专利名称：针对mpls组播的快速重路由设备和方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种快速恢复在多协议标签交换(MPLS，multiprotocol label switching)网络上出现的故障的技术，更具体地，涉及一种快速应付当传送MPLS组播分组(packet)时所产生的故障的MPLS组播分组的快速重路由(rerouting)设备和方法。
背景技术：
通常，MPLS网络通过经由被称为标签交换路径(LSP，labelswitch path)的路径来传送具有较短长度的标签的分组来简化对分组的传输，并且能够通过业务量工程来控制业务流。参见网络工作组待评论方案(RFC，request for comments)3031。在MPLS中的基本概念是两个标签交换路由器(LSR，Label Switching Routers)必须同意用来转发在其间且通过其的业务的标签的含义。该通用的理解通过使用被称为标签分配协议(LDP，label distribution protocol，参见RFC 3036)的一组进程来实现，通过其一个LSR向另一个LSR通知其已经形成的标签绑定。
LSP建立在其边缘LSR上(被称为“MPLS边缘交换机(MPLS EdgeSwitch)或标签边缘路由器(LER，Label Edge Router)”，之后称之为“路由器”)。通过建立新的LSP来替代在路由器上出现故障的LSP然后通过新建立的LSP来传送要通过其中出现故障的LSP传送的分组，来恢复在网络上出现的故障。然而，该方法经受到用于建立新LSP的消息的延迟，因而具有较大的分组丢失和较低的传输速度。特别地，这引起了实时服务的麻烦，例如VoIP(基于IP的语音)等，其必须在短时间内将业务重定向到备份LSP上。为了解决该问题，引入了快速重路由，换句话说，考虑到将满足实时服务的需要而提出了快速重路由。当然，快速重路由可以应用于所有网络，包括提供实时服务的网络。
快速重路由在出现任何故障之前建立备份LSP，而当故障出现在网络上时，将分组从出现故障的位置重定向到最近的位置。按照该方式，快速重路由是一种能够快速应付网络故障的技术。此时，离出现故障的位置最近的位置，即重定向该分组的位置通常是正好在出现故障的节点之前的节点。
然而，当前的快速重路由仅能够应用于针对采用点到点LSP的MPLS单播的MPLS。因此，需要一种新的采用点到多点LSP的MPLS组播的快速重路由设备和方法。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种应用于MPLS组播的快速重路由设备和方法。
为了实现该目的，根据本发明的一个方案，提出了一种用于MPLS组播的快速重路由设备。所述快速重路由设备包括消息发送器，用于向和从上游或下游节点发送和接收消息；消息处理器，当通过来自上游节点的路由请求消息被请求路由的路径是执行快速重路由的路径时，通过消息发送器向下游节点发送用于建立下一跳数据库(NHDB，next hop database)的路由请求消息；并且利用从下游节点中接收到的响应消息中所包括的信息来建立NHDB；以及存储器，用于存储所建立的NHDB。
根据本发明的另一方案，提出了一种用于MPLS组播的快速重路由的协议。所述协议包括下一跳对象，包括建立当建立MPLS组播的快速重路由路径时所使用的下一跳数据库(NHDB)的信息；再下一跳对象，包括用于建立NHDB的信息；以及单播备份LSP(标签交换路径)请求对象，请求相应组播树的另一节点建立单播备份路径。
根据本发明的另一方案，提出了一种用于MPLS网络上的MPLS组播的快速重路由设备，其中利用下一跳数据库(NHDB)来建立MPLS组播的快速重路由的替换路径。所述快速重路由设备包括消息发送器，用于向和从上游和下游节点发送和接收消息；故障检测器，用于检测在下游节点和另一节点之间是否出现了故障；路径计算器，用于搜索出现故障的节点的替换节点；以及分组处理器，用于确定从上游节点接收到的组播分组是否为必须通过出现故障的路径和替换路径传送的分组，并且当必须通过这两个路径来传送组播分组时，将组播分组以组播分组格式传送到下一分支节点，以及建立从下一分支节点到分组的目的地节点的单播备份路径。
根据本发明的另一方案，提出了一种用于MPLS组播的快速重路由方法，包括第一步骤，从下游节点接收用于建立用来在网络上快速重路由的下一跳数据库(NHDB)的信息；第二步骤，利用所接收到的信息来建立NHDB；以及第二步骤，利用所建立的NHDB来建立用于MPLS组播的快速重路由的路径。
