CN1848844A - 在mpls网络中实现组保护的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在MPLS网络中实现组保护的方法及装置。本发明主要包括：首先，分别对MPLS(多协议标签交换)网络的工作LSP(标签交换路径)组和保护LSP组包含的各LSP进行监控；然后，当根据监控结果确定工作LSP组中的任一条LSP出现故障时，则根据针对保护LSP组的监控结果进行保护倒换操作。由于本发明仅对工作LSP组及保护LSP组中的各个被监控的LSP链路的情况进行监控，不需要对各个LSP组中的各条LSP链路进行聚合。而且，只要工作LSP组中的某条LSP工作链路出现SF(信号失效)或SD(劣化)，同时，保护LSP链路没有发生SF/SD，便触发LSP组保护切换，因此，本发明的实现可以有效减少LSP组保护实现过程的复杂性。

Description

在MPLS网络中实现组保护的方法及装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及MPLS网络中的组保护技术。
背景技术
MPLS(多协议标签交换)网络的保护技术目前已经较为成熟，即为LSP(标签交换协议)单向保护技术。相应的保护模型分为：1+1，1∶1，共享网保护(shared mesh)以及基于包的1+1保护技术(packet 1+1)，各保护模型均为基于trail(路径)的保护技术。
随着MPLS技术的不断发展，目前已经提出了相应的LSP双向保护的技术实现方案，实现所述的LSP双向保护的技术主要包括：APS(自动保护倒换)技术，SNC/S(基于子层监控的子网连接保护)技术，SNC/N(基于非插入方式监控的子网连接保护)技术，以及SNC/I(基于服务层监控的子网连接保护)技术。统称为MPLS SNC(MPLS子网连接保护)技术。
MPLS SNC技术是指用来保护LSP trail(LSP路径)中的部分路径的一种实现方案，其适用于跨域(管理域)的LSP路径的分段保护。被保护的LSP子网可以是LSP连接中的一段，也可以是子网中整个LSP连接。
目前，对LSP的保护模式分为两种，分别为：trail和SNC(子网连接保护)保护。其中，所述的trail保护又分别分为individual trail(单个路径)和group trail(组路径)保护，所述的SNC保护又分为individual SNC(单个SNC)和group SNC(组SNC)保护。
在MPLS SNC技术中，所述的SNC/S是将LSP分为多个嵌套子层，在每个子层上分别有独立的MPLS OAM(MPLS操作维护)信息用于监控子层LSP的存活性。其中，子层LSP状态由MPLS OAM提供；APS信息在保护SNC中传送，对于1+1单向SNC/S无需APS协议便可以实现。所述的SNC/S可以用于1+1/1∶1双向或单向保护。
在MPLS SNC技术中，所述的SNC/N适用于LSP子网中以非插入监控为保护切换依据的情形。又可以分为end-to-end(端到端)和sublayer(子层)两种模式。前者用于LSP子网中端到端LSP的保护切换，后者用于子网中分段LSP的保护切换。SNC/N只能用于1+1单向保护中，而且，不需要传送APS协议信息。
在MPLS SNC技术中，所述的SNC/I适用于MPLS作为client(客户端)，依赖server(服务器)层的链路监控信息为依据进行保护倒换的应用。此时Server/MPLS适配层把server层的SSD(服务器信号劣化)/SSF(服务信号失败)传送到MPLS层作为LSP保护切换的触发信号。APS在保护SNC中传送。1+1单向SNC/I不需要APS协议。SNC/I可以用于1+1/1∶1双向/单向保护。
在现有MPLS网络中对于LSP trail的保护技术中，当需要实现group LSPtrails的保护时，如图1所示，相应的实现方法是将所有被保护/保护LSPs分别聚合到LSP trails中，然后，通过对聚合LSP trails的监控实现LSP trail的组保护。即如果被保护LSPs的聚合LSP trail出现SD(信号劣化)、SF(信号失败)情况，并且保护状态LSPs的聚合LSP Trail没有发生SD/SF，则触发LSP组保护动作，切换到保护状态LSPs。
在现有的MPLS子网中LSP保护技术中，当SNC中需要LSP组保护时，可以用SNC/N，SNC/S实现LSP组保护，目前采用的方法如图2所示(图2为利用SNC/S进行组保护的原理示意图，SNC/N实现LSP组保护模型类似)，具体是通过将所有被保护/保护的SNC LSPs聚合到LSP子层链路中，对于聚合LSP利用SNC/N或SNC/S保护原理进行监控，如果被保护LSPs的聚合LSP出现SD或SF，并且保护状态LSPs的聚合LSP子链路没有发生SD/SF，则触发LSP组保护动作。
