CN101232453A - T-mpls网络中快速寻找路径的重路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种可用于T－MPLS网络中对LSP路径保护恢复的重路由策略，该机制提供一种新的T－MPLS网络中快速寻找路径的重路由保护恢复方法，通过结合路由和信令过程，基于RSVP－TE信令扩展重路由探测信令，在故障发生后，故障下游临节点泛洪探测信令，根据各节点转发策略及判决规则，判断该节点是否为被保护LSP上的有效节点，如果是则进行重路由路径的建立请求，否则就继续泛洪。采用本发明的方法，网络发生故障后能够快速的寻找保护路径，节省T－MPLS网络中的带宽资源及标签资源，大大降低了业务流的中断时间，提高业务流恢复速度，实现了业务路径的快速重路由及保护恢复，满足实时业务需求。

Description

T-MPLS网络中快速寻找路径的重路由方法

所属领域

本发明涉及城域传送网络出现故障时的重路由保护恢复方法，更具体地，涉及在T-MPLS网络发生故障时快速寻找路径的重路由保护恢复方法。

背景技术

网络的生存性机制可以从不同角度进行分类，主要包括以下几种分类方式：根据恢复粒度大小，分为基于链路的和基于通道的保护/恢复机制；根据保护资源能否共享，分为专用和共享的保护机制；根据恢复路径的计算方式，分为预计算与实时计算的恢复；根据路由计算机制和恢复实现的控制机制，分为集中式和分布式控制恢复。

随着信息网络技术的不断发展和Internet(互联网)的飞速普及，网络所传送的数据信息比重越来越大，传统的SDH、SONET(光传送网)网络，采用电路交换技术，业务流的带宽是固定的，不能满足数据业务的突发性需求，T-MPLS(传送MPLS)能够统一承载多种业务类型，提供电信级QoS(服务质量)、快速保护恢复以及完善的OAM(操作维护和管理)。

而现今各种各样实时业务的大量涌现，网络可靠性日益成为互联网的一个重要问题。当前基于IP路由协议的恢复机制至少需要几秒到几分钟的时间，这将导致大量分组的丢失，从而造成严重的服务质量问题以及网络性能的下降。因此，在T-MPLS网络中，如何提供生存性得到保障的业务通信显得尤为重要和迫切，因此研究T-MPLS中业务的生存性机制及重路由方法具有重要的意义。

现有的保护恢复方案主要采用本地修复的快速重路由方法，有两种方式，一种是one-to-one备份方式，对LSP上节点进行逐个保护；另一种方式为Facility备份方式，利用标签堆栈，对链路或者节点故障进行支路隧道备份，提供对多条LSPs的保护。这两种方式都采用预先建立备份路径对每条链路和节点进行保护，需要占用大量的网络资源。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种T-MPLS网络发生故障时快速寻找备份路由以对业务进行重路由的快速保护恢复策略。针对现有技术中存在的问题，结合路由及信令的特点，提出了有效的业务快速寻找备份路径的方法，实现故障发生时能快速找到备份路径并实现业务的快速保护恢复。

为了实现该目的，根据本发明的一个方案，提出了用于T-MPLS网络的快速寻找路由的报文，包括以下几种：重路由探测包，重路由路径消息。重路由探测包，为泛洪数据包，其中包括记录路由对象(RRO对象)，来记录该泛洪包经过的网络节点，用于在故障发生后，故障下游临节点泛洪该数据包以探测重路由的路径；重路由路径消息，包含重路由探测包记录的显示路由，符合重路由策略的节点发送该重路由路径消息，以建立重路由的路径。

根据本发明的方案，提出了一种对重路由探测包的判决规则，主要包括以下几项，1.根据LSP ID判断该节点是否为该LSP上的节点；

2.根据节点中的路径状态块及重路由探测包中的RRO判断该节点是否为故障下游临节点的上游节点；3.根据重路由探测包中的生存时间(TTL)判断是否继续泛洪该探测包。根据上述判决规则，我们决定如何对重路由探测包进行转发处理。

