用于多播保护的到冗余多播源节点的最大冗余树制造技术

总体上，描述了用于使得网络设备(或“节点”)的网络能够从冗余多播源向出口网络节点提供冗余多播流的技术。在一些示例中，出口网络节点(或用于网络的控制器)计算从出口网络节点到虚拟代理节点的最大冗余树(MRT)，虚拟代理节点被出口网络节点虚拟地添加到网络拓扑，用于冗余多播流的冗余多播源。

Maximum Redundancy Tree to Redundant Multicast Source Nodes for Multicast Protection

In general, a technique for enabling a network of network devices (or \nodes\) to provide redundant multicast streams from redundant multicast sources to an outlet network node is described. In some examples, the outlet network node (or the controller for the network) computes the maximum redundancy tree (MRT) from the outlet network node to the virtual proxy node, which is virtually added to the network topology by the outlet network node for redundant multicast sources of redundant multicast streams.

【技术实现步骤摘要】
用于多播保护的到冗余多播源节点的最大冗余树
本公开内容涉及计算机网络，并且更具体地涉及在计算机网络内转发网络流量。
技术介绍
由协议定义了如下的过程：分组交换网络中的被称为路由器的网络设备通过该过程相互通信来散布如下的信息，该信息允许这些路由器选择计算机网络上的任何两个节点之间的路线。被称为链路状态协议的一种类型的路由协议允许路由器交换并且积累链路状态信息，即，描述网络内的各种链路的信息。利用典型的链路状态路由协议，路由器交换与关联于网络链路的可用接口、度量以及其他变量有关的信息。这允许路由器构造它自己的对网络的拓扑或映射。链路状态协议的一些示例包括开放最短路径优先(OSPF)协议以及中间系统到中间系统(IS-IS)协议,这些协议是内部网关协议(IGP)。网络上的两个设备之间的连接一般被称为链路。不同自主系统的设备之间的连接被称为外部链路，而同一自主系统内的设备之间的连接被称为内部链路。许多常规的计算机网络，包括因特网，被设计为在个体的链路失效的情况中动态地重新路由数据分组。一经链路的失效，路由器就将新的连接性信息传输给相邻设备，允许每个设备更新其本地路由表。链路可能由于任何数量的原因而失效，诸如设备之间的物理基础设施的失效，或者与该链路对接的设备的失效。当网络中的链路或路由器失效时，使用传统链路状态协议(诸如OSPF和IS-IS)的路由器可能花费长时间来响应于由网络中的节点失效和链路失效所引起的拓扑改变而适配它们的转发表。适配转发表的过程被称为收敛(convergence)。发生这个时间延迟是因为从失效的恢复需要每个节点重新计算最短路径算法来运算针对网络中的受影响节点的下一跳。直到这些下一跳被重新计算，被发往失效的链路的流量才可以被丢弃。一些部署花费大约500毫秒至数秒的时间用于检测网络中的失效以及从网络中的失效恢复。这些大的收敛时间可能不利地影响因特网语音(VoIP)和多媒体应用的性能，它们对流量损失极为敏感。服务提供商正在要求端到端的失效检测和恢复时间少于50毫秒。使用多播，网络将多播分组分发给可能位于不同子网上并且被配置为多播组的成员的感兴趣的接收器集。协议无关多播(PIM)是用于在网络中创建多播分发树用于分发分组的协议的一个示例。用于多播内容的冗余多播源可以被配置有公共的任播IP地址，并且每个冗余多播源输出单独的相同的多播流。由于冗余，在网络出现故障或冗余多播源之一出现故障的情况下，单播路由收敛于故障周围，并且网络构建新的多播分发树以分发多播分组，例如从仍然活动的多播源。存在用于建立多点标签交换路径(LSP)的协议的多点扩展，例如LDP的多点扩展(mLDP)。在mLDP中，可以根据出口发起的信令模型来建立多点LSP，在该模型中，每个出口节点发起用于多点LSP的标签信息，该标签信息通过沿着朝向根节点的路径的一个或多个中间转接路由器向上游传播。用于多点LSP的标签信息包括为多点LSP分配的发送节点的标签，以及基于根节点地址和不透明值来唯一地标识多点LSP的转发等价类(FEC)。然后，由网络使用多点LSP来向感兴趣的接收器集递送多播流量。
技术实现思路
