用於報告數據網絡中的資源不足情況的系統和方法
2023-11-01 01:04:02
專利名稱：用於報告數據網絡中的資源不足情況的系統和方法
技術領域：
本發明涉及數據網絡，並且更具體地涉及報告數據網絡中的資源不足(OOR)情況。
背景技術：
數據網絡是通過用於在諸如個人計算機和工作站之類的端節點之間傳輸數據的通信鏈路和分段來互連的節點的地理上的分布式集合。可以有很多類型的網絡，從區域網(LAN)到廣域網(WAN)。LAN通常連接位於同一個總的物理場所(例如建築物或校園)中的專用私有通信鏈路上的節點。另一方面，WAN通常連接長距離通信鏈路(例如公用載波電話線)上的大量地理上分散的節點。網際網路是WAN的示例，它連接全世界的不同網絡，提供各個網絡上的節點之間的全球通信。節點通常通過根據預定的協議(例如傳輸控制協議/網際網路協議(TCP/IP))交換離散的幀或數據分組來在數據網絡上進行通信。在本上下文中，協議由一組限定節點怎樣彼此交互的規則構成。
在典型的布置中，數據網絡中的端節點經一個或多個中間節點(例如路由器)被耦合。路由器通常被配置為在網絡中的各個節點之間「路由」數據，例如分組。路由通常是在第三層(L3)中執行，這一層是開放式系統互連參考模型(OSI-RM)中的網絡層。
路由器常常要維護轉發資料庫(FDB)，其通常被配置為保存路由信息，該路由信息可以包括路由器用來確定為了到達目的地，數據(例如數據分組)要被轉發到的地方的L3地址和接口信息。例如，路由器可以具有被組織為包含一個或多個條目的路由表，其中每個條目包含目的節點的L3目的地址和關於通過其可以到達目的節點的路由器上的接口的接口信息。包含與路由表中的條目的目的地址相匹配的目的地址的數據分組被路由器轉發給由匹配條目所指定的接口，以傳送到目的節點。
路由器可以執行允許路由器路由分組並與網絡中的其它路由器交換路由信息的一個或多個路由協議。路由器常常利用這個信息來配置(例如計算)它們的FDB。路由協議可以包括距離向量協議，例如眾所周知的路由信息協議(RIP)，或鏈路狀態協議，例如眾所周知的中間系統對中間系統(IS-IS)協議和開放式最短路徑優先(OSPF)協議。路由信息通常以公告消息的形式在路由器之間被交換。例如，執行OSPF協議的節點利用被稱為鏈路狀態公告(LSA)的公告消息來交換路由信息(例如鏈路狀態)。這裡所使用的公告消息一般指路由協議用來將路由信息傳送給網絡中的其它中間節點(例如路由器、交換機)的消息。獲得公告消息的中間節點可以利用其中包含的信息來更新其FDB。
路由器可以利用面向連接的協議按照「面向連接」的方式將數據分組傳送通過源和目的地之間的網絡。面向連接的協議在建立在源和目的地之間的預定路徑(常常被稱為連接或電路)上將數據分組傳送通過網絡。這裡，在任何數據被傳送之前，建立源和目的地之間的連接或電路。在連接被建立之後，數據在由該連接限定的路徑上在源和目的地之間被傳送。
一些面向連接的協議利用單向連接，即按照從源到目的地的一個方向傳送數據的連接。例如，路由器A和路由器B之間的單向連接按照從路由器A到路由器B的一個方向傳送數據。為了按照其它方向(即從路由器B到路由器A)傳送數據，則需要建立從路由器B到路由器A的另一單向連接。
連接可以利用信令協議在端與端之間「發送信令」，所述信令協議例如資源預留協議(RSVP)。發起連接的信令的連接端常常被稱為連接的「頭端」，而終止信令的連接端常常被稱為連接的「尾端」。位於連接的頭端的路由器常常被稱為頭端節點，而位於連接的尾端的路由器常常被稱為尾端節點。因而，例如在其中路由器A位於連接的「頭端」且路由器B位於連接的「尾端」的從源到目的地的連接中，路由器A是頭端節點且路由器B是尾端節點。
當連接不再被需要時，該連接通常被「拆除」並且該連接所利用的諸如節點、接口、協議等的資源可用於其它連接。這裡所使用的資源指與中間節點相關聯的實體。這些實體可以包括中間節點本身、中間節點上的接口(例如埠)和運行在中間節點上的協議。
多協議標籤交換(MPLS)眾所周知的面向連接的協議的一個示例是多協議標籤交換(MPLS)協議。MPLS利用新穎的基於標籤的轉發技術，其簡化了複雜網絡中的網際網路協議(IP)流量路由。MPLS提供了包含面向連接的鏈路層所允許的各種特徵的架構，所述特徵例如包括服務質量(QoS)、流量工程和基於約束關係的路由(CR)。
根據MPLS協議，預定的標籤交換路徑(LSP)的頭端節點將標籤添加到分組。頭端節點通常是常常被稱為入口LSR的標籤交換路由器(LSR)。LSP是分組經過從LSP的「頭端」到LSP的「尾端」的網絡所採用的預定路徑，並且標籤通常包含與LSP相關聯的信息(例如標誌)。當分組經過LSP時，處理該分組的LSR利用包含在標籤中的標誌信息來沿著LSP「交換」分組。當分組到達LSP的「尾端」處的節點(例如出口LSR)時，標籤被去除並且修改後的分組可以被相應地進一步處理(例如被路由)。
