支持偽線標籤反射的二層虛擬專網設備和組網方法
2023-08-06 04:28:06 1
專利名稱：支持偽線標籤反射的二層虛擬專網設備和組網方法
技術領域：
本發明涉及虛擬專網技術，尤其涉及二層虛擬專用網絡(L2 VPN)技術。
背景技術：
通過偽線PW(Pseudo Wire)封裝並傳送二層協議數據單元(L2 PDU)，可以穿過IP/MPLS(多協議標籤轉換)骨幹網提供仿真二層服務，稱為二層虛擬專用網絡L2 VPN。目前基於提供商的L2 VPN有兩種類型其一是VPWS(Virtual Private Wire Service，虛擬專線服務)。VPWS框架協議(《PWE3 Architecture》，draft-ietf-pwe3-arch-04.txt)給出了提供端到端的偽線仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，PWE3)服務的網絡模型，VPWS信令協議(《Pseudo Wire Setup and Maintenance using LDP》，draft-ietf-pwe3-control-protocol-06.txt)給出了在骨幹網絡邊緣設備PE(通常稱為提供商邊緣設備，Provider Edge)之間建立和維護偽線的標籤分發協議LDP(Label Distribution Protocol)信令機制。
其二是VPLS(Virtual Private LAN Service，虛擬專網服務)，VPLS在PE設備之間建立偽線的基礎上，增加了基於二層地址交換的功能，VPLS網絡中，偽線的建立和維護有LDP和多協議擴展邊沿網關協議(MP-BGP，Multiprotocol-extension Border Gateway Protocol)兩種信令機制，但許多設備製造商傾向於支持用LDP作為VPLS的信令(《Virtual Private LAN Servicesover MPLS》，draft-ietf-12vpn-vpls-ldp-03.txt)。
上述兩種L2VPN網絡中，利用LDP建立和維護偽線的網絡模型是扁平的，必須在提供偽線的PE設備之間建立端到端的骨幹網絡隧道(又稱分組交換網絡隧道，Packet Switched Network Tunnel，PSN Tunnel)和直接的LDP信令會話連接。當網絡變得非常大，骨幹網上偽線業務呈爆炸性增長時，這種全網狀的隧道和信令連接將導致伸縮性方面的問題。另外，當需要提供跨域的偽線服務時，如何建立眾多的跨域的PSN隧道和LDP會話連接更是需要解決的問題。
本發明為了改進L2 VPN網絡的可伸縮性，提出了一種稱為LDP反射器的設備，並擴展了PE設備支持LDP反射器的能力，給出了利用LDP反射器組建L2 VPN網絡的組網方法。在本發明所描述的可伸縮的L2 VPN網絡中，參與偽線服務的兩端PE設備可以分別與反射器建立星形或者半網狀的隧道和信令會話連接，避免了出現全網狀的PSN隧道和LDP信令會話，還可以通過反射器提供跨域的偽線服務。
發明內容
本發明提出了一種支持偽線標籤反射的LDP反射器，包括以下模塊反射器模式策略管理模塊，該模塊決定LDP反射器採用何種模式中繼轉發偽線標籤；本地/鄰居能力配置模塊，可以指定本路由器是否具有偽線標籤反射能力；會話管理模塊，該模塊保存並維護LDP會話對反射器能力的支持信息；偽線標籤接收模塊，該模塊接收偽線標籤消息，如果該偽線標籤消息的目標PE設備不是自己，則交給本地中繼的偽線管理模塊處理；
本地中繼的偽線管理模塊，該模塊保存並維護經自己中繼的偽線狀態，並根據反射器模式策略管理模塊的反射器模式決定是否及如何修改偽線標籤消息中的信息，把偽線標籤消息交給偽線標籤發送模塊處理；偽線標籤發送模塊，該模塊將偽線標籤消息發送給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居。
此外，本發明還提出了一種支持偽線標籤反射的PE設備，擴展了PE設備支持LDP發射器的能力，包括以下模塊會話管理模塊，該模塊保存哪些鄰居是偽線標籤反射器的信息，這些信息可以來源於配置信息，也可以來源於能力協商機制；偽線標籤接收模塊，該模塊接收偽線標籤消息，如果偽線標籤消息的目標PE是自己，則交給本地作為PE的偽線管理模塊處理；本地作為PE的偽線管理模塊，該模塊保存並維護自己作為PE的偽線狀態；偽線標籤發送模塊，該模塊將偽線標籤消息發送給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居。
