专利名称：网络中的路由选择装置和路由选择方法
技术领域：
本发明涉及在网络中的路由选择装置和路由选择方法，尤其涉及在使用多协议标签交换及/或通用多协议标签交换(MPLS/GMPLS)的企业内部局域网、因特网主干网、光网络、传输网络等中的一种基于约束条件的路由选择技术或者显式路由选择技术。
背景技术：
“标签交换”是一种用于为企业内部局域网和因特网主干网实现真正高速数据传送、分散通信量、带宽控制等的基本技术。它组合在一个IP等级(第3层)的路由选择和一个ATM、帧中继、以太网、或者其它较低层(第2层)的交换，向一个IP分组给出一个“标签”，并且通过这个“标签”执行第2层的转发。这个标签交换目前被标准化为在因特网工程任务组(IETF)的MPLS-WG(工作组)中的MPLS。某些基本功能的标准化已经完成。
此外，正在IETF，ITU-T，光网际互连论坛(OIF)等处开始进行用于标准化GMPLS——被通用化以应用到光网络、传输网络等的MPLS——的工作。
MPLS假定转发面具有识别一个分组边界或者信元边界用于以分组为单位或者以信元为单位转发数据的能力，以及具有处理分组首部或者信元首部的能力。然而在GMPLS中，转发面还涵盖既不识别分组边界也不识别信元边界的装置。
因此，GMPLS被通用化为能够支持时分交换(例如SONET或者ADM)、波长交换(光λ)、和空间交换(例如，从在一个输入端上的端口或者光纤到在一个输出端上的端口或者光纤的交换)，以便还涵盖不能基于在分组首部或者信元首部中描述的信息转发数据的标签交换路由器(LSR)。
MPLS及/或GMPLS的一个主要应用是用于在一个企业内部局域网、国际互连网主干网、和光网络/传输网络中动态和自动地优化资源的通信业务工程。这被称为“MPLS-TE”(通信业务工程)或者仅仅简称为“GMPLS”。在MPLS-TE或者GMPLS中，必须依据网络中资源的状态改变一个标签交换路径(LSP)的设置路线。为了这个目的，基于约束条件的路由选择或者显式的路由选择变得重要。
在此，将参考作为要被实现服务的实例的一个路径保护(恢复)服务(图12)和一个链路保护(恢复)服务(图13)，在下面对当前的MPLS-TE和GMPLS进行详细的说明。
概括要由本发明解决的问题，如将通过参考图12、图13、和图14到图17(a)到17(d)进行详细说明的那样，例如当通过该传统的显式路由指定功能设置一个用于保护(恢复)的LSP时，必须显式地指定下列情况时要通过的节点(i)当设置一条排除在一主路径上的所有中继节点的路径时，以及(ii)当设置一条仅仅排除在该主路径上的特定节点或者链路的路径时。
为此，如稍后将要说明的那样，以下功能变得必不可少1)获得网络拓扑结构；2)获得主LSP通过的LSR的信息；3)通过网络的拓扑结构信息和在主LSP上的中继节点信息计算用于链路保护的第二LSP的路由；以及4)安装一个用于处理在计算结果中存在多个路由的情况的路由确定策略，以及使用那个策略确定一个路由。
通常地，在连续地使用上述功能1)到4)的同时执行路由选择。因此，存在有一个丢失路由选择自由度和显著的缺乏路由选择灵活性的问题。为此，例如，即使一个网络管理员试图在该网络上提供各个服务，由于缺乏自由度和灵活性，实现也是困难的。
此外，因为必须提供足以实现上述功能1)到4)的所有能力(硬件和软件)，所以存在LSR在成本方面变高的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个能够实现高自由度和灵活度而不用增加成本的路由选择装置和方法。
为了实现上述目的，提供了一种在用于支持多个中继装置当中的标签交换的网络中的路由选择装置，其包括一个路径设置装置(11)，用于设置一个要在一个网络(20)中被标签交换的路径，以及一个部分排除指定装置(12)，用于向该路径设置装置(11)指定一个或多个不在要被设置的路径中通过的部分，由此能够实现高自由度和灵活度。
从下面给出的优选实施例说明并参考附图，本发明的上述目的和特征将变得更为明显，其中图1是根据本发明的一个路由选择装置的基本构成视图；图2是根据本发明的一种路由选择方法的基本步骤的流程图；图3(a)、3(b)、3(c)是基于本发明的一个ER-TLV(混合类型)数据格式示例的部分视图(部分1)；图4(a)、4(b)、4(c)、和4(d)是基于本发明的一个ER-TLV(混合类型)数据格式示例的另一部分视图(部分2)；图5(a)、5(b)、和5(c)是基于本发明的一个EX-TLV(独立类型)数据格式示例的视图；图6是一个中继装置的具体构成视图；图7是一个用于基于本发明设置路径保护的序列示例的部分视图(部分1)；图8是一个用于基于本发明设置路径保护的序列示例的另一部分视图(部分2)；
图9是一个在本发明的路由选择装置10中使用的路由选择算法示例的部分视图(部分1)；图10是一个在本发明的路由选择装置10中使用的路由选择算法示例的另一部分视图(部分2)；图11是一个在本发明的路由选择装置10中使用的路由选择算法示例的另一部分视图(部分3)；图12是一个在网络中构造路径保护的示例视图；图13是一个在网络中构造链路保护的示例视图；图14是一个用于设置路径保护(图12)的序列示例视图；图15是一个用于设置链路保护(图13)的序列示例视图；图16(a)、16(b)、和16(c)是一个ER-TLV数据格式的部分视图(部分1)；以及图17(a)、17(b)、17(c)、和17(d)是一个ER-TLV数据格式的另一部分视图(部分2)。
