TW201215038A - Method and apparatus to improve LDP convergence using hierarchical label stacking - Google Patents

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201215038 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例係關於網路連接領域；並且特定而言， 係關於改善使用階層式標籤堆疊之LDP收斂。 - 【先前技術】 標籤分佈協定（LDP)(2007年10月要求建議（RFC)5036中 所描述）係用於通告轉遞等效物類（FEC)至標籤的映射。 IP(網際網路協定）首碼FEC係用於設定沿路由路徑之標籤 Ο 交換路徑（LSP)。LDP使用路由表中路線來通告IP首碼FEC 的標籤映射。隨著網路中FEC數目的增加，標籤之數目相 應地增加。例如，在各運行LDP之多個標籤交換路由器 (LSR)的一標籤交換網路中，出埠LSR分配各唯一出埠下 一躍點之一非空值（non-NULL)標籤。若各首碼具有一唯一 下一躍點，則必須分配按每首碼一唯一標籤。在具有許多 用戶（例如可能數千至數百萬）之一無線及/或有線用戶終端 案例中，所分配標籤的數目係很大的。 〇 不是用於該首碼之出埠的LSR可使用下列技術之一者而 得知介於首碼（連同其相關聯標籤）及用於該首碼之出埠 ' LSR之間的關聯：使用IP路由表以分配FEC之標籤；運行 - 一鏈路狀態協定（例如，1998年4月RFC 2328中所描述之 OSPF(開放式最短路徑優先））、1990年2月RFC 1142中所描 述IS-IS之（中間系統至中間系統））；或運行一額外協定（例 如2006年1月RFC 4271中所描述之BGP(邊界閘道器協 定））。 157999.doc 201215038 然而，在若干情況下上述技術係不可行或非較佳的。例 如，在許多情況下，存在一要求：邊緣LSR運行一簡單路 由協定，諸如具有冗餘之BFD(雙向轉遞偵測）的靜態或 RIP(路由資訊協定）。例如，網路提供者可要求一入埠LSR 運行一相對簡單非鏈路狀態路由協定，該入埠LSR在一無 線用戶終端案例中係一基地台網路元件。該等協定不給出 介於FEC與出埠LSR之間的關聯。 另外，IGP之收斂時間相對高。例如，若存在大量首碼 且首碼依高速率添加至路由表及從路由表刪除（例如在基 地台之間移動之行動用戶使得相對頻繁修改路由表），則 IGP收斂時間相對高。例如，一無線網路（例如一 4G或LTE 網路）中之一典型邊緣LSR可支援數十萬或數百萬用戶（該 等用戶之各者可具有IGP中之一唯一首碼）。IGP亦包含若 干能增加收斂時間的抑制（dampening)機制（例如LSA(鏈路 狀態通告）產生延遲（例如透過使用RFC 2328中所描述之 MinLSInterval) ; LSA調步計時器（例如使用RFC 2328中所 描述之重新傳輸計時器（Rxmtlnterval)));及SPF(最短路徑 優先）抑制計時器）。此外，當LSDB(鏈路狀態資料庫）係大 的，SPF在一典型SPF運行期間執行許多記憶體存取並且 當下載路線至一共同存放區（例如一 RIB(路由資訊庫））時亦 要求大量處理及/或記憶體存取。此等都增加IGP的收斂時 間。 運行一額外協定（諸如BGP)不係較佳的，此係因為此增 加額外負擔（資本支出（CapEx)及操作支出（OpEx)兩者）。例 157999.doc 201215038 如，CapEx中之額外負擔包含開發及/或支援另一協定所需 之開發資源，該協定包含諸如可擴縮性、高可用性及/或 冗餘之特徵；運行額外協定所需要之額外CPU及/或記憶 體，該額外協定增加冗餘；一全網（full mesh)連接（介於網 路中各對LSR的一連接）的要求增加隨著網路中LSR數目的 增加而增長之計算資源（CPU循環、記憶體等）的量；及若 避免一全網，則要求一分離路由反射器（RR)，該反射器係 網路元件的一分離類型。OpEx中之額外負擔包含網路設 計中之複雜性的引入，此係因為必須於該等LSR之各者上 組態BGP ;若使用一 RR(通常係一分離網路元件），則需要 由操作者維護；以及組態及維護BGP協定要求專家及昂貴 的人員。 【發明内容】 本文描述透過使用一階層式LSP(標籤交換路徑）而改善 LDP(標籤分佈協定）收斂時間。在一實施例中，對於分別 屬於多個終端站之多個FEC(轉遞等效物類），在一 MPLS(多重協定標籤交換）網路中建立一階層式LSP。各 FEC之階層式LSP包含一出埠LSR(標籤交換路由器）LSP， 該出埠LSR LSP對於該等FEC之各者係共有的並且形成該 等FEC之一出埠LSR的一路徑，以及當標籤交換封包在該 MPLS網路中時使用該出埠LSR LSP ;及進一步包含一唯一 FEC LSP，該出埠使用該唯一FEC LSP以識別並轉遞封包 至該FEC。回應於改變該出埠LSR LSP之第一網路元件之 一下一躍點的一拓撲變化，修改一轉遞結構以改變該出璋 157999.doc 201215038 LSR LSP之至少該下一躍點，而不用實質上修改該等FEC LSP之任何轉遞結構項目。透過減少該拓撲變化之後的轉 遞結構修改而改善LDP收斂時間。 在一實施例中，充當一 MPLS網路中之一出埠LSR的一 網路元件執行下列操作。該網路元件產生一出埠LSR標籤 映射訊息，其包含映射至第一網路元件之一 Ip位址的一標 籤。對於屬於一終端站之各FEC，在該終端站中該網路元 件係出埠，產生5亥FEC之一階層式標籤映射訊息，該階 層式標籤映射訊息指示該FEC之網路元件所發起之一標籤 並且指示該網路元件發起該標籤。該出埠標籤映射訊息及 该階層式標籤映射訊息傳輸至該網路元件的同級者以容許 建立各FEC的一階層式LSP，該階層式LSp包含界定到達該 網路元件之一路徑的一外部LSp及該FEc特定之一内部 LSP，該網路元件使用該内部LSp以識別及轉遞封包至該 FEC。該階層式LSp容許入埠⑽對拓撲變化作出反應，該 拓撲變化透過改變與外部LSp相關聯之一或多個轉遞項目 而影響出埠LSR的可達性，而不用實質上修改與内部Lsp 之任何-者相關聯之任何轉遞項目，藉此改善通收敛時 間。

實施例中，充當一入埠LSR的一網路元件包含一控 制卡’该控制卡包含一階層式標籤模組。該階層式標籤模 組可操作以處理自屬於終端站之複數個FEC之一出琿LSR 所:起之階層式標籤映射訊息，該等階層式標籤映射訊息 3 FEC之出埠LSR所發起之一標籤的一映射並 157999.doc 201215038 且指示該出埠LSR發起該標籤，及自該出埠LSR所發起之 出埠LSR標籤映射訊息各包含映射至出埠LSR之一 Ip位址 的一標籤’使得為該複數個FEC之各者建立一階層式 LSP。各FEC之階層式LSP包含：一出埠LSR LSP，其係基 於該出埠LSR標籤映射訊息，該出埠LSR LSP係該等FEC - 之各者共有並提供至該出埠LSR之一下一躍點；及一唯一 FEC LSP ’其承載資訊以識別並轉遞封包至該fec。該階 層式標籤模組進一步可操作以將表示該階層式LSP之一或 〇 多個轉遞結構項目下載至網路元件之一或多個線路卡。回 應於改變至該出埠LSR的下一躍點之一拓撲變化，該階層 式標籤模組可操作以修改並下載該出埠LSR LSP之一或多 個轉遞結構項目至一或多個線路卡，以改變該出埠LSR的 下躍點，而不用實質上修改並下載該等FEC LSP之任何 轉遞結構項目。透過減少該拓撲變化之後的轉遞結構修改 而改善LDP收斂時間。 〇 在一實施例中，充當多個FEC之一出埠LSR的一網路元 件G 3控制卡，該控制卡包含一階層式標籤模組，該階 I式標籤模組可操作以產生—出埠LSR標籤映射訊息，其 &含映射至第-網路元件之—Ip位址的—㈣。對於該等 之各者’該階層式標蕺模組可操作以產生該FEC之一 6層式‘籤映射汛息’該階層式標籤映射訊息指示該FEc #〜周路兀件戶斤發起之一標籤及指示該網路元件發起該標 藏並且该階層式標籤模組進一步可操作以致使該所產生 之出痒LSR標籤映射訊息及該階層式標鐵映射訊息傳輸至 157999.doc 201215038 充虽中間或中轉LSR之一或多個網路元件以容許建立FEC 之各者的一階層式LSP，該階層式LSP包含界定到達充當 出蜂LSR之網路元件之ip位址之一路徑的一外部[π及 針對該FEC之一内部LSP，充當出埠LSR之網路元件使用該 内部LSP以識別及轉遞封包至該FEC。