EP1500237A1 - Verfahren zur berwachung der verfügbarkeit von verbindungen in mpls-netzen - Google Patents

Verfahren zur berwachung der verfügbarkeit von verbindungen in mpls-netzen

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Publication number
EP1500237A1
EP1500237A1 EP03727217A EP03727217A EP1500237A1 EP 1500237 A1 EP1500237 A1 EP 1500237A1 EP 03727217 A EP03727217 A EP 03727217A EP 03727217 A EP03727217 A EP 03727217A EP 1500237 A1 EP1500237 A1 EP 1500237A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mpls
connection
packets
oam
lsp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03727217A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Klink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1500237A1 publication Critical patent/EP1500237A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/50—Testing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/50—Routing or path finding of packets in data switching networks using label swapping, e.g. multi-protocol label switch [MPLS]

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • the OAM functionality (Operation and Maintenance) is to be regarded as an essential part of the operation of public communication networks. It supports the quality of the network performance while reducing the operating costs of the network. It makes a significant contribution, particularly with regard to the quality of service of the information transmitted (QoS).
  • QoS quality of service of the information transmitted
  • the operator of a communication network can gain knowledge at any time as to whether the quality of service guaranteed for a connection (service level agreement) is being met. For this, the operator must know the availability of existing connections (connection "up ⁇ or" down) as well as the time delay in the transmission of the information (delay, delay variation), the - possibly averaged - deviation from the otherwise usual distance between two Information transmissions (delay jitter), or the number of information not allowed to be transmitted at all (blocking rate, error performance).
  • MPLS networks are currently proposed for the transmission of information on the Internet.
  • MPLS networks Multiprotocol Packet Label Switching
  • information is transmitted using MPLS packets.
  • MPLS packets have a variable length, each with a header and an information part. The header part is used to record connection information while the information part is used to record useful information. IP packets are used as useful information.
  • the connection information contained in the header is designed as an MPLS connection number. However, this is only valid in the MPLS network.
  • Fig. 1 it is assumed as an example that information such. B. can be supplied from a subscriber TLN1 to a subscriber TLN2.
  • the sending subscriber TLN1 is connected to the Internet network IP, through which the information is routed according to an Internet protocol, such as the IP protocol. This protocol is not a connection-oriented protocol.
  • the Internet network IP has a plurality of routers R, which can be meshed with one another.
  • the receiving subscriber TLN2 is connected to a further Internet network IP.
  • An MPLS network is inserted between the two Internet networks IP, through which information in the form of MPLS packets is switched through in a connection-oriented manner. This network also has a plurality of routers meshed with one another.
  • LSR label switched routers
  • QoS quality of service
  • the invention has for its object to show a way how information about the availability of existing connections in MPLS networks can be collected with little effort.
  • the invention is achieved on the basis of the features specified in the preamble of claim 1 by the characterizing features.
  • MPLS-OAM-LAV packets are now used for monitoring (verification) the availability of a MPLS connection (MPLS label switched path) by periodically in at the source of a connection section the packet stream of the packets transmitted in total is inserted and checked periodically at the sink of the connecting section for their arrival.
  • the connection to be monitored (LSP) is declared unavailable if none of the OAM-LAV packets has been received after a predefined time.
  • FIG 1 shows the basic conditions in an MPLS network
  • Figure 2 shows an end-to-end connection between two participants
  • Figure 3 shows the relationships in the packet header and in the information part of an MPLS-OAM packet
  • FIG. 2 shows a connection (label switched path, LSP) between two subscribers TLN1, TLN2.
  • This connection is made via a plurality of nodes N1 ... N4, as a result of which a plurality of connection sections (label switched hop) are defined.
  • the nodes N1 ... N4 should be designed as routers LSR of an MPLS network.
  • an information flow arises between the subscriber TLN1 and the subscriber TLN2, which is formed from a plurality of MPLS packets carrying the user data.
  • MPLS-OAM packets can be inserted into this MPLS packet flow (inband LSP).
  • connections are defined via which only MPLS-OAM packets are routed (outband LSP).
  • in-band MPLS-OAM packets are useful for logging LSP connections on an individual basis. However, in some cases it may be more advantageous to define an out-of-band MPLS-OAM packet flow. An example of this is the MPLS group equivalent circuit.
  • MPLS-OAM packets In order to distinguish MPLS-OAM packets from MPLS packets carrying user data, the MPLS-OAM packets are marked.
  • the special marking mechanisms are shown in FIG. 3 and will be described in more detail later.
  • the sequence of several MPLS-OAM packets defines an MPLS-OAM packet flow. Basically, 3 different types of MPLS-OAM packet flow can exist simultaneously for an LSP connection:
  • End-to-end MPLS-OAM packet flow It is used in particular when OAM communication takes place between a source and a sink of an LSP connection. It is formed from MPLS-OAM packets, which are inserted in the source of the connection LSP in the user data stream and are taken out again at the sink. The MPLS-OAM packets can be recorded and monitored along the LSP connection to the Connection Point CP without interfering with the transmission process (passive monitoring).
