专利名称：使用链路状态协议受控以太网网络的mpls p节点替换的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信网络，更具体来说涉及使用链路状态协议受控以太网网络的MPLS P节点替换。
背景技术：
数据通信网络可以包括多种计算机、服务器、节点、路由器、交换机、网桥、集线器、 代理以及耦合且配置成彼此传递数据的其他网络装置。在本文中将这些装置称为“网络单 元”。通过利用网络单元之间的一个或多个通信链路在网络单元之间传递如因特网协议分 组、以太网帧、数据信元(cell)、片断或数据位/字节的其他逻辑关联的协议数据单元来经 由数据通信网络通信数据。当特定协议数据单元通过网络在其源和其目的地之间传播时， 特定协议数据单元可由多个网络单元进行处理并跨过多个通信链路。通信网络上的多种网络单元使用本文称为协议的预定义规则集彼此通信。使用不 同协议来监管通信的不同方面，如信号应该如何形成以供网络单元之间的传输，协议数据 单元应该像什么样、协议数据单元应该如何由网络单元处理或经由网络路由以及如路由选 择信息的信息应该如何在网络单元之间交流(exchange)的多个方面。以太网是公知的联网协议，它由电气和电子工程师协会(IEEE)定义为标准 802. 1。在以太网网络体系结构中，连接到网络的装置在任何给定时间为使用共享通信路径 能力而竞争。在使用多个网桥或节点来将网络段互连的情况中，常常存在到同一目的地的 多个可能路径。此体系结构的好处在于，它提供网桥之间的路径冗余性，并且允许以附加链 路形式给网络增加容量。但是，为了防止形成回路(loop)，一般使用生成树来限制在网络上 广播或洪泛(flood)业务的方式。生成树的特点在于，网络中任何一对目的地之间只有一 个路径，因此通过观察分组来源“获知”与给定生成树关联的连通性是可能的。但是，生成 树本身有局限性，并且常常导致生成树上链路的过度利用而不是生成树一部分的链路未被 利用。为了克服实现生成树的以太网网络中固有的一些局限性，在2006年10月2日提 交的标题为“Provider Link State Bridging”的申请号11/537，775中公开一种链路状态 协议受控以太网网络，因此将其内容通过引用结合于此。链路状态路由选择协议的两个示 例包括开放式最短路径优先(0SPF:0pen Shortest Path First)和中间系统到中间系统 (IS-IS Jntermediate System to Intermediate System)，但是还可以使用其他链路状态 路由选择协议。IS-IS在例如ISO 10589和IETF RFC 1195中进行了描述，由此将其各个内 容通过引用结合于此。
正如该申请中更详细描述的，并不在每个节点通过使用与透明桥接组合的生成树 协议(STP)算法来利用所获知的网络视图(network view)，而是在链路状态协议受控以太 网网络中，形成网格网络的网桥交流链路状态公告(advertisement)以使每个节点能够具 有同步的网络拓扑视图。这通过链路状态路由选择系统的公知机制实现。网络中的网桥拥 有同步的网络拓扑视图，拥有必要的单播和多播连通性知识，可以计算网络中任何一对网 桥之间的最短路径连通性，并且可以单独根据计算的网络视图填充(populate)其转发信 息库(FIB :forwarding information base)。当所有节点已经计算它们在同步视图中的角色并填充它们的FIB时，网络将拥有 从对等网桥集(出于无论哪种原因需要向任何给定网桥通信的那些网桥)到该任何给定网 桥的无回路单播树；以及按在任何给定网桥托管(host)的服务实例将拥有从该任何给定 网桥到相同对等网桥集或子集的全等且无回路的点到多点(P2MP)多播树。结果是，给定网 桥对之间的路径不限于使用生成树上的链路，而且总结果可以更好地利用网格连通性的宽 度。本质上，每个网桥构成定义至该网桥的单播连通性和来自该网桥的多播连通性的一个 或多个树的根。当客户业务进入提供方网络时，客户MAC地址(C-MAC DA)被解析为提供方MAC 地址(B-MAC DA)，使得提供方可以使用提供方MAC地址空间在提供方网络上转发业务。此 外，提供方网络上的网络单元配置成基于虚拟LAN ID(VID)转发业务，以使被寻址到同一目 的地地址但具有不同VID的不同帧可以经由网络通过不同路径进行转发。