[发明专利]用于在路由网络中计算备选多播/广播路径的方法和设备

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年11月2日提交的名称为“Broadcast/MulticastProtection Using Link State Topology in a Bridged Network”的美国临时申请60/856092的权益，该申请的内容特此通过引用结合于本文中。

发明背景

技术领域

本发明涉及通信网络，并且更具体地说，涉及用于在路由网络中计算备选多播/广播路径的方法和设备。

背景技术

数据通信网络可包括相互耦合并配置成相互传递数据的各种计算机、服务器、节点、路由器、交换机、桥接器、集线器、代理和其它网络装置。这些装置在本文中将称为“网元”。通过利用装置之间的一条或多条通信链路在网元之间传递诸如因特网协议(IP)分组、以太网帧、数据单元、段或数据比特/字节的其它逻辑关联等协议数据单元(PDU)，从而通过数据通信网络传递数据。特定的协议数据单元可由多个网元处理，并在它通过网络在其源与其目的地之间传播时跨过多条通信链路。

通信网络中上的各种网元使用在本文中称为协议的预定的规则集相互通信。不同的协议用于控制通信的不同方面，如信号应如何形成以便在网元之间传输、协议数据单元看起来应如何的各种方面、协议数据单元应如何由网元处理或通过网络路由，以及诸如路由信息等信息应如何在网元之间交换。

网络路由协议有几个不同的类型，其中一类通常称为链路状态路由协议。链路状态路将成本量度分配给网络上的每个链路，并且路由器通过使用链路状态通告来通告链路和成本。路由器收集链路状态通告，并构建包含与网络上链路相关联的信息的链路状态数据库。此网络视图使得路由器能够计算通过网络到达预期目的地的最低成本路径。这些计算事先执行，并随后编程到网元的数据平面中。在操作中，在PDU到达时，数据平面将自动在最低成本路径上将PDU向其预期目的地转发。以此方式操作的路由协议的几个示例包括中间系统到中间系统(IS-IS)、开放式最短路径优先(OSPF)，但其它链路状态路由协议存在并且也可被开发。

诸如链路故障和节点故障等网络故障可在通信网络中发生。故障发生时，预期要流过故障的业务必须绕过故障而路由，使得它能够穿过网络。多年来，设计了处理网络故障的许多不同方式。对于特殊类型的业务，通常认为主要路径上发生故障50毫秒内使得业务能够切换到备选路径是符合需要或必须的，这样，网络正在承载的实时业务不受故障影响。虽然通常使用物理层保护切换，如通过使用SONET设备将业务切换到保护路径，此操作可能实现，但能够在路由层提供此类型的保护将是有利的。

在实现链路状态路由协议的网络中发生故障时，本地路由器将可能是在抑制延迟(hold-down delay)后，通过生成并大量发出新路由更新到网络中的其它路由器，对故障做出反应。在收到路由更新时，网络中的所有路由器将基于新网络拓扑重新计算通过网络的路由。这些路由器随后将修订的转发表加载到转发硬件中。此过程完成所需的收敛时间可能持续几秒钟。因此，使用链路状态路由协议以通过其本身提供50毫秒以内的故障恢复通常是不成立的。

一种较新的提供到备选路径的快速故障转移的方式是通过使用预先计算的备选路径。例如，在路由器最初计算到目的地的路径时，路由器也可假设在其主要路径上发生故障，并同时计算到目的地的备选路径。随后，可将备选路径编程到网元的数据平面中，这样，在主要路径上发生故障时，可暂时使用备选路径转发业务，同时计算新的主要路径。

图1示出包括由链路14互连的六个节点12的网络10的简化示例。在此图中的链路成本将假设为对称的，并且在链路上示为数值。在实际实现中，网络可大得多，并且包括更大数量的节点。在此示例中，业务从R1流到R6。最初，从R1到R6的最短路径将通过节点R2和R3，因为此路径具有的成本是4。

图2示出图1的网络，其中，在R2与R3的链路上已有故障。虽然R2将检测到故障，但R1不会知道故障并继续发送业务到R2以便转发到R6。为允许R2继续转发业务到R6，R2将预先计算通过网络的备选路径，并且将该备选路径编程到其数据平面中。例如，在图2所示的示例中，预先计算的备选路径可以是将数据传送到R4，随后，R4可通过其自己的最短路径将数据传送到目的地(R6)。