  • the MPLS-OAM packet flow of type A is distinguished from the end-to-end defined MPLS-OAM packet flow. It is used in particular when OAM communication takes place between the nodes which delimit a connection section (segment) of type A (FIG. 2).
  • One or more Type A MPLS-OAM segments can be defined in the LSP connection, but they cannot be nested nor can they overlap with other Type A segments.
  • the MPLS-OAM packet flow of type B is finally distinguished from the two types of packet flow mentioned above. It is used in particular when OAM communication takes place between the nodes which delimit a type B connection section (FIG. 2).
  • One or more Type B MPLS OAM segments can be defined in the LSP connection, but they cannot be nested nor can they overlap with other Type B segments.
  • an MPLS-OAM packet flow (end-to-end, type A, type B) is formed from MPLS-OAM packets, which are inserted into the user data stream at the beginning of a segment and at the end of the Segment can be removed from this. They can be recorded and edited along the connection LSP at the connection points CP without interfering with the transmission process.
  • Each connection point CP in the connection LSP including the sources and sinks of the connection can be configured as an MPLS-OAM source or an MPLS-OAM sink, the MPLS-OAM packets originating from an MPLS-OAM source preferably being configured as “upstream” "'are to be configured.
  • the end points (source, sink) of the associated MPLS-OAM segment must be defined.
  • the definition of source and sink for an MPLS-OAM segment is not necessarily fixed for the duration of the connection. This means that the segment in question can be reconfigured, for example, using fields in the signaling protocol.
  • the segmented MPLS-OAM packet flow (type A or type B) can be nested within an end-to-end MPLS-OAM packet flow.
  • the connection points CP can be the source / sink of a segment flow (type A or type B) as well as the end-to-end MPLS-OAM packet flow.
  • the MPLS-OAM packet flow (segment flow) of type A is functionally independent of that of type B in terms of inserting, removing and processing the MPLS-OAM packets.
  • a connection point CP can therefore be the source and sink of an OAM segment flow of type A and type B at the same time.
  • the segments of type A can overlap with those of type B.
  • Type A segments overlap with Type B segments. Both segments can operate independently of one another and will therefore have no influence on one another. In MPLS equivalent circuits, however, overlapping can lead to problems.
  • the MPLS-OAM packets can be distinguished from MPLS packets carrying user data by using one of the EXP bits in the MPLS packet header.
  • this procedure offers a very simple possibility of differentiation.
  • This bit can be checked in the sink of an MPLS-OAM segment or at the connection points CP in order to filter out MPLS-OAM packets before further evaluations are carried out.
  • one of the MPLS connection numbers (MPLS label values) No. 4 to No. 15 in the header of the MPLS packet can be used as an identifier.
  • These MPLS connection numbers have been reserved by IANA.
  • the next identifier in the stack of the assigned connection LSP must indicate what the inband OAM functionality is carried out for.
  • This approach is somewhat more complex to implement, since the hardware in the OAM sink and the connection points CP requires two MPLS stack inputs for each MPLS-OAM packet.
  • the processing must be done in real time, i.e. in the connection points CP the OAM packets must be reinserted into the flow if the sequence order is adhered to. This is imperative to ensure correct performance monitoring results in the OAM sink.
  • MPLS-OAM-LAV packets are defined to monitor (verify) the availability (availability) of an MPLS connection LSP (hereinafter referred to as MPLS-LAV function). They are inserted into the flow of user information (inband flow) and are assigned to a specific connection LSP. This enables the availability of an LSP connection to be determined on an end-to-end basis or on a segmented basis.
  • MPLS-OAM-LAV packet intended for this purpose is inserted periodically per time interval (for example per second) at the source and periodically monitored for its arrival at the sink per time interval (for example per second). If after a predefined time (e.g. several seconds) and possibly multiple checks (e.g.
  • LSP ⁇ down s or "unavailable *.
  • the arrival of the MPLS-OAM-LAV packet is still checked periodically at the sink, and if it is received again at the sink after a predefined time (of several seconds), the connection becomes available again explained.
  • the MPLS-LAV function can be activated simultaneously on an end-to-end basis or segmented basis for each LSP connection on any interface CP or network element. Activation and deactivation is possible via signaling procedures as well as via manual configuration via network management. The activation can take place at any time, either during the connection establishment or afterwards.
  • a segment is monitored, it is first necessary to define the limits of the segment in question within the assigned LSP connection. This is usually done by first determining the source and sink.
  • the MPLS-LAV function can then be activated in the following. However, it must be inactive if the limits of a segment are to be changed or the segment is to be deleted, which is possible at any time.
