专利名称：保护方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络中多播通信(multicast communication)的保护方案 (protection scheme )，尤其涉及、但不限于在使用多协议标记交换(multi - protocol label switching, MPLS )的网络中的应用，用于使分组通过网 络路由。
背景技术：
大都市中建立的网络通常被称为城域网(Metro networks)。该网 络被安排用来在居民用户、商业用户、因特网服务供应商、网络运营商 等之间提供通信能力。
有利地是，城域网能够使用MPLS来通过网络以分组的形式与终端 用户进行通信。在这些网络中，例如，在诸如视频流、因特网协议电视 (Internet Protocol Television, IPTV)或者类似的多媒体应用中，要求 将通信多播至终端用户。这是通过使用多播标记交换路径(Label Switched Path, LSP)完成的。
对于流向用户的用于实时处理的数据，数据必须以所需的数据速率 流向用户。网络中的故障可以成为该所需条件的障碍，并导致业务中断 或质量下降。为即使在网络中发生故障时也维持供应商和终端用户之间 以所需的数据速率的通信，在该网络中提供保护方案。
当在网络中发生多播LSP失灵的情况下，当前存在有几种提供恢复 和/或保护的方案。
图1显示了具有一对一LPS保护的城域网。该网络包括通过以光纤 环状形式的通信链路1连接在一起的节点2A到2F。出口节点(egress node) 2B到2F中的每个节点经由接入节点6连接到最终用户(图中为 在居住环境中)。节点2A是通过路由器5连接到视频服务器3和网络 服务供应商4的入口节点(ingress node )。节点2A被配置为根据分组 需要到达的出口节点2B到2F确定发送分组的LSP,就象LSP网络中惯 常的那样。在图1中示出了在其上向节点2B、 2C和2E多播发送^L频流分组 的主LSP7。对于主LSP7，还提供了一个备用LSP 8。入口节点2A被 预先配置为具有这些LSP7、 8。在正常运行期间，沿着主LSP7多播发 送分组，然而，当故障报告被报告给阻止沿着主LSP7通信的入口节点 2A时，入口节点将通信切换至备用LSP 8。
与其它方案相比，这种保护方案的优点是不消耗额外的带宽用于保 护，然而，如图2所示，由于在失灵之前预先配置LPS 7和8,所以在 某些情况下，该方案不能维持在网络中所需的多播通信，因此，实际上 不能到达一个或多个出口节点。
图2显示一个在网络中发生的、阻止出口节点2B和2C之间的通信 的故障。该故障中断沿着主LSP7至节点2C和2E的通信。因此，入口 节点2A在接收到故障通知9时，转换至备用LSP 8的通信。然而，由 于沿着备用LSP 8的通信因故障而不能到达节点2B,所以这不足以维持 所需的多播通信。因此，具有预先配置的LPS的一对一保护方案不能维 持多播通信。
在图3中显示了一种已经被开发出来用于克服这种不足的方案，该 方案中，并非将入口节点2A预先配置为具有后备LSP8，而是入口节点 2A响应于包括关于故障的位置的信息的故障通知9，来计算备用LSP 8 的请求。入口节点2A确定备用LSP8,其避免沿着已经失效的光纤的通 信。然而，为了完成多播LSP 8的请求，首先必须通过入口节点2A计 算LSP8，然后通过在节点2之间的信令建立LSP8。这种方案有许多缺 点。首先是，需要被执行的额外的计算和信令消耗了处理能力并且在一 定程度上消耗了带宽，降低了网络的速度。其次是，因为对于信令多播 LPS来说至今实际上还没有标准化的完整方案，所以其不容易被包含在 当前的城域网中。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了在网络上发送多播通信的方法， 该网络包括经由通信链路连接到多个出口节点的入口节点，使得能够沿 着多于一条的路径将通信从入口节点发送至每个出口节点，该方法包 括在网络中发生故障之前为所述节点配置沿着在其上发送多播通信的 链路的主路径和沿着在其上发送多播通信的链路的备用路径，并且如果发生故障，则在主路径上发送多播通信并且在备用路径上发送多播通信 的副本。
