KR20140015401A - Ｌｄｐ를 사용한 ｍｐｌｓ 고속 재라우팅(ｌｄｐ-ｆｒｒ) - Google Patents

Ｌｄｐ를 사용한 ｍｐｌｓ 고속 재라우팅(ｌｄｐ-ｆｒｒ) Download PDF

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Abstract

라벨 분배 프로토콜(LDP)을 사용하여 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 고속 재라우팅이 설명된다. MPLS 네트워크에서의 제1 네트워크 엘리먼트는 MPLS 네트워크에서의 제2 네트워크 엘리먼트로부터 광고된 제1 레벨을 수신한다. 제1 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 최단의 경로 트리(SPT)를 컴퓨팅한다. 제2 네트워크 엘리먼트는 컴퓨팅된 SPT에서의 제1 네트워크 엘리먼트의 다음의 홉이고, 잠재적 장애 조건으로부터 업스트림이 아니다. 제1 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업으로서 역할을 하는 백업 LDP 라벨 스위칭된 경로(LSP)에 대한 제2 라벨을 하나 이상의 제3 네트워크 엘리먼트들에 광고한다. 제3 네트워크 엘리먼트(들)는 제1 네트워크 엘리먼트에 대하여 컴퓨팅된 SPT상에서 업스트림 이웃들이다. 제1 네트워크 엘리먼트는 제2 라벨로부터 제1 라벨로의 스왑 액션(swap action)을 인스톨한다.

Description

ＬＤＰ를 사용한 ＭＰＬＳ 고속 재라우팅(ＬＤＰ-ＦＲＲ){MPLS FAST RE-ROUTE USING LDP (LDP-FRR)}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 여기에 참조로 통합되는 2011년 3월 6일 출원된 미국 가출원 번호 제61/449,696호 및 2011년 2월 28일 출원된 미국 가출원 번호 제61/447,671호의 이익을 주장한다.
본 발명의 실시예들은 네트워킹의 분야에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MultiProtocol Label Switching: MPLS) 고속 재라우팅(Fast-Reroute)에 관한 것이다.
최소 손실로 트래픽을 복구하는 것은 캐리어-클래스(carrier-class) 네트워크들에서 기본적인 요구사항이다. 고속 재라우팅(FRR)은 네트워크에서 장애 조건하에서 최소 손실로 트래픽을 복구하는 기법이다.
RFC 5036에 규정된 라벨 분배 프로토콜(LDP:Label Distribution Protocol)은 (RFC 3031 및 3032에서 규정된) 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 구현들에서 라벨 스위칭 경로(LSP:Label Switched Path)들을 셋업하기 위한 널리 배치된 프로토콜이다. LDP는 (예를 들어, RFC 2328에서 규정된) 내부 게이트웨이 프로토콜(IGP:Interior Gateway Protocol)에 의해 셋업된 라우팅 경로들에 따라 LSP들을 확립한다. 따라서, 장애 조건들하에서 LDP에 의해 확립된 LSP들의 컨버전스는 IGP 컨버전스에 의해 게이팅된다.
자원 예약 프로토콜-트래픽 엔지니어링(RSVP-TE:Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 기반 FRR이 여러 판매자 플랫폼들에서 표준화되고(RFC 4090) 구현되었다. 일부 오퍼레이터들 및 판매자들은 RSVP-TE를 사용함으로써 LDP의 고속-컨버전스를 다루려고 시도하였다. 이러한 특징을 통상적으로 LDP-오버-RSVP(LDP-over-RSVP)라 칭한다.
LDP가 IGP에 의해 셋업된 라우팅 경로들을 따르기 때문에, 그것의 컨버전스는 IGP 컨버전스에 의해 게이팅된다. 그러나, IGP 컨버전스는 통상적으로 느렸다. 문제점이 RFC 5714의 섹션 4에 양호하게 설명되어 있다. 예를 들어, 이러한 이유들은 장애을 검출하는데 걸린 시간, 로컬 라우터가 장애에 반응하는 시간량, 장애에 관한 정보를 네트워크에서의 다른 라우터들에 송신하기 위한 시간량, 포워딩 테이블들을 재컴퓨팅하기 위한 시간량, 및 재컴퓨팅된 포워딩 테이블들을 포워딩 하드웨어에 다운로딩하기 위한 시간량을 포함한다. 여러 접근방식들은 IGP 컨버전스를 개선하기 위해 IGP에 FRR을 도입하려 시도하였지만, 이들 각각은 여러 문제점들에 시달리고 있다. 예를 들어, draft-ietf-rtgwg-ipfrr-notvia-addresses-0X와 같은 이러한 문제점을 해결하기 위한 접근방식들은 배치 및 구현 복잡성을 갖고, 따라 채용되지 않았다. (RFC 5286에 기재된) Loop Free Alternates와 같은 접근방식들은 풀 커버리지를 갖지 못하고, 따라서, 캐리어들이 그들을 배치하는데 있어서 예약되어 있다.
LDP LSP들에 대한 FRR을 제공하는 다른 접근방식은 장애-바이패스 메커니즘으로서 RSVP-TE를 사용하는 것이다(LDP-오버-RSVP). 그러나, 캐리어들은 RSVP-TE와 같은 추가의 상당히 복잡한 프로토콜이 사용되어, 운영 비용을 증가시키기 때문에, 막대한 구성 및 메인터넌스 경험 요건들을 포함하는 여러 이유들로 인해 RSVP-TE를 배치하는데 느렸다. LDP-오버-RSVP는 또한, 다수의 구현들에서 이용가능하지 않을 수도 있는 RSVP-TE에서 (높은 이용가능성 및 신뢰성과 같은) 다수의 특징들을 판매자가 지원하는 것을 요구한다.
본 발명은 본 발명의 실시예들을 예시하기 위해 사용된 아래의 설명 및 첨부한 도면들을 참조함으로써 최상으로 이해될 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 LDP-FRR을 사용하는 예시적인 MPLS 네트워크를 예시한다.
도 2는 네트워크 엘리먼트들이 일 실시예를 따른 링크의 잠재적 장애에 걸쳐 소정의 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위해 BSP LSP를 구성하는 도 1의 네트워크를 예시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 단일 링크 장애에 대한 LDP-FRR을 구성하는 예시적인 동작들을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 네트워크 엘리먼트들이 일 실시예를 따른 네트워크 엘리먼트의 잠재적 장애에 걸쳐 소정의 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위해 BSP LSP를 구성하는 도 1의 네트워크를 예시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 단일 노드 장애에 대한 LDP-FRR을 구성하는 예시적인 동작들을 예시하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 LDP-FRR을 구현하는 예시적인 네트워크 엘리먼트를 예시한다.
라벨 분배 프로토콜(LDP)을 사용하여 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 고속 재라우팅이 설명된다. 잠재적 장애 조건하에서 목적지 네트워크에 도달하기 위한 LDP 라벨 스위칭 경로(LSP)가 컴퓨팅된다. 이 컴퓨팅된 LDP LSP는 현재의 최단 경로 LDP LSP에 대한 다음의 홉(nexthop)을 갖는 컴퓨팅된 LDP LSP에 따른 제1 네트워크 엘리먼트인 복수의 네트워크 엘리먼트들 중 하나에서 현재의 최단 경로 LDP LSP와 병합된다.
일 실시예에서, MPLS 네트워크에서의 제1 네트워크 엘리먼트는 MPLS 네트워크에서의 제2 네트워크 엘리먼트로부터 광고된 제1 레벨을 수신한다. 제1 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 최단 경로 트리(SPT:shortest path tree)를 컴퓨팅한다. 제2 네트워크 엘리먼트는 컴퓨팅된 SPT에서의 제1 네트워크 엘리먼트의 다음의 홉이고, 잠재적 장애 조건으로부터 업스트림이 아니다. 제1 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업으로서 역할을 하는 백업 LDP LSP에 대한 제2 라벨을 하나 이상의 제3 네트워크 엘리먼트들에 광고한다. 제3 네트워크 엘리먼트(들)는 제1 네트워크 엘리먼트에 관한 컴퓨팅된 SPT상에서 업스트림 이웃들이다. 제1 네트워크 엘리먼트는 제2 라벨로부터 제1 라벨로의 스왑 액션(swap action)을 인스톨한다. 이러한 실시예에서, 제1 네트워크 엘리먼트는 백업 스위칭된 경로 병합 포인트이다.
