CN115720210A - Mpls报文的封装方法及装置、存储介质及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种MPLS报文的封装方法，该方法包括：在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。采用上述技术方案，解决了相关技术中在MPLS标签栈的指示方式复杂度高，效率低等问题。

Description

MPLS报文的封装方法及装置、存储介质及电子装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种MPLS报文的封装方法及装置、存储介质及电子装置。

背景技术

MPLS(Multi-Protocol Labal Switching，多协议标签交换)技术的关键是引入了标签的概念，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。MPLS网络中的边缘设备接收到数据包后，分析数据包的内容，为这些数据包选择合适的标签，并利用该标签封装数据包发送到MPLS网络内。MPLS网络中所有路由器都以这个简单的、固定长度的标签取代IP头作为转发依据，当数据包最终离开MPLS网络时，标签被MPLS网络中的边缘设备剥离。利用MPLS技术转发数据包，提高了数据的转发效率。

SR(Segment Routing，分段路由)是一种基于源地址的路由转发的方法，通过在现有的MPLS网络的标签栈(SR-MPLS)中或者IPv6报文头中携带的段路由报文头(SRv6)中携带有一系列的指示操作(也称为段操作)，以用于指示数据在网络中的路由进行传输。

对于某些MPLS/SR-MPLS网络中的业务来说，需要在MPLS的标签栈栈底携带辅助数据，如RFC5586中，定义的通用关联通道头(Generic Associated Channel Header，G-ACH)，用于OAM业务。G-ACH仅用于端到端的数据携带，中间节点不处理G-ACH，且无法叠加，在标签栈底的位置，需要携带一个特殊标签，说明随后携带G-ACH。

随着网络的演进和新型业务的发展，越来越多的业务要求在MPLS的标签栈之后携带数据，例如draft-li-mpls-enhanced-vpn-vtn-dd中要求在标签栈之后携带切片相关信息，切片信息可能是需要逐跳处理的；draft-gandhi-mpls-ioam-sr中要求在标签栈之后携带IOAM数据，可能是逐跳，也可能是端到端的；draft-stein-srtsn中，可能需要在栈底携带与报文转发时间戳相关的信息；此外，栈底还可能携带业务功能链(Service FunctionChain，SFC)的元数据(Metadata)信息等。

本文中将携带在标签栈之后的，与业务相关的数据或者与转发相关的数据统称为辅助数据。

特别是某些场景下，需要多种数据在栈底进行叠加，且不同的节点需要处理的数据不完全相同，原有的MPLS架构已不能很好的满足需求。

目前，针对新需求，存在一些解决方案。无论哪种方案，都存在以下关键问题需要解决：

1)如何在标签栈中指示栈底携带数据。当前的解决方案，一般在栈中用一个或多个标签去指示。该标签可以是一个普通的标签，同时具备报文转发和指示的含义，也可以是一个特殊标签(SPL)或者扩展特殊标签(eSPL)，不管是何种标签，本发明实施例中一并称为指示标签(Indicator Label)。

2)栈底携带的辅助数据怎样高效解析。现有的解决方案主要有两种思路：

一种是类似于IPv6扩展头，为在MPLS标签栈之后携带的数据定义专用的扩展头，如，该类扩展头，一般会携带本扩展头类型(Type)，长度(Length)，还会携带紧随其后扩展头或者负载(Payload)的类型。该类方案，在读取数据时，需要逐个依次读取各个扩展头，例如MPLS标签栈后携带了EH1/EH2/EH3，一个只关注EH3的设备，也需要逐个读取扩展头，才能找到EH3。该种与IPv6扩展头处理类似的链式的解析方式，由于不能直接获取本节点关注的数据，报文处理效率较低，也被认为是IPv6扩展头的缺陷之一。

