专利名称：层级基于移动性标签网络的制作方法
层级基于移动性标签网络
背景技术：
在移动因特网协议(IP)网络中，移动节点(MN)可以进入外地子网，通过监听因特网控制消息协议(ICMP)消息来发现外地代理(FA)节点，并且将其本身登记到FA节点和归属代理(HA)节点登记。FA节点可以包括耦合到丽当前所位于的子网的路由器，并且HA节点可以包括耦合到MN被指配到的归属子网的路由器。在丽的成功登记后，希望与丽进行通信的远程节点可以向HA节点转发消息。HA 节点可以封装消息，并且使消息隧穿到FA节点，该FA节点进而可以使用层2网络向MN中继该消息。在相反方向上，可以向远程节点直接发送来自丽的消息。
图1是其中可以实现在此描述的原理的示例性网络的示图；图2是图1的示例性网络设备的框图；图3是图2的示例性网络设备的功能框图；图4示出了图3的网络设备的示例性转发信息库(FIB)的示图；图5A和图5B图示了内部更新过程和外部更新过程；图6是用于建立图1的示例性标签交换路径(LSP)的示例性过程的流程图；图7是用于建立图1的示例性LSP的一部分并且用于通过图1的LSP来转发分组的示例性过程的流程图；图8是用于在图1的示例性层级基于移动性标签网络(MLBN)中移除移动性绑定的示例性过程的流程图；图9A是用于管理在图1的移动节点中的地区标识符(ID)的示例性过程的流程图；图9B是用于在图1的标签边缘路由器(LER)中管理地区ID的示例性过程的流程图；图IOA是用于在图1的示例性区域移动性路由反射器(AMRR)中管理地区ID的示例性过程的流程图；以及图IOB是用于在图1的AMRR处管理地区ID的另一个示例性过程的流程图。
具体实施例方式下面的详细描述涉及附图。在不同的附图中的相同的附图标记可以标识相同或类似的元件。而且，下面的详细描述不限制本发明。在此使用的术语“边缘路由器”可以指位于网络边缘处的路由器。在此使用的术语“移动性标签”可以指多协议标签交换(MPLS)的标签，该标签指示移动节点或移动路由
ο图1是其中可以实现在此描述的原理的示例性网络100的示图。如图所示，网络 100可以包括网络102和层级基于移动性标签网络(MLBN) 104。网络102可以包括因特网、内联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、蜂窝网络、公共交换电话网络(PSTN)、 自组织网络、任何其他网络或一个或多个网络的组合。如进一步所示，层级MLBN 104可以包括移动节点106_1和106_2 (在此统称为“移动节点106”并且单独地称为“移动节点106-x”)、标签边缘路由器(LER) 108-1至108-4(在此统称为“LER 108”并且单独地称为“LER 108-χ”)、层2 (L2)疏导网络110-1至110-4(在此统称为“L2疏导网络110”并且单独地称为“L2疏导网络110-x”)、地区LER(ALER) 112-2 和112-2(在此统称为“ALER 112”并且单独地称为“ALER 112_x”)、地区移动性路由反射器(AMRR) 114-1和114-2(在此统称为“AMRR 114”并且单独地称为“AMRR 114-χ”)以及因特网协议(IP)/多协议标签交换(MPLS)网络116。根据实施方式，与图1中图示的那些组件相比，层级MLBN 104可以包括额外的、更少的或不同的组件。例如，层级MLBN 104可以包括额外的移动节点、L2疏导网络、ALER等。移动节点106-x可以包括以下设备中的任何一个移动路由器；移动计算机；电子笔记本或膝上型计算机；移动电话，诸如无线电电话；IP电话；个人通信系统(PCQ终端； 个人数字助理(PDA)；寻呼机；和/或可以参与无线或有线网络通信的任何其他类型的通信设备。在图1中，移动节点106-1可以经由层级MLBN 104中的网络元件(例如，LER108、 ALER 112等)来与移动节点106-2进行通信。LER 108-χ可以包括提供对层级MLBN 104的进入和/或从层级MLBN 104退出的设备(例如，边缘路由器、网关、交换机等)。LER108-X可以提供与MPLS网络的边缘路由器相关联的信令和/或转发功能。另外，LER 108-χ可以与地理区域118-x相关联，并且可以向区域118-x内的移动节点106提供公知为移动支持功能(MSF)的通信服务。例如，LER 108-1可以在移动节点106-1位于区域118-1内的同时向移动节点106-1提供MSF。L2疏导网络110-x可以包括一个或多个无线电接入网(RAN)。L2疏导网络110_x 可以汇聚来自一个或多个无线接入点的信号，并且可以向LER 108-χ发送汇聚的信号。例如，L2疏导网络110-1可以汇聚来自区域118-1中的无线接入点的信号，并且然后可以将其发送到LER 108-1。ALER 112-χ可以包括用于代表LER 108来执行标签边缘路由器功能的设备(例如，边缘路由器、网关、交换机等)。例如，ALER 112-1可以代表LER 108-1和108-2来执行 LER功能。执行用于LER 108的标签边缘路由功能的ALER 112-χ可以被称作“汇聚” LER 108。在图1中，例如，ALER 112-2可以汇聚LER 108-3和LER 108-4。在汇聚一个或多个 LER 108中，ALER 112-χ可以执行信令功能(例如，交换路由信息)、转发功能(例如，向LER 108中继分组/从LER 108中继分组)和MSF。AMRR 114-χ可以包括与ALER 106,LER 108和其他AMRR 114对等的设备(例如， 反射器)。AMRR 114-χ可以从对等方接收路由信息，并且向网络100中的其他对等方分发路由信息。当AMRR 114-χ传送AMRR 114-χ已经接收到的相同路由信息时，可以说AMRR 114-χ “反射”路由信息。在一些实施方式中，AMRR 114_χ可以在来自对等方的明确请求之后基于需求来分发或反射路由信息。在这些实施方式中，AMRR 114-χ可以不转发分组。在其他实施方式中， AMRR 114-χ的功能可以被包含在ALER 112-χ中。这样的实施方式可以避免在AMRR 114和 /或其他设备之间的信令，同时增加了在ALER 112上的处理负荷。
IP/MPLS网络116可以包括基于被称为标签的路由标识符和/或IP地址来提供分组的路由/交换的设备和/或系统。区域118-1至118-4(在此统称为“区域118”并且在此单独地称为“区域118_x”) 可以包括地理区域或物理区域。每个区域118-x可以包括小区，每一个小区可以与特定RAN