일 실시예에서, MPLS 네트워크에서의 제1 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 SPT를 컴퓨팅한다. 제1 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업으로서 역할을 하는 백업 LDP LSP에 대한 제2 네트워크 엘리먼트로부터 라벨을 수신한다. 제2 네트워크 엘리먼트는 제1 네트워크 엘리먼트에 관한 컴퓨팅된 SPT에 대한 업스트림 이웃이다. 제1 네트워크 엘리먼트는 장애 주위에 트래픽을 재라우팅하기 위해 잠재적 장애 조건이 실현될 때 트래픽을 제2 네트워크 엘리먼트에 전송하는 경우에 수신된 라벨이 사용되게 하기 위해 잠재적 장애 조건에 대한 장애 트리거 액션을 인스톨한다. 잠재적 장애 조건에 대응하는 장애 조건의 검출에 응답하여, 목적지 네트워크 엘리먼트를 향하는 제2 네트워크 엘리먼트로부터 수신된 트래픽은 백업 LDP LSP에 대한 수신된 라벨을 사용하여 제2 네트워크 엘리먼트에 역으로 재라우팅된다. 이러한 실시예에서, 제1 네트워크 엘리먼트는 로컬 리페어 포인트(Point of Local Repair)이다.
실시예들의 설명
아래의 설명에서, 다수의 특정한 상세들이 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 이들 특정한 상세들없이 실시될 수도 있다는 것이 이해된다. 다른 경우들에서, 널리 공지된 회로들, 구조들, 및 기법들은 이러한 설명의 이해를 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 도시되지 않았다. 당업자는 포함된 설명으로, 과도한 실험없이 적절한 기능을 구현할 수 있다.
"일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 명세서에서의 참조들은, 설명한 실시예가 특정한 특성, 구조, 또는 특징을 포함할 수도 있지만, 모든 실시예가 이 특정한 특성, 구조, 또는 특징을 반드시 포함하지 않을 수도 있다는 것을 나타낸다. 더욱이, 이러한 어구들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하지 않는다. 또한, 특정한 특성, 구조, 또는 특징이 실시예와 관련하여 설명될 때, 이것이 명시적으로 설명되든 안되든 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특성, 구조, 또는 특징을 달성하기 위해 당업자의 지식내에 있다는 것이 제안된다.
아래의 설명 및 청구범위들에서, 용어 "커플링된" 및 "접속된"이 그들의 파생어들과 함께 사용될 수도 있다. 이들 용어들이 서로에 대해 동의어로서 의도되지 않음을 이해해야 한다. "커플링된"은 서로 직접적으로 물리적 또는 전기적 접촉하거나 하지 않을 수도 있는 2개 이상의 엘리먼트들이 서로 협력하거나 상호작용한다는 것을 나타내기 위해 사용된다. "접속된"은 서로 커플링된 2개 이상의 엘리먼트들 사이의 통신의 확립을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 일 실시예에서, LDP LSP들에 대한 고속 재라우팅은 IGP 고속 컨버전스, IP-FRR, 또는 RSVP-TE 기반 FRR에 의존하지 않고 제공된다. LDP가 그것의 현재의 광범위한 채용을 초래하는 매우 단순하고 용이한 구성 절차들을 갖기 때문에, 본 발명의 실시예들을 채용하는 구현은 단순한 구성 모델을 유지할 수 있다. 대부분의 환경들에서, 캐리어는 임의의 동작 절차들을 본 발명의 실시예들의 구현으로 변경하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 장애 시나리오들에서 커버리지를 제공하면서 LDP를 동작시키는 단순성을 유지하고 IP-FRR 및 LDP-오버-RSVP의 복잡성을 극복한다.
일 실시예에서, 네트워크 엘리먼트는 잠재적 장애 조건하에서 목적지에 도달하기 위한 LSP를 컴퓨팅한다. 이러한 LSP는 병합이 가능한 경로를 따라 제1 노드에서 현재의 최단 경로 LSP와 병합된다. 이것은 요구되는 여분의 라벨들의 수를 최소화시키고, 또한, IGP가 재컨버징할 때 트래픽 이동(traffic churn)이 없음을 보장한다.
아래의 용어가 본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용된다. 로컬 리페어 포인트(PLR)는 백업 스위칭된 경로(backup-switched point: BSP) LSP의 헤드-종단 라벨 스위치 라우터(Label Switch router)이다. PLR은 대안의 루트(BSP LSP)상에서 트래픽을 전송함으로써 링크 또는 노드의 장애을 검출하고 그 장애을 수리하는 노드이다. BSP LSP는 최단의 경로 LDP LSP상의 특정한 장애 엔터티에 대한 백업을 제공하는 LDP LSP이다. 장애 엔터티는 링크, 노드, 또는 SRLG일 수도 있다. BSP LSP는 PLR(들)로부터 시작된다. 백업 스위칭된 경로 병합 포인트(BSP-MP)는 BSP LSP가 최단 경로 LDP LSP에 대해 할당된 라벨로 스위칭된 라벨인 LSR이다. BSP-MP는 잠재적 장애의 다운스트림일 필요가 없다. 배제-최단의 경로 트리(exclude-SPT(Shortest Path Tree))는 특정한 장애 포인트가 네트워크로부터 배제될 때 PLR로부터 포워딩 등가 클래스(Forwarding Equivalence Class: FEC)까지의 최단의 경로 트리이다.
FEC를 향한 최단의 경로 트리상의 소정의 장애 포인트에 대해, 그 장애 포인트의 LSR 업스트림은 그 LSR이 장애 포인트의 PLR로부터의 그 FEC에 대한 배제-SPT상에 있고 그 LSR이 장애 포인트를 횡단하지 않는 그 FEC로의 최단의 경로 LDP LSP에 속하는 경우에 BSP-MP로서 작용하고 BSP LSP에 대한 라벨을 광고한다(여기서, LSP는 장애이 발생하지 않으면 취해지지 않기 때문에 대안의 라벨로 칭함). BSP-MP는 배제-SPT를 따라 BSP LSP에 대한 대안의 라벨을 광고한다.
PLR로부터 BSP-MP로의 최단의 경로가 배제-SPT에 포함되지 않으면, 중간 LSR들 각각은 BSP LSP에 대한 대안의 라벨을 할당하고 그들의 포워딩 구조(들)(예를 들어, 그들의 인커밍 라벨 맵(Incoming Label Map: ILM))에서 라벨 스왑 동작들을 인스톨한다.
PLR은 장애 발생시에, LSP가 그 FEC에 대한 BSP LSP로 스위칭되도록 장애 액션을 인스톨한다. 일 실시예에서, 우선순위가 링크 장애 보다 노드 장애에 제공된다. BSP LSP가 장애에 대한 FEC에 대해 이용가능하지 않지만, 다음의 홉 또는 다음 다음의 홉(next-next-hop)에 대해 BSP LSP가 이용가능하면, 이것은 라벨 스택상에 대응하는 라벨을 푸쉬(push)함으로써 사용된다.
일 실시예에서, 장애 이후에, 장애 이전의 토폴로지에 대응하는 BSP LSP들은 짧은 지연 이후에 제거되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 LDP-FRR을 사용하는 예시적인 MPLS 네트워크를 예시한다. 도 1에 예시된 네트워크는 네트워크 엘리먼트들(110A-G)을 포함한다. 네트워크 엘리먼트들 각각은 LSR로서 작용한다. 네트워크 엘리먼트(110A)는 링크들(122, 121, 및 120) 각각을 통해 네트워크 엘리먼트들(110B, 110D, 및 110E)과 커플링된다. 네트워크 엘리먼트(110B)는 링크(123)를 통해 네트워크 엘리먼트(110C)와 더 커플링된다. 네트워크 엘리먼트(110C)는 링크(124)를 통해 네트워크 엘리먼트(110F)와 더 커플링된다. 네트워크 엘리먼트(110F)는 링크들(125 및 127) 각각을 통해 네트워크 엘리먼트들(110E 및 110G)와 더 커플링된다. 링크들(121, 122, 123, 124, 및 125)은 각각 1의 코스트(cost)를 갖는다. 링크(120)는 5의 코스트를 갖고 링크(126)는 3의 코스트를 갖는다.
