EP1500238A1 - Verfahren zur überprüfung der durchgängigkeit von verbindungen in mpls-netzen - Google Patents

Verfahren zur überprüfung der durchgängigkeit von verbindungen in mpls-netzen

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Publication number
EP1500238A1
EP1500238A1 EP03727218A EP03727218A EP1500238A1 EP 1500238 A1 EP1500238 A1 EP 1500238A1 EP 03727218 A EP03727218 A EP 03727218A EP 03727218 A EP03727218 A EP 03727218A EP 1500238 A1 EP1500238 A1 EP 1500238A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oam
mpls
packets
connection
echo
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Withdrawn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
EP03727218A
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.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Siemens Corp
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, Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1500238A1 publication Critical patent/EP1500238A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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 obtain information at any time as to whether the quality of service guaranteed for a connection (service level agreement) is also 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 each two information transmissions (delay jitter), or the number of information not even allowed to be transmitted (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 is used to record connection information, while the information section is useful for recording 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 passed 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 nibbled together.
  • LSR label switched routers
  • QoS quality of service
  • the invention has for its object to show a way how information about the continuity of connections in MPLS networks can be provided with little effort.
  • the invention is achieved on the basis of the features specified in the preamble of claim 1 by the characterizing features.
  • An advantage of the invention is in particular the provision of specially designed MPLS-OAM packets which are inserted into the traffic flow of user data packets.
  • MPLS-OAM packets which are inserted into the traffic flow of user data packets.
  • another identifier is required.
  • the packets thus defined (hereinafter referred to as OAM-ECHO packets) are used to monitor the connectivity of an MPLS connection by inserting each of these packets into the traffic flow, where it is fed to further communication devices along the connection. The OAM-ECHO packet is then copied, buffered and routed in the communication devices.
  • the copied and cached packet is then sent back in the opposite direction towards the source, where all incoming copies are registered until the OAM-ECHO packet has either been extracted in the OAM sink or the connection has been interrupted at some point.
  • LSP continuity of the connection
  • 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
  • LSP Lable Switched Path
  • 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.
  • 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 connection LSP 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 removed from it again at the end of the segment. They can be recorded and edited along the connection LSP at the connection points CP without interfering with the transmission process.
  • connection point CP in the connection LSP can be configured as an MPLS-OAM source or MPLS-OAM sink, the MPLS-OAM packets originating from an MPLS-OAM source preferably as “upstream” ⁇ N 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 can overlap with type B segments. Both segments can operate independently of one another and will therefore have no influence on one another.
  • 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.
  • OAM-ECHO packets In order to monitor (verify) the continuity (connectivity) of an MPLS connection LSP, special MPLS-OAM packets, hereinafter referred to as OAM-ECHO packets, are defined.
  • OAM-ECHO packets For this purpose, the MPLS-OAM packets with a special identifier voltage (see Fig. 3).
  • the OAM-ECHO packets formed in this way are inserted into the flow of the useful information
  • Characteristic of the echo function is the fact that a single OAM-ECHO packet (downstream) sent in the source returns a plurality of packets as a response, specifically one packet for each connection point CP in a node through which the assigned connection LSP is routed. This continues until the OAM-ECHO packet is extracted in the sink, i. H. is taken from the stream of useful information, or until the continuity of the assigned connection is interrupted at any point.
  • the echo function can be operated on an end-to-end basis or segment basis.
  • segment base it is necessary to first define the limits of the MPLS-OAM segment for the assigned connection LSP. This is done by configuring the source and sink first.
  • the echo function is a very useful tool for checking the continuity of an LSP connection in an MPLS network if necessary. For example, the entire network can be checked for continuity before an MPLS network is put into operation, or special connections can be checked for a customer's complaint.
  • the echo function can be activated by an operator command for a specific connection LSP (end-to-end or segment basis) in each connection point CP.
  • LSP end-to-end or segment basis
  • the corresponding connection point CP must lie within the assigned OAM segment.
  • connection point e.g. a 5 second counter
  • Any further connection point (down- strea) forwards the OAM-ECHO packet towards the sink and at the same time creates a copy of the packet.