总体上，描述了用于使得网络设备(或“节点”)的网络能够从冗余多播源向出口网络节点提供冗余多播流的技术。在一些示例中，出口网络节点(或用于网络的控制器)计算从出口网络节点到虚拟代理节点的最大冗余树(MRT)，虚拟代理节点被出口网络节点虚拟地添加到网络拓扑，用于冗余多播流的冗余多播源。MRT是基于网络的拓扑而计算的并且以虚拟代理节点为根的树对，其中沿着该树对中的第一MRT从出口网络节点到虚拟代理节点的路径以及沿着该树对中的第二MRT从出口网络节点到同一虚拟代理节点的路径共享拓扑中最小数目的节点和最小数目的链路。换言之，第一MRT和第二MRT的路径在网络的拓扑中尽可能不相交。出口网络节点经由第一MRT和第二MRT中的每个来输出请求接收多播流的单独的第一和第二加入消息。因为加入消息的路径导致网络沿着被加入消息遍历的路径的反向路径递送所请求的多播流，所以网络可以沿着第一MRT的路径(被第一加入消息遍历)的反向路径向出口网络节点递送冗余多播流中的第一冗余多播流，并且沿着第二MRT的路径(被第二加入消息遍历)的反向路径向出口网络节点递送冗余多播流中的第二冗余多播流。出口网络节点可以向感兴趣的接收器转发多播流中的至少一个。本公开的技术可以提供一个或多个优点。例如，这些技术可以提供到代理节点的最大冗余(并且在一些情况下不相交的)路径，并且对应地提供到冗余多播源的最大冗余(并且在一些情况下不相交的)路径。由于网络沿着用于该MRT对的反向路径从冗余多播源向出口网络节点递送冗余多播流，所以冗余多播流遍历通过网络到出口网络节点的最大冗余(并且在一些情况下不相交的)路径。当构成由多播流遍历的路径中的任一路径的多播源、网络节点或链路发生故障时，出口网络节点可以快速切换以将另一仍然可用的多播流递送给感兴趣的接收器。在冗余多播源具有公共的任播IP地址，并且出口网络节点无法确定哪些路线通往通告任播IP地址的同一节点以及哪些路线通往不同节点的情况下，等成本多路径(ECMP)路线的情况可能就是这样，这些技术附加地可以避免在其他多播保护方法中出现的问题，诸如仅多播快速重新路由(MoFRR)。在一个示例中，一种方法包括：由根据网络拓扑而连接的网络节点的网络的出口网络节点使用网络的路由信息来计算从出口网络节点到虚拟代理节点的最大冗余树对(MRT)，其中虚拟代理节点作为MRT的根，并且MRT对在被修改为包括虚拟代理节点的网络拓扑的网络图中具有相应的链路，相应的链路用于将虚拟代理节点与网络的第一网络节点和网络的第二网络节点虚拟地耦合，其中网络的第一网络节点和第二网络节点使用相应的冗余多播流来分发由第一网络节点从第一源设备接收的和由第二网络节点从第二源设备接收的多播内容，其中第一源设备和第二源设备是多播内容的冗余多播源；由出口网络节点经由沿着MRT对中的第一MRT的路径来输出请求接收冗余多播流中的一个冗余多播流的第一消息；以及由出口网络节点经由沿着MRT对中的第二MRT的路径来输出请求接收冗余多播流中的一个冗余多播流的第二消息。在一个示例中，一种网络设备被配置为作为根据网络拓扑而连接的网络节点的网络的出口网络节点来操作，网络设备包括一个或多个可编程处理器，一个或多个可编程处理器可操作地耦合到存储器并且被配置为：使用用于网络的路由信息来计算从网络设备到虚拟代理节点的最大冗余树(MRT)对，其中虚拟代理节点作为MRT的根，并且MRT对在被修改为包括虚拟代理节点的网络拓扑的网络图中具有相应的链路，相应的链路用于将虚拟代理节点与网络的第一网络节点和网络的第二网络节点虚拟地耦合，其中网络的第一网络节点和第二网络节点使用相应的冗余多播流来分发由第一网络节点从第一源设备接收的和由第二网络节点从第二源设备接收的多播内容，其中第一源设备和第二源设备是针对多播内容的冗余多播源；经由沿着MRT对中的第一MRT的路径来输出请求接收冗余多播流中的一个冗余多播流的第一消息；以及经由沿着MRT对中的第二MRT的路径来输出请求接收冗余多播流中的一个冗余多播流的第二消息。在一个示例中，一种包括指令的非暂态计算机可读存储介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：由根据网络拓扑而连接的网络节点的网络的出口网络节点使用用于所述网络的路由信息来计算从所述出口网络节点到虚拟代理节点的最大冗余树(MRT)对，其中所述虚拟代理节点作为所述MRT的根，并且所述MRT对在被修改为包括所述虚拟代理节点的所述网络拓扑的网络图中具有相应的链路，所述相应的链路用于将所述虚拟代理节点与所述网络的第一网络节点和所述网络的第二网络节点虚拟地耦合，其中所述网络的所述第一网络节点和所述第二网络节点使用相应的冗余多播流来分发由所述第一网络节点从第一源设备接收的和由所述第二网络节点从第二源设备接收的多播内容，其中所述第一源设备和所述第二源设备是针对所述多播内容的冗余多播源；由所述出口网络节点经由沿着所述MRT对中的第一MRT的路径来输出请求接收所述冗余多播流中的一个冗余多播流的第一消息；以及由所述出口网络节点经由沿着所述MRT对中的第二MRT的路径来输出请求接收所述冗余多播流中的一个冗余多播流的第二消息。

