CN102143080A - 多协议标签交换网络中的标签分配方法、***及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多协议标签交换网络中的标签分配方法、***及装置，该方法包括：运营商边缘设备为客户边缘设备申请第一标签块，并根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签，所述第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号；以及发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备；运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，所述第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号；以及根据接收到的第二标签块确定客户边缘设备对应的出标签。上述方法实现了分配和传送大小为1的标签块，从而节约了标签空间和***资源。

Description

多协议标签交换网络中的标签分配方法、***及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤指一种多协议标签交换(Multiprotocol LabelSwitching，MPLS)网络中的标签分配方法、***及装置。

背景技术

多协议标签交换MPLS网络是利用标签(label)进行高速、高效数据转发的技术，是L2vpn技术的热点，MPLS网络中传送的数据需要带上定长字段的标签，数据从源地址到目的地址传送时通过标签在MPLS网络中进行选路。

L2vpn技术主要有三种类型：虚拟专用线服务(Virtual Private Wire Service，VPWS)、虚拟专用局域网服务(Virtual Private Lan Service，VPLS)和因特网专用局域网服务(IP LAN Service，IPLS)。在控制层面有采用标签分发协议(Label Distribution Protocol，LDP)的Martini方案和采用边界网关协议(BorderGateway Protocol，BGP)的Kompella方案两种解决方案。Kompella方案有针对VPWS的BGP自动发现和信令实现二层虚拟专用网(draft-kompella-l2vpn-l2vpn-04.txt)草案和针对VPLS的标准RFC 4761。

如图1所示，即为现有的VPWS网络拓扑示例。该网络拓扑中包括运营商边缘设备PE1、PE2和PE3等，与PE1连接的客户边缘设备CE1、CE2等、与PE2连接的客户边缘设备CE3等，与PE3连接的客户边缘设备CE4、CE5等。客户边缘设备之间可以通过所连接的运营商边缘设备建立点对点VPWS服务。

客户边缘设备之间建立点对点VPWS服务时，运营商边缘设备需要为所连接的客户端边缘设备分配标签，并通告给对端客户边缘设备连接的运营商边缘设备，具体可以通过BGP更新(UPDATE)消息通告。

现有技术中实现标签信息通告时，需要根据网络规划预留一个标签块来承载到达指定CE的、连续的标签集合，这个标签块的大小根据网络规划时网络中的CE设备的数量确定。这样当网络中新增CE设备时，其所连接的PE设备就可以直接申请一个标签块来实现为CE设备分配标签，而不影响其他已分配了标签的CE设备和PE设备，这种预留的标签块实现标签分配的方式可以大大降低网络配置工作量。PE设备在为新接入的CE设备申请了标签块之后，使用标签块向对端的PE设备通告为CE设备分配的标签。用于通告标签信息的BGP网络层可达信息(Network Layer Reachability Information，NLRI)中包括：CE标识(CE ID)、CE块偏移、CE块大小、标签基数等参数，通过这些参数可以计算出所分配的标签。

由于标签块的大小和***中CE设备数量相关，当处于点对点VPWS服务对端的两个客户边缘设备的ID跨越的范围越大时，所需要的标签块大小也越大。例如：CE ID为1客户边缘设备要与远程的一个CE ID为256的客户边缘设备建立点对点的VPWS服务，则CE ID的范围为256，此时需要申请的标签块的大小也就是为256。但实际上PE设备只需要为CE设备分配一个标签就可以满足数据传输的需求了，而申请的标签块却预留了256个标签，因此占用了额外的标签空间，造成了标签资源的浪费，进而由于***资源占用较多而影响***整体性能，对于低端设备甚至会大大降低L2vpn服务容量。

发明内容

本发明实施例提供一种多协议标签交换网络中的标签分配方法、***及装置，用以解决现有技术中以标签块的方式分配标签时占用额外的标签空间，造成标签资源浪费的问题。

一种多协议标签交换网络中的标签分配方法，包括：

运营商边缘设备为客户边缘设备申请第一标签块，并根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签，所述第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号；以及发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备；

运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，所述第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号；以及根据接收到的第二标签块确定客户边缘设备对应的出标签。

一种多协议标签交换网络中的标签分配装置，包括：

标签申请模块，用于为客户边缘设备申请第一标签块，所述第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号；

信息收发模块，用于发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备；以及接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，所述第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号；

标签计算模块，用于根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签；和/或根据接收到的第二标签块确客户边缘设备对应的出标签。