在发生故障时，在主路径上发送多播通信并且在备用路径上发送多 播通信的副本，这保证多播通信到达所有的需要的出口节点，且入口节 点不需要进行额外计算，其中入口节点的额外计算能显著减小建立备用 路径的网络保护或信令的速度。
在发生故障之前，所述节点配置为具有多个主路径，每个主路径用 于沿着链路发送多播通信至唯一的一组出口节点。所述节点也可以为每 个主路径而配置为具有备用路径。在这种方式下，提供一对一保护。
主路径和备用路径可以为多播标记交换路径(多播LPS )。 所述方法可以包括响应于入口节点被通知网络中不再存在故障， 停止在备用路径发送复制的多播通信。该响应可以不是即时的，其可以 被延迟预先设定的量。在这种方式下，该方法能保证所有出口节点在关 闭备用路径之前恢复至经由主路径接收多播通信。可以通过网络运营商 配置预先设定的延迟，并且例如可以从几个毫秒到几秒甚至更长的时间 范围内，这取决于网络运营商的具体选择。为了提供充足的时间使所有 出口节点恢复至使用主路径并避免对数据通信量的任何明显的影响，必 须设定该延迟。
该方法可以包括在接收到故障已经浮支修复的通知后，以预定的时 间间隔将出口节点切换至恢复到在主路径上接收多播通信。在这种方式 下， 一旦已经建立稳定的通信，则出口节点仅切换回在主路径上接收通信。
根据本发明的第二个方面，提供一种用于网络的入口节点，在该网 络中通过通信链路将该入口节点连接到多个出口节点，使得可以沿着多 于一个的路径将通信从入口节点发送到每个出口节点，所述入口节点被 安排为，在网络中发生故障之前为其配置沿着在其上发送多播通信的链 路的主路径和沿着在其上发送多播通信的链路的备用路径，并且如果发 生故障，则在主路径上发送多播通信并且在备用路径上发送多播通信的 副本
根据本发明的第三个方面，提供一种用于网络的数据载体，该网络 包括经由通信链路连接到多个出口节点的入口节点，使得能够沿着多于 一条的路径将通信从入口节点发送至每个出口节点，并且在网络发生故障之前为所述节点配置沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿 着在其上发送多播通信的链路的备用路径，所述数椐栽体包括指令，当 通过处理器运行该指令时，使得处理器来操作网络的入口节点，以使入 口节点响应于接收到已经发生故障的通知，在主路径上发送多播通信并 且在备用路径上发送多播通信的副本。
根据本发明的第四个方面，提供一种用于网络的出口节点，在所述 网络中出口节点是经由通信链路连接于入口节点的多个出口节点中的 一个，使得通信能够沿着多于一条的路径从入口节点发送至每个出口节 点，所述出口节点被安排为，在网络中发生故障之前为其配置在其上出 口节点可以接收多播通信的主路径和在其上出口节点可以接收多播通 信的备用路径，安排为沿着主路径接收多播通信，并且响应于检测到主 路径上至所述出口节点的通信失灵，识别是否能够在备用路径上接收到 多播通信的副本，并且如果是，则切换到接收多播通信的副本。
应当理解的是，这里所使用的"接收"的意思是检测或者获得，并 非筒单地与发送对应。
该发明的出口节点是有益的，因为如果主路径中通信失灵，则出口 节点仅切换至备用路径，而不依赖于网络中的其它的每个出口节点。在 这种方式下，如果沿着主路径的通信仍旧可行，则入口节点能沿着主路 径向出口节点发送通信。
出口节点可以被配置为在接收到故障已经被修复的通知后，以预定 的时间间隔切换到在主路径上接收多播通信。
根据本发明的第五个方面，提供一种用于网络的数据载体，该网络 包括经由通信链路连接到多个出口节点的入口节点，使得能够沿着多于 一条的路径将通信从入口节点发送至每个出口节点，并且在网络发生故 障之前为所述节点配置沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿 着在其上发送多播通信的链路的备用路径，所述数据载体包括指令，当 通过处理器运行该指令时，使得处理器来操作网络的出口节点以接收沿 着主路径的多播通信，并且如果出口节点无法接收沿着主路径的多播通 信，则识别是否可以在备用路径上接收到多播通信的副本，并且如果是， 则切换到接收多播通信的副本。
