专利名称：分配式多协议标号交换路由器和其中标号的管理的制作方法
技术领域：
本发明涉及多协议标号交换(MPLS)系统，更加具体地说，本发明涉及分配式多协议标号交换路由器以及其中标号的管理。
背景技术：
当前，因特网订户的数量猛烈增加。进而，订户要求各种各样的服务，从基于当前因特网表征的最佳努力的服务的通用数据服务、到要求语音、移动画面、等以保证因特网上的“服务的质量”的多媒体服务。作为适合于传输通用数据的技术，因特网主要基于以太网，例如“文件传输协议(FTP)”。
已经开发了“多协议标号交换(MPLS)”来满足订户的要求，例如在因特网环境内的实时数据传输。多协议标号交换是在通信协议的层2和层3之间的一个协议，并且是一项能够高速地转发一个分组并且其中直到层3而不需要进行任何处理的技术，所述的高速地转发是通过将层2的标号固定到所述分组的标题上而后仅参考添附到该分组的多协议标号交换标题上的标号而转发该分组。换言之，多协议标号交换使用相同的目的地IP地址作为密钥并且根据通过现行的路由协议产生的一个转发表来分类相同的“转发等价级别”(下面称之为“FEC”)，然后，为其赋予属于具有相同标号的相同的FEC的路由项目。这样，具有相同目的地的分组就具有相同的标号，并且通过标号交换高速地发送到目的地。
在多协议标号交换中，要在发送侧和接收侧之间建立一个路径，称之为“标号交换路径(LSP)”。标号交换路径具有面向连接的特性，因此有可能实时地转发因特网协议业务。使用“边界网关协议(BGP)”或者“标号分配协议(LDP)”作为交换标号的协议。
在由多协议标号交换支持的开关网络中，每个开关称之为一个多协议标号交换路由器或者“标号交换路由器(LSR)”。
在一般情况下，对于标号交换，多协议标号交换路由器使用在填充标题中建立的标号值来建立标号交换路径，并且参考在多协议标号交换域中的标号值转发该分组。为此目的，多协议标号交换路由器具有用于管理标号的标号管理器。当多协议标号交换路由器打算请求或分配某个标号的时候，多协议标号交换路由器就在由标号管理器管理的一个可分配的标号池之间分配这个标号。
在一般情况下，当多协议标号交换路由器请求并分配标号以便建立标号交换路径时，多协议标号交换路由器就要确定是否通过标号管理器来请求这个标号，然后再来分配这个标号。
分配式多协议标号交换路由器在安装在标号交换路由器中的每个线路卡都具有多协议标号交换功能，并且对于数据分组进行分配式处理、控制各个信号等，更加具体地说，当使用一个信号协议时，如使用“资源保存协议—业务工程(RSVP-TE)”协议时，在每个线路卡都要进行分配式处理。
分配式多协议标号交换路由器通常配有用于执行交换功能的交换控制卡和订户线路卡。订户线路卡分为两类一类支持多协议标号交换，另一类不支持多协议标号交换。支持多协议标号交换的每个订户线路卡都包括一个多协议标号交换后台守护程序以执行与交换控制卡的通信，产生用于管理它自己建立的标号池的标号管理器，并且在标号管理器中建立它自己的分配标号池。当从外部接收到一个请求的时候，每个订户线路卡都可能改变它自己的分配标号池。
按照常规，对于分配式多协议标号交换路由器进行设计，以便根据订户线路卡的数目在每个订户线路卡之间不可改变地分割和分配这些标号，因而不可能实现标号的自动重新调整，并且只可能通过操作人员的命令来完成标号的自动重新调整。
例如，多协议标号交换的调整标题由以太网标题、调整标题、和层3标题组成，其中调整标题具有32比特，并且包括标号(20比特)、EXP(试验用，3比特)、堆栈比特(堆栈底，1比特)、和TTL(存活时间，8比特)。每个标号包括20比特，在理论上可以使用的范围在0(零)和1048575(1020-1)之间。这样，除了在0和15之间的范围已经留给了特殊用途以外，剩余的范围是在16和1048575之间，这个范围通常是由标号管理器进行分配的。
这样，每个线路卡的标号范围＝1048575/线路卡的数目。
例如，对于12个线路卡，则有1048575/12＝87381线路卡0＝{16，87396}……然而，当按这种方式分配这个标号范围时，通过特定的订户线路卡确定的标号交换路径可能超过一个固定分配的标号范围。如果是这样，将出现这个标号范围必须再次分配的问题。
再有，在线路卡填补了空的时隙(empty slot)之后，必须采取随后的措施再一次分配这个标号。尽管如此，由于没有采取随后措施，标号肯定要这样来分配这个标号必定按固定的方式由线路卡可能填补的时隙数目进行分割，而不管这个线路卡是否已经填补，或者多协议标号交换协议是否可以操作。出于这个理由，就出现了分配非使用的标号的另一个问题。
在下面的专利中的每一个专利都公开了与本发明共有的特征，但这些专利都没有教导或建议在本申请中具体引用的本发明的特征Navar等人的美国专利申请No.2003/0212927，题目为“在多协议标号交换网络中操作的一个分配式处理器路由器内用于保护多协议标号交换能力的故障保护机制”，2003年11月13日公开；Shin等人的美国专利申请No.2003/0002444，题目为“在多协议标号交换网络中的路由确定方法”，2003年1月2日公开；Schneider等人的美国专利申请No.2002/0071427，题目为“网络连接能力的多服务使用”，2002年6月13日公开；De Clercq等人的美国专利申请No.2004/0125805，题目为“多协议标号交换的标号分配方法，相关的第一多协议标号交换的网络单元，和相关的第二多协议标号交换的网络单元”，2004年7月1日公开；Sasagawa等人的美国专利申请No.2004/0095922，题目为“用于互连网络的方法和设备”，2004年5月20日公开。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种分配式多协议标号交换路由器和在其中管理标号的方法，所述的路由器和方法在必要时能够通过在分配式多协议标号交换路由器中动态地分配标号有效地管理标号资源。
