专利名称：Mpls标签分配方法、系统和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信领域，尤其指一种MPLS标签分配方法、系统和设备。
背景技术：
MPLS是一种可提供高性价比和多业务能力的交换技术，MPLS用短而定长的标签来封装三层分组和二层数据帧，在MPLS网络上只根据标签进行转发，和IP相比，MPLS不需要进行复杂的路由查找。MPLS包头结构如图1所示，MPLS头部共32比特，其中标签值占了20比特。
MPLS标签的分配是根据FEC(Forwarding Equivalence Class，转发等价类)进行的，一个FEC使用一个独立的MPLS标签。MPLS设备进行标签申请时，直接从LB(Label Base，标签库)中获取一个未被使用的标签，并将该标签和FEC绑定，通过信令协议发送给上游设备。标签映射过程如图2所示，P1为FEC 3.3.3.3/32(IP地址/掩码)从LB中获取一个未被使用的标签104，通过信令协议将标签104与3.3.3.3/32绑定的标签映射消息发送给上游设备P2，同样的，P2设备将标签105与3.3.3.3/32绑定的标签映射消息发送给上游设备P3。标签映射完成后，MPLS网络设备对分配给上游设备的标签维护了一张入标签映射表，在每条表项中记录该入标签对应的报文的具体处理或操作信息，设备根据标签映射表处理MPLS标签报文。
现有技术中MPLS标签分配采用每平台标签空间和每接口标签空间的分配方式。如图3所示，设备都使用一个它所支持的最大标签范围对应的标签信息库，各种MPLS业务都统一到这个标签信息库中获取未占用的标签，并将这个标签的使用意义确定，即形成入标签表。
标签分配和映射完成后，形成的ILM(Incoming Label Mapping，入标签映射)表内容如表1所示
表1ILM表
上表中，队列ID标识MPLS各业务处理对应的处理队列，即需要进入的调度处理队列编号。设备在对MPLS报文进行处理时，四个入标签项分别对应于四种MPLS业务，需要查询标签映射表后按照业务特点分别进行处理，由于业务特点的不同，设备内部对四条表项的处理流程差别比较大。
上述方法中，设备处理MPLS报文时，在没有查询入标签映射表之前，无法预知该标签业务类型，因而也无法确定这个MPLS报文进入哪个处理流程，即无法从标签本身来指导下一步的业务流程分流，需要进一步查询空间巨大的入标签映射表才能确定业务类型，对MPLS业务的分流处理过程相对复杂。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种MPLS标签分配方法、系统和设备，以解决现有技术中处理MPLS报文时，在未查询入标签映射表前无法预知该标签业务类型等问题，即无法从标签本身来指导下一步的业务流程分流，对MPLS业务处理流程复杂的缺点。
为达上述目的，本发明一种MPLS标签分配方法，包括以下步骤标签发送网络设备向标签库申请MPLS标签，并将处理信息标识设置在所述MPLS标签中；所述标签发送网络设备将所述MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射。
所述标签发送网络设备将处理信息标识设置在所述MPLS标签中，包括所述标签发送网络设备对所述MPLS标签进行段分解；
所述标签发送网络设备从所述标签库获取处理信息标识，并将所述处理信息标识存入所述MPLS标签的段中。
所述标签发送网络设备将处理信息标识设置在所述MPLS标签中，进一步包括所述标签发送网络设备对所述MPLS标签进行多段分解；所述标签发送网络设备从所述标签库获取多个处理信息标识，并将所述处理信息标识分别存入所述MPLS标签的各段中。
所述标签发送网络设备对MPLS标签进行多段分解，包括所述标签发送网络设备根据在MPLS标签中存储处理信息的类型，将所述MPLS标签分解成多段。
所述将处理信息标识分别存入MPLS标签的各段中之后，还包括将所述各段标签合并为标准的MPLS标签。
