专利名称：实现rpr网和mpls网之间端对端连接的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据传输网络，特别涉及用于RPR和MPLS网端对端连接的方法和设备。
数据传输网络，如已知的RPR(弹性分组环)网络，它适用于环形网络中数据包传输可用带宽的最佳利用。RPR网络的操作机制是由IEEE标准化的。
环形技术可以建立在，比如说，物理传输层SDH、SONET或者以太网上，其中RPR网络的帧进行实际传输。一个已知的RPR网络是以两个逆向旋转环结构为基础的，分别被看作内部小环和外部小环。两个环都用于在一系列RPR节点之间进行数据的传输和/或对RPR帧进行控制。RPR就是所谓的相对于ISO-OSI或者TCP-IP层结构中的第二层技术。
RPR帧的格式包括报头部分和有效负荷。有效负荷包括将要传输的上层信息。在RPR报头的不同字段中包括如下字段-RPR目标节点标识；-RPR源节点标识；以及-协议类型标识了协议，这个协议使RPR帧/数据包的后续部分特征化，例如有效负荷的上层信息的特征，
在RPR小环的每一节点内，都将RPR报头读出并识别出RPR目标节点如果目标节点的标识相应于接收到这个数据包的RPR节点，那么这个数据包将被从RPR网络中提取出去，否则它将会被继续向前传送，并不进行任何处理，直至到达RPR目标节点。RPR网的另外一个固有特征是只要这些错误不妨碍中间RPR节点识别出RPR目标节点，那么，传送到目标处的帧依然包括这些错误。最新的情况是，根据该错误的类型和“重量”，可以自由决定将这个数据包拒绝或者传送到上一层。
通常，在每个输入/输出节点上，有一些连接到用户或上层的端口。这意味着一个RPR节点接收到由几个端口产生的帧，这些帧即将被发送到目标处，在目标处这些帧自然被重新分配给不同的输出端口。不幸的是，RPR机理并没有预见到这种“选择”的功能性，这是因为它只考虑到了每个RPR节点均为单输入单输出的情况，这也正是本发明所要解决的问题。
在“数据世界”中，尤其是网壮网络中，还有一种已知的MPLS技术MPLS代表“多协议”标号交换，多协议是因为它的技术可以应用于任何网络层协议。
当一个无连接网络层协议数据包从一个路由器到另一个时，每个路由器都为这个数据包做了一个独立前向判决。每个路由器独立的为该数据包选择下一中继段(hop)，这是基于对该数据包报头的分析和路由算法的运行结果的。
数据包的报头包括选择下一中继所需要的信息。可以把选择下一中继看作是两个功能的合成物。第一个功能将所有的可能数据包隔离到“前向等效类(FECs)”集合当中去。第二个功能将每个FEC映射到一个下一中继上。在考虑前向发送决定的情况下，映射到同一FEC中去的不同数据包将不能被区分。所有属于一个特定FEC和来自于某一特定节点的数据包将会沿着同一路径(或者，如果正在使用某种多径路由，它们将都会沿着和该FEC相关的路径集中的一条路径)进行传输。
在常规IP前向发送中，如果一个特定路由器的路由表中有地址前缀X并因此X是每个数据包目标地址的“最长匹配”，那么该路由器通常将认为这两个数据包是在同一个FEC当中的。当该数据包经过网络时，每个中继顺序重新检查该数据包并将其分配给FEC。
在MPLS中，将特定数据包分配给特定FEC的操作只在该数据包进入网络的时候进行一次。将将数据包分配到的FEC作为短的定长值进行编码，该短定长值被称为“标记”。当数据包被传送到下一个中继段时，该标识将一起被发送；也就是说，在数据包被传送之前对其进行“标记”。
在以后的中继段中，对该数据包的网络层报头不再进行进一步的分析。相反的，该标识将作为进入一个表格的索引，该表格规定了下一个中继段，以及一个新标记。旧标记会被新标记所代替，并且该数据包会被传送到下一个中继段。
在MPLS前向传送范例中，一个数据包一旦被分配给了一个FEC，在以后的路由器中将不会对报头进行进一步的分析；所有的前向传输都是有标记驱动的。这与传统网络层前向传输相比具有很多优点。