該階層式LSp容許入 埠LSR對拓撲變化作出反應，該拓撲變化透過改變與外部 LSP相關聯之一或多個轉遞項目而影響出埠LSR的可達 性，而不用實質上修改與内部Lsp之任何一者相關聯之任 何轉遞項目’藉此改善LDP收斂。 【實施方式】 藉由參考用於圖解說明本發明之實施例的隨後說明及附 圖可最佳地瞭解本發明。 在隨後說明中闡述許多具體細節。然而，應暸解本發明 之實施例可實踐而不用此等具體細節。在其他例項中，為 不混淆瞭解此說明，故不詳細展示熟知電路、結構及技 術。-般技術者用所包含之說明將能夠實施合適的功能而 不用過多實驗。 在本說明書中，參老「―音你^ ^ "^ 實施例」、「一實例」等指示所 描述之實施例可包含一特定特徵、結構或特十生，但各項實 施例可不必包含該特定特徵、結構或特性。此外，此等片 語不必參考相同實施例。此外，#就_實㈣㈣—特定 特徵、結構或特性時，應認為不管是否明確描述達到有關 其他實施例之特徵、結構或輯,地总—乱 傅4符性係在熟習此項技術者的知 識内。 157999.doc -10- 201215038 在iw後說明及申請專利範圍中可使用術語「耦合」與 連接」及其何生祠❶應瞭解此等術語不應視為相互為同 義祠。「耦合」係用於指示兩個或更多個元件，該等元件 可或可不相互直接物理或電接觸、相互協作或互動。「連 接」係用於指示在相互耦合之兩個或更多個元件之間建立 通信。 Ο Ο 如本文所使用，-網路元件（例如路由器、交換器、橋 接器、基地台等）係一件網路連線之設備，其包含硬體及 軟體，該設備與該網路上之其他設備（例如其他網路元 件、、·、端站等）通仏互連。用戶終端站（例如伺服器、工作 站膝上3L電腦、掌上型電腦、行動電話、智慧電話、多 媒，電話、，際網路語音協定（ν〇ιρ)電話、攜帶型媒體播 放裔、GPS早7^、遊戲系統、視訊轉換盒等）存取網際網路 上所提供之内容/服務及/或網際網路上之虛擬專用網路 (VPN)上所提供之内容/服務。該等内容及/或服務通常由 屬於服務或内谷提供商之—或多個終端站（例如饲服器 終端站）或加人—同級間（P⑽t。㈣服務之終端站提供， 及可包含公共網頁（免費内容、心、搜尋服務等）、私人 網頁（提供電子郵件服務之使用者姓名/密碼之存取網頁 等）、VPN上之公司網路等。通常用戶終端站_合（例如 =搞：至-存取網路的用戶端設備(有線或無線))至邊緣 ”兀件1等邊緣網路元件係麵合（例如透過一或多個 件）至其他邊緣網路元件’該等其他邊緣網路 兀’、σ至其他終端站（例如伺服器終端站）。 157999.doc -11. 201215038 描述使用階層標籤交換路徑（LSP)改善LDP收斂之一方 法及裝置。在一實施例中，充當用於一FEC之一出埠LSR 的一網路元件除了通告與屬於階層式LSP之一外部LSP(有 時本文稱為一出埠LSR LSP)之一出埠LSR之一IP位址（例如 屬於該出埠LSR且具有始於其他LSR之一路徑的一回送位 址或其他位址）（本文稱為該出埠LSR標籤映射）相關聯的一 標籤（例如一空值（NULL)標籤）之外，該網路元件亦通告用 於該FEC之該出埠LSR(本文稱為一階層式標籤映射）所發 起的一標籤，該FEC屬於一對應階層式LSP之一内部 LSP(有時本文稱為一 FEC LSP)。藉由做此，使用LDP來分 佈一 FEC對其對應出埠LSR的映射及其標籤映射（該出埠 LSR所發起之標籤）。使用此等標籤映射，一 LSP階層係用 於傳送屬於該FEC之封包。在該階層中，用於該FEC之該 出埠LSR的一路徑係較低的，其上該階層中之一較高 LSP(該FEC特定）穿隧。 回應於導致一下一躍點變化之出埠LSR變化的路徑，僅 對應於階層中較低之路徑的該下一躍點需要在資料平面内 重新程式化，此改善LDP之收斂時間及可減少一鏈路或節 點故障期間的訊務損耗持續時間。另外，必須僅按一路由 協定（諸如鏈路狀態IGP)承載出埠LSR之標籤映射，藉此減 少按該路由協定承載之資訊的大小而導致較快的路由協定 收敛。 充當入埠LSR之網路元件及充當中轉LSR之網路元件安 裝屬於外部LSP之標籤映射（出埠LSR標籤映射），該屬於外 157999.doc -12- 201215038 部LSP之標籤映射可被修改為從出埠LSR橫穿至入埠LSR。 例如，中轉LSR將屬於外部LSP之標籤的值交換成其自已 標籤空間之一者（保持與出埠LSR之位址相關聯）。充當階 層式LSP之入埠LSR的網路元件在其NHLFE(下一躍點標籤 轉遞項目）結構中安裝FEC的階層式標籤映射，使得當將封 包轉遞之該FEC時使用階層式LSP。例如，在一實施例 中，充當一入埠LSR之網路元件在其NHLFE中安裝對應於 外部LSP之標籤映射的一項目（本文稱為出埠LSR標籤映射 項目）並且安裝該階層式標籤映射的一項目，該階層式標 籤映射包含至對應於外部LSP之標籤映射的一遞歸下一躍 點（本文稱為階層式標籤映射項目）。當轉遞指定給該等 FEC之一者之封包時，入埠LSR在其FTN中查詢FEC以判定 對應NHLFE結構。所得之NHLFE指示推入至標籤堆疊上之 一FEC標籤（出埠LSR所發起用於該FEC之標籤）及包含出埠 LSR標籤映射之一遞歸下一躍點。該入埠LSR將該FEC標 籤推入至堆疊上並存取對應於出埠LSR標籤映射之 NHLFE，其包含推入至堆疊上之一標籤及朝向出埠LSR之 一下一躍點。該入埠LSR將該標籤推入至標籤堆疊上並將 已貼標籤之封包傳輸至標籤映射中所識別之下一躍點以到 達出埠LSR。階層式已貼標籤之封包係基於除出埠LSR(及 執行倒數第二躍點取出（penultimate hop popping)之可能倒 數第二中間LSR)之外的外部標籤而在網路上交換。 回應於影響出埠LSR之可達性的一拓撲變化（例如存在一 鏈路故障、一節點故障、一度量變化、一新路線等）及假 157999.doc -13· 201215038 定存在至出埠LSR之一不同路線（儘管該不同路線可為次佳 路線），僅需改變NHLFE結構中屬於外部LSP之標籤項目 (出埠LSR標籤映射項目），而不是附接至出埠LSR之各FEC 的各個項目。因此，取代要求修改用於該等FEC之各個項 目’僅需修改對應於到達該等FEC之出埠LSR的項目。此 可改善用於LDP之收斂時間及可減少一鏈路或節點故障期 間的訊務損耗持續時間。 圖1係圖解說明根據一實施例之一階層式標籤映射訊息 之分佈及階層式標籤之管理的一資料流程圖。網路〗〇〇包 含LSR(標籤交換路由器）11〇、120、130及140，該等LSR係 相同MPLS網域的部分。在一網路元件上實施LSR 1丨〇、 120、130及140之各者。LSR 140透過鏈路145與LSR 120耦 合，及透過鏈路135與LSR 130耦合。LSR 110透過鏈路115 與LSR 120耦合，及亦透過鏈路125與1^11 13〇耦合。應瞭 解所圖解說明之LSR的數目係例示性的，因為網路中存在 更多或更少LSR。 圖2更加詳細地圖解說明根據一實施例之充當一 lsr之 一例示性網路元件。網路元件2〇〇包含控制平面2丨〇及資料 平面250(有時稱為一轉遞平面或一媒體平面）。控制平面 210判定如何路由資料（例如封包）（例如該資料的下一躍點 及該育料的傳出埠），及資料平面25〇係負責轉遞該資料。 控制平面210包含IGP(内部閘道器協定）模組215&ί〇ρ(標 籤分佈協定）模組220。IGP模組215可運行一鏈路狀態協 定，諸如OSPF(開放式最短路徑優先）或岱_18(中間系統至 157999.doc •14· 201215038 中間系統），或可運行另一協定，諸如RIP(路由資訊協 定）。IGP模組215與其他網路元件通信以交換路線並基於 一或多個路由度量而選擇該等路線。將所選該等IGP路線 儲存於RIB(路由資訊庫）225中。IGP模組2 15亦可將未選及 儲存於RIB 225中之路線項目儲存於一本端RIB中（例如一 IGP本端 RIB)。 LDP模組220與其同級者（LDP同級者）交換標籤映射資 訊。