相关联。如图1中所示，ALER 112_x可以覆盖被称为移动性地区或简称为地区的地理地区，该地理地区可以包括由ALER 112汇聚的LER 108覆盖的区域的并集。例如，ALER 112-1 可以与地区112-1相对应，地区122-1可以包括区域118-1和118-2，并且ALER 112-2可以与地区122-2相对应，地区122-2可以包括区域118-3和118-4。另外，每个ALER 112-χ 可以与AMRR 114-χ相对应，AMRR 114_χ可以覆盖相应的ALER 112-χ所覆盖的相同区域。 例如，ALER 112-1禾Π 112-2可以分别与AMRR 114-1禾Π 114-2相对应。另夕卜，AMRR 114-1 和114-2可以分别覆盖地区122-1和122-2。地区122_χ(例如，地区122-1)和覆盖地区 122-χ的网络设备(例如，ALER 112-1和AMRR 114-1)可以与独特标识地区122-χ的标识符(例如，地区ID)相关联。在图1中，当移动节点106-x移动到特定地理位置时，移动节点106-x可以执行对于提供MSF的设备/路由器的搜索，这将在下面更详细地进行描述。如果假定LER 108-x 提供MSF并且移动节点106-x能够定位LER108-X，则移动节点106_x可以将其本身登记到 LER 108-x。一旦登记完成，LER 108-x就可以基于路由协议来向在层级MLBW04中的其他设备用信号发送移动节点106-x的路由信息。更具体地，LER 108可以与ALER 112和AMRR 114交换与移动节点106-x相关联的IP地址和移动性标签，ALER 112和AMRR 114可以彼此交换路由信息。在完成信令之后，移动节点106-x可以通过层级MLBN 104与一个或多个移动节点进行通信。层级MLBN 104可以提供在移动通信中的可调节性和高效性。在ALER 112汇聚反射信令信息的LER 108和AMRR 114的情况下，LER108可能没有完全有效配合(mesh)，并且因此，可能当在移动节点106之间建立路由时没有交换与例如一些非层级网络(例如，移动因特网协议(IP)网络)一样多的信令消息。如图1中所示，在层级MLBN 104可以将分组从移动节点106_1转发到移动节点 106-2之前，层级MLBN 104可以在LER 108-1和LER 108-3之间建立路由。该路由可以包括标签交换路径(LSP) 120-1、LSP 120-2和LSP 120-3 (在此统称为“多个LSP 120”或“LSP 120”并且单独地称为“LSP 120-x”)。在一些情况下，因为每个LSP 120_x可以相对独立于其他LSP 120，所以当修改特定LSP 120-x时，可能不需要用路由/路径信息来更新在建立其他LSP 120中涉及的节点。这可以允许层级MLBN 104进一步减小用于修改LSP的信令消息的数目，并且因此，可以使得层级MLBN 104能够可调节和高效。图2是网络设备200的框图，网络设备200可以与LER 108_x、ALERl 12-χ和/或 AMRR 114-χ相对应。如示，网络设备200可以包括处理器202、存储器204、线路接口 206和 208、互连210以及通信路径212。在不同的实施方式中，与图2中所图示的那些组件相比， 网络设备200可以包括额外的、更少的或不同的组件。例如，在一种实施方式中，网络设备 200可以包括额外的线路接口。
处理器202可以包括优化用于联网和通信的一个或多个处理器、微处理器和/或处理逻辑。处理器202可以处理分组和/或网络路径相关信息。存储器204可以包括用于存储数据和机器可读指令的诸如只读存储器(ROM)的静态存储器、诸如随机存取存储器(RAM)的动态存储器和/或机载高速缓存。在一些实施方式中，存储器204还可以包括诸如硬盘的存储设备以及其他类型的存储设备。线路接口 206和208可以包括用于从层级MLBN 104中的设备和/或元件接收进入的分组的组件以及用于向层级MLBN 104中的其他设备/元件传送分组的组件。互连210 可以包括交换机，该交换机用于从线路接口 206向线路接口 208传递分组，并且反之亦然。 互连210的示例可以包括通信总线或交换结构。通信路径212可以提供接口，网络设备200 的组件可以通过该接口彼此进行通信。图3是示例性网络设备200的功能框图。如示，网络设备200可以包括转发逻辑 302、路由逻辑304和移动性支持功能(MSF)逻辑306。根据该实施方式，与图3中图示的那些组件相比，网络设备200可以包括更少的、额外的或不同的功能组件。例如，如果网络设备200被实现为AMRR 114-x,网络设备200可能没有必要包括转发逻辑302。转发逻辑302可以包括用于通过层级MLBN 104来向其目的地设备路由分组的硬件和/或软件。在层级MLBN 104中，作为在各种路由器中由转发逻辑302进行转发的结果的分组所遵循的网络路由可以被称为标签交换路径(LSP)。为了沿着LSP来路由分组，转
发逻辑302可以基于分组报头来在网络设备200的线路接口上将分组引导到适当的输出端□。除了转发分组之外，转发逻辑302可以根据其主路由器被实现为LER 108_x、ALER 112-x和/或标签交换路由器(LSR)(未示出)来对分组报头执行各种过程。如果主路由器被实现为LER 108-x,则转发逻辑302可以通过将MPLS报头添加到分组和/或标识在源发 LER 108-x处登记的移动节点的MPLS标签(例如，移动性标签)来将进入层级MLBN104的分组转换为MPLS分组。相反，转发逻辑302可以通过剥离其MPLS报头来转换退出层级MLBN网络106的MPLS分组，该MPLS报头包括外标签和移动性标签。如果主路由器作为LSR或ALER 112-χ来进行操作，则转发逻辑302可以对于接收到的分组的MPLS报头(例如，移动性标签)执行操作。该操作可以包括创建另一个MPLS 标签，并且将其插入在原始MPLS标签之后，用另一个MPLS标签交换该MPLS标签，和/或移除MPLS标签和/或MPLS报头。因为在MPLS报头中的最外的MPLS标签可以指示下一跳路由器，所以影响该标签的操作也可以修改下一跳路由器的标识和LSP。路由逻辑304可以包括用于与其他路由器进行通信以收集和存储路由信息的硬件和/或软件。路由逻辑304可以强制特定程序集来传送路由消息(例如，标签分布协议 (LDP)消息、基于约束的路由LDP消息、多协议(MP)边界网关协议(BGP)消息等)。