CN1668032A - 具有交替路由控制的标签交换路径网络 - Google Patents

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CN1668032A CNA2005100541427A CN200510054142A CN1668032A CN 1668032 A CN1668032 A CN 1668032A CN A2005100541427 A CNA2005100541427 A CN A2005100541427A CN 200510054142 A CN200510054142 A CN 200510054142A CN 1668032 A CN1668032 A CN 1668032A
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Abstract

在标签交换路径通信网络中，网络的每个节点定义位于其第一和第二输出端口与下游节点的输入端口之间的第一和第二标签交换路径。监控每个节点的输出端口。如果第一输出端口正常，则根据第一标签值与第一输出端口之间的第一关系，将包含第一标签值的所接收到的分组从其任意输入端口切换到第一输出端口。如果第一输出端口异常，则以第二标签值重写分组的第一标签值，并根据第二标签值与第二输出端口之间的第二关系，将分组切换到第二输出端口。第一和第二标签值形成一对伙伴标签值。

Description

具有交替路由控制的标签交换路径网络
技术领域
本发明大体上涉及标签交换路径通信网络，更具体地，涉及在工作标签交换路径故障的情况下对分组的交替路由。
背景技术
迄今，已经提出了多种交替路由方法，作为网络故障情况下的解决方案。在以太网网络中，在交换机之间交换消息，以自治地找出在网络不同位置处的交替路由。MPLS(多协议标签交换)是使用标签交换路径的已知业务量工程技术。现有技术中同样已知的高速交替路由技术是延伸用在SDH(同步数字序列)网络中的路径保护技术。由IEEE802.17工作组对“弹性分组环”进行了标准化。在RPR网络中，在环故障的情况下，使用“转向(steering)”和“环绕(wrapping)”技术。利用“转向”，所述环在源节点“转向”，以便从受影响的链路的起始点克服故障。利用“环绕”技术，所述环“环绕”故障点(在其自身上转回)，以形成单一的邻接环。
利用已知的生成树算法，节点自治地确定路由。这样，在网络故障之前管理交替路由是不可能的。不能以策略为基础来建立可能会在故障的情况下所采用的交替路由。此外，占用了大量的时间来确定交替路由。利用通过标签值来确定交替路由的MPLS，与环绕(或环回)及路径保护技术相比，基于软件的标签处理导致了较长的路径切换时间。由于RPR技术只能用在环状网络应用中，此技术不能应用于以太网应用。
此外，将以太网网络的VLAN(虚拟LAN)标志用作路径标识标签，允许对路径进行融合或分支。但是，当将给定的路径分支到交替路径时，通信不利地切换到广播模式，直到***得知MAC地址为止。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种标签交换路径通信网络，其允许在网络故障的情况下，建立针对交替路由的、基于策略的路由。
本发明的另一目的是提供一种标签交换路径通信网络，其不仅允许将环绕和转向故障恢复技术用在环状网络中，而且允许将其用在其他类型的网络中。
本发明的另一目的是提供一种标签交换路径通信网络，其允许高速地实现路径保护、环绕和转向技术。
本发明的另一目的是提供一种标签交换路径通信网络，其使用通用算法来实现局域网上的标签交换路径的交替路由。
本发明的另一目的是提供一种标签交换路径通信网络，其减少了在工作路径和交替路径之间发生保护切换时学习MAC地址所需的时间。
根据本发明的第一方面，提出了一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，包括多个节点，每个节点包括：多个输入端口；第一和第二输出端口，分别用于以至少一个下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及交换装置，用于监控输出端口，并且如果第一输出端口正常，则根据第一标签值与第一输出端口之间的第一关系，将包含第一标签值的分组从任意输入端口切换到第一输出端口，如果第一输出端口异常，则以第二标签值重写分组的第一标签值，并根据第二标签值与第二输出端口之间的第二关系，将分组切换到第二输出端口，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值。
优选地，下游节点的交换装置响应包含第二标签值的分组，如果下游节点的第一输出端口正常，则以第一标签值重写此标签值，并将分组切换到下游节点的第一输出端口。如果下游节点的第一输出端口异常，则根据第二关系，则将分组原样切换到第二输出端口。
优选地，所述网络包括：第一链路，用于建立从上游节点的第一输出端口到第一中间节点的第一标签交换路径；第二链路，用于建立从第一中间节点的第二输出端口到上游节点的环回路径；以及第三链路，用于建立从上游节点的第二输出端口到第二中间节点的第二标签交换路径。第一中间节点的交换装置响应通过第一链路、来自上游节点的、包含第一标签值的分组，如果第一中间节点的第一输出端口异常，则以第二标签值重写分组的第一标签值，并将分组切换到第一中间节点的第二输出端口。上游节点的交换装置响应来自第一中间节点的分组，根据第二关系，将分组切换到上游节点的第二输出端口。上游节点的交换装置响应来自第一中间节点的分组，存储表示第一中间节点的第一输出端口异常的信息，并响应来自下游节点的、包含第一标签值的分组，如果所存储的信息出现，则以第二标签值重写其标签值，并将分组切换到第二输出端口。
根据第二方面，本发明提出了一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径。所述网络包括多个节点，每个节点包括：多个输入端口；一对第一输出端口，用于定义一对第一标签交换路径；以及一对第二输出端口，用于以至少一个下游节点来定义一对第二标签交换路径；以及交换装置，用于监控输出端口。如果两个第一输出端口都正常，则交换装置根据第一标签值与第一输出端口之间的第一关系，执行将每一个均包含第一标签值的、相向传播的分组从任意输入端口到第一输出端口的切换。如果第一输出端口之一异常，交换装置以第二标签值重写相向传播的分组之一的第一标签值，并根据第二标签值与第二输出端口之间的第二关系，将分组切换到第二输出端口之一，并以第一标签值重写相向传播的分组中的另一分组的第二标签值，并根据第一关系，将另一分组切换到第一输出端口中的另一个。
根据本发明的第三方面，提出了一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，包括多个节点，每个节点包括：多个输入端口；第一和第二输出端口，分别用于以下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及交换装置，用于监控输出端口，并且(a)如果两个输出端口都正常，则根据第一和第二标签值与第一和第二输出端口之间的关系，将分别包含第一和第二标签值的第一和第二并行分组从任意输入端口切换到第一和第二输出端口，以及(b)如果第一输出端口异常，则以第二标签值重写第一分组的第一标签值，并根据第二标签值与第二输出端口之间的关系，将第一和第二分组切换到第二输出端口。
根据本发明的第四方面，提出了一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径。所述网络包括多个节点，每个节点包括：多个输入端口；多个输出端口，用于以至少一个下游节点来定义多个标签交换路径；以及MAC(媒体接入控制)地址表，用于建立第一标签值加上第一MAC地址与输出端口之间的第一关系，以及第二标签值加上第二MAC地址与输出端口之间的第二关系，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值。交换装置监控输出端口。如果输出端口正常，则交换装置根据第一关系，将包含第一标签值加上第一MAC地址的分组从任意输入端口切换到输出端口之一，以及根据第二关系，将包含第二标签值加上第二MAC地址的分组从任意输入端口切换到输出端口之一。如果输出端口之一异常，则交换装置以伙伴标签值重写分组的标签值，并按照广播模式将分组的副本切换到所有输出端口。