MPLS-流量工程(MPLS-TE)流量工程(TE)涉及按照便於有效且可靠的網絡操作同時優化網絡資源利用率和數據流量性能的方式選擇數據流量所利用的路徑的過程。TE在各種帶寬和管理要求下工作以選擇用於傳送數據流量的最佳路徑。TE的目的在於計算從一個節點到另一個節點的路徑，該路徑不違反各種約束條件(例如帶寬和各種管理要求)並且就某種度量標準而言是最佳的。一旦選擇了路徑，TE就負責建立和維護沿著該路徑的狀態。
雖然MPLS協議提供了在轉發MPLS網絡中的分組時的基礎性技術，但是它並沒有提供用於支持TE所必需的所有組件。MPLS-TE是MPLS協議的擴展，其利用TE來建立並維護MPLS-TE標籤交換路徑(MPLS-TELSP)。MPLS-TE LSP由MPLS-TE按照確保資源可用於使用MPLS-TELSP的數據流的方式建立。MPLS-TE LSP通常起始於頭端LSR並且終止於尾端LSR。例如RSVP-TE的協議通常被用於為MPLS-TE LSP預留資源。
MPLS區分服務TE(DS-TE)MPLS區分服務TE(DS-TE)是MPLS-TE的擴展，其使得流量基於服務類(CoS)而被分類。利用DS-TE，數據流被分成多個類並且資源基於每個類被分配給數據流。屬於特定DS-TE類的分組被說成是構成了行為集(BA)。
在DS-TE LSP的入口節點，利用MPLS墊片頭(shim header)標記分組，並且分組被分類到DS-TE類中並且被引導到合適的DS-TE LSP上。墊片頭包括20位標籤值和3位實驗值。獲得分組的LSR利用3位的實驗值和/或20位的標籤值來確定對分組的處理。
資源不足(OOR)情況在建立MPLS-TE LSP期間，沿著該路徑的節點可以接受MPLS-TELSP或者拒絕它。可能使節點拒絕MPLS-TE LSP的一種情況是「資源不足」(OOR)情況。例如，當允許新的MPLS-TE LSP將使節點(1)超出節點所允許的MPLS-TE LSP的最大數目，(2)離開MPLS-TE LSP標籤空間和/或(3)耗盡節點上的各種硬體資源時，可能出現OOR情況。
當MPLS-TE LSP被拒絕時，拒絕該MPLS-TE LSP的節點通常通過拒絕消息將該拒絕傳達給發起MPLS-TE LSP的頭端節點。頭端節點可以通過從其路由拓撲中「去掉」該拒絕節點並計算不使用該拒絕節點的MPLS-TE LSP的替代路徑來對該拒絕作出響應。
某些路由協議(例如OSPF)常常公告可用於某些鏈路的帶寬。這裡，頭端LSR可以利用這個信息來計算新的MPLS-TE LSP(從頭端LSR建立的)可以採用的路徑。然而，雖然在路徑被計算時被計算的路徑中的鏈路最初可能具有足夠的資源(例如就帶寬而言)，但是之後在路徑實際被建立時，它可能不具有足夠的資源(例如缺少硬體資源)。因而，雖然被公告的帶寬信息可能對於頭端LSR計算預期路徑是有用的，但是當MPLS-TE LSP實際被建立時該信息可能會變成誤導性的。
用於處理與諸如數據鏈路、線路卡或節點的實體相關聯的OOR情況的現有技術包括在公告消息中公告實體具有「最大開銷」。通過公告與實體相關聯的最大開銷，就使網絡中的其它節點在它們進行新的MPLS-TELSP的路徑計算時不被鼓勵使用該實體。但是公告實體具有最大開銷不是一種報告實體的OOR情況的準確方法。相反，如果沒有其它較低開銷的替代物可用，則網絡上的節點在進行新的MPLS-TE LSP的路徑計算時仍然可能使用該實體。
公告實體具有最大開銷的方法的另一個問題是會中斷現有MPLS-TELSP。由於最大開銷指示實體具有與其相關聯的很高的開銷，所以一旦知道與該實體相關聯的較高開銷，節點就可能通過為使用該實體的現有MPLS-TE LSP重新計算路徑以避開該實體來作出響應。這樣就可能會引起使用這些LSP的現有數據流的中斷。
與公告實體具有最大開銷的方法相關聯的另一個問題是它不能向MPLS-TE LSP的頭端節點提供足夠的信息以使得節點可以在不能再使用該實體的DS-TE類和仍然可以使用該實體的DS-TE類之間進行區分。這可能是節點上的資源基於每個DS-TE類被提供時遇到的情況。
發明內容
本發明通過提供一種不涉及公告實體具有最大開銷來指示實體「資源不足(OOR)」的用於報告諸如數據網絡的節點、線路卡和數據鏈路的實體的資源不足情況的技術克服了與現有技術相關的缺點。根據這種技術，中間節點通過i)產生具有一個或多個類型-長度-取值(TLV)對象的公告消息，其中每個TLV對象被配置用來報告實體的OOR情況，ii)在一個或多個TLV對象中報告實體的一個或多個OOR情況，並且iii)將公告消息洪泛(廣播)到數據網絡上來報告與中間節點相關聯的實體資源不足。新的標籤交換路徑(LSP)頭端的節點可以使用包含在TLV對象中的信息來為新的LSP確定避開該實體的路徑。
在所示出的實施例中，TLV對象包含被用於報告實體的OOR情況的標記。作為示例，這些標記被組織成8位的值，其中每一位表示一種多協議標籤交換區分服務流量工程(DS-TE)類。如果針對諸如節點、線路卡或數據鏈路的特定實體的DS-TE類遇到OOR情況，則路由器斷言(assert)在一個或多個TLV對象中與該實體的DS-TE類相對應的標記，指示該實體針對該DS-TE類「資源不足」。