具体实施例方式
在下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是根据本发明的一个路由选择装置的基本构成视图；在该图中，参考数字10表示在一个支持在多个中继装置当中的标签交换的网络中的一个路由选择装置。路由选择装置10至少具有一个路径设置装置11和一个部分排除指定装置12。在此，路径设置装置11设置要在该网络中被标签交换的路径，同时部分排除指定装置12向该路径设置装置11指定一个或多个不在要被设置的路径中通过的部分。
在此，“部分”意指一个中继装置所位处的部分或者一个跨越多个中继装置的链路所处的部分中的至少一个。
此外，“中继装置”是一个配置该网络的节点或者接口。
本发明同时可以被理解为一种如下所示的路由选择方法。
图2是根据本发明的一种路由选择方法的基本步骤的流程图。
在该图中显示的方法是一种用于在一个支持在多个中继装置当中的标签交换的网络中，设置一条从一个入口中继装置通过至少一个中间中继装置到一个出口中继装置的路径的路由选择方法。它由两个主要步骤S11和S12组成。
步骤S11指定在要被设置的路径上不被通过的中继装置及/或跨越两个或更多不被通过的中继装置的链路。
步骤S12通过显式地排除所指定的不被通过的中继装置及/或链路来设置路径。
在过去，即使当希望仅仅排除某个节点、接口、节点组、或者接口组时，也必须在该入口中继装置(入口LSR或者入口服务器)中安装上述1)到4)的功能以显式地确定该路由。然而根据本发明，同时安装所有功能变得不必要，因此解决了相关技术中的上述问题。
首先，为了便于理解本发明，将详细说明相关技术。
在此，将主要参考路径保护(恢复)和链路保护(恢复)示例给出该说明。
图12是一个在网络中构造路径保护的示例视图，而图13是一个在网络中构造链路保护的示例视图。
在这些图中，参考数字20表示整个网络。网络20由多个中继装置21和以例如网格形式连接它们的传输线路22组成。要注意到作为中继装置21，显示了LSR作为代表示例。此外，在两个图中，Pp表示一个主路径，而且Ps表示一个用于保护的第二路径。
参见图12，假定起从入口LSR到出口LSR的主路径Pp作用的LSP被设置为“入口LSR LSR-4→LSR-7→出口LSR”。为了保护，相对于这条主路径Pp设置了一条第二路径。
在此，假定有一个来自用户、供应者、等的请求以提高相对于在LSR-4和LSR-7以及连接到它们的路由中的错误的容许量。在这种情况下，设置一条没有通过LSR-4和LSR-7的路由，例如，由“入口LSR→LSR-1→LSR-3→LSR-6→出口LSR”构成的第二路径Ps。
在另一方面，参见图13，假定起从入口LSR到出口LSR的主路径Pp作用的LSP被类似地设置为“入口LSR→LSR-4→LSR-7→出口LSR”。在该说明的示例中，用于这个主Pp的第二路径Ps被设置为一个仅仅没有通过在LSR-4和LSR-7之间的链路的路由，例如，“入口LSR->LSR-4 LSR-6出口LSR”。
稍后将参考图14和图15对用于构造如上所述的路径保护和链路保护的序列示例进行说明。然而在这以前，为了便于理解这些顺序，将对相关技术背景进行说明。
目前，IETF的MPLS-WG正在工作以标准化一个用于MPLS-TE信令的基于约束条件的路由标签分配协议(CR-LDP)和资源预定协议-通信业务工程(RSVP-TE)，以及用于GMPLS信令的扩展CR-LDP和扩展RSVP-TE。
CR-LDP和RSVP-TE具有以下的主要功能(1)到(5)(1)显式路由的指定该协议显式地指定沿着基于约束条件的路由的中继装置(节点或者节点组)列表，以便在信令消息中设置LSP。
(2)通信参数的指定该协议指定峰值数据速率(PDR)、峰值突发量(PBS)、承诺数据速率(CDR)、承诺突发量(CBS)、过量突发量(EBS)、及其它通信参数以便在信令消息中设置LSP。
(3)自动优化(路由定位)(route pinning)当由于拓扑结构的改变和资源使用状态的改变而形成了与设置的LSP的一部分有关的一个更佳路由时，该协议自动地重新优化LSP。
(4)预占控制当设置LSP时不能找到一个具有足够资源的路由时，该协议重新路由到一条新路径，以便重新分配一条已经存在的路径的资源(路径预占)。要注意到作为用于这里的参数，定义了设置优先级(setup priority)、保持优先级(holding priority)等。
(5)资源类(颜色)
网络资源可以由一个网络操作员通过各种方法进行分类。这被称为“资源类(颜色)”，当设置LSP时，资源类(颜色)用来指定它，并且由此显式地包括或者排除某些分类的组(资源)。
用于上述GMPLS的扩展CR-LDP和扩展RSVP-TE具有以下七个功能(1)到(7)(1)支持多种类型的交换，例如TDM，λ，和光纤(端口)的交换(2)接受诸如SONET、SDH、和1或者10Gb以太网的LSP的有效负载的不同类型(3)支持由上游节点建议的标签(建议的标签)(4)引入由下游节点选择的标签的限制范围概念(5)支持建立双向LSP(6)支持在特定接口处使用的特定标签的通信(7)快速故障通知[C]用于保护(恢复)一个LSP的方法可以大略地分为下列两种方法(1)和(2)。这对应于上面说明的图12和图13。
(1)路径保护(恢复)(图12)包括设置一条通过这样一个路由的第二路径Ps，该路由通过与在其上设置主路径Pp的那些路由的节点或者链路完全不同的节点或者链路。
