DE60316287T2

DE60316287T2 - Unterscheidung zwischen verbindungsfehlern und knotenfehlern zur erleichterung der schnellumleitung

Info

Publication number: DE60316287T2
Application number: DE60316287T
Authority: DE
Inventors: Anna Sudbury CHARNY; Robert James Acton GOGUEN; Carol Framingham ITURRALDE; Elisheva Acton HOCHBERG; Jean Philippe Dunstable VASSEUR
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: ATE373365T1; US20030233595A1; WO2003107606A1; CA2487344A1; AU2003237444B2; EP1512250A1; CA2487344C; CN1659835B; CN1659835A; AU2003237444A1; EP1512250B1; US7986618B2; DE60316287D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Gegenstand der folgenden anhängigen Anmeldungen:

US-Patentanmeldung Nr. 10/080,956 mit dem Titel "LINEAR PROGRAM-BASED TECHNIQUE FOR PLACING FRR TE TUNNELS WITH BANDWIDTH GUARANTEE," eingereicht am 22. Februar 2002;
US-Patentanmeldung Nr. 10/038,259 mit dem Titel "IMPLICIT SHARED BANDWIDTH PROTECTION FOR FAST REROUTE," eingereicht am 2. Januar 2002;
US-Patentanmeldung Nr. 10/052,665 mit dem Titel "LORD BALANCING FOR FAST REROUTE BACKUP TUNNELS," eingereicht am 17. Januar 2002;
US-Patentanmeldung Nr. 10/166,886 mit dem Titel "MPLS FAST REROUTE WITHOUT FULL MESH TRAFFIC ENGINEERING," eingereicht am 11. Juni 2002.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Netzübertragung und insbesondere Systeme und Verfahren zum Umleiten um ausgefallene Links und/oder Knoten herum.
Das Internet und IP-Netze sind im Allgemeinen zu einem Schlüsselelement für die Ermöglichung eines breiten Bereichs von Geschäfts, Verwaltungs- und persönlichen Aktivitäten geworden. Mehr und mehr verlässt man sich auf das Internet als eine allgemeine Informationseinrichtung, ein Tool für geschäftliche Kommunikationen, eine Unterhaltungsquelle und als einen Ersatz für traditionelle Telefonnetze und Rundfunkmedien. In dem Maße wie das Internet seine Rolle ausweitet, werden die Benutzer mehr und mehr von einem ununterbrochenen Zugang abhängig.
Um eine schnelle Wiederherstellung/Behebung im Falle einer Störung bzw. eines Ausfalls eines Netzlinks oder eines Netzknotens zu gewährleisten, sind sogenannte "Fast-Reroute"-Techniken (schnelle Umleitungstechniken) entwickelt worden. In einem Netz, das eine schnelle Umleitung (Fast Reroute) verwendet, wird Verkehr, der durch einen ausgefallenen Link oder Knoten fließt, durch einen oder mehrere vorkonfigurierte Backup-Tunnel umgeleitet. Die Umleitung des betroffenen Verkehrs geschieht sehr schnell, typischerweise in zehntel Millisekunden, um die Auswirkung auf das Erleben des Benutzers zu minimieren.
Diese Fast-Reroute-Techniken sind in dem Kontext des MPLS Traffic Engineering entwickelt worden, bei dem Verkehr durch labelvermittelte Pfade (LSPs, label switched paths) fließt. Typischerweise ist das gesamte Netz so konfiguriert, dass Verkehr durch "primäre" Ende-zu-Ende-LSPs mit garantierter Bandbreite fließt. Es ist auch möglich, kurze primäre LSPs in einem Nicht-Traffic-Engineering-Netz einzurichten, und zwar nur für den Zweck, dass man die Vorteile der Fast-Reroute-Techniken nutzen kann (siehe die oben genannte Patentanmeldung mit dem Titel "MPLS Reroute Without Full Mesh Traffic Engineering").
In beiden Fällen wird dann, wenn eine Link- oder Knotenstörung auftritt, der Verkehr, der von der Störung betroffen ist, zu den vorkonfigurierten Backup-Tunneln umgeleitet. Diese Backup-Tunnel werden nur für eine sehr kurze Zeit verwendet, da gleichzeitig zu dem Umleiten durch die Backup-Tunnel die Kopfstationen (Head Ends) aller betroffenen primären LSPs von der Störung benachrichtigt werden. Dies bewirkt, dass die Kopfstationen die primären LSPs um die Störungen herum umleiten, so dass die Backup-Tunnel nicht mehr länger benötigt werden. Es wird allgemein angenommen, dass die Wahrscheinlichkeit von mehreren Störungen in einer solch kurzen Zeit klein ist, so dass jede Störung unabhängig von einer anderen betrachtet werden kann.
