用于传输mpls报头的方法、用于建立mpls路径的方法以及用于执行mpls路径切换的方法
【专利摘要】本发明涉及经由无线电通信网络——尤其经由长期演进（LTE）网络——将多协议标签交换（MPLS）报头从第一节点传输至第二节点的方法，所述方法包括以下步骤：通过减小所述多协议标签交换报头的大小，修改所述多协议标签交换报头，以及使用专用无线电载体借助空中接口将经修改的多协议标签交换报头从所述第一节点传输至所述第二节点。本发明还涉及建立多协议标签交换（MPLS）路径的方法以及执行多协议标签交换（MPLS）路径的切换的方法。
【专利说明】用于传输MPLS报头的方法、用于建立MPLS路径的方法以及用于执行MPLS路径切换的方法
【背景技术】
[0001]本发明涉及一种经由无线电通信网络一尤其是长期演进(LTE)网络，将多协议交换(MPLS)报头从第一节点传输至第二节点的方法。而且，本发明涉及在第一节点和第二节点之间建立多协议交换(MPLS)路径的方法，该方法借助多协议交换(MPLS)通过移动网络的有线部分并且借助长期演进(LTE)网络无线电载体通过移动网络的无线电网络部分。本发明的再一主题是针对在第一节点(Al)和第二节点(A3)之间建立的多协议标签交换(MPLS)路径执行切换的方法，该方法借助多协议交换(MPLS)通过移动网络的有线部分并且借助长期演进(LTE)网络无线电载体通过移动网络的无线电网络部分。
[0002]已知的多协议标签交换(MPLS)网络形成有线网络运营商的数据网络的基础。这些MPLS网络被用于许多目的，例如IP通信量的传输、以太网通信量的传输等。近年来，MPLS网络已被扩展到目前的高弹性级别，并且能够在小于50毫秒的时间内从故障情况中恢复。MPLS快速重新路由、用于MPLS重新路由的RSVP-TE扩展是用于这种扩展的一个实例。
[0003]而且，第四代网络例如长期演进(LTE)形成无线网络的基础。LTE网络目前仅关注于IP通信量。作为无线网络，这些网络的主要特征之一是处理移动性的能力，其中远程节点，即经由无线接口连接的节点不受限于特定天线而是可从一个天线移动至另一个天线，而不丢失与其他网络的连接。另一个重要方面是切换能力，其中主动数据连接可从一个天线移动到另一个天线而不干扰数据流。
[0004]存在一组将两种网络(MPLS和LTE)推得更靠近彼此的因素。首先，用LTE可实现的带宽尽管不像关于MPLS —样高，但足以向远程节点提供MPLS连接服务。其次，网络从纯有线和纯无线会聚到会聚网络。能够传送利用MPLS和LTE的连接服务的会聚网络的使用允许新的市场机会，尤其是如果与可简化在远程位置的MPLS网络的部署的移动性方案一致的话。
[0005]因此，本发明的目的是向经由LTE网络接入的远程位置提供改进的MPLS连接服务，以高效地组合MPLS和LTE网络。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于，提供一种经由无线电通信网络——尤其是长期演进(LTE)网络，将多协议标签交换(MPLS)报头从第一节点高效地传输至第二节点的方法，该方法考虑到无线电通信网络与有线通信网络相比具有缩小的数据传输容量。
[0007]本发明的该目的是通过如下方法实现，该方法经由无线电通信网络——尤其是长期演进(LTE)网络，将多协议标签交换(MPLS)报头从第一节点传输至第二节点，该方法包括以下步骤:通过减小多协议标签交换报头的大小，修改多协议标签交换报头，以及使用专用无线电载体借助空中接口将经修改的多协议标签交换报头从所述第一节点传输至所述第二节点。
[0008]由此，在MPLS报头的传输中可有利地节省带宽，使得减小的数据传输容量足以实现经由无线的无线电通信网络高效传输MPLS数据。优选地，多协议标签交换报头的大小可通过去除多协议标签交换报头的MPLS位标签被减小，这是因为空中接口使用经由无线电载体的一一对应，不需要经由该空中接口传输MPLS位标签。
[0009]根据本发明的另一个目的或另一个实施方案，通过向所述多协议标签交换报头增加一个顺序号，修改多协议标签交换报头。由此可有利的是，接收的实体能够通过分析顺序号验证所接收的MPLS数据的完整性。优选地，接收的实体可依赖于所述顺序号将所接收的数据重新排序。
[0010]根据本发明的一个优选实施方案，向所述多协议标签交换层应用加密机制以保护所传输的数据。优选地，所传送的数据在接收节点被去修改，例如，通过向所述多协议标签交换报头增加MPLS位标签，所述MPLS位标签依赖于所述经修改的多协议标签交换报头的控制层被配置；通过依赖于顺序号重新排序所述MPLS数据；通过去除顺序号；和/或通过向所接收的多协议标签交换报头应用解密机制，以恢复初始的MPLS报头。所述第一节点或所述第二节点之一优选包括提供移动无线功能的移动节点(例如，蜂窝电话、PDA (个人数字助理)或类似物)，其中所述第一节点和所述第二节点中的另一个包括提供MPLS功能的MPLS路由器(例如，MPLS标签边缘路由器(LER)或MPLS标签交换路由器(LSR))。LTE网络优选包括通用第四代网络。