例如，LDP模組220可產生標籤映射訊息及從其同級 者接收標籤映射訊息。為轉遞標籤封包，LDP模組220得 依靠IGP模組215提供給RIB 225的基本路由資訊^ LDP模 組220分配標籤並將有關轉遞標籤封包的其他資訊（例如 NHLFE資訊、ILM(傳入標籤映射）資訊、FTN資訊）儲存於 MPLS資訊庫230中。LDP模組220包含階層式標籤模組 222，該階層式標籤模組222延伸LDP模組220的功能以在 標籤映射發起及標籤管理期間支援階層式標籤，此將在下 文進行更加詳細的描述。 控制平面210基於rib 225及MPLS資訊庫230用路線資訊 來程式化資料平面250。具體而言，來自RIB 225之若干資 訊程式化至FIB(轉遞資訊庫）255及來自MPLS資訊庫230之 若干資訊程式化至ILM結構260、NHLFE結構265及FTN結 構 270。 在一實施例中，網路元件200包含一組一或多個線路卡 (有時稱為轉遞卡）及一組一或多個控制卡》該組線路卡及 該組控制卡透過一或多機構（例如耦合線路卡之一第一全 157999.doc •15- 201215038 網及耦合所有卡之一第二全網）耦合在一起。該組線路卡 通常組成資料平面且各者儲存當轉遞封包時將使用之FIB 255、ILM 260、NHLFE 265及 FTN 270。具體而言，FTN 270用於轉遞未貼標籤（於入埠LSR處從MPLS網域外部接收 之封包）但之轉遞之前貼上標籤之封包。ILM 260用於轉遞 已貼標籤封包。控制卡通常運行包含IGP模組215、LDP模 組220之路由協定，並儲存RIB 225及MPLS資訊庫230。 將參考對於分別具有FEC 1至FEC N之終端站150A至 150N充當一出埠LSR的LSR 110、充當一入埠LSR之LSR 140及充當中間（中轉）LSR的LSR 120與LSR 130來描述圖1 及隨後圖式。因此，將針對成為封包之目的地描述終端站 150A至ISON(儘管應瞭解終端站150A至150N亦可為封包之 源）。因此，為到達終端站15OA至1 50N，封包必須行進通 過LSR 110。應瞭解，在[SR 110與終端站150A至150N之 間可存在其他網路元件及/或設備（例如，存取網路元件）。 FEC 1至FEC N之各者係識別一LDP LSP上之封包傳輸之一 目的地的識別碼（例如一 IP位址首碼、一主機位址、用於 傳送偽線之一偽線ID(PWID))。如圖1中所描繪，終端站 150A至150N之各者係與一不同FEC相關聯。為簡明起見， 用於終端站150A至150N之FEC將描述為一IP位址首碼，但 應瞭解該等FEC之一或多者可不同（例如主機位址， PWID)。在圖1及隨後圖式中，將可為用戶終端站或伺服 器終端站之終端站160A至160L描述為欲發送至終端站 150A至150N的封包之源，然而，應暸解終端站160A至 157999.doc -16- 201215038 160L亦可為封包之目的地。 在一實施例中，LSR 110、120、130及140各具類似於網 路元件200之一架構，而在其他實施例中，中間LSR 120及 130不包含一Η標籤模組。該等LSR 110、120、130及140之 各者運行判定從源至目的地之一最佳路徑的一 IGP實施方 案（例如鏈路狀態協定，諸如〇SPF或is-IS、RIP '靜態）。 該等LSR 110、120、13〇及140之各者亦運行遵循如IGP協

定所判定之最佳路徑的一 LDP實施方案。參考圖1，從LSR 140至到達LSR 110的最佳路徑係通過LSR 120(用虛線最佳 路徑線196表示）。從LSR 14〇至到達LSR 110的一第二路徑 係通過LSR 13 0(用虛線第二路徑線198表示）。因此，終端 站160 A至L發送至終端站150 A至N之訊務的最佳路徑通過 LSR 120 。 LSR 110包含階層式標籤旧標籤）模組U2&lsr ι4〇包含 Η標籤模組142(在一實施例中，該等模組為其各自控制平 〇 面的部分）。Η標籤模組112產生並且引起包含用於fec(h 標籤模組112為FEC之一出埠）之階層式標籤映射的標籤映 射訊息。Η標籤模细142處理所接收之包含階層式標籤映射 之標籤映射訊息，該階層式標籤映射包含將一階層式標籤

標籤映射。應瞭解，儘管Η標籤模組 -之功能以支援階層式 112係描述為發起階層 157999.doc -17- 201215038 式標籤映射（基本上充當一出埠Η標籤模組）及Η標籤模組 142係描述為處理所接收之階層式標籤映射（基本上充當一 入埠Η標籤模組），然該等模組之一或多者可包含發起及處 理階層式標籤映射功能兩者。根據一實施例，Η標籤模組 112及142係運行LSR 110及140之LDP的LDP模組的部分。 根據一實施例，中間LSR 120及130不包含一特定Η標籤模 組，而是運行一標準LDP機制。LSR 110進一步包含FTN結 構162及NHLFE結構180，各者皆由Η標籤模組142管理。 在一實施例中，FTN結構162及NHLFE結構180係LSR 140 之資料平面的部分並且可至少部分儲存於LSR 140之一或 多個線路卡上。 當充當一出埠之Η標籤模組112產生一標籤映射訊息以為 不同FEC之各者通告同級者之標籤繫結時，出埠LSR 110 的Η標籤模組112包含將該FEC映射至一非空值標籤的一階 層式標籤映射並指示出埠LSR 110發起該標籤。另外，出 埠LSR 110通告包含一出埠LSR標籤映射訊息之一標籤映 射訊息，該出埠LSR標籤映射訊息映射出埠LSR 110的IP位 址與一標籤（例如一空值標籤）之。該等標籤映射傳輸至 LSR 140之各鄰近者（例如LSR 120及13 0)。 透過LDP傳播之階層式標籤映射與出埠LSR標籤映射的 組合提供介於出埠LSR與FEC之間的一關聯。因此，甚至 在IGP實施方案係一非鏈路狀態協定，諸如RIP或靜態路由 器的情況下，仍可獲得出埠LSR與FEC之間的關聯。此排 除IGP之需要以承載使用一鏈路狀態協定（諸如OSPF或IS- 157999.doc -18- 201215038 IS)之資訊；消除由於承載大量FEC/路由器（例如在本發明 實施例中，IGP可僅承載最小資訊，諸如介於標籤交換路 由器（而不是FEC)之間的回送位址及鏈路）而使IGP收斂放 慢的問題，藉此導致較快IGP收斂；及亦避免運行諸如 BGP之另一協定或使一全網LDP同級者遍及網路轉遞FEC 資訊的複雜性。因此，標籤交換係基於出埠LSR的可達 性，而不是FEC器件的可達性。 圖3圖解說明根據一實施例之用於於一標籤映射訊息中 使用之一階層式標籤映射的一例示性訊息格式。階層式標 籤TLV(類型-長度-值）3 10包含作為值340之泛用標籤子TLV 320及FEC子TLV 330。階層式標籤TLV 310之類型335指示 訊息包含一階層式標籤映射。泛用標籤子TLV 320係類似 於RFC 5036中所描述之泛用標籤TLV。泛用標籤子TLV 320係用於FEC之標籤的編碼。泛用標籤子TLV 320包含指 示其為一泛用標籤的類型345及作為值350之標籤（該標籤 通常為一非空值標籤）。FEC子TLV 330係類似於RFC 5〇36 中所描述之FEC TLV。FEC子TLV 330係用於編碼出埠LSR 之一 FEC(例如出埠LSR之回送位址）。FEC子TLV 330包含 指示其為一 FEC TLV之類型355及作為值360之出埠LSR之 位址首碼FEC元素（例如出埠LSR之回送位址）。在一實施 例中，僅存在作為值360的一單一位址。 在若干實施例中，一度量TLV亦可包含於階層式標籤映 射訊息中。度量TLV係用於傳播與FEC相關聯之度量。圖4 根據一實施例圖解說明根據一實施例之用於一度量TLV的 157999.doc •19· 201215038 一例示性格式。度量TLV 410包含指示訊息為一度量TLV 的類型420、長度430、度量類型440及度量450。度量類型 440指示度量的類型（例如，0指示區域内、1指示區域間、 Oxf指示高於任何内部度量之一度量的一外部路線）。度量 類型440之特定值可取決於所使用之IGP實施方案的類型。 度量值450指示度量。在若干實施例中，若於包含一階層 式標籤映射之一標籤映射訊息中不包含一度量TLV，則該 標籤映射訊息被視為具有一度量類型〇及一度量值〇。 