應用於mpls網絡的服務實例的製作方法
2023-09-19 07:28:05
應用於mpls網絡的服務實例的製作方法
【專利摘要】使用路由系統LSA在MPLS域內分布全域唯一節點標識符和全域唯一的服務標識符。MPLS網絡上的節點為每個目的地計算最短路徑樹並且基於所計算的樹來設置單播轉發狀態。節點還在通告對共用服務標識符的共同興趣的節點之間設置多播連接。不是分布與單播和多播連接結合使用的標籤，而是節點確定性地計算標籤。可以計算任何數目的標籤上下文。標籤可以是對於每個單播路徑或每個多播來說全域唯一的，或者可以是本地唯一的並且被確定性地計算以提供用於相關聯路徑的轉發上下文。多播和單播路徑可以是全等的，不過這不是要求。
【專利說明】應用於MPLS網絡的服務實例
[0001]本申請是 申請人:巖星比德科有限公司於2011年5月13日提交的同名中國專利申請200980145336.4的分案申請。
[0002]相關申請的交叉引用
本申請要求2008年11月14日提交的美國臨時專利申請序號N0.61/114，558以及2009年3月27日提交的美國實用新型專利申請序號N0.12/412，589的優先權，通過引用將它們中的每一個的內容結合於此。
【技術領域】
[0003]本發明涉及通信網絡並且更特別地涉及用於使得服務實例的概念(not1n)能夠被應用於MPLS網絡的方法和設備。
【背景技術】
[0004]數據通信網絡可以包括各種交換機、路由器、集線器以及其他被耦合併且被配置成接收數據且在網絡上轉發數據的設備。這些設備將在本文中被稱為「網絡元件」。網絡元件通常不是數據的消費者，而是被用於接收且轉發數據以使得數據可以通過網絡。通過使得網絡元件能夠通過通信鏈路在彼此之間傳遞協議數據單元(例如幀、分組、信元或段)來通過網絡傳送數據。特別的協議數據單元可以由多個網絡元件來處理並且跨越多個通信鏈路，因為其通過網絡在其源和其目的地之間行進。
[0005]通信網絡上的各種網絡元件使用優選的規則集合(在本文中被稱為協議)彼此進行通信。不同的協議被用來管理通信的不同方面，例如應如何形成用於在網絡元件之間傳輸的信號，協議數據單元的各個方面應該看起來是什麼樣的，網絡元件應該如何通過網絡路由或處理協議數據單元，以及應該如何在網絡元件之間交換信息(例如路由信息)。
[0006]在乙太網網絡架構中，被連接到網絡的設備競爭在任何給定時間使用共享的電信路徑的能力。在多個網橋或節點被用於互連網絡段的情況下，常常存在到相同目的地的多個潛在路徑。該架構的優點是它提供網橋之間的路徑冗餘並且允許以附加鏈路的形式向網絡增加容量。然而，為了防止形成迴路，生成樹通常被用來約束在網絡上廣播業務的方式。因為路由是通過廣播幀並且等待響應而獲悉的，並且因為請求和響應二者將遵循生成樹，所以大多數(如果不是全部)業務將遵循作為生成樹的一部分的鏈路。這通常導致過度利用生成樹上的鏈路以及未充分利用不是生成樹的一部分的鏈路。
[0007]為了克服乙太網網絡固有的一些限制，在2006年10月2日提交的題為「ProviderLink State Bridging」的申請N0.11/537，775中公開了供應商鏈路狀態橋接網絡(鏈路狀態協議控制的乙太網網絡的一個示例)，通過引用將其內容結合在本文中。還在2007年
2月 5 日提交的題為 「MULTICAST IMPLEMENTAT1N IN A LINK STATE PROTOCOL CONTROLLEDETHERNET NETWORK」的美國專利申請N0.11/702, 263中進一步描述了 PLSB，通過引用將其內容結合在本文中。
[0008]PLSB使用諸如中間系統到中間系統(ISIS)之類的鏈路狀態協議來使得網絡元件能夠交換鏈路狀態路由信息。節點使用鏈路狀態路由信息來計算通過網絡的最短路徑。因為使用了最短路徑路由，所以可以從每個源節點來計算最短路徑樹以避免使用生成樹協議，以使得可以在網絡上增加鏈路利用。
