[发明专利]建立标签交换路径的方法、系统及网络节点

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种建立标签交换路径的方法、系统及网络节点。 

背景技术

多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)属于第三代网络架构，是新一代的IP高速骨干网络交换标准，由因特网工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)提出。MPLS集成了IP路由技术和2层交换，在面向无连接的IP网络中增加了MPLS的面向连接的属性，将面向无连接的IP业务移植到面向连接的标签交换业务之上，实现路由选择层面与数据转发层面分离。 

MPLS网络中，在入口标签交换路由器(LSR，Label Switch Router)处，将进入网络的分组按照不同转发要求划分成转发等价类(FEC，Forward Equivalence Class)，并将每个特定FEC映射到下一跳，即进入网络的每一特定分组都被指定到某个特定的FEC中。每一特定FEC都被编码为一个短而定长的值，称为标签，将标签加在分组前成为标签分组，再转发到下一跳。在后续的每一跳上，不再需要分析分组头，而是用标签作为指针，指向下一跳的输出端口和一个新的标签，标签分组用新标签替代旧标签后经指定的输出端口转发。在出口LSR上，去除标签使用IP路由机制将分组向目的地转发。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一跳都分析IP报文头，节约了处理时间。 

MPLS标签转发路径的建立，即通过标签分配协议将标签与FEC进行绑定。目前有多种标签分配协议，其中标签分发协议(LDP，Label Distribution Protocol)是专门为标签发布而制定的协议。LDP是LSR之间协商标签含义的过程。通过LDP协议，LSR可以把网络层的路由信息直接映射到数据链路层的交换路径上，进而建立起网络层上的标签交换路径(LSP，Label Switch Path)。LSR之间将依据本地转发表中对应于一个特定FEC的入标签、下一跳节点、出标签等信息连接在一起，LSP既可以建立在两个相邻的LSR之间，也可以终止于网络出口节点，从而在网络中所有中间节点上都使用标签交换，形成跨越整个MPLS域的LSP。 

LDP建立标签交换路径依赖于现有的路由协议，即LDP和传统路由协议(如OSPF、ISIS等)一起，在各个LSR中为有业务需求的FEC建立路由表和标签映射表。主要依据路由表， 根据路由表中的信息向LSR发送标签请求(Label Request)或标签映射(Label Mapping)消息。 

由前所述，LDP建立LSP将依据路由协议发现的路由，只要存在路由，LDP就会向对应的邻居发送hello消息建立邻接关系进而建立LDP会话，建立对等体关系。当路由表中存在等值路由时，LDP将为同一FEC的数据流建立等值路径。等值多路径路由(ECMP，Equal-Cost MultiPath Routing)，是指到达同一目的地有多条路由存在，且每条路由的度量值和优先级相等，数据包在等值路由的转发一般根据本地策略应用不同ECMP算法，使数据包分别通过不同的路径到达目的地，各条路径在互为备份的同时实现了负载分担。 

本发明的发明人发现：等值路径的存在虽然在一定程度上增加了用户的使用带宽、故障切换灵活性以及链路的负载均衡能力，但也为MPLS网络，特别是面向传输型的MPLS网络带来了一些负面的影响： 

等值路径的存在增加了节点设备对IP/MPLS报头的处理要求。由于度量值和优先级都相等，数据包对于等值路径的选取根据本地策略，大多通过根据IP/MPLS报头的信息应用不同的ECMP算法，选取其中的一条路径进行转发。由此增加了设备对数据包的处理开销，提高了对数据包的处理要求。 

等值路径的存在可能使同一数据流的报文到达目的时出现乱序。面对等值路径，数据包选取其中的一条路径进行转发，而每条路径转发数据包时可能出现的网络延时不同的，因此可能导致到达目的地时数据包出现乱序，这对于某些特殊要求的服务是不能接受的。 

由于当前负载分担算法的缺陷，ECMP的存在使部分链路出现了拥塞或软瘫痪。当前的负载分担算法实现效果不理想，致使其中的部分个别链路出现拥塞或软瘫痪，而网管系统可能并没有意识到，从而造成链路的使用效率低下。