另一种是draft-bryant-mpls-aux-data-pointer提出的方式，在指示标签中，直接携带信息指明该指示标签对应扩展头的相对于该标签的偏移量，如图1所示，标签的前20bit携带了标签值，利用后11bit(排除了代表标签位于栈底的S bit)，其中前3bit代表了偏移量单位，后8bit填写偏移量的具体数值。该方式的优点在于，可以直接通过指示标签到达相应的栈底数据，使得报文解析效率更高，此外放松了栈底携带数据的格式的要求。但此技术方案同样存在明显的缺陷：第一，一个指示标签只能对应一个栈底数据，如果栈底携带了多个数据，则需要多个指示标签一一对应，会显著增加标签栈深；第二，在栈底数据大小可变的情况下，指示标签中的偏移量也要跟随变化，例如标签栈为ToS-I1-I2-I3，对应栈底数据EH1-EH2-EH3，如果在某个节点上，EH1的大小发生了变化，则相应的EH2和EH3对应的偏移量会发生变化，即标签I2和I3中的偏移量部分要进行相应的修改，对于MPLS来说，要完成该操作，需要重新生成标签栈，对于如IOAM等数据大小可能逐跳变化的场景，每个节点都需要相应的操作，是非常大的处理代价，此外由于该方案是针对标签操作，如果在修改标签栈的过程中发生了异常或故障，导致标签的错误取值，则可能导致报文转发异常；第三，偏移量信息存放在标签栈中，容易受到标签栈变化的影响，导致方案的扩展性差，例如在故障保护快速重路由FRR(fast reroute)等场景下，如果在报文中压入一段保护路径对应的标签栈，指示标签中的偏移量大小也可能会随之变化。

针对相关技术，在MPLS辅助数据的指示方式复杂度高，数据解析效率低等问题，目前尚未提出有效的解决方案。

因此，有必要对相关技术予以改良以克服相关技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明实施例提供了一种MPLS报文的封装方法及装置、存储介质及电子装置，以至少解决在MPLS标签栈的指示方式复杂度高，效率低等问题的问题。

根据本发明实施例的一方面，提供一种MPLS报文的封装方法，包括：在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

进一步地，在多协议标签交换MPLS数据结构中设置MPLS管理头之后，所述方法还包括：解析所述MPLS管理头，以确定所述辅助数据中是否包括目标节点待处理的数据类型；在所述辅助数据中包括目标节点待处理的数据类型的情况下，根据所述偏移长度信息跳转到所述辅助数据的起始位置，其中，所述偏移长度信息用于指示从当前位置到所述起始位置待偏移的数据大小。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：所述MPLS管理头包括：所述辅助数据的长度信息，或者所述辅助数据的终结偏移量信息，其中，所述终结偏移量信息和所述辅助数据的起始偏移量信息之差为所述辅助数据的长度信息。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：读取所述栈底结构对应的指示标签，以确定所述栈底结构中是否携带所述辅助数据。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：在检测到所述辅助数据发生变化的情况下，修改所述MPLS管理头中包括的所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，以使修改后的数据类型和偏移长度信息与变化后的辅助数据对应。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：所述辅助数据发生变化的情况包括以下至少之一：所述辅助数据的数据大小发生变化、删除了所述辅助数据、插入新的辅助数据。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：所述MPLS管理头包括：一个或多个基本单元，其中，每个所述基本单元中包括：一个或多个辅助数据信息。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：所述MPLS管理头中的任一基本单元包括：指示后续是否还有基本单元的Flag标识位信息。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：所述MPLS管理头中包括：基本单元个数信息，其中，所述基本单元个数信息用于指示所述MPLS管理头中基本单元的个数，在已经解析的基本单元的个数小于所述基本单元个数信息的情况下，确定后续还存在基本单元。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种MPLS报文的封装装置，包括：设置模块，用于在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述MPLS报文的封装方法。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，上述处理器通过计算机程序执行上述MPLS报文的封装方法。

通过本发明，本发明实施例通过在栈底结构中的栈底标签之后，辅助数据之前引入MPLS管理头，并在MPLS管理头中汇总栈底结构中的辅助数据的类型和偏移长度信息，从而能够在读取辅助数据之前，获取栈底结构的辅助数据的信息，并减少在标签栈中指示的复杂度，从而令节点能够根据MPLS管理头来确定栈底结构是否携带了本地需要处理的数据类型，无需通过读取辅助数据确定栈底结构是否携带了本地需要处理的数据类型，解决了在MPLS标签栈底结构中多种数据叠加的情况下，无法高效指示和解析数据的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中携带辅助数据偏移量的指示标签示意图；

