CN1874302A - 一种建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法，其包括以下步骤：A.在伪线交换节点上配置多跳伪线的参数；B.伪线交换节点根据所述参数生成多跳伪线的转发表项，建立多跳伪线。同时，伪线交换节点也可以通过动态协议获得的信息生成多跳伪线的转发表项，建立多跳伪线。在PWE3业务中，可以实现在完全不运行动态信令LDP的情况下，通过静静交换技术，保证了多跳PWE3业务的连通，降低了设备的复杂度和要求，从而降低了成本，提高了网络性能；并且在网络发生振荡时，不会产生大量信令报文。同时在部分网络存在动态信令的情况下，可以方便地完成动静PW之间的过渡，从而实现多跳伪线业务的高灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及端到端伪线仿真技术，尤其涉及的是，一种在伪线交换节点上建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法。
背景技术
电信运营商最初以租赁专线(leased line)的方式为企业提供二层链路，以满足企业用户的需求。由于这种方式具有建设时间长、线路无法共享、价格昂贵、难于管理等缺点，不适合于企业用户分支多、增加快的特点，因此随着异步传输模式(ATM，Asychorize Transport Mode)和帧中继(FR，Frame Relay)技术的发展，电信运营商开始采用虚电路(VirtualCircuit)方式为客户提供点到点的二层连接，企业再在其上建立自己的三层网络以承载网际协议(IP，Internet Protocol)、网间数据包交换控制协议(IPX，Internet Packet Exchange)等数据流。虚电路方式与租赁专线相比，具有运营商提供服务的时间短、价格低等优点，但也存在许多缺点：为在不同类型网络上，如ATM、FR，提供虚拟专用网(VPN，Virtual PrivateNetwork)业务和Internet业务，运营商需建设、维护多种独立的网络，故成本仍然较高；另一缺点是速率较慢，而且配置较复杂。当增加一个站点时，管理员需要进行大量的配置工作。
目前IP网络已经遍布全球，利用现有IP网络为企业提供低成本专网逐渐成为各大运营商的关注点。因此，为弥补以上技术的不足，一种在IP网上提供VPN服务、可方便设定任意速率、配置简单的技术应运而生，这种技术即多协议标签交换(MPLS，Multiple Protocol Label Switch)VPN业务。该技术可在同一个网络上同时提供IP服务和二层三层VPN服务、可方便设定任意速率、配置简单。这样，运营商就可以只管理、运行一种网络，在一种网络上即可同时提供尽力而为(Best-effort)的IP服务、三层VPN、二层VPN、流量工程、区分服务等服务，从而大大降低了网络建设、维护、运行费用。
基于MPLS的VPN业务有两种，分别是三层(L3，Layer 3)MPLS VPN和二层(L2，Layer 2)MPLS VPN。L2 MPLS VPN的一个很大的优势就是避免向L3 VPN那样介入用户的内部路由层次，运营商不需要维护用户的路由信息。随着该技术和应用的不断发展，端到端的伪线仿真(PWE3，Pseudo wireEmulation Edge-to-Edge)业务被提了出来。PWE3是一种二层VPN技术，它是基于原有L2VPN的Martini(参见draft-martini-12circuit-trans-mpls-14.txt)技术进行的扩展，优化了采用标签分发协议(LDP，Label Distribute Protocol)信令进行交互的流程，互联网工程任务组(IETF，The Internet Engineering Task Force，全球互联网界最具权威的大型技术研究组织)在协议draft-ietf-pwe3-control-protocol-14.txt中详细描述了新的信令流程，主要是增加了Notification的通告报文。不光如此，PWE3还在原有的单跳伪线(SH-PW，Single-hop Pseudo wire)的基础上提出了多跳伪线(MH-PW，Multi-hop Pseudo wire)的概念。对于MH-PW的实现，目前采用的是伪线(PW，Pseudo wire)交换技术。IETF在协议draft-martini-pwe3-pw-switching-00.txt中定义了伪线交换，详细描述了信令和转发的流程。
伪线交换技术解决了如下三个问题：(1)两台业务提供商的边缘设备(PE，Provider Edge Device)可以在不同的自制系统(AS)域内；(2)两台业务提供商PE的网络类型不同，比如一个是MPLS网络，一个是2层通道协议第3版(L2TPv3，Layer 2 Tunnelling Protocol，Version 3)网络；(3)业务提供商PE性能无法满足需求，在维持伪线数目不变的情况下减少承载信令的会话数，让伪线的汇聚上移。因此伪线业务得到进一步扩展，可以跨不同的自治系统，可以连接MPLS网络和L2TPv3网络，对业务提供商PE的性能要求降低。