LSR使用度量TLV以當接收自一不同出埠LSR所發起之 一單一 FEC的多個階層式標籤映射時，判定安裝那個階層 式標籤映射。例如，若一入埠LSR接收來自不同鄰近者之 一單一 FEC的多個階層式標籤映射，階層式標籤映射係自 一不同出埠LSR所發起，則該LSR將選擇安裝該等階層式 標籤映射之一者。在一實施例中，具有一度量類型N之一 度量TLV係低於具有一度量類型N+1之一度量TLV，而不 管度量值。若該等度量TLV具有相同度量類型（除類型OxOf 之外），則對藉由將來自RIB用於至出埠位址首碼FEC元素 (H標籤TLV中所識別）之路線的度量相加至度量TLV之度量 值而獲得之值作出比較。若度量TLV具有相同度量類型 OxOf，則僅使用度量TLV之度量值作出比較。若在比較之 後該等值係相同的，則該等值被視為相等成本（然後隨機 選擇該等值之一者）。 返回參考圖1，考慮產生並傳輸與終端站1 5 0A相關聯之 FEC1之一標籤映射訊息的LSR 110。在操作1.1處，Η標籤 157999.doc -20- 201215038 模組112產生標籤映射訊息114，該標籤映射訊息114包含 一出埠LSR標籤映射訊息U6，該出埠LSR標籤映射訊息 114包含映射至LSR 110之IP位址（例如LSR 110之回送位 址）’及δ亥標籤映射訊息1 1 4進一步包含一階層式標籤映射 訊息118 ’該標籤映射訊息118映射經映射至LSR 110所發 起之一非空值標籤的FEC1 (標籤1)及包含LSR 110發起該非 空值標籤的一指示。可在產生及/或傳輸階層式標籤映射 訊息118之前產生及傳輸出埠LSR標籤映射訊息116。總 之，出埠LSR標籤映射訊息116及階層式標籤映射訊息118 容許建立包含一出埠LSR LSP及一 FEC LSP的一階層式 LSP。當出埠LSR使用指向該FEC及該FEC LSP之標籤交換 封包以識別及轉遞該FEC之封包時，將使用該出槔LSR LSP。該FEC LSP係在該出埠LSR LSP内穿遂。對於與終端 站150A至N分別相關聯之FEC 1至N之各者而言，該出琿 LSR LSP係共有的。 在一實施例中，取代或除了使用用於階層式標籤映射之 一標籤TLV(如RFC 5036中所界定）外，使用圖3中所描述之 階層式標戴TLV。圖5圖解說明用於包含於一 FEC TLV 510 之頂部上堆疊之階層式標籤TLV 3 10之一階層式標藏映射 訊息500的一例示性格式。當在圖1所描繪之實例中使用 時’階層式標籤TLV 310指示介於非空值標籤（標籤丨）與出 埠LSR 110之IP位址之間的一映射，及FEC TLV 510指示 FEC1(例如終端站150A之IP位址首碼）。 在若干實施例中’ LSR 110回應於接收一標籤請求訊氣 157999.doc •21· 201215038 而產生標籤映射訊息114(例如出埠LSR標籤映射訊息116及/ 或階層式標籤映射訊息11 8)。標籤請求訊息係用於請求一 或多個FEC之一標籤繫結（映射）(例如該標籤請求訊息含有 請求多個標籤繫結之一萬用字元FEC TLV元素）。圖6圖解 說明根據一實施例之用於該標籤請求訊息600的一例示性 格式。標籤請求訊息600包含FEC TLV 610及選用之參數 620 ’該FEC TLV 610識別被請求標籤之feC(FEC TLV 610 可包含一萬用字元）。選用之參數620可包含一階層式標藏 TLV。右FEC TLV 61 0係一萬用字元，則在回應中傳回所 有標籤映射（此導致產生並傳輸多個標籤映射訊息）。回應 於標籤請求訊息，LSR 110可在標籤映射訊息中包含一更 多標籤TLV(More Label TLV)。一更多標籤TLV的存在指示 將回應於標籤請求訊息而為FEC發送更多標籤映射。

有時在產生標籤映射訊息114之後，將所產生之標籤映 射訊息114傳輸至LSR 110之同級者。因此，在操作12A 處，包括出埠LSR標籤映射訊息116及階層式標籤映射訊息 118的所產生之標籤映射訊息丨14係透過鏈路丨15傳輸至 120並且在操作ub處透過鏈路125傳輸至LSR 130。 在接收標籤映射訊息之後，在操作13及14處，中間 LSR 120及130分別安裝至少出埠LSR標籤映射。例如，中 間LSR⑽及⑽在其NHLFE結構中安裝一標籤及出蜂· 110之IP位址及在其ILM結構中創建一項目，使得lsr 12〇 及130可執行一標籤交換（或一倒數第二取出卜例如，[SR 120及130之各者在其NHLFE中安裝一項目，該項目包含一 157999.doc •22- 201215038 傳出標籤（屬於階層式LSP之外部標籤）（例如空值標藏）、交 換動作（或若執行倒數第二移除標籤，則係移除標籤動作 (pop action))、到達LSR 110之下一躍點（此情況的下一躍 點係LSR 110)、傳出介面，且可包含其他資料處置資訊。 LSR 12〇及130之各者分配來自用於出埠LSR標籤映射之其 - 各自標籤空間的一標籤。例如，LSR 120分配用於出埠 LSR標籤映射之標籤2，及LSR 13〇分配用於出埠lsr標籤 映射之標籤3。L S R i 2 0及i 3 0在其各自！ L M結構中創^ 一 項目以將所分配用於出埠LSR標籤映射之標籤（在封包轉遞 期間，該所分配之標籤將作為一傳入標籤被接收）映射至 LSR 11〇之1?位址的NHLFE。因此，當咖12〇接收具有作 為該傳入標籤之標籤2的-已貼標鐵之封包（該已貼標藏之 封包將就圖8進行更加詳細地描述）時，存取標籤2之比^項 目，該ILM項目包含在NHLFE結構中用於lsr ιι〇之巧位 址之項目的-指標。同樣，當LSR 13〇接收具有作為該傳 〇 ^標籤之標籤3的—已貼標籤之封包（該已貼標籤之封包將 就圖11進行更加詳細地描述）時，存取標籤3之ILM項目， 該ILM項目包含在NHLFE結構令用於Lsr 11〇之1?位址之 項目的一指標。在若干實施例中，中間LSR 12〇及13〇除了 . ㈣息轉遞給其各自同級者外’不處理階層式標籤映射訊 息118(其同級者在圖！中所描繪之實例係lsri4〇)。 儘管圖丨圖解說明LSR 12〇及咖13〇各者接收按每咖 之一單式標籤映射訊息’然應瞭解存在⑽⑽及 LSR i30接收來自多個鄰近者之一單一刚之多個階層式 157999.doc -23· 201215038 標鐵映射訊息之情況。在一實施例中，當一中轉接收 來自多個鄰近者之一單一FEC之階層式標藏映射訊息時， 該中轉LSR選擇用於通告及/或安裝之該等標籤映射的若干 者（該中轉⑽將安裝標籤映射以防其鄰近者不具有處理本 文所描述之階層式標籤映射的能力）。在_實施例中，選 擇從鄰近者接收之階層式標鐵映射（該等鄰近者為階層式 標籤中所指示之㈣址的下—躍點），並向所有㈣鄰近者 (假定該等⑽鄰近者能夠處理階層式標籤映射）通告該等 階層式標籤映射。若存在不能處理階層式標藏映射的鄰近 者，則中間LSR以如一入淳LSR將安裝階層式標藏映射一 般（若可應用則包含度量TLV中所指示之度量類型及度量值 的比較）之一相同方式安裝階層式標籤映射。 有時，在安裝出琿LSR標籤映射之後，分別在操作15及 別產生標鐵映射訊息⑵及 132並將標籤映射訊息122及132傳輸至LSR 14〇。如圖^ 所圖解說明，標籤映射訊息122包含映射出淳LSR 110之1? 位址及標籤2之出埠LSR標籤映射訊息124，及包含階層式 標籤映射訊息118。標籤映射訊息132包含出璋LSR標藏映 射訊息m(出埠LSR標籤映射訊息134映射出璋LSR 11〇之 IP位址與標籤3)，並且包含階層式標籤映射訊息118。因 此’ LSR 120及13〇藉由將該出埠LSR標籤改變成其自已標 籤空間内的出痒LSR標籤而各具經修改之出埠咖標藏映 射’然階層式標籤映射118保持未變。 LSR 140可儲存包含於— IGp資料結構中之標籤映射訊息 157999.doc -24· 201215038 122及標籤映射訊息132中的資訊。例如，在一實施例中， 該資訊儲存於一鏈路狀態資料庫（LSDB)中。在接收標籤映 射訊息之後，在操作1.7處，LSR 140之Η標籤模組142判定 以選擇安裝從LSR 120接收之標籤映射訊息122於從LSR 130接收之標籤映射訊息132上之資料平面内。