[0009]MPLS網絡可以被構建在乙太網網絡或其他通信網絡上。在MPLS網絡中，使用信令協議來建立通過網絡的標籤交換路徑，以使得可以跨越網絡在任何期望路徑上轉發業務。在操作中，入口節點(標籤邊緣路由器或者簡稱LER)將接收分組並且確定分組將採用哪條路徑通過網絡。LER將外部標籤應用於分組並且在標籤交換路徑(LSP)上轉發分組。LSP上的標籤交換路由器(LSR)將接收分組、移除外部標籤、使用外部標籤來確定針對分組的下一跳(hop)、將新的外部標籤應用於分組、以及在網絡上將分組轉發到下一跳。該外部標籤將因此在分組通過網絡時在每一跳處被替換，直到該分組到達其目的地為止。
[0010]MPLS通過在MPLS網絡上的節點對之間建立標籤交換路徑來在各處建立單播連接。標籤交換路徑的設立要求標籤被分布到路徑上的每個節點，以使得節點可以商定什麼標籤將被用來使得分組能夠遵循通過網絡的路徑。通常被用來建立通過MPLS網絡的標籤交換路徑的一個協議通常被稱為標籤分布協議(LDP)，不過還研發了其他信令協議。使用信令機制，沿著標籤交換路徑建立標籤以使得標籤交換路由器可以讀取標籤，基於該標籤確定分組的輸出，以及應用新的標籤以沿著通過網絡的路徑轉發分組。信令協議被用來沿著該路徑設置(install)標籤以及用於業務的其他適當轉發狀態。標籤交換路徑定義MPLS網絡上的單播連接，其通常被提前任意地設立。
[0011]MPLS還具有通常使用的若干不同類型的標籤。一般來說，外部標籤將被用來針對特定分組而定義轉發上下文。當分組穿過網絡時該標籤常常被逐跳地替換。一旦分組已到達了轉發上下文為隱含(implicit)的區域，該外部標籤可以被彈出分組，這通常被稱為倒數第二跳彈出(penultimate hop popping)。轉發上下文通常在離開分組的最終目的地至少一跳處被認為是隱含的，並且因此術語倒數第二已被用來指該過程。然而，外部標籤可以在沿著網絡路徑的路由變得隱含的任何點處被移除。外部標籤是節點特定的，這意味著它們具有到網絡上的特定節點的含義。外部標籤不是全局唯一的值，而是可以在網絡的不同部分被重用。
[0012]MPLS使得多個標籤能夠被堆疊到給定分組上。常常是，如上文所提到的那樣，外部標籤被用來指定分組的轉發上下文。內部標籤(偽線標籤)常常被用來使得節點能夠在出口處對來自標籤交換路徑的分組進行解復用。為了這樣做，目的地節點將為由該目的地節點處理的每個服務實例分配偽線標籤。然後，目的地還將指示網絡上的其他節點在分組進入網絡時將偽線標籤應用於所述分組，以使得出口節點可以使用內部MPLS偽線標籤來確定如何轉發分組。因此，出口節點將為其服務實例分配偽線標籤並且與入口節點協調以將那些偽線標籤應用於進入網絡的業務。像外部標籤那樣，內部偽線標籤不是網絡唯一的，而是僅對於特定出口節點唯一。內部標籤的使用使得許多不同數據流被復用以用於通過MPLS網絡上的給定LSP進行傳輸。
[0013]在操作中，LER將內部偽線標籤和外部轉發標籤二者應用於MPLS網絡入口處的分組。外部標籤將被用於通過網絡轉發分組，且內部標籤可以被目的地節點用來轉發離開MPLS網絡的分組。這使得單次查找能夠被入口 LER執行並且使得標籤交換能夠被用來通過MPLS網絡轉發分組，並且由目的地節點用來將分組轉發離開MPLS網絡例如到達客戶端網絡。
[0014]一旦已經通過建立通過網絡的LSP的全集而建立了單播連接，多播連接就可以被構建在MPLS網絡之上。不幸的是，構建多播連接需要使用不同的信令協議，這使得多播構建得更慢並且更易於出錯。例如，節點使用諸如網際網路組管理協議(IGMP)之類的協議來加入和離開多播組，這使得節點添加節點並且從多播樹移除節點。當節點加入和離開多播組時，在MPLS節點上構建多播連接。將希望預訂多播的目的地節點發出加入消息並且中間節點使用所述加入消息來確定是否應該為特定多播添加轉發狀態。以這種方式來每次構建一個多播樹是耗時的並且計算上密集。因此，提供一種在MPLS網絡上實施多播的新方法是有利的。
【發明內容】
[0015]使用路由系統LSA將全域(domain-wide)唯一節點標識符以及全域唯一服務標識符分布在MPLS域內。MPLS網絡上的節點為每一個其它節點計算最短路徑樹並且基於全域唯一節點ID為每個節點設置單播轉發狀態。節點還在通告對服務標識符的共同興趣的節點之間設置多播連接。不是分布與單播和多播連接結合使用的標籤，而是節點確定性地創建標籤。所述標籤可以是每個單播路徑或每個多播全域唯一的，或者可以是本地唯一的並且被確定性地計算以為相關聯的路徑提供轉發上下文。可以使用任何數目的標籤，儘管在一個實施例中使用至少兩個標籤上下文，對於多播的每個服務一個並且對於多播的每個源一個，且對於多播的每個服務一個並且對於多播的每個目的地一個。可以使用更多標籤，只要它們被確定性地計算。