如附图1所示，图中的分组交换网(PSN，Packet Switching Network)，通过标记交换路径(LSP，Label Switched Path)而建立。PE1和PE3是多跳PW的起点和终点PE(U-PE，Ultimate PE)，而PE2是多跳PW中的中间交换节点PE(S-PE，Switching PE)。PW交换方法可以是在PE2上手工配置动动交换节点(Switching point)，PW路径可以穿过多个PW交换节点，而U-PE无需知道PW路径经过哪些交换节点。
PW是依靠LDP协议建立的，MH-PW的建立过程从U-PE的配置开始，U-PE配置好后发送SH-PW建立消息(Mapping)，控制消息被PE2收到后，PE2立即利用它来形成新的建立消息用以建立MH-PW的下一SH-PW。如果其中一个S-PE不接收LDP建立消息，就向源端(originator)U-PE发送一个标签释放(label release)消息，或者一个S-PE的状态发生变化，可以通过发送通告(Notification)消息来通告状态的改变；一个MH-PW在所有SH-PW都变为可正常转发PW报文状态(UP)后才UP(变为可正常转发PW报文状态)。
这种方式要求所有的PE设备上都需要运行动态协议来进行参数的协商，对每个设备的性能都有一定的要求，而且MH-PW路径上的某一段出现问题，比如删除配置，接口状态发生变化，隧道或者信令会话(Session)发生变化等都会导致整个的MH-PW的状态发生变化，产生大量的信令报文。尽管PWE3扩展Notification了来专门用于状态变化的通告报文，在网络发生振荡的时候，这种大量的信令开销仍然严重影响了网络的性能。
综上，现有技术采用完全动态协议方案虽然可以完成PW业务，但是对设备的性能要求较高，而PWE3支持的接入接口的种类非常多，要求每个接入设备的性能都达到要求是不太现实的；而且在网络发生震荡的时候，采用现有技术的方案的性能会受到严重影响。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在伪线交换节点上建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法，在全部靠静态(不运行动态LDP协议)或者存在部分静态的环境下，建立多跳伪线。
本发明的技术方案如下：
一种建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法，其包括以下步骤：A、在伪线交换节点上配置多跳伪线的参数；B、伪线交换节点根据所述参数生成多跳伪线的转发表项，建立多跳伪线。
所述的方法，其中，所述多跳伪线的参数包括第一参数组和第二参数组。
所述的方法，其中，所述第一参数组包括第一伪线标识、第一伪线目的地址、第一伪线入标签、第一伪线出标签、第二伪线标识和第二伪线目的地址。
所述的方法，其中，所述第二参数组包括：第二伪线入标签和第二伪线出标签。
所述的方法，其中，所述第一参数组和第二参数组为手工配置。
所述的方法，其中，所述第一参数组为手工配置，第二参数组为通过动态协议自动配置。
所述的方法，其中，所述动态协议为标签分发协议。
所述的方法，其中，在步骤A之前还包括步骤：在多跳伪线的起点边缘设备上配置多跳伪线的起点参数，在多跳伪线的终点边缘设备上配置多跳伪线的终点参数，生成伪线转发的转发表项。
所述的方法，其中，所述多跳伪线的起点参数包括第三伪线目的地址、第三伪线标识、第三伪线入标签和第三伪线出标签。
所述的方法，其中，所述多跳伪线的终点参数包括第四伪线目的地址、第四伪线标识、第四伪线入标签和第四伪线出标签。
采用上述方案，在PWE3业务中，可以实现在完全不运行动态信令LDP的情况下，通过静静交换技术，保证了多跳PWE3业务的连通，降低了设备的复杂度和要求，从而降低了成本，提高了网络性能；并且在网络发生振荡时，不会产生大量信令报文。同时在部分网络存在动态信令的情况下，可以方便地完成动静PW之间的过渡，从而实现多跳伪线业务的高灵活性。
附图说明
图1为现有技术PWE3动态多跳MH-PW的实现图；
图2为本发明的基本流程图；
图3为本发明的完全静态环境下的MH-PW的实现技术图；
图4为本发明的动静交换环境下的MH-PW的实现技术图；
图5为本发明的多交换节点的MH-PW的组合技术图。
具体实施方式
以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。
