[发明专利]转发报文的方法、控制器、转发设备和网络系统

说明书

一种网络系统，包括至少一个控制器和多个转发设备，该转发设备组成多个虚拟网络拓扑，该控制器，用于为该多个虚拟网络拓扑中的每个虚拟网络拓扑分配全局标签，并将该全局标签与该虚拟网络拓扑的绑定关系发送给该转发设备；其中该控制器分配给该虚拟网络拓扑中的不同虚拟网络拓扑的全局标签不同；该转发设备，用于接收该绑定关系，根据该绑定关系生成包括该全局标签与虚拟网络拓扑转发表映射关系的标签转发表项；当该转发设备收到的报文中携带有全局标签时，该转发设备根据该全局标签查找到该全局标签对应的虚拟网络拓扑的转发表，确定通过该虚拟网络拓扑的转发表转发该报文。

技术领域

本发明涉及一种转发报文的方法、控制器、转发设备和系统。

背景技术

最大冗余树(Maximally Redundant Trees，MRT)的原理：在基于最短路径优先(Shortest Path First，SPF)拓扑进行逐跳(hop-by-hop)转发的网络中，如图1A所示，假定某个网络中包括节点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、R等，针对某个公共的根Root节点(比如图1A中的节点H)，可以计算出两个不相交的冗余树(如图1B中的拓扑和图1C中的拓扑)，图1B中的冗余树和图1C中的冗余树都包含所有节点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、R，且具有相同的Root节点H，但是有向链路link不重合。

以节点A、B、C、D组成的网络为例，通过MRT可以计算出三个拓扑：

缺省拓扑(参考图2A)：节点A-＞节点B-＞节点C和节点A-＞节点D-＞节点C；

第一拓扑(参考图2B)：节点A-＞节点B-＞节点C-＞节点D-＞节点A；

第二拓扑(参考图2C)：节点A-＞节点D-＞节点C-＞节点B-＞节点A。

对于缺省拓扑中的路由，可以通过第一拓扑或第二拓扑中的备份路由来保护。如图2D中缺省拓扑中的路由被MRT计算得到的图2C所示的第二拓扑保护，当从节点B到节点C的有向链路发生故障的时候，流量会切换到第二拓扑中的节点B到节点A的有向链路，再经由节点D到达目的节点C。

在MRT FRR(MRT Fast ReRoute，MRT快速重路由)中有两种转发机制，一种是通过标签分发协议(Label Distribution Protocol，LDP)多拓扑转发，也就是在第一拓扑和第二拓扑中为路由同样分发标签，通过多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)标签实现在不同的拓扑中转发；一种是通过网络协议(Internet Protocol，IP)隧道转发，这种方法不使用MPLS技术，通过在第一拓扑或第二拓扑中的IP隧道到达目的地址。

发明人在研究过程中发现，MRT FRR中采用的转发机制存在如下问题：

通过IP隧道转发需要预先进行多拓扑地址的规划，并且在网络中建立和维护大量的IP隧道，使得网络的管理和维护变得复杂。

使用LDP MT(LDP Multi-Topology，LDP多拓扑)来支持MRT FRR转发也存在挑战：1.基于LDP MT支持MRT FRR对于同一个前缀，需要在三个拓扑中分别分配标签，需要使用大量的标签。对于纯IP网络，需要增量部署LDP MT来支持MRT FRR。Internet骨干网的路由前缀数量可以达到40-50万的规模，如果完全采用LDP MT，标签的使用数量会超过2²⁰，也就是说现有的标签空间(使用20bit来表示标签)可能无法满足应用的需求。2.对于纯IP网络，为了网络的运维简单，运营商不希望再引入新的MPLS协议(如LDP)，这样也会使得基于LDP MT的MRT FRR难以得到实际的部署。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种转发报文的方法、设备和网络系统，以改善MRTFRR的维护效率。