本發明給出了利用發明的反射器組建L2 VPN的組網方法，包括以下步驟步驟(1)反射器和PE通過配置或自動協商的方法確定鄰居對反射器支持的能力及是否反射器鄰居；步驟(2)來自源PE的偽線標籤映射消息不僅僅傳送給偽線另一端的目標PE設備，也傳遞給建立了LDP會話的所有反射器。通過在LDP偽線標籤消息中擴充關於偽線兩端PE的信息，LDP反射器得以識別偽線標籤消息的目的PE，即轉發的目標；步驟(3)反射器從源PE設備，或者反射器收到偽線標籤映射消息後，向目標PE設備及其它反射器轉發偽線標籤映射消息；步驟(4)目標PE設備或反射器收到偽線標籤映射消息後，選擇與標籤映射消息中的下一跳標籤交換路由器之間的隧道，作為與標籤映射消息中的偽線標籤關聯的PSN隧道；步驟(5)目標PE由接入電路收到L2PDU時，從收到的偽線標籤映射消息中，根據下一跳優先級信息確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳，可以選擇其中優先級最高的一個，也可以在多個路徑上負荷分擔；步驟(6)反射器收到以自己為偽線分配的標籤封裝的MPLS包時，從自己收到的該偽線標籤映射消息中根據下一跳優先級信息確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳，可以選擇其中優先級最高的一個，也可以在多個路徑上負荷分擔。
本發明還提出了利用所發明的反射器的擴展能力，建立和維護跨域的偽線服務的兩種模式。一種是以ASBR(或者稱為ASBLSR，自治系統邊界標籤交換路由器)作為反射器，工作在nexthop self(自己充當標籤轉發路徑LSP下一跳)模式，從源PE的L2 VPN接口收到的L2 PDU首先封裝在第一自治系統邊界標籤交換路由器ASBLSR-1分配的偽線標籤內，通過源PE和ASBLSR-1之間的第一PSN隧道發送到ASBLSR-1，將偽線標籤替換為由第二自治系統邊界標籤交換路由器ASBLSR-2分配的偽線標籤，並發送給ASBLSR-2，再一次替換偽線標籤，通過ASBLSR-2和目標PE之間的第二PSN隧道發送給目標PE，最後轉發到目標PE的L2 VPN接口上。
另一種是在兩個自治系統中另外安排兩個反射器，工作在nexthop self模式，從源PE的L2 VPN接口收到的L2P PDU首先封裝在反射器1分配的偽線標籤內，通過源PE和反射器1之間的第一PSN隧道發送到反射器1，將偽線標籤替換為反射器2分配的偽線標籤，通過反射器1和反射器2之間的第二PSN隧道發送給反射器2，再一次替換偽線標籤，通過反射器2和目標PE之間的第三PSN隧道發送給目標PE，最後轉發到目標PE的L2 VPN接口上。
與現有技術相比，本發明通過在L2 VPN網絡中引進LDP反射器，並擴展PE設備支持LDP反射器的能力，使得參與偽線服務的PE設備可以分別與反射器建立星形或者半網狀隧道和信令會話連接，通過反射器中繼標籤映射消息和偽線上的數據流，避免出現全網狀的PSN隧道和LDP信令會話，增強了網絡的可伸縮性，有利於網絡的運營和管理，還可以通過反射器提供跨域的偽線服務。
圖1是本發明的反射器組成框圖。
圖2是本發明的具備支持反射器能力的PE設備組成框圖。
圖3是本發明的具有偽線標籤反射器的網絡工作過程圖。
圖4是本發明的簡單中繼模式反射器組網方式原理圖。
圖5是本發明的nexthop self模式反射器組網方式原理圖。
圖6是本發明的多個反射器組網方式原理圖。
圖7是本發明的ASBR充當反射器的跨域偽線服務原理圖。
圖8是本發明的ASBR不充當反射器的跨域偽線服務原理圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖與具體實施方式
對本發明做進一步的詳細描述
一條雙向的偽線實際上是由兩條單向的標籤轉發路徑(LSP)組成，為簡單起見，並不失一般性，本說明書中如無特別說明，僅用一個數據流方向的LSP討論偽線。這個方向的入口LSR稱為入口PE，或上遊PE；這個方向的出口LSR稱為出口PE，或下遊PE。標籤從下遊向上遊分發，信令消息的方向和LSP的方向是相反的，對於信令而言，下遊PE稱為源PE(Source PE)，上遊PE稱為目標PE(Target PE)。
本發明所發明的「支持偽線標籤反射的L2 VPN設備」，包括「LDP反射器」和「支持偽線標籤反射的PE設備」。LDP反射器具有如下特徵1)可以識別鄰居對反射器的支持能力和反射器鄰居；2)能夠將從「支持偽線標籤反射的PE設備」或「反射器」鄰居處收到的偽線標籤消息向偽線標籤消息的目標PE及其它反射器轉發；3)反射器轉發偽線標籤消息時，可以根據策略指明自己充當偽線上數據轉發的下一跳(LSP下一跳)；4)支持其它反射器作為偽線的LSP下一跳；5)可以支持偽線標籤的優先級。