根据本发明的另一方案，提出了一种用于网络上的MPLS组播的快速重路由方法，其中利用下一跳数据库(NHDB)来建立所使用的MPLS组播的快速重路由的备份路径。所述快速重路由方法包括第一步骤，检测在受保护路径上的故障的产生；第二步骤，搜索出现故障的受保护路径的备份路径；第三步骤，确定备份路径是否属于从上游节点接收到的组播分组的现有传输路径；以及第四步骤，在属于现有传输路径的备份路径上以组播分组的格式将组播分组传送到下一分支节点，并且请求分支节点建立从分支节点到备份节点的末端节点的单播备份路径。
通过参考结合附图所考虑的以下详细描述，本发明的更完整的意图和许多附加优点将变得明显，其会得到更好地理解，在附图中，相同的参考符号表示相同或相似的组件，其中图1示出了快速重路由能够应用于的网络的配置；图2是用于建立备份LSP(标签交换路径)以进行快速重路由的FAST REROUTE对象的格式；图3示出了建立LSP和备份LSP以便执行快速重路由的信令过程；图4示出了MPLS快速重路由的标签分配；
图5示出了如图2和3所示的MPLS快速重路由能够应用于的网络的分组传输；图6示出了MPLS组播的信令过程；图7示出了MPLS组播分组的传输；图8示出了采用MPLS单播的快速重路由的MPLS组播的快速重路由；图9示出了根据本发明的信令协议的下一跳对象的格式；图10示出了根据本发明的信令协议的再下一(NEXT-NEXT)跳对象的格式；图11是根据本发明的信令下一的单播备份LSP请求对象的格式；图12示出了NHDB(下一跳数据库)的配置；图13示出了用于建立MPLS组播LSP的下一跳和再下一跳对象的使用；图14示出了MPLS组播的部分LSP的建立；以及图15示出了快速重路由应用于的MPLS组播分组的传输，其中通过图14中所建立的备份LSP来执行该传输。
具体实施例方式
下面将参考附图来详细描述本发明的典型实施例。为避免可能不必要地使本发明的主题变得不清，省略对这里所包括或附图中所示的已知功能或配置的详细描述。
下面所述的本发明适合于扩展应用于MPLS(多协议标签交换)单播的快速重路由，从而将其应用于MPLS组播。为了帮助理解本发明，将首先描述应用于MPLS单播的快速重路由。
通过使用用于对快速重路由进行请求的扩展RSVP-TE(资源预留协议-流量工程，Resource Reservation Protocol-TrafficEngineering)协议来建立LSP(标签交换路径)和备份LSP，并在网络故障的情况下将分组重定向到所建立的备份LSP上，能够实现该快速重路由。
对于MPLS快速重路由，在原始LSP能够被分支的位置处建立备份LSP，以便保持故障可能出现的任意链路或节点。该原始LSP被称为“受保护LSP”，并且建立该LSP，用作被称为“备份路径”的重路由路径。该MPLS快速重路由利用MPLS标签栈，且该备份LSP能够穿过受保护LSP。
图1示出了快速重路由能够应用于的网络的配置。
如图1所示，快速重路由能够应用于具有至少一个节点的网络。这里，这些节点是各种网络组件，例如交换机、路由器等。之后，将采用路由器作为节点的示例，来描述本发明。在图1中，R1到R9代表路由器。如果在附图中未单独地示出，每一个路由器可以包括消息发送器，用于向和从任意通过链路连接的其他路由器发送和接收消息；以及消息处理器，用于分析并处理所接收到的消息。每一个路由器还可以包括用于存储关于发送业务的路径的信息等的存储器。可选地，每一个路由器可以包括路径计算器，用于计算和设置发送业务的路径。每一个路由器的这些组件可以通过修改为有助于本发明的形式来得以使用。
根据图1所示的网络中的任意路由器，向参考路由器发送分组的路由器被称为“上游路由器”，从参考路由器接收分组的路由器被称为“下游路由器”。参考路由器可以向上游路由器发送响应消息，作为对从上游路由器所接收到的消息的响应，并且可以接收来自下游路由器的响应消息，作为对参考路由器自身已经发送到下游路由器的消息的响应。
在图1中，假定连接R2、R3和R4的LSP是受保护的LSP，而连接R2、R6、R7和R4的LSP是备份LSP。当在连接R2、R3和R4的LSP处出现故障时，连接R2、R6、R7和R4的LSP可以用作旁路LSP。当在R2和R3之间出现故障时，R2将要通过R3发送的分组发送到R6，以便通过备份LSP来发送其。此时，R2分配由受保护的LSP的R4所分配的进入标签，并推送(push，也被称为“入栈”)针对该备份LSP的标签。例如，当使用倒数第二跳弹栈(popping，也被称为“出栈”)时，R4从R7接收针对受保护的LSP的进入标签。在图1中，R2充当PLR(点到本地维修，Point to LocalRepair)，而R4充当MP(合并点，Merge Point)。在图1中，来自R1、R2或R8到R4、R5或R9的所有LSP共享一个备份LSP，从而能够提供可扩缩性。