一种运营商边缘设备，包括：上述的多协议标签交换网络中的标签分配装置。

一种多协议标签交换网络中的标签分配***，包括：若干上述的运营商边缘设备和与所述运营商边缘设备连接的若干客户边缘设备。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的多协议标签交换网络中的标签分配方法、***及装置，在为客户边缘设备分配标签时，只分配一个大小为1的标签，通过将标签的偏移量设置为对端客户边缘设备的标识号实现，根据申请的标签得到入标签。邻居运营商边缘设备传送的也是大小为1的标签块，通过标签偏移量识别到邻居运营商边缘设备所分配的大小为1的标签，据此得到出标签。这样实现了分配和传送大小为1的标签块，从而节约了标签空间和***资源，进一步节约了网络传输资源，提高了运营商边缘设备的***性能和优化了标签分配方案。

附图说明

图1为现有技术中VPWS网络拓扑的示例图；

图2为本发明实施例中标签分配方法的流程图；

图3为本发明实施例中标签分配装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中标签分配需要占用过多的标签空间，浪费标签资源的问题，本发明实施例提供一种多协议标签交换网络中的标签分配方法，实现在如图1所示的多协议标签交换网络中进行标签分配，且能够节约标签空间不浪费标签资源。

本发明实施例提供的多协议标签交换网络中的标签分配方法，其流程如图2所示，执行步骤如下：

步骤S101：运营商边缘设备需要为客户边缘设备分配标签。

当有新的客户边缘设备接入，并需要与对端客户边缘设备建立点对点服务时，运营商边缘设备需要为客户边缘设备分配标签。

例如：图1所示的***中在运营商边缘设备PE2上接入一个新的客户边缘设备CE6，该CE6需要与已连接到PE3的CE5建立点对点服务。其中CE6的ID为1、CE5的ID为256。

步骤S102：判断是否启动了标签节约分配模式。

运营商边缘设备判断是否启动了标签节约分配模式，该模式下为客户边缘设备分配的标签块大小为1。运营商边缘设备可以根据标签空间的使用情况确定是否需要启动标签节约分配模式。例如当标签空间的使用率达到一定值时启动标签节约分配模式，也可以根据其他的启动条件启动标签节约分配模式。

沿用上边的例子，PE2判断是否启动了标签节约分配模式。

若是，执行步骤S104；否则，执行步骤S103。

步骤S103：按照现有标签分配协议规定申请标签块并计算标签。

当未启动标签节约分配模式时，按照现有协议进行标签分配和出、入标签的计算。

沿用上边的例子，按照现有协议，PE2为CE6申请的标签块的大小由位于点对点服务的对端的两个CE的ID所包括的范围确定，比如是256。其中标签的偏移量为1，向PE3通告时，网络层可达信息中的信息包括：CE6的标识号，标签块的偏移量、标签块的大小和标签基数，比如CE ID为1，标签块的偏移量1、标签块的大小256和标签基数1034。PE2将网络层可达信息发送给PE3。

上述步骤S102为可选步骤，可以在执行步骤S101之后，直接执行步骤S104，即认为默认的是启动了标签节约分配模式，而不再进行判断。

步骤S104：运营商边缘设备为客户边缘设备申请第一标签块，其中第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号。

当启动了标签节约分配模式时，为客户边缘设备申请大小为1的标签块，此时标签块的偏移量为对端客户边缘设备的标识号，这样才能保证申请的标签块通告给邻居运营商边缘设备时，能够准确识别并确定出所申请的标签。

沿用上边的例子，PE2为CE6申请的标签块的大小为1。其中标签的偏移量为1，向PE3通告时，第一网络层可达信息中的信息包括：CE6的标识号，标签块的偏移量、标签块的大小和标签基数，比如CE ID为1，标签块的偏移量为256、标签块大小为1和标签基数为1034。此时标签块的偏移量为对端的CE5的标识号。

步骤S105：根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签，以及发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备。

根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签，具体包括：根据第一标签块的标签基数和偏移量、对端客户边缘设备的标识号计算得到客户边缘设备的对应的入标签。通过入标签识别接收到的邻居运营商边缘设备发送的数据是发送给本地的哪个客户边缘设备的。

其中：入标签＝标签基数+对端客户边缘设备标识号-偏移量。

沿用上边的例子，PE2根据申请的第一标签块的属性信息：标签基数1034和偏移量256，以及对端的CE5的标识号计算入标签，计算得到的与CE6对应的入标签为1034+256-256＝1034。

发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给邻居运营商边缘设备，具体包括：运营商边缘设备将客户边缘设备的标识号、申请的第一标签块的大小、标签块偏移量和标签基数写入第一网络层可达信息中，将第一网络层可达信息发送给邻居运营商边缘设备。

沿用上边的例子，PE2将第一网络层可达信息发送给PE3，以通告其为CE6申请的标签块，第一网络层可达信息中的CE ID为1，标签块的偏移量为256、标签块大小为1和标签基数为1034。

步骤S106：运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息。其中，第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号。

邻居运营商边缘设备为对端客户边缘设备申请第二标签块，将对端客户边缘设备的标识号、申请的第二标签块的大小、标签块偏移量和标签基数写入第二网络层可达信息中，将第二网络层可达信息发送给运营商边缘设备，运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的第二网络层可达信息。

