CN103269315B - 标签分配方法、装置、***和网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标签分配方法、装置、***和网络设备，属于网络通信领域。所述标签分配方法包括：为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，该第一标签交换路径经过第三转发设备；为第一转发设备生成FTN；为第三转发设备生成ILM；向第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和第一标签交换路径。所述标签分配装置包括路径生成模块、FTN生成模块、ILM生成模块和发送模块。本发明向位于同一条标签交换路径上的所有转发设备分配相同的标签，在数据包转发的过程中，中间标签交换路由器在接收到数据包后不再进行弹出标签/压入标签的操作，而是直接将数据包进行转发，达到了降低标签分配时间，提高转发效率的效果。

Description

标签分配方法、装置、***和网络设备

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种标签分配方法、装置、***和网络设备。

背景技术

MPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching，多协议标签交换）是为了提高路由器的转发速度而提出的一个协议。MPLS网络中的每个转发设备（比如路由器或交换机）通常包括控制层面的控制器和转发层面的物理转发设备，控制层面的控制器为每个转发设备下发分配好的标签，转发层面的物理转发设备利用分配好的标签将接收到的数据包按照唯一确定的路径进行快速转发，在标签分配的过程中形成的路径为标签交换路径（LSP，LabelSwitchPath）。

在现有的标签分配的方法中，每个位于标签交换路径下游的控制器基于转发等价类(FEC，ForwardingEquivalenceClasses)为位于标签交换路径上相邻上游的控制器分配不同的标签，控制器接收到分配的标签后，将该标签下发给与该控制器对应的物理转发设备；其中，发送到同一目的地址的数据包分组可以定义为一个转发等价类，转发等价类还可以通过源地址、目的端口等进行划分。

具体的，请参见图1所示，其示出了现有技术中MPLS网络中一条标签交换路径上标签分配的示意图。该标签交换路径包括转发设备A、转发设备B和转发设备C，其中C为标签交换路径A->B->C的FEC，C的地址为3.3.3.3。基于标签交换路径为A->B->C标签分配过程如下：首先，控制器A向控制器B请求到目的地址3.3.3.3的标签，控制器B向控制器C请求到目的地址3.3.3.3的标签；然后，控制器C向控制器B分配到目的地址3.3.3.3的标签为200，控制器B向控制器A分配到目的地址3.3.3.3的标签为100；最后，控制器A向转发设备A下发到目的地址3.3.3.3的标签100，控制器B向转发设备B下发到目的地址3.3.3.3的标签200。

在标签交换路径上的标签分配好之后，作为标签转发路径A->B->C首节点的转发设备A在接收到转发数据包之后，将标签100压入转发数据包中，并将该标签为100的转发数据包发送给转发设备B；作为标签转发路径A->B->C中间节点的转发设备B在接收到标签为100的转发数据包之后，会将标签100弹出，同时将标签200压入，并根据分配标签200的接口将转发数据包发送至转发设备C。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：第一，在实现标签分配的过程中，标签分配方式是位于标签交换路径上的下游转发设备为上游转发设备分配，当标签交换路径上的转发设备非常多时，标签分配的时间会很长；第二，由于标签交换路径上的每个转发设备被分配的标签均不同，位于标签交换路径上中间节点的转发设备在转发数据包时，需要进行弹出/压入标签的操作，即对转发数据包执行写操作，转发效率比较低。

发明内容

为了解决在标签分配过程中标签分配时间太长，转发效率比较低的问题，本发明实施例提供了一种标签分配方法、装置、***和网络设备。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种标签分配方法，所述方法包括：

网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，所述第一标签交换路径所经过的转发设备包括所述第一转发设备、第三转发设备和所述第二转发设备，其中所述第一转发设备为入口标签交换路由器IngressLSR，所述第三转发设备为中间标签交换路由器TransitLSR，所述第二转发设备为出口标签交换路由器EgressLSR；所述第二转发设备为所述第一标签交换路径的转发等价类FEC；

所述网络设备为所述第一转发设备生成转发等价类到下一跳标签转发项FTN(FEC-TO-NHLFE)，所述FTN包括第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和所述FEC；其中，所述第一标签为所述网络设备为所述FEC分配的标签；所述第一出接口信息用于标识所述第一转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第一标签动作用于标识所述第一转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的压入标签Push操作；

所述网络设备为第三转发设备生成入标签映射ILM(IncomingLabelMap)，所述ILM包括所述第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，所述第二出接口信息用于标识所述第三转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第二标签动作用于标识所述第三转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的转发Go操作；

