用上游激活分組增強pim快速重新路由的制作方法
【專利說明】用上游激活分組增強PIM快速重新路由
[0001]相關申請的交叉引用
本申請涉及名稱為"ENHANCEMENTS TO PIM FAST RE-ROUTE WITH DOWNSTREAMNOTIFICAT1N PACKETS"(代理人記錄號N0.4906P36947US1)的申請和名稱為"INCREASING FAILURE COVERAGE OF MOFRR WITH DATA PLANE NOTIFICAT1NS〃(代理人記錄號N0.4906P36756US1)的申請，二者都是在2012年6月I日提交的。
技術領域
[0002]本發(fā)明的實施例涉及網(wǎng)絡操作的領域；并且更確切地說，涉及多播通信網(wǎng)絡中的路由操作。
【背景技術】
[0003]協(xié)議無關多播稀疏模式(PM-SM)(見2006年8月的IETF RFC4601)是用于因特網(wǎng)協(xié)議(IP)多播通信網(wǎng)絡中構造和維護多播樹的眾所周知的并且普遍采用的協(xié)議。為了向多播通信網(wǎng)絡的接收方節(jié)點(下文也稱為“目的地”)分布多播內(nèi)容，PM-SM使用單個多播樹。單個多播樹在網(wǎng)絡故障的情況下缺乏用于重新路由多播業(yè)務的冗余。
[0004]PM-SM現(xiàn)今普遍用于構造實時業(yè)務的多播路徑(例如對于因特網(wǎng)協(xié)議TV(IPTV))。然而，因為PIM-SM強烈依賴于單播路由，因此在網(wǎng)絡故障的情況下，多播恢復需要等待，直到單播路由已經(jīng)恢復。因此，對于PM-SM的故障反應比較慢，并且因此對于實時應用是嚴重缺陷。為了克服這個缺陷，2010年I月的IETF RFC5714提出了因特網(wǎng)協(xié)議(IP)快速重新路由機制，其使用次級路徑用于網(wǎng)絡節(jié)點的入局多播流，由此如果網(wǎng)絡節(jié)點丟失了其與其初級上游鄰居節(jié)點的連接，則提供立即備選路徑。然而，所提出的方法未提供有效的故障檢測技術，并且未處置所有可能的故障情形。而且，所提出的方法是“活動-活動(live-live)”保護技術，這意味著，“次級”業(yè)務總是存在，甚至在無故障情形下。這個次級業(yè)務可引起多播網(wǎng)絡中的顯著額外載荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]上游激活機制提供了多播通信網(wǎng)絡中基于PM-SM的快速重新路由的增強，其中次級路徑對多播樹提供冗余并且當網(wǎng)絡中沒有故障時處于備用以減少帶寬使用。在一個實施例中，網(wǎng)絡節(jié)點在接收到丟失到多播樹網(wǎng)絡的初級路徑的連接的指示時確定它是否具有到多播樹的公共源節(jié)點的無故障次級路徑。如果網(wǎng)絡節(jié)點具有無故障次級路徑，則它經(jīng)由無故障次級路徑朝公共源節(jié)點向上游發(fā)送激活分組。
[0006]在一個實施例中，網(wǎng)絡節(jié)點包含:存儲器，配置成存儲多播數(shù)據(jù)業(yè)務的轉發(fā)信息；接收器電路，配置成接收丟失到多播樹的初級路徑的連接的指示；以及一個或多個處理器，配置成確定網(wǎng)絡節(jié)點是否具有到公共源節(jié)點的無故障次級路徑。網(wǎng)絡節(jié)點還包含:上游激活模塊，其耦合到一個或多個處理器，并且配置成響應于網(wǎng)絡節(jié)點具有無故障次級路徑的確定而始發(fā)激活分組。網(wǎng)絡節(jié)點還包含:傳送器電路，配置成經(jīng)由無故障次級路徑朝公共源節(jié)點向上游發(fā)送激活分組。
[0007]在一個實施例中，激活分組使一個或多個上游節(jié)點解除阻止它們的相應出局接口，由此激活在無故障次級路徑上多播數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送。
【附圖說明】
