对虚拟专用LAN业务的冗余的以太网自动保护切换接入

摘要

这里公开的实施例提供了以太网自动保护切换(EAPS)接入网与虚拟专用LAN业务(VPLS)网络之间的冗余连通性。第一VPLS节点被设置以起到EAPS控制器节点的作用。第二VPLS节点被设置以起到EAPS伙伴节点的作用。第一VPLS节点和第二VPLS节点是通过伪线和EAPS共享链路来链接的。另外的EAPS节点也被设置。另外的EAPS节点彼此链接，并且另外的EAPS节点中的一个被指定为主节点。链路也在VPLS节点与EAPS节点之间被建立，以使得一个或多个EAPS环被形成。每个EAPS环都包括第一VPLS节点与第二VPLS节点之间的共享链路。EAPS环被监控以检测链路故障。当第一VPLS节点与第二VPLS节点之间的伪线共享链路的故障被检测到时，如果任一个EAPS节点具有到两个VPLS节点的路径，则与第一VPLS节点相关联的所有伪线链路被无效。否则，与第一VPLS节点相关联的现有伪线链路被维持。

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及计算机连网，并且更具体地涉及将VPLS网络与EAPS网络冗余地连接。

背景技术

计算机网络对于商业和社团(community)而言正变得日益重要。成本效率、网络容量、可扩缩性(scalability)和灵活性都是在建立和维护各种网络中的重要考虑事项。伴随着各种各样的服务、协议和技术，可能难以集成和/或提供不同类型的网络之间的连通性(connectivity)。

虚拟专用LAN业务(VPLS)是在IP/MPLS网络上提供基于以太网的多点到多点通信的一种途径。VPLS使得地理上分散的站点能够通过经由伪线(pseudowire)(PW)连接站点来共享以太网广播域。

由加州圣克拉拉的Extreme Networks提供的以太网自动保护切换(EAPS)是用于容错网络的解决方案。EAPS规定了无环路的操作以及亚秒级的环恢复。EAPS版本2(EAPSv2)被配置了并使能，以避免在多个EAPS域共享共同链路的环境中的超级环路(super loop)的潜在性(potential)。EAPSv2功能使用了“控制器”和“伙伴”机制的概念。利用由控制器和伙伴交换的健康的协议数据单元(PDU)来验证被共享的端口状况。当共享链路坏掉时，所配置的控制器将会为每个被保护的VLAN开放仅仅一个片段端口(segment port)，将所有其他的片段端口保持在阻塞状态。

题为“Virtual Private LAN Service(VPLS)Using Label DistributionProtocol(LDP)Signaling(利用标签分发协议(LDP)信令的虚拟专用LAN业务(VPLS))”的因特网工程任务部(IETF)RFC 4762建议了使用冗余伪线(PW)来附接至VPLS核心网络。然而，此技术仅在单个附接节点是必要的情况下才适用。题为“VPLS Interoperability with CEBridges(利用CE桥的VPLS互操作性)”的IETF草案也讨论了冗余接入到VPLS核心网络。然而，此技术没有设法解决(address)基于环的接入网，并且它仅仅使用到VPLS网络的单个活动的附接。类似地，题为“Pseudowire(PW)Redundancy(伪线(PW)冗余)”的IETF草案讨论了冗余接入到VPLS核心网络，但是未能设法解决基于环的接入网并且仅仅使用到VPLS核心网络的单个活动的附接。

发明内容

这里公开的实施例提供了以太网自动保护切换(EAPS)接入网与虚拟专用LAN业务(VPLS)网络之间的冗余连通性。第一VPLS节点被设置以起到EAPS控制器节点的作用。第二VPLS节点被设置以起到EAPS伙伴节点的作用。第一VPLS节点和第二VPLS节点是通过伪线来链接的。该伪线在正常情况下是跨EAPS共享链路而被传输的。另外的EAPS节点也被设置。另外的EAPS节点彼此链接，并且另外的EAPS节点中的一个被指定为主节点。链路也在VPLS节点与EAPS节点之间被建立，以使得一个或多个EAPS环被形成。每个EAPS环都包括第一VPLS节点与第二VPLS节点之间的共享链路。EAPS环被监控以检测链路故障。当第一VPLS节点与第二VPLS节点之间的共享链路的故障被检测到时，如果任一个EAPS节点具有到两个VPLS节点的路径，则与第一VPLS节点相关联的所有伪线链路被无效。否则，与第一VPLS节点相关联的现有伪线链路被维持。

