CN101330424A - 一种虚拟专用网服务故障处理的方法、***及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟专用网服务故障处理的方法，涉及网络通信技术领域，包括：第一用户网络边缘设备CE和第二用户网络边缘设备CE之间发生故障时，第二运营商网络边缘设备PE向交换机发送Flush报文，所述第二PE进入转发状态；根据所述Flush报文，清除所述交换机的媒质接入控制MAC地址表项；清除第三运营商网络边缘设备PE的媒质接入控制MAC地址表项。本发明还公开了一种虚拟专用网服务故障处理的***，包括交换机、第一PE、第二PE和第三PE。本发明解决了VPLS网络CE双归属组网交换机端口不能或不能及时更新的问题，提高了VPLS网络的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种虚拟专用网服务故障处理的方法、***及装置。
背景技术
VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)是一种利用公众网络资源来建立专用通信网络的技术，用于实现远程的广域连接。VPLS(Virtual PrivateLan Service，虚拟专用网服务)是基于MPLS(Multi-Protocol Label Switch，多协议标签交换)和以太网技术的2层VPN技术，属于L2VPN(Layer 2 VirtualPrivate Network，二层虚拟专用网)。VPLS使分散在不同地理位置上的用户网络可以相互通信，就像它们直接相互连接在一起一样，即广域网变成对所有用户位置是透明的。VPLS能够有效地连接各个接入点，并在该网络拓扑上实现点到点、点到多点、多点到多点的以太网业务。
VPLS网络中，在各个PE(Provider Edge，运营商网络边缘设备)之间建立全网状的MPLS LSP(Label Switched Path，标签交换路径)，将二层以太网帧通过MPLS进行封装，通过MPLS交换将用户以太网流量在各个PE之间进行转发，并与CE(Customer Edge，用户网络边缘设备)连接，从而建立一个点对多点的以太网VPN。
利用VPLS技术，运营商可以通过MPLS骨干网向用户提供基于以太网的多点业务，其主要特点包括：PE上进行MAC(Medium Access Control，媒质接入控制)地址学习；有广播流程的处理：即如果从一个AC(AttachmentCircuit，接入链路)/PW(Pseudo Wire，伪线)上收到的报文符合广播条件，则会向VSI(Vitual Switch Instance，虚拟转发实例)中所有相关联的AC/PW复制报文。
在VPLS网络中，为了保证用户在接入点设备PE失效后，仍然不中断业务，CE可以接入两个PE设备，一主一备，正常情况下，第二PE设备处于备用状态，而第一PE设备失效后，第二PE设备从备用状态进入转发状态，也就是说，在第一PE设备失效后，可以自动切换到第二PE设备上，即CE双归属技术。CE双归属能够解决PE失效的可靠性问题。
CE双归属组网如图1所示，CE1、CE2分别是用户网络边缘设备，PE1、PE2、PE3分别是运营商网络边缘设备，其中PE1是第一PE，PE2是第二PE，PE3是第三PE。S1为交换机，PORT1、PORT2为S1的两个端口。CE1和CE2之间存在两条转发路径：
主用链路：CE1、S1、PE1、PE3、CE2顺次连接，其中S1与CE1通过PORT0连接，与PE1的连接端口为主用端口PORT1；
备用链路：CE1、S1、PE2、PE3、CE2顺次连接，其中S1与CE1通过PORT0连接，与PE2的连接端口为备用端口PORT2。
正常情况下，也就是说，主用链路、PE1设备正常时，负责进行报文转发的端口是主用端口PORT1。
当主用链路中的任意单元发生故障时，报文立即通过备用链路进行转发，达到提高CE1和CE2之间通信可靠性的目的。
结合图1，现有技术方案为主用运营商网络边缘设备PE1和远端运营商网络边缘设备PE3之间建立VSI1，备份运营商网络边缘设备PE2是PE1的备份，同样属于VSI1，PE1、PE2设备只有一个对CE上的报文进行转发；当PE2感知到VSI1的主用链路上的故障时，立即进入转发状态；从而实现报文的不间断转发。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：当网络中主链路发生故障，则由当前主链路切换到备用链路，但是由于交换机S1学习MAC地址是基于报文学习，即交换机S1更新端口从PORT1到PORT2需要依赖于由CE2到CE1的流量。如果没有CE2到CE1的流量，那么交换机S1就不能更新CE2的MAC地址表项，造成端口不能完成从PORT1到PORT2的切换，导致报文无法转发，直到有由CE2到CE1的流量，交换机才能更新MAC地址表项，完成端口的切换，从CE1到CE2的报文才能够正常转发。这样就造成了故障的长时间延续，降低了网络的可靠性。
