[发明专利]一种多协议标签交换流量工程流量切换的方法、设备及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络路由及切换技术，特别涉及一种多协议标签交换流量工程(MPLS TE，Multi-protocol label switch Traffic Engineered Tunnel)流量切换的方法、设备及系统。

背景技术

近年来，因特网(Internet)的网络和业务增长十分迅猛，为因特网服务提供商(ISP，Internet Service Provider)带来了巨大的商机，同时也对骨干网络提出了更高的要求，为了解决日益增长的大型网络所面临的一系列问题，提出了MPLS技术。

作为下一代网络的关键技术，MPLS是一种隧道技术，是一种将标签交换转发和网络层路由技术集于一体的路由与交换技术，可以在一定程度上保证信息传输的安全性。在MPLS网络中使用标签交换来转发数据包，可以对网络的路由进行灵活控制，它在流量工程、虚拟个人网(VPN，Virtual PrivateNetwork)、服务质量(QoS)等方面也广泛应用。数据包在MPLS网络中转发的路径称为标签交换路径(LSP Label Switching Path)。

在MPLS体系结构中，控制平面(Control Plane)采用无连接方式，利用现有的因特网协议(IP，Internet Protocol)网络实现，转发平面(ForwardingPlane)，即数据平面(Data Plane)采用面向连接方式，可以使用帧中继，异步传输模式(ATM，Asynchronous Transfer Mode)等二层网络。MPLS使用短而定长的标签(Label)来封装分组，在数据平面实现快速转发，在控制平面，MPLS拥有IP网络强大灵活的路由功能，满足各种新应用对网络的要求。

由于MPLS技术具有一些不同于内部网关协议(IGP，Interior GatewayProtocol)的特性，而这些特性是实现流量工程(TE，Traffic Engineer)所需要的，例如，MPLS支持显式标签交换路径路由，而LSP较传统的IP分组转发更便于管理和维护；基于约束的路由(Constraint-based Routing)的标签分配协议(LDP，Label Distribution Protocol)可以实现流量工程的各种策略；基于MPLS的流量工程的设备开销较其它实现方式更低。因此，大量应用在流量工程。在IP网络中，MPLS TE技术成为一种主要的管理网络流量、减少拥塞、保证IP网络服务质量(Qos，Quality of Service)的技术，通过建立到达指定路径的LSP隧道进行资源预留，使网络流量绕开拥塞节点，达到平衡网络流量的目的；在资源紧张的情况下，MPLS TE通过抢占低优先级LSP隧道带宽资源，满足大带宽LSP隧道或重要业务的需求；同时，当LSP隧道故障或网络的某一节点发生拥塞时，MPLS TE可以通过快速重路由(FRR，Fast ReRoute)和备份路径，提供保护。

使用MPLS TE技术，网络管理员只需要建立一些LSP隧道和旁路拥塞节点，就可以消除网络拥塞。随着LSP隧道数量的增长，还可以使用专门的离线工具进行流量分析。关于MPLS TE的详细介绍，可参考基于MPLS的流量工程要求2702(RFC2702，Requirements for Traffic Engineering OverMPLS)。

在MPLS TE中，基于一定约束条件建立的LSP称为基于约束的路由LSP(CR-LSP，Constraint-based Routing LSP)，与普通LSP不同的是，CR-LSP的建立不仅依赖路由信息，还需要满足其他一些条件，比如指定的带宽、选定的路径或QoS参数。在网络运行中，用户如果修改MPLS TE的隧道配置或者在FRR切换时或者主LSP出现故障时，都会发生流量切换，因此，需要在同一条隧道下建立对当前主LSP的备份LSP，用于当入节点感知到主LSP不可用时，将流量切换到备份LSP上，当主LSP恢复后再将流量切换回来，以实现对主LSP的备份保护。

现有技术中的备份方式有两种：热备份(HSB，Hot-Standby)和普通备份。

在创建主CR-LSP后随即创建备份CR-LSP，当主CR-LSP失效时，通过MPLS TE直接将业务切换至备份CR-LSP，这样的备份方式称为热备份。

在主CR-LSP失效后创建备份CR-LSP的方式通称为普通备份。