用于ldp/sr互操作性的分段路由映射服务器的制造方法
【专利说明】用于LDP/SR互操作性的分段路由映射服务器
[0001]发明人:
[0002]克拉伦斯.菲尔斯菲斯
[0003]斯特凡诺.B.普雷维蒂
[0004]史蒂文.W.乌尔里奇
[0005]艾哈迈德.R.巴斯汉迪
[0006]相关申请
[0007]本申请根据美国法典第35条§ 119(e)要求递交于2013年5月17日的美国临时专利申请序列号 61/824，696 (题为 “Segment Routing Mapping Server for LDP/SRInteroperability，，并且指定 Clarence FiIsfiIs、Stefano B.Previd1、Steven W.Ulrich和Ahmed R.Bashandy作为发明人)，以及递交于2014年5月16日的美国专利申请序列号14/279，659 (题为“Segment Routing Mapping Server for LDP/SR Interoperability”并且指定 Clarence Filsfils、Stefano B.Previd1、Steven W.Ulrich 和 Ahmed R.Bashandy作为发明人)的国内权益，其整体内容通过引用结合于此用作所有用途，效力与其本身彻底完整地在此公开相同。
【背景技术】
[0008]网络节点接收并随后将分组转发至它们的目的地。分组转发需要决定过程，其虽然在概念上很简单，但可以是复杂的。因为分组转发的决定是由网络节点来处理，为此所需的总时间可能成为对整体网络性能的主要限制因素。网络节点可以采用一个或多个路由器、一个或多个网桥、一个或多个交换机、一个或多个服务器，或任何其它适合的通信处理设备的形式。分组是数据的格式化单元，其典型地包含控制信息和有效载荷数据。控制信息可以包括:源地址和目的地IP地址、诸如校验和之类的误差检测码、序列信息等。控制信息典型地出现在分组的头部和尾部，其间具有有效载荷数据。
[0009]多协议标签交换(MPLS)是一种分组转发机制。MPLS节点可以基于标签分发协议(LDP)分配的标签和LDP转发表来做出分组转发决定。LDP是当创建节点的标签交换路径(LSP，分组经由LSP穿过网络)时网络节点在其中交换LDP标签(下文称为标签)的处理。基于标签的分组转发与传统互联网协议(IP)路由(其中分组转发决定由节点通过使用包含在分组中的IP地址来做出)形成了鲜明的对比。
【附图说明】
[0010]本领域技术人员通过参考附图可以更好地理解本公开，并且其多个目的、特征和优点将变得显而易见。
[0011]图1是示出了示例网络的某些组件的框图。
[0012]图2是示出了示例网络的某些组件的框图。
[0013]图3是示出由图2的节点所采用的示例性过程的流程图。
[0014]图4是示出了示例网络的某些组件的框图。
[0015]图5A和5B示出了由图4中示出的SR映射节点所生成并发送的示例映射通告。
[0016]图6是示出了能在图1、图2和图4的网络中采用的示例节点的某些组件的框图。
【具体实施方式】
[0017]1.概沭
[0018]公开了使得网络域中具有分段路由(SR)功能的节点以及具有LDP功能的节点的互操作性成为可能的设备和方法。在一个实施例中，该方法可包括映射第一节点标识符(ID)到存储器中的第一分段ID，其中所述第一节点ID唯一地标识网络域内的第一节点，并且其中所述第一节点不具有SR功能。消息被生成并随后被直接或间接地发送到网络域内的其它节点，其中所述消息包括映射到第一分段ID的第一节点ID，并且其中其它节点是具有SR功能的。
[0019]2.分组转发机制
[0020]IP路由和MPLS是不同的分组转发机制。IP路由依赖于分组头部内的IP地址来做出分组转发决定。与此相反，MPLS实现分组转发决定通常基于附着到分组的短路径标识符(称为标签)。分段路由(SR)是又另一种分组转发机制。SR类似于MPLS并且采用许多MPLS数据平面功能。如同MPLS，SR中的分组转发决定可以基于附着到分组的短路径标识符(成为分段ID)。尽管SR和MPLS是相似的，SR和MPLS之间存在如下面将要更充分地描述的实质性差别。
[0021]2.1IP分组路由
[0022]IP分组路由使用IP转发表，IP转发表是由节点使用经由诸如内部网关协议(IGP)之类的一个或多个协议而分布在节点之间的路由信息创建的。简单来说，IP转发表映射目的地IP地址到分组应采用其到达目的地的下一跳。当节点接收分组，该节点可以使用分组的目的地IP地址来访问转发表，并且查找到下一跳相应的出口接口。节点随后经由出口接口转发分组。下一跳节点使用分组中相同的目的地IP地址来执行其转发表查找，依此类推。
[0023]2.2MPLS 和 LDP
