WO2008037198A1

WO2008037198A1 - Procédés de mise en oeuvre de réacheminement rapide multidiffusion et noeud

Info

Publication number: WO2008037198A1
Application number: PCT/CN2007/070417
Authority: WO
Inventors: Haiyan Zhang
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2008-04-03
Also published as: US20090185478A1; EP2071768B1; US7940647B2; EP2071768A1; CN101155124B; CN101155124A; EP2071768A4

Description

一种实现组播快速重路由的方法及一种节点技术领域

本发明涉及多协议标签交换（ MPLS , Multiple Protocol Label Switch )网络局部保护技术，尤其涉及一种实现组播快速重路由（FRR, Fast Reroute ) 的方法及一种节点。发明背景

FRR是互联网工程任务组（ IETF, Internet Engineering Task Force )提出的一种实现 MPLS网络局部保护的技术，这种技术借助 MPLS流量工程的能力，为标签交换路径（LSP, Label Switched Path )提供快速保护倒换能力。

MPLS快速重路由的特点是迅速响应、及时切换，保证业务数据的平滑过渡，减少业务中断，其预先建立本地备份路径，当故障发生时，检测到链路或节点故障的设备就可以快速将业务切换到备份路径上，保护 LSP 不会受链路或节点故障的影响，减少数据丢失。同时， LSP的源节点会尝试寻找新的路径来重新建立 LSP, 并将数据切换到新路径上，在新的 LSP 建立成功之前，业务数据会一直通过保护路径转发。

现有的实现点到点（P2P )即单播 LSP快速重路由的方式主要有两种，即 1 :1保护方式和隧道保护方式。其中， 1:1保护方式是指，为一条被保护 LSP的每个潜在本地修复点创建一条保护路径；隧道保护方式是指，用一条旁路隧道保护穿越相同节点和链路的多条 LSP。

在 1:1保护方式中，通过基于流量工程的资源预留扩展协议 ( RSVP-TE, Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering )信令建立一条主 LSP, 且建立信令中携带其保护特性，包括是否需要本地保护、是否需要节点保护、是否需要保护带宽、备 LSP的属性等。主 LSP上除宿节点外的每个节点都是本地修复点（PLR, Point of Local Repair ) , PLR根据主 LSP的保护特性和本地策略，计算并建立由本 PLR至主 LSP宿节点的备 LSP, 以保护其下游链路和节点。

图 1所示为单播 1:1快速重路由的实现示意图，有一条主 LSP、两条备 LSP, 其中，主 LSP为 [Rl, R2, R3, R4, R5, R6], 备 LSP1为 [R2, R7, R8, R9, R4, R5, R6], 备 LSP2为 [R3, R8, R9, R5, R6]。当 R2与 R3 之间的链路发生故障时，主 LSP上的业务将被 R2切换到备 LSP上，业务传送路径为 [Rl, R2, R7, R8, R9, R5, R6]。这样，就不会由于 R2与 R3 之间的链路故障而产生业务中断。

图 2所示为点到多点（P2MP) 即组播 1:1快速重路由的实现示意图，其基本思想是：将点到多点 LSP拆分成多个点到点的子 LSP, 如图 2中共有 4条子 LSP, 分别为： [S, A, B, dl]、 [S, A, B, E, d2]、 [S, A, C, D, d3]和 [S, A, C, D, d4], 并遵循已有的点到点快速重路由机制，分别为每个子 LSP建立备 LSP进行保护。

可见，现有的组播快速重路由的实现方案需要分别为每个子 LSP建立备 LSP进行保护，由于各个子 LSP存在的链路或节点可能重合，因此，如果对于每个子 LSP都分别建立备 LSP, 则容易建立大量冗余的保护路径，消耗大量的保护带宽，从而造成网络资源的浪费。发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现组播快速重路由的方法及一种节点，以节省保护带宽。

