专利名称：一种实现标签分发的设备及方法
技术领域：
本发明涉及计算机通信领域，特别涉及在MPLS(多协议标签交换)网络中实现标签分发协议(LDP :LabIe Distribution Protocol)的标签交换路径(LSP :LabeISwitched Path)与流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE Resource ReSerVationProtocol-Traffic Engineering)的LSP相拼接的标签分发设备及方法。
背景技术：
在MPLS网络中，标签交换路由器是MPLS网络的节点，标签分发协议运行在标签交换路由器(LSR :LabeI Switching Router)上,标签分发协议是专门设计用来分发标签的，根据数据报文的元素来划分不同的FEC(FEC :Forwarding Equivalence Class),然后为不同的FEC分发不同的标签并通告给邻居LSR，对于同一 FEC的数据在转发过程中被LSR以相同的方式进行处理。IP路由表包括路由前缀、下一跳、出接口等基本要素，标签分发协议根据路由前缀来划分FEC是常见做法，FEC元素一般包含了路由前缀、主机地址、下一跳等信息；在使用FEC元素时,可以使用其中一个信息或多个信息的组合来划分FEC ;目前现有技术一般是根据路由前缀来划分的，也就意味着，标签分发协议会为不同的路由前缀分发不同的标签，建立不同的LSP。当IP报文进入MPLS网络时，入口 LSR会依据某种规则来确定对应的FEC以及与之对应的标签，然后给报文加上相应的标签后从某接口发送出去。后续的LSR只需沿着由标签交换确定的路径转发报文即可，当报文到达出口 LSR时，出口 LSR会将标签剥去，然后根据IP转发规则处理报文。报文从入口 LSR到出口 LSR所经过的LSR集合构成的数据传输通路就是LSP。RSVP是资源预留协议，当前其主要应用是实现MPLS的流量工程，即MPLS TE ；MPLSTE最重要的目标就是根据资源状况限制路由或者控制流量。在RSVP协议上进行一定的扩展，就能满足MPLS流量工程的需求。RSVP的扩展协议使得它能够承载MPLS标签信息和其他TE特定的参数，该扩展协议称为RSVP-TE，该协议能够独立分发标签，建立独立的LSP，与标签分发协议LDP互相独立工作。在MPLS网络中部署流量工程的机会也比较多，而作为基本的标签分发协议，在非流量工程区域基本上都是通过标签分发协议LDP来建立MPLS的LSP，所以LDP LSP与RSVP-TE LSP的拼接比较频繁。参见图I所示，为现有技术MPLS网络中LDP LSP与RSVP-TE LSP混合应用示意图。在图I中，路由器R1、R2、R3、R4之间根据LDP协议来建立LSP，路由器R4、R5与R6之间根据RSVP-TE协议来建立LSP，R4作为其中的LDP LSP与RSVP-TE LSP的中间设备；而且R4与R6之间建立了一条从R4到R6的隧道。当前的处理方式一般都是两种协议独立工作，在拼接的LSR R4处，分别有上下游不同的LSP，那么R4只能是当作两条LSP，而无法作为一条完整的MPLS LSP来转发数据流量。在现有技术中，标签分发协议LDP通常根据两个条件判断当前的LSR是否为某条LSP的出口 LSR，第一个条件是在某台LSR设备上，如果某个FEC是由本地产生的，那么对于这个FEC该LSR设备即为出口 ；第二个条件是在某台LSR设备上，没有与FEC的下一跳建立会话，或者建立了会话但是没有从会话上收到标签，那么就确定该LSR设备为此FEC的出口。
