具有串连节点的网络中的故障通知的制作方法

专利名称：具有串连节点的网络中的故障通知的制作方法
技术领域：
本发明涉及受链路状态协议控制的以太网网络，并且更具体地，涉 及一种能够在受链路状态协议控制的网络中实现控制信息的快速交换 的方法和装置。
背景技术：
数据通信网络可以包括耦合至彼此并且被配置为向彼此传递数据 的各种计算机、服务器、节点、路由器、交换机、网桥、集线器、代理 和其他网络设备。此处，将把这些设备称为"网络元件"。数据是通过 利用网络元件间的 一条或多条通信链路在网络元件间传递协议数据单 元(如因特网协议分组、以太网帧、数据信元、段、或其他数据比特/ 字节的逻辑联合)来通信的。特定的协议数据单元可以由多个网络元件 来处理，并在网络上在其源和其目的地间传送时穿过多条通信链路。
通信网络上的各种网络元件利用预定义的规则集(此处称为协议) 彼此进行通信。不同的协议;故用于管理通信的不同方面，如应当如何形 成信号以在网络元件间传输，协议数据单元看来象什么的各个方面，网
其通过网络，以及应当如何在网络元件间交换与路由信息相关的信息。
4以太网是一种公知的联网协议，该协议被电气和电子工程师协会
(IEEE)定义为802. 1标准。在以太网网络架构中，在任意给定时刻， 连接至网络的设备争夺使用共享电信路径的能力。在使用多个网桥或节 点来互连网络区段的情况下，通常存在通往同一目的地的多条潜在路 径。该架构的好处在于，其在网桥间提供了路径冗余，并且允许以附加 链路的形式为网络增加容量。然而，为了避免形成环，通常使用生成树 来限制业务在网络上的广播方式。由于路由是通过将帧进行广播并等待 响应而学习到的，并且请求和响应将跟随生成树，因此全部业务将跟随 作为生成树一部分的链路。这通常导致对于生成树上的链路的过度使 用，而不属于生成树的一部分的链路得不到使用。
为了克服以太网网络内在的一些局限，2006年10月2日提交的题 为"Provider Link State Bridging"的申i青No, 1 1/537, 775 乂>开了 一种受链路状态协议控制的以太网网络，其内容被合并于此作为参考。 正如该申请所详细描述的那样，在受链路状态协i义控制的以太网网 络中，不通过使用与透明桥接相结合的生成树协议(STP)算法在每个 节点处使用学习到的网络视图，而是由形成网状网络交换链^^)犬态的网 桥进行通告，使每个节点能够具有网络拓朴的同步视图。这是通过公知 的链路状态路由系统机制来实现的。网络中的网桥具有网络拓朴的同步 视图，了解必要的单播和多播连接，能够计算网络中的任意网桥对间的 最短路径连接，并可以独立地根据所计算的网络视图填充它们的转发信 息库(FIB)。链路状态路由协议的两个示例包括开放最短路径优先
(OSPF)和中间系统至中间系统(IS-IS),然而还可以使用其他链^各 状态路由协议。举例而言，在ISO 10589和IETF RFC 1195中描述了 IS-IS, 并且上述每一文献的内容被合并于此作为参考。为了避免环转发，执行 反向路径转发校验，以确定是否已在预期端口上接收到帧。如果没有收 到，则认为该帧可能由于未同步/未收敛的多播转发而已经到达并且丟 弃该帧。
链路状态协议利用控制平面来执行故障传播。这是通过对网络状态 改变的通告的洪泛法(flooding)来实现的。通常，这是专门作为控制 平面功能执行的，并且是逐跳的。接收到原先未曾见到过的通知的每个 节点将其在所有其他接口上将其再次洪泛，但接收到其具有先验知识的 通知的节点则简单地将该信息作为冗余丢弃。这将导致网络内所有节点
5中的路由数据库的可靠同步，但跨越网络同步路由数据库的总时间量可能变得显著地与期望恢复时间成正比。对于存在具有多宿主边缘的"双
连接节点，，链的稀疏连接拓朴而言，尤其如此。环形拓朴是特定的并且
通常采用的示例。
图l示出了示例环形拓朴。在图l中，环10包括由链路14互连的节点A-E12。在图l所示的示例中，每个节点具有数据平面(由方框表示)和控制平面12'(由三角形框表示)，所述数据平面用于处理网络上的数据传输。控制平面用于允许网络元件交换路由信息和其他控制信息，并被网络元件用来控制数据平面如何处理网络上的数据。