另一方面，可以利用具有流量工程的扩展资源预留协议(RSVP-TE)来执行该路径的建立。之后，将描述对RSVP-TE信令协议进行扩展以请求快速重路由。
标签边缘路由器(LER，label edge router)使用扩展的对象来进行建立备份LSP的请求。
FAST_REROUTE对象是用来提供建立备份LSP的信息的对象。当发送路径消息时，应该插入FAST_REROUTE对象，而在下游LSP上不应该改变FAST_REROUTE对象。该路径消息是请求在网络上建立LSP的路径建立消息。
图2是用于建立备份LSP来进行快速重路由的FAST_REROUTE对象的格式。
参考图2，对与本发明直接相关的标记进行以下描述。建立优先级字段200包含表示备份LSP的优先级的值。该值用于通过比较备份LSP的优先级和另一LSP的优先级来确定备份LSP是否能够抢先于另一LSP。保持优先级字段202包含表示备份LSP的保持优先级的值。该值通过比较备份LSP和另一LSP的优先级，来确定备份LSP是否能够被另一LSP抢先。跳限字段204包含表示建立备份LSP所容许的最大跳数的值。标记字段206包含表示所需的备份LSP的类型的值。例如，如果标记字段的值被设置为“0x01”，则需要1:1的备份LSP。如果被设置为“0x02”，则需要N:1的备份LSP。带宽字段208包含备份LSP的带宽所需值。任意包括字段210包括32比特的矢量值，具有关于必须使旁路可接受以便建立备份LSP的链路的信息。任意排除字段212包含32比特的矢量值，具有关于必须使任意旁路不可接受以便建立备份LSP的链路的信息。任意包括字段214包含32比特的矢量值，具有关于必须使所有旁路可接受以便建立备份LSP的链路的信息。
另外，SESSION_ATTRIBUTE对象和RECORD_ROUTE对象IPv4/IPv6子对象每一个均将两个标记添加到出于快速重路由的原因为现有RSVP-TE而定义的标记上。
SESSION_ATTRIBUTE对象还包括带宽保护所需标记，需要用于担保备份LSP的带宽，以及注意保护所需标记，需要PLR(点到本地维修)来保护受保护LSP的下一路由器。可以将带宽保护所需标记设置为值“0x08”，而可以将注意保护所需标记设置为值“0x10”，从而需要PLR来保护受保护LSP的下一路由器。
RECORD_ROUTE对象IPv4/IPv6子对象还包括带宽保护标记，当设置的备份LSP的带宽受到担保时由PLS建立；以及注意保护标记，当建立备份LSP以保护下一路由器的故障时由PLR建立。可以将带宽保护标记设置为值“0x04”，而可以将注意保护标记设置为值“0x08”。
下面将描述基于如上所提到的扩展RSVP-TE信号协议的LSP和备份LSP如何建立。
图3示出了为了执行快速重路由而建立LSP和备份LSP的信令过程。
当建立进行快速重路由的LSP时，LER(标签边缘路由器)将FAST_REROUTE对象(FR OBJ)封装在路径消息中，并在SESSION_ATTRIBUTE对象内设置本地保护所需标记。另外，必须将FAST_REROUTE对象封装在路径刷新消息中。该LER还在SESSION_ATTRIBUTE对象内设置标签记录所需标记。由LER来设置备份LSP(例如带宽、跳限等)所需的信息。
当接收到建立请求时，PLR建立备份LSP。此时，可以由RSVP-TE的RRO(速率 & 路由操作器，Rate & Route Operator)来预先定义或检查MP(合并点)。当需要保护其协议链路时，PLR需要下一下游路由器参考PRO来建立备份LSP。当需要保护其下一路由器时，PLR参考RRO来建立去往第二RRO中所存在的路由器的备份LSP。PLR必须知道在沿受保护LSP去往MP的分组处所分配的进入标签的值。如果MP使用全局标签空间，则该值允许PLR利用受保护的LSP的RRO来知道这一值，而无需沿备份LSP的明确信号。当建立了备份LSP时，PLR利用属于PLR而并未在受保护LSP中使用的任意地址，作为SENDER_TEMPLATE对象的IPv4隧道发送者地址。备份LSP的目的地地址将是MP的地址。