[0011]本发明的另一个目的或另一个实施方案是一种在第一节点和第二节点之间建立多协议标签交换(MPLS)路径的方法，该方法借助多协议标签交换(MPLS)通过所述移动网络的有线部分并且借助长期演进(LTE)无线电载体通过移动网络的无线电网络部分，所述方法包括以下步骤:在直接或间接连接至所述第一节点的第一移动节点与直接或间接连接至所述第二节点的第一标签交换路由器之间建立LTE无线电载体，将来自所述第一标签交换路由器的一个标识符传输至所述无线电网络部分的一个移动网络控制器，其中所述标识符包括关于待被用于在所述第一移动节点和所述第一标签交换路由器之间的MPLS路径的空中接口载体的信息，以及通过使用标识符信息经由LTE无线电载体在所述第一节点和所述第二节点之间部分地建立MPLS路径。
[0012]有利地，所述移动网络控制器通知嵌入所述网络的有线部分的MPLS标签边缘路由器(LER)或MPLS标签交换路由器(LSR):应使用哪个空中接口载体以将MPLS请求经由空中接口在无线电网络上转发，使得MPLS路径/请求和无线电载体被明确地指配给彼此。优选地，所述第一标签交换路由器通知所述移动网络控制器:所述标识符信息所标识的MPLS路径已被建立，使得所述移动网络控制器能够验证通过使用所指配的无线电载体已经建立MPLS路径。优选地，MPLS路径请求初始由所述第一节点产生，并且其中在所述第一节点和所述第二节点之间的MPLS路径已经建立之后，所述第二节点向所述第一节点确认MPLS路径。
[0013]本发明的另一目的或另一实施方案是一种在第一节点和第二节点之间建立MPLS路径的方法，该方法借助多协议标签交换(MPLS)通过移动网络的有线部分并且借助长期演进(LTE)无线电载体通过所述移动网络的无线电网络部分，所述方法包括以下步骤:在直接或间接连接至所述第一节点的第一移动节点与第一标签交换路由器之间建立LTE无线电载体；将来自所述第一标签交换路由器的一个标识符经由所述无线电网络部分的一个移动网络控制器传输至直接或间接连接至所述第二节点的另一个标签交换路由器；通过使用所述标识符经由所述另一个标签交换路由器、所述第一标签交换路由器和所述第一移动节点在第一节点和第二节点之间建立MPLS路径，其中所述标识符指示需要经由所述第一标签交换路由器建立所述MPLS路径，以及其中所述标识符包含关于待被用于所述第一移动节点和所述第一标签交换路由器之间的MPLS路径的空中接口载体的信息。
[0014]由此可有利的是，所述另一个标签交换路由器(例如，嵌入网络的有线部分中的MPLS标签边缘路由器(LER)或MPLS标签交换路由器(LSR))被所述移动网络控制器通知:MPLS请求应关于所述第一标签交换路由器被路由以经由无线电网络建立朝向所述第一节点(或所述第一移动节点)的空中接口。优选地，MPLS路径请求从所述另一个标签交换路由器传输至所述第一标签交换路由器，其中所述第一标签交换路由器将进来的MPLS路径请求与已建立的MPLS载体关联起来，并且将MPLS路径请求转发至所述第一移动节点，使得MPLS路径/请求和无线电载体被明确地指配给彼此。优选地，所述第一标签交换路由器通知所述移动网络控制器:所述标识符信息所标识的MPLS路径已被建立。而且，MPLS路径请求初始由所述第二节点产生，其中在所述第一节点和所述第二节点之间的MPLS路径已经建立之后，所述第一节点向所述第二节点确认MPLS路径。
[0015]本发明的另一个目的或另一个实施方案是一种对在第一节点和第二节点之间建立的多协议标签交换(MPLS)路径执行切换的方法，包括以下步骤:通过直接或间接连接至所述第一节点的第一移动节点测量无线电信号，并且向经由另一个标签交换路由器间接连接至所述第二节点的第一标签交换路由器提供关于所测量的无线电信号的信息；如果所述第一标签交换路由器基于所测量的无线电信号确定需要切换，则将来自所述第一标签交换路由器的切换命令经由所述无线电网络部分的一个移动网络控制器传输给所述另一个标签交换路由器，其中所述切换命令包含MPLS路径需要经由第二标签交换路由器被重定向的信息；依赖于所接收的切换命令，将MPLS请求从所述另一个标签交换路由器传输给第二标签交换路由器；将切换参数从所述第一标签交换路由器传输给所述第二标签交换路由器；在所述第一移动节点和所述第二标签交换路由器之间建立LTE无线电载体；将来自所述第二标签交换路由器的标识符更新命令经由所述移动网络控制器传输给所述另一个标签交换路由器；以及经由所述另一个标签交换路由器、所述第二标签交换路由器和所述第一移动节点在第一节点和第二节点之间建立MPLS路径。
[0016]由此可有利的是，MPLS切换主要通过如下方式提供:在所述第一移动节点和所述第二标签交换路由器之间建立空中接口，并且接下来由所述移动网络控制器通知所述另一个标签交换路由器:所述MPLS路径应经由第二标签交换路由器而非所述第一标签交换路由器被路由。优选地，依赖于所接收的标识符更新命令，所述另一个标签交换路由器随后删除到所述第一标签交换路由器的MPLS路径。
[0017]根据本发明的一个优选实施方案，经由在所述第一移动节点和所述第一标签交换路由器和/或在所述第一移动节点和所述第二标签交换路由器之间所建立的MPLS路径，通过根据本发明的用于将多协议标签交换(MPLS)报头从第一节点传输至第二节点的所述方法传输多协议标签交换(MPLS)报头。
