专利名称：一种在多协议标记交换网络中对净荷类型进行识别的方法
技术领域：
本发明涉及计算机网络通讯领域，特别涉及一种在多协议标记交换网络中对净荷类型进行识别的方法。
背景技术：
多协议标记交换(MPLS)技术是近年来发展迅速的一种网络技术。这一技术结合了第二层即链路层的交换和第三层即网络层路由的特点，第三层的路由在网络的边缘实施，而在MPLS的网络核心采用MPLS标记进行交换。因此它将具有完善服务质量(QoS)的异步传输模式(ATM)和自动路由的因特网协议(IP)有机的结合起来，并具有二者各自的优点，成为目前主流的网络互连技术之一。
基于MPLS的二层虚拟专用网(VPN)是其中最为流行的应用之一，该网络示意图如图1所示，其中带数字的白色矩形代表MPLS标记，而灰色和黑色矩形分别代表IP报文和与用户网络类型对应的头部标记。以以太网为例，如图2所示，包含目的MAC地址和源地址的完整以太网数据帧可以作为MPLS报文的净荷封装起来，并且另外加上了以太网的链路层头部。在这样的一个报文当中，存在两个以太网链路层头部信息。在图1的网络中，一个MPLS网络将三个客户网络连接起来，在三个客户网络中运行的IP路由协议，依靠IP地址来寻找路由；而在MPLS网络中，则完全依靠MPLS标记来寻找路由，这时处于MPLS网络边缘的标记边缘路由器(LER)负责建立基于IP地址的路由信息和基于MPLS标记的路由信息之间的对应关系，换句话说，在入口LER设备上，所有的客户报文被加上了MPLS标记，在出口LER设备上则将前面添加的MPLS标记去除，处于MPLS网络中间位置的标记交换路由器(LSR)则只需要根据MPLS标记进行交换。图1中从LER0经LSR到LER1的路径叫做标记交换路径(LSP)。在二层VPN应用中，MPLS作为一种承载层，它可以封装多种不同网络的数据帧。
这种二层VPN的特点在于提供服务的MPLS网络不关心用户的第三层即网络层信息，服务网络根据用户网络的第二层即链路层信息进行MPLS转发关系配置，用户网络的数据可以是以太网、点对点协议(PPP)、ATM、帧中继(FR)等，这样多种链路层的网络都可能借助MPLS实现链路层业务的传送。由于链路层的不同，其净荷类型也不同。而MPLS机制本身并不能区分，因此目前的做法是限定一条LSP中只能传送一种类型的净荷。在LSP静态配置方式下，需要人工指定该LSP承载的净荷类型；在LSP动态配置方式下，需要通过设备之间运行的路由协议和标记分发协议来协商确定某一条LSP承载的净荷类型。因此，在现有解决方案中存在如下不足1.不同类型的净荷不能在同一条LSP中共存，因此需要消耗大量的LSP数目，且不易扩展；2.建立LSP前需要对业务类型进行协商，实现方式复杂，且需要网络中所有设备都运行相同协议才能协商成功，对设备的依赖性较高；3.当错误的将不同类型的净荷封装到同一条LSP中，MPLS无法对其类型进行识别，因此不具有纠错机制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对MPLS网络中净荷类型进行识别的方法，应用该方法，能使一条LSP中承载多种类型的净荷。为实现上述目的，具体技术方案为A、入口标记边缘路由器根据从用户网络接收报文的接口类型，确定该报文的净荷类型，用一个类型编码表示该净荷类型，然后将该编码封装到MPLS报文中；B、出口标记边缘路由器接收到MPLS报文后，根据MPLS报文中的类型编码识别出净荷类型。
所述步骤B之后，还可以进一步包括根据该净荷类型，将所述的MPLS报文中的净荷转换为原用户网络对应的报文，并根据MPLS报文头的标签确定出接口，如果净荷类型和对应出接口的类型一致，则将该报文经由对应类型的接口发送至目标用户网络，如果净荷类型和对应出接口类型不一致，则不发送该报文并通知出口标记路由器的控制平面，以便控制平面进行进一步的处理来解决报文类型和接口类型不一致的问题。
标记边缘路由器都存有预设的报文类型编码表，该报文类型编码表存储了净荷类型与编码的对应关系。
步骤A中，入口标记边缘路由器根据来自用户网络的报文的净荷类型，通过查找所述报文类型编码表得到该类型对应的净荷类型编码；步骤B中，出口标记边缘路由器根据MPLS报文中的净荷类型编码，通过查找所述报文类型编码表得到该编码对应的净荷类型。
所述的报文类型编码表是人工指定的或由标准组织确定。