所述标签发送网络设备将MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射，具体包括所述标签发送网络设备将所述MPLS标签与所述标签发送网络设备的IP地址进行绑定，形成标签映射消息；所述标签发送网络设备将所述标签映射消息发送到所述标签接收网络设备，并由所述标签接收网络设备进行存储。所述标签发送网络设备将MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射之后，还包括所述标签接收网络设备向所述标签发送网络设备发送携带处理信息标识的报文；所述标签发送网络设备从所述报文的MPLS标签中解析处理信息，并执行所述处理信息的内容。
所述标签发送网络设备从报文的MPLS标签中解析处理信息，具体包括所述标签发送网络设备查找所接收报文MPLS标签中的处理信息标识；所述标签发送网络设备根据处理信息和处理信息标识的对应关系，解析出与所述处理信息标识相对应的处理信息，并执行所述处理信息的内容。
本发明还提供了一种MPLS标签分配系统，包括标签库、标签发送网络设备和标签接收网络设备，所述标签库，用于存储MPLS标签信息；所述标签发送网络设备，连接所述标签库，用于向所述标签库申请MPLS标签，并将处理信息标识设置在所述MPLS标签中发送给所述标签接收网络设备；所述标签接收网络设备，连接所述标签发送网络设备，用于接收所述标签发送网络设备发送的MPLS标签。
所述标签发送网络设备包括对应关系存储单元、标签分解单元、标识分配单元和标签发送单元，所述对应关系存储单元，用于存储所述处理信息和处理信息标识的对应关系；所述标签分解单元，连接所述对应关系存储单元，用于根据所述处理信息的种类，对所述MPLS标签进行分解；所述标识分配单元，连接所述标签分解单元，用于将所述处理信息标识分配到所述MPLS标签的段中；所述标签发送单元，连接所述标识分配单元，用于将所述MPLS标签发送给标签接收网络设备。
所述标签接收网络设备，包括标签存储单元和报文发送单元，所述标签存储单元，用于存储所述标签发送网络设备发送的MPLS标签；所述报文发送单元，连接所述标签存储单元，用于向标签发送网络设备发送携带所述MPLS标签的报文。
本发明还提供了一种网络设备，包括对应关系存储单元、标签分解单元、标识分配单元和标签发送单元，所述对应关系存储单元，用于存储处理信息和处理信息标识的对应关系；所述标签分解单元，连接所述对应关系存储单元，用于根据所述处理信息的种类，对所述MPLS标签进行分解；所述标识分配单元，连接所述标签分解单元，用于将所述处理信息标识分配到所述MPLS标签的段中；
所述标签发送单元，连接所述标识分配单元，用于将所述MPLS标签发送到标签接收网络设备。
所述网络设备还包括报文接收单元，用于接收标签接收网络设备发送的报文。
所述网络设备还包括报文解析单元，连接所述报文接收单元，用于从所述报文中解析出处理信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明将MPLS标签进行多级分配，设备可以直接从报文的MPLS标签中获取该标签对应的处理信息，扩展了对MPLS标签的使用，简化了MPLS业务处理流程。
图1是现有技术中MPLS包头的结构示意图；图2是现有技术中MPLS标签映射过程示意图；图3是现有技术中MPLS标签分配的示意图；图4是本发明一种MPLS标签分配方法的流程图；图5是本发明MPLS标签申请的流程图；图6是本发明MPLS报文处理的流程图；图7是本发明MPLS标签分解示意图；图8是本发明一种MPLS标签分配系统的示意图。
具体实施例方式
本发明一种MPLS标签分配方法，将现有技术入标签映射表中的一些处理信息，以信息标识的形式存入MPLS标签中，实现对MPLS标签的扩展应用。该MPLS标签分配方法的流程图，如图4所示，包括以下步骤步骤S401，标签发送网络设备向标签库申请MPLS标签，并将处理信息标识设置在MPLS标签中。
MPLS标签值的大小为20比特，在实际使用中，并没有将这20比特用满，系统支持的FEC容量一般不需要那么大的标签范围。因此，可以将入标签映射表中的一些处理信息，以处理信息标识的形式直接存储在MPLS标签中。首先，设置好各种处理信息和处理信息标识之间的对应关系，将该对应关系存储在标签库中；网络设备根据具体需要，向标签库申请对应的处理信息标识，并将该处理信息标识存入MPLS标签中，由MPLS标签携带该处理信息标识。