图2是本发明实施例的MPLS报文的封装方法的计算机终端的硬件结构框图；

图3是根据本发明实施例的MPLS报文的封装方法的流程图(一)；

图4是根据本发明实施例的MPLS管理头的位置示意图；

图5是根据本发明实施例的MPLS报文的封装方法的流程图(二)；

图6是根据本发明实施例的MPLS管理头基本单元的格式的示意图；

图7是根据本发明实施例的MPLS管理头的格式的示意图(一)；

图8是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据的信息的存放顺序示意图(一)；

图9是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据的信息的存放顺序示意图(二)；

图10是根据本发明实施例的MPLS管理头解析流程的示意图；

图11是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据删除后的报文示意图(一)；

图12是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据删除后的报文示意图(二)；

图13是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据删除后的报文示意图(三)；

图14是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据新增后的报文示意图；

图15是根据本发明实施例的MPLS管理头的格式的示意图(二)；

图16是根据本发明实施例的MPLS管理头携带辅助数据的示意图(一)；

图17是根据本发明实施例的MPLS管理头携带辅助数据的示意图(二)；

图18是根据本发明实施例的标签转发路径的示意图；

图19是根据本发明实施例的节点报文的示意图(一)；

图20是根据本发明实施例的节点报文的示意图(二)；

图21是根据本发明实施例的节点报文的示意图(三)；

图22是根据本发明实施例的MPLS报文的封装装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例中所提供的方法实施例可以在计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图2是本发明实施例的MPLS报文的封装方法的计算机终端的硬件结构框图。如图2所示，计算机终端可以包括一个或多个(图2中仅示出一个)处理器202(处理器202可以包括但不限于微处理器(Microprocessor Unit，简称是MPU)或可编程逻辑器件(Programmable logic device，简称是PLD))和用于存储数据的存储器204，在一个示例性实施例中，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备206以及输入输出设备208。本领域普通技术人员可以理解，图2所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示等同功能或比图2所示功能更多的不同的配置。

存储器204可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的MPLS报文的封装方法对应的计算机程序，处理器202通过运行存储在存储器204内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器204可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器204可进一步包括相对于处理器202远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输装置206用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置206包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置206可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

图3是根据本发明实施例的MPLS报文的封装方法的流程图(一)，如图3所示，该封装方法的步骤包括：

步骤S302，在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头。

其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

本发明实施例通过在栈底结构中的栈底标签之后，辅助数据之前引入MPLS管理头，并在MPLS管理头中汇总栈底结构中的辅助数据的类型和偏移长度信息，从而能够在读取辅助数据之前，获取栈底结构的辅助数据的信息，并减少在标签栈中指示的复杂度，从而令节点能够根据MPLS管理头来确定栈底结构是否携带了本地需要处理的数据类型，无需通过读取辅助数据确定栈底结构是否携带了本地需要处理的数据类型，在确定栈底结构携带了本地需要处理的数据类型的情况下，根据管理头的偏移长度信息，直接跳转到辅助数据的起始位置对辅助数据进行处理，解决了在MPLS标签栈底结构中多种数据叠加的情况下，无法高效指示和解析数据的技术问题。

需要说明的是，上述步骤S302的执行主体可以是封装节点，本发明实施例对此不进行限定。

进一步地，在多协议标签交换MPLS数据结构中设置MPLS管理头之后，可选地，可以通过解析节点解析所述MPLS管理头，以确定所述辅助数据中是否包括目标节点(以下可以简称为节点)待处理的数据类型；在所述辅助数据中包括目标节点待处理的数据类型的情况下，根据所述偏移长度信息跳转到所述辅助数据的起始位置，其中，所述偏移长度信息用于指示从当前位置到所述起始位置待偏移的数据大小。

进一步地，上述步骤S302中的所述MPLS管理头包括：所述辅助数据的长度信息，或者所述辅助数据的终结偏移量信息，其中，所述终结偏移量信息和所述辅助数据的起始偏移量信息之差为所述辅助数据的长度信息。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：在一个可选实施例中，可以通过解析节点读取所述栈底结构对应的指示标签，以确定所述栈底结构中是否携带所述辅助数据。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：在一个可选实施例中，可以通过封装节点来执行以下方案：在检测到所述辅助数据发生变化的情况下，修改所述MPLS管理头中包括的所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，以使修改后的数据类型和偏移长度信息与变化后的辅助数据对应。

进一步地，所述MPLS报文的封装方法还包括：所述辅助数据发生变化的情况包括以下至少之一：所述辅助数据的数据大小发生变化、删除了所述辅助数据、插入新的辅助数据。

进一步地，上述步骤S302中的所述MPLS管理头包括：一个或多个基本单元，其中，每个所述基本单元中包括：一个或多个辅助数据信息。

进一步地，上述步骤S302中的所述MPLS管理头中的任一基本单元包括：指示后续是否还有基本单元的Flag标识位信息。

进一步地，上述步骤S302中的所述MPLS管理头中包括：基本单元个数信息，其中，所述基本单元个数信息用于指示所述MPLS管理头中基本单元的个数，在已经解析的基本单元的个数小于所述基本单元个数信息的情况下，确定后续还存在基本单元。