根据第五方面，本发明提出了一种在工作标签路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法。所述方法包括以下步骤：(a)定义网络的本地节点的第一和第二输出端口与网络的至少一个下游节点的输入端口之间的第一和第二标签交换路径；(b)建立第一标签值与第一输出端口之间的第一关系以及第二标签值与第二输出端口之间的第二关系，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；(c)监控第一和第二输出端口；(d)如果第一输出端口正常，则根据第一关系，将包含第一标签值的分组从任意输入端口切换到第一输出端口，以及(e)如果第一输出端口异常，则以第二标签值重写分组的第一标签值，并根据第二关系，将分组切换到第二输出端口。
根据第六方面，本发明提出了一种在工作标签路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：(a)定义网络的本地节点的一对第一输出端口与网络的下游节点的输入端口之间的一对第一标签交换路径以及本地节点的一对第二输出端口与下游节点的输入端口之间的一对第二标签交换路径；(b)建立第一标签值与第一输出端口对之间的第一关系以及第二标签值与第二输出端口对之间的第二关系；(c)监控第一输出端口对和第二输出端口对；(d)响应到达本地节点的任意输入端口的、每一个均包含第一标签值的、相向传播的分组，如果两个第一输出端口都正常，则根据第一关系，将分组切换到第一输出端口对；以及(e)如果第一输出端口之一异常，则以第二标签值重写相向传播的分组之一的第一标签值，并根据第二关系，将分组切换到第二输出端口之一；以及(f)以第一标签值重写相向传播的分组中的另一分组的第二标签值，并根据第一关系，将另一分组切换到第一输出端口中的另一个。
根据第七方面，本发明提出了一种在工作标签路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：(a)定义网络的本地节点的第一和第二输出端口与至少一个下游节点之间的第一和第二标签交换路径；(b)建立第一和第二标签值与第一和第二输出端口之间的关系；(c)监控输出端口；(d)如果两个输出端口都正常，则根据所述关系，将分别包含第一和第二标签值的第一和第二并行分组从任意输入端口切换到第一和第二输出端口；以及(e)如果第一输出端口异常，则以第二标签值重写第一分组的第一标签值，并根据第二标签值与第二输出端口之间的关系，将第一和第二分组切换到第二输出端口。
根据另一方面，本发明提出了一种在工作标签路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：(a)定义多个输出端口与多个下游节点之间的多个标签交换路径；(b)建立第一标签值加上第一MAC地址与多个输出端口之间的第一关系以及第二标签值加上第二MAC地址与多个输出端口之间的第二关系，其中所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；(c)监控输出端口；(d)如果输出端口正常，则根据第一和第二关系之一，将包含第一和第二标签值之一及第一和第二MAC地址之一的分组从任意输入端口切换到输出端口之一；以及(f)如果输出端口之一异常，则以伙伴标签值重写分组的标签值，并按照广播模式将分组的副本切换到所有输出端口。
根据另一方面，本发明提出了一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：多个输入端口；第一和第二输出端口，分别用于以至少一个下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及交换装置，用于监控输出端口，并且如果第一输出端口正常，则根据第一标签值与第一输出端口之间的第一关系，将包含第一标签值的分组从任意输入端口切换到第一输出端口，如果第一输出端口异常，则以第二标签值重写分组的第一标签值，并根据第二标签值与第二输出端口之间的第二关系，将分组切换到第二输出端口，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值。
根据另一方面，本发明提出了一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：多个输入端口；一对第一输出端口，用于定义一对第一标签交换路径；以及一对第二输出端口，用于以至少一个下游节点来定义一对第二标签交换路径；以及交换装置，用于监控输出端口，以及(a)如果两个第一输出端口都正常，则根据第一标签值与第一输出端口对之间的第一关系，将每一个均包含第一标签值的、相向传播的分组从任意输入端口切换到第一输出端口对，(b)如果第一输出端口之一异常，以第二标签值重写相向传播的分组之一的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口对之间的第二关系，将所述一个分组切换到第二输出端口之一，并以第一标签值重写相向传播的分组中的另一分组的第二标签值，并根据第一关系，将另一分组切换到第一输出端口中的另一个。
本发明的另一方面，提出了一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：多个输入端口；多个输出端口，用于以至少一个下游节点来定义多个标签交换路径；MAC地址表，用于建立第一标签值加上第一MAC地址与所述输出端口之间的第一关系，以及第二标签值加上第二MAC地址与所述输出端口之间的第二关系，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；以及交换装置，用于监控输出端口，以及(a)如果所述输出端口正常，则根据所述第一关系，将包含所述第一标签值加上所述第一MAC地址的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一，以及根据所述第二关系，将包含所述第二标签值加上所述第二MAC地址的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一，以及(b)如果所述输出端口之一异常，则以伙伴标签值重写分组的标签值，并按照广播模式将所述分组的副本切换到所有所述输出端口。
附图说明
将参照附图，对本发明进行更为详细的描述，其中：
图1是本发明的标签交换路径通信网络的典型实施例的方框图；
图2是用在本发明中的分组的数据结构的图示；
图3是本发明的代表网络节点的方框图；
图4是线路状态表的图示；
图5是图1所示的每个网络节点的操作的流程图；
图6是本发明的修改实施例的方框图；
图7是图6所示的节点的操作的流程图；
图8是其中将环回链路用作交替标签交换路径的修改实施例的方框图；
图9是图8所示的每个节点的操作的流程图；
图10是其中将环回链路临时用在节点间以建立交替标签交换路径的、图8所示的实施例的变体的方框图；
图11是图10所示的每个节点的操作的流程图；
图12A是双环标签交换路径网络的方框图，其中网络的所有节点在正常条件下仅使用外环进行操作；
图12B是双环标签交换路径网络的方框图，其中网络的所有节点在链路故障的情况下使用外环和内环；
图13是图12A和12B所示的双环网络的每个节点的操作的流程图；
图14是包括在本发明的标签交换路径网络中的双向传输***的方框图；
图15A是包括在本发明的标签交换路径网络中、用于传送单播业务的并行传输***的方框图；
图15B是包括在标签交换路径网络中、用于传送组播业务的并行传输***的方框图；
图16A是其中将标签值加上MAC地址共同用于指定输出端口的节点的方框图；
图16B是MAC地址表的图示；
图17是图16A所示的节点的操作的流程图；以及
图18是修改的MAC地址表的图示。
具体实施方式