所述网络设备向所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述第一标签交换路径。

第二方面，提供了一种标签接收装置，所述装置，包括：

路径生成模块，用于为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，所述第一标签交换路径所经过的转发设备包括所述第一转发设备，第三转发设备和所述第二转发设备，其中所述第一转发设备为入口标签交换路由器，所述第三转发设备为中间标签交换路由器，所述第二转发设备为出口标签交换路由器；所述第二转发设备为所述第一标签交换路径的FEC；

FTN生成模块，用于为所述第一转发设备生成FTN，所述FTN包括所述路径生成模块确定的第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和所述FEC；其中，所述第一标签为所述网络设备为所述FEC分配的标签；所述第一出接口信息用于标识所述第一转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第一标签动作用于标识所述第一转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的Push操作；

ILM生成模块，用于为第三转发设备生成ILM，所述ILM包括所述路径生成模块确定的第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，所述第二出接口信息用于标识所述第三转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第二标签动作用于标识所述第三转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的Go操作；

发送模块，用于向所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述路径生成模块生成的第一标签交换路径。

第三方面，提供了一种网络设备，所述网络设备包括第二方面所提供的标签分配装置。

第四方面，提供了一种标签分配***，所述***包括第三方面所提供的网络设备和至少两个转发设备。

第五方面，提供了一种标签分配***，所述***包括第三方面所提供的网络设备、控制器和至少两个转发设备。

第六方面，提供了一种标签分配装置，所述装置包括处理器和发送机，所述处理器分别和所述发送机耦合；

所述处理器，用于为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，所述第一标签交换路径所经过的转发设备包括所述第一转发设备，第三转发设备和所述第二转发设备，其中所述第一转发设备为入口标签交换路由器，所述第三转发设备为中间标签交换路由器，所述第二转发设备为出口标签交换路由器；所述第二转发设备为所述第一标签交换路径的FEC；

所述处理器，用于为所述第一转发设备生成FTN，所述FTN包括第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和所述FEC；其中，所述第一标签为所述网络设备为所述FEC分配的标签；所述第一出接口信息用于标识所述第一转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第一标签动作用于标识所述第一转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的Push操作；

所述处理器，用于为第三转发设备生成ILM，所述ILM包括所述第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，所述第二出接口信息用于标识所述第三转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第二标签动作用于标识所述第三转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的Go操作；

所述处理器，用于向所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述第一标签交换路径。

第七方面，提供了一种网络设备，所述网络设备包括第六方面所提供的标签分配装置。

第八方面，提供了一种标签分配***，所述***包括第七方面所提供的网络设备和至少两个转发设备。

第九方面，提供了一种标签分配***，所述***包括第七方面所提供的网络设备、控制器和至少两个转发设备。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

根据网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，该第一标签交换路径经过第三转发设备，为第一转发设备生成FTN，为第三转发设备生成ILM，并将FTN、ILM和第一标签交换路径发送给第一转发设备和第三转发设备，其中FTN和ILM中均包含有相同的第一标签，解决了现有技术中标签分配过程中标签分配时间太长，转发效率比较低的问题；由于位于标签交换路径上的所有转发设备均接收到相同的第一标签，在数据包转发的过程中，中间标签交换路由器在接收到数据包后不再进行弹出标签/压入标签的操作，而是直接将数据包进行转发，达到了降低标签分配时间，提高转发效率的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中MPLS网络中一条标签交换路径上标签分配的示意图；

图2是本发明一部分实施例所涉及的实施环境的结构示意图；

图3是本发明一部分实施例所涉及的实施环境的结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的标签分配方法的方法流程图；

图5是本发明一个实施例中MPLS网络中转发设备通过路由表以及标签转发表进行数据转发的示意图；

图6是本发明一个实施例提供的标签分配装置的结构示意图；

图7是本发明一个实施例提供的标签分配***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了便于描述，首先对MPLS网络进行说明，具体请参考下面对图2和图3的描述。

请参考图2，其示出了本发明一部分实施例所涉及的实施环境的结构示意图。该实施环境为一个包含有MPLS网络的数据转发网络。该数据转发网络包括：IP网络210、MPLS网络220、IP网络230、IP网络240和IP网络250。

MPLS网络220内的转发设备可以为路由器、交换机等具有数据转发功能的网络设备，MPLS网络220内的转发设备根据MPLS协议按照形成的标签转发路径标签交换路径进行转发。

