專利名稱：多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡保護，具體地說是一種多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法。
在數(shù)據(jù)通信中，IP網(wǎng)絡的一個基本要求是穩(wěn)定可靠，這要求網(wǎng)絡設備能提供一定的保護功能，在網(wǎng)絡在出現(xiàn)局部故障時要具有故障恢復能力，并能做到盡可能不中斷用戶的業(yè)務流。傳統(tǒng)的保護技術按所處的協(xié)議層次可以分成物理層、鏈路層和IP(網(wǎng)絡)層三類。中國專利申請CN1230065A公開了一種實現(xiàn)快速保護倒換的方法，如

圖1所示。在圖1中，各個SDH網(wǎng)元A、B、C、D根據(jù)其業(yè)務上下關系以及環(huán)路的保護模式，自動生成正常工作以及各種保護方式下的交叉連接矩陣控制數(shù)據(jù)并存放在各個網(wǎng)元中預留的交叉連接矩陣控制存儲區(qū)內(nèi)，在環(huán)路發(fā)生各種故障時，執(zhí)行如下步驟各SDH網(wǎng)元各自確定其相對于故障點的位置；各SDH網(wǎng)元中的主控單元根據(jù)其相對于故障點所處的位置下發(fā)倒換命令；各所述網(wǎng)元執(zhí)行倒換命令，將其正常工作下的交叉連接矩陣控制數(shù)據(jù)更換為相應保護方式下的交叉連接矩陣控制數(shù)據(jù)。此方法的缺點是在交叉連接矩陣控制存儲區(qū)內(nèi)，要存儲所有正常工作以及各種保護方式下的交叉連接矩陣控制數(shù)據(jù)，無論哪一種保護方式下的交叉連接矩陣控制數(shù)據(jù)沒有保存，都會導致當該故障發(fā)生時無法進行有效的保護，因此具有占用系統(tǒng)容量大的缺點。另外，此方法只能在特定的物理層上應用，一旦網(wǎng)絡的拓撲結構發(fā)生變化，則需重新生成新的交叉連接矩陣控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的目的在于提供一種多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，它不需要存儲大量的各種故障情況和各種保護方式下的連接保護數(shù)據(jù)，極小地占用系統(tǒng)容量，并且不只限于特定的物理層上應用，即使網(wǎng)絡的拓撲結構發(fā)生變化，仍然能夠有效地實施保護。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，它包括a、建立一條與被保護鏈路的起點和終點完全相同的保護鏈路，沿保護鏈路建立保護標簽交換路徑；b、被保護鏈路的端口對被保護鏈路進行故障檢測；c、當步驟b檢測到故障時，將發(fā)往該故障端口的數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記后返回發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口，由發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口將數(shù)據(jù)通過保護鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到故障端口所在的路由器，然后通過頂層標簽交換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該故障端口。
在步驟a中，沿保護鏈路的正反方向分別建立保護標簽交換路徑。
在步驟b中，可以通過這樣的方式進行故障檢測所述的被保護鏈路的端口的物理層芯片自行檢測端口速率，并將該速率與設定的標準值進行比較，一旦該速率低于設定的標準值，向控制該端口的中央處理器發(fā)送報警信號，以此對被保護鏈路進行故障檢測。
在步驟b中，也可以通過這樣的方式進行故障檢測被保護鏈路是以PPP鏈路層協(xié)議建立連接，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口向接收該數(shù)據(jù)的端口按一定的時間間隔發(fā)送一個Echo-Request報文，接收該數(shù)據(jù)的端口接收到Echo-Request報文后向發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口回送一個Echo-Reply報文，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口通過檢測是否接收到Echo-Reply報文判斷被保護鏈路是否發(fā)生故障，接收到該報文則判定被保護鏈路未發(fā)生故障，未接收到該報文則判定被保護鏈路發(fā)生故障。
