CN1658569A - 抑制虚拟私有网络中多协议标签交换隧道振荡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制虚拟私有网络中多协议标签交换隧道振荡的方法，该方法在PE设备中分别建立VPN业务数据表和MPLS隧道表，PE设备收到VPN业务报文时，从VPN业务数据表中获取隧道索引，并根据该隧道索引从MPLS隧道表中获得相应的隧道的表项；然后根据表项中的标志位判断该隧道是否可用，如果该隧道可用则完成MPLS标签封装并转发报文，否则不转发报文；并且在MPLS隧道建立和撤销时更新MPLS表中相应隧道的标志位。本发明在撤销隧道时无需对该隧道承载的多个VPN业务分别设置业务标志，从而提高了网络设备处理MPLS隧道撤销的效率。

Description

抑制虚拟私有网络中多协议标签交换隧道振荡的方法
技术领域
本发明涉及多协议标签交换(MPLS)隧道技术，特别涉及一种抑制虚拟私有网络(VPN)中多协议标签交换隧道振荡的方法。
背景技术
随着MPLS相关技术及协议的发展，MPLS得到了广泛应用，特别是基于MPLS的VPN得到了广泛运用。随着应用的发展，对支持MPLS的网络设备也提出了更多的要求。
MPLS的应用，是由MPLS隧道承载各种业务，如VPN等。而MPLS隧道会受到各种因素的影响，如隧道撤销、建立的变化。隧道撤销，则隧道承载的业务都必须中断，待隧道重新建立后，隧道承载的业务才能够恢复。
参阅图1所示，在MPLS VPN的***中，服务提供者边界(PE)设备X、Y、Z完成VPN业务流的MPLS封装，转发设备1、2、3完成MPLS报文的转发，客户边界(CE)设备A、B、C是VPN业务流的发出者和接收者。
PE设备Y在收到CE设备A发出的报文后，确定是VPN业务，然后按照目的地址查找，与路由查找相似，以目的网段为索引，按照最长匹配查找。但路由表的查找结果是下一跳。VPN业务的查找结果是下一跳及标签栈。标签栈中有外层标签标明目标是PE设备Z，内层标签标明目标PE设备下接的具体设备是CE设备C，因此，选择到PE设备Z的MPLS隧道。而下一跳可能是转发设备1或转发设备3，要视隧道建立的具体情况而定。
在MPLS隧道撤销时，需要标明使用该隧道的VPN业务不可用。等待MPLS协议(如LDP、RSVP等)重新建立隧道，再重新建立VPN业务与新的隧道的关系，并将VPN业务标明为可用。
VPN业务标明为可用、不可用两种状态，是对业务流量的开关，避免业务流量冲击隧道。
由于一个隧道可以承载多个VPN业务，如多个VPN通过同一个隧道。因此，在这个隧道撤销时，需要操作其承载的所有业务，设置业务标志。而在隧道重新建立后，又需要操作其承载的所有业务，设置业务标志。因此，在隧道反复撤销、重建即振荡时，VPN业务的状态维护需要付出极大的代价，甚至影响到网络设备的其他业务。
同时，在隧道撤销、重建时，基于该隧道的业务的撤销和恢复会有先后顺序，即部分业务已经恢复，而另一部分业务的标志还没有恢复，业务也没有恢复。这样，不仅在隧道已经恢复后，业务不能及时恢复，而且，在隧道撤销时，仍然可能有业务流量通过已经撤销的隧道发出，影响其他设备的处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制虚拟私有网络中多协议标签交换隧道振荡的方法，以解决现有技术中因建立和撤销MPLS隧道时存在影响VPN业务的问题。
实现本发明的技术方案：
一种抑制虚拟私有网络中多协议标签交换隧道振荡的方法，所述虚拟私有网络(VPN)具有多个服务提供者边界(PE)设备，PE设备间通过所述多协议标签交换(MPLS)隧道承载虚拟私有网络(VPN)业务；其中，在PE设备中分别建立VPN业务数据表和MPLS隧道表，使该VPN业务数据表中的表项与MPLS隧道表中相应隧道建立索引关系，该MPLS隧道表包含指明各隧道是否可用的标志位；所述PE设备收到VPN业务报文时进行下述步骤：
根据VPN业务报文中的信息从VPN业务数据表中获取隧道索引；
利用所述隧道索引从MPLS隧道表中获得相应隧道的表项；
根据表项中的标志位判断该隧道是否可用，如果该隧道可用则完成MPLS标签封装并转发报文，否则不转发报文。
根据上述方法：
PE设备根据VPN业务报文中的目的地址从VPN业务数据表中获取隧道索引。
在MPLS隧道建立和撤销时，PE设备更新MPLS表中相应隧道的标志位。