由上述针对现有技术的描述可以看出，无论是LSP trail组保护，还是LSP SNC/N或者LSP SNC/S组保护，现有的技术方案均需要将被保护/保护的Trail LSPs或SNC LSPs聚合到LSP链路或子链路中，然后，通过对聚合LSPs的监控实现trail LSP或MPLS子网中LSP的组保护。因此，本发明中实现MPLS网络中的组保护的实现方案较为复杂，而且，在保护例换过程中，需要同时对聚合后的所有链路进行倒换处理，使得现有技术无法满足保护倒换过程中灵活地保护倒换需求，例如，仅进行部分链路的保护倒换等。
发明内容
本发明的目的是提供一种在MPLS网络中实现组保护的方法及装置，从而可以使得MPLS网络中的组保护的实现较为简单，且可以满足灵活的保护倒换需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种在MPLS网络中实现组保护的方法，包括：
A、分别对多协议标签交换MPLS网络的各标签交换路径LSP进行监控；
B、当根据监控结果确定工作LSP组中的任一条LSP出现故障或指定的LSP出现故障时，则进行保护倒换操作。
所述的步骤A包括：分别对MPLS网络中的工作LSP组和保护LSP组中的各条LSP进行监控。
所述的步骤A包括：
A1、对于组路径Group Trail保护过程，在LSP的传输控制协议TCP端点对工作LSP组和保护LSP组中的各个LSP分别进行监控；
或者，
A2、对于基于子层监控的组子网连接保护SNC/S或基于非插入方式监控的子网连接保护SNC/N，在工作LSP组和保护LSP组中的各个LSP上分别进行监控；
或者，
A3、对于基于专用测试链路的子网连接保护SNC/T，采用专用测试LSP分别对工作LSP组和保护LSP组的各个LSP进行监控，所述的专用测试LSP与所述的工作LSP组和保护LSP组具有相同的标签交换路径。
所述的LSP出现故障包括：
MPLS网络中的LSP出现信号劣化SD或信号失效SF。
所述的步骤B包括：
B1、根据针对工作LSP组的监控结果确定工作LSP组中的任一条或指定的LSP出现故障；
B2、根据针对保护LSP组的监控结果进行保护倒换操作。
所述的步骤B2包括：
当确定保护LSP组中的任何一条LSP均未出现故障时，则将所述工作LSP组倒换到保护LSP组；
或者，当确定LSP组中的部分LSP出现故障时，则将工作LSP组中出现故障的LSP倒换到保护LSP组中未出现故障的LSP；
或者，根据针对保护LSP组的监控结果将出现故障的工作LSP组中指定的LSP倒换到保护LSP组中未出现故障的LSP。
所述的步骤B2包括：
基于自动保护倒换APS协议进行保护倒换操作。
所述的APS协议消息包括：
请求信号消息和桥接信号消息，在消息中包括用于表示不同LSP组的组号信息。
所述的方法还包括：
在LSP组保护的源端和目的端配置LSP组保护参数信息，所述的保护参数信息包括各LSP组对应的组号信息。
所述的方法还包括：
在LSP组保护的源端和目的端配置LSP组保护的优先级高于单个LSP链路保护优先级，当触发保护倒换时则进行LSP组保护倒换。
本发明还提供了一种在MPLS网络中实现组保护的装置，包括：
LSP监控模块：用于分别针对MPLS网络中的各个LSP的进行监控；
保护倒换模块：用于根据LSP监控模块的监控结果进行保护倒换操作，当监控确定工作LSP组的任一条LSP出现故障时，则进行保护倒换操作。
所述的LSP监控模块包括：
基于Group Trail、SNC/S、SNC/N或SNC/T实现的LSP监控模块。
所述的保护倒换模块包括：
判断模块：用于判断保护LSP组的LSP是否出现故障，当确定未出现故障时，则触发保护倒换执行模块；
保护倒换执行模块：将出现故障的工作LSP组倒换到保护LSP组。
本发明所述的装置还包括：
配置模块：用于在LSP组保护源端和目的端配置LSP组保护参数信息。
本发明所述的装置还包括：
消息构造模块：用于将标识不同LSP组的组号信息承载于信号请求消息或桥接信号消息中。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，由于本发明仅对工作LSP组和保护LSP组中的各个被监控的LSP链路的工作状况进行监控，而且，只要工作LSP组中的任意一条LSP或某条LSP工作链路出现SF或SD，并且保护LSP组中的各LSP链路没有发生SF/SD，便触发LSP组保护切换，因此，本发明可以有效减少LSP组保护实现过程的复杂性。
而且，本发明提供的SNC/T实现MPLS子网中LSP组保护的实现方案，可以适合于在MPLS网络中有多余的具有和保护域内LSP属性相同的LSP链路的情况下，采用多余LSPs代替保护域内LSP组作为监控链路，并根据对该多余LSP链路的监控情况触发LSP组保护倒换动作，从而给MPLS子网中LSP组的保护提供了更多的选择方案。
