[发明专利]MPLS网络内的汇总和最长前缀匹配

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络，以及更具体地，涉及配置经由计算机网络的路径。

背景技术

计算机网络是用于交换数据和共享资源的互连计算装置的集合。在基于数据包的网络(如国际互联网)中，计算装置通过将数据划分成被称作数据包的小块来传输数据。数据包可以单独地通过网络从源装置路由到目的装置。目的装置从数据包中提取数据并且将该数据组装成其最初的形式。将数据划分成数据包使得源装置可以只重新发送这些在传输期间可能丢失的个别数据包。

基于数据包的计算机网络越来越多地利用用于通信工程和其他目的的标签交换协议。多协议标签交换(Multi-Protocol LabelSwitching(MPLS))是一种用于在因特网协议(IP)网络内设计通信模式的机制。MPLS可以视作为允许基于数据包的网络仿效电路交换(circuit-switched)网络的某些特性的协议。通过利用MPLS，源装置可以通过网络请求至目的装置的路径，如标签交换路径(Label Switched Path(LSP))。LSP规定了通过网络将MPLS数据包从源装置传输至目的装置的特定路径。每个路由器沿着LSP分配标签并将该标签沿着该路径传输至最近的上游路由器以用于沿着该路径转发MPLS数据包。沿着该路径的多个路由器共同执行MPLS操作以沿着所建立的路径转发MPLS数据包。

LSP的开始端处的路由器一般被称为入口路由器，而LSP的末端处的路由器一般被称为出口路由器。入口路由器和出口路由器还总称作标签边缘路由器(label edge router(LER))。沿着LSP的内部的路由器一般被称作标签交换路由器(label switch router(LSR))。要沿着LSP转发的数据包集合被称作转发等价类(forwardingequivalence class(FEC))。例如，FEC可以指定与特定目的地地址或前缀相关联的任何数据包。作为另一个示例，FEC可以限定数据包集合的服务质量(quality of service(QoS))特性。对于每一条LSP，可以有多个FEC存在，但是对于任一给定的FEC，只能有一条LSP。入口LER使用从出口LER所传输的路由信息来确定LSP、来分配用于LSP的标签并且为FEC的每个数据包附上标签。LSR利用MPLS协议以接收来自下游LSR的MPLS标签映射并将MPLS标签映射通知上游LSR。当LSR接收来自上游路由器的MPLS数据包时，其根据其转发表中的信息交换MPLS标签并将该数据包转发至合适的下游LSR或LER。沿着LSP的下一个路由器一般地被称作下游路由器或下一跳。出口LER将标签从数据包上移除并根据标准路由协议将该数据包转发至其目的地。

MPLS网络内的每个LSR维持与MPLS网络内的其他所有LSR分开的和不同的标签空间，并且沿着所给定的LSP上的每个LSR可以将不同的MPLS标签分配给与该LSP相关联的相同的FEC。不同的标签空间和随机的映射的结果是，一个或多个LSR可以将不同的标签分配给与将被转发至给定的目的地IP地址或前缀的数据包相关联的FEC。因此，当通过网络建立LSP时，LSR将标签映射进行交换以克服MPLS标签至不同的FEC的随机分配和独立分配。

以这种方式，沿着LSP的每个路由器可以保留将FEC与将入标签(incoming label)和将出标签(outgoing label)相关联的上下文。当LSR接收被标签的数据包时，LSR通过在其内部上下文中执行精确匹配标签查找来典型地将该标签(如，将入标签)与出标签进行交换。然后，LSR执行全部标签交换以将数据包中的多个标签中的至少一个标签替换为由下一跳LSR所分配的标签。接着，LSR将数据包沿着LSP转发至下一个LSR。

发明内容

总体来说，描述了用于最优匹配标签转发的技术，也就是，通过标签交换路由器(LSR)来提供MPLS数据包的转发而不需要MPLS数据包必须具有精确地并完全地与LSR分配的标签相匹配的标签的技术。例如，如本文所述，LSR可以为给定的关于LSR标签上下文的MPLS标签执行部分匹配查找，并且基于该部分或子集查找，只执行本文中成为标签前缀的标签的一部分的部分标签交换。