CN102571449B - 链路的切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链路的切换方法及装置，在上述方法中，在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作。根据本发明提供的技术方案，达到了复杂组网环境下，在主链路故障消除，由备链路切换至主链路的过程中，减少数据包的丢失，增加网络传输的稳定性与可靠性的效果。

Description

链路的切换方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种链路的切换方法及装置。

背景技术

在网络高速发展的今天，为了满足电信网、广播电视网、互联网三网融合的大趋势，运营商对网络发生故障时的业务收敛速度非常重视，在任何一个节点发生故障时，相邻节点业务倒换时间小于50ms，端到端的业务收敛时间小于1s已经逐步成为承载网的门槛级指标。为了达到上述需求，一些为解决不同故障点所产生的相关快速重路由(FastReRoute，简称为FRR)技术都应运而生，例如：互联网协议快速重路由(IP FRR)、标签分发协议快速重路由(LDP FRR)、多协议标签交换流量交换快速重路由(MPLS TE FRR)、虚拟专用网络快速重路由(VPN FRR)。

LDP FRR技术是一项解决MPLS网络可靠性的技术，通过主备标签技术完成网络故障的50ms倒换功能，其发展借助了LDP这种应用最广泛的标签分发协议。通常在默认情况下，该技术工作在下游自主的标签分发和自由的标签保持模式下，并为路由分配标签，而是为一个端到端的连接分配标签。

MPLS TE FRR技术是现有的解决故障快速倒换的最常用的技术之一，它的基本原理是在两个运营商边缘路由器(PE)设备之间建立端到端的TE隧道，并且为需要保护的主用标签交换路径(LSP)事先建立好备用LSP，当设备检测到主用LSP不可用(节点故障或者链路故障)时，将流量倒换到备用LSP上，从而实现业务的快速倒换。

VPN FRR是一种利用基于VPN的私网路由快速切换技术，通过预先在远端PE中设置指向主用PE和备用PE的主备用转发项，并结合PE故障快速探测，旨在解决用户边缘路由器(CE)双归PE的MPLS VPN网络中，PE节点故障导致的端到端业务收敛时间长(大于1s)的问题，同时解决PE节点故障恢复时间与其承载的私网路由的数量相关的问题，在PE节点发生故障的情况下，端到端业务的收敛时间小于1s。

然而，上述介绍的相关FRR技术对流量的稳定性均没有定性的要求。但是，由于现在各级运营商针对现实复杂的组网环境，不断的提出新的需求，同时对设备的要求不断提高，逐渐由提供单一服务发展到多业务承载，例如：运营商的网络由提供单一层次VPN到多层次VPN相融合，对于类似多业务融合的复杂实际组网环境，在故障恢复时，网络重新收敛，即回切动作。实际组网环境或者各类检测的不稳定性，有可能导致倒换丢包时间超过可承受范围，并出现振荡现象，从而增加了网络的不稳定性。

在现有的FRR应用场景中，如果主链路发生故障，则由主链路切换至备链路继续发送数据。当主链路的故障消除时，则由备链路切换至恢复正常的主链路继续发送数据。在由备链路切换至主链路的过程中，存在如下两个问题：

问题一：图1是根据相关技术的CE双归PE的网络部署示意图。如图1所示，CE1分别通告路由私网路由给PE1、PE2，PE1、PE2分别与PE3建立多协议边界网关协议(MBGP)邻居关系，传递第四版VPN(VPNV4)路由，PE3上形成VPN FRR，CE2访问CE1的流量主、备路径分别为：

CE2-PE3-P1-PE1-CE1(主路径)；

CE2-PE3-P2-PE2-CE1(备路径)。

当PE1节点故障时，PE3通过双向转发检测(BFD)、多协议标签交换操作管理维护(MPLSOAM)等检测技术检测到PE3与PE1的外层隧道不可用之后，将会立即切换到备路径进行转发。当PE1节点故障恢复时，如果主链路状态震荡，将影响流量切换震荡。

问题二：图2是根据相关技术的L2VPN/L3VPN桥接组网环境示意图。如图2所示，PE2分别和PE3、PE4建立仿真伪线(PW)，形成L2VPN网络；PE1分别和PE3、PE4形成建立MBGP邻居关系，交互VPNV4路由形成，形成L3VPN网络。PE3和PE4作为L2VPN/L3VPN桥接PE，通过虚拟组(virtual group)将L3接入接口(access)和L2终结接口(terminal)两个三层虚接口进行环回接入。PE2上有PW冗余保护组，主、备路径分别为：PE2-PE3(主)、PE2-PE4(备)。PE1上形成VPN FRR保护路径分别为：PE1-PE3(主)、PE1-PE4(备)：当PE3设备发生故障或者重启时，L2VPN、L3VPN均切换到备路径。

