CN1180654C - 在mpls-网络中用于备用接通传输装置的方法 - Google Patents

在mpls-网络中用于备用接通传输装置的方法 Download PDF

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Abstract

在当代技术水平中MPLS-信息包备用接通带来的问题是，将MPLS-信息包的传输定义为单向的。按照本发明的方法在这里创建了一种方法，如果安排了一个配置，用这个配置不仅实现双向的而且实现1：n单向的传输(为此需要一个返回信道)。此外由于运行路段受到干扰的故障情况下可以按照优先权判据的大小和MPLS-连接信息有效地处理备用接通。

Description

在MPLS-网络中用于备用接通传输装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于传输多协议分组标签交换MPLS-信息包的传输装置的备用接通方法。
背景技术
在德国专利文献DE 196 46 016 C2中已知用于传输装置备用接通的一种方法。
这种已知的方法涉及到传输装置，经过传输装置将信息按照不同步传输模式(ATM)进行传输。此外安排了用于双向传输数字信号的传输装置，其中经过很多运行路段和一个备用路段将两个作为终端功能的交换装置相互连接。两个终端各自信息包括确定传输干扰的监控装置。通过监控装置可以控制的一个开关装置将接收装置连接成与运行路段的第一种接通状态和与备用路段的第二种接通状态。
这种已知方法的缺点是，它仅涉及到ATM-传输装置。在因特网中将信息经过可以构成为路由器的很多网络节点输入给接收用户。在路由器之间可以安排MPLS-网络。但是在已知的方法中没有谈到MPLS-网络。
发明内容
以下任务以本发明为基础，这样继续扩展一开始叙述的方法，在因特网上也可以将具有安全性大的信息经过很多网络节点进行传输。
本发明是通过以下技术方案解决的。
根据本发明的一种用于传输多协议分组标签交换MPLS-信息包的传输装置的备用接通方法，具有：一个发送和一个接收的交换装置，在装置之间可以安排其他的交换装置，和交换装置封闭了由很多运行路段构成的传输路段，和将信息经过很多运行路段进行交换，以及具有：监控装置，其各自安装在运行路段终点并从中求出运行路段的干扰，其中在两个交换装置之间附加安排了一个备用路段，经过备用路段当运行路段中的一个受到干扰情况时将经过上面传输的优先权高低的信息，当同时出现多个备用接通要求时，借助于优先权高低确定将哪个运行路段备用接通，以及将随着信息同时来到的连接信息继续传送，其特征为，将信息组合在多协议分组标签交换MPLS-信息包中，将两个相反方向的单向多协议分组标签交换MPLS-连接逻辑地相互连接，其中将两个相反方向的多协议分组标签交换MPLS-连接各自连接在同一个交换装置上，并且将一个优先权分配给运行路段以及备用路段。
在本发明中特别有益的是，将两个反向单向连接的MPLS-连接逻辑地这样相互连接在一起，将两个反向的MPLS-连接各自连接在同一个交换装置上。因此不仅可以实现双向的传输而且可以实现1：n单向连接的传输(为此需要一个反向信道)。此外只安排一个备用路段，这个备用路段是属于很多运行路段的。经过这个备用路段将被干扰的运行路段的MPLS-信息包按照优先权判据的大小继续传输。然后通过接收的交换装置借助于MPLS-连接号码接通。因此优点是，在故障情况下可以将MPLS-连接保持不变。
本发明包括基于上述技术方案的有益的扩展结构。
下面借助于实施例详细叙述本发明。
附图说明
附图表示：
附图1组合在因特网中的MPLS-网络，
附图2按照本发明的方法用1：n-结构双向传输MPLS-信息包，
附图3按照本发明的方法用1：1-结构的专门的实施结构，
附图4按照本发明的方法用1+1-结构的扩展的专门的实施结构，
附图5所使用的优先权，按照其大小实现备用电路。
具体实施方式
在附图1上示范性地表示，如何从用户TLN1出发将信息输入给用户TNL2。其中发送用户TLN1是与因特网IP连接的，通过因特网将信息按照因特网-协议例如IP-协议进行传输。这个协议不是按照连接的协议。因特网IP有很多可以相互联网的路由器R。接收用户TLN2是与其他的因特网IP连接的。在两个因特网IP之间插入一个MPLS-网络(多协议信息包标志交换)，通过这个网络将信息用MPLS-信息包的形状按照连接进行接通。这个网络有很多相互连成网络的路由器。在MPLS-网络中这种路由器可以是所谓的标志交换路由器(LSR)。将路由器之一称为发送装置W和将其他的称为接收装置E。