另外，MPLS标签的申请是根据FEC来进行的，一个FEC使用一个独立的MPLS标签。标签发送网络设备根据具体的FEC，向标签库发送MPLS标签申请请求，于是申请的MPLS标签就对应着该具体的FEC。由此可知，当标签发送网络设备分别属于不同的FEC时，该标签发送网络设备根据不同的FEC，申请多个不同的MPLS标签分别对应该些不同的FEC；即一个标签发送网络设备可同时具有多个MPLS标签，而该些多个MPLS标签是由标签发送网络设备分别根据不同的FEC向标签库申请的，因此该些MPLS标签分别对应不同的FEC。
在步骤S401之前，还需要设置处理信息标识和处理信息的对应关系，确定将入标签映射表中的哪些处理信息存储在MPLS标签中，然后设置该些处理信息和处理信息标识的对应关系。例如需要将入标签映射表中的业务类型存储在MPLS标签中，而业务类型包括普通MPLS业务、L3VPN(Layer2 Virtual Private Network，二层虚拟专用网络)业务、VPWS(Virtual Private WireService，虚拟专用线路服务)业务和VPLS(Virtual Private LAN Service，虚拟专用局域网服务)业务四种。则可分别用00、01、10、11来表示普通MPLS业务、L3VPN业务、VPWS业务和VPLS业务，该些00、01、10、11即为代表各种业务的标识，将该些标识存储在MPLS标签中，需要占用MPLS标签20比特中的2比特空间。若需要存储的业务信息为普通MPLS业务，则将业务标识00存入MPLS标签中；若需要存储的业务信息为L3VPN业务，则将业务标识01存入MPLS标签中；若需要存储的业务信息为VPWS业务，则将业务标识10存入MPLS标签中；若需要存储的业务信息为VPLS业务，则将业务标识11存入MPLS标签中。
步骤S402，标签发送网络设备将该MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射。
标签发送网络设备向标签库申请到MPLS标签，该MPLS标签中包括处理信息标识；然后，标签发送网络设备通过信令协议，将申请到的MPLS标签与该标签发送网络设备的IP地址进行绑定形成标签映射消息，然后将该标签映射消息发送到标签接收网络设备，由标签接收网络设备进行存储，从而完成MPLS标签的映射。
上述步骤S401中MPLS标签申请的具体过程，如图5所示，包括以下步骤步骤S501，标签发送网络设备根据需要存储的处理信息，将MPLS标签进行段分解。如果需要存储的处理信息为多种，则可根据需要存储的处理信息种类，将MPLS标签对应进行多段分解。
MPLS标签值大小为20比特，实际使用时并没有把这20比特用满，假设MPLS网络设备支持的各种业务的最大标签值为32K，则实际使用的标签值只需要用15个比特位表示即可，那么标签中剩余的5个比特实际并没有用上。
因此，可将MPLS标签划分为两大部分，包括第一部分和第二部分，如图7所示，第一部分用来存储标签偏移值，占用15比特，第二部分用来存储入标签映射表中的部分处理信息，该些处理信息是以标识的形式存储在MPLS标签中，该第二部分占用5比特。并且根据不同的处理信息存储需求，还可将第二部分继续进行划分，例如标签发送网络设备需要将入标签映射表中的业务类型和队列ID(IDentity，身份标识号码)类别信息存入MPLS标签中，而业务类型需要占用2比特空间，队列ID类别需要占用3比特空间，则网络设备继续将MPLS标签的第二部分划分为两个小的部分，分别分配2比特和3比特的空间，2比特的空间用来存储业务类型的标识信息，3比特的空间用来存储队列ID类别的标识信息。
步骤S502，标签发送网络设备向标签库发送申请MPLS标签的请求；标签发送网络设备根据FEC将申请MPLS标签的请求发送给标签库。
步骤S503，标签发送网络设备从标签库中获取处理信息标识，并将该处理信息标识存入MPLS标签的分段中。
标签库根据标签发送网络设备发送的申请请求，并按照步骤S501中，标签发送网络设备对MPLS标签分解的段，对标签发送网络设备逐段进行标签分配，将各处理信息标识逐步存入MPLS标签中相对应的各段中。
