CN1949766A - 在环网上采用多协议标签交换技术分配标签、计算路由距离,以及实现备份倒换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环网分配标签、计算路由距离，以及实现备份倒换的方法，其核心是：分别沿顺时针环和逆时针环为环网上的节点独立分配标签，并计算其到下环节点的路由距离，基于计算结果分别建立所述节点到下环节点的主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系；当主用标签交换路径出现故障时，根据所述对应关系将工作路径倒换到备用标签交换路径上。通过本发明，在环上新增/去除一个节点时，环网仍能工作；再者基于MPLS并通过最短路径转发报文，从而提高转发效率；能够在相邻节点间运行故障检测协议，从而提高检测和备份倒换速度；另外，本发明支持跨环，支持与其它MPLS网络的连接。

Description

在环网上采用多协议标签交换技术 分配标签、计算路由距离，以及实现备份倒换的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签、计算路由距离，以及实现备份倒换的方法。

背景技术

多协议标签交换(MPLS)技术引入了基于标签的机制，将选路和转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径，数据传输通过标签交换路径(LSP)完成。一条LSP是单向的，全双工业务需要两条LSP。

目前，网络上的应用越来越多，网络就必须能够在故障发生时保证其服务质量。因此各运营商提出了在网络发生故障时，实现链路保护的方法。

与本发明有关的现有技术一，是基于弹性分组数据环(PRP)技术实现故障链路保护，其核心是：在故障链路两端的节点内部将RPR的互逆双环连接在一起，重新形成一个新的环网；原先环上正在传送的数据流量，通过绕回(wrap)保护方式或抄近(steering，也有称为源路由的)保护方式传送数据流量到目的节点。

由上述现有技术的技术方案可以看出，现有技术一存在如下缺陷：

1、要求两点之间必须采用成对的光纤来形成互逆双环；

2、互逆双环上的每一段光纤必须工作在同一速率，在流量具有汇聚性特点时，远离汇聚点的光纤资源利用率低；

3、故障检测协议需要绕环一周，检测速度慢；

4、RPR头部长度较大，封装效率低；

5、不支持跨环；

6.实现复杂，协议处理需要硬件支持，成本高。

与本发明有关的现有技术二，是基于快速环网保护协议(Rapid RingProtection Protocol；RRPP)技术实现故障链路保护。

以单环拓扑发生变化时的处理情况为例说明其过程：

当整个环网上所有链路都处于健康状态时，为了防止其上的数据报文形成广播环路，主节点阻塞其副端口。主节点从其主端口周期性的发送HELLO报丈，依次经过各传输节点，最后从主节点副端口回到主节点。

当传输节点交换机上的RRPP端口发生链路故障时，该节点将从与故障端口配对的状态为UP的RRPP端口发送Link-Down报文通知主节点。

主节点收到Link-Down报文后，立即将切换到Failed状态，放开副端口。由于网络拓扑发生改变，为避免报文定向错误，主节点还需要刷新转发数据库(Forwarding Database；FDB)，并从主端口发送COMMON-FLUSH-FDB报文通知所有传输节点刷新FDB。

故障上报的机制是由传输节点发起的，如果Link-Down报文在传输过程中不幸丢失，这时通过主节点的环网状态检测机制会检测到故障端口。如果主节点副端口在规定时间内仍没有收到主节点发出的HELLO报文，也认为环网发生故障，对故障的处理过程与传输节点主动上报作相同处理。

当传输节点交换机上的RRPP端口恢复时，传输节点迁移到Preforwarding状态，并阻塞刚刚恢复的端口。同时，发生链路恢复的传输节点还要从与恢复端口配对的处于UP状态的RRPP端口发送Link-Up报文通知主节点。

主节点收到传输节点发送的Link-Up报文后，分别从主、副端口发送COMMON-FLUSH-FDB报文，通知所有传输节点刷新FDB。

主节点对Link-Up报文的响应并不代表对环网恢复的响应处理。如果环网上有多于一条链路发生故障，而后其中某条链路恢复，为了能够快速刷新环上各节点的FDB表，引入了传输节点Link-Up上报机制以及主节点的响应处理机制。