[0018]本发明的这些和其他特性、特征和优点将从下面结合附图给出的详细说明中变得明了，附图通过示例方式示出了本发明的原理。所述说明仅用于示例目的，不限制本发明的范围。下面引用的参考数字参见附图。【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1示意性示出了根据本发明使用无线连接例如LTE网络的MPLS网络。
[0020]图2示意性示出了根据本发明的MPLS帧的协议栈的示意图和用于传输MPLS报头的方法。
[0021]图3示意性示出了根据本发明的第一实施方案用于建立MPLS路径的方法的流程图。
[0022]图4示意性示出了根据本发明的第二实施方案用于建立MPLS路径的方法的流程图。
[0023]图5示意性示出了根据本发明的第三实施方案用于执行MPLS路径的切换的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]将关于具体实施方案并且参照一些附图描述本发明，但本发明不限于这些具体实施方案和附图，而是仅由权利要求限定。所描述的附图仅是示意性而非限制性的。在附图中，为了示例目的，一些元件的尺寸可能被夸大而非按比例绘制。
[0025]在述及单数名词时使用不定冠词或定冠词一例如，一(“a”)、一个(“an”)或该(“the”)——的情况中，这包括该名词的复数，除非明确有相反说明。
[0026]而且，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于区分类似元件，不必然描述一个按顺序的或时间先后的次序。应理解如此使用的术语在合适情况下是可互换的，并且本文描述的发明的实施方案能够按与本文描述的不同的其他顺序运行。
[0027]图1示意性示出了通过使用根据本发明的方法将MLPS技术与无线连接诸如LTE网络结合的网络。
[0028]根据本发明的在第一节点Al和第二节点A3之间建立MPLS路径的方法被用于，通过使用MPLS技术将网络的两个端系统(也称为第一节点Al和第二节点A3)相互连接而在它们之间建立MPLS连通性。通过MPLS连接通信的端系统A1、A3，可位于经由移动设备、或经由固定设备(示为F) (A1-A3-MPLS连接情形)连接的第一移动节点BI或第二移动节点B2处。
[0029]本发明的方法还可用于仅经由移动设备连接两个节点(示为Al和A2)。这些节点中的每个将利用它们自己的移动设备B1、B2连接到网络运营商。该行为类似于所述A1-A3-MPLS连接情形，然而节点E被连接到D2而不是F。
[0030]根据端节点Al、A2预期的功能,从该端节点Al、A2的视角来看,第一移动节点BI和第二移动节点B2充当作MPLS标签边缘路由器(LER)或MPLS标签交换路由器(LSR)。在Al (或A2)充当作LER的情况中，节点BI (或B2)充当作LSR。在Al (或A2)不作为LER运行的情况中，LER功能性由节点BI (或B2 )提供。
[0031]移动节点B1、B2经由移动通信网络I—尤其是经由移动通信网络I的无线电网络部分2—连接至移动基站Cl、C2。该移动网络I可以是例如类似于LTE的网络。该移动网络优选能够封装MPLS包并且通过空中接口传输这些MPLS包。根据本发明的将MPLS报头从第一节点NI (本实施例中NI遵照BI)传输至第二节点N2 (本实施例中N2遵照Cl)的方法，限定通过LTE网络对MPLS包的封装。参见下面关于图2的描述。
[0032]通过空中接口传送的MPLS包被节点Cl (或C2)接收。这些节点能够去除MPLS包的封装并且将它们转发至节点Dl (或D2)。节点Cl (和C2)充当作LSR路由器。节点Dl(和D2)充当作常规MPLS LSR节点。许多Dl节点可以级联。
[0033]节点E是MPLS LSR节点，其中节点C1-D1和C2-D2第一次集合在一起。节点链Cl-Dl-E通常基于光纤来实现大带宽和低传输延迟。节点E在MPLS连接从一个节点如Cl被传送到节点如C2的移动情景中起重要作用。
[0034]节点F或者是MPLS LER,或者是LSR。该节点充当作朝向节点A3的接口。如果节点A3是MPLS允许节点，节点F充当作LSR。在节点A3不是MPLS允许的情况下，节点F充当作LER。
[0035]本发明中描述的节点应理解为能够结合在集成物理节点中的逻辑节点。一些组合是可能的:
[0036]一节点Dl和E能够被结合在一个或多个物理节点中。
[0037]一节点Cl、Dl和E在一个或多个物理节点中。
[0038]一节点Al和BI可被结合在单个节点中。
[0039]一节点F和A3可被结合在单个节点中。
[0040]节点H负责当节点例如BI需要将其无线连接性从Cl移动到C2时的移动情况，并且保持在Al和A2或A3之间的MPLS连接。节点H充当作移动性控制器，向涉及的节点指示何时需要修改在节点上的MPLS连接。活动MPLS连接的传送在MPLS切换部分被描述。
[0041]存在一些处理MPLS路径的前置条件:
[0042]一节点A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2、E、F、A3和H具有不同的可路由IP地址。这允许节点对于参与到MPLS路径中的每个节点具有唯一标识符。节点BI和B2的IP地址被分配为标准LTE连接建立的一部分。