操作中，链路状 态协议受控以太网网络可以将一个VID范围与最短路径转发关联，使得单播和多播业务可 以使用该范围中的VID进行转发，而业务工程路径可以跨网络在最短路径以外的路径上创 建，并使用第二 VID范围进行转发。除了安装最短路径单播转发状态外，节点还可以为网络上的多播树安装转发状 I。 2007 ρ 2 @ 5 gil$II^J“Multc￡ist Implementation in a Link State Protocol Controlled Ethernet Network”的美国专利申请号11/702，263中更详细地描述了在链路 状态协议受控以太网网络中实现多播的方法的示例，由此将其内容通过引用结合于此。正 如该申请中描述的，可以使用链路状态公告来公告多播组成员关系以使多播组的转发状态 被安装在网络上。具体来说，可以给给定多播组的每个源分配用于在网络上转发帧的目的 地MAC地址(DA)。如果网络上的节点确定它们在从多播源到通过链路状态协议公告多播组 中“兴趣”的目的地节点中之一的最短路径上，则它们为源/组树安装转发状态。多播中的兴趣可以基于如I-SID的兴趣标识符群体(community)，使得网络上的 节点将在它位于均已在与多播组关联的兴趣标识符群体中公告兴趣的源与目的地之间的 最短路径上时为多播组安装转发状态。I-SID通常与802. Iah关联，且意味着附加的MAC报 头(客户源和目的地MAC地址)。但是，即使不使用C-MAC报头，I-SID仍有用，因为I-SID 值可以识别相互但以别的方式关闭的连通性的特定实例中的参与者。但是，转发状态基于 与多播关联的多播DA和VID。操作中，网络上的多个节点可以在特定I-SID中公告兴趣。 网络上的节点跟踪哪些节点在哪个I-SID中公告了兴趣，并将在它们位于在特定I-SID中 已经公告兴趣的两个节点之间的最短路径上时为与该I-SID关联的DA/VID对安装转发状 态。这允许为兴趣群体安装转发状态，使得帧被多播给对多播感兴趣的那些节点而不要求 在网络上洪泛多播帧。
链路状态协议受控以太网工作在链路层(第2层)。S卩，入口(ingress)节点创建 可用于跨以太网、例如从节点A到节点E交换(switch)帧的MAC报头。其他网络、如因特 网协议(IP)网络工作在例如第3层(网络层)的更高层。IP网络基于与IP分组关联的 IP报头的IP地址转发分组。图1中示出IP网络的一个示例。具体而言，图1示出配置成使用多协议标签交换 (MPLS :multi-protocol label switching)在端系统(X和Y)之间转发业务的网络。在图 1所示的示范网络中，MPLS网络包括标签边缘路由器(LER:Label Edge Router) 20A、20E和 20G。一般还将标签边缘路由器称为提供方边缘(PE=Provider Edge)节点。在MPLS网络 内，标签交换路由器(LSR =Label Switch Router) 22B、22C、22D、22F、22I 和 22H在 LER之间 沿着标签交换路径(LSP =Label Switched Path)转发业务。LSR也称为提供方(P)节点。图2示出当跨MPLS网络转发IP分组时MPLS网络上的网络单元如何处理IP分组 的示例。如图2所示，使用MPLS来减少在网络中在各个路由器执行的IP查询(lookup)的 数量。在MPLS网络中，将经由MPLS网络建立多个标签交换路径(LSP)。经由网络确定并创 建LSP的特定方式是公知的。在图2所示的示例中，将假定示范标签交换路径包括节点A、 B、C、D、Eο在MPLS中，从网络外部接收分组并为分组选择路径的边缘节点一般称为标签边 缘路由器(LER)。这种类型的网络单元也一般叫做为MPLS提供方边缘(PE)节点。当分组 到达PE节点20A时，PE节点20A将执行IP查询以确定应该使用哪个标签来将IP分组经由 MPLS网络交换到LSP以到达Y。PE 20A还将确定分组在路径上的下一跳(hop)，并将MAC 报头应用于分组以使分组被转发到至标签交换路由器(P-节点)22B的路径上的下一跳。MPLS网络内执行标签交换以沿路径转发分组的路由器一般称为标签交换路由器 (LSR)。