CN101151596A - 用于提供网络路径验证协议的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

沿着网络路径列举了一系列发送到一组节点或路由器的消息的路径验证协议(PVP)通过在VPN环境中定义、实现和分析路径验证消息(PVM)而识别连通性和传输特性属性。这里的配置提供一种机制，该机制用于确定满足QoS或其他递送速度/带宽保证的路径和/或路线。因此可以采用这样的机制来针对基于QoS的流量执行路由决定。此外，这样的机制可用于验证QoS水平和涉及服务供应商和客户之间的契约条款的有关属性。

Description

用于提供网络路径验证协议的系统和方法
背景技术
在典型的虚拟专用网(VPN)中，多个本地LAN或者子网通过核心网络互连，以向每个子网提供与其他LAN中的每一个共享共用网络的表象。每个LAN或者子网都具有一个或多个网关节点或者客户设备(CE)路由器，从LAN中出来和进入到LAN中的流量经过所述网关节点或者路由器。网关节点在核心网络的边缘处连接到网络服务供应商路由器或者供应商设备(PE)路由器，可用于向VPN中的其他子网提供传输。CE和PE路由器由于它们接近客户或供应商网络的边缘而有时候被称为“边缘”路由器。核心网络可以是诸如因特网之类的公共接入网、物理上分离的内联网或者其他互连，其向远程PE路由器提供传输。远程PE路由器耦合到远程CE路由器，远程CE路由器代表到远程子网或LAN的入口，远程子网或LAN是VPN的一部分。远程CE路由器执行到远程VPN(LAN)子网内的目的地的消息流量的转发。
传统的VPN尤其很适合于由多协议标签交换(MPLS)网络所提供的优点。传统的MPLS网络和最近一般化的MPLS(G-MPLS)网络扩展了IP协议组，以尤其通过服务供应商所采用的核心网络(而不是最终用户连接或分接头)来加速传统IP路由器所使用的转发方案。传统的路由器通常采用复杂的和耗时的路线查找和地址匹配方案来确定所接收的分组的下一跳，这主要通过检查分组的头部中的目的地地址来完成。MPLS利用所谓的标签交换路由器(LSR)机制，通过使转发决定基于简单的标签而大大简化了该操作。因此，MPLS的另一主要特征在于其通过由标签所规定的网络将IP流量放置在所定义的特定路径上的能力。这样的路径规范能力一般对于传统的IP流量是不可用的。这样，MPLS提供带宽保证和针对具体用户应用(或者流量)的其他区别服务特征。
当前基于IP的MPLS网络正在涌现出来，用于提供高级服务，所述高级服务例如是基于带宽的有保证服务(即服务质量，或QoS)、基于优先级的带宽分配以及先占服务。因此，MPLS网络因为它们对服务供应商网络或者所谓电信公司的电信公司互连上的高速路由和安全性的适应性而尤其适合于VPN。因此，这样的MPLS网络基于依路径而定的标准来执行路由决定，不仅指定目的地还指定中间路由器(跳)，而不是IP中的将路由决定留给通过网络的每一“跳”处的各种节点和路由逻辑的源/目的地规范。
在传统的VPN中，核心网络可以是适合于执行标签交换路径(LSP)路由的MPLS网络。或者，核心网络或者其子网可以执行诸如IP之类的基于目的地的路由，其规定特定分组的目的地。本领域中已知的LSP路由允许基于指示特定节点和/或高速链路的路径的路由。因此，LSP路由允许路由决定例如与诸如QoS或契约服务保证之类的标准相协调。
发明内容
下面所进一步讨论的配置基于这样的观察：在具有通过核心网络而互连的子网的传统VPN中，服务于VPN LAN的客户边缘(CE)路由器对于核心网络内的连通性和路径属性信息来说不是私密的。因此，传统的CE路由器不能询问核心网络以确定特定路径的连通性(即，可用性)，或者询问路径属性以例如确定特定的QoS水平是否在特定链路上可支持或者通过特定路线可支持。因此，传统的本地CE路由器不能确定远程VPN位置(目的地)的可用性，或者确定到远程VPN位置(目的地)的传输属性。
因此，满足QoS或者其他递送速度/带宽保证的路径确定在传统的CE路由器中可能是困难的或者不可用的。因此，对于基于QoS的流量执行路由决定可能是有问题的。此外，这样的QoS水平和有关属性可能变成服务供应商和客户之间的契约条款。尤其在L3 VPN MPLS网络中，路径QoS(涉及诸如路径带宽、抖动、延迟和损失之类的属性)经常涉及供应商通常将其作为服务契约而销售给用户的服务水平协议(SLA)。
传统的请求/答复协议缺少这样的特征，所述特征用于允许连接到PE的CE设备获得关于本地和远程PE之间的数据流量所采用的路径以及关于其本身和其VPN环境内(即，在远程VPN LAN中)的远程位置之间的数据流量所采用的路径的信息。该信息对于客户来说是极其重要的，以便能够验证和测量基于网络的VPN基础设施内的连通性和路径属性特征。因此，提供采用一组预定的路径验证消息(PVM)来识别、收集和分析网络属性和连通性信息的路径验证协议(PVP)是有益的。使用这样的协议的应用示例在下面所引用的共同待审申请中提供。因此，这样的PVM协议允许客户端发送PV(路径验证)请求到其本地附接的PE路由器，以便收集关于所请求的路径的相关信息集合。
