[发明专利]用于网络可达性检测的系统和方法

说明书

背景技术

虚拟专用网(Virtual Private Networks，VPN)正成为一种互连公共实体的多个远端站点的越来越流行的机制，所述实体例如是公司、大学、政府机构或其他企业。VPN通过提供消息传递、安全保障和节点寻址允许远端站点互连，好像它们在同一地点工作。这种VPN互连企业的多个子网或局域网(Local Area Networks，LAN)，所述企业例如是公司、大学或经销商。子网又经诸如因特网、企业内部网、VPN等私有或公共接入网彼此之间相互连接。

这种子网互连通常被称为核心网，它包括具有高速骨干路由器和干线的服务供应商。每个子网和核心网具有称为边缘路由器的接入点，通过所述接入点，业务量从网络流进流出。核心网具有由被称为供应商边缘(PE)路由器的节点控制的出入点，而子网具有称为客户边缘(CE)路由器的出入点，关于虚拟专用网(VPN)的进一步讨论参见因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)RFC 2547bis。

因此，VPN的子网之间的互连通常包括一个或多个核心网。每个核心网通常是一个或多个自治系统(AS)，这意味着它在其中包含的节点(路由器)之间使用并执行共同的路由策略。从而，核心网的节点常常使用可用于为大容量传输提供基于路径的路由的协议，这意味着该协议不单指定目的地(如TCP/IP中)。所以，该协议不像TCP/IP中那样仅指定目的地，而是实施寻址策略，该策略允许端点有唯一标识，还允许对穿过核心网的特定路由路径的说明。因特网工程任务组(Internet Engineering TaskForce，IETF)RFC 303 1中定义的多协议标签交换(MPLS)就是这样一个协议。MPLS是一种将ATM网络的基于标签的转发与IP网络的基于包的转发相结合，然后在此基础上建立应用的协议。

传统的MPLS和更近期的广义MPLS(G-MPLS)网络扩展了IP协议族来加速传统IP路由器特别是在服务供应商(相对于终端用户连接或分接)使用的核心网中使用的转发方案。到目前为止，路由器使用复杂费时的路由查找和地址匹配方案，主要通过检查包头的目标地址来为接收的数据包确定下一跳。MPLS通过将转发决定建立在一个简单标签的基础上，大大简化了这一操作。MPLS的另一个主要特征是它将IP流量放在穿过网络的一条特别定义的路径上的能力。这种路径指定能力传统的IP流量通常不具备。这样，MPLS为特定用户应用(或数据流)提供了带宽保证以及其他的区别服务特征。为了提供诸如有带宽保障的业务、基于优先权的带宽分配和预占业务之类的高级业务，目前出现了基于IP的MPLS网络。

对每个特定业务，建立用于转发等价类(forwarding equivalenceclass，FEC)的表来代表具有相同流量工程需求的一组数据流。接着为每个FEC绑定一个特殊标签。在MPLS网络的入口处，检查进入的IP包并由标签边缘路由器(LER)分配“标签”。然后沿LSP转发贴有标签的数据包，LSP中每个标签交换路由器(LSR)根据数据包的标签域作出交换决定。这些LSR避免了检查数据包的IP首部以寻找输出端口(下一跳)。LSR仅仅去掉现有标签并为下一跳应用新的标签。标签信息库(LIB)提供外出标签(被插入数据包)和外出接口(根据进入接口处的进入标签)。

因此，MPLS使用称为标签转换(或调换、弹出)的技术作为在网络中传输数据的方法。MPLS网络内部负责标签处理的路由器称为标签交换路由器(LSR)，数据所跟随的路径称为标签交换路径(LSP)。例如从CE路由器经PE路由器进入MPLS网络后，在每个数据包前面插入MPLS专用的首部来对数据包实际上进行重新封装。MPLS首部包含一个或多个标签堆栈，其中的标签唯一地标识任意两个LSR之间的交换路径。该标签告诉相邻的交换节点怎样处理和转发数据。每个数据包被节点接收时，该节点可以在继续转发该数据包之前将新标签压入数据包的堆栈、从堆栈中弹出一个标签，或将一个或多个标签与新的标签调换。数据包穿过网络的路径由它的最初标签定义。因此，标签的后续映射在每个节点处保持一致，以便在MPLS网络的进出口之间形成完整的标签交换路径。