环网恢复的过程是由主节点主动发起的，主节点周期性的从主端口发送HELLO报文，环网上的故障链路全部恢复后，主节点将从副端口收到自己发出的检测报文。

主节点收到自己发出的HELLO报文后，首先将状态迁移回Complete状态，阻塞副端口，然后从主端口发送COMPLETE_FLUSH_FDB报文。传输节点收到COMPLETE_FLUSH_FDB报文后，迁移回Link-Up状态，放开临时阻塞端口，并刷新FDB表。

如果不幸COMPLETE_FLUSH_FDB报文在传播过程中丢失，还有一种备份机制来实现传输节点临时阻塞端口的恢复，就是传输节点处于Preforwarding状态时如果在规定时间(由Fail定时器定义)内收不到主节点发来的COMPLETE_FLUSH_FDB报文，自行放开临时阻塞端口，恢复数据通信。

对于多个相交RRPP环，其与单环的不同之处在于多环中引入了主环中子环协议报文通道状态检测机制，在通道中断子环主节点副端口放开之前，先阻塞边缘节点的边缘端口来防止子环间形成数据广播环路；另外，主环上节点收到子环的COMMON-FLUSH-FDB或者COMPLETE-FLUSH-FDB报文时，都会导致刷新FDB；子环的COMPLETE-FLUSH-FDB不会导致子环传输节点放开临时阻塞端口，只有收到主环自己的COMPLETE-FLUSH-FDB报文才会这样做。

由上述现有技术二的技术方案可以看出，其存在如下缺陷：

1、环网的正常工作取决于唯一的主节点，如果这个节点故障，整个环网不可用；

2、环网上只有一个方向能转发报文，不是最短路径，转发效率低、浪费带宽；

3、故障检测协议需要绕环一周，检测速度慢；

4、基于MAC头部的转发，速度较慢；

5、现有技术只能基于以太网链路层。

发明内容

本发明的目的是提供一种在环网上采用多协议标签交换技术实现备份倒换的方法，通过本发明，在环上新增/去除一个节点的过程中，通过倒换，环网仍然能工作；而且本发明独立于链路层协议，环网上各个节点之间的链路可以是任意类型，从而应用更为方便；再者本发明基于MPLS技术封装报文并能够通过最短路径转发报文，从而提高转发效率；通过本发明，故障检测协议能够运行在相邻节点间，不需要绕环一周，从而能够提高检测速度。

本发明的目的是提供一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签的方法，通过本发明，能够分别沿环网的顺时针和逆时针独立分配标签给各节点。

本发明的目的是提供一种在环网上采用多协议标签交换技术计算路由距离的方法，通过本发明，能够为环网上节点分发标签的同时，计算出所述节点到标签映射的FEC对应的节点间的路由距离。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签的方法，其包括：

A、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的其它各节点。

其中，所述步骤A具体包括：

A1、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签；

A2、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和/或逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点；

A3、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签；否则获取所述标签，并继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签给下一个节点，然后转入步骤A3。

其中，当环外节点与环网上的一个下环节点相连时，所述步骤A1具体包括：

A11、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的所述下环节点时，所述下环节点得到相应的标签映射信息；

A12、基于标签分发协议，根据所述下环节点得到的相应标签映射信息，为环网上的下环节点分配两个标签；

其中，当环外节点与环网上的至少两个下环节点相连时，所述步骤A1具体包括：

A13、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的各个下环节点时，各个下环节点分别得到相应的标签映射信息；

A14、基于标签分发协议，根据每个下环节点得到的相应标签映射信息，为其分配两个标签。

其中，步骤A3中，当所述节点判断标签映射的FEC不为自己时，获取所述标签，并继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签给下一个节点的过程具体包括：

当所述节点判断标签映射的FEC不为自己时，根据一个节点同时从环网上节点和环外节点获得标签后，选择环外标签，丢弃环网上节点下发的标签的原则，获取环网上的两个下环节点沿顺时针环或逆时针环下发的标签，并将所述标签继续分别沿顺时针或逆时针环下发给下一个节点。