当环上出现故障(由图1中的X表示)时，故障将被与故障相邻的节点所检测到。与故障相邻的节点(图1中的节点A和E)将各自产生将沿围绕环的两个方向传播的通知。在故障通知绕环传播后，节点将经历释抑期，然后开始基于新网络拓朴计算通过网络的新路径。 一旦新路径已经出现，网络将基于新的网络拓朴收敛，并且接着业务将开始跟随新^各径通过网络。
在诸如故障通知等路由通告被转发至网络中的其他节点前，在围绕
环的每一跳处，由控制平面12，对其进行处理，这将使故障通知的传播减慢，影响总的网络收敛时间。特别地，由于在将故障通知转发至下一节点前，需要每个节点在控制平面处对故障通知进行处理，为了确定通知是新的还是应当被丟弃的副本，故障通知的传播速率取决于节点在控制平面中能够以何种速度来处理故障通知。例如，如图l所示，当链路发生故障时，相邻节点(图1中的节点A和E)将检测到故障。节点A将把故障通知1传送至节点B,节点B将把故障通知转发至节点B的控制平面12，。在处理故障通知后，节点B将故障通知转发至节点C,节点C将在其控制平面处处理故障通知，然后将故障通知转发至节点D。在环上的每个节点处重复该处理，直到故障通知到达节点E为止。在相反方向上，节点E将产生故障通知2,并将其传送至节点D。节点D将在其控制平面处处理该故障，并将其转发至C。当消息2绕环传播时，重复该处理。因而，两个故障通知1, 2将绕着环沿相反方向传播，使得环上的所有节点被告知故障，并适当地将该故障范围到所述链路的故障。
在每跳处，在将故障通知沿环转发前，网络元件将在其控制平面中处理消息。由于直到所有节点都接收到通知，网络才能收敛，因此传播故障通知消息所用的时间可能在网络的总恢复时间中占重要贡献。因此，提供一种在受链路状态协议控制的网络中使能够快速交换控制信息的方法和装置将是有优势的。

发明内容
可以在受链路状态协议控制的以太网网络中执行拓朴改变通知的数据平面洪泛，从而使数据平面能够迅速将通知散布至网络的重要部分，而无需在进一步传播之前在每个介入节点的控制平面处顺序处理故障通知。这允许拓朴改变通知的传播速度以数据平面速度而不是控制平面速度发生。
虽然这是对控制平面性能的重大优化，但在不执行除了文献记载的环緩解机制之外的显式同步机制的受链路状态控制的网络中，存在在控制平面多播树中引入转发环的极小可能，这可能对网络从多个同时拓朴改变恢复的能力有害。
在本发明的 一个实施例中，网络中的所有节点是专用于控制平面通
知的乂>共I-SID的成员。在PLSB中，这导致创建以I-SID的每个成员节点为根的多播树。除了一般的洪泛(其作为简单的备份机制存在)，发起拓朴改变通告的任意节点使用其针对控制平面I-SID的多播树来向该特定(S,G)树的所有其他当前成员通告拓朴改变。接收到多播通知的节点随即采用现有的过滤和再洪泛机制来对整个机制增加可靠性和全面覆盖。接收到多播通知的节点从不使用数据平面多播来向前传播该通知。使用诸如反向路径转发检验等的处理来压制多播通知的转发，以防止控制平面分组的循环。如上所述，这不能绝对地保证从不形成环，但却极大地限制了可能出现环的情形。
在本发明的另一实施例中，利用PLSB多播能力来加快拓朴改变通知在网络的部分区域内的洪泛通告。这个洪泛机制在具有大量双连接节点的网络(如环网络架构)中特别有效。当洪泛拓朴改变通知时，使用控制平面特定多播组地址，并且使用诸如反向路径转发检验等的处理作为对通知转发的附加控制，以防止控制平面分组循环(环拓朴孤立地可
能促进的某事)。为简单起见，控制平面多播组地址可以是控制平面多播组的所有成员使用的单一、公知(、G)地址，并且通过当使用时进行管理的规则来实现对传播进行控制。为了在两个方向上多播传播，可
以使用公共(*,G)地址，达是由于根据定义层2多播是仅仅一个分支的定向树、 一 个或多个双连接节点的链或多连接节点间的链路。
