述问题。
本发明描述了解决上述问题的各种实施例。本发明通过加快处理和传送链路断开等变化来加速IGP路由收敛。链路断开等关键变化在包括这些变化的链路状态消息中显式指示。沿着消息所经过的路径，包括关键变化的消息以高优先级加速处理。
图1A为本发明一个实施例提供的描绘OSPF网络拓扑的网络100A的示意图。网络100A包括两个OSPF区域：区域0和区域1。区域0包括第一路由器(R1)、第二路由器(R2)以及与区域0和区域1接壤的ABR，而区域1包括第三路由器(R3)。ABR有三条链路，其中两条在区域0内连接到R1和R2，另一条在区域1内连接到R3。如上所述，OSPF使用LSA在路由器之间交换路由信息。在所述实施例中，路由器R1、R2、ABR和R3中的每个路由器会生成类型1的LSA(即路由器LSA)，这种LSA包括每个路由器所属区域内的直连链路的信息，这些路由器LSA被泛洪到该区域内的所有路由器。如果路由器是ABR，则该路由器为其连接到的所有区域生成路由器LSA，并将这些LSA发送到对应区域内的所有邻居路由器。例如，在所述实施例中，ABR为包括连接到R1和R2的链路的区域0生成一个LSA。这个LSA会被发送到区域0内的所有邻居路由器(即发送到R1和R2)。ABR为区域1生成另一个LSA，区域1包括区域1内的链路，即连接到R3的链路。这个LSA会被发送到R3，因为R3是区域1内的唯一邻居路由器。这个过程也由区域内的每个路由器执行。例如，R1和R2通过区域0内的所有直连链路向ABR发送它们的路由器LSA，R3通过其在区域1内的连接链路执行同样的操作。ABR从R2接收到的LSA由ABR发送到R1，反之亦然，即R1 LSA由ABR发送到R2。这样，一个区域内的每个路由器都知道该区域内的所有其它路由器及其启用的OSPF链路。
图1B为本发明一个实施例提供的描绘IS-IS网络拓扑的网络100B的示意图。网络100B描绘了被划分为四个子域(称为区域)的路由域：区域1、区域2、区域3和区域4。在开放系统互连(Open Systems Interconnection，OSI)方面的术语中，设备称为中间系统(Intermediate System，IS)。每个区域都包括一个或多个IS 102，它们是用于将接收数据向上转发到预期接收者(例如，路由器)的计算机或网络设备。中间系统不需要了解正在终端用户之间发送的信息，但需要了解并可以修改网络添加的信息以提供通信。
IS-IS协议有两层或分层结构：层1和层2。层1对应于OSPF区域内路由(即区域内的路由)。层2对应于OSPF骨干区域路由(即层1区域之间的路由)。运行在层1上的IS与同一区域内的其它层1IS交换路由信息。运行在层2的IS与其它层2设备交换路由信息，无论其它层2设备是否位于同一层1区域内。IS可以在层1和层2中的一层或两层上运行。例如，在图1B中，IS 102是层1和层2(L1L2)路由器，IS 104只是层1路由器，IS 106只是层2路由器。
如上所述，IS生成LSP以通告直连到该IS的邻居路由器和目的地，以便每个IS构建完整的网络连接图。层1LSP由支持层1的IS生成。层1LSP在整个层1区域内泛洪。由一个区域内的所有层1IS生成的层1LSP集为层1LSP数据库(LSPDB)。一个区域内的所有层1IS都具有相同的层1LSPDB，因此具有相同的区域网络连接图。层2LSP由支持层2的IS生成。层2LSP在整个层2子域内泛洪。由该域内的所有层2IS生成的层2LSP集为层2LSP数据库(LSPDB)。所有层2IS都具有相同的层2LSPDB，因此具有相同的层2子域连接图。当LSPDB的内容发生变化时，每个IS独立地重新运行最短路径计算。
图2A为本发明一个实施例提供的OSPF版本2(OSPFv2)路由器LSA 200A的示意图。OSPFv2路由器LSA 200A可以由图1A中的R1等路由器传输，以在OSPF节点之间分发路由信息。
OSPFv2路由器LSA 200A包括标准LSA报头，其包括LS时间(age)字段202、选项字段204、类型1的LS类型字段206、链路状态标识符(identifier，ID)字段208、通告路由器字段210、LS序列号字段212、LS校验和字段214和长度字段216。
LS时间字段202包括OSPFv2路由器LSA 200A通告的时间(以秒为单位)，以便将旧通告从路由域清除出来。选项字段204可以用于指定一个或多个OSPFv2选项。选项字段204使OSPF路由器能够支持(或不支持)可选能力，并将它们的能力等级传送给其它OSPF路由器。LS类型字段206用于指示LSA的类型。在所述实施例中，LS类型字段206中所示的1指示LSA是路由器LSA。一个区域内的每个路由器都会生成路由器LSA。路由器LSA描述每个路由器连接到该区域的链路(即接口)的状态和成本。每个路由器连接到该区域的所有链路都描述在单个路由器LSA中。
链路状态ID字段208标识LSA正在描述的互联网环境的一部分。这个字段的内容取决于LSA的LS类型。例如，在路由器LSA中，链路状态ID字段是设置为路由器的OSPF路由器ID。路由器LSA仅在单个区域内泛洪。通告路由器字段210包括生成OSPFv2路由器LSA 200A的路由器的路由器ID。LS序列号字段212包括用于检测旧的或重复的LSA的连续序列号。LS校验和字段214包括OSPFv2路由器LSA 200A的全部内容的校验和，全部内容包括LSA报头但不包括LS时间字段202。长度字段216表示OSPFv2路由器LSA 200A的总长度(以八位字节为单位)。
OSPFv2路由器LSA 200A包括虚拟链路端点(V)位218、外部(E)位220和边界(B)位222。当设置了V位218时，路由器是一个或多个完全相邻的虚拟链路的端点，这些虚拟链路将所述区域作为传输区域。当设置了E位220时，路由器是AS边界路由器。当设置了B位222时，路由器是区域边界路由器。
OSPFv2路由器LSA 200A包括三个新的位：断开(D)位224、连通(U)位226和变化(C)位230。在一个实施例中，当D位224被设置为1(1)时，这表示路由器LSA包括链路断开(即移除的旧链路)。换句话说，包括在前一LSA中的链路不包括在当前LSA中。当D位224依旧设置为0(0)时，这表示路由器LSA不包括任何链路断开。在一个实施例中，当U位226被设置为1(1)时，这表示路由器LSA包括链路连通(即新链路)。当U位226依旧设置为0(0)时，这表示路由器LSA不包括任何链路连通。在一个实施例中，当C位230被设置为1(1)时，这表示路由器LSA包括链路度量变化。在OSPF中，链路度量变化可以是使用路由器链路或其它类度量的成本的变化。当C位230依旧设置为0(0)时，这表示路由器LSA不包括任何链路度量变化。
#链路字段232指示这个LSA中描述的路由器链路的数量，即连接到该区域的路由器链路(即接口)的总集合。OSPFv2路由器LSA 200A的其余字段用于描述每个路由器链路(即接口)。类型字段238指示正被描述的链路的种类。例如，链路类型1是到另一个路由器的点对点连接，链路类型2是到传输网络的连接，链路类型3是到末节网络的连接，链路类型4是虚拟链路。描述路由器链路的所有其它字段的值取决于类型字段238中指定的链路类型。例如，每条链路都有一个关联的32位链路数据字段236。对于到末节网络的链路，这个字段指定网络的IP地址掩码。对于其它链路类型，链路数据字段236指定路由器接口的IP地址。