[0016]當在MPLS網絡處接收到分組時，標籤邊緣路由器將確定MPLS網絡上的分組的目的地並且將標籤應用於該分組。在標籤為全域唯一的情況下，MPLS網絡上的節點將把分組轉發到目的地，而不用在網絡上的每一跳處交換標籤。在標籤不是全域唯一的情況下，節點可以執行標籤交換以通過網絡轉發分組。多播和單播路徑可以是全等的(congruent)，不過這不是要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]利用所附權利要求的特定性來指出本發明的方面。在相似附圖標記指示類似元件的附圖中以示例的方式來說明本發明。僅為了說明而非意圖限制本發明的範圍的目的，下面的附圖公開本發明的各種實施例。為了清楚起見，不是每個部件都可以在每個圖中標記。在圖中:
圖1是說明由示例MPLS節點L通告全域唯一節點標識的示例MPLS通信網絡的功能框
圖；
圖2是圖1的示例MPLS通信網絡的功能框圖，其示出為MPLS節點中的一個建立的示例單播連接以使得MPLS網絡上的所有節點能夠向該MPLS節點轉發單播業務；
圖3是圖1的示例MPLS通信網絡的功能框圖，其示出由若干MPLS節點通告對共用服務實例的興趣；
圖4是圖1的示例MPLS通信網絡的功能框圖，其示出在已經通告了對共用服務實例的興趣的MPLS節點之間建立的示例多播連接； 圖5是被用來在MPLS網絡(例如在圖1-圖4中示出的示例MPLS網絡)上建立單播連接的過程的流程圖；
圖6是被用來在MPLS網絡(例如在圖1-圖4中示出的示例MPLS網絡)上建立多播連接的過程的流程圖；以及
圖7是可以被用來實施本發明的實施例的示例MPLS節點的功能框圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出將被用來解釋本發明的實施例的實施方式的示例MPLS通信網絡。在圖1所示的實施例中，MPLS通信網絡10具有由鏈路14互連的多個節點12。MPLS網絡通常運行諸如開放最短路徑優先(OSPF)或中間系統到中間系統(IS-1S)之類的鏈路狀態路由協議。路由系統使得節點能夠發送出通告以向其他節點通知它們連接到的鏈路的狀態。這些通告將在本文中被稱為鏈路狀態通告(LSA)。一般來說，LSA將不僅識別節點而且還識別其鄰近節點。節點偵聽LSA並且使用包含在LSA中的信息來構建MPLS網絡的拓撲結構的公共視圖，其被存儲在節點的鏈路狀態資料庫(LSDB)中。然後節點可以根據需要使用鏈路狀態資料庫來計算通過MPLS網絡的路由。
[0019]在一個實施例中，節點使用LSA來傳送全域唯一節點標識值，在本文中被稱為「節點標識符」或「節點ID」。節點ID在域中是唯一的並且是確定性的。節點ID被用於源和目的地標識。在一個實施例中，節點ID是MPLS標籤，其可以被網絡上的任何其他節點用來將單播業務轉發到與該節點ID相關聯的節點。對於單播業務來說，標籤標識網絡上的目的地，並且例如可以標識目的地節點。相反，對於多播來說，標籤由源節點指定並且該標籤唯一地標識MPLS網絡上的MPLS服務實例。可以使用任何數目的標籤，儘管在一個實施例中使用至少兩個標籤上下文，對於多播的每個服務一個並且對於多播的每個源一個，且對於多播的每個服務一個並且對於多播的每個目的地一個。還可以使用更多標籤，只要它們被確定性地計算。
[0020]網絡上的節點分布被用來計算並設置轉發狀態的唯一服務實例。單播轉發狀態基於在目的地節點處終止的服務實例，而多播轉發狀態基於起源於源節點處的服務實例。針對從每個節點到預定目的地節點的單播服務實例，沿著到目的地節點的最短路徑樹設置單播轉發狀態。從源節點到通告對服務實例的共同興趣的任何其他節點設置多播轉發狀態。通過使連接基於全域唯一服務實例值，單播連接和多播連接二者可以由節點以相同的方式來建立。此外，因為可以使用路由系統來通告對服務實例的興趣，所以不需要單獨的信令協議來在MPLS網絡上建立單播或多播連接。轉發狀態也可以被確定性地計算，以避免使用用於標籤分布的標籤分布協議。因此，多播和單播連接二者可以基於服務實例而被建立，並且可以計算而不是用信號發送(signal)針對服務實例的必要轉發狀態。這允許使用路由協議並且消除對通常在MPLS網絡上使用的若干其他協議的需要。