MPLS-信息包各自有一个标题部分以及一个信息部分。当接收有用信息的信息部分期间将标题部分用于接收连接信息。将IP-信息包使用作为有用信息。将信息包括在标题部分中的连接信息构成为MPLS-连接号码。但是这个连接号码只适用于MPLS-网络。因此如果因特网IP的IP-信息包进入MPLS-网络时，将适用于MPLS-网络的标题部分附在IP-信息包上。在其中信息包括所有规定了在MPLS-网络中路径的连接信息。如果MPLS-信息包离开MPLS-网络时，重新取消标题部分和将原本连接在因特网IP中的IP-信息包按照IP-协议大小继续传送。
在附图2上示范性地表示了MPLS-网络各自构成为交换装置W，E的两个节点。在本实施例中是从以下情况出发的，这些交换装置涉及到MPLS交叉连接交换装置。然而意味着本发明不仅限于使用构成为这样的交换装置，另外的交换装置例如ATM-交换装置同样是可以使用的。在附图2上现在将MPLS-信息包(多协议信息包标志交换)从构成为标志交换路由器W的交换装置中传输到构成为标志交换路由器E的交换装置中。
在附图2A上表示了将MPLS-信息包从标志交换路由器W到标志交换路由器E的传输，而在附图2B上公开了这种连接的相反方向。附图2A和2B共同表示了一个双向装置。然而按照定义对于MPLS-网络原则上只定义单向的。如果将两个反向的单向MPLS-连接(LSP；标志交换路径)相互逻辑地连接，则得到了双向装置。此外先决条件必须是，两个反向的连接各自与同一个交换装置连接(例如在附图2A和2B的W和E或还有其他位于其中的交换装置)。这在建立两个连接时是确保的。
MPLS-信息包各自有一个标题部分以及一个信息部分。当接收有用信息的信息部分期间将标题部分用于接收连接信息。将IP-信息包使用作为有用信息。将信息包括在标题部分中的连接信息构成为MPLS-连接号码。但是这个连接号码只适用于MPLS-网络。因此如果因特网IP的IP-信息包进入MPLS-网络时，将适用于MPLS-网络的标题部分附在IP-信息包上。在其中信息包括所有规定MPLS-信息包在MPLS-网络中路径的连接信息。如果MPLS-信息包离开MPLS-网络时，重新取消标题部分和将原本连接在因特网IP中的IP-信息包按照IP-协议大小继续传送。
标志交换路由器W，E是经过运行路段WE1...WEn(工作实体)以及只经过一个备用路段PE(保护实体)相互连接的。此外表示了开关装置S0...Sn(桥)，经过桥将来到的MPLS-信息包和所属的运行路段WE1...WEn传输给标志交换路由器E。此外从附图2上可以看到选择装置SN，其任务是将经过运行路段WE1...WEn传输的MPLS-信息包输入给标志交换路由器E的输出端。将选择装置SN按照本实施例构成为耦合区。将耦合区SN不仅安排在标志交换路由器W中而且安排在标志交换路由器E中。
此外表示了在两个标志交换路由器W，E中的传输装置E0...En(保护范围接收器，保护范围资源)，传输装置监控经过运行路段WE1...WEn传输的MPLS-信息包的状态和质量。例如将具有号码1的连接的MPLS-信息包WT1在它经过运行路段WE1传输给标志交换路由器E之前，在标志交换路由器W的监控装置E1中安排了控制信息，控制信息获悉和监控接收的标志交换路由器E的监控装置E1。然后借助这个控制信息可以求出，是否MPLS-信息包准确地或不是准确地传输。在这里特别是可以求出一个运行路段WE1...WEn的完全中断(信号，工作实体失灵)。但是当使用已知方法时同样也可以求出传输质量(信号，退化)的变坏。
监控装置E1...En将运行路段WE1...WEn在两端封闭。将其他监控装置E0安排在备用路段PE的两端。在故障情况下对于不处于运行的运行路段WEx应该将备用路段使用作为传输路段。此外将有关的备用电路协议ES进行传输，则备用路段的完整无损性具有最高的优先权。
此外在每个标志交换路由器W，E中安排了集中控制装置ZST。这些控制装置信息包含了各个优先权表格PG，PL。优先权表格PL涉及到地方的优先权表格，在其中存储了地方的标志交换路由器W的状态和优先权。优先权表格PG涉及到全球的优先权表格，优先权表格引导全球的以及其余的标志交换路由器E的状态和优先权。通过引入优先权达到，当同时出现多个备用接通要求时确定将哪个运行路段备用接通。同样在优先权表格中备用接通要求是优先的。这样例如存在用户的高优先权要求。因为将高优先权分配给这个备用接通要求，因此优先控制这个备用接通要求。将比较低的优先权分配给由运行路段控制的一个备用接通要求时。因此这个备用接通要求被拒绝。将单个的优先权表示在附图5中。