[0043]一节点B1、Cl、D1、E和F能够路由IP包，能够处理内部网关协议(IGP )例如0SPF、IS-1S或RIP，能够处理MPLS协议例如LDP和RSVP-TE。这些节点能够传播路由信息，并且能够执行需要的步骤以建立MPLS路径例如资源保留。
[0044]一如果节点A3在移动运营商IP网络以外，则节点E或节点F可进一步运行eBGP。然而，这要求额外扩展到在本发明范围外的eBGP和MPLS。
[0045]一如果节点Al (或A2)在移动运营商IP网络以外，则节点BI (或节点B2)可进一步运行eBGP。然而，这要求额外扩展到在本发明范围外的eBGP和MPLS。
[0046]图2示意性示出了根据本发明的MPLS帧的协议栈的示意图和用于传输MPLS报头24的方法。传输MPLS报头24的方法包括修改和去修改MPLS报头24的步骤。在下文中，这些步骤还被称为封装和去封装MPLS报头24。
[0047]图2中例示的示意图示出了通过移动网络I的无线电网络部分2从移动节点B(本实施例中的第一节点NI)流动到作为标签交换路由器的移动基站Cl (本发明中的第二节点N2)的MPLS帧21和数据22。从第二节点N2 (C)到第一节点NI (B)的流动方向将是类似形式，其中节点C将执行如所示的节点B的MPLS PDPC层28功能，反之亦然。
[0048]MPLS封装的主要目的是通过减小MPLS报头24以节省在空中接口处的带宽，从而基于顺序号26建立一个机制来检测在空中接口的损失，并且保护数据完整性。[0049]通过减小MPLS报头大小，节省在空中接口处的带宽。本发明利用如下事实，即，经由空中接口建立的MPLS路径30利用专用无线电载体。该无线电载体可以是单向22(上行链路或下行链路)或双向23 (两个方向)形式。
[0050]MPLS报头24具有4个基本字段:20位标签、4位控制顺序和8位生存时间字段。通过在标签减少25的修改步骤中消除MPLS20位标签，MPLS报头24可在由第一节点NI执行的MPLS PDPC层28功能中被减小，这是因为在载体22、23和MPLS路径30之间存在一一对应。这产生了一个经减小的12位长度的MPLS报头24，由4个控制位和8位生存时间组成。
[0051]4位顺序号26被添加至该经减小的MPLS报头(12位)。该顺序号26在待要通过载体发送的第一 MPLS帧上是0，并且在接下来的每个MPLS帧被以I递增。这导致一个16位的新MLPS报头24，其中:4位用于顺序编号26，4位用于携带初始的MPLS控制位，8位用于携带初始的TTL字段。顺序号26可被接收的MPLS TOPC实体用于检测损失，并且重新排列接收的数据。顺序号26还可用于管理计时器和下面层的应答机制(LTE情况中的RLC层29)。
[0052]应用至MPLS I3DPC层的加密机制27与3GPP指定的用于LTE情形的加密相同。这是现有技术，本文不再详细描述。
[0053]MPLS报头减小机制和编密码机制的使用受节点B和节点C的控制。这两者都可被配置为不被使用。在不被使用的情况中，仅顺序号26被增加至初始的MPLS帧24，没有报头减少或加密发生。
[0054]在远程位置，移动设备例如B封装MPLS帧以将它们传送至节点C。封装通过移除MPLS标签，增加顺序号26并且应用加密27 (如果被配置进行加密的话)来执行。这些被封装的MPLS帧24可随后被映射至LTE逻辑信道和LTE物理信道。
[0055]在节点C，被封装的MPLS帧24在去修改步骤35中被去封装。如果被配置用于检验完整性，则通过验证加密完整性使接收的帧受到完整性检验37。通过检验顺序号26，无序的MPLS帧被重新排序，待被按有序顺序送至上层。在将MPLS帧转发至下一个节点之前，节点C通过增加合适的MPLS标签来构造35MPLS标签。该标签由控制层在载体建立阶段配置。在报头构造之后，可根据MPLS过程例如标签交换转发MPLS帧。
[0056]以类似形式，从节点C发送至节点B的包在节点C被封装，并且在节点B被去封装。
[0057]图3示意性示出了根据本发明的第一实施方案用于建立MPLS路径的方法的流程图。在节点Al (第一节点)和A3 (第二节点)之间的MPLS路径可由Al或者A3发起。在两种情况中，标签分发协议例如LDP或RSVP-TE都被用于请求沿着所有涉及的节点分配MPLS路径。在MPLS路径由节点Al而非节点A3发起的情况中，在用于建立MPLS路径的节点之间交换的信息流中存在一些小的差异。这些差异在该部分结尾处被突出说明。
[0058]建立MPLS连接的特殊任务是由图1的参考图的节点E执行。节点E锚定MPLS路径的移动性方面，以及MPLS协议的快速重新路由保护。待经由LTE空中接口建立的所有MPLS连接都必须通过节点E。在整个网络中可以有多个节点E。然而，必须一直有类型E的节点。
[0059]在连接建立时，MPLS路径被建立为两个分立的路径。一个路径覆盖从节点BI到节点E的移动部分，另一个路径覆盖从节点E到节点F的部分。节点E将两个路径集合在一起。
[0060]如图3的信息流图所描述，执行从节点A3到节点Al的连接建立。下文描述了各个步骤:
[0061 ] 步骤I和2是MPLS标准符合:
[0062]1.A3经由LDP/RSVP-TE或另一 MPLS标签管理控制协议向节点F发信号，一个新的MPLS路径应被建立至节点Al。前一个路由预告被假设已发信号，经由节点E和F是可到达节点Al的。
[0063]2.节点F处理针对新的路径的LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议请求，并且将该请求发送至节点E。
[0064]步骤3既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0065]3.一旦接收在移动网络内建立MPLS路径的LDP/RSVP-TE/其他协议请求，节点E就检验其路由表并标识节点BI已向节点Al预告一个路由。为了检测节点BI连接至移动网络内的哪个节点C，节点E向节点H发送一个对节点BI的寻呼请求。
[0066]步骤4-7是LTE标准符合:
[0067]4.节点H向节点Cl发送一个对节点BI的寻呼请求。
[0068]5.节点Cl寻呼节点BI。
[0069]6.如果需要鉴别，节点BI用节点H执行鉴别过程。
[0070]7.节点BI和Cl建立一个LTE逻辑和物理无线电载体。
[0071 ] 步骤8和9既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0072]8.节点Cl向节点H通知新的载体的场景(context)。该场景除了 LTE空中接口场景以外，还包括针对用于连接管理和切换的MPLS载体的标识符。该MPLS载体包含Cl标识符，以及用于待被供MPLS路径使用的空中接口载体的标识符。
[0073]9.作为对于寻呼请求的响应的一部分，节点H向节点E提供应经由节点Cl建立到节点BI的路由的信息。通过检验其内部路由表，节点E确定MPLS路径应经过节点Dl到达Cl。
[0074]步骤10至11是MPLS标准符合:
[0075]10.节点E经由LDP/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议向节点Dl转发MPLS路径请求。
[0076]11.节点Dl向节点Cl转发MPLS路径请求。
[0077]步骤12既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0078]12.节点Cl经由BI接收对节点Al的MPLS路径请求并且标识已经被建立至未使用的节点BI的MPLS载体。节点Cl将进来的MPLS路径请求与已建立的MPLS载体关联起来。节点Cl经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议向节点BI转发MPLS路径请求。然而，没有MPLS标签被分配给Cl-Bl接口。
[0079]步骤13和14是MPLS标准符合:
[0080]13.节点BI经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议向节点Al转发MPLS路径请求。
[0081]14.节点Al经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议确认MPLS路径。
[0082]步骤15既不是MPLS也不是LTE标准符合:[0083]15.节点BI转发MPLS路径确认，然而，没有标签被分配给BI至Cl的接口。
[0084]步骤16至17是MPLS标准符合:
[0085]16.节点Cl经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议确认MPLS路径。
[0086]18.节点Dl经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议确认MPLS路径。一旦节点E从LDP/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议接收到路径已经被成功建立直到节点Al的响应，则节点E将到Al的路径与到A3的路径逻辑上相连，并且通知节点H关于MPLS路径建立的信
肩、O
[0087]步骤19至20是MPLS标准符合:
[0088]19.节点E经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议确认MPLS路径。
[0089]20.节点F经由LPD/RSVP-TE或另一 MPLS控制协议确认MPLS路径。
[0090]图4示意性示出了根据本发明的第二实施方案用于建立MPLS路径的方法的流程图。在连接由Al发起而非A3发起的情况中，与图3相比，信息流存在变化。该信息流被描绘在图4中。下文描述了各个步骤:
[0091 ] 步骤I是MPLS标准符合:
[0092]1.Al经由LDP/RSVP-TE或另一 MPLS标签管理控制协议向节点BI发信号，一个新的MPLS路径应被建立至节点A3。先前，节点BI必须已通过IGP路由协议发信号，它能够向节点A3提供路由。
[0093]步骤2和3是LTE标准符合:
[0094]2.如果要求，节点BI对节点H执行鉴别。