[0021]在一個實施例中，節點ID可以被用作外部標籤以使得業務能夠被轉發到MPLS網絡上的目的地節點。在該實施例中，因為節點ID是全域唯一的，所以MPLS網絡上的節點可以設置轉發狀態以使得標記有節點ID的任何分組將沿著朝向目的地的最短路徑樹被交換。在該實施例中，當分組穿過網絡時節點交換標籤是沒有理由的；更確切地說在每一跳處可以使用相同標籤以使得不需要路徑上的節點之間的協調來使得業務能夠通過MPLS網絡被轉發。
[0022]在另一實施例中，不是使用用於到目的地的單播業務的全域唯一標籤值，而是網絡上的節點可以確定性地創建要被用來朝向網絡上的每個目的地轉發數據的標籤。如上所指出的那樣，網絡上的每個節點具有網絡拓撲結構的同步視圖，並且將為網絡上的每個節點計算最短路徑樹。作為該計算的一部分，節點可以計算什麼標籤應該被用來在最短路徑樹上轉發業務。同樣地，節點可以計算當在該樹上將業務轉發到目的地時其相鄰節點將使用什麼標籤。節點可以為這些標籤設置轉發狀態以使得標籤空間可以在網絡上被重用。然而，因為標籤被計算而不是被用信號發送，所以不需要節點使用LDP或另一種標籤信令協議來在網絡上建立LSP。
[0023]例如，在圖1中節點L已傳送了包含MPLS標籤的鏈路狀態通告16，所述MPLS標籤將被用作MPLS網絡上的節點L的節點ID。如在圖2中所示出的那樣，MPLS網絡上的節點將使用來自路由系統的網絡拓撲結構以確定到網絡上的每個節點的最短路徑樹18。在圖2中使用較深的線示出了最短路徑樹。當節點接收到包含節點ID的鏈路狀態通告時，MPLS網絡上的節點將使用路由系統來計算到已傳送通告的節點的最短路徑樹。網絡上的節點還將計算被用來沿著樹將業務轉發到節點的標籤，該節點將轉發狀態設置在其轉發資料庫中以使得它能夠將具有所計算的MPLS標籤的分組轉發到節點。在一個實施例中，節點ID可以是標籤，其可以被網絡上的所有節點用來向該節點轉發MPLS業務。在該實施例中將不需要節點來執行標籤交換，但是可以簡單地朝向目的地節點轉發標記有節點ID MPLS標籤的業務。這要求MPLS標籤是全域唯一的。在另一實施例中，如果不使用全域唯一的MPLS標籤，則節點可以計算要被用來轉發業務的標籤並且基於所計算的標籤來設置轉發狀態。在任一個實施例中，不需要信令來在網絡上交換標籤。
[0024]在圖1中，節點L已傳送包含節點ID=L的鏈路狀態通告。節點ID是MPLS標籤。每個節點將確定它是否在到節點L的最短路徑上，並且如果是的話，設置轉發狀態以使業務在樹上朝向節點L轉發。標籤可以是全域唯一的，並且在整個網絡範圍內都是一致的，或者節點可以計算不同標籤並且然後在朝向目的地轉發業務時對它們進行交換。
[0025]在操作中，當分組到達網絡的邊緣時，標籤邊緣路由器可以執行查找並且確定應該將分組轉發到網絡上的節點L。然後標籤邊緣路由器將用於節點L的標籤(節點L的節點ID)附著於分組並且將該分組轉發到MPLS網絡上。MPLS網絡上的每個節點具有將使得節點能夠在最短路徑樹上朝向節點L轉發分組的轉發狀態。
[0026]例如，如果節點A接收到分組20，則它將執行查找以確定如何在網絡上轉發分組。在該示例中，節點A將確定分組應該被轉發到節點L。節點A將MPLS標籤22附著於標識節點L的分組並在網絡上轉發該分組。節點E將接收到分組，讀取標籤22，並且將分組轉發到節點H。注意，在該示例中，節點E不替換標籤而是使用相同的標籤。網絡上的每個MPLS節點將執行這樣的讀取標籤22的相同過程並且然後再次應用相同的標籤以使得分組在網絡上的每一跳處使用相同的標籤。可選地，標籤22可以在最後的節點H處被彈出，或者在網絡上的轉發為隱含的別的地方以類似於倒數第二跳彈出的方式被彈出。從標籤計算的觀點來說該實施例提供了相對簡單的操作，因為每個節點使用相同的標籤來將業務轉發到目的地。本發明不限於以這種方式，因為還可以使用將使得節點能夠計算將被用來在MPLS路徑上轉發業務的其他標籤計算過程。[0027]以MPLS標籤的形式傳送全域唯一節點ID，並且然後使用路由系統來為該標籤/節點綁定設置轉發狀態，使得能夠在MPLS網絡上建立單播連接，而不需要在網絡上用信號發送單獨的標籤交換路徑。典型地，節點L將需要與網絡上的其他節點中的每一個建立單獨的標籤交換路徑。通過使用路由系統來建立單播連接，可以消除傳統的LSP信令。