Gemäß der Annahme einer unabhängigen Störung bzw. eines unabhängigen Ausfalls (independent failure assumption) kann die Link-Bandbreite, die für die Backup-Tunnel zur Verfügung steht, von Backup-Tunneln, die verschiedene Links oder Knoten schützen, gemeinsam genutzt werden. Die Techniken, die in der US-Patentanmeldung Nr. 10/038,259 offenbart sind, nutzen diese Annahme, um zu erlauben, dass die zur Verfügung stehende Backup-Bandbreite unter den Links und Knoten, die geschützt werden sollen, geteilt wird, während sie gewährleisten, dass garantierte Bandbreitenanforderungen während der Fast-Reroute-Bedingungen weiterhin erfüllt werden. Andererseits ist es sehr schwierig, ohne den Vorteil aus der Annahme der unabhängigen Störung zu nutzen, eine garantierte Bandbreite während der Störungsbehebung zu gewährleisten, während die Bandbreiten-Ressourcen effizient verwendet werden.
Der IETF-Entwurf "Framework for MPLS-based Recovery" vom März 2001 beschreibt Prinzipien für Wiederherstellungs- und Vergleichskriterien auf der Basis des MPLS (multi-protocol label switching), die als eine Basis für das Vergleichen und Evaluieren unterschiedlicher Wiederherstellungsverfahren verwendet werden können. Das Dokument beschreibt eine lokale Reparatur, die eine Link-Wiederherstellung und eine Knoten-Wiederherstellung umfasst. In jedem Fall wird Verkehr auf einem arbeitenden Pfad zu einem Ersatzpfad an einem Upstream-LSR umgeschaltet, der mit dem ausgefallenen Link oder ausgefallenen Knoten verbindet.
Die US 2002/0067693 (Kodialam et al.) offenbart ein dynamisches Backup-Routing von Netzwerktunnelpfaden für eine lokale Wiederherstellung in einem Paketvermittlungsnetz. Kodialam et al. verwenden ein dynamisches Backup-Routing, um die Zuordnung eines primären (aktiven) Pfads und eines sekundären (Backup-)Pfads nach dem Ermitteln einer Netzstörung zu bestimmen und zwischen diesen während der Operation hin- und herzuschalten. Der Backup-Pfad wird auf diese Weise nach dem Ermitteln einer Netzstörung zugeordnet.
Die Mechanismen, die augenblicklich für die Störungserkennung zur Verfügung stehen, erlauben nicht immer eine Unterscheidung zwischen der Störung eines Links und der Störung eines Knotens. Zum Beispiel kann ein Netzknoten eine Kommunikation über einen bestimmten Link verlieren, ohne zu wissen, ob nur der Link selber ausgefallen ist oder ob der Knoten ausgefallen ist, mit dem der Link verbunden war. Diese Unbestimmtheit kann bewirken, dass das Netz versucht, um gleichzeitige Störungen herum umzuleiten, selbst wenn in Wirklichkeit nur eine einzige Störung aufgetreten ist. Die kombinierten Backup-Bandbreitenanforderungen von gleichzeitigen Störungen können die zur Verfügung stehende Bandbreite auf einigen Links überschrei ten, was zu einer Nichteinhaltung von Bandbreitengarantien und einer möglichen Wahrnehmung eines verschlechterten Dienstes durch den Benutzer führt.
Theoretisch wäre es möglich, diese Unbestimmtheit zu korrigieren, indem Backup-Tunnel zentral bestimmt werden, so dass ein solcher Konflikt nicht möglich ist. Aber das Auferlegen dieser Bedingung bei einer Backup-Tunnel-Platzierung führt zu einer weniger effizienten Verwendung der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Ferner würde das Berechnen der korrekten Platzierung der Backup-Tunnel auch viel komplexer und rechenintensiver werden.
