分段路由：pce驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)鄰接和顯式路徑的動(dòng)態(tài)建立的制作方法
【專利說(shuō)明】分段路由:PCE驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)鄰接和顯式路徑的動(dòng)態(tài)建立
[0001]相關(guān)串請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典第35條§ 119(e)來(lái)要求于2013年3月15日提交的、名稱為“Segment Routing(分段路由)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/791，242、以及于2014年3月 14 日提交的、名稱為“Segment Routing:PCE Driven Dynamic Setup of ForwardingAdjacencies and Explicit Path(分段路由:PCE驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)鄰接和顯式路徑的動(dòng)態(tài)建立)”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/211，101的國(guó)內(nèi)優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)申請(qǐng)以其整體通過(guò)引用并且為了仿佛在本文中完全地和充分地提出的所有的目的而結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0003]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以采取一個(gè)或多個(gè)路由器、一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)橋、一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)、一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器、或任何其它適當(dāng)?shù)耐ㄐ盘幚碓O(shè)備的形式。分組是數(shù)據(jù)的格式化單元，數(shù)據(jù)通常包含控制信息和有效載荷數(shù)據(jù)。控制信息可以包括:源IP地址和目的地IP地址、誤差檢測(cè)碼(如校驗(yàn)和)、序列信息等?？刂菩畔⑼ǔ４嬖谟诜纸M頭部和尾部，分組頭部和尾部之間具有有效載荷數(shù)據(jù)。
[0004]分組轉(zhuǎn)發(fā)需要決策過(guò)程，雖然決策過(guò)程在概念上很簡(jiǎn)單，但決策過(guò)程可能是復(fù)雜的。由于分組轉(zhuǎn)發(fā)決策由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)處理，因此分組轉(zhuǎn)發(fā)決策所需的總時(shí)間可能成為總體網(wǎng)絡(luò)性能的主要限制因素。
[0005]多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)是一種分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。MPLS節(jié)點(diǎn)基于附接到分組的標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(LDP)分布式標(biāo)簽和LDP轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)做出分組轉(zhuǎn)發(fā)決策。LDP是具有MPLS功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換LDP標(biāo)簽(下文中稱為標(biāo)簽)的過(guò)程?；跇?biāo)簽的分組轉(zhuǎn)發(fā)與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)路由形成了鮮明的對(duì)比，在傳統(tǒng)的互連網(wǎng)協(xié)議(IP)路由中分組轉(zhuǎn)發(fā)決策由節(jié)點(diǎn)使用包含在分組內(nèi)的IP地址來(lái)做出。
【附圖說(shuō)明】
[0006]通過(guò)參照附圖，可以更好地理解本公開(kāi)，并且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)本公開(kāi)的很多目的、特征和優(yōu)勢(shì)將是顯而易見(jiàn)的。
[0007]圖1是示出了示例網(wǎng)絡(luò)的某些組件的框圖。
[0008]圖2是示出了示例網(wǎng)絡(luò)的某些組件的框圖。
[0009]圖3是示出了圖2的節(jié)點(diǎn)所采用的示例過(guò)程的流程圖。
[0010]圖4是示出了圖2的節(jié)點(diǎn)所采用的示例過(guò)程的流程圖。
[0011]圖5是示出了示例網(wǎng)絡(luò)的某些組件的框圖。
[0012]圖6是示出了示例網(wǎng)絡(luò)的某些組件的框圖。
[0013]圖7是示出了圖6的節(jié)點(diǎn)所采用的示例過(guò)程的流程圖。
[0014]圖8是示出了可以在圖1、圖2、圖5或圖6的網(wǎng)絡(luò)中采用的示例節(jié)點(diǎn)的某些組件的框圖。
[0015]詳細(xì)描沐
[0016]1.概覽
[0017]公開(kāi)了用于路徑創(chuàng)建元件驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)鄰接和顯式路徑的動(dòng)態(tài)建立的裝置和方法。在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)接收用于在節(jié)點(diǎn)和另一節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建隧道(tunnel)的指令。節(jié)點(diǎn)響應(yīng)于接收指令來(lái)創(chuàng)建隧道或啟動(dòng)創(chuàng)建隧道，其中隧道在節(jié)點(diǎn)和另一節(jié)點(diǎn)之間包括進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)將第一標(biāo)識(shí)符(ID)映射到與隧道相關(guān)的信息。節(jié)點(diǎn)將第一 ID告知節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)。