链路ID字段234标识路由器链路连接到的对象。同样，链路ID字段234的值取决于链路的类型。当通过类型1、2或4的链路连接到同样生成LSA的对象(即另一个邻居路由器或传输网络中的指定路由器)时，链路ID等于邻居LSA的链路状态ID。这为在路由表计算的过程中查找链路状态数据库中的邻居LSA提供了关键。
类似地，链路数据字段236的值取决于链路的类型字段238。对于到末节网络的连接，链路数据指定网络的IP地址掩码。对于未编号的点对点连接，链路数据指定接口的MIB-II iflndex值。对于其它链路类型，链路数据指定路由器接口的IP地址。在路由表构建过程中，计算下一跳的IP地址时需要后一条信息。
#服务类型(type of service，TOS)字段240指定为该链路提供的不同TOS度量的数量，不包括所需的链路度量。例如，如果未提供其它TOS度量，则该字段被设置为0。度量字段242指定使用该路由器链路的成本。
还可以包括其它TOS特定信息，以与OSPF规范的早期版本后向兼容。在每条链路上，对于每个预期TOS，TOS特定链路信息包括指示该度量所引用的IP服务类型的TOS字段244和指示TOS特定度量信息的TOS度量字段246。
图2B为本发明一个实施例提供的OSPFv2路由器LSA 200B的示意图。OSPFv2路由器LSA 200B可以由图1A中的R1等路由器传输，以在OSPF节点之间分发路由信息。OSPFv2路由器LSA 200B包括与图2A中的OSPFv2路由器LSA 200A相同的所有字段，但不包括图2A所示的新的D位224、U位226和C位230。OSPFv2路由器LSA 200B包括新的S标志位250，用于指示LSA何时存在显著变化。在一个实施例中，显著变化可以是链路断开、链路连通和/或链路度量变化。
图3A为本发明一个实施例提供的OSPF版本3(OSPFv3)路由器LSA 300A的示意图。OSPFv3支持第六版因特网协议(version 6of the Internet Protocol，IPv6)。OSPFv3路由器LSA300A可以由图1A中的R1等路由器传输，以在OSPF节点之间分发路由信息。
OSPFv3路由器LSA 300A包括标准LSA报头，其包括LS时间字段302、选项字段304、类型1的LS类型字段306、链路状态ID字段308、通告路由器字段310、LS序列号字段312、LS校验和字段314和长度字段316。
LS时间字段302包括OSPFv3路由器LSA 300A通告的时间(以秒为单位)，以便将旧通告从路由域清除出来。选项字段304可以用于指定一个或多个OSPFv3选项。选项字段304已经从标准20字节的LSA报头中删除(如图2中的OSPFv2所示)，并移动到路由器LSA的主体中。选项字段304可以用于指定一个或多个OSPFv3选项。选项字段304使OSPF路由器能够支持(或不支持)可选能力，并将它们的能力等级传送给其它OSPF路由器。
LS类型字段306用于指示LSA的类型。在所述实施例中，LS类型字段306中所示的1指示LSA是路由器LSA。如上所述，一个区域内的每个路由器都会生成路由器LSA。路由器LSA具有区域泛洪范围。路由器LSA描述每个路由器连接到该区域的链路(即接口)的状态和成本。
路由器可以针对给定区域生成一个或多个路由器LSA。链路状态ID字段308用于区分由同一路由器生成的多个LSA。每个路由器LSA包括整数个接口描述。综上所述，由路由器针对一个区域生成的路由器LSA集合描述了连接到该区域的所有路由器接口的收集状态。当使用了多个路由器LSA时，它们通过其链路状态ID字段308进行区分。
通告路由器字段310包括生成OSPFv3路由器LSA 300A的路由器的路由器ID。LS序列号字段312包括用于检测旧的或重复的LSA的连续序列号。LS校验和字段314包括OSPFv3路由器LSA 300A的全部内容的校验和，全部内容包括LSA报头但不包括LS时间字段302。长度字段316表示OSPFv3路由器LSA 300A的总长度(以八位字节为单位)。
OSPFv3路由器LSA 300A包括虚拟链路端点(V)位318、外部(E)位320和边界(B)位322。当设置了V位318时，路由器是一个或多个完全相邻的虚拟链路的端点，这些虚拟链路将所述区域作为传输区域。当设置了E位320时，路由器是AS边界路由器。当设置了B位322时，路由器是区域边界路由器。选项字段304、V位318、E位320和B位322在来自单个生成者的所有路由器LSA中需要相同。不再使用OSPFv3路由器属性中的W位319。
与图2A中的OSPFv2路由器LSA 200A类似，OSPFv3路由器LSA 300A包括三个新的位：断开(D)位324、连通(U)位326和变化(C)位330。在一个实施例中，当D位324被设置为1(1)时，这表示路由器LSA包括链路断开(即移除的旧链路)。换句话说，包括在前一LSA中的链路不包括在当前LSA中。当D位324依旧设置为0(0)时，这表示路由器LSA不包括任何链路断开。在一个实施例中，当U位326被设置为1(1)时，这表示路由器LSA包括链路连通(即新链路)。当U位326依旧设置为0(0)时，这表示路由器LSA不包括任何链路连通。在一个实施例中，当C位330被设置为1(1)时，这表示路由器LSA包括链路度量变化。当C位330依旧设置为0(0)时，这表示路由器LSA不包括任何链路度量变化。
类型字段338指示路由器链路类型。例如，链路类型1是到另一个路由器的点对点连接，链路类型2是到传输网络的连接，链路类型3当前保留，链路类型4是虚拟链路。度量字段340指示将该路由器接口用于出方向流量的成本。接口ID字段342指示分配给正被描述的接口的接口ID。
邻居接口ID字段344指示与链路关联的邻居路由器的接口ID，如邻居路由器的Hello报文中通告的那样。对于传输(类型2)链路，链路的指定路由器是描述的邻居路由器。对于其它链路类型，描述了唯一相邻的邻居路由器。邻居路由器ID字段346指示邻居路由器的路由器ID。
图3B为本发明一个实施例提供的OSPFv3路由器LSA 300B的示意图。OSPFv3路由器LSA 300B可以由图1A中的R1等路由器传输，以在OSPF节点之间分发路由信息。
OSPFv3路由器LSA 300B包括与图3A中的OSPFv3路由器LSA 300A相同的所有字段，但不包括图3A所示的新的D位324、U位326和C位330。OSPFv3路由器LSA 300B包括新的S标志位350，用于指示LSA何时存在显著变化。在一个实施例中，显著变化可以是链路断开、链路连通和/或链路度量变化。
图4A为本发明一个实施例提供的IS-IS LSP 400A的示意图。IS-IS LSP 400A可以由图1B中的IS 102等路由器传输，以在IS-IS节点之间分发路由信息。