通过路由消息的交换，网络设备200可以管理路由信息。在管理路由信息中，路由逻辑304可以提供功能，该功能可以包括域间控制平面， 该平面与层级MLBN 104的MPLS控制平面重叠。域间控制平面可以负责域间网络分布和/ 或对移动节点指配的MPLS标签(例如，移动性标签)的撤出。MPLS标签的分发可以建立/ 移除在层级MLBm04内的网络路由/路径(例如，LSP)。在提供域间控制平面功能中，路由逻辑304可以采用域间路由/信令协议来与诸如LER 108-x、ALER 112_x和AMRR 114_x的其他设备交换消息。例如，路由逻辑304可以使用MP-BGP来从AMRR 114-χ向其他AMRR 114传播移动性标签。MSF逻辑306可以包括用于支持移动节点106_χ的硬件和/或软件。MSF逻辑306 可以允许网络设备200(例如，移动节点106-x)发现包括MSF逻辑306的另一个设备(例如，另一个网络设备200)，并且在该另一个设备处登记移动节点106-x。移动节点106-x可以通过发送层2多播发现信号或征求(solicitation)消息来发起发现。在发现具有MSF 逻辑306的另一个网络设备200之后，移动节点106-x可以通过向另一个网络设备200发送消息串来将其本身登记到另一个网络设备200处。该消息可以传递各种联网参数，诸如移动节点106-x的标识符、IP地址、传输服务的优先级、地区ID等。MSF逻辑306可以使移动节点106_x的IP地址或前缀与移动性标签相关联/去关联。例如，MSF逻辑306可以使移动性标签与经由其接收来自移动节点106-1的分组的线路接口(例如，线路接口 208)的标识符、移动节点106-1的IP地址和/或移动节点106-x 的一系列IP地址的前缀相关联和去关联(例如，绑定/解除绑定)。除了层3信息(例如， IP地址)之外该关联还可以包括可以特定于层2的信息(例如，层2报头信息)。MSF逻辑306可以参与通过域间路由器传播移动节点106_x的路由信息。在一个实施方式中，MSF逻辑306可以采用路由逻辑304，该路由逻辑304进而可以采用MP-BGP来传播路由信息。在上文中，网络设备200可以经由路由逻辑304和MSF逻辑306来交换和管理移动节点106的路由信息。网络设备200可以在转发信息库(FIB)中存储移动节点的路由信肩、ο图4图示了可以由网络设备200包括和/或管理的(例如，在存储器204中)示例性FIB 402。FIB 402可以包括一个或多个FIB记录，其中之一在图4中被示出为FIB记录404。当分组到达网络设备200(例如，ALERl 12-x)时，网络设备200可以通过使在FIB 记录404中的一个或多个字段与分组的MPLS报头的一部分进行匹配来检索FIB记录404。 而且，网络设备200可以使用在检索到的FIB记录404中提供的信息来转发分组。如图4中所示，FIB记录404可以包括移动前缀字段406、原始路由器标识符(ID) 字段408、内顶标签字段410、本地移动性标签字段412、当前移动性标签字段414、外顶标签字段416和输出接口字段418。根据该实施方式，与图4中图示的那些字段相比，FIB记录 404可以包括更少的、额外的或不同的字段。移动前缀字段406可以包括可以与转发等同类别(FEC)相关联的地址前缀(例如，“10. 1. 1. 1/32”)。当分组到达网络设备200处并且分组属于由在FIB记录404中的移动前缀字段406规定的FEC时，网络设备200可以根据FIB记录404来转发分组，如下进一步所述。原始路由器ID字段408可以包括与边缘路由器相关联的标识符，其中，可能已经从该边缘路由器发送了所述移动前缀的移动性绑定更新。例如，原始路由器ID字段408可以包括值(例如，“20. 1. 1. 12”)，该值提供边缘路由器的地址，边缘路由器源发所述移动前缀(例如，“10. 1. 1. 1/32”)的移动性绑定更新。内顶标签字段410可以包括分组的顶部或最外MPLS标签。例如，内顶标签字段 410可以包括与分组的顶部或最外MPLS标签相关联的值(例如，“ 16”)。
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本地移动性标签字段412可以包括移动性标签。例如，本地移动性标签字段412 可以包括与移动性标签相关联的值(例如，“216”)。为了检索FIB 402中的FIB记录404， 网络设备200可以使在分组中的移动性标签与本地移动性标签字段412的值匹配。当前移动性标签字段414可以包括移动性标签，该移动性标签可以当分组进入网络设备20处的新的LSP时替换在该分组上的移动性标签。例如，当前移动性标签字段414 可以包括与替换移动性标签相关联的值(例如，“116”)。通常，当分组在LSP的开始或结束处的边缘路由器(例如，LER 108-1,ALER 112-1等)处进入或退出诸如LSP 120-1,LSP 120-2或LSP 120-3的LSP时，分组上的移动性标签可以取代另一个移动性标签。外顶标签字段416可以包括可以通过转发逻辑302取代分组的顶标签的标签。例如，外顶标签字段416可以包括与交换的标签相关联的值(例如“17”)。外接口字段418可以包括线路接口的名称，分组可以经由该线路接口离开网络设备200。例如，外接口字段418可以包括值(例如，“GIG1/0/3”)，该值提供线路接口的地址。在FIB记录404中，内顶标签字段410和外顶标签字段416可以包含可以与路由器(例如，LER 108、ALER 112等)相关联的MPLS标签。本地移动性标签字段412和当前移动性标签字段414可以包含可能已经在移动节点106的信令路由信息中使用并且用于向 /从移动节点106转发分组的移动性标签。以上段落描述了可以与在层级MLBN 104中的设备和/或组件相关的系统元件。图 5A至图IOB示出或图示了可以由这些设备和/或组件中的一个或多个执行的示例性过程。 该过程可以与建立LSP 120、通过LSP 120转发分组和/或移除LSP 120相关。图5和图5B图示了示例性过程，该示例性过程也在此也被称为“内部更新”过程和 “外部更新”过程。如下所述，可以在图6、图7和/或图8中的示例性过程内执行内部更新过程和外部更新过程。当设备200在层级MLBN 104的网络设备处发起路由信息中的更新时，内部和外部更新过程可能发生。更新可能是建立LSP所需要的，并且适应路由改变，该路由改变作为在不同的RAN之间切换移动节点106-x的结果或者作为终止在移动节点106 之间的通信会话的结果来发生。