CN102238067A - 一种快速环网保护协议环上的切换方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速环网保护协议(RRPP)环上的切换方法和装置，传输节点在新加入RRPP环时，向RRPP环上的主节点通知该传输节点处于路由故障(Route-Down)状态，使得主节点不阻塞副端口对数据报文的转发功能；在该传输节点探测到多标签交换(MPLS)网络到传输节点的路由可达时，向主节点通知该传输节点处于路由恢复(Route-Up)状态，使得主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能。本发明能够减小RRPP环上的传输节点在故障恢复后带来的业务中断时间，提高RRPP环的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种快速环网保护协议(RRPP)环上的切换方法和装置。
背景技术
提高诸如数据中心等关键网络节点的可靠性逐渐成为用户最关心的问题，最常用的方式是采用冗余设计。即为诸如数据中心等网络节点设置对称的冗余节点，或者为网络链路设置冗余链路，以便在一个网络节点或者一条网络链路出现故障时，能够快速的将流量切换到冗余节点或冗余链路上，减少业务中断的时间，提高***可靠性。
数据中心最常用的可靠性网络设计是多生成树协议(MSTP)结合快速环网保护协议(RRPP)的网络组成方案，但随着业务的发展，数据中心的网络组成出现了一些新的趋势。最突出的是在一些大型园区中，多个分散的楼宇内有多个数据中心，客户一般会通过一个RRPP环网将多个楼宇连接在一起，同时与外部广域网通过多协议标签交换(MPLS)连接，如图1所示。其中，RRPP是一个应用于以太网环的链路层协议，在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，当以太网环上一条链路断开时能迅速恢复环网上各网络节点之间的通信通路。
MPLS网络最常见的是VPLS，如图2所示，交换机A、B、C和D作为VPLS的PE设备，RRPP环上的主(master)节点的主端口打开，副端口阻塞。在RRPP环上，主节点的主端口和副端口在功能上有所区别，在此简单说明一下：主节点的主端口用来发送环路探测报文，副端口用来接收环路探测报文；当RRPP环处在健康状态时，主节点的副端口在逻辑上阻塞数据VLAN，只允许控制VLAN的报文通过；当RRPP环处在断开状态时，主节点的副端口将解除阻塞，转发数据VLAN的报文。当图2所示的RRPP环处于健康状态时，为了防止数据中心2至LAN1方向广播包出现双份的情况，交换机C和交换机D之间的链路没有配置VPLS业务的VLAN，正常的业务流通过交换机A-B-C-F进行转发，如图2中虚线箭头所示。
如果交换机C出现故障，主节点从主端口发出的控制报文无法通过副端口接收，从而确定RRPP环故障，则主节点即交换机D打开副端口转发数据VLAN的报文，形成交换机A-D-E-F的转发路径，如图3中虚线箭头所示。该切换过程的业务中断时间很小，通常在50ms左右。
如果交换机C恢复正常，RRPP环上的主节点即交换机D快速阻塞副端口，但由于交换机C刚刚恢复，还需要一个路由恢复过程，且MPLS网络中的交换机，即交换机A和B还没有学习到通过交换机C到达数据中心2的路由，因此，将会造成上行的数据VLAN的报文在交换机C处被丢弃，下行的数据VLAN的报文在交换机D上被丢弃，如图4所示。由于路由学习是一个较长的过程，因此，交换机C恢复正常后将会带来较长时间的业务中断，中断时间会达到50s左右。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种RRPP环上的切换方法和装置，以便于减小RRPP环上的传输节点在故障恢复后带来的业务中断时间。
一种RRPP环上的切换方法，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，该方法包括：
传输节点新加入RRPP环时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于路由故障Route-Down状态，以使主节点不阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述传输节点探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于路由恢复Route-Up状态，以使主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能。
一种RRPP环上的切换方法，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，该方法包括：
RRPP环上的主节点接收到新加入RRPP环的传输节点处于Route-Down状态的通知后，不阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述主节点检测到RRPP环正常且获取到所述传输节点处于Route-UP状态的通知后，阻塞副端口对数据报文的转发功能；其中，所述传输节点处于Route-Up状态的通知是所述传输节点探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时发送的。