在一實施例 中，此決定係基於如IGP所判定及若必要進一步由一度量 值（例如，若一度量TLV係包含於標籤映射訊息中）改進之 最佳路徑。 在操作1.8處，Η標籤模組142安裝標籤映射訊息122使得 當傳送屬於FEC1之封包時，將使用一 LSP階層。因此，當 接收該FEC1之一封包時，入埠LSR 140將LSR 110所發起 用於FEC1之標籤推入至標籤堆疊（内部標籤）上並將到達出 埠LSR 110之標籤（描繪實例中之標籤2)(外部標籤）推入至 標籤堆疊。例如，Η標籤模組142使一項目安裝於NHLFE 結構180中，該項目用於包含於出埠LSR標籤映射訊息124 内之出埠LSR標籤映射及包含於階層式標籤映射訊息118内 之階層式標籤映射。用於出埠LSR標籤映射之NHLFE包含 標籤2、一推入動作及下一躍點（LSR 120之一IP位址）。當 放於階層式LSP之外部標籤上時將使用此NHLFE。用於屬 於FEC1之標籤的NHLFE包含標籤1、一推入動作及出埠 LSR 110之IP位址的一遞歸下一躍點。Η標籤模組142亦使 一項目安裝於FTN結構162内，該項目用於與終端站150Α 相關聯之FEC 1。 如圖1中所圖解說明，FTN結構162包含FEC索引164及充 157999.doc -25- 201215038 當NHLFE結構180内之一指標的NHLFE索引166。NHLFE結 構180包含對應於NHLFE索引166之索引182、傳出標籤欄 位184、動作欄位186及下一躍點攔位188。NHLFE結構180 亦可包含額外資訊（例如傳出介面、其他資料處置資訊）。 如圖1中所圖解說明，FTN結構162包含用於與終端站i5〇a 至N相關聯之各FEC的項目。另外，NHLFE結構180包含用 於出埠LSR標籤映射之一出埠LSR標籤項目19〇(例如從出 痒LSR標籤映射訊息124產生）及用於階層式標籤映射之階 層式標籤項目192(例如在圖1之所描繪實例中，用於FEC1 之項目係基於階層式標籤映射訊息丨丨8而產生的）。儘管圖 解說明FTN及NHLFE之分離結構，然應瞭解在若干實施例 中存在表示FTN及NHLFE之一單一結構。儘管圖1圖解說 明安裝標籤映射訊息122使得當傳送屬於FEC1之封包時將 使用一LSP階層之一特定方式，然應瞭解此為例示性並且 可以一不同方式安裂標籤映射訊息122，儘管當傳送屬於 之冑包時仍創建—LSp階層。另外儘管圖丄中所描繪 例係FEC1特定的，然應瞭解咖㈣之各者可以類似 操作執杆。 圖7係騎說„據—實施狀 使得當傳逆屬於^ 文衣铋紙映射3fl息 :傳送屬於—特^FEC之封&時將❹—㈣層之 缚L S R之例示性操作的— 之择#姊 ’、、&程圖。將參考圖1描述圖7 之刼作。然而，應瞭解圖7 論之眘知作了由不同於參考圊1所討 哪之貫施例的本發明音说μ血 巧w 4 你^ 月實施例執行，及參考圖1所气&之本 施例可執行不同於參考 冑1所I两之貝 考圖7所纣淪之操作的 157999.doc -26 - 201215038

在方塊710中’LSR 140接收來自LSR 120之一出埠LSR 標籤映射訊息及一階層式標籤映射訊息。可在不同時間接 收該等標籤映射訊息。出埠LSR標籤映射訊息指示出埠 LSR 110之一FEC(例如IP位址首碼）與一標籤的一映射。階 層式標籤映射訊息指示與一終端站（例如終端站1 50A至N之 一者）相關聯之一FEC與一出埠LSR所發起之一標籤的一映 射及亦識別發起該標籤之出埠LSR。 然後流程移至方塊720，Η標籤模組1 42創建出埠LSR 11 〇 〇 與所識別之標籤之映射的一 NHLFE，該NHLFE包含用於所 識別之標籤的一推入操作及至LSR 120的一下一躍點。然 後流程移至方塊730，Η標籤模組142創建階層式標籤映射 訊息中所指示之FEC的一 NHLFE ’該NHLFE包含用於階層 式標籤映射訊息中所指示之標籤的一推入操作及至出埠 LSR 110之NHLFE的一遞歸下一躍點。至出埠LSR 110之 NHLFE的一遞歸下一躍點將導致執行另一查詢（欲存取出 埠 LSR 110之NHLFE)。 〇 然後流程移至方塊740，Η標籤模組142創建對應於階層 式標籤映射訊息中所指示之FEC之階層式標籤映射的一 FTN項目並視情況創建對應於入埠LSR 140之IP位址首碼 之出埠LSR標籤映射的一 FTN項目。然後流程移至方塊 750，並且所創建之項目被下載至LSR 140之一或多個線路 卡。例如，NHLFE項目被下載至NHLFE結構180(該NHLFE 結構180可儲存於一或多個線路卡上）及下載至FTN結構 162(該FTN結構162可儲存於一或多個線路卡上）。 157999.doc -27- 201215038 如圖1中所圖解說明，出埠LSR項目190包含出埠LSR標 籤映射訊息124中之映射至出埠LSR 110之IP位址的標籤 2、一推入動作及LSR 120之一下一躍點。所安裝用於與終 端站150A相關聯之FEC的FEC標籤項目包含一對應標籤 1(一對應標籤1包含於階層式標籤映射訊息118中）、一推入 動作及至出埠LSR 110之NHLFE的一遞歸下一躍點。該遞 歸下一躍點指示當轉遞封包時將執行基於出埠LSR 11 0之 IP位址的一額外查詢。 圖8圖解說明根據一實施例之使用LSP階層之從終端站 160A至終端站150A之一例示性封包流程。將參考圖1及圖 9描述圖8，圖8圖解說明當接收指定給一遠端FEC之一封 包時一入埠LSR所執行之例示性操作。然而，應瞭解圖9 之操作可由不同於參考圖1及圖9所討論之實施例的本發明 實施例執行，及參考圖1及圖9所討論之實施例可執行不同 於參考圖9所討論之操作的操作。 終端站160A傳輸包含一 IP標頭（具有終端站150A之一 IP 目的地位址）及一資料有效負載之封包810。參考圖9，在 方塊910處，入埠LSR 140接收封包810。然後流程移至方 塊920，入埠LSR 140判定封包810之目的地IP位址的FEC。 例如，入埠LSR 140包含將目的地IP位址映射至FEC的一組 IP至FEC規則。所得之FEC對應於終端站150A之IP位址首 碼。然後流程移至方塊930。 在方塊930處，入埠LSR 140存取對應於FEC之NHLFE。 例如，基於該FEC而首先存取FTN結構162以判定對應於 157999.doc -28- 201215038 FEC之NHLFE的NHLFE索引（指標）。在圖丄之實例中，對應 於FEC IP首碼1之NHLFE索引係2。存取對應於所判定索引2 之NHLFE。NHLFE包含一標籤、一推入動作及至出埠LSR 110之NHLFE的一遞歸下一躍點。然後流程移至方塊94〇， 並且標籤1被推入至標籤堆疊上。然後流程移至方塊95〇。 在方塊95〇處，由於FEC之NHLFE的遞歸下一躍點，所 以入埠LSR 140存取出埠LSR 110之NHLFE(出津LSR標籤 項目190)。在圖1之實例中，出埠LSR標籤項目190包含標 籤2、一推入動作及LSR 120之一下一躍點。然後流程移至 方塊960 ’並且標籤2被推入至標籤堆疊上。然後流程移至 方塊970，並且封包81 5被傳輸至下一躍點LSR 120。如圖8 中所圖解說明，封包815包含在標籤1最上層上之標籤2。