根据本发明的第六个方面，提供一种网络，该网络包括经由通信链 路连接到多个出口节点的入口节点，使得能够沿着多于一条的路径将通信从入口节点发送至每个出口节点，在网络发生故障之前为所述节点配 置沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿着在其上发送多播通 信的链路的备用路径，并且所述节点被安排为如果发生故障，则在主路 径上发送多播通信和在备用路径上发送多播通信的副本。
所述通信链路可以是将节点连接在一起的环形，尤其可以是光纤环 形，其中沿着环形的两个方向能够发生所迷通信。在这种方式下，从入 口节点提供两个路径给每个出口节点。
通信链路可以给网络中的每个路径提供一对一保护，也就是说，对 于网络中的每个主路径存在一个单独的备用路径。
可以选择的是，通信链路可以提供多对一保护，具有通过单个备用 路径保护的多个主路径。
通信链路可以提供针对两节点之间的链路、 一节点和/或两节点之 间链路与节点的失灵的保护。
每个出口节点被安排为仅在所迷出口节点无法沿着主路径接收多 播通信的情况下，沿着备用路径接收多播通信的副本。例如，出口节点 可响应于在主路径上接收多播通信的失灵，通过切换至在备用路径上接 收多播通信来运行。
入口节点被安排为在接收到向入口节点通知在网络中的故障的通 信时，在主路径上发送多播通信并且在备用路径上发送多播通信的副 本。
节点可以为交换机、路由器或者其它能够在分组交换网络中部署的 网络设备，常规地，其基于面向连接的技术。
网络可利用用于在网络中转发分组的多协议标记交换(MPLS),具 有作为网络中的特定标记交换路径(LSP)的主路径和备用路径。
网络可以使用用于通过网络转发分组的面向定位的以太网，具有作 为网络中的特定连接的主路径和备用路径。
多播通信可以是用于目的设备上的多媒体应用或者实时处理的数 椐通信，例如，多播通信可以是视频流、因特网协议电视(IPTV)等。
例如参考以下附图来描述本发明的实施例，其中
图1是使用具有预先建立的LSP —对一保护的多协议标记交换(MPLS)的城域网的示意图2是其中发生故障时的图1的网络的示意图3是在请求时使用提供具有LSP —对一保护的多协议标记交换 (MPLS)的城域网示意图；以及
图4是使用根据本发明运行的、具有预先建立的LSP —对一保护的 MPLS的城域网的示意图。
具体实施例
参考图1,根据本发明的网络包括通过具有环形拓朴结构的光纤通 信链路101连接在一起的节点102A至102F。每个入口节点102B至102F 经由接入节点106连接于住宅网络。节点102A是通过路由器105连接 于视频服务器103和因特网服务供应商104的入口节点。
该网络是MPLS网络，在该MPLS网络中，取决于分组所需送达的 出口节点或节点102B到102F，入口节点102A被安排为确定发送数据 分组的LSP。入口节点102A然后给每个数据分组附上一个标记，下游 节点102B至102F通过使用该数据标记来决定对分组的动作。
入口节点102A和出口节点102B至102F被配置了同时具有主LPS 和备用LPS，其中在网络的正常操作模式下在主LPS上发送通信，并且 如果网络中发生故障，则在备用LPS上发送通信。本发明的该实施例中， 对每个主LPS提供备用LPS以便提供一对一保护。
图4中用箭头107显示在其上向节点102B、 102C和102E多播发 送多媒体流分组的主LPS，并且箭头108显示用于该主LPS的备用LSP。
在本发明中，多播通信是在几乎相同的时刻从网络中的入口节点向 一个以上出口节点的数据分组的发送，其中，网络的每个光纤连接仅携 载通信的一个副本，当连接的目标节点分开时，例如，在图4中在出口 节点处，仅制作通信的副本。这与由网络中每个点的单纯的分组复制所 支持的广播或者多播形成对比，其中，单独的通信发送至每个目的地以 至于网络中的任意链路可以携载多于一个的通信副本、或者单播，其中 通信被发送至单个目的地。对于到终端用户的用于多媒体应用或实时处 理(诸如媒体事件或者类似事件)的数据通信来说，多播通信是非常期 望的。