一种RRPP环上的传输节点，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，该传输节点包括：启动处理单元、通知发送单元和路由探测单元；
所述启动处理单元，用于确定所述传输节点新加入RRPP环；
所述通知发送单元，用于在所述启动处理单元确定所述传输节点新加入RRPP环时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于Route-Down状态，以使所述主节点不阻塞副端口对数据报文的转发功能；在所述路由探测单元探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于Route-Up状态，以使所述主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述路由探测单元，用于探测MPLS网络到所述传输节点的路由是否可达。
一种RRPP环上的主节点，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，该主节点包括：环网检测单元、通知获取单元和端口切换单元；
环网检测单元，用于检测RRPP环网是否正常；
通知获取单元，用于接收到新加入RRPP环的传输节点处于Route-Down状态的通知后，禁止所述端口切换单元阻塞副端口对数据报文的转发功能；获取到所述传输节点处于Route-UP状态的通知后，触发所述端口切换单元阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述端口切换单元，用于所述环网检测单元检测到RRPP环网正常且受到所述通知获取单元的触发后，阻塞副端口对数据报文的转发功能。
由以上技术方案可以看出，本发明提供的方法和装置中，传输节点在新加入RRPP环时，向RRPP环上的主节点通知该传输节点处于Route-Down状态，使得主节点暂时不阻塞副端口对数据报文的转发功能；在该传输节点探测到MPLS网络到传输节点的路由可达时，向主节点通知该传输节点处于Route-Up状态，此时主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能。本发明使得RRPP环网在传输节点出现异常重启后，能够在MPLS网络到该传输节点的路由恢复后，主节点再进行端口切换，使得主节点的端口切换完成后业务流能够切换至已经完成路由学习的路径上，从而缩短业务中断的时间，有效地提高了RRPP环的可靠性。
附图说明
图1为MPLS结合RRPP的网络组成示意图；
图2为交换机C正常时的流量转发路径示意图；
图3为交换机C故障时的流量转发路径示意图；
图4为交换机恢复正常时的流量中断示意图；
图5为本发明提供的加换机C故障恢复后路由学习过程中的流量转发示意图；
图6为本发明提供的交换机C故障恢复后路由学习完成后的流量转发示意图；
图7为本发明实施例提供的传输节点的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的主节点的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的方法主要包括：传输节点新加入RRPP环时，向该RRPP环上的主节点通知该传输节点处于路由故障(Route-Down)状态，以使主节点不阻塞副端口；该传输节点探测到MPLS网络到该传输节点的路由可达时，向该RRPP环上的主节点通知该传输节点处于路由恢复(Route-UP)状态，以使主节点阻塞副端口。
下面仍以图1所示架构为例，通过具体的实施例对上述方法进行详细描述。
本发明中可以新增一种RRPP控制报文，类型为路由指示(Route-Ready)报文，该Route-Ready报文由传输节点发送给主节点，分为Route-Up和Route-Down两种状态。
当RRPP传输环上的传输节点，即图4中的交换机C故障恢复时，立即向主节点发送携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文。具体地，交换机C故障恢复时，会接收到主节点通过主端口在RRPP环上发送的RRPP控制报文，该RRPP控制报文包含RRPP域的指示信息。交换机C接收到该RRPP控制报文后，例如你好(hello)报文或健康(Health)报文，则交换机C确认自身新加入该RRPP环，并能从该RRPP控制报文中获取RRPP域的指示信息，此时，交换机C在RRPP环上向主节点发送携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文，如图5所示。需要说明的是，本实施例以交换机C故障恢复作为一种新加入RRPP环的例子，本发明还适用于其它新加入RRPP环的情况，例如，在RRPP环上新配置一台交换机的情况。
在本实施例中可以预先在交换机C上配置一个IP地址用于进行MPLS网络到该交换机C的路由是否可达。该配置的IP地址可以为MPLS网络中的PE的IP地址，可以根据实际的网络组成状况进行配置，例如，可以预先在交换机C上配置交换机A的IP地址，交换机A的IP地址为202.1.1.1，在交换机C上针对RRPP环配置一条RRPP命令：rrpp route-ready 202.1.1.1enable。