Außerdem ist es günstiger, Backup-Tunnel in einer verteilten Weise statt zentral zu berechnen. Wenn eine Backup-Tunnel-Berechnung in einer verteilten Weise quer durch das Netz durchgeführt werden soll, so wird die Aufgabe aufgrund der Notwendigkeit, einen großen Betrag an Backup-Tunnel-Information zwischen den Knoten zu signalisieren, praktisch unmöglich gemacht. Wenn Link-Störungen von Knotenstörungen unterschieden werden könnten, würde die Validität der Annahme der unabhängigen Störung verstärkt, was es erlauben würde, dass Backup-Tunnel in einer verteilten Weise berechnet werden könnten und ohne weiteres mit null Bandbreite in Übereinstimmung mit den Techniken signalisiert werden könnten, die in der US-Patentanmeldung 10/038,259 offenbart sind, ohne Kompromisse bezüglich der Bandbreitengarantien schließen zu müssen.
Was benötigt wird, sind Systeme und Verfahren zum Bestimmen, ob ein Link oder ein benachbarter Knoten, mit dem der Link verbunden ist, ausgefallen ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Systeme und Verfahren zum Unterscheiden einer Knotenstörung von einer Linkstörung sind mittels eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Durch das Stärken der Annahme von unabhängigen Störungen wird die gemeinsame Nutzung von Bandbreite zwischen Backup-Tunneln, die Links und Knoten eines Netzes schützen, sowie auch die verteilte Berechnung der Backup-Tunnel-Platzierung erleichtert. Auf diese Weise kann ein Backup-Tunnel-Überlagerungs-Netz im Falle einer Störung eine garantierte Bandbreite bereitstellen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Betreiben eines ausgewählten Knotens zur Unterscheidung zwischen der Störung eines mit dem ausgewählten Knoten verbundenen Links und der Störung eines benachbarten Knotens, der mit dem ausgewählten Knoten durch den Link verbunden ist, bereit. Das Verfahren umfasst: Vorkonfigurieren eines Ersatzpfads von dem ausgewählten Knoten zu dem benachbarten Knoten, wobei der Ersatzpfad den Link nicht enthält, und nach Ermitteln einer Kommunikationsstörung über den Link Verwenden des Ersatzpfads, um den Betrieb des benachbarten Knotens zu verifizieren.
Ein weiteres Verständnis der Art und der Vorteile der hier angegebenen Erfindungen kann unter Bezugnahme auf die restlichen Teile der Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen realisiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine Netzvorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht eine Netzkonfiguration, die bei der Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte des Unterscheidens einer Linkstörung von einer Knotenstörung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt.
BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Beschreibung wird unter Bezugnahme auf eine repräsentative Netzumgebung beschrieben, die eine bestimmte repräsentative Kombination von Protokollen verwendet, um Daten durch das Netz zu bewegen. 2 veranschaulicht eine bestimmte Konfiguration von Netzknoten in einer solchen Umgebung. Die Netzknoten sind durch Links miteinander verbunden, die unter Verwendung jedes Typs eines physikalischen Mediums wie z.B. eines optischen Mediums, eines drahtlosen Mediums, eines verdrillten Leitungspaars, etc., implementiert sein können.
In einem Ausführungsbeispiel interoperieren die Knoten von 2 in einer Art und Weise, die von verschiedenen Protokollen spezifiziert wird, die zum Beispiel TCP/IP, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, geeignete Verbindungsschichtprotokolle wie etwa das Link Management Protocol (LMP) und Protokolle umfassen, die von den folgenden Dokumenten definiert werden:

E. Rosen, et al., "Multiprotocol Label Switching Architecture," RFC 3031, Internet Engineering Task Force, Januar 2001.
Graden, et al. "Resource ReSerVation Protocol (RSVP)-Version 1 Functional Specification," RFC 2205, Internet Engineering Task Force, September 1997.
Awduche, et al., "Requirements for Traffic Engineering Over MPLS" RFC 2702, Internet Engineering Task Force, September 1999.
Ashwood-Smith, et al., "Generalized MPLS Signaling – RSVP-TE Extensions", Internet Draft, Internet Engineering Task Force, Oktober 2001.
Pan, et al., "Fast Reroute Techniques in RSVP-TE,", Internet Draft, Internet Engineering Task Force, Oktober 2001.