为达到上述目的，本发明提供的实现组播快速重路由的方法如下：根据点到多点主标签交换路径 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由，并根据确定的备 LSP路由建立备 LSP。其中，所述根据点到多点主 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由包括：本地修复点 PLR通过主 LSP建立消息中携带的路由信息确定需要保护的保护对象信息，并根据所述路由信息及主 LSP对备 LSP的保护属性要求，确定备 LSP路由。

所述备 LSP路由的源节点为 PLR，宿节点为 PLR在主 LSP上的下游节点的宿节点集合，且备 LSP路由跨越需要保护的保护对象。

所述 PLR建立备 LSP的过程包括： PLR向宿节点发送携带备 LSP路由的路径建立请求；宿节点收到备 LSP的路径建立请求后，向 PLR返回路径建立应答，进行资源预留。

在建立备 LSP的过程中进一步包括：对主 LSP及其相应备 LSP的路径建立请求消息进行合并。

所述合并包括：接收到具有相同宿节点集合的主 LSP和备 LSP路径建立请求消息的节点，对主 LSP和备 LSP的路径建立请求消息进行合并，且合并后保留主 LSP的路径建立请求消息。

所述合并包括：接收到一个以上具有相同宿节点集合、下一跳节点和输出接口的备 LSP路径建立请求消息的节点，对备 LSP的路径建立请求消息进行合并，且按照一定的策略选择合并后保留的路径建立请求消息。

所述策略包括：不保留穿越其它备 LSP所保护节点的备 LSP的路径建立请求消息。

所述策略包括：保留与主 LSP最近的备 LSP的路径建立请求消息。所述与主 LSP最近的备 LSP为自保护路径合并点起与主 LSP相距的权值最小者。

所述策略包括：按保护路径合并点本地策略保留路径建立请求消息。在建立备 LSP过程中进一步包括： PLR向主 LSP的源节点上报保护状态及备 LSP状态。本发明还提供了一种节点，该节点包括用于收发消息的收发单元，以及备 LSP路径建立单元，备 LSP路径建立单元用于根据点到多点主 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由，并根据确定的备 LSP路由建立备 LSP。

所述备 LSP路径建立单元进一步用于接收收发单元发送来的主 LSP及其相应备 LSP的路径建立请求消息，并对收到的路径建立请求消息进行合并，将合并后的路径建立请求消息通过收发单元发送出去。

由此可见，在本发明中是根据点到多点主 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由，并根据确定的备 LSP路由建立备 LSP, 无需分别为每个子 LSP建立备 LSP; 并且，通过消息合并机制能够减少网络信令状态数量，节省保护带宽，优化网络资源利用，提高资源利用率。附图简要说明

图 1为现有技术中单播 1:1快速重路由的实现示意图。

图 2为现有技术中组播 1： 1快速重路由的实现示意图。

图 3为本发明中的节点结构示意图。

图 4为本发明实施例中实现组播快速重路由的方法流程图。

图 5为本发明实施例中主 LSP的建立过程示意图。

图 6为本发明实施例中备 LSP的显式路由示意图。

图 7为本发明实施例中消息合并后的路径示意图。实施本发明的方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的实现组播快速重路由的方法的基本思想是：根据点到多点主 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由，并根据确定的备 LSP路由建立备 LSP。对应本发明所提供的方法，本发明还提供了一种节点，参见图 3所示，该节点包括：用于收发消息的收发单元和备 LSP路径建立单元，其中，备

LSP路径建立单元用于根据点到多点主 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由，并根据确定的备 LSP路由建立备 LSP。

备 LSP路径建立单元还可进一步用于接收收发单元发送来的主 LSP及其相应备 LSP的路径建立请求消息，并对收到的路径建立请求消息进行合并，将合并后的路径建立请求消息通过收发单元发送出去。

下面以图 2所示的点到多点 LSP树拓朴结构为例，对本发明进行详细阐述，具体参见图 4所示，本实施例中实现组播快速重路由的方法主要包括以下步骤：

步骤 401 : 建立点到多点主 LSP。

参见图 5所示，在点到多点主 LSP的建立过程中，源节点 S通过路径建立请求（如 Path Message, 下面均以 Path Message为例进行说明）携带主 LSP的保护特性，包括是否需要本地保护、是否需要节点保护、是否需要保护带宽、备 LSP的属性等，整个点到多点 LSP具有相同的保护特性；宿节点 dl、 dl2、 d3、 d4收到主 LSP的 Path Message后，反向发送路径建立应答（如 Resv Message, 下面均以 Resv Message为例进行说明），进行资源预留，源节点 S收到 Resv Message后，表示主 LSP建立成功。

