網絡中的路由選擇裝置和路由選擇方法

專利名稱：網絡中的路由選擇裝置和路由選擇方法
技術領域：
本發明涉及在網絡中的路由選擇裝置和路由選擇方法，尤其涉及在使用多協議標簽交換及/或通用多協議標簽交換(MPLS/GMPLS)的企業內部局域網、因特網主干網、光網絡、傳輸網絡等中的一種基于約束條件的路由選擇技術或者顯式路由選擇技術。
背景技術：
“標簽交換”是一種用于為企業內部局域網和因特網主干網實現真正高速數據傳送、分散通信量、帶寬控制等的基本技術。它組合在一個IP等級(第3層)的路由選擇和一個ATM、幀中繼、以太網、或者其它較低層(第2層)的交換，向一個IP分組給出一個“標簽”，并且通過這個“標簽”執行第2層的轉發。這個標簽交換目前被標準化為在因特網工程任務組(IETF)的MPLS-WG(工作組)中的MPLS。某些基本功能的標準化已經完成。
此外，正在IETF，ITU-T，光網際互連論壇(OIF)等處開始進行用于標準化GMPLS——被通用化以應用到光網絡、傳輸網絡等的MPLS——的工作。
MPLS假定轉發面具有識別一個分組邊界或者信元邊界用于以分組為單位或者以信元為單位轉發數據的能力，以及具有處理分組首部或者信元首部的能力。然而在GMPLS中，轉發面還涵蓋既不識別分組邊界也不識別信元邊界的裝置。
因此，GMPLS被通用化為能夠支持時分交換(例如SONET或者ADM)、波長交換(光λ)、和空間交換(例如，從在一個輸入端上的端口或者光纖到在一個輸出端上的端口或者光纖的交換)，以便還涵蓋不能基于在分組首部或者信元首部中描述的信息轉發數據的標簽交換路由器(LSR)。
MPLS及/或GMPLS的一個主要應用是用于在一個企業內部局域網、國際互連網主干網、和光網絡/傳輸網絡中動態和自動地優化資源的通信業務工程。這被稱為“MPLS-TE”(通信業務工程)或者僅僅簡稱為“GMPLS”。在MPLS-TE或者GMPLS中，必須依據網絡中資源的狀態改變一個標簽交換路徑(LSP)的設置路線。為了這個目的，基于約束條件的路由選擇或者顯式的路由選擇變得重要。
在此，將參考作為要被實現服務的實例的一個路徑保護(恢復)服務(圖12)和一個鏈路保護(恢復)服務(圖13)，在下面對當前的MPLS-TE和GMPLS進行詳細的說明。
概括要由本發明解決的問題，如將通過參考圖12、圖13、和圖14到圖17(a)到17(d)進行詳細說明的那樣，例如當通過該傳統的顯式路由指定功能設置一個用于保護(恢復)的LSP時，必須顯式地指定下列情況時要通過的節點(i)當設置一條排除在一主路徑上的所有中繼節點的路徑時，以及(ii)當設置一條僅僅排除在該主路徑上的特定節點或者鏈路的路徑時。
為此，如稍后將要說明的那樣，以下功能變得必不可少1)獲得網絡拓撲結構；2)獲得主LSP通過的LSR的信息；3)通過網絡的拓撲結構信息和在主LSP上的中繼節點信息計算用于鏈路保護的第二LSP的路由；以及4)安裝一個用于處理在計算結果中存在多個路由的情況的路由確定策略，以及使用那個策略確定一個路由。
通常地，在連續地使用上述功能1)到4)的同時執行路由選擇。因此，存在有一個丟失路由選擇自由度和顯著的缺乏路由選擇靈活性的問題。為此，例如，即使一個網絡管理員試圖在該網絡上提供各個服務，由于缺乏自由度和靈活性，實現也是困難的。
此外，因為必須提供足以實現上述功能1)到4)的所有能力(硬件和軟件)，所以存在LSR在成本方面變高的問題。

發明內容
本發明的一個目的是提供一個能夠實現高自由度和靈活度而不用增加成本的路由選擇裝置和方法。
為了實現上述目的，提供了一種在用于支持多個中繼裝置當中的標簽交換的網絡中的路由選擇裝置，其包括一個路徑設置裝置(11)，用于設置一個要在一個網絡(20)中被標簽交換的路徑，以及一個部分排除指定裝置(12)，用于向該路徑設置裝置(11)指定一個或多個不在要被設置的路徑中通過的部分，由此能夠實現高自由度和靈活度。


從下面給出的優選實施例說明并參考附圖，本發明的上述目的和特征將變得更為明顯，其中圖1是根據本發明的一個路由選擇裝置的基本構成視圖；圖2是根據本發明的一種路由選擇方法的基本步驟的流程圖；圖3(a)、3(b)、3(c)是基于本發明的一個ER-TLV(混合類型)數據格式示例的部分視圖(部分1)；圖4(a)、4(b)、4(c)、和4(d)是基于本發明的一個ER-TLV(混合類型)數據格式示例的另一部分視圖(部分2)；圖5(a)、5(b)、和5(c)是基于本發明的一個EX-TLV(獨立類型)數據格式示例的視圖；圖6是一個中繼裝置的具體構成視圖；圖7是一個用于基于本發明設置路徑保護的序列示例的部分視圖(部分1)；圖8是一個用于基于本發明設置路徑保護的序列示例的另一部分視圖(部分2)；
圖9是一個在本發明的路由選擇裝置10中使用的路由選擇算法示例的部分視圖(部分1)；圖10是一個在本發明的路由選擇裝置10中使用的路由選擇算法示例的另一部分視圖(部分2)；圖11是一個在本發明的路由選擇裝置10中使用的路由選擇算法示例的另一部分視圖(部分3)；圖12是一個在網絡中構造路徑保護的示例視圖；圖13是一個在網絡中構造鏈路保護的示例視圖；圖14是一個用于設置路徑保護(圖12)的序列示例視圖；圖15是一個用于設置鏈路保護(圖13)的序列示例視圖；圖16(a)、16(b)、和16(c)是一個ER-TLV數據格式的部分視圖(部分1)；以及圖17(a)、17(b)、17(c)、和17(d)是一個ER-TLV數據格式的另一部分視圖(部分2)。
具體實施例方式