優點在於，本發明是對現有技術的改進，因為本發明通知系統中的節點特定實體的OOR情況，而不需要採取公告實體具有最大開銷的方式。由於不公告實體具有最大開銷，使用該實體的現有LSP的頭端的節點可以避免為LSP重新計算路徑，因而避免了不必要地打斷LSP上傳送的數據流。另外，由於頭端節點清楚OOR情況，所以頭端節點可以在進行對新的LSP的路徑計算時避免使用該實體。此外，本發明使得頭端節點可以針對特定的實體在與遇到OOR情況的實體相關聯的DS-TE類和沒有遇到OOR情況的DS-TE類之間進行區分，從而使得頭端節點在為新的LSP計算路徑時考慮到這一點。
結合附圖參考下面的描述可以更好地理解本發明以上的和其它的優點，其中相似的標號表示相同或功能類似的元件圖1是可以結合本發明有益地使用的數據網絡的高級示意性框圖；圖2是可以結合本發明有益地使用的中間節點的高級示意性框圖；圖3是可以結合本發明使用的管理引擎的部分示意性框圖；圖4是可以結合本發明有益地使用的線路卡的部分示意性框圖；圖5是可以結合本發明有益地使用的開放式系統最短路徑優先(OSPF)協議鏈路狀態公告(LSA)的部分示意性框圖；圖6是可以結合本發明有益地使用的節點能力類型-長度-取值(TLV)數據結構的示意性框圖；圖7是可以結合本發明有益地使用的鏈路能力子TLV數據結構的示意性框圖；圖8是可以結合本發明有益地使用的路徑錯誤消息的示意性框圖；
圖9是可以被用於產生和廣播(洪泛)指示與中間節點相關聯的實體的資源不足(OOR)情況的公告消息的一系列步驟的流程圖；以及圖10A-B是根據本發明可以被用於響應於OOR情況產生和洪泛路徑錯誤消息的一系列步驟的流程圖。
具體實施例方式
圖1是可以結合本發明有益地使用的數據網絡100的示意性框圖。數據網絡100包括被連接到多個網絡節點(例如端節點108a-b和中間節點200a-d)的通信(數據)鏈路104的集合以形成網絡節點的網際網路。中間節點200b-c是廣域網(WAN)(例如網際網路)140的一部分。網際網路上的節點通過根據一組預定義的協議交換數據分組來通信，所述協議例如傳輸控制協議/網際網路協議(TCP/IP)或多協議標籤交換(MPLS)協議。這裡所使用的協議是描述怎樣在例如數據網絡中的兩個節點之間傳送數據的一組形式規則。
圖2是例如路由器的中間節點200的高級部分示意性框圖。可以結合本發明使用的合適的中間節點包括可以從Cisco Systems Incorporated，SanJose，CA得到的Cisco 7200、7600和12000系列路由器。中間節點200包括通過底板220互相連接的一個或多個線路卡400和管理引擎卡300。節點200被配置為執行各種傳統的第2層(L2)和第3層(L3)交換和路由功能等，包括根據本發明的技術維護MPLS流量工程標籤交換路徑(MPLS-TE LSP)。這裡所使用的L2和L3分別指開放式系統互連參考模型(OSI-RM)的數據鏈路層和網絡層。節點200還被配置為支持各種協議，可以包括開放式最短路徑優先(OSPF)、中間系統對中間系統(IS-IS)、MPLS-TE、MPLS區分服務TE(DS-TE)、TCP/IP、乙太網、異步傳輸模式(ATM)和幀中繼(FR)。
底板220包括點對點互連總線，其互連各種卡並且允許數據和信號從一個卡被傳送到另一個卡。線路卡400將中間節點200與網絡100相連接(接口)。線路卡400利用各種協議(例如ATM和乙太網)經埠215在中間節點200和網絡之間傳送數據。從功能上講，線路卡400經埠215獲取來自網絡100的數據分組並將這些數據分組轉發到數據總線220，並且經埠215將從數據總線220接收到的數據分組發送到網絡100。埠215可以包括例如ATM、乙太網、快速乙太網(FE)、吉比特乙太網(GE)和FR埠。
管理引擎300包括被配置為管理節點200、維護其分配給線路卡400的中心轉發資料庫(FDB)、維護鏈路狀態資料庫(LSDB)和執行諸如OSPF、IS-IS、MPLS-TE、DS-TE和IP的各種協議等的邏輯。此外，引擎300執行其它功能，包括根據本發明向網絡100中的其它節點報告諸如數據鏈路、線路卡和節點本身的與節點200相關聯的實體的「資源不足」(OOR)情況。
圖3是可以結合本發明有益地使用的管理引擎300的高級部分示意性框圖。管理引擎300包括處理器320、系統控制器330、分組緩衝器350、接口邏輯360和存儲器340。接口邏輯360被耦合到底板220，並且被配置為在底板220和處理器320之間傳送數據。存儲器340包括可以由系統控制器330尋址的隨機訪問存儲器(RAM)位置以存儲例如數據結構和軟體程序。具體地說，存儲器340是計算機可讀介質，包括被配置為實現128兆字節(Mb)隨機訪問存儲器的動態隨機訪問存儲器(DRAM)設備。存儲器340包含處理器320所使用的各種軟體和數據結構，包括實現本發明的多個方面的軟體和數據結構。本領域技術人員應當清楚其它計算機可讀介質(例如磁碟存儲設備和快閃記憶體設備)也可以用來存儲實現本發明的多個方面的計算機可執行指令。此外，本領域技術人員應當知道在例如無線數據鏈路或數據網絡(例如網際網路)上可以產生電磁信號來承載實現本發明的多個方面的計算機可執行指令。還應當注意本發明可以用硬體、軟體、固件或它們的組合來實現。