为实现这项目的，按照本发明的一个方面，提供一种管理分配式多协议标号交换(MPLS)路由器的标号的方法，所述的方法包括确定在存储有关已分配的标号的信息的标号池中是否存在至少一个额外的标号；在响应标号分配请求以便在订户线路卡中建立至少一个标号交换路径时作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，在响应这个确定结果时，请求在交换控制卡中按照预置单元分配标号；响应在交换控制卡中订户线路卡的标号分配请求，在标号池中分配标号，在所述标号池中按照预置单元存储有关能够在分配式多协议标号交换路由器中进行分配的所有标号的信息，并且向订户线路卡发送已分配的标号的信息；按照从交换控制卡发送的已分配的标号信息，更新订户线路卡中的标号池，并且响应在订户线路卡中的标号分配请求分配在经过更新的标号池中的标号。
按照本发明的另一方面，提供一种管理分配式多协议标号交换(MPLS)路由器的标号的方法，该方法包括确定在多协议标号交换客户守护程序的本地标号池中是否存在至少一个额外的标号，并且在响应安装在订户线路卡上的多协议标号交换服务器守护程序接收多协议标号交换客户守护程序的线路卡中的标号分配请求时将作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，响应这个确定结果，请求安装在交换控制卡上的多协议标号交换服务器守护程序分配标号；在多协议标号交换服务器守护程序中，按照多协议标号交换客户守护程序的标号分配请求，以包括多个标号的页为单位，向对应的多协议标号交换客户守护程序分配存储在多协议标号交换服务器守护程序的标号池中的标号；在多协议标号交换客户守护程序中，利用由多协议标号交换服务器守护程序分配的标号更新多协议标号交换客户守护程序的标号池，并且在更新的标号池中分配标号。
按照本发明的另一个方面，提供一种分配式多协议标号交换(MPLS)路由器，路由器包括交换控制卡，交换控制卡包括第一标号池，用于存储在路由器中已经分配的所有标号的信息；交换卡，适于按照标号分配请求在第一标号池中实现标号分配，并且响应标号分配请求的接收来转发有关标号分配的信息；和至少一个订户线路卡，订户线路卡包括第二标号池，适合于接收来自交换控制卡的标号分配信息并且存储已分配的标号信息，并且响应建立至少一个标号交换路径的标号的分配，为它自己分配第二标号池的标号。
按照本发明的另一个方面，提供一种程序存储设备，所述的程序存储设备可由机器读出，并且确实可实现可由机器执行的指令程序，从而可以实现包括以下步骤的方法确定在存储有关已分配的标号的信息的本地标号池中是否存在至少一个额外的标号；在响应标号分配请求以便在订户线路卡中建立至少一个标号交换路径时作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，在响应这个确定结果时，请求在交换控制卡中按照预置单元分配标号；响应在交换控制卡中订户线路卡的标号分配请求，在标号池中分配标号，在所述标号池按照预置单元存储有关能够在分配式多协议标号交换路由器中进行分配的所有标号的信息，并且向订户线路卡发送已分配的标号的信息；按照从交换控制卡发送的已分配的标号信息，更新订户线路卡中的标号池，并且响应在订户线路卡中的标号分配请求在经过更新的标号池中分配标号。
按照本发明的另一方面，提供一种程序存储设备，所述的程序存储设备可由机器读出，并且确实可实现可由机器执行的指令程序，从而可以实现包括以下步骤的方法确定在多协议标号交换客户守护程序的标号池中是否存在至少一个额外的标号，并且在响应安装在订户线路卡上的多协议标号交换守护程序接收多协议标号交换客户守护程序的线路卡中的标号分配请求时将作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，响应这个确定结果，请求安装在交换控制卡上的多协议标号交换服务器守护程序分配标号；在多协议标号交换服务器守护程序中，按照多协议标号交换客户守护程序的标号分配请求，以包括多个标号的页为单位，向对应的多协议标号交换客户守护程序分配存储在多协议标号交换服务器守护程序的标号池中的标号；
在多协议标号交换客户守护程序中，利用由多协议标号交换服务器守护程序分配的标号更新多协议标号交换客户守护程序的标号池，并且在更新的标号池中分配标号。
结合附图参照以下的详细描述使对本发明的更加完整的理解和相应的优点更加容易，附图中相同的参考符号表示相同的或者相似的部件，其中图1是多协议标号交换调整标题的格式的示意图；图2是按照本发明的一个实施例的在分配式多协议标号交换(MPLS)路由器分配和管理标号的过程的示意图；图3是按照本发明的一个实施例的用于多协议标号交换客户守护程序的、多协议标号交换服务器守护程序分配和管理标号的流程图；图4是按照本发明的一个实施例的多协议标号交换客户守护程序分配和管理标号的流程图；图5是按照本发明的一个实施例的多协议标号交换服务器守护程序分配和管理标号的流程图；图6是按照本发明的另一个实施例的多协议标号交换客户守护程序分配和管理标号的流程图；具体实施方式
图1表示多协议标号交换调整标题的格式。