도 1은 네트워크 엘리먼트들 사이에 확립된 다수의 LSP 세그먼트들을 예시한다. 일 실시예에서, LSP 세그먼트들은 LDP를 사용하여 확립되었다. 예를 들어, 네트워크 엘리먼트(110A)는 LSP 세그먼트(131)를 확립하는 일부로서 라벨(L4)을 네트워크 엘리먼트(110D)에 광고한다. 네트워크 엘리먼트(110B)는 LSP 세그먼트(139)를 확립하는 일부로서 라벨(L3)을 네트워크 엘리먼트(110A)에 광고한다. 네트워크 엘리먼트(110C)는 LSP 세그먼트(138)를 확립하는 일부로서 라벨(L2)을 네트워크 엘리먼트(110B)에 광고한다. 네트워크 엘리먼트(110F)는 LSP 세그먼트(137)를 확립하는 일부로서 라벨(L1)을 네트워크 엘리먼트(110C)에 광고하고, LSP 세그먼트(134)를 확립하는 일부로서 라벨(L6)을 네트워크 엘리먼트(110E)에 광고한다. 네트워크 엘리먼트(110G)는 LSP 세그먼트(136)를 확립하는 일부로서 라벨(L8)을 네트워크 엘리먼트(110F)에 광고하고, LSP 세그먼트(135)를 확립하는 일부로서 라벨(L7)을 네트워크 엘리먼트(110E)에 광고한다. 네트워크 엘리먼트(110E)는 LSP 세그먼트(133)를 확립하는 일부로서 라벨(L5)을 네트워크 엘리먼트(110)에 광고한다. 네트워크 엘리먼트(110F)는 LSP 세그먼트(134)를 확립하는 일부로서 라벨(L6)을 네트워크 엘리먼트(110E)에 광고한다.
도 1은 최단의 경로 트리를 또한 예시한다. 예를 들어, 네트워크 엘리먼트(110D)로부터 네트워크 엘리먼트(110G)로의 트래픽은 아래의 경로: 110D → 110A → 110B → 110C → 110F → 110G를 취한다. 네트워크 엘리먼트(110D)로부터 네트워크 엘리먼트(110G)로의 트래픽은, (5인) 링크(120)의 코스트가 그 경로를 덜 우선하는 경로이게 하므로 네트워크 엘리먼트(110E)를 통해 이동하지 않는다. 따라서, 링크(120) 및 LSP 세그먼트(133)는 이들이 네트워크 엘리먼트(110G)로의 SPT의 일부가 아니므로 점선들로 예시되어 있다. 링크(126) 및 LSP 세그먼트(135)는 이들이 네트워크 엘리먼트(110E)로부터 네트워크 엘리먼트(110G)로의 SPT의 일부가 아니므로 점선들로 또한 예시되어 있다.
네트워크 엘리먼트들은 라벨 스위칭을 수행하기 위한 포워딩 구조들을 포함한다. 예를 들어, 네트워크 엘리먼트(110A)는 그것이 네트워크 엘리먼트(110D)로부터 라벨(L4)을 갖는 패킷을 수신할 때, 라벨(L3)과 라벨(L4)을 스왑하고 패킷을 네트워크 엘리먼트(110B)에 송신한다는 것을 특정하는 포워딩 구조(들)를 포함한다. 일 실시예에서, 포워딩 구조들은 인커밍 라벨 맵(ILM) 및 다음의 홉 라벨 포워딩 엔트리(NHLFE) 데이터 구조들을 포함한다.
일 실시예에서, 도 1에 예시된 네트워크 엘리먼트들은 장애들이 발생하는 경우에 다수의 잠재적 장애들에 대한 BSP LSP들을 컴퓨팅한다. 대안의 경로들에 대해 생성되는 BSP LSP들의 수는 일부 정상 LSP 세그먼트들(비장애 시나리오들에 대해 확립되는 LSP 세그먼트들)이 사용될 수 있기 때문에 최소로 유지된다. 예를 들어, 특정한 장애에 대해 BSP-MP로서 작용하는 네트워크 엘리먼트는 BSP-LSP를 확립된 LSP와 병합하여 장애을 재라우팅할 수 있다.
아래의 용어가 LDP FRR을 확립하기 위해 네트워크 엘리먼트들에 의해 수행된 동작들을 설명하기 위해 사용된다.
1. 방향성 그래프(directed graph)는 G로 나타낸다. 노드들은 S, D, N, M, O, 및 P로 나타낸다. 링크들은 L, K, J, 및 I로 나타낸다.
2. G에서의 모든 링크들은 0 보다 큰(> 0) 코스트를 갖는다.
3. 노드(G, D)는 그래프(G)에서의 노드(D)를 나타낸다.
4. SPT는 (예를 들어, Dijkstra의 알고리즘에 의해 컴퓨팅될 때) 최단의 경로 트리를 나타낸다.
5. SPT(G, S)는 (그래프(G)에서의) 노드(S)로부터 G에서의 다른 모든 노드들까지의 SPT를 나타낸다. SPT(G, D)가 방향성 비순환 그래프(DAG)이고, 물론 그래프라는 것에 유의한다.
6. PairSPT(G, S, D)는 G에서의 S로부터 D까지의 노드들의 쌍 사이의 SPT를 나타낸다.
7. PairSPT(G, S, D, D1, D2, ...)는 D, D1, D2, ... 중 어느 하나에 도달하기 위한 S로부터의 최단의 경로를 나타낸다.
8. ToSPT(G, D)는 G에서의 모든 다른 노드들로부터 그래프(G)에서의 (예를 들어, Dijkstra의 알고리즘에 의해 컴퓨팅될 때) 노드(D)까지의 최단의 경로 트리이다. toSPT(G, D)가 또한 SPT(G, S)와 유사한 DAG이고, 물론 그래프라는 것에 유의한다.
9. 링크(G, L)는 그래프(G)에서의 방향성 링크(L)를 나타낸다.
10. UpNode(G, L)는 링크(L)의 업스트림 종단에 있는 그래프(G)에서의 노드를 나타낸다.
11. DnNode(G, L)는 L의 다운스트림 종단에 있는 그래프(G)에서의 노드를 나타낸다.
12. UpNode(toSPT(G, D), L)가 대안의 루트상에서 트래픽을 전송함으로써 L에서의 장애을 수리하는 노드이라는 것에 유의한다. 이것을 통상적으로 L에서의 장애을 수리하기 위한 로컬 리페어 포인트(PLR)로 칭한다. 또한, DnNode(toSPT(G, D), L)는 링크 보호가, 직접 접속된 LDP 피어에 대해 PLR에 의해 행해지고 라벨 적층이 사용될 때 트래픽이 역으로 병합하는 노드이라는 것에 유의한다.
13. Upstr(G, D, L)은 toSPT(G, D)에서의 L의 업스트림인 모든 노드들 및 이들 노드들 사이의 모든 링크들로 이루어진 G의 서브트리를 나타낸다. L이 toSPT(G, D)에 속하지 않으면, 이것은 널(NULL) 그래프이다. upstr이 그래프이지만, 반드시 DAG는 아니라는 것에 유의한다.
14. G - L은 링크(L)가 없는 그래프(G)를 나타낸다.
15. G - F는 그래프(G)의 서브세트를 나타낸다. 여기서, F는 G로부터의 링크들 및 (그들의 부착된 링크들을 갖는) 노드들의 세트이다. F는 G - F를 제공하기 위해 G로부터 제거된다.
접속된 그래프(G)에서, toSPT(G, D)에서의 임의의 링크(L)에 대해(임의의 D에 대해), G에서의 노드로의 L 이외의 링크를 갖는 upstr(G, D, L)에 있지만, UpNode(L)로부터 G-L에서의 D로의 경로가 존재하면 upstr(G, D, L)에 있지 않은 노드가 존재한다. 이러한 노드가 존재하지 않으면, 링크(L)는 그래프(G)의 컷-에지(cut-edge)이고, UpNode(G, L)로부터 G-L에서의 D로의 경로가 존재하지 않는다. 목적은 대안의 경로들에 대해 생성된 새로운 LSP들을 넘버링하여 최단의 경로를 따라 라우팅하는 LDP 개념을 유지하는 것이다.
일 실시예에서, 네트워크 엘리먼트들(110A-G) 각각은 단일 링크 장애 경우에서 LDP LSP들에 대한 고속 라우팅을 확립하기 위해 다음을 수행한다.
1. G에서의 모든 D에 대해, 다음을 행한다.
a. toSPT(G, D)를 컴퓨팅한다.
b. toSPT(G, D)에서의 모든 링크(L)에 대해, 다음을 행한다.
ⅰ. toSPT(G - L, D)를 컴퓨팅하고;
ⅱ. 노드가 upstr(G, D, L)에 있고 pairSPT(G-L, UpNode(G, D, L), D)에 속하면, (대안의 라벨 또는 AL로 칭하는) D에 대한 라벨을 pairSPT에서의 업스트림 이웃들에 할당(및 분배)한다. 아래와 같이 인커밍 라벨 맵(ILM) 엔트리들을 셋업한다:
1. 이러한 노드가 상기 언급한 upstr에 있지 않은 상기 언급한 pairSPT에서의 다음의 홉을 가지면, 할당된 AL 대 피어로부터 수신된 라벨에 대한 스왑 액션을 인스톨한다.
