专利名称：一种快速重路由的方法
技术领域：
本发明涉及一种网络通信技术，尤其涉及一种实现快速重路由的方法。
背景技术：
快速重路由是CRLSP(受限的标签转发路径)保护的一种机制，它通过提供本地备份路径来保护基本CRLSP不会受到链路故障的影响。为了实现对CRLSP的保护，首先将CRLSP的基本路径配置成具有快速重路由特性，当路由器检测到所要保护的链路出现故障时，将业务从故障链路切换到备份路径上，从而实现保护功能。
如图1所示，假设基本路径为A-B-C-D-E。链路A-G-C用来对节点B及相关链路进行保护，链路B-G-D用来对节点C及相关链路进行保护，链路C-F-E用来对节点D及相关链路进行保护，链路D-F-E用来对链路D-E进行保护。例如在C点出现故障时，B点会将网络业务流量切换到B-G-D上，从而实现了对G点的保护。
在现有技术中实现快速重路由的方式有两种Bypass方式和Detour方式。目前主要使用的是Bypass方式的快速重路由。在Bypass方式下，一段预先配置具有快速重路由特性的部分LSP(标签转发路径)被用来保护经该LSP的多个LSP。当被保护的链路出现故障时，主链路LSP上业务被切换到预先配置的部分LSP上，通过这个预先配置的部分LSP到达下一跳路由器，这样就达到了保护的目的。
目前网络中常见的故障包含以下三种情况一、本路由器接口DOWN；二、通过信令发现链路或节点失败；三、本路由器接口板拔出或失效。
目前的技术主要是处理前两种情况。当路由器检测到接口或对端路由器出现故障时，将业务流量切换到Bypass隧道上，以避免流量丢失。其处理过程如下，在出接口板的NHLFE(下一跳标签转发项)转发表项中添加旁路路径的信息，当数据包到达出接口板时，因为存在接口故障，所以会根据表项中的旁路路径信息将业务发送到旁路路径所在的接口板，从旁路路径的接口发送出去。以分布式路由器为例，物理接口DOWN时可以直接由接口板发现CRLSP失败，由接口板修改NHLFE转发信息，以便切换到旁路路径；信令协议发现CRLSP失败时需要由主控板通知接口板修改NHLFE转发信息，以切换到旁路路径。因此，通过扩展NHLFE转发表项信息实现快速重路由的方式可以避免第一种和第二种情况下的网络故障。
然而，现有技术的缺点是因为报文只有到出接口板上才能获知需要快速重路由转发，所以必须将报文从入接口板发送到出接口板，再从出接口板转发到旁路路径的接口板上，也就是说需要板间透传，因而降低了传输效率。
另外现有技术也无法处理第三种情况下的流量丢失，这是因为当接口板拔出或失效时，存在于该接口板上的NHLFE转发表项会完全丢失。主流厂商一般情况下是直接删除CRLSP，重新建立新的CRLSP，采用这种方式会因为CRLSP的拆建导致流量丢失，如果无法找到满足条件的路径时，新的CRLSP无法建立，则又会导致流量的中断。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺点，提供了一种快速重路由的方法，解决了当路由器接口板拨出或失效情况时流量丢失的问题，同时避免了板间透传，提高了传输效率。
本发明的快速重路由的方法包括A、根据各转发路径的工作状况，在路由器中设置入接口板各转发信息的快速重路由标志，及对应的旁路路径信息；B、当数据包到达节点的入接口板时，主控板判断该数据包应用的转发信息的快速重路由标志是否有效，若无效，则根据所述数据包应用的转发信息进行数据包的转发处理，否则，根据所述数据包应用的转发信息对应的旁路路径信息进行数据包的转发处理。
所述的步骤A包括当所述的转发路径的工作状况为发生故障时，在路由器中设置该转发路径对应的转发信息的快速重路由标志为有效，否则，所述的快速重路由标志设置为无效。
所述的转发路径的工作状况为发生故障包括转发路径涉及的接口处于故障状态，通过信令发现转发路径涉及的链路或节点无法正常工作，或者转发路径涉及的路由器中的接口板拔出或失效。
所述旁路路径信息为旁路路径信息的索引信息，所述的索引信息用于指向旁路路径的下一跳标签转发项信息。
所述的步骤A进一步包括当路由器检测到接口或对端路由器出现故障时，接口板管理模块将该故障逐一通知多协议标签交换控制模块；当与故障相关的链路设置有旁路保护功能时，多协议标签交换控制模块查找对应该链路的受限的标签转发路径，并通知多协议标签交换转发模块设置对应该受限的标签转发路径的转发信息的快速重路由标志及旁路路径信息。