现在参照附图1，多协议标号交换的调整标题由以太网标题、调整标题、和层3标题组成，其中调整标题具有32比特，并且包括标号(20比特)、EXP(试验用，3比特)、堆栈比特(堆栈底，1比特)、和TTL(存活时间，8比特)。
每个标号包括20比特，在理论上可以使用的范围在0(零)和1048575(220-1)之间。这样，除了在0和15之间的范围已经留给了特殊用途以外，剩余的范围是在16和1048575之间，这个范围通常是由标号管理器进行分配的。
这样，每个线路卡的标号范围＝1048575/线路卡的数目。
例如，对于12个线路卡，则有1048575/12＝87381线路卡0＝{16，87396}……然而，当按这种方式分配这个标号范围时，通过特定的订户线路卡确定的标号交换路径可能超过一个固定分配的标号范围。如果是这样，将出现这个标号范围必须再次分配的问题。
再有，在线路卡填补了空的时隙之后，必须采取随后的措施再一次分配这个标号。尽管如此，由于没有采取这个随后的措施，标号肯定要这样来分配这个标号必定按固定的方式由线路卡可能填补时隙的数量进行分割，而不管这个线路卡是否已经填补，或者多协议标号交换协议是否可以操作。出于这个理由，就出现了分配非使用的标号的另一个问题。
下面参照附图更加全面地描述本发明，在附图中表示的是本发明的实施例。然而，本发明可以按不同的形式实施，不应该认为本发明只限于这里提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使这时公开的内容深入而完整，全面地向本领域的普通技术人员传递本发明的范围。在附图中，整个说明书中的相同数字表示相同的元件。
图2是按照本发明的一个实施例的在多协议标号交换(MPLS)路由器中分配和管理标号的过程的示意图。
参照附图2，分配式多协议标号交换路由器(即，LSR)的分配和管理是通过在多协议标号交换服务器守护程序10和多协议标号交换客户守护程序20之间的通信实现的，服务器守护程序10安装在交换控制卡(未示出)中，客户守护程序20安装在订户线路卡(未示出)中。
多协议标号交换服务器守护程序10实现与多协议标号交换有关的操作、管理和维护(OAM)功能，并且安装在交换控制卡(未示出)中。多协议标号交换服务器守护程序10完成诸如标号分配、“虚拟个人网络(VPN)”管理、“简单网络管理协议(SNMP)”互动、等操作。
多协议标号交换服务器守护程序10是作为标号分配服务器操作的。为此目的，多协议标号交换服务器守护程序10包括一个用于标号分配和管理的服务器标号管理器11，然后，当从客户标号管理器请求标号分配时，其中所述的标号分配是由安装在每个订户线路卡上的多协议标号交换客户守护程序产生的，这时多协议标号交换服务器守护程序10以页为单位转发存储在它自己的全球标号池(global label pool)12中的标号。
多协议标号交换客户守护程序20安装在订户线路卡上。多协议标号交换客户守护程序20从多协议标号交换服务器守护程序10接收与多协议标号交换相关的“命令线路接口(CLI)”命令，并且完成来自标号分配、“标号分配协议(LDP)”执行、或者“资源保存协议(RSVP)”执行的操作。
多协议标号交换客户守护程序20是作为标号分配客户程序操作的。为此目的，多协议标号交换客户守护程序20要包括一个用于标号分配和管理的在订户线路卡上的客户标号管理器21，并且以页为单位接收来自安装在交换控制卡(未示出)上的多协议标号交换服务器守护程序10的标号，更新它自己的本地标号池22，然后，当请求标号分配时，分配存储在本地标号池22中的额外的标号。多协议标号交换服务器守护程序10的标号管理器11称之为“服务器标号管理器”，而多协议标号交换客户守护程序20的标号管理器21称之为“客户标号管理器”。
下面描述多协议标号交换服务器守护程序10的服务器标号管理器11是如何分配和管理标号的。
与整个标号管理一起，服务器标号管理器11实现标号分配并且向多协议标号交换客户守护程序20转发标号分配。完成并转发标号分配包括响应来自多协议标号交换客户守护程序20的标号分配请求以页为单位分配和转发标号。
再者，标号的管理指的是定期地更新存储在服务器标号管理器11的全球标号池12中的标号，以便向要由服务器标号管理器11分配标号的每个多协议标号交换客户守护程序20以最佳的方式分配所述的标号，由此管理服务器标号管理器11的标号。
由于标号是一个有限的资源，所以要求服务器标号管理器11有效地管理这个有限的资源。为此，服务器标号管理器11要相对于准备与之通信的多协议标号交换客户守护程序20实现定期的扫描，并且向至少一个多协议标号交换客户守护程序20分配标号。服务器标号管理器11确定是否存在未使用的标号。当存在这种未使用的标号时，检索未使用的标号。从多协议标号交换客户守护程序20中检索出来的未使用的标号称之为“额外的标号”。
为了实现标号分配和管理，当向每个多协议标号交换客户守护程序20的客户标号管理器21分配标号时，服务器标号管理器11需要设置一个分配标号的单位。具体来说，在向任何一个多协议标号交换客户守护程序20分配标号时，每当从多协议标号交换客户守护程序20请求一个标号分配，服务器标号管理器11不是一个一个地分配标号，而是以页为单位进行分配。以页为单位指的是一个标号的范围，在将这个范围的标号以页为单位分割后，这个标号的范围就是属于一个页的标号的数目。例如，假定设定每页10个标号。当向多协议标号交换客户守护程序分配10页时，服务器标号管理器11总共分配了100个标号。