本发明提供一种在环网上采用多协议标签交换技术计算路由距离方法，其包括：

B、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并为其设置距离参数；

C、当从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上节点的同时，将所述距离参数的值加1，得到所述节点到所述下环节点的路由的距离。

其中，所述步骤B具体包括：

B1、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点；

B2、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述标签；否则执行步骤B3；

B3、将所述距离参数加1，并继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签给下一个节点，然后转入步骤B2。

本发明提供一种在环网上采用多协议标签交换技术实现备份倒换的方法，其包括：

D、环网上的上环节点分别建立其到下环节点的主用标签交换路径与备用标签交换路径以及它们之间的对应关系；

E、当主用标签交换路径出现故障时，基于多协议标签交换技术，根据所述对应关系将工作路径倒换到备用标签交换路径上。

其中，所述步骤D具体包括：

D1、环网上的上环节点获取到环网上下环节点沿顺时针和逆时针环分发的两个标签，计算所述标签对应路径上的上环节点到同一个下环节点间的距离，并根据计算结果确定主用标签交换路径与备用标签交换路径；

D2、建立主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系。

其中，所述步骤D1具体包括：

D11、基于标签分发协议，环网上的上环节点得到环网上的一个下环节点为一个转发等价类FEC沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签；或，得到环网上的两个不同的下环节点为同一个FEC沿顺时针环或逆时针环下发的两个标签；

D12、基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，根据计算结果确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径；或，

所述上环节点获取到所述两个标签的同时，计算并获取所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，并根据距离确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

其中，所述步骤D11具体包括：

D111、基于标签分发协议，为环网上的下环节点分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的下一节点；

D112、所述节点判断所述标签映射的FEC是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签，并将所述标签继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D112。

其中，当环外节点与环网上的一个下环节点相连时，所述步骤D11具体包括：

D113、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的所述下环节点时，所述下环节点得到相应的标签映射信息；

D114、基于标签分发协议，根据所述下环节点得到的相应标签映射信息，为环网上的下环节点分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的下一节点；

D115、所述节点判断所述标签映射的FEC是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签，并将所述标签继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D115。

其中，当环外节点与环网上的至少两个下环节点相连时，所述步骤D11具体包括：

D116、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的各个下环节点时，各个下环节点分别得到相应的标签映射信息；

D117、基于标签分发协议，根据每个下环节点得到的相应标签映射信息，为其分配两个标签，并以所述下环节点为基点出发，分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签给下一节点；

D118、所述节点判断所述标签映射的FEC是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则根据一个节点同时从环网上节点和环外节点获得标签后，选择环外标签，丢弃环网上节点下发的标签的原则，得到环网上的两个下环节点沿顺时针环或逆时针环下发的标签，并将所述标签继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D118。

其中，步骤D12中，所述基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离的过程具体包括：

D121、基于路由协议，以所述下环节点为基点出发，分别沿顺时针和逆时针环下发路由给下一节点；

D122、所述节点判断所述路由的源地址是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的路由，并将所述路由继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D122。

其中，步骤D12中，所述上环节点获取到所述两个标签的同时，得到所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离的过程具体包括：

D123、基于标签分发协议，在为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签的同时，为其附加距离参数；

D124、当从所述下环节点出发，将所述两个标签和所述距离参数分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的下一节点；

D125、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述标签；否则，获取所述标签，并将得到的所述距离参数加1，然后继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签和所述距离参数给下一个节点，然后转入步骤D125。

其中，所述步骤D2具体包括：

基于所述确定的主用标签交换路径与备用标签交换路径信息，建立二者间的对应关系，并将所述对应关系记录到转发表项中。

其中，所述步骤E具体包括：

E1、检测主用标签交换路径的工作情况；

E2、当所述主用标签交换路径发生故障时，根据所述主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系，获取到备用标签交换路径上的备用标签以及备用下一跳接口；

