WO2016165276A1

WO2016165276A1 - 协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法和装置

Info

Publication number: WO2016165276A1
Application number: PCT/CN2015/089745
Authority: WO
Inventors: 伏大锋
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2016-10-20
Also published as: CN106161245A

Abstract

本发明实施例提供一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法和装置，所述方法，包括：获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；通过所述出接口传输所述报文。

Description

协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法和装置

技术领域

本文涉及通信领域，尤其涉及一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法和装置。

背景技术

MPLS(Multi-Protocol Label Switching，协议标记交换)是一种多层交换技术，它是把L2(Layer2，2层)交换技术和L3路由技术结合起来的一种集成数据传输技术。L2VPN(Layer2Virtual Private Network，2层虚拟专用网)与L3VPN技术均是基于MPLS多协议标记交换之上，通过将MPLS标签封装在数据报文进行标签交换传递，统称MPLS VPN技术。图1和图2均为相关技术中MPLS VPN网络结构图。在该结构图中包括以下几个设备：

PE(Provider Edge，运营商边缘设备)：在运营商网络中连接客户站点中的CE(Customer Edge，用户边缘)设备。PE设备支持VPN和标记功能。在一个单个的VPN内，PE设备对通过隧道进行连接。

P(Provider，运营商)设备：在运营商网络核心的设备，没有和任何客户站点中的设备连接，但是PE路由器对通过隧道的一部分。运营商设备支持MPLS LSP(Label Switched Path，标签交换路径)或者LDP(Label Distribution Protocol，标签分发协议)功能，但是不需要支持VPN功能。

CE：客户站点中连接运营商网络的路由器或者交换机。

公网标签：在MPLS VPN网络环境中公网标签是LDP或RSVP-TE(Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering，基于流量工程扩展的资源预留)协议触发的，用于指导VPN数据报文在MPLS域中转发。当VPN数据报文有两层标签的时候公网标签通常封装在外层。

私网标签：L2VPN与L3VPN在私网标签分配上所用的协议有所不同，L2VPN的私网标签是LDP协议触发的，L3VPN的私网标签是由MPBGP(Multiprotocol Border Gateway Protocol，多协议边界网关协议)触发的，用于指导VPN数据在私网VPN中的转发。当VPN数据报文有两层标签的时候内层标签为私网标签。

下面再介绍一下MPLS标签的封装格式，在本发明具体内容中会用到，如下表1所示的MPLS的包头格式具体包括：

标签值

EXP

S

TTL

表1

通常，MPLS包头有32Bit，其中有：

20Bit用作标签(Label)

3个Bit的EXP,通常用作COS(The Class of Service，服务等级)

1个Bit的S，用于标识是否是栈底，表明MPLS的标签可以嵌套

8个Bit的TTL

MPLS VPN技术被广泛使用，在国内城域核心网、企业网和国际城域网市场经常会组建MPLS VPN网络,不同的服务质量的业务对其传输的链路质量要求越来越高，同时市场对于该类型网络的带宽要求越来越高，经常出现一个GE/10GE链路不能满足业务带宽要求的情况。在此种情况下，通常采用物理链路聚合的方式来进行负荷分担解决带宽需求，而在实际的网络部署中，聚合的不同的物理链路是有不同的链路传输质量差别的，而目前实际运用的物理链路聚合一般根据数据包中的MAC(Media Access Control，媒体访问)地址或者标签值进行解析实现负荷分担，实现不了不同的服务质量要求的业务传输在不同链路质量的物理链路上的调度。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供的一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法和装置，提供了如下技术方案：

一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法，所述方法包括：

获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；

根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

通过所述出接口传输所述报文。

其中，所述业务服务质量等级信息是通过所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值确定的。

其中，所述根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息，包括：

如果所述报文携带有一层MPLS标签，则根据预先设置的EXP字段的数值与链路聚合组的出接口的对应关系，利用所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值，利用所述一层MPLS标签的EXP字段的数值，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

如果所述报文携带有至少两层MPLS标签，则根据预先设置的EXP字段的数值与链路聚合组的出接口的对应关系，利用所述至少两层MPLS标签中的私网标签的EXP字段的数值，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息。

其中，所述链路聚合组的出接口的传输链路的传输质量与所述EXP字段的数值对应的业务的服务质量等级相匹配。

一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的装置，所述装置包括：

获取模块，设置为获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；

确定模块，设置为根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

传输模块，设置为通过所述出接口传输所述报文。

其中，所述确定模块，是设置为：

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有程序指令，当该程序指令被执行时可实现上述方法。

本发明实施例，在MPLS VPN网络环境中根据数据报文所携带的业务服务质量信息，实现不同服务质量的业务在聚合的不同质量链路上的调度分担，实现不同服务质量要求的业务在聚合的不同质量链路上的调度，达到充分利用网络资源的目的。

附图概述

图1为相关技术中带P设备的MPLS VPN网络结构图；

图2为相关技术中不带P设备的MPLS VPN网络结构图；

图3为本发明实施例提供的协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法的应用实例的流程图；

图5为本发明实施例提供的协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的装置的结构图。

本发明的实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图3为本发明实施例提供的协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法的流程图。图3所示方法包括：