根据第二个条件，如果没有与FEC下一跳建立会话，那么该标签交换路由器就被认为是该FEC在MPLS域内的出口，就会向上游分发空标签，而实际上如图I中在拼接处的路由器R4是RSVP-TE的LSP的起点，依旧是有标签的。因此，当数据到达该处时，R4就需要先查询IP路由表，再查询MPLS标签信息表，势必会造成转发效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种实现标签分发的设备及方法，解决传统技术的MPLS网络中当出现LDP和RSVP-TE两种标签分发协议时，不能作为一条完整的MPLSLSP来转发数据流量，造成转发效率低下的问题。本发明解决上述技术问题所采用的方案是一种实现标签分发的设备，包括前缀比较单元，用于比较出口为Tunnel的新增路由的目的地址与已有FEC是否匹配；或者，用于比较新增FEC与已有的出口为Tunnel的路由的目的地址是否匹配；标签分发单元，用于向上游LSR分发标签及为前缀比较单元匹配到的FEC重新分发LDP标签；标签安装单元，用于从协议控制层向转发层发送入标签和出标签的信息，指导数据转发。进一步，所述标签安装单元负责将LDP分发的入标签和RSVP-TE分发的出标签结合起来，向转发层安装ILM表项。具体地，所述ILM表项的操作码为指示将RSVP-TE为当前tunnel分发的标签来替换报文头部的LDP标签的用户自定义的操作码。具体地，所述前缀比较单元比较出口为隧道Tunnel的新增路由的目的地址与已有FEC是否匹配，是指出口为隧道Tunnel的新增路由的目的地址的前缀或目的主机地址与已有FEC是否匹配。一种实现标签分发的方法，包括当标签交换路由器上LSR的LDP收到出口为Tunnel的新增路由时，检查是否存在相应的FEC与所述新增路由的目的地址匹配；如果是，且所述LSR为该FEC的出口，则执行如下步骤标签分发处理步骤，向该FEC的上游分发非空标签，作为该FEC在该标签交换路由器上的入标签；标签安装处理步骤，从RSVP-TE得到其为该Tunnel分发的标签值，作为出标签，通告给转发层，向转发层安装ILM表项。本发明的有益效果是在MPLS域内能够拼接不同的标签分发协议创建的LSP，减少拼接处路由器上的MPLS数据流转发时的查表次数，从而提高转发效率。
图I为现有技术的MPLS网络中LDP LSP与RSVP-TE LSP混合应用示意图；图2为本发明的实现LDP LSP与RSVP-TE LSP拼接的标签分发的设备结构框图；图3为标签分发处理流程图4为标签安装处理流程图；图5为采用本发明的方法拼接LDP LSP与RSVP-TE LSP后的示意图。
具体实施例方式本发明根据LDP 分发标签的特点，提出了一种实现标签分发的设备及方法，以减少LDP LSP与RSVP-TE LSP拼接处的LSR上的MPLS数据流转发时的查表次数，从而提高转发效率。如图2所示，该设备包括前缀比较单元、标签分发单元及标签安装单元；其中，前缀比较单元，用于比较出口为Tunnel (隧道)的新增路由的目的地址与已有FEC是否匹配；还用于比较新增FEC与已有的出口为Tunnel的路由的目的地址是否匹配；标签分发单元，用于向上游LSR分发标签及为前缀比较单元匹配到的FEC重新分发标签；标签安装单元，用于从协议控制层向转发层发送入标签和出标签的信息，指导数据转发；所述标签安装单元负责将LDP分发的入标签和RSVP-TE分发的出标签结合起来，向转发层安装ILM表项。本发明的方法包括当LDP收到出口为Tunnel的新增路由，则检查是否存在相应的FEC与此所述新增路由的目的地址前缀一致；如是，且此LSR为该FEC的出口，则向该FEC的上游分发非空标签，作为该FEC在该LSR上的入标签；再从RSVP-TE得到其为该Tunnel分发的标签值，作为出标签，通告给转发层，向转发层安装ILM表项。