E3、在紧邻故障的节点，将所述转发的报文的主用标签去封装，然后封装所述获取到的备用标签，并通过所述获取的备用下一跳接口转发出去。

其中，所述步骤E1具体包括

通过在环网上每一对节点之间运行故障检测报文，检测主用标签交换路径的工作情况。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明环网上各个上环节点分别建立其到下环节点的主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系；当主用标签交换路径出现故障时，基于MPLS技术，根据所述对应关系将工作路径倒换到备用标签交换路径上。通过本发明，在环上新增/去除一个节点的过程中，通过倒换，环网仍然能工作；而且本发明独立于链路层协议，环网上各个节点之间的链路可以是任意类型，环上各个节点之间的带宽可以不相同，可适应各种流量模型，故应用更为方便；再者本发明基于MPLS技术并通过最短路径转发报文，从而提高转发效率；而且故障检测协议能够运行在相邻节点间，不需要绕环一周，从而能够提高检测速度；另外，本发明中的顺时针/逆时针环是基于控制平面的、逻辑的，在转发平面无需物理上分离，如可以采用不同的光纤，而且本发明能够支持跨环，支持与其它MPLS网络的连接，故能够适用不同的应用场合。

另外，本发明基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的其它各节点，从而能够分别沿环网的顺时针和逆时针独立分配标签给各节点。

另外本发明基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并为其设置距离参数；当从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上节点的同时，将所述距离参数的值加1，得到所述节点到所述下环节点的路由的距离，因此，能够为环网上节点分发标签的同时，计算出所述节点到标签映射的FEC对应的节点间的路由距离。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中只有一个环网情况下分配标签时的原理示意图；

图3为本发明中当主用标签交换路径发生故障时，工作路径倒换到备用标签交换路径的工作原理示意图；

图4为本发明中环外节点与环网上的一个下环节点相连(有直接或间接的连通关系)的情况下分配标签时的原理示意图；

图5为本发明中环外节点与环网上的两个下环节点相连(有直接或间接的连通关系)的情况下分配标签时的原理示意图；

图6为本发明中跨环(两个MPLS环相互连接，有相交环、相切环)的情况下的分配标签时的原理示意图。

具体实施方式

本发明提出一种在环网上采用多协议标签交换技术实现备份倒换的方法，其核心是：环网上的上环节点分别建立其到下环节点的主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系；当主用标签交换路径出现故障时，基于所述对应关系将工作路径倒换到备用标签交换路径上。

本发明提供了一种在环网上采用多协议标签交换技术实现备份倒换的方法，其流程如图1所述，包括：

步骤101、环网上的上环节点获取到环网上下环节点沿顺时针和逆时针环分发的两个标签，计算所述标签对应路径上的上环节点到同一个下环节点间的距离，根据计算结果确定主用标签交换路径与备用标签交换路径。

具体实施过程包括：

首先，基于标签分发协议，环网上的上环节点得到环网上的一个下环节点为一个FEC(转发等价类)沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签；或，得到环网上的两个不同的下环节点为同一个FEC沿顺时针环或逆时针环下发的两个标签；

接着当所述上环节点获取到所述两个标签后，基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，根据计算结果确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径；或，

所述上环节点获取到所述两个标签的同时，得到所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，并根据距离确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

步骤102、建立主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系。

基于所述确定的主用标签交换路径与备用标签交换路径信息，建立二者间的对应关系，并将所述对应关系记录到转发表项中。

步骤103、当主用标签交换路径出现故障时，基于所述对应关系将工作路径倒换到备用标签交换路径上。

本发明提供的第一实施例，结合如图2所示的环网进行描述，其实施过程具体包括：

步骤201、基于标签分发协议，为环网上的下环节点分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的各节点。

步骤202、所述上环节点得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签。

LDP通常工作在下游自主标签分配+自由标签保持的工作模式下。从环网上的下环节点，如图2中的节点A出发，LDP协议可为节点A的地址对应的FEC(转发等价类)分配2个标签，并分别沿着顺时针、逆时针的方向分发，

当环网上的一个节点从顺时针方向获得一个标签时，无论它是否从逆时针方向获得了到对应同一个FEC的标签，都将继续向顺时针方向的下一个节点下发标签。当标签分发到上述下环节点，如图2中的节点A时，它判断这个标签映射的FEC是自己，使分配到的标签无效，并且不再继续沿着环网方向分配标签。反方向亦然。