LDP反射器在現有的LDP路由器的基礎上改進增加了下列模塊，如圖1所示1)模塊101反射器模式策略管理模塊，模塊101決定LDP反射器採用何種模式中繼轉發偽線標籤；2)模塊102本地/鄰居能力配置模塊，模塊102可以指定本路由器是否具有偽線標籤反射能力；3)模塊103會話管理模塊，模塊103保存並維護LDP會話對反射器能力的支持信息；
4)模塊104偽線標籤接收模塊，模塊104接收偽線標籤消息，如果該偽線標籤消息的目標PE不是自己，則交給模塊105處理；5)模塊105本地中繼的偽線管理模塊，模塊105保存並維護經自己中繼的偽線狀態，並根據模塊101的反射器模式決定是否及如何修改偽線標籤消息中某些信息，把偽線標籤消息交給模塊106處理。模塊105如果從模塊104收到同一條偽線的多個偽線標籤消息，將比較偽線標籤的優先級並選擇偽線出標籤，把偽線的標籤寫入偽線標籤表，以便MPLS轉發模塊使用。
6)模塊106偽線標籤發送模塊，模塊106將偽線標籤消息發送給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居。
7)模塊107，能力協商模塊，模塊107與鄰居交換支持及充當反射器的信息，使反射器可以識別支持反射器的PE鄰居和反射器鄰居。
8)LDP反射器還可以同時充當PE，因此還可以有本地作為PE的偽線管理模塊108，管理本地作為PE的偽線。模塊104收到目標PE為本地的偽線標籤時，交給模塊108處理。模塊108把本地產生的偽線標籤消息交給模塊106處理。
進一步地模塊105如果從模塊104收到同一條偽線的多個偽線標籤消息，比較偽線標籤的優先級並選擇偽線出標籤，可以選擇優先級最高的標籤作為偽線的出標籤寫入偽線標籤表；也可以選擇一組標籤作為偽線的出標籤寫入偽線標籤表，使偽線上的流量在多個出標籤上負荷分擔。
「支持偽線標籤反射的PE設備」具有如下特徵
1)可以識別反射器鄰居；2)能夠將偽線標籤消息發給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居；3)能夠從反射器鄰居接受轉發的偽線標籤消息；4)支持其它反射器作為偽線的LSP下一跳；5)可以支持偽線標籤的優先級。
支持反射器能力的PE設備在現有的PE設備的基礎上改進增加了下列模塊，如圖2所示1)模塊201會話管理模塊，模塊201保存哪些鄰居是偽線標籤反射器的信息，這些信息可以來源於配置信息，也可以來源於能力協商機制；2)模塊202偽線標籤接收模塊，模塊202接收偽線標籤消息，如果該偽線標籤消息的目標PE是自己，則交給模塊203處理；3)模塊203本地作為PE的偽線管理模塊，模塊203保存並維護自己作為PE的偽線狀態。模塊203如果從模塊202收到同一條偽線的多個偽線標籤消息，比較偽線標籤的優先級並選擇偽線出標籤，把偽線的標籤寫入偽線標籤表，以便MPLS轉發模塊使用；4)模塊204偽線標籤發送模塊，模塊204將偽線標籤消息發送給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居；5)模塊205，能力協商模塊，模塊205與鄰居交換支持及充當反射器的信息，使PE可以識別反射器鄰居。
進一步地模塊203如果從模塊202收到同一條偽線的多個偽線標籤消息，比較偽線標籤的優先級並選擇偽線出標籤，可以選擇優先級最高的標籤作為偽線的出標籤寫入偽線標籤表；也可以選擇一組標籤作為偽線的出標籤寫入偽線標籤表，使偽線上的流量在多個出標籤上負荷分擔。
本發明所述利用LDP反射器組建L2 VPN網絡的組網方法主要步驟如圖3所示第一步(301)反射器和PE通過配置或自動協商的方法確定鄰居對反射器支持的能力及是否反射器鄰居。
第二步(302)源PE偽線標籤映射消息不僅僅傳送給偽線另一端的目標PE設備，也傳遞給建立了LDP會話的所有反射器。特別地，當源PE與目標PE沒有建立直接的LDP會話時，源PE只把偽線標籤映射消息傳遞給建立了LDP會話的所有反射器。通過在LDP偽線標籤消息中擴充關於偽線兩端PE的信息，使LDP反射器得以識別偽線標籤消息的目的PE，即轉發的目標。
第三步(303)反射器從源PE設備，或者反射器收到偽線標籤映射消息後，向目標PE設備及其它反射器轉發偽線標籤映射消息。
第四步(304)目標PE設備或反射器收到偽線標籤映射消息(不論是從偽線另一端PE設備還是從反射器)後，選擇與標籤映射消息中的下一跳標籤交換路由器之間的隧道作為與標籤映射消息中的偽線標籤關聯的PSN隧道。如果標籤映射消息中沒有攜帶下一跳標籤交換路由器標識，默認源PE為下一跳標籤交換路由器。PE設備(或者反射器)同時從偽線的另一端PE和反射器收到偽線標籤映射消息時，從偽線另一端PE收到的標籤映射消息具有最高的優先級。