步骤S504，标签发送网络设备将各段标签进行合并。标签库向标签发送网络设备分配完标签后，标签发送网络设备将分配的各段标签进行合并，合并为标准的MPLS标签。
标签发送网络设备申请了MPLS标签并完成该MPLS标签的映射后，若标签接收网络设备有报文需要向上述MPLS标签发送网络设备发送，则会携带该MPLS标签，该标签中包括处理信息标识。标签发送网络设备接收到该报文后，解析出相应的处理信息，并执行相关处理。如图6所示，包括以下步骤步骤S601，标签接收网络设备向标签发送网络设备发送携带处理信息标识的报文；当有报文需要通过标签接收网络设备向标签发送网络设备转发时，标签接收网络设备查找转发表项中对应的MPLS标签，该MPLS标签中包括处理信息标识，该标签接收网络设备将MPLS标签携带在该报文中转发给标签发送网络设备。
步骤S602，标签发送网络设备从该报文的MPLS标签中解析处理信息，并执行相关处理。标签发送网络设备根据该MPLS标签中的对应处理信息标识，解析出相对应的处理信息，并执行相关处理。
仍以步骤S401中的举例为例，若标签发送网络设备所接收报文的MPLS标签中的业务标识为00，则根据之前设置的业务标识和业务类型之间的对应关系，解析出对应的业务类型为普通MPLS业务；若标签发送网络设备所接收报文的MPLS标签中的业务标识为01，则根据之前设置的业务标识和业务类型之间的对应关系，解析出对应的业务类型为L3VPN业务；若标签发送网络设备所接收报文的MPLS标签中的业务标识为10，则根据之前设置的业务标识和业务类型之间的对应关系，解析出对应的业务类型为VPWS业务；若标签发送网络设备所接收报文的MPLS标签中的业务标识为11，则根据之前设置的业务标识和业务类型之间的对应关系，解析出对应的业务类型为VPLS业务。标签发送网络设备解析出业务类型后，则直接进行相应的业务处理，包括若标签发送网络设备解析出业务类型为普通MPLS业务，则直接进入普通MPLS业务流程；若标签发送网络设备解析出业务类型为L3VPN业务，则直接进入L3VPN业务流程；若标签发送网络设备解析出业务类型为VPWS业务，则直接进入VPWS业务流程；若标签发送网络设备解析出业务类型为VPLS业务，则直接进入VPLS业务流程。
本发明还提供了一种MPLS标签分配系统，如图8所示，包括标签发送网络设备100、标签接收网络设备200和标签库300。标签发送网络设备100，连接标签库300，用于向标签库300申请携带处理信息标识的MPLS标签，并将该MPLS标签发送到标签接收网络设备200，完成标签的映射过程；标签接收网络设备200，连接标签发送网络设备100，用于接收MPLS标签，并向标签发送网络设备100发送携带MPLS标签的报文，该MPLS标签中包括处理信息标识；标签库300，连接标签发送网络设备100，用于存储MPLS标签信息。
标签发送网络设备100包括对应关系存储单元101、标签分解单元102、标识分配单元103、标签发送单元104、报文接收单元105和报文解析单元106。
对应关系存储单元101，用于存储处理信息和处理信息标识的对应关系。
标签分解单元102，连接对应关系存储单元101，用于根据处理信息的种类，对MPLS标签进行分解。MPLS标签值大小为20比特，实际使用时并没有把这20比特用满，假设MPLS网络设备支持的各种业务的最大标签值为32K，则实际使用的标签值只需要用的15个比特位表示即可，那么标签中剩余的5个比特实际并没有用上。因此，可将MPLS标签划分为两大部分，包括第一部分和第二部分，如图7所示，第一部分用来存储标签偏移值，占用15比特，第二部分用来存储入标签映射表中的部分处理信息，该些处理信息是以标识的形式存储在MPLS标签中，该第二部分占用5比特。并且根据不同的处理信息存储需求，还可将第二部分继续进行划分，例如标签发送网络设备需要将入标签映射表中的业务类型和队列ID(IDentity，身份标识号码)类别信息存入MPLS标签中，而业务类型需要占用2比特空间，队列ID类别需要占用3比特空间，则网络设备继续将MPLS标签的第二部分划分为两个小的部分，分别分配2比特和3比特的空间，2比特的空间用来存储业务类型的标识信息，3比特的空间用来存储队列ID类别的标识信息。