一般还将这种类型的网络单元叫做MPLS提供方(P)节点。当分组达到P节点、如 节点22B时，P节点将剥离外部MAC报头并读取MPLS标签。当经由网络建立了 ISP时，标签 分发协议将已经在标签100与标签210之间建立关联，使得当路由器22B接收到具有MPLS 标签100的分组时，它在添加新MAC报头并转发到出站(outbound)接口前将用新MPLS标 签210替换该标签。在转发分组之前，路由器22B将给分组添加新MAC报头，其在本实例中 具有SA = J、DA = K以将源MAC地址识别为路由器22B上的MACJ以及将目的地MAC地址 识别为路由器22C上的MAC K。MPLS因此允许在MPLS网络的边缘执行单次IP路由查询，并允许使用标签交换而 不是IP查询来跨MPLS网络转发分组。执行初始IP查询并将标签分配给分组以将分组置 于LSP上的边缘路由器称为标签边缘路由器。MPLS网络上执行标签交换的中间路由器一 般称为标签交换路由器(LSR)。在每一跳通过在剥离MAC报头之后互换(swap)标签来实 现MPLS网络中的转发。MPLS转发仍要求在跨网络(当采用以太网链路时)的每一跳进行 MAC报头剥离，要求每个LSR执行标签查询和标签互换，并要求每个LSR然后添加另一 MAC 报头以沿LSP将分组递送给下一 LSR。此过程要求每个节点上的更多处理和智能，因此这导 致成本高的解决方案。此外，为使之有效，必须在开始时建立路径(LSP)，这本身是计算成本 高的过程。因为链路状态协议受控以太网网络具有比MPLS网络更有效率工作的能力，并且 可以较低成本实现和工作，所以期望能够用链路状态协议受控以太网替换MPLS网络或
6MPLS网络的部分。但是，具有已部署MPLS联网控制装置(gear)的客户可能拒绝改变或对 在新控制装置上投入额外资金犹豫不决。因此，期望提供一种用链路状态协议受控以太网 网络替换至少一部分MPLS网络同时允许此类网络与现有MPLS联网控制装置接口的方法。
发明内容
使用链路状态协议受控以太网网络来替换MPLS网络中某部分MPLS P节点，同时 保留MPLS PE节点以与客户设备接口。 结合在以太网交换网络中的是称为MPLS-VFE的MPLS专用虚拟转发引擎。 MPLS-VFE在控制平面级别与MPLS标签交换路由器(LSR)对等，以利于MPLS对等方与以太 网交换网络协同工作。普遍操作方式是，入口 MPLS-VFE将对从MPLS-LSR接收的帧执行必要操作，使得所 接收帧可以通过(transit)交换域(domain)并到达出口 MPLS-LSR而不要求由以太网网络 上的节点进一步检查以太网帧有效负载。此外，在一个实施例中，帧包含供出口 MPLS LER 正确处理所接收帧使得交换域对于出口 MPLS LER看似单个MPLSLSR的必要报头信息。当交换域中的MPLS-VFE从相邻MPLS节点获知转发等价类(FEC =Forward Equivalency Class)至标签绑定时，它将确定MPLS节点上提供绑定的接口的MAC地址。 MPLS-VFE将生成公告以便经由链路状态协议向对等MPLS-VFE公告FEC至标签绑定和MAC 地址。备选地，可以将共享信息的其他方法用作现有链路状态协议的覆盖，例如可以使用如 边界网关协议(BGP)或标签分发协议(LDP)的协议来交流FEC/标签绑定信息。然后，链路 状态协议受控以太网网络中的节点可以选择将MAC地址和FEC/标签绑定添加到它们的链 路状态数据库中，并将为MAC地址安装转发状态。当链路状态协议受控以太网网络上的MPLS-VFE接收到链路状态公告时，如果FEC 先前不是已知的，则它将为FEC分配标签以供连接到它的MPLS节点使用，并且将标签绑定 提供给相邻MPLS LSR0标签通常将来自MPLS-VFE “按平台”标签池。同时MPLS-VFE将确定从对等MPLS-VFE接收的哪个FEC-标签-MAC元组(tuple) 确实是FEC的最短路径，并将FEC的任何所提供标签交叉连接到转发条目(entry)。当发生 拓扑变化时，MPLS-VFE将重新评估FEC的最短路径并因此更新交叉连接绑定。当分组到达MPLS PE节点时，它将执行任何必需的处理并搜索分组被送往的远程 MPLS PE节点。查询将得到分组的远程IP以及要用于转发分组的标签。