如图5A中所示，LER 108-1可以通过向AMRR 114-1发送内部更新消息502来发起内部更新过程。内部更新消息502可以包括移动性绑定(例如，在移动性标签和移动节点106-x之间的关联、LER 118-x的路由器ID、地区ID等)。在接收到内部更新消息502之后，AMRR 114-1可以对其路由信息库执行更新，并且可以向ALER 112-1发布内部更新消息 504。内部更新消息504可以包括与内部更新消息502相同或类似的信息。响应于内部更新消息504，ALER 112_1可以更新其路由/转发信息库(例如，FIB 402)，并且可以向AMRR 114-1发送外部更新消息506。外部更新消息506可以包括ALER 112-1的标识符和移动性标签，该标签被称为本地移动性标签。对于覆盖地区122-1外的区域/地区的设备，本地移动性标签可以用作代理标签，该代理标签表示在地区122-1中的原始移动性标签。例如，假定移动节点106-1的移动性标签是“24”。如果本地移动性标签在 AMRR 114-1处是“36”，则本地移动性标签“36”可以用作对于AMRR 114-2或ALER 112-2 的标签“24”的代理。图5B图示了外部更新过程。如示，外部更新过程可以开始于AMRR 114_1向诸如AMRR 114-2的其他AMRR发布外部更新消息512。外部更新消息512可以包括由ALER 112-1创建的移动性绑定。移动性绑定进而可以包括ALER 112-1本地的信息，诸如ALER 112-1(例如，发起外部更新的ALER 112-x)的路由器ID和ALER 112-1向移动节点106-1 指配的移动性标签(例如，本地移动性标签)。在接收到外部更新消息512之后，AMRR 114-2可以经由外部更新消息514向ALER 112-2提供包括在外部更新消息512中的移动性绑定。外部更新消息514可以包括与外部更新消息512相同或类似的信息。响应于外部更新消息514，ALER 112-2可以更新其路由/转发信息库(例如，FIB 402)，并且可以向AMRR 114-2发送内部更新消息516。内部更新消息516可以包括ALER 112-2的标识符和本地移动性标签。在图5A中，内部更新过程被图示为在LER 108-1处开始，并且向AMRR 114-1并且然后向ALER 112-1进行传播。通常，对于给定区域的LER处开始的内部更新过程可以向覆盖包括该区域的地区的AMRR和ALER进行传播。类似地，在图5B中，外部更新过程被图示为在AMRRl 14-1处开始，并且向AMRR 114-2和ALER 112-2进行传播。通常，对于地区的AMRR 处开始的外部更新过程可以向不覆盖该地区的其他AMRR和ALER进行传播。图6是用于建立LSP 120-1 (例如，LSP 120的一部分)的示例性过程600的流程图。过程600可以包括结合图5A上述的内部更新过程。过程600可以开始于由移动节点使用MSF逻辑306来发起网络设备200的发现 (块602)。例如，移动节点106-1可以发现LER 108-1。在发现LER 108-1中，移动节点 106-1可以接收与LER 108-1相关联的虚拟链路层地址(例如，媒体访问控制(MAC)地址) 和/或IP地址。移动节点可以被登记到LER (块604)。在发现在LER 108-1中的MSF之后，移动节点106-1可以将本身登记到LER 108-1的MSF逻辑306。在将其本身登记到MSF逻辑306 中，移动节点106-1可以发送其IP地址和与地区122-1相关联的地区ID。用于移动节点的移动性绑定可以被创建和发送到AMRR(块606)。在一个示例中， LER 108-1可以创建移动节点106-1的移动性绑定，可以存储移动性绑定，并且可以向AMRR 114-1发送在内部更新消息502中的移动性绑定。发送内部更新消息502可以发起内部更新。移动性绑定可以包括移动节点106-1的IP地址、LER 108-1的路由器ID、移动性标签和地区ID。移动性绑定可以被存储在AMRR处(块608)。在存储移动性绑定中，AMRR 114-1 可以使移动性绑定与被称为“最后请求方列表(LRL) ”和“内部最后请求方列表(iLRL)”的记录相关联。LRL可以包括已经请求了移动节点106-1的移动性绑定的网络设备的地区ID 的列表。iLRL可以包括AMRR汇聚并且已经请求移动性绑定的LER的路由器ID的列表。可以用来自AMRR的移动性绑定来更新ALER(块610)。AMRRl 14_1可以发送移动性绑定以更新ALER 112-1。更新可以是内部更新的一部分。当ALER 112-1接收移动性绑定时，ALER 112-1可以分配独特用于地区122-1中的移动节点的本地移动性标签，并且可以创建新的FIB记录404，并且将插入FIB 402。新的FIB记录404可以包括与移动性绑定和本地移动性标签相关联的信息，如在FIB记录404中的各个字段所指示。AMRR 114-1可以或可以不向ALER 112-1发送可以与移动性绑定相关联的LRL。
外部更新消息506可以被发送至Ij AMRR(块612)。ALER 112-1可以向AMRR 114-1 发送外部更新消息506，该外部更新消息506可以承载由ALER 112-1 (参见块606)指配的本地移动性标签和ALER 112-1的路由器ID。作为响应，AMRR 114-1可以响应于对于移动性绑定的请求来存储和使用本地移动性标签和路由器ID。在上文中，当用与移动节点106-1相关的信息和移动性绑定来完全地更新LER 108-1、ALER 112-1 禾口 AMRR 114-1 时，可以建立 LSP 120-1。即，可以经由 LER 108-1 通过 LSP 120-1向ALER 112-1中继从移动节点106-1发送的分组。相反，从覆盖地区122-1外的区域/地区的设备寻址到移动节点106-1并且到达ALER 112-1的分组可以经由LSP 120-1 被路由到LER 108-1，以被中继到移动节点106-1。图7是用于建立LSP 120-2和LSP 120-3并且用于通过LSP 120来转发分组的示例性过程700的流程图。过程700可以包括以上结合图5B描述的外部更新。对于过程700，可以假定移动节点106-2被登记到LER 108-2.另外，可以假定，移动节点106-2发送寻址到移动节点106-1的分组，并且该分组到达LER 108-3。过程700可以开始于向AMRR发送对于移动性绑定的请求(块702)。