(2)链路路径保护(恢复)(图13)包括设置一条第二路径Ps，该路径中仅仅有某些节点或者链路通过与在其上设置主路径Pp的路由不同的路由。
在此，参考图14和图15。图14是一个用于设置路径保护(图12)的序列示例的视图，而图15是用于设置链路保护(图13)的序列示例的视图。
在此，将显示基于当前考虑的信令、即使用MPLS-TE的显式路由指定功能的信令的序列示例。
对于设置保护，可以考虑两种方法通过CR-LDP设置保护以及通过RSVP-TE设置保护。该两种方法在概念上是相同的，但是在此将说明通过CR-LDP设置保护的情况。
首先，参见图14，该图的顶端显示了通过稍后提及的过程确定的LSR组，即LSR-1、LSR-3、和LSR-6，以及最初确定的入口LSR和出口LSR(参见图12中的Ps的路由)。入口LSR触发把一个标签请求连续传输通过多个LSR到达出口LSR。然后，使用出口LSR作为起始点，连续地通过LSR传输标签映射(label mapping)。在下面，将顺序地说明这个。
<1>假定入口LSR(21)通过各种方法，诸如参考配置、来自服务器的设置，以及通过诸如开放式最短路径优先(OSPF)和边界网关协议(BGP)协议的获得，来获悉(learning)网络拓扑(20)。
<2>入口LSR通过各种方法、例如参考配置、来自服务器的设置，以及通过诸如LDP的一个路径向量的协议获得，来获悉该主路径(LSP)Pp被设置为通过入口LSR、LSR-4、LSR-7和出口LSR。
<3>入口LSR通过从该网络(20)的拓扑结构信息和主路径(LSP)Pp的中继节点信息中计算来获悉通过LSR-1、LSR-3、和LSR-6的路由和通过LSR-2、LSR-5、和LSR-8的路由作为用于路径保护的第二路径(LSP)存在，而且依据某个策略进一步确定通过LSR-1、LSR-3、和LSR-6的前一个路由作为第二路径(LSP)。
<4>入口LSR基于这个确定把一个包括指定ER-TLV(LSR1、LSR3、LSR6、出口LSR)的信息、被称为“标签请求”的消息发送到LSR-1。″ER-TLV″意指″显式路由-TLV″。如例如图16(a)到16(c)等所示，TLV意指“类型、长度、和值”。
<5>接收该标签请求的LSR-1评价在接收的标签请求中的ER-TLV(LSR1、LSR3、LSR6、出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象(即，LSR1)，并获悉它将把数据中继到LSR-3。然后，它发送一个包括指定用于LSR-3的ER-TLV(LSR3、LSR6、出口LSR)的信息的标签请求。
<6>类似地，接收该标签请求的LSR-3评价在接收的标签请求中的ER-TLV(LSR3、LSR6、出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象(即，LSR3)，并且获悉它将把该数据中继到LSR-6。然后，它发送一个包括指定用于LSR-6的ER-TLV(LSR6、出口LSR)的信息的标签请求。
<7>进一步，接收该标签请求的LSR-6评价在接收的标签请求中的ER-TLV(LSR6、出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象(即，LSR6)，并且获悉它将把该数据中继到出口LSR。然后，它发送一个包括指定用于出口LSR的ER-TLV(出口LSR)的信息的标签请求。
<8>最后，出口LSR评价在接收的标签请求中的ER-TLV(出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象(即，出口LSR)，获悉该出口LSR本身是LSP末端，然后把一个被称为“标签映射”的消息返回到LSR-6。
<9>接下来在路由LSR6→LSR-3→LSR-1→入口LSR上向后返回标签映射，由此建立第二路径(LSP)。
注意到<1>到<3>的功能可以被安装在LSR(21)本身中，或者可以被安装在LSR(21)之外。
接下来，将参考图15说明用于设置链路保护的序列。要注意到这基本上与上述<1>、<2>、<3>、...的说明相同。在下面将显示它的一个总结。
<1>假定入口LSR(21)通过各种方法，诸如参考配置、来自服务器的设置，以及通过诸如OSPF、BGP协议、及其它协议的获得，来获悉网络(20)的拓扑。
<2>入口LSR通过各种方法，诸如参考配置、来自服务器的设置，以及通过LDP路径向量及其它协议的获得，来获悉主路径(LSP)被设置为通过入口LSR、LSR-4、LSR-7和出口LSR。
<3>入口LSR通过从网络(20)的拓扑结构信息和主路径(LSP)的中继节点的信息计算作为用于在LSR-4和LSR-7之间的链路保护的第二路径(LSP)而存在的、通过LSR-4和LSR-6的路由、通过LSR-4和LSR-8的路由、通过LSR-4、LSR-3、和LSR-6的路由、通过LSR-2、LSR-5、和LSR-8的路由等等，并且依据某个策略确定通过LSR-4和LSR-6的路由作为第二路径(LSP)。
<4>入口LSR基于该确定把一个指定ER-TLV(LSR4、LSR6、出口LSR)的标签请求发送到LSR-4。
<5>接收该标签请求的LSR-4评价在接收的标签请求中的ER-TLV(LSR4、LSR6、出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象，并且获悉它将把该数据中继到LSR-6。然后，它把一个指定ER-TLV(LSR6、出口LSR)的标签请求发送到LSR-6。