发明内容
本发明实施例要解决的问题是提供一种虚拟专用网服务故障处理的方法、***及装置。当VPLS网络CE双归属主链路发生故障，第一PE与第二PE进行状态切换，清除交换机和第三PE的与主链路对应的MAC地址表项，恢复网络通信，提高网络的可靠性。
为达上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种虚拟专用网服务故障处理的方法，包括以下步骤：第一用户网络边缘设备CE和第二用户网络边缘设备CE之间发生故障时，第二运营商网络边缘设备PE向交换机发送Flush报文，所述第二PE进入转发状态；根据所述Flush报文，清除所述交换机的媒质接入控制MAC地址表项；清除第三运营商网络边缘设备PE的媒质接入控制MAC地址表项。
本发明实施例的技术方案还提供了一种虚拟专用网服务故障处理的***，包括交换机、第一PE、第二PE和第三PE，所述第一PE与所述交换机和所述第三PE连接，所述第二PE与所述交换机和所述第三PE连接，所述交换机包括报文接收单元和交换机MAC地址管理单元；所述第二PE包括报文发送单元；所述第三PE包括PE MAC地址管理单元；所述报文接收单元，用于接收Flush报文，并将所述Flush报文包含的信息通知给所述交换机MAC地址管理单元；所述交换机MAC地址管理单元，用于根据所述Flush报文包含的信息清除交换机的MAC地址表项；所述报文发送单元，用于发送Flush报文；所述PE MAC地址管理单元，用于清除第三PE的MAC地址表项。
本发明实施例的技术方案还提供了一种交换机，包括报文接收单元和交换机MAC地址管理单元；所述报文接收单元，用于接收Flush报文，并将所述Flush报文包含的信息通知给所述交换机MAC地址管理单元；所述交换机MAC地址管理单元，用于根据Flush报文包含的信息清除交换机的MAC地址表项；
本发明实施例的技术方案还提供了一种PE，包括报文发送单元，用于发送Flush报文。
本发明实施例的技术方案还提供了一种PE，包括PE MAC地址管理单元；用于清除所述PE的MAC地址表项。
与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：
本发明的实施例通过第二PE向交换机发送Flush报文来促使交换机清除MAC地址表项，这样一来，当使得第一CE到第二CE的报文能够正常转发，提高了网络的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的一种VPLS中CE双归属的组网图；
图2是本发明实施例的一种故障处理方法的流程图；
图3是本发明实施例的另一种故障处理方法的流程图；
图4是本发明实施例的一种故障处理的流程图；
图5是本发明实施例的另一种故障处理的流程图；
图6是本发明实施例的再一种故障处理的流程图；
图7是本发明实施例的一种***结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2、图3是本发明实施例的一种故障处理方法的流程图。当CE之间发生主链路故障，第一PE、第二PE状态转换后，还需以下步骤：
如图2所示，CE1和CE2之间主链路发生故障。
步骤S21，第二PE通过第一PE发送报文来感知CE之间主链路发生故障，或自动检测到该故障，第二PE由备用状态进入转发状态，向交换机S发送Flush报文。Flush报文携带CE1所属虚拟局域网的标识Vlanid，使交换机S更新其上的MAC地址表项。
步骤S22，交换机S收到Flush报文后，根据Flush报文清除MAC地址表项。即清除交换机S上对应该Vlanid的MAC地址表项。这样一来，当有从CE1到CE2的报文时，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2转发到CE2，由此，PORT2成为从CE1到CE2报文的转发端口。
如图3所示，CE之间主链路发生故障。
步骤S31，判断第三PE是否感知到该故障，如果第三PE能感知该故障，则转步骤S34，否则，转步骤S32。