步骤A中封装MPLS报文时，将类型编码存储在位于MPLS标记栈底部的控制字的保留位中；所述步骤B中，出口标记边缘路由器读取MPLS报文中上述的控制字，获得该报文的类型编码，由该类型编码得到对应的净荷类型。
较佳地，该类型编码宽度为4比特。该类型编码的宽度可以根据实际情况进行相应的调整，可能小于4比特，也可能大于4比特。
或者采用以下替代方案在所述标记边缘路由器中预设某一种净荷类型为默认类型，在封装MPLS报文时，在位于MPLS标记栈底部的控制字的保留位中选择一定宽度存储净荷类型指示码，所述步骤A为入口标记边缘路由器根据接收到报文的接口类型识别出不同报文的净荷类型，若净荷类型为默认类型，则在净荷类型指示码中写入默认类型标识，若净荷类型不是默认类型，则入口标记边缘路由器在净荷类型指示码中写入非默认类型标识，在MPLS报文头部和净荷之间另外开辟一定字节宽度的净荷类型域存储净荷类型编码；
较佳地，所述净荷类型指示码宽度为1比特，净荷类型编码宽度为2字节(即16比特)；该净荷类型指示码和类型编码的宽度可以根据实际情况分别进行相应的调整。
所述步骤B为出口标记边缘路由器从MPLS报文中读取净荷类型指示码，如果指示码为默认类型标识，则将所述的MPLS报文中的净荷转换为默认类型的报文；如果指示码为非默认类型标识，则出口标记边缘路由器读取净荷类型域中的类型编码，由该类型编码得到对应的净荷类型，并删除净荷类型域，再由MPLS报文头部标签确定对应的出接口类型，然后删除MPLS报文头，即将所述的MPLS报文中的净荷转换为原用户网络对应类型的报文。
如果指示码为默认类型标识，则在步骤B之后，增加如下步骤将由转换得到的默认类型的净荷发送至默认类型的接口；如果指示码为非默认类型，则在步骤B之后，增加如下步骤对净荷类型和对应出接口类型的一致性进行校验，如果净荷类型和对应出接口的类型一致，则将该报文经由对应类型的接口发送至目标用户网络，如果净荷类型和对应接口类型不一致，则不发送该报文并通知出口标记路由器的控制平面，以便控制平面进行进一步的处理来解决报文类型和接口类型不一致的问题。
根据本发明所提出的方法，出口端的标记边缘路由器根据从MPLS报文中提取出的类型编码，可以识别出该报文的净荷类型并进行相应的转发处理，因此一条LSP中能同时承载多种类型的报文。这样一来，在MPLS网络中LSP的数目大大减少，并且建立LSP前无需对每条LSP所承载的净荷类型专门进行协商，因此大大降低网络处理过程的复杂程度和网络内设备间的依赖程度。同时，由于本发明提出的方法对净荷类型进行自动识别，具备一定的纠错机制，降低了出现错误的可能性。
图1所示为基于MPLS的二层VPN的应用网络示意图；图2为MPLS二层VPN封装以太网数据帧格式示意图；图3所示为本发明实施例一在PWE3中通过控制字直接指示净荷类型的MPLS报文示意图；图4所示为本发明实施例一在PWE3中通过控制字直接指示净荷类型的MPLS报文工作流程图；图5所示为本发明实施例二在PWE3中通过控制字间接指示净荷类型的MPLS报文示意图；图6所示为本发明实施例二在PWE3中通过控制字间接指示净荷类型的MPLS报文工作流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
英特网工程任务组(IETF)定义的端到端伪线仿真(PWE3)，被认为是二层VPN将最可能采用的封装协议。使用PWE3机制，运营商可以将所有的传送业务转移到一个融合的网络(如IP/MPLS)之中。从用户的角度来看，可以认为PWE3模拟的虚拟线是一种专用的链路或电路。在PWE3技术里，在MPLS标记栈的底部增加一个32比特的控制字CW，其中有12比特的保留位。本发明的关键就是利用这12比特的保留位，在MPLS网络入口处利用该保留位记录报文净荷的类型，在MPLS网络出口处根据保留位中的记录确定报文净荷的类型。
以下举两个技术实施例进行详细说明。其中实施例一通过控制字的保留位直接指示净荷类型。其MPLS报文示意图如图3所示，本实施例中将保留位中的4比特作为填写标识净荷类型的类型编码的位置，而该字节长度也可根据实际需要进行调整。MPLS网络入口端设备根据识别出来的净荷类型填写对应的类型编码，出口端设备在根据该类型编码识别和校验净荷类型。工作流程的具体步骤如图4所示步骤401从MPLS入口端标记边缘路由器LER0到出口端标记边缘路由器LER1建立一条标记交换路径LSP；步骤402～步骤403在MPLS网络的入口端，来自用户网络的报文经由入口端标记边缘路由器LER0的对应类型接口接入LER0，这些接口可能是以太网、PPP、ATM或FR等类型。每种接口传输与之对应的特定净荷类型的报文。LER0根据传送报文的接口的类型识别出该报文的净荷类型，并在将净荷封装到MPLS报文中的同时，通过查找一个预设的报文类型编码表确定该净荷类型对应的类型编码并将该类型编码填入控制字CW保留位中规定的位置。该报文类型编码表如表1所示