这样，标签最终将到达环网上的某个上环节点，即报文的上环节点，如图2中的节点S。此时节点S上对应的一个FEC就获得了两个标签。

步骤203、所述上环节点获取到所述两个标签后，基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，根据计算结果确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

或，

步骤204、所述上环节点获取到所述两个标签的同时，得到所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，并根据距离确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

为提高资源利用率、减少转发跳数，进入环网(上环)的报文应该沿着最短路径离开环网。因此需要计算上环节点S到下环节点A之间的最短路径。计算方法有两种：

第一种，采用路由协议进行计算：

采用路由协议，如RIP，从上环节点S出发，分别沿顺时针方向和逆时针方向向环网上各个节点发布路由，当一个节点从顺时针方向获得一个路由时，无论它是否从逆时针方向获得了到同一个目的地的路由，都将继续向顺时针方向的下一个节点发布这条路由，每经过一个节点，距离(上环节点S与下环节点A间的跳数)加1。反方向亦然。

当路由发布到下环节点，它判断路由的目的地址是自己，使这条路由无效。至此，计算出上环节点S分别沿顺时针方向和逆时针方向到下环节点A间的两个距离。

然后比较这两个距离，当两个距离不相等时，选择距离短的路径为主用路径，否则，选择顺时针路径为主用路径。

第二种，基于扩展后的标签分发(LDP)协议进行计算：

对标签分发协议，如LDP协议进行扩展，LDP协议为下环节点的FEC(FEC可以是一个网段路由或主机路由)分配标签，在标签分配过程中，为FEC附加一个距离参数，每经过一个节点加1，即可计算出下环节点分别沿顺时针方向和逆时针方向到上环节点之间的距离，即跳数。

然后比较这两个距离，当两个距离不相等时，选择距离短的路径为主用标签交换路径，另一个为备用标签交换路径；当两个距离相等时，选择顺时针路径为主用标签交换路径，逆时针路径为备用标签交换路径。

步骤205、基于所述确定的主用标签交换路径与备用标签交换路径信息，建立二者间的对应关系，并将所述对应关系记录到转发表项中。

步骤206、检测主用标签交换路径的工作情况；

通过在环网上每一对节点之间运行故障检测报文，检测主用标签交换路径的工作情况。

步骤207、当所述主用标签交换路径发生故障时，根据所述主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系，获取到备用标签交换路径上的备用标签以及备用下一跳接口；

步骤208、在紧邻故障的节点，将所述转发的报文的主用标签去封装，然后封装所述获取到的备用标签，并通过所述获取的备用下一跳接口转发出去。例如采用如图3所示的备用路径转发报文。

针对如图4所示的环外节点与环网上的一个下环节点相连(有直接或间接的连通关系)的情况，本发明提供了第二实施例，包括：

步骤301、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的所述下环节点时，所述下环节点得到相应的标签映射信息。

环外的一个MPLS节点只同环上的一个节点(下环节点)，如图3中的节点A有直接/间接的连通关系时，对应这个环外节点地址的FEC标签映射首先到达下环节点A。

步骤302、基于标签分发协议，根据所述下环节点得到的相应标签映射信息，为环网上的下环节点分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针环和逆时针环下发给环网上的各节点。

步骤303、所述上环节点得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签。

步骤304、所述上环节点获取到所述两个标签后，基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，根据计算结果确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径；或，

步骤305、所述上环节点获取到所述两个标签的同时，得到所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，并根据距离确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

步骤306、基于所述确定的主用标签交换路径与备用标签交换路径信息，建立二者间的对应关系，并将所述对应关系记录到备用转发表项中。

步骤307、检测主用标签交换路径的工作情况；

通过在环网上每一对节点之间运行故障检测报文，检测主用标签交换路径的工作情况。

步骤308、当所述主用标签交换路径发生故障时，根据所述主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系，获取到备用标签交换路径上的备用标签以及备用下一跳接口；

步骤309、在紧邻故障的节点，将所述转发的报文的主用标签去封装，然后封装所述获取到的备用标签，并通过所述获取的备用下一跳接口转发出去。

步骤302与步骤309的具体实施过程类似于第一实施例中的相关描述，此处不再详细描述。

针对环外节点与环网上的至少两个下环节点有直接或间接的连通关系的情况，本发明提供了第三实施例，包括：

步骤401、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的各个下环节点时，各个下环节点分别得到相应的标签映射信息；