该实现方法可以划分为标签分发处理步骤和标签安装处理步骤参见图3，相应的LDP标签处理流程包括步骤201 =LDP收到路由相应的信息；步骤202 :通过分析该路由信息，判断该路由出接口是否为tunnel 口 ；如果是就转步骤203，否则，转步骤204 ；步骤203 :判断LDP中是否存在与该Tunnel目的地址前缀相匹配的FEC，如果没有，就转到步骤211 ;如果有，就转到步骤205 ；步骤204 :根据此路由信息创建一个新的FEC，该新的FEC是根据此路由的前缀来划分的，转步骤208 ；步骤205 :是否这个LSR为该FEC的出口，如果是，则进入步骤206，否则转步骤211 ；步骤206 :撤消之前给上游分发的空标签；步骤207 :重现分发一个非空标签给所有上游；步骤208 :检查路由表中是否有tunnel的目的地址与新创建的FEC所依赖的前缀是否相同，如果有，进入步骤209，否则转到步骤210 ；步骤209 :此LSR是否为该新FEC的出口，如果是转步骤207，如果不是，就转步骤210 ；步骤210 :按正常流程分发标签； 步骤211 :结束流程。参见图4，相应的标签安装处理流程包括步骤301 :从LDP收到某个FEC的标签信息，保存在某个位置；
步骤302 :判断是否从RSVP-TE收到该FEC的出标签；步骤303 :如果收到RSVP-TE分发的出标签，那么就向转发安装ILM表项，操作码为 SWAP_T0_TUNNEL，转步骤 305 ；
步骤304 :安装正常流程分发标签；步骤305:结束流程。实施例参见图5，其中Rl、R2、R3、R4中间是根据LDP协议来建立LSP，而R4与R6之间建立一条从R4到R6的隧道，R4作为其中的LDP LSP与RSVP-TE LSP的中间设备，有特殊的处理流程，包括步骤如下步骤401 :R4收到了一条路由信息，路由前缀是240. 0. 0. 0/24，创建了一个FEC A，而路由的下一跳设备是R5，但是R4与R5之间并没有建立LDP会话，由此LDP会判断R4是FECA在此MPLS域的出口 ；步骤402 :但是同时检查到，存在一个tunnel X的目的地址前缀也是240. 0. 0. 0/24，与该FEC A的前缀相同；步骤403 :那么LDP就会向上游分发非空标签，同时向标签安装模块通告了这个入标签；步骤404 =RSVP-TE收到了 R6为此tunnel分发的标签，也通告给标签安装模块；步骤405 :标签安装模块检查到入标签为LDP分发，出标签为RSVP-TE分发，就安装一个 ILM，操作码为 SWAP_T0_TUNNEL ；当有目的地为240. 0. 0. 0/24的MPLS数据流到达R4时，R4就会继续根据标签转发信息表里面的ILM进行MPLS的数据转发，不需要进行弹出标签，查找路由表，再查找MPLS标签转发信息表的动作。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种实现标签分发的设备，其特征在于，包括 前缀比较单元，用于比较出口为Tunnel的新增路由的目的地址与已有FEC是否匹配；还用于比较新增FEC与已有的出口为Tunnel的路由的目的地址是否匹配； 标签分发单元，用于向上游LSR分发标签以及为前缀比较单元匹配到的FEC重新分发标签分发协议LDP标签； 标签安装单元，用于从协议控制层向转发层发送入标签和出标签的信息，指导数据转发。
2.如权利要求I所述的一种实现标签分发的设备，其特征在于，所述标签安装单元还负责将LDP分发的入标签和RSVP-TE分发的出标签结合起来，向转发层安装ILM表项。
3.如权利要求2所述的一种实现标签分发的设备，其特征在于，所述ILM表项的操作码为指示将RSVP-TE当前tunnel分发的标签来替换报文头部的LDP标签的用户自定义的操作码。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种实现标签分发的设备，其特征在于，所述前缀比较单元比较出口为Tunnel的新增路由的目的地址与已有FEC是否匹配，是指出口为Tunnel的新增路由的目的地址的前缀或目的主机地址与已有FEC是否匹配。