因此，MPLS PE节 点以普通方式工作，并将由MPLS-VFE分配的标签应用于分组，且将分组转发到链路状态协 议受控以太网网络上的相邻MPLS VFE。然后，MPLS-VFE将跨交换域转发分组。它将剥离外部MAC报头并读取MPLS标签。 边缘节点将使用MPLS标签确定MAC地址和将分组跨交换域转发并由出口 MPLS LSR正确处 理所需的任何其他标签。在本实例中，选择的MAC地址将是由出口 MPLS节点提供的与位于 至该节点的最短路径路由上的接口关联的MAC地址。链路状态协议受控以太网网络上的入 口节点将创建具有DA的MAC报头，其中DA设置成与出口 MPLS接口关联的MAC地址，并将 该分组转发到链路状态协议受控以太网网络。链路状态协议受控以太网网络上的节点将根 据MAC地址的所安装转发状态来转发分组。
在随附权利要求书中具体指出本发明的多个方面。附图中以示例方式图示本发 明，附图中相似引用指示相似单元。附图仅出于说明目的公开本发明的多种实施例，而无意 限制本发明的范围。为了清楚起见，并未在每个附图中标记每个组件。在附图中图1是互连两个网络单元或网络X和Y的MPLS网络的功能框图；图2是示出可如何在图1网络上执行MPLS转发的功能框图；图3是根据本发明实施例替换MPLS网络中P节点的链路状态协议受控以太网网 络的功能框图；图4是示出根据本发明实施例将链路状态协议受控以太网网络用于MPLS-P节点 替换的功能框图；图5是示出图3中链路状态协议受控以太网网络上应用于IP直通(cut-through) 上的帧的以太网报头的功能框图；图6是示出根据本发明实施例使用链路状态协议受控以太网网络实现MPLS P节 点替换的示范信息交流的流程图；以及图7是根据本发明实施例配置成用于链路状态协议受控以太网网络中的网络单 元的可能实现的示意表示。
具体实施例方式图3示出示范网络，其中链路状态协议受控以太网置于LER 20A、20E与20G之间。 如图3所示，链路状态协议受控以太网网络32包括通过中间节点36互连的MPLS虚拟转发 引擎(VFE)34。如图3所示，链路状态协议受控以太网网络可以替换原MPLS网络中P节点 的全部或子集。图4是示出根据本发明实施例将链路状态协议受控以太网网络用于MPLS-P节点 替换的功能框图。如上文结合图1和图2所描述的，在常规MPLS网络中，MPLS提供方边缘 (PE)节点常常实现为标签交换路由器以将分组置于经由网络的标签交换路径上。网络内的 标签交换路由器，一般称为提供方(P)节点，执行标签交换以便跨网络转发分组。MPLS具有利于与其他技术协同工作的多个设计属性。首先是MPLS转发是多点到 点，使得多个发送方可以在特定接收方指引(direct)分组流。在通常情况下，在MPLS层执 行合并功能，但是当MPLS覆盖LAN段或链路状态受控以太网网络(交换域)时，可以由以 太网层执行合并功能，其中将经交织的(interleaved)分组流从交换域呈交到出口。MPLS具有多个也与描述本发明相关的概念。MPLS中的关键概念是“转发等价类” 或FEC的概念，它是指网络将对其应用共同处理的分组集。对于本公开所考虑的协同工作 情形，FEC将是指MPLS LSR已从路由选择系统获知并已为其分发标签绑定的IP前缀。MPLS还具有按平台和按接口标签空间以及任何协同工作解决方案需要正确处理 的标签保留模式(自由的和保守的)的概念。最后，MPLS具有倒数第二跳弹出(penultimate hop popping)的概念，其中在将 分组转发到目的地MPLS节点时预期上游节点“弹出”标签而不是互换标签。这通过提供称 为隐式NULL标签的预留标签值来发信号通知。这可以视为一种合并形式，其中被指引到特 定节点的所有分组含有基于其没有进一步用途而被剥离的层特定转发信息，在最后交换节点完成对转发的协助。与本公开相关的另一概念是，使用在标题为“IP Forwarding Across A Link State Protocol Controlled Ethernet Network，，与本申请一致日期提交的美国专利申请 (律师案号18823RNUS01U)中描述的一种虚拟转发引擎的想法，因此将其内容通过引用结 合于此。正如本文所使用的，除了对以太网交换域适配以外，术语MPLS虚拟转发引擎还将 用于指与MPLS对等方交流LDP消息、使LDP公告和MAC信息知识与交换域IGP协同工作 并执行MPLS标签操作的网络单元。