在下面將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。
圖1是根據本發明的一個路由選擇裝置的基本構成視圖；在該圖中，參考數字10表示在一個支持在多個中繼裝置當中的標簽交換的網絡中的一個路由選擇裝置。路由選擇裝置10至少具有一個路徑設置裝置11和一個部分排除指定裝置12。在此，路徑設置裝置11設置要在該網絡中被標簽交換的路徑，同時部分排除指定裝置12向該路徑設置裝置11指定一個或多個不在要被設置的路徑中通過的部分。
在此，“部分”意指一個中繼裝置所位處的部分或者一個跨越多個中繼裝置的鏈路所處的部分中的至少一個。
此外，“中繼裝置”是一個配置該網絡的節點或者接口。
本發明同時可以被理解為一種如下所示的路由選擇方法。
圖2是根據本發明的一種路由選擇方法的基本步驟的流程圖。
在該圖中顯示的方法是一種用于在一個支持在多個中繼裝置當中的標簽交換的網絡中，設置一條從一個入口中繼裝置通過至少一個中間中繼裝置到一個出口中繼裝置的路徑的路由選擇方法。它由兩個主要步驟S11和S12組成。
步驟S11指定在要被設置的路徑上不被通過的中繼裝置及/或跨越兩個或更多不被通過的中繼裝置的鏈路。
步驟S12通過顯式地排除所指定的不被通過的中繼裝置及/或鏈路來設置路徑。
在過去，即使當希望僅僅排除某個節點、接口、節點組、或者接口組時，也必須在該入口中繼裝置(入口LSR或者入口服務器)中安裝上述1)到4)的功能以顯式地確定該路由。然而根據本發明，同時安裝所有功能變得不必要，因此解決了相關技術中的上述問題。
首先，為了便于理解本發明，將詳細說明相關技術。
在此，將主要參考路徑保護(恢復)和鏈路保護(恢復)示例給出該說明。
圖12是一個在網絡中構造路徑保護的示例視圖，而圖13是一個在網絡中構造鏈路保護的示例視圖。
在這些圖中，參考數字20表示整個網絡。網絡20由多個中繼裝置21和以例如網格形式連接它們的傳輸線路22組成。要注意到作為中繼裝置21，顯示了LSR作為代表示例。此外，在兩個圖中，Pp表示一個主路徑，而且Ps表示一個用于保護的第二路徑。
參見圖12，假定起從入口LSR到出口LSR的主路徑Pp作用的LSP被設置為“入口LSR LSR-4→LSR-7→出口LSR”。為了保護，相對于這條主路徑Pp設置了一條第二路徑。
在此，假定有一個來自用戶、供應者、等的請求以提高相對于在LSR-4和LSR-7以及連接到它們的路由中的錯誤的容許量。在這種情況下，設置一條沒有通過LSR-4和LSR-7的路由，例如，由“入口LSR→LSR-1→LSR-3→LSR-6→出口LSR”構成的第二路徑Ps。
在另一方面，參見圖13，假定起從入口LSR到出口LSR的主路徑Pp作用的LSP被類似地設置為“入口LSR→LSR-4→LSR-7→出口LSR”。在該說明的示例中，用于這個主Pp的第二路徑Ps被設置為一個僅僅沒有通過在LSR-4和LSR-7之間的鏈路的路由，例如，“入口LSR->LSR-4 LSR-6出口LSR”。
稍后將參考圖14和圖15對用于構造如上所述的路徑保護和鏈路保護的序列示例進行說明。然而在這以前，為了便于理解這些順序，將對相關技術背景進行說明。
目前，IETF的MPLS-WG正在工作以標準化一個用于MPLS-TE信令的基于約束條件的路由標簽分配協議(CR-LDP)和資源預定協議-通信業務工程(RSVP-TE)，以及用于GMPLS信令的擴展CR-LDP和擴展RSVP-TE。
CR-LDP和RSVP-TE具有以下的主要功能(1)到(5)(1)顯式路由的指定該協議顯式地指定沿著基于約束條件的路由的中繼裝置(節點或者節點組)列表，以便在信令消息中設置LSP。
(2)通信參數的指定該協議指定峰值數據速率(PDR)、峰值突發量(PBS)、承諾數據速率(CDR)、承諾突發量(CBS)、過量突發量(EBS)、及其它通信參數以便在信令消息中設置LSP。
(3)自動優化(路由定位)(route pinning)當由于拓撲結構的改變和資源使用狀態的改變而形成了與設置的LSP的一部分有關的一個更佳路由時，該協議自動地重新優化LSP。
(4)預占控制當設置LSP時不能找到一個具有足夠資源的路由時，該協議重新路由到一條新路徑，以便重新分配一條已經存在的路徑的資源(路徑預占)。要注意到作為用于這里的參數，定義了設置優先級(setup priority)、保持優先級(holding priority)等。
(5)資源類(顏色)
網絡資源可以由一個網絡操作員通過各種方法進行分類。這被稱為“資源類(顏色)”，當設置LSP時，資源類(顏色)用來指定它，并且由此顯式地包括或者排除某些分類的組(資源)。
用于上述GMPLS的擴展CR-LDP和擴展RSVP-TE具有以下七個功能(1)到(7)(1)支持多種類型的交換，例如TDM，λ，和光纖(端口)的交換(2)接受諸如SONET、SDH、和1或者10Gb以太網的LSP的有效負載的不同類型(3)支持由上游節點建議的標簽(建議的標簽)(4)引入由下游節點選擇的標簽的限制范圍概念(5)支持建立雙向LSP(6)支持在特定接口處使用的特定標簽的通信(7)快速故障通知[C]用于保護(恢復)一個LSP的方法可以大略地分為下列兩種方法(1)和(2)。這對應于上面說明的圖12和圖13。
(1)路徑保護(恢復)(圖12)包括設置一條通過這樣一個路由的第二路徑Ps，該路由通過與在其上設置主路徑Pp的那些路由的節點或者鏈路完全不同的節點或者鏈路。
(2)鏈路路徑保護(恢復)(圖13)包括設置一條第二路徑Ps，該路徑中僅僅有某些節點或者鏈路通過與在其上設置主路徑Pp的路由不同的路由。