  • the OAM-ECHO packet is finally taken from the OAM traffic flow in the sink (ie in the sink of the segment or end-to-end).
  • the copies created at the connection points are now processed as follows:
  • the bit indicating the direction of transmission in the information part of the packet is changed from "downstream to" upstream *.
  • a location identifier is also entered in the information section of the OAM-ECHO package. This is representative of the node (node ID) of the MPLS node where the processing was carried out. The location also indicates (optionally) the assigned connection point (ingress or egress). The subsequent further processing of the package depends on whether a bidirectional or unidirectional mode of operation is to be used:
  • a feedback channel is required for the assigned connection LSP in order to send the copied OAM-ECHO packet back to the source (upstrea) where it was originally inserted (some MPLS protection switching configurations (e.g. bidirectional configuration and 1 : 1 architectures use such a feedback channel.
  • MPLS protection switching configurations e.g. bidirectional configuration and 1 : 1 architectures use such a feedback channel.
  • the same procedure can also be used in the case of the echo function:
  • the feedback channel is established by logically combining two unidirectional connections LSP to form a bidirectional whole. It is essential that both LSP connections follow the same physical route, but in opposite directions. The same network elements are traversed by both LSP connections. This procedure can be achieved by using LDP signaling methods (Label Distribution Protocol) with explicit routing, by predefining the same explicit route for both LSP connections in the forward and reverse direction.
  • LDP signaling methods Label Distribution Protocol
  • the following actions are carried out:
  • the MPLS node which originally transmitted an OAM-ECHO packet in the downstream direction, will now respond in
  • connection in the form of an upstream OAM-ECHO packet from each MPLS node (and each connection point) until the packet is either extracted in the OAM sink or the 5- Seconds counter has expired.
  • the connection is defined as interrupted.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorschlag, wie die Überwachung der Durchgängigkeit (Connectivity) von MPLS-Verbindungen in MPLS-Netzen durchgeführt werden kann. Hierzu werden speziell ausgebildeten MPLS-OAM-Pakete (OAM-ECHO-Pakete) in den Verkehrsstrom von Nutzdatenpaketen eingefügt und weiteren Kommunikationseinrichtungen entlang der Verbindung zugeführt. In den Kommunikationseinrichtungen wird das jeweilige OAM-ECHO-Paket zusätzlich kopiert, zwischengespeichert und weitergeroutet. Das kopierte und zwischengespeicherte Paket wird sodann in der Gegenrichtung zurück in Richtung Quelle übermittelt, wo alle ankommenden Kopien solange registriert werden, bis das OAM-ECHO-Paket entweder in der OAM-Senke extrahiert wurde oder eine vorgegebene Zeitspanne überschritten ist. Anhand der empfangenen und/ oder nicht empfangenen Kopien dieser Pakete ist feststellbar, ob die Durchgängigkeit der Verbindung (LSP) gewährleistet ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Überprüfung der Durchgängigkeit 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 Kenntnis darüber erlangen, ob die für eine Verbindung garantierte Dienstgüte (Service Level Agreement) auch eingehalten wird. Hierzu muss der Betreiber die Verfügbarkeit bestehender Verbindungen (Verbindung „up* 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 loka- lisation) , 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 Kopfteil 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 TLN1 einem Teilnehmer TLN2 zugeführt werden. Der sendende Teilnehmer TLN1 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 vernaschten 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. Hierbei spielt für den Netzbetreiber die Kenntnis über die Durchgängigkeit von MPLS-Verbindungen eine große Rolle. Nach Maßgabe dieser Informationen kann er für den Anwender entsprechende Verbindungen bereitstellen. Insbesondere vor Inbetriebnahme eines MPLS-Netzes kann so das gesamte Netz überprüft und durchgecheckt werden. Der Stand der Technik liefert allerdings zur Lösung dieser Problematik keinen Beitrag.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Weg aufzuzeigen, wie Informationen über die Durchgängigkeit von Verbindungen in MPLS-Netzen mit geringem Aufwand bereitgestellt 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 Verkehrsstrom von Nutzdatenpaketen eingefügt werden. Hierzu ist neben der Markierung 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 OAM-ECHO-Paketen bezeichnet) werden zur Überwachung der Durchgängigkeit (Connectivity) einer MPLS-Verbindung eingesetzt, indem jedes dieser Pakete in den Verkehrsfluss eingefügt wird, wo es weiteren Kommunikationseinrichtungen entlang der Verbindung zugeführt wird. In den Kommunikationseinrichtungen wird das OAM-ECHO- Paket dann kopiert, zwischengespeichert und weitergeroutet. Das kopierte und zwischengespeicherte Paket wird sodann in der Gegenrichtung zurück in Richtung Quelle übermittelt, wo alle ankommenden Kopien solange registriert werden, bis das OAM-ECHO-Paket entweder in der OAM-Senke extrahiert wurde o- der die Verbindung in irgendeinem Punkt unterbrochen ist. An- hand der empfangenen und/ oder nicht empfangenen Kopien dieser Pakete ist feststellbar, ob die Durchgängigkeit der Verbindung (LSP) gewährleistet ist.