2. 그렇지 않으면, 그것이 할당한 AL로부터 pairSPT에서의 다운스트림 LDP 피어들로부터 수신된 AL로의 스왑 액션을 할당한다.
3. PLR인 UpNode(G, D, L)는 L에 대한 장애 트리거 액션을 인스톨하고, 여기서, 링크 L이 장애이면, DnNode(G, D, L)에 의해 할당된 라벨을 사용하는 대신에, AL을 사용하고, ILM에 의해 표시된 바와 같은 패킷을 포워딩한다.
4. AL이 D에 대해 수신되지 않지만 DnNode(G, D, L)의 루프백 어드레스에 대해 수신되면, 그 라벨을 적층하기 위해 장애 액션을 셋업하고 그에 따라 패킷을 포워딩한다.
단일 링크 장애에 관하여 상술한 절차에 대한 복잡성은 O(N^4)이지만, O(N^3)에서 행해질 수 있다고 여겨진다.
도 2는 네트워크 엘리먼트들이 링크(124)의 잠재적 장애에 걸쳐 목적지 네트워크 엘리먼트(110G)에 도달하기 위해 BSP LSP를 구성하는 도 1의 네트워크를 예시한다. 도 2는 일 실시예에 따른 LDP FRR을 구성하는 예시적인 동작들을 예시하는 흐름도인 도 3에 관하여 설명될 것이다. 일 실시예에서, 네트워크 엘리먼트들(110A-G) 각각은 도 3에 설명된 동작들을 수행한다.
동작(310)에서, 노드들 중 하나(네트워크 엘리먼트들(110A-G) 중 하나)가 선택된다. 도 2에 관하여, 선택된 노드는 네트워크 엘리먼트(110G)이다. 그 후, 흐름은 동작(315)으로 이동하고, SPT가 네트워크에서의 모든 다른 노드들로부터 선택된 노드(110G)에 대해 컴퓨팅된다. 그 후, 흐름은 동작(320)으로 이동하고, 컴퓨팅된 SPT로부터 배제하기 위한 링크가 선택된다. 도 2에 관하여, 배제하기 위한 선택된 링크는 링크(124)이다. 그 후, 흐름은 동작(325)으로 이동하고, 선택된 노드에 대한 SPT가 배제된 선택된 링크와 컴퓨팅된다. 따라서, SPT는 선택된 링크가 네트워크의 일부가 아니라는 것을 가정하여 선택된 노드에 대해 계산된다.
그 후, 흐름은 계산을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 선택된 링크의 업스트림이고 로컬 리페어 포인트(PLR)로부터 배제된 선택된 링크를 갖는 선택된 노드로의 SPT에 속하는지의 결정이 이루어지는 동작(330)으로 이동한다. PLR로부터 선택된 링크를 갖는 선택된 노드로의 SPT 는 도 3의 동작들에 관하여 여기에서 배제-SPT로서 칭한다.
도 2를 참조하면, PLR은 네트워크 엘리먼트(110C)이다. 선택된 링크의 업스트림의 노드들은 네트워크 엘리먼트들(110A, 110B, 및 110D)를 포함한다. 배제-SPT에 속하는 노드들은 네트워크 엘리먼트들(110A 및 110B)이다(네트워크 엘리먼트(110D)는 배제-SPT의 일부가 아니다). 계산을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 선택된 링크의 업스트림이고 PLR로부터 배제된 선택된 링크를 갖는 제2 노드로의 SPT에 속하면, 흐름은 동작(335)으로 이동하고, 그렇지 않으면, 흐름은 동작(350)으로 이동한다.
동작(335)에서, 계산을 수행하는 네트워크 엘리먼트는 BLP-LSP에 대한 라벨을 배제-SPT에서의 업스트림 이웃들에 대한 선택된 노드에 (예를 들어, LDP를 사용하여) 할당하고 분배한다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 네트워크 엘리먼트(110A)는 BSP-LSP 세그먼트(240)를 확립하는 일부로서 대안의 라벨(AL1)을 네트워크 엘리먼트(110B)에 할당하고 분배하고, 네트워크 엘리먼트(110B)는 BSP-LSP 세그먼트(241)를 확립하는 일부로서 대안의 라벨(AL2)을 네트워크 엘리먼트(110C)에 할당하고 분배한다. 그 후, 흐름은 동작(340)으로 이동한다.
동작(340)에서, 동작들을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 선택된 링크(배제된 링크)로부터 업스트림이 아닌 배제-SPT에서의 다음의 홉을 가지면, 흐름은 동작(345)으로 이동하고(네트워크 엘리먼트는 병합 포인트임), 그렇지 않으면 흐름은 동작(360)으로 이동한다. 다시 말해, 네트워크 엘리먼트가 배제-SPT 상에 있고 장애 포인트를 횡단하지 않는 선택된 노드에 대한 최단의 경로 LDP LSP에 속하면, 이것은 병합 포인트이고 흐름은 동작(345)으로 이동한다. 도 2에 관하여, 네트워크 엘리먼트(110A)는 (네트워크 엘리먼트(110E)인) 링크(124)로부터의 업스트림이 아닌 배제-SPT에서의 다음의 홉을 갖는다.
동작(345)에서, 네트워크 엘리먼트는 그것이 할당하고 분배한 대안의 라벨 대 그 다음의 홉 네트워크 엘리먼트로부터 수신된 라벨에 대한 스왑 액션을 인스톨한다. 예를 들어, 도 2에 관하여, 네트워크 엘리먼트(110E)는 대안의 라벨(AL1) 대 네트워크 엘리먼트(110E)로부터 이전에 수신된 라벨(L5)에 대한 스왑 액션을 인스톨한다. 따라서, 이러한 예에서 BSP-MP로서 작용하는 네트워크 엘리먼트(110E)는 링크(124)의 장애 주위에 재라우팅하기 위해 확립되는 BSP-LSP를 현재의 최단의 경로 LSP와 병합한다. 이것은 요구되는 여분의 대안의 라벨들의 수를 최소화시키고, 또한, IGP가 재컨버징할 때 트래픽 이동이 없음을 보장한다. 흐름은 동작(345)으로부터 동작(365)으로 이동한다.
동작(350)에서, 동작들을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 PLR이면, 흐름은 동작(355)으로 이동하고, 그렇지 않으면, 흐름은 동작(365)으로 이동한다. 동작(355)에서, 네트워크 엘리먼트는 업스트림 이웃으로부터 수신한 대안의 라벨로 하여금 사용되게 하기 위해 (배제된) 선택된 링크에 대한 장애 트리거 액션을 인스톨한다. 예를 들어, 도 2에 관하여, PLR로서 작용하는 네트워크 엘리먼트(110C)는, 링크(124)의 장애이 발생할 때, 네트워크 엘리먼트(110C)가 (예를 들어, 그것의 포워딩 구조(들)에서 하나 이상의 엔트리들을 변경함으로써) 라벨(L2)을 갖는 네트워크 엘리먼트(110B)로부터 도달하는 트래픽으로 하여금 BSP LSP 세그먼트(241)를 따라 전송되게 하도록 장애 트리거 액션을 인스톨한다. 일 실시예에서, PLR만이 트래픽으로 하여금 BSP LSP를 따라 전송되게 함으로써 장애이 발생할 때 액션을 취할 필요가 있다. 흐름은 동작(355)으로부터 동작(365)으로 이동한다.
동작(360)에서, 네트워크 엘리먼트가 BSP-MP가 아니라 선택된 링크의 업스트림이고, 배제-SPT에 속하기 때문에, 이 네트워크 엘리먼트는 배제-SPT에 따른 중간 노드이고, 따라서, 그것이 BSP-LSP에 대해 할당하고 분배한 대안의 라벨로부터 배제-SPT에서의 다운스트림 LDP 피어들로부터 수신된 BSP-LSP에 대한 대안의 라벨로의 스왑 액션을 인스톨한다. 예를 들어, 도 2에 관하여, 네트워크 엘리먼트(110B)는 그것이 네트워크 엘리먼트(110C)에 할당하고 분배한 대안의 라벨(AL2)로부터 네트워크 엘리먼트(110A)로부터 수신한 대안의 라벨(AL1)로의 스왑 액션을 인스톨한다. 흐름은 동작(360)으로부터 동작(365)으로 이동한다.