相关申请中描述的其他概念，如路由域、交换域和通过 (transit) I-SID，也均与考虑的可能配置相关。可以应用UNI I-SID，但是因为MPLS-VFE直 接工作在B-MAC层，所以为虚拟化LAN而强加C-MAC层似乎过于复杂而不是优选实施例。还可能设想一种普遍VFE，其接收IP或MPLS分组，将它们分类并将它们适配到对 交换域的出口适当的交换域，它可以是另一 UNI、MPLS LSR或IP路由器。如果周围的MPLS 节点采用“独立的”标签分发模式，则这对于正确操作是需要的。根据本发明的实施例，可以用链路状态协议受控以太网网络替换MPLS-P节点的 某部分。因为许多提供方具有已安装的MPLS联网设备基础，所以允许提供方保持已部署的 MPLS节点使得不要求改变提供方网络与客户网络/客户设备之间的已部署接口是有利的。 但是，因为网络内部的P节点主要用于转发业务，所以可以使用链路状态协议受控以太网 网络来为MPLS网络执行数据转发，从而替换形成MPLS网络中部的P节点云。普遍解决方 案不是要区分P和PE节点，而是支持交换域上IP/MPLS协同工作的一般情况。一种隐含意 义是当以太网边缘装置复制MPLS PE功能性以及将业务适配到以太网交换段时可以完全覆 盖(cap) MPLS 部署。图4示出经由以太网网络的一个示范路径。如图4所示，MPLS节点30(MPLS_PE1 和MPLS-PE2)通过链路状态协议受控以太网网络32互连，链路状态协议受控以太网网络 32具有实现通过内部节点36 (节点B、C和D)互连的MPLS-VFE的边缘节点34 (节点A和 E)。为了简明起见，仅示出经由链路状态协议受控以太网网络32沿特定路径的单个节点 组。在实际网络中，链路状态协议受控以太网网络将包含以网格或其他网络拓扑互连的多 个节点。网络上的节点运行如中间系统到中间系统(IS-IS)的内部网关协议，该协议允许 节点交流路由选择信息和构建同步的网络拓扑视图。MPLS网络一般使用相同内部网关协 议，所以要求MPLS节点运行IS-IS并不要求修改MPLS节点的操作。而且，MPLS体系结构 体现其中路由选择域超过MPLS交换域的混合网络的概念，从而进一步利于协同工作。正如下文更详细描述的，可以使用链路状态协议受控以太网网络的控制平面来散 布网络层信息，使得可以与所用特定交换技术无关地执行跨网络的最短路径分组转发。因 此，当边缘节点34接收到IP分组时，它可以跨链路状态协议受控以太网网络将分组转发给 出口节点。这可以直接扩展为包括MPLS转发，因为它仅是在VFE应用来将在本例中从MPLS LSR接收的分组适配到以太网交换域上的不同边缘分类标准和适配程序集。目前定义的以太网上MPLS实现仅在至以太网LAN的入口要求分类和映射功能。但 是，以太网LAN的范围受限于现有基于生成树复原能力的性能，在不考虑度量时提供次优 转发，并与通过LAN互连的节点的数量成比例地增加MPLS控制邻接(adjacency)的数量。链路状态协议受控以太网网络能够实现优于LAN段的性能同时避免上面概述的缩放性和复原能力挑战。它以类似方式提供优于用MPLS替换LAN的增强性能，因为跨网络 转发IP或MPLS分组只要求单次网络层查询。但是，与MPLS网络不同，不要求链路状态协议 受控以太网网络上的节点在分组经过网络行进时在每一跳剥离和替换MAC报头或互换标 签。在与本申请一致日期提交的标题为“IP Forwarding Across A Link State Protocol Controlled Ethernet Network”的美国专利申请(律师案号18823RNUS01U)中提出有关在 链路状态协议受控以太网网络上实现IP转发的其他细节，因此将其内容通过引用结合于 此。图6示出可用于获取FEC-标签-MAC元组绑定并经由链路状态协议受控以太网网 络建立直通路径以使链路状态协议受控以太网能够用于替换MPLS节点的过程的流程图。如图6所示，使用如中间系统到中间系统(IS-IS)或开放式最短路径优先(OSPF) 的内部网关协议(IGP)来通过链路状态公告(LSA)交流路由选择信息，使得链路状态协议 受控以太网网络上的节点和MPLS节点可以获知网络拓扑(100)。如果使用IS-IS，LSA还 可包含如兴趣标识符(I-SID)群体和IP地址的其他信息。