存儲器340包含作業系統342、LSDB 344、FDB 346、路由處理348、公告消息500、流量工程節點能力(TE_NODE_CAP)類型-長度-取值(TLV)對象600和鏈路OOR子TLV對象700。LSDB 344是被配置為保存與網絡中的鏈路(例如物理數據鏈路)相關的信息的鏈路狀態資料庫，中間節點200可以利用該資料庫獲得網絡100的拓撲結構和進行其他操作。FDB 346是被配置為保存傳統轉發信息的傳統的轉發資料庫，所述傳統轉發信息例如網絡中節點的L2和L3地址和標識通過其可以到達與包含在FDB 344中的地址相關聯的節點的接口(例如埠215)的接口標識(ID)。作業系統342包含計算機可執行指令，這些指令例如通過調用支持在管理引擎300上執行的軟體處理的操作來在功能上組織中間節點200。這些處理包括路由處理348和實現本發明的多個方面的多種功能，所述路由處理是被配置為實現中間節點200所支持的各種路由和交換協議的軟體處理。下面還要描述，公告消息500例如是OSPF不透明鏈路狀態公告(LSA)消息，其被用於與數據網絡100中的其它節點交換關於中間節點200的本地狀態(例如數據鏈路)的信息。下面還要描述的TE_NODE_CAP_TLV對象600和鏈路OOR子TLV對象700是可被用於根據本發明報告與中間節點200相關聯的各種實體的OOR情況的對象。
系統控制器330被耦合到處理器320和存儲器340，並且包括被配置為允許處理器320訪問(例如讀、寫)包含在存儲器340中的存儲器位置的電路。處理器320是被配置為執行包含在存儲器340中的指令以維護LSDB 344和FDB 346和進行其他操作的傳統中央處理單元(CPU)。具體地說，處理器320執行指令來獲取關於與包含在網絡100中的各種中間節點200相關聯的鏈路和路由的信息，並且利用該信息來維護LSDB 344和FDB 346。此外，處理器320執行指令來產生包含中間節點200所已知的鏈路和路由信息的公告消息，並相應地將這些公告消息分發給網絡中的其它中間節點200，這些中間節點200可以處理該信息以維護它們的LSDB和FDB。
分組緩衝器350包含接口邏輯360和處理器320可以經系統控制器330訪問的RAM位置。例如，分組緩衝器350包括高速RAM設備(例如同步DRAM(SDRAM)設備)並且被配置為保存管理引擎所獲得的數據分組以由處理器320來處理。另外，分組緩衝器350可以保存處理器320所產生的數據分組以向網絡100中的其它節點傳送。這些數據分組可以包含下面要描述的公告消息信息。
數據(分組)經線路卡400被傳送到網絡100並從網絡100傳出。圖4是可以結合本發明有益地使用的示例性線路卡400的高級部分示意性框圖。線路卡400包括網絡接口邏輯420，被編碼的地址識別邏輯(EARL)440、底板接口邏輯460和輸出排隊邏輯450。此外，線路卡400可以包含被耦合到網絡100的一個或多個埠215。
網絡接口邏輯420將線路卡400接口到網絡100並使線路卡400能夠經埠215傳送去往和來自網絡100的數據分組。為此，邏輯420包括傳統的接口電路，該電路可以包括將線路卡400與網絡的物理介質和在該介質上運行的協議相接口所需要的信號、電特性、機械特性以及交換電路。
底板接口邏輯460包含將線路卡400接口到底板220並使線路卡400能夠傳送去往和來自耦合到底板220的其它卡的數據的電路。輸出排隊邏輯450包含被配置為控制經埠215將數據分組傳送到網絡100上的電路，例如輸出隊列和調度控制邏輯。EARL 440例如用專用集成電路(ASIC)來實現，其包括被配置為獲取和處理數據分組等的電路，包括為分組使用做轉發決定。EARL 440包括被配置為保存EARL 440用來為EARL 440所處理的分組確定目的地的信息(例如目的地址和埠)的線路卡轉發資料庫(LCFDB)442。這個信息可以從FDB 346中獲得並通過管理引擎300下載到線路卡400。
操作上，經埠215通過網絡接口420從網絡100中獲得數據分組，並且數據分組被傳送到分組被處理的地方EARL 440。該處理可以包括使用LCFDB 442來為每個分組確定目的地，例如被耦合到底板220的另一個卡或者線路卡400上的埠215。在確定了分組的目的地之後，如果目的地是另一個卡則EARL 440指示底板接口460將分組經底板220傳送到目的地，或者如果目的地是線路卡400上的埠，則EARL 440指示底板接口460將分組傳送給輸出排隊邏輯450。去往管理引擎300的數據分組通過接口邏輯360從底板220中被獲取並且被置於分組緩衝器350中，分組被保存在分組緩衝器350中以由處理器320進一步處理。