MPLS网络220中可以包含大量的标签转发路径，比如图2中的转发设备1、转发设备2、…、转发设备n按照数据包传输方向（即以转发设备n为目的地址）形成一条标签转发路径，转发设备m、转发设备2、…、转发设备s按照数据包传输方向（即以转发设备s为目的地址）形成另一条标签转发路径。在MPLS网络220中，与IP网络210连接的转发设备（比如转发设备1）位于该转发设备所在标签交换路径上的首节点位置，该转发设备称为入口标签交换路由器IngressLSR；而与IP网络230连接的转发设备（比如转发设备n）位于该转发设备所在标签交换路径上的尾节点位置，该转发设备称为出口标签交换路由器EgressLSR；标签交换路径上的其它转发设备均位于该转发设备所在标签交换路径上的中间节点位置，这些转发设备称为中间标签交换路由器TransitLSR。

MPLS网络220分别通过有线或无线的方式与IP网络210、IP网络230、IP网络240和IP网络250进行数据包的传输。

请参考图3，其示出了本发明一部分实施例所涉及的实施环境的结构示意图。该实施环境为一个支持标签统一分配的数据转发***，该数据转发***可以应用于图2中的MPLS网络中。该数据转发***包括：控制层面320上的多个控制器、网络设备321，和转发层面340上的多个物理转发设备。

一般的，控制层面320上的控制器用于控制和管理对应的物理转发设备，一个控制器和与该控制器对应的物理转发设备形成MPLS网络220中的其中一个转发设备。例如，控制器A控制对应的物理转发设备A；控制器B控制对应的物理转发设备B；控制器C和D分别控制对应的物理转发设备C和D。

图3中转发平面340上的物理转发设备可以对流入MPLS网络220中的数据包进行转发，也就是说，物理转发设备可以为路由器、交换机等具有数据包转发功能的网络设备，对应的，控制器则可以为虚拟路由器、虚拟交换机等具有控制对应物理转发设备的虚拟设备。

通常，控制器与对应的物理转发设备可以是两个独立的设备，也可以是结合在一个设备上的两个模块或器件。比如，控制器A和物理转发设备A可以是位于同一个设备中的两个模块或器件，也可以是两个单独的设备；同样的，控制器B和物理转发设备B可以是位于同一个设备中的两个模块或器件，也可以是两个单独的设备；控制器C和物理转发设备C可以是位于同一个设备中的两个模块或器件，也可以是两个单独的设备；控制器D和物理转发设备D可以是位于同一个设备中的两个模块或器件，也可以是两个单独的设备。

当然，控制器A、控制器B、控制器C和控制器D还可以是位于同一个设备中的多个模块或器件。举例来讲，控制器A、控制器B、控制器C和控制器D可以集成在网络设备321中。由于每个控制器均可以获知整个MPLS网络的拓扑结构信息，因此该网络设备321也可以从这些控制器中得到整个MPLS网络的拓扑结构信息。

需要注意的是，图3中仅列举了四个控制器和对应的四个物理转发设备，在其他实施例中，还可以包含有一个、两个、三个、五个或五个以上的控制器和对应个数的物理转发设备。

请参考图4所示，其示出了本发明一个实施例提供的标签分配方法的方法流程图。本实施例主要以该标签分配方法应用于图3所示实施环境中的网络设备321来举例说明。该标签分配方法可以包括：

401，网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，第一标签交换路径所经过的转发设备包括第一转发设备、第三转发设备和第二转发设备，其中第一转发设备为入口标签交换路由器，第三转发设备为中间标签交换路由器，第二转发设备为出口标签交换路由器；第二转发设备为第一标签交换路径的FEC；

这里所讲的网络设备可以为图3所示实施环境中的网络设备321，这里所讲的第一转发设备、第二转发设备和第三转发设备可以为图3所示实施环境中的位于转发层面340上的物理转发设备，此时网络设备321可以为控制层面320中的控制器进行集成；这里所讲的第一转发设备、第二转发设备和第三转发设备也可以为包含控制层面320的控制器和转发层面340物理转发设备的转发设备，此时网络设备321与控制层面320中的控制器是独立的。

第一转发设备可以为MPLS网络中的入口标签交换路由器，第三转发设备此时可以为MPLS网络中的中间标签交换路由器，第二转发设备此时可以为MPLS网络中的出口标签交换路由器。请参见图2所示，对于转发设备1、转发设备2以及转发设备n形成的标签交换路径来讲，第一转发设备可以为转发设备1，第三转发设备可以为转发设备2，第二转发设备可以为转发设备n。

在实际应用中，当控制器与网络设备321为两个独立的设备时，在步骤401之前，该标签分配方法还可以包括：网络设备接收控制器发送的第一标签分配请求，第一标签分配请求用于请求为第一转发设备生成到第二转发设备的标签交换路径。