存在IGP控制面散布的两个关键信息类。第一个是路由域拓扑，其包括网络层前 缀信息，第二个是通过供交换域内使用的MPLS-VFE与MPLS LSR之间的LDP交流所获取的 FEC-标签-MAC绑定信息。当以太网交换域中的MPLS-VFE由MPLS对等方提供FEC至标签绑定时(102)，它将 确定提供该绑定的MPLS LSR接口的MAC(104)。这可以使用多种可用技术中一种、例如保留 与LPD邻接关联的MPLS LSR接口的MAC地址知识或通过对从其接收标签绑定的LDP对等 方的IP地址发起地址解析协议(ARP)请求来实现。MPLS-VFE-A然后将生成链路状态公告(LSA)，该公告包含FEC和标签信息以及提 供FEC/标签绑定的MPLS节点的接口 MAC(106)。在图4所示的示例中，边缘节点34E将生 成LSA，LSA包含经MPLS-PE2可到达的FEC以及它使用上述机制中之一从MPLS-PE2获知的 接口 MAC。如果尚未存在节点的先验知识，例如倘若它与另一 FEC关联，则内部节点A、B、C将 接收LSA，并使用LSA中的信息来在至MAC地址的最短路径上安装转发状态(108)。这允许 最短路径转发状态被安装在链路状态协议受控以太网网络上的节点的转发信息库中，从而 将被寻址到该MAC地址的分组由网络上沿最短路径路由的节点转发到公告该IP地址的边 缘节点。当MPLS-VFE-A 34A接收到该LSA时，它将更新其链路状态数据库以便允许将FEC、 标签信息和端口 MAC地址添加到节点34E的条目(110)。此外，如果MPLS VFE没有FEC的 先前知识，则MPLS-VFE 34A将从本地管理池为FEC分配一个或多个标签(具体取决于配 置成待使用的优选标签空间)，并通过使用常规MPLS网络中一般用于预先提供标签绑定的 标签分发协议(LDP)将标签提供给任何所附连MPLS-LSR(112)。MPLS-VFE 34A将维持其 已提供的标签与经由链路状态协议受控以太网网络对FEC的对应最短以太网交换路径之 间的映射(114)，使得它可以在以后将从对等MPLS-LSR接收的分组映射到跨交换域的交换 路径。例如，如图4所示，MPLS-VFE34A将分配标签，并使用LDP来将FEC地址标签分发给 MPLS-PEl。这将允许MPLS-PEl将标签与FEC关联，使得在MPLS-PEl已经确定MPLS-VFE 34A 是FEC的下一跳时通过使用MPLS-VFE 34A分配的标签传送去往FEC的所有分组。
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当MPLS LSR希望向FEC传送分组(120)时，它将用MPLS-VFE34A提供给它以供与 FEC —起使用的标签来封装分组。MPLS LSR还将创建链路MAC报头以在链路状态协议受控 以太网网络中将分组传送到MPLS-VFE 34A(122)。在图4所示的示例中，链路MAC报头将正 在发送分组的MPLS-LSR的端口 MAC用作源MAC地址(SA)，并且可以将MPLS-VFE 34A的节 点MAC用作目的地MAC地址(DA)(具体取决于MPLS VFE在与MPLS-PEl交流时使用了什么 MAC) ο MPLS-LSR 然后将分组转发给 MPLS-VFE 34A。当MPLS-VFE-A接收到分组时，它将读取识别被寻址到它的分组的MAC报头，并且 从以太类型(Ethertype)确定该有效负载是形成良好的IP或MPLS分组。从而，MPLS VFE 34A将剥离链路MAC报头，并读取标签或分组报头。MPLS-VFE-A将对标签执行查询操作以 确定应用于分组以替代所接收MAC和标签信息以便跨交换域转发分组并由在从交换域的 出口接收分组的MPLS LSR正确理解所需的标签和MAC信息(124)。这可以是标签/MAC元 组，或者在MPLS-PE2提供隐式NULL的情况中可以仅是MAC信息。(注意如果由MPLS-PEl 设置堆栈位底部，则这将还要求重写以太类型字段)。MPLS-VFE将应用FEC/标签绑定期间交流的标签，并创建MAC报头以便跨链 路状态协议受控以太网网络转送(ship)分组(126)。然后将分组跨交换域转发到 MPLS-VFE-E (128)。因为内部节点具有为目的地MAC安装的转发状态，所以它们只转发分组 而不在经由网络的每一跳执行MAC剥离操作。