[0028]還可以通過將服務實例的概念引入MPLS網絡來實施多播連接。如在本文所使用的那樣，術語「服務實例」將被用來指感興趣的多播或單播組。網絡上的節點可以使用路由系統鏈路狀態通告來通告對服務實例的興趣。與節點ID—樣，服務實例是MPLS標籤並且是全域唯一的值。服務實例上的節點使用IS-1S LSA來通告它們對服務實例的興趣。而節點ID標識目的地節點，在多播背景中，服務標識符標識多播的源。
[0029]當MPLS網絡上的節點接收到包含服務實例的LSA時，它將確定它是否在通告對服務ID的興趣的節點和與該服務實例相關聯的源節點之間的最短路徑上。在多播的源與通告對相同服務實例的共同興趣的另一節點之間的最短路徑上的任何節點將在它們的轉發資料庫中設置用於服務實例的轉發狀態。因為服務實例是MPSL標籤，所以設置用於服務實例的轉發狀態將使得節點能夠在通過MPLS網絡的最短路徑上轉發標記有服務實例標籤的任何分組。因此，可以簡單地通過使得節點通告對服務實例的興趣來創建MPLS多播連接。網絡上的MPLS節點然後可以確定性地創建用於多播樹的路徑，而不需要在網絡上單獨地用信號發送多播樹。因此，MPLS多播可以與單播同時建立並且使用相同的機制，而不需要使用LDP或其他協議來交換標籤，並且不需要使用單獨的多播組管理協議例如IGMP。
[0030]例如在圖3中，假設服務實例100將是源於節點L處的業務的多播流。節點L將通告對服務實例=100的興趣，以使得網絡上的所有節點都知道節點L是具有服務ID=10的多播的源。服務實例ID是節點L將用於在MPLS網絡上傳送多播業務的多播標籤。
[0031]在圖3所示的示例中，假設節點A和節點D將希望接收與服務實例=100相關聯的多播業務。這些節點中的每一個將傳送包含它們感興趣加入的多播的服務ID的鏈路狀態通告。因此，節點A和D將傳送包含服務ID=10的LSA。鏈路狀態通告將在MPLS網絡上被湧送(flood)。接收到鏈路狀態通告的每一個節點將檢查來看它是否在多播的源和通告通常對相同服務實例的共同興趣的葉節點之間的最短路徑上。節點E例如將確定它在節點A和節點L之間的最短路徑上並且將用於與服務實例相關聯的多播標籤的轉發狀態設置在其轉發表中。類似地，節點H將確定它在節點A和節點L之間的最短路徑上，並且它在節點D和節點L之間的最短路徑上。因此，節點H將設置轉發狀態以使從節點L接收的業務被複製並且通過兩個埠輸出，即一個埠到D和一個埠到A。在圖4中使用較粗的線來示出不例多播樹。
[0032]網絡上的每個節點將計算用於多播的服務標籤並且適當地設置用於多播的轉發狀態。多播可以使用全域唯一多播MPLS標籤，其唯一地標識MPLS網絡上的多播。在該實施例中，不需要節點來執行標籤交換，而是所有都設置用於全域唯一 MPLS標籤的轉發狀態。可替換地，節點可以計算要被用於多播的標籤並且設置用於所計算的標籤的轉發狀態。
[0033]當節點L接收到與多播相關聯的分組時，它將標籤24附著於分組以將分組標識為服務實例100的部分。可選地，節點還可以附著(使用源節點ID)標識源節點的第二標籤，並且將其用作外部標籤。一旦已經應用了(一個或多個)標籤，節點L然後就將在網絡上轉發多播分組。當節點H接收到分組時，它將讀取標籤並且執行查找以確定它應該通過哪個或哪些埠來轉發分組。節點H將確定它應該朝向節點E和節點D轉發分組，並且將複製分組且在朝向那些節點的埠上輸出分組。如果全局唯一的標籤被用於服務實例，則節點H將把與分組到達時附著於分組的標籤相同的標籤應用於分組，以使得該分組將在網絡上的每一跳處使用相同的標籤。否則，如果標籤已被確定性地計算，則節點將在在網絡上轉發分組之前將原始標籤交換成新的標籤。在轉發狀態為隱含的地方，例如在節點H和節點D之間的鏈路上，可彈出標籤。可以單獨基於服務標籤或者在使用源標籤的情況下基於服務標籤與源標籤的組合來執行轉發。