LSR 120接收封包815。基於傳入標籤2, LSR 120判定如 何轉遞該封包。例如，LSR 120存取其傳入標籤2之ILM項 目並判定將指示如何處理封包之對應NHLFE。在若干實施 例中，中間LSR 120執行一倒數第二躍點取出，使得其在 將該訊息傳輸至LSR 11 〇之前移除最外部標籤（到達出埠 LSR 110之標籤）。在其他實施例中，中間LSR 12〇執行一 標籤交換。例如，中間LSR 120將傳入標籤與出埠LSR 110 所通告之標籤（例如空值標籤）交換。如圖8中所圖解說明， LSR 120在將封包820傳輸至出埠LSR 110之前自該封包之 標籤堆疊取出標籤2。出埠LSR 110接收封包820並基於標 籤1來判定封包的目的地。例如，出埠LSR 110基於傳入標 籤1來檢查其ILM項目及判定該目的地係終端站150A。LSR 157999.doc • 29 - 201215038 110取出標籤1並將封包810傳輸至終端站150A。 因此，使用一階層之LSP來傳輸已貼標籤之封包，其中 外部標籤之LSP屬於出埠LSR及内部標籤之LSP識別在外部 LSP之出埠處的FEc。 回應於影響出埠LSR 110之可達性（及終端站15〇八至1^之 各者的可達性）的一拓撲變化，僅需修改出琿LSR標籤項 目。圖10係圖解說明當一拓撲變化影響出埠LSR u〇之可 達性時所執行之例示性操作的一資料流程圖。在一操作 10.1處，已發生一拓撲變化，該拓撲變化已將最佳路徑從 路徑196改變成路徑198。發生該拓撲變化包含若干原因： 一鏈路已失效（例如鏈路145及/或鏈路115)、一度量變化使 得路位19 8更佳、一靜態路線已改變、一節點已失效（例如 LSR 120已失效）或已建立更佳的新路徑。在若干實施例 中’ IGP模組通知拓撲變化之ldp模組。 在圖10中所圖解說明之實例’拓撲變化已將從終端站 160A至L發送指定給終端站15〇八至]^之封包的下一躍點從 LSR 120改變成LSR 130。既然封包係基於其出埠LSR之可 達性（而不是基於目的地FEC之可達性）而交換之標籤，則 僅需更新對應於出埠LSR之項目。因此，回應於拓撲變 化，在操作1〇·2處，η標籤模組142僅改變出埠LSR標籤項 目190以引起封包待被交換至LSR 130，而非交換至LSR 120。具體而言，！^標籤模組ι42將該標籤改變成標籤3(標 籤3先前係由LSR ! 3〇在出埠lsr標籤映射訊息丨34中通告） 及將該下一躍點改變成LSR 130。應瞭解不必改變任何階 157999.doc -30- 201215038 層式標戴項目192。儘官圖10中未展不’在若干實施例 中，Η標籤模組222改變在其控制卡上之其MPLS資訊庫中 的項目並僅將已改變之項目下載至儲存於LSR 140之線路 卡上之NHLFE結構180。

因此，取代改變及下載因影響出埠LSR之可達性之拓撲 - 變化而受影響FEC IP首碼之該等項目的各者（例如NHLFE 結構中之FEC IP首碼之項目及可能ILM結構中之FEC IP首 碼之項目），僅需改變出埠LSR之項目，藉此減少收斂時 間。因此，當一出埠LSR之路徑改變並導致一下一躍點改 變時’僅對應於到達出埠LSR之路徑的下一躍點需要在資 料平面中重新程式化。在改變到達出埠LSR之拓撲的一鏈 路故障或節點故障的一條件下，階層式標籤之使用亦減少 訊務知耗的持續時間。例如，考慮當鏈路145及/或鏈路 Π5、或LSR 120失效的情況。在不使用階層式標籤映射的 一先前技術解決方案中’訊務復原由IGp收斂限制（至少在 〇 控制平面内），接著LSR運算並將經更新之NHLFE項目（及 可能ILM項目）下載至資料平面。隨著”首碼之數目的增 加則1GP收斂（至少在控制平面内）之持續時間及運算並 料有經更新之項目下載至資料平面之持續時間亦增加。 因此’在不使用階層式標籤映射的一先前技術解決方案 中’隨著網路中之首碼/標籤之數目的增加，一鏈路故障 或節點故障導致增加訊務損耗的持續時間。相比而言，使 用階層式標籤僅容許更新出埠LSR之項目。因此，使用本 發明實施例，訊務復原僅受用於IGp收斂（至少在控制平面 157999.doc •31- 201215038 内）之時間量以及改變及僅將經更新之項目下載至資料平 面的時間限制。 圖η圖解說明根據一實施例之在圖10中所圖解說明之拓 撲變化之後使用LSP階層之從終端站l6〇A至終端站15〇入的 一例示性封包流程。終端站160入傳輸包含一Ip標頭（具有 終端站15〇A之一 IP目的地）及—資料有效負載之封包 1110。LSR 140接收該封包並判定包含於Ip標頭中之目的 地IP位址的FEC。基於該FEC，存取對應沿^即，該對應 NHLFE包含一標藏！、一推入操作及至出埠lsr 之 祖FE的-遞歸下-躍點。LSR 14G將標籤ι推人至標藏堆 疊上並存取對應於遞歸下一躍點之NHlfe。該聰㈣包含 標籤3、一推入操作及至LSR 13〇之一下一躍點。㈣⑽ 將標籤3推入至標籤堆疊上並將封包1115傳輸至哪13〇。 LSR 13 0接收封包1115。基於傳入標籤3，判定 如何轉遞該封包。例如，LSR 13〇存取傳入標籤3之腿項 目並判定對應NHLFE。在若干實施例中，中間撕13〇執 行-倒數第二躍點取出，使得其在將該訊息傳輸至⑽ 110之前移除最外部標籤（到達出埠LSR 110之標籤）β在其 他實施例中’中間LSR 13〇執行一標籤交換。例如，中間 LSR 將傳人標籤與㈣咖ug所通告之標籤（例如空 值標籤）交換。如圖11中所圖解說明，LSR 130在將封包 ㈣傳輸至出4LSR m之前自該封包之標籤堆疊取出將 标戴3 Λ蟫LSR Uo接收封&U2〇並基於標籤w判定封 包的目的地。例如，出埠LSR 11〇檢查其基於傳入標鐵^之 157999.doc •32- 201215038 11厘項目及判定該目的地係終端站150八。1^11110取出標 籤1並將封包1110傳輸至終端站150A。 在若干實施例中，網路中之LSR交換資訊以判定是否支 援階層式標籤能力。例如，可在LDP上之該等LSR之間交 • 換一階層式標籤能力TLV，該階層式標籤能力TLV指示是 - 否支援階層式標籤能力。在一實施例中，若沿路由路徑之 一 LSR不支援處理本文所描述之階層式標籤映射，外部 LSP繼續進行直到最遠下游LSR，該最遠下游LSR在出現不 ^ 能處理階層式標籤之一 LSR之前支援沿出埠LSR之路由路 徑的階層式標籤處理。在一實施例中，外部LSP係一 TE(訊 務工程）LSP。在一實施例中，若由不具有階層式標籤映射 之一 LSR通告存在一階層式標籤映射之一 FEC(例如若鄰近 者不能處理階層式標籤映射），則用階層式LSP之一交換操 作安裝該LSR上之ILM項目，及以類似於一入埠LSR安裝 該階層式標籤映射之一方式將該階層式標簸映射安裝於該 LSR 上。 〇 在若干實施例中，當通告階層式標籤映射時，可使用獨 立或有序LSP控制。例如，一能處理Η標籤之LSR可使用一 獨立標籤分佈控制以將階層式標籤映射通告給其同級者希 ' 望的任何時間。因此，若該LSR不接收階層式標籤映射（假定 該LSR不接收來自該等FEC之下一躍點之一者的階層式映射） 則該LSR可通告具有其位址之一FEC的階層式標籤映射。 一能處理階層式標籤之LSR亦可操作使用有序標籤分佈 控制。在有序標籤分佈控制模式中，接收來自其鄰近者之 157999.doc -33- 201215038 一 FEC之多個階層式標籤映射的一 LSR選擇具有至該FEC 之最低成本路徑的Η標籤映射。將對於FEC之所選階層式 標籤映射通告給其鄰近者（至少係能夠處理階層式標籤的 鄰近者）。對應於FEC之路線無需在將階層式標籤映射通告 給鄰近者LSR之前經由IGP出現在RIB(或FIB)中。 在若干實施例中，LSR可使用一標籤保留模式（諸如一傳 統標籤保留模式），以維持從一鄰近者獲悉之一FEC的一標 籤繫結，該鄰近者不是FEC的其下一躍點。在該傳統標籤 保留模式中，若FEC之所有路徑/下一躍點具有一共同共用 風險鏈路群組（SRLG)，則該LSR可具有作為一備用不共用 一 SRLG之一替代下一躍點，該LSR可要求請求來自另一標 籤之一標籤。一共同SRLG係由兩個鏈路共用之一風險。舉 實例而言，若透過一共同管道承載多個光纖，則該等光纖 共用一 SRLG，其中若該管道切斷則兩個光纖亦可能切斷。 在若干網路拓撲中，終端站可為至多個出埠LSR之多網 路位址的（multi-homed)。在此情況下，該等出埠LSR之各 者通告與該等終端站相關聯之FEC的一階層式標籤映射及 一出埠LSR標簸映射。當主出埠LSR變得不可到達（例如該 LSR失效）時，入埠LSR改變外部LSP(用以到達第二出埠 LSR)及内部LSP兩者。然而，由於在本發明之實施例中在 IGP中不通告屬於終端站之FEC(例如在IGP中僅通告介於 該等標籤交換路由器之間的回送位址及鏈路），則入埠LSR 上之IGP資料庫（例如鏈路狀態資料庫（LSDB))相對較小， 此將減少IGP收斂所需要之時間量，並且容許入埠LSR更 157999.doc • 34· 201215038 加快速地交換至第二LSR。 Ο Ο 使用儲存並執行於-或多個電子器件（例如—終端站、 -網路等)上的程式碼及資料可實施圖式中所展示之技 術。