与所述组相关的多播连接性被这样构造以致于任意双连接节点(就PLSB丽I而言是"双连接的")将在层2对控制平面通知进行中继，以及获取通知的副本用于控制平面处理。任意更密集连接的节点终结层2多播连接，仅将在多播组地址上接收到的通知传递至其控制平面。一旦控制平面已对通知进行了处理，并确定是其先前未曾见到过的，密集连接节点就利用多播机制以在除起初在其上接收到通知的端口以外的、作为多播组成员的所有端口上进一步传播通知。
当节点检测到拓朴改变时，它将产生通知，并将拓朴改变通知寻址至用于在网络上转发通知的公共控制平面多播组地址。每个双连接节点在其转发信息库中将具有条目，以将带有公共控制平面多播组地址的帧转发至下一节点，并将帧的副本转发至控制平面以进行处理。由于帧的转发可以发生在数据平面中，相对于依赖于控制平面来针对故障通知作出转发判决的类似故障通知的传播，故障通知的传播速度可以被加快。


在所附权利要求中具体指出了本发明的各方面。借助以下附图中的示例来阐释本发明，在附图中相同的参考标记表示相似的元件。以下附
图为了说明的目的公开了本发明的各种实施例，并非意在限制发明的范围。为了清楚起见，并未在每幅图中标出所有部件。附图中
图1是环网络拓朴的功能框图，示出了故障通知的常规流动；
图2是根据本发明实施例的、具有网状拓朴的示例网络的功能框图，其中，多个多播树以用于在网络上分发控制信息的每个节点为根。
图3是环网络拓朴的功能框图，示出了根据本发明实施例的诸如故障通知之类的控制消息的流动；
图34-6示出了根据本发明实施例的在双连接节点的链路中诸如故障通知之类的控制消息的逐跳传播；
图7示出了根据本发明实施例的、将结合图4-6示出的控制消息传播过程应用到经历故障的环网络拓朴。
图8示出了根据本发明实施例的、将结合图4-6说明的控制消息传
8播过程应用到与第二环网络拓朴相连接的环网络拓朴；以及
图9是根据本发明实施例的、被配置为用于受链路状态协议控制的以太网网络中的网络元件的可能实现的示意表示。
具体实施例方式
受链路状态协议控制的以太网网络上的节点交换链路状态通告，从而使网络上的每个节点能够具有网络拓朴的同步视图。节点使用该拓朴来计算通过网络通向网络上所有其他节点的最短路径。接着，可以使用最短路径将转发状态插入转发信息库，该转发信息库将允许网络上的节点将帧转发至预期的目的地。
在本发明的一个实施例中，网络中宿主(host )控制平面的所有节点是专用于控制平面通知的公共I-SID的成员。在PLSB中，这导致创建以I-SID的每个成员节点为根的多播树。图2示出了根据本发明实施例的、具有网状拓朴的示例网络，其中，多个多播树以用于在网络上分发控制信息的每个节点为根。如图2所示，网状网络上的节点通常连接至多个其他节点，从而业务可以以多个路线通过网络进行转发。根据本发明的实施例，网状网络上的每个节点12是控制平面I-SID的成员，并将通告I-SID中的成员资格。这将使网络上的节点针对以每个节点为根的、与I-SID相关的多播树的多播组控制地址安装最短路径转发状态。.例如，如图2所示，将建立把节点F与网络上每个其他节点相互连的第一多播树。类似地，将建立从节点B到网络上所有其他节点的第二多播树。
除了正常的洪泛(其作为简单的备份机制存在)夕卜，发起拓朴改变通告的任意节点使用其针对控制平面I-SID的多播树来向该特定(S,G)树的所有其他当前成员通告拓朴改变。接收到多播通知的节点随后采用现有的过滤和再洪泛机制来对整个机制增加可靠性和全面的覆盖。接收到多播通知的节点从不使用数据平面多播来向前传播该通知。使用诸如反向路径转发检验之类的处理来压制多播通知的转发，以防止控制平面分组的循环。如上所述，这不能绝对地保证从不形成环，j旦却一及大地限制了可能出现环的情形。
根据本发明的另一实施例，可以将针对控制平面业务使用层2多播转发限制于双连接节点的单独的链路或链，所述环形拓朴上的节点是说
9明性示例。网络可以被配置为使用该机制来分发拓朴改变通知以及可选
地其他控制消息。可以指定公知的控制平面多播地址(G)以用于在网络上寻址拓朴改变通知。网络上的每个节点将
1 )使用控制平面多播地址发起拓朴改变通知。
2) 接收指向控制平面多播地址的拓朴改变通知，并对它们执行反向路径转发检验，立即丢弃并非在位于通向通知分组的SA MAC的最短路径上的端口上接收的任何通知。
