一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法

摘要

本发明公布了一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法，包括1)LSP的转发条目的配置和2)环网发生故障处理。本发明不需要拓扑发现协议的支持，并且能够实现快速倒换，这对提升基于MPLS-TP技术的环网性能是非常有意义的。

权利要求

1.一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法，其特征在于所述方法如下：

1)LSP的转发条目的配置

环上节点仅对从本节点上环的LSP对应的转发条目进行相关的配置，即：将所述转发条目加入所述LSP在下环节点的节点号；

2)环网发生故障

当环网发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞故障相邻的环上端口的报文转发功能，沿相邻的环上端口周期性地发送SF报文即故障通知消息，同时将由所述节点上环并且受到影响的标签交换路径LSP的从工作路径切换到保护路径上发送数据报文；

当环上节点收到故障通知消息后，如果该SF报文是最新的协议报文，所述节点沿两个环上端口发送探测协议报文机DT报文；DT报文包含Node_ID信息，其中，Node_ID为所述环上节点的节点号；

当环上节点收到DT报文后，读取DT报文中的Node_ID信息，并依据Node_ID查找相应的转发条目，只有从该环上节点上环的LSP才在对应的条目中有Node_ID；环上节点分析所述的转发条目，如果该转发条目中正在使用的出标签即正在使用工作路径发送数据对应的出端口与接收该DT报文的端口不一致，那么该环上节点将所述转发条目对应的LSP的从工作路径倒换到保护路径，否则继续在所述转发条目对应的LSP的工作路径上传送数据。

说明书

一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法

技术领域

[0001] 本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种基于MPLS-TP的环网抄近(Steering)保护方法。

背景技术

[0002] MPLS(Multi-protocol Label Switching，简称多协议标签交换)是当今分组交换网的最重要的一项技术，目前已经由点到点发展到点到多点，如此复杂的技术如果用于电信级网络，需要在MPLS中补充强大的OAM(操作与管理)功能，MPLS-TP(MPLS TransportProfile，即：MPLS传输框架)正是在这种背景下提出的，它是ITU-T和IETF组成的联合工作组(JWT)开发的协议族，涉及OAM、生存性、网管和控制面等多项技术，目的在于提高传送网的功能和互操作特性。IETF主要由MPLS、CCAMP、PWE3和L2VPN这些工作组共同来完成，ITU-T也制定了一些标准，如：G.8110.1、G.8121、G.8131、G.8132、G.8113和G.8114等。

[0003] 目前，在MPLS-TP的标准制定过程中，在可靠性和生存性等方面已经被提到重要议程，其中对于MPLS-TP的线性保护，参会专家没有太大的异议，基本达成一致。但是，对于环网保护方案，现有提出保护方案有很多种，比较有代表性的有：FRR的bypass保护方法、FRR的Detour保护方法以及基于G.8132保护方法。其中，FRR的bypass保护方法、FRR的Detour保护方法不采用APS消息，它们需要在每条保护路径的两端配置管理实体(MEP)(即：要配置大量的管理实体)，成对的MEP之间要发送CCM报文以判断保护路径是否完好，这些CCM报文浪费了大量的网络资源。因此，目前大家比较关注的是基于APS消息的G.8132的方案。

[0004] 基于ITU-T G.8132的方案在IETF已经有类似的工作组草案(即：draft-weingarten-mpls-tp-ring-protection)，该草案有两种方案，即：Wrapping保护方式和Steering保护方案。其中Wrapping保护方案是一种快速保护方案，Steering方案是一种慢速保护方案，主要用来优化保护路径。本专利主要涉及抄近(Steering)保护方案，因此，下面我们首先介绍草案中的Steering保护方法。

[0005] 如图1a所示，在使用Wrapping保护方式的情况下，当环网无故障时，LISP1为由A到D的标签交换路径，它的工作路径和工作标签描述为：

[0006] A{W1}→B{W2}→C{W3}→D；

[0007] 保护路径和保护标签为：

[0008] A{P1}→F{P2}→E{P3}→D

[0009] 特别说明的是：1)标签交换的使用：以节点B为例，当节点B从节点A收到带有“标签W1”的分组时，该节点查表，查询出“标签W1”对应的条目中的出标签为“标签W2”，该节点将收到的分组头中的“标签W1”替换为“标签W2”，同时将该分组从查询到的条目中对应的出端口转发出去；

[0010] 如图1b所示，当链路发生故障时，节点B和节点C分别沿环上两个端口向对方发送APS(自动保护)消息。节点A收到故障通知消息(APS消息)后，节点A依据本地保存的拓扑数据库来判断哪些上环和下环的LSP受到影响，例如节点A判断出上环的LSP1受到影响，节点A将LISP1的工作标签{W1}切换到关联的保护标签{P1’}上，LSP1的数据流将沿着保护路径传送，该保护路径和标签的使用如下所示：