入口节点102A被编程为单独地在主LSP上发送通信，除非入口节点102A接收到来自出口节点102B至102F的故障的通知。故障的^f全测 和通知可以基于现有技术，如物理判据(用于检测的)、私有(proprietary) 或者标准操作、管理与维护(Administration and Maintenance, OAM) 消息。响应于接收到故障通知，对于已经报告故障的送至一个或多个节 点的通信，入口节点102A不仅保持在主LPS107上发送通信，而且在备 用LPS 108上发送这些通信的副本。
入口节点102进一步被编程为响应于接收到故障已经被修复的通 知，停止沿着备用LPS 108发送复制的通信。入口节点102A可以在接 收到通知以后，以预先设置的时间停止发送复制的通信。该预先设置的 时间可以由网络运营商才艮椐网络的具体需求来设置。
出口节点102B至102F被编程为最初地(和优先地)试图接收在主 LPS 107上所发送的通信。然而，如果出口节点102B至102F在主LPS 107 上未接收到通信，则出口节点102B至102F将会去看在备用LSP 108上 是否正在发送有效的通信副本。如果出口节点102B至102F在备用LSP 108上已经正在接收通信，那么一旦沿着主LPS 107的稳定的通信变得 可用，则出口节点102B至102F将恢复使用主LPS 107。为了确认沿着 主LPS 107的稳定的通信重新变得可用，在恢复使用主LPS107之前， 在接收到故障已被修复的通知以后，故障期间切换至备用LPS107的出 口节点102B至102F将等待一个预先确定的时间量。该预先确定的时间 少于(较佳地为远少于)这样的预设时间，在停止在备用LSP 108上发 送复制的多播通信之前，入口节点102A以该预设时间等待。
如图示，现在将描述网络运行的具体实例。图4示出了在其中有部 分通信链路发生故障的、阻止节点102B和102C之间通信的网络。该故 障阻止了沿着主LPS 107至节点102C和102E的多播通信，例如，这种 失灵可以例如是由光纤中的机械故障所导致(即光纤/光缆切断)。
响应于故障，出口节点102C和/或102E (也或者102B,依赖于适 当的故障检测和通知方案)发送通知给入口节点102A，通知入口节点 在主LSP 107上发生了故障。响应于该通知，入口节点102A在主LPS 107 上发送通信并在备用LPS 108上发送通信的副本。出口节点102B能继 续在主LPS 107上接收多播通信，并因此将持续接收。然而，出口节点 102C和102E不能够再在主LPS107上接收多播通信，并通过识别它们 是否能在备用LPS 108上接收多播通信的副本来响应。该故障不能阻止沿着备用LSP 108至节点102C和102E的通信，并且这样，节点102C 和102E切换至接收在备用LSP 108上发送的有效的复制的多播通信。
由于是在故障发生时发送多播通信的副本，所以用于与备用LPS 108共享的公共路径的其它通信的通信链路101的带宽变小。因此，相 比多播通信具有较低优先权的通信的数据速率会在故障期间减小。这些 考虑是普通网络规划和计算(dimensioning)的部分。
一旦故障被修复了 ，出口节点102B和102C将识别到现在可以在主 LPS 107上接收通信，并通过恢复到在主LPS 107上接收通信而进行响 应。入口节点102A通过停止在备用LPS 108上发送复制的多播通信来 响应于接收到故障已经被修复的通知。入口节点102A可以被编程为以 可配置的时间延迟在备用LPS108上的复制的多播通信的停止发送。这 给已经切换至在备用LPS 108上接收复制的多播通信的入口节点102B 至102F中任意一个有足够的时间以恢复到在主LPS 107上接收多播通 信(如果需要，通过等待可设置的最小时间值，以便保证主LSP是稳定 的途径)。
