[发明专利]实现MPLS标签高效管理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及实现MPLS标签高效管理的方法。

背景技术

多协议标签交换（MPLS）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。标签是MPLS的核心，一个MPLS标签由32比特组成，前20比特为标签值，标签值的范围是从0到2²⁰-1。标签交换路由器根据标签来转发报文。

如何对数量巨大的标签进行高效（高效的性能和高效的存储）的管理，是MPLS标签管理的重要要求。目前一般的作法有以下两种：

（1）以索引为标签值，这种方法需要为每个标签值分配内存，通过状态位来标记使用或空闲。因此，这种方法虽然可以快速定位到标签值，但内存占用大。

（2）只保存已分配过的标签，这种方法内存占用少，但是当下次分配标签时，需要遍历已分配过的标签，效率低。而且，当保存的标签经过一系列的分配和释放后，已分配的标签和空闲的标签混杂在一起的时候，再采用遍历的方式查找新的空闲标签，性能会很低。

由此可见，现有的MPLS标签管理无法作到高效管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决如何实现MPLS标签高效管理的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种实现MPLS标签高效管理的方法，包括以下步骤：

分配内存块，用于保存标签使用状态的标签位图数据结构，标签位图由多个整型元素构成，每个整型元素具有多个数据位，每个数据位与一个MPLS标签值相对应，MPLS标签值LABEL_VALUE在标签位图中的映射关系为：LABEL_VALUE=INT_OFFSET×B＋BIT_OFFSET，其中：B为系统的整型长度，INT_OFFSET为整型元素的偏移值，BIT_OFFSET为整型元素中的数据位偏移值；

初始化标签位图，将每一个数据位设为空闲状态；

分配MPLS标签时，查找到标签位图的空闲数据位，并将该空闲数据位设置为已分配状态；

释放MPLS标签时，根据MPLS标签值LABEL_VALUE计算出INT_OFFSET和BIT_OFFSET，然后根据INT_OFFSET和BIT_OFFSET定位到标签位图的指定数据位，将指定数据位设置为空闲状态。

在上述方法中，查找到标签位图的空闲数据位包括以下步骤：

定位到有空闲数据位的整型元素；

定位到有空闲数据位的整型元素中的空闲数据位。

在上述方法中，利用位运算定位到有空闲数据位的整型元素，方法如下：

自初始整型元素开始，对相应的整型元素执行(BITMAPINT[INT_OFFSET]& 0xFFFFFFFF)!=0xFFFFFFFF运算，如果运算结果为真则表示该整型元素有空闲数据位，如果结果为假，则计算下一个整型元素，直到找到有空闲数据位的整型元素。

在上述方法中，释放MPLS标签时，INT_OFFSET和BIT_OFFSET的计算方法如下：

BIT_OFFSET=LABEL_VALUE%B；

INT_OFFSET=LABEL_VALUE/B；

%为模运算符；

/为除法运算符。

本发明，使用位图数据结构来存储MPLS标签的状态，极大地节省了存储空间，并且实现了MPLS标签的高效分配和释放。

附图说明

图1为本发明中标签位图的示意图。

具体实施方式

本发明提供的实现MPLS标签高效管理的方法，通过标签位图数据结构保存MPLS标签的使用状态，实现了标签的高效存储以及高效分配和释放。下面结合附图对本发明作出详细的说明。

实现MPLS标签高效管理的方法，包括以下步骤：

（1）分配内存块，用于保存标签使用状态的标签位图数据结构，标签位图的数据结构如图1所示，由多个整型元素（行）构成，每个整型元素具有多个数据位，标签位图中的每一个方格代表一位数据位，并与一个MPLS标签值相对应。MPLS标签值LABEL_VALUE在标签位图中的映射关系为：LABEL_VALUE=INT_OFFSET×B＋BIT_OFFSET。

其中，B为系统的整型长度，如32位系统，B＝32，64位系统，B＝64，根据系统的整形长度设定B值，可以提高处理效率，INT_OFFSET为整型元素的偏移值，BIT_OFFSET为整型元素中的数据位偏移值。