扩展远程lfa快速重新路由的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及网络路由选择领域。具体而言，实施例涉及用于有效增大能 够找到备份无环路备选(LFA)路径的情形的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 通过使用由因特网的节点执行的发现和路由选择协议，使得节点能够使用在节点 之间交换的拓扑信息，确定从任何数据业务来源到任何数据业务目的地的最佳和无环路路 由，能够路因特网路由因特网协议(IP)分组。网络中的每个节点利用通过发现协议确定的 拓扑构建跨网络一致的转发表。到达这些路由和转发表的过程能够称为"收敛"。网络拓扑 中有更改时，重新计算路由和转发表。然而，重新计算这些路由和表格会占用时间（即，长收 敛时间），在这些时间期内，可阻塞或丢失一些业务。
[0003]IP和多协议标签交换(MPLS)快速重新路由（IPFRR)技术通过提供在网络故障发生 使用时的备份路径，以路由选择协议的长收敛解决了该问题。由于用于诸如视频、话音和电 视等实时服务的IP传输的增大使用和预期全部无中断工作的增大数量的web服务，这些技 术是重要的。
[0004]诸如开放式最短路径优先(0SPF)/中间系统到中间系统（IS-IS)/链路发现协议 (LDP)无环路备选(LFA)、最大冗余树(MRT)、边界网关协议(BGP)快速重新路由（FRR)等现有 技术中使用的标准方案是使用路由选择/信令协议收集网络信息，并且基于该信息，计算为 相邻链路或节点的故障做好准备所需的备份路径，并且随后为转发平面预配那些备份路 径。转发平面因而能够在故障事件发生时做出反应，从主要路径交换到备份路径而不等待 路由选择协议收集更新的网络信息和进行收敛。
【发明内容】
[0005]-种方法由网络元件实现，以便响应使得到目的地的主要路径无效的网络事件， 为要利用的快速重新路由过程确定备份路径。方法识别具有其中不能为本地修复点(PLR) 找到满足LFA条件的路径的到网络中目的地节点的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个 中间节点。方法能够包括使用普通拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径， 并且使用单位成本拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径。选择网络中无从 PLR的计算的备份路径的下一目的地节点D。随后，为目的地节点D确定主要路径下一跳节点 F。检查是否存在从PLR到目的地节点D的LFA路径或远程LFA(RLFA)路径，其中，备份LFA路 径或RLFA路径未经过在使用普通拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F。检查 是否存在从PLR到目的地节点D的远程RLFA路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经过在使 用单位成本拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F。确定未经过主要下一跳节 点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，并且将最短路径上的该中间节点选择为用 于对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
[0006]本文介绍了一种用于响应使得到目的地的主要路径无效的网络事件，为要利用的 快速重新路由过程确定备份路径的网络元件。方法识别具有其中不能为本地修复点(PLR) 找到满足LFA条件的路径的到网络中目的地节点的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个 中间节点。网络元件包括至少一个转发元件，以在网络事件前沿主要路径转发数据业务，并 且在网络事件后沿备份LFA路径转发数据业务。网络元件也包括耦合到该至少一个转发元 件的网络处理器。网络处理器配置成执行主要路径计算模块和备份路径计算模块。主要路 径计算模块配置成使用普通拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径。备份路 径计算模块配置成使用单位成本拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径，选 择网络中无从PLR的计算的备份路径的下一目的地节点D，为目的地节点D确定主要路径下 一跳节点F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的LFA路径或远程LFA(RLFA)路径，其中，备 份LFA路径或RLFA路径未经过在使用普通拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点 F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的远程RLFA路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经 过在使用单位成本拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F，确定未经过主要下 一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，以及将最短路径上的中间节点选择 为用于对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
[0007]本文介绍了一种用于拆分式体系结构网络的控制器，拆分式体系结构网络配置用 于响应使得到目的地节点的主要路径无效的网络事件，为要利用的快速重新路由过程确定 备份路径。方法识别具有其中不能为本地修复点(PLR)找到满足LFA条件的路径的到目的地 的备份无环路备选(LFA)路径的至少一个中间节点。控制器包括流控制器，以配置PLR在网 络事件前沿主要路径，并且在网络事件后沿备份LFA路径转发数据业务。控制器也包括耦合 到流控制器的处理器。处理器配置成执行主要路径计算模块和备份路径计算模块。主要路 径计算模块配置成使用普通拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径。备份路 径计算模块配置成使用单位成本拓扑，计算网络中从PLR到每个目的地节点的最短路径，选 择网络中无从PLR的计算的备份路径的下一目的地节点D，为目的地节点D确定主要路径下 一跳节点F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的LFA路径或远程LFA(RLFA)路径，其中，备 份LFA路径或RLFA路径未经过在使用普通拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点 F，检查是否存在从PLR到目的地节点D的远程RLFA路径，其中，备份LFA路径或RLFA路径未经 过在使用单位成本拓扑的计算的最短路径中的主要路径下一跳节点F，确定未经过主要下 一跳节点F并且满足LFA条件的最短路径上的中间节点，以及将最短路径上的中间节点选择 为用于对目的地节点D的数据业务的中间目的地。