Die Inhalte der obigen Dokumente werden hiermit durch Erwähnung in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke Bestandteil dieser Patentanmeldung.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Knoten von 2 IP Router, die das Multiprotocol Label Switching (MPLS) implementieren und im Wesentlichen als labelvermittelte Router (LSRs, label switched routers) arbeiten. Die Knoten von 2 können auch MPLS Traffic Engineering (MPLS TE) und/oder Diffserv-Aware Traffic Engineering implementieren. Der Verkehr fließt durch Ende-zu-Ende-LSPs, die so konfiguriert sind, dass sie garantierte Bandbreiten, Latenzzeit, Jitter, etc. anbieten. Dieser Typ von Umgebung ist aber lediglich repräsentativ. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind ungeachtet der Eigenschaften des Verkehrs, der quer durch das Netz übertragen wird, anwendbar.
Wenn ein gegebener LSP in einem Netz, der MPLS TE verwendet, eine Knoten- oder Linkstörung erfährt, wird die Kopfstation, d.h., der Eintritt, einen neuen LSP als einen Ersatz dafür einrichten. Aber dieser Prozess dauert viel länger, als dies wünschenswert ist. Demgemäß wird eine lokale Fast-Reroute-Fähigkeit bereitgestellt, so dass dann, wenn ein Knoten oder ein Link ausfallen, ein LSP temporär um den ausgefallenen Link oder den ausgefallenen Knoten herum umgeleitet wird, während ein neuer Ende-zu-Ende-LSP an der Kopfstation eingerichtet wird.
Jeder Link (ein bidirektionaler Link wird als zwei Links mit identischen Endpunkten betrachtet) wird von einem oder mehreren Backup-Tunneln geschützt, die den geschützten Link nicht enthalten. (Ein) Backup-Tunnel kann bzw. können auch kollektiv eine Linkgruppe mit gemeinsamem Risiko (SRLG; shared risk link group), d.h., eine Gruppe von Links schützen, bei denen damit gerechnet wird, dass sie gleichzeitig ausfallen, weil sie sich zum Beispiel eine gemeinsame Faser teilen. Jeder Knoten wird von einem oder mehreren Backup-Tunneln geschützt, der bzw. die den geschützten Knoten nicht enthält/enthalten.
Um sicherzustellen, dass Bandbreitengarantien während Fast-Reroute-Bedingungen weiterhin erfüllt werden, sind Backup-Tunnel vorzugsweise mit einer ausreichenden Bandbreite konfiguriert, um den gesamten Primärverkehr durch den geschützten Link, die geschützte SRLG oder den geschützten Knoten zu unterstützen. Dies ist nicht praktikabel, außer man nimmt an, dass Störungen nicht gleichzeitig stattfinden werden, und dass deshalb die Bandbreite, die für Backup-Tunnel zur Verfügung steht, von geschützten Elementen gemeinsam genutzt werden kann. Aber mit dieser Annahme kann die Backup-Bandbreite garantiert werden, vorausgesetzt, die Backup-Tunnel, die irgendein Element schützen, verbrauchen nicht mehr Backup-Bandbreite als zur Verfügung steht. Weitere Einzelheiten bezüglich der Konfigurierung und der Platzierung von Backup-Tunneln sind in der US-Patentanmeldung Nr. 10/080,956 , der US-Patentanmeldung Nr. 10/038,259 und der US-Patentanmeldung 10/052,665 offenbart.
Eine Störung eines benachbarten Knotens kann durch das Ausbleiben von erwarteten RSVP Hello Nachrichten erkannt werden. Eine Störung eines Links kann durch zum Beispiel Alarmbedingungen erkannt werden, die von der physikalischen Schicht und/oder der Verbindungsschicht berichtet werden. Wenn ein Knoten ausfällt, kann es sein, dass er die Links, mit denen er verbunden ist, ebenfalls zum Ausfallen bringt, aber dies muss nicht so sein. Wenn ein Link ausgefallen ist, wird ein Knoten, mit dem der Link verbunden ist, die Linkstörung erkennen, aber es kann sein, dass er nicht realisiert, dass der benachbarte Knoten an dem anderen Ende des ausgefallenen Links ausgefallen sein mag.