附图说明

下面的描述包括了对附图的讨论，附图具有通过示例方式给予本发明的实施例的图示。绘图应当理解为示例而不是限制。如这里所使用的，提及一个或多个“实施例”要被理解为描述在本发明的至少一个实现方式中所包括的具体特征、结构或特性。因此，这里出现的诸如“在一个实施例中”或“在替代实施例中”之类的短语描述了本发明的各种实施例和实现方式，并且未必都指同一实施例。然而，它们也未必是互相排斥的。

图1是示出根据各种实施例的VPLS-EAPS配置的框图。

图2是示出根据各种实施例的VPLS-EAPS配置的框图。

图3是示出根据各种实施例的VPLS-EAPS配置的框图。

图4是示出根据各种实施例的VPLS-EAPS配置的框图。

图5是示出根据各种实施例的VPLS-EAPS配置的框图。

图6是示出用于根据各种实施例的VPLS网络与EAPS网络之间的冗余连通性的处理的流程图。

图7是示出用于实践这里描述的各种实施例的合适计算环境的框图。

图8是示出根据各种实施例的路由设备的框图。

具体实施方式

如这里所提供的，方法、设备和系统实现了在虚拟专用LAN业务(VPLS)网络与以太网自动保护切换(EAPS)网络之间的冗余连通性。更具体地，到VPLS网络的多个活动的附接在各种实施例中被提供。

图1是示出根据各种实施例的VPLS-EAPS配置的框图。如这里所使用的，VPLS-EAPS配置涉及在VPLS网络与EAPS网络之间的多个附接点，这些附接在正常情况下是活动的。如所示出的，VPLS核心节点110、112、114和116经由伪线而被链接。如这里所使用的，链路指在其上传输数据的任何线路或信道。这里所使用的伪线指用于跨越分组交换网络来模仿各种连网或电信服务的机制，例如使用以太网、因特网协议(IP)、标签交换路径(LSP)和/或多协议标签交换(MPLS)等的那些机制。所模仿的服务可包括T1租用线路、帧中继、以太网、异步转移模式(Asynchronous Transfer Mode)(ATM)、时分复用(TDM)或者同步光网络(Synchronous Optical Networking)(SONET)/同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy)(SDH)。如题为“Pseudo WireEmulation Edge-to-Edge[PWE3]Architecture(伪线仿真边缘到边缘[PWE3]体系结构)”的RFC 3985中所讨论的，伪线仅仅传送对于模仿如下的线路来说所必要的功能：该线路对一些具体的服务定义具有某些被要求的保真度。

如图1所示，VPLS核心节点110和112附接至EAPS接入环。不是使核心节点110或112起到EAPS主节点的作用，而是将分发节点124指定为主节点。当网络故障被在环上检测到时，EAPS系统中的主节点接收控制VLAN上的控制消息，该控制消息指示了网络故障。在正常操作期间，主节点阻止被保护的数据VLAN业务穿过其次级端口。在网络故障期间，主节点对其次级端口解除阻塞(unblock)，并且使被保护的数据VLAN业务穿过其次级端口。一旦故障已被修理，次级端口就被重新阻塞。在各种实施例中，不是VPLS节点的、EAPS环中的任何节点都可被指定为EAPS主节点。在各种实施例中，附接至EAPS环的VPLS核心节点分别起到EAPS控制器和伙伴节点的作用。在图1中，核心节点110起到控制器节点的作用，同时核心节点112起到伙伴节点的作用。EAPS控制器节点(例如核心节点110)包括控制器状态机，该控制器状态机跟踪环上的EAPS节点是否可访问两个附接的VPLS节点(例如核心节点110和112)。