作為示例，中間節點200被配置為執行OSPF協議並且利用公告消息周期性地公告鏈路狀態信息。可以用來配置中間節點200的一種OSPF版本在可以從網際網路工程任務組(IETF)http://www.ietf.org得到的J.Moy，「OSPF Version 2」請求註解(RFC)2328中進行了描述，該OSPF版本全部通過引用結合於此，就像全部在這裡給出的一樣。應當理解OSPF協議只是用於示例，其它的公知協議(例如IS-IS協議)也可以適於利用本發明。
根據OSPF，LSA是描述中間節點的本地狀態的公告消息，例如包括中間節點的接口和物理數據鏈路的鏈路狀態。LSA在與中間節點相關聯的整個路由區域上被廣播(洪泛)並且包含可以被用來構成包含在例如中間節點的LSDB 344中的信息的基礎的信息(例如鏈路狀態)。圖5是可以結合本發明有益地使用的LSA 500的示意性框圖。LSA 500是包含頭欄位510和不透明的信息欄位520的OSPF不透明LSA。頭欄位510包含與LSA相關聯的各種信息，包括LSA的「年齡」、各種選項、鏈路狀態類型、不透明類型、不透明標識(ID)、公告路由器的身份、LSA的序列號、LSA的校驗和以及LSA的長度。不透明信息欄位520包含關於與產生LSA的節點相關的實體的各種信息。這些實體可以包括節點上相關聯的數據鏈路和線路卡以及節點本身。可以結合本發明使用的不透明LSA在可以從IETF得到的R.Coltun，「The OSPF Opaque LSA Option，」RFC 2370中進行了描述，該文檔全部通過引用結合於此，就像全部在這裡給出的一樣。
本發明涉及用於通知數據網絡中的節點與節點相關聯的實體的OOR情況而不公告實體具有最大開銷的技術。實體可以是節點、節點上的鏈路和/或節點上的線路卡。OOR情況可能由於與實體相關聯的資源被耗盡所引起。根據本發明的技術，例如經包含在公告消息中的一個或多個TLV對象來將OOR情況通知給節點。
根據本發明的一方面，與特定節點相關聯的OOR情況例如經包含在不透明LSA 500的不透明信息欄位520中的TLV對象被公告給數據網絡中的其它節點。圖6是根據本發明可以被用於報告節點的OOR情況的TE_NODE_CAP_TLV對象600的示意性框圖。可適於結合本發明使用的TE_NODE_CAP_TLV對象在A.Lindem等人的「Extensions to OSPF forAdvertising Optional Router Capabilities，」draft-ietf-ospf-cap-03.txt和JPVasseur等人的「OSPF MPLS Traffic Engineering capabilities，」draft-vasseur-ospf-te-caps-00.txt中進行了描述，這兩個文檔都可以從IETF中得到並且全部通過引用結合於此，就像這裡所給出的一樣。
TLV 600包括類型欄位620、長度欄位630、標記欄位和路由器OOR標記欄位640。類型欄位620包含將TLV對象600標識為TE_NODE_CAPTLV對象的值。長度欄位630優選地以字節為單位保存指示TLV對象600的長度的值。標記欄位例如是被配置為保存各種標記值的位掩碼。
路由器OOR標記欄位640包含例如指示與中間節點200相關聯的各個DS-TE類是否資源不足的標記(例如位)。具體地說，路由器OOR標記欄位640例如保存八位的位掩碼值，其中每一位對應於與特定的DS-TE類(例如DS-TE類0-7)相關聯的標記，所述特定的DS-TE類與中間節點200相關。作為示例，中間節點200通過斷言(例如設置為1)路由器OOR標記欄位640中的相應標記(即位)來報告特定的DS-TE類(它與節點200相關)的OOR情況。例如，假設路由器OOR標記欄位640的位0對應於DS-TE類0的標記。如果DS-TE類0(它與節點200相關)遇到OOR情況，則節點200通過斷言與路由器OOR標記欄位640的DS-TE類0(即位0)相關聯的標記來指示這種情況。如果中間節點200不能處理針對任一DS-TE類的任何新的MPLS-TE LSP，則作為示例，中間節點200斷言路由器OOR標記欄位640中的所有標記。
根據本發明的另一方面，與特定節點的數據鏈路和線路卡相關聯的OOR情況類似地例如利用TLV對象在不透明LSA 500的不透明信息欄位520中被報告。圖7是根據本發明可以用於報告特定鏈路的OOR情況的鏈路OOR子TLV對象700的示意性框圖。TLV對象700包括類型欄位720、長度欄位730和鏈路OOR標記欄位740。類型欄位720保存將TLV對象700標識為鏈路OOR TLV對象的值。長度欄位730保存例如以字節為單位表示TLV 700的長度的值。鏈路OOR標記欄位740保存例如表示與遇到OOR情況的鏈路相關聯的DS-TE類的值。作為示例，這個值是八位的位掩碼值，其中每一位表示與數據鏈路相關聯的特定的DS-TE類。
根據本發明，利用資源預留協議(RSVP)為數據網絡100中的MPLS-TE LSP預留資源。在可以從IETF得到的R.Braden等人的「Resource ReSerVation Protocol(RSVP)，」RFC 2205中對RSVP進行了定義，RSVP全部通過引用結合於此，就像全部在這裡給出的一樣。