[0011] A{P1’}→F{P2’}→E{P3’}→D；

[0012] 上述方案是一种基于拓扑数据库的Steering慢速保护方案，存在保护的收敛速度慢和协议复杂的缺点。本发明将设计一种新型的保护方案解决该问题。

[0013] ITU-T G.8132和IETF的工作组草案“draft-weingarten-mpls-tp-ring-protection”中提到的Steering保护方法存在着需要复杂的拓扑协议支撑的问题。

[0014] 如图1b所示，当链路发生故障时，节点A收到故障通知报文后，需要根据拓扑数据库的变化情况判断出上环的LSP 1是否受到影响，然后节点A才能将LISP1的工作标签{W1}切换到关联的保护标签{P1’}上，LSP1的数据流将沿着保护路径传送。

[0015] 该方案的最主要问题是需要引入拓扑发现协议，引入拓扑更新协议将带来以下缺点。

[0016] 1)首先拓扑发现协议收敛速度较慢，原因是拓扑协议报文需要在每个节点都上送控制面进行处理，不能够直接在数据面处理；

[0017] 2)节点需要知道网络拓扑什么时候收敛；

[0018] 3)增加拓扑发现协议将增加保护协议的复杂性。

[0019] 通过对上述问题的分析，传统的Steering保护方法需要有拓扑发现协议支持，存在保护速度慢和协议较复杂的问题。

发明内容

[0020] 技术问题：本发明目的是针对背景技术存在的缺陷提供一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法。

[0021] 技术方案：本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

[0022] 本发明一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法如下：

[0023] 1)LSP的转发条目的配置

[0024] 环上节点仅对从本节点上环的LSP对应的转发条目进行相关的配置，即：将所述转发条目加入所述LSP在下环节点的节点号；

[0025] 2)环网发生故障

[0026] 当环网发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞故障相邻的环上端口的报文转发功能，沿两个环上端口周期性地发送SF报文即故障通知消息，同时将由所述节点上环并且受到影响的标签交换路径LSP的从工作路径切换到保护路径上发送数据报文；

[0027] 当环上节点的收到故障通知消息后，如果该SF报文是最新的协议报文，所述节点沿两个环上端口发送探测协议报文机DT报文；DT报文包含Node_ID信息，其中，Node_ID为所述环上节点的节点号；

[0028] 当环上节点收到DT报文后，读取DT报文中的Node_ID信息，并依据Node_ID查找相应的转发条目，只有从该环上节点上环的LSP才在对应的条目中有Node_ID；环上节点分析所述的转发条目，如果该转发条目中正在使用的出标签即正在使用工作路径发送数据对应的出端口与接收该DT报文的端口不一致，那么该环上节点将所述转发条目对应的LSP的从工作路径倒换到保护路径，否则继续在所述转发条目对应的LSP的工作路径上传送数据。

[0029] 有益效果：

[0030] 本发明是一种快速的Steering保护方案，与传统的Steering保护方案相比，该方案不需要拓扑发现协议的支持，并且能够实现快速倒换，这对提升基于MPLS-TP技术的环网性能是非常有意义的。

附图说明

[0031] 图1a是Steering保护方案情况下的工作路径和保护路径的配置；

[0032] 图1b是环网发生故障情况下的数据流切换到保护路径的示意图；

[0033] 图2是LISP 1在节点A上环出的转发条目的配置；

[0034] 图3是本发明实施的具体流程图；

[0035] 图4a、4b、4c和4d是本发明的实施例。

具体实施方式

[0036] 本发明提出一种基于MPLS-TP的环网抄近保护方法，其核心内容为2部分：

[0037] 1)LSP的转发条目的配置

[0038] 环上节点仅仅对从本节点上环的LSP对应的转发条目进行相关的配置，即：将所述转发条目加入所述LSP在下环节点的节点号。

[0039] 2)环网发生故障

[0040] 当环网发生故障时，检测到链路故障的节点阻塞故障相邻的环上端口的报文转发功能，沿两个环上端口周期性地发送SF报文(故障通知消息)，同时将由所述节点上环并且受到影响的LSP(标签交换路径)的从工作路径切换到保护路径上发送数据报文。

[0041] 当环上节点的收到故障通知消息(SF)后，如果该SF报文是最新的协议报文，所述节点沿两个环上端口发送探测协议报文(DT报文)。DT报文包含Node_ID信息。其中，Node_ID为所述环上节点的节点号。