本发明的这个实施例是有益的，因为故障不能阻止合适的出口节点 102B-102F接收到通信，并无需由入口节点102A执行的大量额外的计 算和在发生故障时根据请求建立LSP的信令。同时，与1+1保护方案相 反，在正常运行期间没有为保护消耗额外的带宽。在这种方式下，现有 的网络能够轻松地根据本发明作适应性的改造。
应当理解的是，该发明不仅限于以上所描述的实施例，而且包括对 该实施例的修改和改变而不会脱离权利要求书所定义的发明范围。例 如，网络可以为树状、网状或者全连接拓朴。
容易理解的是，也可以使用除MPLS之外的技术，例如，面向连接 的以太网。
应当理解的是，依赖于通信的数据/应用源，可以配置网络使得任何 一个节点用作入口节点或者出口节点。因此，在一个实施例中，用于 一个或多个应用的出口节点是用于其它应用的入口节点。
权利要求
1.一种在网络上发送多播通信的方法，所述网络包括经由通信链路连接于多个出口节点的入口节点，使得通信能够沿着多于一条的路径从入口节点发送至每个出口节点，该方法包括在网络中发生故障之前为所述节点配置沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿着在其上发送多播通信的链路的备用路径，并且如果发生故障，则在主路径上发送多播通信，并且在备用路径上发送多播通信的副本。
2. 如权利要求1所述的方法，其中在发生故障之前为所述节点配 置多个主路径，每个主路径用于沿着链路发送多播通信至唯——组的出 口节点。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，为所述节点配置用于每个主 路径的备用路径。
4. 如上述任一项权利要求所述的方法，其中，所述主路径和备用 路径是多播标记交换路径(多播LSPs)。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所迷主路径和 备用路径是以太网连接。
6. 如上迷任一项权利要求所迷的方法，包括响应于入口节点被 通知网络中不再存在故障，停止在备用路径上发送复制的多播通信。
7. 如权利要求6所述的方法，包括在接收到网络中不再存在故 障的通知后，以预先设定的量延迟在备用路径上的复制的多播通信的停 止发送。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，所迷预先设定的延迟在毫秒 数量级。
9. 如上述任一项权利要求所述的方法，包括在接收到故障已经 被修复的通知后，以预定的时间间隔将出口节点切换至恢复到在主路径 上接收多播通信。
10. 如上迷任一项权利要求所述的方法，包括使用用于通过网络 路由分组的多协议标记交换(MPLS),其中主路径和备用路径是网络中特 定的标记交换路径(LSPs )。
11. 一种用于网络的入口节点，在该网络中所述入口节点经由通信 链路连接到多个出口节点，使得通信能够沿着多于一条的路径从入口节点发送至每个出口节点，所述入口节点被安排为在网络中发生故障之前 为其配置沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿着在其上发送 多播通信的链路的备用路径，并且如果发生故障，则在主路径上发送多 播通信并在备用路径上发送多播通信的副本
12. —种用于网络的数据载体，其中该网络包括经由通信链路连接 到多个出口节点的入口节点，使得能够沿着多于一条的路径将通信从入 口节点发送至每个出口节点，并且在网络发生故障之前为所述节点配置 沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿着在其上发送多播通信 的链路的备用路径，所述数据栽体包括指令，当通过处理器运行该指令 时，使得处理器来操作网络的入口节点，以使入口节点响应于接收到已 经发生故障的通知，在主路径上发送多播通信并在备用路径上发送多播 通信的副本。
13. —种用于网络的出口节点，在所述网络中出口节点是经由通信 链路连接于入口节点的多个出口节点中的一个，使得通信能够沿着多于 一条的路径从入口节点发送至每个出口节点，所述出口节点^t安排为在 网络中发生故障之前为其配置在其上出口节点可以接收多播通信的主 路径和在其上出口节点可以接收多播通信的备用路径，从而沿着主路径 接收多播通信，并且响应于检测到主路径上至所述出口节点的通信失 灵，识别是否能够在备用路径上接收到多播通信的副本，并且如杲是， 则切换到接收多播通信的副本。