在此，參考圖14和圖15。圖14是一個用于設置路徑保護(圖12)的序列示例的視圖，而圖15是用于設置鏈路保護(圖13)的序列示例的視圖。
在此，將顯示基于當前考慮的信令、即使用MPLS-TE的顯式路由指定功能的信令的序列示例。
對于設置保護，可以考慮兩種方法通過CR-LDP設置保護以及通過RSVP-TE設置保護。該兩種方法在概念上是相同的，但是在此將說明通過CR-LDP設置保護的情況。
首先，參見圖14，該圖的頂端顯示了通過稍后提及的過程確定的LSR組，即LSR-1、LSR-3、和LSR-6，以及最初確定的入口LSR和出口LSR(參見圖12中的Ps的路由)。入口LSR觸發把一個標簽請求連續傳輸通過多個LSR到達出口LSR。然后，使用出口LSR作為起始點，連續地通過LSR傳輸標簽映射(label mapping)。在下面，將順序地說明這個。
<1>假定入口LSR(21)通過各種方法，諸如參考配置、來自服務器的設置，以及通過諸如開放式最短路徑優先(OSPF)和邊界網關協議(BGP)協議的獲得，來獲悉(learning)網絡拓撲(20)。
<2>入口LSR通過各種方法、例如參考配置、來自服務器的設置，以及通過諸如LDP的一個路徑向量的協議獲得，來獲悉該主路徑(LSP)Pp被設置為通過入口LSR、LSR-4、LSR-7和出口LSR。
<3>入口LSR通過從該網絡(20)的拓撲結構信息和主路徑(LSP)Pp的中繼節點信息中計算來獲悉通過LSR-1、LSR-3、和LSR-6的路由和通過LSR-2、LSR-5、和LSR-8的路由作為用于路徑保護的第二路徑(LSP)存在，而且依據某個策略進一步確定通過LSR-1、LSR-3、和LSR-6的前一個路由作為第二路徑(LSP)。
<4>入口LSR基于這個確定把一個包括指定ER-TLV(LSR1、LSR3、LSR6、出口LSR)的信息、被稱為“標簽請求”的消息發送到LSR-1。″ER-TLV″意指″顯式路由-TLV″。如例如圖16(a)到16(c)等所示，TLV意指“類型、長度、和值”。
<5>接收該標簽請求的LSR-1評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(LSR1、LSR3、LSR6、出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象(即，LSR1)，并獲悉它將把數據中繼到LSR-3。然后，它發送一個包括指定用于LSR-3的ER-TLV(LSR3、LSR6、出口LSR)的信息的標簽請求。
<6>類似地，接收該標簽請求的LSR-3評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(LSR3、LSR6、出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象(即，LSR3)，并且獲悉它將把該數據中繼到LSR-6。然后，它發送一個包括指定用于LSR-6的ER-TLV(LSR6、出口LSR)的信息的標簽請求。
<7>進一步，接收該標簽請求的LSR-6評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(LSR6、出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象(即，LSR6)，并且獲悉它將把該數據中繼到出口LSR。然后，它發送一個包括指定用于出口LSR的ER-TLV(出口LSR)的信息的標簽請求。
<8>最后，出口LSR評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象(即，出口LSR)，獲悉該出口LSR本身是LSP末端，然后把一個被稱為“標簽映射”的消息返回到LSR-6。
<9>接下來在路由LSR6→LSR-3→LSR-1→入口LSR上向后返回標簽映射，由此建立第二路徑(LSP)。
注意到<1>到<3>的功能可以被安裝在LSR(21)本身中，或者可以被安裝在LSR(21)之外。
接下來，將參考圖15說明用于設置鏈路保護的序列。要注意到這基本上與上述<1>、<2>、<3>、...的說明相同。在下面將顯示它的一個總結。
<1>假定入口LSR(21)通過各種方法，諸如參考配置、來自服務器的設置，以及通過諸如OSPF、BGP協議、及其它協議的獲得，來獲悉網絡(20)的拓撲。
<2>入口LSR通過各種方法，諸如參考配置、來自服務器的設置，以及通過LDP路徑向量及其它協議的獲得，來獲悉主路徑(LSP)被設置為通過入口LSR、LSR-4、LSR-7和出口LSR。
<3>入口LSR通過從網絡(20)的拓撲結構信息和主路徑(LSP)的中繼節點的信息計算作為用于在LSR-4和LSR-7之間的鏈路保護的第二路徑(LSP)而存在的、通過LSR-4和LSR-6的路由、通過LSR-4和LSR-8的路由、通過LSR-4、LSR-3、和LSR-6的路由、通過LSR-2、LSR-5、和LSR-8的路由等等，并且依據某個策略確定通過LSR-4和LSR-6的路由作為第二路徑(LSP)。
<4>入口LSR基于該確定把一個指定ER-TLV(LSR4、LSR6、出口LSR)的標簽請求發送到LSR-4。