步骤402、基于标签分发协议，根据每个下环节点得到的相应标签映射信息，为其分配两个标签，并以所述下环节点为基点出发，分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签；

步骤403、根据一个节点同时从环网上节点和环外节点获得标签后，选择环外标签，丢弃环网上节点下发的标签的原则，环网上的上环节点得到环网上的两个下环节点沿顺时针环或逆时针环下发的标签。

以如图4所示的两个下环节点为例说明步骤402与步骤403的实现过程：

一个下环节点，如图4中的节点A将环外接口作为到达环外节点的主用接口，通过此主用接口收到环外节点的标签映射后，仍然向顺时针/逆时针方向分别发布标签映射信息。当另外一个下环节点，如图4中的节点B收到这样的标签映射信息时，会发现从环外接口也获得了为同一个FEC分配的标签，则停止在环内转发这个标签映射信息。这样节点A只有沿着逆时针方向发布的标签到达环网上的上环节点S。

同样环网上的另外一个下环节点，如图中的节点B，只有沿着顺时针方向发布的标签到达环网上的上环节点S。

经过上述下发标签的过程，环网上的上环节点S能够获取到节点A沿逆时针方向发布的标签，以及节点B沿顺时针方向发布的标签。

步骤404、所述上环节点获取到所述两个标签后，基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，根据计算结果确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。或，

步骤405、所述上环节点获取到所述两个标签的同时，得到所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，并根据距离确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

步骤406、基于所述确定的主用标签交换路径与备用标签交换路径信息，建立二者间的对应关系，并将所述对应关系记录到备用转发表项中。

步骤407、检测主用标签交换路径的工作情况。

通过在环网上每一对节点之间运行故障检测报文，检测主用标签交换路径的工作情况。

步骤408、当所述主用标签交换路径发生故障时，根据所述主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系，获取到备用标签交换路径上的备用标签以及备用下一跳接口。

步骤409、在紧邻故障的节点，将所述转发的报文的主用标签去封装，然后封装所述获取到的备用标签，并通过所述获取的备用下一跳接口转发出去。

步骤404与步骤409的具体实施过程类似于第一实施例中的相关描述，此处不再详细描述。

本发明提供的第三实施例，同样适用于跨环(两个MPLS环相互连接，有相交环、相切环)的情况，以如图6所示的相交环为例进行说明。

假设流量从节点S到节点D，节点D沿着环1顺时针/逆时针都分配标签，这样，节点A、B都获得相应的节点D发布的标签映射信息，然后继续在环2内为节点D在顺时针/逆时针两个方向分配标签，沿着顺时针方向的标签到达节点B后，由于节点B已经通过环1获得了到达节点D的标签，因此这个标签被终结，这样只有沿着逆时针方向的标签到达节点S。同样，节点B在环2内为节点D在顺时针/逆时针两个方向分配标签，逆时针方向的标签终结在节点A，只有顺时针方向的标签到达节点S。这样，获得了到节点D获得了节点A沿逆时针方向发布的标签以及节点B沿顺时针方向发布的标签。

然后节点D计算所述得到的标签对应的路径的距离，并确定出主用标签交换路径和备用标签交换路径。

建立主用标签交换路径和备用标签交换路径的对应关系。当其中一个节点发生故障时，通过另外一个节点将报文发送给外环的D点。如，当节点A发生故障时，节点S发出的报文会与回到节点B，然后通过环1内的主用路径到达节点D。

针对本发明提供的一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签的方法，本发明提供的第五实施例的具体实施过程如下：

步骤1、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签。

步骤2、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和/或逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点。

步骤3、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签；否则获取所述标签，并继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签给下一个节点，然后转入步骤3。

针对本发明提供的一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签的方法，当环外节点与环网上的一个下环节点相连时，本发明提供的第六实施例的具体实施过程如下：

步骤1、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的所述下环节点时，所述下环节点得到相应的标签映射信息。