因此，这里讨论的配置通过提供一种用于确定经过核心网络到远程VPN目的地的特定路径的属性和可用性的路径验证协议(PVP)，基本上克服了上述缺点。PVP通过一组沿着路径的路由器处的路径验证处理器之间所发送的路径验证消息(PVM)而提供一种用于诊断和报告所述路径的可用性和属性信息的机制。请求消息请求特定的信息项，并且由请求CE路由器发送至核心网络的PE路由器。接收PE路由器将该消息识别为PVM，并且采用诊断逻辑来确定所请求的结果。接收PE路由器可以将另外的PVM作为诊断探测消息发送到核心内的其他路由器，用于确定所述路径的属性和可用性。每个这样的PVM消息都触发指示所请求的信息的接收路由器的PVM答复。接收PE路由器收集所接收的PVM答复，聚集PVM消息以识别相关属性，并且计算所请求的结果以发送回请求CE。
针对核心网络诊断而采用的网络性能属性(属性)一般分为两个路径特性家族及其验证/诊断，在考虑传统的基于网络的IP VPN时可能对这些路径特性家族及其验证/诊断感兴趣。首先是在2005年2月1日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FOR NETWORK PATH DETECTION”的共同待审美国专利申请No.11/048,077(律师案卷号No.CIS04-52(10418))中详细描述的基本连通性方面的路径验证，该申请通过引用而被合并于此。
基于网络的VPN的客户感兴趣的第二组特性归入“实时”统计的范畴。这可以被宽松地定义为客户边缘路由器(CE)获得关于特定路径的实时统计的能力，所述CE用所述特定路径来运载其流量穿过基于网络的VPN供应商的核心。这样的属性特征包括(但不局限于)延迟(单向和往返)、抖动和错误率(即：分组损失/错误)。当前，这些类型的统计由一些服务供应商提供，但是主要基于不足以允许客户计算实时路径表征的平均值。在2005年3月22日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FORIDENTIFYING NETWORK PATH PERFORMANCE”的共同待审美国专利申请No.11/086,007(律师案卷号CIS04-50(10325))中讨论了一种具体方法。
在进一步的细节中，这里所公开的收集涉及网络路径的信息的方法包括：接收对指示特定网络路径的信息的请求，该路径与核心网络相关联；以及在与核心网络相关联的供应商边缘路由器处计算所请求的信息，其中核心网络属性不是直接从发起请求的路由器可用(可见)的。路径验证处理器在答复消息中将所请求的信息发送到请求节点，其中对信息的请求和答复消息符合路径验证协议，该路径验证协议可用于识别和传播指示核心网络中的网络属性的信息。
在示例性配置中，路径验证处理器可用于通过识别指示所请求的信息的网络属性而计算所请求的信息，并且发送至少一个诊断探测消息，该诊断探测消息可用于确定所识别的网络属性。路径验证处理器中的诊断逻辑基于对所发送的探测消息的响应而确定所请求的信息。通常，路径验证处理器响应于所接收的对状态的请求并且根据诊断逻辑来发送连续的诊断探测消息，这些连续的诊断探测消息可用于取回用于确定状态或属性的信息。
在典型配置中，处理对信息/状态的请求包括由PE路由器从CE路由器接收请求并且从接收PE路由器发送另外的探测消息。诊断探测消息是具有共用头部和至少一个有效负荷字段的路径验证消息(PVM)，其中所述有效负荷指示由答复所请求的信息类型。消息创建器用协议版本、消息类型、一组标志、序号和诸如智能卡、密码和证书之类的安全凭证中的至少一个来填充共用头部。有效负荷字段是一组长度可变的TLV，并且消息创建器通过填充共用头部而创建PVM消息；并且，对于每个所请求的属性，确定相应的TLV类型，并填充有效负荷字段中的TLV。
在特定配置中，路径验证消息进一步由消息类型限定，这些消息类型包括用于计算关于特定目的地的状态信息的请求、包括所请求的状态信息的对请求的答复和指示阻碍所请求信息的评估的管理紊乱的错误。典型的安排涉及：响应于PVM请求而发送一组连续的PVM消息；从连续的PVM消息聚集响应中的每一个，其中所述聚集可用于计算结果；以及产生包括来自所聚集的响应的状态的PVM答复以发送回请求CE路由器。