当控制器集成在网络设备321中时，网络设备321根据控制器可以得知整个MPLS网络的拓扑结构信息，此时，网络设备321可以直接为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径。

需要说明的是，当网络设备321为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径时，也即确定了第一标签交换路径的转发等价类FEC，即第二转发设备为该第一标签交换路径的FEC。

402，网络设备为第一转发设备生成FTN，FTN包括第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和FEC；其中，第一标签为网络设备为FEC分配的标签；第一出接口信息用于标识第一转发设备转发到第二转发设备的数据包所需经过的出接口；第一标签动作用于标识第一转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Push操作；

由于当网络设备321为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径时，确定了第一标签交换路径的转发等价类FEC，因此网络设备321可以为该FEC分配一个第一标签。对应的，网络设备321可以为第一转发设备生成FTN，其中FTN中包含有为FEC分配的第一标签。

根据第一标签交换路径可知第一转发设备为该第一标签交换路径上的入口标签交换路由器，此时，为该第一转发设备生成的第一标签动作可以用于标识第一转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Push操作。

同样根据第一标签交换路径可知，第一转发设备至第二转发设备的下一跳为第三转发设备，为了保证数据包可以从第一转发设备转发至第三转发设备，此时生成的FTN中还需要包含有第一转发设备中的到第三转发设备的第一出接口信息。也就是说，第一转发设备可以通过该第一出接口信息所对应的出接口将数据包转发给该第三转发设备。

由于MPLS网络中的第一转发设备可能位于多个标签交换路径上，为了保证第一转发设备在接收到FTN时可以确定该FTN是对应哪个标签交换路径，此时生成的FTN还需要包含有第一标签交换路径的FEC的信息。这样，当第一转发设备根据FTN修改路由表时，可以将FEC与第一标签进行对应。

在实际应用中，当第一转发设备确定所需要的数据为FTN后，会将FTN中的数据添加至路由表中。比如，第一转发设备可以将上述的FEC、第一标签、第一出接口信息所对应的第一出接口以及第一标签动作（Push操作）作为一组数据添加至路由表中。

举例来讲，当第一转发设备接收到数据包时，如果该数据包不包含标签，则可以根据该数据包中的目的IP地址索引路由表以找到与该目的IP地址对应的FEC，然后根据路由表中的第一标签动作（即Push操作）将与该FEC对应的该第一标签添加至该数据包中。

403，网络设备为第三转发设备生成ILM，ILM包括第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，第二出接口信息用于标识第三转发设备转发到第二转发设备的数据包所需经过的出接口；第二标签动作用于标识第三转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Go操作；

由于网络设备321为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径经过第三转发设备，同时，网络设备321还确定了该第一标签交换路径的转发等价类FEC，且为该FEC分配了一个第一标签。对应的，网络设备321可以为第三转发设备生成ILM，其中ILM中包含有为FEC分配的第一标签。由于这里的第三转发设备可以是该第一标签路径中任一中间标签交换路由器，因此可知，网络设备321为第一标签交换路径上的所有转发设备均分配了相同的第一标签。

根据第一标签交换路径可知第三转发设备为该第一标签交换路径上的中间标签交换路由器，此时，为该第三转发设备生成的第二标签动作可以用于标识第三转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Go操作，以便于第三转发设备通过Go操作将接收到的包含有第一标签的数据包直接从第二接口信息所对应的出接口发送出去。

同样根据第一标签交换路径可知，第三转发设备至第二转发设备的下一跳为第二转发设备，为了保证包含有第一标签的数据包可以从第三转发设备转发至第二转发设备，此时生成的ILM中还需要包含有第三转发设备中到第二转发设备的第二出接口信息。也就是说，第三转发设备可以根据第二出接口信息所对应的出接口将包含有第一标签的数据包转发给第二转发设备。

404，网络设备向第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和第一标签交换路径。

具体的，网络设备321可以通过组播方式向第一标签交换路径上的第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和第一标签交换路径。

为了便于描述，这里可以将网络设备向第一转发设备和第三转发设备发送的由FTN、ILM和第一标签交换路径组成的数据包称为转发数据包。

很显然，第一标签交换路径也可以嵌入至FTN和ILM中。换句话说，网络设备321为第一转发设备生成的FTN除了可以包含第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和FEC之外，还可以包含第一标签交换路径；网络设备为第三转发设备生成的ILM除了可以包含第一标签、第二标签动作和第二出接口信息之外，还可以包含第一标签交换路径。

