CN114827019A - 用于在网业务的mpls扩展头 - Google Patents

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Abstract

本文描述了将在网业务添加到多协议标签交换(multiprotocol label switching，MPLS)网络中的方法和设备(例如，路由器)。一种方法可以包括：所述MPLS网络中的路由器接收报文；通过以下方式修改所述报文：添加一个或多个MPLS扩展头、添加扩展头报头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示。所述方法还可以包括：所述路由器将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一路由器。在某些实施例中，标签栈条目的标签值字段内的扩展头标签(extension header label，EHL)指示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中。在其它实施例中，转发等价类(forward equivalent class，FEC)指示一个或多个MPLS扩展头在所述MPLS标签栈之后。

Description

用于在网业务的MPLS扩展头
本申请要求是于2019年7月9日提交的申请号为201980045370.8、发明名称为“用于在网业务的MPLS扩展头”的中国专利申请的分案申请，其全部内容通过引用结合在本申请中。
相关申请交叉引用
本申请要求于2018年7月13日提交的序列号为62/697,783、发明名称为“用于在网业务的MPLS扩展头(MPLS Extension Headers For In-Network Services)”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体涉及通信网络，特别涉及采用多协议标签交换(multi-protocollabel switching，MPLS)的通信网络。
背景技术
最初构想MPLS是为了提高互联网协议(Internet Protocol，IP)路由器的报文转发性能。但是，后来将MPLS扩展为使用伪线(Pseudowire，PW)封装技术来承载其它层的网络技术(如异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)、帧中继(Frame Relay，FR)、准同步数字体系(Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH)等)。E.Rosen等人于2001年1月向因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)提交的标题为“Multiprotocol Label Switching Architecture(多协议标签交换架构)”的RFC 3031阐述了MPLS标准的架构。本文件的电子版可从以下网址下载：www.ietf.org/rfc/ rfc3031.txt。MPLS标准的更新版可以在IETF网站https://datatracker.ietf.org/doc/上查阅。
通过预先配置“标记”来确定一个路由器与下一个路由器之间的路径，MPLS本质上能够实现更快的路由决策。这些“标记”本质上是携带在短报头字段中的标签，这些字段由交换/转发网络节点(称为标签交换路由器(label switch router，LSR))提取。预先配置LSR，以将某些标签与特定的一个或多个输出端口关联，因此无需对报头进行更详细检查即可路由包含这种标签的流量。这样就不需要对IP层网络地址进行逐跳路由决策，而是沿特定标签集合预定的路径发送流量。
MPLS标签嵌套是本领域公知的一种MPLS隧道实现方式。为了实现MPLS隧道，使用外层传输标签来建立大容量传输标签交换路径(Label Switched Path，LSP)(相当于隧道)，这条路径通常在提供商网络中的提供商边缘设备之间，而在每条大容量LSP内，使用内层传输标签来识别每条业务流。每个报文可以携带多个标签栈条目，这些标签栈条目排列成后进先出栈。在MPLS网络中进行正常转发时，LSR只处理栈顶(即最外层)标签。在任何一个LSR上，可以将标签报头添加到该栈中(由LSR执行“推入(push)”操作)或者可以从该栈中删除标签报头(由LSR执行“弹出(pop)”操作)。标签嵌套允许将多条LSP聚合成单条LSP，作为路由的一部分，从而创建一条“隧道”。
虽然MPLS相比于现有网络协议以及一些较新的网络协议具有许多优点，但是MPLS不能支持在网业务。本文所使用的术语“在网业务”是指网络设备(例如，路由器)对用户流量施加的功能、应用或业务。
发明内容
根据本发明一方面，提供了一种用于将一个或多个在网业务添加到多协议标签交换(multiprotocol label switching，MPLS)网络中的方法。所述方法包括：所述MPLS网络中的路由器接收报文。所述方法还包括：所述MPLS网络中的所述路由器通过以下方式修改所述报文：添加一个或多个MPLS扩展头、添加扩展头报头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示。此外，所述方法包括：所述MPLS网络中的所述路由器将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一路由器。
可选地，在任一上述方面中，添加到所述报文中的所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的在网业务。例如，所述方法可以添加到MPLS网络的在网业务包括但不限于：网络服务报头(network service header，NSH)业务、现场操作、管理和维护(in-situ operations,administration,and maintenance，IOAM)业务、分段路由(segment routing，SR)业务和网络编程业务。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器添加的所述扩展头报头包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的一个或多个MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述修改后的报文中包括的下一个头的类型。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。所述扩展头报头中指示的所述下一个头的类型和每个MPLS扩展头中指示的所述下一个头的类型可以是以下各项中的任一个：网络服务报头(network serviceheader，NSH)类型、现场操作、管理和维护(in-situ operations,administration,andmaintenance，IOAM)类型、分段路由(segment routing，SR)类型、第四版互联网协议(Internet Protocol version4，IPv4)类型、第六版互联网协议(Internet Protocolversion 6，IPv6)类型、无(none)类型和未知类型，但不限于这些类型。如果指示所述下一个头的类型的字段包括无指示，则表示不存在下一个头。如果指示所述下一个头的类型的字段包括未知指示时，则表示所述下一个头的类型是未知的。
可选地，在任一上述方面中，MPLS标签栈也可以称为MPLS报头，包括多个MPLS标签栈条目。根据某些实施例，所述MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文的所述指示包括所述MPLS标签栈中包括的所述多个MPLS标签栈条目中的一个MPLS标签栈条目的标签值字段内的扩展头标签(extension header label，EHL)。更具体地，在某些实施例中，所述EHL包括因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的MPLS工作组保留的16个专用标签值中的一个专用标签值。根据替代实施例，所述MPLS标签栈内包括的所述多个MPLS标签栈条目中的另一个MPLS标签栈条目包括专用标签值15，其中，所述专用标签值15由因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的MPLS工作组保留来指示扩展标签包括在所述MPLS标签栈中，并且使得所述路由器能够识别所述EHL。在另外一些实施例中，转发等价类(forward equivalent class，FEC)用于指示一个或多个MPLS扩展头在所述MPLS标签栈之后。
可选地，在任一上述方面中，修改所述报文的所述路由器包括标签边缘路由器(label edge router，LER)；所述LER修改的所述报文包括原始内层报文；所述LER将所述MPLS标签栈添加到所述原始内层报文中。
可选地，在任一上述方面中，修改所述报文的所述路由器包括标签交换路由器(label switch router，LSR)；所述LSR修改的所述报文包括MPLS报文，其中，所述MPLS报文已经包括所述MPLS标签栈或所述MPLS标签栈的至少一部分。
根据本发明另一方面，一种包括在多协议标签交换(multiprotocol labelswitching，MPLS)网络中的路由器包括：网络接口；存储器，包括指令；一个或多个处理器，与所述存储器和所述网络接口通信。所述网络接口用于通过所述MPLS网络接收和转发报文。所述一个或多个处理器执行所述指令以：通过以下方式修改经由所述网络接口接收到的报文：添加一个或多个MPLS扩展头、添加扩展头报头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示。所述一个或多个处理器还执行所述指令以：经由所述网络接口将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一路由器。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器可以包括标签边缘路由器(label edgerouter，LER)；所述LER修改的所述报文包括原始内层报文；所述LER的所述一个或多个处理器将所述MPLS标签栈添加到所述原始内层报文中。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器可以包括标签交换路由器(label switchrouter，LSR)；所述LSR修改的所述报文包括MPLS报文，其中，所述MPLS报文已经包括所述MPLS标签栈或所述MPLS标签栈的至少一部分。
可选地，在任一上述方面中，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的在网业务，上文提供了所述在网业务的示例。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器添加的所述扩展头报头包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的一个或多个MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述修改后的报文中包括的下一个头的类型。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。上文提供了可以在所述扩展头报头中指示的所述下一个头的类型以及可以在每个MPLS扩展头中指示的所述下一个头的类型的示例。