在示例性配置中，TLV还指示路径验证，其中所述路径验证可用于确定到至少一个特定目的地的可通信性，所述TLV中的每一个还包括为其寻求路径可通信性的目的地和指示将要执行的评估的数目的评估计数。TLV例如可以包括对指示可通信性状态的属性的路径属性请求，其中TLV中的一个或多个还包括为其请求属性评估的目的地、指示将要执行的评估的数目的评估计数以及至少一个用于评估的属性。
在示例性安排中，路径验证处理器通过包括识别指示连续的PVM消息的可接受速率的重现阈值并且缩短连续的PVM消息以符合所识别的重现阈值，来避免连续的诊断探测消息淹没核心网络。
本发明的替换配置包括诸如工作站、手持型或膝上型计算机或者专用计算设备之类的配置有软件和/或电路(例如，上面所总结的处理器)的多重编程或多重处理的计算机化设备，以处理在这里作为本发明的实施例所公开的方法和操作中的任何一种或者全部。本发明的其他实施例包括诸如Java虚拟机和/或操作系统之类的可以单独操作或者与多重处理计算机化设备彼此结合操作的软件程序，以执行上面所总结并且在下面详细公开的方法实施例步骤和操作。一个这样的实施例包括一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质包括在其上编码的计算机程序逻辑，当所述计算机程序逻辑在具有存储器和处理器的耦合的多重处理的计算机化设备中执行时，对处理器进行编程以执行在这里作为本发明的实施例所公开的操作，从而实现数据访问请求。本发明的这种安排通常被提供为在诸如光介质(例如，CD-ROM)、软盘或硬盘之类的计算机可读介质或者其他介质上安排或者编码的软件、代码和/或其他数据(例如，数据结构)(例如一个或多个ROM或RAM或PROM芯片中的固件或微码)，被提供为现场可编程门阵列(FPGA)或者被提供为专用集成电路(ASIC)。软件或固件或者其他这样的配置可以被安装到计算机化设备上(例如，在操作系统用于执行环境安装期间)，以使得计算机化设备执行在这里作为本发明的实施例所说明的技术。
附图说明
如附图所示，本发明的上述和其他目的、特征和优点将从以下对本发明优选实施例的更详细描述中变得清楚，在附图中，相似的标号在不同的视图中都指的是相同的部件。附图不一定按照比例，相反，重点放在说明本发明的原理上。
图1是适合于本发明使用的包括与核心网络互连的边缘节点的网络通信环境的环境图；
图2是示出路径验证协议在图1的网络中的操作的流程图；
图3是采用路径验证消息(PVM)的边缘路由器的框图，所述路径验证消息使用路径验证协议(PVP)；以及
图4-7是路径验证处理器在图3的网络中的操作的流程图。
具体实施方式
本发明的配置提供用于在诸如MPLS网络之类的VPN环境中定义、实现和分析路径验证消息(PVM)的路径验证协议(PVP)。典型的VPN环境的特征在于服务供应商之间规定特定服务水平和/或带宽水平保证的服务水平协议(SLA)，其通常用每秒的兆比特(MB/s)或其他定性传输标准来衡量。这样的保证经常用诸如服务质量(QoS)标准之类的契约条款来表达。这里的配置提供一种机制，该机制用于确定满足QoS或其他递送速度/带宽保证的路径和/或路线。因此可以采用这样的机制来针对基于QoS的流量执行路由决定。此外，这样的机制可用于验证QoS水平和涉及服务供应商和客户之间的契约条款的有关属性。
传统的请求/答复协议缺少这样的特征，所述特征用于允许连接到PE的CE设备获得关于本地和远程PE之间的数据流量所采用的路径以及关于其本身和其VPN环境内的远程位置之间的路径的信息。该信息对于客户来说是极其重要的，以便能够验证和测量基于网络的VPN基础设施内的连通性和路径属性特性。因此，这样的PVM协议允许客户端发送PVM(路径验证)请求到其本地附接的PE路由器，以便收集关于所请求的路径的相关信息集合。
因此，这里的配置公开了一种协议以便满足诸如潜在地驻留在不相交的域中的节点之间的路径验证和流量统计收集之类的具体要求。路径验证协议(PVP)确定经过核心网络到达远程VPN目的地的特定路径的属性和可用性。PVP通过一组沿着路径在路由器的路径验证处理器之间发送的路径验证消息(PVM)而提供一种用于诊断和报告所述路径的可用性和属性信息的机制。请求消息请求特定的信息项，并且由请求CE路由器发送。接收PE路由器将该消息识别为PVM，并且采用诊断逻辑来确定所请求的结果。接收PE路由器可以将另外的PVM作为诊断探测消息发送到其他路由器，用于确定所述路径的属性和可用性。每个这样的连续PVM消息都触发指示所请求的信息的接收路由器的PVM答复。接收PE路由器收集所接收的PVM答复，聚集PVM消息以识别相关属性，并且计算所请求的结果以发送回请求CE路由器。
下文进一步讨论的路径验证消息(PVM)协议或者路径验证协议(PVP)在各种适用于基于MPLS和VPN的网络的传输协议上可用。在示例性配置中，一组包括请求消息、答复消息和错误消息的消息类型还包括用于其他路径属性信息的字段。