在所述实施例中，IS-IS LSP 400A包括域内路由协议鉴别符(IntradomainRouting Protocol Discriminator，IRPD)字段402、长度指示符字段404、版本/协议ID扩展字段406、ID长度字段408、协议数据单元(protocol data unit，PDU)类型字段410、版本字段412、保留字段420、最大区域地址字段422、PDU长度字段424、剩余生存期字段426、LSP ID字段428、序列号字段430、校验和字段432、分区(P)字段434、附加(ATT)字段436、过载(OL)字段438、IS类型字段440和类型长度值(Type-Length-Value，TLV)字段444。IS-IS LSP400A包括三个保留(R)位：R位405、R位407和R位409。
在ISO 9577中，IRPD字段402包括分配给IS-IS的网络层标识符，其二进制值为10000011(0x83)。长度指示符字段404指定固定报头的长度，以八位字节为单位。版本/协议ID扩展字段406当前的值为1(1)。ID长度字段408指定系统ID字段的长度。ID长度字段408对于域中的所有节点必须相同。PDU类型字段410包括指示PDU类型的PDU类型编号(例如，分别用于层1和层2LSP的十进制值18和20)。版本字段412包括PDU的版本。保留字段420包括保留位，这些保留位作为0传输并在接收时忽略。在一个实施例中，在保留字段420中定义了三个新的标志位：D位414、U位416和C位418。D位414、U位416和C位418可以如图2A所述进行设置，以指示IS-IS LSP 400A何时包括链路断开、链路连通和/或链路度量变化。对于IS-IS，请求注解(request for comment，RFC)1142中定义了四类度量：默认度量、延迟度量、费用度量和错误度量。
最大区域地址字段422指示该IS区域允许的区域地址的数量。PDU长度字段424指示整个PDU、固定报头和TLV的长度。剩余生存期字段426指示IS-IS LSP 400A到期前的时间(以秒为单位)。LSP ID字段428由三个分量组成：系统ID、伪节点ID和LSP分片号。序列号字段430包括用于检测旧的或重复的LSA的连续序列号。校验和字段432指示IS-IS LSP 400A的内容的校验和。P字段434被设置为表示IS-IS LSP 400A的生成者支持分区修复。ATT字段436被设置为表示生成者使用ATT字段436中指示的被引用度量连接到另一个区域。OL字段438被设置为表示生成者的LSP数据库过载且需要在去往其它目的地的路径计算中避开。IS类型字段440指示IS类型。例如，如果只设置了IS类型字段440的位1，则指示层1IS类型。如果IS类型字段440的两个位都被设置，则指示层2IS类型。TLV字段444包括IS-IS LSP 400A携带的任何TLV(即可选信元)。
图4B为本发明另一个实施例提供的IS-IS LSP 400B的示意图。IS-IS LSP 400B可以由图1B中的IS 102等路由器传输，以在IS-IS节点之间分发路由信息。IS-IS LSP 400B包括与图4A中的IS-IS LSP 400A相同的字段，只是IS-IS LSP 400B使用图4A所示的IS-ISLSP 400A中的R位405、R位407和R位409三个保留位作为三个新的标志位：图4B所示的D位414、U位416和C位418，以分别指示IS-IS LSP 400B何时包括链路断开、链路连通和/或链路度量变化。
图4C为本发明另一个实施例提供的IS-IS LSP 400C的示意图。IS-IS LSP 400C可以由图1B中的IS 102等路由器传输，以在IS-IS节点之间分发路由信息。IS-IS LSP 400C包括与图4A中的IS-IS LSP 400A相同的字段，但不包括图4A所示的新的D位414、U位416和C位418。IS-IS LSP 400C包括新的S标志位450，用于指示IS-IS LSP 400C何时存在显著变化。在一个实施例中，显著变化可以是链路断开、链路连通和/或链路度量变化。
图5为本发明一个实施例提供的用于生成OSPF下的新路由器LSA或IS-IS下的新LSP的过程500的流程图。过程500可以由任何网络节点(例如但不限于图1A中的R1或图1B中的IS 102)执行。过程500开始于步骤502：生成OSPF下的新路由器LSA(例如，图2A和图2B以及图3A和图3B)或IS-IS下的新LSP(例如，图4A至图4C)。在步骤504中，过程500确定所述新路由器LSA/新LSP中是否存在链路断开。如果过程500确定由所述网络节点生成的前一路由器LSA/前一LSP中存在所述新路由器LSA/新LSP中不存在的链路，则过程500在步骤506中将所述新路由器LSA/新LSP中的D标志位设置为1，以指示存在链路断开；否则，D标志位依旧设置为0。在步骤508中，过程500确定所述新路由器LSA/新LSP中是否存在由所述网络节点生成的前一路由器LSA/前一LSP中不存在的链路连通。如果过程500确定所述新路由器LSA/新LSP中存在新链路，则过程500在步骤510中将所述新路由器LSA/新LSP中的U标志位设置为1，以指示存在链路连通；否则，U标志位依旧设置为0。在步骤512中，过程500确定所述新路由器LSA/新LSP中是否存在由所述网络节点生成的前一路由器LSA/前一LSP中不存在的链路度量变化。如果过程500确定所述新路由器LSA/新LSP中存在链路度量变化，则过程500在步骤514中将所述新路由器LSA/新LSP中的C标志位设置为1，以指示存在链路度量变化；否则，C标志位依旧设置为0。在步骤516中，过程500将所述新路由器LSA/新LSP分发到OSPF/ISIS区域内的其它路由器，过程500然后终止。在一个实施例中，过程500中的步骤顺序可以改变(例如，链路连通508可以在链路断开504之前确定)。
图6为本发明一个实施例提供的用于生成链路状态报文n的过程600的流程图。过程600可以由任何网络节点(例如但不限于图1A中的R1或图1B中的IS 102)执行。过程600开始于步骤602：确定与所述网络节点关联的链路状态信息中存在显著变化。在一个实施例中，显著变化可以是链路断开(例如，连接到节点的链路发生故障，这是因为发生网络故障或连接到该链路的第二节点发生故障)、链路连通(例如，与节点形成了新的邻接关系)和/或链路度量变化。在一个实施例中，通过检测与所述网络节点关联的当前活动链路并将其与所述网络节点的存储在所述网络节点的LSDB中的前一链路状态信息进行比较，过程600可以确定所述显著变化。例如，如果存在所述网络节点的LSDB中不存在的当前活动链路，则存在与所述网络节点关联的链路连通(即新链路)。类似地，如果所述网络节点的LSDB中存在的链路不是与所述网络节点关联的当前活动链路，则存在链路断开。