  • the advantage of the MPLS-LAV function is that you can check whether the agreed (Service Level Agreement) Quality of Service parameters of the LSP connection in question have been complied with.
  • the failure of a connection LSP can thus be determined.
  • an MPLS equivalent circuit can be initiated or an alarm can be generated, which may be forwarded to the network operator.
  • a special MPLS-O ⁇ M packet (the MPLS-OAM-LAV packet) is inserted into the flow of MPLS-OAM packets of the associated LSP connection.
  • the insertion takes place in the source once per time interval (per second) using a free-running counter arranged here.
  • the MPLS-OAM-LAV packets arrive in the sink per time interval (second) after the transmission has taken place via the connection section arranged between the source and the sink.
  • a further counter “Time_since_last_LAV_lp *” is set to zero. Every time an MPLS-OAM-LAV packet arrives in the sink (usually per second), this packet is unpacked and a bit “LAV_lp_received *” is set to TRUE for the LSP connection in question. With the help of the further counter arranged in the sink (free running), the status of this bit “LAV_lp_received *” is now checked for the connection LSP per time interval:
  • the availability status is an indication of the occurrence of a connection failure (signal fail situation).
  • a signal "Signal Fail” is activated. If the connection is available, this signal is deactivated. This signal can then be used to initiate equivalent switching requests (MPLS protection switching) or alarms.
  • MPLS protection switching MPLS protection switching
  • Non-intrusive monitoring function can be provided as an additional function to the monitoring function (MPLS-LAV function).
  • the MPLS-OAM-L ⁇ V packets are only read during the monitoring process but not changed (non-intrusive). They can be determined at each of the connection points CP along the MPLS-OAM-LAV traffic flow on an end-to-end basis or segment basis by processing the content of the MPLS-OAM-L V packets passing the connection point CP, without characteristic quantities such.
  • B. the content of the packages is changed.
  • Monitoring takes place in addition to e.g. end-to-end monitoring, d. H. in this case, individual connection sections of the entire connection are checked.
  • Passive monitoring includes the same functionality as described for the MPLS-LAV function.
  • the advantage of the passive monitoring function can be seen in the fault localization. This can be used to implement a step-by-step method which can be used to determine which parts of the connection LSP are interrupted. The Ver- deterioration in transmission quality (signal degrade) can also be determined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorschlag, wie die Überwachung der Verfügbarkeit von Verbindungen in MPLS-Netzen mit geringem Aufwand realisiert werden kann. Hierzu werden speziell ausgebildete MPLS-OAM-Pakete (MPLS-OAM-LAV-Pakete) definiert. Diese werden in der Quelle (TLN1) einer Verbindung oder des Teilabschnittes einer Verbindung periodisch in den Verkehrsstrom von Nutzdatenpaketen eingefügt, wobei sie durch eine spezielle Markierung oder Kennung im Paketkopf von anderen MPLS-OAM-Paketen und den den nutzdatentragenden MPLS-Paketen unterscheidbar sind. An der Senke (TLN2) der Verbindung oder des Teilabschnittes der Verbindung werden sie periodisch auf ihr Eintreffen hin überprüft, und die Verbindung (LSP) wird als nicht verfügbar erklärt, wenn nach einer vordefinierten Zeit keines dieser Pakete empfangen wurde.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Überwachung der Verfügbarkeit von Verbindungen in MPLS-Netzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Beim Stand der Technik ist die OAM Funktionalität (Operation and Maintenance) als wesentlicher Bestandteil der Betriebsweise öffentlicher Kommunikationsnetze anzusehen. Sie unterstützt die Qualität der Netzperformance bei gleichzeitiger Reduktion der Betriebskosten des Netzes. Besonders im Hinblick auf die Dienstgüte der übertragenen Informationen (Qua- lity of Service, QoS) leistet sie einen wesentlichen Beitrag. Strategien bezüglich OAM-Funktionalitäten wurden bereits für SONET/SDH sowie für ATM-Netze vorgeschlagen.
Durch die OAM Funktionalität kann der Betreiber eines Kommunikationsnetzes jederzeit Kenntniss darüber erlangen, ob die für eine Verbindung garantierte Dienstgüte (Service Level Agreement) auch eingehalten wird. Hierzu muss der Betreiber die Verfügbarkeit bestehender Verbindungen (Verbindung „upλλ oder „down ) ebenso kennen, wie die zeitliche Verzögerung bei der Übermittlung der Informationen (Delay, Delay Variation) , die - ggf. gemittelte - Abweichung vom ansonsten üblichen Abstand zwischen je zwei Informationsübermittlungen (Delay Jit- ter) , oder die Anzahl der erst gar nicht zur Übermittlung zugelassenen Informationen (Blocking Rate, error Performance) .