可选地，在任一上述方面中，指示所述下一个头的类型的所述字段都可以包括无指示或未知指示，其中，所述无指示表示不存在下一个头，所述未知指示表示所述下一个头的类型是未知的。
可选地，在任一上述方面中，MPLS标签栈也可以称为MPLS报头，包括多个MPLS标签栈条目。根据某些实施例，所述MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文的所述指示包括所述MPLS标签栈中包括的所述多个MPLS标签栈条目中的一个MPLS标签栈条目的标签值字段内的扩展头标签(extension header label，EHL)。更具体地，在某些实施例中，所述EHL包括因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的MPLS工作组保留的16个专用标签值中的一个专用标签值。根据替代实施例，所述MPLS标签栈内包括的所述多个MPLS标签栈条目中的另一个MPLS标签栈条目包括专用标签值15，其中，所述专用标签值15由因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的MPLS工作组保留来指示扩展标签包括在所述MPLS标签栈中，并且使得所述路由器能够识别所述EHL。在另外一些实施例中，转发等价类(forward equivalent class，FEC)用于指示一个或多个MPLS扩展头在所述MPLS标签栈之后。
根据本发明另一方面，提供了一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质。当所述计算机指令由多协议标签交换(multiprotocol label switching，MPLS)网络中的路由器的一个或多个处理器执行时，使得所述路由器的所述一个或多个处理器执行以下步骤：通过以下方式修改所述路由器接收到的报文：添加一个或多个MPLS扩展头、添加扩展头报头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示；将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一路由器。
可选地，在任一上述方面中，添加到所述路由器接收到的所述报文中的所述扩展头报头包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述修改后的报文中包括的下一个头的类型。
可选地，在任一上述方面中，所述路由器添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。
本文描述的本技术实施例改进了在世界各地广泛部署的现有MPLS网络，但是这些MPLS网络当前具有某些限制，而本技术实施例可以用来解决这些限制。更具体地，MPLS网络无法支持多个在网业务，包括但不限于NSH、IOAM、SR和网络编程等。例如，网络编程可以通过将一些指令编码到扩展头中得以实现，这些指令指示网络节点(例如，路由器)来执行一些特定功能。通过添加这类能力但不给MPLS报文带来大量开销，本技术实施例高效地将这类能力添加到MPLS网络中。
根据本发明另一方面，提供了一种用于将一个或多个在网业务添加到MPLS网络中的方法。所述方法包括：所述MPLS网络中的路由器接收报文，其中，所述报文包括一个或多个MPLS扩展头、扩展头报头以及MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示。所述方法还包括：在确定所述一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中之后，所述MPLS网络中的所述路由器使用所述一个或多个MPLS扩展头中的一个MPLS扩展头来执行关联在网业务。
可选地，在任一上述方面中，添加到所述报文中的所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的在网业务。例如，所述方法可以添加到MPLS网络的在网业务包括但不限于：网络服务报头(network service header，NSH)业务、现场操作、管理和维护(in-situ operations,administration,and maintenance，IOAM)业务、分段路由(segment routing，SR)业务和网络编程业务。
根据本发明另一方面，一种包括在MPLS网络中的路由器包括：网络接口；存储器，包括指令；一个或多个处理器，与所述存储器和所述网络接口通信。所述网络接口用于通过所述MPLS网络接收和转发报文。所述一个或多个处理器执行所述指令以：根据所述路由器接收到的报文中的MPLS标签栈，判断一个或多个MPLS扩展头是否已经添加到所述报文中。在确定所述一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中之后，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：执行与所述一个或多个MPLS扩展头关联的一个或多个在网业务。
可选地，在任一上述方面中，添加到所述报文中的所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的在网业务。例如，所述方法可以添加到MPLS网络的在网业务包括但不限于：网络服务报头(network service header，NSH)业务、现场操作、管理和维护(in-situ operations,administration,and maintenance，IOAM)业务、分段路由(segment routing，SR)业务和网络编程业务。
本发明内容简单介绍了一些概念，在具体实施方式中会进一步描述这些概念。本发明内容不旨在提供所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中提到的任何或所有问题的实现方式。
附图说明
本发明的各方面以举例方式说明，并且不受附图的限制，附图中的相似标号表示相似元件。
图1示出了进行数据通信的示例性通信系统。
图2示出了示例的MPLS网络，该MPLS网络可以是图1所示的网络之一或者可以包括在图1所示的网络之一中。
图3为MPLS网络中的路由器的示例性细节的示意图，该MPLS网络可以是图2所示的MPLS网络等。
图4A示出了MPLS标签栈条目的格式。
图4B示出了如何将MPLS标签栈条目放置在层2(即数据链路层)报头和层3(即网络层)报头之间。
图5示出了实现本技术某些实施例的路由器能够产生的示例性数据报。
图6和图7为用于总结本技术某些实施例提供的方法的简要(high level)流程图。
具体实施方式
现在将参考附图来描述本发明，附图一般涉及将一个或多个在网业务添加到MPLS网络的方法和设备(例如，路由器)。应理解，本发明现有实施例可以通过许多不同的形式实现，并且权利要求范围不应理解为仅限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使这些实施例更加透彻和完整，并将发明性实施例概念完整地传达给本领域技术人员。实际上，本发明旨在涵盖包括在由所附权利要求书限定的本发明的范围和精神内的这些实施例的替代物、修改和等同物。另外，在以下本发明现有实施例的详细描述中，阐述了许多特定细节以便提供透彻理解。然而，本领域普通技术人员很清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明现有实施例。
图1示出了可以使用本技术实施例的示例性通信系统100。通信系统100包括用户设备110A、用户设备110B、用户设备110C、无线接入网(radio access network，RAN)120A、RAN 120B、核心网130、公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)140、互联网150和其它网络160等。其它或替代网络包括私有和公共数据包网络，包括公司内部网。虽然图1示出了一定数量的这些组件或元件，但是系统100中可以包括任意数量的这些组件或元件。
在一个实施例中，通信系统100可以包括无线网络。该无线网络可以是第五代(fifth generation，5G)网络，该5G网络包括至少一个5G基站。该5G基站采用正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)和/或非OFDM以及小于1毫秒(例如，100微秒或200微秒)的发送时间间隔(transmission time interval，TTI)与通信设备进行通信。通常，基站也可以指eNB或5G BS(gNB)。另外，该无线网络还可以包括网络服务器，该网络服务器用于处理经由至少一个eNB或gNB从通信设备接收到的信息。
通信系统100使得多个用户能够发送和接收数据和其它内容。通信系统100可以执行一种或多种信道接入方法，包括但不限于码分多址(code division multiple access，CDMA)、时分多址(time division multiple access，TDMA)、频分多址(frequencydivision multiple access，FDMA)、正交FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)或单载波FDMA(single-carrier FDMA，SC-FDMA)。
用户设备(user equipment，UE)110A、UE 110B和UE 110C可以分别称为一个UE110或者统称为多个UE 110，用于在通信系统100中进行操作和/或通信。例如，UE 110可以用于发送和/或接收无线信号或有线信号。每个UE 110表示任何合适的终端用户设备，可以包括如下设备(或者可以称为)：用户设备(equipment/device)、无线发送/接收单元、移动台、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触摸板、无线传感器、可穿戴设备或消费型电子设备等。
在本实施例中，RAN 120A和RAN 120B分别包括一个或多个基站(base station，BS)170A和BS 170B。RAN 120A和RAN 120B可以分别称为一个RAN 120或者统称为多个RAN120。类似地，基站(base station，BS)170A和BS 170B可以分别称为一个基站(basestation，BS)170或者统称为多个基站(base station，BS)170。BS 170分别用于与多个UE110中的一个或多个UE进行无线连接，以便能够接入核心网130、PSTN 140、互联网150和/或其它网络160。例如，基站(base station，BS)170可以分别包括若干众所周知的设备中的一个或多个设备，例如，基站收发台(base transceiver station，BTS)、节点B(NodeB)、演进型基站(evolved NodeB，eNB)、下一代(第五代)(fifth generation，5G)NodeB(gNB)、家庭基站(Home NodeB/Home eNodeB)、站点控制器、接入点(access point，AP)或无线路由器，或者服务器、路由器、交换机或其它有线或无线网络处理实体。