现在，参照图1，其中示出了本发明的典型标签交换路径网络，为了公开的目的，对其进行了简化。所述网络***包括多个节点1、2、3和4，其中节点1和4分别是源和宿节点，而节点2和3是构成了标签交换路径网络10的转接节点。
在节点1和4之间利用标签值“1000”和“1001”(二进制表示)定义了两个标签交换并行路径。将由标签值“1000”标识的标签交换路径用作工作路径，而将以“1001”标识的路径用作电缆切断或工作路径上链路故障情况下的交替路径。
转接节点2和3具有在工作路径故障的情况下将工作路径上的业务送往交替路径的能力。如果在工作路径上发生故障，以X标记，节点2通过将标签值“1000”转换为标签值“1001”，将业务重新路由到交替路径。工作和交替路径以伙伴关系成对出现，从而将成对路径之一用于工作路径，而保留另一个用作工作路径的交替路由，并通过将工作路径的标签值改变为其伙伴路径的标签值来执行保护切换。更具体地，节点1和2通过一对链路11和12相连，节点2和3通过一对链路13和14相连，以及节点3和4通过一对链路15和16相连。
以具有如图2所示的数据结构的分组来发送业务。所述分组包括MAC地址字段21和VLAN(虚拟LAN)标志字段22，之后是净荷字段23。VLAN标志字段22包括优先级字段24、标签值字段25、标记(F)字段26和标记(M)字段27。标记(F)字段26表示业务是在工作路径上(F＝0)还是在交替路径上(F＝1)。标记(M)字段27表示单播(M＝0)还是组播(M＝1)业务。
如图3所示，转接节点2和3中的每一个均包括交换机30，具有位于其输入端口31到34的多个标签处理器41、42、43、44和位于其输出端口35到38的多个接口45、46、47和48。交换机30可以是以下类型的：能够根据VLAN标志值进行切换的以太网交换机，或者能够利用MAC层地址进行切换的交换机。交换机30与控制器39相连，控制器39根据转发表40来控制交换机30。转发表40将输出端口“35”、“36”、“37”和“38”分别与标签值“1000”、“1001”、“0110”和“0111”相关。输出端口35和38分别与形成了一对伙伴标签交换路径的、以标签值“1000”和“1001”标识的工作和交替路径相关联。类似地，输出端口36和37分别与形成了一对伙伴标签交换路径的、以标签值“0110”和“0111”标识的工组和交替路径相关联。
接口45到48监控其关联输出端口，以便检测其线路状态，并将正常/故障(N/F)条件通知给控制器39。然后，将线路状态的信息从控制器39提供给标签处理器41～44。每个标签处理器均能够访问线路状态表50，如图4所示，在线路状态表50中，将标签值“1000”、“1001”、“0110”和“0111”映射到其关联输出端口的链路状态。
图4示出了根据转发表40中所列出的标签值、在交换机30中建立的本地路径的一个示例。例如，将承载标签值“0110”的分组全部切换到输出端口36，而与该分组到达哪个输入端口无关。因此，在本发明中，以包含在分组中的标签值惟一地标识每个输出端口，并在整个网络上，一致地使用标签值。因此，根据转发表40，通过交换机30，将分组路由到由分组的标签值所指定的输出端口，而与该分组到达哪个输入端口无关。相反，MPLS(多协议标签交换)技术和ATM(异步传送模式)技术则不同，其将输入分组送往以每个输入端口为基础而惟一确定的输出端口。因此，可以在MPLS和ATM网络内的多个链路中以逐个链路为基础使用不同的标签值。
例如，在输出端口35故障的情况下，控制器39查找转发表40，以获得相应的标签值“1000”，并将其存储到线路状态表50中，从而在与标签值“1000”相对应的线路状态字段中给出故障指示。例如，如果标签值为“1000”的分组达到输入端口32，关联标签处理器42进行检查以确定相应的输出端口(线路)35是否正常或故障。如果正常，标签处理器将分组转发给交换机30，而并不重写其标签值。结果，根据标签值“1000”，通过交换机30将分组自路由到工作路径的输出端口35。
每个标签处理器的操作按照图5所示的流程图进行。当标签处理器接收到分组时，在步骤P1，标签处理器利用所接收到的分组的标签值作为搜索关键字，对线路状态表进行搜索，并确定相应输出端口的线路状态是否为故障。如果相应的输出端口故障，则步骤P2的决定是肯定的，并且流程进行到步骤P3，以伙伴标签值重写所接收到的分组的标签值，并将分组转发给交换机(P4)。如果相应的输出端口正常，则步骤P2的决定是否定的，并且流程进行到步骤P4，将分组转发给交换机。
返回图1，当源节点1向转接节点2传输标签值为“1000”的分组时，节点2通过步骤P1、P2处理到步骤P4，从而将分组从链路11的输入端口原样地转发到交换机，并通过本地路径17路由到与链路13相关联的输出端口，并传向转接节点3。按照类似的方式，在节点3对分组进行切换，通过路径19，到链路15的输出端口，并传向宿节点4。结果，利用链路11、13、15和本地路径17、19，在源节点1和宿节点4之间，在网络10上形成了工作标签交换路径。
如果链路13故障，则节点2通过表示链路13异常来更新线路状态表50。响应来自源节点1的随后分组，转接节点2通过步骤P1、P2、P3处理到步骤P4，由此，以其伙伴标签值“1001”(即，工作交替对中与该分组的标签值相对的标签值)重写分组的标签值“1000”，并将其F-标记值反转为“1”，并转发分组，从而通过路径18而不是路径17，将分组路由到链路14的输出端口。
节点3利用标签值“1001”搜索线路状态表50，并确定由标签值“1001”标识的链路16是否正常。如果正常，步骤P2的决定是否定的，并且流程进行到步骤P4，将分组转发到其交换机，从而通过本地路径20而不是路径19，将分组路由到输出链路16。结果，利用源节点1和宿节点4之间的链路11、14、16和本地路径18、20，形成了以标签值“1001”标识的交替路径。
在图6中示出了本发明的修改实施例，其中转接节点3以工作标签值“1000”重写来自上游转接节点2的分组的伙伴标签值“1001”。因此，通过路径51而不是工作路径19，将分组路由到链路15的输出端口。通过将交替路径的标签值反转为工作路径的标签值，节点3下游的节点并不具有在上游链路故障发生之后改变输入分组的标签值的麻烦。按照这种方式，可以将可能由链路故障而引起的影响限制在网络的有限区域内，从而防止本地故障扩散到整个网络。
图7是图6所示的每个转接节点的操作的流程图。
响应来自上游节点的分组，每个转接节点检查其VLAN标志字段的标记字段(步骤S1)。如果F＝0，标签处理器进行到步骤S2，利用所接收到的分组的标签值作为搜索关键字来搜索线路状态表50，并进行检查，以确定相应的输出端口是否故障。如果相应的输出端口异常，步骤S3的决定是肯定的，并且标签处理器以其伙伴标签值重写分组的标签值，并将其标记F反转为“1”(步骤S4)，并将分组转发给交换机30(步骤S5)。
当下游节点接收到来自上游节点的、标签值为“1001”且F＝1的分组时(步骤S1)，流程进行到步骤S6，利用分组的伙伴标签值搜索线路状态表50。如果以分组的标签值标识的输出链路的状态指示为“正常”(步骤S7)，在步骤S7，决定是否定的，并且流程进行到步骤S4，以分组的伙伴标签值重写所接收到的分组的标签值，并将分组转发给交换机(步骤S5)。如果步骤S7的决定是肯定的(步骤S7)，则流程进行到步骤S5，将分组原样地转发给交换机(步骤S5)。
返回图6，当转接节点2从源节点1接收到具有第一标签值“1001”且F＝1的分组时，如果链路13正常，节点通过步骤S1、S2、S3处理到步骤S5，从而通过本地路径17来切换分组。如果链路13故障，节点2通过步骤S1、S2、S3、S4处理到步骤S5，由此以第二标签值“1001”重写分组的第一标签值“1000”，并将标记F反转为“1”，并通过本地路径18传输到链路14。
在下游转接节点3接收到来自节点2的分组时(步骤S1)，流程进行到步骤S6，利用分组的伙伴标签值，这种情况下为“1000”，对线路状态表50进行搜索。如果以标签值“1000”标识的输出链路的状态指示为“正常”，则步骤S7的决定是否定的，并且流程进行到步骤S4，以伙伴标签值(“1000”)重写所接收到的分组的标签值(“1001”)。这样，如果在线路状态表50中发现链路15“正常”，则步骤S7a的决定是否定的，并通过本地路径51将分组重新路由到链路15。如果在线路状态表50中发现链路15“故障”，则步骤S7的决定是肯定的，并将分组路由到链路16。