另外，本发明中还可以实现当确定出现故障后，根据实际需要进行部分指定的链路的保护倒换操作，从而使得MPLS网络中LSP组保护的应用更为灵活、方便。
附图说明
图1为MPLS组trail保护的模型示意图；
图2为MPLS组SNC/S保护的模型示意图；
图3为本发明提供的组trail保护的模型示意图；
图4为本发明提供的组SNC/S保护的模型示意图；
图5为本发明提供的组SNC/N保护的模型示意图；
图6为本发明提供的组SNC/T保护的模型示意图；
图7为本发明提供的方法的处理过程示意图；
图8为本发明提供的装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种实现简单的trail LSP或SNC LSP组保护方法，从而减少MPLS网络中的实现组保护方法的复杂性。
同时，本发明还引入一种新的对于SNC LSP组保护的实现方案，即基于SNC/T的组保护实现方案，从而可以给SNC LSP组保护方案的实现提供了更多的选择。
本发明在具体实现过程中包括针对现有的group trail/SNC LSP组保护方案的改进，下面将对该实现方案进行详细描述。
与现有的group trail或SNC LSP组保护方案不同的是，在该方案中，如图3、图4和图5所示，不再对工作LSP组和保护LSP组包含的各个被保护及保护LSP进行聚合，而是直接通过分别对各个LSP进行监控从而实现组保护的保护监控及倒换处理。
具体可以利用MPLS OAM机制，通过LSP链路的终点功能实现对LSP路径的存活性监控。
其中，图3是Group Trail组保护方案。在图3中，在LSP trail TCP端点对各个被保护/保护LSPs进行监控，当被监控的任何working LSPs(工作LSP组)或某些指定的LSP发生SD/SF，并且所有protection LSPs(保护LSP组)没有发生SD/SF时，则按照APS协议规则进行保护倒换动作，即将工作LSP组倒换到保护LSP组上。
图4是1+1∶1 Group SNC/S保护模型示意图，图5是1+1 Group SNC/N保护模型示意图。SNC/N，SNC/S LSP组保护原理与Group Trail组保护原理基本相同，不同的是Group Trail组保护中的trail是end to end(端到端)的LSP，而SNC/N，SNC/S LSP组的SNC是MPLS子网中的部分LSP Trail；而且，SNC/N只能用于1+1保护，不能用于1∶1保护。
也就是说，在本发明中，不再需要将被保护/保护的LSPs分别聚合到一条LSP上，只需要分别对各个LSP实现监控，并将对所有working LSPs和protectoin LSPs的监控结果作为保护切换动作的依据，即被监控的任何working LSPs发生SD/SF，并且所有protection LSPs没有发生SD/SF即触发保护切换动作。
本发明还可以利用SNC/T实现MPLS子网中LSP组保护，相应的实现方案如图6所示，具体包括：
在图6中，是利用专用测试LSP链路分别代替对工作LSP组和保护LSP组进行监控。为保证监控的结果可以准确地反映工作LSP组和保护LSP组工作状态情况(即是否出现故障)，要求用于监控的LSP链路和工作LSP组及保护LSP组具有相同的属性，即要求有相同的标签交换路径信息。通过对测试LSP链路SD/SF的检测，便可以得到工作组/保护组LSP的工作状态，并以此作为保护倒换的动作依据。
在进行监控过程中具体为基于APS协议实现，因此需要在测试用保护LSP上运行相应的APS协议。需要说明的是当采用1+1单向SNC/T保护时，则不需要运行APS协议，这是因为1+1单向保护时只有一端开关动作，不需要两端的开关协调动作，所以不需要运行APS协议。
本发明中，在实现LSP trail或SNC LSP组保护时，还需要进行相应的配置操作，具体需要在LSP组保护的源端和目的端配置组保护相关参数，如用于区别标示LSP组的组号信息等。另外，还可以配置LSP组保护的优先级设于单个链路保护优先级，即只要配置了组保护，则只要触发保护倒换时便进行相应的LSP组保护倒换。
组保护用的APS协议仍然利用现有的MPLS OAM中定义的APS协议，如下表所示。只是在Requested Signal(请求信号)消息和Bridged Signal(桥接信号)消息中是以组号代替以前的链路号，具体的消息格式如表1所示：
                                                                                                表1