步骤301、获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；

步骤302、根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

步骤303、通过所述出接口传输所述报文。

下面对本发明提供的方法做进一步说明：

其中，所述业务服务质量等级信息是通过所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值。

由于MPLS报文头的结构中EXP字段能够体现出业务服务质量等级信息，通过解析该字段携带的数值，可以明确地确定该报文的业务服务质量信息，实现简单方便。

具体来说，本发明提供的方法运用在MPLS VPN网络环境中，应用场景为两台或者两台以上支持MPLS VPN技术的网络设备之间用不同传输质量的物理链路聚合的方式相互连接。当携带不同MPLS标签EXP的数据报文通过该聚合链路的时，可以通过在支持MPLS VPN技术的网络设备(以下简称为网络设备)上判断是否有不同质量链路聚合的端口以及是否采用标签EXP方式来进行调度分担。在MPLS VPN网络中采用标签EXP方式来进行调度分担的优势：首先，可以实现不同服务质量的业务流量在聚合的不同质量链路上的调度，保证高服务质量要求的业务承载在聚合链路中较高质量的链路上，而采用标签值或MAC值来负荷分担的方式实现不了；其次，采用标签值和MAC方式来进行负荷分担的方式，当遇到同一个VPN(标签值相同)不同优先级的数据报文时不能实现负荷分担，而采用标签EXP调度分担的方式在一定程度上可以实现数据报文的负荷分担。

由于MPLS VPN网络中的数据报文可能携带一层、两层或者两层以上标签，即携带一层公网标签或者私网标签以及携带公网与私网两层及两层以上标签的情况，本发明中采用当数据报文只有一层标签时采用此一层标签的EXP值，而当数据报文有两层及两层以上标签时采用私网标签的EXP值。

所述根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息，包括：

下面以一具体的实例进说明确定出接口信息的实现方式：

根据MPLS包头结构中所包含的3bit标签EXP值，结合聚合链路中不同的传输质量通过一定的算法得到一个索引值即index，然后按照该index值查找链路聚合端口表(smartgroup表)选择具体的端口进行转发，其中链路聚合端口表中index值越大，对应的聚合端口链路质量越高。具体算法如下：

根据实际的组网中聚合链路(不同链路具有不同的传输质量)的端口数目N来确定，定义一个mask值：

N不大于2，则选择mask值为0x1，与MPLS包头标签EXP值的最高位进行与操作得到一个值，如果这个值不大于N-1，则此值就是index值；如果这个值大于N-1，则用N-1作为index值；

N大于2且不大于4，则选择mask值为0x3，与MPLS包头标签EXP值的高两位进行与操作得到一个值，如果这个值不大于N-1，则此值就是index值；如果这个值大于N-1，则用N-1作为index值；

N大于4且不大于8，则选择mask值为0x7，与MPLS包头标签EXP值进行与操作得到一个值，如果这个值不大于N-1，则此值就是index值；如果这个值大于N-1，则用N-1作为index值；

N大于8，则选择mask值为0x7，与MPLS包头标签EXP值进行减操作得到一个值，再用N-1与此值进行减操作得到的值为index值；

为了更加清晰地说明该算法，例如聚合链路的端口数目为2，其中聚合链路中高质量链路的端口index为1，低质量链路端口index为0，报文标签EXP值为4-7根据算法得到index为1，选择高质量链路的端口；而报文标签EXP值为0-3根据算法得到index为0，选择低质量链路端口；

此处使用的index算法下文使用聚合链路端口数目为8来进行等效说明：

在表项中，index值越大，端口链路的质量越高；

一层标签公网标签或私网标签，则根据公网或私网标签EXP值为索引值查找Smartgroup端口表中的index列选择具体的出端口。

两层及两层以上标签，公网标签+私网标签，则根据私网标签EXP值为索引值查找Smartgroup端口表中的index列选择具体的出端口。

需要说明的时，所述链路聚合组的出接口的传输链路的传输质量与所述EXP字段的数值对应的业务的服务质量等级相匹配。具体说明如下：

表2为业务质量服务等级与标签EXP值的映射关系，各种业务有不同的服务质量要求，如拥塞时较高服务质量优先级高的业务优先通过、保证高优先级业务低时延、高优先级业务高链路传输质量等，在网络设备处理时会分为CS7-6、EF、AF4-1、BE八个服务等级(服务优先级依次降低)，而服务等级与标签的EXP值存在映射关系，从而业务的服务质量要求等级可以从数据报文的EXP值反映出来。