当向任何多协议标号交换客户守护程序分配标号时，服务器标号管理器11完成了设置操作，表明在它自己的全球标号池22内的所有标号当中，已经向对应的多协议标号交换客户守护程序分配了需要分配数目的标号。
于是，已经分配了标号的多协议标号交换客户守护程序在它自己的本地标号池内存储已分配的标号。当存在向某个标号交换路径的标号分配请求时，多协议标号交换客户守护程序可以设置存储在它自己的本地标号池中的标号之一。这个设置的标号在所有的标号交换路由器中具有一个唯一的值。
因此，服务器标号管理器11分配标号的方法是使在全球标号池12中存储的标号与用于分配所述存储的标号的每个多协议标号交换客户守护程序的信息匹配。进而，服务器标号管理器11从多协议标号交换客户守护程序20中检索标号的方法是释放多协议标号交换客户守护程序20的信息已经匹配全球标号池12中对应的标号的关系，然后再删除多协议标号交换客户守护程序20的信息以及来自多协议标号交换客户守护程序20的本地标号池的对应标号的信息。
每页的标号数不是由服务器标号管理器11设置的，而是通进访问系统信息设置的。服务器标号管理器11访问有关引导的系统信息。系统信息包括有关每页标号数的信息。系统信息是通过系统操作人员设置的并且存储在交换控制板的数据库中。因此，当引导交换控制板时，要读出并设置在系统信息中已被设置成缺省值的数值。很自然，在操作这个系统时，可以按照系操作人员的命令来改变和设置每页的标号数。
按照页的大小，所述的页由多协议标号交换服务器守护程序10分配给多协议标号交换客户守护程序20的标号组成，可以在服务器标号管理器11和客户标号管理器21间接收/发送请求消息的能力以及客户标号管理器21为每个订户线路卡分配标号的能力之间进行折衷处理。
换言之，当页的大小增加时，例如，当要分配每页10000个标号时，客户标号管理器21从服务器标号管理器11提取1页，即，10000个标号，并且将这一页存储在它自己的本地标号池22中。在分配了存储在它自己的本地标号池22中的10000个标号后，客户标号管理器21向服务器标号管理器11发送一个新的标号页的请求消息。当存储在本地标号池22中的标号由用于每个订户线路卡的客户标号管理器21分配时，要避免在状态机上出现“LABEL_RESP_WAIT”状态。结果，以略微快一点的速度为每个客户线路卡建立标号交换路径。然而，存在一个缺点在某个客户线路卡上，在它自己的本地标号池22中，过多地保存了未使用的标号。
如果分配每页的标号数很小，如10个标记，客户标号管理器21通过服务器标号管理器11从服务器标号管理器11提取1页，并且将提取的这一页存储在它自己的本地标号池22中。无论何时，一旦通过分配存储在它自己的本地标号池22中的10个标号建立标号交换路径，客户标号管理器21就发送标号页请求消息。这样，一旦建立了第11个标号交换路径，客户标号管理器21就必须等待，一直到它接收新的一页处在“LABEL_RESP_WAIT”状态时为止，因而可能存在一个延迟。出于这个理由，必须正确地调节页的大小以服务于这一目的。
当向多协议标号交换客户守护程序20分配存储在它自己的全球标号池12中的标号的时候，服务器标号管理器11通过采用从系统信息读出的每页的标号数以页为单位分配和管理标号。
进而，服务器标号管理器11完成与安装在每个线路卡上的客户标号管理器21的通信。对于保存比所需要的标号还多的标号的多协议标号交换客户守护程序20，服务器标号管理器11请求客户标号管理器21检索在对应的本地标号池22中存贮的额外的标号。
至于检索标号的方法，服务器标号管理器11完成了与在固定的时间间隔已经分配了标号的每个客户标号管理器21的通信，找到了在对应的多协议标号交换客户守护程序20的本地标号池22中存储的标号数，并且确定了存储在对应的多协议标号交换客户守护程序20的本地标号池22中的标号数是否大于所需要的标号数。
作为确定的结果，当某个多协议标号交换客户守护程序20保存的标号数大于所需要的标号数，服务器标号管理器11检索额外的标号，留下正确的标号数。
下面将描述如何向多协议标号交换客户守护程序20分配标号以及如何管理分配的标号。
从多协议标号交换服务器守护程序10为多协议标号交换客户守护程序20分配标号，客户守护程序20还在它自己的线路卡中管理分配的标号。为多协议标号交换客户守护程序20分配标号意味着当存储在它自己的本地标号池22中的标号小于参考值时，多协议标号交换客户守护程序20请求多协议标号交换服务器守护程序10分配标号，以页为单位分配标号，然后，向新产生的标号交换路径分配标号。
进而，多协议标号交换客户守护程序20管理标号意味着当在客户守护程序20自己的本地标号池22中保存从多协议标号交换服务器守护程序10分配的标号并且超过所需的数目时，多协议标号交换客户守护程序20请求多协议标号交换服务器守护程序10检索额外的标号，并且定期地更新存储在它自己的本地标号池22中的标号以便管理它自己保存的标号。
因为标号是有限的资源，客户标号管理器21必须有效地管理有限的标号。为此目的，多协议标号交换服务器守护程序10定期地扫描与其通信的多协议标号交换客户守护程序20。当对于已经分配但在任何多协议标号交换客户守护程序20中还没使用的标号存在检索请求的时候，客户标号管理器21将存储在它自己的本地标号池22中的多余的标号返回到多协议标号交换服务器守护程序10。为了实现标号分配和管理，客户标号管理器21必须设置从多协议标号交换服务器守护程序10请求的标号的数量。