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 Teilnmehmern TLN1, 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 TLN1 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 „upstreamλN 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 Überlapppen. 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 Durchgängigkeit (Connectivity) einer MPLS-Verbindung LSP werden spezielle MPLS-OAM- Pakete, im Folgenden kurz OAM-ECHO-Pakete genannt, definiert. Hierzu werden die MPLS-OAM-Pakete mit einer speziellen Ken- nung (siehe Fig. 3) versehen. Die derart gebildeten OAM-ECHO- Pakete werden in den Fluss der Nutzinformationen eingefügt
Charakteristisch für die Echo-Funktion ist die Tatsache, dass ein einziges in der Quelle gesendetes OAM-ECHO-Paket (downstream) eine Mehrzahl von Paketen als Antwort zurückgibt, und zwar genau ein Paket für jeden Connection Point CP in einem Knoten, durch den die zugeordnete Verbindung LSP geroutet wird. Dies erfolgt solange, bis das OAM-ECHO-Paket in der Senke extrahiert, d. h. dem Strom von Nutzinformationen entnommen ist, oder bis die Durchgängigkeit der zugeordneten Verbindung in irgendeinem Punkt unterbrochen ist.
Die Echo-Funktion kann auf End-to-end-Basis oder Segmentbasis betrieben werden. Im Falle der Segmentbasis ist es dabei notwendig, zunächst die Grenzen des MPLS-OAM-Segmentes für die zugeordnete Verbindung LSP zu definieren. Dies erfolgt, indem Quelle und Senke als erstes zu konfigurieren sine.
Die Echo-Funktion ist ein sehr nützliches Mittel, um bei Bedarf die Durchgängigkeit einer Verbindung LSP in einem MPLS- Netz zu überprüfen. Beispielsweise kann so vor Inbetriebnahme eines MPLS-Netzes das gesamte Netz auf Durchgängigkeit überprüft werden, oder auf die Beschwerde eines Kunden hin spezielle Verbindungen durchgecheckt werden.
Die Echo-Funktion ist bedarfsweise durch ein Operatorkommando für eine bestimmte Verbindung LSP (End-to-end oder Segmentbasis) in jedem Connection Point CP aktivierbar. Im Falle des Betriebes auf Segmentbasis muss der entsprechende Connection Point CP innerhalb des zugeordneten OAM-Segmentes liegen.