在一个实施例中，BS 170A是RAN 120A的一部分，RAN 120A可以包括一个或多个其它BS 170、一个或多个元件和/或一个或多个设备。类似地，BS 170B是RAN 120B的一部分，RAN 120B可以包括一个或多个其它BS 170、一个或多个元件和/或一个或多个设备。BS 170分别用于在特定地理区域(region/area)(有时称为“小区”)内发送和/或接收无线信号。在一些实施例中，可以采用多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术，使得每个小区具有多个收发器。
BS 170使用无线通信链路通过一个或多个空口(未示出)与多个UE 110中的一个或多个UE进行通信。这些空口可以采用任何合适的无线接入技术。
预计通信系统100可以使用多信道接入功能，例如包括BS 170和UE 110用于实现长期演进无线通信标准(Long Term Evolution，LTE)、高级LTE(LTE Advanced，LTE-A)和/或LTE多媒体广播多播业务(Multimedia Broadcast Multicast Service，MBMS)的多个方案。在其它实施例中，基站170、用户设备110A、用户设备110B和用户设备110C用于实现UMTS、HSPA或HSPA+标准和协议。当然，可以使用其它多接入方案和无线协议。
RAN 120与核心网130进行通信，以向UE 110提供语音、数据、应用、基于IP的语音传输(Voice over Internet Protocol，VoIP)或其它业务。应理解，RAN 120和/或核心网130可以与一个或多个其它RAN(未示出)进行直接或间接通信。核心网130还可以用作其它网络(例如，PSTN 140、互联网150和其它网络160)的接入网关。另外，多个UE 110中的部分或全部UE能够使用不同的无线技术和/或协议通过不同的无线链路与不同的无线网络进行通信。
RAN 120还可以包括毫米波和/或微波接入点(access point，AP)。这些AP可以是BS 170的一部分，也可以远离BS 170。这些AP可以包括但不限于能够进行毫米波通信的连接点(毫米波CP)或BS 170(例如，毫米波基站)。毫米波AP可以在24GHz到100GHz等的频率范围内发送和接收信号，但不要求在这整个范围内操作。本文所使用的术语“基站”是指基站和/或无线接入点。
虽然图1示出了通信系统的一个示例，但是可以对图1进行各种更改。例如，通信系统100在任何合适的配置中都可以包括任何数量的用户设备、基站、网络或其它组件。还应理解，术语“用户设备”可以指任何类型的在蜂窝或移动通信系统中与无线网络节点进行通信的无线设备。用户设备的非限制性示例包括目标设备、设备到设备(device-to-device，D2D)用户设备、机器类用户设备或能够进行机器到机器(machine-to-machine，M2M)通信的用户设备、笔记本电脑、PDA、iPad、平板电脑、移动终端、智能手机、笔记本电脑嵌入设备(laptop embedded equipment，LEE)、笔记本电脑加载设备(laptop mounted equipment，LME)和USB加密狗。
网络130、网络140、网络150和/或网络160中的一个或多个(或网络130、网络140、网络150和/或网络160中的各部分)可以采用多协议标签交换(Multiprotocol LabelSwitching，MPLS)。MPLS是一种用于高性能电信网络的数据承载技术。换句话说，网络130、网络140、网络150和/或网络160中的一个或多个可以是MPLS网络或者可以包括MPLS网络。
MPLS根据短路径标签而不是根据长网络地址将数据从一个网络节点引导到下一个网络节点，从而避免了复杂的路由表查找。这些标签用于识别远端节点而非端点之间的虚拟链路(路径)。MPLS可以对各种网络协议中的报文进行封装，因此被命名为“多协议”。MPLS支持各种接入技术，包括T1/E1、异步传输模式(asynchronous transfer mode，ATM)、帧中继(Frame Relay，FR)、数据用户线(data subscriber line，DSL)，等等。
如上所述，最初构想MPLS是为了提高互联网协议(Internet Protocol，IP)路由器的报文转发性能。但是，后来将MPLS扩展为使用伪线(Pseudowire，PW)封装技术来承载其它层的网络技术(如异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)、帧中继(FrameRelay，FR)、准同步数字体系(Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH)等)。
通过预先配置“标记”来确定一个路由器与下一个路由器之间的路径，MPLS本质上能够实现更快的路由决策。这些“标记”本质上是携带在短报头字段中的标签，这些字段由交换/转发网络节点(称为标签交换路由器(Label Switch Router，LSR))提取。预先配置LSR，以将某些标签与特定的一个或多个输出端口关联，因此无需对报头进行更详细检查即可路由包含这种标签的流量。这样就不需要对IP层网络地址进行逐跳路由决策，而是沿特定标签集合预定的路径发送流量。
MPLS标签嵌套是本领域公知的一种MPLS隧道实现方式。为了实现MPLS隧道，使用外层传输标签来建立大容量(bulk)传输标签交换路径(Label Switched Path，LSP)(相当于隧道)，这条路径通常在提供商网络中的提供商边缘设备之间，而在每条大容量LSP内，使用内层传输标签来标识每条业务流。每个报文可以携带多个标签栈条目，这些标签栈条目排列成后进先出栈。在MPLS网络中进行正常转发时，LSR只处理栈顶(即最外层)标签。在任何一个LSR上，可以将标签报头添加到该栈中(由LSR执行“推入(push)”操作)或者可以从该栈中删除标签报头(由LSR执行“弹出(pop)”操作)。标签嵌套允许将多条LSP聚合成单条LSP，作为路由的一部分，从而创建一条“隧道”。
图2示出了示例性MPLS网络200。MPLS网络200包括路由器210a、路由器210b、路由器210c和路由器210d，这些路由器可以分别称为一个路由器210或者可以统称为多个路由器210。虽然图2仅示出了四个路由器210，但MPLS网络可能包括明显多于四个路由器210。每个路由器210也可以更一般地称为MPLS网络200中的一个节点。图2还示出了如何使用MPLS网络200将一个或多个报文从第一设备202传输到第二设备204。第一设备202和第二设备204都与MPLS网络200通信地耦合。图2还示出了网络控制器212。网络控制器212与MPLS网络200中的每个路由器210都通信地耦合，如虚线所示。网络控制器212可以用于执行各种控制路径和/或控制面功能。MPLS网络(例如，MPLS网络200)的控制面是路由器架构的一部分，负责收集和传播稍后用于转发输入报文的信息。路由协议和标签分发协议是控制面的一部分。控制面负责交换层3路由信息和标签。相反，MPLS网络的数据面负责根据标签和IP报头进行报文转发。数据面可以包含一个简单的转发引擎，该转发引擎维护标签转发信息库(Label Forwarding Information Base，LFIB)和转发信息库(Forwarding InformationBase，FIB)。LFIB是路由器用来通过网络转发标签报文的表格，FIB是路由器在决定将流量转发到何处时查看的表格。
如上所述，路由器210也可以称为MPLS网络200中的一个节点。当使用MPLS网络200将一个或多个报文从第一设备202传递到第二设备204时，路由器210a可以更具体称为入口路由器或入口节点，路由器210d可以更具体称为出口路由器或出口节点。更具体地，入口路由器210a可以称为标签边缘路由器(Label Edge Router，LER)，LER首先将报文封装在MPLS标签交换路径(Label Switched Path，LSP)内，其中，MPLS LSP本质上是MPLS网络中的一对路由器之间的单向隧道。路由器210d可以更具体地称为出口路由器。路由器210b和路由器210c可以更具体地称为标签交换路由器(label switch router，LSR)或中间节点，这两种路由器在LSP的中间执行MPLS交换。路由器210d如上所述在更多情况下可以称为出口节点，是LSP末端的最后一个路由器。
当无标签报文进入到入口路由器(例如，图2中的路由器210a)并且需要传送到MPLS隧道时，该路由器首先确定该报文的转发等价类(forwarding equivalence class，FEC)，其次将一个或多个标签插入到该报文的新创建的MPLS报头中。该MPLS报头也可以称为MPLS标签栈。然后，将该报文传送到该隧道的下一跳路由器。MPLS报头包括一个或多个MPLS标签栈条目组成的栈，因此，MPLS报头也可以称为MPLS标签栈。下文结合图4A描述了MPLS标签栈条目的格式。
MPLS报头可以添加在开放系统互连模型(Open Systems Interconnectionmodel，OSI model)中的网络层报头(即层3报头)和链路层报头(即层2报头)之间。由于通常认为MPLS所处的层介于OSI层2(数据链路层)和层3(网络层)的常规定义之间，因此MPLS常常称为层2.5协议。设计MPLS是为了提供统一的数据承载业务给基于电路的客户端和报文交换客户端，这两种客户端提供数据报业务模型。MPLS可以用于承载许多不同种类的流量，包括IP报文以及本地ATM、同步光网络(Synchronous Optical Network，SONET)和以太网帧。除了添加在层3和层2之间外，MPLS报头还可以添加在OSI模型中的其它层之间。
当接收到标签报文时，MPLS路由器(例如，图2中的路由器210b或路由器210c)检查栈顶标签。根据该标签的内容，对该标签报文中的MPLS标签栈执行交换、推入(push/impose)或弹出(pop/dispose)操作。如下文将结合图4B详细描述，MPLS标签栈包括多个MPLS标签栈条目。路由器(例如，图2中的多个路由器210)可以包含预构建的查找表。这些查找表根据输入报文的栈顶标签指示路由器要执行哪种操作，使得路由器能够非常快速地处理该报文。在交换操作中，将该标签替换为新标签，然后沿着与新标签关联的路径转发该报文。在推入操作中，将新标签推入到当前标签的顶部以有效地将该报文“封装”在MPLS的另一层中，从而可以对MPLS报文进行分级路由。值得注意的是，这个操作由MPLS虚拟专用网(virtual private network，VPN)执行。在弹出操作中，将标签从报文中删除，这样下面的内层标签就可以显示出来。这个过程称为“解封装”。如果弹出的标签是标签栈中的最后一个标签，则该报文“离开”MPLS隧道。这个过程可以由出口路由器(例如，图2中的路由器210d)来进行。
在以上描述的操作中，不检查MPLS标签栈下面的报文的内容。实际上，中间路由器(也称为LSR)通常只需要检查栈中的栈顶标签。根据标签的内容来转发报文，实现了“协议无关的报文转发”。这种转发无需查看协议相关的路由表，避免了在每一跳都进行高成本的IP最长前缀匹配。