Um die Annahme der unabhängigen Störung aufrechtzuerhalten, ist es wünschenswert, dass dann, wenn ein Link oder eine SRLG ausfällt, der Verkehr durch den/die Backup-Tunnel umgeleitet wird, der/die den Link oder die SRLG schützt/schützen, und wenn ein Knoten ausfällt, wird der Verkehr durch den/die Backup-Tunnel umgeleitet, der/die den Knoten schützt/schützen. Aber um dies durchzuführen, ist es notwendig, exakt zwischen einer Linkstörung und einer Knotenstörung zu unterscheiden. Aber kein bekannter Mechanismus aus dem Stand der Technik erlaubt eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten von Störungen unter allen Umständen. Insbesondere dann, wenn eine Linkstörung erfasst wird, ist es im Augenblick unmöglich, in den meisten Fällen zu entscheiden, ob es nur dieser Link ist, der ausgefallen ist, oder ob der Knoten auf der anderen Seite des Links ausgefallen ist und auch den Ausfall seiner benachbarten Links verursacht hat. Als Folge davon ruft die augenblickliche Einrichtung gleichzeitig Backup-Tunnel, die eingerichtet sind, um den Link zu schützen, und Backup-Tunnel auf, die berechnet sind, um den Knoten zu schützen. Wenn Bandbreitengarantien gewünscht werden, wenn eine solche Störung vorliegt, dann kann ein solches gleichzeitiges Aufrufen zu dem Verlust der Bandbreitengarantien führen.
Ein weiteres Beispiel eines ähnlichen Phänomens wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Es sei angenommen, dass ein Verkehr, der von dem Knoten K durch den Knoten J zu dem Knoten I fließt, eine gesamte Bandbreitenanforderung von 1 Mbps aufweist. Es sei angenommen, dass der Link von dem Knoten M zu dem Knoten N nur 1 Mbps von verfügbarer Backup-Bandbreite aufweist, und dass alle anderen Links eine Bandbreite von 10 Mbps für den Schutz aufweisen. Unter der Annahme, dass die Knoten J und K nicht gleichzeitig ausfallen, kann dieser Verkehr vor dem Ausfall des Knotens J geschützt werden, indem ein Backup-Tunnel eingerichtet wird, der die Knoten K, M, N und I umfasst (weil der Pfad K-M-N-I genügend Bandbreite aufweist, um 1 Mbps von Verkehr unterzubringen, der von K zu J zu I fließt). Es sei angenommen, dass der Verkehr, der von dem Knoten J durch den Knoten K zu dem Knoten L fließt, ebenfalls eine Gesamtbandbreitenanforderung von 1 Mbps aufweist. Dieser Verkehr kann vor dem Ausfall des Knotens K geschützt werden, indem ein Backup-Tunnel eingerichtet wird, der die Knoten J, M, N und L umfasst, weil der Pfad J, M, N, L genügend Bandbreite aufweist, um 1 Mbps von Verkehr unterzubringen, der von J zu K zu L fließt. Beide Knoten J und K können von zwei unterschiedlichen Backup-Tunneln geschützt werden, die jeweils separat 1 Mbps Bandbreite auf dem Link MN benötigen, der nur eine verfügbare Bandbreite von 1 Mbps aufweist, weil die Platzierung dieser Tunnel annimmt, dass nur einer der Knoten J und K zum gleichen Zeitpunkt ausfallen kann.
Aber die Unfähigkeit, Knotenstörungen zuverlässig von Linkstörungen unterscheiden zu können, kann bewirken, dass die Backup-Bandbreite überschritten wird. Es sei der Fall betrachtet, bei dem der Link zwischen den Knoten J und K eine bidirektionale Störung erfährt, aber die Knoten J und K funktionsfähig bleiben. Nach dem Ermitteln der Linkstörung kann sich der Knoten J verhalten, wie wenn der Knoten K ausgefallen wäre, und kann den oben beschriebenen Backup-Tunnel aufrufen, der den Knoten K schützt. In ähnlicher Weise kann der Knoten K die Linkstörung der anderen Linkrichtung ermitteln und sich so verhalten, als ob der Knoten J ausgefallen wäre, und kann den anderen Backup-Tunnel aufrufen, der oben beschrieben ist. Nun werden beide Backup-Tunnel, die sich den Link von dem Knoten M zu dem Knoten N teilen, benötigt und überschreiten die zur Verfügung stehende Backup-Bandbreite, da die Annahme der unabhängigen Störung implizit nicht eingehalten worden ist, obwohl keiner der beiden Knoten tatsächlich ausgefallen ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können Szenarien wie diejenigen, die oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben worden sind, verhindert werden, indem exakt zwischen einer Link- und einer Knotenstörung zu dem Zeitpunkt der Störung unterschieden wird und dann Backup-Tunnel eingesetzt werden, die für das ausgefallene Element vorkonfiguriert worden sind. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte des Unterscheidens zwischen Link- und Knotenstörungen und des Reagierens in geeigne ter Weise gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt.