PLR即主 LSP上除宿节点外的各个节点接收到主 LSP的 Resv Message 后，根据主 LSP的保护特性及本地策略，确定是否需要建立 1:1保护的备 LSP , 以及备 LSP保护的对象是节点和 /或链路等属性要求。

步骤 402: PLR在确定需要建立 1: 1保护的备 LSP后，通过主 LSP的建立消息（如 Path Message和 /或 Resv Message ) 中携带的路由信息获得主 LSP 的下游节点列表，确定需要保护的下游节点和 /或链路等保护对象信息，并根据上述路由信息及主 LSP对备 LSP的保护属性要求，确定备 LSP的显式路由。

其中，备 LSP是一条点到多点 LSP, 其宿节点数量大于等于一个。备 LSP的显式路由具有以下特征：

1 )跨越要保护的保护对象（链路和 /或节点）；

2 )其源节点为 PLR, 宿节点为 PLR在主 LSP上的下游节点（即被保护节点或被保护链路的下游节点）的宿节点集合。

图 6列举了三条备 LSP的显式路由，分别如下：

S节点作为 PLR建立一条备 LSP,保护其下游节点 A及链路 S - A, 该备 LSP跨越节点 A及链路 S - A, 且其宿节点为下游节点 A的宿节点集合（ dl , d2, d3 , d4 ) , 即图 6中虚线所示的备 LSP1 ;

A节点作为 PLR建立一条备 LSP, 保护其下游节点 C及链路 A - C, 该备 LSP跨越节点 C及链路 A _ C , 且其宿节点为下游节点 C的宿节点集合 ( d3 , d4 ) , 即图 6中点横线所示的备 LSP2;

C节点作为 PLR建立一条备 LSP, 保护其下游节点 D及链路 C - D, 该备 LSP跨越节点 D及链路 C _ D , 且其宿节点为下游节点 D的宿节点集合 U3 , d4 ) , 即图 6中点线所示的备 LSP3。

步骤 403: 备 LSP的显式路由确定后， PLR向宿节点发送携带备 LSP显式路由的路径建立请求（如 Path Message，下面均以 Path Message为例进行说明 ) , 以建立备 LSP。

建立备 LSP的过程具体由备 LSP路径建立单元完成，所述备 LSP路径建立单元根据点到多点主 LSP的树拓朴结构确定备 LSP路由，实际上就是备 LSP路径建立单元根据收发单元发送来的主 LSP建立消息中携带的路由信息确定需要保护的保护对象信息，并根据所述路由信息及主 LSP对备 LSP 的保护属性要求，确定备 LSP路由。

步骤 404: 接收到主 LSP和相应的多个备 LSP的 Path Message的节点，可以对主、备 LSP或备 LSP之间的 Path Message进行合并，以减少网络信令状态数量，优化网络资源利用，提高资源利用率。

其中，进行主、备 LSP消息合并的节点称为合并点（ MP, Merge Point ) , 进行备 LSP间消息合并的节点称为保护路径合并点（ DMP, Detour Merge Point ) 。

信令消息中包含 Session Object (包括 P2MP ID、 Tunnel ID、 Extended Tunnel ID )^ Sender Template Object (包括 Tunnel Sender Address ^ LSP ID、 Sub-Group Originator ID、 Sub-Group ID ) , 其中，（ P2MP ID + Tunnel ID + Extended Tunnel ID + Tunnel Sender Address + LSP ID ) 可以唯一标识一个点到多点 LSP。主 LSP及其相应的备 LSP具有相同的 LSP标识，即相同的 ( P2MP ID + Tunnel ID + Extended Tunnel ID + Tunnel Sender Address + LSP ID ) , 而备 LSP的信令消息中携带 Detour Object, 节点可以通过信令消息中是否携带 Detour Object来区分主 LSP及其相应的备 LSP。对于 Sender Template Object中的 Sub-Group Originator ID和 Sub-Group ID, 主、备 LSP 间没有对应关系。