<6>类似地，接收该标签请求的LSR-6评价在接收的标签请求中的ER-TLV(LSR6、出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象，并且获悉它将把该数据中继到出口LSR。然后，它把一个指定ER-TLV(出口LSR)的标签请求发送到出口LSR。
<7>最后，出口LSR评价在接收的标签请求中的ER-TLV(出口LSR)，删除ER-TLV的头部对象，获悉该出口LSR本身是LSP末端，然后把一个被称为“标签映射”的消息返回到LSR-6。
<8>接下来，沿着路由LSR6→LSR-4→入口LSR向后返回标签映射，借此建立第二路径(LSP)。
注意到<1>到<3>的功能可以被安装在LSR(21)本身中，或者可以被安装在LSR(21)之外。
参考图14和图15说明的、使用MPLS-TE信令的显式路由指定功能的序列示例是最普通的示例。要注意到除了这个之外，即使使用自动优化功能和资源类，即使在某些限制条件下也可以实现保护(恢复)。然而，这不是普通的实践，所以将在此省略该说明。
在上述说明中的关键字是“ER-TLV”。例如，参考图14说明的步骤<4>是“入口LSR基于在步骤<3>处的确定把一个包括指定ER-TLV(LSR1、LSR3、LSR6、出口LSR)的信息的标签请求发送到LSR-1”。
图16(a)、16(b)、和16(c)是显示ER-TLV数据格式的一部分(部分1)的视图，而图17(a)、17(b)、17(c)、和17(d)是显示ER-TLV数据格式的另一部分(部分2)的视图。
要注意到在此显示的数据格式是众所周知的。
在图16(a)到16(c)中，ER-TLV由一个或多个显式路由LSP中继段TLVs(ER Hop TLV)组成，并且指定一条必须为其建立LSP的路径。要注意到，当前定义的值显示在图16(c)中。
如果补充用于图17(a)到17(d)的说明，在图17(a)中L位一个被设置用于显示“松散中继段”(loose hop)以及被清除用于显示“严格中继段”(strict hop)的位PreLen前缀长度(1到32)IPv4地址表示IPv4地址的4字节字段在图17(b)中，L位一个被设置用于显示“松散中继段”以及被清除用于显示“严格中继段”的位PreLen前缀长度(1到128)IPv6地址128位的单路传送主机地址在图17(c)中，L位一个被设置用于显示“松散中继段”以及被清除用于显示“严格中继段”的位AS号自主系统号在图17(d)中，L位一个被设置用于显示“松散中继段”以及被清除用于显示“严格中继段”的位Local LSPID显示用于在它的入口LSR处的参考的唯一LSPID(标识)的2字节字段Ingress LSR Router ID表示入口LSR ID的4字节字段。要注意到将在稍后说明“松散”和“严格”。
如图16(a)到16(c)和图17(a)到17(d)所示，使用ER-TLV的显式路由的指定显式地指定在其上建立LSP的路径。下列<1>和<2>的指定是可能的<1>IPv4前缀、IPv6前缀、自主系统号、或者LSPID被严格地指定。在此，“严格”意指不能有除了由当前ER-Hop TLV和紧接着的先前ER-Hop TLV指定的、在这两个ER-Hop TLV之间的网络之外的任何网络中的节点。
<2>IPv4前缀、IPv6前缀、自主系统号、或者LSPID被松散地指定。在此，“松散”意指可以有除了由当前ER-Hop TLV和紧接着的先前ER-Hop TLV指定的、在这两个ER-Hop TLV之间的网络之外的任何网络中的节点。
如上面说明的那样，有可能通过IPv4前缀、IPv6前缀、自主系统、或者LSPID显式地表示一个具有各种粒度(granularity)的路由。通过指定“严格”或者“松散”，可以限制要通过的网络或者任何网络都可以被通过。要注意到要被通过的部分必须总是被显式地指定。
因此，如已经说明的那样，当通过显式路由指定功能设置用于保护(恢复)的LSP等时，以及当设置一条排除该主路径的所有中继节点(21)的路径以及当设置一条仅仅排除该主路径的特定节点或者链路的路径时，必须显式地指定要被通过的节点。
因此，如在图14和图15的说明中描述的那样，下列功能变得必需1)获得网络(20)的拓扑2)获得主LSP通过的LSR的信息3)通过网络(20)的拓扑结构信息和在主路径(LSP)上的中继节点的信息计算链路保护第二路径(LSP)的路由4)安装一个用于处理在计算结果中有多个路由的情况的路由确定策略，以及使用该策略确定一个路由要注意到在LSR中的安装不是必须的。
在此，例如，在图14的示例中，如果排除了LSR-4和LSR-7，任何路由都可以被通过。因此，通过仅仅由信令通知表示这个的信息以及让每个LSR确定下一个中继段，安装上述3)和4)的功能变得不必要。
此外，在图15的示例中，只要排除了在LSR-4和LSR-7之间的链路，任何路由都可以被通过。因此，通过仅仅由信令通知表示这个的信息以及让每个LSR确定下一个中继段，安装上述3)和4)的功能变得不必要。
以这种方式，在相关技术中，即使当希望仅仅排除某个节点或者接口(21)或者仅仅一组节点或者一组接口(21)时，也必须在该入口LSR(或者服务器)中安装上述1)到4)的功能以及显式地确定路由。
