用于标签交换路径的多个路径计算制造技术

本申请公开了用于标签交换路径的多个路径计算。通常，描述的技术用于为源节点与目标节点之间的一个或多个标签交换路径确定通过网络的多个路径的结果集。在一些实例中，所确定的路径被计算为广泛分离的以避免网络元件的重叠。将标签交换路径路由至网络的装置可从多个路径的结果集中进行选择以路由每个标签交换路径。响应于检测到沿着用于标签交换路径的路由路径的网络元件的故障，该装置可从包括已经确定的路径的结果集中选择新的路径。

【技术实现步骤摘要】
用于标签交换路径的多个路径计算
本专利技术涉及计算机网络，并且更具体地，涉及计算机网络路径的路径计算。
技术介绍
网络内的路由装置(通常称为路由器)维护描述通过网络的可用路由的路由信息表。网络路由器维护描述通过网络的可用路由的路由信息。一旦接收到数据包，路由器就检查数据包内的信息并且根据路由信息转发该数据包。为了维护网络的准确表示，路由器根据一个或多个路由协议(诸如，内部网关协议(IGP)或者边界网关协议(BGP))来交换路由信息。术语“链路”通常用于指网络上的两个装置之间的连接。该链路可以是物理连接，诸如，铜线、同轴电缆、大量不同光纤线路中的任一个或者无线连接。此外，网络装置可定义“虚拟”或者“逻辑”链路，并且将虚拟链路映射至物理链路。换言之，虚拟链路的使用提供了抽象的程度。随着网络的规模和复杂性的增长，任何给定链路上的流量可能会接近链路的最大带宽容量，从而导致拥塞和丢失。多协议标签交换(MPLS)是用于设计互联网协议(IP)网络内的流量模式的机制。使用MPLS，源设备可请求通过网络的路径，即，标签交换路径(LSP)。LSP定义了通过网络的不同路径，以将数据包从源设备传送到目标设备。将与特定LSP相关的短标签附于经由LSP穿过网络传输的数据包。沿着该路径的路由器协作执行MPLS操作，以沿着所建立的路径转发MPLS数据包。LSP可用于各种流量工程目的，包括带宽管理和服务质量(QoS)。流量工程可以针对各种目的而应用在网络内，诸如，围绕网络故障或拥塞链路来路由流量或者沿着特定路径穿过符合一组明确要求的网络来引导某些流量。历史上，MPLS标签分布由诸如标签分布协议(LDP)、基于流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)和标记边界网关协议(LBGP)来驱动。在2001年1月的L.Anderson的“LDPSpecification,”RFC3036,InternetEngineeringTaskForce(IETF)中描述了LDP的过程(通过该LDP过程，标签交换路由器(LSR)分布标签以支持沿着通常路由的路径转发MPLS)，其全部内容通过引证结合于本文中。RSVP-TE使用诸如带宽可用性或者共享风险链路组(SRLG)信息之类的约束信息来在资源抑制网络内计算并建立LSP。RSVP-TE可使用通过诸如被扩展以承载流量工程信息的中间系统到中间系统(IS-IS)协议或者开放式最短路径优先(OSPF)协议之类的链路状态内部路由协议累计的带宽有效性信息。LSP的头端路由器通常被称为入口路由器，而在LSP的尾端处的路由器通常被称为出口路由器。入口路由器和出口路由器、以及沿着支持MPLS的LSP的中间路由器一般被称为标签交换路由器(LSR)。待沿着LSP被转发的数据包的集合被称为转发等价类(FEC)。对于每个LSP可以存在多个FEC，但对于任何给定的FEC可能只有一个活动的LSP。通常，FEC定义包括LSP的目标IP地址，例如分配给LSP的出口路由器的IP地址。入口标签边缘路由器(LER)使用从出口LER传播的路由信息来确定LSP，为LSP分配标签，并且将标签附于FEC的每个数据包。在本文中入口LER和出口LER可以称为“边缘路由器”、“边缘节点”或者“末端节点”。LSR使用MPLS协议从下游LSR接收MPLS标签映射并且向上游LSR发布MPLS标签映射。当LSR从上游路由器接收MPLS数据包时，它根据它的转发表中的信息切换MPLS标签并且将该数据包转发至适当的下游LSR或者LER。出口LER从数据包移去标签并且根据基于非标签的数据包转发技术将数据包转发到它的目的地。通常，沿着LSP的每个路由器维护将FEC与入标签(incominglabel)和出标签(outgoinglabel)相关联的上下文。