图8示出了修改的标签交换路径网络。在此修改中，网络10包括额外的转接节点5和6，转接节点5连接在以标签值“1000”标识的、并由链路52和54形成的位于节点2和3之间的工作路径中。转接节点6连接在以标签值“1001”标识的、并由链路58和60形成的位于节点2和3之间的交替路径中。每个转接节点按照图9所示的流程图进行操作，从而在中间节点5中，正常地通过本地路径53路由分组。从转接节点5到节点2，设置了交替链路56。如图所示，链路56从节点5的输出端口开始延伸，并终止于节点2的输入端口，以形成“环回路径”。
如果在节点5接收到具有标签值“1000”(F＝0)的分组时链路54中发生故障，其在步骤S3做出肯定的决定，并以伙伴标签值“1001”重写分组的标签值，并将其F-标记值反转为“1”(步骤S4)，并将分组转发给交换机(步骤S5)。因此，分组环绕并通过链路56回到节点2。
响应具有标签值“1001”的环回分组，节点2通过步骤S1处理到步骤S8，以确定分组是否是环回分组。由于决定是肯定的，流程进行到步骤S9，以利用分组的标签值来搜索线路状态表50，以确定以标签值“1001”标识的输出链路是否故障(步骤S10)。如果不是，流程进行到步骤S5，将分组转发给交换机。结果，将分组通过路径57路由到链路58。如果节点2在步骤S10做出肯定的决定，则流程进行到例程的结尾。
在接收到此分组时，节点6通过步骤S1和S8处理到步骤S11，以确定以标签值“1001”标识的输出链路是否故障(步骤S12)。如果不是，流程进行到步骤S5，将分组转发给交换机。结果，将分组通过路径59路由到链路60。在接收到此分组时，节点3通过步骤S1、S8、S11和S12处理到步骤S5，并转发分组，从而其通过路径20和链路16到达宿节点4。
来自源节点1的随后分组遵循相同的路径，从而其环绕节点5到达节点2，并通过以标签值“1001”标识的交替路径重新路由到宿节点4。
可以如图10所示的那样来修改如图8所示的网络10的操作。在此修改中，当节点2接收到来自节点5的环回分组时，其通过在以分组的标签值(即“1000”)的伙伴标签值(即“1001”)所标识的输出链路52的状态条目中设置故障指示来更新线路状态表50，同时允许将分组路由到链路58。结果，将来自源节点1的随后分组重新路由到链路58。
更具体地，修改如图9所示的流程图，以包括步骤S8和S9之间的步骤S14，如图11所示，用于在线路状态表50的条目中设置“故障”指示，所述条目对应于以所接收到的环回分组的伙伴标签值标识的输出端口。
返回到图10，当节点2在链路56上从节点5接收到具有标签值“1001”且F＝1的环回分组时，流程通过步骤S1和S8进行到步骤S13，并在与以“1000”标识的输出端口相对应的线路状态条目中设置故障指示，然后进行到步骤S9和S10，检查交替链路58的线路状态是故障还是正常，如前所述。如果线路状态正常，则通过路径61，将环回分组路由到链路58。
当节点2随后从节点1接收到具有标签值“1000”且F＝0的分组时，流程通过步骤S1进行到步骤S2、S3，利用标签值“1000”作为搜索关键字，对先前在步骤S14进行了更新的线路状态表50进行搜索。节点2确定链路52已经故障，并以伙伴值“1001”重写标签值，并将标记F反转为“1”(步骤S4)，并转发分组(步骤S5)。所转发的分组找到去往输出链路58的路径62，并传播到节点6。来自节点1的所有随后分组将遵循相同的路径。节点6和3以与参照图9所示的流程图所描述的相同的方式执行步骤S1、S8、S11、S12和S5。
如果想要限制改变标签值的需求，可以配置节点3，反转在交替链路上、从上游节点接收到的分组的标签值。
有利地，可以在如图12A和12B所示的双环网络中使用本发明。双环网络由节点71、72、73、74和75构成，其通过链路互连，以形成工作路径76和交替路径77。信号在工作路径76中顺时针传输，在交替路径77中逆时针传输。节点71通过输入和输出端口78和79来执行环节点与外部节点之间的信号切换。
当从网络接收到分组时，双环网络的每个节点按照如图13所示的流程图进行操作。
每个节点的操作在本地节点接收到来自环状网络的分组时的步骤S21开始。本地节点确定其是否是位于其检测到链路故障的位置处的环回点。如果不是，流程进行到步骤S22，检查所接收到的分组，并确定标记M＝0还是1。如果M＝0，则分组是单播业务，并且流程进行到步骤S23，进行检查，以确定本地节点是否是分组的目的地。如果是，流程进行到步骤S26，以从网络中去除分组。如果本地节点不是所接收到的分组的目的地，则流程从步骤S23进行到步骤S1，以进行检查，确定F＝0还是1。如果F＝0，流程通过步骤S2和S3进行到步骤S5，如果线路状态表指示与分组的标签值相对应的输出端口正常，则按照与前述相同的方式将分组转发给交换机。如果确定相应的输出端口故障，则执行步骤S4，以伙伴标签值重写分组的标签值，并反转分组的标记F，转发分组(步骤S5)。
如果F＝1(步骤S1)，流程进行到步骤S8，以确定所接收到的分组是否是本地节点所传输的环绕环回点、并发送回源节点的单播分组。如果步骤S8的决定是肯定的，其表示目的地仍未接收到分组，并且与按照相反的方向传输分组相比，将传播更远的距离才能到达目的地。为了使来自本地节点的随后单播分组能够传播较短的距离到达目的地，本地节点处理到步骤S13，以便在与分组的伙伴标签值相对应的输出端口的线路状态表条目中设置“故障”指示。在步骤S9，本地节点确定与分组的标签值相对应的输出端口的线路状态是否指示“故障”(步骤S10)。如果不是，流程进行到步骤S5，转发分组。如果步骤S8的决定是否定的，则以分组的伙伴标签值检查线路状态表，以确定相应的输出端口是否故障。如果不是，则转发分组(步骤S5)。如果步骤S12的决定是肯定的，则本地节点执行步骤S4，从而在步骤S5传输分组之前，以其伙伴标签值重写分组的标签值，并反转标记F。
如果在步骤S22，M＝1，则所接收到的分组是组播业务，并且流程进行到步骤S24，进行检查，以确定F是否等于0，以及本地节点是否是分组的源节点。如果本地节点是所接收到的组播分组的源节点，则组播分组已经在环状网络上进行了往返传播，并且流程进行到步骤S25，将分组从环中去除。如果步骤S24的决定是否定的，流程进行到步骤S1。
如果在靠近本地节点的位置发生了链路故障，则本地节点是环回点。在这种情况下，步骤S21的决定是肯定的，流程进行到步骤S4，以其伙伴标签值重写所接收到的分组的标签值，并反转分组的标记F值，然后转发分组(步骤S5)。
因此，在正常条件下，如粗虚线所示，由双环网络的任意节点发送的单播或组播分组沿顺时针方向传播。在这种情况下，每个节点按顺序执行步骤S21、S22、S23、S1、S2、S3和S5，如图12A所示，分组将分别通过建立在节点71、72、73和74中的顺时针环路径75的本地路径81、82、83和84进行传播。
如果在节点72和73之间的链路85和86上发生故障，如图12B所示，当其接收到分组(单播或组播)时，节点72在步骤S3做出肯定决定，并以其伙伴标签值(“1001”)重写分组的标签值(“1000”)，并在步骤S4，将分组的标记(F)字段设置为“1”，并转发分组(步骤S5)。结果，在顺时针环形路径75上、在节点72处接收到的分组环绕本地路径92，到达逆时针环76，并以标签值“1001”和F＝1进行传输。由于此分组沿逆时针环76传播，节点71和74中的每一个顺序执行步骤S21、S22、S23(或S24)、S1、S8、S11、S12和S5。当此分组在逆时针环形路径76上到达节点73时，节点73在步骤S21做出肯定决定，由于其是故障的另一环回点，并处理到步骤S4，将分组的标签和标记值重写为“1000”和F＝0，并转发分组，从而在节点73中的本地路径93上切换分组，并沿顺时针环形路径75通过节点74和71传播到节点72。