需要说明的是，当第一转发设备接收到转发数据包之后，可以根据第一标签交换路径确定所需要的数据为该转发数据包中的FTN；当第三转发设备接收到转发数据包之后，可以根据第一标签交换路径确定所需要的数据为该转发数据包中的ILM。在实际应用中，网络设备321在为转发设备生成转发数据包时，可以根据该转发设备所在标签交换路径的位置确定该转发设备所对应的FTN或ILM所在该转发数据包的位置；对应的，转发设备在接收到该转发数据包后，可以根据该转发数据包中的标签交换路径确定该转发设备在该标签交换路径上的位置，并且可以根据该位置确定所需要的数据是转发数据包中的哪个数据，即所需要的数据是转发数据包中的FTN还是ILM，如果是ILM，应该是哪个ILM。举例来讲，当标签交换路径上存在多个转发设备时，网络设备321为位于标签交换路径首节点上的转发设备生成FTN，为位于标签交换路径多个中间节点上的转发设备生成内容不同的ILM，比如按照标签交换路径的顺序依次为中间节点上的转发设备生成的ILM为ILM1，ILM2，ILM3，并根据标签交换路径的顺序依次排列数据如下：FTN、ILM1、ILM2、ILM3。该标签交换路径上的第三个转发设备在接收到该转发数据后，可以根据标签交换路径确定自身为该标签交换路径上的第三个转发设备，然后查找到转发数据包中第三个数据为ILM2，此时，第三转发设备可以确定ILM2即为所需要的数据。

对于MPLS网络中任一转发设备来讲，当该转发设备确定所需要的数据为转发数据包中的FTN时，则修改路由表，即将FTN中的信息添加至路由表中；当转发设备确定所需要的数据为转发数据包中的ILM时，则建立或修改标签转发表，并将ILM中的信息添加至标签转发表中。这样，当转发设备接收到不含有标签的数据包时，可以通过路由表进行转发，即通过该数据包中的IP地址索引转发设备中的路由表，以根据路由表中记载的标签动作向该数据包加入标签（即Push操作）；当转发设备接收到包含有标签的数据包时，通过该数据包中的标签索引该转发设备中的标签转发表，以根据出接口信息和标签动作将该数据包通过相应的出接口发送出去（即Go操作）。

在一个具体的应用场景中，请参见图5所示，其示出了本发明一个实施例中MPLS网络中转发设备通过路由表以及标签转发表进行数据转发的示意图，其中MPLS网络与IP网络1和IP网络2连接。当第一转发设备接收到网络设备321发送的包含有FTN、ILM和第一标签交换路径的转发数据包时，第一转发设备可以根据第一标签交换路径确定第一转发设备为入标签交换路由器。此时修改第一转发设备上的路由表，即在路由表中添加一组包含有第一标签交换路径的FEC、为该FEC分配的第一标签、第一标签动作（Push操作）和第一出口信息的数据。这样，当第一转发设备接收到数据包之后，可以根据该数据包中的IP地址对修改后的路由表进行索引，以找到与该IP地址对应的FEC，进而可以确定该FEC对应的第一标签以及第一标签动作，根据第一标签动作Push为接收到的数据包添加该第一标签，然后将添加过第一标签的数据包通过第一出接口信息所对应的出接口转发出去。

对于第三转发设备来说，当第三转发设备接收到网络设备321发送的包含有FTN、ILM和第一标签交换路径的转发数据包时，第三转发设备可以根据第一标签交换路径确定第三转发设备为哪一个中间标签交换路由器，并可以确定对应的ILM。此时建立标签转发表并在该标签转发表中添加对应的ILM的数据；或修改已经建立好的标签转发表，即在该标签转发表中添加对应的ILM的数据。仍参见图5所示，也就是说，向该标签转发表中添加一组包含有第一标签、第二出口信息和第二标签动作（Go操作）的数据。在图5中，这里的第二出接口信息为第一出接口，即第三转发设备可以将数据包通过该第一出接口转发至第二转发设备。当第三转发设备接收到数据包之后，如果该数据包中包含有标签，则可以通过该标签对第三转发设备的标签转发表进行索引。比如，当数据包中的标签为第一标签时，从该标签转发表中找到与该数据包中的标签相同的第一标签，然后可以获取该第一标签所对应的标签动作（即Go操作），因此可以将该包含有第一标签的数据包直接通过该组中的第一出接口转发出去。