以此方式，当LSR接收到已打标签的数据包时，LSR可通过在上下文中执行查找将该标签(即，入标签)与出标签交换。LSR然后可沿着LSP将数据包转发到下一LSR或者LER。沿着LSP的下一路由器通常被称为下游路由器或者下一跳。换言之，一旦通过LER将数据包映射到LSP上，沿着LSP的LSR基于附加于数据包的标签转发数据包而不是基于数据包目的地和LSR的路由信息独立进行转发决策。流量工程MPLSLSP(TELSP)可以此方式用于定义和实现从源设备至目标设备的路径，该路径满足通过网络传输的某些流量的要求。LSP必须满足的明确要求表示依据从源设备至目标设备的一组可能路径的约束。诸如可用带宽和链路属性/着色的这些约束引导执行最短路径优先算法的路径计算装置来为单个LSP计算关于约束的令人满意的路径。最短路径算法可包括Dijkstra、Bellman-Ford、Flood-fill或者另一SPF算法。网络路由器然后建立与所计算的路径匹配的LSP，并且使用LSP以满足约束的方式转发流量。路径计算装置然后可为另一LSP计算令人满意的路径，然后再为另一LSP计算令人满意的路径等，直到路径计算装置不能将任何额外的LSP封装到网络中。因此约束最短路径优先(CSPF)表示用于流量工程系统的基本构建块，包括MPLS和通用MPLS(GMPLS)网络。此外，因为继续为多个LSP进行基于约束的路径计算，所以当各个LSP被连续加载到网络上时，可用带宽减少。因此，大型网络中的基于约束的路径计算可能是复杂的、耗时的且耗费资源的操作。
技术实现思路
通常，描述的技术用于为源节点与目标节点之间的一个或多个标签交换路径确定通过网络的多个路径的结果集。在一些实例中，所确定的路径被计算为广泛分离的以避免网络元件的重叠。将标签交换路径路由至网络的装置可从多个路径的结果集中进行选择以路由每个标签交换路径。响应于检测到沿着用于标签交换路径的路由路径的网络元件的故障，该装置可从包括已经确定的路径的结果集中选择新的路径。在一些实例中，该技术包括使用递归算法计算多个路径的结果集以识别用于成本函数的局部最优的N个路径的集合。在一些实例中，该技术包括使用启发式算法计算多个路径的结果集以识别用于成本函数的局部最优的N个路径的集合。在一些实例中，该技术包括从所识别的多个路径集合中选择路径以用于路由标签交换路径或者其他业务流，并且将标签交换路径路由至所选择的路径。该技术进一步可包括将标签交换路径拆分在多个路径的集合中的两个或更多个路径上。该技术可提供一个或多个优势。例如，多个路径可用于将流量在网络上更均匀地传播，或者在一个或多个网络元件发生故障的情况下，多个路径可用作待使用的预先计算的备用路径。预先计算备用路径可避免在检测到故障之后需要计算备用路径；相反，一旦检测到故障，就可以使用预先计算的路径。在一个实例中，一种方法包括：针对通过网络拓扑中的多个链路相互连接的路由器的网络，路径计算装置确定表示一对路由器的一对节点之间的N个路径的第一集合，其中，N>2；通过路径计算装置获得用于一对节点的测试路径以及用于测试路径的总度量；通过路径计算装置从N个路径的第一集合中确定最差路径，所述最差路径具有的总度量劣于N个路径的第一集合的其他路径的相应总度量，其中，最差路径的总度量是N个路径的第一集合的最差成本；响应于确定测试路径的总度量小于最差成本，通过路径计算装置从N个路径的第一集合中去除最差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：针对通过网络拓扑中的多个链路相互连接的路由器的网络，路径计算装置确定表示一对所述路由器的一对节点之间的N个路径的第一集合，其中，N>2；由所述路径计算装置获得用于所述一对节点的测试路径以及用于所述测试路径的总度量；由所述路径计算装置从所述N个路径的第一集合中确定最差路径，所述最差路径具有的总度量劣于所述N个路径的第一集合中的其他路径的相应总度量，其中，所述最差路径的总度量是所述N个路径的第一集合的最差成本；响应于确定所述测试路径的总度量小于所述最差成本，所述路径计算装置从所述N个路径的第一集合中去除所述最差路径，并且将所述测试路径添加至所述N个路径的第一集合中以获得N个路径的第二集合；以及由所述路径计算装置将用于所述N个路径的第二集合中的至少一个路径的数据输出至所述网络，以在所述至少一个路径上对网络中的标签交换路径进行编程。

【技术特征摘要】