MPLS帧的格式包括报头部分和有效负荷。有效负荷包括要传输的上层信息。在MPLS报头的不同字段中包括如下字段-标记标记是短的、定长的、本地重要标识，该标识是用于标记FEC的。放在特定数据包上的标记代表该数据包被分配到的前向等效类。最通常的情况是，数据包被分配给基于(全部或部分)它的网络层目标地址的FEC。然而，该标记根本不是地址的一种编码。
-预留为某些进一步的使用预留一些位，这些使用不在本说明书的范围内，并且也没有在进一步的详细说明。
-TTL(存活时间)每一个数据包都在报头中包括“存活时间”(TTL)值，该寿命值是在产生节点设定的。当数据包通过一个路由器(节点)时，其TTL值减少1；如果在数据包到达其终点之前TTL值到达0，那么就将丢弃该数据包。这就提供了一定级别的保护来防止可能由于错误配置而存在前向循环，这个前向循环也可能由于路由算法收敛失败或慢收敛而产生。
到目前为止，RPR和MPLS网是两个分开的网络，并且不可能在一个连接到MPLS边缘设备的用户逻辑框(box)(上层)和另一个连接到RPR边缘设备的用户逻辑框之间建立一个单向或者双向路径。
因此就有一个如何最佳互连RPR和MPLS网络的问题。
本发明的基本思想是通过TLS(透明局域网服务)层将RPR网络连接到MPLS网(以及相反方向)。在优选解决方案中，客户层是以太网，但是任意客户层都是可以的，比如IP。
这样，就可以实现跨过RPR和MPLS网络的端对端的TLS路径。
这些以及进一步的目标都是如在附加权利要求中所述的，用一种方法、一个设备和一个传输网络实现的，权利要求可以被看作是本说明书的一个完整部分。
具体实施例方式
通过TLS层建立的在RPR网络和MPLS网络之间(以及相反方向)的连接如
图1所示。在这种情况下，客户层是以太网，但是任意客户层都是可以的，比如IP。
在欧洲专利申请02290476.7中对TLS层进行了描述，该专利申请于2002年2月28日由同一申请人提出，并在这里以参考文献方式引入。
RPR和客户(以太网)上层之间的TLS层的存在有效的实现了RPR层和客户层的接口，特别是有效的管理来自/送到某一给定边缘节点的不同客户接口的数据包，并避免了对出错数据包的拒绝。
更详细地说，参见图1，在RPR网络中，RPR边缘节点R1从客户终端T1接收到一个以太网帧。该以太网帧必须向前传送到另一个客户端T2，T2是连接在MPLS网络的边缘节点M2上的。
在R1接收到的以太网帧是以TLS帧的形式进行加封的。
参见图2，在以太网帧上加一个辅助的TLS报头，得到一个TLS帧。然后再用增加一个RPR报头的方法来用数据传输层包的形式加封TLS帧，得到RPR帧，该RPR帧应该被服务供应商的网络利用来实现数据包从边缘节点RI到R2的传输。在这个特定情况下，在RPR报头中，“源地址ID”字段应该包括节点R2的标识；“目标地址ID”字段应包括节点R2的标识；“协议类型”用TLS协议的相应值来填充。
然后，边缘节点R2接收边缘节点R1发送的RPR帧，并将其发送到MPLS网络的边缘节点M1。
如图3所示，在辅助TLS报头中插入信息，这些信息是关于以太网帧的输入端口和目标端口之间的连接的信道标识CHID的。信道标识CHID是根据分配给TLS通信的值来设定的，这里的TLS通信是从RPR边缘节点开始，通过RPR边缘节点R2，到达MPLS边缘节点M2。CHID识别两个终端点之间的连接；RPR边缘节点R2是连接的中间点，并且必须理解具有给定CHID的数据包必须被送到MPLS网上去，正如下面结合图4、图5所描述的那样。
另外，为了确保输入数据包的分配阶段更加安全(也就是避免错误分配)，要预留一些位用于在接收时对在RPR环的传输过程中在TLC报头中可能出现的积累错误进行控制(HEC)。
作为一个非限制性示例，在TLS报头中位1至20都被分配给了信道标识CHID；位25至32分配给错误纠正HEC。HEC字段中填充的是对TLS报头位上的其他位(在本例中是前24位)计算得到的值。用来计算HEC的算法可以是任意已知的合适算法，因此就不必进行描述。一些其他位(如图3中的阴影部分，位21至24)是为以后的应用预留的。当然，分配给不同字段的位数(和/或他们的位置)是可以改变的。