接下来结合以下实施例对MPLS报文的封装方法进行进一步说明。

实施例1

为了能够高效解析MPLS报文，本发明实施例发明实施例新引入一种数据结构，称为MPLS管理头(以下可以简称管理头)。图4是根据本发明实施例的MPLS管理头的位置示意图，如图4所示，管理头位于栈底标签之后，所有的辅助数据之前。

需要说明的是，管理头用于存放辅助数据信息，辅助数据用于说明栈底结构携带的各个辅助数据的数据类型和如何读取到各辅助数据的信息。其中，在说明如何读取到各辅助数据的信息的过程中，辅助数据信息至少需要包含起始偏移量信息，起始偏移量信息即从管理头起始，或者从管理头的某个位置起始，达到对应辅助数据的起始位置，需要偏移的数据大小。

可选的，为了能够在不依赖辅助数据的格式的情况下(即辅助数据中可以不包含自身长度信息的情况)，完全依靠管理头获取完整的辅助数据，管理头中还可以包含辅助数据的长度信息，或者包含终结偏移量信息，从而可以从管理头中直接或者间接获取辅助数据的长度信息。其中，终结偏移量信息代表从管理头起始，或者从管理头中的某个位置起始，达到对应辅助数据的终结位置，所需要偏移的数据大小，根据终结偏移量信息与起始偏移量之差信息，可以获取相应的辅助数据的长度信息。

图5是根据本发明实施例的MPLS报文的封装方法的流程图(一)如图5所示，该封装方法包括：

步骤S502，节点读取指示标签，感知栈底结构携带辅助数据。由于管理头中会指明具体的数据类型，最简单的情况下，无论栈底结构携带多少数据，只需要一个指示标签说明栈底结构携带辅助数据即可，不会显著增加标签栈深。

此外，还可以在指示标签中说明栈底结构携带的数据是需要逐跳(Hop-by-hop)处理的数据还是只需要端到端(End-to-end)处理的数据，如果节点是一个路径的中间节点，而指示标签说明栈底结构携带的是端到端处理的数据，即只有此路径的终点才需要处理的数据，则中间节点不需继续到栈底结构读取数据。

本发明实施例不对指示标签的存放位置及读取方式作任何限制，例如，在一个实施例中，可以采用draft-bryant-mpls-aux-data-pointer中的方式，即指示标签的存放位置固定，紧跟在栈顶标签之后，那么节点在读取栈顶标签之后，继续读取指示标签；也可以使用直接在栈底结构携带指示标签的方式，由节点直接到栈底结构的位置确认是否有指示标签；也可以采用类似RFC8662中熵标签指示标签的方式，不固定指示标签的存放位置，节点需要扫描标签栈以寻找到指示标签。无论以上述何种方式携带指示标签，只需要在表明MPLS标签栈后携带辅助数据的情况下，上述任一种方式都可以与本发明实施例中的解析管理头的方法结合使用。

步骤S504，节点到栈底结构后读取MPLS管理头，获取辅助数据信息。根据指示标签的指示，如果节点需要到栈底结构后读取辅助数据，则直接到栈底标签之后，读取MPLS管理头，管理头中包含了所有辅助数据的信息，至少包括辅助数据的数据类型和偏移长度信息。

需要说明的是，指示标签可以用于说明辅助数据是逐跳还是端到端，但进一步的，具体该节点是否需要处理栈底结构的辅助数据取决于业务需求，以及节点本地具体关注哪些类型的数据。节点可以通过读取管理头中的辅助数据的数据类型，获取携带的辅助数据的数据类型信息。

需要说明的是，节点所关注的数据类型即为目标节点待处理的数据类型。

步骤S506，节点跳转到相应的辅助数据处理。如果有节点本地关注的数据类型，则进入到S506，通过偏移长度信息，直接跳转到相应的辅助数据的开头(相当于上述实施例中的辅助数据的起始位置)，进行处理。如果没有节点关注的数据类型，则不处理辅助数据，按原有流程转发报文即可。

需要说明的是，由于辅助数据的长度信息可能会变化，或者节点可能会插入或者删除某个辅助数据。

一旦栈底结构的辅助数据发生了上述的变化，则进入步骤S508。

步骤S508，根据辅助数据的处理结果，修改MPLS管理头。相应的该节点需要修改MPLS管理头中相应的辅助数据信息。本实施例与draft-bryant-mpls-aux-data-pointer中修改MPLS标签栈相比，由于管理头位于标签栈之后，不涉及标签栈中对于多个标签的修改动作，一方面实现管理头的修改过程相对简单，另一方面即使修改管理头的过程中发生了错误，也不会影响基于标签栈的基本转发流程。此外，由于管理头位于标签栈之后，无论标签栈如何变化，都不会影响管理头的内容。