14. 如权利要求13所述的出口节点，其中，出口节点被安排为在接 收到故障已经被修复的通知后，以预定的时间间隔切换到在主路径上接 收多播通信。
15. —种用于网络的数据载体，其中该网络包括经由通信链路连接到多个出口节点的入口节点，使得能够沿着多于一条的路径将通信从入口节点发送至每个出口节点，并且在网络发生故障之前为所迷节点配置 沿着在其上发送多播通信的链路的主路径和沿着在其上发送多播通信的链路的备用路径，所述数据栽体包括指令，当通过处理器运行该指令 时，使得处理器来操作网络中的出口节点以沿着主路径接收多播通信， 并且如杲出口节点无法沿着主路径接收多播通信，则识别是否可以在备 用路径上接收到多播通信的副本，并且如果是，则切换到接收多播通信 的副本。
16. 如权利要求15所述的数据栽体，其中，所迷指令使得处理器在 接收到故障已经被修复的通知后，以预先确定的时间间隔搡作出口节点 以切换到在主路径上接收多播通信。
17. —种网络，该网络包括经由通信链路连接到多个出口节点的入 口节点，使得能够沿着多于一条的路径将通信从入口节点发送至每个出 口节点，在网络发生故障之前为所述节点配置沿着在其上发送多播通信 的链路的主路径和沿着在其上发送多播通信的链路的备用路径，并且所 迷节点被安排为如果发生故障，则在主路径上发送多播通信和在备用路 径上发送多播通信的副本。
18. 如权利要求n所述的网络，其中，所述通信链路是将节点连接 在一起的环形，其中沿着环形的两个方向能够发生所述通信。
19. 如权利要求17或18所述的网络，其中，对于通过网络的每个 所述主路径存在单独的备用路径。
20. 如权利要求17或18所述的网络，其中，通信链路利用通过单 个备用路径保护的多个主路径提供多对一保护。
21. 如权利要求17至20中任一项所述的网络，其中每个出口节点 被安排为，仅在所述出口节点无法沿着主路径接收多播通信的情况下才 切换至沿着备用路径接收多播通信的副本。
22. 如权利要求21所述的网络，其中，所述出口节点的操作方式为， 响应于无法在主路径上接收多播通信，切换至在备用路径上接收多播通
23. 如权利要求17至19中任一项所述的网络，其中，入口节点被 安排为在接收到向入口节点通知在网络中的故障的通信时，在主路径上 发送多播通信并在备用路径上发送多播通信的副本。
24. 如权利要求17至23中任一项所述的网络，其中，网络利用用 于通过网络转发分组的多协议标记交换(MPLS),其中主路径和备用路 径是网络中特定的标记交换路径(LSPs)。
25. 如权利要求17至25中任一项所述的网络，其中，所述多播通 信是用于在目的地设备处的多媒体应用或者实时处理的数据通信。
26. 如权利要求14至25中任一项所述的网络，其中，用于一个或 多个应用的出口节点是用于其它应用的入口节点。
全文摘要
该发明涉及用于具有环形拓扑的城市光学网络的保护方案。该方案包括安排入口节点(102A)和出口节点(102B到102F)具有主LSP(107)和后备LSP(108)以提供在网络上的一对一保护。正常使用期间，在主LSP(107)上发送多播通信，然而，在故障发生的时候，节点(102A至102F)持续在主LSP上发送多播通信，并在备用LSP上(108)发送该通信的副本。在这种方式下，在故障发生之前配置主LSP和备用LSP(107和108)，同时在同一时刻避免网络传播多播通信的失灵。在故障发生之前配置主LSP和备用LSP(107和108)的优点是，避免在故障发生时刻建立工作的LSP的信令的需要(这正是是根据需求确定备用LSP的保护方案的情况)。
文档编号H04L12/56GK101617511SQ200680056929
公开日2009年12月30日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者A·科尔蒂, R·菲奥罗纳, R·马蒂诺蒂 申请人:艾利森电话股份有限公司