[0024]通常在由互联的LDP节点组成的提供商网络中采用MPLS。出于解释的目的，LDP节点是那些实现控制平面中的LDP的节点。分组流经由入口边缘LDP节点进入网络，沿LSP (其通常包括一个或多个核心LSP节点)逐跳(hop-by-hop)行进，并经由出口边缘LDP节点退出。
[0025]分组基于LDP转发表和标签沿LSP转发。标签允许对节点的数据平面中非常快速和简单的转发引擎的使用。标签是可以与转发等价类(FEC)相关联的短固定长度本地显著的标识符。在入口节点接收并与相同FEC相关联的分组应当遵循相同的LSP通过网络。LSP可以针对各种目的而建立，例如在发送分组时确保一定的性能水平、绕过网络拥塞转发分组、创建针对基于网络的虚拟专用网的隧道等。在许多方面，LSP都与ATM或帧中继网络中的电路交换路径没有什么不同，除了它们是不基于特定层2技术的。
[0026]在节点控制平面中采用LDP。两个LDP节点(称为LDP对等点)可以基于逐FEC地双向交换标签。LDP用在建立和维护LDP转发表的过程中，其中LDP转发表将标签映射到下一跳出口接口。这些转发表可以如下文更全面地描述地那样用于转发分组。
[0027]当由MPLS网络的入口 LDP节点接收分组时，该节点可以使用分组中的信息以确定对应于一 LSP的FEC，分组可采用该LSP跨越网络到达该分组的目的地IP地址。在一个实施例中，FEC是距分组的目的地IP地址最近的出口节点的唯一标识符。在本实施例中，FEC可以采用出口节点的环回地址(下文称为环回(loopback))的形式。
[0028]用于为分组确定FEC的特性可以变化，但通常该确定是基于分组的目的地IP地址的。分组的服务质量或其它信息也可以用来确定FEC。一旦得以确定，入口 LDP节点就可以访问表来选择要映射到FEC的标签。该表还可以映射下一跳出口接口到FEC。在入口 LDP节点转发分组到下一跳之前，入口节点附着标签。
[0029]当LDP节点接收到具有附着标签(即传入标签)的分组时，节点访问其LDP转发表以读取下一跳出口接口和另一标签(即传出标签)，这两者都被映射到传入标签。在分组被经由出口接口转发之前，LDP节点用传出标签置换传入标签。下一跳接收具有标签的分组，并且可以执行相同的过程。这个过程通常称为沿非明示路径(即LSP)的逐跳转发。LSP中的倒数第二个节点可以在转发分组到网络中的出口 LDP节点之前弹出(pop)传入标签，该出口 LDP节点转而可以使用分组的目的地址和IP转发表来向其目的地转发分组。在其它实施例中，出口 LDP节点可以在使用分组的目的地址和IP转发表转发分组之前弹出传入标签。
[0030]为了说明上述方面，图1示出了示例网络100的一部分，其包括经由通信链路耦接在一起的LDP节点102-122。可以创建从节点102到节点122的LSP，从而与从节点102发送到节点122的FEC相关联的流的所有分组将经过同一组节点。每个LDP节点在LDP转发表中维护关于经由其所建立的LSP的信息。因此，如果节点110知道节点114是沿从节点102接收的、目的地为节点122的所有分组的LSP的下一跳，节点110可以转发分组到节点114。
[0031]2.3分段路由
[0032]分段路由(SR)是其中节点使用SR转发表和分段ID来转发分组的机制。如同MPLS，SR使能了节点的数据平面中非常快速和简单的转发引擎。SR不依赖于特定开放系统互连(OSI)模型数据链路层技术来转发分组。
[0033]一般地，朝向相同的目的地的分组的流经由入口边缘SR节点进入具有SR功能的网络(即具有SR功能的节点的提供商网络)，沿分段路径(SP，其包括一个或多个核心SR节点)逐跳行进，并经由出口边缘SR节点退出网络。
[0034]SR节点(即采用SR的节点)基于与LDP分布式标签相对的分段ID来做出分组转发决定，并且作为结果SR节点不需要在其控制平面中采用LDP。分段ID的范围可以不同于对标签的范围。除非另外指出，SR节点在其控制平面中缺乏LDP。
[0035]类似于标签，分段ID是短的(相对于IP地址或FEC的长度)、固定长度的标识符。在一个实施例中，分段ID比标签短。分段ID可以对应于网络的拓扑分段、在网络节点处提供的服务等。拓扑分段代表到SR节点的一跳或多跳路径。拓扑分段可以用作能被组合以形成SP的子路径。如将在下文更充分描述的，分段ID的栈可以代表SP，并且SP可以与FEC相关联。
[0036]存在一些类型的分段ID，包括节状-分段ID(nodal_segment ID)、邻接-分段ID (adjacency-segment ID)等。节状-分段ID被分配给SR节点从而属于一个网络域的两个SR节点不被分配相同的节状-分段ID。节状-分段ID通常被映射到独有的节点标识符，并且每个SR节点通常在其存储器中存储其节状-分段ID/唯一节点标识符。仅出于解释目的，唯一节点标识将采用节点