需要说明的是，本发明实施例中的报文格式图示仅为示例，并不限定报文各字段的大小。

实施例2

可以结合以下附图对本实施例中的MPLS管理头的可能格式，以及相应的管理头解析方式进行具体说明。

在一个实施例中，MPLS管理头可以由一个或者多个基本单元组成，每个基本单元中包含了一个或多个辅助数据信息，基本单元可以是约定好的固定长度，节点解析管理头时，每次读取固定长度。管理头中还可能包含是否还有后续基本单元的指示信息。

需要说明的是，上述指示信息可以理解为指示后续是否还有基本单元的Flag标识位信息。节点在解析管理头的某个基本单元时，可以根据该指示信息判断该基本单元后，是否还有其他基本单元。

图6是根据本发明实施例的MPLS管理头基本单元的格式的示意图。如图6所示，基本单元为固定长度，本实施例中以32bit的基本单元为例，对MPLS管理头基本单元的格式进行说明。

在图6中，F字段代表Flag标识位，可以通过Flag标识位的取值表明是否后续有基本单元。例如，可以定义在F＝01的情况下，说明该基本单元后还跟随了基本单元；还可以定义在F＝00的情况下，说明该基本单元后没有其他基本单元，也就是说该基本单元为管理头中的最后一个基本单元。

EType字段，代表的是管理头之后的一个辅助数据的类型。在EType＝0时，代表没有相应的辅助数据。

随后的S-Pointer字段，代表的是该辅助数据的起始偏移量信息。在一个实施例中，该字段可以直接携带指定单位的偏移量的大小，例如，指定单位为字节或者比特，可以直接携带字节数或者比特数；该字段还可以采用draft-bryant-mpls-aux-data-pointer中的方式，携带长度数值及相应的单位信息，例如长度数值为10，单位为字节；或者携带某个约定长度的倍数信息，例如约定的固定长度为4字节，则如果S-Pointer取值为10，代表偏移量为40字节。不管何种形式，只要能够获取到相应的偏移量大小即可。

图7是根据本发明实施例的MPLS管理头的格式的示意图(一)。如图7所示，图7中的实施例与图6中通过Flag标识位来说明是否具有后续基本单元的方式不同。本实施例中在管理头中携带了基本单元的个数Basic-Num，节点解析管理头时，依然首先读取定长的基本单元，然后将已经解析的基本单元个数与Basic-Num相比较，当已经解析的基本单元个数小于Basic-Num时，代表存在后续基本单元；当已经解析的基本单元个数等于Basic-Num时，代表已经到达最后一个基本单元。

由于管理头中直接携带了偏移量，管理头中辅助数据的信息的存放顺序与栈底结构携带的辅助数据的顺序，理论上可以没有关联，但一般来说，可以采用顺序存放或者逆序存放的方式。辅助数据信息的基本单元不足32bit的用0补齐。

结合图8和图9对上述顺序存放或者逆序存放的方式进行说明，图8是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据的信息的存放顺序示意图(一)。图9是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据的信息的存放顺序示意图(二)。图8示意了顺序存放的方式，图9示意了逆序存放的方式。管理头中的第一个数据信息对应了栈底结构携带的最后一个辅助数据，管理头中的第二个数据信息对应了栈底结构携带的倒数第二个辅助数据，以此类推。

图10是根据本发明实施例的MPLS管理头解析流程的示意图。如图10所示，MPLS管理头解析流程包括以下步骤：

步骤S1002：对于该种格式的管理头，节点解析管理头时，首先读取基本单元的固定长度；

需要说明的是，本实施例中的固定长度为32bit。

步骤S1004：获取基本单元中的辅助数据信息，确定辅助数据信息中是否有关注的辅助数据的数据类型；

例如本节点只关注IOAM类型的数据，如果在读取该基本单元时，发现基本单元中包含了类型IOAM的Type，则无需继续解析；如果在读取基本单元后，还未发现本节点关注的数据类型，则执行步骤S1006；

步骤S1006：根据F字段判断该基本单元后是否跟随有后续基本单元，如果没有后续基本单元，则执行步骤S1008；结束解析流程，如果有后续基本单元，则执行步骤S1002；