步骤2、基于标签分发协议，根据所述下环节点得到的相应标签映射信息，为环网上的下环节点分配两个标签。

步骤3、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和/或逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点。

步骤4、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签；否则获取所述标签，并继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签给下一个节点，然后转入步骤4。

针对本发明提供的一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签的方法，当环外节点与环网上至少两个下环节点相连时，本发明提供的第七实施例的具体实施过程如下：

步骤1、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的各个下环节点时，各个下环节点分别得到相应的标签映射信息。

步骤2、基于标签分发协议，根据每个下环节点得到的相应标签映射信息，为其分配两个标签。

步骤3、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和/或逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点。

步骤4、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签；否则根据一个节点同时从环网上节点和环外节点获得标签后，选择环外标签，丢弃环网上节点下发的标签的原则，获取环网上的两个下环节点沿顺时针环或逆时针环下发的标签，并将所述标签继续分别沿顺时针或逆时针环下发给下一个节点，然后转入步骤4。

针对本发明提供的一种在环网上采用多协议标签交换技术计算路由距离的方法，本发明提供的第八实施例，包括：

步骤1、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并为其设置距离参数。

步骤2、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点。

步骤3、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述标签；否则将所述距离参数加1，并继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签给下一个节点，然后转入步骤3。

由上述现有技术的技术方案可以看出，通过本发明，在环上新增/去除一个节点的过程中，通过倒换，环网仍然能工作；而且本发明独立于链路层协议，环网上各个节点之间的链路可以是任意类型，环上各个节点之间的带宽可以不相同，可适应各种流量模型，故应用更为方便；再者本发明基于MPLS技术并通过最短路径转发报文，从而提高转发效率；而且故障检测协议能够运行在相邻节点间，不需要绕环一周，从而能够提高检测速度；另外，本发明中的顺时针/逆时针环是基于控制平面的、逻辑的，在转发平面无需物理上分离，如可以采用不同的光纤，而且本发明能够支持跨环，支持与其它MPLS网络的连接，故能够适用不同的应用场合。

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 (18)

1、一种在环网上采用多协议标签交换技术分配标签的方法，其特征在于，包括：

A、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的其它各节点。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签；

A2、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和/或逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点；

A3、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签；否则获取所述标签，并继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签给下一个节点，然后转入步骤A3。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当环外节点与环网上的一个下环节点相连时，所述步骤A1具体包括：

A11、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的所述下环节点时，所述下环节点得到相应的标签映射信息；

A12、基于标签分发协议，根据所述下环节点得到的相应标签映射信息，为环网上的下环节点分配两个标签。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当环外节点与环网上的至少两个下环节点相连时，所述步骤A1具体包括：

A13、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的各个下环节点时，各个下环节点分别得到相应的标签映射信息；

A14、基于标签分发协议，根据每个下环节点得到的相应标签映射信息，为其分配两个标签。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A3中，当所述节点判断标签映射的FEC不为自己时，获取所述标签，并继续分别沿顺时针和/或逆时针环下发所述标签给下一个节点的过程具体包括：

当所述节点判断标签映射的FEC不为自己时，根据一个节点同时从环网上节点和环外节点获得标签后，选择环外标签，丢弃环网上节点下发的标签的原则，获取环网上的两个下环节点沿顺时针环或逆时针环下发的标签，并将所述标签继续分别沿顺时针或逆时针环下发给下一个节点。

6、一种在环网上采用多协议标签交换技术计算路由距离方法，其特征在于，包括：

B、基于标签分发协议，为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签，并为其设置距离参数；

C、当从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上节点的同时，将所述距离参数的值加1，得到所述节点到所述下环节点的路由的距离。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给与环网上下环节点相邻的节点；

B2、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述标签；否则执行步骤B3；

B3、将所述距离参数加1，并继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签给下一个节点，然后转入步骤B2。

8、一种在环网上采用多协议标签交换技术实现备份倒换的方法，其特征在于，包括：

D、环网上的上环节点分别建立其到下环节点的主用标签交换路径与备用标签交换路径以及它们之间的对应关系；

E、当主用标签交换路径出现故障时，基于多协议标签交换技术，根据所述对应关系将工作路径倒换到备用标签交换路径上。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