5.一种实现标签分发的方法，其特征在于，包括当标签交换路由器LSR上运行的标签分发协议LDP收到出口为隧道Tunnel的新增路由，则检查是否存在相应的FEC与所述新增路由的目的地址相匹配；如是，且所述LSR为该FEC的出口，则执行如下步骤 标签分发处理步骤，向该FEC的上游LSR分发非空标签，作为该FEC在该LSR上的入标签; 标签安装处理步骤，从RSVP-TE得到其为该Tunnel分发的标签值，作为出标签，通告给转发层，向转发层安装ILM表项。
6.如权利要求5所述的一种实现标签分发的方法，其特征在于，还包括步骤当标签交换路由器LSR上运行的标签分发协议LDP收到新增FEC时，判断所述FEC与已有的出口为Tunnel的路由的目的地址是否匹配；如是，且所述LSR为该FEC的出口，则执行如下步骤 标签分发处理步骤，向该FEC的上游LSR分发非空标签，作为该FEC在该LSR上的入标签; 标签安装处理步骤，从RSVP-TE得到其为该Tunnel分发的标签值，作为出标签，通告给转发层，向转发层安装ILM表项。
7.如权利要求5所述的一种实现标签分发的方法，其特征在于，所述标签分发处理步骤具体包括 al.当LSR的LDP收到路由信息时，对其进行分析，判断该路由的出接口是否为Tunnel口 ；如是，则进入步骤a2，否则，进入步骤a3 ； a2.判断LDP中是否存在与该Tunnel目的地址前缀或者目的主机地址相匹配的FEC，如果存在，则进入步骤a4，否则结束流程； a3.根据路由信息创建一个新的FEC，转步骤a6 ； a4.判断该LSR是否为与该Tunnel目的地址前缀相匹配的FEC的出口，如果是，则进入步骤a5，否则结束流程； a5.撤销之前给上游LSR分发的空标签，并重新分发非空标签给所有上游LSR ；a6.判断路由表中是否已经有与该新的FEC匹配的Tunnel目的地址前缀，如果有，则进入步骤a7，否则进入步骤a8 ； a7.判断该LSR是否为该新的FEC的出口，如果是，则重新分发非空标签给所有上游LSR ;如果不是，则进入步骤a8 ； a8.如果该LSR为该FEC的出口 LSR，则向上游LSR分发空标签，如果不是该FEC的出口 LSR，则向上游LSR分发非空标签。
8.如权利要求5或7所述的一种实现标签分发的方法，其特征在于，所述标签安装处理步骤 bl.当从LDP收到某个FEC的标签信息后进行保存； b2.判断是否从RSVP-TE收到该FEC的出标签，如果收到，则进入步骤b3，否则进入步骤b4 ； b3.向转发层安装ILM表项； b4.按正常流程分发标签。
9.如权利要求5或6所述的一种实现标签分发的方法，其特征在于，所述ILM表项的操作码为指示将RSVP-TE为当前tunnel分发的标签来替换报文头部的LDP标签的用户自定义的操作码。
全文摘要
本发明涉及计算机通信领域，其公开了一种实现标签分发的设备，解决传统MPLS网络中当出现LDP和RSVP-TE两种标签分发协议时，不能作为一条完整的MPLS LSP来转发数据流量，造成转发效率低下的问题。其技术方案的要点包括前缀比较单元，用于比较出口为Tunnel的新增路由的目的地址与已有FEC是否匹配；或者，用于比较新增FEC与已有的出口为Tunnel的路由的目的地址是否匹配；标签分发单元，用于向上游LSR分发标签及为前缀比较单元匹配到的FEC重新分发LDP标签；标签安装单元，用于从协议控制层向转发层发送入标签和出标签的信息，指导数据转发。此外，本发明还公开了一种实现标签分发的方法。本发明适用于通信设备的数据高速转发。
文档编号H04L12/56GK102624610SQ201210048939
公开日2012年8月1日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者李 诚, 郭晓丹 申请人:迈普通信技术股份有限公司