Als Ergebnis der Aktivierung wird ein in der Quelle gesendetes OAM-ECHO-Paket (downstream) in den Verkehrsstrom einge¬
) fügt. Zeitgleich wird ein Zähler (z. B. ein 5 Sekundenzähler) im sendenden Connection Point (Quelle) gestartet. Jeder weitere, bis zur Senke eingebundene Connection Point (Down- strea ) leitet das OAM-ECHO-Paket weiter in Richtung Senke und erzeugt zeitgleich hierzu eine Kopie des Paketes. Das OAM-ECHO-Paket wird schließlich in der Senke dem OAM- Verkehrsfluss entnommen (d.h. in der Senke des Segmentes oder End-to-End) . Die an den Connection Points erzeugten Kopien werden nun wie folgt weiterverarbeitet:
Zunächst wird das die Übertragungsrichtung bezeichnende Bit im Informationsteil des Paketes von „Downstream nach „Upstream* geändert. Ferner wird eine Ortsangabe (Location Identifier) in den Informationsteil des OAM-ECHO-Paketes eingetragen. Diese ist für den Knoten (Node ID) des MPLS-Knotens repräsentitiv, wo die Bearbeitung durchgeführt wurde. Die Ortsangabe gibt weiterhin (optional) den zugeordneten Connection Point (Ingress oder Egress) an. Die sich nun anschließende weitere Bearbeitung des Paketes hängt davon ab, ob eine bidirektionale oder unidirektionale Betriebsweise anzuwenden ist:
Im Falle einer unidirektionalen Betriebsweise wird kein Rückmeldungkanal benötigt und das kopierte Paket wird im MPLS- Knoten gespeichert. Die Pakete werden dann von allen MPLS- Knoten über Signalisierungsprotokolle gesammelt und zur Quelle zurückgeführt.
Im Falle einer bidirektionalen Betriebsweise ist ein Rückmeldungskanal für die zugeordnete Verbindung LSP notwendig, um das kopierte OAM-ECHO-Paket zu der Quelle (Upstrea ) zurückzusenden, wo es ursprünglich eingefügt worden war (Einige MPLS-Protection Switching Konfigurationen (z.B. bidirektionale Konfiguration und 1:1 Architekturen benutzen einen solchen Rückmeldungskanal) . Dieselbe Vorgehensweise kann auch im Falle der Echo-Funktion angewendet werden:
Zwar ist grundsätzlich eine Rückmeldung in MPLS-Netzen nicht möglich, weil die Verbindungen LSP hier unidirektional definiert sind. Somit muss hier eine zusätzliche Funktionalität definiert werden, um den Effekt der Rückmeldung zu erreichen. Hierbei ist es wünschenswert, dass diese zusätzliche Funktionalität einfach zu handhaben ist und wenig Einfluss auf das Hardware-Equipement hat .
Der Rückmeldungskanal wird errichtet, indem logisch zwei uni- direktionale Verbindungen LSP kombiniert werden, um eine bidirektionale Gesamtheit zu formen. Wesentlich hierbei ist, dass beide Verbindungen LSP derselben physikalischen Strecke folgen, allerdings in jeweils entgegengesetzte Richtungen. Hierbei werden dieselben Netzelemente durch beide Verbindungen LSP durchquert. Diese Vorgehensweise kann erreicht werden, indem LDP-Signalisierungsverfahren (Label Distribution Protokoll) mit Explizit-Routing benutzt werden, indem dieselbe explizite Route für beide Verbindungen LSP in Vorwärts- wie Rückwärtsrichtung vorab definiert wird.
Angenommen ein Rückmeldungskanal (wie oben angegeben) ist nun verfügbar, so werden die kopierten OAM-ECHO-Pakete in jedem Connection Point entlang des Rückmeldungskanal ohne Modifizierung (upstream) übertragen bis sie an der Senke des Rückmeldungskanal (= Quelle des OAM-ECHO-Paketes) extrahiert werden. Hier (d.h. in den Connection Points, wo das OAM-ECHO- Paket ursprünglich in den Verkehrsfluss (Downstream) eingefügt wurde), werden folgende Aktionen vorgenommen:
Für die Dauer des 5-Sekundenzählers werden alle OAM-ECHO- Pakete hinter diesem Connection Point auf der zugeordneten Verbindung LSP des Rückmeldungskanal weiteren Netzeinrichtungen zugeführt. Sie werden zusätzlich kopiert und im zugehörigen MPLS-Knoten gespeichert.
Der MPLS-Knoten, ' der ursprünglich ein OAM-ECHO-Paket in die Downstream-Richtung übertragen hat, wird nun eine Antwort in
) der Form eines Upstream-OAM-ECHO-Paketes von jedem MPLS- Knoten erhalten (und jedem Connection Point) bis das Paket entweder in der OAM-Senke extrahiert wurde oder der 5- Sekundenzähler abgelaufen ist. In letzterem Fall wird die Verbindung als unterbrochen definiert.