在MPLS网的边缘节点M1中，在从RPR到MPLS的方向上，TLS报头变换为MPLS报头。参见图4，所要进行的步骤如下1)TLS Channel ID_CHID字段保持不变并且变为MPLS Lebel。
2)TLS的预留位保持不变并且放入MPLS报头的相同位置。
3)去除TLS Header HEC并插入预先定义好的MPLS TTL值。
在MPLS网的边缘节点M1中，在从MPLS到RPR的反方向上，MPLS报头变换为TLS报头。参见图5，所要进行的步骤如下1)MPLS Label字段保持不变并且变为TLS Channel ID_CHID。
2)MPLS的预留位保持不变并且放入TLS报头的相同位置。
3)去除MPLS TTL并插入根据报头原来位计算出的TLS HeaderHEC值。
参见图1，根据本发明的方法的各步可以归纳为A)在从RPR到MPLS的方向上来自于客户设备/消费者终端T1的客户层的帧，在本例中就是以太网帧，由RPR边缘节点R1接收。它们以TLS数据包的形式进行加封，通过分配CHID值的方法表明目标节点上的目标端口。
然后，以RPR数据包的形式来加封TLS数据包，以此来识别连接在MPLS网边缘节点M1的RPR边缘节点R2。
一旦RPR数据包到达RPR边缘节点R2，TLS数据包就被送到MPLS网边缘节点M1。TLS数据包现在变为MPLS数据包并且以已知方式在MPLS网中传送，直至到达最终目标MPLS边缘节点M2，在此，MPLS报头被弹出而且客户以太网帧被送到客户设备/消费者终端T2。
B)从MPLS到RPR的方向上来自客户设备/消费者终端T2的以太网帧是用MPLS边缘节点R2接收的。它们以MPLS数据包的形式进行加封，该MPLS数据包带有一个标签，表明到达最终目标需要跟随的LSP(标记交换路径)。
MPLS数据包在MPLS网内以已知方式交换，直到到达与RPR网边缘节点R2相连接的MPLS网边缘节点M1。
在MPLS边缘节点M1内，MPLS数据包变为TLS数据包并且被传送到RPR网边缘节点R2。在R2 TLS数据包被压缩为RPR数据包。
RPR数据包在RPR网中行进到RPR边缘节点R1，在R1，RPR和TLS报头都要被弹出而且客户以太网帧被送到客户设备/消费者终端T1。
应当注意，连接RPR和MPLS网的接口可以是物理层，这些物理层可以是SDH、SONET或者以太网，但并不局限于这些。
本发明还涉及用于实施这种方法的设备和传输网络。
就设备而言，从执行的观点来看，与已知的边缘节点不同，RPR和/或MPLS网的边缘节点还包括-用于在RPR边缘节点内给RPR报头增加TLS报头的设备，正如图2和图3所描述的；以及-用于将TLS报头变换为MPLS报头(和/或相反方向)的装置，如图4和图5所描述的；以及-在两个网络间的边缘节点(图1中的R2和M1)内，用于选择与另一个网上的边缘节点的相应端口相连接的端口的设备，这个选择是基于CHID(对于RPR网)或者标记值(对于MPLS网)。
这是本领域技术人员所能够实现的，并不需要进一步的详细解释，对于图1中所示的传输网实施例也是一样。
本发明可以无差别的通过硬件或者软件来实现。如果用软件实现，那么当计算机运行该程序时，就被扩展为用于实现本发明方法的所有阶段的计算机编译编码装置。另外，它还包括具有已记录程序的计算机可读装置，其中所述的计算机可读装置包括当计算机运行该程序时用于实现该方法所有阶段的编码装置。
由于本领域技术人员根据以上描述就可以实现本发明，这里就不再详细描述本发明的实施细节。
对于本领域的技术人员来说，在考虑了公开了优选实施例的本说明书以及附图之后，本发明的很多变化、修改、变形和应用就会变得非常清楚。所有这些不背离本发明的精神和范围的变化、修改、变形和应用被本发明所覆盖。
权利要求