至于可应用的传输平台，PVM协议可以采用各种合适的传输协议，包括：UDP(用户数据报协议)、TCP(传输控制协议，如果需要可靠的消息传送和拥塞控制的话)和SCTP(如果需要可靠的消息传送、拥塞控制和多重流的话)。
如果诸如UDP之类的不可靠协议被用作传输协议，则请求路由器依赖于固定的或指数回退的定时器方法来重新发送在预定(用户可配置)时间之后未针对其接收到响应的消息，这在2005年2月23日提交的标题为“METHODS AND APPARATUS BASED ON MESSAGE TRANSMISSIONTIMES”的共同待审美国专利申请No.11/063,803(律师案卷号No.CIS04-60(10524))中进一步讨论。如果使用TCP或者SCTP传输协议，则在PVM协议内不需要嵌入式可靠消息传送机制。即使在这种情况下，发送器也总是可以用上述共同待审申请中的配置来辨别最佳的传输超时时间。
因此，路径验证协议(PVP)包括路径验证消息(PVM)的枚举。现在，下面讨论的是三个包括共用PVM头部的示例性消息类型。注意到PVM消息不限于在单个路由域内交换。
PVM共用头部包含下列字段(不一定按照所规定的顺序)：PVM协议版本、消息类型(请求、答复、错误)、用于唯一地识别请求的序号、安全识别消息和可选标志。
还要注意到，可以用诸如MD5之类的某种常用加密方案来加密PVP头部及其有效负荷。此外，在特定的安排中，可以通过诸如IPSec之类的安全加密隧穿(tunnelling)机制来发送/接收整个分组。
进一步注意到，基于上面所提供的头部信息，接收器为了安全起见可以区分基于该信息的流量(即：速率限制、防止分布式拒绝服务(DDoS)攻击、或者提供隐藏部分网络的手段等等……)。例如在后一种情况下，操作员可能不希望客户查看关于他们的核心网络的结构的信息。在这些情况下，凭操作员的判断来过滤所返回的信息，而协议继续以最低水平起作用。
共用头部之后是一组可变长度的TLV(类型/长度/值参数，本领域中已知，尤其适合于解析诸如网络协议之类的顺序组织的数据流)。因此，示例性PVM请求被如下组成。PVM请求消息被CE使用以便收集关于该CE在上面不具有完全的可见性的特定路径的信息。这样的请求被发送到PE，但是也可以在两个PE之间交换以满足来自CE的请求。PVM请求消息的格式是一组可变长度的TLV，该组TLV表征上面所规定的共用头部之后的请求，其中每个TLV都依请求类型而定。为了说明起见，下面定义两个示例性TLV。其他合适的配置相当地包括其他TLV；当前的配置不希望局限于这样的示例性TLV。
Path_verification TLV规定下列参数：
-针对其要求路径验证的目的地，
-评估次数N_ev
注意就格式而言，如果所有的目的地需要相同的评估次数，则Path_verification TLV可以包含一组目的地和随后的唯一N_ev条目。如果N_ev＞1，则PE应该设法为每个所请求的目的地验证路径N_ev次，并且在他们中的至少一次成功的情况下发送肯定答复。
Path_Attribute_Request TLV规定下列参数：
-针对其请求路径属性评估的目的地，
-评估次数N_ev，
-将要评估的一组属性(延迟、抖动、损失、往返时间(RTT))
注意到针对一些属性，可以采用另外的子TLV以进一步限定请求。例如，CE可以请求用N_ev次评估的平均值(或者峰值)来计算RTT并且返回结果。在PVM请求消息中可以请求多个属性。
PVM答复消息包括共用头部和随后的一组可变长度的TLV，这组TLV的内容依相应的PVM请求消息中所接收的请求类型而定。例如，如果CE请求计算一具体路径的平均抖动，则PVM答复消息将包含一TLV，该TLV包含一阵列，该阵列的条目指示N_ev个计算出的抖动的值。
PVM错误消息由上面所规定的共用头部和一组指示错误类型的可变长度的标志构成。这样的错误例如可以包括以下指示，即PVM请求不被支持、所请求的PVM未被授权或者请求的速率不遵从契约条款和拥塞状态(即，PVM请求被接收，但是PE设备经受拥塞，因此必须预期到在提供响应时会有延迟)。
作为安全措施，并且为了保护PE路由器处的CPU使用，每个支持PVM协议机制的PE路由器也实现抑制(dampening)算法，藉此，来自客户端的请求速率不应超过可配置的阈值。越过该阈值应该会使得PE路由器抑制客户端。分组头部中所存在的信息可以被用于实现这样的阈值。