如果在其将其自身建立为环回节点之后，节点72在顺时针环路75上接收到具有标签值“1000”且F＝0的分组，流程从步骤S21进行到步骤S4，以其伙伴标签值重写分组的标签值，并反转其标记F的数值，并转发分组。因此，分组环绕本地路径92，到达逆时针环路76。
如果如图12A所示，在网络中不存在故障时，在工作(顺时针)环75上携带所有业务时，从节点71向节点74发送单播分组(M＝0、F＝0)，则源节点71顺序执行步骤S21、S22、S23、S1、S2和S3，并在步骤S5离开。将分组通过本地路径87路由到环形路径75，并顺时针通过节点72和74传播到宿节点74。相应地，节点74执行步骤S21、S22，并进行到步骤S23，确定分组是否寻址到本地节点，并处理到步骤S25，通过本地路径88，从外环75中去除分组。
如果如图12B所示，在节点72和73之间发生了故障且在工作环75上携带所有业务之后，从节点71向节点74发送单播分组(M＝0、F＝0)，则源节点71顺序执行步骤S21、S22、S23、S1、S3和S5。由环回节点72将分组重写为“1001”且F＝1，并发送回源节点71。结果，节点71通过步骤S21、S23、S1和S8，并退出到步骤S13，记录与分组标签“1001”的伙伴值“1000”相对应的输出端口的故障状态，并通过步骤S9和S10，并退出到步骤S5。因此，通过以数字95A和96表示的路径路由分组。当源节点71接收到随后的单播分组时，流程通过步骤S21、S22、S23、S1处理到步骤S2。由于以标签值“1000”标识的输出端口的线路状态为故障，步骤S3的决定是肯定的，并且以伙伴值“1001”重写此分组的标签值，并将标记位F设置为“1”(步骤S4)，然后向节点74转发分组(步骤S5)。结果，沿以数字95B和96表示的较短路径路由分组。
如果在外环75上发生故障时，内环76上也携带有业务，则将外环上的业务转移到内环，并与内环业务一起复用到相同的传输介质上。当其发生时，可以使用外环分组的优先级字段24，通过降低转移外环业务的优先级值(例如，从二进制值“100”到二进制值“101”)，使内环优先。内环上的每个节点根据不同的优先级来对待复用业务。结果，可以保护内环，从而不受由业务的复用而引起的可能不利的效果的影响。
尽管已经提及了其中标签值1001还用于识别工作路径且标记F＝0和F＝1用于识别工作和交替路径的实施例，但如果标签值1000和1001分别专用于识别工作和交替路径，也可以省略标记F。
本发明还可以用于保护双向传输路径的切换。如图14所示，节点101和102通过第一双向路径103和第二双向路径104互连。节点101和102中的每一个根据图7所示的流程图进行操作。在正常条件下，在第一双向路径103上，在节点101和102之间传输F＝0的分组。
当第一双向路径103故障时，节点101以其伙伴标记值重写去往节点102的分组的标记值，并将标记F值设置为“1”，并转发分组。通过第二双向路径104，将此分组路由到节点102。相应地，节点2将分组的标签值恢复为其伙伴(原始)标签值，并将其标记值复位为“0”。结果，在节点102中，将分组转移到第一双向路径103。
按照类似的方式，节点102以其伙伴标记值重写去往节点101的分组的标记值，并将标记F值设置为“1”，并转发分组。通过第二双向路径104，将此分组路由到节点101。相应地，节点1将分组的标签值恢复为其伙伴(原始)标签值，并将其标记值复位为“0”。结果，在节点101中，将分组转移到第一双向路径103。
图14所示的双向传输***的操作总结如下。
如果节点101的两个第一输出端口(1a、1b)都正常，则根据标签值“1000”与第一输出端口(1a、1b)之间所映射的第一关系，将每一个均包含标签值“1000”的、相向传播的分组切换到第一输出端口(1a、1b)。在节点102中按照相同的方式来切换这些分组。如果第一输出端口(1a)异常，则以第二标签值“1001”重写相向传播的分组之一的第一标签值“1000”，并根据第二标签值“1001”与第二输出端口(2a、2b)之间所映射的第二关系，切换到第二输出端口(2a)，以及以第一标签值“1000”重写另一分组的第二标签值“1001”，并根据第一关系，切换到第一输出端口(1b)。在节点102中，以第一标签值“1000”重写相向传播的分组之一的第二标签值“1001”，并根据第一关系，切换到第一输出端口(1a)，以及以第二标签值“1001”重写另一分组的第一标签值“1000”，并根据第二关系，切换到第二输出端口(2b)。
在单播和组播模式下，通过使用一对并行单向路径，可以实现负荷平衡传输。图15A示出了单播模式、负荷平衡并行传输***。源节点201通过转换节点202和203、在第一和第二单向路径211和212上与宿节点204相连。图15B示出了组播模式、负荷平衡并行传输***。
传输***的标签值包括节点标识符。作为示例，使用6位节点标识符(“0101XY”)。最低有效位(Y)表示***处于单播模式(Y＝0)或组播模式(Y＝1)下，以及第5位(X)识别传输路径211(X＝0)和212(X＝1)。
分别以专用宿节点标识符(010100)和专用宿节点标识符(010110)来表示在路径211和212上传输的单播分组的标签值。
如果在***按照单播模式进行操作时，路径211发生故障，如图15A所示，节点202以其伙伴标签值(“010110”)重写在路径211上、从节点201接收到的分组的标签值(“010100”)，并转发分组，从而将分组转移到路径212上。在接收到此分组时，节点203将分组的标签值恢复为其伙伴标签值“010100”，并转发分组，从而将分组路由到路径211。
另一方面，分别以专用源节点标识符(010101)和专用源节点标识符(010111)来表示在路径211和212上传输的组播分组的标签值。
如果在***按照组播模式进行操作时，路径211发生故障，如图15B所示，节点202以其伙伴标签值(“010111”)重写在路径211上、从节点201接收到的分组的标签值(“010101”)，并转发分组，从而将分组转移到路径212上。在接收到此分组时，节点203将分组的标签值恢复为其伙伴标签值“010101”，并转发分组，从而将分组路由到路径211。
图15A、15B所示的并行传输***的操作总结如下。
当节点202的两个输出端口都正常时，则根据标签值“1000”和“1001”与输出端口(路径)211和212之间的关系，将分别包含标签值“1000”和“1001”的第一和第二并行分组从节点202的输入端口切换到相应的输出端口。这些分组类似地在节点203中被切换到相应的输出端口。
如果第一输出端口211异常，则以第二标签值“1001”重写第一分组的第一标签值“1000”，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口之间的关系，将两个分组都切换到第二输出端口212。在节点203中，以第一标签值“1000”重写第一分组的第二标签值“1001”，并切换到其第一输出端口。
在上述实施例中，使用了一对路径来传输分组。也可以使用多于两个的路径。如果将一组三个路径用于工作和交替路由，例如，可以将标签值“0001”、“0010”和“0011”分别分配给三个路径。在将分组转移到交替路径时，以交替路径的标签值的所有位重写工作路径的标签值的所有位，来代替反转最低有效位。
如上所述，第一和第二标签值是多位代码。有利地，每个代码的每一位与另一代码的相应位互补。
在前面的描述中，每个节点的交换机建立用于将分组送往输出端口的本地路径，所述输出端口由分组的标签值惟一地标识，从而建立标签值与输出端口之间的一对一关系。在如图16A所示的修改实施例中，交换机300的多个输出端口与标签值相关，每个输出端口通过标签值与MAC(媒体接入控制)地址的组合惟一地标识。交换机300与输入端口302和304以及输出端口301和303相连。通过输入和输出端口305和306来连接本地用户终端。
除了如图4所示的线路状态表50之外，与输入端口302、304和306相关联的每个标签处理器(LP)还具有如图16B所示的MAC地址表311。MAC地址表311将标签值“1000”和“1001”与多个输出端口301、302和303相关，而不是如先前实施例那样，与单一的输出相关。