图4示出了针对MPLS快速重路由的标签的分配。在图4中，针对受保护LSP的标签定义为37、12、14和弹栈(Pop)，而针对备份LSP的标签定义为17、22和弹栈。在使用这些标签的网络上传送分组。一方面，在图4中，沿R4、R3、R2、或R4、R7、R6、R2来传送该标签，因而R4充当PLR。
下面将描述当在网络处出现故障时将分组重定向到备份LSP的过程。
图5示出了如图2和3所示的MPLS快速重路由能够应用于的网络上的分组的传输。
图5示出了R2通过备份LSP传送分组的过程，特别是当在R2和R3之间的链路上出现故障时。R2通过备份LSP(有时也被称为“通过支路隧道”，即bypass tunnel)将分组传送到R4而非R3。当故障并未出现时，R2将交换从R1接收到的业务，并将从R1接收到的分组传送到标签12，然后R3将其改变分组的标签12之后的去往R4的分组传送到标签14。相反，当故障出现时，R2将在其改变分组的标签37之后、从R1接收到的、去往R6的分组传送到标签14，并推送标签17。也就是，标签37将针对R4将会理解的一个来进行交换以指示受保护LSP，并且然后将支路隧道标签推送到重定向分组的标签栈。这里，其将分组标签37调换为R4将会理解的标签14，并且推送旁路隧道的标签17，并将分组传送到R6。R6将标签17调换为标签22，以将分组传送到受保护LSP的下一节点，路由器R7。如果使用倒数第二跳弹栈，则R7在其弹栈来自分组的标签22之后，将从R6接收到的分组传送到合并点R4。换句话说，在通过备份LSP进行传送的同时，该分组包括作为合并点(MP)的标签的标签14，因而R4将接收重定向后的分组，具有指示分组将遵循的路径的标签。如果并未使用倒数第二跳弹栈，则R4将弹栈支路隧道的标签，并检查底层的标签以确定分组将要遵循的路径。在组播S、G中，符号“S”表示源而“G”表示组。
同时，假定应用于MPLS单播的该快速重路由被应用于MPLS组播。
首先，将参考附图来描述一般MPLS组播。
图6示出了MPLS组播的信令过程，而图7示出了MPLS组播分组的传输。
在MPLS组播中，在其中一个或多个下游路由器加入组播组(树)的分支路由器处复制路径消息，然后传送到相应的路由器，并且应该在分支路由器处合并Resv消息，然后传送到上游路由器。
当接收到MPLS组播时，MPLS组播分组经过了参考组播标签传输表的标签操作，然后被传送到下一路由器。必须在分支路由器处对MPLS组播分组进行复制，并传送到针对其设置了MPLS组播LSP的所有路由器。在图6中，当从R1接收到具有标签13的分组时，R2将标签13改变为标签34，然后将分组传送到R3，并且同时，R2将标签13改变为标签10，然后将分组传送到R6。
作为该MPLS组播的快速重路由方法，可以首先考虑应用MPLS单播的快速重路由方法。然而，如果将MPLS单播的快速重路由应用于该MPLS组播，则会出现在一些路径上将相同的分组传送两次或更多次的情况。图8示出了该问题。
图8是针对采用MPLS单播的快速重路由的MPLS组播的快速重路由。
在图8中，为了应付R2和R3之间的链路故障和R3的路由器故障，从R4到R11建立单播LSP，并且当故障出现时，将MPLS组播分组传送到单播LSP。在该情况下，在针对R2、R6的路径上将MPLS分组传送两次。另外，为了支持单播快速重路由，必须支持RRO(速率 & 路由操作器)。然而，在MPLS组播中，如何支持RRO并不在分支路由器处确定，并且因为从许多子树中接收到RRO，因此可以传送许多RRO。因此，Resv消息可以在大小上发生增加，导致了有问题的信号协议。
因此，为了更有效地对MPLS组播进行快速重路由，必须在针对R2、R3的路径处传送MPLS组播分组，并且在R6而非PLR、R2处建立单播LSP。
之后，将描述MPLS组播的快速重路由，其中以组播分组格式且通过在R6之后的路径处的单播LSP，在针对R2、R6的路径上传送分组。
利用下一跳数据库(NHDB)来执行MPLS组播的快速重路由。可以利用针对MPLS组播的快速重路由的扩展RSVP-TE协议来收集用于建立NHDB所需的信息。
按照该方式，通过扩展信令协议、采用扩展信令协议的NHDB的建立、以及采用NHDB的备份LSP的建立来执行MPLS组播的快速重路由。在对其进行描述之后，将描述在MPLS组播的快速重路由应用于的网络上如何传送MPLS组播分组。