Fällt beispielsweise eine Verbindung aus, muss unmittelbar der Fehler ermittelt (Fault detection) , lokalisiert (Fault lokalisation) , sowie gegebenenfalls die Verbindung auf eine Ersatzstrecke (Protection switching) umgeleitet werden können. Damit kann der Verkehrsfluss im Netz (Traffic flow) sowie die Vergebührung (Billing procedures) verbessert werden. Für Übertragungen von Informationen im Internet werden gegenwärtig MPLS-Netze vorgeschlagen. In MPLS-Netzen (Multiproto- col Packet Label Switching) werden Informationen mittels MPLS-Paketen übertragen. MPLS-Pakete weisen eine variable Länge mit jeweils einem Kopfteil sowie einem Informationsteil auf. Der Kopfteil dient der Aufnahme von Verbindungsinformation während der Informationsteil der Aufnahme von Nutzinformation dienlich ist. Als Nutzinformation werden IP-Pakete verwendet. Die im Kopfteil enthaltene VerbindungsInformation ist als MPLS-Verbindungsnummer ausgebildet. Diese hat aber lediglich im MPLS-Netz Gültigkeit. Wenn somit ein IP-Paket von einem Internet-Netz in das MPLS-Netz eindringt (Fig. 1) , wird diesem der im MPLS-Netz gültige Kopf eil vorangestellt. Darin sind alle Verbindungsinformationen enthalten, die den Weg des MPLS-Paketes im MPLS-Netz vorgeben. Verläßt das MPLS- Paket das MPLS-Netz, wird der Kopfteil wieder entfernt und das IP-Paket im sich daran anschließenden Internet-Netz nach Maßgabe des IP-Protokolls weitergeroutet. MPLS-Pakete werden unidirektional übertragen.
In Fig. 1 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass Informationen z. B. ausgehend von einem Teilnehmer TLNl einem Teilnehmer TLN2 zugeführt werden. Der sendende Teilnehmer TLNl ist dabei an das Internet-Netz IP angeschlossen, durch das die Informationen nach einem Internetprotokoll wie z.B. das IP-Protokoll geleitet werden. Dieses Protokoll ist kein ver- bindungsorientiertes Protokoll. Das Internet-Netz IP weist eine Mehrzahl von Routern R auf, die untereinander vermascht sein können. Der empfangende Teilnehmer TLN2 ist an ein weiteres Internet-Netz IP angeschlossen. Zwischen den beiden Internet-Netzen IP ist ein MPLS-Netz eingefügt, durch das Informationen in Form von MPLS-Paketen verbindungsorientiert durchgeschaltet werden. Dieses Netz weist ebenfalls eine Mehrzahl von miteinander vermaschten Routern auf. In einem MPLS-Netz können dies sogenannte Label Switched Router (LSR) sein. In MPLS-Netzen kommt der Garantie der Dienstgüte (Quality of Service, QoS) eine tragende Bedeutung zu. Insbesondere die Kentniss der Verfügbarkeit bestehender Verbindungen ist für den Betreiber ein wesentlicher Gesichtspunkt, da nach Maßgabe dieser Informationen Ersatzschaltungen vorgenommen sowie Statistiken geführt werden können. Allerdings liefert der Stand der Technik zur Lösung dieser Problematik keinen Beitrag.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Weg aufzuzeigen, wie Informationen über die Verfügbarkeit bestehender Verbindungen in MPLS-Netzen mit geringem Aufwand gesammelt werden können.
Die Erfindung wird ausgehend von den in Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Vorteilhaft an der Erfindung ist insbesondere das Vorsehen von speziell ausgebildeten MPLS-OAM-Paketen, die in den Ver- kehrsstrom von Nutzdatenpaketen eingefügt werden. Hierzu ist neben der Markierung oder Kennung im Paketkopf als MPLS-OAM- Paket (um die MPLS-OAM-Pakete von den nutzdatentragenden MPLS-Paketen zu unterscheiden) eine weitere Kennung erforderlich. Die derart definierten Pakete (im folgenden mit MPLS- OAM-LAV-Pakete bezeichnet) werden nun zur Überwachung (Verifikation) der Verfügbarkeit (Availability) einer MPLS- Verbindung (MPLS Label Switched Path) eingesetzt, indem sie an der Quelle eines Verbindungsabschnittes periodisch in den Paketstrom der insgesamt übertragenen Pakete eingefügt und periodisch an der Senke des Verbindungsabschnittes auf ihr Eintreffen hin überprüft werden. Die zu überwachende Verbindung (LSP) wird als nicht verfügbar erklär, wenn nach einer vordefinierten Zeit keines der OAM-LAV-Pakete empfangen wurde.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 die grundsätzlichen Verhältnisse in einem MPLS-Netz
Figur 2 eine End-to-End-Verbindung zwischen zwei Teilnehmer
Figur 3 die Verhältnisse im Paketkopf und im Informationsteil eines MPLS-OAM-Paketes
In Fig. 2 ist eine Verbindung (Lable Switched Path, LSP) zwischen zwei Teilnehmern TLNl, TLN2 aufgezeigt. Diese Verbindung wird über eine Mehrzahl von Knoten N1...N4 geführt, wodurch eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten (Lable Switched Hop) definiert werden. Die Knoten N1...N4 sollen als Router LSR eines MPLS-Netzes ausgebildet sein. Zwischen dem Teilnehmer TLNl und dem Teilnehmer TLN2 entsteht nun nach einem erfolgreichen Verbindungsaufbau ein Informationsfluss, der aus einer Mehrzahl von die nutzdatentragenden MPLS- Paketen gebildet wird. In diesen MPLS-Paketfluss können MPLS- OAM-Pakete eingefügt werden (Inband LSP) . Im Gegensatz hierzu werden Verbindungen definiert, über die ausschließlich MPLS- OAM-Pakete geführt werden (Outband LSP) . Grundsätzlich sind inband MPLS-OAM-Pakete nützlich, um Verbindungen LSP auf individueller Basis mitzuprotokollieren. In einigen Fällen jedoch kann es vorteilhafter sein, einen Out-of-Band MPLS-OAM- Paketfluss zu definieren. Ein Beispiel hierfür ist die MPLS- Gruppenersatzschaltung.