<5>接收該標簽請求的LSR-4評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(LSR4、LSR6、出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象，并且獲悉它將把該數據中繼到LSR-6。然后，它把一個指定ER-TLV(LSR6、出口LSR)的標簽請求發送到LSR-6。
<6>類似地，接收該標簽請求的LSR-6評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(LSR6、出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象，并且獲悉它將把該數據中繼到出口LSR。然后，它把一個指定ER-TLV(出口LSR)的標簽請求發送到出口LSR。
<7>最后，出口LSR評價在接收的標簽請求中的ER-TLV(出口LSR)，刪除ER-TLV的頭部對象，獲悉該出口LSR本身是LSP末端，然后把一個被稱為“標簽映射”的消息返回到LSR-6。
<8>接下來，沿著路由LSR6→LSR-4→入口LSR向后返回標簽映射，借此建立第二路徑(LSP)。
注意到<1>到<3>的功能可以被安裝在LSR(21)本身中，或者可以被安裝在LSR(21)之外。
參考圖14和圖15說明的、使用MPLS-TE信令的顯式路由指定功能的序列示例是最普通的示例。要注意到除了這個之外，即使使用自動優化功能和資源類，即使在某些限制條件下也可以實現保護(恢復)。然而，這不是普通的實踐，所以將在此省略該說明。
在上述說明中的關鍵字是“ER-TLV”。例如，參考圖14說明的步驟<4>是“入口LSR基于在步驟<3>處的確定把一個包括指定ER-TLV(LSR1、LSR3、LSR6、出口LSR)的信息的標簽請求發送到LSR-1”。
圖16(a)、16(b)、和16(c)是顯示ER-TLV數據格式的一部分(部分1)的視圖，而圖17(a)、17(b)、17(c)、和17(d)是顯示ER-TLV數據格式的另一部分(部分2)的視圖。
要注意到在此顯示的數據格式是眾所周知的。
在圖16(a)到16(c)中，ER-TLV由一個或多個顯式路由LSP中繼段TLVs(ER Hop TLV)組成，并且指定一條必須為其建立LSP的路徑。要注意到，當前定義的值顯示在圖16(c)中。
如果補充用于圖17(a)到17(d)的說明，在圖17(a)中L位一個被設置用于顯示“松散中繼段”(loose hop)以及被清除用于顯示“嚴格中繼段”(strict hop)的位PreLen前綴長度(1到32)IPv4地址表示IPv4地址的4字節字段在圖17(b)中，L位一個被設置用于顯示“松散中繼段”以及被清除用于顯示“嚴格中繼段”的位PreLen前綴長度(1到128)IPv6地址128位的單路傳送主機地址在圖17(c)中，L位一個被設置用于顯示“松散中繼段”以及被清除用于顯示“嚴格中繼段”的位AS號自主系統號在圖17(d)中，L位一個被設置用于顯示“松散中繼段”以及被清除用于顯示“嚴格中繼段”的位Local LSPID顯示用于在它的入口LSR處的參考的唯一LSPID(標識)的2字節字段Ingress LSR Router ID表示入口LSR ID的4字節字段。要注意到將在稍后說明“松散”和“嚴格”。
如圖16(a)到16(c)和圖17(a)到17(d)所示，使用ER-TLV的顯式路由的指定顯式地指定在其上建立LSP的路徑。下列<1>和<2>的指定是可能的<1>IPv4前綴、IPv6前綴、自主系統號、或者LSPID被嚴格地指定。在此，“嚴格”意指不能有除了由當前ER-Hop TLV和緊接著的先前ER-Hop TLV指定的、在這兩個ER-Hop TLV之間的網絡之外的任何網絡中的節點。
<2>IPv4前綴、IPv6前綴、自主系統號、或者LSPID被松散地指定。在此，“松散”意指可以有除了由當前ER-Hop TLV和緊接著的先前ER-Hop TLV指定的、在這兩個ER-Hop TLV之間的網絡之外的任何網絡中的節點。
如上面說明的那樣，有可能通過IPv4前綴、IPv6前綴、自主系統、或者LSPID顯式地表示一個具有各種粒度(granularity)的路由。通過指定“嚴格”或者“松散”，可以限制要通過的網絡或者任何網絡都可以被通過。要注意到要被通過的部分必須總是被顯式地指定。
因此，如已經說明的那樣，當通過顯式路由指定功能設置用于保護(恢復)的LSP等時，以及當設置一條排除該主路徑的所有中繼節點(21)的路徑以及當設置一條僅僅排除該主路徑的特定節點或者鏈路的路徑時，必須顯式地指定要被通過的節點。
因此，如在圖14和圖15的說明中描述的那樣，下列功能變得必需1)獲得網絡(20)的拓撲2)獲得主LSP通過的LSR的信息3)通過網絡(20)的拓撲結構信息和在主路徑(LSP)上的中繼節點的信息計算鏈路保護第二路徑(LSP)的路由4)安裝一個用于處理在計算結果中有多個路由的情況的路由確定策略，以及使用該策略確定一個路由要注意到在LSR中的安裝不是必須的。
在此，例如，在圖14的示例中，如果排除了LSR-4和LSR-7，任何路由都可以被通過。因此，通過僅僅由信令通知表示這個的信息以及讓每個LSR確定下一個中繼段，安裝上述3)和4)的功能變得不必要。
此外，在圖15的示例中，只要排除了在LSR-4和LSR-7之間的鏈路，任何路由都可以被通過。因此，通過僅僅由信令通知表示這個的信息以及讓每個LSR確定下一個中繼段，安裝上述3)和4)的功能變得不必要。