동작(365)에서, 다른 링크가 선택된 노드에 대한 컴퓨팅된 SPT에 존재하는지가 결정된다. 다른 링크가 존재하면, 흐름은 동작(320)으로 역으로 이동하고, 다른 링크가 컴퓨팅된 SPT로부터 배제되도록 선택된다. 다른 링크가 존재하지 않으면, 흐름은 동작(370)으로 이동하고, 여기서, 다른 노드가 네트워크에 존재하는지가 결정된다. 다른 노드가 네트워크에 존재하면, 흐름은 동작(310)으로 역으로 이동하고, 여기서, 다른 노드가 선택된다. 다른 노드가 존재하지 않으면, 흐름은 동작(375)으로 이동하고, 프로세스는 종료한다.
일 실시예에서, 대안의 라벨들이 선택된 노드가 아니라, 선택된 링크의 다운스트림 종단에 있는 노드의 루프백 어드레스에 대해 분배된다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 대안의 라벨들은 선택된 링크의 다운스트림 종단에 있는 네트워크 엘리먼트(110F)에 대해 분배될 수도 있다. 이러한 환경들에서, 장애 액션이 그 라벨을 적층하고 패킷을 그에 따라 포워딩하기 위해 셋업된다.
일 실시예에서, 네트워크 엘리먼트는 다음과 같은 노드 장애 경우에서 LDP LSP들에 대한 고속-재라우팅을 수행한다.
노드 장애 경우:
1. G에서의 모든 D에 대해, 다음을 행한다:
a. toSPT(G, D)를 컴퓨팅한다.
b. F는 모든 링크들에 따라 G에서 노드(M)를 나타낸다. M1, M2, ..., Mn은 toSPT(G, D)에서 M에 대한 업스트림인 직접 접속된 노드들을 나타낸다. N1, N2, ..., Nn은 toSPT(G, D)에서 M에 대한 다운스트림인 직접 접속된 노드들을 나타낸다. 이러한 F 모두에 대해, 다음을 행한다:
ⅰ. toSPT(G - F, D)를 컴퓨팅하고;
ⅱ. 노드가 upstr(G, D, F)에 있고 pairSPT(G-F, Mi, D)에 속하면, 임의의 i(1, ..., n)에 대해, (대안의 라벨 또는 AL로 칭하는) D에 대한 라벨을 pairSPT에서의 업스트림 이웃들에 할당(및 분배)한다. 다음과 같이 ILM 엔트리들을 셋업한다:
1. 이러한 노드가 상기 언급한 Upstr에 있지 않은 상기 언급한 pairSPT에서의 다음의 홉을 가지면, 할당된 AL 대 피어로부터 수신된 라벨에 대한 스왑 액션을 인스톨한다.
2. 그렇지 않으면, 그것이 할당한 AL로부터 pairSPT에서의 다운스트림 LDP 피어들로부터 수신된 AL로의 스왑 액션을 할당한다.
3. PLR인 UpNode(G, D, F)는 L에 대한 장애 트리거 액션을 인스톨하고, 여기서, 링크 L이 장애이면, DnNode(G, D, L)에 의해 할당된 라벨을 사용하는 대신에, AL을 사용하고, ILM에 의해 표시된 바와 같은 패킷을 포워딩한다.
4. AL이 D에 대해 수신되지 않았지만 임의의 다음 다음의 홉 LSR들 루프 백 어드레스에 대해 수신되었으면(다음 다음의 홉은 toSPT 로부터 추론될 수 있음), 다음 다음의 홉에 의해 할당된 것과 라벨을 스왑하고(이에 대한 시그널링 확장은 추후 정의함), 다음 다음의 홉에 대한 AL을 적층한다.
도 4는 네트워크 엘리먼트들이 네트워크 엘리먼트(110F)의 잠재적 장애에 걸쳐 목적지 네트워크 엘리먼트(110G)에 도달하기 위해 BSP LSP를 구성하는 도 1의 네트워크를 예시한다. 도 4는 일 실시예에 따른 단일 노드 장애의 경우에서 LDP FRR을 구성하는 예시적인 동작들을 예시하는 흐름도인 도 5에 관하여 설명될 것이다. 일 실시예에서, 네트워크 엘리먼트들(110A-G) 각각은 도 5에 설명된 동작들을 수행한다.
동작(510)에서, 노드들 중 하나(네트워크 엘리먼트들(110A-G) 중 하나)가 선택된다. 도 4에 관하여, 선택된 노드는 네트워크 엘리먼트(110G)이다. 그 후, 흐름은 동작(515)으로 이동하고, SPT가 네트워크에서 모든 다른 노드들로부터 선택된 노드(110G)에 대해 컴퓨팅된다. 그 후, 흐름은 동작(520)으로 이동하고, 컴퓨팅된 SPT로부터 배제하기 위한 노드가 선택된다. 도 4에 관하여, 배제하기 위한 선택된 노드는 여기서 배제-노드라 칭하는 네트워크 엘리먼트(110F)이다. 그 후, 흐름은 동작(525)으로 이동하고, 선택된 노드에 대한 SPT가 배제된 배제-노드와 컴퓨팅된다. 따라서, SPT는 배제-노드가 네트워크의 일부가 아니라는 것을 가정하여 선택된 노드에 대해 계산된다.
그 후, 흐름은 계산을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 배제-노드의 업스트림이고 업스트림 노드로부터 배제된 배제-노드를 갖는 선택된 노드로의 SPT에 속하는지의 결정이 이루어지는 동작(530)으로 이동한다. 업스트림 노드로부터 배제된 배제-노드를 갖는 선택된 노드로의 SPT는 도 5의 동작들에 관하여 여기에서 배제-SPT로서 칭한다. 도 4를 참조하면, 업스트림 노드는 네트워크 엘리먼트(110C)이다. 계산을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 이러한 노드이면, 흐름은 동작(535)으로 이동하고, 그렇지 않으면, 흐름은 동작(550)으로 이동한다.
동작(535)에서, 계산을 수행하는 네트워크 엘리먼트는 BSP-LSP에 대한 라벨을 배제-SPT에서의 업스트림 이웃들에 대한 선택된 노드에 (예를 들어, LDP를 사용하여) 할당하고 분배한다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 네트워크 엘리먼트(110A)는 BSP-LSP 세그먼트(440)를 확립하는 일부로서 대안의 라벨(AL1)을 네트워크 엘리먼트(110B)에 할당하고 분배하고, 네트워크 엘리먼트(110B)는 BSP-LSP 세그먼트(441)를 확립하는 일부로서 대안의 라벨(AL2)을 네트워크 엘리먼트(110C)에 할당하고 분배한다. 그 후, 흐름은 동작(540)으로 이동한다.
동작(540)에서, 동작들을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 배제된 노드로부터 업스트림이 아닌 배제-SPT에서의 다음의 홉을 가지면, 흐름은 동작(545)으로 이동하고(네트워크 엘리먼트는 병합 포인트임), 그렇지 않으면 흐름은 동작(560)으로 이동한다. 다시 말해, 네트워크 엘리먼트가 배제-SPT 상에 있고 장애 포인트를 횡단하지 않는 선택된 노드에 대한 최단의 경로 LDP LSP에 속하면, 이것은 병합 포인트이고 흐름은 동작(545)으로 이동한다. 도 4에 관하여, 네트워크 엘리먼트(110A)는 (네트워크 엘리먼트(110E)인) 네트워크 엘리먼트(110F)로부터의 업스트림이 아닌 배제-SPT에서의 다음의 홉을 갖는다.
동작(545)에서, 네트워크 엘리먼트는 그것이 할당하고 분배한 대안의 라벨 대 그 다음의 홉 네트워크 엘리먼트로부터 수신된 라벨에 대한 스왑 액션을 인스톨한다. 예를 들어, 도 4에 관하여, 네트워크 엘리먼트(110E)는 라벨(AL1) 대 네트워크 엘리먼트(110E)로부터 이전에 수신된 라벨(L5)에 대한 스왑 액션을 인스톨한다. 따라서, 이러한 예에서 BSP-MP로서 작용하는 네트워크 엘리먼트(110E)는 노드(110F)의 장애 주위에 재라우팅하기 위해 확립되는 BSP-LSP를 현재의 최단의 경로 LSP와 병합한다. 이것은 요구되는 여분의 대안의 라벨들의 수를 최소화시키고, 또한, IGP가 재컨버징할 때 트래픽 이동이 없음을 보장한다. 흐름은 동작(545)으로부터 동작(565)으로 이동한다.