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 Markierung versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in jedem der markierten Pakete in der Quelle sendeseitig eine Kennung eingetragen wird und jedes dieser Pakete in den Verkehrsfluss eingefügt wird, wo es in jeder Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung (LSP) zusätzlich kopiert zwischengespeichert und weitergereicht wird, dass jede Kopie eines markierten und mit einer Kennung versehenen Paketes sodann in der Gegenrichtung zurück in Richtung Quelle übermittelt wird, wo alle ankommenden Kopien solange registriert werden, bis das markierte und mit einer Kennung versehene Paket entweder in der Senke extrahiert wurde oder eine vorgegebene Zeitspanne überschritten 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 Markierung versehenen MPLS-Pakete als MPLS-OAM-Pakete, und die mit der Kennung versehene MPLS-OAM-Pakete als OAM-ECHO-Pakete definiert sind, mittels denen die Überprüfung der Durchgängigkeit des MPLS-Netzes vorgenommen wird.
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 die OAM-ECHO-Pakete als segmentierter MPLS-OAM- Verkehrsfluss ausgeprägt sind, der innerhalb eines als OAM- Seg ent bezeichneten Teilabschnitts der Verbindung (LSP) ü- bertragen wird, womit dieser Teilabschnitt der Verbindung (LSP) auf Durchgängigkeit überwacht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die OAM-ECHO-Pakete nicht nur an der Quelle der Verbindung (LSP) oder des Teilabschnitts der Verbindung (LSP) eingefügt werden können, sondern auch wahlweise in jeder beliebigen Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung (LSP) oder eines Teilabschnitts der Verbindung (LSP) , wobei dann auch die Auswertung der in Gegenrichtung ankommenden Kopien der OAM-ECHO-Pakete in dieser Kommunikationseinrichtung erfolgt.
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 die OAM-ECHO-Pakete eine weitere Kennung enthalten, um die Übertragungsrichtung des OAM-ECHO-Paketes anzuzeigen, wobei die in jeder Kommunikationseinrichtung erzeugten Kopien des OAM-ECHO-Paketes erst zurück in Richtung Quelle übermittelt werden, nachdem diese weitere Kennung für die Übertragungsrichtung in jedem OAM-ECHO-Paket geändert worden ist.
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 bei der Auswertung der in Gegenrichtung ankommenden Kopien der OAM-ECHO-Pakete in der dafür vorgesehenen Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung die in jedem OAM- ECHO-Paket enthaltene Übertragungsrichtung überprüft wird, um sicherzustellen, daß nur OAM-ECHO-Paket ausgewertet werden, die eine Übertragungsrichtung Richtung Quelle enthalten.
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 das OAM-ECHO-Pakete in jeder Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung (LSP) nicht nur einmal sondern zweimal durchgereicht, kopiert und zwischengespeichert werden, und zwar einmal vor der MPLS-Verbindungsmatrix und einmal hinter der MPLS-Verbindungsmatrix (Connection Matrix) .
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 für die in jeder Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung (LSP) zwischengespeicherten Kopien eines OAM-ECHO- Paketes zusätzlich eine Information abgespeichert wird, welche für eine örtliche Bezeichnung dieser Kommunikationseinrichtung repräsentativ ist, womit eine eindeutige Ortung dieser Kommunikationseinrichtung möglich ist.
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 die in jeder Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung zwischengespeicherten Kopien eines OAM-ECHO-Paketes zurück zur Quelle übermittelt werden, indem Funktionen eines MPLS-Signalisierungsprotokolls hierfür eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die in jeder Kommunikationseinrichtung entlang der Verbindung zwischengespeicherten Kopien eines OAM-ECHO-Paketes zurück zur Quelle übermittelt werden, indem sie über eine zweite, logisch assoziierte aber gegenläufige Verbindung (LSP) übertragen werden, wobei die beiden gegenläufigen Verbindungen jeweils die gleichen Kommunikationseinrichtungen durchlaufen.
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