在交换机C故障恢复时，交换机C开始对配置的IP地址进行周期性的检测，一旦检测到交换机C到该IP地址可达，如图5所示，则确定MPLS网络到交换机C的路由可达。在检测到MPLS网络到交换机C的路由可达之前的过程中，数据VLAN的报文转发路径仍如图5中虚线所示，即通过主节点的副端口转发。
主节点即交换机D即便检测到RRPP恢复正常，即从主端口发送的RRPP控制报文从副端口能够接收到，但由于接收到交换机C发送的携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文，交换机C暂不进行端口切换，即并不阻塞副端口，而是继续采用副端口进行数据VLAN的报文转发。
具体地，交换机C对配置的IP地址进行周期性检测方式可以为：以该配置的IP地址为目的地址周期性地发送BFD检测报文或心跳ping报文等。例如，周期性地发送目的IP地址为配置的IP地址的BFD检测报文，如果在发送后的设定时间内收到BFD回应报文，则确定该IP地址可达，否则确定该IP地址不可达。
一旦路由器C确定MPLS网络到该路由器C的路由可达，则停止发送携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文。主节点在设定时间内没有接收到携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文，则进行端口切换，即阻塞副端口对数据VLAN的报文转发功能。
或者，一旦路由器C确定MPLS网络到该路由器C的路由器可达，则向主节点发送携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文。主节点接收到携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文后，进行端口切换，即阻塞副端口对数据VLAN的报文转发功能。
如图6所示，主节点阻塞副端口对数据VLAN的报文转发功能后，由于交换机C和交换机D之间的链路没有配置VLAN，因此，按照恢复的路由LAN1到数据中心2之间的数据转发路径恢复为交换机A-B-C-F。
以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述，下面对本发明所提供的传输节点和主节点进行详细描述。
图7为本发明实施例提供的传输节点的结构示意图，如图7所示，该传输节点可以包括：启动处理单元701、通知发送单元702和路由探测单元703。
启动处理单元701，用于确定传输节点新加入RRPP环。
通知发送单元702，用于在启动处理单元701确定该传输节点新加入RRPP环时，向RRPP环上的主节点通知该传输节点处于Route-Down状态，以使主节点不阻塞副端口对数据报文的转发功能；在路由探测单元703探测到MPLS网络到传输节点的路由可达时，向RRPP环上的主节点通知传输节点处于Route-Up状态，以使主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能。
路由探测单元703，用于探测MPLS网络到传输节点的路由是否可达。
具体地，启动处理单元701在该传输节点启动后，如果收到包含RRPP环所属RRPP域的指示信息的RRPP控制报文后，确定传输节点新加入RRPP环。
其中，通知发送单元702在启动处理单元701确定传输节点新加入RRPP环时，周期性地向RRPP环上的主节点发送携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文；在路由探测单元702探测到MPLS网络到传输节点的路由可达时，停止向RRPP环上的主节点发送携带Route-Down状态指示的路由指示Route-Ready报文，或者，向RRPP环上的主节点发送携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文。
路由探测单元703可以以预先配置的IP地址为目的地址周期性地发送检测报文，如果在发送检测报文后的设定时间内收到检测回应报文，则探测到MPLS网络到传输节点的路由可达；其中，配置的IP地址为MPLS网络中的PE的IP地址。
图8为本发明实施例提供的主节点的结构示意图，如图8所示，该主节点可以包括：环网检测单元801、通知获取单元802和端口切换单元803。
环网检测单元801，用于检测RRPP环网是否正常。
通知获取单元802，用于接收到新加入RRPP环的传输节点处于Route-Down状态的通知后，禁止端口切换单元803阻塞副端口对数据报文的转发功能；获取到传输节点处于Route-UP状态的通知后，触发端口切换单元803阻塞副端口对数据报文的转发功能。
端口切换单元803，用于环网检测单元801检测到RRPP环网正常且受到通知获取单元的触发后，阻塞副端口对数据报文的转发功能。
具体地，环网检测单元801可以通过主端口周期性地发送包含RRPP环所属RRPP域的指示信息的RRPP控制报文，如果通过副端口接收到该RRPP控制报文，则确定RRPP环网正常，如果没有通过副端口接收到该RRPP控制报文，则确定RRPP环网故障。
其中，上述通知获取单元802可以具体包括：通知接收子单元8021、超时定时器8022和触发处理子单元8023。