在步驟a中，在建立保護標簽交換路徑之前，為所建立的保護標簽交換路徑配置保護標簽，該保護標簽含有從發(fā)送該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口經(jīng)由哪個其他路由器中轉(zhuǎn)到哪條保護標簽交換路徑到達接收該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口的信息。在步驟c中，將發(fā)往該故障端口的數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記后返回發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口后，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口的中央處理器對該保護標簽攜帶的信息進行識別，按照該保護標簽攜帶的信息將數(shù)據(jù)通過標簽交換路徑發(fā)送到故障端口的路由器，在故障端口的路由器進行頂層標簽的交換，將保護標簽的目標端口信息解除，交換成該故障端口的信息。
由于本發(fā)明多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法是針對鏈路的，它是為每一條被保護鏈路都建立一條保護鏈路，一旦被保護鏈路檢測出故障，立刻將數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記，通過保護鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到故障端口所在的路由器，通過頂層標簽交換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該故障端口，這種檢測不依賴于網(wǎng)絡的拓撲關系和其他鏈路的故障狀況，因此，它不需要存儲大量的各種故障情況和各種保護方式下的連接保護數(shù)據(jù)，因而極小地占用了系統(tǒng)容量，并且由于它不依賴于網(wǎng)絡的拓撲關系，因此它不只限于特定的物理層上應用，即使網(wǎng)絡的拓撲結構發(fā)生變化，仍然能夠有效地實施保護。
圖1是現(xiàn)有技術實現(xiàn)網(wǎng)絡保護倒換的示意圖。
圖2是本發(fā)明多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法的流程圖。
圖3是本發(fā)明多協(xié)議標簽交換快速保護倒換示意圖。
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步具體的說明。
圖2是本發(fā)明多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法的流程圖，在圖2中可以看到本發(fā)明的實現(xiàn)步驟如下。
(1)建立一條與被保護鏈路的起點和終點完全相同的保護鏈路，沿保護鏈路建立保護標簽交換路徑。
本發(fā)明是針對每一條具體的需要進行保護的鏈路都建立一條保護鏈路。該保護鏈路本身可以不是新的，而是以前就存在的，只不過是傳送其它路由器間數(shù)據(jù)的，如圖3中的C3端口經(jīng)L2經(jīng)其他路由器再經(jīng)L3到達C4端口，該鏈路在被設置保護鏈路之后，同時傳送正常傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和被保護鏈路發(fā)生故障后倒換到此鏈路的數(shù)據(jù)。
每一條保護標簽交換路徑對應著一個保護標簽。該保護標簽是在建立保護標簽交換路徑之前配置的。該保護標簽含有從發(fā)送該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口經(jīng)由哪個其他路由器中轉(zhuǎn)到哪條保護標簽交換路徑到達接收該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口的信息。
為所建立的保護標簽交換路徑配置保護標簽的方法是配置一個寄存器，由該發(fā)生故障端口的中央處理器向該寄存器寫入從發(fā)送該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口經(jīng)由哪個其他路由器中轉(zhuǎn)的哪條保護標簽交換路徑到達接收該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口的信息，在后述的通道切換時就按照此信息的路徑切換到保護鏈路。
由于保護標簽交換路徑是單向的，需要在兩個方向上分別配置保護標簽交換路徑。每條被保護鏈路都需要配置兩條保護標簽交換路徑。
為了使保護標簽交換路徑延保護路徑建立并可以配置帶寬和服務質(zhì)量登記等保護策略參數(shù)，保護標簽交換路徑的建立需要使用CR-LDP信令。
(2)被保護鏈路的端口對被保護鏈路進行故障檢測。
對被保護鏈路進行故障檢測大體上有兩種可選的方法第一種方法是被保護鏈路的端口的物理層芯片自行檢測端口速率，并將該速率與設定的標準值進行比較，一旦該速率低于設定的標準值，向控制該端口的中央處理器發(fā)送報警信號，以此對被保護鏈路進行故障檢測。目前的POS和以太網(wǎng)等物理層大都有通斷檢測的功能。