步骤S1008:结束解析流程。

通过使用节点解析管理头，获取本节点关注的数据类型和对应偏移长度后，根据偏移长度，从对应的基本单元跳转到相应的辅助数据。对于辅助数据可能的操作有：

操作1)，内容读取操作：只对辅助数据内容进行读取，不对数据进行修改；

操作2)，内容修改操作：对辅助数据的内容进行修改，但不改变数据大小；

操作3)，大小修改操作：对辅助数据进行修改，数据大小发生变化；

操作4)，数据删除操作：删除辅助数据；

操作5)，数据插入操作：插入新的辅助数据；

针对上述操作1)和操作2)，对应有操作场景1)和操作场景2)，在操作场景1)和操作场景2)下，辅助数据处理完毕之后，管理头没有变化。

针对上述操作3)，对应有操作场景3)，在操作场景3)下，如果辅助数据为所有辅助数据中的最后一个，偏移量无需变化，否则对于该辅助数据之后的所有辅助数据，管理头中都要对这些辅助数据的偏移量进行修改。

针对上述操作4)，对应有操作场景4)，在操作场景4)下，在删除辅助数据后，需要删除管理头中相应的辅助数据信息。

一种可能的方式是，将相应的辅助数据信息置为全0，后续节点读取管理头时，对于Type为0的辅助数据信息，认为无对应辅助数据，继续读取下一个辅助数据信息。

接下来对删除辅助数据的报文进行进一步说明。

如图11所示，如果删除了辅助数据EH1，则管理头中将原有的EH1的信息重置为0。相应的，如果删除的辅助数据不是最后一个，则辅助数据相对于管理头中基本单元的偏移量会发生变化，节点也需要对管理头中的偏移长度信息进行相应的修改。

另一种可能的方式是，根据节点处理之后的辅助数据情况，重新生成管理头。

如图12所示，节点收到报文时，栈底结构携带了三个辅助数据EH1，EH2，EH3。

节点删除EH2后，重新生成管理头，如图13所示。

针对上述操作5)，对应有操作场景5)，操作场景5)的数据插入操作的过程与上述操作场景4)中的删除辅助数据的过程类似，如果节点插入辅助数据，需要在管理头中新增相应的辅助信息，如果数据偏移量因插入数据发生变化，则修改管理头中相应的偏移信息。为了使插入数据的影响最小，推荐采用逆序插入的方式，即插入的数据存放在所有辅助数据的最后，该数据的信息存放在管理头的最前。

可以结合图14理解节点插入辅助数据后的报文。图14是根据本发明实施例的MPLS管理头的辅助数据新增后的报文示意图。如图14所示，EH3为节点新增辅助数据。

管理头还可能采用非定长的方式，结合图15对这种非定长方式下的管理头进行说明。

图15提供了管理头的另一种可能形式。图15是根据本发明实施例的MPLS管理头的格式的示意图(二)，如图15所示，在图15中，包括以下信息：

Type：说明该段数据为MPLS管理头。

Length：代表MPLS管理头总长度。

EType：代表辅助数据的类型。

S-Pointer：该辅助数据的起始偏移量，可以是从管理头开始到辅助数据开头的偏移量，也可以是从管理头该行数据开头算起到辅助数据开头的偏移量。

可选的，管理头还可以包含辅助数据总个数(E-NUM)和辅助数据总长度(ET-Length)信息，该长度不包含管理头，方便跳过所有辅助直接到达Payload。

节点处理管理头时，需要根据Length信息获取管理头总长度，以便后续进行偏移寻找相应的辅助数据。依次读取EType和ELength信息，直至获取本节点所有关注的辅助数据信息或读取完毕管理头。

与前一种管理头类似，在辅助数据的数据大小发生变化的情况下，或者在插入辅助数据的情况下，或者在删除辅助数据的情况下，需要对相应的偏移量进行修改，还需要修改辅助数据总长度ET-Length信息。在插入辅助数据或者删除辅助数据后需修改辅助数据总个数(E-NUM)信息，此外如果管理头的大小发生变化，还需要修改管理头中的总长Length信息。

在一个实施例中，辅助数据的读取过程可以包括以下步骤：

步骤1，根据起始偏移量信息读取辅助数据时，从管理头中的相应位置开始，偏移指定的起始偏移量信息，首先找到辅助数据的开头。

步骤2，然后通过读取辅助数据中包含的自身长度信息，获取辅助数据的长度信息。

步骤3，然后在该长度范围内读取辅助数据，该种方式适用于自身携带了长度信息的辅助数据；或者对于某些特定类型的辅助数据，长度是事先确定的一个固定值，则从辅助数据开头，读取固定长度值，获取辅助数据。