首先，将描述对MPLS组播的快速重路由的信令协议的扩展。同时，应该预先注意，下面将采用使用RSVP-TE协议的实施例作为信令协议的示例的实施例来描述本发明。因此，本发明并不局限于该实施例，但是可以利用适合于执行与本发明中所使用的协议相同功能的另一协议来执行。
特别地，用于本发明的RSVP-TE协议的对象可以包括下一跳对象、再下一跳对象和单播备份LSP请求对象。其中，下一跳对象和再下一跳对象用于建立NHDB，而单播备份LSP请求对象在组播树的另一路由器被请求来建立单播LSP时使用。当然，RSVP-TE协议的其他对象可以用于本发明，但是将不再描述与相同对象相同的对象。
首先将描述下一跳对象。
图9示出了根据本发明的信令协议的下一跳对象的格式。
图9所示的下一跳对象用于获取来自邻近的下游路由器的接口地址信息。下一跳对象包括与下一路由器的IPv4地址有关的信息900，以及与IPv4地址的前缀长度有关的信息902。
接下来将描述再下一跳对象。
图10示出了根据本发明的信令协议的再下一跳对象的格式。
图10所示的再下一跳对象用来通知参与建立针对上游路由器的点到多点LSP的下游路由器的信息。再下一跳对象包括关于再下一跳路由器的IPv4地址的信息1000、以及关于IPv4地址的前缀长度的信息1002。另外，再下一跳对象还包括关于表示再下一跳节点是否为主机的E的信息1004。例如，如果E信息1004具有值“1”，则可以设置再下一跳节点来表示主机。当然，所示该值有助于理解本发明，但是本发明并不会由于该特定的数值而受到局限。如果再下一跳节点是主机，则将不会设置再下一跳对象的其他字段。另外，再下一跳对象还包括与由再下一跳节点分配给相应组播组的标签有关的信息1006。同时，图9的下一跳对象和图10的再下一跳对象可以具有相同的格式，除了C类型的之外。
接下来将描述单播备份LSP请求对象。
图11示出了根据本发明的信令协议的单播备份LSP请求对象的格式。
如上所述，当请求组播树的另一路由器设置单播LSP时，使用单播备份LSP请求对象。这里，组播树是指用来向属于组播组的主机传送组播分组的路径。
如图11所示，单播备份LSP请求对象包括关于IPv4隧道端点地址的信息1100、关于IPv4隧道端点地址的前缀长度的信息1102、关于表示是否设置组播源地址的S的信息1104、关于请求向备份LSP传送分组的标记F的信息1106、关于分配给在端点处的相应组地址的标签的信息1108、关于传送到隧道的组播源地址的信息1110、以及传送到隧道的组播组地址的信息1112。这里，将要针对LSP来设置隧道。
同时，在对象的描述中，每一个对象包括IPv4地址信息，负责在IPv4网络上执行本发明的假定。如果在除了IPv4网络之外的具有地址信息的其他网络上执行本发明，则这些对象可以包括基于相应网络的地址系统的网络地址信息。
将描述采用具有上述根据本发明的下一跳和再下一跳对象的信令协议的NHDB的建立。
图12示出了NHDB(下一跳数据库)的配置。
如图12所示，可以将NHDB理解为树的形式，包含要连接的下一和再下一个路由器的IPv4地址和标签信息。当然，简单地提供其来帮助理解NHDB，并且可以根据每一个系统的特征来适当地选择NHDB中所存储的类型。
图12的NHDB用于R2。下面将参考图1到8的网络配置来描述图12的NHDB。如图1到8所示，特别地图6到图8，与R2相连的下一路由器为R3和R6，而R11和R14是R2的再下一个路由器且通过R3与R2相连。NHDB包括IPv4地址和每一个路由器的标签信息。当然，可以将R10看作R2的下一路由器，但是将采用仅R3和R6为示例的R2的下一路由器的实施例来描述本发明。
在建立NHDB时，R2能够利用从下游路由器中接收到的RSVP Resv消息内的标签对象和下一跳对象来获取IPv4地址和R3或R6的标签。另外，R2可以利用下一跳对象来获得IPv4地址和R11或R4的标签。
现在将描述利用图12的NHDB的备份LSP的建立。
利用基于单播路由信息的CSPF(基于约束的最短路径最先，Constraint-based Shortest Path First)，能够获取用来建立备份LSP且路由到从NHDB获得的IPv4地址的路由信息。当然，可以利用各种路由下一来获得该路由信息，每一个将单独地来描述。
在受保护LSP是R2-R3-R4的假定下，将参考图8来描述利用NHDB的针对受保护LSP的备份LSP的建立。这里，假定图8的所有链路具有相同的度量值。首先，在计算从R2无需通过R3到达R4的最短路径时，将找到两个路由器R2、R10、R11、R4、以及R2、R6、R7、R4。参考NHDB，在两个计算出的路由中最类似NHDB的路由为R2、R6、R7、R4。因此，利用通过R6的路由来发送路由到R4的单播信息。为此，R2通过R6请求建立备份LSP。当R2请求R6建立备份LSP时，R2发送包含单播备份LSP请求对象的消息。