                                1                         2                       3                         4
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8
  Request/state//请求/状态     Proteetiontype/保护类型                  Requested Signal               Bridged Signal              Reserved/预留
  A   B   D   R
基于表1所述格式的APS协议消息便可以实现本发明提供的针对各LSP链路的监控，并实现相应的保护倒换操作。
本发明所述的方法的具体实现如图7所示，具体包括以下步骤：
步骤71：通过承载有组号信息的消息对工作LSP组和保护LSP组包含的各LSP的工作状态情况进行监控，即监控各LSP是否出现SD/SF；
步骤72：根据监控结果确定工作LSP组中的任何一条或某些指定的LSP出现故障，即出现SD/SF；
步骤73：根据监控结果判断保护LSP组中包含的LSP是否出现故障(SD/SF)，如果是，则执行步骤74，否则，执行步骤75；
步骤74：由于保护LSP组出现故障无法正常工作，因此，不进行保护倒换操作，此时，需要通知网络管理层；
步骤75：将工作LSP组倒换到未出现故障的保护LSP组上，从而可以保护MPLS网络中的信息交互的正常进行，实现针对MPLS网络的有效保护。
另外，需要说明的是，在上述保护切换过程中相应的保护切换依据除工作LSP组内任何一条LSP有SF/SD，及保护LSP组任何LSP没有发生SF/SD之外，还可以是某一条工作LSP组中的LSP链路发生SF/SD，且保护LSP组中某些LSP没有发生SF/SD，例如，当工作LSP组中的链路号为M的LSP链路发生故障，且保护LSP组中的至少一条LSP未发生SF/SD，则将链路号为M的LSP链路倒换到所述的保护LSP组中的相应LSP链路上。
本发明中还可以实现当确定出现故障后，根据实际需要进行部分指定的一条或多条链路的保护倒换操作，从而使得MPLS网络中LSP组保护的应用更为灵活、方便。该方案具体可以通过配置组号以及组中的链路号实现，例如，可以配置将组号为X的工作LSP组中的链路号为Y的LSP链路倒换到保护LSP组上，等等。
本发明提供的一种在MPLS网络中实现组保护的装置，如图8所示，具体包括以下处理模块：
(1)LSP监控模块：用于分别针对MPLS网络中的工作LSP组和保护LSP组包含的各个LSP的进行监控。
(2)保护倒换模块：用于根据LSP监控模块的监控结果进行保护倒换操作，具体为：当监控确定工作LSP组的任一条LSP出现故障时，则进行相应的保护倒换操作；
在保护倒换操作过程中还需要根据保护LSP组的工作情况进行倒换操作，即仅当保护LSP组未出现故障时，才将出现故障的工作LSP组倒换到保护LSP组，从而保证切换后信息交互的正常进行；
因此，所述的保护倒换模块包括：
判断模块：用于判断保护LSP组的LSP是否出现故障，当确定未现故障时，则触发保护倒换执行模块；
保护倒换执行模块：将出现故障的工作LSP组倒换到保护LSP组。
所述的LSP监控模块具体可以为基于Group Trail、SNC/S、SNC/N或SNC/T实现的LSP监控模块。
(3)配置模块：用于在LSP组保护源端和目的端配置LSP组保护参数信息，如组号信息，保护倒换的优先级信息。
(4)消息构造模块：用于将标识不同LSP组的组号信息承载于信号请求消息或桥接信号消息中，通过在MPLS网络中传递相应的消息便可以实现相应的监控及保护倒换操作。
综上所述，本发明与现有技术描述的方法相比，可以有效减少LSP组保护实现中的复杂性，即不利用LSP聚合，仅仅对LSP组中的各个被监控的LSP链路的结果进行监控，只要其中的某条LSP工作链路出现SF或SD，并且保护LSP链路没有发生SF/SD，就触发LSP组保护切换，实现对数据流的保护。
同时，本发明提供的SNC/T实现MPLS子网中LSP组保护，适合于在MPLS网络中有多余的具有和保护域内LSP属性相同的LSP链路的情况下，用多余LSPs代替保护域内LSP组作为监控链路，根据对该多余LSP链路情况触发LSP组保护动作。引入SNC/T给MPLS子网中LSP组保护提供了更多的选择方案。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1、一种在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，包括：