表1若净荷类型编码占用的比特数为n，则该表中右边一列是0至2n-1的数字或其中一部分数字的任意的一种排列。本实施例中，净荷类型编码占用的比特数为4，则净荷类型编码表中右边一列是0至15或其中一部分数字的任意一种排列。其内容可以由人工配置或者由标准组织建立的标准来规定。
步骤404MPLS报文在MPLS网络经由标记交换路径LSP发送到出口端LER1；步骤405当出口端LER1收到一个MPLS报文时，根据报文中控制字CW的保留位中写入的类型编码，通过查找内容与表1完全相同的一个报文类型编码表来找到该编码对应的净荷类型。该查找过程以类型编码为索引，查找的结果是净荷类型。出口端LER1根据MPLS报文头部标签选择对应类型的出接口。出口端LER1将MPLS标记除去，即将MPLS报文中的净荷转换为对应类型的报文，并对净荷类型和对应的出接口类型的一致性进行校验。
步骤406～步骤407如果净荷类型和出口端LER1的接口类型一致，则将报文经由LER1对应的接口发送到用户网络，否则不发送，同时通知控制平面，控制平面可以据此进行进一步处理来解决净荷类型和接口不一致的问题。
以上实施例是采用控制字的保留位直接指示净荷类型的方法，以下的实施例二则是用控制字间接指示净荷类型。MPLS报文的示意图如图5所示，在控制字保留位中采用一个1比特的净荷类型指示域来指示MPLS报文头和净荷之间是否还有另外一个2字节的净荷类型域来存储净荷类型编码。具体操作步骤如图6所示步骤601从MPLS入口端标记边缘路由器LER0到出口端标记边缘路由器建立一条标记交换路径LSP，并指定一种类型的净荷为该LSP的默认类型；步骤602-步骤605在MPLS网络的入口端，LER0根据接口的类型识别出报文的净荷类型，如果该净荷为默认类型，则在净荷类型指示域中填入0；如果该净荷不是默认净荷，则在净荷类型指示域中填入1，在MPLS报文的净荷和MPLS报文头之间开辟一个2字节的净荷类型域；通过查找类型编码表，在净荷类型域中写入该净荷类型对应的类型编码；步骤606MPLS报文在MPLS网络中通过LSR转发，最后到达出口端；步骤607-步骤612当出口端LER1收到一个MPLS报文时，读取净荷类型指示域中的内容，如果是0，则除去MPLS标记后直接按照默认类型将净荷转发到默认接口；如果是1，再读取净荷类型域的类型编码，通过检索类型编码表得到该净荷的类型，并删除该净荷类型域。接着先除去MPLS标记，将净荷转换为对应类型的报文，出口端LER1根据MPLS报文头部标签选择对应类型的出接口，再对净荷类型和对应出接口类型的一致性进行校验，如果净荷类型和接口类型一致，则将报文经由LER1对应的接口发送到用户网络，否则不发送，同时通知控制平面，控制平面可以据此进行进一步处理来解决净荷类型和接口不一致的问题。
这种替代方案比较适合在MPLS网络中，某一种净荷类型的业务量相对其他类型较大的情况。
值得注意的是，以上所举实施例中，其中类型编码在控制字中的位置和宽度包括但不限于上述描述。以上实施例虽然是以MPLS网络二层VPN中采用PWE3技术的应用为例，但本发明所述的处理方法与具体的封装协议无关，只要是基于MPLS网络的二层VPN都可适用。
权利要求
1.一种在多协议标记交换MPLS网络中对净荷类型进行识别的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤A、入口标记边缘路由器根据从用户网络接收报文的接口类型，确定该报文对应的净荷类型，用一个类型编码表示该净荷类型，然后将该编码封装到MPLS报文中；B、出口标记边缘路由器接收到MPLS报文后，根据MPLS报文中的类型编码识别出对应的净荷类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤B之后，增加如下步骤将所述的MPLS报文中的净荷转换为原用户网络对应的报文，并根据MPLS报文头的标签确定出接口，如果净荷类型和对应出接口的类型一致，则将该报文经由对应类型的接口发送至目标用户网络，如果净荷类型和对应出接口类型不一致，则不发送该报文并通知出口标记边缘路由器的控制平面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，标记边缘路由器都存有预设的报文类型编码表，该报文类型编码表存储了净荷类型与编码的对应关系。