2016.09.30 US 15/282,9421.一种方法，包括：针对通过网络拓扑中的多个链路相互连接的路由器的网络，路径计算装置确定表示一对所述路由器的一对节点之间的N个路径的第一集合，其中，N>2；由所述路径计算装置获得用于所述一对节点的测试路径以及用于所述测试路径的总度量；由所述路径计算装置从所述N个路径的第一集合中确定最差路径，所述最差路径具有的总度量劣于所述N个路径的第一集合中的其他路径的相应总度量，其中，所述最差路径的总度量是所述N个路径的第一集合的最差成本；响应于确定所述测试路径的总度量小于所述最差成本，所述路径计算装置从所述N个路径的第一集合中去除所述最差路径，并且将所述测试路径添加至所述N个路径的第一集合中以获得N个路径的第二集合；以及由所述路径计算装置将用于所述N个路径的第二集合中的至少一个路径的数据输出至所述网络，以在所述至少一个路径上对网络中的标签交换路径进行编程。2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述N个路径的第一集合中去除所述最差路径并且添加所述测试路径包括：响应于确定用于所述测试路径的总度量小于所述最差成本并且所述测试路径不同于所述N个路径的第一集合中的任何路径，所述路径计算装置从所述N个路径的第一集合中去除所述最差路径并且将所述测试路径添加至所述N个路径的第一集合以获得N个路径的第二集合。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述路径计算装置计算用于所述一对节点的额外的测试路径；以及响应于确定所述额外的测试路径与所述N个路径的第一集合中的一个路径相同，所述路径计算装置去除所述额外的测试路径。4.根据权利要求1所述的方法，其中，将用于所述N个路径的第二集合中的至少一个路径的所述数据输出至所述网络包括将用于所述标签交换路径的路径描述符发送至所述网络。5.根据权利要求1-4的任一组合所述的方法，其中，所述路径计算装置包括用于所述网络的控制器和所述网络的路由器中的一个。6.根据权利要求1所述的方法，其中，路径的总度量至少基于所述路径遍历的所述链路的相应度量的总和。7.一种方法，包括：针对通过网络拓扑中的多个链路相互连接的路由器的网络，路径计算装置确定表示一对所述路由器的一对节点之间的N个路径的第一集合，其中，N>2；由所述路径计算装置获得用于所述一对节点的测试路径以及用于所述测试路径的增量成本；由所述路径计算装置从所述N个路径的第一集合中确定最差路径，所述最差路径具有的增量成本劣于所述N个路径的第一集合中的其他路径的相应增量成本，其中，所述最差路径的增量成本是所述N个路径的第一集合的最差增量成本；响应于确定所述测试路径的增量成本小于所述最差增量成本，所述路径计算装置将所述测试路径添加至所述N个路径的第一集合中以获得N+1个路径的一个集合；以及响应于确定如果将所述N+1个路径的集合的最差成本路径从所述N+1个路径的集合中去除、则所述最差成本路径将最大程度地降低所述N+1个路径的集合中的剩余路径的总成本，从所述N+1个路径的集合中去除所述最差成本路径以获得N个路径的第二集合；以及由所述路径计算装置将用于所述N个路径的第二集合中的至少一个路径的数据输出至所述网络，以在所述至少一个路径上对网络中的标签交换路径进行编程。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：由所述路径计算装置通过应用至少一个权重以增加具有与剩余路径重叠的路径的一个或多个链路、一个或多个节点、以及一个或多个共享风险链路组中的至少一个的相应成本，来确定所述剩余路径的总成本。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：由所述路径计算装置根据层3路由协议接收一个或多个路由协议消息，所述一个或多个路由协议消息包括所述至少一个权重。10.根据权利要求8所述的方法，其中，应用至少一个权重包括将公共权重应用至具有与所述剩余路径重叠的路径的所述一个或多个链路中的每一个。11.根据权利要求7-10中任一组合所述的方法，进一步包括：根据以下公式计算所述剩余路径的总成本：Tota...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·C·伍德，乔纳森·C·巴思，
申请(专利权)人：丛林网络公司，
类型：发明
国别省市：美国,US