消息合并原则具体如下：

1 )具有相同宿节点集合的主 LSP和备 LSP可以进行消息合并，且合并后保留主 LSP的 Path Message;

2 ) 具有相同宿节点集合、下一跳节点和输出接口的备 LSP间可以进行消息合并，且按照一定的策略选择合并后保留的 Path Message。

所述选择合并后保留的 Path Message的策略可具体如下：

a、若某备 LSP穿越了其它备 LSP所保护的节点，则不保留该备 LSP的 Path Message;

b、若按 a选择后仍剩余多个备 LSP的 Path Message, 则保留与主 LSP最近的备 LSP的 Path Message, 比如，按照某种算法计算各个备 LSP自 DMP 起与主 LSP相距的权值，得到的权值最小者即为与主 LSP最近的备 LSP; c、若按 b选择后仍剩余多个备 LSP的 Path Message, 则按 DMP本地策略保留一个 Path Message向下游转发。

比如，在图 6中，节点8接收到主!^?和备!^?1的？& ^1688&86 , 它们具有相同的宿节点集合（dl , d2 ) , 按照消息合并原则 1 ) , 则保留主 LSP 的 Path Message, 而不保留备 LSP1的 Path Message, 节点 B成为 MP。

节点 X接收到备 LSP1和备 LSP2的 Path Message, 它们具有的宿节点集合不同，分别为（dl , d2, d3 , d4 )和（d3 , d4 ) , 既不符合消息合并原贝，U ) , 也不符合消息合并原则 2 ) , 因此，不能进行消息合并。

节点 Y接收到备 LSP1、 ^LSP2^^LSP3^Path Message, 它们均具有相同的宿节点集合（d3 , d4 ) , 相同的下一跳节点和输出接口，符合消息合并原则 2 ) , 可以进行消息合并。然后，按照策略、 b、 c选择合并后保留的 Path Message: 备 LSP2穿越了备 LSP3所保护的节点 D, 因此按照策略 a, 不保留备 LSP2的 Path Message; 若将自节点 Y起与主 LSP相交前的每一跳权值记为 1 , 则备 LSP1与主 LSP距离的权值为 4, 备 LSP3与主 LSP距离的权值也为 4, 备 LSP1与备 LSP3权值相等，无法按照策略 b作出选择；最后，节点 Y根据本地策略（如通过比较两备 LSP对应的 PLR地址的大小关系来选择等）选择保留一条备 LSP的 Path Message , 比如保留备 LSP1的 Path Message, 节点 Y成为 DMP。

图 7所示为按照上述原则进行 Path Message合并之后的路径状态。

步骤 405: 宿节点收到备 LSP的 Path Message后，反向发送路径建立响应（如 Resv Message, 下面均以 Resv Message为例进行说明）， MP或 DMP 收到主 LSP或备 LSP的 Resv Message后，向被其合并的多条主、备 LSP的上游转发 Resv Message, PLR接收到备 LSP的 Resv Message后，备 LSP建立成功。如图 7所示，若链路 A - C发生故障，则节点 A在检测到故障后，原来由节点 A转发到链路 A - C上的业务将被节点 A转发到相应的备 LSP2上，该业务后续的路由为 [A, X, Y, Z, M, d3 & d4]。

在建立备 LSP过程中或备 LSP建立成功之后， PLR可以通过主 LSP的 Resv Message中 RRO Sub-Object携带的状态指示位，向主 LSP的源节点上报更新的保护状态及备 LSP状态，包括本地保护是否可用、本地保护是否已启用、是否提供带宽保护、是否节点保护等。