通知接收子单元8021，用于接收传输节点周期性向主节点发送的携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文；或者，接收传输节点向主节点发送的携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文。
超时定时器8022，用于在通知接收子单元8021接收到携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文时重新启动。
触发处理子单元8023，用于在通知接收子单元8021接收到携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文时，禁止端口切换单元803阻塞副端口对数据报文的转发功能；在超时定时器8022达到预设的超时时长时，或者，通知接收子单元8021接收到携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文时，触发端口切换单元803阻塞副端口对数据报文的转发功能。
上述预设的超时时长可以根据实际的网络组成状况设定，例如，可以设置为携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文的发送周期的三倍。
由以上描述可以看出，本发明提供的方法和装置中，传输节点在新加入RRPP环时，向RRPP环上的主节点通知该传输节点处于Route-Down状态，使得主节点暂时不阻塞副端口对数据报文的转发功能；在该传输节点探测到MPLS网络到传输节点的路由可达时，向主节点通知该传输节点处于Route-Up状态，此时主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能。本发明使得RRPP环网在传输节点出现异常重启后，能够在MPLS网络到该传输节点的路由恢复后，主节点再进行端口切换，使得主节点的端口切换完成后业务流能够切换至已经完成路由学习的路径上，从而缩短业务中断的时间，有效地提高了RRPP环的可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (14)
1.一种快速环网保护协议RRPP环上的切换方法，应用于多协议标签交换MPLS网络结合RRPP环的场景，其特征在于，该方法包括：
传输节点新加入RRPP环时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于路由故障Route-Down状态，以使主节点不阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述传输节点探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于路由恢复Route-Up状态，以使主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输节点启动后收到包含所述RRPP环所属RRPP域的指示信息的RRPP控制报文后，确认新加入所述RRPP环。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于Route-Down状态具体包括：所述传输节点周期性地向所述RRPP环上的主节点发送携带Route-Down状态指示的路由指示Route-Ready报文；
向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于路由恢复Route-Up状态具体包括：所述传输节点停止向所述RRPP环上的主节点发送携带Route-Down状态指示的路由指示Route-Ready报文；或者，所述传输节点向所述RRPP环上的主节点发送携带路由恢复Route-Up状态指示的Route-Ready报文。
4.根据权利要求1至3任一权项所述的方法，其特征在于，所述传输节点探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达具体包括：所述传输节点以预先配置的IP地址为目的地址周期性地发送检测报文，如果在发送检测报文后的设定时间内收到检测回应报文，则探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达；其中，所述配置的IP地址为所述MPLS网络中的运营商边缘设备PE的IP地址。
5.一种RRPP环上的切换方法，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，其特征在于，该方法包括：
RRPP环上的主节点接收到新加入RRPP环的传输节点处于Route-Down状态的通知后，不阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述主节点检测到RRPP环正常且获取到所述传输节点处于Route-UP状态的通知后，阻塞副端口对数据报文的转发功能；其中，所述传输节点处于Route-Up状态的通知是所述传输节点探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时发送的。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述主节点通过主端口周期性地发送包含所述RRPP环所属RRPP域的指示信息的RRPP控制报文。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述新加入RRPP环的传输节点处于Route-Down状态的通知为：所述传输节点周期性向所述主节点发送的携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文；