这是在根据本发明(参见图1)的路由选择装置和根据本发明(参见图2)的路由选择方法概念幕后的背景。
依据这个路由选择装置或者路由选择方法，有可能在一个使用MPLS/GMPLS的企业内部局域网、因特网主干网、光网络、传输网络等中实现各个基于约束条件的路由选择或者显式路由选择服务，尤其是用于各个等级、用于基于约束条件的路由选择/显式路由选择的保护(恢复)服务。
将在下面对本发明进行进一步的详细说明。首先，将给出本发明操作模式的说明、然后是该操作模式所需要的TLV数据格式、路由选择装置10的一个具体示例、一个在网络20中的信令消息序列的示例、以及最后是一个用于运行本发明的路由选择算法的实施例。
操作模式要注意到在下面的说明中，中继装置21将同样被进一步具体地称为一个“节点或者接口”或者“节点组或者接口组”。此外，它还将被简单地称为一个“节点”或者“接口”。
(1)设置排除特定节点或者接口、或者排除特定节点组或者接口组的LSP当设置LSP时，本发明中的特点是不是通过显式地把LSP应当通过的一个特定节点或接口或者一个特定节点组或接口组指定为约束条件来设置LSP(现有技术)，而是通过显式地指定LSP不许通过的一个特定节点或接口或者一个特定节点组或接口组来设置LSP。
例如，参见图12，当建立一条用于主路径(LSP)Pp“入口LSR→LSR-4→LSR-7→出口LSR”的路径保护的第二路径(LSP)Ps时，本发明中的方法不是通过显式地指定入口LSR、LSR-1、LSR-3、LSR-7、以及出口LSR来设置LSP(现有技术)，而是通过显式地指定必须把两个节点LSR-4和LSR-7排除在外来设置LSP。
此外，参见图13，当建立一条用于主路径(LSP)Pp“入口LSR→LSR-4→LSR-7→出口LSR”的、在LSR-4和LSR-7之间的链路保护的第二路径(LSP)时，本发明中的方法不是通过显式地指定路由“入口LSR→LSR-4→LSR-6→出口LSR”来设置LSP(现有技术)，而是通过显式地指定必须把在LSR-4和LSR-7之间的链路排除在外来设置LSP。
即，根据本发明中的路由选择装置10(图1)，路径设置操作被分散到中继装置21，这样在标签交换中涉及的多个中继装置21中的每一个都可以在除了必须服从上述排除部分部分的约束条件之外，设置一条路径。
参考已经说明的图2对此进行说明，在第二步骤S12处，这个操作被分散到各个中继装置21并且被自主地执行。
更具体地说明这个，除了排除一个特定节点或接口或者一个特定节点组或者接口组的约束条件之外，有可能把该路径设置操作分散到各个节点(21)以及在每个节点(21)自主地设置LSP。参见图12，入口LSR、LSR-1、LSR-3、和LSR-7中的每一个在考虑排除两个节点LSR-4和LSR-7的约束条件的同时自主地确定下一个中继段。此外，参见图13，入口LSR、LSR-4、LSR-6中的每一个在考虑排除在LSR-4和LSR-7之间链路的约束条件的同时自主地确定下一个中继段。
这个确定的一个具体示例将在下面的(2)中进行说明。
(2)基于有关要被实现服务的信息、LSP的通过节点信息、网络的拓扑结构信息、故障信息和路由确定策略，计算和确定要被排除的特定节点或接口或者特定节点组或者接口组确定要被排除的特定节点或接口或者特定节点组或接口组，取决于要被实现的服务需要各种类型的信息。例如，有关要被实现服务的信息、LSP的通过节点信息、网络的拓扑结构信息、故障信息、路由确定策略等。
通过基于这个信息确定要被排除的特定节点或接口或者特定节点组或接口组，可以实现上述(1)。
参见图1，部分排除指定装置12基于在有关要在网络20中实现的服务的服务信息、有关中继装置21在被标签交换的路径上通过的通过信息、有关该网络配置的拓扑结构信息、有关在该网络中发生的任何故障的故障信息、以及当有两个或更多路由可以被设置时确定设置哪个路由的策略信息当中的至少一个，确定排除的部分。
要注意到由上述服务信息表示的服务可以包括一个用于提供一条第二路径Ps作为主路径Pp的备用的保护服务，或者一个用于当通信量突然增加时提供一条辅助路径的分散服务。
在此，例如，考虑在图12示例中、在下列条件下确定要被排除的一个特定节点或接口或者一个特定节点组或接口组的情况，该条件为(i)要被实现的服务是恢复。
(ii)LSP(主路径)的路由是入口LSR、LSR-4、LSR-7、和出口LSR。
(iii)拓扑结构信息如图12所示。要注意到在这个服务的情况下，拓扑结构信息仅仅用于下一个中继段的确定。
(iv)故障信息是在来自LSR 4或者LSR-7或者出口LSR的LSP故障通知的时候、或者当LSP检测到本身的一个故障时的信息。
(v)路由确定策略是一个在路径级别的策略，即所有通过主路径(LSP)的LSR都被排除。
在这种情况下，首先，入口LSR(图12)开始由LSP(iv)的故障检测触发的恢复服务(i)。在这时候，因为通过主路径(LSP)的路由如(ii)中描述的那样而且策略是在路径级别的恢复(v)，因此LSR-4和LSR-7被确定为要在新设置的LSP上排除的节点。此外，基于节点排除条件和网络的拓扑结构信息(iii)确定下一个中继段(LSR-1)。
显式地指定这个排除条件的方法将在下面的(3)中进行说明。
(3)显式指定要被排除的特定节点或者接口或者特定节点组或接口组参见图1，部分排除指定装置12使用该信令消息并且在该信令消息中指定一个或多个不被通过的部分。
在这种情况下，信令消息是一个MPLS-TE信令消息或者GMPLS信令消息。