图16A所示的***的操作按照图17所示的流程图进行处理。当分组到达输入端口302和304之一时，关联标签处理器检查线路状态表，以确定由分组的标签值所指定的输出端口是正常还是故障(步骤S41、S42)。如果所指定的输出端口正常，流程从步骤S42进行到步骤S44，确定分组是否包含MAC地址。如果分组不具有MAC地址，则流程从步骤S44进行到步骤S48，按照广播模式向节点的所有输出端口转发分组的副本。在广播模式期间，MAC地址学习处理将启动，并将填充MAC地址表311中的空白。如果分组包含MAC地址，则流程从步骤S44进行到步骤S45，在与分组的标签值相对应的标签值条目之一中，针对与分组的MAC地址相对应的MAC地址，搜索MAC地址表。如果在MAC地址表311中找到相应的MAC地址(步骤S46)，则流程进行到步骤S47，向由分组的MAC地址指定的输出端口转发分组。
如果相应的输出端口故障，则步骤S42的决定是肯定的，并且流程进行到步骤S43，反转所接收到的分组的标签值的最低有效位，并进行到步骤S44。如果分组具有MAC地址，则流程进行到步骤S45，在MAC地址表311的相应标签值条目中搜索相应的MAC地址。如果决定是否定的(步骤S46)，则流程进行到步骤S48，向交换机的所有输出端口转发分组的副本。
因此，在正常条件下，将具有最低有效位为“0”的标签值且不包含MAC地址的分组路由到输出端口301，而将具有LSB为“1”的标签值且不包含MAC地址的分组被路由到输出端口303。将标签值为1000且具有MAC地址#1、#2或#3的分组路由到输出端口303，而将标签值为1000且具有MAC地址#a、#b或#c的分组路由到输出端口305。
如果在输入和输出端口302和303上发生故障，如图16A中的“X”所标记，则在步骤S43反转所有到达分组的最低有效位，从而使分组的标签值“1000”变为“1001”。因此，针对其原始标签值为“1000”的所有达到分组，检查MAC地址表的标签值条目“1001”，而不是标签值条目“1000”(步骤S45)。因此，标签值为1000且不具有MAC地址的分组到达输入端口304和306，如图16A中的虚线所示，将其分别转移到输出端口301(步骤S42、S43、S44、S49)。如果标签值为“1000”的到达分组包含MAC地址#1、#2、#3、#a、#b或#c，则所检查的标签值条目表明并未针对这些分组指定输出端口(步骤S45)。因此，步骤S46的决定是否定的，并且流程进行到步骤S48，向交换机300的所有输出端口广播这些分组(在本地路径上，包括图16A中以虚线表示的那些路径)。
通过在链路故障的情况下简单地改变到达分组的LSB值来执行广播模式，按照公知的学习处理更新MAC地址表311的内容。此外，LSB值的简单切换有助于缩短广播模式的长度并因而缩短学习时间的长度。
在其中在数量上限制了可用交替路径的如图16A和16B所示的实施例中，可以以输入端口为基础来执行LSB切换。此过程较为简单，提供了快速保护切换，并消除了以每个标签值为基础来执行故障管理的需要，而其与本发明的第一实施例相关联。
在学习过程中，组合标签值和MAC地址，以创建以其来标识交换机的输出端口的集合。相应地更新MAC地址表，从而将集合的MAC地址映射到与集合的标签值相对应的条目中。按照这种方式，以从相应的标签值新得知的MAC地址来填充MAC地址表311的空白字段。
当从形成了标签值和MAC地址的第一集合的给定标签值中学习MAC地址时，优选的是，以MAC地址和第一集合的伙伴标签值形成标签值和MAC地址的第二集合。因此，如图18所示，不仅将从标签值“1000”得知的MAC地址映射到MAC地址表313的标签值条目“1000”中，而且将其映射到伙伴标签值条目“1001”中，并将从标签值“1001”得知的那些额外地映射到伙伴标签值条目“1000”中。利用此表格更新机制，可以在不同的VLAN中重复相同的MAC地址。有利地，可以用传统的LAN(以太网)交换机来实现交换机300，以便更新MAC地址表313。

Claims (39)

1、一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，包括：
多个节点，每个节点包括：
多个输入端口；
第一和第二输出端口，分别用于以至少一个下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及
交换装置，用于监控输出端口，并且如果第一输出端口正常，则根据所述第一标签值与所述第一输出端口之间的第一关系，将包含第一标签值的分组从任意所述输入端口切换到所述第一输出端口，如果所述第一输出端口异常，则以第二标签值重写所述分组的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口之间的第二关系，将分组切换到所述第二输出端口，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值。
2、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述至少一个下游节点的所述交换装置响应包含所述第二标签值的分组，如果所述第二输出端口正常，则将分组原样地切换到以分组的第二标签值标识的第二输出端口，如果所述第二输出端口异常，则以第一标签值重写分组的第二标签值，并根据所述第一关系，将分组切换到所述第一输出端口。
3、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述至少一个下游节点的所述交换装置还响应包含所述第二标签值的分组，如果下游节点的第一输出端口正常，则以第一标签值重写所述分组的第二标签值，并将分组切换到第一输出端口，以及如果所述至少一个下游节点的第一输出端口异常，则根据所述第二关系，将分组原样地切换到所述第二输出端口。
4、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述交换装置包括：
交换机，用于根据包含在分组中的标签值，将分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一；
状态表，用于给出对所述第一和第二输出端口的正常/故障指示；以及
多个标签处理器，分别与所述输入端口相关联，每个标签处理器接收来自关联输入端口的分组，当给出所述第一输出端口的正常指示时，将分组原样地转发给所述交换机，从而将分组切换到所述第一输出端口，以及当在所述状态表中给出所述第一输出端口的故障指示时，在以所述第二标签值重写第一标签值之后，向所述交换机转发分组，从而将分组切换到所述第二标签交换路径。
5、根据权利要求4所述的通信网络，其特征在于所述标签处理器中的每一个响应于来自下游节点的、包含所述第二标签值的分组，如果给出所述第二输出端口的正常指示，则将分组原样地转发给所述交换机，以及如果给出所述第二输出端口的故障指示，则在以所述第一标签值重写第二标签值之后，向所述交换机转发分组，从而将分组切换到第一输出端口。
6、根据权利要求4所述的通信网络，其特征在于所述标签处理器中的每一个响应于来自下游节点的、包含所述第二标签值的分组，如果给出所述第一输出端口的正常指示，则以所述第一标签值重写分组的第二标签值，以及如果给出所述第一输出端口的故障指示，则将包含所述第二标签值的所述分组原样地转发给所述交换机。
7、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于还包括：
第一链路，用于建立从上游节点的第一输出端口到第一中间节点的所述第一标签交换路径；
第二链路，用于建立从所述第一中间节点的所述第二输出端口到所述上游节点的环回路径；以及
第三链路，用于建立从所述上游节点的所述第二输出端口到第二中间节点的所述第二标签交换路径，
其中所述第一中间节点的交换装置响应通过所述第一链路、来自所述上游节点的、包含所述第一标签值的分组，如果第一中间节点的所述第一输出端口异常，则以所述第二标签值重写分组的第一标签值，并根据所述第二关系，将分组切换到第一中间节点的所述第二输出端口，以及
其中所述上游节点的交换装置响应来自第一中间节点的分组，根据所述第二关系，将分组切换到上游节点的所述第二输出端口。