當新的MPLS-TE LSP被用信號告知遇到OOR情況的實體時，與該實體相關聯的節點200產生RSVP路徑錯誤消息並將其轉發給新的MPLS-TELSP的頭端節點。作為示例，路徑錯誤消息包含向頭端節點指示實體的OOR情況的錯誤代碼。頭端節點可以通過從其FDB中去掉該實體以使得其在對新的MPLS-TE LSP的路徑計算中不再考慮該實體來對錯誤消息作出響應。另外，頭端節點可以為新的MPLS-TE LSP計算排除該實體的新路徑，並且利用RSVP來為新路徑上的新的MPLS-TE LSP預留資源。
圖8是可以結合本發明有益地使用的路徑錯誤消息800的示意性框圖。消息800包括頭部810、會話對象820和錯誤規範對象830。應當注意消息800可以包含例如由RSVP定義的其它對象。頭部包含各種信息，包括保存指示消息為路徑錯誤消息的值的消息類型欄位814。
會話對象820包括長度欄位822、類欄位823和類型欄位824。長度欄位822例如以字節為單位保存指示對象820的大小的值。類欄位823保存指示對象例如是RSVP SESSION類對象的值。類型欄位824保存指示類內對象的類型的值。
會話對象820包含附加的信息，包括目的地址欄位825、協議標識(ID)欄位826、標記欄位827和目的埠欄位828。目的地址欄位825和目的埠欄位828保存分別表示與接收機相關聯的地址和埠(例如IP位址和埠)的值。協議ID欄位826保存標識與新的預留相關聯的數據流的協議的標識。標記欄位827保存表示與會話對象820相關聯的各個標記的值。
錯誤規範對象830包括長度欄位832、類欄位833和類型欄位834。長度欄位832例如以字節為單位保存指示對象830的大小的值。類欄位833保存指示對象例如是RSVP ERROR_SPEC類對象的值。類型欄位824保存指示類內對象的類型(例如IPv4類型的對象、IPv6類型的對象)的值。
錯誤規範對象還包含錯誤節點地址欄位835、標記欄位836、錯誤代碼欄位837和錯誤值欄位838。錯誤節點地址欄位835保存表示檢測到錯誤的路徑中的節點的地址(例如IP位址)的值。標記欄位836保存表示與錯誤規範對象830相關聯的標記的值。錯誤代碼欄位837保存描述錯誤的值並且錯誤值欄位838保存表示關於錯誤的各種附加信息的值。例如，錯誤代碼欄位837保存指示已在節點上遇到的OOR情況的值，並且錯誤值欄位838保存指示與遇到OOR情況的節點相關聯的實體的值。
節點例如通過斷言子TLV對象700的鏈路OOR標記欄位740中的適當的鏈路OOR標記來指示與針對特定鏈路的DS-TE類相關聯的OOR情況。子TLV對象700按照傳統的方式包括在LSA 500的不透明信息欄位520中，以使得子TLV對象700與遇到OOR情況的鏈路相關聯。此外，如果線路卡遇到一個或多個OOR情況，則節點可以通過將指示線路卡上的每個鏈路的OOR情況的進行了適當初始化的子TLV對象700包括在LSA 500中來公告這個情況。
如上所示，根據本發明，與中間節點200上的實體相關聯的OOR情況在例如LSA 500的公告消息中被報告，並且被洪泛到相鄰節點。圖9是根據本發明可以被用於配置中間節點200以產生和洪泛指示與中間節點200相關聯的實體的OOR情況的公告消息的一系列步驟的流程圖。該流程開始於步驟905並且進行到步驟910，其中LSA 500(公告消息)被產生。作為示例，處理器320通過根據RFC 2370在存儲器340中分配不透明LSA 500並初始化其頭部510來產生LSA 500。
接下來，在步驟915中，執行檢查以判定對於節點200本身是否存在OOR情況。如果對於節點本身存在OOR情況，則流程進行到步驟920，其中在公告消息中節點的OOR情況被報告，並且流程進行到步驟945。作為示例，在步驟915中，節點200判定節點200所服務的一個或多個DS-TE類是否遇到OOR情況。如果是，則在步驟920中節點200通過產生指示這種情況的TE_NODE_CAP TLV對象600並將其置於LSA 500中來在LSA 500中報告OOR情況。具體地說，處理器320例如通過i)在存儲器340中分配對象600，ii)按照傳統的方式初始化類型620、長度630和標記欄位並且iii)斷言路由器OOR標記欄位640中與遇到OOR情況的DS-TE類相對應的標記來產生對象600。然後，節點200以傳統的方式將所產生的對象600放置(例如複製)到所產生的公告消息500的不透明信息區域520中。應當注意如果節點資源不足使得其不能支持任一DS-TE類的任何另外MPLS-TE LSP，則路由器OOR標記欄位640中的所有標記都被斷言。