标志交换路由器W，E的集中控制装置ZST将信息交换为备用接通协议ES。经过备用路段PE将这个协议进行传输和从各个接收的标志交换路由器所属的监控装置E0中将这个协议获悉，和输入给有关的集中控制装置ZST。此外集中控制装置ZST应该考虑，在故障情况下将开关装置S0...Sn用相应的方法进行控制。
在协议ES中存放了信息K1，K2。在第一个信息中涉及到关于生成的备用接通要求的信息，而在后者中涉及到关于开关装置的瞬时状态。将协议ES各自当生成备用接通要求时在两个标志交换路由器W，E之间进行交换。在本发明的专门实施结构中安排了将协议ES循环地在两个标志交换路由器W，E之间进行传输。
在下面现在借助于附图2详细叙述按照本发明方法的实施。如已经叙述过的附图2A表示了将MPLS-信息包从标志交换路由器W经过运行路段WE1...WEn传输到标志交换路由器E，而附图2B是所属的相反方向(双向传输)。首先从以下情况出发，运行路段WE1...WEn还是正常的和来到的MPLS-信息包还是准确地进行传输的。
MPLS-信息包是属于很多连接WT1...WTn的。借助于纪录在MPLS-信息包的信息包标题上的MPLS连接号码将单个连接进行区分。
将标志交换路由器W的开关装置S1...Sn在这种(还正常的)运行情况下这样接通，将MPLS-信息包直接输入给监控装置E1...En。在后者中将MPLS-信息包加上已经提到的控制信息和经过有关运行路段WE1...WEn输入给接收的标志交换路由器E的监控装置E1...En。在那里将一同来到的控制信息进行检查和必要时求出故障情况。如果传输是准确地进行的，将MPLS-信息包输入给耦合区SN。在这里将MPLS连接信息进行处理和按照处理的大小将MPLS-信息包经过有关耦合区SN的输出端继续传送到连接的网络上。
在这个时间期间可以保留不使用备用路段PE。但是必要时也可以在这个时间期间将额外数据(额外通信)输入给标志交换路由器E。在这种情况下标志交换路由器W的开关装置S0处于位置2(附图2A)上。额外数据的传输同样用MPLS-信息包进行。标志交换路由器W的监控装置E0用与控制信息同样的方法如同已经叙述过的一样经过运行路段WE1...WEn将主导的MPLS-信息包加上这些额外的数据。作为专门数据经过备用路段也可以传输低优先权的通信，于是将通信只在网络内进行传输，如果存在足够的资源时。于是在这种情况下通过高优先权的备用接通自动排除低优先权的通信。在这种情况下在备用接通情况下排除专门的数据不是通过附图2上的开关装置转换的，而是通过高优先权通信相对于低优先权的专门数据的优先权在每个传输装置中进行的。
在下面现在是从运行路段WE2中断出发的。将这个是从接收的标志交换路由器E的属于这个运行路段的监控装置E2中求出的。现在将备用接通要求K1只传输给有关的集中控制装置ZST和在那里存放在地方的优先权表格PL以及全球的优先权表格PG中。按照存储在全球优先权表格PG中的优先权的大小现在求出是否还有比较高的优先权要求排队等候。例如这有可能是已经提到的用户的转接要求(因为工作基体的被迫交换)。例如当同时出现另外的干扰情况时将运行路段WE1有益地处理成这个运行路段的备用电路，因为将一个比较高的优先权分配给这个运行路段。在这种情况下首先处理比较高优先权的要求。将存储在地方和全球的优先权表格PL，PG中的优先权表示在附图5中。
如果不存在比较高的优先权要求，将标志交换路由器E的开关装置S2控制在如附图2B表示的保留的运行状态。在下面现在将备用接通协议ES经过备用路段PE输入给标志交换路由器W。在这个备用接通协议中信息包括了已经提到的信息K1和K2。重要的是，地方的优先权逻辑定义信息K1的结构，和全球的优先权逻辑定义开关装置S0的位置。
现在备用接通协议ES被标志交换路由器W的监控装置E0接收和输入给安排在这里的集中控制装置ZST。如果在这里在全球优先权表格PG中也没有其他比较高的优先权要求时，则在这里也将开关装置S2用相应的方法控制和调整。此外将标志交换路由器W的开关装置S0同样进行转换。将两个开关装置S0，S2的新状态存放在标志交换路由器E中，和将那里的全球优先权表格PG现实化。因此将连接WT2的MPLS-信息包经过备用路段PE输入给标志交换路由器E。