图1是网络通信环境100的环境图，网络通信环境100包括与核心网络140互连的边缘节点120、130，核心网络140适合于以这里所讨论的配置使用。参考图1，网络通信环境100包括多个LAN 110-1…110-4(一般称为110)，LAN 110包括虚拟专用网(VPN)114。LAN 110中的每一个都连接到用于互连VPN LAN 110的核心网络140。每个LAN 110都具有一个或多个表示核心网络140进出点的客户边缘(CE)路由器120-1…120-6(一般称为120)。因此，每个CE路由器120都连接到表示核心网络140的进出点的相应供应商边缘(PE)路由器130-1…130-5。因此，边缘路由器120、130表示每个VPN LAN与服务供应商所操作的核心网络140的连接。核心网络140还包括多个供应商交换节点142-1…142-3(一般称为142)，例如标签交换路径(LSP)路由器、基于IP的路由器和其他合适的交换设备。此外，每个LAN 110都通过一个或多个子网116-1…116-6(一般称为116)连接到最终用户，或者连接到表示由该子网116所服务的最终用户的网络前缀(network prefix)。示例性CE路由器120-1可用于发送PVM请求160到PE1路由器130-1，PE1路由器130-1可用于接收PVM请求160，并且产生包括用于发送回CE路由器120-1的所请求的信息的PVM响应162，所述信息在下面更详细地讨论。
在操作中，例如，存在一个或多个经过本地CE路由器120-1和诸如子网116-3之类的远程VPN LAN 110-3目的地之间的核心网络的路径。从本地CE1路由器，存在经过PE1路由器130-1的路径146-1，并且存在经过PE2路由器130-2的替换路径146-2。路由器CE1可以决定通过经路由器130-1路由而在路径146-1上路由，或者通过经路由器130-2路由而在路径146-2上路由。因为CE路由器120不能直接获得路由路径和关于核心网络140的属性信息，所以路由器CE1分别发送PVM请求160-1、160-2到PE1和PE2以确定到服务子网116-3的CE5 120-5的最快路径。
PE路由器130-1和130-2合成并发送PVM探测消息，以首先查询到路由器CE3的连通性以及沿着路径146-1和146-2的传输速度。例如，如果节点142-1停机，则路径146-1上没有连通性。相反，例如，节点142-1工作，因此路径146-1具有到CE5的连通性，但具有10MB/s的有限可用带宽。但是，VPN供应商具有在VPN LAN 110之间提供40MB/s的服务水平协议(SLA)。但是，PVM消息160沿着路径146-2上的每条路线识别至少50MB/s的传输带宽。因此，PVM答复166告知请求路由器130-2路径146-2上的可用50MB/s。PE1和PE2两者都向CE1报告PVM答复162，并且CE1能够作出路由决定以将流量路由到路径146-2的PE2上，从而达到40MB/s的要求。注意到该产业中已知的示例性SLA也经常被应用这里所讨论的其他属性，例如延迟、抖动、损失、修复平均时间和停机时间等等。这里的配置除了那些规定的以外还可用于管理和监控任何合适的属性。
图2是示出路径验证协议在图1的网络中的操作的流程图。参考图1和图2，如步骤200所示，这里所公开的收集涉及网络路径146的信息的方法包括接收对特定网络路径的状态的请求，该路径与核心网络140相关联。该路径可以示出由LSP路由器142所限定的经过核心140的标签交换路径(LSP)，或者由目的地IP地址所限定的IP路径。通常，发起CE路由器120正在寻找信息以作出路由决定，并且将PVM请求160发送到相应的PE路由器。
如步骤201所示，接收PE路由器130-1识别指示所请求的状态的网络属性，例如路径属性和沿着路径146上的每一跳的路由器可用性。为了确定路径属性和可用性，如步骤202所示，PE路由器130-1发送一个或多个可用于确定所识别的网络属性的诊断探测消息164。诊断探测消息164是用于解决PVM请求消息160中的请求的进一步PVM消息，例如属性请求消息。与核心网络140相关联的供应商边缘路由器130基于对所发送的探测消息164的响应166而计算所请求的信息，其中核心网络140不是直接从发起请求的路由器120-1可用，如步骤203所示。这样，路径验证协议允许计算请求CE路由器120-1本身不能确定的网络可见度和诊断消息。然后如步骤204所示，PE路由器130-1发送响应于所接收的请求的PVM答复162。
图3是采用路径验证消息(160、162、164、166)的边缘路由器120、130的框图，所述路径验证消息使用路径验证协议(PVP)。参考图1和图3，客户边缘路由器120-11和供应商边缘路由器130-11包括路径验证处理器150-1…150-2(一般称为150)。路径验证处理器150-1包括消息创建器152-1(152)、收集器154-1(154)和诊断逻辑156-1(156)。路由器130-11中的路径验证处理器150-2被类似地配备。其他边缘路由器120、130也可以具有路径验证处理器150，用于通过如下所进一步讨论的路径验证消息(PVM)而进行通信。