根据本发明的方案，提出了一种用于T-MPLS网络的快速寻找路又的重路由方法。所述方法主要包括以下步骤：1.故障发生后，故障下游邻节点开始泛洪重路由探测包，以寻找重路由路径；2.网络中其他节点接收到重路由探测包，根据判决规则判断是否为重路由探测包欲重路由的LSP上有效节点。如果为该LSP上的有效节点，则该节点发送重路由路径消息至故障下游临节点，来建立重路由路径；如果不是该LSP上的有效节点，则根据相应的判决规则，决定是否继续泛洪，继续泛洪则在重路由探测包的记录路由对象(RRO)中加入该节点信息，不泛洪则丢弃；3.故障下游邻节点接收到重路由路径消息，根据先到先处理的选择原则，对先到达的重路由路径消息进行处理，并返回RSVP消息Resv消息预留资源，分配标签实现重路由路径的建立。。这里，重路由路径消息中的显示路由对象(ERO)中的路径为探测包中的路由记录对象(RRO)中记录的路径。

根据本发明的另一方案，提出了一种防止节点多次泛洪同一源发送出的重路由探测包的方法。所述方法主要包括以下几点：在各节点保存泛洪信息表，记录哪些LSP上的节点发出的探测包已经被处理；节点根据泛洪信息表的信息，及接收到的探测包中的信息，判断该探测包是否已经泛洪过，如果是则丢弃，否则根据上面的判决规则转发。

本发明将路由过程和信令过程有效结合，在故障发生时，通过泛洪重路由探测包来快速寻找重路由路径，来建立业务路径的备份保护路径，实现T-MPLS网络业务恢复，节省了提前建立保护路径消耗的资源，并能够达到最快的重路由恢复。

附图说明

通过参考结合附图所考虑的以下详细描述，本发明的更完整的目的和许多优点将变得明显，其会得到更好地理解，在附图中，相同的参考符号表示相同或相似的组件，其中：

图1示出了分组网络LSP路径及备份路径拓扑。

图2示出了重路由探测包的消息格式。

图3示出了故障下游邻节点在故障发生时的处理流程。

图4示出了网络中节点在故障发生时的处理流程。

图5示出了网络节点中保存泛洪处理的泛洪信息表。

图6示出了多次收到同一源的消息转发模式。

图7示出了节点故障时网络拓扑及消息发送。

具体实施方案

下面将参考附图来详细描述本发明的典型实施例，为避免可能不必要地使本发明的主题变得不清，省略对这里所包括或附图中所示的已知功能或配置的详细描述。

在正常情况下T-MPLS网络中业务按照分配好的标签交换路径LSP进行转发。下面将描述当网络发生故障时，故障下游邻节点快速寻找重路由路径的过程，并实现业务的快速的恢复。

图1示出了T-MPLS网络中快速重路由能够应用于的网络上的分组的传输。

图1示出了业务LSP为LSR1→LSR2→LSR3→LSR4→LSR5→LSR6；如图1所示，R3和R4之间发生故障，R4立即向与之相邻的所有LSR标签交换路由器泛洪重路由探测包(reroute packet)，即R4向R11，R5，R8发送重路由探测包。该探测包必须能够记录本探测包经过的节点信息，这里基于RSVP-TE中的消息格式定义重路由探测包的格式，如图2所示。

参考图2，对本发明中的重路由探测包进行以下描述。版本号字段采用4bit，用以说明所用包格式的版本号。消息类型字段采用8bit长，用以说明可能的消息类型，节点根据该字段判断接收的数据包为哪种消息。校验和字段采用16bit长，采用标准的TCP/UDP校验和算法。发送TTL字段采用8bit长，用以说明该探测包在网络中的存活时间，每经过一个节点该TTL减1，来限制探测包的存在时间，避免网络中过多该探测包。长度字段采用16bit长，指明整个探测包的长度。报文内容字段包括3个方面的内容，LSP ID，Tunnel ID，RRO；其中LSP ID字段表明故障下游邻节点所在的LSP号。Tunnel ID字段为故障下游邻节点所在的Tunnel号，而RRO对象记录了该探测包经过的节点信息。