在各种实施例中，当VPLS客户VLAN(或VMAN)附接至EAPS环时，如图1所示，核心节点110和112之间的EAPS环片段被去除，以有利于节点110和112之间的伪线连接。这里所使用的术语“共享链路”指通常在多个EAPS环之中共享的特定EAPS链路。虽然共享链路经常在多个EAPS环之中被共享，但是共享链路也可针对单个EAPS环而被维护。除了辅助多个EAPS环之中的端口管理以外，与共享链路相关联的功能和/或机制(例如控制器节点状态机等)可用来帮助管理EAPS与VPLS之间的通信。EAPS主节点(例如节点124)未必具有或接收与核心节点110和112之间的连接改变有关的任何信息。然而，假设连接改变需要配置在环上仅有一个端口的被EAPS保护的VLAN，则核心节点110和112上的EAPS功能确实具有关于连接改变的信息。应当注意，此配置不改变EAPS控制VLAN——EAPS环仍然是完整的，并且EAPS主节点(例如节点124)在环完好时仍然阻塞客户接入VLAN上的端口。

图2示出链路故障的示例，在此情况下是在节点122与124之间。从连通性观点看，VPLS-EAPS配置的各种实施例适当地处理了像图2所示的链路故障那样的接入环故障。当EAPS主节点(例如节点124)(例如由于来自环上节点的链路故障通知、hello超时等而)检测到拓扑改变时，在所保护的VLAN上，主节点对其次级端口解除阻塞。(与图1相比)图2中的唯一差别是链路故障以及随后的对主节点的次级端口的解除阻塞使节点124现在经由核心节点112而不是经由核心节点110而连接至VPLS网络。因此，连通性被恢复。

当核心节点110与112之间的共享链路出现故障时，连通性恢复情景(scenario)改变。如图3所示，当共享链路出现故障时，EAPS主节点(例如节点124)再次对其次级端口解除阻塞(像每当接入环上存在故障时它所做的那样)。然而，当此情况发生时，两个VPLS核心节点(即节点110和112)都可能接收到目的地不是EAPS接入环上的节点的任何业务的拷贝。例如，如果核心节点110与112之间的共享链路出现故障并且分发节点126正试图发送分组给VPLS核心节点118，则核心节点110和112每个都可接收到分组的拷贝。这会导致重复的分组被发送进VPLS网络中。此外，假定可利用不同的路径(例如经由从节点112到节点116到节点114到节点110的路径)来重新建立核心节点110与112之间的伪线，此情景可导致EAPS接入环上的业务环路以及进入VPLS网络中的风暴(storm)。为防止此情景发生，当核心节点110与112之间的共享链路出现故障时，VPLS核心节点110(起到EAPS控制器节点的作用)采取去除和/或无效掉与核心节点110相关联的所有伪线的动作。在图3中可看到伪线的去除。一旦伪线已被去除和/或无效，在EAPS接入网与VPLS网络之间行进的所有业务都通过VPLS核心节点112。当核心节点110(即控制器节点)检测到节点110与112之间的共享链路被修复时，伪线被重新建立。

当核心节点110去除其伪线时，核心节点110也向其VPLS对等体(peer)(例如VPLS核心节点114、116和112)发信号以告知它们伪线不再是活动的。在一些实施例中，此信令通过完全地撤销伪线来实现。在其他实施例中，信令通过指示伪线的“待机”状态来实现。

图4示出在共享链路(即节点110与112之间的链路)和接入环(例如在节点122与124之间)二者上的链路故障。在诸如此类的双故障情景中，不像仅仅共享链路出现故障的情景那样，VPLS核心节点110和112都不接收环业务的拷贝。例如，在图4中，在此双故障情景中，分发节点122到VPLS网络的唯一路径是通过核心节点110。类似地，分发节点128到VPLS网络的唯一路径是通过核心节点112。因此，在故障链路之一是VPLS核心共享链路的双故障情景中，核心节点110维持它的伪线而不是去除和/或无效掉伪线。