[0018]2.分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制
[0019]IP路由和MPLS是不同的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。IP路由使用分組頭部?jī)?nèi)的IP地址來(lái)做出分組轉(zhuǎn)發(fā)決策。相反，MPLS基于短路徑標(biāo)識(shí)符(被稱為附接到分組的標(biāo)簽)來(lái)實(shí)現(xiàn)分組轉(zhuǎn)發(fā)決策。分段路由(SR)是另一分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制并且可以被視為對(duì)MPLS的修改。SR在很多方面類似于MPLS并且采用了 MPLS中的很多數(shù)據(jù)平面功能。例如，類似于MPLS，SR中的分組轉(zhuǎn)發(fā)決策可以基于短路徑標(biāo)識(shí)符(被稱為附接到分組的分段ID)。雖然MPLS和SR之間存在相似之處，但是SR和傳統(tǒng)MPLS之間存在實(shí)質(zhì)性差別，這將在下面更充分地描述。
[0020]2.1IP分組路由
[0021]IP分組路由使用IP轉(zhuǎn)發(fā)表，IP轉(zhuǎn)發(fā)表經(jīng)由諸如內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)和/或邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)之類的一個(gè)或多個(gè)協(xié)議使用節(jié)點(diǎn)之間所分發(fā)的路由信息來(lái)在節(jié)點(diǎn)處被創(chuàng)建。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IP轉(zhuǎn)發(fā)表將目的地地址映射到下一跳，分組采用該下一跳來(lái)到達(dá)其目的地。當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收分組時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以使用分組的目的地IP地址來(lái)訪問(wèn)轉(zhuǎn)發(fā)表并且查找到下一跳的相應(yīng)的出口接口。節(jié)點(diǎn)然后通過(guò)出口接口轉(zhuǎn)發(fā)分組。接收分組的下一跳使用分組中的相同目的地IP地址來(lái)執(zhí)行它自己的轉(zhuǎn)發(fā)表查找，以此類推。
[0022]2.2MPLS 和 LDP
[0023]通常在包括互連LDP節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中采用MPLS。為了說(shuō)明的目的，LDP節(jié)點(diǎn)采取具有MPLS功能的節(jié)點(diǎn)的形式，具有MPLS功能的節(jié)點(diǎn)也在控制平面中實(shí)現(xiàn)LDP。分組經(jīng)由入口邊緣LDP節(jié)點(diǎn)進(jìn)入MPLS網(wǎng)絡(luò)，沿標(biāo)簽交換路徑(LSP)(通常包括一個(gè)或多個(gè)LDP節(jié)點(diǎn))逐跳(hop-by-hop)遍歷，并且經(jīng)由出口邊緣LDP節(jié)點(diǎn)退出。
[0024]分組基于標(biāo)簽和LDP轉(zhuǎn)發(fā)表沿LSP被轉(zhuǎn)發(fā)。分組允許在節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)平面中使用非常快速和簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)引擎。MPLS的另一個(gè)好處是消除依賴特定的開(kāi)放式系統(tǒng)互連(OSI)模型數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0025]標(biāo)簽是可以與轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類(FEC)相關(guān)聯(lián)的短的、固定長(zhǎng)度的、本地顯著標(biāo)識(shí)符。與相同的FEC相關(guān)聯(lián)的分組應(yīng)該跟隨通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的相同的LSP。LSP可以被建立用于各種目的，例如當(dāng)發(fā)送分組時(shí)保證特定的性能水平、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)阻塞時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)分組、針對(duì)諸如基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬私有網(wǎng)絡(luò)之類的事物創(chuàng)建隧道等。在很多方面，除了 LSP不依賴于特定的第2層技術(shù)之夕卜，LSP與ATM或幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的電路交換路徑相同。
[0026]節(jié)點(diǎn)的控制平面中采用LDP。為了說(shuō)明的目的，LDP節(jié)點(diǎn)是在其控制平面中僅采用LDP的那些節(jié)點(diǎn)。當(dāng)建立LSP時(shí)，兩個(gè)LDP節(jié)點(diǎn)(所謂的LDP對(duì)等體)可以逐FEC地雙向交換標(biāo)簽。一些LSP可以使用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)隧道工程來(lái)被建立。LDP可以被用于建立和維護(hù)LDP轉(zhuǎn)發(fā)表(LDP轉(zhuǎn)發(fā)表映射標(biāo)簽和下一跳出口接口)的過(guò)程。正如下面所更充分描述的，這些轉(zhuǎn)發(fā)表可以被用于通過(guò)MPLS網(wǎng)絡(luò)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0027]當(dāng)分組由MPLS網(wǎng)絡(luò)的入口邊緣LDP節(jié)點(diǎn)接收時(shí)，入口節(jié)點(diǎn)可以使用分組中的信息來(lái)確定與分組跨網(wǎng)絡(luò)到達(dá)分組的目的地應(yīng)該采用的LSP相對(duì)應(yīng)的FEC。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)EC是距分組的目的地IP地址最近的出口邊緣節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符。在該實(shí)施例中，F(xiàn)EC可以采取出口邊緣節(jié)點(diǎn)的回送地址的形式。