如果對於節點本身不存在OOR情況，則流程進行到步驟925，其中執行檢查以判定對於節點200上的一個或多個線路卡400是否存在OOR情況。如果沒有，則流程進行到步驟935。否則，流程進行到步驟930，其中在LSA 500中報告一個或多個線路卡的OOR情況。作為示例，在步驟925中，節點200判定對於線路卡所處理的DS-TE類，一個或多個線路卡400是否遇到OOR情況。如果是，則對於遇到OOR情況的每個線路卡400，節點200產生與線路卡400相關聯的每個數據鏈路的鏈路OOR子TLV對象700並將其放置(例如複製)在LSA 500的不透明信息區域520中。具體地說，處理器320例如通過i)分配子TLV對象，ii)將指示子TLV對象是鏈路OOR子TLV的值放在類型欄位720中，iii)將表示子TLV的長度的值放在長度欄位730中並且iv)斷言(例如設置為1)與遇到OOR情況的DS-TE類相對應的鏈路OOR標記740來產生子TLV。然後，節點200將所產生的子TLV對象700放置在LSA 500的不透明信息區域520中，如上所述。
在步驟935中，執行檢查以判定對於與節點200相關聯的一個或多個數據鏈路是否存在OOR情況。如果沒有，則流程進行到步驟945。否則，流程進行到步驟940，其中在LSA 500中報告一個或多個鏈路的OOR情況。例如在步驟935中，對於每個線路卡400，節點200判定與線路卡上的數據鏈路相關聯的一個或多個DS-TE類是否遇到OOR情況。如果是，在步驟940中，對於遇到OOR情況的每個鏈路，節點200產生鏈路OOR子TLV對象700，如上所述，包括斷言對應於與遇到OOR情況的鏈路相關聯的DS-TE類的鏈路OOR標記740。然後，節點200將所產生的子TLV對象700放置在LSA 500的不透明信息區域520中，如上所述。
在步驟945中，節點200以傳統的方式將LSA 500洪泛(廣播)到其相鄰節點。例如，中間節點通過指示一個或多個其線路卡400將LSA 500傳送到數據網絡上來洪泛LSA 500。該流程結束於步驟995。
應當注意在本發明的上述實施例中，消息的產生可以是事件驅動的。例如，當LSR處理新的MPLS-TE LSP並且判定由於OOR情況它不能適應新的MPLS-TE LSP時，LSR可以產生並發布報告OOR情況的公告消息。例如，OOR情況可以i)發生在節點級(例如適應新的MPLS-TE LSP將使得對於給定的DS-TE類，MPLS-TE LSP的總數超過被配置的MPLS-TE LSP的最大數目並且/或者耗盡了LSR上的存儲器)，ii)發生在線路卡級(例如線路卡的LCFDB中的新的條目不能被創建來適應新的MPLS-TE LSP)或者iii)發生在鏈路級(例如適應新的MPLS-TE LSP將使得來自鏈路上的給定DS-TE類的LSP的總數超過被配置的可以由鏈路處理的MPLS-TE LSP的總數)。
根據本發明的技術，在處理由頭端節點發出的路徑消息(例如RSVP路徑消息)時遇到OOR情況的節點通過路徑錯誤消息將OOR情況報告給頭端節點。圖10A-B是根據本發明的技術可以被用於將OOR情況報告給發出路徑消息的頭端節點的一系列步驟的流程圖。
該流程開始於步驟1005並且進行到步驟1010，其中中間節點200獲得由頭端節點發出的路徑消息(例如RSVP路徑消息)。在步驟1015中，中間節點200例如根據RSVP處理所獲得的路徑消息。在步驟1020中，節點200判定就路徑消息的處理而言是否發生錯誤。如果沒有發生錯誤，則該流程進行到步驟1095(圖10B)，該流程結束。
在步驟1020中，如果就路徑消息的處理而言發生了錯誤，則該流程進行到步驟1025，其中路徑錯誤消息800被產生。例如，節點200通過在存儲器340中為路徑錯誤消息分配區域，以傳統的方式產生頭部810和錯誤對象830並將它們放在被分配的路徑錯誤消息800中來產生路徑錯誤消息800。
在步驟1030中，例如由節點200執行檢查來判定是否由於節點本身的OOR情況而發生錯誤。如果是，則流程進行到步驟1035，其中節點在路徑錯誤消息800中報告「節點OOR情況」並且流程進行到步驟1060。例如，中間節點200通過設置錯誤代碼837和錯誤值838欄位的值報告「節點OOR情況」以指示節點本身出現了OOR情況。
如果沒有由於節點本身的OOR情況發生錯誤，則流程進行到步驟1040，其中例如由節點200執行檢查來判定是否由於節點200上的一個或多個線路卡的OOR情況而發生錯誤。如果沒有，則流程進行到步驟1050。否則，流程進行到步驟1045，其中節點200在路徑錯誤消息800中報告線路卡的OOR情況。例如，節點200設置錯誤代碼837和錯誤值838欄位的值以指示遇到了OOR情況的線路卡。
在步驟1050中，例如由節點200執行檢查來判定是否由於節點200上的一個或多個鏈路的OOR情況而發生錯誤。如果沒有，則流程進行到步驟1060。否則，流程進行到步驟1055，其中節點200在路徑錯誤消息800中報告一個或多個鏈路的OOR情況。例如，節點200設置錯誤代碼837和錯誤值838欄位的值以指示遇到了OOR情況的鏈路。
在步驟1060中，中間節點200將路徑錯誤消息轉發給發出路徑消息的頭端節點。流程結束於步驟1095。
以上是針對本發明的特定實施例的描述。應當清楚在實現本發明的一些或全部優點的情況下可以對所描述的實施例進行其它的改變和修改。因此，所附權利要求書的目的在於包括本發明的精神和範圍內的所有這樣的改變和修改。
權利要求