Um MPLS-OAM-Pakete von nutzdatentragenden MPLS-Paketen unterscheiden zu können, werden die MPLS-OAM-Pakete markiert. Die speziellen Markierungsmechanismen sind in Fig. 3 aufgezeigt und werden später noch im einzelnen näher beschrieben. Die Aufeinanderfolge mehrerer MPLS-OAM-Pakete definiert einen MPLS-OAM-Paketfluss. Grundsätzlich können 3 verschiedene Arten eines MPLS-OAM-Paketflusses gleichzeitig für eine Verbindung LSP existieren:
End-to-end MPLS-OAM-Paketfluss. Er wird insbesondere dann verwendet, wenn eine OAM Kommunikation zwischen einer Quelle und einer Senke einer Verbindung LSP erfolgt. Er wird aus MPLS-OAM-Paketen gebildet, die in der Quelle der Verbindung LSP in den Nutzdatenstrom eingefügt und an der Senke diesem wieder entnommen werden. Die MPLS-OAM-Pakete können entlang der Verbindung LSP an den Connection Point CP aufgezeichnet und überwacht werden, ohne dass in den Übertragungsprozess eingegriffen wird (passive Überwachung) .
Von dem End-to-end definierten MPLS-OAM-Paketfluss wird der MPLS-OAM-Paketfluss des Typs A unterschieden. Er wird insbesondere dann verwendet, wenn eine OAM Kommunikation zwischen den Knoten, die einen Verbindungsabschnitt (Segment) des Typs A begrenzen, erfolgt (Fig. 2) . Ein oder mehrere MPLS-OAM- Segmente des Typs A können in der Verbindung LSP definiert werden, sie können aber weder verschachtelt werden noch können sie sich mit anderen Segmenten des Typs A überlappen.
Von den beiden vorstehend genannten Arten des Paketflusses wird schließlich der MPLS-OAM-Paketfluss des Typs B unterschieden. Er wird insbesondere dann verwendet, wenn eine OAM Kommunikation zwischen den Knoten, die einen Verbindungsabschnitt des Typs B begrenzen, erfolgt (Fig. 2) . Ein oder mehrere MPLS-OAM-Segmente des Typs B können in der Verbindung LSP definiert werden, sie können aber weder verschachtelt werden noch können sie sich mit anderen Segmenten des Typs B überlappen.
Grundsätzlich wird ein MPLS-OAM-Paketfluss (end-to-end, Typ A, Typ B) aus MPLS-OAM-Paketen gebildet, die am Anfang eines Segmentes in den Nutzdatenstrom eingefügt und am Ende des Segmentes diesem wieder entnommen werden. Sie können entlang der Verbindung LSP an den Connection Points CP aufgezeichnet und bearbeitet werden, ohne dass in den Übertragungsprozeß eingegriffen wird. Jeder Connection point CP in der Verbindung LSP einschließlich der Quellen und Senken der Verbindung können als MPLS-OAM-Quelle oder MPLS-OAM-Senke konfiguriert werden, wobei die von einer MPLS-OAM-Quelle ausgehenden MPLS- OAM-Pakete vorzugsweise als „upstream"' zu konfigurieren sind.
Bevor MPLS-OAM-Pakete (end-to-end, Typ A, Typ B) über das MPLS-Netz übertragen werden, müssen die Endpunkte (Quelle, Senke) des zugehörigen MPLS-OAM-Segmentes definiert sein. Die Definition von Quelle und Senke für ein MPLS-OAM-Segment ist nicht notwendigerweise für die Dauer der Verbindung fest vorgegeben. Dies bedeutet, dass das betreffende Segment beispielsweise über Felder im Signalisierungsprotokoll rekonfiguriert werden kann.