3) 接受指向控制平面多播地址的拓朴改变通知，并将它们复制至节点的控制平面，从而该节点可以使用故障通知中的信息来更新其链路状态数据库。
4) 当节点为双连接(仅具有两个丽I邻接)时，它将配置其FIB，从而节点将在一个丽I端口上接收到的、寻址至控制平面多播地址的分组中继至其他丽I端口，并且反之亦然。
当网络节点检测到拓朴改变时，它可以产生通知，并对以太网帧进行格式化，以通信具有MAC报头的通知，所述MAC报头使用其MAC地址作为源MAC地址(SA),以及使用控制平面多播组地址(G)作为目的地地址(DA)。它将在其具有控制邻接的所有接口上转发该通知。
图3是示出了根据本发明实施例的诸如故障通知之类的控制消息在环拓朴网络上的流动的功能框图。为了简单起见，图3示例中的环被示为完整的，并且当前未经历故障。以下将结合图7和8更加详细地讨论处理故障的方式。
如图3所示，假定在时刻TO,节点A产生控制消息，并将其寻址至将被用于在网络上转发控制消息的控制平面多播组地址(G)。因此，消息1将具有带有[SA-A, DA-G]的报头。节点A将把该消息转发至B, B将其绕环转发至节点C,节点C接着将该消息转发至节点D。节点D将看到，该消息:故寻址至控制平面多4番组地址G,该控制平面多播组地址G是有效的多播地址，并且节点D还将注意到该消息是从连接至节点C的端口而不是连接至节点A的端口到达的。由于该消息的源地址指示该消息是在节点A发起的，节点D的数据平面中的RPFC处理将终结消息的传播，并导致丢弃该消息。
可以确定被设计为使该机制健壮的可靠机制的多种实施例。 一个实施例是，发起节点使用多播和控制平面洪泛，并且接收到先前未接收到的通知的每个节点对它进行再洪泛。虽然这样的技术是稳定的，但它将
产生大量的副本通知。如果^又当绝对地(authoritatively)知道下游 节点为双连接时使用多播通知，那么这可能是有所改进的，然而这并不 那么令人满意。
优选实施例是使副本通知数量最小化、绝对健壮、并且无论下游拓 朴如何都使用公共通知发起机制的实施例，这意p木着节点不应该需要知 道邻节点是否是双连接的，或关心通知是如何或从哪里接收到的。
在一个实施例中
1) 在所有控制邻接上使用控制平面多播地址。
2) 多播通知的发起者在其发送多播通知的每个接口上运行重试计 时器。它将在计时器期满时还未接收到确认的任何接口上重发通知。应 当注意的是，发起者可以是大于双连接的，但可以具有若千双连接对等实体。
3) 多播通知的任何接收者向其直接相邻的对等实体确认收到，其 中，从所述直接相邻的对等实体接收多播通知。
4) 多播通知的双连接接收者在它未接收到该通知的接口上对它进 行中继，并且不作为控制平面行为立即对其进行再洪泛。
5) 多播通知的双连接接收者将在未接收到多播通知的接口上启动 重试计时器。它的表现如同它是发起者。
6) 任何接收到先前未接收过的多播通知的大于双连接节点将通过 控制平面行为，在除按常规的控制平面洪泛过程接收它的接口外的所有 接口上，对其再洪泛。
图4-6示出了根据本发明实施例的、诸如故障通知之类的控制消息 在双连接节点的网络中的逐跳传播。如图4所示，当节点转发控制消息 30时，它期待网络上的下一节点对接收到消息进行确认32。因此，在 每一跳处，节点将期待下一后继节点发送接收到该消息的确认。确认消 息是单播的，并且当接收到时不会被节点转发。
图5示出了下游节点无法确认接收到控制消息30的情形。具体而 言，假定节点E产生了控制消息30,控制消息30被传送至节点D,并 从节点D传送至节点C。节点C和节点D的每个将产生确认消息，该确 认消息将向控制消息的源作一次回跳传送。因此，节点D将向节点E发 送确认32D,并且节点C将向节点D发送确认消息32C。当节点C向节点B转发控制消息30时，它将等待来自节点B的确 认消息。节点C将等待一段时间，并且如果未从节点B接收到确认，将 确定节点B未接收到消息或者节点B接收到消息但节点B中的RPFC处 理压制了该消息。这可能发生在图3所示的示例中，其中，由于消息的 源地址是节点A并且消息是在连接至节点D的端口上接收到的，因此节 点D将压制故障通知(图3中的消息1 )。