1.一种用于实现连接到RPR(弹性分组环)网上的客户层和连接在MPLS(多协议标记交换)网上的客户层之间的端对端连接的方法，其特征在于所述RPR网和MPLS网通过TLS(透明局域网服务)层进行连接。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述RPR网和MPLS网还要通过存在于一个物理层的接口互相连接，这些物理层可以是SDH、SONET或者以太网，但并不局限于这些。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于包括如下步骤在从RPR到MPLS的方向上以TLS数据包的形式对接收到的客户帧进行封状，表明最终目标；然后，以RPR数据包的形式来加封TLS数据包，并且发送到MPLS网；TLS数据包变为MPLS数据包并且在MPLS网中传送，直至到达最终目标；在从MPLS到RPR的方向上以MPLS数据包的形式对接收到的客户帧进行加封，表明到达最终目标需要跟随的LSP(标记交换路径)；MPLS数据包在MPLS网内交换，然后被发送到TLS网，变为TLS数据包；在R2 TLS数据包被封为RPR数据包并且在RPR网内传输，直到到达最终目标。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于给所述的客户帧加上辅助TLS报头，获得所述的TLS数据包；然后给所述TLS数据包加上RPR报头，得到所说的RPR数据包，并且在所述TLS报头中包括一个信道标识字段(CHID)，用于识别连接在RPR网上的客户层和连接在MPLS网上的客户层之间的连接，该TLS报头还包括预留位和错误纠正位(HEC)。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于在从RPR到MPLS的方向上，以如下步骤将TLS报头转换为MPLS报头TLS信道标识区(CHID)保持不变并成为MPLS报头中的MPLS标记；TLS预留位保持不变并加入到MPLS报头中；去掉TLS错误纠正位(HEC)并将预定的MPLS存活时间(TTL)值插入MPLS报头。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于在从MPLS到RPR的方向上，用如下步骤将MPLS报头转换为TLS报头MPLS标识字段保持不变并成为TLS信道标识区(CHID)；MPLS预留位保持不变并加入到TLS报头中；去掉MPLS存活时间(TTL)值并将TLS错误纠正位(HEC)插入TLS报头。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于客户层是以太网或者IP。
8.一种用于端对端连接的电信传输网，其中第一和第二客户层交换数据，其特征在于包括与第一客户层连接的RPR(弹性分组环)网；与第二客户层连接的MPLS(多协议标记交换)网；用于RPR网和MPLS网互联的TLS(透明局域网服务)层。
9.根据权利要求8的电信传输网，其特征在于RPR网和MPLS网还通过存在于一个物理层如SDH、SONET或者以太网的接口互相连接。
10.适用于实施权利要求4所述方法的RPR节点，其特征在于它包括用于给RPR报头增加TLS报头的装置，和用于选择与MPLS网上的边缘节点的相应端口相连接的端口的设备，这个选择是基于信道标识区(CHID)值的。
11.适用于实施权利要求6所述方法的RPR节点，其特征在于它包括用于将TLS报头变换为MPLS报头(和/或相反方向)的装置，和用于选择与RPR网上的边缘节点的相应端口相连接的端口的设备，这个选择是基于标记值的。
12.计算机程序包括代码装置，当所说的程序在计算机上运行时，适于执行权利要求1至8中所说的所有步骤。
13.计算机可读介质，其上记录有程序，该计算机可读介质包括当所述程序在计算机上运行时，适合于执行权利要求1至8中所述所的所有步骤的计算机程序代码装置。
全文摘要
本发明提供一种用于实现RPR网和MPLS网之间端对端连接的方法和装置，这里RPR网通过TLS层连接到MPLS网上(以及相反方向)。在优选方案中，客户层是以太网，但是可以认为任意客户层都是以太网。
文档编号H04L12/56GK1472938SQ0314951
公开日2004年2月4日 申请日期2003年7月14日 优先权日2002年8月2日
发明者I·布西, P·格朗迪, M·丰塔纳, I 布西, 实 申请人:阿尔卡特公司