Der Mechanismus, der unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, stellt an jeder Schnittstelle einen Ersatzpfad für einen Knoten bereit, damit dieser mit seinem Nachbar eine Kontaktaufnahme versuchen kann, wenn die Kommunikation durch einen direkten Link verloren gegangen ist. Beim Schritt 302 wird dieser Pfad vorkonfiguriert. Der Schritt 302 kann als ein Teil des gleichen Prozesses durchgeführt werden, der im allgemeinen Backup-Tunnel einrichtet, und kann zentral oder in einer verteilten Art und Weise durchgeführt werden. Für jeden bidirektionalen Link werden zwei solcher Kontaktpfade zwischen den Knoten, die zu dem Link benachbart sind, eingerichtet, und zwar einer für jede Richtung.
Die Kontaktpfade sollten vorzugsweise nicht den direkten Link, irgendeinen Link in der gleichen SRLG oder irgendeinen Link parallel zu diesem direkten Link umfassen, weil im Falle eines Ausfalls eines benachbarten Knotens alle solchen parallelen Links gleichzeitig ausfallen können, und der Ersatzkontaktpfad würde dann nicht zur Verfügung stehen. Die Kontaktpfade können Backup-Tunnel sein, wie etwa diejenigen, die verwendet werden, um die Knoten und die Links zu schützen, die aber nur eine minimale Bandbreite benötigen. Ein Backup-Tunnel kann einen alternativen Kontaktpfad für mehrere Links bereitstellen. Es ist vorzuziehen, die Kontaktpfade mit einer minimalen Pfadlänge einzurichten, um die Laufzeit zu minimieren. Wenn Informationen wie zum Beispiel bezüglich der Mitgliedschaft in SRLGs zur Verfügung stehen, sollten die Kontaktpfade alle Links in der gleichen SRLG vermeiden. In einem Ausführungsbeispiel werden die Backup-Tunnel, die einen Link schützen, auch dazu verwendet, den Kontaktpfad für Störungserkennungszwecke bereitzustellen.
Ein Schritt 304 tritt während einer Netzoperation auf. Beim Schritt 304 erkennt ein Knoten den Verlust der Kommunikation über einen angrenzenden Link. Diese Erkennung der Störung kann von einer Alarmierungsnachricht von der Verbindungsschicht oder der physikalischen Schicht oder von einem Verlust des RSVP Hello Austausches herrühren, der entlang eines MPLS TE LSP erwartet wird. In der Abwesenheit von weiteren Informationen bezüglich zum Beispiel dessen, ob der Link selber ausgefallen ist oder ob ein benachbarter Knoten, der durch den Link erreicht wird, ausgefallen ist, wird beim Schritt 306 Verkehr in den/die Backup-Tunnel umgeleitet, der/die den Link schützt/schützen. Dies wird durchgeführt, um die Wiederherstellungszeit zu minimieren, wenn die Störung tatsächlich eine Linkstörung ist. Dann versucht der Knoten beim Schritt 308 einen Kontakt mit seinem Nachbar über den Ersatzpfad herzustellen, der für diesen Zweck eingerichtet ist. Der Kontakt kann in der Form einer RSVP Hello Nachricht stattfinden, auf die eine Antwort erwartet wird. Ein Schritt 310 testet, ob der Kontakt erfolgreich ist. Wenn der Kontakt erfolgreich war, bestimmt ein Schritt 312, dass der Knoten funktionsfähig ist und dass der Link ausgefallen ist. Dann wird beim Schritt 314 Verkehr, der für den benachbarten Knoten bestimmt ist, weiter durch den/die Backup-Tunnel umgeleitet, der/die den ausgefallenen Link schützt/schützen.
Wenn der Kontakt nicht erfolgreich war, stellt der Schritt 316 fest, dass der benachbarte Knoten ausgefallen ist. Der Verkehr, der vorher zu dem/den Backup-Tunnel(n) verschoben wurde, der/die den Link schützt/schützen, wird nun beim Schritt 318 zu dem/den Backup-Tunnel(n) verschoben, der/die den benachbarten Knoten schützt/schützen.