当撤销MPLS隧道时，查找该隧道的备用隧道，如果备用隧道可用则将该备用隧道的相关信息替换原隧道的相关信息，其中隧道索引不变。
所述VPN业务数据表中的数据还包括目的网段、网段掩码和内层标签；所述MPLS隧道表中的数据还包括下一跳和外层标签。
如果VPN业务需要使用尚未建立的MPLS隧道时，则先在MPLS表中建立该隧道的表项，并将其标志位设置为“不可用”，同时在在VPN业务数据表中记录下新建立的隧道表项的索引。
本发明在撤销隧道时只更新MPLS表中的标志位，而无需对该隧道承载的多个VPN业务分别设置业务标志，从而提高了网络设备处理MPLS隧道撤销的效率，将隧道撤销对VPN业务造成的影响减小到最低限度。由于实际网络组网中都保证了备用线路，即MPLS的备用隧道，因此，本发明方案中快速切换到备用隧道的处理在实际应用中有极高的可用性。
附图说明
图1为MPLS VPN***模型。
具体实施方式
参阅图1所示，本发明在服务提供者边界(PE)设备中建立VPN业务数据表与MPLS隧道表，这两个表相互独立。在VPN业务数据表中有指明某个MPLS隧道的索引，通过索引能够在MPLS隧道表中查找到对应隧道的表项，在该表项有指明该隧道是否可用的标志位。
本发明中，VPN业务数据表的数据包括：目的网段、网段掩码、内层标签、隧道索引。不同的VPN有各自独立的VPN业务数据表。MPLS隧道表的数据包括：下一跳、外层标签、标志位(标明该表项是否可用)。从VPN业务数据表中的隧道索引可以快速定位到MPLS隧道表项，因此，在VPN业务数据表中查找结果是内层标签和隧道索引，在MPLS隧道表中查找的是下一跳和外层标签。
如：在PE设备X上，有两条隧道，分别到Y和Z，这两条隧道的信息如下：
隧道索引 下一跳 外层标签 标志位 其他数据
1  P路由器2  16  1(可用)
2  P路由器3  16  0(不可用)
某个VPN的VPN业务数据表如下：
  目的网段   目的掩码   内层标签   隧道索引   其他数据     说明
  10.1.1.0   255.255.255.0   1000     1     是到CE设备A的路由
  10.3.1.0   255.255.255.0   2000     2     是到CE设备C的路由
  10.1.2.0   255.255.255.0   1000     1 是到CE设备A下面的网络的路由
  10.1.10.0   255.255.255.0   1000     1 是到CE设备A下面的网络的路由
  10.1.20.0   255.255.255.0   1000     1 是到CE设备A下面的网络的路由
  10.3.2.0   255.255.255.0   2000     1 是到CE设备C下面的网络的路由
按照VPN业务数据表中的隧道索引总是能够查找到隧道表项，相应的隧道是否可用，则通过标志位来标明。在隧道尚未建立时，如果有VPN业务需要使用到某个隧道，则先建立该隧道的表项，并将可用标志设置为“不可用”标志(如标志位的值为“0”)。然后，在VPN业务数据表中，记录下隧道索引即是新建立的隧道表项的索引。如果隧道建立起来，则在隧道表项中填上正确的下一跳、外层标签，并将可用标志设置为“可用”标志(如标志位的值为“1”)。如果隧道撤销，则将可用标志设置为“不可用”标志。同时在VPN业务数据表中记录下新建立的隧道表项的索引。
本发明的方法是，PE设备根据VPN业务流的目的地址先在VPN业务数据表中查询隧道索引，然后隧道索引再到MPLS隧道表中查找隧道表项，并根据该隧道的标志位来确定是否转发VPN业务流，如果该隧道可用则将报文从该隧道转发出去，否则不转发。
在MPLS隧道振荡时，只在MPLS隧道表中进行标志位的设置。在MPLS隧道撤销时，查找备用隧道，如果备用隧道可用，则选择该备用隧道，并将备用隧道的信息复制到原来的隧道表中，以保证VPN业务表中查到的索引(没有改变)能够找到新的隧道。
下面以图1中的PE设备Y与PE设备Z之间转发VPN业务流为例进行详细说明：
1、PE设备Y在收到CE设备A发出的报文后确定是VPN业务。
在这个处理过程中，确定是VPN业务，并确定是哪一个VPN，是根据收到CE设备发出的报文的设备接口、或者报文的某些特征(如源IP、目的IP)等为依据，本发明对此没有特别限定。