在出口路由器(例如，图2中的路由器210d)处，当弹出最后一个标签时，仅有效负荷保留下来。该有效负荷可以是IP报文，也可以是其它多种有效负荷报文中的任一种。由于出口路由器必须在没有标签查找表的情况下转发报文，因此出口路由器必须包含有效负荷的路由信息。而MPLS中间路由器(例如，图2中的路由器210b和路由器210c)没有这种要求。
通常(根据MPLS规范，默认栈中只有一个标签)，最后一个标签在倒数第二跳(出口路由器的前一跳)弹出。这个过程称为倒数第二跳弹出(penultimate hop popping，PHP)。通过PHP，与该出口路由器直接连接的中间路由器通过自己弹出最后一个标签有效地卸载最后一跳的工作。在标签分发协议中，这个PHP标签弹出动作建议作为保留或专用标签值3“隐式空(implicit-null)”(这在标签中从未发现过，因为这意味着标签将被弹出)。
图3为一个实施例提供的路由器210(或更一般地称为网络节点)的示例性细节的示意图。路由器或网络节点210可以用于实现或支持本文公开的本技术实施例。路由器210可以包括下行端口310、收发器(TX/RX)312、存储器322、一个或多个处理器320和上行端口314。下行端口310、上行端口314和收发器312可以统称为网络接口316。网络接口316用于通过MPLS网络接收和发送报文。
存储器322可以包括数据报文修改和转发块328，数据报文修改和转发块328可以在一个或多个处理器320上实现。数据报文修改和转发块328可以用于实现本文描述的本技术实施例，包括但不限于结合图6总结的方法。或者，数据报文修改和转发块328可以直接在一个或多个处理器320中的至少一个处理器上实现。数据报文修改和转发块328可以用于修改数据报文，并使用数据报文内的路由信息来路由数据报文。更具体地，一个或多个处理器320可以用于实现下文描述的本技术实施例。根据某些实施例，存储器322存储由一个或多个处理器320执行的计算机可读指令，以实现本技术实施例。也可以至少部分地使用硬件逻辑组件来实现下文描述的本技术的实施例，这些硬件逻辑组件包括但不限于现场可编程门阵列(Field-programmable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(Application-specificIntegrated Circuit，ASIC)、特殊应用标准产品(Application-specific StandardProduct，ASSP)、片上系统(System-on-a-chip，SOC)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)、专用计算机等。
图4A示出了MPLS标签栈条目的格式。MPLS标签栈条也可以更简洁地称为标签栈条目。MPLS标签栈条目的长度为32位(即四个字节)，包括若干功能字段。MPLS标签栈也可以称为MPLS报头，包括一系列MPLS标签栈条目。图4B示出了MPLS标签栈在一帧中(或等价地称为在报文中)的示例性位置。
如图4A所示，常规的32位MPLS标签栈条目包括20位标签字段、3位流类型(TrafficClass，TC)字段、1位栈底(S)字段和8位生存时间(Time-To-Live，TTL)字段。每个标签栈条目的20位标签字段都包括一个标签值。MPLS标签字段的地址空间有2^20个标签，即1048576个标签。但是在下文的详细描述中，标签值0至15由IETF保留，不能用于动态标签绑定。TTL字段指示MPLS报文的生存时间，用于防止无限循环转发MPLS报文。S字段是栈底(bottom ofstack，BoS)字段，也称为栈底标志，指示MPLS标签栈条目在MPLS报头中的位置。S＝1(即，设置了栈底标志)指示MPLS标签栈条目位于MPLS报头的底部位置(即，最靠近有效负荷的最内位置)。S＝0(即，没有设置栈底标志)指示MPLS标签栈条目不位于MPLS报头的底部位置，因此下面还有至少一个另外的标签栈条目。也就是说，MPLS标签栈条目中的S＝1指示MPLS标签栈条目位于MPLS标签栈的底部。例如，可以使用3位TC字段来指示服务质量(Quality ofService，QoS)优先级和/或提供显式拥塞通知(Explicit Congestion Notification，ECN)。在2009年以前，TC字段被称为试验(EXP)字段。
图4B示出了如何将MPLS标签栈条目放置在层2(即数据链路层)报头和层3(即网络层)报头之间。层2报头可以是以太网报头等。以太网报头包括目的地媒体接入控制(MediaAccess Control，MAC)地址和源MAC地址(长度均为六个字节)、EtherType字段(长度为两个字节)，可选地还包括IEEE 802.1Q标记或IEEE 802.1ad标记。层3报头可以是但不限于256位长的第四版互联网协议(Internet Protocol version 4，IPv4)报头或者288位长的第六版互联网协议(Internet Protocol version 6，IPv6)报头等。此外或者可替代地，可以添加其它报头。例如，如果有效负荷数据不是互联网协议(Internet Protocol，IP)，还可以存在伪线(Pseudowire，PW)控制字报头。图4B仅提供了如何将MPLS标签栈条目放置在数据报内的一个示例。例如，层2报头(而非层3报头)也可能在MPLS标签栈之下。
在图4B所示的示例中，MPLS标签栈(即MPLS报头)包括三个MPLS标签栈条目：标签栈条目#1、标签栈条目#2和标签栈条目#3。这些标签栈条目也都可以称为栈条目，标签栈条目#3是栈底条目。注意，在标签栈条目#1和标签栈条目#2中，S＝0，表示这两个标签栈条目都不是栈底条目。还要注意，在标签栈条目#3中，S＝1，表示该标签栈条目是栈底条目。
因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的MPLS工作组负责MPLS相关技术的标准化。如上所述，MPLS报头的20位标签值字段理论上可以提供2^20个MPLS标签值。但是，在实际应用中，MPLS工作组保留了一些标签值作为专用标签。更具体地，2^20个可能的标签值中保留了16个标签值作为专用标签。到目前为止，在16个保留的专用标签值中，MPLS工作组仅分配(还可以称为指定)了8个专用标签值，表示还有8个保留的专用标签值未分配(还可以称为未指定或可用)。更具体地，专用标签值0至3、7和13至15已经分配，而专用标签值4至6和8至12还未分配。下表1列出了已经指定的专用MPLS标签值以及还未指定的专用MPLS标签值。
表1
Figure BDA0003497691610000101
Figure BDA0003497691610000111
再次参考图2以及图4B，当LSR(例如，图2中的路由器210b或路由器210c)接收到标签报文时，首先处理位于MPLS标签栈顶部(即最接近图4B中的二层报头)的标签值，以查找转发信息。这样，接收方LSR就可以知道报文可以转发到的端口和/或转发之前对MPLS栈执行的任何操作。LSR对MPLS栈执行的操作包括：将顶部标签栈条目替换为另一个值、将一个条目从标签栈中弹出、替换顶部标签栈条目，或将一个或多个额外条目推入到MPLS标签栈中，如上所述。LSR可以执行的其它操作包括：获知输出数据链路封装以及正确转发报文所需的任何其它信息。
根据指定给MPLS标签栈条目中的MPLS标签字段和其它标签字段的标签值，接收方LSR可以通过若干方式来解析标签字段。标签字段可以用作转发标签、源标签或功能标签等，以指示LSR必须执行的操作。
当MPLS标签栈条目的标签值字段用作转发标签时，该标签值字段用作LSP目的地端点的“地址”的代理标识符。如果该MPLS标签栈条目位于LSP MPLS报头栈的顶部，则S＝0。但是，如果该MPLS标签栈条目是栈中的唯一MPLS标签栈条目，则S＝1。当MPLS标签栈条目的标签值字段用作转发标签时，该标签值字段用于逐跳将数据面上的MPLS流量单元转发到目的地，除非使用倒数第二跳弹出(penultimate-hop-popping，PHP)。在PHP情况下，转发报头在最后一跳被完全删除。
当20位标签值字段用作源标签时，20位标签值字段用作LSP源端点的“地址”的代理标识符。标签报头的这种功能用途表示标签报头始终是MPLS标签栈条目组成的栈中的最后一个条目，因此将S位设置为1。当标签值字段用作功能标签时，标签值字段识别在LSR处接收报文时需要采取的具体动作。本领域已知MPLS报头的标签字段中的保留值指示LSR要对接收到的报文执行的具体功能。例如，标签14指示路由器操作和维护(Operation andMaintenance，OAM)告警，以将流量单元的内容传递到控制/管理面以进行进一步操作。在这种标记报头中，通常将S位设置为1(但其它功能用途可能并非总是如此)。
虽然MPLS相比于现有网络协议以及一些较新的网络协议具有许多优点，但是如果MPLS能够支持多个在网业务，可能会更好。换句话说，MPLS存在的技术问题是，MPLS不能支持在网业务，包括但不限于网络服务报头(Network Service Header，NSH)、现场操作、管理和维护(In-situ Operations,Administration,and Maintenance，IOAM)、分段路由(Segment Routing，SR)和网络编程等。本文所使用的术语“在网业务”是指网络设备(例如，路由器)对用户流量施加的功能、应用或业务。这些在网业务通常通过将某个报头添加到用户报文中来执行，其中，该包头编码业务的必要信息。在将用户报文传送到目的地之前，通常会删除该报头，这样该报头对终端用户来说是不感知的。下文详细描述的本技术实施例可以用于将一个或多个在网业务添加到不支持这些在网业务的MPLS网络中。然而，在描述这些实施例之前，最好首先使用本技术实施例简要描述一些可以添加到MPLS网络中的在网业务。
网络服务报头(Network Service Header，NSH)包括业务路径信息，可选地包括元数据。将这些信息和元数据添加到一个报文或帧中并使用这些信息和元数据来创建业务面，即实现业务功能路径。在NSH和原始报文/帧上加上外层传输头，用于网络转发。流分类器(Service Classifier)添加NSH。业务链中的最后一个业务功能转发器(ServiceFunction Forwarder，SFF)或者使用该报文的业务功能(Service Function，SF)删除NSH。业务功能广泛部署在许多网络中，而且很重要。这些业务功能提供各种特性，例如，安全性(例如，通过添加防火墙)、广域网(Wide Area Network，WAN)加速、服务器负载均衡等。业务功能可以在广域网、数据中心、园区等基础网络中的不同位置进行实例化。NSH定义了专门用于创建动态业务链的业务面协议并且由以下元素组成：业务功能路径标识、业务功能路径内的位置的指示以及可选的每个报文的元数据(固定长度或变量)。NSH由4字节的基本头、4字节的业务路径报文头和可选的内容头组成。NSH标准及其更新版本可以在IETF网站https://datatracker.ietf.org/doc/上查阅。在本文描述的实施例之前，认为不存在将NSH业务添加到MPLS网络的方法。