Der Schritt 316 kann auch erreicht werden, wenn es eine Angabe (z.B. Empfang einer Pfadfehler- oder RSVP-Benachrichtigungsnachricht, etc.) gibt, dass der Backup-Tunnel, der den ausgefallenen Link schützt, ebenfalls ausgefallen ist. In diesem Fall wird der Kontaktversuch abgebrochen, und der Schritt 310 kann übersprungen werden, da ein Ausfall eines benachbarten Knotens auf der Grundlage des Backup-Tunnel-Ausfalls gefolgert werden kann.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die RSVP Hello Nachrichten periodisch durch den Ersatzpfad gesendet, selbst wenn keine Störung erfasst worden ist. In diesem Fall kann der Schritt 310 seinen Zweck erfüllen, indem der den Status des stattfindenden Austausches prüft. In Situationen, in denen eine Laufzeitverzögerung entlang des Ersatzkontaktpfades beträchtlich ist, kann dies die Entscheidung beschleunigen, ob eine Knotenstörung oder eine Linkstörung aufgetreten ist. Dieser routinemäßige RSVP Hello Nachrichtenaustausch über den Ersatzpfad kann einen RSVP Hello Austausch in Reaktion auf eine ermittelte Störung ergänzen oder ersetzen. Wenn von dem Linkstö rungserkennungsmechanismus erwartet wird, dass er schnell reagiert, und die Laufzeitverzögerung über den Ersatzpfad kurz ist, kann es vorzuziehen sein, den RSVP Hello Austausch über den Ersatzkontaktpfad nur im Falle einer ermittelten Störung zu initiieren. Im Gegensatz dazu kann es dann, wenn die Laufzeitverzögerung groß ist, vorzuziehen sein, sich auch den routinemäßigen Austausch von RSVP Hellos zu verlassen.
Es wird zu sehen sein, dass durch das exakte Unterscheiden zwischen einer Link- und einer Knotenstörung Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Annahme stärken, dass eine schnelle Umleitung (Fast Reroute) nur auf eine einzige Störung zu einem bestimmten Zeitpunkt reagieren muss. Auf diese Weise kann eine garantierte Bandbreite unter Störungsbedingungen ohne Weiteres kontinuierlich bereitgestellt werden, selbst wo es notwendig ist, exakt zwischen Link- und Knotenstörungen zu unterscheiden.
NETZVORRICHTUNGSEINZELHEITEN
1 veranschaulicht eine Netzvorrichtung 100, die verwendet werden kann, um irgendeinen der beschriebenen Knoten oder eine Netzmanagement-Workstation zu implementieren. In einem Ausführungsbeispiel ist die Netzvorrichtung 100 eine programmierbare Maschine, die in Hardware, Software oder in irgendeiner Kombination daraus implementiert werden kann. Ein Prozessor 102 führt einen Code aus, der in einem Programmspeicher 104 gespeichert ist. Der Programmspeicher 104 ist ein Beispiel eines computerlesbaren Speichermediums. Der Programmspeicher 104 kann ein flüchtiger Speicher sein. Eine andere Form von computerlesbarem Speichermedium, das die gleichen Codes speichert, wäre ein Typ eines nichtflüchtigen Speichers, wie etwa Floppy Disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, Festplatten, Flash-Speicher, etc.. Eine Trägerwelle, die den Code quer durch ein Netz trägt, ist ein weiteres Beispiel für ein computerlesbares Speichermedium.
Die Netzvorrichtung 100 ist mit physischen Medien über eine Vielzahl von Netzschnittstellen 106 verbunden. Zum Beispiel kann eine der Netzschnittstellen 106 mit einer Glasfaser koppeln und kann geeignete physikalische Schicht- und Verbindungsschicht-Funktionalitäten beinhalten. Andere Beispiele von Netzschnittstellen umfassen Ethernet-Schnittstellen, DSL- Schnittstellen, Gigabit Ethernet-Schnittstellen, 10-Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, etc.. Während die Pakete von der Netzvorrichtung 100 empfangen, verarbeitet und weitergeleitet werden, können sie in einem Paketspeicher 108 gespeichert werden. Die Netzvorrichtung 100 implementiert alle Netzprotokolle und Erweiterungen davon, die oben beschrieben wurden, sowie auch die Netzübertragungsmerkmale, die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
Es ist klar, dass die Beispiele und Ausführungsbeispiele, die hier beschrieben sind, nur für illustrative Zwecke gedacht sind, und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen im Hinblick auf diese den Fachleuten auf dem Gebiet innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche nahegelegt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines ausgewählten Knotens zur Unterscheidung zwischen der Störung eines mit dem ausgewählten Knoten verbundenen Links und der Störung eines benachbarten Knotens, der mit dem ausgewählten Knoten durch den Link verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst: Vorkonfigurieren eines Ersatzpfads von dem ausgewählten Knoten zu dem benachbarten Knoten (302), wobei der Ersatzpfad den Link nicht enthält; und nach Ermitteln einer Kommunikationsstörung über den Link (304) Verwenden des Ersatzpfads, um den Betrieb des benachbarten Knotens (308, 310) zu verifizieren.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: bei Kommunikationsstörung über den Ersatzpfad, Bestimmen, dass der benachbarte Knoten ausgefallen ist (316).