换言之，客户标号管理器11一旦向新的标号交换路径分配标号，就不请求多协议标号交换服务器守护程序10分配标号。相反，客户标号管理器21请求多协议标号交换服务器守护程序10分配足够数量的标号、分配了所请求的标号、并且在它自己的本地标号池22中存储分配的标号。然后，一旦存在向标号交换路径分配标号的请求，客户标号管理器21就分配在它自己的本地标号池22中存贮的标号。因此，当在客户标号管理器21自己的本地标号池22中存储的标号的保存数目小于参考值时，客户标号管理器21请求多协议标号交换服务器守护程序10额外分配期望数量的标号。
当分配标号时，多协议标号交换服务器守护程序10以页为单位分配标号。当客户标号管理器21从多协议标号交换服务器守护程序10接收标号时，客户标号管理器21接收对应的标号页上的信息以及属于这一页的标号的信息这两者，并且在它自己的本地标号池22中存储接收的这些信息。
这样，当请求客户标号管理器21向某个标号交换路径分配标号时，客户标号管理器21可以设置其存储的任何一个标号，这个设置的标号在所有的路由器中具有一个唯一值。
客户标号管理器21向标号交换路径分配标号意味着使客户标号管理器21已经存储的标号与要分配标号的标号交换路径的信息匹配。进而，客户标号管理器21使标号返回到多协议标号交换服务器守护程序10意味着从它自己的本地标号池22中删除有关对应的标号的信息。
从多协议标号交换服务器守护程序10请求的标号数没有通过客户标号管理器21设定，而是通过访问系统信息采用。客户标号管理器21访问有关引导的系统信息，其中，系统信息包含有关所请求的标号数的信息。系统信息是通过系统操作人员设置的，然后将系统信息存储在它自己的数据库中。这样，当引导线路卡时，读出并采用作为缺省值设置成系统信息的一个值。自然，可以在操作系统期间按照系统操作人员的命令改变并设定所需的标号数。
在客户标号管理器21和多协议标号交换服务器守护程序10间的接收/发送请求消息的能力、与客户标号管理器21按照客户标号管理器21从多协议标号交换服务器守护程序10请求所述的标号数的方式分配标号的能力之间，可以进行折衷处理。
换句话说，当请求的标号数增加时，例如，当每个请求有10000个标号要分配时，客户标号管理器21从服务器标号管理器11提取这些标号并将它们存储在它自己的本地标号池22中。在分配了存储在它自己的本地标号池22中的10000个标号以后，客户标号管理器21向服务器标号管理器11发送一个新的标号页请求消息。
在这一状态，在客户线路卡，当客户标号管理器21分配在本地标号池22中存储的标号时，可以避免在状态机上出现“LABEL_RESP_WAIT”状态，从而可以以略微加快的速度建立标号交换路径。然而，存在一个缺点客户标号管理器在它自己的本地标号池22中保留未使用的标号过多。
如果一次请求的标号数设定为10，则客户标号管理器21从多协议标号交换服务器守护程序10接收这些标号并且将分配的标号存储在它自己的本地标号池22中。一旦客户标号管理器21分配了存储在它自己的本地标号池22中的10个标号以建立标号交换路径，客户标号管理器21就要发送标号页请求消息。于是，一旦建立了第11个标号交换路径，客户标号管理器21必须等待，一直到它接收处在“LABEL_RESP_WAIT”状态的新页时为止。结果，存在延迟的可能性。出于这个理由，必须根据这个目的正确地调节所请求的标号数。
可以根据客户标号管理器的本地标号池22内保存标号数量的恒定参考值来设定一次请求的标号数。例如，当设定了最小和最大的保存量时，并且当本地标号池22中存储的当前的保存量小于最小数量的时候，客户标号管理器21或者可以根据当前保存量和最大保存量之间的差请求多协议标号交换服务器守护程序10额外再分配一些标号；客户标号管理器21或者可以请求一定数量的标号，这个数量对应于来自多协议标号交换服务器守护程序10的最小保存量和最大保存量之间的差。
下面描述如以上所述配置的多协议标号交换服务器守护程序10为多协议标号交换客户守护程序20分配和管理标号的过程。
图3是按照本发明的一个实施例的多协议标号交换服务器守护程序向多协议标号交换客户守护程序分配和管理标号的示意图。
现在参照附图3，在为新确定的标号交换路径分配标号时，安装在每个客户线路卡上的多协议标号交换客户守护程序20的客户标号管理器21搜寻分配到它自己的客户线路卡的本地标号池22。作为搜寻的结果，当存在没有使用的额外的标号时，客户标号管理器分配这些额外的标号。
然而，当在它自己的本地标号池22中没有额外的标号时，客户标号管理器21发送一个信息LABEL_PAGE_REQUEST，请求来自多协议标号交换服务器守护程序10的服务器标号管理器11的标号并且请求一个标号页(S1)。
为了向一个标号交换路径分配标号，每次客户标号管理器21不是请求服务器标号管理器11分配多个标号，而是请求服务器标号管理器11以具有预定数目标号的页为单位分配标号。这样，就可减小在客户标号管理器21和服务器标号管理器11之间的负荷，并且可以提高分配标号的能力。
当客户标号管理器21请求的标号数与所需的页的标号数一样多时，服务器标号管理器11从它自己的全球标号池12中寻找一个空页，并且分配已找到的空页号和在这一页内的标号范围的一个值(S2)。随后，服务器标号管理器11向客户标号管理器21发送这个页号和页内的标号范围的值，以此作为响应消息LABEL_PAGE_RESPONSE(S3)。然后，接收了响应消息的客户标号管理器21将接收的响应消息存储在它自己的本地标号池22中，并且向服务器标号管理器11发送一个确认信号LABEL_PAGE_CONFIRM(S4)。