此外，为了显式地指定排除部分，部分排除指定装置12
(i)把该显式路由排除数据混合到组成该消息的显式路由指定数据集(例如ER-TLV)中，或者(ii)产生一个包括与显式路由指定数据集(例如ER-TLV)无关的显式路由排除数据的显式路由排除数据集(例如稍后提及的EX-TLV)，并且从该显式路由指定数据集和显式路由排除数据集(独立类型)中形成消息。
这将在下面进行更具体地说明。
通过使用MPLS-TE信令和GMPLS信令消息显式地指定在上述(2)中确定的、要被排除的特定节点或接口或者特定节点组或接口组。更详细地说，扩展CR-LDP或者RSVP-TE中的每一个以实现该指定。
例如，在CR-LDP的情况下，表示特定节点或者接口的排除的TLV被添加到ER-TLV的ER-Hop TLV中，并且在ER-TLV中设置一个或多个相关的TLV(上述混合类型)。
做为选择，独立于ER-TLV，定义了表示一个特定节点或者接口的排除的TLV和以列表格式形成TLV的TLV(上述独立类型)。
因此，有可能让路由选择装置10在考虑一个特定节点或接口或者特定节点组或接口组的排除的同时，自主和分散地实现在上述(1)中的LSP设置。
在设置LSP之后，最后建立起LSP。这将由以下的(4)进行说明。
(4)基于要被排除的特定节点或接口或者特定节点组或接口组的信息和网络拓扑结构信息进行路由选择通过这个路由选择，在每个节点(21)处确定下一个中继段，然后基于确定结果建立LSP。
首先，入口LSR(21)和中继LSR(21)除了确定下一个中继段、即依据网络20拓扑结构信息的路由选择之外，考虑要被排除的特定节点或接口或者特定节点组或接口组的信息以便执行路由选择(下一个中继段的确定)，并且确定要向其中继标签请求的路由器并且把标签请求传输到那个目的地。从而，建立一个排除了特定节点或接口或者特定节点组或接口组的LSP。
因此，有可能在考虑排除一个特定节点或接口或者特定节点组或接口组的同时，自主和分散地实现在上述(1)中的LSP设置。
TLV数据格式上述用于实现[A]中的操作模式的各种TLV类型将在下面参见附图进行具体地说明。
图3(a)、3(b)、和3(c)是基于本发明的ER-TLV数据格式(混合类型)示例的一部分的视图；同时图4(a)、4(b)、4(c)、和4(d)是基于本发明的ER-TLV数据格式(混合类型)示例的另一部分的视图。要注意到在上面定义了“混合类型”和“独立类型”。此外、图5(a)、5(b)、和5(c)是基于本发明的一个EX-TLV数据格式(独立类型)示例的视图。
图3(a)到3(c)、图4(a)到4(d)、和图5(a)到5(c)应当以与图16(a)到16(c)和图17(a)到17(d)同样的方式被查看。即，图3(a)到3(c)显示了一个把EX-Hop添加到ER-TLV中的示例并且显示了EX-Hop TLV和ER-Hop TLV被一起配置，图4(a)到4(d)显示了新定义的EX-Hop1、EX-Hop2、EX-Hop3、和EX-Hop4的格式，而且图5(a)到5(c)显示了通过CR-LDP的扩展组成显式地指定排除的路由的信令消息的一个示例。EX-TLV由一个或多个排除路由LSP HopTLV(EX-Hop TLV)组成，并且指定为其建立LSP并且必须被排除的路径。
在图4(a)到4(d)中，这个TLV由类似于ER-Hop TLV的四种类型的TLV，IPv4前缀、IPv6前缀、自主系统号、和LSPID组成。每个的配置与上述ER-Hop TLV的配置相同，除了L位是一个严格Hop前缀之外。
进一步补充该说明，在图3(a)中，ER-TLV由一个或多个显式路由LSP Hop TLV(ER Hop TLV)组成，并且指定一条为其建立LSP的路径。此外，在图3(a)和3(c)中，被描述为“添加”(“ADDED”)的部分是由本发明引入的数据区。
进一步补充用于图4(a)到4(d)的说明，在图4(a)的EX-Hop1中L位严格的Hop前缀，
PreLen前缀长度(1到32)，以及IPv4地址表示IPv4地址的4字节字段在图4(b)的EX-Hop2中，L位严格的Hop前缀，PreLen前缀长度(1到128)，以及IPv6地址128位的单路传送主机地址，在图4(c)的EX-Hop3中，L位严格的Hop前缀以及AS号自主系统号，以及在图4(d)的EX-Hop4中，L位严格的Hop前缀。
Local LSPID表示用于在它的入口LSR处的参考的唯一LSPID的2字节字段，以及Ingress LSR Router ID表示入口LSR ID的4字节字段。
接下来将说明使用上述TLV的中继装置21的操作。
路由选择装置10的具体示例图6是中继装置21的具体配置视图。
形成本发明核心的路由选择装置10主要由在该图中的阴影线部分实现。路由选择装置10可以在每个中继装置21的内部形成或者可以是由多个中继装置21共享的单个装置。在后一种情况中，路由选择装置10在该网络20内部的任何地方提供，而且通过各个传输线路和中继装置21相连。
如该图所示，中继装置21由一个恢复服务处理单元30、标签分配—使用信令处理单元31、拓扑结构信息管理单元32、路由计算处理单元33、故障管理单元34、标签管理单元35、标签交换处理单元36、IP路由选择协议处理单元37、交换控制单元38、和线路接口处理单元(#1到#m)39配置。
在下面将说明每个部分的功能。
恢复服务处理单元30监视与标签交换有关的恢复服务。它由从，例如网络操作员，经由一台个人计算机发送的外部命令(例如，用于路径保护构造的外部命令)启动。