第二種方法一般只限于POS口使用PPP鏈路層協(xié)議時的情況。這種情況可以在鏈路層檢測鏈路故障。PPP連接建立之后，PPP協(xié)議中的LCP部分能夠?qū)崿F(xiàn)連接性檢測的功能。PPP連接的一方向另一方按一定的時間間隔發(fā)送Echo-Request報文，另一方接收到Echo-Request后必須回應一個Echo-Reply報文。發(fā)送Echo-Request一方通過是否接收到Echo-Reply就可以判斷連接的通斷情況。如果接到Echo-Reply就可以判斷鏈路無故障，如果接不到Echo-Reply就認為鏈路已經(jīng)發(fā)生了故障。
所有這些檢測方法都被可以實現(xiàn)MPLS快速保護倒換的故障檢測機制，使支持MPLS快速保護倒換的端口能夠迅速的檢測到鏈路故障。
(3)當上一步驟檢測到故障時，并不把故障上報到IP層以上處理，IP層照常把數(shù)據(jù)發(fā)往鏈路故障的端口。該故障端口將發(fā)往該故障端口的數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記后返回發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口的中央處理器對該保護標簽攜帶的信息進行識別，按照該保護標簽攜帶的信息將數(shù)據(jù)通過標簽交換路徑發(fā)送到故障端口的路由器，在故障端口的路由器進行頂層標簽的交換，將保護標簽的目標端口信息解除，交換成該故障端口的信息。
如果被保護的鏈路再次發(fā)生故障，這時是不可能實施有效保護的。為了避免一個故障鏈路的數(shù)據(jù)倒換到保護標簽交換路徑后又從另外一個故障鏈路保護標簽交換路徑環(huán)回，路由器要能夠識別保護標簽交換路徑以區(qū)別保護通道的數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)，保護通道的數(shù)據(jù)不能進行二次保護，要在故障鏈路上丟棄。
下面我們舉一個例子詳細描述一下本發(fā)明的實現(xiàn)過程。如圖3所示。假設被保護鏈路是L1，兩端的路由器分別是R1、R2，兩個端口分別是C1、C2。從C1、C2輸出到L1的數(shù)據(jù)流分別是C1、C2下行數(shù)據(jù)流，從L1到C1、C2的數(shù)據(jù)流分別是C1、C2上行數(shù)據(jù)流。正常情況下C1下行數(shù)據(jù)流通過L1到達C2變成C2上行數(shù)據(jù)流。
按照本發(fā)明首先為被保護鏈路L1建立一條與被保護鏈路的起點和終點完全相同的保護鏈路C1到L2到其他路由器到L3到C4。沿該保護鏈路建立保護標簽交換路徑。在建立該保護標簽交換路徑之前要配置一個保護標簽，一般是通過一個寄存器來配置的。由該發(fā)生故障端口的中央處理器向該寄存器寫入從發(fā)送該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口經(jīng)由哪個其他路由器中轉(zhuǎn)的哪條保護標簽交換路徑到達接收該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口的信息，在本例中也就是一旦L1鏈路發(fā)生故障，向該寄存器寫入由C3端口經(jīng)由L2經(jīng)由其他路由器再經(jīng)由L3最后到端口C4的路徑信息，在后述的通道切換時就按照此信息切換到該路徑。
當L1鏈路發(fā)生故障時，端口C1、C2進入環(huán)回保護狀態(tài)，C1下行數(shù)據(jù)流在進行鏈路層封裝處理時加上標簽交換路徑標記封裝后環(huán)回到C1上行，C1上行到達路由器R1，由路由器R1的中央處理器開始判斷保護標簽的內(nèi)容，讀取所述的寄存器的路徑信息，在本例中即由C3端口經(jīng)由L2經(jīng)由其他路由器再經(jīng)由L3最后到端口C4的路徑信息。路由器R1通過保護標簽交換路徑從端口C3將報文由鏈路L2轉(zhuǎn)發(fā)到其他路由器再經(jīng)過鏈路L3到達路由器R2的端口C4。
當受保護的報文到達路由器R2的端口C4后，通過頂層標簽交換把報文通過交換網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到端口C2。在頂層標簽中有目標端口的信息，在這個過程中，只要將該實際到達的目標端口信息解除，交換成該故障端口的信息就可以了。然后端口C2在環(huán)回保護狀態(tài)下把報文轉(zhuǎn)發(fā)到C2的上行，這樣就和正常到達的報文一樣了。
如果L1因為斷纖被保護環(huán)回后，在L2或L3或其他鏈路再次發(fā)生斷纖，需要丟棄所有的被保護報文。
權利要求
1.一種多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，它包括a、建立一條與被保護鏈路的起點和終點完全相同的保護鏈路，沿保護鏈路建立保護標簽交換路徑；b、被保護鏈路的端口對被保護鏈路進行故障檢測；c、當步驟b檢測到故障時，將發(fā)往該故障端口的數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記后返回發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口，由發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口將數(shù)據(jù)通過保護鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到故障端口所在的路由器，然后通過頂層標簽交換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該故障端口。