【技术特征摘要】
2017.07.28 US 15/663,5661.一种方法，包括：由根据网络拓扑而连接的网络节点的网络的出口网络节点使用用于所述网络的路由信息来计算从所述出口网络节点到虚拟代理节点的最大冗余树(MRT)对，其中所述虚拟代理节点作为所述MRT的根，并且所述MRT对在被修改为包括所述虚拟代理节点的所述网络拓扑的网络图中具有相应的链路，所述相应的链路用于将所述虚拟代理节点与所述网络的第一网络节点和所述网络的第二网络节点虚拟地耦合，其中所述网络的所述第一网络节点和所述第二网络节点使用相应的冗余多播流来分发由所述第一网络节点从第一源设备接收的和由所述第二网络节点从第二源设备接收的多播内容，其中所述第一源设备和所述第二源设备是针对所述多播内容的冗余多播源；由所述出口网络节点经由沿着所述MRT对中的第一MRT的路径来输出请求接收所述冗余多播流中的一个冗余多播流的第一消息；以及由所述出口网络节点经由沿着所述MRT对中的第二MRT的路径来输出请求接收所述冗余多播流中的一个冗余多播流的第二消息。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一源设备和所述第二源设备被配置有共享因特网协议地址，以用于源送相应的所述冗余多播流，以及其中所述虚拟代理节点在被修改为包括所述虚拟代理节点的所述网络拓扑的所述网络图中具有所述共享因特网协议地址。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一源设备被配置有用于源送所述冗余多播流中的第一冗余多播流的第一因特网协议地址，并且所述第二源设备被配置有用于源送所述冗余多播流中的第二冗余多播流的不同的第二因特网协议地址，所述方法还包括：由所述出口网络节点获取指示所述第一源设备和所述第二源设备是所述多播内容的冗余多播源的数据；以及由所述出口网络节点响应于所述获取来将所述虚拟代理节点添加到所述网络拓扑的所述网络图，其中所述虚拟代理节点具有第三因特网协议地址。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在计算所述MRT对之后由所述出口网络节点修改所述MRT中的第一MRT，以具有作为所述第一源设备的所述第一因特网协议地址的目的地；以及在计算所述MRT对之后由所述出口网络节点修改所述MRT中的第二MRT，以具有作为所述第二源设备的所述第二因特网协议地址的目的地。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一源设备和所述第二源设备是所述网络的网络节点，并且被配置为作为具有用于分发相应的所述冗余多播流的共享因特网协议地址的任播汇集点来操作。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述出口网络节点接收所述冗余多播流；以及由所述出口网络节点向感兴趣的接收器转发所述冗余多播流中的第一冗余多播流。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：由所述出口网络节点响应于检测到所述冗余多播流中的第一冗余多播流的故障来向所述感兴趣的接收器转发所述冗余多播流中的第二冗余多播流。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述出口网络节点经由一个或多个路由协议消息来获取描述所述网络的路由信息；以及由所述出口网络节点基于所述路由信息来生成所述网络拓扑的所述网络图，并且修改所述网络图以包括所述虚拟代理节点。9.根据权利要求8所述的方法，其中修改所述网络图以包括所述虚拟代理节点包括：将所述虚拟代理节点添加到所述网络图；将所述虚拟代理节点与所述第一网络节点的链路添加到所述网络图；以及将所述虚拟代理节点与所述第二网络节点的链路添加到所述网络图，其中所述第一MRT包括所述虚拟代理节点与所述第一网络节点的链路，以及其中所述第二MRT包括所述虚拟代理节点与所述第二网络节点的链路。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述出口网络节点向转发信息库安装用于沿着第一MRT的路径的第一下一跳，并且经由所述第一下一跳输出所述第一消息；以及由所述出口网络节点向转发信息库安装沿着用于所述第二MRT的路径的第二下一跳，并且经由所述第二下一跳输出所述第二消息。11.一种网络设备，被配置为作为根据网络拓扑而连接的网络节点的网络的出口网络节点来操作，所述网络设备包括一个或多个可编程处理器，所述一个或多个可编程处理器可操作地耦合到存储器并且被配置为：使用用于所述网络的路由信息来计算从所述网络设备到虚拟代理节点的最大冗余树(MRT)对，其中所述虚拟代理节点作为所述MRT的根，并且所述MRT对在被修改为包括所述虚拟代理节点的所述网络拓扑的网络图中具有相应的链路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·基布勒，V·纳加拉简，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国,US