当PE3设备故障消除时，由于L2VPN和L3VPN协议的有效时间不一致，造成PE1上的L3VPN网络先回切到主路径时，从CE1发往CE2的数据包由于在PE4设备上PE4-PE3的PW缺少有效时间的设置，导致大量丢包或者断流的现象发生。

由此可见，相关技术中缺少一种在主链路故障消除时，从备链路向主链路切换的过程中，因主链路的状态不稳定而导致数据包大量丢失或断流的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种链路的切换方法及装置，以至少解决相关技术中在主链路故障消除，从备链路向主链路切换的过程中，因主链路的状态不稳定而导致数据包大量丢失或断流的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种链路的切换方法。

根据本发明的链路的切换方法包括：在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作。

优选地，在主链路故障消除时，还包括：通过路由协议获取主链路和备链路的当前状态信息；根据主链路和备链路的当前状态信息确定主链路故障消除的时间点。

优选地，上述路由协议为以下之一：边界网关协议、静态路由协议。

优选地，上述待执行的链路切换操作包括：立即执行从备链路切换至主链路的链路切换操作。

优选地，上述待执行的链路切换操作包括：在预设的延迟时间到达时，执行从备链路切换至主链路的链路切换操作。

优选地，上述根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作包括：根据外层隧道的当前状态信息判断主链路和备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效；在延迟回切状态标识位生效时，根据快速重路由表项信息确定待执行的链路切换操作。

优选地，上述在预设的延迟时间到达前，还包括：采用备链路执行数据包的转发操作。

根据本发明的另一方面，提供了一种链路的切换装置。

根据本发明的链路的切换装置包括：第一获取模块，用于在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；第一确定模块，用于根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作。

优选地，上述装置还包括：第二获取模块，用于通过路由协议获取主链路和备链路的当前状态信息；第二确定模块，用于根据主链路和备链路的当前状态信息确定主链路故障消除的时间点。

优选地，上述装置还包括以下模块之一：第一切换模块，用于立即执行从备链路切换至主链路的链路切换操作；第二切换模块，用于在预设的延迟时间到达时，执行从备链路切换至主链路的链路切换操作。

优选地，上述第一确定模块包括：判断单元，用于根据外层隧道的当前状态信息判断主链路和备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效；确定单元，用于在判断单元输出为是时，根据快速重路由表项信息确定待执行的链路切换操作。

通过本发明，采用在确定主链路故障消除的时间点时，通过获取外层隧道的当前状态信息以确定主链路与备链路之间的链路切换操作，解决了相关技术中在主链路故障消除，从备链路向主链路切换的过程中，因主链路的状态不稳定而导致数据包大量丢失或断流的问题，进而达到了复杂组网环境下，在主链路故障消除，由备链路切换至主链路的过程中，减少数据包的丢失，增加网络传输的稳定性与可靠性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的CE双归PE的网络部署示意图；

图2是根据相关技术的L2VPN/L3VPN桥接组网环境示意图；

图3是根据本发明实施例的链路的切换方法的流程图；

图4是根据本发明优选实施例的链路的切换方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的链路的切换装置的结构框图；以及

图6是根据本发明优选实施例的链路的切换装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图3是根据本发明实施例的链路的切换方法的流程图。如图3所示，该方法主要包括以下处理：

步骤S302：在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；

步骤S304：根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作。

相关技术中，在主链路故障消除，从备链路向主链路切换的过程中，因主链路的状态不稳定而导致数据包大量丢失或断流。采用如图3所示的方法，在主链路的故障消除时，通过获取外层隧道的当前状态信息，以确定待执行的链路切换操作，从而避免了在主链路故障消除时，由于外层隧道的状态不确定，而直接从备链路切换至主链路，所造成的大量数据包的丢失，进而提高了网络传输的可靠性与稳定性。

优选地，在步骤S302中主链路故障消除时，还可以包括以下处理：

(1)通过路由协议获取主链路和备链路的当前状态信息；

(2)根据主链路和备链路的当前状态信息确定主链路故障消除的时间点。

例如，上述路由协议可以为但不限于以下之一：边界网关协议、静态路由协议。

在优选实施例中，通过路由协议获取主链路和备链路的当前状态信息，从而确定主链路故障消除状态点(即上述主链路故障消除的时间点)，以此来实现数据包在主链路的路由转发；但是，针对上述边界网关协议、静态协议所生成的私网路由，还需要获取上述步骤S302中的外层隧道的当前状态信息，以实现私网数据包在主链路的标签转发。当主链路的状态可以满足标签转发的情况下，才执行备链路切换至主链路的链路切换操作。通过上述延迟回切操作，避免主链路状态震荡所造成的大量丢包等现象的发生。