由此，分组在经过交换域32时不要求内部节 点的进一步干预。当分组到达MPLS-VFE-E时，MPLS-VFE将剥离MAC报头，并使用标签识别它应该 向其转发分组的MPLS-PE节点。MPLS-VFE可以在此阶段去除标签以实现倒数第二跳弹出 (130)。MPLS-VFE-E还可以创建链路MAC报头，并将分组转发给目的地MPLS-PE节点(132)。收到时，MPLS-PE2LSR节点将剥离链路MAC报头，并根据MAC报头中指示分组是 MPLS分组或IP分组的以太类型来处理分组(134)。因此，MPLS节点对分组的接收将在不 要求修改MPLS LSR工作方式的情况下进行。在此示例中，假定MPLS-PE2与SAMAC无关地 不加区别地接收被寻址到它的分组。因为MPLS —般复制IP的许多方面，并设计成在以太网链路和LAN段上工作。因 此，MPLS-VFE可以经由p2p链路、经由物理LAN段、经由虚拟LAN段附连到MPLS LSR0而 且，MPLS VFE还可以由通过I-SID以如下修改进行互连在优选实施例中，MPLS标签处理 仅在交换域中的单个MPLS-VFE进行。图7是配置成在链路状态协议受控以太网网络中使用的网络单元的可能实现的 示意表示。网络单元12包括路由选择系统模块80，该模块配置成通过使用链路状态路由选 择协议与网络中的对等网桥交流包含关于网络拓扑的路由选择和其他信息的控制消息。路 由选择系统80接收的信息可以被存储在链路状态数据库88中或以其他方式存储。如前文 论述的，信息交流允许网络上的网桥生成同步的网络拓扑视图，网络拓扑视图则允许路由 选择系统模块80计算至网络上其他节点的最短路径。将路由选择系统80计算的最短路径 规划到FIB 82中，FIB 82填充有适当条目以用于基于计算的最短路径、多播树、业务工程 路径条目以及基于其他条目来指引业务穿过网络。根据本发明的实施例，路由选择系统80可以交流包含FEC/标签绑定和关联MAC 的路由更新。经由链路状态路由选择系统交流的信息将被存储在网络单元12上链路状态数据库88中，以允许入口节点为所标记分组选择链路状态协议受控以太网网络上的正确 出口节点。网络单元12还可包括一个或多个其他模块，如反向路径转发校正(RPFC)源检查 模块84，模块84可以用于处理入局帧/分组，并在FIB 82中执行查询以确定接收到帧的端 口是否与FIB 82中对特定源MAC识别的端口一致。如果输入端口与FIB中识别的正确端 口不一致，则RPFC源检查模块可使帧/分组被撤销(drop)，使得可在链路状态协议受控以 太网网络中避免回路。如果帧通过RPFC源检查84模块，则目的地查询86模块从FIB 82确定应该转发 帧的一个或多个端口。如果FIB没有DA/VID的条目，则丢弃该帧。还应理解，正如本领域技术人员将理解的，所描述的模块仅出于说明目的，并且可 以通过在网桥节点的模块之中组合或分配功能来实现所述这些模块。上述功能可以实现为存储在计算机可读存储器中并在计算机平台的一个或多个 处理器上执行的程序指令集。但是，对于本领域技术人员而言显而易见，本文描述的所有逻 辑可以通过使用分立组件、如专用集成电路(ASIC)的集成电路、结合如现场可编程门阵列 (FPGA)或微处理器的可编程逻辑装置使用的可编程逻辑、状态机或包括它们的任何组合的 任何其他装置来体现。可编程逻辑可以暂时或永久固定在如只读存储器芯片、计算机存储 器、磁盘或其他存储媒体的有形媒体中。所有此类实施例应落入本发明的范围。应该理解，在本发明的精神和范围内可以对附图所示以及说明书中描述的实施例 进行多种更改和修改。相应地，上文描述中包含以及附图中所示的所有内容应从说明而非 限制的意义来解释。本发明仅按随附权利要求书及其等效中定义的进行限定。
权利要求
一种使用链路状态协议受控以太网网络替换多协议标签交换(MPLS)网络中P节点的方法，所述方法包括如下步骤通过所述链路状态协议受控以太网网络中的虚拟转发器从所述MPLS网络中的标签分发协议(LDP)邻接获知转发等价类(FEC)至标签绑定；获知与所述FEC/标签绑定关联的MAC地址；以及在所述链路状态协议受控以太网网络上在链路状态公告中公告所述FEC/标签绑定和MAC地址。
2.如权利要求1所述的方法，其中获知所述MAC地址的步骤通过保留与所述LDP邻接 关联的MPLS LSR接口的MAC地址知识来执行。