[0095]3.节点BI与节点Cl建立新的逻辑和物理无线电载体。
[0096]步骤4和5既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0097]4.节点Cl向节点H通知新的载体的场景。该场景除了 LTE空中接口场景以外，还包括针对用于连接管理和切换的MPLS载体的标识符。
[0098]5.节点BI经由LDP/RSVP-TE/或另一 MPLS标签管理控制协议发信号，应向节点A3建立MPLS路径。然而，没有MPLS标签被分配给BI c*Cl接口。
[0099]步骤6至13是MPLS标准符合:
[0100]6.节点Cl向节点A3请求MPLS路径。
[0101]7.节点DI向节点A3请求MPLS路径。
[0102]8.节点E向节点A3请求MPLS路径。
[0103]9.节点F向节点A3请求MPLS路径。
[0104]10.节点A3向节点A3确认MPLS路径。
[0105]11.节点F向节点A3确认MPLS路径。
[0106]12.节点E向节点A3确认MPLS路径。
[0107]13.节点Dl向节点A3确认MPLS路径。
[0108]步骤14既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0109]14.节点Cl通知节点H已经建立了由载体标识符标识的MPLS路径。
[0110]步骤15至16是MPLS标准符合:
[0111]15.节点Cl向节点A3确认MPLS路径。
[0112]16.节点BI向节点A3确认MPLS路径。[0113]图5示意性示出了根据本发明的第三实施方案用于执行MPLS路径的切换的方法的流程图。移动性是远程节点BI或B2即使在从一个位置移动到另一个位置时仍然能够连接至无线网络的能力。提供移动性所要求的过程由LTE移动性提供。唯一的例外是在对于MPLS路径的活动载体的情况中。下面描述在该情况中的根据本发明的MPLS具体过程。
[0114]移动节点持续扫描LTE无线电频谱，以检测哪些LTE无线电信号正在被检测，并且向基站报告这些信号。这些报告被用于决定应进行从一个小区到另一个小区的切换。LTE无线电信号可能会劣化，这是因为要么移动节点已物理移动，要么因为在一个小区中可提供的资源已变得不足。
[0115]MPLS切换过程与LTE所使用的用于IP包切换的过程一致。然而,存在一些差异，尤其在切换过程中在建立MPLS连接性时。本发明描述了这些差异适用的情况。
[0116]图5描述了 MPLS切换涉及的信息流。在MPLS切换之前，从节点Al到节点B1、从节点BI经由空中接口到节点Cl存在MPLS帧的传送，在节点Cl和Dl之间以及在节点Dl和E之间、在节点E和F之间、在节点F和A3之间存在MPLS路径。在MPLS切换之后，从节点Al到节点B1、从节点BI经由空中接口到节点C2存在MPLS帧的传送，在节点C2和D2之间以及在节点D2和E之间、在节点E和F之间、在节点F和A3之间存在MPLS路径。
[0117]步骤I是LTE标准符合:
[0118]1.节点BI周期性地测量无线电信号，并且向节点Cl提供这些测量的报告。
[0119]步骤2至4既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0120]2.节点Cl决定切换优于继续驻留Cl。进行切换的决定标准不是本发明的一部分。节点Cl通知节点H:对于节点BI需要经由节点C2到节点E的MPLS保护路径，以保护防止BI经由Cl到E的路径的故障。
[0121]3.节点H请求节点E对于BI建立经由节点C2的MPLS保护路径，作为对于现有的经由Cl到BI的MPLS路径的MPLS保护路径。
[0122]4.节点E检验其IP路由表并且标识节点C2经由节点D2是可到达的。节点E请求经由节点D2到节点C2的MPLS保护路径。遵循RSVP-TE快速重新路由协议，该保护路径被建立为MPLS备份隧道。MPLS保护被实施为对于Al到A3的MPLS路径连接的MPLS局部修复，保护防止沿着MPLS路径BI到C1、C1到D1，以及Dl到E的故障。节点E是两个MPLS路径再次合并的合并点。
[0123]步骤5是MPLS标准确认:
[0124]5.节点D2向节点C2请求MPLS保护路径。
[0125]步骤6既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0126]6.代替向节点BI转发要求MPLS保护的RSVP-TE请求，节点C2立即确认MPLS保护路径。节点C2保持对于MPLS路径的内部参考，保护预期被切换的对节点BI的MPLS路径。
[0127]步骤7是MPLS标准确认:
[0128]7.节点D2确认MPLS保护路径。
[0129]步骤8和9既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0130]8.节点E接收确认已经建立局部修复MPLS路径，保护防止BI到Cl接口的故障。节点E通知节点H已经建立到节点BI的保护路径。[0131]9.节点H通知节点Cl已经建立对到BI的MPLS路径的保护。