服务器标号管理器11按照由操作人员指定的页内的标号数并且使用以页为单位分配标号的标号分配算法分割所述的页，并且管理页的使用以及页的分配状态这两者。在这样做时，服务器标号管理器11发送一个返回请求消息LABEL_PAGE_RETURN_REQUEST，所述的返回请求消息定期地请求返回所述的标号页，以便从每个多协议标号交换客户守护程序检索额外的标号(S5)。
存储额外的标号的多协议标号交换客户守护程序20返回额外的标号以及返回响应消息LABEL_PAGE_RESPONSE_REQUEST(S6)。多协议标号交换服务器守护程序10借助于从每个多协议标号交换客户守护程序20返回的标号更新它自己的全球标号池12，这样，就可以正确地管理标号资源。
图4是按照本发明的一个实施例的多协议标号交换客户守护程序分配和管理标号的流程图。
当在某个多协议标号交换客户守护程序中确定了一个标号交换路径时，接收向确定的标号交换路径进行标号分配的请求(S11)。客户标号管理器21确定在它自己的本地标号池11中是否有额外的标号可以分配(S12)。作为确定的结果，当存在要分配的额外的标号时，客户标号管理器21向对应的标号交换路径分配这些额外的标号(S13)。然而，当在它自己的本地标号池22中没有剩下任额外的标号的时候，客户标号管理器21发送一个标号页请求消息，从多协议标号交换服务器守护程序10请求一个标号页(S14)。然后，客户标号管理器21进入备用模式，等待从多协议标号交换服务器守护程序10发送的请求的标号页(S15)。
然后，确定是否从多协议标号交换服务器守护程序10收到了这个标号页(S16)。当收到了这个标号页，客户标号管理器21将收到的标号页存储在它自己的本地标号池22中以更新它自己的本地标号池22(S17)，并且向为进行标号分配请求的标号交换路径分配经过更新的本地标号池22的标号(S13)。
与此同时，客户标号管理器21确定存储在它自己的标号池22中的标号数(S18)，以确定在它自己的标号池22中存贮的标号数是否大于必要的标号数(S19)。
作为确定的结果，当在它自己的标号池22中存贮的标号数大于必要的标号数时，客户标号管理器21请求多协议标号交换服务器守护程序10检索额外的标号，而不是与保存参考值对应的标号(S20)。然后，多协议标号交换服务器守护程序10从已经请求进行额外的标号检索的多协议标号交换客户守护程序20检索额外的标号。
图5是按照本发明的一个实施例的多协议标号交换服务器守护程序分配和管理标号的流程图。
当多协议标号交换服务器守护程序10的服务器标号管理器11从多协议标号交换客户守护程序20收到标号页请求信号时(S21)，服务器标号管理器11确定请求的标号页的数目是否是可以接受的(S22)。换句话说，从多协议标号交换客户守护程序20接收的请求命令是否落在正常的范围内。
当从多协议标号交换客户守护程序20接收的标号页请求消息是不可接受的，服务器标号管理器11将产生一个差错消息(S23)。然而，当从多协议标号交换客户守护程序20接收的标号页请求消息是可以接受的，服务器标号管理器11将访问它自己的全球标号池12并且确定是否存在未使用的标号页资源可以分配给多协议标号交换客户守护程序20(S24)。
作为确定的结果，当存储在它自己的全球标号池12中的标号数不足以分配给多协议标号交换客户守护程序20，服务器标号管理器11将产生差错消息不可能分配标号(S23)。
作为确定的结果，当在它自己的全球标号池12中存储未使用的标号资源，服务器标号管理器11给未使用的标号页赋予一个页号和一个标号范围值，并且将其转发给多协议标号交换客户守护程序20(S25)。然后确定是否已经收到一个确认消息，其中，确认消息表示已经从多协议标号交换客户守护程序20正常地收到这个标号页(S26)。当已经收到这个确认消息时，更新全球标号池12(S27)。
图6是按照本发明的另一个实施例的多协议标号交换客户守护程序分配和管理标号的流程图。
参照附图6，客户标号管理器21周期性地计数在它自己的本地标号池22中存贮的标号数，而不管是否存在对于新确定的标号交换路径的标号分配请求(S31)，并且确定在它自己的本地标号池22中存贮的标号数是否小于一个阈值(S32)。
作为确定的结果，当在它自己的本地标号池22中存贮的标号数小于阈值时，客户标号管理器21向多协议标号交换服务器守护程序10发送一个标号页请求消息(S33)。然后，确定是否已经收到来自多协议标号交换服务器守护程序10的标号页(S34)。当已经收到这个标号页，客户标号管理器21将收到的标号页存储在它自己的本地标号池22中以更新它自己的本地标号池22(S35)。
换句话说，多协议标号交换客户守护程序20赋予它自己保存的标号数一个阈值。然后，当标号数低于阈值时，通过客户标号管理器21为它自己的请求而不是多协议标号交换信令协议的请求，从服务器标号管理器11请求标号页。
于是，从处理多协议标号交换信令协议以接收异步响应的角度出发，实现了“LABEL_RESP_AWAIT”状态，并且服务器标号管理器11返回这些标号，从状态机的观点看，其中没有处理延迟。这不仅有效地节约了资源，而且还改善了性能。
客户标号管理器21驱动一个标号数检查器以确定它自己的本地标号池22保存的标号数。当保存的标号数小于参考值时，对于标号数检查器进行设计以便可以产生一个触发信号。当触发信号由标号数检查器产生时，客户标号管理器21确定在它自己的本地标号池22中保存的标号数小于参考值。结果，客户标号管理器21发送一个请求消息以请求多协议标号交换服务器守护程序10分配标号。
客户标号管理器21在以上所述的恒定时间间隔确定在它自己的本地标号池22中存贮的标号数。作为另一种方法，当在它自己的本地标号池22中分配标号以建立标号交换路径的任何时候，客户标号管理器21还可以确定它自己的本地标号池22保存的标号数。