在步骤604中，过程600生成新链路状态报文，例如，OSPF下的路由器LSA(例如，图2A和图2B以及图3A和图3B)或IS-IS下的LSP(例如，图4A至图4C)。在步骤606中，过程600在所述链路状态报文中设置指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位。在一个实施例中，所述标志位是设置为1的“S”标志位，以指示所述与网络节点关联的链路状态信息中存在显著变化。可选地，所述标志位可以更具体地指示特定类型的显著变化。例如，在一个实施例中，“D”标志位被设置为1以指示存在链路断开，“U”标志位被设置为1以指示存在链路连通，“C”标志位被设置为1以指示存在链路度量变化。过程600在步骤608中将包括所述指示所述链路信息中的所述显著变化的“S”标志位(或“D”标志位、“U”标志位和“C”标志位)的新链路状态报文分发到区域内的其它路由器，过程600然后终止。
图7为本发明一个实施例提供的用于处理OSPF下的路由器LSA或IS-IS下的LSP的过程700的流程图。过程700可以由任何网络节点(例如但不限于图1A中的R1或图1B中的IS102)执行。过程700开始于步骤702：接收OSPF下的路由器LSA或接收IS-IS下的LSP，如图2A和图2B、图3A和图3b以及图4A至图4C所述。在步骤704中，过程700确定所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中是否设置有链路断开标志位、链路连通标志位和/或链路度量变化标志位(例如，图5所述的设置为1的D标志位、U标志位或C标志位)。如果过程700确定所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中未设置有链路断开标志位、链路连通标志位和/或链路度量变化标志位，则过程700在步骤708中执行所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP的正常路由器LSA泛洪。如果过程700在步骤704中确定所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中设置有链路断开标志位、链路连通标志位和/或链路度量变化标志位中的至少一个，则过程700在步骤706中执行所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP的加速路由器LSA泛洪。加速路由器LSA泛洪以更快的方式处理所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP，以便所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP更快地向前移动，直到所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP被泛洪(即发送)到所有邻居路由器，除所述LSA/LSP来自的一个邻居路由器之外。
在各种实施例中，所述加速路由器LSA/LSP泛洪过程可以包括：在路由器接收到一个LSA时立即确定所述LSA是否为路由器LSA(LSP不需要此第一步骤)，如果是，则确定所述路由器LSA或LSP是否存在显著变化(例如，图5和图6所述的设置为1的D标志位、U标志位、C标志位或S标志位)。如果所述路由器LSA/LSP存在显著变化，则所述路由器可以将所述LSA/LSP的LS校验和的(耗时)验证延迟到LSA/LSP被泛洪(即发送)到其它邻居路由器之后。LSA/LSP的LS校验和的验证是在LSA/LSP被加载到链路状态数据库之前执行的。在一些实施例中，所述路由器可以利用特殊代码路径来处理所述存在显著变化的路由器LSA/LSP。这种特殊代码路径是在所述LSA被泛洪之前向前移动所述LSA/LSP的一种较快或最快方式。
在一个可选实施例中，所述路由器只是以较快的方式处理所述链路断开标志位(例如，D标志位)设置为1的路由器LSA/LSP。在本实施例中，当路由器从接口接收路由器LSA/LSP时，所述路由器检查所述LSA/LSP是否存在设置为1的D标志位。如果所述D标志位被设置为1，则所述路由器以更快的方式处理所述LSA/LSP，以便所述LSA/LSP更快地向前移动，直到将所述LSA/LSP被泛洪到所有邻居路由器，除所述LSA/LSP来自的一个邻居路由器。
在另一个可选实施例中，所述路由器只是以较快的方式处理所述显著变化标志位(例如，S标志位)设置为1的路由器LSA/LSP。当路由器从接口接收路由器LSA/LSP时，所述路由器检查所述LSA/LSP是否具有设置为1的S标志位。如果所述S标志位被设置为1，则所述路由器以更快的方式处理所述LSA/LSP，以便所述LSA/LSP更快地向前移动，直到所述LSA/LSP被泛洪到所有邻居路由器，除所述LSA/LSP来自的一个邻居路由器。
图8为本发明一个实施例提供的用于处理OSPF下的路由器LSA或IS-IS下的LSP的过程800的流程图。过程800可以由任何网络节点(例如但不限于图1A中的R1或图1B中的IS102)执行。过程800开始于步骤802：接收路由器LSA/LSP，其中，所述路由器LSA/LSP不采用任何新的标志位来指示显著变化(例如，没有图2A和图2B、图3A和图3b以及图4A至图4C所述的D标志位、U标志位、C标志位或S标志位)。过程800在步骤804中将所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的内容与存储在链路状态数据库(link-state database，LSDB)中的对应LSA中的内容进行比较。所述LSDB包括路由器接收到的每个LSA/LSP。根据所述比较，过程800在步骤806中确定所述存储在LSDB中的对应LSA/LSP中的内容和所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的内容之间是否存在显著变化。在一个实施例中，显著变化可以是如上所述的链路断开、链路连通或链路度量变化。例如，如果所述LSDB中的LSA/LSP中存在链路，而且这条链路不存在于所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中，则所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路断开，这相当于所述D标志位被设置为1。在一个实施例中，通过将所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的链路数量字段与所述LSDB中的LSA/LSP中的对应字段进行比较，可以确定所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路断开。如果所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的链路数量小于所述LSDB中的LSA/LSP中的链路数量，则所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路断开。
