[发明专利]在MPLS网络内的未编址设备通信

说明书

技术领域

本发明涉及使在线式未编址设备(IUD，inline unaddressed device)从多协议标签交换(MPLS)网络内进行通信的方法和装置，且更具体地，涉及在线式未编址窃听或网络测试和测量设备如何在MPLS网络中回送包(packets)。

发明背景

监控、测试和测量包交换IP网络可涉及在线式未编址窃听设备和相应的控制器的使用，以使对被测网络的改变最小化。

在非MPLS网络例如纯IP网络中，应答控制器的包可由在线式未编址窃听设备实现，将应答包的目的地地址设置为控制器包的源地址，接着将应答包向上游发送回到控制器。非MPLS网络的路由架构确保应答包将到达指定的目的地地址。然而，在MPLS(多协议标签交换)网络内，是由标签而不是由IP地址控制包的路由。因为MPLS标签在MPLS网络的边缘处被分配，且对于同一路径上的相反方向，标签是不同的，所以不存在使在线设置在MPLS网络内的未编址窃听设备向其它设备发起通信，例如将应答包向上游发送回到其控制器的现有机制。

多协议标签交换(MPLS)是在包交换网络中的协议或转发机制，其基于短(例如20位)路径标签而不是长网络地址(例如IPv4的32位地址或IPv6的128位地址)，将来自一个网络节点的数据导向到下一网络节点。MPLS在通常被认为位于OSI(开放系统互连)模型的传统定义的第2层(数据链路层)和第3层(网络层)之间的一层处操作，因此可以被称为“第2.5层”协议。

MPLS被设计成当包进入MPLS网络时，以标签的形式确定包的路由路径，使得该路径中的随后节点不引起在每个和每次跳跃(hop)时进行路由决定的成本。MPLS还通过内部网络节点允许更灵活的包路由和可能更快的路由，因为不需要在每次跳跃时检查包内容。将路由决策集中在MPLS网络的边缘路由器处的一个副作用是，改变路由路径在包进入MPLS网络之后变得更难。MPLS标签由边缘路由器指定，并描述将通过网络被采用的路径。

当包在标签边缘路由器(LER)或入口路由器处进入MPLS网络时，待采用的路径被决定。LER在决定穿过MPLS网络的期望路径时可考虑比包的目的地地址多得多的信息。LER充分知道MPLS网络拓扑，且充分能够分析包和其它信息，以选择适当的路由路径。包的路由路径被设置成一般对包预先计划的标签的形式。

标签可描述在远处的节点而不是端点或到下一节点的单独跳跃之间的选定路由路径。可能有多于一个的标签被分配给包，且这通常被描述为标签堆栈。MPLS对穿过路径的业务的每个方向使用不同的标签。

标签可相应于网络中的IP目的地(类似于传统IP转发)，但标签也可相应于或可合并其它参数，例如基于路由表项目(例如目的地、带宽、延迟和其它度量)的账户信息、头字段(例如源地址)、第4层套接字编号信号、QoS(服务质量)、区分服务、交通工程、网络的状态、功能和负载、以前的标签决定、以及网络操作员和/或LER可以获得的任何其它信息。因此，MPLS给网络操作员提供了大量的灵活性来决定，当它出现在LER时，如何按优先顺序排列并路由业务。

一旦LER设置了包的标签，包就可通过MPLS网络内部的节点被转发。通常，包内容的进一步检查是不必要的，直到包通过入口路由器离开MPLS网络，入口路由器弹出(pop)标签并检查包，以确定下一步应做什么。基于标签的内容或标签的堆栈中的最上面的标签来做出在内部节点处的包路由决定，而通常不引起检查包内容或堆栈中的其它标签的开销(如果有的话)。

当包通过不包括MPLS的IP网络被路由时，在网络中的接收包的每个节点基于其路由表中的包的目的地地址的查找来转发包。每个节点独立于其它节点的路由决定而做出其路由决定，且节点通常不可能影响特定的包如何被其它节点路由。IP路由表一般被维持在每个节点上并设计成使得包在穿过最少的节点或最少的跳跃的路径上被路由。通常不考虑网络拥塞、优先处理和其它因素；更确切地，每个节点试图只基于路由表查找来独立地做出其决定。以这种方式，不包括MPLS的IP网络试图将必须被做出的路由决定的数量最小化(即，最少的跳跃)，并最小化任何节点独立地做出路由决定所需的时间。

相反，当包进入MPLS网络中时，MPLS网络一般引起路由决策成本的大部分，使得没有一个内部节点需要检查包。以这种方式，MPLS网络促进了在包进入网络中时在选择路由路径时的灵活性，但当需要对MPLS网络中的路由路径进行改变时是不灵活的。

MPLS网络的完整讨论及其相对于非MPLS网络的差异超出本发明的范围。