如以上所述，多协议标号交换客户标号守护程序20管理存储在它自己的本地标号池中的标号数，使其一直保持超过这个阈值。当多协议标号交换客户守护程序20接收标号分配请求时，多协议标号交换客户守护程序20向它自己的标号交换路径分配更新的本地标号池22的标号。
按照本发明，当安装在交换控制卡上的至少一个多协议标号交换客户守护程序完成与安装在交换控制卡上的多协议标号交换服务器守护程序的通信，并且随后多协议标号交换客户守护程序请求多协议标号交换服务器守护程序分配标号时，针对系统的环境调节一页的标号数。这样，就有可能减小当安装在每个客户线路卡上的多协议标号交换客户守护程序处在大于所需时间的备用状态时的时间，以便从多协议标号交换服务器守护程序接收标号，因此有可能以较快的速度在每个线路卡中建立标号交换路径。
进而，客户标号管理器监视在多协议标号交换客户守护程序的它自己的本地标号池内的标号数。当存储的标号数小于阈值时，客户标号管理器请求多协议标号交换服务器守护程序为它自己分配标号而不使用信令协议。因此，总是能够以灵活的方式管理存储在它自己的本地标号池中的标号数，因而有可能减小每个多协议标号交换客户守护程序保持在备用状态的时间以便从多协议标号交换服务器守护程序接收标号。
此外，多协议标号交换服务器守护程序扫描所述的多协议标号交换服务器守护程序已经在固定的时间间隔分配了标号的任何一个多协议标号交换客户守护程序，确定对应的多协议标号交换客户守护程序保存的标号数，并且从多协议标号交换客户守护程序检索已经保存的比需要的标号数多的那些标号。因此，有可能防止任何多协议标号交换客户守护程序保存未使用的标号，并且防止标号源的浪费，从而有可能最为有效地使用有限的标号源。
权利要求
1.一种方法，所述的方法包括确定在存储有关已分配的标号的信息的本地标号池中是否存在至少一个额外的标号，在响应标号分配请求以便在订户线路卡中建立至少一个标号交换路径时作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，在响应这个确定结果时，请求在交换控制卡中按预置单元分配标号；响应在交换控制卡中订户线路卡的标号分配请求，在标号池中分配标号，在所述标号池中按照预置单元存储有关能够在分配式多协议标号交换路由器中进行分配的所有标号的信息，并且向订户线路卡发送已分配的标号的信息；按照从交换控制卡发送的已分配的标号信息，更新订户线路卡中的标号池，并且响应在订户线路卡中的标号分配请求分配在经过更新的标号池中的标号。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步还包括请求订户线路卡返回在交换控制卡中的标号；响应在订户线路卡中的交换控制卡的标号返回请求，返回在它自己的标号池中存储的额外的标号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中交换控制卡周期性地请求客户线路卡返回所述的标号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中交换控制卡使用从客户线路卡返回的标号更新它自己的标号池。
5.根据权利要求1所述的方法，其中每个预置单元是一个页单元，每页包括多个标号。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步还包括响应在订户线路卡中计数的它自己的标号池中存储的标号数以及超过阈值的计数的标号数，请求所述的交换控制卡检索在它自己的标号池中存贮的超过阈值的至少一个标号；和响应所述的交换控制卡请求所述的订户线路卡按照检索请求返回超过阈值的标号，将超过阈值的标号返回到订户线路卡中的交换控制卡。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在订户线路卡中，周期性地计数存储在它自己的标号池中的标号数。
8.根据权利要求6所述的方法，其中响应在自己的标号池中分配的标号，在订户线路卡中计数存储在它自己的标号池中的标号数。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步还包括响应在客户线路卡中计数的它自己的标号池中存储的标号数以及小于阈值的计数的标号数，请求所述的交换控制卡分配至少一个标号；响应由交换控制卡分配给订户线路卡的标号，利用分配的标号更新在客户线路卡中的它自己的标号池。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在客户线路卡中定期地计数存储在它自己的标号池中的标号数。
11.一种方法，该方法包括确定在多协议标号交换客户守护程序的标号池中是否存在至少一个额外的标号，并且在响应安装在订户线路卡上的多协议标号交换客户守护程序接收多协议标号交换客户守护程序的线路卡中的标号分配请求时将作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，响应这个确定结果，请求安装在交换控制卡上的多协议标号交换服务器守护程序分配标号；在多协议标号交换服务器守护程序中，按照多协议标号交换客户守护程序的标号分配请求，以包括多个标号的页为单位，向对应的多协议标号交换客户守护程序分配存储在多协议标号交换服务器守护程序的标号池中的标号；在多协议标号交换客户守护程序中，利用由多协议标号交换服务器守护程序分配的标号更新多协议标号交换客户守护程序的标号池，并且在更新的标号池中分配标号。