类似地，如果所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路，而且这条链路不存在于所述LSDB中的LSA/LSP中，则所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路连通，这相当于所述U标志位被设置为1。在一个实施例中，通过将所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的链路数量字段与所述LSDB中的LSA/LSP中的对应字段进行比较，可以确定所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路连通。如果所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的链路数量大于所述LSDB中的LSA/LSP中的链路数量，则所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路连通。
另外，如果所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在具有成本或度量的链路，而且所述成本或度量不等于所述LSDB中的LSA/LSP中的同一链路的成本或度量，则所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中存在链路变化，这相当于所述C标志位被设置为1。
如果过程800在步骤806中确定所述存储在LSDB中的对应LSA/LSP中的内容和所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的内容之间不存在显著变化，则过程800在步骤810中执行所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP的正常路由器LSA/LSP泛洪。如果过程800在步骤806中确定所述存储在LSDB中的对应LSA中的内容和所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP中的内容之间存在显著变化，则过程800在步骤808中执行所述接收到的路由器LSA/接收到的LSP的加速路由器LSA泛洪。图10描述了正常泛洪过程。图11描述了加速泛洪过程。
图9为本发明一个实施例提供的用于处理报文的过程900的流程图。过程900可以由任何网络节点(例如但不限于图1A中的R1或图1B中的IS 102)执行。过程900开始于步骤902：接收数据面上的OSPF报文、数据面上的IS-IS报文、IP层上的IP报文或链路层上的帧(即链路层报文)。所述数据面是路由器中的网络层的一部分，用于确定到达所述路由器的输入端口的数据报如何转发到所述路由器的输出端口。TCP/IP模型的互联网层或IP层与OSI模型的层3(即网络层)对齐。所述数据链路层或层2是计算机网络的七层OSI模型的第二层。这一层包括只在主机物理连接到的链路上运行并提供在网络实体之间传输数据的功能和程序手段的通信协议。
在步骤904中，为了处理所述数据面上的OSPF报文，过程900确定所述OSPF报文是否包括存在显著变化的路由器LSA；为了处理所述数据面上的IS-IS报文，过程900确定所述IS-IS报文是否包括存在显著变化的LSP；为了处理所述IP层的IP报文，过程900确定所述IP报文是否包括路由器LSA存在显著变化的OSPF链路状态更新；为了处理所述链路层上的链路层报文，过程900确定所述链路层报文是否包括存在显著变化的LSP。
对于任一上述条件，可以如任一上述实施例所述确定显著变化，例如，确定所述路由器LSA中是否设置有链路断开标志位(例如，D标志位)、链路连通标志位(例如，U标志位)、链路度量变化(例如，C标志位)或显著变化标志位(例如，S标志位)。如图8所述，如果所述OSPF报文未扩展到添加/设置上述标志位，则显著变化还可以通过将接收到的路由器LSA中的内容与存储在LSDB中的对应路由器LSA中的内容进行比较来确定。
如果在步骤904中，过程900确定所述接收到的报文中不存在显著变化，则过程900在步骤906中执行正常传输过程，以将所述接收到的报文从所述数据面移动到用于OSPF报文或IS-IS报文的所述控制面，从所述IP层移动到用于IP报文的所述OSPF或从所述链路层移动到所述IS-IS层(用于链路层报文)。
如果在步骤904中，过程900确定所述接收到的报文中存在显著变化，则过程900在步骤908中执行加速传输过程，以将所述接收到的报文从所述数据面移动到用于OSPF报文或ISIS报文的所述控制面，从所述IP层移动到用于IP报文的所述OSPF或从所述链路层移动到用于链路层报文的所述IS-IS层。在一个实施例中，所述加速传输过程利用特殊代码路径来处理路由器LSA/LSP存在显著变化的报文。这种代码路径是将报文向前移动到所述控制面或所述OSPF/IS-IS的最快方式。
图10为本发明一个实施例提供的正常泛洪过程1000的流程图。正常泛洪过程1000可以由任何网络节点(例如但不限于图1A中的R1)执行。正常泛洪过程1000开始于接收到链路状态更新报文时。链路状态更新报文可以包括几个不同的LSA，每个LSA都会在离其生成点更远的地方泛洪一跳。
在步骤1(1002)中，正常泛洪过程1000验证LSA的LS校验和。如果所述校验和无效，则正常泛洪过程1000丢弃所述LSA，并从所述链路状态更新报文中检索下一LSA。
在步骤2(1004)中，正常泛洪过程1000检查所述LSA的LS类型。如果所述LS类型未知，则正常泛洪过程1000丢弃所述LSA，并从所述链路状态更新报文中检索下一LSA。
在步骤3(1006)中，如果所述LSA是AS外部LSA(LS类型＝5)，而且区域已经配置为末节区域，则正常泛洪过程1000丢弃所述LSA，因为AS外部LSA没有被泛洪到/贯穿末节区域。然后，正常泛洪过程1000从所述链路状态更新报文中检索下一LSA。
在步骤4(1008)中，如果所述LSA的LS时间等于MaxAge，路由器的链路状态数据库中当前不存在所述LSA的实例，而且路由器的邻居路由器都不处于交换或加载状态，则正常泛洪过程1000采取以下动作：(a)通过向发送方邻居路由器发送链路状态确认报文，确认接收所述LSA，(b)丢弃所述LSA并检查所述链路状态更新报文中列出的下一LSA(如果有)。
否则(即不满足步骤3(1006)和步骤4(1008)的条件)，在步骤5(1010)中，正常泛洪过程1000找到当前包括在所述路由器的链路状态数据库中的LSA的实例。如果不存在数据库副本，或者所述接收到的LSA比数据库副本更新，则正常泛洪过程1000执行以下步骤A至F。
在步骤A(1012)中，如果已经存在数据库副本，而且如果所述数据库副本是通过泛洪接收到的并且在少于MinLSArrival秒之前加载，则正常泛洪过程1000丢弃新LSA(不确认)，并检查所述链路状态更新报文中列出的下一LSA(如果有)。