所述的步骤A进一步包括当接口板上的接口出现故障时，多协议标签交换转发模块直接通过出接口板上保存的下一跳标签转发项的快速重路由信息进行转发，并将接口故障通知主控板的应用模块。
所述的步骤A进一步包括在受限的标签转发路径的入口节点，将隧道接口中转发信息的快速重路由标志设置为有效状态，将隧道接口中转发信息的旁路路径的索引信息设置为指向旁路路径的下一跳标签转发项信息；在受限的标签转发路径的中间节点，将入标签映射中转发信息的快速重路由标志设置为有效状态，将入标签映射中转发信息的旁路路径的索引信息设置为指向旁路路径的下一跳标签转发项信息。
所述的步骤B进一步包括根据旁路路径的索引信息确定旁路路径的下一跳标签转发项信息；将报文发送到相应的出接口板，若是受限的标签转发路径的入口节点，根据下一跳标签转发项信息压入出标签信息，再将报文发送到下游节点，若是受限的标签转发路径的中间节点，根据下一跳标签转发项信息交换标签信息，再将报文发送到下游节点。
所述的步骤B进一步包括当接口板上的接口出现故障时，多协议标签交换转发模块直接根据原索引信息将报文发送到相应的出接口板，若是受限的标签转发路径的入口节点，根据下一跳标签转发项的快速重路由信息压入出标签信息，再将报文通过旁路隧道发送到下游节点，若是受限的标签转发路径的中间节点，根据下一跳标签转发项的快速重路由信息交换标签信息，再将报文通过旁路隧道发送到下游节点。
根据本发明，增加了隧道接口的转发信息、入标签映射表项(ILM)的转发信息。当需要快速重路由时，主控板根据转发信息直接将信息发送旁路路径的出接口板上，因此，不仅避免了采用出接口板NHLFE扩展实现快速重路由时引入的板间透传问题，还可以实现接口板拨出情况下的快速重路由。
图1示出了快速重路由技术的示意图；图2示出了网络出现故障情况下快速重路由的处理流程图；图3示出了本发明的实施例的入口节点的MPLS转发流程图；图4示出了本发明的实施例的中间节点的MPLS转发流程图。
具体实施例方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。
为了实现本发明的快速重路由，对MPLS的LSP转发表项进行扩展。
首先，入口节点的CRLSP对应有一个MPLS TE(流量工程)的隧道接口。隧道接口除了具有与以太网、串口等实际物理接口类似的接口通用信息外，该隧道接口的转发信息还使用一个TOKEN(索引)信息，该TOKEN信息指向与该隧道接口相关联的CRLSP的NHLFE信息。当数据包到达时，根据该TOKEN信息，将报文发送到出相应的接口板，根据NHLFE信息压入出标签信息，再发送到下游节点。
根据本发明，为了支持快速重路由技术，需要对隧道接口转发信息进行扩展。对隧道接口的转发信息进行如下扩展1)设置快速重路由标志，该标志表明对应的报文是否需要进行快速重路由转发；2)设置旁路路径的TOKEN信息，该TOKEN信息指向旁路路径的NHLFE信息。
其次，中间节点的CRLSP需要使用ILM(入标签映射)转发表项。ILM表项中的主要信息包括入接口、入标签和TOKEN信息，TOKEN信息指向该CRLSP的NHLFE信息。到达的MPLS报文，根据其标签可以索引到对应的ILM表项，然后根据TOKEN信息，将报文发送到出接口，根据NHLFE信息交换标签，再发送到下游节点。
根据本发明，为了支持快速重路由技术，需要对ILM的转发信息进行扩展。对ILM表项的转发信息进行如下扩展1)设置快速重路由标志，该标志表明对应的报文是否需要进行快速重路由转发；2)旁路路径的TOKEN信息该TOKEN信息指向旁路路径的NHLFE信息。
当数据包到达节点的入接口板时，主控板判断该数据包应用的转发信息的快速重路由标志是否有效，若无效，则根据该TOKEN信息将报文发送到出相应的出接口板，根据NHLFE信息压入出标签信息，再发送到下游节点，否则，根据该旁路路径的TOKEN信息，将报文发送到出相应的接口板，根据旁路路径的NHLFE信息压入出标签信息，再发送到下游节点。。