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步还包括多协议标号交换服务器守护程序请求多协议标号交换客户守护程序返回标号；响应多协议标号交换服务器守护程序的标号返回请求，多协议标号交换客户守护程序返回存储在多协议标号交换客户守护程序的标号池中的标号。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步还包括响应存储在多协议标号交换客户守护程序的标号池中计数的标号数以及小于阈值的计数的标号数，多协议标号交换客户守护程序请求多协议标号交换服务器守护程序分配至少一个标号；和响应多协议标号交换服务器守护程序向多协议标号交换客户守护程序分配标号，多协议标号交换客户守护程序利用分配的标号更新多协议标号交换客户守护程序的标号池。
14.一种路由器，包括一个交换控制卡，包括第一标号池，用于存储在路由器中已经分配的所有标号的信息；交换卡，适于按照标号分配请求在第一标号池中实现标号分配，并且响应标号分配请求的接收转发有关标号分配的信息；和至少一个订户线路卡，订户线路卡包括第二标号池，适合于接收来自交换控制卡的标号分配信息并且存储已分配的标号信息，并且响应建立至少一个分配的标号交换路径的标号，为它自己分配第二标号池的标号。
15.根据权利要求14所述的路由器，其中交换控制卡适于响应在第一标号池中标号的分配按照预置单元分配标号。
16.根据权利要求15所述的路由器，其中所述的预置单元包括页的单元，其中每页包括多个标号。
17.根据权利要求14所述的路由器，其中交换控制卡适于请求订户线路卡返回订户线路卡已经多余存储的至少一个额外标号，并利用从订户线路卡返回的标号请求更新第一标号池。
18.根据权利要求14所述的路由器，其中订户线路卡适于操作多协议标号交换客户守护程序，多协议标号交换客户守护程序响应在订户线路卡中接收的标号分配请求，确定在订户线路卡的第二标号池中是否存储至少一个额外的标号、响应不存在任何一个额外的标号的确定结果请求交换控制卡分配至少一个标号、利用从交换控制卡分配的标号更新订户线路卡的第二标号池、并且分配在经过更新的第二标号池中的标号。
19.根据权利要求18所述的路由器，其中交换控制卡适于操作多协议标号交换服务器守护程序，多协议标号交换服务器守护程序按照多协议标号交换客户守护程序的标号分配请求，以包括多个标号的页为单位，向对应的多协议标号交换客户守护程序分配存储在交换控制卡的第一标号池中的任意标号，并且向对应的多协议标号交换客户守护程序转发分配的标号的信息。
20.一种程序存储设备，所述的程序存储设备可由机器读出，并且确实可实现可由机器执行的指令程序，从而可以实现包括以下步骤的方法确定在存储有关已分配的标号的信息的本地标号池中是否存在至少一个额外的标号，在响应标号分配请求以便在订户线路卡中建立至少一个标号交换路径时作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，在响应这个确定结果时，请求在交换控制卡中按照预置单元分配标号；响应在交换控制卡中订户线路卡的标号分配请求，在标号池中分配标号，在所述标号池按照预置单元存储有关能够在分配式多协议标号交换路由器中进行分配的所有标号的信息，并且向订户线路卡发送已分配的标号的信息；按照从交换控制卡发送的已分配的标号信息，更新订户线路卡中的标号池，并且响应在订户线路卡中的标号分配请求在经过更新的标号池中分配标号。
21.一种程序存储设备，所述的程序存储设备可由机器读出，并且确实可实现可由机器执行的指令程序，从而可以实现包括以下步骤的方法确定在多协议标号交换客户守护程序的标号池中是否存在至少一个额外的标号，并且在响应安装在订户线路卡上的多协议标号交换客户守护程序接收多协议标号交换客户守护程序的线路卡中的标号分配请求时将作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，响应这个确定结果，请求安装在交换控制卡上的多协议标号交换服务器守护程序分配标号；在多协议标号交换服务器守护程序中，按照多协议标号交换客户守护程序的标号分配请求，以包括多个标号的页为单位，向对应的多协议标号交换客户守护程序分配存储在多协议标号交换服务器守护程序的标号池中的标号；在多协议标号交换客户守护程序中，利用由多协议标号交换服务器守护程序分配的标号更新多协议标号交换客户守护程序的标号池，并且在更新的标号池中分配标号。
全文摘要
一种分配式多协议标号交换路由器，确定在存储有关已分配的标号的信息的本地标号池中是否存在至少一个额外的标号，在响应标号分配请求以便在订户线路卡中建立至少一个标号交换路径时作出不存在任何一个额外的标号的确定结果，在响应这个确定结果时，请求在交换控制卡中按预置单元分配标号。响应在交换控制卡中订户线路卡的标号分配请求，在标号池中分配标号，在所述标号池中按照预置单元存储有关能够在分配式多协议标号交换路由器中进行分配的所有标号的信息，并且向订户线路卡发送已分配的标号的信息。按照从交换控制卡发送的已分配的标号信息，更新订户线路卡中的标号池，并且响应在订户线路卡中的标号分配请求分配在经过更新的标号池中的标号。
文档编号G06F15/173GK1645854SQ200510004528
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月18日 优先权日2004年1月20日
发明者黄喆焄, 崔炳求, 朴容奭 申请人:三星电子株式会社