步骤S32，第三PE接收第一PE或第二PE发送来的LDP MAC Withdraw报文感知该故障。LDP MAC Withdraw报文可以包含从交换机S上学习的MAC地址表项，也可以采用空列表的形式。如果LDP MAC Withdraw报文包含从交换机上S学习的MAC地址表项，那么清除第三PE从交换机S上学习到的MAC地址表项。如果LDP MAC Withdraw报文采用空列表的形式，则清除第三PE与第一PE、第二PE属于同一个VSI的所有MAC地址表项。
步骤S33，根据LDP MAC Withdraw报文清除第三PE的MAC地址表项。
步骤S34，第三PE检测到CE之间主链路故障信息后，清除第三PE与第一PE、第二PE属于同一个VSI的所有MAC地址表项。
由以上步骤可以看出，本发明实施例通过第二PE向交换机发送Flush报文来促使交换机清除MAC地址表项，并且清除了第三PE从发生故障的主链路上学习的MAC地址表项，使网络恢复正常，业务得以继续。
下面结合图1、图4、图5、图6，对本发明实施例进行进一步描述。如图1所示，PE1是第一PE，PE2是第二PE，PE3是第三PE。PE2是PE1的备份PE，二者属于同一个VSI1，且保证同一时刻主备PE设备只有一个对CE上的报文进行转发。PE1、PE3之间建立相应横跨骨干网络的PW1，PE2、PE3之间建立相应横跨骨干网络的PW2，网络中有CE1到CE2的单向流量。S1为交换机，其PORT0端口与CE1连接，PORT1端口与PE1连接，PORT2端口与PE2连接，PE3分别与PE1、PE2、CE2连接。交换机的所有端口都加入VLAN1。
CE1通过交换机S1接入VSI1；CE1和CE2之间主链路的故障有以下三种情况：S1、PE1之间的链路故障、PE1、PE3之间PW1伪线故障和PE1节点故障。当发生以上三种故障中的至少一种后，PE1、PE2进行转发状态切换，但是由于交换机S1学习MAC地址表项是基于报文学习，即交换机S1更新端口从PORT1到PORT2需要有由CE2到CE1的流量才可以。如果网络中没有CE2到CE1的流量，或者短时间内没有CE2到CE1的流量，那么交换机S1就不能更新或不能及时更新MAC地址表项，造成端口不能完成从PORT1到PORT2的切换，从而导致从CE1到CE2的报文无法转发，只有有从CE2到CE1的流量，网络通信才可以恢复，这样就造成了故障的长时间延续。
针对以上情形，本发明实施例提出以下解决方案：
CE1和CE2之间发生S1-PE1之间的链路故障，本发明实施例的一种故障处理的流程如图4所示，解决该故障包含以下步骤：
步骤S41，PE1感知S1、PE1之间的链路故障后，向PE2发送链路错误报文，报告链路错误；因为PE1和PE3之间的链路并没有故障，所以可以通过PE1向PE3发送LDP MAC Withdraw报文，LDP MAC Withdraw报文可以包含从S1上学习的MAC地址表项，也可以采用空列表的形式。如果LDP MAC Withdraw报文包含从交换机S1上学习的MAC地址表项，那么清除第三PE从交换机S1上学习到的MAC地址表项。如果LDP MAC Withdraw报文采用空列表的形式，则清除第三PE属于VSI1的所有MAC地址表项。
步骤S42，PE2收到PE1的报告后向S1发送Flush报文，并由备份状态进入转发状态；Flush报文携带CE1所属VLAN的Vlanid，使交换机S1更新其上的MAC地址表项。PE3收到LDP MAC Withdraw报文后，根据LDP MACWithdraw报文清除MAC地址表项。
步骤S43，S1收到Flush报文，根据Flush报文清除MAC地址表项，即清除交换机上对应该Vlanid的MAC地址表项，这样一来，当有从CE1到CE2的报文时，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2转发到CE2，由此，PORT2成为从CE1到CE2报文的转发端口。
PE1-PE2之间发生PW伪线故障，本发明实施例的另一种故障处理的流程如图5所示，解决该故障包含以下步骤：
步骤S51，PE3检测到PE1、PE3之间的PW1故障，清除第三PE属于VSI1的所有MAC地址表项。PE1同时也感知到PE1、PE3之间的PW1故障。
步骤S52，PE1向PE2发送链路错误报文，报告链路错误。
步骤S53，PE2收到PE1的链路错误报文后，向S1发送Flush报文，并由备份状态进入转发状态。Flush报文携带CE1所属VLAN的Vlanid，使交换机S1更新其上的MAC地址表项。