再次参考图5-6，假定由于在节点B处消息30未通过RPFC, B压制 了消息30。因此，节点B将不向节点C产生确认。如果节点C未接收到 确认，节点C将使用其自身的源地址作为源地址重新发出控制消息30，。 控制平面多播组地址G将被用作目的地地址，并且与控制消息相关的所 有其他信息将与原消息相同。当节点B接收到该消息时，对该消息的 RPFC校验将确定该重新发出的消息已到达正确的端口上，因此节点B将 向节点A转发该消息，产生确认消息32B,并对该消息进行处理。类似 地，节点A也将接收该消息，处理该消息，并将确认32A传送回节点B。
再次参考图3,假定控制消息1从节点A转发至节点B,从节点B 转发至节点C，并从节点C转发至节点D。节点B将向节点A发送确认， 类似地，节点C将根据以上结合图4和5描述的处理，向节点B发送确 认。然而，对于其RPFC失败的情况，节点D将压制该控制消息。因此， 节点D将不向节点C发送确认消息。
在一段时间后，节点C将超时，并确定其将不会接收到来自节点D 的确认消息。因此，节点C将使用其自身的MAC地址作为源MAC地址重 新发出控制消息(消息1，)，但另外包含与原消息相同的全部信息。 消息l，将被传送至节点D，节点D将把该消息转发至节点A,并向节点 c确认接收。
节点A将把消息转发至节点B,并向节点D确认接收。当节点B从 节点A接收到该消息时，节点B将执行RPFC,并确定该消息是在不正确 的端口上接收到的，并且其不应转发该消息。因此，节点B将压制来自 节点A的控制消息(消息1，)。节点B将不对接收到消息进行确认。 因此，在常M/晴况下，节点A将等待超时，并重新发出该消息。然而， 在这种情况下，节点A将意识到消息(消息1，)是前面的消息(消息 l)的副本，并不再重新发出该消息。相应地，仅仅在所要重新发出的消 息不是先前由该节点转发或产生的之前的消息的冗余的情况下，当超时
12计时器期满时，节点才将重新发出消息。
如图3所示，可以在数据平面上执行消息的转发，以将控制消息洪
泛至环网络上的所有节点。可以使用RPFC来压制将消息传输回至原始 的消息源，以便不形成环。要求节点确认接收到消息允许节点确定已在 何时压制了消息，v夂人而允许以新的源MAC地址重新产生该消息，所述新 的源MAC地址应通过压制该消息的节点上的RPFC 4交-睑。然而，为了防 止重新产生过程形成环，节点将仅在所要重新产生的消息不是之前转发 的控制消息的副本的情况下重新产生消息。
图7示出了根据本发明实施例的、将结合图3-6示出的控制消息传 播过程应用于经历故障的环网络拓朴。在图7所示的示例网络中，将假 定在节点A和F间的环上存在故障。刚一检测到故障，节点A就将产生 具有MAC地址[SA-A， DA^G]的故障通知消息(消息1 )。类似地，节点 F将检测到故障,并产生具有MAC地址[SA=F， DA=G]的故障通知消息(消 息2)。在两个消息中，MAC地址G是要被用于在受链路状态协议控制 的以太网网络上交换故障通知以及可选地其他控制消息的控制平面多 ^番组地址。
消息1将被节点B接收、转发以及确认，并接着由节点C接收、转 发以及确认。节点将按以上结合图3-7描述的方式对消息进行处理。当 节点D接收到该消息时，将执行RPFC,并确定来自节点A的消息应通过 围绕环的其他方向到达。因此，在节点D处，来自节点A的原始故障通 知消息(消息1 )将无法通过RPFC校验并被丢弃。由于在数据平面中将 消息丢弃，将不转发该消息，并且将不把该消息传递至节点的控制平面。 因此，该节点将不向节点C产生确认消息，并将不使用该消息的内容来 更新其链路状态数据库。
节点C将为来自节点D的确认等待一段时间，并且当其超时时，将 把该故障通知作为消息1，重新发出,消息1，具有MAC地址[SA=C， DA=G], 其中G是控制平面多播组地址。节点C将把重新发出的故障通知消息， 1转发至节点D,节点D将把该消息和确认消息1，转发至节点C。类似 地，将由节点E和F接收、转发并确认故障通知消息l，。因此，将绕 环一路转发针对节点A的故障通知。