D1、环网上的上环节点获取到环网上下环节点沿顺时针和逆时针环分发的两个标签，计算所述标签对应路径上的上环节点到同一个下环节点间的距离，并根据计算结果确定主用标签交换路径与备用标签交换路径；

D2、建立主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤D1具体包括：

D11、基于标签分发协议，环网上的上环节点得到环网上的一个下环节点为一个转发等价类FEC沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签；或，得到环网上的两个不同的下环节点为同一个FEC沿顺时针环或逆时针环下发的两个标签；

D12、基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，根据计算结果确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径；或，

所述上环节点获取到所述两个标签的同时，计算并获取所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离，并根据距离确定所述上环节点到所述下环节点间的主用标签交换路径与备用标签交换路径。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤D11具体包括：

D111、基于标签分发协议，为环网上的下环节点分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的下一节点；

D112、所述节点判断所述标签映射的FEC是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签，并将所述标签继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D112。

12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当环外节点与环网上的一个下环节点相连时，所述步骤D11具体包括：

D113、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的所述下环节点时，所述下环节点得到相应的标签映射信息；

D114、基于标签分发协议，根据所述下环节点得到的相应标签映射信息，为环网上的下环节点分配两个标签，并从所述下环节点出发，将所述两个标签分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的下一节点；

D115、所述节点判断所述标签映射的FEC是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的两个标签，并将所述标签继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D115。

13、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当环外节点与环网上的至少两个下环节点相连时，所述步骤D11具体包括：

D116、所述环外节点的标签映射信息到达环网上的各个下环节点时，各个下环节点分别得到相应的标签映射信息；

D117、基于标签分发协议，根据每个下环节点得到的相应标签映射信息，为其分配两个标签，并以所述下环节点为基点出发，分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签给下一节点；

D118、所述节点判断所述标签映射的FEC是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则根据一个节点同时从环网上节点和环外节点获得标签后，选择环外标签，丢弃环网上节点下发的标签的原则，得到环网上的两个下环节点沿顺时针环或逆时针环下发的标签，并将所述标签继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D118。

14、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤D12中，所述基于路由协议计算所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离的过程具体包括：

D121、基于路由协议，以所述下环节点为基点出发，分别沿顺时针和逆时针环下发路由给下一节点；

D122、所述节点判断所述路由的源地址是否为自己，若为自己，则结束下发过程，否则得到所述下环节点沿顺时针环和逆时针环下发的路由，并将所述路由继续沿顺时针环和逆时针环下发给下一节点，然后继续执行步骤D122。

15、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤D12中，所述上环节点获取到所述两个标签的同时，得到所述标签对应路径上的上环节点到所述下环节点间的距离的过程具体包括：

D123、基于标签分发协议，在为环网上的下环节点的一个转发等价类FEC分配两个标签的同时，为其附加距离参数；

D124、当从所述下环节点出发，将所述两个标签和所述距离参数分别沿顺时针和逆时针环下发给环网上的下一节点；

D125、所述节点接收到所述标签后，判断所述标签映射的FEC是否为自己，若是，则令所分配的标签无效，并停止继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述标签；否则，获取所述标签，并将得到的所述距离参数加1，然后继续分别沿顺时针和逆时针环下发所述两个标签和所述距离参数给下一个节点，然后转入步骤D125。

16、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤D2具体包括：

基于所述确定的主用标签交换路径与备用标签交换路径信息，建立二者间的对应关系，并将所述对应关系记录到转发表项中。

17、根据权利要求8至16任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：

E1、检测主用标签交换路径的工作情况；

E2、当所述主用标签交换路径发生故障时，根据所述主用标签交换路径与备用标签交换路径间的对应关系，获取到备用标签交换路径上的备用标签以及备用下一跳接口；

E3、在紧邻故障的节点，将所述转发的报文的主用标签去封装，然后封装所述获取到的备用标签，并通过所述获取的备用下一跳接口转发出去。

18、根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述步骤E1具体包括

通过在环网上每一对节点之间运行故障检测报文，检测主用标签交换路径的工作情况。

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