当一个报文遍历网络中两点之间的路径时，现场操作、管理和维护(In-situOperations,Administration,and Maintenance，IOAM)将业务信息和遥测信息记录到该报文中。术语“现场”是指将OAM数据添加到数据报文中而不是在专门用于OAM的报文内发送OAM数据。“现场”机制不需要发送额外的报文，因此不会改变网络内的报文流量成分。IOAM机制可以在用于传输报文的网络机制不适用或不能提供预期结果的场景下使用，预期结果包括证明某个业务流通过预定义的路径，实时数据流量的服务水平协议(Service LevelAgreement，SLA)验证，有关在多条路径上分布流量的网络中的业务量分配路径的详细统计信息，或者网络设备可能以不同于常规数据流量的方式处理探测流量的场景，等等。IOAM标准及其更新版本可以在IETF网站https://datatracker.ietf.org/doc/上查阅。在本文描述的实施例之前，认为不存在将多个在网业务添加到MPLS网络中(例如，同时添加NSH业务和IOAM业务)的方法。网络编程可以通过将一些指令编码到MPLS扩展头中得以实现，这些指令指示路由器来执行一些特定功能。
目前的MPLS标准不支持多个在网业务，而最多只能支持单一网络业务。此外，为了支持单一网络业务，目前的MPLS标准要求全标签栈扫描，这可能会降低网络性能。另外，当前的MPLS标准已经有一些过载的标签语义，即某些标签(例如，通用关联通道标签(GenericAssociated Channel Label，GAL)已经用于多种目的。
本文描述的本技术实施例可以用于解决上述MPLS的技术问题，即MPLS不能支持在网业务。更具体地，本文描述的本技术实施例可以使得MPLS网络能够支持多个在网业务，包括但不限于网络服务报头(Network Service Header，NSH)、现场操作、管理和维护(In-situ Operations,Administration,and Maintenance，IOAM)、分段路由(SegmentRouting，SR)和网络编程等。有利的方面是，本技术实施例可以将多个在网业务堆叠在一起。此外，本技术实施例在需要时提供向后兼容性，例如，兼容尚未更新为根据本文所述技术具体运行的传统路由器。进一步地，本技术某些实施例可以不需要或减少深度标签栈扫描，如果需要，则延迟增加，性能降低。更具体地，本文描述的本技术某些实施例涉及MPLS扩展头，这些MPLS扩展头为上述MPLS的技术问题提供通用、可扩展、高性能、面向未来的技术方案。
本技术某些实施例涉及MPLS扩展头(本文也可以更简洁地称为扩展头)和相关元数据。首先结合图5描述这些实施例的示例。图5示出了包括扩展头和相关元数据的示例性数据报500(或数据报500的一部分)。有利的方面是，本技术实施例可以通过一种方式将不同类型的扩展头相互堆叠在一起，这种方式可以将多个在网业务添加到MPLS网络中。
参考图5，数据报500包括原始数据报文501。在本示例中，原始数据报文501包括有效负荷数据502、传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)头503和层3(即网络层)报头504。层3报头可以是IPv4报头或IPv6报头，但不限于此。上述只是原始数据报文501的一个示例，并不旨在限制。原始数据报文501也可以称为原始内层报文501，如图5所示。数据报500还包括MPLS标签栈510(也可以称为MPLS报头510)、扩展头报头(Header ofExtension Header，HEH)520和多个(即N个)扩展头530。数据报500还包括层2(即数据链路层)报头505。
在本示例中，MPLS标签栈510包括四个MPLS标签栈条目512_1、512_2、512_3和512_4，它们还分别标记为标签栈条目#1、标签栈条目#2、标签栈条目#3和标签栈条目#4。MPLS标签栈条目512_1、512_2、512_3和512_4可以分别称为一个标签栈条目512。MPLS标签栈条目512_1、512_2、512_3和512_4可以统称为多个标签栈条目512、一个MPLS标签栈510或一个MPLS报头510。多个标签栈条目512的20位标签值字段中都包括“标签值”。MPLS标签栈条目512的20位标签值字段中的每个“标签值”可以是标签交换路径(Label Switched Path，LSP)中的下一个路由器(例如，路由器210)的转发标签(即地址)。MPLS标签栈条目512的20位标签值字段中的一个或多个标签值也可能是上文表1所示的8个专用标签值中的一个专用标签值，例如，GAL标签。
MPLS标签栈条目512_3的20位标签值字段中包括扩展头标签(Extended HeaderLabel，EHL)。根据本技术某些实施例，将当前未分配的8个保留专用标签值中的一个专用标签值(即，EHL被指定为当前未指定的专用标签值4、5、6、8、9、10、11或12中的一个专用标签值)指定给EHL。是否将当前未分配的8个保留专用标签值中的一个专用标签值指定给EHL以及将当前未分配的8个保留专用标签值中的哪个专用标签值指定给EHL由IETF的MPLS工作组决定。本技术的发明人认为使用本文所述的MPLS扩展头可以得到当前未指定的专用标签值中的一个专用标签值。
根据某些实施例，EHL用于指示一个或多个扩展头530在MPLS标签栈510之后(即之下)。在本实施例中，扩展头报头(Header of Extension Header，HEH)520介于MPLS标签栈510(也可以称为MPLS报头510)和N个扩展头530之间，其中，N为大于等于1的整数。
根据具体的MPLS实现方式以及是否已经将特定MPLS网络中的所有路由器更新为正确识别和使用EHL，EHL可以包括在以下字段中：位于MPLS标签栈510顶部的标签栈条目512(即图5中的标签栈条目#1/512_1)的20位标签值字段，位于MPLS标签栈510底部的标签栈条目512(即图5中的标签栈条目#4/512_4)的20位标签值字段，或者位于MPLS标签栈510中间的标签栈条目512(即图5中的标签栈条目#2/512_2或#3/512_3)的20位标签值字段。换句话说，EHL可以包括在MPLS标签栈510的任意位置上。
在图5所示的示例中，扩展头标签(Extension Header Label，EHL)包括在位于MPLS标签栈510中间的标签栈条目512的20位标签值字段中，更具体地，包括在标签栈条目#3/512_3中。只要EHL不包括在位于MPLS标签栈510顶部的标签栈条目中，路由器就需要扫描MPLS标签栈510以确定EHL包括在MPLS标签栈510中。
如果EHL包括在位于MPLS标签栈510最顶部的标签栈条目512的20位标签值字段中(即，如果EHL包括在标签栈条目#1/512_1的20位标签值字段中)，则接收数据报(例如，数据报500)的路由器(例如，路由器210)可以快速识别EHL，其中，该数据报包括EHL和MPLS扩展头。然而，为了将标签栈条目512的EHL放置在MPLS标签栈510的顶部，MPLS网络内可以传输这种数据报的所有路由器都需要更新为能够解析和使用MPLS扩展头530。否则，尚未更新为识别EHL并使用MPLS扩展头的路由器可能会丢弃包括EHL和MPEL扩展头的数据报，并且原始内层报文501可能永远无法到达它的预期目的地。
EHL通常可以包括在MPLS标签栈510的任意位置上，如上所述。然而，为了使EHL的使用能够向后兼容尚未更新为识别EHL的传统路由器，EHL应该位于MPLS标签栈510的底部。对于所有路由器都已经更新为识别EHL并使用扩展头的升级网络，EHL可以包括在栈的任何位置上。然而，由于性能原因，通常最好将EHL放置在MPLS标签栈510的顶部或接近顶部，以便减少或最小化路由器需要执行的MPLS标签栈510的向下扫描量。
扩展头报头(Header of Extension Header，HEH)520包括四个报头字段：保留(R)字段521、扩展头计数(EH Count)字段522、EH总长度字段523和下一个头类型(Next HeaderType，NHT)字段524。下一个头类型(Next Header Type，NHT)字段524也可以更简洁地称为下一个头(Next Header，NH)字段524。虽然图5示出了HEH 520的字段521、522、523和524的具体顺序，但这只是一个示例性顺序，这些字段可以重新排列，因此字段521、522、523和524的顺序不限于图5所示的顺序。HEH 520也可以称为扩展头报头(Extension HeaderHeader，EHH)520，因为它本质上是扩展头530的报头。在数据报包括一系列MPLS扩展头530的情况下，如图5所示，该序列可以称为MPLS扩展头列表。
HEH 520的保留(R)字段521包括一位或多位(例如，4位至6位)，保留这些位供将来使用，在某些实施例中可以删除该字段。EH计数字段522包括多位(例如，8位)，用于指示在HEH 520之后的扩展头530的总数量。EH总长度字段523包括多位(例如，8位或16位)，用于指示扩展头530的总长度。如果需要，包括在EH总长度字段中的值使得路由器或其它设备能够直接跳转到N个扩展头530之后的原始内层报文501。下一个头类型(Next Header Type，NHT)字段524包括多位(例如，8位)，用于指示下一个扩展头530或其它下一个头中包括的报头类型。NHT字段524可以指示的示例性类型包括但不限于IOAM、NSH和SR。NHT字段524使得路由器或其它设备能够知道如何解析和使用数据报500内的下一个扩展头530或其它类型的报头。扩展头报头520的总长度可以与每个标签栈条目512的长度相同(即32位)，或者比每个标签栈条目512的长度短或长(即小于或大于32位)。因此，应当理解，图5(以及其它图)所示的各种标签栈条目、报头和其它字段的宽度没有按比例绘制。
根据某些实施例，EH计数字段522中包括的值是从零开始的编号值，使得值0表示扩展头报头520之后存在1个扩展头530，值1表示扩展头报头520之后存在2个扩展头530，更一般地，值M表示扩展头报头520之后存在M+1个扩展头530。类似地，EH总长度字段523中包括的值也可以是从零开始的编号值。在替代实施例中，EH计数字段522和/或EH总长度字段523中包括的值不需要是从零开始的编号值。
继续参考图5，每个扩展头530包括下一个头类型(Next Header Type，NHT)字段531，NHT 531类似于扩展头报头520中包括的NHT字段524，都指示下一个头的类型。下一个头可以是扩展头530或其它类型的报头，例如，原始内层报文501内的报头(例如，网络层报头504)。如上所述，NHT字段531可以指示的下一个头的示例性类型包括但不限于网络服务报头(Network Service Header，NSH)，现场操作、管理和维护(In-situ Operations,Administration,and Maintenance，IOAM)，分段路由(Segment Routing，SR)和网络编程。NHT字段531可以指示的其它示例性下一个头类型包括但不限于IPv4、IPv6、无(none)和未知。
每个扩展头530还包括报头长度字段532，指示单个扩展头的长度。如果需要，报头长度字段532使得路由器能够跳转到数据报中包括的下一个头。每个NHT字段531可以是8位或根据具体实现方式确定的其它位。每个头长度字段532可以是8位或根据具体实现方式确定的其它位。在图5中，每个扩展头530中的NHT字段531位于头长度字段532之前，但也可以位于报头长度字段532之后。每个扩展头530也可能包括一个或多个额外字段。每个扩展头530的剩余部分的数据字段和相关格式根据扩展头的类型确定。例如，如果扩展头530_1的类型是IOAM，则扩展头530_1的剩余部分的数据字段和相关格式可以符合IETF指定的IOAM标准。又如，如果扩展头530_2的类型是NSH，则扩展头530_1的剩余部分的数据字段和相关格式可以符合IETF指定的NSH标准。