在实际应用中，每个转发设备都可能接收到网络设备321发送的多个转发数据包，每个转发数据包中的内容是不同的。举例来讲，如果网络设备321为第一转发设备生成至第二转发设备的第一标签交换路径，该第二转发设备为该第一标签交换路径的FEC，记为FEC1；网络设备321为该FEC1生成第一标签。根据上述步骤可知，第一转发设备接收到的FTN中的内容为第一标签、第一转发设备中的第一出接口信息（比如图5中所示的第一转发设备中的第一出接口）、第一动作Push和FEC1，由于根据第一标签交换路径可以确定第一转发设备为入口标签交换路由器，因此可以将上述信息添加至路由表中。类似的，如果网络设备321为第一转发设备生成至第四转发设备的第二标签交换路径，此时该第四转发设备为该第二标签交换路径的FEC，记为FEC2；并为该FEC1生成第二标签；根据上述步骤可知，第一转发设备接收到的FTN中的内容为第二标签、第一转发设备中的第二出接口信息（即第一转发设备中的不同于第一出接口信息的任一出接口信息）、第一标签动作Push和FEC2，由于根据第二标签交换路径可以确定第一转发设备为入口标签交换路由器，因此可以将FEC2、第二标签、第二出接口信息所对应的第二出接口和第一标签动作Push添加至路由表中。

这里需要注意的是，第一转发设备的路由表中原有的内容可以不清空，只是在原来的基础上添加新的内容进去。而且某一转发设备根据网络设备321发送的转发数据包确定需要的数据为FTN时，即标签动作为第一标签动作Push操作时，该转发设备仅会按照上述的方法修改路由表。很显然，路由表中除了添加的FEC、第一标签、第一出接口和第一标签动作之外，还可以包含其他内容。

此外，对于图5中的第三转发设备来讲，网络设备321除了为第三转发设备生成了上述的ILM之外，也可以为第三转发设备生成至第二转发设备的标签交换路径，此时第二转发设备为该标签交换路径的FEC，也即FEC1，该FEC1对应的标签仍旧为第一标签。也就是说，网络设备321为第三转发设备生成FTN，该FTN包括第一标签、第三转发设备中的第一出接口信息（即可以第三转发设备将数据包从该第一出接口信息发送至第二转发设备）、标签动作（Push操作）和FEC1。对应的，当第三转发设备确定该FTN为自己所需要的数据时，根据FTN修改第三转发设备中的路由表，即将FTN中的内容添加至路由表中。此时，可知第三转发设备中既包含有修改后的路由表又包含有标签转发表。仅当第三转发设备接收到的数据包中不包含有标签时，才需要通过路由表对该数据包进行加入标签操作；而当第三转发设备接收到的数据包中包含有标签时，则需要通过标签转发表中的标签动作进行直接转发操作。

除此之外，在较优的实施例中，该网络设备321还可以为第二转发设备生成一个ILM，所述ILM包括第一标签和第三标签动作；其中，第三标签动作用于标识第二转发设备处理接收到的数据包需要进行的POP操作，以便于第二转发设备通过POP操作去掉接收到的包含有第一标签的数据包中的第一标签。

为了便于区分，以下将网络设备321为第二转发设备生成的ILM称为第二ILM。对应的，步骤404可以改为：网络设备向第一转发设备、第三转发设备和第二转发设备发送FTN、ILM、第二ILM和第一标签交换路径。其中，第一转发设备根据第一标签交换路径确定第一转发设备在第一标签交换路径的位置，第三转发设备根据第一标签交换路径确定第三转发设备在第一标签交换路径的位置，第二转发设备根据第一标签交换路径确定第二转发设备在第一标签交换路径的位置。

网络设备321可以为第二转发设备生成第二ILM，其中第二ILM中包含有为FEC分配的第一标签。

根据第一标签交换路径可知第二转发设备为该第一标签交换路径上的出口标签交换路由器，此时，为该第二转发设备生成的第三标签动作可以用于标识第二转发设备处理接收到的数据包需要进行的POP操作，以便于第二转发设备通过POP操作去掉接收到的包含有第一标签的数据包中的第一标签。

当第二转发设备根据转发数据包确定所需要的数据为第二ILM时，可以生成或修改标签转发表，以将该第二ILM中的数据添加至该标签转发表中。也就是说，将第一标签和第三标签动作（POP操作）添加至标签转发表中。

这样，当第二转发数据接收到包含有第一标签的数据包后，根据该第一标签对标签转发表进行索引，以获取该第一标签对应的第三标签动作。此时，根据该第三标签动作去掉该数据包中的第一标签，并根据路由表将数据转发出去。

很显然，这里的第二ILM也可以包含第三出接口信息，以便于当第二转发设备根据第三标签动作去掉数据包中的第一标签之后，可以直接根据标签转发表中的第三出接口信息将该数据包转发出去。