当LER 108-3 接收来自移动节点106-2的分组时，LER 108-3可以确定分组中的目的地IP地址属于保留用于移动节点的一系列地址，并且可以在存储的移动性绑定中查找IP地址。在没有找到匹配移动性绑定时，LER 108-3可以向AMRR 114-2发送对于匹配IP地址的移动性绑定的请求。LER 108-2还可以在请求中发送地区122-2的地区ID。对于移动性绑定的请求可以被分发到对等AMRR (块704)。当AMRR 114-2接收到来自LER 108-2的请求时，AMRR 114-2可以发现它不包括其IP地址匹配请求中的IP地址的移动性绑定。因此，AMRR 114-2可以向对等AMRR(例如，AMRR 114-1)分发对于移动性绑定的请求。当AMRR 114-1接收到来自AMRR 114-2的请求时，AMRR 114-1可以用所请求的移动性绑定来进行回复。在提供移动性绑定中，AMRR 114-1可以向AMRR 114-2发送几条信息，诸如终止其上将转发分组的LSP 120-2的路由器的标识符。例如，AMRR 114-1可以提供ALER 112-1的路由器ID。AMRR 114-1发送的其他条信息可以包括ALER 112-1处的本地移动性标签、地区ID(例如，地区122-1的地区ID)等。在发送该信息之后，AMRR 114-1可以用请求移动性绑定的AMRR 114-2的地区ID来更新其LRL。为了避免AMRR发送最终导致对发送第一请求的AMRR传送请求的请求，只有所请求的移动性绑定的地区ID匹配回复AMRR的地区ID， AMRR才可能回复请求。可以用移动性绑定来更新第一 ALER (块706)。在从AMRR 114-1接收到移动性绑定之后，AMRR 114-2可以向ALER 112-2提供移动性绑定，进而可以用移动性绑定来更新该 ALER 112-2。响应于AMRR 114-2，ALER 112-2可以分配在ALER 112-2内独特的本地移动性标签。另外，在块610处，ALER 112-2可以以由ALER 112-1执行的类似的方式使用接收到的移动性绑定来更新其FIB 402。可以用移动性绑定来更新AMRR(块708)。ALER 112-2可以向AMRR 114-2发送内部更新消息516以更新AMRR 114-2。内部更新消息516可以承载移动节点106-1的IP地址、由ALER 112-2指配的本地移动性标签和作为终止/开始LSP 120-3的路由器的标识符的ALER 112-2的路由器ID。
可以用移动性绑定来更新LER(块710)。AMRR 114-2可以响应于LER 108-3对于移动性绑定的请求(参见块702的描述)来向LER 108-3发送移动性绑定。LER 108-3可以基于移动性绑定来更新其路由信息。可以在第一 LSP上转发LER处的分组(块71 。为了转发分组，LER 108-3可以将标签栈插入分组中。标签栈可以包括外部标签，该外部标签可以是与ALER 112-2的路由器ID相关联的标签(例如，终止LSP 120-3的路由器的路由器ID)；以及内部标签，该内部标签是由来自AMRR 114-2的移动性绑定提供的本地移动性标签。随后，LER 108-3可以在LSP 120-3上向ALER 112-2发送分组。可以在第二 LSP上转发分组(块714)。在从LER 108-3接收到分组之后，ALER 112-2可以弹出外部标签，并且可以通过使分组的内部标签匹配FIB记录404的本地移动性标签字段412的值匹配来查找FIB记录404。当找到匹配FIB记录404时，ALER 112-2可以将内部标签替换为FIB记录404中的当前移动性标签字段414的值。在该情况下，该值可以等于由ALER 112-1指派给移动节点106-1的本地移动性标签的值。另外，ALER 112-2 可以将FIB记录404的外顶标签字段418的值推送到分组的标签栈上。一旦设置了标签栈， ALER 112-2就可以将分组转发到由标签栈的外部标签标识的目的地路由器(例如，ALER 112-1)。可以在第二 ALER处接收分组(块716)。在接收到分组之后，ALERl 12-1可以读取分组中的标签栈的外部标签，并且可以确定该分组在LSP 120-2上的终止节点处。因此， ALER 112-1可以弹出外部标签，并且使用内部标签来查找在其本身的FIB 402中的FIB记录404。当找到匹配FIB记录404时，ALER 112-1可以将分组的内部标签替换为FIB记录 404中的当前移动性标签字段414的值。在该情况下，该值可以等于由LER 108-1指派给移动节点106-1的移动性标签的值。另外，ALER 112-1可以将FIB记录的外顶标签字段418 的值推送到分组的标签栈上。如果ALER 112-1执行倒数第二跳的标签弹出，则因为可以在 LER 108-1处预期隐含的空标签，所以外顶标签字段418的值可以不被置于分组的标签栈上。可以在第二 LSP上转发分组(块718)。在接收到分组之后，LER108-1可以弹出外部标签。如果ALER 112-1已经弹出了外部标签(例如倒数第二跳)，则LER 108-1可以不弹出外部标签。另外，LER 108-1可以读取包括移动性标签的内部标签，并且使用内部标签来定位LER108-1中的MSF逻辑306所生成的记录。记录可以包括特定于L2疏导网络 110-1的层2信息，移动节点106-1可以附连到该L2疏导网络110-1。可以在与L2疏导网络110-1和移动节点106-1相关联的逻辑接口上转发分组。随后，分组可以经由L2疏导网络110-1到达移动节点106-1。过程600和700可以建立LSP 120，并且经由LSP 120来传递分组。在特定情况下，LSP 120可以被拆下。这可以通过从建立LSP的设备移除移动性绑定来实现。图8是用于在层级MLBN 104中移除移动性绑定的示例性过程800的流程图。过程800可以开始于在LER处检测通信中的丢失(块802)。例如，LER 108-1可以检测到移动节点106-1不再发送保持活动消息。可以确定从在通信中的丢失的时刻开始的时间超过阈值(块804)。阈值可以被称为“空载时间(dead time) (D)，，。空载时间(D)可以被设置为大于登记移动节点106_x所