标识分配单元103，连接标签分解单元102，用于将处理信息标识分配到MPLS标签的段中。标识分配单元103按照标签分解单元102对MPLS标签分解的段，逐段进行标签分配，将各处理信息标识逐步存入MPLS标签中相对应的各段中。
标签发送单元104，连接标签分解单元102和标识分配单元103，用于将MPLS标签发送给标签接收网络设备。标签发送单元104对分配的各段标签进行合并，合并为标准的MPLS标签，并将标准的MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射。
报文接收单元105，用于接收标签接收网络设备200发送的携带MPLS标签的报文，该MPLS标签中包括处理信息标识。
报文解析单元106，连接报文接收单元105和对应关系存储单元101，用于根据处理信息和处理信息标识的对应关系，从所接收报文的MPLS标签中解析出处理信息。报文接收单元105接收到报文后，处理信息解析单元106从该报文中直接读取MPLS标签中的处理信息标识，并根据对应关系存储单元101中存储的处理信息和处理信息标识的对应关系，解析出与该标识相对应的处理信息。
标签接收网络设备200，包括标签存储单元201和报文发送单元202。
标签存储单元201，用于存储标签发送网络设备100发送的MPLS标签，该MPLS标签中包括处理信息标识。
报文发送单元202，连接标签存储单元201，用于向标签发送网络设备100发送携带MPLS标签的报文。报文发送单元202向标签发送网络设备100发送报文，并携带上标签发送网络设备100发送过来的MPLS标签，该MPLS标签中包括处理信息标识。
本发明提供了一种MPLS标签分配方法、系统和设备，将MPLS标签进行多级分配，把处理信息标识存储在MPLS标签中，设备可以直接从报文的MPLS标签中获取该处理信息标识对应的处理信息，扩展了对MPLS标签的使用，简化了MPLS业务处理流程。且本发明的网络设备即可实现上述标签发送网络设备的功能，也可同时实现上述标签接收网络设备的功能。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种MPLS标签分配方法，其特征在于，包括以下步骤标签发送网络设备向标签库申请多协议标签交换MPLS标签，并将处理信息标识设置在所述MPLS标签中；所述标签发送网络设备将所述MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射。
2.如权利要求1所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述标签发送网络设备将处理信息标识设置在所述MPLS标签中，包括所述标签发送网络设备对所述MPLS标签进行段分解；所述标签发送网络设备从所述标签库获取处理信息标识，并将所述处理信息标识存入所述MPLS标签的段中。
3.如权利要求1所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述标签发送网络设备将处理信息标识设置在所述MPLS标签中，进一步包括所述标签发送网络设备对所述MPLS标签进行多段分解；所述标签发送网络设备从所述标签库获取多个处理信息标识，并将所述处理信息标识分别存入所述MPLS标签的各段中。
4.如权利要求3所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述标签发送网络设备对MPLS标签进行多段分解，包括所述标签发送网络设备根据在MPLS标签中存储处理信息的类型，将所述MPLS标签分解成多段。
5.如权利要求3所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述将处理信息标识分别存入MPLS标签的各段中之后，还包括将所述各段标签合并为标准的MPLS标签。