将接收的标志交换路由器E的选择装置SN构成为耦合区。将经过备用路段PE引导的MPLS-信息包输入给这个耦合区。在这里现在从信息包标题中获悉，处理和通过耦合区传送MPLS-连接号码(“标志数值”)。因此在这种情况下取消了开关装置的控制。因为在这种连接时涉及到双向连接，还必须考虑MPLS-信息包相反方向的传输。这按照附图2B是用同样方法进行的，如同从标志交换路由器W将MPLS-信息包传输到标志交换路由器E已经叙述过的。
按照已经叙述过的实施例是从1：n结构出发的。这意味着，对于n运行路段只有一个备用路段提供使用。如果n＝1时，于是规定了一个特殊情况。在这种情况下则使用一个1：1结构。将相应的比例表示在附图3中。在这种情况下将选择装置也构成为耦合区，则按照MPLS-连接号码的大小进行接通。在按照附图3的交换装置中同样信息包括-没有表示-具有地方和全球优先权的集中控制装置。
在附图4上表示了按照本发明的其他结构形式。其中涉及到一个1+1结构。这种结构是从1：n结构中得出的，如果将开关装置S固定调整和开关装置不再可以经过集中控制装置ZST进行控制。因此将MPLS-信息包也在无干扰运行情况下不仅经过运行路段WE而且也在备用路段PE上进行传导。在这里将选择装置SN不再构成为耦合区，而是构成为开关装置。在这种情况下将备用接通协议ES假设为一个简单形状。在这里信息K2描述选择装置的状态。于是，如果在1：n结构情况时是将开关装置S0...Sn进行控制的，在1+1结构情况时代替开关装置将选择装置SN进行控制。
所有到目前为止叙述的本发明的实施结构是双向的，在这个意义上即不仅有用数据而且协议通信是发生在两个方向。在本发明其他的实施结构中1：n单向运行是可能的。其中将有用数据只在一个方向传输(例如按照附图2A装置)。在返回方向(见附图2B)没有有用数据的传输。当然在返回方向必须存在备用路段(在附图2B上PE)，因为需要协议通信(如同在双向情况时一样)，因此可以将附图2A的开关装置S0至Sn进行控制。
如果n＝1时(见附图3)，给出了单向1：n结构的特殊情况。
目前是从以下情况出发的，即每个MPLS-连接是单独监控和备用接通的。因此可以将中断和干扰按照连接单独地这样考虑，如果当单个连接中断和传输质量变坏时，可以将这个单个连接备用接通。
然而在这种形式的传输装置的实际的实施结构中常常将很多单个连接引导经过传输装置之间同样的物理路径(例如一个光纤)。当这个路径中断时(例如光纤损坏)由于唯一的中断然后涉及到所有的单个连接。这种形式的中断实际上相对于只涉及到单个连接的中断是主要的。特别是在这种情况下必须在优先权表格PL中对于每个中断的单个连接纪录备用接通协议。
因此在本发明的一个实施结构中安排了借助于成组备用电路共同备用接通很多单个连接。
为此将所有被引导经过同一个物理路径的MPLS-连接逻辑地组合在一个组内。此外对于这个组制成2备用接通连接。将第一个备用接通连接引导经过运行路段WE(MPLS-备用接通-LSP；LSP＝标志交换路径)，因此备用接通连接是经过标志交换路由器W和E之间如同所有所属的单个连接的同一个物理路径引导的。将第二个备用接通连接安排经过备用路段PE。
在成组备用接通方法中监控装置E1，E0现在只还监控这两个备用接通连接的中断和干扰。不再监控单个连接。在一个备用接通要求情况下涉及到决策目前优先权逻辑PL优先控制的备用接通。在备用接通情况时当然将所有属于同一个组的单个连接共同通过开关装置SN转换接通。其中必须只将唯一的备用接通协议经过备用路段PE进行处理。
在其中有益的是通过唯一的备用接通连接和唯一的备用接通协议可以监控和备用接通很多单个连接，因此对在实际运行中最常出现的故障情况可以适当地进行反应。此外只将一个备用接通协议纪录在优先权表格PL中。
运行路段和备用路段WE和PE必须在验收之前进行配置。此外必须将标志交换路由器W和E之间的连接，以及必要时将位于其中的传输装置进行配置。
将这些连接进行配置一般来说是用TMN(无线通信-网络管理)进行的，但是也可以借助于MPLS-信令协议进行。此外其中用信令确定运行路段或者备用路段的路径。附加地经过信令协议储备传输装置中的带宽，以保证经过运行路段或者备用路段进行信息传输。

Claims (15)