第五步(305)目標PE從接入電路上收到L2 PDU時，從收到的偽線標籤映射消息中，根據下一跳優先級信息(包括沒有攜帶下一跳優先級信息時的默認優先級)確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳。可以選擇其中優先級最高的一個，也可以在多個路徑上負荷分擔。
第六步(306)反射器收到以自己為偽線分配的標籤封裝的MPLS包時，從自己收到的該偽線的標籤映射消息中根據下一跳優先級信息(包括沒有攜帶下一跳優先級信息時的默認優先級)確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳。可以選擇其中優先級最高的一個，也可以在多個路徑上負荷分擔。
反射器設備在收到的偽線標籤映射消息全部失效後，需要將轉發出去的該偽線的標籤映射消息予以取消。
為了實現偽線標籤消息能夠通過反射器中繼，必須使反射器識別偽線標籤消息的目的PE。然而，現有的L2 VPN信令LDP協議認為Source PE和Target PE之間應該直接建立LDP會話連接，並在這個直接相連的會話連接上傳送標籤映射消息，建立偽線。所以在GID FEC Element(Generalized ID FEC Element，通用標識轉發等價類單元)和VCID FEC Element(Virtual Circuit ID FEC Elemment，虛電路標識轉發等價類單元，又稱PWid FEC Element，Pseudo Wire ID FECElement，偽線標識轉發等價類單元)中不包含Source PE和Target PE信息，從而使得GID FEC Element不足以獨立描述一條偽線。
為此，本發明擴展了LDP協議對GID FEC Element和VCID FEC Element的定義和封裝格式，使之能夠攜帶關於偽線兩端PE的信息。在擴展後的GID FECElement和VCID FEC Element封裝格式中，增加了SPE-LSR-ID TLV和TPE-LSR-IDTLV欄位，分別攜帶LSP的信令源PE和目標PE的LSR標識。其它欄位的定義和現有的LDP信令協議完全一致。
一條雙向的偽線實際上是由兩條單向的標籤轉發路徑(LSP)組成，偽線的每條LSP可以標識為Source PE，AGI，SAII，Target PE，AGI，TAII
或Source PE，Group，VCID，Target PE，Group，VCID
本發明還規定，在偽線標籤消息中可以攜帶偽線下一跳(nexthop)相關信息。所謂偽線下一跳，是指偽線數據層面下一個處理偽線標籤的標籤交換路由器。
作為可選參數，在偽線標籤消息中，偽線下一跳相關信息用來通知接受偽線標籤消息的LDP對等體(PE或者反射器)該偽線標籤是由指明的偽線下一跳分配或重新分配的。如果接受者採用該標籤封裝從接入電路收到的L2 PDU，並要在偽線上轉發該L2 PDU時，應該與指明的偽線下一跳建立PSN隧道，而不是與信令會話的源端建立PSN隧道，除非二者一致。
為了應對多個反射器的情形，偽線標籤消息中可以攜帶偽線下一跳優先級信息。當PE或反射器收到多個同一偽線的標籤映射消息，且其中的偽線下一跳不同時，PE或反射器可以根據下一跳優先級參數值的大小，優先選擇下一跳優先級最大的偽線標籤映射消息中的標籤作為PW LSP出標籤。
偽線標籤消息中可以出現也可以不出現下一跳標籤交換路由器標識參數。如果偽線標籤消息中未出現下一跳標籤交換路由器標識參數，則接受者默認下一跳標籤交換路由器是FEC Element(轉發等價類單元)中的源PE。
偽線標籤消息中可以出現也可以不出現下一跳優先級參數。但是如果偽線標籤消息中未出現下一跳標籤交換路由器標識參數，則也不應該出現下一跳優先級參數。
下一跳優先級參數中的優先級值在0~255之間。如果下一跳標籤交換路由器標識參數中的取值和FEC Element中的Source PE一致，則下一跳優先級參數中的優先級必須為255；如果不一致，則必須小於255，在0~254之間。
如果偽線標籤消息中未出現下一跳標籤交換路由器標識參數和下一跳優先級參數，則默認其優先級最高，為255。
如果偽線標籤消息中存在下一跳標籤交換路由器標識參數而不存在下一跳優先級參數，則默認其優先級最低，為0。
本發明發明的LDP反射器向其它反射器和目標PE轉發偽線標籤時，可以有簡單中繼和nexthop self兩種轉發模式。