所述获取到传输节点处于Route-Up状态的通知为：设定时间间隔内没有接收到携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文；或者，接收到所述传输节点向所述主节点发送的携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文。
8.一种RRPP环上的传输节点，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，其特征在于，该传输节点包括：启动处理单元、通知发送单元和路由探测单元；
所述启动处理单元，用于确定所述传输节点新加入RRPP环；
所述通知发送单元，用于在所述启动处理单元确定所述传输节点新加入RRPP环时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于Route-Down状态，以使所述主节点不阻塞副端口对数据报文的转发功能；在所述路由探测单元探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时，向所述RRPP环上的主节点通知所述传输节点处于Route-Up状态，以使所述主节点阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述路由探测单元，用于探测MPLS网络到所述传输节点的路由是否可达。
9.根据权利要求8所述的传输节点，其特征在于，所述启动处理单元在所述传输节点启动后，如果收到包含所述RRPP环所属RRPP域的指示信息的RRPP控制报文后，确定所述传输节点新加入所述RRPP环。
10.根据权利要求8所述的传输节点，其特征在于，所述通知发送单元在所述启动处理单元确定所述传输节点新加入RRPP环时，周期性地向所述RRPP环上的主节点发送携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文；在所述路由探测单元探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达时，停止向所述RRPP环上的主节点发送携带Route-Down状态指示的路由指示Route-Ready报文，或者，向所述RRPP环上的主节点发送携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文。
11.根据权利要求8至10任一权项所述的方法，其特征在于，所述路由探测单元以预先配置的IP地址为目的地址周期性地发送检测报文，如果在发送检测报文后的设定时间内收到检测回应报文，则探测到MPLS网络到所述传输节点的路由可达；其中，所述配置的IP地址为所述MPLS网络中的PE的IP地址。
12.一种RRPP环上的主节点，应用于MPLS网络结合RRPP环的场景，其特征在于，该主节点包括：环网检测单元、通知获取单元和端口切换单元；
环网检测单元，用于检测RRPP环网是否正常；
通知获取单元，用于接收到新加入RRPP环的传输节点处于Route-Down状态的通知后，禁止所述端口切换单元阻塞副端口对数据报文的转发功能；获取到所述传输节点处于Route-UP状态的通知后，触发所述端口切换单元阻塞副端口对数据报文的转发功能；
所述端口切换单元，用于所述环网检测单元检测到RRPP环网正常且受到所述通知获取单元的触发后，阻塞副端口对数据报文的转发功能。
13.根据权利要求12所述的主节点，其特征在于，所述环网检测单元通过主端口周期性地发送包含所述RRPP环所属RRPP域的指示信息的RRPP控制报文，如果通过副端口接收到该RRPP控制报文，则确定所述RRPP环网正常，如果没有通过副端口接收到该RRPP控制报文，则确定所述RRPP环网故障。
14.根据权利要求12或13所述的主节点，其特征在于，所述通知获取单元具体包括：通知接收子单元、超时定时器和触发处理子单元；
所述通知接收子单元，用于接收所述传输节点周期性向所述主节点发送的携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文；或者，接收所述传输节点向所述主节点发送的携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文；
所述超时定时器，用于在所述通知接收子单元接收到所述携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文时重新启动；
所述触发处理子单元，用于在所述通知接收子单元接收到所述携带Route-Down状态指示的Route-Ready报文时，禁止所述端口切换单元阻塞副端口对数据报文的转发功能；在所述超时定时器达到预设的超时时长时，或者，所述通知接收子单元接收到所述携带Route-Up状态指示的Route-Ready报文时，触发所述端口切换单元阻塞副端口对数据报文的转发功能。
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