否则，在步骤B(1014)中，正常泛洪过程1000立即将新LSA泛洪出路由器接口的某个子集。在一些情况下，所述LSA会被泛洪回接收方接口。
在步骤C(1016)中，正常泛洪过程1000从所有邻居路由器的链路状态重传列表中删除当前数据库副本。
在步骤D(1018)中，正常泛洪过程1000将新LSA加载到所述链路状态数据库中(替换当前数据库副本)。这可能会产生待调度的路由表计算。另外，正常泛洪过程1000使用当前时间(即接收到新LSA的时间)对新LSA添加时间戳。在一个实施例中，泛洪过程不能覆盖新加载的LSA，直到MinLSArival秒过去。
在步骤E(1020)中，正常泛洪过程1000可以通过将链路状态确认报文发回所述接收方接口，确认接收所述LSA。
在步骤F(1022)中，如果新LSA指示它是由接收方路由器本身生成的(即认为是自发LSA)，则正常泛洪过程1000必须采取特殊操作更新所述LSA或在一些情况下将所述LSA从路由域清除出来。
在步骤6(1024)中，如果发送方邻居路由器的链路状态请求列表中存在所述LSA的实例，则数据库交换过程中发生了错误。在这种情况下，正常泛洪过程1000通过为发送方邻居路由器生成邻居事件BadLSReq，重新启动数据库交换过程程，然后停止处理所述链路状态更新报文。
在步骤7(1026)中，如果所述接收到的LSA与所述数据库副本是相同的实例(即两者都不是最新的)，则如果所述LSA在用于接收方邻接关系的链路状态重传列表中列出，正常泛洪过程1000通过从所述链路状态重传列表中删除所述LSA，将所述接收到的LSA视为确认消息。这称为“隐式确认消息”。正常泛洪过程1000可以通过将链路状态确认报文发回所述接收方接口，确认接收所述LSA。
在步骤8(1028)中，正常泛洪过程1000确定所述数据库副本比所述接收到的LSA更新。如果所述数据库副本的LS时间等于MaxAge且LS序列号等于MaxSequenceNumber，则正常泛洪过程1000只是丢弃所述接收到的LSA，而不确认它。否则，只要所述数据库副本在最后MinLSArrival秒内没有在链路状态更新中发送，正常泛洪过程1000就将所述数据库副本发回所述发送方邻居路由器，封装在链路状态更新报文内。所述链路状态更新报文需要直接发送到邻居路由器。这样做时，正常泛洪过程1000不会将所述LSA的数据库副本放在邻居路由器的链路状态重传列表中，也不会确认接收到的(较晚的)LSA实例。
图11为本发明一个实施例提供的包括显著变化的OSPF下的路由器LSA的加速泛洪过程1100的流程图。加速泛洪过程1100可以由任何网络节点(例如但不限于图1B中的IS102)执行。加速泛洪过程1100通过延迟步骤1(1002)、在步骤2(1004)中立即开始以及检查LSA的LS类型，修改图10的正常泛洪过程1000。然后，加速泛洪过程1100在新的步骤1005中确定所述LSA是否为路由器LSA(即类型1)，如果是，确定所述路由器LSA是否包括显著变化。显著变化可以是链路断开、链路连通和/或链路度量变化。所述显著变化可以通过检查标志位设置(例如，图2A和图2B、图3A和图3b以及图4A至图4C所述的D标志位、U标志位、C标志位或S标志位)或如图8所述与存储LSA进行比较来确定。如果接收到的LSA不是包括显著变化的路由器LSA，则加速泛洪过程1100在步骤1007中执行正常泛洪过程，例如，图10的正常泛洪过程1000。在一个实施例中，正常泛洪过程1000会跳过步骤2(1004)，因为已经被执行。
如果在步骤1005中，接收到的LSA是包括显著变化的路由器LSA，则加速泛洪过程1100执行图10所述的步骤4(1008)至步骤8(1028)，但加速泛洪过程1100在作为步骤5(1010)一部分的步骤B(1014)中泛洪新LSA之后立即执行步骤1(1002)(即验证LSA的LS校验和)。如果所述校验和有效，则执行以下步骤，例如，步骤C和步骤D；否则，丢弃所述LSA，从链路状态更新报文中获取下一个(LSA)，并且如果存在，则使用从头开始(即步骤2)的过程1100进行处理。通过将耗时的LSA的LS校验和验证步骤1(1002)延迟到新LSA泛洪之后，加速泛洪过程1100能够加速泛洪所述新LSA，这使得IGP收敛更快。反过来，当网络中存在变化时，丢失的流量会更少。
图12为本发明一个实施例提供的网元1200的示意图。网元1200可以是任何网络节点，例如但不限于图1A中的R1或图1B中的IS 102。网元1200包括接收单元(RX)1220或接收模块，用于通过入端口1210接收数据。网元1200还包括发送单元(TX)1240或发送模块，用于通过出端口1250发送数据。
网元1200包括存储器1260或数据存储模块，用于存储指令和各种数据。存储器1260可以是能够存储数据和/或指令的任何类型的或组合的存储组件。例如，存储器1260可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器，例如，只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、三态内容寻址存储器(ternary content-addressable memory，TCAM)或静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)。存储器1260还可以包括一个或多个磁盘、一个或多个磁带机以及一个或多个固态硬盘。在一些实施例中，存储器1260可以用作溢出数据存储设备，以在选择程序供执行时存储此类程序，并且存储在执行程序过程中读取的指令和数据。
网元1200包括一个或多个处理器1230或其它处理模块(例如，中央处理单元(central Processing unit，CPU))，以处理指令。处理器1230可以实现为一个或多个CPU芯片、一个或多个核(例如，实现为多核处理器)、一个或多个现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、一个或多个专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)以及一个或多个数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)。处理器1230通过系统总线与入端口1210、RX 1220、TX 1240、出端口1250和存储器1260通信地耦合。处理器1230可以用于执行存储在存储器1260中的指令。因此，处理器1230提供了一种在处理器执行合适指令时执行与权利要求相对应的任何计算、比较、确定、启动、配置或任何其它动作的模块。在一些实施例中，存储器1260可以是与处理器1230集成的存储器。
在一个实施例中，存储器1260存储快速IGP收敛模块1270。快速IGP收敛模块1270包括用于实现所公开实施例的数据和可执行指令。例如，快速IGP收敛模块1270可以包括用于实现图5至图11所述方法的指令。将快速IGP收敛模块1270包含在内通过实现更快的IGP收敛，大大改进了网元1200的功能，当网络中存在变化时，减少了流量损失。