6.如权利要求1所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述标签发送网络设备将MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射，具体包括所述标签发送网络设备将所述MPLS标签与所述标签发送网络设备的IP地址进行绑定，形成标签映射消息；所述标签发送网络设备将所述标签映射消息发送到所述标签接收网络设备，并由所述标签接收网络设备进行存储。
7.如权利要求1或6所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述标签发送网络设备将MPLS标签发送到标签接收网络设备，完成标签的映射之后，还包括所述标签接收网络设备向所述标签发送网络设备发送携带处理信息标识的报文；所述标签发送网络设备从所述报文的MPLS标签中解析处理信息，并执行所述处理信息的内容。
8.如权利要求7所述MPLS标签分配方法，其特征在于，所述标签发送网络设备从报文的MPLS标签中解析处理信息，具体包括所述标签发送网络设备查找所接收报文MPLS标签中的处理信息标识；所述标签发送网络设备根据处理信息和处理信息标识的对应关系，解析出与所述处理信息标识相对应的处理信息，并执行所述处理信息的内容。
9.一种MPLS标签分配系统，其特征在于，包括标签库、标签发送网络设备和标签接收网络设备，所述标签库，用于存储MPLS标签信息；所述标签发送网络设备，连接所述标签库，用于向所述标签库申请MPLS标签，并将处理信息标识设置在所述MPLS标签中发送给所述标签接收网络设备；所述标签接收网络设备，连接所述标签发送网络设备，用于接收所述标签发送网络设备发送的MPLS标签。
10.如权利要求9所述MPLS标签分配系统，其特征在于，所述标签发送网络设备包括对应关系存储单元、标签分解单元、标识分配单元和标签发送单元，所述对应关系存储单元，用于存储所述处理信息和处理信息标识的对应关系；所述标签分解单元，连接所述对应关系存储单元，用于根据所述处理信息的种类，对所述MPLS标签进行分解；所述标识分配单元，连接所述标签分解单元，用于将所述处理信息标识分配到所述MPLS标签的段中；所述标签发送单元，连接所述标识分配单元，用于将所述MPLS标签发送给标签接收网络设备。
11.如权利要求9所述MPLS标签分配系统，其特征在于，所述标签接收网络设备，包括标签存储单元和报文发送单元，所述标签存储单元，用于存储所述标签发送网络设备发送的MPLS标签；所述报文发送单元，连接所述标签存储单元，用于向标签发送网络设备发送携带所述MPLS标签的报文。
12.一种网络设备，其特征在于，包括对应关系存储单元、标签分解单元、标识分配单元和标签发送单元，所述对应关系存储单元，用于存储处理信息和处理信息标识的对应关系；所述标签分解单元，连接所述对应关系存储单元，用于根据所述处理信息的种类，对所述MPLS标签进行分解；所述标识分配单元，连接所述标签分解单元，用于将所述处理信息标识分配到所述MPLS标签的段中；所述标签发送单元，连接所述标识分配单元，用于将所述MPLS标签发送到标签接收网络设备。
13.如权利要求12所述网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括报文接收单元，用于接收标签接收网络设备发送的报文。
14.如权利要求12所述网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括报文解析单元，连接所述报文接收单元，用于从所述报文中解析出处理信息。
全文摘要
本发明公开了一种MPLS(Multi Protocol Label Switch，多协议标签交换)标签分配方法、系统和设备，将MPLS标签进行多级分配，维护各级标签与对应处理的简单映射关系，通过标签本身即可简单完成必要的分类功能；而且设备可以直接从报文的MPLS标签中获取该标签对应的处理信息，扩展了对MPLS标签的使用，也简化了MPLS业务处理的流程。
文档编号H04L29/06GK101052011SQ200710107198
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者俞国平 申请人:杭州华三通信技术有限公司