以這種方式，在相關技術中，即使當希望僅僅排除某個節點或者接口(21)或者僅僅一組節點或者一組接口(21)時，也必須在該入口LSR(或者服務器)中安裝上述1)到4)的功能以及顯式地確定路由。
這是在根據本發明(參見圖1)的路由選擇裝置和根據本發明(參見圖2)的路由選擇方法概念幕后的背景。
依據這個路由選擇裝置或者路由選擇方法，有可能在一個使用MPLS/GMPLS的企業內部局域網、因特網主干網、光網絡、傳輸網絡等中實現各個基于約束條件的路由選擇或者顯式路由選擇服務，尤其是用于各個等級、用于基于約束條件的路由選擇/顯式路由選擇的保護(恢復)服務。
將在下面對本發明進行進一步的詳細說明。首先，將給出本發明操作模式的說明、然后是該操作模式所需要的TLV數據格式、路由選擇裝置10的一個具體示例、一個在網絡20中的信令消息序列的示例、以及最后是一個用于運行本發明的路由選擇算法的實施例。
操作模式要注意到在下面的說明中，中繼裝置21將同樣被進一步具體地稱為一個“節點或者接口”或者“節點組或者接口組”。此外，它還將被簡單地稱為一個“節點”或者“接口”。
(1)設置排除特定節點或者接口、或者排除特定節點組或者接口組的LSP當設置LSP時，本發明中的特點是不是通過顯式地把LSP應當通過的一個特定節點或接口或者一個特定節點組或接口組指定為約束條件來設置LSP(現有技術)，而是通過顯式地指定LSP不許通過的一個特定節點或接口或者一個特定節點組或接口組來設置LSP。
例如，參見圖12，當建立一條用于主路徑(LSP)Pp“入口LSR→LSR-4→LSR-7→出口LSR”的路徑保護的第二路徑(LSP)Ps時，本發明中的方法不是通過顯式地指定入口LSR、LSR-1、LSR-3、LSR-7、以及出口LSR來設置LSP(現有技術)，而是通過顯式地指定必須把兩個節點LSR-4和LSR-7排除在外來設置LSP。
此外，參見圖13，當建立一條用于主路徑(LSP)Pp“入口LSR→LSR-4→LSR-7→出口LSR”的、在LSR-4和LSR-7之間的鏈路保護的第二路徑(LSP)時，本發明中的方法不是通過顯式地指定路由“入口LSR→LSR-4→LSR-6→出口LSR”來設置LSP(現有技術)，而是通過顯式地指定必須把在LSR-4和LSR-7之間的鏈路排除在外來設置LSP。
即，根據本發明中的路由選擇裝置10(圖1)，路徑設置操作被分散到中繼裝置21，這樣在標簽交換中涉及的多個中繼裝置21中的每一個都可以在除了必須服從上述排除部分部分的約束條件之外，設置一條路徑。
參考已經說明的圖2對此進行說明，在第二步驟S12處，這個操作被分散到各個中繼裝置21并且被自主地執行。
更具體地說明這個，除了排除一個特定節點或接口或者一個特定節點組或者接口組的約束條件之外，有可能把該路徑設置操作分散到各個節點(21)以及在每個節點(21)自主地設置LSP。參見圖12，入口LSR、LSR-1、LSR-3、和LSR-7中的每一個在考慮排除兩個節點LSR-4和LSR-7的約束條件的同時自主地確定下一個中繼段。此外，參見圖13，入口LSR、LSR-4、LSR-6中的每一個在考慮排除在LSR-4和LSR-7之間鏈路的約束條件的同時自主地確定下一個中繼段。
這個確定的一個具體示例將在下面的(2)中進行說明。
(2)基于有關要被實現服務的信息、LSP的通過節點信息、網絡的拓撲結構信息、故障信息和路由確定策略，計算和確定要被排除的特定節點或接口或者特定節點組或者接口組確定要被排除的特定節點或接口或者特定節點組或接口組，取決于要被實現的服務需要各種類型的信息。例如，有關要被實現服務的信息、LSP的通過節點信息、網絡的拓撲結構信息、故障信息、路由確定策略等。
通過基于這個信息確定要被排除的特定節點或接口或者特定節點組或接口組，可以實現上述(1)。
參見圖1，部分排除指定裝置12基于在有關要在網絡20中實現的服務的服務信息、有關中繼裝置21在被標簽交換的路徑上通過的通過信息、有關該網絡配置的拓撲結構信息、有關在該網絡中發生的任何故障的故障信息、以及當有兩個或更多路由可以被設置時確定設置哪個路由的策略信息當中的至少一個，確定排除的部分。
要注意到由上述服務信息表示的服務可以包括一個用于提供一條第二路徑Ps作為主路徑Pp的備用的保護服務，或者一個用于當通信量突然增加時提供一條輔助路徑的分散服務。
在此，例如，考慮在圖12示例中、在下列條件下確定要被排除的一個特定節點或接口或者一個特定節點組或接口組的情況，該條件為(i)要被實現的服務是恢復。
(ii)LSP(主路徑)的路由是入口LSR、LSR-4、LSR-7、和出口LSR。
(iii)拓撲結構信息如圖12所示。要注意到在這個服務的情況下，拓撲結構信息僅僅用于下一個中繼段的確定。
(iv)故障信息是在來自LSR 4或者LSR-7或者出口LSR的LSP故障通知的時候、或者當LSP檢測到本身的一個故障時的信息。
(v)路由確定策略是一個在路徑級別的策略，即所有通過主路徑(LSP)的LSR都被排除。
在這種情況下，首先，入口LSR(圖12)開始由LSP(iv)的故障檢測觸發的恢復服務(i)。在這時候，因為通過主路徑(LSP)的路由如(ii)中描述的那樣而且策略是在路徑級別的恢復(v)，因此LSR-4和LSR-7被確定為要在新設置的LSP上排除的節點。此外，基于節點排除條件和網絡的拓撲結構信息(iii)確定下一個中繼段(LSR-1)。
顯式地指定這個排除條件的方法將在下面的(3)中進行說明。
(3)顯式指定要被排除的特定節點或者接口或者特定節點組或接口組參見圖1，部分排除指定裝置12使用該信令消息并且在該信令消息中指定一個或多個不被通過的部分。