14需要的平均时间(R)，并且小于移动性绑定的平均寿命(L)。通过设置1^>>0>>1 ，1^1 108-x可以避免在切换期间完成重新登记之前发送撤出消息，或者在发送撤出消息之前等待时间过长并且因此防止系统资源的有效使用。如果LER108-X在空载时间内从移动节点 106-x接收到保持活动消息或分组，则过程800可以返回到802。否则，过程800可以前进到块806。如果超过阈值(块804-是)，则可以发送请求移动性绑定被撤出的消息(块806)。 例如，LER 108-1可以向AMRR 114-1发送在此被称为“移动绑定撤出消息”或“撤出消息” 的消息。移动绑定可以被清除(块808)。LER 108_x可以清除与移动绑定相关的任何记录或信息库。另外，LER 108-x可以从LER 108_x的存储器移除移动节点106_x的登记记录。可以在第一 AMRR处接收到的移动绑定撤出消息(块810)。例如，AMRR 114-χ可以接收来自LER 108-x的移动绑定撤出消息。可以确定是否存在在撤出消息中引用的移动性绑定(块812)。在接收到撤出消息之后，AMRR 114-χ可以基于撤出消息中提供的信息来检索移动性绑定。如果这样的移动性绑定不存在，或者如果移动性绑定的路由器ID不匹配始发撤出的路由器的路由器ID (例如，LER 108-1)(块812-否)，则第一AMRR可以忽略撤出消息(块814)。否则(块812-是)， 过程800可以前进到块816。可以根据LRL和iLRL来传送撤出消息(块816)。如上所述，LRL可以包括已经对于移动节点106-1请求了移动性绑定的网络设备的地区ID的列表，并且iLRL可以包括 AMRR汇聚并且已经请求了移动性绑定的LER的路由器ID的列表。AMRR 114-χ可以查询 LRL以标识请求移动性绑定的AMRR，并且向AMRR发送撤出消息。另外，AMRR 114-χ可以向在iLRL中列出的LER的每一个发送撤出消息。可以在第二 AMRR出接收到来自第一 AMRR的撤出消息(块818)。例如，AMRR 114-y 可以接收来自AMRR 114-χ的撤出消息。可以根据iLRL从第二 AMRR传送撤出消息(块820)。当AMRRl 14-y接收到撤出消息时，AMRR 114-y可以向AMRR 114-y的iLRL中列出的LER的每一个反射撤出消息。可以在LER处接收撤出消息(块822)。当LER 108-χ接收到来自AMRR 114-χ和 /或AMRR 114-y的撤出消息时，过程800可以前进到块808 (参见以上)。图6-8可以描绘示例性过程600-800，其中，过程600-800中的一个或多个的一部分可以涉及管理地区ID。图9A至图IOB图示了在过程600-800中的一个或多个内的用于管理地区ID的示例性过程的流程图。图9A是用于在移动节点106-x处管理地区ID的过程900的流程图。过程900可以开始于确定移动节点106-x是否处于启动状态(块902)。如果移动节点106-X处于启动状态(块902-是)，则移动节点106_x以使用启动地区ID (块904)。启动地区ID可以包括移动节点106-x在其启动之后向LER 108-χ传送的预定ID。启动地区ID可以不包括移动节点106-x所位于的地区的ID或在层级MLBN中使用的任何其他地区ID。例如，启动地区ID可以等于0。如果移动节点106-X没有处于启动状态处(块902-否)，则移动节点106-x可以使用最后访问的地区的地区ID(块906)。即，在与LER 108-χ的交互中，移动节点106-χ可以向LER 108-x提供最后访问的地区的地区ID。图9B是用于在LER 108-χ处管理地区ID的过程910的流程图。过程910可以开始于LER 108-χ确定从移动节点106-χ接收到的地区ID是否是启动地区ID (块912)。如果接收到的地区ID是启动地区ID (块912-是)，则可以在移动节点106_χ处更新地区ID (块914)。LER 108-χ可以向移动节点106-χ发送与LER 108-χ相关联的区域所位于的地区的地区ID。移动节点106-χ可以更新移动节点106-χ的存储器中的地区ID，并且可以在与LER 108-χ的随后通信中使用该地区ID。如果接收到的地区ID不是启动地区ID (块912-否)，则LER 108_x可以在内部更新期间向AMRR 114-x发送地区ID (块916)。图IOA是用于在AMRR 114-χ处管理地区ID的过程1000的流程图。过程1000可以开始于确定在内部更新消息中是否接收到地区ID(块1002)。如果在外部更新消息中接收到地区ID (块1004-否)，则可以将地区ID存储为与移动性绑定相关的记录的一部分(块 1004)。如果在内部消息中接收到地区ID(块1004-是)，则可以确定接收到的地区ID 是否等于AMRR 114-χ的地区ID (块1006)。如果地区ID等于AMRR 114-χ的地区ID (块 1006-是)，则AMRR 114-χ可以用接收到的移动性绑定来更新ALER 112_x (块1008)。否则 (块 1006-否)，可以在 AMRR 114-χ 处获得 LRL(块 1010)。为了获得 LRL，AMRR 114-χ 可以向在接收到的内部更新消息中的地区ID相关联的AMRR发送对于LRL的请求。AMRR 114-χ可以将在内部更新消息中的地区ID替换为其本身的地区ID(块 1012)。另外，AMRR 114-χ可以向ALER 112_χ发送内部更新消息。可以根据LRL来更新对等AMRR (块1014)。当AMRR 114-χ接收到来自AMRR 114-χ 向其发送对于LRL的请求的AMRR的LRL时，AMRR 114-χ可以发送移动性绑定，以更新与在 LRL中列出的地区ID相对应的对等AMRR。图IOB是用于在AMRR 114_χ处管理地区ID的另一个过程1020的流程图。过程1020可以开始于在AMRR 114-χ处接收到来自对等AMRR的对于移动性绑定的请求(块 1022)。可以确定所请求的移动性绑定的地区ID是否是AMRR 114-χ的本身的地区ID (块 1024) ο当AMRR 114-χ接收到对于移动性绑定的请求时，AMRR 114-χ可以将在AMRR 114-χ 处的请求的移动性绑定的地区ID与AMRR 114-χ的地区ID作比较。如果地区ID等同(块 IOM是)，则AMRR 114-χ可以传送肯定回复(例如，具有移动性绑定的回复)(块1(^6)。否则(块1024-否)，可以向对等AMRR发送否定回复(例如，不包括移动性绑定的回复)(块 1028)。以上段落描述了可以由在层级MLBN 104中的一个或多个设备执行以建立、修改、 移除和/或使用LSP的示例性过程。因为在图1中图示的设备可能在许多设备上分布处理负载，所以在层级MLBN 104中的示例性过程可以是可调节的。部分地，在层级MLBN 104中的这样的能力可以归因于AMRR 114，每一个AMRR 114可以用作覆盖地区的中心的控制平面节点。如上所述，在用作控制平面节点中，AMRR 114-χ可以从LER 108向ALER 112_χ反射内部更新，从移动性地区外部向ALER112-X反射外部更新，处理来自ALER 112-χ的内部更新，并且生成移动性绑定和LRL请求/回复。