在操作中，在示例性配置中，CE路由器120-11产生如上所述的用于发送至PE路由器130-11的PVM请求160，并且接收相应的PVM响应162。在路径验证处理器150中，消息创建器152可用于根据所请求的信息的类型而产生PVM消息160。收集器154可用于从其他允许PVP的路由器120、130接收消息，例如被发送以从其他PVP路由器120、130取回信息和/或属性的诊断探测消息164。诊断逻辑156分析响应于探测消息164而发送的响应166，用于聚集探测响应166中的信息并且计算针对PVM响应162的所请求信息。在典型的示例性配置中，发起CE路由器120-11利用PVM请求消息160发起请求。接收PE路由器130-11接收请求160，并且响应于此，发送一个或多个另外的PVM消息作为探测164。探测164本身是可用于识别PVM请求160中所请求的信息的PVM消息，所述信息例如是特定节点的可用性(连通性)或者特定链路的带宽容量。这样的带宽容量例如可以用于确定在特定链路上是否可容纳特定的服务水平(即，传输速度)。诊断逻辑156从对探测164的响应166计算响应162。
图4-7是路径验证处理器在图3的网络中的操作的流程图。参考图3-7，由路径验证协议所采用的路径验证消息提供一种收集涉及网络路径的信息的方法，如步骤300所示，所述方法包括接收对指示特定网络路径的信息的请求，所述路径与核心网络相关联。通常，这从需要作出路由决定的CE 120发出。因此，在示例性配置中，如步骤301所示，接收对状态的请求包括由PE路由器从CE路由器接收请求，发送另外的探测消息包括从接收PE路由器130进行发送。如步骤302所示，接收PE 130的路径验证处理器150采用诊断逻辑来识别指示所请求的状态的网络属性。
基于诊断逻辑156和所需要的探测消息，如步骤303所示，消息创建器152识别PVM消息以创建一个或多个诊断探测消息164，所述诊断探测消息164可用于确定所识别的网络属性或其他信息。在示例性配置中，如步骤304所示，诊断探测消息164是具有共用头部和至少一个有效负荷字段的路径验证消息(PVM)，其中有效负荷指示由答复166所请求的信息类型。
PVM消息采用共用头部。因此，如步骤305所示，发送PVM请求160还包括用协议版本、消息类型、一组标志、序号和诸如智能卡、密码和证书之类的安全凭证中的至少一个来填充共用头部。路径验证消息还包括消息类型，这些消息类型包括下列类型中的至少一种：
如步骤306所示的用于计算关于特定目的地的状态信息的请求160，如步骤307所示的包括所请求的状态信息的对请求的答复162，以及如步骤308所示的指示阻碍所请求信息的评估的管理紊乱的错误。其他消息类型可在替换配置中定义。
在创建共用头部之后，如步骤309所示，消息创建器152通过创建有效负荷而完成路径验证消息(PVM)的创建，其中有效负荷字段是一组可变长度的TLV。对于每个所请求的属性，消息创建器152如步骤310所示确定相应的TLV类型，并且如步骤311所示填充有效负荷字段中的TLV，其中TLV还指示路径验证，该路径验证可用于确定到至少一个特定目的地的可通信性(communicability)。因此，取决于诊断逻辑和消息类型，每个TLV还包括以下之中的一个或多个：如步骤312所示的为其寻求路径可通信性的目的地、如步骤313所示的为其请求属性评估的目的地或路径标签、如步骤314所示的指示将要执行的评估数目的评估计数以及如步骤315所示的至少一个用于评估的属性。通常，诸如与时间有关的特性之类的定性特性跨越一取决于网络负载和其他因素的范围。因此，由评估技术所设定的若干试验可以被执行以提供一定范围的采样，从这些采样中得出结论。
在步骤316执行检查以确定该消息中是否存在另外的TLV，并且因此控制返回到步骤310。当消息创建器152创建PVM时，如步骤317所示，路径验证处理器150响应于所接收的对状态的请求而发送用于确定状态的诊断探测消息164。因为多个连续消息(例如探测)164可以被发送以满足特定请求160，所以如步骤318所示，发送连续的诊断探测消息164可以包括识别重现阈值，该重现阈值指示连续PVM消息的可接受速率。如步骤319所示，例如当无响应节点被询问或者发生其他有关超时的问题时，重现阈值被用于缩短连续PVM消息以符合所识别的重现阈值，并且防止过多的ping或查询淹没系统。