동작(550)에서, 동작을 수행하는 네트워크 엘리먼트가 PLR이면, 흐름은 동작(555)으로 이동하고, 그렇지 않으면, 흐름은 동작(565)으로 이동한다. 동작(555)에서, 네트워크 엘리먼트는 업스트림 이웃으로부터 수신한 대안의 라벨로 하여금 사용되게 하기 위해 선택된 링크에 대한 장애 트리거 액션을 인스톨한다. 예를 들어, 도 4에 관하여, PLR로서 작용하는 네트워크 엘리먼트(110C)는, 노드(110F)의 장애이 발생할 때, 네트워크 엘리먼트(110C)가 (예를 들어, 그것의 포워딩 구조(들)에서 하나 이상의 엔트리들을 변경함으로써) 라벨(L2)을 갖는 네트워크 엘리먼트(110B)로부터 도달하는 트래픽으로 하여금 BSP LSP 세그먼트(441)를 따라 전송되게 하도록 장애 트리거 액션을 인스톨한다. 일 실시예에서, PLR만이 트래픽으로 하여금 BSP LSP를 따라 전송되게 함으로써 장애이 발생할 때 액션을 취할 필요가 있다. 흐름은 동작(555)으로부터 동작(565)으로 이동한다.
동작(560)에서, 네트워크 엘리먼트가 BSP-MP가 아니라 선택된 노드의 업스트림이고, 배제-SPT에 속하기 때문에, 이 네트워크 엘리먼트는 배제-SPT에 따른 중간 노드이고, 따라서, 그것이 BSP-LSP에 대해 할당하고 분배한 대안의 라벨로부터 배제-SPT에서의 다운스트림 LDP 피어들로부터 수신된 BSP-LSP에 대한 대안의 라벨로의 스왑 액션을 인스톨한다. 예를 들어, 도 4에 관하여, 네트워크 엘리먼트(110B)는 그것이 네트워크 엘리먼트(110C)에 할당하고 분배한 대안의 라벨(AL2)로부터 네트워크 엘리먼트(110A)로부터 수신한 대안의 라벨(AL1)로의 스왑 액션을 인스톨한다. 흐름은 동작(560)으로부터 동작(565)으로 이동한다.
동작(565)에서, 잠재적으로 장애날 수 있는 다른 노드가 선택된 노드에 대한 컴퓨팅된 SPT에 존재하는지가 결정된다. 이러한 노드가 존재하면, 흐름은 동작(520)으로 역으로 이동하고, 다른 노드가 컴퓨팅된 SPT로부터 배제되도록 선택된다. 다른 노드가 존재하지 않으면, 흐름은 동작(570)으로 이동하고, 여기서, 다른 목적지 노드가 네트워크에 존재하는지가 결정된다. 다른 목적지 노드가 네트워크에 존재하면, 흐름은 동작(510)으로 역으로 이동하고, 여기서, 다른 노드가 선택된다. 다른 목적지 노드가 존재하지 않으면, 흐름은 동작(575)으로 이동하고, 프로세스는 종료한다.
일 실시예에서, 대안의 라벨들이 선택된 목적지 노드가 아니라, 다음 다음의 홉 LSR 중 임의의 것의 루프백 어드레스에 대해 분배된다. 이러한 환경들에서, 그 다음 다음의 홉에 의해 할당된 라벨은 스왑되고 다음 다음의 홉에 대한 대안의 라벨은 적층된다.
일 실시예에서, 공유 리스크 링크 그룹(SRLG) 장애들이 노드 장애과 유사한 방식으로 다루어진다.
일부 환경들에서, 장애난 특정한 SRLG를 추론할 수 없고 또 다른 대안의 경로가 존재하지만 컴퓨팅되지 않는 관계를 갖는 다중의 SRLG들에 속하는 링크들의 복잡한 경우들이 존재할 수도 있다. 이들 복잡한 경우들은 상기 설명에 의해 다루어지지 않는다.
일부 환경들에서, 상이한 LSR들이 상이한 라벨 포워딩 테이블 용량 제한들을 가질 수도 있는 이종의 네트워크가 존재할 수도 있다. 이러한 환경들에서, 일부 LSR들이 이들 절차들에 대해 필요한 여분의 라벨(AL)들을 수용하기 위해 라벨 포워딩 엔트리들을 충분히 갖지 않을 수도 있다는 것이 가능하다. 이러한 경우에서, AL들은 루프백 어드레스에 대해서만 할당되고 라벨 적층은 다음의 홉에 패킷을 라벨-스위칭하기 위해 사용된다.
LSP 셋업 모드들
1. 모든 노드들이 계산을 행하고 라벨들을 자발적-다운스트림(downstream-unsolicited)으로 할당한다.
2. PLR이 Alt-LSP의 계산을 행하고, 명시적 경로를 통해 LSP를 시그널링한다. 업스트림 온-디맨드 모드.
일 실시예에서, 시그널링 확장은 LDP FRR을 확립하기 위해 정의된다. 시그널링 확장은 BSP LSP가 셋업될 필요가 있고 특정한 장애이 발생할 때를 위해 BSP LSP가 있을 때 PLR에 BSP-MP가 시그널링하는 것을 허용한다. 따라서, 시그널링 확장은 백업 LSP가 셋업될 노드를 식별하고 백업 LSP가 셋업된 장애을 식별한다.
예를 들어, 다음의 시그널링 확장이 LDP FRR을 확립하기 위해 정의된다.
1. 새로운 TLV가 정의된다(MUST는 경로 벡터(TLV)를 따라 인에이블된다). 이러한 새로운 TLV는 경로 벡터(TLV)가 경로를 따라 LSR Id들을 어떻게 기록하는지와 유사하게 LSP에 대한 라벨들을 기록한다. 새로운 TLV를 "라벨 벡터 TLV"로 칭할 수도 있다.
2. (링크들(p2p 및 멀티-액세스) 및 노드들을 커버하는) 프리픽스들 및 SRLG들의 리스트를 포함하는 새로운 옵션의 TLV. 이러한 새로운 옵션의 TLV는 라벨 맵 및 라벨 요청 메시지들에서 사용된다. 새로운 옵션의 TLV를 "토폴로지 배제 TLV"로 칭할 수도 있다.
본 명세서에 설명하는 LDP FRR 프로세스의 실시예들을 채용한 구현은 LDP의 단순한 구성 모델을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 장애 시나리오들에서 커버리지를 제공하면서 LDP를 동작시키는 단순성을 유지하고 IP-FRR 및 LDP-오버-RSVP의 복잡성을 극복한다.
도 6은 일 실시예에 따른 LDP FRR을 구현하는 예시적인 네트워크 엘리먼트를 예시한다. 네트워크 엘리먼트(600)는 제어 평면(610) 및 데이터 평면(650)(때때로, 포워딩 평면 또는 미디어 평면으로 칭함)을 포함한다. 제어 평면(610)은 데이터(예를 들어, 패킷들)가 어떻게 라우팅되는지(예를 들어, 데이터에 대한 다음의 홉 및 데이터에 대한 아웃고잉 포트)를 결정하고, 데이터 평면(650)은 그 데이터를 포워딩하는데 책임이 있다. 제어 평면(610)은 내부 게이트웨이 프로토콜(IGP) 모듈(615) 및 라벨 분배 프로토콜(LDP) 모듈(620)을 포함한다. IGP 모듈(615)은 최단 경로 우선 프로토콜(Open Shortest Path First: OSPF) 또는 중간 시스템-중간 시스템(Intermediate System to Intermediate System: IS-IS)과 같은 링크 상태 프로토콜을 구동할 수도 있거나, 라우팅 정보 프로토콜(RIP)과 같은 다른 프로토콜을 구동할 수도 있다. IGP 모듈(615)은 루트들을 교환하기 위해 다른 네트워크 엘리먼트들과 통신하고 하나 이상의 라우팅 메트릭들에 기초하여 이들 루트들을 선택한다. 선택되는 IGP 루트들은 라우팅 정보 베이스(RIB)(625)에 저장된다. IGP 모듈(615)은 또한, 선택되지 않고 RIB(625)에 저장되지 않은 루트 엔트리들을 로컬 RIB(예를 들어, IGP 로컬 RIB)에 저장되게 할 수 있다.