在反方向上，故障通知消息2将由节点E和D转发，并被节点C压 制。超时期刚一期满，节点D将重新发出故障通知消息(消息2'),消息2，将被节点C和B转发从而到达节点A。如此一来，可以利用被 环上的节点存储在转发信息库中的控制平面多播组地址G的多播转发状 态，以在绕环的两个方向上转发故障通知。可以使用RPFC来压制帧的 转发，同时可以使用确认过程来重新发出被压制的帧，以确保每个节点 接收到控制消息的副本。
由于在数据平面中执行需要结合转发控制消息实现的所有过程，因 此可以以数据平面速度将控制消息转发通过网络，而不是在每跳处在控 制平面中处理消息时等待。因此，与依赖于节点的控制平面来作出转发 判决的实现相比，使用在此所述的技术可以极大地降低传播故障通知所 花的时间。此外，由于转发控制消息仅需针对每个节点(、G)的FIB中 的单个条目(其中*是指示任意源地址的通配符)，因此该技术方案是 可扩缩的，并且不会随着网络尺寸的增加过度膨胀。
虽然图7提供了被洪泛的控制消息是故障通知的示例，但本发明不 限于这种方式。相反，可以使用此处所述的洪泛机制转发诸如链路状态 通告(LSA)之类的其他控制消息以及通常需要由在网络上执行的路由协 议交换的其他控制消息。例如，在图3所示的示例中，原始消息l可以 是链路状态通告或其他控制消息。在此处所描述的机制被用作一般的控 制消息洪泛机制的情况下，可以通过使区域边界桥(ABB)来终结寻址 至控制平面多播组地址的消息来将控制消息保持在管理域内，而对前一 节点确认接收，以防止向ABB传送副本的消息。
环网络通常是互连的。图8示出了根据本发明实施例的、将结合图 4-6说明的控制消息传播过程应用到与第二环网络拓朴相连接的环网络 拓朴。在图8所示的示例中，假定在由节点A-B-C-D-E-F-A形成的第一 环70上的节点A和F间存在故障。此外，在图8所示的示例中，网络 还包括第二环72,由节点C-G-H-I-D-C形成，在节点C和D处连接至第 一环。
节点C和D是大于双连接，因此不在数据平面中中继多播消息。仅 仅向它们的相应的控制平面发送到达控制多播通知消息。在处理以确定 通知是先前未曾见到的之后，控制平面使通知(利用控制多播组地址) 被多播至两个环，但排除在其上接收到初始通知的端口。从而，当节点 C从节点B接收到新控制消息时，节点C在处理后将其转发至节点D和 G。类似地，当节点C从节点D接收到新控制消息时，节点C将在处理后将该控制消息转发至节点B和G。其他桥接节点，节点D将在处理后 把控制消息转发至节点C、 E和I。
当节点A在至节点F的链路上检测到故障时，它将产生故障通知(消 息l),并将其传送至节点B。节点B将向节点C转发该消息，并向节点 A确认该消息，并更新其链路状态数据库。节点C将向节点D和G转发 该消息，并向节点B确认该消息，并对该消息进4亍处理以更新其4连;洛状 态数据库。由于该消息在节点G处通过了 RPFC校验，节点G将对接收 到消息作出确认。然而，由于在该示例中假定消息1在节点D处未通过 RPFC,节点D将不对接收到消息1作出确认。相应地，节点C将消息1 作为消息l，重新发出，消息l，接着绕环70的另一侧传播，以到达节 点F。
在环72上，将在节点H处压制消息1,使节点G在环72上将消息
i作为消息r重新发出。当消息r到达节点D时，由于消息r在节
点D处将不能通过RPFC,节点D将压制消息1，。
类似地，节点F将产生故障通知消息2,该故障通知消息2将沿与 消息1相反的方向绕环70、 72传递。
在另一实施例中，其中，数据平面多播被用于通过双连接节点迅速 中继控制平面通知
1 )在所有控制邻接上使用控制平面多播地址；
2) 多播通知的发起者在其发送多播通知的每个接口上运行重试计 时器。计时器刚一期满，多播通知的发起者就按照使用单播消息接发的 一般控制平面洪泛过程，通过控制平面行为在其发送多播通知的每个接 口上7于它再洪;乏。
3) 多播通知的双连接接收机将其中继至其未接收到该通知的接口 上，并且不立即作为控制平面行为将其再洪泛。它也将在其未接收到多 播通知的接口上启动重试计时器。它表现为好像它是上面步骤2)中所 述的发起者。