1.一种用于传输多协议分组标签交换MPLS-信息包的传输装置的备用接通方法，
具有
一个发送和一个接收的交换装置(W，E)，在装置之间可以安排其他的交换装置，和交换装置封闭了由很多运行路段(WE1...WEn)构成的传输路段，和将信息经过很多运行路段(WE1...WEn)进行交换，以及
具有
监控装置(E1...EN)，其各自安装在运行路段终点并从中求出运行路段的干扰，其中在两个交换装置(W，E)之间附加安排了一个备用路段(PE)，经过备用路段当运行路段中的一个受到干扰情况时将经过上面传输的优先权高低的信息，当同时出现多个备用接通要求时，借助于优先权高低确定将哪个运行路段备用接通，以及将随着信息同时来到的连接信息继续传送，
其特征为，
将信息组合在多协议分组标签交换MPLS-信息包中，将两个相反方向的单向多协议分组标签交换MPLS-连接逻辑地相互连接，其中将两个相反方向的多协议分组标签交换MPLS-连接各自连接在同一个交换装置上，并且
将一个优先权分配给运行路段(WE1...WEn)以及备用路段(PE)。
2.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
在备用接通情况生成一个备用接通要求(K1)，将其他的优先权分配给备用接通要求。
3.按照权利要求1的方法，
其特征为，
逻辑的连接信息是多协议分组标签交换MPLS-连接号码，或标志数值。
4.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
安排了优先权表格(PL，PG)，在其中确定了优先权。
5.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
备用接通是通过控制包括在发送交换装置中的开关装置(S0...Sn)以及使用安装在接收交换装置上的选择装置(SN)进行的。
6.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
将选择装置(SN)构成为耦合区。
7.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
安排了成组备用接通，将所有被引导经过相同物理路径的多协议分组标签交换MPLS-连接逻辑地组合成一组，并且为这种形式的组建立至少两个备用接通连接，其中一个备用接通连接经过运行路段(WE)构成，其它的备用接通连接经过备用路段(PE)构成。
8.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
当安排成组备用接通时由监控装置(E0...En)只监控至少两个备用接通连接。
9.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
被引导经过至少一个运行路段(WE)的连接安排以及被引导经过备用路段(PE)的连接安排是通过多协议分组标签交换MPLS-信令协议进行的，信令协议还确定传输装置中的储备带宽及运行路段(WE)和备用路段(PE)的路径。
10.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
经过备用路段(PE)在无干扰运行的时间内将特殊数据进行传输。
11.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
将特殊数据构成为低优先权的通信，在备用接通高优先权通信时自动排除低优先权通信。
12.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
当出现一个备用接通要求时在接收交换装置中生成一个备用接通协议(ES)，将备用接通协议通过另外交换装置的备用路段(PE)进行一次传输。
13.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
在接收交换装置的监控装置中求出运行路段的总故障和恶化。
14.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
开关装置是可以调整为固定的。
15.按照权利要求1或2的方法，
其特征为，
将交换装置构成为交叉连接-电路装置。
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