[0028]用于確定分組的FEC的特征可以變化，但通常是基于分組的目的地IP地址來(lái)確定的。分組或其它信息的服務(wù)質(zhì)量也可以被用于確定FEC。一旦確定了 FEC，入口邊緣LDP節(jié)點(diǎn)可以訪問(wèn)表來(lái)選擇被映射到FEC的標(biāo)簽。表還可以將下一跳出口接口映射到FEC。在入口邊緣LDP節(jié)點(diǎn)將分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳之前，入口節(jié)點(diǎn)附接標(biāo)簽。
[0029]當(dāng)LDP節(jié)點(diǎn)接收附接有標(biāo)簽(即，傳入標(biāo)簽)的分組時(shí)，節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)LDP轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)讀取下一跳出口接口和另一標(biāo)簽(即，傳出標(biāo)簽)，下一跳出口接口和另一標(biāo)簽(即，傳出標(biāo)簽)，這二者都被映射到傳入標(biāo)簽。在分組經(jīng)由出口接口被轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，LDP節(jié)點(diǎn)將傳入標(biāo)簽與傳出標(biāo)簽進(jìn)行交換。下一跳接收具有標(biāo)簽的分組并且可以執(zhí)行相同的過(guò)程。該過(guò)程通常被稱為沿非顯式路徑(即，LSP)的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。LSP中的倒數(shù)第二節(jié)點(diǎn)可以在將分組轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中的出口邊緣LDP節(jié)點(diǎn)之前彈出或移除傳入標(biāo)簽，從而可以使用分組的目的地地址和IP轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)朝其目的地轉(zhuǎn)發(fā)分組。在另一實(shí)施例中，LSP中的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在使用目的地地址和IP轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)分組之前彈出傳入標(biāo)簽。
[0030]為了說(shuō)明MPLS各個(gè)方面，圖1示出了示例MPLS網(wǎng)絡(luò)100的一部分，示例MPLS網(wǎng)絡(luò)100包括LDP節(jié)點(diǎn)102-122，LDP節(jié)點(diǎn)102-122經(jīng)由通信鏈路被耦合在一起。從節(jié)點(diǎn)102到節(jié)點(diǎn)122的LSP可以被創(chuàng)建，從而使得與從節(jié)點(diǎn)102被發(fā)送到節(jié)點(diǎn)122的特定FEC相關(guān)聯(lián)的流的所有分組將遍歷通過(guò)相同的集合的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)LDP節(jié)點(diǎn)將通過(guò)其所建立的LSP的信息維護(hù)在LDP轉(zhuǎn)發(fā)表中。因此，如果節(jié)點(diǎn)110知道節(jié)點(diǎn)114是從節(jié)點(diǎn)102所接收的去往節(jié)點(diǎn)122的所有分組的沿LSP的下一跳，則節(jié)點(diǎn)110可以將分組轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)114。
[0031]2.3分段路由
[0032]分段路由(SR)是節(jié)點(diǎn)使用SR轉(zhuǎn)發(fā)表和分段ID來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組的機(jī)制。正如下面將更充分描述的，該轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制可以使用具有輕微修改的MPLS的數(shù)據(jù)平面。因此，SR節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)平面中的轉(zhuǎn)發(fā)引擎與SR節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)平面中的轉(zhuǎn)發(fā)引擎非常類似。類似于MPLS，SR使能節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)平面中的非常快速和簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)引擎。SR不依賴于特定的開(kāi)放式系統(tǒng)互連(OSI)模型數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0033]與LDP分布式標(biāo)簽相反，SR節(jié)點(diǎn)(S卩，采用SR而非LDP的節(jié)點(diǎn))基于分段ID來(lái)做出分組轉(zhuǎn)發(fā)決策，因此SR節(jié)點(diǎn)不需要在其控制平面中采用LDP。在一個(gè)實(shí)施例中，分段ID實(shí)質(zhì)上比標(biāo)簽更短。分段ID的范圍可能不同于標(biāo)簽的范圍。除非另外指出，SR節(jié)點(diǎn)在其控制平面中缺乏LDP。
[0034]分組可以經(jīng)由入口邊緣SR節(jié)點(diǎn)進(jìn)入具有SR功能的網(wǎng)絡(luò)，沿分段路徑(SP)(包括一個(gè)或多個(gè)SR節(jié)點(diǎn))逐跳遍歷，并且經(jīng)由出口邊緣SR節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)。
[0035]類似于標(biāo)簽，分段ID是短的(相對(duì)于FEC或IP地址的長(zhǎng)度)、固定長(zhǎng)度的標(biāo)識(shí)符。在一個(gè)實(shí)施例中，分段ID比標(biāo)簽更短。分段ID可以與網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涠?、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)等相對(duì)應(yīng)。拓?fù)涠伪硎镜絊R節(jié)點(diǎn)的一跳或多跳路徑。拓?fù)涠斡米骺梢员唤Y(jié)合形成SP的