Für jede Verbindung LSP ist eine Verschachtelung des segmen- tierten MPLS-OAM-Paketflusses (Typ A oder Typ B) innerhalb eines End-to-end MPLS-OAM-Paketflusses möglich. Die Connection points CP können dabei gleichzeitig Quelle/Senke eines Segmentflusses (Typ A oder Typ B) wie auch des End-to-end- MPLS-OAM-Paketflusses sein.
Der MPLS-OAM-Paketfluss (Segmentfluss) des Typs A ist funktioneil unabhängig von dem des Typs B im Hinblick auf Einfügen, Herausnehmen sowie Verarbeiten der MPLS-OAM-Pakete. Im allgemeinen ist daher das Verschachteln von MPLS-OAM-Paketen des Typs B mit denen des Typs A und umgekehrt möglich. Im Falle der Verschachtelung kann daher ein Conection point CP gleichzeitig Quelle und Senke auch eines OAM-Segmentflusses von Typ A und von Typ B sein.
Das Überlappen der Segmente des Typs A mit denen des Typs B ist in Abhängigkeit von der Netzarchitektur möglich. Beispielsweise können im Falle einer Punkt-zu-Punkt-Architektur Segmente des Typs A mit denen des Typs B überlappen. Beide Segmente können unabhängig voneinander operieren und werden sich daher in keiner Weise beeinflussen. In MPLS-Ersatz- schaltungen allerdings kann das Überlappen zu Problemen führen.
Die Unterscheidung der MPLS-OAM-Paketen von nutzdatentragenden MPLS-Paketen kann durch Verwendung eines der EXP-Bits im MPLS-Paketkopf durchgeführt werden. Insbesondere ist mit dieser Vorgehensweise eine sehr einfache Unterscheidungsmöglichkeit gegeben. In der Senke eines MPLS-OAM-Segmentes oder an den Connection points CP kann dieses Bit überprüft werden, um MPLS-OAM-Pakete herauszufiltern, bevor weitere Auswertungen vorgenommen werden.
Alternativ kann eine der MPLS-Verbindungsnummern (MPLS label values) Nr. 4 bis Nr. 15 im Kopfteil des MPLS-Pakets als Kennung verwendet werden. Diese MPLS-Verbindungsnummern wurden von der IANA reserviert. In diesem Fall muss die nächste Kennung im Stack der zugeordneten Verbindung LSP andeuten, wofür die Inband OAM-Funktionalität ausgeführt wird. Dieser Lösungsansatz ist etwas komplexer zu implementieren, da die Hardware in der OAM-Senke und den Connection points CP zwei MPLS-Stack-Eingänge für jedes MPLS-OAM-Paket benötigt. Selbstverständlich muss das Bearbeiten in Realtime erfolgen, d.h. in den Connection points CP müssen die OAM-Pakete wieder in den Fluss bei Einhalten der Sequenzreihenfolge eingefügt werden. Dies ist zwingend notwendig, um korrekte Performance- Monitoring Ergebnisse in der OAM-Senke sicherzustellen.
Zur Überwachung (Verifikation) der Verfügbarkeit (Availabili- ty) einer MPLS-Verbindung LSP (im folgenden mit MPLS-LAV- Funktion bezeichnet) werden MPLS-OAM-LAV-Pakete definiert. Sie werden in den Fluss der Nutzinformationen eingefügt (Inband Flow) und sind einer bestimmten Verbindung LSP zugeordnet. Damit kann die Verfügbarkeit einer Verbindung LSP auf end-to-end Basis oder segmentierter Basis ermittelt werden. Hierzu wird periodisch pro Zeitintervall (z.B. pro Sekunde) an der Quelle ein dafür vorgesehenes MPLS-OAM-LAV-Paket eingefügt und periodisch pro Zeitintervall (z. B. pro Sekunde) an der Senke auf sein Eintreffen hin überwacht. Falls nach einer vordefinierten Zeit (von z. B. mehreren Sekunden) und gegebenenfalls mehrfacher Überprüfung (z.B. 2 bis 3 mal) kein MPLS-OAM-LAV-Paket an der Senke empfangen worden ist, wird die Verbindung LSP als nicht verfügbar erklärt (LSP =ϊdowns oder „unavailable* ) . Im Falle der nicht verfügbaren Verbindung LSP wird weiterhin periodisch an der Senke die Ankunft des MPLS-OAM-LAV-Paket überprüft, und falls nach einer vordefinierten Zeit (von mehreren Sekunden) dieses wieder an der Senke empfangen wird, wird die Verbindung wieder als verfügbar erklärt.