根据某些实施例，NHT字段可以具有两个特殊值：无(NONE)值和未知(UNKNOWN)值。NONE值表示NHT字段具有NONE值的报头之后不存在报头和有效负荷(即扩展头530之后不存在原始内层报文501)。UNKNOWN值表示下一个头的报头的类型或有效负荷是未知的。特殊的UNKOWN值是为了兼容原有的MPLS协议设计。
如表1所示，保留为专用标签值的其中一个MPLS标签值是保留为“扩展标签”的值15。“扩展标签”也称为“XL”或“XL(15)，是为了扩展专用标签空间而保留的。根据某些实施例，在MPLS标签栈条目512的标签字段内使用“扩展标签”来指示扩展头在MPLS标签栈510之后，而不使用当前未分配的8个保留专用标签值中的一个专用标签值(即，未指定的专用值4至6和8至12中的一个专用值)。换句话说，包括XL(15)加上扩展头标签(Extension HeaderLabel，EHL)的双标签方案可以用于指示一个或多个扩展头在MPLS标签栈510之后。因此，这些实施例可以称为XL(15)+EHL实施例或者称为双标签方案。例如，参考图5，为了实现XL(15)+EHL实施例，MPLS报头#3/512_3的标签字段中的EHL可以用专用标签值15替换，MPLS报头#4/512_4的标签字段中的标签值应该包括扩展头标签(Extension Header Label，EHL)。在图5中，如果MPLS标签栈510要指示三个转发类型地址，则需要将额外的MPLS报头添加到MPLS标签栈510中。
上述双标签方案的一个优点是，不需要IETF分配剩余的8个未分配的专用MPLS标签值4至6和8至12中的一个专用标签值。因此，双标签方案有助于保留专用MPLS标签值的稀缺资源，这些值总共只有16个。但是，因为双标签方案需要MPLS标签栈中的两个标签(而不是MPLS标签栈中的一个标签)来指示扩展头在MPLS标签栈之后，所以与将EHL指定为剩余8个未分配的专用值4至6和8至12中的一个专用值的场景相比，MPLS标签栈的大小增加了32位。换句话说，在使用双标签方案时，为了将相同的信息包括在图5所示的MPLS标签栈中，需要添加一个额外的标签栈条目512(例如，标签栈条目#5/512_5，图5未示出)。
在另外一些实施例中，转发等价类(Forward Equivalent Class，FEC)用于指示MPLS扩展头是否在MPLS标签栈之后。转发等价类(Forward Equivalent Class，FEC)在MPLS中用来描述一组具有相似或相同特征的报文，这些报文可以以相同的方式转发，即它们可以绑定到相同的MPLS标签上。更具体地，FEC是一组报文，这些报文由单个路由器转发到同一下一跳，从同一接口(例如，相同的上行端口)输出，并进行相同的处理(例如排队)。当使用FEC来指示扩展头是否存在时，路由器为MPLS网络内的每个转发下一跳指定两个可能的标签值(对应于同一下一跳)中的一个标签值，该标签值包括在标签栈条目的标签值字段中。两个标签选项(例如，标签A和标签B)具有相同的转发行为，但是两个标签中的只有一个标签指示该MPLS数据报文或数据报中存在需要进行处理的一个或多个扩展头。换句话说，如果路由器正在转发的报文或数据报中不存在扩展头，则两个标签值中的第一个标签值(例如，标签A)包括在标签栈条目中；如果正在转发的报文或数据报中存在一个或多个扩展头(由路由器或某个路由器添加)，则两个标签值中的第二个标签值(例如，标签B)包括在标签栈条目中。然后，接收该报文的下一跳路由器可以根据第一个标签值或第二个标签值(标签值A或B)是否包括在标签栈条目的标签值字段中来判断自己接收的报文中是否包括一个或多个扩展头。
例如，假设标签值A表示“转发到路由器x”，标签值B表示“转发到路由器x并处理一个或多个扩展头”。不能处理一个或多个扩展头的路由器仍然可以接收包括标签值B的报文。但是在这种情况下，控制面配置该路由器，以使值B只表示“转发到x”，这样才能正确转发报文。如果路由器能够处理扩展头，则控制面配置该路由器，以使值B表示“转发到x并处理一个或多个扩展头”，这样路由器在看到标签值B时就对一个或多个扩展头进行适当处理。
两个标签在这些实施例中是FEC。这些实施例不需要分配剩余的8个未分配的专用MPLS标签值4至6和8至12中的一个专用标签值。然而，由于路由表对于MPLS网络中的每个潜在下一跳都需要包括两个可能的标签值等原因，所以使用FEC的实施例可能会增加MPLS网络的控制面的复杂度。此外，由于使用FEC选项会增加将分段路由业务添加到MPLS网络中的难度等原因，所以使用FEC的实施例会限制MPLS扩展头的应用前景。
MPLS网络内的路由器(例如，路由器210)可以将MPLS标签栈(例如，MPLS标签栈510)添加到原始内层报文(例如，原始内层报文501)中。路由器(例如，路由器210)还可以执行推入操作以将MPLS报头添加到MPLS标签栈中、执行弹出操作以将MPLS报头从MPLS标签栈中移除或执行交换操作以将MPLS报头内的标签替换为新标签。相同的路由器(例如，路由器210)也可以用于将一个或多个MPLS扩展头530和扩展头报头(Header of ExtensionHeader，HEH)520添加到原始内层报文501中，以及修改MPLS标签栈510(即MPLS报头510)以指示MPLS报文或数据报中是否存在一个或多个MPLS扩展头530。
例如，简单回顾图1，标签边缘路由器(Label Edge Router，LER)(例如，路由器210a)或标签交换路由器(Label Switch Router，LSR)(例如，路由器210b和路由器210c)可以将一个或多个扩展头(例如，扩展头530)添加到报文中。在产生MPLS报文上，LER(例如，路由器210a)可以将MPLS标签栈(例如，MPLS标签栈510)内的扩展头标签(Extension HeaderLabel，EHL)，扩展头报头(Header of Extension Header，HEH)(例如，扩展头报头520)以及一个或多个扩展头(例如，扩展头530)添加到原始内层报文(例如，原始内层报文501)中。LSR(例如，路由器210b或路由器210c)可以将MPLS标签栈(例如，MPLS标签栈510)内的扩展头标签(Extension Header Label，EHL)，扩展头报头(Header of Extension Header，HEH)(例如，扩展头报头520)以及一个或多个扩展头(例如，扩展头530)添加到MPLS报文中，例如，添加到由LER(例如，路由器210a)产生的MPLS报文中。如果MPLS网络是软件定义网络(software-defined network，SDN)，则网络控制器(例如，网络控制器212)可以发起上述动作。然而，需要注意的是，实现本文描述的实施例提供的MPLS扩展头的MPLS网络不一定是SDN。
本文描述的本技术实施例改进了在世界各地广泛部署的现有MPLS网络，但是这些MPLS网络当前具有某些限制，而本技术实施例可以用来解决这些限制。更具体地，MPLS网络无法支持多个在网业务，包括但不限于NSH、IOAM、SR和网络编程等。此外，通过添加这类能力但不给MPLS报文带来大量开销，本技术实施例高效地将这类能力添加到MPLS网络中。
下面使用图6和图7的简要(high level)流程图来总结本技术某些实施例提供的方法。这些方法可以用于将一个或多个在网业务添加到多协议标签交换(multiprotocollabel switching，MPLS)网络中。
参考图6，步骤602包括：所述MPLS网络中的路由器接收报文。步骤604包括：所述MPLS网络中的所述路由器通过以下方式修改所述报文：添加一个或多个MPLS扩展头、添加扩展头报头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示。步骤604中执行的修改产生了示例性报文或数据报，如图5所示，并且上文结合图5进行了描述。步骤606包括：所述MPLS网络中的所述路由器将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一路由器。上文结合图2和图3描述的多个路由器210中的一个路由器可以用于执行步骤602、步骤604和步骤606。
在步骤604中添加到报文中的所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头能够支持所述MPLS网络不支持的在网业务。例如，所述方法可以添加到MPLS网络的在网业务包括但不限于：网络服务报头(network service header，NSH)，现场操作、管理和维护(In-situ operations,administration,and maintenance，IOAM)，分段路由(segmentrouting，SR)和网络编程。
一个或多个MPLS扩展头可以在MPLS网络中的任何地方添加或删除，即由MPLS网络内的各种不同路由器(例如，图2中的路由器210)添加或删除。如果要添加到报文中的MPLS扩展头是正要添加到该报文中的第一个MPLS扩展头，则需要将扩展头标签(ExtensionHeader Label，EHL)、扩展头报头(Header of Extension Header，HEH)和MPLS扩展头添加到该报文中。如果要添加的MPLS扩展头不是添加到报文中的第一个MPLS扩展头(即，如果至少一个MPLS扩展头已经添加到报文中并且还添加到报文中)，则MPLS扩展头只需要在MPLS扩展头列表(例如，图5中的扩展头530)中一个一个串起来。如果要删除的MPLS扩展头是唯一的(或最后剩余的一个)MPLS扩展头，则需要将扩展头标签(Extension Header Label，EHL)、扩展头报头(Header of Extension Header，HEH)和MPLS扩展头从报文中删除。如果要删除的MPLS扩展头不是最后一个MPLS扩展头，则只需要将该MPLS扩展头从MPLS扩展头列表中删除，而保留EHL、HEH和其它MPLS扩展头。
根据某些实施例，例如上文结合图5描述的实施例，由路由器添加的HEH包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述被修改的报文中包括的下一个头的类型，如上所述。还如上文结合图5所述，由所述路由器添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。所述扩展头报头中指示的所述下一个头的类型和每个MPLS扩展头中指示的所述下一个头的类型可以是以下各项中的任一个：网络服务报头(network service header，NSH)、现场操作、管理和维护(in-situ operations,administration,and maintenance，IOAM)、分段路由(segment routing，SR)、第四版互联网协议(Internet Protocol version4，IPv4)、第六版互联网协议(Internet Protocol version 6，IPv6)、无(none)或未知，但不限于这些类型。如果指示所述下一个头的类型的字段包括无指示，则表示不存在下一个头。如果指示所述下一个头的类型的字段包括未知指示时，则表示所述下一个头的类型是未知的。