[0008]在附圖的各圖中作為示例而非限制圖示本發(fā)明，附圖中相似的附圖標記指示類似的要素。應該指出，此公開中對“一”或“一個”實施例的不同提及不一定針對相同實施例，并且此類提及意味著至少一個。另外，當具體特征、結構或特性結合實施例進行描述時，認為結合不管是否明確描述的其它實施例實現(xiàn)此類特征、結構或特性在本領域技術人員的知識范圍內(nèi)。
[0009]圖1A和IB圖示了多播通信網(wǎng)絡的示例。
[0010]圖2A和2B圖示了由MRT提供的兩個多播冗余樹的示例。
[0011]圖3A-3C圖示了具有由MoFRR提供的冗余次級路徑的多播樹的示例。
[0012]圖4A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例由多播通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡節(jié)點遵循的規(guī)則集八口 ο
[0013]圖4B是圖示用于處理通知分組的方法實施例的流程圖。
[0014]圖5A是圖示網(wǎng)絡節(jié)點的實施例的框圖。
[0015]圖5B是圖示線路卡處理器的實施例的框圖。
[0016]圖6是圖示用于生成通知分組并向下游發(fā)送通知分組以重新路由多播數(shù)據(jù)業(yè)務的方法實施例的流程圖。
[0017]圖7A和7B圖示了分別根據(jù)MRT和MoFRR存儲在網(wǎng)絡節(jié)點中的轉發(fā)表的實施例。
[0018]圖8是圖示用于生成和發(fā)送激活分組以激活次級路徑的方法實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]在如下描述中，闡述了眾多特定細節(jié)。然而，要理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些特定細節(jié)的情況下實行。在其它實例中，眾所周知的電路、結構和技術未詳細示出以免模糊對此描述的理解。然而，本領域技術人員將認識到，沒有此類特定細節(jié)也可實行本發(fā)明。本領域普通技術人員用所包含的描述將能夠實現(xiàn)適當功能性而無需過多實驗。
[0020]本發(fā)明的實施例提供了對基于PIM-SM的IP快速重新路由技術的增強。當網(wǎng)絡故障發(fā)生時，多播數(shù)據(jù)業(yè)務經(jīng)由一個或多個冗余次級路徑重新路由。這些次級路徑在故障之前被預先計算，并且沿初級路徑和次級路徑的轉發(fā)信息被存儲在網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)據(jù)平面中。從而，在檢測到故障時，重新路由可高速執(zhí)行，而不等待控制平面中的路由收斂。本發(fā)明的實施例還提供了對故障檢測速度和帶寬使用效率的增強，這將在下面詳細描述。
[0021]在描述本發(fā)明的實施例之前，理解網(wǎng)絡節(jié)點如何根據(jù)PM-SM加入多播群是有幫助的。在PIM-SM中，網(wǎng)絡節(jié)點使用用于加入或離開多播群的單播轉發(fā)消息。為了加入多播群，網(wǎng)絡節(jié)點在多播樹的上游方向上向公共源節(jié)點(術語“公共源節(jié)點”下文在共享樹的情況下是指多播源節(jié)點或匯集點)發(fā)送JOIN消息。JOIN消息沿由多播路由信息庫(MRIB)表確定的多播樹的路徑路由。在這些表中列出的路徑通常直接從單播路由表中導出，但它們也可以不同方式導出。類似地，想要離開多播群的網(wǎng)絡節(jié)點在多播樹上向公共源網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)送PRUNE分組。
[0022]MRIB表用于確定接下來向其發(fā)送JOIN消息的下一跳鄰居。JOIN消息在逐跳的基礎上路由和處理，直到到達已經(jīng)接收到多播內(nèi)容的網(wǎng)絡節(jié)點為止。沿此逐跳路徑的所有網(wǎng)絡節(jié)點都處理JOIN消息，并安裝或更新對應的多播路由狀態(tài)信息；例如，通過向多播的出局接口列表添加接收到JOIN消息的入局接口。例如，如果節(jié)點X經(jīng)由到節(jié)點Y的入局接口接收到JOIN消息，則節(jié)點X將向用于多播的出局接口列表添加節(jié)點Y。多播內(nèi)容在與接收到JOIN消息的方向相反的方向上路由到網(wǎng)絡節(jié)點。