如图2所示，在步骤21中，当路由器检测到接口或对端路由器出现故障时，接口板管理模块将该故障逐一通知多协议标签交换控制模块(步骤22)。在步骤23中，当与故障相关的链路设置有旁路保护功能时，多协议标签交换控制模块查找对应该链路的受限的标签转发路径，并通知多协议标签交换转发模块修改对应该受限的标签转发路径的旁路路径的转发信息。
例如，当接口板拔出时，接口管理模块会将该接口板上对应接口的拔出事件逐一通知MPLS控制模块；MPLS控制模块接到该消息后，若与该接口板相对应的链路有旁路路径保护功能，则查找对应该链路下的CRLSP，并通知接口板的MPLS转发模块修改扩展的转发表项。对于入口节点，需要设置隧道接口中的扩展的转发信息，即将快速重路由标志设置为有效状态，将旁路路径的TOKEN信息设置为指向旁路路径的NHLFE；对于中间节点，需要设置ILM中的扩展的转发信息，即将快速重路由标志设置为有效状态，将旁路路径的TOKEN信息设置为指向旁路路径的NHLFE。
本发明同样适用于接口DOWN和通过信令检测到链路或节点失效的情况。这时，接口管理模块将对应的接口故障事件通知MPLS控制模块，MPLS控制模块不再通知接口板修改NHLFE转发信息，而是直接修改隧道接口的转发信息或者是ILM的转发信息。
在接口DOWN的情况下，根据本发明，接口板在将信息上报到主控板的同时，也可以直接通过出接口板的NHLFE的转发信息实现快速重路由。这样，出接口板感知到接口DOWN信息后，立即直接进行流量的切换，从而减少了数据丢失。
在MPLS转发信息扩展后，对应的转发流程也需要进行相应的修改如图3所示，对于入口节点，转发流程为在步骤31中，入接口节点接收数据包；在步骤32中，确定发送的隧道数据接口，将数据包发送到隧道接口的入接口板；在步骤33中，判断快速重路由标志是否有效，若无效，在步骤34中，则根据TOKEN信息，将报文发送到出相应的出接口板，根据与TOKEN信息相对应的NHLFE信息压入出标签信息，再发送到下游节点；否则，在步骤35中，根据旁路路径的TOKEN信息，将报文发送到出相应的接口板，根据与旁路路径的TOKEN信息相对应的NHLFE信息压入出标签信息，再发送到下游节点。
如图4所示，对于中间节点，转发流程为在步骤41中，中间节点接收数据包；在步骤42中，根据数据包的入标签信息获取对应的ILM表项；在步骤43中，判断ILM表项中的快速重路由标志是否有效，若无效，在步骤44中，则根据其标签索引到对应的ILM表项，然后根据与ILM表项对应的TOKEN信息，将报文发送到出接口板，根据与TOKEN对应的NHLFE信息交换标签，再将数据包发送到下游节点；否则，在步骤45中，根据其标签索引到对应的ILM表项，然后根据ILM表项的旁路路径的TOKEN信息，将报文发送到出接口板，根据与旁路路径的TOKEN对应的NHLFE信息交换标签，再发送到下游节点。
从上面的转发流程中可以看出，当网络出现故障时，数据包在入接口板就可以直接知道是否需要快速重路由转发，从而直接将报文发送到旁路路径所在的出接口板。这样避免了采用NHLFE扩展方法实现快速重路由时必须将报文发送到出接口板确定是否快速重路由所需要的板间透传，因而提高了传输效率。
根据本发明，通过扩展隧道接口和ILM转发信息来实现快速重路由的方法，不仅避免采用NHLFE扩展实现快速重路由时引入的板间透传问题，而且可以实现接口板拔出情况下的快速重路由。
另外，扩展隧道接口和ILM转发信息来实现快速重路由的方法可以有效地与通过NHLFE扩展实现快速重路由的方式结合在一起，因此，本发明可以综合二者的优点，以便实现更快的流量切换，支持更多网络故障情况下的快速重路由。
虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种快速重路由的方法，其特征在于，包括步骤A、根据各转发路径的工作状况，在路由器中设置入接口板各转发信息的快速重路由标志，及对应的旁路路径信息；B、当数据包到达节点的入接口板时，主控板判断该数据包应用的转发信息的快速重路由标志是否有效，若无效，则根据所述数据包应用的转发信息进行数据包的转发处理，否则，根据所述数据包应用的转发信息对应的旁路路径信息进行数据包的转发处理。