图5示出附接至VPLS核心网络的多个并行EAPS接入环。如所示出的，每个EAPS环既附接至核心节点210又附接至核心节点212。每个EAPS环都共享节点210与节点212之间的链路(即共享链路)。与共享链路相关联的功能和/或机制管理和/或维护可向VPLS网络传播的EAPS拓扑信息。这里，只要任一个并行EAPS环是完整的，就存在着到两个核心VPLS节点的路径——在此情况下，这两个核心VPLS节点是节点210和212。当节点210与212之间的共享链路处于(所示出的)故障状态时，每个环上的EAPS主节点对其次级端口解除阻塞。对于图5所示的两个内部EAPS环而言，这不导致问题，因为这些环中的每一个都有环上的另外的链路故障，这另外的链路故障防止了这些环中的节点具有到两个VPLS核心节点(即节点210和212)的路径。然而，外部的环没有其他的链路故障。因此，此外部的环上的分发节点(例如250、252、254和256)确实具有到两个VPLS节点210和212的路径。应当注意，两个VPLS节点仍然对所有的接入环执行L2交换。因此，所有三个环上的所有节点都具有到两个VPLS节点的路径。如以上所讨论的，从EAPS环到VPLS网络上的两个核心节点的路径可导致接入环环路和/或VPLS风暴。因此，在具有附接至VPLS核心的并行EAPS环的实施例中，在任何的并行EAPS环都是完整的或“好的”(例如无链路故障)并且共享链路是故障的情况下和时候，控制器节点(例如核心节点210)必须使与控制器节点相关联的所有伪线无效。如果所有并行EAPS环都处于故障状态或“坏了”(例如，每个环上至少一个故障链路)，则控制器节点(例如节点210)不管共享链路的状态如何都维持它全部的现有伪线。下表示出了在各种实施例中要对控制器节点采取的恢复动作：

表1

在各种实施例中，(一个或多个)接入环或VPLS网络上的拓扑的改变可能引起用来到达客户设备的(一个或多个)路径的改变。例如，在图2中，分发节点124会采用以到达VPLS网络的其他部分的路径在节点122与124之间的链路的接入环上的故障之后改变。在该链路的故障之前，节点124经由核心节点110到达VPLS网络。在故障之后，节点124经由核心节点112访问VPLS网络。

当EAPS主节点(例如图1中的节点124、图5中的节点222等)检测到拓扑改变时，它向它的其他中转(transit)节点(即环上的其他节点)发送“刷新(flush)FDB”消息。在一些实施例中，刷新消息使得环的MAC地址被在环中的每个节点上重新学习。假定刷新消息是向环上的其他节点传播的EAPS消息，则刷新消息固有地不在VPLS网络上传播。此外，远程VPLS节点处的附接可以不使用EAPS。利用以上的示例，VPLS节点114(图2)将会预期经由VPLS节点114与VPLS节点110之间的伪线而找到节点124。然而，一旦发生节点122与124之间的链路故障，在VPLS节点114未察觉拓扑改变并且被配置为在通过故障链路的路径上发送业务的情况下，经由VPLS节点110从VPLS节点114向节点124发送的任何业务将不会到达它的目的地。为了克服此问题，EAPS在控制器和伙伴节点(例如节点110和112)上向VPLS告知任何接收到的EAPS“刷新FDB”消息。控制器和伙伴节点然后可传播此信息，以使得其他VPLS节点可对它们各自的转发数据库(例如MAC地址等)进行刷新。例如，假定MAC地址是从特定发起节点学习来的(例如，VPLS节点116从VPLS节点112学习节点128的MAC地址)，则控制器和伙伴节点都向其他VPLS节点告知任何的拓扑改变。

图6是示出用于VPLS网络与EAPS网络之间的冗余连通性的处理的流程图。两个VPLS节点被设置310，以分别起到EAPS控制器节点和伙伴节点的作用。两个VPLS节点通过跨EAPS共享链路的伪线来链接。另外的EAPS节点也被设置320。另外的EAPS节点彼此链接，并且另外的EAPS节点中的一个被指定为主节点。链路也在VPLS节点与EAPS节点之间建立，以使得一个或多个EAPS环被形成330。每个EAPS环都包括第一和第二VPLS节点之间的共享链路。EAPS环被监控340以检测链路故障。当第一和第二VPLS节点之间的伪线共享链路的故障被检测到350时，确定360是否任何的EAPS节点具有到这两个VPLS节点的路径。如果是，则使与控制器节点相关联的所有伪线无效370。如果否，则维持380与第一VPLS节点相关联的现有伪线链路。