沿用上边的例子，邻居运营商边缘设备PE3为所连接的CE5申请第二标签块，其中标签的偏移量为1，向PE2通告时，使网络层可达信息中的信息包括：CE5的标识号，标签块的偏移量、大小和标签基数，比如CE ID为256，标签块的偏移量为1、标签块大小为1和标签基数为739。PE3将第二网络层可达信息发送给PE2。此时标签块的偏移量为对端的CE6的标识号。

上述步骤S105和步骤S106的执行顺序不分先后，步骤S107在步骤S106之后执行即可。

步骤S107：根据接收到的第二标签块确定客户边缘设备对应的出标签。具体包括：

根据第二标签块的标签基数和偏移量、客户边缘设备的标识号计算得到出标签。通过出标签标识本地客户边缘设备发送的数据是发送给哪个对端客户边缘设备的。其中：出标签＝标签基数+本地客户边缘设备标识号-偏移量。

沿用上边的例子，PE3通告的第二标签块的属性信息：标签基数739和标签块偏移量1，以及本地CE6的标识号计算出标签，计算得到的出标签为739+1-1＝739。

上述方法是从运营商边缘设备角度描述出标签和入标签的确定过程。相应的邻居运营商边缘设备也会执行相同的操作，其操作处理过程参照上述运营商边缘设备获取出标签和入标签的实现过程，此处不再一一描述。其中：

邻居运营商边缘设备计算出标签的公式为：出标签＝标签基数+本地客户边缘设备标识号-偏移量，此处的偏移量和标签基数为运营商边缘设备通告的第一标签块中的相应参数，本地客户边缘设备标识号是指与邻居运营商边缘设备连接的客户边缘设备的标识号。

沿用上边的例子，PE3接收到PE2发送的网络层可达信息时，根据其中携带的标签基数1034和偏移量256，以及所连接的CE5的标识号计算出标签，计算得到的出标签为1034+256-256＝1034，与PE2计算得到入标签相同，都是用于标识CE6的数据的。

邻居运营商边缘设备计算出标签的公式为：入标签＝标签基数+对端客户边缘设备标识号-偏移量，此处的偏移量和标签基数为邻居运营商边缘设备为本地客户边缘设备申请的第二标签块中的相应参数，对端客户边缘设备标识号是指与运营商边缘设备连接的客户边缘设备的标识号。

沿用上边的例子，PE3为CE5申请第二标签块后计算得到的入标签为：739+1-1＝739，与PE2计算得到出标签相同，都是用于标识CE5的数据的。

也就是说，PE3通过入标签识别PE2发送的数据是发送给CE5的，通过出标签标识CE5的数据是发送给CE6的。

如下表1所示为邻居运营商边缘设备PE3接收到PE2按现有协议为CE6申请标签块后通告的网络层可达信息，与PE3接收到PE2按标签节约分配模式为CE6申请第一标签块后通告的的网络层可达信息的技术细节对比。

表1

由上述表1可以看出：现有协议每个标签块的偏移量都是从1开始，邻居运营商边缘设备在确定本地客户边缘设备的标签时，需要找到与本地客户边缘设备的ID(比如256)对应的标签。例如标签块是从标识号1对应的标签开始的，要确定标识号256对应的标签，则需要找到第256个标签才是所要的出标签。而本发明中从对端客户边缘设备标识号(CE ID)开始，这样就相当于是告诉邻居运营商边缘设备其标签块的起始即为其本地的客户边缘设备ID，也就是标签块中的第一个标签对应着邻居运营商边缘设备本地的客户边缘设备ID，例如标签块是从标识号256对应的标签开始的，而本地客户边缘设备的标识号就是256，因此，第一个标签即为所要的出标签。

现有协议发送的标签块大小为256，包含标签1034～1289共256个标签。而本发明中标签块大小则为1仅包含标签1034这一个标签即可。

PE2根据接收到网络层可达信息计算得到的出标签分别为：现有协议得到得到出标签为1289和本发明得到的出标签为1034。

基于本发明实施例提供的上述多协议标签交换网络中的标签分配方法，本发明实施例还提供的多协议标签交换网络中的标签分配装置，该装置可以设置在任何一个运营商边缘设备中，例如可以由运营商边缘设备中的BGP模块实现。该装置的结构如图3所示，包括：标签申请模块10、信息收发模块20和标签计算模块30。

标签申请模块10，用于为客户边缘设备申请第一标签块，其中，第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号。

信息收发模块20，用于发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备；以及接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，其中，第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号。

标签计算模块30，用于根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签；和/或根据接收到的第二标签块确客户边缘设备对应的出标签。