同时，考虑从R2到R11的路由，从R2不通过R3到达R11的最短路径为R2、R10、R11，但是在NHDB中不存在与最短路由相对应的路由。由此，为了向R11传送分组，使用了建立现有单播LSP的方法。
在每一个路由器处执行建立现有单播LSP的过程。当请求建立单播备份LSP时，R6选择ER(明确路由，Explicit Routes)来参考NHDB建立单播备份LSP。此时，将路径消息发送到任一个ER，即，该路由器最类似于NHDB。
之后，将描述根据本发明建立针对MPLS组播的快速重路由的MPLS组播LSP和备份LSP的过程。
图13示出了使用下一跳和再下一跳对象来建立MPLS组播LSP。
在将其包括在Resv消息中之后，可以将下一跳和再下一跳对象从下游路由器传送到上游路由器。
当R1(LER)建立LSP来建立用于快速重路由的备份LSP时，R1使FAST_REROUTE对象针对这样的建立而被包括在路径消息中，并在SESSION_ATTRIBUTE对象内设置相应的标记。可以按与单播LSP相同的方法来设置FAST_REROUTE对象内的标记和SESSION_ATTRIBUTE对象内的字段。
当R2(PLR)从R1接收到包括FAST_REROUTE对象的路径消息时，R2识别通过LSP建立备份LSP所需的相应路径消息所请求的LSP。换句话说，当R2在路由器内的相应LSP的会话上产生信息时，R2存储所需的备份LSP的建立。R2参考组播路由表将相应的路径消息传送到受保护LSP，而无需进行任何改变。
当R3(接收到路径消息的下游路由器)将Resv消息传送到R2时，R3产生下一跳和再下一跳对象以将其传送到R2，上游路由器。利用相应路由器的IPv4地址来产生下一跳对象，并且利用下一跳对象和从相应路由器的下游路由器接收到的标签映射消息来产生再下一跳路由器。如果存在多个下游路由器，则产生与下游路由器同样多的下一跳对象。具体地，在图8中，R3产生包括R11的信息的再下一跳对象、和包括R4的信息的再下一跳对象，然后将两个再下一跳对象传送到R2。利用下一跳对象和从R11和R4接收到的标签对象来产生这些再下一跳对象。R3将从R11和R4接收到的下一跳对象作为再下一跳对象传送到R2。然而，R3并不将从R11或R4接收到的再下一跳对象传送到R2，而是简单地利用再下一跳对象以便建立其自身的NHDB。
从R3接收到下一跳对象和再下一跳对象的R2利用这些跳对象来建立其自身的NHDB。按照该方式，在除了R2之外的其他路由器处，可以等同地执行利用从下游路由器接收到的下一跳和再下一跳对象对NHDB的建立。
当R2接收到包含来自R3的下一跳和再下一跳对象的Resv消息时，R2参考相应LSP的会话信息，检查相应的LSP是否为被请求快速重路由的LSP。
在网络上可能出现的故障可以包括链路故障和路由器故障。如果相应LSP是被请求建立备份LSP来应付链路故障的LSP，则建立相应LSP的备份LSP，去往下一跳对象的IPv4地址。如果相应LSP是为了建立备份LSP以应付路由器故障的LSP，则建立相应LSP的备份LSP，去往再下一跳对象的IPv4地址。
R2通过基于单播路由的CSPF(基于约束的最短路径最先)计算如上所述的选择的IPv4地址的ER(明确路由)。此时，不应该包括针对受保护LSP的会话。
R2参考NHDB来选择所选ER之中在NHDB中所包括的任何路由器。例如，作为从R2到R4的ER，选择路由器R2、R10、R11、R4和R2、R6、R7、R4中的任一个，特别地，选择具有与NHDB匹配的会话的R2、R6、R7、R4。
R2根据所选的ER，向R6传送路径消息。从R2传送到R6的路径消息包括与从R2传送到R3的受保护LSP的路径消息相同的信息、以及单播备份LSP请求对象。当R2从R6接收到Resv消息时，R2向R6传送路径消息，以便建立备份LSP。之后，当从R1接收到路径刷新消息时，R2将路径消息与单播备份LSP请求对象一起传送到R6。
接收到其中包括单播备份LSP请求对象的路径消息的路由器计算路由到端点的ER，如同在PLR处所执行的方法，并参考R6的NHDB来确定LSP的方向。
图14示出了MPLS组播的备份LSP(标签交换路径)的建立。