在這種情況下，信令消息是一個MPLS-TE信令消息或者GMPLS信令消息。
此外，為了顯式地指定排除部分，部分排除指定裝置12
(i)把該顯式路由排除數據混合到組成該消息的顯式路由指定數據集(例如ER-TLV)中，或者(ii)產生一個包括與顯式路由指定數據集(例如ER-TLV)無關的顯式路由排除數據的顯式路由排除數據集(例如稍后提及的EX-TLV)，并且從該顯式路由指定數據集和顯式路由排除數據集(獨立類型)中形成消息。
這將在下面進行更具體地說明。
通過使用MPLS-TE信令和GMPLS信令消息顯式地指定在上述(2)中確定的、要被排除的特定節點或接口或者特定節點組或接口組。更詳細地說，擴展CR-LDP或者RSVP-TE中的每一個以實現該指定。
例如，在CR-LDP的情況下，表示特定節點或者接口的排除的TLV被添加到ER-TLV的ER-Hop TLV中，并且在ER-TLV中設置一個或多個相關的TLV(上述混合類型)。
做為選擇，獨立于ER-TLV，定義了表示一個特定節點或者接口的排除的TLV和以列表格式形成TLV的TLV(上述獨立類型)。
因此，有可能讓路由選擇裝置10在考慮一個特定節點或接口或者特定節點組或接口組的排除的同時，自主和分散地實現在上述(1)中的LSP設置。
在設置LSP之后，最后建立起LSP。這將由以下的(4)進行說明。
(4)基于要被排除的特定節點或接口或者特定節點組或接口組的信息和網絡拓撲結構信息進行路由選擇通過這個路由選擇，在每個節點(21)處確定下一個中繼段，然后基于確定結果建立LSP。
首先，入口LSR(21)和中繼LSR(21)除了確定下一個中繼段、即依據網絡20拓撲結構信息的路由選擇之外，考慮要被排除的特定節點或接口或者特定節點組或接口組的信息以便執行路由選擇(下一個中繼段的確定)，并且確定要向其中繼標簽請求的路由器并且把標簽請求傳輸到那個目的地。從而，建立一個排除了特定節點或接口或者特定節點組或接口組的LSP。
因此，有可能在考慮排除一個特定節點或接口或者特定節點組或接口組的同時，自主和分散地實現在上述(1)中的LSP設置。
TLV數據格式上述用于實現[A]中的操作模式的各種TLV類型將在下面參見附圖進行具體地說明。
圖3(a)、3(b)、和3(c)是基于本發明的ER-TLV數據格式(混合類型)示例的一部分的視圖；同時圖4(a)、4(b)、4(c)、和4(d)是基于本發明的ER-TLV數據格式(混合類型)示例的另一部分的視圖。要注意到在上面定義了“混合類型”和“獨立類型”。此外、圖5(a)、5(b)、和5(c)是基于本發明的一個EX-TLV數據格式(獨立類型)示例的視圖。
圖3(a)到3(c)、圖4(a)到4(d)、和圖5(a)到5(c)應當以與圖16(a)到16(c)和圖17(a)到17(d)同樣的方式被查看。即，圖3(a)到3(c)顯示了一個把EX-Hop添加到ER-TLV中的示例并且顯示了EX-Hop TLV和ER-Hop TLV被一起配置，圖4(a)到4(d)顯示了新定義的EX-Hop1、EX-Hop2、EX-Hop3、和EX-Hop4的格式，而且圖5(a)到5(c)顯示了通過CR-LDP的擴展組成顯式地指定排除的路由的信令消息的一個示例。EX-TLV由一個或多個排除路由LSP HopTLV(EX-Hop TLV)組成，并且指定為其建立LSP并且必須被排除的路徑。
在圖4(a)到4(d)中，這個TLV由類似于ER-Hop TLV的四種類型的TLV，IPv4前綴、IPv6前綴、自主系統號、和LSPID組成。每個的配置與上述ER-Hop TLV的配置相同，除了L位是一個嚴格Hop前綴之外。
進一步補充該說明，在圖3(a)中，ER-TLV由一個或多個顯式路由LSP Hop TLV(ER Hop TLV)組成，并且指定一條為其建立LSP的路徑。此外，在圖3(a)和3(c)中，被描述為“添加”(“ADDED”)的部分是由本發明引入的數據區。
進一步補充用于圖4(a)到4(d)的說明，在圖4(a)的EX-Hop1中L位嚴格的Hop前綴，
PreLen前綴長度(1到32)，以及IPv4地址表示IPv4地址的4字節字段在圖4(b)的EX-Hop2中，L位嚴格的Hop前綴，PreLen前綴長度(1到128)，以及IPv6地址128位的單路傳送主機地址，在圖4(c)的EX-Hop3中，L位嚴格的Hop前綴以及AS號自主系統號，以及在圖4(d)的EX-Hop4中，L位嚴格的Hop前綴。
Local LSPID表示用于在它的入口LSR處的參考的唯一LSPID的2字節字段，以及Ingress LSR Router ID表示入口LSR ID的4字節字段。
接下來將說明使用上述TLV的中繼裝置21的操作。
路由選擇裝置10的具體示例圖6是中繼裝置21的具體配置視圖。
形成本發明核心的路由選擇裝置10主要由在該圖中的陰影線部分實現。路由選擇裝置10可以在每個中繼裝置21的內部形成或者可以是由多個中繼裝置21共享的單個裝置。在后一種情況中，路由選擇裝置10在該網絡20內部的任何地方提供，而且通過各個傳輸線路和中繼裝置21相連。
如該圖所示，中繼裝置21由一個恢復服務處理單元30、標簽分配—使用信令處理單元31、拓撲結構信息管理單元32、路由計算處理單元33、故障管理單元34、標簽管理單元35、標簽交換處理單元36、IP路由選擇協議處理單元37、交換控制單元38、和線路接口處理單元(#1到#m)39配置。
在下面將說明每個部分的功能。