簡單中繼模式中，不修改標籤映射消息中的標籤值、下一跳和優先級信息，反射器收到偽線標籤消息，簡單地向適當的鄰居轉發該偽線標籤消息。所謂適當的鄰居，是指通過環路檢測的其它反射器以及目標PE。如圖4所示，PE1和PE2之間提供偽線服務，在建立PE1--PE2方向的PW LSP時，PE1和PE2之間沒有直接的信令會話連接，但分別和反射器進行信令會話連接。PE2首先把偽線標籤映射消息發送給反射器，經反射器簡單傳遞給PE1，由於擴展GID FEC Element中攜帶了Source PE和Target PE的信息，所以PE1能夠將該偽線標籤映射消息和PE1--PE2方向的PW LSP聯繫起來。
與偽線標籤映射消息相似，反射器同樣可以傳遞其它類型偽線標籤消息，偽線標籤消息也同樣可以經過多個反射器的中繼。
經過反射器的中繼，PE1得到了PE2為PE1--PE2方向的PW LSP分配的入標籤，因為該標籤是PE2分配的，因此需要在PE1--PE2之間建立PSN隧道。
在簡單中繼模式中，反射器僅僅參與了控制層面的偽線建立和維護過程，沒有參與數據轉發，除非在PSN隧道中充任P路由器(公網MPLS隧道中間路由器)。
而在nexthop self模式中，反射器參與偽線的偽線標籤處理和L2PDU的轉發，重新為偽線分配自己的標籤，以替換原來標籤映射消息中的標籤值，並增加或修改下一跳標籤交換路由器標識(nexthop LSR-ID)和下一跳優先級信息。反射器為PW LSP分配標籤，並以下一跳標籤交換路由器標識參數通知PE所攜帶的標籤是由反射器攜帶的，要求PE通過與反射器之間的PSN隧道傳送偽線的L2 PDU載荷到反射器，再由反射器轉發到對端PE。
如圖5所示，反射器收到PE2的偽線標籤映射消息，其中偽線標籤值為L1。反射器為該PW LSP分配相應的入標籤L2，並與PE2的偽線標籤映射消息中的標籤綁定，寫入標籤轉發表(LIB)。反射器不是簡單地把PE2的偽線標籤映射消息中繼給PE1，而是將原來的標籤TLV中的標籤值(L1)替換為自己分配的標籤值(L2)，並且在消息中增加或者修改消息中的下一跳標籤交換路由器標識參數，其值為自己的LSR ID，通知PE1選擇與反射器之間的PSN Tunnel 1作為偽線的隧道。反射器在PSN Tunnel 1上收到以自己分配的PW LSP入標籤封裝的數據包時，替換為PE2分配的PW LSP標籤，在PSN Tunnel 2上轉發給PE2。
利用nexthop self模式反射器組網方式，偽線仍然在PE之間配置，反射器對PE的管理者透明，反射器上無需做關於具體的PW LSP的配置，反射器關於具體PW LSP的知識是通過學習得到的。
網絡中可以存在多個LDP反射器，組網方式如圖6所示。
當網絡中存在多個反射器時，PE可能收到同一個偽線的多個偽線標籤映射消息，當這些反射器中的一個或多個採取nexthop self模式時，PE收到的偽線標籤映射消息中下一跳就會不同，網絡管理員可以為採取nexthop self模式的反射器指定優先級，並攜帶在偽線標籤映射消息中。PE根據偽線標籤消息中的下一跳優先級參數的大小，選擇優先的下一跳。如果下一跳優先級相同，以nexthop值(即源PE或反射器的路由器標識)較小者優先。也可以採用某種流量均衡策略，將流量在多個路徑上負荷分擔。
本發明設計了LDP協議擴展能力協商機制。反射器和反射器之間、反射器和PE之間可以自動協商對反射器支持的能力和識別反射器鄰居。
PE和反射器都不應該向不支持反射器能力的PE發送攜帶擴展GID FECElement以及下一跳標籤交換路由器標識參數和下一跳優先級參數的偽線標籤消息。在發送上述偽線標籤消息之前，需要就反射器支持能力進行協商。
為了不影響LDP會話連接的穩定，不影響LDP的其它業務，本發明沒有在LDP會話初始化消息中擴展反射器支持能力的協商功能，而是另外設計了一類LDP擴展能力協商消息，使用這類LDP擴展能力協商消息，LDP對等體之間可以動態協商反射器支持能力以及其它將來LDP協議將擴展的能力，也可以在LDP對等體能力發生改變時，不中斷LDP會話重新協商這些能力。
消息中的可選參數以TLV格式封裝，目前定義兩種可協商的能力，其一是反射器支持能力，其二是本地反射器的能力。
反射器支持能力TLV通知LDP對等體本LSR是否支持反射器擴展功能，是否可以向本LSR發送攜帶擴展GID FEC Element以及下一跳標籤交換路由器標識參數和下一跳優先級參數的偽線標籤消息。本地反射器能力TLV通知LDP對等體本LSR是否是反射器。LDP路由器在會話建立進入運行狀態後，當本地反射器支持能力發生變化時，通知LDP對等體自己相應的能力值，並跟蹤對等體的能力的變化。如果沒有收到對等體的擴展能力協商消息，則對端不具備任何擴展能力。不支持擴展能力協商消息的LSR收到擴展能力協商消息時可以默默丟棄該消息。