本发明提供了一种建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法。在draft-martini-pwe3-pw-switching-00.txt的基础上解决了无法运行或者不运行动态交互信令LDP，而是全部靠静态或者存在部分静态的环境下，有效地实现多跳伪线交换技术，保证PW业务的连通，减少信令的开销，提高网络的性能。一个典型的应用可以是因为低端接入设备运行动态协议的成本过高，性能有限，通过实施本发明，可以在这些低端接入设备不运行动态协议，通过手工配置建立多跳伪线，从而让伪线的汇聚上移，用核心层的设备承载信令，达到优化运行商资源配置，节省成本的目的。和动态配置有所不同的是，在全部靠静态或者存在部分静态的环境下，一个MH-PW的所有SH-PW是分别UP的，只要满足UP的条件即可完成UP操作，例如中间多跳节点只要所交换的两段PW均存在可用隧道即可完成UP操作。只有一个MH-PW上所有的SH-PW都UP了，才能够进行数据的转发，也就是业务才能够跑通；否则数据就不能够正常的穿过伪线到达另一端S-PE。由于PW是通过静态配置完成，而不是依靠动态协议建立的，因此在MH-PW的建立过程需要在多跳的各个路径上进行配置，然后才能进行PW交换。PW路径可以穿过多个PW交换节点，而U-PE无需知道经过哪些交换节点。
本发明实现的流程图如附图2所示。其包括以下步骤：A、在伪线交换节点上配置多跳伪线的参数；B、伪线交换节点根据所述参数生成多跳伪线的转发表项，建立多跳伪线。在步骤A之前还包括步骤：在多跳伪线的起点边缘设备上配置多跳伪线的起点参数，在多跳伪线的终点边缘设备上配置多跳伪线的终点参数，生成伪线转发的转发表项。
所述多跳伪线的参数包括第一参数组和第二参数组，其中，所述第一参数组包括第一伪线标识、第一伪线目的地址、第一伪线入标签、第一伪线出标签、第二伪线标识和第二伪线目的地址；所述第二参数组包括：第二伪线入标签和第二伪线出标签。所述多跳伪线的起点参数包括第三伪线目的地址、第三伪线标识、第三伪线入标签和第三伪线出标签。所述多跳伪线的终点参数包括第四伪线目的地址、第四伪线标识、第四伪线入标签和第四伪线出标签。
其中，多跳伪线的所有参数都可以是通过手工配置的，包括第一参数组和第二参数组。在这种情况下，可以使伪线交换节点完全不运行动态协议，即在完全静态环境可完成多跳伪线的建立。也可以手工配置多跳伪线的一部分参数，即第一参数组。通过动态协议自动配置另一部分参数，即第二参数组，所述动态协议为标签分发协议，同样可以建立多跳伪线，如在部分静态的环境下，即多跳伪线在伪线交换节点的一端是静态的，另一端是动态的情况下，可以手工配置一部分参数，另一部分参数自动配置，即通过动态协议LDP获得。
采用本发明方法，在完全静态环境下的MH-PW的实现技术的一个实施例如附图3所示，PE1和PE3是U-PE，而PE2是S-PE。在U-PE PE1上可以采用用户手工配置PW的参数，即静态配置，所述PW的参数包括PW目的地址、PW ID、入标签、出标签、和信令协商的其余接口参数(此例为Control-Word)等。假定PE1的ip地址为1.1.1.1，PE2的ip地址为2.2.2.2，PE3的ip地址为3.3.3.3，采用的命令如下：
[PE1]mpls static-pw destination 2.2.2.2 PW-ID 10received-vpn-label 100 transmit-vpn-label 200 control-word
此命令的意思是：同目的地址为2.2.2.2的设备(PE2)建立PW ID为10的静态PW，采用的入标签为100，出标签为200，并采用控制字封装报文后发出。
根据这些参数，PE1即可生成该多跳伪线转发的转发表项。
如附图3所示，S-PE PE2采用手工配置从PW1静静交换到PW2、以及从PW2静静交换到PW1的参数，其包括PW ID、出入标签、需要交换的PW目的地址、交换关系及信令协商的其余接口参数(此例为Control-Word)等。采用的命令如下：
[PE2]mpls switch-pw destination 1.1.1.1 PW-ID 10received-vpn-label 200 transmit-vpn-label 100 control-word betweendestination 3.3.3.3 PW-ID 20 received-vpn-label 400transmit-vpn-label 300 control-word
此命令的意思是：PE2需要在与目的地址为1.1.1.1的设备(PE1)建立的PW ID为10的静态PW1，以及与目的地址为3.3.3.3的设备(PE3)建立的PW ID为20的静态PW2之间进行PW交换。我们采用between关键字表示PW交换既包括从PW1交换到PW2，也包括从PW2交换到PW1，并且要采用控制字封装报文后发出。其中PW1的入标签为200，出标签为100，与PE1上的PW1的出入标签刚好相反，PW2的入标签为400，出标签为300，需要与PE3上的出入标签刚好相反。根据这些参数，PE2即可生成该多跳伪线转发的转发表项，建立该多跳伪线。