1.一種報告與包含在數據網絡中的中間節點相關聯的實體資源不足(OOR)的方法，該方法包括以下步驟產生具有被配置為報告所述實體的一個或多個OOR情況的一個或多個類型-長度-取值(TLV)對象的公告消息；並且在所述一個或多個TLV對象中報告所述一個或多個OOR情況。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述實體是所述中間節點。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述實體是所述中間節點上的線路卡。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述實體是所述中間節點上的數據鏈路。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述一個或多個TLV對象是流量工程節點能力(TE_NODE_CAP)TLV對象。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述一個或多個TLV對象是流量工程鏈路能力TLV對象。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述一個或多個TLV對象包含被配置為報告所述實體的一個或多個OOR情況的一個或多個標記。
8.如權利要求7所述的方法，還包括以下步驟斷言包含在一個或多個TLV對象中的所述一個或多個標記，以報告所述實體資源不足。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述標記被包含在路由器OOR標記欄位中。
10.如權利要求8所述的方法，其中所述標記被包含在鏈路OOR標記欄位中。
11.如權利要求8所述的方法，其中每個標記與和所述實體相關聯的多協議標籤交換區分服務流量工程(DS-TE)類相關聯。
12.如權利要求11所述的方法，還包括以下步驟斷言一個或多個標記以報告與所述實體相關聯的一個或多個DS-TE類的OOR情況。
13.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟將所述公告信息洪泛到所述數據網絡上。
14.一種數據網絡中的中間節點，被配置為指示與所述中間節點相關聯的實體資源不足(OOR)，所述中間節點包括存儲器，其包含具有被配置為報告所述實體的一個或多個OOR情況的一個或多個TLV對象的公告消息；以及處理器，其被配置為在所述一個或多個TLV對象中報告所述實體的OOR情況。
15.如權利要求14所述的中間節點，還包括一個或多個線路卡，被配置為將所述公告消息傳送到所述數據網絡上。
16.如權利要求14所述的中間節點，其中所述一個或多個TLV對象包含指示所述實體的一個或多個OOR情況的標記。
17.如權利要求16所述的中間節點，其中所述處理器還被配置為斷言包含在所述TLV對象中的一個或多個標記以報告所述實體的所述一個或多個OOR情況。
18.如權利要求14所述的中間節點，其中每個標記與和所述實體相關聯的多協議標籤交換區分服務流量工程(DS-TE)類相關聯。
19.如權利要求14所述的中間節點，其中所述實體是所述中間節點中的線路卡。
20.如權利要求14所述的中間節點，其中所述實體是所述中間節點上的數據鏈路。
21.一種設備，被配置為指示與包含在數據網絡中的中間節點相關聯的實體資源不足(OOR)，所述設備包括用於產生包含一個或多個類型-長度-取值(TLV)對象的公告消息的裝置；用於在所述一個或多個TLV對象中報告所述實體的OOR情況的裝置。
22.一種計算機可讀介質，包含計算機可執行指令用於產生具有被配置為報告與包含在數據網絡中的中間節點相關聯的實體的一個或多個OOR情況的一個或多個類型-長度-取值(TLV)對象的公告消息；並且在所述一個或多個TLV對象中報告所述一個或多個OOR情況。
23.如權利要求21所述的計算機可讀介質，包含計算機可執行指令用於將所述公告信息洪泛到所述數據網絡上。
24.一種報告與包含在數據網絡中的中間節點相關聯的實體資源不足(OOR)的方法，所述方法包括以下步驟產生路徑錯誤消息；並且在所述路徑錯誤消息中報告路徑中的OOR情況。
全文摘要
本發明提供了一種系統和方法，用於以不涉及利用最大開銷來指示實體資源不足(OOR)的方式報告諸如節點、線路卡和數據鏈路的實體的OOR情況。數據網絡中的中間節點被配置有指示與中間節點相關聯的實體OOR的管理引擎(300)。存儲器(340)包含具有一個或多個被配置為報告實體的一個或多個OOR情況的TLV對象的公告消息。處理器(320)被配置為在一個或多個TLV對象中報告實體的OOR情況。
文檔編號H04L12/26GK101019372SQ200580030896
公開日2007年8月15日 申請日期2005年10月6日 優先權日2004年10月13日
發明者薩米·布索斯, 馬薩拉傑·斯瓦巴蘭, 戴維·D·沃德, 斯特凡諾·B·普雷維蒂, 讓-菲利普·瓦瑟爾, 洛多弗·費加羅, 拉沙德·A·拉赫曼 申請人:思科技術公司