综上所述，本发明实施例提供的标签分配方法，根据网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，该第一标签交换路径经过第三转发设备，为第一转发设备生成FTN，为第三转发设备生成ILM，并将FTN、ILM和第一标签交换路径发送给第一转发设备和第三转发设备，其中FTN和ILM中均包含有相同的第一标签，解决了现有技术中标签分配过程中标签分配时间太长，转发效率比较低的问题；由于位于标签交换路径上的所有转发设备均接收到相同的第一标签，在数据包转发的过程中，中间标签交换路由器在接收到数据包后不再进行弹出标签/压入标签的操作，而是直接将数据包进行转发，达到了降低标签分配时间，提高转发效率的效果。

请参见图6所示，其示出了本发明一个实施例提供的标签分配装置的结构示意图。该标签分配装置可以实施成为网络设备，也可以实施成为网络设备中的一部分。该标签分配装置可以包括但不限于：路径生成模块601、FTN生成模块602、ILM生成模块603和发送模块604。

路径生成模块601，用于为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，第一标签交换路径所经过的转发设备包括第一转发设备，第三转发设备和第二转发设备，其中第一转发设备为入口标签交换路由器，第三转发设备为中间标签交换路由器，第二转发设备为出口标签交换路由器；第二转发设备为第一标签交换路径的FEC。

FTN生成模块602，用于为第一转发设备生成FTN，FTN包括路径生成模块601确定的第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和FEC；其中，第一标签为网络设备为FEC分配的标签；第一出接口信息用于标识第一转发设备转发到第二转发设备的数据包所需经过的出接口；第一标签动作用于标识第一转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Push操作。

ILM生成模块603，可以用于为第三转发设备生成ILM，ILM包括路径生成模块601确定的第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，第二出接口信息用于标识第三转发设备转发到第二转发设备的数据包所需经过的出接口；第二标签动作用于标识第三转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Go操作。

发送模块604，可以用于向第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和路径生成模块601生成的第一标签交换路径。

进一步的，该标签分配装置还可以包括接收模块605。

接收模块605，可以用于接收控制器发送的第一标签分配请求，第一标签分配请求用于请求为第一转发设备生成到第二转发设备的标签交换路径。

进一步的，发送模块604可以用于：通过组播方式向路径生成模块601生成的标签交换路径上的第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和第一标签交换路径。

综上所述，本发明实施例提供的标签分配装置，根据网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，该第一标签交换路径经过第三转发设备，为第一转发设备生成FTN，为第三转发设备生成ILM，并将FTN、ILM和第一标签交换路径发送给第一转发设备和第三转发设备，其中FTN和ILM中均包含有相同的第一标签，解决了现有技术中标签分配过程中标签分配时间太长，转发效率比较低的问题；由于位于标签交换路径上的所有转发设备均接收到相同的第一标签，在数据包转发的过程中，中间标签交换路由器在接收到数据包后不再进行弹出标签/压入标签的操作，而是直接将数据包进行转发，达到了降低标签分配时间，提高转发效率的效果。

需要说明的是：上述实施例提供的标签分配装置在进行标签分配时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将网络设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的标签分配装置与标签分配方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

请参见图7所示，其示出了本发明一个实施例中标签分配装置的结构示意图。该标签分配装置可以实施成为网络设备，也可以实施成为网络设备中的一部分。该标签分配装置，可以包括：接收机701、处理器702、存储器703和发送机704。

处理器702分别和接收机701、存储器703和发送机704耦合。

存储器703可以包含计算机软件，处理器702可以根据这些计算机软件执行相应操作。

处理器702，可以用于为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，第一标签交换路径所经过的转发设备包括第一转发设备、第三转发设备和第二转发设备，其中第一转发设备为入口标签交换路由器IngressLSR，第三转发设备为中间标签交换路由器TransitLSR，第二转发设备为出口标签交换路由器EgressLSR；第二转发设备为第一标签交换路径的FEC。

处理器702，可以用于为第一转发设备生成FTN(FEC-TO-NHLFE)，FTN包括第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和FEC；其中，第一标签为网络设备为FEC分配的标签；第一出接口信息用于标识第一转发设备转发到第二转发设备的数据包所需经过的出接口；第一标签动作用于标识第一转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Push操作。

处理器702，可以用于为第三转发设备生成ILM(IncomingLabelMap)，ILM包括第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，第二出接口信息用于标识第三转发设备转发到第二转发设备的数据包所需经过的出接口；第二标签动作用于标识第三转发设备处理到第二转发设备的数据包需要进行的Go操作。