当该图中的中继装置21作为入口LSR操作时，它设置初始的LSP并且和故障管理单元34一起监控在相关LSP中的故障。在此，当检测到在相关LSP中的故障(通过LSR(21)本身或者通过来自另一个LSR(21)的故障通知)时，它设置一个用于那个LSP的恢复使用LSP。当设置这个LSP时，它参考拓扑结构信息管理单元32、判断要被排除的节点、以及在指定要被排除的节点和出口LSR的同时，请求标签分配-使用信令处理单元31来设置相关的LSP。
当该图中的中继装置21作为一个中继LSR或者出口LSR操作时，它和故障管理单元34一起监控在LSP中的故障。当检测到一个故障时，它向入口LSR通知LSP中的故障。
标签管理单元35基于从恢复服务处理单元30中给出的操作条件管理标签。它依据来自标签分配-使用信令处理单元31的请求分配标签和释放标签。
标签分配-使用信令处理单元31依据来自恢复服务处理单元30的请求，通过与在邻接那个LSR(图6中的LSR)的LSR(没有显示)内部的标签分配-使用信令处理单元和装置本身(图6中的装置)的标签管理单元35相互作用，指派和分配对应于与该邻接LSR之间的转发等效类(forwarding equivalence class)(FEC)的标签。由此，它设置LSP并且向标签交换处理单元36和标签管理单元35通知该设置的LSP。
标签交换处理单元36通过来自标签分配—使用信令处理单元31的通知从标签管理单元35中获得必要的信息，向交换控制单元38通知交换信息、并且通过与线路接口处理单元39和交换控制单元38相互作用来执行标签交换。
交换控制单元38依据来自标签交换处理单元36的请求控制交换(标签交换)。
每个线路接口处理单元(#1到#m)39通过与标签交换处理单元36和交换控制单元38相互作用来实现标签交换，而且经由交换控制单元38传输来自恢复服务处理单元30和标签分配-使用信令处理单元31的消息或者传输消息到该处理单元31。
IP路由选择协议处理单元37通过依据该IP路由选择协议或者依据网络配置与其它路由器(LSR)相互作用来准备一个IP路由选择表，并且向恢复服务处理单元30、标签交换处理单元36、和标签分配-使用信令处理单元31给出触发FEC的设置或者释放的信息。
拓扑结构信息管理单元32经由IP路由选择协议处理单元37和标签分配-使用信令处理单元31管理网络的拓扑结构信息。
故障管理单元34监控在LSP、链路、等中的故障并且向恢复服务处理单元30通知任何检测到的故障的出现。
路由计算处理单元33基于来自拓扑结构信息管理单元32的信息和来自恢复服务处理单元30的路由选择条件(策略)计算路由，然后确定该信令消息传输的目的地。
在网络20中传输这个信令消息的顺序将在下面的[D]中进行说明。
在网络20内部传输信令消息的顺序图7和图8是一个用于基于本发明设置路径保护的序列的示例视图。这些图对应于显示现有技术序列的图14。
要注意到图7中的部分序列把在EX-TLV中设置EX-Hop TLV(参见图5)的序列显示为一个示例。它是一个其中要被排除的路由由CR-LDP的扩展显式地指定的消息传输序列。在下面，将逐步地说明该操作。
<1>入口LSR确定要被显式地排除的路由。这通过路由计算处理单元33(图6)依据来自服务处理单元的一个请求来确定。此后，在ER-TLV(指定了松散)中设置出口LSR、在EX-TLV中设置LSR-4和LSR-7，而且标签请求消息被发送到LSR-1。
<2>接收该标签请求消息的LSR-1评价在接收的消息中的ER-TLV和EX-TLV并且确定LSR-3为标签请求消息应当被中继到的地方。这具体由图6中的路由计算处理单元33确定。标签请求消息然后被发送给LSR-3。
<3>接收该标签请求消息的LSR-3评价在接收的消息中的ER-TLV和EX-TLV并且确定LSR-6为标签请求消息应当被中继到的地方。这具体由图6中的路由计算处理单元33确定。标签请求消息然后被发送给LSR-6。
<4>接收该标签请求消息的LSR-6评价在接收的消息中的ER-TLV和EX-TLV并且确定出口LSR为标签请求消息应当被中继到的地方。这具体由图6中的路由计算处理单元33确定。标签请求消息然后被发送给出口LSR。
<5>接收该标签请求消息的出口LSR依据在接收的消息中的ER-TLV识别出它本身是出口LSR。它依据路由计算处理单元33具体地识别该情况并且设置与相邻的LSR之间的LSP(标签)。此外，它返回一个标签映射消息(图8)到LSR-6。
<6>接收该标签映射消息的LSR-6设置用于在下游侧的LSR-3的LSP，并且确定和设置与在上游侧的相邻LSR之间的LSP(标签)。然后，它返回一个标签映射消息到LSR-3。
<7>接收该标签映射消息的LSR-3设置用于在下游侧的LSR-1的LSP，并且确定和设置与在上游侧的相邻LSR之间的LSP(标签)。然后，它返回一个标签映射消息到LSR-1。
<8>接收该标签映射消息的LSR-1设置用于下游侧的LSP并且确定和设置与在上游侧的相邻LSR之间的LSP(标签)。然后，它返回一个标签映射消息到入口LSR。
<9>接收该标签映射消息的入口LSR设置用于下游侧的LSP并且结束该序列。
在本发明的路由选择装置10中的路由选择算法图9到图11是应用于本发明的路由选择装置10的路由选择算法示例的视图。要注意到这些图的关系显示在图11的右下部。