U-PE PE3上的原理与PE1上相同，采用的命令如下：
[PE3]mpls static-pw destination 2.2.2.2 PW-ID 20received-vpn-label 300 transmit-vpn-label 400 control-word
此命令的意思是：同目的地址为2.2.2.2的设备(PE2)建立PW ID为20的静态PW，采用的入标签为300，出标签为400，并采用控制字封装报文后发出。根据这些参数，PE2即可生成该多跳伪线的转发表项。
在本实例中，即在PE1和PE2、PE2和PE3之间进行伪线数据交换。U-PE/S-PE生成的转发表项及生成转发表项的方法与现有技术相同。报文转发的基本流程如下：
A1.PE1的CE(Customer Edge Device，用户边缘设备)发出报文；
A2.PE1从自己的该CE收到报文后，首先找到该CE对应的PW ID为10的PW；
A3.打上该PW的出标签200，并封装上控制字，然后向PE2发送；
A4.PE2收到该PW报文后，发现PW的入标签为200，然后进行PW的标签交换，打上标签300，同时也封装上控制字后向PE3发送；
A5.PE3收到该PW报文后，发现PW的入标签为300，并且到了PW(ID为20)的终点，找到该PW对应的CE，去掉控制字封装后就把报文发出去；
A6.PE3的CE收到该报文。
至此，就完成了报文从一个CE(PE1的CE)送到另一个CE(PE3的CE)的过程，中间通过PE2进行了多跳PW的交换。同样的原理，从PE3的CE过来的报文要发给PE1的CE的过程基本相同，流程如下：
B1.PE3的CE发出报文；
B2.PE3从自己的CE收到报文后，首先找到该CE对应的PWID为20的PW；
B3.打上该PW的出标签400，并封装上控制字，然后向PE2发送；
B4.PE2收到该PW报文后，发现PW的入标签为400，然后进行PW的标签交换，打上标签100，同时也封装上控制字后向PE3发送；
B5.PE1收到该PW报文后，发现PW的入标签为100，并且到了PW(ID为10)的终点，找到该PW对应的CE，去掉控制字封装后，就把报文发出去；
B6.PE1的CE收到该报文。
至此，就完成了报文从另一个CE(PE3的CE)送到一个CE(PE1的CE)的过程，中间通过PE2进行了多跳PW的交换。整个的报文的收发流程也就完成了。
本发明的另一实施例与上例类似，当S-PE PE2上是动静交换或静动交换时，可以考虑采用如下的命令行：
[PE2]mpls switch-pw destination 1.1.1.1 PW-ID 10received-vpn-label 200 transmit-vpn-label 100 control-word betweendestination 3.3.3.3 PW-ID 20 control-word
此命令的意思是：PE2需要在与目的地址为1.1.1.1的设备PE1建立的PW ID为10的静态PW1，以及与目的地址为3.3.3.3的设备PE3建立的PW ID为20的动态PW2之间进行PW交换。我们采用between关键字表示PW交换既包括从PW1交换到PW2，也包括从PW2交换到PW1，并且要采用控制字封装报文后发出。动态PW2不需要指定标签，可以通过现有技术的LDP信令协商获得其入标签和出标签，其余的过程与上面描述的实施例子完全相同。
如附图4所示，图中的PE1和PE3是U-PE，而PE2是S-PE。PW交换方法可以是在PE2上手工配置动静交换的交换节点，当然从PE3侧看就是静动交换的交换节点，PW路径可以穿过多个PW交换节点，而U-PE无需知道经过哪些交换节点。PW不是完全依靠动态协议建立的，而是部分通过动态协议、部分通过静态配置来完成，MH-PW的建立过程需要在多跳的各个路径上进行配置。MH-PW的建立过程可以从U-PE的配置开始，U-PE配置好后发送SH-PW control setup消息，控制消息被PE2收到后，PE2就会查看该多跳节点是否需要形成新的setup消息继续向下一个SH-PW传递，如果交换到的是静态的PW，如附图4中的PW2，就会将收到的消息中的标签，接口参数等重要信息存储下来。
S-PE上需要配置从PW1动静交换到PW2、以及从PW2静动交换到PW1的参数。此时在S-PE节点上静态PW2一侧相对于动态PW1来说，就可以近似的认为等同于AC(Access Circuit)的地位，同理动态PW1一侧相对于静态PW2来说，也可以近似的认为等同于AC的地位，如果两边的PW都UP了，此时的SH-PW才算UP，就会生成两个方向的转发表项。所述“近似的认为等同于AC的地位”属于现有技术，在此不做赘述。