在图14中，当单播备份LSP请求对象被包括在从R2接收到的路径消息时，R6通过向单播备份LSP请求对象内的端点地址应用CSPF(基于约束的最短路径最先)来计算ER。R6针对计算出的ER，参考NHDB来确定路径消息的方向。由于不存在针对R4的NHDB，R6可以参考单播备份LSP请求对象来传送路径消息，或者将计算出的ER包括在路径消息的明确路由器对象中。
在图14中，R6可以识别相应的组播S、G应该被利用单播备份LSP请求对象内的标签、组播源地址和组播组地址传送到单播备份LSP，并且能够识别要被调换的标签信息。在组播S、G中，符号“S”表示源而“G”表示组。
在图14中，从R2到R11的ER是R2、R10、R11，并且没有包括在NHDB中的会话。因此，根据建立现有单播LSP的方法来执行路径R2、R10、R11的建立。
当R2检测到网络的故障时，R2通知R6出现了故障，以便向备份LSP传送分组。该故障可以通过在路由器之间的Hello消息的交换而检测。使用单播备份LSP(标签交换路径)，其中“F”标记应该被设置。
当接收到由“F”标记设置的单播备份LSP(标签交换路径)请求对象时，R6检查是否建立了备份LSP。如果建立了备份LSP，则R6将分组传送到相应的备份LSP。然而，如果并未建立备份LSP，则R6尝试建立单播备份LSP。
R6将将MPLS组播分组传送到所建立的备份LSP。将参考图15来描述该过程。
图15示出了应用快速重路由的MPLS组播分组的传输，其中通过图14中所建立的备份LSP来执行该传输。
在图15中，R2将现有组播分组传送到R6。R6通过与R4分配给相应的组播组的标签进行标签调换卡通过推送针对单播备份LSP的标签来传送分组。换句话说，R6在将分组的标签10与标签27进行调换之后，将分组传送到R7。R4能够参考现有的标签表，将接收到的分组传送到R9。由于在R10的现有方向中不存在组播树，R11利用针对现有单播快速重路由的分组传输方法来传送分组。
如以上所提到的，本发明建立了具有每一个路由器利用扩展信令协议根据其自身采用的树结构的NHDB，并参考所建立的NHDB来确定用于MPLS组播的快速重路由的LSP。当出现故障且因而通过备份路径来传送分组时，受保护LSP和备份LSP与传送现有组播分组的路径重叠，相对于重叠路径以组播格式来传送分组，从而能够防止传送重叠消息并执行有效MPLS组播重路由。
根据本发明，能够通过在MPLS组播中的快速重路由来快速应付网络故障。
尽管已经描述了本发明的典型实施例，但是本领域的技术人员将会理解，本发明并不局限于所述的示例实施例。而是在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种用于多协议标签交换(MPLS)组播的快速重路由设备，包括消息发送器，用于向和从上游或下游节点发送和接收消息；消息处理器，当通过来自上游节点的路由请求消息被请求路由的路径是执行快速重路由的路径时，通过消息发送器向下游节点发送用于建立下一跳数据库(NHDB)的路由请求消息；并且利用从下游节点中接收到的响应消息中所包括的信息来建立下一跳数据库(NHDB)；以及存储器，用于存储所建立的下一跳数据库(NHDB)。
2.根据权利要求1所述的快速重路由设备，其特征在于利用被请求快速重路由的相应路径的会话信息来执行所述相应路径是否为被请求快速重路由的路径的检查。
3.根据权利要求1所述的快速重路由设备，其特征在于所述下一跳数据库(NHDB)包括下一下游节点和再下一个下游节点的网络地址和标签的信息。
4.根据权利要求3所述的快速重路由设备，其特征在于所述网络地址信息是IPv4地址信息。
5.根据权利要求1所述的快速重路由设备，其特征在于通过从下游节点接收到的资源预留协议-流量工程(RSVP-TE)的下一跳对象和再下一跳对象来传送用来建立下一跳数据库(NHDB)的信息。
6.根据权利要求5所述的快速重路由设备，其特征在于所述下一跳对象包括下一下游节点的网络地址和标签的信息。
7.根据权利要求5所述的快速重路由设备，其特征在于所述再下一跳对象包括再下一个下游节点的网络地址和标签的信息。
8.根据权利要求1所述的快速重路由设备，其特征在于还包括路径计算器，用于参考所建立的下一跳数据库(NHDB)来计算并确定路径。
9.根据权利要求8所述的快速重路由设备，其特征在于所述路径计算器从下一跳数据库(NHDB)获取备份路径的目的地网络地址的信息，并且利用基于约束的最短路径最先(CSPF)来获取路由到网络地址的路由信息。