表2

表3为不同质量链路聚合的Smartgroup端口表与index的对应关系，聚合链路的成员端口数为8个，左边一列代表每个具体物理端口的index值，index值越大，端口链路的质量越高，聚合的链路质量高低按照0-7排列，0-7数值也用于跟MPLS标签EXP值的十进制值进行对应查找；右边一列是指聚合链路中具体的成员端口均为不同质量链路的物理端口；表中左右两列相互对应。聚合端口有新的成员端口加入时，则需要重启计算index值，按照index从小到大的顺序聚合的链路质量由低向高排列。

index	Content(内容)
0	端口1
1	端口2
2	端口3
3	端口4
4	端口5
5	端口6
6	端口7
7	端口8

表3

具体来说，通过EXP字段的数值确定index，再由index确定端口信息，保证业务服务等级高的报文能够在传输质量高的链路上传输，保证业务传输的传输质量。

下面结合图4详细介绍一下对于携带MPLS标签数据报文进行标签EXP解析达到不同服务质量的业务在聚合的不同质量的链路上调度分担的流程：

步骤1：当携带MPLS标签的数据包要通过网络设备的时候，首先判断出口是否为不同质量链路聚合的端口(以下简称Smartgroup端口)

步骤2：如果是Smartgroup端口，则根据网络设备上的配置判断调度分担方式是否为标签EXP方式。

步骤3：如果不是Smartgroup端口，则按照普通端口转发的流程处理。

步骤4：接步骤2的判断，如果是标签EXP方式则，继续判断数据报文是否是携带一层标签(公网或私网标签)。

步骤5：接步骤2的判断，如果不是标签EXP方式则按照基于标签值或MAC的分担方式进行处理；

步骤6：接步骤4的判断，如果是一层标签，则根据公网或私网标签EXP值为索引值查找Smartgroup端口表中的index列选择具体的出端口。

步骤7：如果不是一层标签，则为公网+私网二层及二层以上标签，即取私网标签EXP值为索引值查找Smartgroup端口表中的index列选择具体的出端口。

需要说明的时，当非MPLS标签数据报文进入出口为不同质量链路聚合的Smartgroup端口是，由于在数据报文中检索不到MPLS标签，就基于MAC方式或ip内容负荷分担方式来进行分担处理。

综上所述，本发明提供的方法用于MPLS VPN网路环境中支持MPLS VPN技术的网络设备上，当两个或者两个以上该网路设备中存在不同传输质量的链路聚合的时候可以根据数据报文中所携带的MPLS标签的EXP进行解析来实现服务质量要求高的VPN业务走在聚合链路中服务质量较高的链路上的调度功能，并实现一定的负荷分担，以达到满足MPLS VPN网络环境中高服务质量业务的高传输质量的保证以及更高带宽的要求。

图5为本发明提供的协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的装置的结构图。结合图3和图4所示的方法，图5所示装置包括：

获取模块501，设置为获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；

确定模块502，设置为根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

传输模块503，设置为通过所述出接口传输所述报文。

其中，所述确定模块502，是设置为：

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明实施例不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

工业实用性

本发明实施例提供的技术方案，在MPLS VPN网络环境中根据对数据报文中所携带业务服务质量信息，实现不同服务质量的业务在聚合的不同质量链路上的调度分担，，实现不同服务质量要求的业务在聚合的不同质量链路上的调度，达到充分利用网络资源的目的。

Claims

一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的方法，所述方法包括：

获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；

根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

通过所述出接口传输所述报文。
根据权利要求1所述的方法，其中，所述业务服务质量等级信息是通过所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值确定的。
根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息，包括：

如果所述报文携带有一层MPLS标签，则根据预先设置的EXP字段的数值与链路聚合组的出接口的对应关系，利用所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值，利用所述一层MPLS标签的EXP字段的数值，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

如果所述报文携带有至少两层MPLS标签，则根据预先设置的EXP字段的数值与链路聚合组的出接口的对应关系，利用所述至少两层MPLS标签中的私网标签的EXP字段的数值，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息。
根据权利要求3所述的方法，其中，所述链路聚合组的出接口的传输链路的传输质量与所述EXP字段的数值对应的业务的服务质量等级相匹配。
一种协议标记交换的虚拟专用网中传输报文的装置，所述装置包括：

获取模块，设置为获取携带协议标记交换MPLS标签的报文；

确定模块，设置为根据所述携带MPLS标签的报文中的业务服务质量等级信息，确定与所述业务服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

传输模块，设置为通过所述出接口传输所述报文。
根据权利要求5所述的装置，其中，所述业务服务质量等级信息是通过所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值确定的。
根据权利要求6所述的装置，其中，所述确定模块，是设置为：

如果所述报文携带有一层MPLS标签，则根据预先设置的EXP字段的数值与链路聚合组的出接口的对应关系，利用所述报文中MPLS标签的EXP字段的数值，利用所述一层MPLS标签的EXP字段的数值，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息；

如果所述报文携带有至少两层MPLS标签，则根据预先设置的EXP字段的数值与链路聚合组的出接口的对应关系，利用所述至少两层MPLS标签中的私网标签的EXP字段的数值，确定与服务质量等级信息对应的链路聚合组的出接口信息。
根据权利要求7所述的装置，其中，所述链路聚合组的出接口的传输链路的传输质量与所述EXP字段的数值对应的业务的服务质量等级相匹配。
一种计算机可读存储介质，其中，存储有程序指令，当该程序指令被执行时可实现如权利要求1至4任一所述的方法。