2、PE设备Y按照报文中的目的地址在CE设备A所在的VPN业务数据表中查找，取VPN业务数据表中的内层标签，再根据VPN业务数据表中的隧道索引选择到PE设备Z的MPLS隧道，隧道和内层标签确定了目的设备是PE设备Z下的CE设备C。
PE设备将目的地址的网络段和网段掩码与VPN业务数据表中的相应数据进行匹配查找来确定目的设备。
3、根据隧道索引在MPLS隧道表中查找相应的隧道表项，并根据标志位判断该隧道是否可用。如果不可用，则不继续转发。如果可用，则从MPLS隧道表中得到下一跳、外层标签，并将下一跳、内层标签、外层标签信息进行MPLS封装后转发报文。
MPLS隧道撤销时，切换到备用隧道的过程如下：
两个PE设备之间可以有多条路径，如图1中，PE设备Y和PE设备Z之间可以有：Y-3-Z、Y-1-2-Z、Y-1-2-3-Z、Y-3-2-Z、Y-1-2-X-3-Z、Y-3-X-2-Z等路径。这些路径都有可能被选中为隧道，具体情况由MPLS协议根据路由、QoS等因素决定，具体如何选定可采现有技术中的多种方式。
当PE设备Y通过MPLS协议获取到PE设备Z的多条隧道时，将选中其中一条为MPLS隧道，将其他作为备用隧道，备用隧道的信息按照目标设备索引记录下来。
在PE设备Y上，当到PE设备Z的MPLS隧道撤销时，在PE设备Y上先将该隧道的可用标志设置为“不可用”标志。再按照PE设备Z在备用隧道中查找。如果找到PE设备Z的备用隧道，则将MPLS隧道表中的下一跳、外层标签信息设置为备用隧道的下一跳、外层标签。最后将隧道的可用标志设置为“可用”标志。如果没有找到备用隧道，则不做任何操作(因为隧道的可用标志已经设置为“不可用”)。
以上仅以最佳实现方式对本发明给予说明，本发明的具体实现并不局限于此，本发明的方法覆盖了VPN业务与MPLS隧道间采用索引方式建立关系的方式，因此，对两者间的索引关系的任何优化实现都属于本发明方案的具体实现部分。

Claims (7)

1、一种抑制虚拟私有网络中多协议标签交换隧道振荡的方法，所述虚拟私有网络(VPN)具有多个服务提供者边界(PE)设备，PE设备间通过所述多协议标签交换(MPLS)隧道承载虚拟私有网络(VPN)业务；其特征在于，在PE设备中分别建立VPN业务数据表和MPLS隧道表，使该VPN业务数据表中的表项与MPLS隧道表中相应隧道建立索引关系，该MPLS隧道表包含指明各隧道是否可用的标志位；所述PE设备收到VPN业务报文时进行下述步骤：
根据VPN业务报文中的信息从VPN业务数据表中获取隧道索引；
利用所述隧道索引从MPLS隧道表中获得相应隧道的表项；
根据表项中的标志位判断该隧道是否可用，如果该隧道可用则完成MPLS标签封装并转发报文，否则不转发报文。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，PE设备根据VPN业务报文中的目的地址从VPN业务数据表中获取隧道索引。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在MPLS隧道建立和撤销时，PE设备更新MPLS表中相应隧道的标志位。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，当撤销MPLS隧道时，查找该隧道的备用隧道，如果备用隧道可用则将该备用隧道的相关信息替换原隧道的相关信息，其中隧道索引不变。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，当撤销MPLS隧道时先将该隧道的标志位设置为“不可用”，并在查找到该隧道的备用隧道后将所述标志位设置为“可用”。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VPN业务数据表中的数据还包括目的网段、网段掩码和内层标签；所述MPLS隧道表中的数据还包括下一跳和外层标签。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果VPN业务需要使用尚未建立的MPLS隧道时，则先在MPLS表中建立该隧道的表项，并将其标志位设置为“不可用”，同时在在VPN业务数据表中记录下新建立的隧道表项的索引。
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