8、根据权利要求7所述的通信网络，其特征在于所述上游节点的交换装置还响应来自所述第一中间节点的分组，存储表示第一中间节点的第一输出端口异常的信息，并响应来自下游节点的、包含所述第一标签值的分组，如果所存储的信息出现，则以所述第二标签值重写所述分组的第一标签值，并根据所述第二关系，将分组切换到所述第二输出端口。
9、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于还包括：
第一多个链路；以及
第二多个链路，
所述多个节点连接第一多个链路，用于以第一单向环的形式建立所述第一标签交换路径，以及连接第二多个链路，用于以其传输方向与所述第一单向环的传输方向相反的第二单向环的形式建立所述第二标签交换路径，
其中每个所述节点的交换装置响应于包含所述第一标签值的分组，如果所述第一输出端口正常，则将分组交换到节点的所述第一输出端口，
其中与故障点相邻的一对节点之一的交换装置响应于所述分组，如果所述第一输出端口异常，则以所述第二标签值重写分组的第一标签值，并根据所述第二关系，将分组切换到所述第二输出端口，由此在环回点，将分组从第一标签交换路径切换到第二标签交换路径，
其中配置随后接收到环回分组的节点的交换装置，根据所述第二关系，将所接收到的分组切换到节点的所述第二输出端口，以及
其中所述节点对中的另一节点的交换装置响应于所述环回分组，以第一标签值重写所接收到的分组的第二标签值，并根据所述第一关系，将分组切换到节点的所述第一输出端口，由此，将分组再次从第二标签交换路径环回到第一标签交换路径。
10、根据权利要求9所述的通信网络，其特征在于源节点的交换装置响应于包含所述第二标签值的单播分组，用于存储标识第一输出端口异常的信息，以及响应于包含所述第一标签值的后续单播分组，如果所存储的信息出现，则以所述第二标签值重写分组的第一标签值，并根据所述第二关系，将分组切换到所述第二输出端口。
11、一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，包括：
多个节点，每个节点包括：
多个输入端口；
一对第一输出端口，用于定义一对第一标签交换路径以及一对第二输出端口，用于以至少一个下游节点来定义一对第二标签交换路径；以及
交换装置，用于监控所述输出端口，(a)如果两个所述第一输出端口都正常，则根据所述第一标签值与所述第一输出端口对之间的第一关系，将每一个均包含所述第一标签值的、相向传播的分组从任意所述输入端口切换到所述第一输出端口对，(b)如果所述第一输出端口之一异常，则以所述第二标签值重写所述相向传播的分组之一的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口对之间的第二关系，将所述一个分组切换到所述第二输出端口之一，并以所述第一标签值重写所述相向传播的分组中的另一分组的第二标签值，并根据所述第一关系，将所述另一分组切换到所述第一输出端口中的另一个。
12、根据权利要求11所述的通信网络，其特征在于相邻节点的交换装置响应于分别包含所述第一和第二标签值的相向传播的分组，以第二和第一标签值重写所述分组的第一和第二标签值，并将分组分别切换到第一输出端口之一和所述第二输出端口之一。
13、根据权利要求11或12所述的通信网络，其特征在于所述相向传播的分组中的每一个在所述分组包含所述第一标签值时，还包含第一标记，以及在所述分组包含所述第二标签值时，还包含第二标记。
14、根据权利要求11、12和13中的任一项所述的通信网络，其特征在于所述相向传播的分组还包含表示分组的优先级的优先级数据，其中当从所述第一标签交换路径对切换到所述第二标签交换路径对时，所述分组的优先级低于作为原始业务在第二标签交换路径上相向传播的分组的优先级。
15、一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，包括：
多个节点，每个节点包括：
多个输入端口；
第一和第二输出端口，分别用于以下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及
交换装置，用于监控所述输出端口，并且(a)如果两个所述输出端口都正常，则根据所述第一和第二标签值与所述第一和第二输出端口之间的关系，将分别包含第一和第二标签值的第一和第二并行分组从任意所述输入端口切换到所述第一和第二输出端口，以及(b)如果所述第一输出端口异常，则以所述第二标签值重写第一分组的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口之间的关系，将所述第一和第二分组切换到第二输出端口。
16、根据权利要求15所述的通信网络，其特征在于以目的地节点的节点标识符加上分别标识所述第一和第二标签交换路径的标记来表示所述第一和第二标签值。
17、根据权利要求16所述的通信网络，其特征在于所述第一和第二标签值还包括表示所述第一和第二分组是单播业务还是组播业务的标记。
18、根据权利要求15、16和17中的任一项所述的通信网络，其特征在于所述第一和第二分组还包含表示分组的优先级的优先级数据，其中当从所述第一输出端口切换到所述第二输出端口时，所述第一分组的优先级低于所述第二分组的优先级。
19、一种通信网络，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，包括：
多个节点，每个节点包括：
多个输入端口；
多个输出端口，用于以至少一个下游节点来定义多个标签交换路径；以及
MAC(媒体接入控制)地址表，用于建立第一标签值加上第一MAC地址与所述输出端口之间的第一关系，以及第二标签值加上第二MAC地址与所述输出端口之间的第二关系，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；
交换装置，用于监控所述输出端口，以及(a)如果所述输出端口正常，则根据所述第一关系，将包含所述第一标签值加上所述第一MAC地址的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一，以及根据所述第二关系，将包含所述第二标签值加上所述第二MAC地址的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一，以及(b)如果所述输出端口之一异常，则以伙伴标签值重写分组的标签值，并按照广播模式将所述分组的副本切换到所有所述输出端口。
20、根据权利要求19所述的通信网络，其特征在于将所述MAC地址表配置为：
将所述第一标签值和第一MAC地址共同映射到所述多个输出端口的第一输出端口；
将所述第二标签值和所述第一MAC地址共同映射到所述第一输出端口；
将所述第一标签值和第二MAC地址共同映射到所述多个输出端口的第二输出端口；以及
将所述第二标签值和所述第二MAC地址共同映射到所述第二输出端口。
21、根据权利要求20所述的通信网络，其特征在于所述交换装置包括LAN(局域网)交换机。
22、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于分组的所述标签值包含在VLAN(虚拟局域网)标志中。
23、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述第一标签交换路径是工作路径，以及所述第二标签交换路径是交替路径，其中所述分组包含指示在所述工作和交替路径中的哪一个上传输所述分组的标记。
24、根据权利要求23所述的通信网络，其特征在于所述标记形成所述第一和所述第二标签值中的每一个的一部分。
25、根据权利要求23所述的通信网络，其特征在于所述VLAN标志包含用于指示从所述工作路径转移到所述交替路径上的分组的优先级的数据。
26、根据权利要求25所述的通信网络，其特征在于所分配的优先级低于在所述工作路径上传送的分组的优先级。
27、根据权利要求23所述的通信网络，其特征在于配置所述节点，以便在将分组切换到所述交替路径上时，反转分组的所述标记。