在步骤320执行检查以确定是否响应于PVM请求160而存在将要发送的另外消息164，并且因此控制返回到步骤309。如果没有用于请求160的另外消息164，则收集器154取回响应166，以基于对所发送的探测消息的响应166而确定所请求的状态，如步骤321所示。因此，如步骤322所示，收集器从连续PVM消息164聚集响应166中的每一个，其中该聚集可用于计算结果。然后如步骤323所示，诊断逻辑156产生包括来自所聚集的响应166的状态的PVM答复162。经常，计算答复162包括分析来自若干路由器的结果，例如数个路由器142中每一个处的吞吐率(即，往返时间)，以例如估计整条路径146的性能。然后如步骤324所示，路径验证处理器150在答复消息162中将所请求的消息发送到请求节点120-11，其中对信息的请求160和答复消息162都符合路径验证协议，该路径验证协议可用于识别和传播指示核心网络中的网络属性的信息。
虽然参考其实施例具体地示出和描述了用路径验证协议来收集涉及网络路径的信息的系统和方法，但是本领域技术人员将会了解，可以在其中做出各种形式和细节上的改变，而不脱离本发明的由所附权利要求所包括的范围。因此，希望本发明仅由下面的权利要求来限制。

Claims (25)

1.一种收集涉及网络路径的信息的方法，包括：
接收对指示特定网络路径的信息的请求，该路径与核心网络相关联；
在与所述核心网络相关联的供应商边缘路由器处计算所请求的信息，所述核心网络不是直接从发起所述请求的路由器可用；以及
在答复消息中将所述所请求的信息发送至请求节点，所述对信息的请求和所述答复消息符合路径验证协议，该路径验证协议可用于识别和传播指示所述核心网络中的网络属性的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述所请求的信息还包括：
识别指示所述所请求的信息的网络属性；
发送至少一个可用于确定所识别的网络属性的诊断探测消息；以及
基于对所发送的探测消息的响应，确定所述所请求的信息。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
响应于所接收的对状态的请求，发送连续的诊断探测消息，所述连续的诊断探测消息可用于取回用于确定所述状态的信息。
4.如权利要求3所述的方法，其中，接收所述对状态的请求包括由PE路由器接收来自CE路由器的请求，并且发送另外的探测消息包括从接收PE路由器进行发送。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述诊断探测消息是具有共用头部和至少一个有效负荷字段的路径验证消息(PVM)，所述有效负荷指示由所述答复所请求的信息类型。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述有效负荷字段是一组可变长度的TLV，所述方法还包括通过下列步骤创建所述PVM消息：
填充所述共用头部；以及
对于每个所请求的属性，
确定相应的TLV类型；以及
填充所述有效负荷字段中的TLV。
7.如权利要求5所述的方法，其中，发送所述PVM请求还包括用协议版本、消息类型、一组标志、序号和诸如智能卡、密码和证书之类的安全凭证中的至少一个来填充所述共用头部。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述TLV还指示路径验证，该路径验证可用于确定到至少一个特定目的地的可通信性，所述TLV中的每一个还包括：
为其寻求路径可通信性的目的地；以及
指示将要执行的评估的数目的评估计数。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述TLV包括对指示可通信性状态的属性的路径属性请求，所述TLV中的每一个还包括：
为其请求属性评估的目的地；
指示将要执行的评估的数目的评估计数；以及
至少一个用于评估的属性。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述路径验证消息还包括消息类型，所述消息类型包括下列类型中的至少一种：
用于计算关于特定目的地的状态信息的请求；
包括所述所请求的状态信息的对请求的答复；以及
指示阻碍所述所请求信息的评估的管理紊乱的错误。
11.如权利要求5所述的方法，还包括：
响应于PVM请求而发送一组连续的PVM消息；
从所述连续的PVM消息聚集所述响应中的每一个，所述聚集可用于计算结果；以及
产生包括来自所聚集的响应的状态的PVM答复。
12.如权利要求3所述的方法，其中，发送所述连续的诊断探测消息还包括：
识别指示连续的PVM消息的可接受速率的重现阈值；以及
缩短连续的PVM消息以符合所识别的重现阈值。
13.一种聚集涉及网络路径的信息的方法，包括：
接收对特定网络路径的状态的请求，该路径与核心网络相关联；
识别指示所请求的状态的网络属性；
发送至少一个可用于确定所识别的网络属性的诊断探测消息；
基于对所发送的探测消息的响应，计算所请求的状态；以及
响应于所接收的请求而发送答复。
14.一种数据通信设备，该数据通信设备具有用于收集涉及网络路径的信息的路径验证处理器，包括：