以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种实现组播快速重路由的方法，其特征在于，包括：

主标签交换路径 LSP上的本地修复点 PLR根据主 LSP路由信息以及备 LSP需要保护的保护对象信息，确定备 LSP路由；

根据确定的备 LSP路由建立备 LSP。

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述确定备 LSP路由的过程包括：

所述 PLR根据主 LSP路由信息确定自身在主 LSP上的下游节点的宿节点集合，根据所述保护对象信息确定备 LSP需要保护的保护对象，并根据所述宿节点集合及保护对象确定备 LSP路由，其中，所述备 LSP路由的源节点为所述 PLR自身，宿节点为所述宿节点集合，且所述备 LSP路由跨越所述保护对象。

3、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述根据确定的备 LSP 路由建立备 LSP的过程包括：

PLR向所述备 LSP路由的宿节点发送携带所述备 LSP路由的路径建立请求消息；

宿节点收到备 LSP的路径建立请求消息后，向 PLR返回路径建立应答消息，并进行资源预留，建立备 LSP。

4、根据权利要求 3所述的方法，其特征在于，所述建立备 LSP的过程中进一步包括：

对所述主 LSP的路径建立请求消息及所述备 LSP的路径建立请求消息进行合并。

5、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述对所述主 LSP的路径建立请求消息及所述备 LSP的路径建立请求消息进行合并包括：

接收到具有相同宿节点集合的主 LSP和备 LSP路径建立请求消息的节点，对所述主 LSP和备 LSP的路径建立请求消息进行合并，且合并后保留主 LSP的路径建立请求消息。

6、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述对所述主 LSP的路径建立请求消息及所述备 LSP的路径建立请求消息进行合并包括：

接收到一个以上具有相同宿节点集合、下一跳节点和输出接口的备 LSP路径建立请求消息的节点，对所述备 LSP的路径建立请求消息进行合并，且按照一定的策略选择合并后保留的路径建立请求消息。

7、根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述按照一定的策略选择合并后保留的路径建立请求消息包括：

保留未穿越其它备 LSP所保护节点的备 LSP的路径建立请求消息。

8、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，当所述未穿越其它备 LSP 所保护节点的备 LSP个数大于 1时，所述按照一定的策略选择合并后保留的路径建立请求消息还包括：

从所述未穿越其它备 LSP所保护节点的备 LSP中选择一个与主 LSP最近的备 LSP, 并保留该被选择的备 LSP的路径建立请求消息，其中，所述与主 LSP最近的备 LSP为自保护路径合并点起与主 LSP相距的权值最小的备 LSP。

9、根据权利要求 8所述的方法，其特征在于，当所述与主 LSP最近的备 LSP个数大于 1时，所述按照一定的策略选择合并后保留的路径建立请求消息还包括：

按照保护路径合并点本地策略，从所述与主 LSP最近的备 LSP中选择一个备 LSP , 并保留该被选择的备 LSP的路径建立请求消息。

10、一种节点，用于实现组播快速重路由，其特征在于，该节点包括：收发单元和备 LSP路径建立单元，其中，

收发单元，用于将收到的主 LSP路由信息及备 LSP需要保护的保护对象信息发送给备 LSP路径建立单元；

备 LSP路径建立单元，用于根据收到的主 LSP路由信息及备 LSP需要保护的保护对象信息确定备 LSP路由，并根据确定的备 LSP路由建立备 LSP。

11、根据权利要求 10所述的节点，其特征在于，所述备 LSP路径建立单元，根据收到的主 LSP路由信息确定所述节点在主 LSP上的下游节点的宿节点集合，根据收到的保护对象信息确定备 LSP需要保护的保护对象，并根据所述宿节点集合及保护对象确定备 LSP路由，其中，所述备 LSP路由的源节点为所述节点自身，宿节点为所述宿节点集合，且所述备 LSP路由跨越所述保护对象。

12、根据权利要求 10或 11所述的节点，其特征在于，所述备 LSP路径建立单元，进一步用于在收到主 LSP路径请求消息及与主 LSP相应的备 LSP 路径建立请求消息后，对收到的路径建立请求消息进行合并，并通过收发单元将合并后的路径建立请求消息发送出去。