28、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于每个所述节点还包括转发表，用于定义多对所述第一和第二标签值与所述输出端口之间的关联，其中配置所述交换装置询问所述转发，以便根据所定义的关联来切换分组。
29、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述第一和第二标签值是除了最低有效位之外彼此等同的多位代码。
30、根据权利要求1所述的通信网络，其特征在于所述第一和第二标签值是多位代码，其中每个代码的每一位与另一代码的相应位互补。
31、根据权利要求24所述的通信网络，其特征在于所述第一和第二标签值是多位代码，其中将代码的最低有效位用作所述标记。
32、一种在工作标签路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：
(a)定义网络的本地节点的第一和第二输出端口与网络的至少一个下游节点的输入端口之间的第一和第二标签交换路径；
(b)建立第一标签值与所述第一输出端口之间的第一关系以及第二标签值与所述第二输出端口之间的第二关系，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；
(c)监控所述第一和第二输出端口；
(d)如果所述第一输出端口正常，则根据所述第一关系，将包含所述第一标签值的分组从所述本地节点的任意输入端口切换到所述第一输出端口，以及
(e)如果所述第一输出端口异常，则以所述第二标签值重写分组的第一标签值，并根据所述第二关系，将分组切换到所述第二输出端口。
33、一种在工作标签交换路径上发生故障时、将分组交换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：
(a)定义网络的本地节点的一对第一输出端口与网络的下游节点的输入端口之间的一对第一标签交换路径、以及本地节点的一对第二输出端口与下游节点的输入端口之间的一对第二标签交换路径；
(b)建立所述第一标签值与所述第一输出端口对之间的第一关系、以及所述第二标签值与所述第二输出端口对之间的第二关系；
(c)监控所述第一输出端口对和所述第二输出端口对；
(d)响应到达所述本地节点的任意输入端口的、每一个均包含所述第一标签值的、相向传播的分组，如果两个所述第一输出端口都正常，则根据所述第一关系，将分组切换到所述第一输出端口对；
(e)如果所述第一输出端口之一异常，则以所述第二标签值重写所述相向传播的分组之一的第一标签值，并根据所述第二关系，将所述一个分组切换到所述第二输出端口之一；以及
(f)以所述第一标签值重写所述相向传播的分组中的另一分组的第二标签值，并根据所述第一关系，将所述另一分组切换到所述第一输出端口中的另一个。
34、一种在工作标签交换路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：
(a)定义网络的本地节点的第一和第二输出端口与至少一个下游节点之间的第一和第二标签交换路径；
(b)建立所述第一和第二标签值与所述第一和第二输出端口之间的关系；
(c)监控所述输出端口；
(d)如果两个所述输出端口都正常，则根据所述关系，将分别包含第一和第二标签值的第一和第二并行分组从任意所述输入端口切换到所述第一和第二输出端口；以及
(e)如果所述第一输出端口异常，则以所述第二标签值重写第一分组的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口之间的关系，将所述第一和第二分组切换到第二输出端口。
35、一种在工作标签交换路径上发生故障时、将分组切换到通信网络的交替标签交换路径的方法，包括以下步骤：
(a)定义多个输出端口与多个下游节点之间的多个标签交换路径；
(b)建立第一标签值加上第一MAC地址与所述多个输出端口之间的第一关系、以及第二标签值加上第二MAC地址与所述多个输出端口之间的第二关系，其中所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；
(c)监控所述输出端口；
(d)如果输出端口正常，则根据所述第一和第二关系之一，将包含所述第一和第二标签值之一及所述第一和第二MAC地址之一的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一；以及
(e)如果输出端口之一异常，则以伙伴标签值重写分组的标签值，并按照广播模式将所述分组的副本切换到所有所述输出端口。
36、一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：
多个输入端口；
第一和第二输出端口，分别用于以至少一个下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及
交换装置，用于监控所述输出端口，并且如果第一输出端口正常，则根据所述第一标签值与所述第一输出端口之间的第一关系，将包含第一标签值的分组从任意所述输入端口切换到所述第一输出端口，如果所述第一输出端口异常，则以第二标签值重写所述分组的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口之间的第二关系，将分组切换到所述第二输出端口，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值。
37、一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：
多个输入端口；
一对第一输出端口，用于定义一对第一标签交换路径、以及一对第二输出端口，用于以至少一个下游节点来定义一对第二标签交换路径；以及
交换装置，用于监控所述输出端口，以及(a)如果两个所述第一输出端口都正常，则根据所述第一标签值与所述第一输出端口对之间的第一关系，将每一个均包含所述第一标签值的、相向传播的分组从任意所述输入端口切换到所述第一输出端口对，(b)如果所述第一输出端口之一异常，以所述第二标签值重写所述相向传播的分组之一的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口对之间的第二关系，将所述一个分组切换到第二输出端口之一，以及以所述第一标签值重写所述相向传播的分组中的另一分组的第二标签值，并根据所述第一关系，将所述另一分组切换到所述第一输出端口中的另一个。
38、一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：
多个输入端口；
第一和第二输出端口，分别用于以下游节点来定义第一和第二标签交换路径；以及
交换装置，用于监控所述输出端口，并且(a)如果两个所述输出端口都正常，则根据所述第一和第二标签值与所述第一和第二输出端口之间的关系，将分别包含第一和第二标签值的第一和第二并行分组从任意所述输入端口切换到所述第一和第二输出端口，以及(b)如果所述第一输出端口异常，则以所述第二标签值重写第一分组的第一标签值，并根据所述第二标签值与所述第二输出端口之间的关系，将所述第一和第二分组切换到第二输出端口。
39、一种用于标签交换路径通信网络的网络节点，用于建立由包括在分组中的标签值所定义的标签交换路径，所述网络节点包括：
多个输入端口；
多个输出端口，用于以至少一个下游节点来定义多个标签交换路径；
MAC地址表，用于建立第一标签值加上第一MAC地址与所述输出端口之间的第一关系，以及第二标签值加上第二MAC地址与所述输出端口之间的第二关系，所述第一和第二标签值形成一对伙伴标签值；以及
交换装置，用于监控输出端口，以及(a)如果所述输出端口正常，则根据所述第一关系，将包含所述第一标签值加上所述第一MAC地址的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一，以及根据所述第二关系，将包含所述第二标签值加上所述第二MAC地址的分组从任意所述输入端口切换到所述输出端口之一，以及(b)如果所述输出端口之一异常，则以伙伴标签值重写分组的标签值，并按照广播模式将所述分组的副本切换到所有所述输出端口。
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