【附图说明】
[0008]本发明通过示例方式而不是限制的方式在附图的图形中示出，图中相似的标号表 示类似的元件。应注意的是，在本公开内容中对"一"或"一个"实施例的不同引用不一定是 指相同的实施例，并且此类引用是指至少一个。此外，在结合实某个实施例描述某个特定特 征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例来实现此类特征、结构或特性 是在本领域技术人员的认知之内。
[0009]图1是标准无环路备选(LFA)备份路径计算失败的情况下，网络拓扑的一个实施例 的图形。
[0010]图2是标准LFA备份路径和远程LFA(RLFA)计算失败的情况下，网络拓扑的一个实 施例的图形。
[0011]图3A是过程的一个实施例的流程图，该过程识别能够到达有备份LFA路径的目的 地节点的中间节点。
[0012]图3B是识别用于节点保护的备份LFA路径的过程的一个实施例的流程图。
[0013]图3C是识别用于链路保护的备份LFA路径的过程的一个实施例的流程图。
[0014]图4是经中间节点的识别，图示备份LFA路径的识别的网络拓扑的一个实施例的图 形。
[0015]图5A和5B是在备份LFA路径计算中识别多个中间节点的情况下，网络拓扑的一个 实施例的图形。
[0016]图6是实现备份LFA路径计算过程的网络元件的一个实施例的图形。
[0017]图7是过程的拆分式体系结构实现的一个实施例的图形。
【具体实施方式】
[0018]在下面的描述中，陈述了许多特定细节。然而，要理解的是，实践本发明的实施例 可无需这些特定细节。在其它情况下，公知的电路、结构和技术未详细显示以免混淆对此描 述的理解。其它情况下，控制结构、门级电路和全软件指令序列未详细示出以免混淆本发 明。通过包括的描述，本领域技术人员将能够在不进行不当实验的情况下实现适当的功能 性。
[0019]在下面的说明和权利要求中，可使用术语"親合"和"连接"及其衍生词。应理解，这 些术语无意做为彼此的同义词。"親合"用于指示可相互直接物理或电接触或不直接物理或 电接触的两个或更多个元件相互协作或交互。"连接"用于指示在相互耦合的两个或更多个 元件之间通信的建立。
[0020] 为便于理解实施例，虚线在图中用于表示某些项目的可选性质(例如，本发明的给 定实施例不支持的特征;给定实施例支持但在一些情况下使用并且在其它情况下不使用的 特征）。
[0021] 图中所示技术能使用在一个或更多个电子装置上存储和执行的代码和数据实现。 电子装置(例如，终端站、网络装置)使用机器可读介质存储和传送(在内部和/或通过网络 与其它电子装置)代码（由软件和指令组成)和数据，如非暂时性有形机器可读介质（例如， 机器可读存储介质，如磁盘、光盘、只读存储器、闪存存储器装置、相变存储器)和暂时性机 器可读传送介质(例如，电气、光学、声学或其它形式传播信号-如载波、红外信号）。另外， 此类电子装置包括诸如耦合到一个或更多个其它组件的一个或更多个处理器的集等硬件， 其它组件包括诸如一个或更多个非暂时性机器可读介质（以存储代码和/或数据）、用户输 入/输出装置(例如，键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接（以使用传播信号传送代码和/ 或数据）。在本文中使用时"集"指任何正整数数量的项目。处理器的集与其它组件的耦合一 般情况下是通过一个或更多个总线和桥接器(也称为总线控制器）。因此，给定电子装置的 非暂时性机器可读介质一般情况下存储指令以便在该电子装置的一个或更多个处理器上 执行。本发明的实施例的一个或更多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实 现。
[0022] 在本文中使用时，网络装置(例如，路由器、交换器、桥接器)是一件连网设备，包括 硬件和软件，其在通信上与网络上的其它设备(例如，其它网络元件、计算机终端站)互连。 一些网络装置是"多服务网络装置"，其为多个联网功能(例如，路由选择、桥接、交换、第2层 聚合、会话边界控制、服务质量和/或订户管理）提供支持和/或为多个应用服务(例如，数 据、话音和视频)提供支持。订户终端站(例如，服务器、工作站、膝上型计算机、上网本、掌上 型计算机、移动电话、智能电话、多介质电话、因特网协议话音(VOIP)电话、用户设备、终端 便携式介质播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒（STB))访问通过因特网提供的内容/服务 和/或在因特网上重叠（例如，隧穿）的虚拟专用网（VPN)上提供的内容/服务。内容和/或服 务一般由属于参与对等服务的服务或内容提供商或终端站的一个或更多个终端站(例如， 服务器终端站)提供，并且可例如包括公共网页（例如，免费内容、店面、搜索服务）、私人网 页(例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问网页)和/或通过VPN的企业网络等。一般情 况下，订户终端站耦合(例如，通过耦合到接入网络（以有线或无线方式）的客户场所设备） 到边缘网络装置，所述边缘网络切点耦合(例如通过到其它边缘网络装置的一个或更多个 核心网络装置)到其它终端站(例如，服务器终端站）。
[0023]下面描述的本发明的实施例提供结合快速重新路由使用的方法和设备，以便实现 用于数据网络中通信的因特网协议（IP)和多协议标签交换(MPLS)、介质接入控制(MAC)路 由或其它寻址方案。方法和设备支持保持用于到所有目的地节点的主要和备份路径的转发 路径或下一跳的控制平面。这些快速重新路由技术尝试解决IP或MPLS网络中的单链路或节 点故障，以便故障转移不涉及控制平面交互，即，故障转移机制预编程。每个节点能够检测 其相邻节点或与数据平面上相邻节点的链路的故障。在发生本文中称为网络事件的此类故 障的情况下，节点交换到使用预编程的备份路径。
[0024] 快速重新路由（FRR)技术包括有时简称为LFA和远程LFA(RLFA)的无环路备选 (LFA)备份路径和远程备份LFA路径的计算，它们是用于基于诸如开放式最短路径优先 (0SPF)和中间系统到中间系统（ISIS)协议等内部网关协议（IGP)，提供因特网协议快速重 新路由（IPFRR)的技术。在网络元件内运行的IGP构建数据库（例如，路由选择信息库 (RIB))，数据库跟