在L2VPN網絡中，所有LDP發言者都應該採取自由的標籤保持方式保持偽線標籤，而在分發偽線標籤時都應該採用下遊自主的標籤分發模式。本發明在這兩點上和draft-ietf-pwe3-control-protocol-06.txt協議兼容。
但是，draft-ietf-pwe3-control-protocol-06.txt協議中標籤只在PE和PE之間傳遞，所以不存在獨立的標籤分發控制方式和有序的標籤分發控制方式的區別。而本發明則要求VPWS網絡中所有參與分發偽線標籤的LDP發言者，包括PE路由器和反射器，都採取有序的標籤分發控制方式。即要求只有當LSR收到下遊的偽線標籤映射消息，或者LSR本身是偽線的出口PE時，LSR才可以向上遊PE或反射器發送標籤映射消息。
PE如果不支持本發明所規定的反射器擴展能力，則只向偽線另一端的PE路由器分發偽線標籤；但如果PE支持反射器擴展能力，則通過擴展能力協商，可以自動識別所有能夠充當反射器的信令鄰居。PE不單向偽線另一端的PE路由器(如果它們之間有直接的信令會話的話)自主地分發偽線標籤，同時也要自主地向所有的反射器分發偽線標籤。
反射器只有從下遊PE或者下遊反射器收到偽線標籤映射消息時才向其它反射器或偽線標籤映射消息的目標PE中繼標籤映射消息，除非反射器自己是偽線的出口路由器。這時它實際上是PE路由器的角色，也要像PE路由器一樣主動向其它反射器和目標PE分發偽線標籤。
如果反射器自己就是偽線標籤映射消息的目標PE，這時反射器實際上是偽線標籤映射消息的目標PE，不應該向任何鄰居轉發標籤映射消息。
如果偽線標籤映射消息的目標PE不支持反射器擴展能力，反射器應該不向該目標PE轉發偽線標籤映射消息。
如果反射器從不支持反射器擴展能力的鄰居處收到偽線標籤映射消息，應當理解為標籤映射消息的目標PE就是本反射器。如果其中攜帶有本發明擴展的消息屬性，則認為出現了致命錯誤，必須中斷會話。
偽線標籤映射消息的目標PE從反射器或者下遊PE收到偽線標籤映射消息後，可以根據標籤映射消息中攜帶的優先級或默認優先級選擇最優的出標籤，或者也可以採用某種負載均衡策略，把從L2 VPN接口上收到的L2 PDU在不同的偽線上負荷分擔。重要的是，它必須選擇去往標籤映射消息中攜帶(或者默認)的next-hop LSR的隧道作為PSN隧道(外層隧道)。
如果反射器收到的所有標籤映射消息全部被取消了，它也必須向目標PE或其它反射器發送標籤取消消息。
本發明設計了兩種提供跨域的偽線服務的組網方式，其一是利用自治域邊界路由器ASBR做偽線標籤反射器的跨域偽線服務方式；其二是自治系統中單獨設置偽線標籤反射器的跨域偽線服務方式。
LDP本身沒有自治系統的概念。一般理解，LDP是域內的標籤分發協議，當需要提供跨域的偽線服務時，建立大量的跨域的LDP信令會話是不合適的。自治系統的管理者之間可以協商確定在自治系統之間建立有限的LDP會話，完成跨域偽線的建立和維護。利用反射器擴展能力，建立和維護跨域的偽線有兩種可選的模型。
1)ASBR充當反射器，如圖7所示。
第一種模型是ASBR充當反射器，工作在nexthop self模式。
在這種網絡拓撲中，從PE1的L2 VPN接口收到的L2 PDU首先封裝在ASBLSR-1分配的偽線標籤內，通過PE1和ASBLSR-1之間的PSN Tunnel 1發送到ASBLSR 1，將偽線標籤替換為ASBLSR-2分配的偽線標籤發送給ASBLSR-2，再一次替換偽線標籤，通過ASBLSR-2和PE2之間的PSN Tunnel 2發送給PE2，最後轉發到PE2的L2 VPN接口上。
這一模型中，ASBR之間不需要PSN隧道，採用偽線標籤跨越ASBR。
2)ASBR不充當反射器，如圖8所示。
第二種模型中，ASBR不充當反射器，兩個自治系統中另外安排反射器，工作在nexthop self模式。
在這種網絡拓撲中，從PE1的L2 VPN接口收到的L2 PDU首先封裝在反射器1分配的偽線標籤內，並通過PE1和反射器1之間的PSN Tunnel 1發送到反射器1，將偽線標籤替換為反射器2分配的偽線標籤後，再通過反射器1和反射器2之間的PSN Tunnel 2發送給反射器2，再一次替換偽線標籤，通過反射器2和PE2之間的PSN Tunnel 3發送給PE2，最後轉發到PE2的L2 VPN接口上。
這種模型中ASBR之間需要一條反射器到反射器的PSN隧道，採用PSN隧道標籤跨越ASBR。這條跨域的PSN LSP隧道可以由LDP信令建立，也可以採用RSVP-TE(資源預留協議流量工程擴展)信令建立。
當然，兩種模式中的反射器都可以採用簡單中繼的模式。只是如此一來，需要建立更多的跨域的PSN隧道，這在強調偽線的服務質量的場合比較適合。
權利要求