[0034]根據本發明的實施例，被用來創建多播和單播路徑的服務標籤被確定性地計算。這使得能夠創建MPLS路徑而不需要使用單獨的信令協議(B卩，能夠被用來設立並且拆除路徑的路由協議)來用信號發送路徑。在一個實施例中，MPLS多播使用用於樹的每個根的標籤空間。當它那樣做了時它使用上遊定義的標籤。必須通過適合於20或更少比特的MPLS標籤空間的唯一標識符來通告源。通過可以成為外部標籤的上下文來標識標籤空間。節點可以計算每個平臺空間之中的每個源節點的外部標籤空間。每個節點計算節點標識符以使得在所有目的地上創建節點標識符。
[0035]多播操作:多播分組包括兩個標籤:外部標籤(來自在所有節點上是相同的每個平臺空間)，以及內部標籤(其提供源「節點標識符」。內部標籤是全域標籤。內部標籤基於每個源的基礎並且在域中僅被設置在支持該多播樹的節點上。全域唯一內部節點基於「月艮務標識符」。
[0036]所有節點進行所有對的最短路徑計算從而創建來自每個源的樹。當節點位於兩個通告對特定服務實例的興趣的目的地之間的最短路徑上時，節點為源節點和通過該節點的每個服務標識符設置標籤空間。
[0037]轉發操作包括讀取MPLS多播上下文並且然後基於節點標識符在每個源標籤空間中查找。外部標籤可以被移除但是第二(內部)標籤確定出口埠集合。外部標籤可以被添加回去並且為每個外出的埠複製分組。
[0038]單播操作:單播分組類似地包括相同的兩個標籤。外部標籤是基於目的地「節點標識符」的全域唯一標籤。可替換地，單播路徑上的標籤可以被確定性地計算。內部標籤基於每個目的地基礎並且僅在出口上被檢驗。
[0039]所有內部和外部標籤以及/或者標籤上下文經由ISIS而被分布。所有節點進行所有對的最短路徑計算從而創建來自每個源的樹。當節點位於兩個目的地之間的最短路徑上時，如果存在共用的服務標識符則節點為目的地節點設置目的地標籤。服務標識符可以被標識為控制平面中的源或接收器(sink)並且因此可以創建單向業務。服務可以組合多個服務標識符。服務標識符可以與唯一的拓撲結構標識符相關聯。
[0040]可選地，在一個實施例中，如果所有計算都是唯一確定的，則單播路徑將與多播全等。然而，本發明不限於這種方式，因為確定通過網絡的路徑的不同過程可以被用於單播而不是用於多播。當已經使用了最短路徑樹時，這致力於確定性的所有形式的樹。因此，可以使用其他類型的確定性樹來代替最短路徑樹。此外，如果某些「節點標識符」標籤比特被用於標識為等同的樹創建標識符的不同路徑，則多路徑是可用的。
[0041]業務操縱的MPLS將使用類似於定義點到點或點到多點的標籤的多播標籤的標籤。服務標籤空間必須被分開以允許業務操縱的服務。服務標籤可以被定義為源和接收器並且還可以被定義為業務操縱的或者不是業務操縱的。關於帶寬和路徑的附加信息將必須在鏈路狀態通告中被通告以實現通過網絡建立業務操縱的路徑。
[0042]組織用於多播和單播二者的服務標識符，並且然後將邊緣處的服務映射到這些組，從開始就提供支持多播的拓撲結構，而不是事後的想法。
[0043]創建服務實例允許描述多播服務以使得只需要簡化的信令(即使用ISIS鏈路狀態通告)。將服務組的所有通告移動到鏈路狀態允許將模型從信令的當前模型移動到計算之一，從而實現沒有信令的快速收斂。MPLS當前使用標籤分布協議來創建標籤交換路徑。通過使用服務實例，有可能消除標籤分布信令以便提供類似於乙太網的具有可裁減的(tailorable)多播和單播的服務模型，並且通過MPLS核心確保乙太網PBB服務的適當連接。
[0044]圖5示出根據本發明的實施例在MPLS網絡上建立單播連接的過程的流程圖。如圖5所示，MPLS網絡上的節點交換鏈路狀態路由通告(100)以使得每個節點具有網絡拓撲結構的同步視圖。網絡上的每個節點被分配將被用於向該節點轉發單播業務的全域節點ID(MPLS標籤)(102)。節點使用鏈路狀態通告來通告它們的節點ID (104)並且網絡上的節點計算到每個節點的最短路徑樹(106)。節點然後將在最短路徑樹上設置轉發狀態，以使得包含目的地節點ID作為標籤的單播業務能夠在到目的地的最短路徑樹上被轉發(108)。節點ID可以在轉發標籤上使用或者節點可以確定性地計算將由樹上的上遊節點使用的轉發標籤且確定性地計算應該用於朝向目的地轉發業務的轉發標籤。當在MPLS網絡的入口處接收到分組時，基於目的地的標籤將被附著於該分組(110)。該標籤將基於目的地節點ID。入口節點然後將分組轉發到MPLS網絡上並且最短路徑樹上的節點將通過MPLS網絡將分組轉發到出口節點(112)。