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: bei erfolgreicher Kontaktierung des anderen Knotens über den Ersatzpfad, Bestimmen, dass der andere Knoten nicht ausgefallen ist (312).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ersatzpfad einen Backup-Tunnel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Backup-Tunnel einen MPLS Traffic Engineering Backup-Tunnel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Backup-Tunnel auch den Link schützt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verwenden des Ersatzpfads zur Verifizierung des Betriebs des benachbarten Knotens umfasst: Durchführen eines RSVP Hello Austauschs.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: bei Fehlschlagen des Kontaktierens des anderen Knotens über den Ersatzpfad, Bestimmen, dass der andere Knoten ausgefallen ist (316); und Umleiten des Verkehrs um den anderen Knoten (316) herum und in wenigstens einen Backup-Tunnel, der so konfiguriert ist, dass er den anderen Knoten schützt.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: bei erfolgreichem Kontaktieren des anderen Knotens über den Ersatzpfad, Bestimmen, dass der Link ausgefallen ist (312); und Umleiten des Verkehrs um den Link (314) herum und in wenigstens einen Backup-Tunnel, der den Link schützt.
Computerprogramm oder Computerprogrammerzeugnis, das Befehle zum Durchführen aller Schritte eines in den vorhergehenden Ansprüchen beanspruchten Verfahrens enthält.
Vorrichtung, die einen ausgewählten Knoten betreibt zur Unterscheidung zwischen der Störung eines mit dem ausgewählten Knoten verbundenen Links und der Störung eines benachbarten Knotens, der mit dem ausgewählten Knoten durch den Link verbunden ist, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Vorkonfigurieren eines Ersatzpfads von dem ausgewählten Knoten zu dem benachbarten Knoten (302), wobei der Ersatzpfad den Link nicht enthält; und eine Einrichtung zum Verwenden des Ersatzpfads, nach Ermitteln einer Kommunikationsstörung über den Link (304), um den Betrieb des benachbarten Knotens (308, 310) zu verifizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die des Weiteren aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen, bei Kommunikationsstörung über den Ersatzpfad, dass der benachbarte Knoten ausgefallen ist (316).
Vorrichtung nach Anspruch 12, die des Weiteren aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen, bei erfolgreicher Kontaktierung des anderen Knotens über den Ersatzpfad, dass der andere Knoten nicht ausgefallen ist (312).
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Ersatzpfad einen Backup-Tunnel aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Backup-Tunnel einen MPLS Traffic Engineering Backup-Tunnel aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Backup-Tunnel auch den Link schützt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum Verwenden des Ersatzpfads zum Verifizieren des benachbarten Knotens aufweist: eine Einrichtung zum Durchführen eines RSVP Hello Austauschs.
Vorrichtung nach Anspruch 12, die des Weiteren aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen, bei Fehlschlagen des Kontaktierens des anderen Knotens über den Ersatzpfad, dass der andere Knoten ausgefallen ist (316); und eine Einrichtung zum Umleiten des Verkehrs um den anderen Knoten (316) herum und in wenigstens einen Backup-Tunnel, der so konfiguriert ist, dass er den anderen Knoten schützt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, die des Weiteren aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen, bei erfolgreichem Kontaktieren des anderen Knotens über den Ersatzpfad, dass der Link ausgefallen ist (312); und eine Einrichtung zum Umleiten des Verkehrs um den Link (314) herum und in wenigstens einen Backup-Tunnel, der den Link schützt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, die eine Netzvorrichtung aufweist mit: einem Prozessor; einem Speicher, wobei der Speicher Befehle zur Ausführung auf dem Prozessor speichert, wobei die Befehle Code zum Implementieren aller Schritte eines in den Ansprüchen 1 bis 9 beanspruchten Verfahrens enthalten.