虽然本发明提供了若干个实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可以通过其它多种具体形式体现。本发明的示例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文中所给出的细节。例如，各种元件或组件可以组合或集成在另一系统中，或者一些特征可以省略或不实施。
此外，在不脱离本发明范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或集成。展示或描述为彼此耦合或直接耦合或相互通信的其它项可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某种接口、设备或中间组件间接地耦合或通信。其它变更、替换、更改示例能够由本领域技术人员确定，并且可以在不脱离本文中公开的精神和范围的情况下给出。

Claims (42)

1.一种由网络节点执行的用于启用内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)快速收敛的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定链路状态信息中存在显著变化；
生成包括所述链路状态信息的链路状态报文；
响应于确定所述链路状态信息中存在显著变化，在所述链路状态报文中设置指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位；
分发包括所述链路状态信息和所述指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位的所述链路状态报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本2(Open Shortest Path First version 2，OSPFv2)路由器链路状态通告(Link StateAdvertisement，LSA)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本3(Open Shortest Path First version 3，OSPFv3)路由器LSA。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)链路状态协议数据单元(LinkState Protocol Data Unit，LSP)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路断开、链路连通和链路度量变化中的至少一个，所述标志位是设置为1以指示存在显著变化的“S”标志位。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路断开，所述标志位是设置为1以指示存在链路断开的“D”标志位。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路连通，所述标志位是设置为1以指示存在链路连通的“U”标志位。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路度量变化，所述标志位是设置为1以指示存在链路度量变化的“C”标志位。
9.一种由网络节点执行的用于启用内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)快速收敛的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收包括链路状态信息的链路状态报文；
根据设置在所述链路状态报文中的标志位，确定所述链路状态信息中存在显著变化；
响应于确定所述设置在所述链路状态报文中的标志位指示所述链路状态报文中的所述链路状态信息中存在显著变化，执行所述链路状态报文的加速泛洪。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本2(Open Shortest Path First version 2，OSPFv2)路由器链路状态通告(LinkState Advertisement，LSA)。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本3(Open Shortest Path First version 3，OSPFv3)路由器LSA。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文为中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)链路状态协议数据单元(LinkState Protocol Data Unit，LSP)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路断开、链路连通和链路度量变化中的至少一个，所述标志位是设置为1以指示存在显著变化的“S”标志位。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路断开，所述标志位是设置为1以指示存在链路断开的“D”标志位。
15.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路连通，所述标志位是设置为1以指示存在链路连通的“U”标志位。
16.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述显著变化为链路度量变化，所述标志位是设置为1以指示存在链路度量变化的“C”标志位。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将所述链路状态报文的校验和验证延迟到所述链路状态报文被泛洪到相邻节点之后。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述链路状态报文被泛洪到相邻节点之后且在所述链路状态信息被加载到所述网络节点的链路状态数据库中之前，执行所述链路状态报文的校验和验证。
19.根据权利要求9至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将所述链路状态报文从数据面发送到所述网络节点的控制面的加速控制面传输过程。
20.根据权利要求9至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将互联网协议(Internet Protocol，IP)链路状态报文从IP层发送到所述网络节点的OSPF层的加速OSPF传输过程。
21.根据权利要求9至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将链路层链路状态报文从链路层发送到所述网络节点的中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)层的加速IS-IS传输过程。