此等器件儲存及通信(内冑通信及/或與一網路上之其 他電子器件通信）使用機器可讀媒體之程式碼及資料，諸 如機器可讀儲存媒體(例如磁碟；光碟；隨機存取記憶 體，唯讀記憶體；快閃記憶體器件；相變記憶體）及機器 可讀通信媒體(例如電、光學、聲或其他傳播信號的形 式’諸如載波、紅外線信號、數位信號等）。另外，此等 電子器件通常包含-組麵合至一或多個其他組件之一或多 個處理器，諸如一或多個儲存器#、使用者輸入/輸出器 ㈣幕及/或一顯示器）及網路連接。 :如’在包含控制卡及線路卡之一網路元件的情況下，該 卡之各者包含一組一或多個處理器（例如線路卡包含一 組一或多個封包處理實體（例如封包處理Asic))。該組處 ^及其他組件的糕合通常透過—或多個匯流排及橋接器 (:稱為匯流排控制器)。承载網路訊務之儲存器件及信號 二別或多個機ϋ可讀儲存媒體及機器可讀通信媒 電子器Γ牛之Γ定電子器件之儲存器件通常儲存用於在該 多個處理器上執行的程式碼及/或資 本發明使用軟體、動體及/或硬體之不同組合可實施 本發月之—實施例的一或多個部分。 摔：π中之流程圖展示本發明之若干實施例所執行之 ㈣的一特定順序，然應瞭解此順序係例示性的（例如替 157999.doc •35- 201215038 代實施例可執行一不同順序中之操作、組合若干操作重叠 若干操作等）^ 儘管已就若干實施例描述本發明，然熟習此項技術者將 認識到本發明不限於所描述之實施例，可用隨後申請專利 範圍之精神及範疇内之修改及更改實踐。因此，本說明被 視為說明性而不是限制性。 【圖式簡單說明】 圖1係圖解說明根據一實施例之一階層式標籤映射訊息 之分佈及階層式標籤之管理的一資料流程圖； 圖2係更加詳細地圖解說明根據一實施例之充當一 lSr 之一例示性網路元件的一方塊圖； 圖3圖解說明根據一實施例之用於使用於一標籤映射訊 息之一階層式標籤映射的一例示性訊息格式； 圖4圖解說明根據一實施例之用於於一標籤映射訊息中 使用之一度量TLV的一例示性訊息格式； 圖5圖解說明根據一實施例之用於一標籤映射訊息的一 例示性訊息格式； 圖6圖解說明根據一實施例之用於一標籤請求訊息的一 例不性訊息格式； 圖7係圖解說明根據一實施例之用於安裝標藏映射訊息 使得當傳送屬於一特定FEC之封包時將使用一 LSP階層之 一入埠LSR之例示性操作的—流程圖； 圖8圖解說明根據一實施例之使用lsp階層之一例示性封 包流程； 157999.doc -36 - 201215038 圖9圖解說明根據一實施例之當接收指定用於一遠端 FEC之一封包時一入埠lSR所執行之例示性操作； 圖10係圖解說明根據一實施例之當一拓撲變化影響出埠 LSR之可達性時所執行之例示性操作的一資料流程圖；及 圖Π圖解說明根據一實施例之在圖1〇中所圖解說明之拓 撲變化之後使用LSP階層之一例示性封包流程。 【主要元件符號說明】 Ο

100 網路 110 標籤交換路由器（LSR) 112 階層式標籤模組 114 標籤映射訊息 115 鏈路 116 出埠標籤交換路由器標籤映射訊息 118 階層式標籤映射訊息 120 標籤交換路由器（LSR) 122 標籤映射訊息 124 出蟀標籤交換路由器標籤映射訊息 125 鏈路 130 標籤交換路由器（LSR) 132 標籤映射訊息 134 出痒標籤交換路由器標籤映射訊息 135 鏈路 140 標籤交換路由器（LSR) 142 階層式標籤模組 157999.doc -37- 201215038 145 鏈路 150A 終端站A 150N 終端站N 160A 終端站A 160L 終端站L 162 FTN結構 164 轉遞等效物類索引 166 NHLFE索引 180 NHLFE結構 182 索引 184 傳出標籤攔位 186 動作欄位 188 下一躍點欄位 190 出埠標籤交換路由器標籤項目 192 階層式標籤項目 196 最佳路徑 198 第二路徑 200 網路元件 210 控制平面 215 内部閘道器協定模組 220 標籤分佈協定模組 222 階層式標籤模組 225 路由資訊庫（RIB) 230 多重協定標籤交換資訊庫 157999.doc -38- 201215038 250 資料平面 255 轉遞資訊庫（FIB) 260 傳入標籤映射結構 265 NHLFE結構 270 FTN結構 , 310 類型-長度-值（TLV) 320 泛用標籤子類型-長度-值 330 轉遞等效物類子類型-長度-值 Ο 335 類型 340 值 345 類型 350 值 355 類型 360 值 410 度量類型-長度-值 ο 420 類型 430 長度 440 度量類型 450 度量值 ' 500 階層式標籤映射訊息 510 轉遞等效物類類型-長度-值 600 標氣請求訊息 610 轉遞等效物類類型-長度-值 620 選用之參數 157999.doc -39-

Claims (1)

1. 201215038 七、申請專利範圍： 1. 一種用於在充當一MPLS(多重協定標籤交換）網路中之一 LSR(標籤交換路由器）之一第一網路元件中改善LDP(標 籤分佈協定）收斂時間之方法，該方法包括下列步驟： 建立用於分別屬於複數個終端站之複數個FEC(轉遞等 效物類）的一階層式LSP(標籤交換路徑），其中各FEC之 該階層式LSP包含： 一出埠LSR LSP，該出埠LSR LSP對於該等FEC之各 Ο 者係共有的並且形成充當該複數個FEC之一出槔LSR 之一第二網路元件的一路徑，並且當標籤交換封包在 該MPLS網路中時使用該出埠LSR LSP ;及 一唯一 FEC LSP，該第二網路元件使用該唯一 FEC LSP以識別並轉遞封包至該FEC ;及 回應於改變該出埠LSR LSP之該第一網路元件之一下 一躍點的一拓撲變化，修改一轉遞結構以改變該出埠 LSR LSP之至少該下一躍點而不用實質上修改該等FEC 〇 LSP之任何轉遞結構項目； 藉此透過減少該拓撲變化之後的轉遞結構修改而改善 ' LDP收斂時間。 - 2.如請求項1之方法，其中該第一網路元件係充當一入埠 LSR，且其中建立該階層式LSP的該步驟進一步包含下 列步驟： 接收來自充當一中間LSR之一第三網路元件的複數個 標籤映射訊息，該複數個標籤映射訊息包含： 157999.doc 201215038 其指示映射至該第 其中該標籤的一值 第一出蟀LSR標籤映射訊息 二網路元件之一IP位址的一標籤 係由該第三網路元件分配的，及 用於該複數個FEC之各者之m式標籤映射 乱息，該等階層式標籤映射訊息之各者指示由該出埠 LSR所發起之映射至該咖之—標籤且亦指示發起該 標籤之該出埠LSR的一識別；及 基於該出埠LSR標籤映射訊息將—出埠LSr標籤項目 安裝於一轉遞結構中，使得該經指示之標籤被推入至指 定給該複數個FEC之任何-者之傳出封包的—標藏堆疊 上且將該等封包傳輸至該第三網路元件；及 對於各唯一階層式標籤映射訊息’基於該階層式標籤 映射訊息將一階層式標籤項目安裝於該轉遞結構中，使 侍經指示之標籤被推入至指定給該FEC之傳出封包的一 標籤堆疊上並且應存取該出埠LSR標籤項目。 3. 如研求項2之方法，其進一步包括下列步驟： *接收來自充當一中間LSR之一第四網路元件的複數個 才丁籤映射汛息’該中間LSR提供至該第二網路元件之一 替代下一躍點，該複數個標籤映射訊息包含： 第二出埠LSR標籤畛射訊息，其指示映射至該第 二網路元件之一IP位址的一標籤，其中該標籤的一值 係由該第四網路元件分配的，及 用於該複數個FEC之該等唯一階層式標籤映射訊 息； 157999.doc 201215038 其中該拓撲變化將該出埠LSR LSP之兮馀 〜成第一網路元件 的該下一躍點從該第三網路元件改變成 从碭第四網路元 件；且 其中修改該轉遞結構以改變該出埠LSR Lsp之至少嗜 下一躍點的該步驟包含：改變該轉遞結構中的該=埠 LSR標籤項目，使得由該第四網路元件所分配之該標籤 將被推入至指定給該複數個FEC之任何—者之該等傳出 封包上並且將該等封包傳輸至該第四網路元件。 4.