因为存在静态PW，所以一个MH-PW的所有SH-PW也是分段UP的，不过通过动态信令连在一起的一段SH-PW是同时UP的，因为如果其中一个switching PE的动态侧不接收LDP setup消息，就向originator U-PE发送一个label release消息，也会通过相互发送Notifaciton消息保持状态的一致。而静态配置的SH-PW是分别UP的。只有一个MH-PW上所有的SH-PW都UP了，才能够进行数据的转发，也就是业务才能够跑通。
如附图5所示，图中的PE1和PE5是U-PE，而PE2，PE3，PE4都是S-PE。PW交换方法可以是在PE2上手工配置动动交换的交换节点，在PE3上配置动静交换的交换节点，在PE4上配置静动交换的交换节点。当然，如果从PE5侧来看的话，PW交换方法就是在PE4上配置动静交换的交换节点，在PE3上配置静动交换的交换节点，在PE2上手工配置动动交换的交换节点。
PW的建立过程就是上述的动动交换，静静交换，动静交换，静动交换的综合。当然如附图4所示的PW1，PW2，PW3，PW4的静动组合方式还有很多种，比如PW1和PW4为静态，PW2和PW3为动态，这样的组网可以实现PW的接入设备不用运行动态协议，可以由性能较弱的设备承担；而PW的汇聚由信令保证，可以由性能较强的设备承担，节约了成本而又不影响性能。如果需要，可以根据实际的需要，灵活的进行组织，也可以穿过更多的PW交换节点。
如果为了实现的简单起见，对整个的MH-PW多跳的PW的ID可以指定为相同，也就是在PW的交换的过程中其PW ID不发生变化，简化配置和方便维护。而本发明所述的技术方案中，在PW交换节点上进行动动交换，动静交换，静动交换，静静交换是可以把一个ID的PW交换到另一个不同ID的PW上的，两边的PW有一定的独立性，当然也可以指定为相同ID的PW。
采用本发明方法，在PWE3业务中可以实现在完全不运行动态信令LDP的情况下，实现多跳静态伪线之间的交换技术，保证多跳PWE3业务的连通。同时在部分网络存在动态信令的情况下，也可以方便的完成动静PW之间的过渡，从而实现多跳伪线业务的高灵活性，保证两端静态PW业务的连通。一个典型的应用可以是因为低端接入设备运行动态协议的成本过高，性能有限，让伪线的汇聚上移，用核心层的设备承载信令，达到优化运行商资源配置，节省成本的目的。也可以在一端运行动态LDP协议一端不运行的情况下，通过交换节点的动静和静动交换，来实现多跳动静态伪线之间的交换技术，保证两端PW业务的连通。还可以在多跳的伪线交换路径比较长，也就是存在比较多的交换节点的时候，通过交换节点的动动交换，动静交换，静动交换，静静交换的组合，来适应各种不同的情况和需求。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种建立端到端伪线仿真的多跳伪线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在伪线交换节点上配置多跳伪线的参数；
B、伪线交换节点根据所述参数生成多跳伪线的转发表项，建立多跳伪线。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多跳伪线的参数包括第一参数组和第二参数组。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一参数组包括第一伪线标识、第一伪线目的地址、第一伪线入标签、第一伪线出标签、第二伪线标识和第二伪线目的地址。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二参数组包括：第二伪线入标签和第二伪线出标签。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一参数组和第二参数组为手工配置。
6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一参数组为手工配置，所述第二参数组为通过动态协议自动配置。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述动态协议为标签分发协议。
8、根据权利要求1到7任一项所述的方法，其特征在于，在步骤A之前还包括步骤：在多跳伪线的起点边缘设备上配置多跳伪线的起点参数，在多跳伪线的终点边缘设备上配置多跳伪线的终点参数，生成伪线转发的转发表项。
9、根据权利8所述的方法，其特征在于，所述多跳伪线的起点参数包括第三伪线目的地址、第三伪线标识、第三伪线入标签和第三伪线出标签。
10、根据权利9所述的方法，其特征在于，所述多跳伪线的终点参数包括第四伪线目的地址、第四伪线标识、第四伪线入标签和第四伪线出标签。
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