2.根据权利要求1所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的步骤A包括当所述的转发路径的工作状况为发生故障时，在路由器中设置该转发路径对应的转发信息的快速重路由标志为有效，否则，所述的快速重路由标志设置为无效。
3.根据权利要求2所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的转发路径的工作状况为发生故障包括转发路径涉及的接口处于故障状态，通过信令发现转发路径涉及的链路或节点无法正常工作，或者转发路径涉及的路由器中的接口板拔出或失效。
4.根据权利要求1、2或3所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述旁路路径信息为旁路路径信息的索引信息，所述的索引信息用于指向旁路路径的下一跳标签转发项信息。
5.根据权利要求2或3所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的步骤A进一步包括当路由器检测到接口或对端路由器出现故障时，接口板管理模块将该故障逐一通知多协议标签交换控制模块；当与故障相关的链路设置有旁路保护功能时，多协议标签交换控制模块查找对应该链路的受限的标签转发路径，并通知多协议标签交换转发模块设置对应该受限的标签转发路径的转发信息的快速重路由标志及旁路路径信息。
6.根据权利要求2或3所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的步骤A进一步包括当接口板上的接口出现故障时，多协议标签交换转发模块直接通过出接口板上保存的下一跳标签转发项的快速重路由信息进行转发，并将接口故障通知主控板的应用模块。
7.根据权利要求2或3所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的步骤A进一步包括在受限的标签转发路径的入口节点，将隧道接口中转发信息的快速重路由标志设置为有效状态，将隧道接口中转发信息的旁路路径的索引信息设置为指向旁路路径的下一跳标签转发项信息；在受限的标签转发路径的中间节点，将入标签映射中转发信息的快速重路由标志设置为有效状态，将入标签映射中转发信息的旁路路径的索引信息设置为指向旁路路径的下一跳标签转发项信息。
8.根据权利要求7所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括根据旁路路径的索引信息确定旁路路径的下一跳标签转发项信息；将报文发送到相应的出接口板，若是受限的标签转发路径的入口节点，根据下一跳标签转发项信息压入出标签信息，再将报文发送到下游节点，若是受限的标签转发路径的中间节点，根据下一跳标签转发项信息交换标签信息，再将报文发送到下游节点。
9.根据权利要求7所述的快速重路由的方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括当接口板上的接口出现故障时，多协议标签交换转发模块直接根据原索引信息将报文发送到相应的出接口板，若是受限的标签转发路径的入口节点，根据下一跳标签转发项的快速重路由信息压入出标签信息，再将报文通过旁路隧道发送到下游节点，若是受限的标签转发路径的中间节点，根据下一跳标签转发项的快速重路由信息交换标签信息，再将报文通过旁路隧道发送到下游节点。
全文摘要
本发明公开了一种快速重路由的方法。根据各转发路径的工作状况，在路由器中设置入接口板各转发信息的快速重路由标志，及对应的旁路路径信息；当数据包到达节点的入接口板时，主控板判断该数据包应用的转发信息的快速重路由标志是否有效，若无效，则根据所述数据包应用的转发信息进行数据包的转发处理，否则，根据所述数据包应用的转发信息对应的旁路路径信息进行数据包的转发处理。因此，不仅避免了采用出接口板NHLFE扩展实现快速重路由时引入的板间透传问题，而且可以实现接口板拔出情况下的快速重路由。
文档编号H04L29/04GK1780253SQ20041009089
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月17日 优先权日2004年11月17日
发明者李振斌 申请人:华为技术有限公司