发送机704，可以用于向第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和第一标签交换路径。

进一步的，接收机701，可以用于接收控制器发送的第一标签分配请求，第一标签分配请求用于请求为第一转发设备生成到第二转发设备的标签交换路径。

进一步的，发送机704，还可以用于通过组播方式向标签交换路径上的第一转发设备和第三转发设备发送FTN、ILM和第一标签交换路径。

综上所述，本发明实施例提供的标签分配装置，根据网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，该第一标签交换路径经过第三转发设备，为第一转发设备生成FTN，为第三转发设备生成ILM，并将FTN、ILM和第一标签交换路径发送给第一转发设备和第三转发设备，其中FTN和ILM中均包含有相同的第一标签，解决了现有技术中标签分配过程中标签分配时间太长，转发效率比较低的问题；由于位于标签交换路径上的所有转发设备均接收到相同的第一标签，在数据包转发的过程中，中间标签交换路由器在接收到数据包后不再进行弹出标签/压入标签的操作，而是直接将数据包进行转发，达到了降低标签分配时间，提高转发效率的效果。

在一个实施例中，本发明还提供一种标签分配***。该标签分配***可以包括网络设备和如上所描述的第一转发设备、第二转发设备和第三转发设备等多个转发设备。除此之外，该标签分配***还可以包括向网络设备发送标签分配请求的控制器。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（RandomAccessMemory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种标签分配方法，其特征在于，所述方法，包括：

网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，所述第一标签交换路径所经过的转发设备包括所述第一转发设备、第三转发设备和所述第二转发设备，其中所述第一转发设备为入口标签交换路由器IngressLSR，所述第三转发设备为中间标签交换路由器TransitLSR，所述第二转发设备为出口标签交换路由器EgressLSR；所述第二转发设备为所述第一标签交换路径的转发等价类FEC；

所述网络设备为所述第一转发设备生成转发等价类到下一跳标签转发项FTN(FEC-TO-NHLFE)，所述FTN包括第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和所述FEC；其中，所述第一标签为所述网络设备为所述FEC分配的标签；所述第一出接口信息用于标识所述第一转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第一标签动作用于标识所述第一转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的压入标签Push操作；

所述网络设备为第三转发设备生成入标签映射ILM(IncomingLabelMap)，所述ILM包括所述第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，所述第二出接口信息用于标识所述第三转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第二标签动作用于标识所述第三转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的转发Go操作；

所述网络设备向所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述第一标签交换路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述网络设备为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径之前，还包括：

所述网络设备接收控制器发送的第一标签分配请求，所述第一标签分配请求用于请求为第一转发设备生成到第二转发设备的标签交换路径。

3.根据权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，所述网络设备向所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述第一标签交换路径，包括：

所述网络设备通过组播方式向所述标签交换路径上的所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN和所述ILM。

4.一种标签分配装置，其特征在于，所述装置，包括：

路径生成模块，用于为第一转发设备生成到第二转发设备的第一标签交换路径，所述第一标签交换路径所经过的转发设备包括所述第一转发设备，第三转发设备和所述第二转发设备，其中所述第一转发设备为入口标签交换路由器，所述第三转发设备为中间标签交换路由器，所述第二转发设备为出口标签交换路由器；所述第二转发设备为所述第一标签交换路径的FEC；

FTN生成模块，用于为所述第一转发设备生成FTN，所述FTN包括所述路径生成模块确定的第一标签、第一标签动作、第一出接口信息和所述FEC；其中，所述第一标签为网络设备为所述FEC分配的标签；所述第一出接口信息用于标识所述第一转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第一标签动作用于标识所述第一转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的Push操作；

ILM生成模块，用于为第三转发设备生成ILM，所述ILM包括所述路径生成模块确定的第一标签、第二标签动作和第二出接口信息；其中，所述第二出接口信息用于标识所述第三转发设备转发到所述第二转发设备的数据包所需经过的出接口；所述第二标签动作用于标识所述第三转发设备处理到所述第二转发设备的数据包需要进行的Go操作；

发送模块，用于向所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述路径生成模块生成的第一标签交换路径。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：

接收模块，用于接收控制器发送的第一标签分配请求，所述第一标签分配请求用于请求为第一转发设备生成到第二转发设备的标签交换路径。

6.根据权利要求4至5任一所述的装置，其特征在于，所述发送模块，用于：

通过组播方式向所述路径生成模块生成的标签交换路径上的所述第一转发设备和所述第三转发设备发送所述FTN、所述ILM和所述第一标签交换路径。

7.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括如权利要求4至6中任一所述的标签分配装置。

8.一种标签分配***，其特征在于，所述***包括如权利要求7所述的网络设备和至少两个转发设备。

9.一种标签分配***，其特征在于，所述***包括如权利要求7所述的网络设备、控制器和至少两个转发设备。