LDP 모듈(620)은 라벨 매핑 정보를 그것의 피어들(LDP 피어들)과 교환한다. 예를 들어, LDP 모듈(620)은 라벨 매핑 메시지들을 생성할 수도 있고 그것의 피어들로부터 라벨 매핑 메시지들을 수신할 수도 있다. LDP 모듈(620)은 라벨 패킷들을 포워딩하기 위해 RIB(625)에 IGP 모듈(615)에 의해 제공된 기반 라우팅 정보에 의존한다. LDP 모듈(620)은 라벨들을 할당하고 라벨 패킷들의 포워딩에 관한 다른 정보(예를 들어, NHLFE 정보, 인커밍 라벨 맵(ILM) 정보, FTN 정보)를 MPLS 정보 베이스(630)에 저장한다. LDP 모듈(620)은 본 명세서에 설명한 LDP-FRR 프로세스를 지원하도록 LDP 모듈(620)의 기능을 확장하는 LDP-FRR 모듈(622)을 포함한다. 일 실시예에서, LDP-FRR 모듈(622)은 도 3 및/또는 5에서 설명한 동작들을 수행한다.
제어 평면(610)은 RIB(625) 및 MPLS 정보 베이스(630)에 기초하여 루트 정보로 데이터 평면(650)을 프로그래밍한다. 구체적으로는, RIB(625)로부터의 특정한 정보가 포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base: FIB)(655)에 프로그래밍되고, MPLS 정보 베이스(630)로부터의 특정한 정보가 ILM 구조(660), NHLFE 구조(665), 및 FTN 구조(670)에 프로그래밍된다. 예를 들어, BSP LSP들에 대한 대안의 라벨들은, 장애이 발생하는 경우에, 트래픽이 BSP LSP들에 따라 신속하게(예를 들어, 라인 레이트(line rate)에서) 재-라우팅될 수 있도록 적절하게 데이터 평면(650)의 ILM 구조(660) 및 NHLFE 구조(665) 중 하나 이상에 프로그래밍된다.
일 실시예에서, 네트워크 엘리먼트(600)는 하나 이상의 라인 카드들(때때로 포워딩 카드들로 칭함)의 세트 및 하나 이상의 제어 카드들의 세트를 포함한다. 라인 카드들 및 제어 카드들의 세트는 하나 이상의 메커니즘들을 통해 함께 커플링된다(예를 들어, 제1 풀 메시(full mesh)가 라인 카드들을 커플링하고 제2 풀 메시가 모든 카드들을 커플링한다). 라인 카드들의 세트는 통상적으로 데이터 평면을 구성하고, 패킷들을 포워딩할 때 사용되는 FIB(655), ILM(660), NHLFE(665), 및 FTN(670)을 각각 저장할 수도 있다. 구체적으로는, FTN(670)은 라벨링되지 않지만 포워딩하기 이전에 라벨링되는 패킷들(예를 들어, 이들은 진입 LSR에서 MPLS 도메인 외부로부터 수신됨)을 포워딩하기 위해 사용된다. ILM(660)은 라벨링된 패킷들을 포워딩하기 위해 사용된다. 제어 카드들은 통상적으로, IGP 모듈(615), LDP 모듈(620)을 포함하는 라우팅 프로토콜들을 구동하고, RIB(625) 및 MPLS 정보 베이스(630)를 저장한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 네트워크 엘리먼트(예를 들어, 라우터, 스위치, 브리지)는 네트워크상의 다른 장비(예를 들어, 다른 네트워크 엘리먼트들, 종단 스테이션들)를 통신가능하게 상호접속하는 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 네트워킹 장비의 피스이다. 일부 네트워크 엘리먼트들은 다중의 네트워킹 기능들(예를 들어, 라우팅, 브리징, 스위칭, 레이어 2 집합, 세션 경계 제어, 서비스 품질, 및/또는 가입자 관리)에 대한 지원을 제공하고/하거나 다중의 애플리케이션 서비스들(예를 들어, 데이터, 음성, 및 비디오)에 대한 지원을 제공하는 "다중의 서비스 네트워크 엘리먼트들"이다. 가입자 종단 스테이션들(예를 들어, 서버들, 워크스테이션들, 랩탑들, 넷북들, 팜 탑들, 모바일 폰들, 스마트폰들, 멀티미디어 폰들, VOIP(Voice Over Internet Protocol) 폰들, 사용자 장비, 단말기들, 휴대용 미디어 플레이어들, GPS 유닛들, 게임 시스템들, 셋-탑 박스들)은 인터넷을 통해 제공된 콘텐츠/서비스들 및/또는 인터넷상에 오버레이된(예를 들어, 인터넷을 통해 터널링된) 가상의 사설 네트워크(VPN)들상에 제공된 콘텐츠/서비스들에 액세스한다. 콘텐츠 및/또는 서비스들은 통상적으로, 서비스 또는 콘텐츠 제공자에 속하는 하나 이상의 종단 스테이션들(예를 들어, 서버 종단 스테이션들) 또는 피어 투 피어 서비스에 참여하는 종단 스테이션들에 의해 제공되고, 예를 들어, 공공 웹페이지들(예를 들어, 무료 콘텐츠, 상점(store front), 검색 서비스들), 사설 웹페이지들(예를 들어, 이메일 서비스들을 제공하는 사용자이름/패스워드 액세스 웹페이지들), 및/또는 VPN들을 통한 사내 네트워크들을 포함할 수도 있다. 통상적으로, 가입자 종단 스테이션들은 다른 종단 스테이션들(예를 들어, 서버 종단 스테이션들)에 커플링되는 다른 에지 네트워크 엘리먼트들에 (예를 들어, 하나 이상의 코어 네트워크 엘리먼트들을 통해) 커플링되는 에지 네트워크 엘리먼트에 (예를 들어, (유선 또는 무선으로) 액세스 네트워크에 커플링된 고객 구내 장비를 통해) 커플링된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 명령들은 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 내장된 메모리에 저장된 미리 정해진 기능 또는 소프트웨어 명령들을 갖거나 특정한 동작들을 수행하도록 구성된 응용 주문형 집적 회로(ASIC)들과 같은 하드웨어의 특정한 구성들을 칭할 수도 있다. 따라서, 도면들에 나타낸 기법들은 하나 이상의 전자 디바이스들(예를 들어, 종단 스테이션, 네트워크 엘리먼트)상에서 저장되고 실행되는 코드 및 데이터를 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 전자 디바이스들은 비일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(예를 들어, 자기 디스크들, 광 디스크들, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리 디바이스들, 위상 변화 메모리) 및 일시적 컴퓨터 판독가능한 통신 매체(예를 들어, 반송파들, 적외선 신호들, 디지털 신호들과 같은 전기, 광, 음향 또는 다른 형태의 전파된 신호들)와 같은, 컴퓨터 판독가능한 매체를 사용하여 코드 및 데이터를 (내부적으로 및/또는 네트워크를 통해 다른 전자 디바이스에 의해) 저장하고 통신한다. 또한, 이러한 전자 디바이스들은 통상적으로, 하나 이상의 저장 디바이스들(비일시적 머신 판독가능한 저장 매체), 사용자 입/출력 디바이스들(예를 들어, 키보드, 터치스크린, 및/또는 디스플레이), 및 네트워크 접속들과 같은 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 커플링된 하나 이상의 프로세서들의 세트를 포함한다. 프로세서들의 세트와 다른 컴포넌트들의 커플링은 통상적으로 하나 이상의 버스들 및 브리지들(버스 제어기들로 또한 칭함)을 통한다. 따라서, 소정의 전자 디바이스의 저장 디바이스는 통상적으로, 그 전자 디바이스의 하나 이상의 프로세서들의 세트상에 실행을 위해 코드 및/또는 데이터를 저장한다. 물론, 본 발명의 실시예의 하나 이상의 부분들이 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 하드웨어의 상이한 조합들을 사용하여 구현될 수도 있다.