4) 任何接收到其之前未曾接收到过的多播通知的大于双连接节点 在所有接口(除了按照一般控制平面洪泛过程接收到它的接口)上通过 控制平面行为将其再洪泛。
图9是被配置为用于受链路状态协议控制的以太网网络中的网络元 件12的可能实现的示意表示。网络元件12包括路由系统模块80,被配置为利用诸如0SPF或IS-1S之类的链路状态路由协议与网络1 0中的 对等网桥12交换包含路由的控制消息以及其他有关网络拓朴的信息。 可以将路由系统80接收到的信息存储在链路状态数据库90中，或以其 他方式存储。如前所述，信息的交换允许网络上的网桥产生网络拓朴的 同步视图，其接着允许路由系统;溪块80计算到网络上其他节点的最短 路径。路由系统80所计算的最短路径将被编程到FIB 82中，FIB 82填 入了适当的条目，用于基于所计算的最短路径、多播树、业务工程路径 条目并基于其他条目来导引业务通过网络。
根据本发明的实施例，路由系统80可以交换与控制平面多播组地 址(G)相关的路由更新，从而允许路由系统在FIB 82中安装针对控制平 面多播组地址的转发状态。FIB中的转发状态允许网络元件12使用以上 详细论述的过程来转发诸如故障通知之类的控制消息。路由系统还可以 处理此处所述的确认，从而允许网络元件12对接收到寻址至控制平面 多^番组地址的控制消息进行响应，并且如果在计时器88期满前还未接 收到确认，允许网络元件重新发出控制消息。
网络元件12还可以包括一个或多个其他才莫块，例如反向路径转发 校正(RPFC)源校验模块84,所述反向路径转发校正(RPFC)源校验模 块84可用于处理传入帧，并在FIB 82中执行查找以确定在其上接收该 帧的端口是否与针对特定源MAC的、FIB 82中标识的端口相一致。在该 输入端口与FIB中标识的正确端口不一致的情况下，RPFC源校验才莫块可 以使消息被丢弃。在寻址至控制平面多播组地址的分组不能通过RPFC 的情况下，分组将被丢弃，并且不会被转发至控制平面，从而网络元件 12将不对控制消息进行确认。
如果帧通过了 RPFC源校验84模块，目的地查找86模块从FIB82 确定应当在其上转发该帧的一个或多个端口。如果FIB不具有针对VID 的条目，将丢弃该帧。如果消息寻址至控制平面多播组地址，FIB中的 转发状态将把该帧导引至正确的输出端口以及控制平面。接着，控制平 面将通过产生寻址至位于与接收到该消息的端口相连接的链路上的上 游节点的单播消息，对接收进行确认。如果节点是双连接的，FIB将包 含数据平面条目，以通过包含NNI的端口向下游节点转发控制消息，并 将控制消息中继至控制平面。然而，如果节点是大于双连接的，FIB将 包含把控制消息中继至控制平面而不是转发该消息的引用。 一旦控制平
16面已经处理了该消息，接着，控制平面就可以将控制消息沿着为了在网 络上分发控制消息而建立的多播树向前转发。如此一来，双连接的网络 上的节点就可以迅速地转发控制帧，以加速控制信息在网络上的分发， 同时允许大于双连接的节点使用它们的控制平面来控制在受链路状态 协议控制的网络上分发控制消息。
还应当理解的是，正如所属领域技术人员将理解的那样，所述模块 仅仅用于说明的目的，并且可以通过合并或分布功能在网桥节点的模块 间来执行所述模块。
上述功能可以作为存储在计算机可读存储器中并在计算机平台上 的一个或多个处理器上执行的一组程序指令来执行。然而，对于所属技
术领域人员而言显而易见，可以用分立部件、诸如专用集成电路(ASIC) 之类的集成电路、与诸如现场可编程门阵列(FPGA)或樣i处理器之类的 可编程逻辑设备结合使用的可编程逻辑、状态机、或包括其任意组合的 任意其他设备来实现此处所述的所有逻辑。可编程逻辑可以临时或永久 性地固定在诸如只读存储芯片、计算机存储器、盘、或其他存储介质等 有形介质中。所有这些实施例均意在落入本发明的范围内。
应当理解的是，可以在本发明的精神和范围内对附图中示出的和说 明书中描述的实施例进行各种修改和改进。相应地，旨在以说明性的而 不是限制性的意义理解上述说明中包含的以及附图中示出的所有内容。