Die MPLS-LAV-Funktion kann gleichzeitig auf end-to-end Basis oder segmentierter Basis für jede Verbindung LSP an einem beliebigen Interface CP oder Netzelement aktiviert werden. Aktivierung und Deaktivierung ist über Signalisierungsprozedu- ren ebenso möglich wie über manuelle Konfiguration via Netzmanagement. Die Aktivierung kann jederzeit erfolgen, also entweder während des Verbindungsaufbaus oder danach.
Wird ein Segment überwacht, ist es notwendig, zunächst die Grenzen des betreffenden Segmentes innerhalb der zugeordneten Verbindung LSP festzulegen. Dies erfolgt in der Regel dadurch, dass zunächst Quelle und Senke ermittelt werden. Im folgenden kann dann die MPLS-LAV-Funktion aktiviert werden. Sie muß aber inaktiv sein, wenn die Grenzen eines Segmentes verändert werden sollen oder das Segment gelöscht werden soll, was jederzeit möglich ist.
Der Vorteil der MPLS-LAV-Funktion liegt darin, überprüfen zu können, ob die verabredeten (Service Level Agreement) Quality of Service Parameter der betreffenden Verbindung LSP auch eingehalten worden sind. Hier ist insbesondere der Verfügbarkeitsstatus von Interesse, d.h. ob die Verbindung LSP verfüg- bar ist (LSP = „up* oder „available* ) oder nicht (LSP = „down* oder „unavailable* ) . Damit kann der Ausfall einer Verbindung LSP (Signal Fai Situations) festgestellt werden. In diesem Fall kann eine MPLS-Ersatzschaltung initiiert bzw. ein Alarm erzeugt werden, der gegebenenfalls an den Netzbetreiber weitergeleitet wird.
Wenn die MPLS-LAV-Funktion aktiviert ist, wird ein spezielles MPLS-OÄM-Paket (das MPLS-OAM-LAV-Paket) in den Fluss von MPLS-OAM-Paketen der zugeordneten Verbindung LSP eingefügt. Das Einfügen erfolgt in der Quelle einmal pro Zeitintervall (pro Sekunde) durch einen hier angeordneten freilaufenden Zähler.
Im Folgenden treffen die MPLS-OAM-LAV-Pakete nach erfolgter Übertragung über den zwischen Quelle und Senke angeordneten Verbindungsabschnitt pro Zeitintervall (Sekunde) in der Senke ein. Hierbei wird ein dort angeordneter weiterer Zähler „Time_since_last_LAV_lp* auf Null gesetzt. Jedes Mal wenn ein MPLS-OAM-LAV-Paket in der Senke (also in der Regel pro Sekunde) eintrifft, wird dieses Paket entpackt und ein Bit „LAV_lp_received* für die betreffende Verbindung LSP auf TRUE gesetzt. Mit Hilfe des in der Senke angeordneten weiteren Zählers (freilaufend) wird nun pro Zeitintervall der Zustand dieses Bits „LAV_lp_received* für die Verbindung LSP überprüft :
Wenn das Bit „LAV_lp_received* auf FALSE gesetzt ist, wird der Zähler „Time_ since_last_LAV_lp* um 1 erhöht solange der Zählerstand kleiner als 3 ist. Ist er exakt 3, bleibt der Zählerstand unverändert und der Zustand der zugehörigen Verbindung LSP wird auf nicht verfügbar gesetzt (LSP = „down* oder „unavailable* ) .
Wenn das Bit „LAV_lp_received* auf TRUE gesetzt ist, wird der Zähler „Time_since_last__LÄV_lp* um 1 vermindert solange der Zählerstand kleiner als 0 ist. Ist er exakt 0, bleibt der Zählerstand unverändert und der Zustand der zugehörigen Verbindung LSP auf verfügbar gesetzt („LSP = „up* oder „available* ) . Das Bit „LAV_lp_received* wird dann auf FALSE gesetzt .
Der Verfügbarkeitsstatus der Verbindung LSP (LSP = * available" , LSP = *unavailable" ) wird nun als Grundlage für weitere Informationen genommen. So ist der Verfügbarkeitsstatus ein Hinweis für das Auftreten des Ausfalls einer Verbindung (Signal Fail Situation) . Im Falle der Nichtverfügbarkeit wird ein Signal * Signal Fail" aktiviert. Im Falle der Verfügbarkeit der Verbindung wird diese Signal deakiviert. Mit Hilfe dieses Signales können dann Ersatzschalteanforderungen (MPLS Protection Switching) oder Alarme initiiert werden. Weiterhin kann im Rahmen von Diagnosemaßnahmen die Ortung des zugrundeliegenden Netzfehlers ermittelt werden.