除了携带起始偏移量外，管理头还可以包含辅助数据的长度信息，或者包含终结偏移量信息，使得可以从管理头中直接或者间接获取辅助数据长度。其中，终结偏移量信息代表从从管理头起始，或者从管理头中的某个位置起始，达到对应辅助数据的终结位置，需要偏移的数据大小，根据终结偏移量与起始偏移量之差，可以获取相应的辅助数据的长度信息。此时，对辅助数据不要求携带自身长度信息。

图16是根据本发明实施例的MPLS管理头携带辅助数据的示意图(一)。如图16所示，图16示意了在管理头中携带终结偏移量的情况。EType与S-Pointer的含义与前文相同，E-Pointer代表终结偏移量。

图17是根据本发明实施例的MPLS管理头携带辅助数据的示意图(二)。如图17所示，图17示意了在管理头中携带辅助数据长度信息。EType与S-Pointer的含义与前文相同，E-Length代表对应的辅助数据长度信息。

实施例3

图18是根据本发明实施例的标签转发路径的示意图。如图18所示，图18提供了一条SR-MPLS网络中的标签转发路径(LSP，Label Switched Path)。其中IOAM信息A、B、E都需要处理，切片信息A、E需要处理，流标识信息只有E需要关注。

本实施例中采用的是draft-bryant-mpls-aux-data-pointer-00中的固定指示标签位置方式和SWAP模式，即指示标签紧跟在最顶层标签之后，节点处理完毕顶层标签之后，剥离MPLS标签，将指示标签与下个待处理的转发标签交换位置，使下一个待处理标签位于最顶层，按该标签转发到下一个节点。

图19是根据本发明实施例的节点报文的示意图(一)。H节点发出的报文如图19所示，标签Indicator指示标签栈底结构携带了辅助数据，SID(Segment Identifier，段标识)A、SID B、SID E分别对应A、B、E节点的SR-MPLS SID。

报文到达节点A后，节点A通过读取Indicator，感知栈底结构携带了辅助数据，根据本地配置，节点A关注的IOAM信息和切片信息。节点A首先到栈底结构读取管理头的第一个基本单元，即前32比特，获取到栈底结构携带了IOAM和切片数据及其偏移量信息。由于A已经获取本节点关注的数据信息，虽然基本单元中的F＝1，也不再继续读取管理头。节点A根据偏移量，分别找到IOAM和切片数据的开头，进行相应的处理。

数据处理完毕后，IOAM数据为44字节，增加了4字节，切片数据大小不变。相应的，IOAM之后的数据的偏移量发生了变化，均新增4字节，管理头中的需要进行相应的修改。

图20是根据本发明实施例的节点报文的示意图(二)。如图20所示，图20为节点A发出的报文。在标签栈中，节点A剥去SID A，将SID B的位置与Indicator交换(SWAP)；标签栈后，节点A修改管理头中的切片和流标识的偏移量信息。

图21是根据本发明实施例的节点报文的示意图(三)。如图21所示，图21为节点B发出的报文。节点B收到报文后，类似的，首先通过读取Indicator，感知栈底结构携带了辅助数据，根据本地配置，节点B关注切片信息。节点B首先到栈底结构读取管理头的第一个基本单元，即前32比特，获取到栈底结构携带了切片数据及其偏移量信息。由于B已经获取本节点关注的数据信息，虽然基本单元中的F＝1，也不再继续读取管理头。节点B根据偏移量，找到切片数据的开头，进行相应的处理。

节点B处理之后的切片数据大小不变，因此不需修改管理头。

节点E收到报文后，通过读取Indicator感知栈底结构携带了数据，根据本地业务配置，IOAM、切片、流信息都需要处理，则通过到栈底结构读取管理头的第一个基本单元，即前32比特，获取到栈底结构携带了IOAM和切片数据及其偏移量信息。由于还未获取到全部本节点关注的数据信息，且基本单元中的F＝1，则继续读取管理头的下一个基本单元，获取流标识数据信息。节点E根据偏移量，分别找到相应辅助数据的开头进行处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

在本实施例中还提供了MPLS报文的封装装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的设备较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图22是根据本发明实施例的MPLS报文的封装装置的结构框图。如图22所示，MPLS报文的封装装置包括：

设置模块220，用于在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

本发明实施例通过在栈底结构中的栈底标签之后，辅助数据之前引入MPLS管理头，并在MPLS管理头中汇总栈底结构中的辅助数据的类型和偏移长度信息，从而能够在读取辅助数据之前，获取栈底结构的辅助数据的信息，并减少在标签栈中指示的复杂度，从而令节点能够根据MPLS管理头来确定栈底结构是否携带了本地需要处理的数据类型，无需通过读取辅助数据确定栈底结构是否携带了本地需要处理的数据类型，在确定栈底结构携带了本地需要处理的数据类型的情况下，根据管理头的偏移长度信息，直接跳转到辅助数据的起始位置对辅助数据进行处理，解决了在MPLS标签栈底结构中多种数据叠加的情况下，无法高效指示和解析数据的技术问题。