在图9到图11中，由虚线框P、Q、R、S、T、U、和V围绕的部分处理(步骤)是根据本发明引入的处理(步骤)。在图9和图10中，除了这些处理(步骤)之外的处理(步骤)是由标准推荐的、众所周知的那些处理。
因此，将仅仅说明尤其必须在本发明中说明的功能。
如图9到图10所示，在依据ER-TLV执行用于选择和确定该路由的基本算法之后，检查相关的下一个中继段是否由该EX-TLV指定。如果不是由该EX-TLV指定，则这被最后判断为是下一个中继段。在另一方面，当相关的下一个中继段由EX-TLV指定时，再次执行用于依据ER-TLV选择和确定路由的算法。重复这个操作直到不再有下一个中继段的任何候选为止。
如上所述，根据本发明，在使用MPLS/GMPLS的企业内部局域网、因特网主干网、光网络、传输网络等中可以预期有以下效果(i)在各种条件下，基于约束条件的路由选择或者显式路由选择可以是更灵活和更容易实现的。
(ii)尤其是，一个保护(恢复)功能的提供可以被更灵活和更容易地实现。
(iii)可以获得上述(i)和(ii)中的效果而没有伴随着的中继装置成本的增加。
虽然已经参考被选择用于说明目的的具体实施例对本发明进行了描述，显然本领域技术人员可以进行许多修改而不背离本发明的基本概念和范围。
权利要求
1.在一个支持在多个中继装置当中的标签交换的网络中的一种路由选择装置，包括路径设置装置，用于设置在所述网络内部被进行标签交换的路径，和部分排除指定装置，用于向所述路径设置装置指定在所述要被设置的路径当中不被通过的一个或多个部分。
2.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于所述部分是一个中继装置所处的部分或者一个跨越多个中继装置的链路所处的部分中的至少一个。
3.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于所述中继装置是配置所述网络的一个节点或者一个接口。
4.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于在所述标签交换中涉及的多个所述中继装置中的每一个除了遵守所述排除部分的约束条件之外，自主地、分散地设置所述路径。
5.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于所述部分排除指定装置基于在有关要在所述网络中实现的服务的服务信息、有关中继装置在被进行标签交换的路径上通过的通过信息、有关所述网络的配置的拓扑结构信息、有关在所述网络中发生的故障的故障信息、以及当有两个或更多路由可以被设置时确定设置哪个路由的策略信息当中的至少一个，确定所述的排除部分。
6.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于由所述服务信息表示的服务包括一个用于提供一条第二路径作为主路径的备用的保护服务，或者一个用于当通信量突然增加时提供一条辅助路径的分散服务。
7.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于所述部分排除指定装置使用一个信令消息并且在该信令消息中指定所述一个或多个不被通过的部分。
8.如权利要求7所述的路由选择装置，其特征在于所述信令消息是一个MPLS-TE信令消息。
9.如权利要求7所述的路由选择装置，其特征在于所述信令消息是一个GMPLS-TE信令消息。
10.如权利要求8所述的路由选择装置，其特征在于显式路由排除数据被混合到一个组成所述消息的显式路由指定数据集中。
11.如权利要求9所述的路由选择装置，其特征在于显式路由排除数据被混合到一个组成所述消息的显式路由指定数据集中。
12.如权利要求8所述的路由选择装置，其特征在于包括显式路由排除数据的显式路由排除数据集独立于显式路由指定数据集产生，而且所述消息由该显式路由指定数据集和显式路由排除数据集组成。
13.如权利要求9所述的路由选择装置，其特征在于包括显式路由排除数据的显式路由排除数据集独立于显式路由指定数据集产生，而且所述消息由该显式路由指定数据集和显式路由排除数据集组成。
14.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于所述路由选择装置在所述中继装置内部形成。
15.如权利要求1所述的路由选择装置，其特征在于所述路由选择装置是由所述多个中继装置共享的单个装置。
16.一种用于在一个支持在多个中继装置当中的标签交换的网络中设置一条从一个入口中继装置通过至少一个中间中继装置到一个出口中继装置的路径的路由选择方法，包括一个在要被设置的所述路径当中指定一个不被通过的中继装置及/或一个跨越两个或更多不被通过的中继装置的链路的第一步骤，以及一个用于通过显式地排除不被通过的中继装置及/或链路来设置所述路径的第二步骤。
17.如权利要求16所述的路由选择方法，其特征在于所述第二步骤由每个中继装置自主地分散地执行。
全文摘要
一个在支持在多个中继装置当中的标签交换的网络中的路由选择装置，包括一个用于在该网络中设置要被标签交换的路径的路径设置单元和一个用于向该路径设置单元指定一个或多个不在要被设置的路径当中通过的部分的部分排除指定单元。由此，可以提高路由选择的自由度和灵活度。
文档编号H04L12/56GK1452362SQ0311918
公开日2003年10月29日 申请日期2003年3月13日 优先权日2002年4月12日
发明者笹川靖 申请人:富士通株式会社