恢復服務處理單元30監視與標簽交換有關的恢復服務。它由從，例如網絡操作員，經由一臺個人計算機發送的外部命令(例如，用于路徑保護構造的外部命令)啟動。
當該圖中的中繼裝置21作為入口LSR操作時，它設置初始的LSP并且和故障管理單元34一起監控在相關LSP中的故障。在此，當檢測到在相關LSP中的故障(通過LSR(21)本身或者通過來自另一個LSR(21)的故障通知)時，它設置一個用于那個LSP的恢復使用LSP。當設置這個LSP時，它參考拓撲結構信息管理單元32、判斷要被排除的節點、以及在指定要被排除的節點和出口LSR的同時，請求標簽分配-使用信令處理單元31來設置相關的LSP。
當該圖中的中繼裝置21作為一個中繼LSR或者出口LSR操作時，它和故障管理單元34一起監控在LSP中的故障。當檢測到一個故障時，它向入口LSR通知LSP中的故障。
標簽管理單元35基于從恢復服務處理單元30中給出的操作條件管理標簽。它依據來自標簽分配-使用信令處理單元31的請求分配標簽和釋放標簽。
標簽分配-使用信令處理單元31依據來自恢復服務處理單元30的請求，通過與在鄰接那個LSR(圖6中的LSR)的LSR(沒有顯示)內部的標簽分配-使用信令處理單元和裝置本身(圖6中的裝置)的標簽管理單元35相互作用，指派和分配對應于與該鄰接LSR之間的轉發等效類(forwarding equivalence class)(FEC)的標簽。由此，它設置LSP并且向標簽交換處理單元36和標簽管理單元35通知該設置的LSP。
標簽交換處理單元36通過來自標簽分配—使用信令處理單元31的通知從標簽管理單元35中獲得必要的信息，向交換控制單元38通知交換信息、并且通過與線路接口處理單元39和交換控制單元38相互作用來執行標簽交換。
交換控制單元38依據來自標簽交換處理單元36的請求控制交換(標簽交換)。
每個線路接口處理單元(#1到#m)39通過與標簽交換處理單元36和交換控制單元38相互作用來實現標簽交換，而且經由交換控制單元38傳輸來自恢復服務處理單元30和標簽分配-使用信令處理單元31的消息或者傳輸消息到該處理單元31。
IP路由選擇協議處理單元37通過依據該IP路由選擇協議或者依據網絡配置與其它路由器(LSR)相互作用來準備一個IP路由選擇表，并且向恢復服務處理單元30、標簽交換處理單元36、和標簽分配-使用信令處理單元31給出觸發FEC的設置或者釋放的信息。
拓撲結構信息管理單元32經由IP路由選擇協議處理單元37和標簽分配-使用信令處理單元31管理網絡的拓撲結構信息。
故障管理單元34監控在LSP、鏈路、等中的故障并且向恢復服務處理單元30通知任何檢測到的故障的出現。
路由計算處理單元33基于來自拓撲結構信息管理單元32的信息和來自恢復服務處理單元30的路由選擇條件(策略)計算路由，然后確定該信令消息傳輸的目的地。
在網絡20中傳輸這個信令消息的順序將在下面的[D]中進行說明。
在網絡20內部傳輸信令消息的順序圖7和圖8是一個用于基于本發明設置路徑保護的序列的示例視圖。這些圖對應于顯示現有技術序列的圖14。
要注意到圖7中的部分序列把在EX-TLV中設置EX-Hop TLV(參見圖5)的序列顯示為一個示例。它是一個其中要被排除的路由由CR-LDP的擴展顯式地指定的消息傳輸序列。在下面，將逐步地說明該操作。
<1>入口LSR確定要被顯式地排除的路由。這通過路由計算處理單元33(圖6)依據來自服務處理單元的一個請求來確定。此后，在ER-TLV(指定了松散)中設置出口LSR、在EX-TLV中設置LSR-4和LSR-7，而且標簽請求消息被發送到LSR-1。
<2>接收該標簽請求消息的LSR-1評價在接收的消息中的ER-TLV和EX-TLV并且確定LSR-3為標簽請求消息應當被中繼到的地方。這具體由圖6中的路由計算處理單元33確定。標簽請求消息然后被發送給LSR-3。
<3>接收該標簽請求消息的LSR-3評價在接收的消息中的ER-TLV和EX-TLV并且確定LSR-6為標簽請求消息應當被中繼到的地方。這具體由圖6中的路由計算處理單元33確定。標簽請求消息然后被發送給LSR-6。
<4>接收該標簽請求消息的LSR-6評價在接收的消息中的ER-TLV和EX-TLV并且確定出口LSR為標簽請求消息應當被中繼到的地方。這具體由圖6中的路由計算處理單元33確定。標簽請求消息然后被發送給出口LSR。
<5>接收該標簽請求消息的出口LSR依據在接收的消息中的ER-TLV識別出它本身是出口LSR。它依據路由計算處理單元33具體地識別該情況并且設置與相鄰的LSR之間的LSP(標簽)。此外，它返回一個標簽映射消息(圖8)到LSR-6。
<6>接收該標簽映射消息的LSR-6設置用于在下游側的LSR-3的LSP，并且確定和設置與在上游側的相鄰LSR之間的LSP(標簽)。然后，它返回一個標簽映射消息到LSR-3。
<7>接收該標簽映射消息的LSR-3設置用于在下游側的LSR-1的LSP，并且確定和設置與在上游側的相鄰LSR之間的LSP(標簽)。然后，它返回一個標簽映射消息到LSR-1。
<8>接收該標簽映射消息的LSR-1設置用于下游側的LSP并且確定和設置與在上游側的相鄰LSR之間的LSP(標簽)。然后，它返回一個標簽映射消息到入口LSR。
<9>接收該標簽映射消息的入口LSR設置用于下游側的LSP并且結束該序列。
在本發明的路由選擇裝置10中的路由選擇算法圖9到圖11是應用于本發明的路由選擇裝置10的路由選擇算法示例的視圖。要注意到這些圖的關系顯示在圖11的右下部。