10.一种用于多协议标签交换(MPLS)组播的快速重路由的协议，所述协议包括下一跳对象，所述下一跳对象包括建立当建立MPLS组播的快速重路由路径时所使用的下一跳数据库(NHDB)的信息；再下一跳对象，所述再下一跳对象包括用于建立下一跳数据库(NHDB)的信息；以及单播备份LSP(标签交换路径)请求对象，请求相应组播树的另一节点建立单播备份路径。
11.根据权利要求10所述的协议，其特征在于所述下一跳对象包括下一下游节点的网络地址和标签的信息。
12.根据权利要求10所述的协议，其特征在于所述再下一跳对象包括再下一个下游节点的网络地址和标签的信息。
13.根据权利要求10所述的协议，其特征在于所述单播备份LSP请求对象包括用于建立单播备份路径的隧道的端点网络地址的信息、分配给端点处的相应组播组地址的标签的信息、要传送到隧道的组播源地址的信息、以及要传送到隧道的组播组地址的信息。
14.一种用于MPLS网络上的多协议标签交换(MPLS)组播的快速重路由设备，其中存在针对MPLS组播的快速重路由的替换路径，所述快速重路由设备包括消息发送器，用于向和从上游和下游节点发送和接收消息；故障检测器，用于检测在下游节点和另一节点之间是否出现了故障；路径计算器，用于搜索出现故障的节点的替换节点；以及分组处理器，用于确定从上游节点接收到的组播分组是否为必须通过出现故障的路径和替换路径传送的分组，并且当必须通过这两个路径来传送组播分组时，将组播分组以组播分组格式传送到下一分支节点，以及建立从下一分支节点到分组的目的地节点的单播备份路径。
15.根据权利要求14所述的快速重路由设备，其特征在于所述路径计算器通过经由消息发送器将请求单播备份LSP(标签交换路径)请求对象的消息发送到分支节点，建立从下一分支节点到分组的目的地节点的单播备份路径。
16.根据权利要求14所述的快速重路由设备，其特征在于所述故障检测器通过与邻近节点的Hello消息的交换来确定是否出现了故障。
17.根据权利要求16所述的快速重路由设备，其特征在于当在超过预定参考时间的情况下并未从邻近节点接收到消息时，所述故障检测器确定在邻近节点和相应节点之间出现了故障。
18.根据权利要求14所述的快速重路由设备，其特征在于所述故障出现在与下游节点相连的链路处或下游节点处。
19.一种用于组播标签交换(MPLS)组播的快速重路由方法，包括第一步骤，从下游节点接收用于建立用来在网络上快速重路由的下一跳数据库(NHDB)的信息；第二步骤，利用所接收到的信息来建立下一跳数据库(NHDB)；以及第三步骤，利用所建立的下一跳数据库(NHDB)来建立用于MPLS组播的快速重路由的路径。
20.根据权利要求19所述的快速重路由方法，其特征在于通过从下游节点接收到的下一跳对象和再下一跳对象来接收用于建立下一跳数据库(NHDB)的信息。
21.根据权利要求19所述的快速重路由方法，其特征在于所述下一跳数据库(NHDB)包括下一下游节点和再下一个下游节点的网络地址和标签的信息。
22.根据权利要求19所述的快速重路由方法，其特征在于在第三步骤中，利用基于约束的最短路径最先(CSPF)来执行所述路径的建立。
23.一种用于网络上的多协议标签交换(MPLS)组播的快速重路由方法，其中利用下一跳数据库(NHDB)来建立所使用的MPLS组播的快速重路由的备份路径，所述快速重路由方法包括第一步骤，检测在受保护路径上的故障的产生；第二步骤，搜索出现故障的受保护路径的备份路径；第三步骤，确定备份路径是否属于从上游节点接收到的组播分组的现有传输路径；以及第四步骤，在属于现有传输路径的备份路径上以组播分组的格式将组播分组传送到下一分支节点，并且请求分支节点建立从分支节点到备份节点的末端节点的单播备份路径。
24.根据权利要求23所述的快速重路由方法，其特征在于所建立的单播备份路径是利用单播备份LSP(标签交换路径)请求对象和基于约束的最短路径最先(CSPF)所选的路径。
全文摘要
公开了一种多协议标签交换(MPLS)组播的快速重路由设备和方法。该快速重路由设备和方法用于快速地应付在MPLS网络上出现的故障。在离出现故障的位置最近的位置处重定向要传送的分组的快速重路由方法被应用于MPLS组播，从而能够在传送MPLS组播分组时快速应付所产生的故障。
文档编号H04L12/56GK1805412SQ20061000515
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年1月14日
发明者金镇炯, 姜秉昌, 朴容奭 申请人:三星电子株式会社