2.根據(jù)權利要求1所述的多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，其特征在于在步驟a中，沿保護鏈路的正反方向分別建立保護標簽交換路徑。
3.根據(jù)權利要求1所述的多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，其特征在于在步驟b中，所述的被保護鏈路的端口的物理層芯片自行檢測端口速率，并將該速率與設定的標準值進行比較，一旦該速率低于設定的標準值，向控制該端口的中央處理器發(fā)送報警信號，以此對被保護鏈路進行故障檢測。
4.根據(jù)權利要求1所述的多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，其特征在于在步驟b中，被保護鏈路是以PPP鏈路層協(xié)議建立連接，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口向接收該數(shù)據(jù)的端口按一定的時間間隔發(fā)送一個Echo-Request報文，接收該數(shù)據(jù)的端口接收到Echo-Request報文后向發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口回送一個Echo-Reply報文，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口通過檢測是否接收到Echo-Reply報文判斷被保護鏈路是否發(fā)生故障，接收到該報文則判定被保護鏈路未發(fā)生故障，未接收到該報文則判定被保護鏈路發(fā)生故障。
5.根據(jù)權利要求1所述的多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，其特征在于在步驟a中，在建立保護標簽交換路徑之前，為所建立的保護標簽交換路徑配置保護標簽，該保護標簽含有從發(fā)送該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口經(jīng)由哪個其他路由器中轉(zhuǎn)到哪條保護標簽交換路徑到達接收該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口的信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，其特征在于在步驟c中，將發(fā)往該故障端口的數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記后返回發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口后，發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口的中央處理器對該保護標簽攜帶的信息進行識別，按照該保護標簽攜帶的信息將數(shù)據(jù)通過標簽交換路徑發(fā)送到故障端口的路由器，在故障端口的路由器進行頂層標簽的交換，將保護標簽的目標端口信息解除，交換成該故障端口的信息。
7.根據(jù)權利要求6所述的多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，其特征在于在步驟a中，為所建立的保護標簽交換路徑配置保護標簽的方法是配置一個寄存器，由該發(fā)生故障端口的中央處理器向該寄存器寫入從發(fā)送該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口經(jīng)由哪個其他路由器中轉(zhuǎn)的哪條保護標簽交換路徑到達接收該數(shù)據(jù)的路由器的哪個端口的信息。
全文摘要
一種多協(xié)議標簽交換快速保護倒換方法，它包括建立一條與被保護鏈路的起點和終點完全相同的保護鏈路，沿保護鏈路建立保護標簽交換路徑；被保護鏈路的端口對被保護鏈路進行故障檢測；檢測到故障時，將數(shù)據(jù)加上標簽交換路徑標記后返回發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口，由發(fā)送該數(shù)據(jù)的端口將數(shù)據(jù)通過保護鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到故障端口所在的路由器，然后通過頂層標簽交換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該故障端口。它極小地占用了系統(tǒng)容量，且不只限于特定的物理層上應用。
文檔編號H04L29/06GK1394053SQ0112956
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月27日 優(yōu)先權日2001年6月27日
發(fā)明者劉毓, 張世發(fā), 陳武茂, 謝衛(wèi)平, 李橋, 楊雄 申請人:華為技術有限公司