优选的，上述信息收发模块20，具体用于：将客户边缘设备的标识号、申请的第一标签块的大小、标签基数和偏移量写入第一网络层可达信息中，将第一网络层可达信息发送给邻居运营商边缘设备。

优选的，上述标签计算模块30，具体用于：根据第一标签块的标签基数和偏移量、对端客户边缘设备的标识号计算得到客户边缘设备的对应的入标签；和/或根据第二标签块的标签基数和偏移量、客户边缘设备的标识号计算得到出标签。

基于本发明实施例提供的上述多协议标签交换网络中的标签分配方法，本发明实施例还提供的多协议标签交换网络***可以包括若干运营商边缘设备和与每个运营商边缘设备连接的若干客户边缘设备。客户边缘设备可以与其他的客户边缘设备建立点对点服务，与客户边缘设备建立了点对点服务的其他客户边缘设备即为其对端边缘设备，对端客户边缘设备所连接的运营商边缘设备即为客户边缘设备所连接的运营商边缘设备的邻居运营商边缘设备。

上述多协议标签交换网络中的标签分配方法不仅适用于VPWS网络中对draft-kompella-l2vpn-l2vpn-04.txt草案技术的优化，同样也适用于其他多协议标签交换MPLS网络中进行标签分配，只要是在运行节约标签模式时只需要为所连接的CE设备分配一个标签并传送给远程的邻居PE设备，以达到缓解***标签资源紧张的目的即可。

本发明实施例提供的多协议标签交换网络中的标签分配方法、***及装置，通过将标签的偏移量设置为对端客户边缘设备的标识号实现为客户边缘设备分配一个大小为1的标签以及接收邻居运营商边缘设备通告的大小为1的标签块，得到入标签和出标签。通过分配和传送大小为1的标签块，节约了标签空间和***资源，避免了标签资源紧张所导致的标签申请失败；进一步节约了网络传输资源，提高了运营商边缘设备的***性能和优化了标签分配方案。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种多协议标签交换网络中的标签分配方法，其特征在于，包括：

运营商边缘设备为客户边缘设备申请第一标签块，并根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签，所述第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号；以及发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备；

运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，所述第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号；以及根据接收到的第二标签块确定客户边缘设备对应的出标签。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签，具体包括：

根据第一标签块的标签基数和偏移量、对端客户边缘设备的标识号计算得到客户边缘设备的对应的入标签。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给邻居运营商边缘设备，具体包括：

运营商边缘设备将客户边缘设备的标识号、申请的第一标签块的大小、标签基数和偏移量写入第一网络层可达信息中，将第一网络层可达信息发送给邻居运营商边缘设备。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，具体包括：

邻居运营商边缘设备为对端客户边缘设备申请第二标签块，将对端客户边缘设备的标识号、申请的第二标签块的大小、标签基数和偏移量写入第二网络层可达信息中，将第二网络层可达信息发送给运营商边缘设备；

运营商边缘设备接收邻居运营商边缘设备发送的第二网络层可达信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的第二标签块确定客户边缘设备对应的出标签，具体包括：

根据第二标签块的标签基数和偏移量、客户边缘设备的标识号计算得到出标签。

6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，还包括：

运营商边缘设备为客户边缘设备申请第一标签块之前，判断是否启动标签节约分配模式；

当判断为是时，执行为客户边缘设备申请第一标签块的步骤；否则，按照现有标签分配协议规定申请标签块。

7.一种多协议标签交换网络中的标签分配装置，其特征在于，包括：

标签申请模块，用于为客户边缘设备申请第一标签块，所述第一标签块的大小为1、偏移量为对端客户边缘设备的标识号；

信息收发模块，用于发送第一网络层可达信息将申请的第一标签块通告给对端的邻居运营商边缘设备；以及接收邻居运营商边缘设备发送的通告为对端客户边缘设备申请的第二标签块的第二网络层可达信息，所述第二标签块的大小为1、偏移量为客户边缘设备的标识号；

标签计算模块，用于根据申请的第一标签块确定客户边缘设备对应的入标签；和/或根据接收到的第二标签块确客户边缘设备对应的出标签。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信息收发模块，具体用于：

将客户边缘设备的标识号、申请的第一标签块的大小、标签基数和偏移量写入第一网络层可达信息中，将第一网络层可达信息发送给邻居运营商边缘设备。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述标签计算模块，具体用于：

根据第一标签块的标签基数和偏移量、对端客户边缘设备的标识号计算得到客户边缘设备的对应的入标签；和/或根据第二标签块的标签基数和偏移量、客户边缘设备的标识号计算得到出标签。

10.一种运营商边缘设备，其特征在于，包括：如权利要求7-9任一所述的多协议标签交换网络中的标签分配装置。

11.一种多协议标签交换网络中的标签分配***，其特征在于，包括：若干如权利要求10所述的运营商边缘设备和与所述运营商边缘设备连接的若干客户边缘设备。

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