1.一種支持偽線標籤反射的標籤分發協議(LDP)反射器，其特徵在於包括以下模塊反射器模式策略管理模塊，該模塊決定LDP反射器採用何種模式中繼轉發偽線標籤；本地/鄰居能力配置模塊，可以指定本路由器是否具有偽線標籤反射能力；會話管理模塊，該模塊保存並維護LDP會話對反射器能力的支持信息；偽線標籤接收模塊，該模塊接收偽線標籤消息，如果該偽線標籤消息的目標提供商邊緣設備(PE)不是自己，則交給本地中繼的偽線管理模塊處理；本地中繼的偽線管理模塊，該模塊保存並維護經自己中繼的偽線狀態，並根據反射器模式策略管理模塊的反射器模式決定是否及如何修改偽線標籤消息中的信息，把偽線標籤消息交給偽線標籤發送模塊處理；偽線標籤發送模塊，該模塊將偽線標籤消息發送給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居。
2.根據權利要求1所述的反射器，其特徵在於本地中繼的偽線管理模塊如果從偽線標籤接收模塊收到同一條偽線的多個偽線標籤消息，比較偽線標籤的優先級並選擇偽線出標籤，把偽線的標籤寫入偽線標籤表，以便多協議標籤轉換(MPLS)轉發模塊使用，也可以選擇一組標籤作為偽線的出標籤寫入偽線標籤表，使偽線上的流量在多個出標籤上負荷分擔。
3.根據權利要求1或2所述的反射器，其特徵在於還包括能力協商模塊，該模塊與鄰居交換支持及充當反射器的信息，使反射器可以識別支持反射器的PE鄰居和反射器鄰居。
4.根據權利要求1或2所述的反射器，其特徵在於還包括本地作為PE的偽線管理模塊，管理本地作為PE的偽線，偽線標籤接收模塊收到目標PE為本地的偽線標籤時，交給本地作為PE的偽線管理模塊處理，該模塊把本地產生的偽線標籤消息交給偽線標籤發送模塊處理。
5.一種支持偽線標籤反射的PE設備，擴展了PE設備支持LDP發射器的能力，其特徵在於包括以下模塊會話管理模塊，該模塊保存哪些鄰居是偽線標籤反射器的信息，這些信息可以來源於配置信息，也可以來源於能力協商機制；偽線標籤接收模塊，該模塊接收偽線標籤消息，如果偽線標籤消息的目標PE是自己，則交給本地作為PE的偽線管理模塊處理；本地作為PE的偽線管理模塊，該模塊保存並維護自己作為PE的偽線狀態；偽線標籤發送模塊，該模塊將偽線標籤消息發送給偽線標籤消息的目標PE及反射器鄰居。
6.根據權利要求5所述的PE設備，其特徵在於本地作為PE的偽線管理模塊如果從偽線標籤接收模塊收到同一條偽線的多個偽線標籤消息，比較偽線標籤的優先級並選擇偽線出標籤，把偽線的標籤寫入偽線標籤表，以便MPLS轉發模塊使用，也可以選擇一組標籤作為偽線的出標籤寫入偽線標籤表，使偽線上的流量在多個出標籤上負荷分擔。
7.根據權利要求5或6所述的PE設備，其特徵在於還包括能力協商模塊，該模塊與鄰居交換支持及充當反射器的信息，使PE可以識別反射器鄰居。
8.一種利用權利要求1至4之一所述的反射器組建二層虛擬專用網絡(L2VPN)的組網方法，其特徵在於步驟(1)反射器和PE通過配置或自動協商的方法確定鄰居對反射器支持的能力及是否是反射器鄰居；步驟(2)源PE偽線標籤映射消息不僅傳送給偽線另一端的目標PE設備，也傳遞給建立了LDP會話的所有反射器，通過在LDP偽線標籤消息中擴充關於偽線兩端PE的信息，使LDP反射器得以識別偽線標籤消息的目的PE，即轉發的目標；步驟(3)反射器從源PE設備，或者反射器收到偽線標籤映射消息後，向目標PE設備及其它反射器轉發偽線標籤映射消息；步驟(4)目標PE設備或反射器收到偽線標籤映射消息後，選擇與標籤映射消息中的下一跳標籤交換路由器之間的隧道作為與標籤映射消息中的偽線標籤關聯的分組交換網絡(PSN)隧道；步驟(5)目標PE從接入電路上收到二層協議數據單元(L2 PDU)時，從收到的偽線標籤映射消息中，根據下一跳優先級信息確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳，可以選擇其中優先級最高的一個，也可以在多個路徑上負荷分擔；步驟(6)反射器收到以自己為偽線分配的標籤封裝的MPLS包時，從自己收到的該偽線的標籤映射消息中根據下一跳優先級信息確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳，可以選擇其中優先級最高的一個，也可以在多個路徑上負荷分擔。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於在步驟(2)中當源PE與目標PE沒有建立直接的LDP會話時，源PE只把偽線標籤映射消息傳遞給建立了LDP會話的所有反射器。
10.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於在步驟(4)中如果標籤映射消息中沒有攜帶下一跳標籤交換路由器標識，默認源PE為下一跳標籤交換路由器。