图3示出了当故障发生时，故障下游邻节点R4的处理步骤。

R4泛洪重路由探测包，即向R11、R5、R8发送重路由探测包，并开始计时等待回应的重路由路径消息，如果在规定时间内没有收到该LSP的重路由路径消息则判断重路由失败。

当R11、R5、R8收到重路由探测包时，进行如下的操作步骤，如图4所示。

根据本节点中的路径信息表和reroute packet探测包中的LSPID，判断该节点是否为欲重路由LSP上的节点，如果是，再判断该节点是否存在被保护业务，这主要通过判断该节点是否为故障下游邻节点的下游节点，根据每个节点中的ERO及接收到的reroute packet泛洪消息中的RRO，判断该节点是否为故障下游邻节点的下游。

如果该节点是LSP故障下游邻节点的下游，可以判断并不存在被保护业务，该节点继续泛洪探测包，做如下操作：节点将自己的节点信息写入reroute packet消息的路由记录对象中(RECORD_ROUTE)，记录该reroute packet消息经过该节点，然后复制该reroute packet数据报，向该节点的所有相邻节点继续泛洪reroute packet消息数据报。

如果该节点为欲重路由LSP上的节点，且为LSP故障下游邻节点的上游节点，则该节点为有效的重路由节点，即可以从该节点发送重路由路径消息，来申请重路由路径的建立。这里，重路由路径消息中的显示路由对象(ERO)中的路径为探测包中的路由记录对象(RRO)中记录的路径。

如果该节点不是欲重路由LSP上的节点，则该节点也继续泛洪探测包，将自己的节点信息写入reroute packet消息的路由记录对象中(RECORD_ROUTE)，记录该reroute packet消息经过该节点，然后复制该reroute packet数据报，向该节点的所有相邻节点继续泛洪reroute packet消息数据报。

网络中的所有节点都采用上述的判决规则，来决定是否继续泛洪重路由探测包，是否发送重路由路径消息。

在图2中，R5，R11，R8节点收到从R4发送的重路由探测包，R5为欲重路由LSP上的节点，但是在LSP上为R4的下游节点，故障发生时，不存在被保护业务，则R5继续泛洪探测包。R8、R11不是欲重路由LSP上的节点，也继续泛洪探测包。均继续向相邻节点泛洪reroute packet数据报。图2中其他节点在收到重路由探测包后，根据同样的判决规则判断是否继续泛洪探测包，R10、R9、R8、R7都继续泛洪探测包，R2，R3因为是欲重路由LSP上的节点，并为R4的上游节点，则R2，R3均为有效的重路由节点，接收的重路由探测包中的RRO对象中均记录着重路由的路径，R2接收到的探测包中RRO对象为R4-R8-R7-R2，R3接收到的探测包中RRO对象为R4-R11-R10-R9-R3。

R2和R3均以RRO对象的逆向路径作为ERO对象，发送重路由路径消息至R4来申请资源及标签。其中重路由路径消息为RSVP-TE中的重路由信令，其中包括Fast-Reroute对象来标记重路由路径的属性。

R4收到重路由路径消息后，按照先到先处理的原则，对属于同一欲重路由的LSP的重路由路径消息，以最先到达为原则，沿着该重路由消息中的RRO对象(RECORD_ROUTE Object)发送RESV消息，来分配资源和分发标签，完成重路由路径的建立。在图2中，R4如果先收到从R2发送的重路由路径消息，该路径消息中的RRO对象为R2-R7-R8-R4，则R4沿着R4-R8-R7-R2的路径发送RESV消息，建立重路由路径。而R3发送的重路由路径消息后到达则丢弃。

如果R4在规定时间内并未收到重路由路径消息，则判定为寻找路径失败，恢复失败。

按照上述方式，通过扩展信令，定义新的消息格式，采用适当的判决规则能够快速的寻找到重路由路径并实现重路由，下面将描述泛洪重路由探测包的过程中如何防止一个节点多次泛洪同一源的同一欲重路由LSP的探测包。