22.一种用于执行内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)快速收敛的网络节点，其特征在于，所述网络节点包括：
存储指令的存储器；
与所述存储器耦合的处理器，其中，所述处理器执行所述指令以使得所述网络节点：
确定链路状态信息中存在显著变化；
生成包括所述链路状态信息的链路状态报文；
响应于确定所述链路状态信息中存在显著变化，在所述链路状态报文中设置指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位；
分发包括所述链路状态信息和所述指示所述链路状态信息中的所述显著变化的标志位的所述链路状态报文。
23.根据权利要求22所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本2(Open Shortest Path First version 2，OSPFv2)路由器链路状态通告(LinkState Advertisement，LSA)。
24.根据权利要求22所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本3(Open Shortest Path First version 3，OSPFv3)路由器LSA。
25.根据权利要求22所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文为中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)链路状态协议数据单元(Link State Protocol Data Unit，LSP)。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路断开、链路连通和链路度量变化中的至少一个，所述标志位是设置为1以指示存在显著变化的“S”标志位。
27.根据权利要求22至25中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路断开，所述标志位是设置为1以指示存在链路断开的“D”标志位。
28.根据权利要求22至25中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路连通，所述标志位是设置为1以指示存在链路连通的“U”标志位。
29.根据权利要求22至25中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路度量变化，所述标志位是设置为1以指示存在链路度量变化的“C”标志位。
30.一种用于执行内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)快速收敛的网络节点，其特征在于，所述网络节点包括：
存储指令的存储器；
与所述存储器耦合的处理器，其中，所述处理器执行所述指令以使得所述网络节点：
接收包括链路状态信息的链路状态报文；
根据设置在所述链路状态报文中的标志位，确定所述链路状态信息中存在显著变化；
响应于确定所述设置在所述链路状态报文中的标志位指示所述链路状态报文中的所述链路状态信息中存在显著变化，执行所述链路状态报文的加速泛洪。
31.根据权利要求30所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本2(Open Shortest Path First version 2，OSPFv2)路由器链路状态通告(LinkState Advertisement，LSA)。
32.根据权利要求30所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文为开放式最短路径优先版本3(Open Shortest Path First version 3，OSPFv3)路由器LSA。
33.根据权利要求30所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文为中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)链路状态协议数据单元(Link State Protocol Data Unit，LSP)。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路断开、链路连通和链路度量变化中的至少一个，所述标志位是设置为1以指示存在显著变化的“S”标志位。
35.根据权利要求30至33中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路断开，所述标志位是设置为1以指示存在链路断开的“D”标志位。
36.根据权利要求30至33中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路连通，所述标志位是设置为1以指示存在链路连通的“U”标志位。
37.根据权利要求30至33中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述显著变化为链路度量变化，所述标志位是设置为1以指示存在链路度量变化的“C”标志位。
38.根据权利要求30至37中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将所述链路状态报文的校验和验证延迟到所述链路状态报文被泛洪到相邻节点之后。
39.根据权利要求38所述的网络节点，其特征在于，所述处理器还执行所述指令以使得所述网络节点：在所述链路状态报文被泛洪到相邻节点之后且在所述链路状态信息被加载到所述网络节点的链路状态数据库中之前，执行所述链路状态报文的校验和验证。
40.根据权利要求30至39中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将所述链路状态报文从数据面发送到所述网络节点的控制面的加速控制面传输过程。
41.根据权利要求30至40中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将互联网协议(Internet Protocol，IP)链路状态报文从IP层发送到所述网络节点的OSPF层的加速OSPF传输过程。
42.根据权利要求30至41中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述链路状态报文的加速泛洪包括将链路层链路状态报文从链路层发送到所述网络节点的中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System，IS-IS)层的加速IS-IS传输过程。
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