[0132]步骤10至13是部分LTE标准符合，但是具有重要扩展以支持MPLS切换所需的参数:
[0133]10.节点Cl通知节点C2关于切换的事情，并且传送相关参数。
[0134]11.节点C2向节点Cl确认切换能力。节点C2标识先前被配置用于切换的MPLS保护路径。
[0135]12.节点Cl通知节点BI切换至节点C2。
[0136]13.节点BI连接至节点C2。作为在切换之前已经建立的受保护的MPLS路径，从节点Al到A3的MPLS包可继续流动，受MPLS路径保护。RSVP-TE快速重新路由协议确保了所有的MPLS帧将遵循经由C2的保护路径而不是经由节点Cl的初始MPLS路径。
[0137]步骤14和15既不是MPLS也不是LTE标准符合:
[0138]14.节点C2通知节点H已经成功传送MPLS载体，以及应更新MPLS载体标识符。
[0139]15.节点H要求节点E删除从节点E到节点Cl的MPLS路径。
[0140]步骤16和17是MPLS标准符合:
[0141]16.节点E要求节点Dl删除MPLS路径。
[0142]17.节点Dl要求节点Cl删除MPLS路径。
[0143]尽管本文仅描述了本发明的一些实施方案，但本领域技术人员应理解在不偏离本发明的较宽泛主旨的情况下，本发明的许多其他修改、变型和可能方案也是可能的。因此，这些修改、变型和可能方案被认为落在本发明的主旨和范围内，从而构成如本文描述和/或例示的本发明的一部分。由此，说明书和附图应被认为是示例性而非限制性的。
【权利要求】
1.经由无线电通信网络(1，2)—尤其经由长期演进(LTE)网络，将多协议标签交换(MPLS)报头(24)从第一节点(NI，BI, Cl)传输至第二节点(N2，Cl, BI)的方法，所述方法包括以下步骤: 一通过减小所述多协议标签交换报头(24)的大小，修改所述多协议标签交换报头(24)，以及 一使用专用无线电载体借助空中接口将经修改的多协议标签交换报头(24)从所述第一节点(NI，BI, Cl)传输至所述第二节点(N2，Cl，BI)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多协议标签交换报头(24)的大小通过移除所述多协议标签交换报头(24)的MPLS位标签被减小。
3.经由无线电通信网络(1，2)—尤其经由LTE(长期演进)网络，将多协议标签交换(MPLS)报头(24)从第一节点(NI，BI, Cl)传输至第二节点(N2，Cl, BI)的方法，优选根据权利要求1或2之一，所述方法包括以下步骤: 一通过向所述多协议标签交换报头(24)增加一个顺序号(26),修改所述多协议标签交换报头(24)，以及 一使用专用无线电载体借助空中接口将经修改的多协议标签交换报头(24)从所述第一节点(NI，BI, Cl)传输至所述第二节点(N2，Cl，BI)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中通过向所述多协议标签交换报头(24)应用加密机制(27 )，进一步修改所述多协议标签交换报头(24)。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，进一步包括以下步骤: 一通过所述第一节点(NI，BI, Cl)广播所述经修改的多协议标签交换报头(24)， 一通过所述第二节点(N2，Cl，BI)接收所述经修改的多协议标签交换报头(24)， 一去修改所接收的多协议标签交换报头(24)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所接收的多协议标签交换报头(24)通过向所述多协议标签交换报头(24)增加MPLS位标签被去修改，所述MPLS位标签优选依赖于所述经修改的多协议标签交换报头(24)的控制层被配置；和/或其中所接收的多协议标签交换报头(24)根据顺序号(26)被重新排序；和/或其中被重新排序的多协议标签交换报头(24)通过去除所述顺序号(26)被去修改；和/或其中所接收的多协议标签交换报头(24)的完整性通过验证加密完整性被检验；和/或其中所接收的多协议标签交换报头通过向该所接收的多协议标签交换报头(24)应用解密机制(37)被去修改。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述多协议标签交换报头(24)由所述第一节点(NI，BI, Cl)修改，以及其中所述经修改的多协议标签交换报头(24)由所述第二节点(N2，Cl，BI)去修改，其中所述第一节点(NI，BI, Cl)优选包括移动节点(BI)，和/或其中所述第二节点(N2，Cl，BI)优选包括第一标签交换路由器(LSR) (Cl)。