在每个节点(包括消息发送源节点)中保存一个泛洪信息表，如图5所示。该泛洪信息表表示本节点是否已经处理了某个LSP某个节点发送的重路由探测包。节点根据reroute packet消息中携带的信息(LSP ID，RRO等)记录reroute packet重路由探测包的LSP号，发送源及标志位。LSP ID表明是需要重路由的LSP号；发送源指的是需要重路由LSP中发送探测包的节点信息；而标志位表明该类型探测包是否已经处理，如果已经处理，则标志位Flag设为1。也就是说如果重路由探测包从另一节点发送过来，接收节点根据泛洪信息表，判断某LSP的某个节点发来的探测包是否已经处理，如果已经处理，则新过来的探测包丢弃不转发；若还没有处理，按照上面所述的判决规则处理，并更新泛洪信息表。

如图6所示，LSR1发出的洪泛报文分别经过LSR2和LSR4都可以到达LSR3，当LSR1，LSR5处发生链路故障，LSR1泛洪reroute packet消息数据报，LSR2接收reroute packet消息数据报并继续泛洪，LSR3能接收到LSR2，及LSR4的数据报，LSR3先接收到reroute packet消息数据报(假定为LSR2发送过来的)，并置泛洪标志位Flag为1，后到达的reroute packet消息数据报(从LSR4发送过来的)也是从LSR1发出的，则丢弃不继续泛洪。

当节点发生故障时，如图7所示，R4发生故障时，R5开始向周围泛洪重路由探测包，然后具体的消息处理及备份路径建立过程和链路故障时的处理完全一致，这里就不赘述。

以上所述的，仅为本发明的可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，故凡应用本发明说明书或附图内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的范围内，以保障发明者的权益，于此声明。

Claims (9)

1.一种用于传送级多协议标签交换(T-MPLS)LSP路径的快速寻找路径的重路由方法，包括：

第一步骤，故障发生后，故障下游邻节点泛洪重路由探测包；

第二步骤，网络中其它节点接收到重路由探测包，根据判决规则判断是否为欲重路由的LSP上有效节点。如果是，则该节点发送重路由路径消息至故障下游邻节点，建立重路由路径；如果不是，则根据相应的判决规则，决定是否继续泛洪，不泛洪则丢弃；

第三步骤，故障下游邻节点接收到重路由路径消息，根据先到先处理的选择原则，进行路径消息处理，并返回Resv消息建立重路由路径。

2.根据权利要求1所述的重路由探测包，其特征在于包括记录路由对象(RRO)，记录该探测包经过的网络节点。

3.根据权利要求2所述的记录路由对象，其特征在于故障发生后，节点在泛洪重路由探测包时，保存本节点的标识。

4.根据权利要求1所述的欲重路由的有效节点，其特征在于本节点具有欲重路由LSP上的业务，能够发送重路由路径消息。

5.根据权利要求1所述的判决规则，其特征在于包括：

(I)根据LSP ID判断该节点是否为该LSP上的节点；如果是则再进行下面(II)的判决，否则进行(III)的判决。

(II)根据节点中的路径状态块及重路由探测包中的RRO判断该节点是否为故障下游临节点的上游节点；如果是则为欲重路由的有效节点，否则进行(III)的判决。

(III)根据重路由探测包中的生存时间(TTL)判断是否继续泛洪该探测包；如果TTL减为0则探测包丢弃，否则继续泛洪。

6.根据权利要求1所述的重路由路径消息，其特征在于其中的显示路由对象(ERO)的路径为接收的探测包中路由记录对象(RRO)记录的路径。

7.一种用于T-MPLS网络的LSP路径的快速寻找路径的重路由方法，包括避免一个节点多次泛洪同一源发送的重路由探测包的机制。

8.根据权利要求7所述的避免多次泛洪的机制，其特征在于根据节点中的泛洪信息表，判断接收到的重路由探测包是否已经处理，如果已经处理，则丢弃该探测包；否则根据判决规则决定如何处理该探测包，并更新泛洪信息表。

9.根据权利要求8所述的泛洪信息表，其特征在与包括LSP ID，发送源和标识位，用来记录本节点已经处理了哪些LSP节点发出的探测包。

Images