[0042] 当环上节点收到DT报文后，读取DT报文中的Node_ID信息，并依据Node_ID查找相应的转发条目(注：只有从该节点上环的LSP才在对应的条目中有Node_ID)，节点分析所述的条目，如果该条目中正在使用的出标签(即：正在使用工作路径发送数据)对应的出端口与接收该DT报文的端口不一致，那么该节点将所述转发条目对应的LSP的从工作路径倒换到保护路径，否则继续在所述转发条目对应的LSP的工作路径上传送数据。

[0043] 需要特别说明的是LSP在节点上环处的转发条目的构造如图2a所示，具体说明如下：

[0044] 图2是LSP1在节点A上的转发条目，入口标签为S1，工作出口标签为W1，工作路径的出口为e端口，保护出口标签为P1’，保护路径的出口为w端口，Node_D为LSP1的下环节点的节点号。

[0045] 为了进一步说明本发明的方案，本发明的步骤阐述如图3所示：

[0046] 图3是本发明方案的处理流程：

[0047] 步骤301，环上的所有节点对从本节点上环的LSP的转发条目进行配置，即：将所述转发条目加入所述LSP在下环节点的节点号；

[0048] 步骤302，环网发生故障，故障链路相邻的节点检测到故障后，阻塞故障链路相邻的端口；

[0049] 步骤303，所述故障链路相邻节点周期性地发送故障通知报文(SF)，并且将由所述节点上环并且受到影响的LSP(标签交换路径)的从工作路径切换到保护路径上发送数据报文；

[0050] 步骤304，节点接收协议报文，分析协议报文的类型；

[0051] 步骤305，判断协议报文是否是SF报文，如果是转入步骤306，否则转入步骤308；

[0052] 步骤306，所述节点判断接收到的SF报文是否是最新的SF报文，如果是转入步骤307；

[0053] 步骤307，所述接收到SF报文的节点沿环上的两个端口发送探测报文DT，DT包含所述节点的Node_ID信息。

[0054] 步骤308，所述接受到DT报文的节点读取报文中的Node_ID，用所述Node_ID查询到转发表中对应的条目，并分析所述转发条目。

[0055] 步骤309，判断正在使用的出标签对应的出端口是否与接收该报文的端口一致，如果一致转入步骤310，否则转入步骤311。

[0056] 步骤310，不将工作路径上的数据倒换到保护路径；

[0057] 步骤311，将工作路径上的数据倒换到保护路径上；

[0058] 实施例、环网发生故障的情况：

[0059] 如图4a所示，环网包含的节点有A、B、C、D、E、F和G，包含的链路有、、、、和链路。LISP1为由节点A到节点D的标签交换路径，此时，它在节点A的出端口是e端口，它的工作路径和工作标签描述为：

[0060] A{WI}→B{W2}→C{W3}→D；

[0061] 保护路径和保护标签为：

[0062] A{P1’}→F{P2’}→E{P3’}→D；

[0063] 如图4b所示，环网的链路发生了故障，节点B阻塞故障链路相邻端口的数据报文的转发功能，同时将由B节点上环并且受到影响的LSP的从工作路径切换到保护路径上发送数据报文，并沿完好端口周期性地发送SF报文，节点C的处理方法与节点B相同。

[0064] 环上节点的环上端口收到SF报文后，首先判断该SF报文是否是最新的协议报文，如果是，所述节点沿环上端口周期性地发送探测报文DT。例如：如图4c所示，节点D收到节点B或C发送来的SF报文后，节点D沿环上的两个端口发送DT报文，所述DT报文携带节点D的节点号。(注：图4c中仅仅标识了节点D发送DT的情况，实质上图中的各个环上节点都会发送DT报文)

[0065] 当环上节点收到DT报文后，读取DT报文中的Node_ID信息，并依据Node_ID查找相应的转发条目，节点分析所述的条目。如图4d所示，节点A从它的w端口收到DT(D)报文后，节点A读取该报文中的节点号Node_ID(D)，并用这个节点号查找转发表得到相应的转发条目(注：可能查到多个转发条目，)。在图4d中，我们仅仅列出了LISP 1的转发条目，节点A在LISP 1的转发条目中查找该条目中正在使用的出端口是e端口，而节点A是从w端口收到的DT(D)报文，节点A得知LISP 1受到了影响，节点A将数据流从工作路径从切换到保护路径(如图D所示)，即：将出标签更换为{P1’}，出端口更换为w端口。那么LSP 1的路径变为：

[0066] A{P1’}→F{P2’}→E{P3’}→D

[0067] 从上面分析可知，本发明能够实现对LSP路径进行快速保护，即在50ms内实现快速保护，同时该方案与传统的环回保护方案相比，该方案还有节省带宽优势。

[0068] 当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。