11.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於在步驟(4)中如果目標PE設備或者反射器同時從偽線的另一端PE和反射器收到偽線標籤映射消息時，從偽線另一端PE收到的標籤映射消息具有最高的優先級。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於在反射器向其它反射器和目標PE轉發偽線標籤時，可以有簡單中繼和自己充當標籤轉發路徑(LSP)下一跳(nexthop self)兩種轉發模式。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於簡單中繼模式時不修改標籤映射消息中的標籤值、下一跳和優先級信息。
14.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於在nexthop self模式，反射器轉發偽線標籤時重新為偽線分配自己的標籤，以替換原來標籤映射消息中的標籤值，並增加或修改下一跳標籤交換路由器標識(nexthop LSR-ID)和下一跳優先級信息。
15.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於還包括一種LDP協議擴展能力協商機制，反射器和反射器之間、反射器和PE之間可以自動協商對反射器支持的能力和識別反射器鄰居。
16.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於通過LDP協議的下一跳標籤交換路由器標識(next-hop LSR-ID TLV)和下一跳優先級信息(next-hop PrefTLV)兩種協議參數使反射器能夠指明偽線的LSP下一跳。
17.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於反射器設備在收到的偽線標籤映射消息全部失效後，需要將轉發出去的該偽線的標籤映射消息予以取消。
18.一種利用權利要求1至4之一所述的反射器提供跨域的偽線服務的方法，其特徵在於以自治系統邊界路由器作為反射器，工作在nexthop self模式，從源PE的L2 VPN接口收到的L2 PDU首先封裝在第一自治系統邊界標籤交換路由器ASBLSR-1分配的偽線標籤內，通過源PE和ASBLSR-1之間的第一PSN隧道發送到ASBLSR-1，將偽線標籤替換為第二自治系統邊界標籤交換路由器ASBLSR-2分配的偽線標籤，並發送給ASBLSR-2，再一次替換偽線標籤，通過ASBLSR-2和目標PE之間的第二PSN隧道發送給目標PE，最後轉發到目標PE的L2VPN接口上。
19.根據權利要求18所述的方法，作為反射器的自治系統邊界路由器可以採用簡單中繼的模式。
20.一種利用權利要求1至4之一所述的反射器提供跨越的偽線服務的方法，其特徵在於在兩個自治系統中另外安排兩個反射器，工作在nexthop self模式，從源PE的L2 VPN接口收到的L2 PDU首先封裝在反射器1分配的偽線標籤內，通過源PE和反射器1之間的第一PSN隧道發送到反射器1，將偽線標籤替換為反射器2分配的偽線標籤，通過反射器1和反射器2之間的第二PSN隧道送給反射器2，再一次替換偽線標籤，通過反射器2和目標PE之間的第三PSN隧道發送給目標PE，最後轉發到目標PE的L2 VPN接口上。
21.根據權利要求20所述的方法，反射器可以採用簡單中繼的模式。
全文摘要
一種支持偽線標籤反射的二層虛擬專網設備，包括一種支持偽線標籤反射的LDP反射器和一種支持偽線標籤反射的PE設備，分別由反射器模式策略管理模塊，本地/鄰居能力配置模塊，會話管理模塊，偽線標籤接收和發送模塊，本地中繼的偽線管理模塊等組成。一種利用反射器組建二層虛擬專用網絡的組網方法反射器和PE確定鄰居對反射器支持的能力及是否是反射器鄰居；源PE偽線標籤映射消息傳送給偽線另一端的目標PE設備和建立了LDP會話的所有反射器；目標PE設備或反射器選擇與標籤映射消息中的下一跳標籤交換路由器之間的隧道作為與標籤映射消息中的偽線標籤關聯的PSN隧道；目標PE和反射器確定偽線上L2 PDU封裝的偽線標籤和PSN隧道的下一跳。
文檔編號H04L12/56GK1722726SQ20041006249
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月12日 優先權日2004年7月12日
發明者都珂, 王明意, 黃春宏, 馮軍, 鍾衛東 申請人:中興通訊股份有限公司