步骤S54，S1收到Flush报文，根据Flush报文清除MAC地址；即清除交换机上对应该Vlanid的MAC地址表项，这样一来，当有从CE1到CE2的报文时，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2转发到CE2，由此，PORT2成为从CE1到CE2报文的转发端口。
PE1发生节点故障，本发明实施例的再一种故障处理的流程如图6所示，解决该故障包含以下步骤：
步骤S61，PE3感知PE1发生节点故障，清除第三PE属于VSI1的所有MAC地址表项。PE2同样感知PE1发生节点故障，PE2感知PE1故障后向S1发送Flush报文，并由备份状态进入转发状态。Flush报文携带CE1所属Vlanid，使交换机S1更新其上的MAC地址表项。
步骤S62，S1收到Flush报文，根据Flush报文清除MAC地址表项；即清除交换机上对应该Vlanid的MAC地址表项，这样一来，当有从CE1到CE2的报文时，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2转发到CE2，由此，PORT2成为从CE1到CE2报文的转发端口。
当然，假如，当第二PE处于转发状态时发生故障，或者备用链路处于主用状态发生故障，而第一PE、主用链路已经恢复正常，那么将发生新的切换，切换过程类似，此处不再赘述。
下面结合图1，对Flush报文清除交换机S1的MAC地址表项进行举例说明，这些示例只是为了便于理解，并不用于限定本发明的范围。
假设CE1、CE2都是PC机，其MAC地址为MAC1和MAC2。S1上的端口均加入VLAN1。目前网络通过主链路转发报文，CE1发给CE2的报文形式如表1：
表1
| 目的地址 | 源地址 | IP报文 |
| MAC2 | MAC1 | ... |
S1收到报文后，会进行源MAC地址学习，即学习CE1的MAC地址，生成MAC地址表项，如表2。
表2
| 源地址 | 所属VLAN | 端口 |
| MAC1 | 1 | PORT0 |
CE2发给CE1的报文形式如表3。
表3
| 目的地址 | 源地址 | IP报文 |
| MAC1 | MAC2 | ... |
S1收到该报文，根据表2做索引查表，查到出端口是PORT0，避免了广播。S1同时学到CE2的MAC地址，更新MAC地址表项，如表4。
表4
| 源地址 | 所属VLAN | 端口 |
| MAC1 | 1 | PORT0 |
| MAC2 | 1 | PORT1 |
图1中的主链路发生故障，如果不更新表4，那么CE1发给CE2的报文会按照表4做索引查表，查到出端口是PORT1，这样报文就无法转发了。本发明实施例采用PE2给S1发送Flush报文，Flush报文报文携带Vlanid为1，这样S1接收到Flush报文后，就清除对应VLAN1的MAC地址表项。这时CE1发给CE2报文，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2转发到CE2。
在本发明的又一个实施例中，Flush报文携带Vlanid和MAC2，那么S1收到Flush报文后，就清除对应Vlanid和MAC2的MAC地址表项。
由于S1上的端口可以加入不同的VLAN，所以S1的MAC地址表项包含有多个MAC地址对应的表项，如表5所示。
表5
| 源地址 | 所属VLAN | 端口 |
| MAC1 | 1 | PORT0 |
| MAC2 | 1 | PORT1 |
| MAC3 | 2 | PORT1 |
| MAC4 | 3 | PORT0 |
| MAC5 | 3 | PORT1 |
| ... | ... | ... |
S1收到携带Vlanid为1的Flush报文后，只清除对应VLAN1的MAC地址表项。更新后的MAC地址表项如表6所示。
表6
| 源地址 | 所属VLAN | 端口 |
| MAC3 | 2 | PORT1 |
| MAC4 | 3 | PORT0 |
| MAC5 | 3 | PORT1 |
| ... | ... | ... |
这样，当CE1发给CE2报文，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2转发到CE2。
图7是本发明实施例的一种***结构图。***包括交换机71、第二PE72、第三PE73和第一PE74，其中交换机71还包括报文接收单元711和交换机MAC地址管理单元712。第二PE72包括报文发送单元721。第三PE73包括报文处理单元731和PE MAC地址管理单元732。
报文发送单元721发送Flush报文给交换机71，报文接收单元711接收到Flush报文后，将Flush报文包含的信息通知给交换机MAC地址管理单元712，交换机MAC地址管理单元712根据该信息清除交换机71的MAC地址表项。