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤A中，入口标记边缘路由器根据来自用户网络的报文的净荷类型，通过查找所述报文类型编码表得到该类型对应的净荷类型编码；步骤B中，出口标记边缘路由器根据MPLS报文中的净荷类型编码，通过查找所述报文类型编码表得到该编码对应的净荷类型。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的报文类型编码表是人工指定的或由标准组织确定。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，步骤A中封装MPLS报文时，将类型编码存储在位于MPLS标记栈底部的控制字的保留位中；所述步骤B中，出口标记边缘路由器读取MPLS报文中上述的控制字，获得该报文的类型编码，由该类型编码得到对应的净荷类型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该类型编码宽度为4比特。
8.根据权利要求1、3、4或5所述的方法，其特征在于，在所述标记边缘路由器中预设某一种净荷类型为默认类型，在封装MPLS报文时，在位于MPLS标记栈底部的控制字的保留位中选择一定宽度存储净荷类型指示码，所述步骤A为入口标记边缘路由器根据接收到报文的接口类型识别出不同报文的净荷类型，若净荷类型为默认类型，则在净荷类型指示码中写入默认类型标识，若净荷类型不是默认类型，则入口标记边缘路由器在净荷类型指示码中写入非默认类型标识，在MPLS报文头部和净荷之间另外开辟一定字节宽度的净荷类型域存储净荷类型编码；所述步骤B为出口标记边缘路由器从MPLS报文中读取净荷类型指示码，如果指示码为默认类型标识，则将所述的MPLS报文中的净荷转换为默认类型的报文；如果指示码为非默认类型标识，则出口标记边缘路由器读取净荷类型域中的类型编码，由该类型编码得到对应的净荷类型，并删除净荷类型域，再由MPLS报文头部标签确定对应的出接口，然后删除MPLS报文头，即将所述的MPLS报文中的净荷转换为原用户网络对应类型的报文。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果指示码为默认类型标识，则在步骤B之后，增加如下步骤将由转换得到的默认类型的净荷发送至默认类型的接口；如果指示码为非默认类型，则在步骤B之后，增加如下步骤对净荷类型和对应出接口类型的一致性进行校验，如果净荷类型和对应出接口的类型一致，则将该报文经由对应类型的接口发送至目标用户网络，如果净荷类型和对应接口类型不一致，则不发送该报文并通知出口路由器的控制平面；
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述净荷类型指示码宽度为1比特，净荷类型编码宽度为2字节。
全文摘要
本发明公开了一种在多协议标记交换(MPLS)网络中识别净荷类型的方法。在MPLS网络入口端，入口标记边缘路由器LER0根据接口类型识别出不同报文对应的净荷类型，并用一个类型编码表示该净荷类型，然后将该编码封装到MPLS报文中；在MPLS网络出口端，出口标记边缘路由器LER1根据类型编码识别出净荷类型，并根据净荷类型进行相应的转发处理。根据本发明提出的方法，一条标记交换路径(LSP)中能同时承载多种类型的报文，并且建立LSP前无需专门协商净荷类型，因此大大降低网络处理过程的复杂程度，降低同一网络内各设备间的依赖程度。同时，由于本发明提出的方法对净荷类型进行自动识别，具备一定的纠错机制，降低了出现错误的可能性。
文档编号H04L12/46GK1949743SQ20051011277
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月12日 优先权日2005年10月12日
发明者钟来军 申请人:华为技术有限公司