[0045]圖6是根據本發明的實施例在MPLS網絡上建立多播連接的過程的流程圖。如在圖6中示出的那樣，全域服務標識符被分配給要在MPLS網絡上載送的每個多播(120)。想要參與到多播中的每個節點使用鏈路狀態路由通告來通告服務標識符(122)。節點使用預先計算的最短路徑樹來確定它們是否在多播源和通告對多播的興趣的節點中的一個或多個之間的最短路徑上(124)。通告對相同服務實例的共同興趣的兩個節點之間的最短路徑上的任何節點將設置用於該服務實例的轉發狀態(126)。當要在多播樹上載送的業務到達時，入口節點將把多播服務標籤附著於每個分組並且將所述分組轉發到MPLS網絡上(128)。MPLS網絡上的節點將使用用於多播的轉發狀態來選擇性地在MPLS網絡上將多播業務從源節點轉發到對接收該業務感興趣的其他節點(130)。
[0046]圖7示出示例MPLS網絡元件的功能框圖。如在圖7中所示出的那樣，MPLS網絡元件包括路由功能70，其從其他節點接收鏈路狀態通告並且使用所述鏈路狀態通告來生成鏈路狀態資料庫72。該鏈路狀態資料庫包含關於網絡拓撲結構的信息並且被網絡元件用來計算生根於(root at)網絡的每個節點處的最短路徑樹。
[0047]根據本發明的實施例，路由功能還從鏈路狀態通告接收標籤信息並且使用該標籤信息來對轉發功能74進行編程。該標籤信息包括節點標識符(其是標識網絡上的節點的標籤)以及服務標識符(其是標識網絡上的服務實例的標籤)。
[0048]當路由功能接收到包含節點ID的鏈路狀態通告時，它將轉發狀態設置到轉發功能中以使得標記有節點ID的業務能夠被轉發到正確的輸出埠，從而業務將遵循到網絡上的目的地節點的最短路徑樹。在操作中，轉發功能將讀取標籤以為業務確定下一跳並且將業務轉發到用於連接到所確定的下一跳的適當的埠的排隊功能76。可以在傳送分組之前通過轉發功能或排隊功能來應用服務標籤。
[0049]當路由功能接收到包含服務ID的鏈路狀態通告時，它將更新其鏈路狀態資料庫以包括服務ID和發布鏈路狀態通告的節點之間的關聯。路由功能還將就也通告了對相同服務ID的興趣的其他節點而搜索其鏈路狀態資料庫。然後，每當節點在通告對相同服務實例的共同興趣的兩個節點之間的最短路徑上時，節點將用於服務實例的轉發狀態設置到轉發功能中。
[0050]在網絡元件12是標籤邊緣路由器的情況下，路由功能還可以維護額標籤資料庫78，其將被封裝功能80用來在業務到達網絡上時標記業務。當來自MPLS網絡外部的分組到達網絡元件12時，分組將被分類並且標籤將被附著。在分組是單播分組的情況下，將獲得用於單播分組的目的地標籤並且通過封裝功能來添加。在分組是多播分組的情況下，將獲得用於多播分組的基於源的多播標籤並且通過封裝功能來添加。可選地，封裝功能還可以將一個或多個內部標籤添加到分組。所封裝的分組然後將被發送到轉發功能以便從適當的埠轉發出以到達MPLS網絡上。
[0051]上面所描述的功能可以被實施為程序指令集合，其可以被存儲在計算機可讀存儲器中並且在計算機平臺上的一個或多個處理器上被執行。然而，對於本領域技術人員將是顯而易見的是，本文所描述的所有邏輯可以使用分立的部件、集成電路(例如專用集成電路(ASIC))、結合可編程邏輯器件(例如現場可編程門陣列(FPGA)或微處理器、狀態機或包括其任何組合的任何其他設備)使用的可編程邏輯來體現。可編程邏輯可以被暫時或永久地固定到可觸摸的介質(例如只讀存儲器晶片、計算機存儲器、硬碟或其他存儲介質)中。所有這樣的實施例都意圖落入本發明的範圍內。
[0052]應該理解，在附圖中示出並且在說明書中描述的實施例的各種改變和修改可以在本發明的精神和範圍內進行。因此，意圖使得包含在上文的描述中並且在附圖中示出的所有主題將以說明性而非限制的意義解釋。
【權利要求】