如果第三PE73是自动监测到CE之间的主链路故障的话，那么PEMAC地址管理单元732清空第三PE73与第二PE72属于同一VSI的MAC地址表项。如果第三PE73是由第一PE或第二PE72发送LDP MACWithdraw报文来感知CE之间的主链路故障的，那么报文处理单元731接收第一PE或第二PE72发送的LDP MAC Withdraw报文，并将报文包含的信息通知给PE MAC地址管理单元732，PE MAC地址管理单元732根据报文处理单元731发送来的信息清除第三PE73MAC地址表项。
以上实施例充分说明，本发明实施例通过第二PE向交换机发送Flush报文来清除交换机的MAC地址表项，这样一来，当有从CE1到CE2的报文时，报文会从PORT1和PORT2同时转发，而主用链路发生了故障，所以报文将经由PORT2正常转发到CE2，从而，PORT2成为从CE1到CE2报文的转发端口，也可以解决VPLS网络CE双归中因发生主链路故障造成交换机不能更新或不能及时更新端口的问题，提高了VPLS网络的可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种虚拟专用网服务故障处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一用户网络边缘设备CE和第二用户网络边缘设备CE之间发生故障时，第二运营商网络边缘设备PE向交换机发送Flush报文，所述第二PE进入转发状态；
根据所述Flush报文，清除所述交换机的媒质接入控制MAC地址表项；
清除第三运营商网络边缘设备PE的媒质接入控制MAC地址表项。
2、如权利要求1所述虚拟专用网服务故障处理的方法，其特征在于，所述Flush报文中携带所述第一CE所属虚拟局域网的标识Vlanid，所述清除所述交换机的MAC地址表项包括：
清除所述交换机上对应所述Vlanid的MAC地址表项。
3、如权利要求1所述虚拟专用网服务故障处理的方法，其特征在于，所述Flush报文中携带所述第一CE所属虚拟局域网的标识Vlanid和所述第二CE的MAC地址，所述清除所述交换机的MAC地址表项包括：
清除所述交换机上对应所述Vlanid并对应所述第二CE的MAC地址的MAC地址表项。
4、如权利要求1所述虚拟专用网服务故障处理的方法，其特征在于，在清除所述第三PE的MAC地址表项之前，还包括：所述第三PE接收第一PE或所述第二PE发送的LDP MAC Withdraw报文，或所述第三PE通过检测来感知所述故障。
5、如权利要求1所述虚拟专用网服务故障处理的方法，其特征在于，清除所述第三PE的MAC地址表项具体包括：
根据所述LDP MAC Withdraw报文清除所述第三PE的MAC地址表项，或清除所述第三PE包含的与第一PE、第二PE属于同一虚拟转发实例VSI的MAC地址表项。
6、一种虚拟专用网服务故障处理的***，包括交换机、第一PE、第二PE和第三PE，其特征在于，所述第一PE与所述交换机和所述第三PE连接，所述第二PE与所述交换机和所述第三PE连接，
所述交换机包括报文接收单元和交换机MAC地址管理单元；所述第二PE包括报文发送单元；所述第三PE包括PE MAC地址管理单元；
所述报文接收单元，用于接收Flush报文，并将所述Flush报文包含的信息通知给所述交换机MAC地址管理单元；
所述交换机MAC地址管理单元，用于根据所述Flush报文包含的信息清除交换机的MAC地址表项；
所述报文发送单元，用于发送Flush报文；
所述PE MAC地址管理单元，用于清除第三PE的MAC地址表项。
7、一种交换机，其特征在于，包括报文接收单元和交换机MAC地址管理单元；
所述报文接收单元，用于接收Flush报文，并将所述Flush报文包含的信息通知给所述交换机MAC地址管理单元；
所述交换机MAC地址管理单元，用于根据所述Flush报文包含的信息清除交换机的MAC地址表项。
8、一种PE，其特征在于，包括报文发送单元；
所述报文发送单元，用于发送Flush报文。
9、一种PE，其特征在于，包括PE MAC地址管理单元；
所述PE MAC地址管理单元，用于清除所述PE的MAC地址表项。
10、如权利要求9所述PE，其特征在于，还包括报文处理单元；
所述报文处理单元，用于接收第一PE或第二PE发送来的LDP MACWithdraw报文，并将所述报文包含的信息发送给所述PE MAC地址管理单元。
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