A、分别对多协议标签交换MPLS网络的各标签交换路径LSP进行监控；
B、当根据监控结果确定工作LSP组中的任一条LSP出现故障或指定的LSP出现故障时，则进行保护倒换操作。
2、根据权利要求1所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：
分别对MPLS网络中的工作LSP组和保护LSP组中的各条LSP进行监控。
3、根据权利要求2所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：
A1、对于组路径Group Trail保护过程，在LSP的传输控制协议TCP端点对工作LSP组和保护LSP组中的各个LSP分别进行监控；
或者，
A2、对于基于子层监控的组子网连接保护SNC/S或基于非插入方式监控的子网连接保护SNC/N，在工作LSP组和保护LSP组中的各个LSP上分别进行监控；
或者，
A3、对于基于专用测试链路的子网连接保护SNC/T，采用专用测试LSP分别对工作LSP组和保护LSP组的各个LSP进行监控，所述的专用测试LSP与所述的工作LSP组和保护LSP组具有相同的标签交换路径。
4、根据权利要求1所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的LSP出现故障包括：
MPLS网络中的LSP出现信号劣化SD或信号失效SF。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：
B1、根据针对工作LSP组的监控结果确定工作LSP组中的任一条或指定的LSP出现故障；
B2、根据针对保护LSP组的监控结果进行保护倒换操作。
6、根据权利要求5所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的步骤B2包括：
当确定保护LSP组中的任何一条LSP均未出现故障时，则将所述工作LSP组倒换到保护LSP组；
或者，当确定LSP组中的部分LSP出现故障时，则将工作LSP组中出现故障的LSP倒换到保护LSP组中未出现故障的LSP；
或者，根据针对保护LSP组的监控结果将出现故障的工作LSP组中指定的LSP倒换到保护LSP组中未出现故障的LSP。
7、根据权利要求5所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的步骤B2包括：
基于自动保护倒换APS协议进行保护倒换操作。
8、根据权利要求7所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的APS协议消息包括：
请求信号消息和桥接信号消息，在消息中包括用于表示不同LSP组的组号信息。
9、根据权利要求1、2、3或4所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
在LSP组保护的源端和目的端配置LSP组保护参数信息，所述的保护参数信息包括各LSP组对应的组号信息。
10、根据权利要求1、2、3或4所述的在MPLS网络中实现组保护的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
在LSP组保护的源端和目的端配置LSP组保护的优先级高于单个LSP链路保护优先级，当触发保护倒换时则进行LSP组保护倒换。
11、一种在MPLS网络中实现组保护的装置，其特征在于，包括：
LSP监控模块：用于分别针对MPLS网络中的各个LSP的进行监控；
保护倒换模块：用于根据LSP监控模块的监控结果进行保护倒换操作，当监控确定工作LSP组的任一条LSP出现故障时，则进行保护倒换操作。
12、根据权利要求11所述的在MPLS网络中实现组保护的装置，其特征在于，所述的LSP监控模块包括：
基于Group Trail、SNC/S、SNC/N或SNC/T实现的LSP监控模块。
13、根据权利要求11所述的在MPLS网络中实现组保护的装置，其特征在于，所述的保护倒换模块包括：
判断模块：用于判断保护LSP组的LSP是否出现故障，当确定未出现故障时，则触发保护倒换执行模块；
保护倒换执行模块：将出现故障的工作LSP组倒换到保护LSP组。
14、根据权利要求11、12或13所述的在MPLS网络中实现组保护的装置，其特征在于，该装置还包括：
配置模块：用于在LSP组保护源端和目的端配置LSP组保护参数信息。
15、根据权利要求11、12或13所述的在MPLS网络中实现组保护的装置，其特征在于，该装置还包括：
消息构造模块：用于将标识不同LSP组的组号信息承载于信号请求消息或桥接信号消息中。
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