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用于分布处理负载的能力也可以归因于LSP的分割。例如，如果在LSP 120-x中有改变，则可能需要仅在修改由该改变影响的LSP 120所需要的程度上用信息来更新在层级 MLBN 104中的设备。当移动节点106-1从区域118-1移动到区域118-2时，从LER 108-2 向ALER 112-1扩展的新的LSP (未示出)可以替换LSP 120-1。LSP 120-2和120-3可能不受影响，并且可以不使用不必要的信息(例如，与LSP 120-2和120-3相关的信息)来更新在层级MLBN 104中的设备。对于相对独立于其他LSP 120的每一个LSP 120，通过LSP 120_x的分组可以承载不受在其他LSP 120中的移动性标签的分配影响的本地移动性标签。即，可以使本地移动性标签落入(scope)LSP分段(例如，LSP 120-1、LSP120-2等)内。实施方式的上述描述提供了说明，但是并不意在是穷尽的或将实施方式限于所公开的确切形式。修改和变化根据上面的教导是可能的，或者可以从教导的实践获得。例如，虽然已经相对于在图6-10B中图示的示例性过程描述了一系列块，但是可以在其他实施方式中修改块的顺序。另外，非相关的块可以表示可以与其他块平行执行的动作。显然，可以在附图中图示的实施方式中在以许多不同形式的软件、固件和硬件来实现在此所述的各方面。用于实现各方面的实际软件代码或特定控制硬件不限制本发明。 因此，不参考特定的软件代码来描述各方面的操作和行为——可以理解软件和控制硬件可以被设计为实现基于在此的描述的各方面。另外，实施方式的特定部分已经被描述为执行一个或多个功能的“逻辑”。该逻辑可以包括硬件，诸如处理器、专用集成电路或现场可编程门阵列；软件或硬件和软件的组 即使在权利要求中描述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但是这些组合不意在限制本发明。事实上，可以以在权利要求中特定描述和/或在说明书中特定公开的方式来组合这些特征的多个。在本申请中使用的元素、行为或指令都不应当被解释为对于在此所述的实施方式是关键或必要的，除非如此明确地描述。而且，在此使用的冠词“一”意在包括一个或多个项目。当希望是一个项目时，使用词语“一个”或类似的语言。而且，短语“基于”意在指“至少部分地基于”，除非另外明确地描述。
权利要求
1.一种方法，包括在第一标签边缘路由器和第一地区标签边缘路由器之间建立第一标签交换路径； 在第二标签边缘路由器和第二地区标签边缘路由器之间建立第二标签交换路径； 在所述第二标签边缘路由器处接收分组；将所述分组从所述第二标签边缘路由器转发到所述第二地区标签边缘路由器； 当所述第二地区标签边缘路由器确定第三标签交换路径还没有存在时，在所述第一地区标签边缘路由器和所述第二地区标签边缘路由器之间建立所述第三标签交换路径，通过所述第三标签交换路径将所述分组从所述第二地区标签边缘路由器转发到所述第一地区标签边缘路由器；以及将所述分组从所述第一地区标签边缘标签路由器转发到所述第一标签边缘路由器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，建立第一标签交换路径包括 在所述第一标签边缘路由器处创建移动节点的移动性绑定；从所述第一标签边缘路由器向第一路由反射器发送内部更新消息中的所述移动性绑定；在所述第一路由反射器处向所述第一地区标签边缘路由器反射所述移动性绑定； 对于所述移动设备分配在所述第一地区标签边缘路由器中独特的本地移动性标签； 通过将所述移动性绑定中的移动性标签替换为所述本地移动性标签来修改所述移动性绑定；以及向所述第一路由反射器发送所修改的移动性绑定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，建立第三标签交换路径包括从所述第一路由反射器向与所述第二地区标签边缘路由器相关联的第二反射器传播所述修改的移动性绑定；以及用所述修改的移动性绑定来更新所述第二地区边缘路由器。
4.一种方法，包括 登记第一移动节点；在第一标签边缘路由器处创建所述第一移动节点的移动性绑定；从所述第一标签边缘路由器向第一路由反射器发送内部更新消息中的所述移动性绑定；在所述第一路由反射器处向第一地区标签边缘路由器反射所述移动性绑定，以建立第一标签交换路径；以及从所述第一地区标签边缘路由器向所述第一路由反射器发送外部更新消息，以更新所述移动性绑定。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括从第二标签边缘路由器向第二路由反射器发送对于所述移动性绑定的请求； 在所述第二路由反射器处获得来自所述第一路由反射器的所述移动性绑定； 从所述第二路由反射器向第二地区标签边缘路由器发送所述移动性绑定，以在所述第一地区标签边缘路由器和所述第二地区标签边缘路由器之间建立第二标签交换路径；以及在所述第二地区标签边缘路由器和所述第二标签边缘路由器之间建立第三标签交换路径。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，从所述第二路由反射器向第二地区标签边缘路由器发送所述移动性绑定包括对所述第一移动节点分配本地移动性标签；以及更新所述第二地区标签边缘路由器的转发信息库。
7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括 从第二移动节点接收分组；以及将所述分组从所述第二移动节点转发到所述第一移动节点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述分组从所述第二移动节点转发到所述第一移动节点包括通过所述第三标签交换路径转发所述分组； 通过所述第二标签交换路径转发所述分组；以及通过所述第一标签交换路径转发所述分组。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，从所述第一标签边缘路由器向第一路由反射器发送内部更新消息中的所述移动性绑定包括从所述第一标签边缘路由器向所述第一路由反射器发送在所述第一移动节点的移动性标签与所述第一移动节点的因特网协议(IP)地址、所述第一移动节点的地区标识符或与所述第一标签边缘路由器相关联的路由器标识符中的至少一个之间的关联。