1.一種使得服務實例能夠被應用於MPLS網絡的方法，該方法包括以下步驟: 通過MPLS網絡中的網絡元件來交換路由通告以使得網絡元件能夠具有MPLS網絡的拓撲結構的同步視圖； 由MPLS網絡上的第一 MPLS網絡元件通告在路由通告之一中的全域唯一服務標識符；以及 由第二 MPLS網絡元件根據第二 MPLS網絡元件的MPLS網絡的拓撲結構的同步視圖、通過確定第二 MPLS網絡元件是否在生根於第一 MPLS網絡元件的最短路徑樹上而計算是否設置MPLS標籤，以設置用於服務標識符的轉發狀態。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述全域唯一服務標識符是全域唯一網絡元件節點標識符。
3.根據權利要求2所述的方法，其中節點標識符是全域唯一MPLS標籤。
4.根據權利要求3所述的方法，其中全域唯一MPLS標籤可以被用來向MPLS網絡上的第一網絡元件轉發單播業務。
5.根據權利要求4所述的方法，其中如果第二MPLS網絡元件設置用於服務標識符的轉發狀態，則第二MPLS網絡元件將設置用於全域唯一MPLS標籤的轉發狀態，以使由第二MPLS網絡元件接收的包含全域唯一 MPLS標籤的任何分組將被朝向第一 MPLS網絡元件轉發。
6.根據權利要求1所 述的方法，其中還包括由第二MPLS網絡元件計算要被用於轉發與服務實例相關聯的業務的至少一個MPLS標籤。
7.根據權利要求6所述的方法，其中計算所述至少一個MPLS標籤的步驟包括確定可以被用來轉發與服務實例相關聯的業務的全域唯一 MPLS標籤。
8.根據權利要求7所述的方法，其中全域唯一MPLS標籤是與MPLS網絡上的目的地節點相關聯的單播標籤。
9.根據權利要求7所述的方法，其中全域唯一MPLS標籤是與多播的源相關聯的多播標籤。
10.根據權利要求6所述的方法，其中計算至少一個MPLS標籤的步驟包括以確定性的方式計算要被用來轉發與服務實例相關聯的業務的MPLS標籤。
11.根據權利要求1所述的方法，其中由第二MPLS網絡元件根據第二 MPLS網絡元件的MPLS網絡的拓撲結構的同步視圖來計算的步驟包括確定相同的服務標識符是否已經被MPLS網絡上的第三MPLS網絡元件通告，並且如果是這樣的話，則確定第二MPLS網絡元件是否在所述第一 MPLS網絡元件和所述第三MPLS網絡元件之間的轉發路徑上。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述第三網絡元件是與服務標識符相關聯的多播源，並且其中第一網絡元件是與服務標識符相關聯的多播訂戶。
13.根據權利要求11所述的方法，其中轉發路徑是第一MPLS網絡元件和第三MPLS網絡元件之間的最短路徑。
14.一種使得服務實例能夠被應用於MPLS網絡的方法，該方法包括以下步驟: 由MPLS網絡上的MPLS網絡元件的子集通告對多播服務實例的興趣，所述多播服務實例是全域唯一值； 如果其它網絡元件在通告對相同多播服務實例的共同興趣的兩個網絡元件之間的最短路徑上，則由MPLS網絡上的其它網絡元件中的每一個選擇性地設置用於多播服務實例的轉發信息； 其中經由在MPLS網絡上使用的鏈路狀態路由系統來實施通告步驟。
15.根據權利要求14所述的方法，其中轉發信息是與服務實例相關聯的全域唯一標籤，以至於不需要在MPLS網絡上用信號發送標籤就使得MPLS網絡上的網絡元件能夠設置轉發信息。
16.根據權利要求14所述的方法，其中轉發信息不是全域唯一的而是由MPLS網絡上的每一個節點確定性地計算的，以至於不需要在MPLS網絡上用信號發送標籤就使得MPLS網絡上的網絡元件能夠設置轉發信息。
17.一種MPLS網絡，包括: 多個MPLS節點，被配置成運行鏈路狀態路由協議以使得每一個MPLS節點能夠構建MPLS網絡的同步視圖，所述MPLS節點被配置成經由鏈路狀態路由協議來通告對服務實例的興趣，並且在通告對特定服務實例的共同興趣的節點對之間設置轉發狀態，所述MPLS節點還被配置成計算 與轉發狀態結合使用的標籤而不是用信號發送與轉發狀態結合使用的標籤。
【文檔編號】H04L12/701GK104038417SQ201410196500
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2009年11月5日 優先權日:2008年11月14日
【發明者】D.費迪克 申請人:巖星比德科有限公司