权利要求
1.一种用于在具有数据平面多播能力的受链路状态协议控制的网络中使能够快速故障通知的方法，所述方法包括以下步骤由运行于受链路状态协议控制的网络中的第一节点发出包含表示局部拓扑改变的控制消息的帧，所述帧被寻址至控制平面特定多播组地址；由运行于受链路状态协议控制的网络中的第二节点接收来自第一节点的包含控制消息的帧，所述帧被寻址至控制平面多播组地址；以及由所述第二节点根据存储在第二节点上转发信息库中的转发状态，向受链路状态协议控制的网络中的多个下游节点转发所述帧。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制消息是链路状态 路由协议控制消息。
3. 根据权利要求1所述的方法，还包括步骤由第二节点对所述 帧执行反向路径转发检验，以确定该帧是否到达用于该帧的源的第二节 点处的预期端口 。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，仅当所述帧通过反向路径 转发检验时，才执行转发的步骤。
5. 根据权利要求3所述的方法，还包括步骤如果在所述第二节 点上所述帧通过反向路径转发检验，则由第二节点向第 一 节点确认所述 帧。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中，仅当所述第二节点双连接 在第一节点和第三节点之间时，才执行向第一节点确认所述帧的步骤。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述受链路状态协议控制 的网络是受链路状态协议控制的以太网网络。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述控制平面多播组地址 是源特定多播地址。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中，对将所述帧被转发至的多 个下游节点的选择是通过以消息发起者为根的最短路径树确定的。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制平面多播组地址 是所有节点公共的、并为控制消息交换分配的多播地址(*， G)。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中，对将所述帧被转发至的多 个下游节点的选择是通过以下步骤确定的仅在第二节点是双连接在第一节点和第三节点之间的情况下，转发所述帧；以及仅由第二节点向第三节点转发所述帧，从所述第三节点没有接收到所述帧。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤等待来自至少一个下游节点的对所述帧的确认；如果从该下游节点没有接收到确认，则推断所述帧在特定下游节点 处未通过反向路径转发检-睑；以及将包含所述控制消息的帧作为重新发出的控制消息来重新发出，并 向未确认接收到控制消息的下游节点传送该帧，所述重新发出的控制消 息具有与原控制消息相同的格式，但以标识重新发出所述控制消息的节 点的新的源MAC地址作为重新发出的控制消息的源。
全文摘要
利用受链路状态协议控制的网络的多播能力加速拓扑改变通知在网络部分内的洪泛通告。该洪泛机制在具有大量双连接节点的网络(如环网络架构)中尤其有效。当洪泛拓扑改变通知时使用控制平面特定多播组地址，并且将诸如反向路径校验之类的过程用作对通知转发的附加控制，以防止控制平面分组的循环。双连接节点向它们的FIB中插入转发条目，从而使包括控制消息的帧能够经由数据平面被转发至下行节点，使得控制消息沿双连接节点链的传播可以以数据平面的速度发生。
文档编号H04L12/40GK101682552SQ200880020823
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月18日
发明者D·艾伦, M·贝茨, N·布拉格, P·昂贝哈根, P·阿什伍德史密斯 申请人:北方电讯网络有限公司