收集器，其接收对指示特定网络路径的信息的请求，所述路径与核心网络相关联；
诊断逻辑，其可用于在与所述核心网络相关联的供应商边缘路由器处计算所请求的信息，所述核心网络不是直接从发起所述请求的路由器可用；以及
消息创建器，其可用于在答复消息中将所述所请求的信息发送给请求节点，所述对信息的请求和所述答复消息符合路径验证协议，该路径验证协议可用于识别和传播指示所述核心网络中的网络属性的信息。
15.如权利要求14所述的数据通信设备，其中，所述路径验证处理器还可用于：
识别指示所述所请求的信息的网络属性；
发送至少一个可用于确定所识别的网络属性的诊断探测消息；以及
基于对所发送的探测消息的响应，确定所述所请求的信息。
16.如权利要求14所述的数据通信设备，其中，所述路径验证处理器还可用于：
响应于所接收的对状态的请求，发送连续的诊断探测消息，所述连续的诊断探测消息用于确定所述状态。
17.如权利要求16所述的数据通信设备，其中，接收所述对状态的请求包括PE路由器中的第一路径验证处理器接收来自CE路由器中的第二路径验证处理器的请求，其中发送另外的探测消息包括从接收PE路由器进行发送。
18.如权利要求15所述的数据通信设备，其中，所述诊断探测消息是具有共用头部和至少一个有效负荷字段的路径验证消息(PVM)，所述有效负荷指示由所述答复所请求的信息类型。
19.如权利要求18所述的数据通信设备，其中，所述有效负荷字段是一组可变长度的TLV，所述方法还包括通过下列步骤创建所述PVM消息：
用协议版本、消息类型、一组标志、序号和诸如智能卡、密码和证书之类的安全凭证中的至少一个来填充所述共用头部；以及
对于每个所请求的属性：
确定相应的TLV类型；以及
填充所述有效负荷字段中的TLV。
20.如权利要求19所述的数据通信设备，其中，所述TLV还指示路径验证，该路径验证可用于确定到至少一个特定目的地的可通信性，所述TLV中的每一个还包括：
为其寻求路径可通信性的目的地；以及
指示将要执行的评估的数目的评估计数。
21.如权利要求19所述的数据通信设备，其中，所述TLV包括对指示可通信性状态的属性的路径属性请求，所述TLV中的每一个还包括：
为其请求属性评估的目的地；
指示将要执行的评估的数目的评估计数；以及
至少一个用于评估的属性。
22.如权利要求14所述的数据通信设备，其中，所述路径验证消息还包括消息类型，所述消息类型包括下列类型中的至少一种：
用于计算关于特定目的地的状态信息的请求；
包括所述所请求的状态信息的对请求的答复；以及
指示阻碍所述所请求信息的评估的管理紊乱的错误。
23.如权利要求18所述的数据通信设备，其中，所述路径验证处理器还可用于：
响应于PVM请求而发送一组连续的PVM消息；
从所述连续的PVM消息聚集所述响应中的每一个，所述聚集可用于计算结果；以及
产生包括来自所聚集的响应的状态的PVM答复。
24.一种用于收集涉及网络路径的信息的数据通信设备，包括：
用于接收对指示特定网络路径的信息的请求的装置，所述路径与核心网络相关联；
用于在与所述核心网络相关联的供应商边缘路由器处计算所请求的信息的装置，所述核心网络不是直接从发起所述请求的路由器可用；
用于响应于所接收的请求而发送一组连续的路径验证消息的装置；
用于从所述连续的路径验证消息聚集所述响应中的每一个的装置，所述聚集可用于计算结果；以及
用于产生包括来自所聚集的响应的状态的路径验证答复的装置；以及
用于在所述路径验证答复消息中将所述所请求的信息发送到请求节点的装置，所述对信息的请求和所述答复消息符合路径验证协议，该路径验证协议可用于识别和传播指示所述核心网络中的网络属性的信息。
25.一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质可用于存储在其上进行编码的计算机程序代码所实施的计算机程序逻辑，以收集涉及网络路径的信息，所述计算机程序产品包括：
用于接收对指示特定网络路径的信息的请求的计算机程序代码，所述路径与核心网络相关联；
用于在与所述核心网络相关联的供应商边缘路由器处计算所请求的信息的计算机程序代码，所述核心网络不是直接从发起所述请求的路由器可用；
用于识别指示所述所请求的信息的网络属性的计算机程序代码；
用于发送至少一个可用于确定所识别的网络属性的诊断探测消息的计算机程序代码；
用于基于对所发送的探测消息的响应而确定所述所请求的信息的计算机程序代码；以及
用于在答复消息中将所述所请求的信息发送到请求节点的计算机程序代码，所述对信息的请求和所述答复消息符合路径验证协议，该路径验证协议可用于识别和传播指示所述核心网络中的网络属性的信息。
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