如請求項2之方法，其進一步包括下列步驟： 接收指定給該複數個終端站之一第一終端站的一未貼 標籤的封包； 基於該封包中之目的地! p位址判定該第一終端站的 FEC ; 基於该FEC存取該階層式標籤項目； 將該已存取之階層式標籤項目中所指示之標籤推入至 q 該封包之一標籤堆疊上； 存取如該已存取之階層式標籤項目所指示之該出埠 LSR標籤項目； 將該已存取之出埠LSR標籤項目中所指示的該標籤推 入至該封包之該標籤堆疊上；且 將該已貼私籤之封包傳輸至該出埠lsr標籤項目中所 識別之下一躍點。 如哨求項1之方法，其令該拓撲變化係以下之一者：一 鏈路故障、一節點故障、一度量變化及具有至該第二網 J57999.doc 201215038 路7L件之一更佳路徑之一新路線。 6. 一種在充當-MPLS(多重協定標籤交換）網路中之一出淳 ==籤交換路由11 )n網路元件中用於發起標 戴、、‘訊息以建立自充當—人埠LSR之—第二網路元件 :過充當中間LSR之一組一或多個第三網路元件至該第 一網路元件的-階層式LSP(標籤交換路徑)之方法，該方 法包括下列步驟： 產生包含映射至該第一網路元件之—Ip位址之一標籤 的一出埠LSR標籤映射訊息； 對於分別屬於複數個終端站之複數個FEC(轉遞等效物 類）之各者，在該複數個終端站中該第一網路元件係一出 埠，產生該FEC之一階層式標籤映射訊息，該階層式標 籤映射。ii息扣示由該第一網路元件所發起之用於該 之一標籤並且指示該第一網路元件發起該標籤； 將該出埠LSR標籤映射訊息及該等階層式標籤映射訊 息傳輸至该第一網路元件之一或多個同級者以容許建立 該複數個FEC之各者之該階層式LSP，該階層式LSP包含 界疋到達该第一網路元件之一路徑的一外部LSp及該 FEC特定之一内部Lsp，該第一網路元件使用該内部LSp 以識別及轉遞封包至該FEC ; 藉此该階層式LSP容許該第二網路元件對一拓撲變化 作出反應，該拓撲變化透過改變與該外部Lsp相關聯之 一或多個轉遞項目而影響該第一網路元件的可達性，而 不用實質上修改與該等内部LSP之任何一者相關聯之任 15 79 敗 doc -4- 201215038 何轉遞項目β 7·如δ月求項6之方法，其巾包含於該出埠LSR標藏映射訊息 中之該標籤係一空值標籤，且其中該第一網路元件的ς IP位址係該第一網路元件之一回送Ιρ位址。 8·如請求項6之方法’其中回應於接故來自該第二網路元 件的‘籤凊求訊息而產生該等階層式標籤映射訊* 至少一者。 9.如喟求項6之方法，其中該階層式標籤映射訊息包含一 階層式標籤TLV(類型-長度-值），其包含： 一泛用標籤子TLV，其包含由該第一網路元件所發起 用於該FEC之該標籤，及 - FEC子TLV ’其包含該第-網路元件之該Ιρ位址。 1〇.如請求項6之方法，其中該等FEC之至少—者之該等階層 式標籤映射訊息之至少一者包含該FEC的一冑量類型及 一度量值。 〇 11.-種網路元件’其充當— MPLS(多重協定標籤交換）網路 中之—入埠LSR(標籤交換路由器）以使用一階層式 • LSP(標籤交換路徑）跨該MpLS網路傳送屬於終端站之封 包’該網路元件包括： + —控制卡，其包含一階層式標籤模組，該階層式標籤 模組可操作用以： 處理自屬於該等終端站之複數個FEC(轉遞等效物 類）之一出埠LSR所發起之階層式標籤映射訊息，該等 P白層式軚籤映射訊息之各者包含由該出埠LSR所發起 I57999.doc 201215038 之用於一 FEC之一標籤的一映射並且指示該出埠LSR 發起該標籤，及處理自該出埠LSR所發起之出埠LSR 標籤映射訊息，該等出埠LSR標籤映射訊息各包含映 射至該出埠LSR之一 IP位址的一標籤，使得為該複數 個FEC之各者建立一階層式LSP，其中各FEC之該階層 式LSP包含： 一出埠LSR LSP，其係基於該出埠LSR標籤映射 訊息，該出埠LSR LSP係該等FEC之各者所共有並 提供至該出埠LSR之一下一躍點，及 一唯一 FEC LSP，其承載資訊以識別並轉遞封包 至該FEC ; 將表示該階層式LSP之一或多個轉遞結構項目下載 至該網路元件之一或多個線路卡；及 回應於改變至該出埠LSR的該下一躍點之一拓撲變 化，修改並下載該出埠LSR LSP之一或多個轉遞結構 項目至該一或多個線路卡，以改變該出埠LSR的該下 一躍點而不用實質上修改並下載該等FEC LSP之任何 轉遞結構項目； 藉此透過減少該拓撲變化之後的轉遞結構修改而改 善LDP收斂時間。 12.如請求項11之網路元件，其中該階層式標籤模組進一步 操作以處理指示與該複數個FEC相關聯之一度量值的階 層式標籤映射訊息’以當針對一單一 F E C接收由一不同 出埠LSR所發起之多個階層式標籤映射訊息時判定安裝 157999.doc 201215038 13 14 Ο 15. ο 哪個階層式標籤映射訊息。 .如請求項11之網路元件， 於到達該出追Tc 中基於指示-標鐵推入至用 LSR標籤映射π :之#籤堆疊上之該等所接收出埠 鐵項目下階層式標_組將-料咖標 Si: 或多個線路卡上的-轉遞結構。 射：自之路元件’其中該處理該等階層式標籤映 該階層式標籤模絲於該階層式標 、標籤項目下載至該__或多個線路 _ ® +轉遞結構，使得該所指示之標籤將被推入至該 階層式標藏映射訊息中所指示之指定給該FEc之傳出封 匕的標籤堆疊上’及需存取該出埠lsr標籤項目以將 到達該出埠LSR之該標籤推人至該標籤堆憂上。 如請求項14之網路元件，其進一步包括： ^或夕個線路卡’其等包含一或多個封包處理項 目’用以❹mLSP轉遞指定給該等終端站的封 包’其包含對於指定給該等終端站之—者之每—所接收 未貼標籤之封包執行下列： 基於該封包之目的地1?位土止來判定該終端站的該 FEC ； 基於該FEC來存取一階層式標籤項目； 將忒已存取之階層式標籤項目中所指示的該標籤推 入至該封包之一標籤堆疊上； 存取如該已存取之階層式標籤項目所指示的一出埠 LSR標藏項目； 157999.doc 201215038 將該已存取之出埠LSR標籤項目中所指示的該標藏 推入至該封包之該標籤堆疊上；及 將6亥已貼標籤之封包傳輪至該已存取之出埠LSR標 籤項目中所識別的一下一躍點。 16. —種第一網路元件，其充當用於分別屬於複數個終端站 之複數個FEC(轉遞等效物類）之一 MPLS(多重協定標籤交 換）網路中之一出埠LSR(標籤交換路由器），並且用以發 起私籤映射訊息以建立從充當該等FEC之一入埠之 一第二網路元件至充當申間LSR之一組一或多個第三網 路元件的一階層式LSP(標籤交換路徑），該第一網路元件 包括： 一控制卡’其包含一階層式標籤模組，該階層式標籤 模組可操作用以： 產生一出琿LSR標籤映射訊息，其包含映射至該第 一網路元件之一 IP位址的一標籤， 對於該複數個FEC之各者’產生該feC之一階層式 標籤映射訊息，該階層式標籤映射訊息指示由該第— 網路元件所發起之用於該FEC之一標籤且指示該第— 網路元件發起該標籤，及 致使透過該MPLS網路傳播至該組第三網路元件之 該所產生之出埠LSR標籤映射訊息及該階層式標籤映 射訊息的傳輸，以容許建立該等FEC之各者的一階層 式LSP ’該階層式LSP包含界定到達該第一網路元件之 該IP位址之一路徑的一外部LSP及該FEC特定之一内部 157999.doc -8 - 201215038 LSP ’該第一網路元件使用該内部LSp以識別及轉遞封 包至該FEC ; 藉此該匕層式LSP容許該第二網路元件對一拓撲變化 作出反應，該拓撲變化透過改變與該外部LSp相關聯之 一或多個轉遞項目㈣響該第一網路元件❾可達性，而 不用實質上修改與該等内部Lsp之任何—者相關聯之任 何轉遞項目。

   17.如請求項16之網路元件，其巾包含於該料慮標藏映 射訊息中之該標籤係—空值標籤，且其中該第—網路元 件的該IP位址係該第一網路元件之—回送ιρ位址。 如請求項16之網路元件，其中該階層式標籤模組可操作 以回應於接收來自該第：網路元件的_標籤請求訊息而 產生該等階層式標籤映射訊息之至少一者。 19.如請求項16之網路元件，其中夂赂 丹〒备隱層式標籤映射訊息係 包含一階層式標籤TLV(類型-長度_值），其包含：

   一泛用標籤子TLV，其包含由該第一 用於該FEC之該標籤，及 網路元件所發起 Γ 丁 JL IV 20.如請求項16之網路元件，其中該階層式標籤模組係用以 在階層式標籤映射訊息中進一步包含該等咖的—产日 類型及度量值。 H 157999.doc