10.根据权利要求4所述的方法，其中，反射所述移动性绑定包括 使所述第一地区标签边缘路由器对所述第一移动节点分配本地移动性标签。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在所述第一标签边缘路由器处分配转发信息库记录，所述转发信息库记录包括所述本地移动性标签以及路由器标识符、与外出线路卡相关联的标识符或与所述第一移动节点相关联的因特网协议地址前缀中的至少一个。
12.根据权利要求4所述的方法，其中，登记第一移动节点包括下述中的至少一个 在所述第一标签边缘路由器处接收来自所述第一移动节点的开始地区标识符；以及从所述第一标签边缘路由器发送地区的地区标识符，所述地区包括所述第一标签边缘路由器的区域，并且使得所述第一移动节点将所述开始地区标识符替换为所述地区标识符。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，从所述第一标签边缘路由器发送地区标识符包括当所述第一移动节点处于开始状态时，从所述第一移动节点向所述第一标签边缘路由器发送预定值。
14.根据权利要求4所述的方法，其中，登记第一移动节点包括下述中的至少一个 向所述第一标签边缘路由器发送所述第一移动节点的因特网协议地址。
15.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在所述第一标签边缘路由器处检测与所述第一移动节点的通信中的丢失； 确定在所述通信中的丢失已经持续了比空载时间更长的时间； 当在所述通信中的丢失持续比所述空载时间更长的时间时，从所述第一标签边缘路由器向所述第一路由反射器发送所述移动性绑定的撤出消息；以及从所述第一标签边缘路由器的存储器移除登记记录。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括选择所述空载时间的值，所选择的空载时间比移动性绑定的平均寿命更长，并且比由移动节点登记所花费的平均时间更短。
17.一种系统，包括标签边缘路由器，所述标签边缘路由器与地理区域相关联，用于 登记第一移动节点，创建所述第一移动节点的移动性绑定，并且发送包括所述移动性绑定的第一内部更新消息，以发起内部更新； 地区标签边缘路由器，所述地区标签边缘路由器与包括所述地理区域的地区相关联， 用于接收承载所述第一内部更新消息的内容的第二内部更新消息； 基于所述第二内部更新消息来更新转发信息库，以建立在所述标签边缘路由器和所述地区标签边缘路由器之间的第一标签交换路径，以及发送外部更新消息；以及路由反射器，所述路由器反射器与所述地区相关联，用于 接收所述第一内部更新消息，向所述地区标签边缘路由器发送所述第二内部更新消息，并且从所述地区标签边缘路由器接收所述外部更新消息。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述地区标签边缘路由器进一步被配置为 汇聚所述标签边缘路由器和一个或多个额外的标签边缘路由器，所述一个或多个额外的标签边缘路由器的相应的区域在与所述地区标签边缘路由器相关联的地区中。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述路由反射器被配置为基于来自网络设备的需要来提供所述移动性绑定。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述路径反射器被配置为使用多协议边界网关协议(MP-BGP)。
21.根据权利要求17所述的系统，其中，所述地区标签边缘路由器进一步被配置为 接收包括标签栈的分组；移除在所述分组中的所述标签栈的顶标签；通过使所述分组的移动性标签与所述转发信息库记录的字段的值匹配来查找转发信息库记录；将在所述分组中的所述移动性标签替换为所述转发信息库记录的另一个字段的值；以及向目的地设备转发所述分组。
22.—种设备，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为接收对于基于移动性标签更新移动性绑定的请求；向管理在网络中的多个边缘路由器的地区标签边缘路由器反射所述请求；响应于所反射的请求，从所述地区标签边缘路由器接收本地移动性标签以被用作用于不是所述多个边缘路由器中的一个的路由器中的移动性标签的替代；以及向所述路由器发送所述本地移动性标签。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述一个或多个处理器进一步被配置为向路由反射器发送撤出消息，所述路由反射器的地区标识符被提供在最后的请求方列表中的，所述最后的请求方列表包括与从所述设备请求所述移动性绑定的路由反射器相关联的地区标识符；以及向标签边缘路由器发送撤出消息，所述标签边缘路由器从所述设备请求所述移动性绑定，所述设备汇聚所述标签边缘路由器。
24.一种设备，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为 接收来自从标签边缘路由器的内部更新消息；基于所述内部更新消息来更新转发信息库，以在所述标签边缘路由器和所述设备之间建立标签交换路径；向路由反射器发送外部更新消息。
全文摘要
一种系统包括与地理区域相关联的标签边缘路由器、与包括区域的地区相关联的地区标签边缘路由器和与地区相关联的路由反射器。标签边缘路由器登记第一移动节点，创建第一移动节点的移动性绑定，并且发送包括移动性绑定的第一内部更新消息。地区标签边缘路由器接收承载第一内部更新消息的内容的第二内部更新消息，基于第二内部更新消息来更新转发信息库以建立第一标签交换路径，并且发送外部更新消息。路由反射器接收第一内部更新消息，向地区标签边缘路由器发送第二内部更新消息，并且从地区标签边缘路由器接收外部更新消息。
文档编号H04L12/66GK102171977SQ200980138722
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年9月30日
发明者奥列格·L·别尔津 申请人:维里逊专利及许可公司