본 발명을 여러 실시예들에 관련하여 설명하였지만, 당업자는 본 발명이 설명한 실시예들에 제한되지 않고 첨부한 청구항들의 사상과 범위내에서 변형과 변경으로 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 설명은 제한하는 대신에 예시하는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 라벨 분배 프로토콜(LDP: Label Distribution Protocol)을 이용하여 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS: Multiprotocol Label Switching) 고속 재라우팅을 하기 위한 제1 네트워크 엘리먼트에서의 방법으로서 - 상기 제1 네트워크 엘리먼트는 MPLS 네트워크에서의 복수의 네트워크 엘리먼트들 중 하나임 -,
    상기 MPLS 네트워크에서의 제2 네트워크 엘리먼트로부터 광고된 제1 라벨을 수신하는 단계;
    잠재적 장애 조건 하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 최단 경로 트리(SPT: shortest path tree)를 컴퓨팅하는 단계 - 상기 제2 네트워크 엘리먼트는 상기 컴퓨팅된 SPT에서 상기 제1 네트워크 엘리먼트의 다음의 홉(nexthop)이고, 상기 잠재적 장애 조건으로부터의 업스트림이 아님 -;
    상기 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업의 역할을 하는 백업 LDP 라벨 스위칭된 경로(LSP: Label Switched Path)에 대한 제2 라벨을 하나 이상의 제3 네트워크 엘리먼트들의 세트에 광고하는 단계 - 상기 제3 네트워크 엘리먼트들의 세트는 상기 제1 네트워크 엘리먼트에 대하여 상기 컴퓨팅된 SPT 상의 업스트림의 이웃 네트워크 엘리먼트들임 -; 및
    상기 제2 라벨로부터 상기 제1 라벨로의 스왑 액션(swap action)을 인스톨하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 라벨을 포함하는 패킷을 상기 제3 네트워크 엘리먼트들의 세트 중 하나로부터 수신하는 단계;
    상기 제2 라벨을 상기 제1 라벨로 스왑하는 단계; 및
    상기 제1 라벨을 갖는 상기 패킷을 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 송신하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 잠재적 장애 조건은, 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 링크 및 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 네트워크 엘리먼트 중 하나의 장애인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 네트워크 엘리먼트는 백업 스위칭된 경로 병합 포인트(backup switched path merge point)인 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 네트워크 엘리먼트는 상기 잠재적 장애 조건을 횡단하는 현재의 최단 경로 LSP 상의 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터의 제1 홉인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 네트워크 엘리먼트로부터 광고된 상기 제1 라벨은 장래의 장애 조건에 관계없이 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 패킷들을 송신할 때에 상기 제1 네트워크 엘리먼트에 의해 사용되는 방법.
  7. 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 네트워크에서 라벨 분배 프로토콜(LDP)을 이용하여 MPLS 고속 재라우팅에 참여하기 위한 제1 네트워크 엘리먼트로서,
    하나 이상의 프로세서들의 세트; 및
    상기 프로세서들의 세트에 의해 실행될 때, 상기 프로세서들의 세트로 하여금,
    상기 MPLS 네트워크에서의 제2 네트워크 엘리먼트로부터 광고된 제1 라벨을 수신하는 것,
    잠재적 장애 조건 하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 최단 경로 트리(SPT)를 컴퓨팅하는 것 - 상기 제2 네트워크 엘리먼트는 상기 컴퓨팅된 SPT에서 상기 제1 네트워크 엘리먼트의 다음의 홉이고, 상기 잠재적 장애 조건으로부터의 업스트림이 아님 -,
    상기 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업의 역할을 하는 백업 LDP 라벨 스위칭된 경로(LSP)에 대한 제2 라벨을 하나 이상의 제3 네트워크 엘리먼트들의 세트에 광고하는 것 - 상기 제3 네트워크 엘리먼트들의 세트는 상기 제1 네트워크 엘리먼트에 대하여 상기 컴퓨팅된 SPT 상의 업스트림의 이웃 네트워크 엘리먼트들임 -, 및
    상기 제1 네트워크 엘리먼트의 데이터 평면에서의 하나 이상의 포워딩 데이터 구조들에서 상기 제2 라벨로부터 상기 제1 라벨로의 스왑 액션을 인스톨하는 것
    을 수행하게 하는, LDP 모듈을 포함하는 제어 평면
    을 포함하는 제1 네트워크 엘리먼트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서들의 세트에 의해 실행될 때, 상기 프로세서들의 세트로 하여금,
    상기 제2 라벨을 포함하는 패킷을 상기 제3 네트워크 엘리먼트들의 세트 중 하나로부터 수신하는 것,
    상기 하나 이상의 포워딩 구조들을 이용하여 상기 제2 라벨을 상기 제1 라벨로 스왑하는 것, 및
    상기 제1 라벨을 갖는 상기 패킷을 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 송신하는 것
    을 또한 수행하게 하는 상기 데이터 평면을 더 포함하는 제1 네트워크 엘리먼트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 잠재적 장애 조건은, 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 링크 및 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 네트워크 엘리먼트 중 하나의 장애인 제1 네트워크 엘리먼트.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 네트워크 엘리먼트는 백업 스위칭된 경로 병합 포인트인 제1 네트워크 엘리먼트.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 네트워크 엘리먼트는 상기 잠재적 장애 조건을 횡단하는 현재의 최단 경로 LSP 상의 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터의 제1 홉인 제1 네트워크 엘리먼트.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제2 네트워크 엘리먼트로부터 광고된 상기 제1 라벨은 장래의 장애 조건에 관계없이 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 패킷들을 송신할 때에 상기 제1 네트워크 엘리먼트에 의해 사용되는 제1 네트워크 엘리먼트.
  13. 라벨 분배 프로토콜(LDP)을 이용하여 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 고속 재라우팅을 하기 위한 제1 네트워크 엘리먼트에서의 방법으로서 - 상기 제1 네트워크 엘리먼트는 MPLS 네트워크에서의 복수의 네트워크 엘리먼트들 중 하나임 -,
    잠재적 장애 조건 하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 최단 경로 트리(SPT)를 컴퓨팅하는 단계;
    상기 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업의 역할을 하는 백업 LDP 라벨 스위칭된 경로(LSP)에 대한 라벨을 제2 네트워크 엘리먼트로부터 수신하는 단계 - 상기 제2 네트워크 엘리먼트는 상기 제1 네트워크 엘리먼트에 대하여 상기 컴퓨팅된 SPT 상의 업스트림의 이웃 네트워크 엘리먼트임 -; 및
    상기 잠재적 장애 조건이 실현될 때 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 트래픽을 전송하는데 상기 수신된 라벨이 사용되게 하도록 상기 잠재적 장애 조건에 대한 장애 트리거 액션(failure trigger action)을 인스톨하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 잠재적 장애 조건과 대응하는 장애 조건을 검출하는 단계; 및
    상기 검출하는 단계에 응답하여, 상기 제2 네트워크 엘리먼트로부터 수신되며 상기 목적지 네트워크 엘리먼트를 향하는 트래픽을, 상기 백업 LDP LSP에 대한 상기 수신된 라벨을 사용하여 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 재라우팅하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 잠재적 장애 조건은, 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 링크 및 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 네트워크 엘리먼트 중 하나의 장애인 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 네트워크 엘리먼트는 로컬 리페어 포인트(Point of Local Repair)인 방법.
  17. 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 네트워크에서 라벨 분배 프로토콜(LDP)을 이용하여 MPLS 고속 재라우팅에 참여하기 위한 제1 네트워크 엘리먼트로서,
    하나 이상의 프로세서들의 세트; 및
    상기 프로세서들의 세트에 의해 실행될 때, 상기 프로세서들의 세트로 하여금,
    잠재적 장애 조건 하에서 목적지 네트워크 엘리먼트에 도달하기 위한 최단 경로 트리(SPT)를 컴퓨팅하는 것,
    상기 잠재적 장애 조건이 실현될 때 백업의 역할을 하는 백업 LDP 라벨 스위칭된 경로(LSP)에 대한 라벨을 제2 네트워크 엘리먼트로부터 수신하는 것 - 상기 제2 네트워크 엘리먼트는 상기 제1 네트워크 엘리먼트에 대하여 상기 컴퓨팅된 SPT 상의 업스트림의 이웃 네트워크 엘리먼트임 -, 및
    상기 잠재적 장애 조건이 실현될 때 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 트래픽을 전송하는데 상기 수신된 라벨이 사용되게 하도록 상기 잠재적 장애 조건에 대한 상기 제1 네트워크 엘리먼트의 데이터 평면에서의 하나 이상의 포워딩 구조들의 세트에서 장애 트리거 액션을 인스톨하는 것
    을 수행하게 하는, LDP 모듈을 포함하는 제어 평면
    을 포함하는 제1 네트워크 엘리먼트.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서들의 세트에 의해 실행될 때, 상기 프로세서들의 세트로 하여금, 상기 잠재적 장애 조건과 대응하는 장애 조건의 검출에 응답하여, 상기 제2 네트워크 엘리먼트로부터 수신된 트래픽을 상기 백업 LDP LSP에 대한 상기 수신된 라벨을 사용하여 상기 제2 네트워크 엘리먼트에 다시 재라우팅하는 것을 또한 수행하게 하는 상기 데이터 평면을 더 포함하는 제1 네트워크 엘리먼트.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 잠재적 장애 조건은, 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 링크 및 상기 제1 네트워크 엘리먼트로부터 다운스트림의 네트워크 엘리먼트 중 하나의 장애인 제1 네트워크 엘리먼트.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 네트워크 엘리먼트는 로컬 리페어 포인트인 제1 네트워크 엘리먼트.
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