图7是示出用于实践这里描述的各种实施例的合适计算环境的框图。共同地，希望这些组件表示各种类别的硬件系统，包括但不限于通用计算机系统和专门的网络交换机。

计算机系统700包括处理器710、I/O设备740、主存储器720和闪存730，它们经由总线780而彼此耦合。主存储器720存储供处理器710使用的指令和数据，主存储器720可包括系统存储器(RAM)和非易失性存储设备(例如磁盘或光盘)中的一个或多个。此外，网络接口770、数据存储装置760和交换结构(switch fabric)750经由总线780彼此耦合。数据存储装置760表示由交换结构750用于转发网络分组或消息的、这里所描述的路由数据库(例如转发数据库表等)以及诸如分组缓冲器等之类的其他存储区。

计算机系统700的各种组件可被重新布置在各种实施例中，并且一些实施例可以既不需要也不包括所有的以上组件。此外，额外的组件可被包括在系统700中，例如额外的处理器(例如数字信号处理器)、存储设备、存储器、网络/通信接口等等。

在图7的例示实施例中，用于根据以上讨论的本发明在EAPS网络与VPLS网络之间提供冗余连通性的方法和设备可被实现为由图7的计算机系统700运行的一系列软件例程。这些软件例程包括要由诸如处理器710之类的、硬件系统中的处理系统执行的多个指令或一系列指令。最初，系列的指令被存储在(例如，在路由管理器数据库中的)数据存储设备760、存储器720或闪存730上。

图8示出可用在各种实施例中的路由设备的各种组件。路由设备810包括VPLS控制组件812、伪线(PW)控制组件814、EAPS控制组件816和桥控制组件818。VPLS控制组件812辅助建立包括多个PW的完整VPLS。PW控制组件814建立个别的PW，并且将PW状态信息发信号给对等体。EAPS控制组件816监视并控制EAPS操作。桥控制组件818监视并控制正常的L2桥操作。EAPS控制组件816向VPLS控制812和/或PW控制814提供功能以及与EAPS环连通性和EAPS共享链路的状态有关的信息。VPLS转发逻辑组件820、PW转发逻辑组件822和桥转发组件824组合起来以在PW和VPLS客户之间转发数据分组。这些转发组件经由总线826而耦合。基于这些组件的逻辑，在路由设备端口828上对业务进行路由。例如，路由设备810是可用于图2的VPLS核心节点110和/或112的路由设备的示例。

这里描述的各种组件可以是用于执行这里描述的功能的装置。这里描述的每个组件包括软件、硬件或它们的组合。组件可被实现为软件模块、硬件模块、专用硬件(例如专用硬件、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)等)、嵌入式控制器、硬连线电路、等等。软件内容(例如数据、指令、配置)可经由包括计算机可读介质的制造品(article ofmanufacture)来提供，计算机可读介质提供表示可执行的指令的内容。该内容可使计算机执行这里描述的各种功能/操作。计算机可读介质包括以计算设备(例如计算机、PDA、电子系统等)可访问的方式来提供(即存储和/或传输)信息的任何机制，例如可记录的/不可记录的介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等)。该内容可以是直接可执行的(“对象”或“可执行的”形式)、源代码等。计算机可读介质还可包括可从它下载内容的存储装置或数据库。计算机可读介质还可包括在销售或交付的时候有内容存储于其上的设备或产品。因此，交付具有被存储的内容的设备、或者提供内容以用于通过通信介质下载可被理解为提供具有这里描述的这样的内容的制造品。

除这里描述的以外，在不脱离本发明的公开实施例和实现方式的范围的情况下，可对本发明的公开实施例和实现方式进行各种修改。因此，应当以例示性而非限制性的意义来理解这里的图示和示例。应只参考所附权利要求来衡量本发明的范围。