在圖9到圖11中，由虛線框P、Q、R、S、T、U、和V圍繞的部分處理(步驟)是根據本發明引入的處理(步驟)。在圖9和圖10中，除了這些處理(步驟)之外的處理(步驟)是由標準推薦的、眾所周知的那些處理。
因此，將僅僅說明尤其必須在本發明中說明的功能。
如圖9到圖10所示，在依據ER-TLV執行用于選擇和確定該路由的基本算法之后，檢查相關的下一個中繼段是否由該EX-TLV指定。如果不是由該EX-TLV指定，則這被最后判斷為是下一個中繼段。在另一方面，當相關的下一個中繼段由EX-TLV指定時，再次執行用于依據ER-TLV選擇和確定路由的算法。重復這個操作直到不再有下一個中繼段的任何候選為止。
如上所述，根據本發明，在使用MPLS/GMPLS的企業內部局域網、因特網主干網、光網絡、傳輸網絡等中可以預期有以下效果(i)在各種條件下，基于約束條件的路由選擇或者顯式路由選擇可以是更靈活和更容易實現的。
(ii)尤其是，一個保護(恢復)功能的提供可以被更靈活和更容易地實現。
(iii)可以獲得上述(i)和(ii)中的效果而沒有伴隨著的中繼裝置成本的增加。
雖然已經參考被選擇用于說明目的的具體實施例對本發明進行了描述，顯然本領域技術人員可以進行許多修改而不背離本發明的基本概念和范圍。
權利要求
1.在一個支持在多個中繼裝置當中的標簽交換的網絡中的一種路由選擇裝置，包括路徑設置裝置，用于設置在所述網絡內部被進行標簽交換的路徑，和部分排除指定裝置，用于向所述路徑設置裝置指定在所述要被設置的路徑當中不被通過的一個或多個部分。
2.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于所述部分是一個中繼裝置所處的部分或者一個跨越多個中繼裝置的鏈路所處的部分中的至少一個。
3.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于所述中繼裝置是配置所述網絡的一個節點或者一個接口。
4.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于在所述標簽交換中涉及的多個所述中繼裝置中的每一個除了遵守所述排除部分的約束條件之外，自主地、分散地設置所述路徑。
5.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于所述部分排除指定裝置基于在有關要在所述網絡中實現的服務的服務信息、有關中繼裝置在被進行標簽交換的路徑上通過的通過信息、有關所述網絡的配置的拓撲結構信息、有關在所述網絡中發生的故障的故障信息、以及當有兩個或更多路由可以被設置時確定設置哪個路由的策略信息當中的至少一個，確定所述的排除部分。
6.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于由所述服務信息表示的服務包括一個用于提供一條第二路徑作為主路徑的備用的保護服務，或者一個用于當通信量突然增加時提供一條輔助路徑的分散服務。
7.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于所述部分排除指定裝置使用一個信令消息并且在該信令消息中指定所述一個或多個不被通過的部分。
8.如權利要求7所述的路由選擇裝置，其特征在于所述信令消息是一個MPLS-TE信令消息。
9.如權利要求7所述的路由選擇裝置，其特征在于所述信令消息是一個GMPLS-TE信令消息。
10.如權利要求8所述的路由選擇裝置，其特征在于顯式路由排除數據被混合到一個組成所述消息的顯式路由指定數據集中。
11.如權利要求9所述的路由選擇裝置，其特征在于顯式路由排除數據被混合到一個組成所述消息的顯式路由指定數據集中。
12.如權利要求8所述的路由選擇裝置，其特征在于包括顯式路由排除數據的顯式路由排除數據集獨立于顯式路由指定數據集產生，而且所述消息由該顯式路由指定數據集和顯式路由排除數據集組成。
13.如權利要求9所述的路由選擇裝置，其特征在于包括顯式路由排除數據的顯式路由排除數據集獨立于顯式路由指定數據集產生，而且所述消息由該顯式路由指定數據集和顯式路由排除數據集組成。
14.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于所述路由選擇裝置在所述中繼裝置內部形成。
15.如權利要求1所述的路由選擇裝置，其特征在于所述路由選擇裝置是由所述多個中繼裝置共享的單個裝置。
16.一種用于在一個支持在多個中繼裝置當中的標簽交換的網絡中設置一條從一個入口中繼裝置通過至少一個中間中繼裝置到一個出口中繼裝置的路徑的路由選擇方法，包括一個在要被設置的所述路徑當中指定一個不被通過的中繼裝置及/或一個跨越兩個或更多不被通過的中繼裝置的鏈路的第一步驟，以及一個用于通過顯式地排除不被通過的中繼裝置及/或鏈路來設置所述路徑的第二步驟。
17.如權利要求16所述的路由選擇方法，其特征在于所述第二步驟由每個中繼裝置自主地分散地執行。
全文摘要
一個在支持在多個中繼裝置當中的標簽交換的網絡中的路由選擇裝置，包括一個用于在該網絡中設置要被標簽交換的路徑的路徑設置單元和一個用于向該路徑設置單元指定一個或多個不在要被設置的路徑當中通過的部分的部分排除指定單元。由此，可以提高路由選擇的自由度和靈活度。
文檔編號H04L12/56GK1452362SQ0311918
公開日2003年10月29日 申請日期2003年3月13日 優先權日2002年4月12日
發明者笹川靖 申請人:富士通株式會社