Als Zusatzfunktion zur Überwachungsfunktion (MPLS-LAV- Funktion) kann eine weitere, rein passive Überwachungsfunkti- on (Non-intrusive Monitoring Funktion) vorgesehen sein. Hierbei werden die MPLS-OAM-LÄV-Pakete beim Überwachungsvorgang nur gelesen aber nicht verändert (non-intrusive) . Sie können an jedem der Connection Points CP entlang des MPLS-OAM-LAV- Verkehrsflusses auf end-to-end Basis oder Segment Basis ermittelt werden, indem der Inhalt der am Connection Point CP vorbeikommenden MPLS-OAM-L V-Pakete verarbeitet wird, ohne daß charakteristische Größen wie z. B. der Inhalt der Pakete verändert wird. Die Überwachung erfolgt zusätzlich zur z.B. end-to-end Überwachung, d. h. in diesem Fall werden einzelne Verbindungsabschnitte der gesamten Verbindung überprüft. Hierbei umfasst die passive Überwachung diesselbe Funktionalität wie für die MPLS-LAV-Funktion beschrieben.
Der Vorteil der passiven Überwachungsfunktion ist in der Fehlerlokalisierung zu sehen. Hiermit kann ein schrittweises Verfahren implementiert werden, mit dem ermittelbar ist, welche Teile der Verbindung LSP unterbrochen sind. Die Ver- schlechterung der Übertragungsqualität (Signal Degrade) kann ebenso ermittelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur verbindungsorientierten Übertragung von Paketen variabler Länge über, aus einer Mehrzahl von Verbindungsabschnitten gebildete Verbindungen (LSP) , wobei ein Teil der Pakete mit einer Kennung versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Teil der mit der Kennung versehenen Pakete mit einer weiteren Kennung beaufschlagt wird, dass diese mit der weiteren Kennung beaufschlagten Pakete an der Quelle eines Verbindungsabschnittes periodisch in den Paketstrom der insgesamt übertragenen Pakete eingefügt werden und periodisch an der Senke des Verbindungsabschnittes auf ihr Eintreffen hin überprüft werden, und die Verbindung (LSP) als nicht verfügbar erklärt wird, wenn nach einer vordefinierten Zeit keines dieser Pakete empfangen wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pakete variabler Länge nach einem Multi Protocol Label Switching Übertragungsverfahren (MPLS) übertragen werden, wodurch diese Pakete als MPLS-Pakete, die mit der Kennung versehenen MPLS-Pakete als MPLS-OAM-Pakete, und die zusätzlich mit der weiteren Kennung versehenen Pakete als MPLS-OAM- LAV-Pakete definiert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auch bei einer als nicht verfügbar erklärten Verbindung (LSP) weiterhin periodisch an der Senke das Eintreffen eines MPLS-OAM-LAV-Pakets überprüft wird, und im Falle daß nach einer vordefinierten Zeit MPLS-OAM-LÄV-Pakete wieder empfangen werden, die Verbindung als wieder verfügbar erklärt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die MPLS-OAM-LAV-Pakete als Segment MPLS-OAM- Verkehrsfluss ausgeprägt sind, und innerhalb eines Teilab¬ schnitts der Verbindung übertragen werden, und somit diesen Teilabschnitt auf Verfügbarkeit überwachen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Falle der Nichtverfügbarkeit der Verbindung (LSP) o- der des Teilabschnitts der Verbindung (LSP) diese Information (Alarm) an den Netzbetreiber weitergeleitet wird, oder einem Ersatzschalteverfahren zugeführt wird, welches Ersatzschaltemaßnahmen für die Verbindung (LSP) oder den Teilabschnitt der Verbindung (LSP) einleitet.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auch beliebige Unterabschnitte eines zwischen Quelle und Senke angeordneten Teilabschnittes überwacht werden und dass, falls nach einer vordefinierten Zeit keine MPLS-OAM-LAV- Pakete empfangen werden, die Verbindung (LSP) für den betroffenen Teilabschnitt als nicht verfügbar erklärt wird, wobei im Falle dass nach einer vordefinierten Zeit MPLS-OAM-LAV Pakete wieder empfangen werden, die Verbindung (LSP) für den betroffenen Teilabschnitt als wieder verfügbar erklärt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Informationen bezüglich der Verfügbarkeit einer Verbindung (LSP) in beliebigen zwischen Quelle und Senke liegenden Netzeinrichtungen verwendet wird, um im Rahmen von Diagnosemaßnahmen die Ortung des zugrundeliegenden Netzfehlers zu ermöglichen.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Überwachung der Verfügbarkeit einer Verbindung an Quelle und Senke benutzergesteuert mittels Netzsignalisierung oder über das Netzmanagement durch Initiierung geeigneter Steuerabläufe aktiviert und/ oder deaktiviert werden kann.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass innerhalb des MPLS-OAM-LAV-Paketes zur Überwachung der Verfügbarkeit der MPLS-Verbindung weitere Informationen übertragen werden, die für zusätzliche Funktionen eingesetzt werden können, um den Betrieb und die Überwachung des Kommunikationsnetzes zu unterstützten.
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