MPLS标签栈(例如，图5中的MPLS标签栈510)也可以称为MPLS报头，包括多个MPLS标签栈条目。根据某些实施例，所述MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的所述指示包括所述MPLS标签栈中包括的所述多个MPLS标签栈条目中的一个MPLS标签栈条目的标签值字段内的扩展头标签(extension header label，EHL)。更具体地，在某些实施例中，所述EHL包括因特网工程任务组(Internet Engineering TaskForce，IETF)的MPLS工作组保留的16个专用标签值中的一个专用标签值。根据替代实施例，所述MPLS标签栈内包括的所述多个MPLS标签栈条目中的另一个MPLS标签栈条目包括专用标签值15，其中，所述专用标签值15由因特网工程任务组(Internet Engineering TaskForce，IETF)的MPLS工作组保留来指示扩展标签包括在所述MPLS标签栈中，并且使得所述路由器能够识别所述EHL。在另外一些实施例中，转发等价类(forward equivalent class，FEC)用于指示一个或多个MPLS扩展头在所述MPLS标签栈之后。
修改所述报文的所述路由器(在步骤604中)包括标签边缘路由器(label edgerouter，LER)，例如，图2中的路由器210a；所述LER修改的所述报文包括原始内层报文；所述LER将所述MPLS标签栈添加到所述原始内层报文中。
修改所述报文的所述路由器包括标签交换路由器(label switch router，LSR)，例如，图2中的路由器210b或路由器210c；所述LSR修改的所述报文包括MPLS报文，其中，所述MPLS报文已经包括所述MPLS标签栈或所述MPLS标签栈的至少一部分。
现在参考图7，步骤702包括：所述MPLS网络中的路由器接收报文，其中，所述报文包括一个或多个MPLS扩展头、扩展头报头以及MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示。继续参考图7，步骤704包括：在确定所述一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中之后，所述MPLS网络中的所述路由器使用所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头来执行与所述至少一个MPLS扩展头关联的一个或多个在网业务。所述路由器可以通过检测位于MPLS标签栈顶部的EHL或扫描MPLS标签栈来确定一个或多个MPLS扩展头已经添加到报文中，上文进行了更详细说明。如上所述，还可以使用其它方式，例如，使用FEC。所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头可以支持所述MPLS网络不支持的在网业务，例如，网络服务报头(network service header，NSH)、现场操作、管理和维护(in-situ operations,administration,and maintenance，IOAM)、分段路由(segment routing，SR)和/或网络编程。
本文描述的本技术某些实施例可以使用硬件、软件或硬件和软件两者的组合来实现。所使用的软件存储在上述一个或多个处理器可读存储设备中，以对一个或多个处理器编程，从而执行本文所描述的功能。处理器可读存储设备可以包括计算机可读介质，例如，易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。作为示例而非限定，计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质和通信介质。计算机可读存储介质可以用任何方法或技术来实现，以存储计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。计算机可读存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字通用磁盘(digital versatiledisk，DVD)或其它光盘存储器、磁盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备，或任何其它可以用于存储所需信息并能被计算机访问的介质。计算机可读介质不包括传播信号、调制信号或瞬时信号。
通信介质通常在传播数据信号、调制数据信号或瞬时数据信号(例如，载波或其它传输机制)中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”指的是其一个或多个特性以在信号中编码信息的方式进行设置或更改的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线网络或直接有线连接等有线介质以及RF等无线介质和其它无线介质。上文各项的组合也包含在计算机可读介质的范围内。
在替代实施例中，部分或全部软件可以由专用硬件逻辑组件替换。可以使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括但不限于现场可编程门阵列(Field-programmable GateArray，FPGA)、专用集成电路(Application-specific Integrated Circuit，ASIC)、专用标准产品(Application-specific Standard Product，ASSP)、片上系统(System-on-a-chip，SOC)、复杂可编程逻辑设备(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、专用计算机等。在一个实施例中，实现一个或多个实施例的软件(存储在存储设备中)用于对一个或多个处理器进行编程。一个或多个处理器可以与一个或多个计算机可读介质/存储设备、外围设备和/或通信接口通信。
应理解，本发明主题可以通过许多不同的形式实现，并且不应理解为限于本文所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本主题完整无缺，并将本发明充分传达给本领域技术人员。实际上，本主题旨在涵盖包括在由所附权利要求书限定的本主题的范围和精神内的这些实施例的替代物、修改和等同物。而且，在以下本发明主题的详细描述中，阐述了许多特定细节以便提供本发明主题的透彻理解。然而，本领域普通技术人员很清楚，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明主题。
本文结合本发明实施例提供的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或方框图中的方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以生成机器，如此，通过计算机或其它可编程指令执行装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的机制。
本发明的描述仅作为说明和描述目的而呈现，并非旨在详尽无遗或以任何所公开的形式限制本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域普通技术人员将清楚多种修改和改变。选择和描述本发明的各方面以便更好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解本发明和适合预期特定用途的各种修改。
本文结合各种实施例描述了本发明。可以结合附图、本发明和所附权利要求理解和实现对所公开的实施例所作的其它变化和修改，这些变化和修改均应包含在所附权利要求的保护范围之内。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，术语“一”或者“一个”不排除多个。
为了便于说明，应注意，图中所描绘的各种特征的尺寸不一定是按比例绘制的。
为了本文目的，说明书中可以引用“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”或“另一实施例”来描述不同的实施例或同一实施例。
为了便于说明，连接可以是直接连接或间接连接(例如，通过一个或多个其它部分)。在某些情况下，当一个元件描述与另一个元件连接或耦合时，所述元件可以与另一个元件直接连接或通过相关元件间接连接。当一个元件与另一个元件直接连接时，所述元件和另一个元件之间没有相关元件。如果两个设备是直接或间接连接的，则这两个设备在“通信中”，这样它们之间可以进行电子信号的通信。
为了本文目的，术语“根据”可以理解为“至少部分根据”。
为了本文目的，除非另有说明，否则使用“第一”对象、“第二”对象和“第三”对象等数字术语是出于识别目的用于识别不同的对象，而不是意味着对象的排序。
上述具体实施方式是出于说明和描述的目的而提供的。其并非旨详尽或将本文要求保护的本主题限于公开的确切形式。根据上述教导，许多修改和变更是可能的。选择所描述的各个实施例是为了更好地解释所公开技术的原理和其实际应用，因而使本领域技术人员能够以各个实施例的和适合预期特定用途的各种变更最佳地利用技术。范围旨在由所附权利要求书限定。
虽然已经以结构特征和/或方法动作特定的语言描述了本发明主题，但是应理解，权利要求书中定义的主题不必局限于上文描述的具体特征或动作。相反，公开上述具体特征和行为作为实现权利要求的示例性形式。

Claims (33)

1.一种用于将一个或多个网络业务添加到多协议标签交换MPLS网络中的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述MPLS网络中的网络设备接收报文；
所述MPLS网络中的所述网络设备通过以下方式修改所述报文：添加一个或多个MPLS扩展头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头用于支持所述MPLS网络不支持的网络业务；
所述MPLS网络中的所述网络设备将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一网络设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的网络业务，添加到所述MPLS网络中的一个或多个网络业务包括网络服务报头NSH业务、现场操作、管理和维护IOAM业务、分段路由SR业务或网络编程业务中的一个或多个。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述网络设备在所述报文中添加扩展头报头。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述扩展头报头包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的一个或多个MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述修改后的报文中包括的下一个头的类型；
所述网络设备添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述扩展头报头中指示的所述下一个头的类型和每个MPLS扩展头中指示的所述下一个头的类型包括网络服务报头NSH类型、现场操作、管理和维护IOAM类型、分段路由SR类型、第四版互联网协议IPv4类型、第六版互联网协议IPv6类型、无类型或未知类型中的一个或多个。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，指示所述下一个头的类型的所述字段都包括无指示或未知指示，其中，所述无指示表示不存在下一个头，所述未知指示表示所述下一个头的类型是未知的。