进一步地，MPLS管理头包括：所述辅助数据的长度信息，或者所述辅助数据的终结偏移量信息，其中，所述终结偏移量信息和所述辅助数据的起始偏移量信息之差为所述辅助数据的长度信息。

进一步地，所述MPLS管理头包括：一个或多个固定长度的基本单元，其中，每个所述基本单元中包括：一个或多个辅助数据信息。

进一步地，所述辅助数据发生变化的情况包括以下至少之一：所述辅助数据的数据大小发生变化、删除了所述辅助数据、插入新的辅助数据。

进一步地，所述MPLS管理头中包括：基本单元个数信息，其中，所述基本单元个数信息用于指示所述MPLS管理头中基本单元的个数，在已经解析的基本单元的个数小于所述基本单元个数信息的情况下，确定后续还存在基本单元。

进一步地，所述MPLS管理头中的任一基本单元包括：指示后续是否还有基本单元的Flag标识位信息。

进一步地，上述MPLS报文的封装装置还包括：

解析模块，用于在多协议标签交换MPLS数据结构中设置MPLS管理头之后，解析所述MPLS管理头，以确定所述辅助数据中是否包括目标节点待处理的数据类型；在所述辅助数据中包括目标节点待处理的数据类型的情况下，根据所述偏移长度信息跳转到所述辅助数据的起始位置，其中，所述偏移长度信息用于指示从当前位置到所述起始位置待偏移的数据大小。

读取模块，用于读取所述栈底结构对应的指示标签，以确定所述栈底结构中是否携带所述辅助数据。

检测模块，用于在检测到所述辅助数据发生变化的情况下，修改所述MPLS管理头中包括的所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，以使修改后的数据类型和偏移长度信息与变化后的辅助数据对应。

在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种MPLS报文的封装方法，其特征在于，包括：

在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

2.根据权利要求1所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，在多协议标签交换MPLS数据结构中设置MPLS管理头之后，所述方法还包括：

解析所述MPLS管理头，以确定所述辅助数据中是否包括目标节点待处理的数据类型；

在所述辅助数据中包括目标节点待处理的数据类型的情况下，根据所述偏移长度信息跳转到所述辅助数据的起始位置，其中，所述偏移长度信息用于指示从当前位置到所述起始位置待偏移的数据大小。

3.根据权利要求2所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述MPLS管理头包括：所述辅助数据的长度信息，或者所述辅助数据的终结偏移量信息，其中，所述终结偏移量信息和所述辅助数据的起始偏移量信息之差为所述辅助数据的长度信息。

4.根据权利要求1所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

读取所述栈底结构对应的指示标签，以确定所述栈底结构中是否携带所述辅助数据。

5.根据权利要求3所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

在检测到所述辅助数据发生变化的情况下，修改所述MPLS管理头中包括的所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，以使修改后的数据类型和偏移长度信息与变化后的辅助数据对应。

6.根据权利要求5所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述辅助数据发生变化的情况包括以下至少之一：所述辅助数据的数据大小发生变化、删除了所述辅助数据、插入新的辅助数据。

7.根据权利要求1所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述MPLS管理头包括：一个或多个基本单元，其中，每个所述基本单元中包括：一个或多个辅助数据信息。

8.根据权利要求7所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述MPLS管理头中的任一基本单元包括：指示后续是否还有基本单元的Flag标识位信息。

9.根据权利要求7所述的MPLS报文的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述MPLS管理头中包括：基本单元个数信息，其中，所述基本单元个数信息用于指示所述MPLS管理头中基本单元的个数，在已经解析的基本单元的个数小于所述基本单元个数信息的情况下，确定后续还存在基本单元。

10.一种MPLS报文的封装装置，其特征在于，包括：

设置模块，用于在多协议标签交换MPLS标签栈的栈底结构中设置MPLS管理头，其中，所述MPLS管理头位于栈底标签之后，辅助数据之前，所述MPLS管理头中包括：所述辅助数据的数据类型和偏移长度信息，所述栈底结构包括：所述MPLS管理头和所述辅助数据。

11.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至9任一项中所述的方法。

12.一种电子装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至9任一项中所述的方法。

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