3.如权利要求1所述的方法，其中获知所述MAC地址的步骤通过对从其接收到所述 FEC至标签绑定的LDP邻接的IP地址发起地址解析协议(ARP)请求来执行。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述LDP邻接与MPLS标签交换路由器(LSR)关联。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述MAC地址是所述MPLSLSR上的端口MAC地址。
6.如权利要求4所述的方法，还包括接收具有MAC报头的分组，所述MAC报头包含识别 所述链路状态协议受控以太网网络上另一节点的源地址和包含所发现MAC地址的目的地 地址。
7.如权利要求6所述的方法，还包括去除所述MAC报头并创建链路MAC报头以将所述 分组转发给MPLS LSR的步骤。
8.一种使用链路状态协议受控以太网网络替换多协议标签交换(MPLS)网络中P节点 的方法，所述方法包括如下步骤由所述链路状态协议受控以太网网络上的节点接收链路状态公告，所述链路状态公告 包含转发等价类(FEC)至MPLS标签绑定和提供所述FEC/标签绑定的MPLS PE网络单元的 MAC地址；由所述节点创建供其他MPLS PE网络单元在向所述FEC传送分组方面使用的第二标签；将所述第二标签分发给所述其他MPLS PE网络单元。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述链路状态协议受控以太网网络上的节点是MPLS 虚拟转发引擎(VFE)。
10.如权利要求9所述的方法，其中分发所述第二标签的步骤通过以下步骤来执行使 用一般用于向所述其他MPLS PE网络单元提供标签的标签分发协议(LDP)，使得不要求修 改所述MPLS PE网络单元的行为就使所述MPLS PE网络单元能够与所述MPLS-VFE交互。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述MAC地址是提供所述FEC/标签绑定的MPLSPE 网络单元的端口 MAC地址。
12.如权利要求8所述的方法，还包括由所述节点维持所述第二标签与所述FEC/标签 绑定及MAC地址之间的映射。
13.如权利要求12所述的方法，还包括以下步骤由所述节点接收包含所述标签的分组；从所述标签确定所述MAC地址，使用所述MAC地址为所述分组创建MAC报头，以及将所 述分组转发到所述链路状态协议受控以太网网络。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述MAC报头具有设为所述节点的MAC地址的源 MAC地址和设为所述MAC地址的目的地MAC地址。
15.一种网络，包括多个边缘节点和内部节点，形成链路状态协议受控以太网网络，所述多个边缘节点连 接到多个多协议标签交换(MPLS)标签边缘路由器(LER)并提供所述MPLS LER之间的互连 性，其中所述链路状态协议受控以太网网络的边缘节点从所述MPLSLER接收转发等价类 (FEC)至标签绑定并连同关联MAC地址一起公告所述FEC/标签绑定；以及其中所述内部节点为至公告所述FEC/标签绑定的边缘节点的MAC地址安装最短路径 转发状态。
全文摘要
当链路状态协议受控以太网网络上的MPLS虚拟转发实体(VFE)从所附连MPLS-LER获知转发等价类(FEC)至标签绑定时，它将为FEC确定关联MAC地址，并将FEC/标签绑定连同MAC地址一起公告。以太网网络中的节点为至公告FEC/标签绑定的MPLS-VFE的MAC安装最短路径转发状态。以太网网络上接收到公告的每个MPLS-VFE将更新其数据库，并生成使用LDP来分发给所附连MPLSLER的标签。当MPLS-LER需要向FEC传送业务时，它将使用MPLS-VFE提供的标签。MPLS-VFE维持标签与MAC地址之间的映射，使得它可以使用MAC地址来跨以太网网络转发分组。
文档编号H04L12/50GK101960786SQ200880127877
公开日2011年1月26日 申请日期2008年12月30日 优先权日2007年12月31日
发明者D·艾伦, N·布拉格, P·昂贝哈根 申请人:北方电讯网络有限公司