8.在第一节点(Al)和第二节点(A3)之间建立多协议标签交换(MPLS)路径的方法，该方法借助多协议标签交换(MPLS)通过移动网络(I)的有线部分(3)并且借助长期演进(LTE)无线电载体通过所述移动网络(I)的无线电网络部分(2)，所述方法包括以下步骤: 一在直接或间接连接至所述第一节点(Al)的第一移动节点(BI)与直接或间接连接至所述第二节点(A3)的第一标签交换路由器(Cl)之间建立LTE无线电载体， 一将来自所述第一标签交换路由器(Cl)的一个标识符传输至所述无线电网络部分(2)的一个移动网络控制器(H)，其中所述标识符包括关于待被用于在所述第一移动节点(BI)和所述第一标签交换路由器(Cl)之间的MPLS路径的空中接口载体的信息，以及 一通过使用标识符信息经由所述LTE无线电载体在所述第一节点(Al)和所述第二节点(A3)之间部分地建立MPLS路径。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一标签交换路由器(Cl)通知所述移动网络控制器(H):所述标识符信息所标识的MPLS路径已被建立，和/或其中所述MPLS路径请求初始由所述第一节点(Al)产生，以及其中在所述第一节点(Al)和所述第二节点(A3)之间的MPLS路径已经建立之后，所述第二节点(A3)向所述第一节点(Al)确认MPLS路径。
10.在第一节点(Al)和第二节点(A3)之间建立MPLS路径的方法，该方法借助多协议标签交换(MPLS)通过移动网络(I)的有线部分(3)并且借助长期演进(LTE)无线电载体通过所述移动网络(I)的无线电网络部分(2)，所述方法包括以下步骤: 一在直接或间接连接至所述第一节点(Al)的第一移动节点(BI)与第一标签交换路由器(Cl)之间建立LTE无线电载体， 一将来自所述第一标签交换路由器(Cl)的一个标识符经由所述无线电网络部分的一个移动网络控制器(H)传输至直接或间接连接至所述第二节点(A3)的另一个标签交换路由器(E)， 一通过使用所述标识符经由所述另一个标签交换路由器(E)、所述第一标签交换路由器(Cl)和所述第一移动节点(BI)在第一节点(Al)和第二节点(A3)之间建立MPLS路径， 一其中所述标识符指示需要经由所述第一标签交换路由器(Cl)建立所述MPLS路径，以及 一其中所述标识符包含关于待被用于所述第一移动节点(BI)和所述第一标签交换路由器(Cl)之间的MPLS路径的空中接口载体的信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其中一个MPLS路径请求被从所述另一标签交换路由器(E)传输至所述第一标签交换路由器(Cl)，以及其中所述第一标签交换路由器(Cl)将进来的MPLS路径请求与建立的MPLS载体关联，并且将所述MPLS路径请求转发给所述第一移动节点(BI)。
12.根据权利要求10或11之一所述的方法，其中所述第一标签交换路由器(Cl)通知所述移动网络控制器(H):由所述标识符信息所标识的MPLS路径已被建立，和/或其中所述MPLS路径请求初始由所述第二节点(A3)产生，以及其中在所述第一节点(Al)和所述第二节点(A3)之间的MPLS路径已经建立之后，所述第一节点(Al)向所述第二节点(A3)确认MPLS路径。
13.对在第一节点(Al)和第二节点(A3)之间建立的多协议标签交换(MPLS)路径——尤其是对根据权利要求8至12之一的方法建立的多协议标签交换(MPLS)路径——执行切换的方法，该方法借助多协议标签交换(MPLS)通过移动网络(I)的有线部分(3)并且借助长期演进(LTE)无线电载体通过所述移动网络(I)的无线电网络部分(2)，本方法包括以下步骤: 一通过直接或间接连接至所述第一节点(Al)的第一移动节点(BI)测量无线电信号，并且经由另一个标签交换路由器(E)向间接连接至所述第二节点(A3)的第一标签交换路由器(Cl)提供关于所测量的无线电信号的信息，一如果所述第一标签交换路由器(Cl)基于所测量的无线电信号确定需要切换，则将来自所述第一标签交换路由器(Cl)的切换命令经由所述无线电网络部分的一个移动网络控制器(H)传输给所述另一个标签交换路由器(E)，其中所述切换命令包含MPLS路径需要经由第二标签交换路由器(C2)被重定向的信息， 一依赖于所接收的切换命令，将MPLS请求从所述另一个标签交换路由器(E)传输给所述第二标签交换路由器(C2)， 一将切换参数从所述第一标签交换路由器(Cl)传输给所述第二标签交换路由器(C2)， 一在所述第一移动节点(BI)和所述第二标签交换路由器(C2)之间建立LTE无线电载体， 一将来自所述第二标签交换路由器(C2)的标识符更新命令经由所述移动网络控制器(H)传输给所述另一个标签交换路由器(E)，以及 一经由所述另一个标签交换路由器(E)、所述第二标签交换路由器(C2)和所述第一移动节点(BI)在第一节点(Al)和第二节点(A3)之间建立MPLS路径。
14.根据权利要求13所述的方法，其中依赖于所接收的标识符更新命令，所述另一个标签交换路由器(E)删除到所述第一标签交换路由器(Cl)的MPLS路径。
15.根据权利要求8至14之一所述的方法，其中经由移动节点(BI)和第一或第二标签交换路由器(C1，C2)之间的MPLS路径，通过根据权利要求1至7之一的方法传输多协议标签交换(MPLS)报头。`
【文档编号】H04L12/723GK103503387SQ201180070518
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年4月13日 优先权日:2011年4月13日
【发明者】R·沙茨迈尔 申请人:德国电信股份公司