[0023]僅多播快速重新路由(MoFRR)是IP快速重新路由機制，其中網(wǎng)絡節(jié)點經(jīng)由多于一個路徑加入多播群。加入多播群涉及從節(jié)點朝初級路徑上的源傳送JOIN消息并從節(jié)點朝次級路徑上的源傳送另一 JOIN消息。如果雙加入節(jié)點丟失了其在初級路徑上的連接，則節(jié)點具有它可切換到的立即可用的次級路徑。
[0024]根據(jù)MoFRR，每個雙加入節(jié)點具有初級路徑上的初級上游多播跳(UMH)和次級路徑上的次級UMH。每個UMH是從路徑上的節(jié)點朝多播入口節(jié)點(MCI)的上游的節(jié)點的前一跳鄰居。MCI是多播流進入當前傳輸技術(例如PM)域的節(jié)點，并且因此，MCI可被視為當前域的多播源。在本文的描述中，術語“MCI”與多播源節(jié)點同義地使用。要理解，本發(fā)明的實施例可應用于MCI與一般意義上的多播源節(jié)點不同的情形；例如，當MCI從位于不同傳輸技術域的多播源節(jié)點接收到多播數(shù)據(jù)時。
[0025]根據(jù)MoFRR，雙加入節(jié)點(J)的次級UMH可選自候選節(jié)點(即前一跳上游節(jié)點)列表，其來自于朝MCI的路徑上的節(jié)點J的等成本多路徑(ECMP)或無環(huán)替換(LFA)鄰居。如果能以與節(jié)點J到達初級UMH的成本相同的成本從節(jié)點J到達節(jié)點N,則該節(jié)點是節(jié)點J的ECMP鄰居。如果滿足在IETF RFC5289 (2008年9月)中規(guī)定的LFA標準或在草案karan-mofrr-02 (2012年3月)中規(guī)定的MoFRR的非ECMP模式條件，則節(jié)點N是節(jié)點J的LFA鄰居。
[0026]具有最大冗余樹(MRT)的快速重新路由是另一 IP快速重新路由機制，其為每個目的地節(jié)點提供了兩個最大冗余樹。通過約定，這兩個樹被稱為藍(初級)樹和紅(次級)樹。如果在每個節(jié)點都對一對最大冗余樹進行根計算，則在單個鏈路或節(jié)點故障的情況下，所有節(jié)點都保持沿這些樹之一可到達。從而，節(jié)點可雙加入紅樹和藍樹，并且當單個鏈路/節(jié)點故障時，從一個樹切換到另一個樹。
[0027]MoFRR和MRT都實現(xiàn)活動-活動多播保護技術，其中雙加入節(jié)點從初級路徑和次級路徑都接收相同多播流。活動-活動多播保護技術在無故障的情形下招致雙帶寬消耗，因為網(wǎng)絡業(yè)務在初級路徑和次級路徑上都不斷消耗帶寬。
[0028]為了防止重復分組被轉發(fā)到終端用戶，在操作在活動-活動保護模式的網(wǎng)絡中，雙加入節(jié)點一次僅接受來自UMH之一的分組。UMH優(yōu)選的是本地判定，其可基于內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議(IGP)可達性、鏈路狀況、雙向轉發(fā)檢測(BFD)、業(yè)務流等。當在網(wǎng)絡中沒檢測到故障時，通過阻止到不太優(yōu)選的UMH的入局接口來防止接收重復分組；即，在多播樹上不轉發(fā)從這個入局接口接收的分組。然而，如果優(yōu)選UMH出故障，則可以解除阻止到不太優(yōu)選的UMH的入局接口以允許業(yè)務繼續(xù)向下游。
[0029]在本文的描述中，術語“上游”是指沿朝向MCI的路徑的方向，而術語“下游”是指沿遠離MCI的路徑的方向。另外，“相鄰節(jié)點”是離開當前節(jié)點一跳的節(jié)點?！扒耙惶笔钱斍肮?jié)點的上游相鄰節(jié)點，而“下一跳”是當前節(jié)點的下游相鄰節(jié)點?！胺种Ч?jié)點”是耦合到多于一個去向下游的路徑的節(jié)點；“合并節(jié)點”是耦