7.根据权利要求1、2、5或6中任一项所述的方法，其特征在于，
所述MPLS标签栈包括多个MPLS标签栈条目；
所述MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的所述指示包括所述MPLS标签栈中包括的所述多个MPLS标签栈条目中的一个MPLS标签栈条目的标签值字段内的扩展头标签EHL。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述EHL包括因特网工程任务组IETF的MPLS工作组保留的16个专用标签值中的一个专用标签值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述MPLS标签栈内包括的所述多个MPLS标签栈条目中的另一个MPLS标签栈条目包括专用标签值15，其中，所述专用标签值15由IETF的MPLS工作组保留来指示扩展标签包括在所述MPLS标签栈中，并且使得所述网络设备能够识别所述EHL。
10.根据权利要求1、2、4、5、6、8或9中任一项所述的方法，其特征在于，转发等价类FEC指示一个或多个MPLS扩展头在所述MPLS标签栈之后。
11.根据权利要求1、2、4、5、6、8或9中任一项所述的方法，其特征在于，
修改所述报文的所述网络设备包括标签边缘路由器LER；
所述LER修改的所述报文包括原始内层报文；
所述LER将所述MPLS标签栈添加到所述原始内层报文中。
12.根据权利要求1、2、4、5、6、8或9中任一项所述的方法，其特征在于，
修改所述报文的所述网络设备包括标签交换路由器LSR；
所述LSR修改的所述报文包括MPLS报文，其中，所述MPLS报文已经包括所述MPLS标签栈或所述MPLS标签栈的至少一部分。
13.一种包括在多协议标签交换MPLS网络中的网络设备，其特征在于，所述网络设备包括：
网络接口，用于通过所述MPLS网络接收和转发报文；
存储器，包括指令；
一个或多个处理器，与所述存储器和所述网络接口通信，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令以：
通过以下方式修改经由所述网络接口接收到的报文：添加一个或多个MPLS扩展头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头用于支持所述MPLS网络不支持的网络业务；
经由所述网络接口将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一网络设备。
14.根据权利要求13所述的网络设备，其特征在于，
所述网络设备包括标签边缘路由器LER；
所述LER修改的所述报文包括原始内层报文；
所述LER的所述一个或多个处理器将所述MPLS标签栈添加到所述原始内层报文中。
15.根据权利要求13或14所述的网络设备，其特征在于，
所述网络设备包括标签交换路由器LSR；
所述LSR修改的所述报文包括MPLS报文，其中，所述MPLS报文已经包括所述MPLS标签栈或所述MPLS标签栈的至少一部分。
16.根据权利要求13或14所述的网络设备，其特征在于，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的网络业务，添加到所述MPLS网络中的一个或多个网络业务包括网络服务报头NSH业务、现场操作、管理和维护IOAM业务、分段路由SR业务或网络编程业务中的一个或多个。
17.根据权利要求13或14所述的网络设备，其特征在于，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令还用于：
在所述报文中添加扩展头报头。
18.根据权利要求17所述的网络设备，其特征在于，所述扩展头报头包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的一个或多个MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述修改后的报文中包括的下一个头的类型；
所述网络设备添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。
19.根据权利要求18所述的网络设备，其特征在于，所述扩展头报头中指示的所述下一个头的类型和每个MPLS扩展头中指示的所述下一个头的类型包括NSH类型、现场操作、IOAM类型、SR类型、第四版互联网协议IPv4类型、第六版互联网协议IPv6类型、无类型或未知类型中的一个或多个。
20.根据权利要求18所述的网络设备，其特征在于，指示所述下一个头的类型的所述字段都包括无指示或未知指示，其中，所述无指示表示不存在下一个头，所述未知指示表示所述下一个头的类型是未知的。
21.根据权利要求13、14、18、19或20中任一项所述的网络设备，其特征在于，
所述MPLS标签栈包括多个MPLS标签栈条目；
所述MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的所述指示包括所述MPLS标签栈中包括的所述多个MPLS标签栈条目中的一个MPLS标签栈条目的标签值字段内的扩展头标签EHL。
22.根据权利要求21所述的网络设备，其特征在于，所述EHL包括因特网工程任务组IETF的MPLS工作组保留的16个专用标签值中的一个专用标签值。
23.根据权利要求21所述的网络设备，其特征在于，所述MPLS标签栈内包括的所述多个MPLS标签栈条目中的另一个MPLS标签栈条目包括专用标签值15，其中，所述专用标签值15由IETF的MPLS工作组保留来指示扩展标签包括在所述MPLS标签栈中，并且使得所述网络设备能够识别所述EHL。
24.根据权利要求13、14、18、19、20、22或23中任一项所述的网络设备，其特征在于，转发等价类FEC指示一个或多个MPLS扩展头在所述MPLS标签栈之后。
25.一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，当所述计算机指令由多协议标签交换MPLS网络中的网络设备的一个或多个处理器执行时，使得所述网络设备的所述一个或多个处理器执行以下步骤：
通过以下方式修改所述网络设备接收到的报文：添加一个或多个MPLS扩展头以及添加MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头用于支持所述MPLS网络不支持的网络业务；
将所述修改后的报文转发到所述MPLS网络中的另一网络设备。
26.根据权利要求25所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，当所述计算机指令由MPLS网络中的网络设备的所述一个或多个处理器执行时，使得所述网络设备的所述一个或多个处理器还执行以下步骤：
在所述报文中添加扩展头报头。
27.根据权利要求26所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，
所述扩展头报头包括三个字段，分别指示：添加到所述报文中的MPLS扩展头的总数量、所述修改后的报文中包括的所述一个或多个MPLS扩展头的总长度、所述修改后的报文中包括的下一个头的类型；
所述网络设备添加的所述一个或多个MPLS扩展头中的每个MPLS扩展头包括两个字段，分别指示：所述修改后的报文中包括的下一个头的类型、所述MPLS扩展头的长度。
28.一种在多协议标签交换MPLS网络实现一个或多个网络业务的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述MPLS网络中的网络设备接收报文，其中，所述报文包括一个或多个MPLS扩展头以及MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头用于支持所述MPLS网络不支持的网络业务；
在确定所述一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中之后，所述MPLS网络中的所述网络设备使用所述一个或多个MPLS扩展头中的一个MPLS扩展头来执行关联的网络业务。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的网络业务，添加到所述MPLS网络中的所述一个或多个网络业务包括网络服务报头NSH业务、现场操作、管理和维护IOAM业务、分段路由SR业务或网络编程业务中的一个或多个。
30.一种包括在多协议标签交换MPLS网络中的网络设备，其特征在于，所述网络设备包括：
网络接口，用于通过所述MPLS网络接收和转发报文；
存储器，包括指令；
一个或多个处理器，与所述存储器和所述网络接口通信，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令以：
根据所述网络设备接收到的报文中的MPLS标签栈，判断一个或多个MPLS扩展头是否已经添加到所述报文中，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头用于支持所述MPLS网络不支持的网络业务；
在确定所述一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中之后，执行与所述一个或多个MPLS扩展头关联的一个或多个网络业务。
31.根据权利要求30所述的网络设备，其特征在于，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的网络业务，添加到所述MPLS网络中的所述一个或多个网络业务包括网络服务报头NSH业务、现场操作、管理和维护IOAM业务、分段路由SR业务或网络编程业务中的一个或多个。
32.一种存储计算机指令的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，当所述计算机指令由多协议标签交换MPLS网络中的网络设备的一个或多个处理器执行时，使得所述网络设备的所述一个或多个处理器执行以下步骤：
接收报文，其中，所述报文包括一个或多个MPLS扩展头以及MPLS标签栈内的表示一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中的指示，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头用于支持所述MPLS网络不支持的网络业务；
在确定所述一个或多个MPLS扩展头已经添加到所述报文中之后，使用所述一个或多个MPLS扩展头中的一个MPLS扩展头来执行关联的网络业务。
33.根据权利要求32所述的非瞬时性计算机可读介质，其特征在于，所述一个或多个MPLS扩展头中的至少一个MPLS扩展头支持所述MPLS网络不支持的网络业务，添加到所述MPLS网络中的一个或多个网络业务包括网络服务报头NSH业务、现场操作、管理和维护IOAM业务、分段路由SR业务或网络编程业务中的一个或多个。
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