在优选实施例中，对于原先发生故障的主链路，在其故障恢复时，通过路由协议重新选取该原先发生故障的链路为当前优先转发路径。

优选地，上述待执行的链路切换操作可以包括但不限于以下操作之一：

第一种操作：立即执行从备链路切换至主链路的链路切换操作；

第二种操作：在预设的延迟时间到达时，执行从备链路切换至主链路的链路切换操作。

在优选实施过程中，在预设的延迟时间到达前，还可以包括：采用备链路执行数据包的转发操作。

在优选实施例中，可以通过上述边界网关协议(BGP)或者静态路由协议等路由协议进行等待恢复时间(WTR)的延迟时间配置。即，主链路故障消除时，不立即执行从备链路切换至主链路的链路切换操作。在恢复正常的主链路的当前状态不稳定时，继续使用备链路转发数据包，可以等待一段时间后再回切至主链路，进而防止主链路状态震荡影响流量切换震荡、严重丢包等现象。

优选地，在步骤S304中，根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作(此处待执行的链路切换操作为第二种操作)可以进一步包括：

(1)根据外层隧道的当前状态信息判断主链路和备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效；

(2)在延迟回切状态标识位生效时，根据快速重路由表项信息确定待执行的链路切换操作。

下面结合图4对上述优选实施方式作进一步的描述。

图4是根据本发明优选实施例的链路的切换方法的流程图。如图4所示，在本优选实施例中，应用场景是L2VPN/L3VPN桥接组网环境，PE2分别和PE3、PE4建立PW，形成L2VPN网络，并部署PW冗余保护(主：PE2-PE3、备：PE2-PE4)。PE1分别和PE3、PE4建立MBGP邻居关系，交互VPNV4路由形成，形成L3VPN网络，BGP协议部署FRR(主：PE1-PE3、备：PE1-PE4)，并配置FRR WTR延迟回切策略。PE3和PE4作为L2VPN/L3VPN桥接PE，通过virtual group组将L3access和L2terminal两个三层虚接口，进行环回接入。

步骤S402：PE2分别与PE3、PE4之间建立路由，同时建立外层隧道；

步骤S404：PE2分别与PE3、PE4建立两条PW，并将PW捆绑为PW保护组(主：PE2-PE3、备：PE2-PE4)，配置WTR延迟回切策略以及双发双收策略；

步骤S406：PE1分别与PE3、PE4之间建立路由，同时建立外层隧道；

步骤S408：PE1分别和PE3、PE4形成建立MBGP邻居关系，交互VPNV4路由形成L3VPN网络；

步骤S410：BGP协议部署FRR，并配置延迟回切策略(时间配置可以为：1-12，单位：分钟)；

步骤S412：PE3和PE4作为L2VPN/L3VPN桥接PE，通过virtual group组将L3access和L2terminal两个三层虚接口，进行环回接入；

步骤S414：设备PE3重启时，CE1-CE2的流量走CE1-PE1-PE4-PE2-CE2。CE2-CE1的流量走CE2-PE2-PE4-PE1-CE1，最终协议也将收敛为上述路径；

步骤S416：设备PE3重启一段时间后，PE3与PE1、PE2的重新建立路由，对于PE4设备，BGP协议重新计算主、备路由，并根据主链路、备链路的当前状态信息进行判断，识别故障恢复状态点；

步骤S418：当确定识别故障恢复状态点时，根据外层隧道的当前状态信息，判断主链路和备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效。如果需要生效，置备路由的WTR生效位；

步骤S420：通过计算主链路和备链路共同形成的相关FRR表项信息，并根据备路由的WTR生效位是否生效来判断是否执行延迟回切操作。如果需要执行延迟回切，置FRR具体表项实际转发位为备路径，并将FRR进行WTR延迟等待，同时下发FRR表项，转发引擎中实际转发路径仍然为备路径；

步骤S422：定时器触发FRR延迟时间超时，置FRR表项实际转发位为主路径，并下发转发引擎，实际转发路径走在主路径，CE1发往CE2的流量切换至CE1-PE1-PE3-PE2-CE2路径。

图5是根据本发明实施例的链路的切换装置的结构框图。如图5所示，该链路的切换装置主要包括：第一获取模块10，用于在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；第一确定模块20，用于根据外层隧道的当前状态信息确定待执行的链路切换操作。

采用如图5所示的装置，实现了复杂组网环境下，在主链路故障消除，由备链路切换至主链路的过程中，减少数据包的丢失，增加网络传输的稳定性与可靠性。

优选地，如图6所示，上述装置还可以包括：第二获取模块30，用于通过路由协议获取主链路和备链路的当前状态信息；第二确定模块40，用于根据主链路和备链路的当前状态信息确定主链路故障消除的时间点。

优选地，如图6所示，上述装置还可以包括以下模块之一：第一切换模块50，用于立即执行从备链路切换至主链路的链路切换操作；第二切换模块60，用于在预设的延迟时间到达时，执行从备链路切换至主链路的链路切换操作。

优选地，如图6所示，上述第一确定模块20可以进一步包括：判断单元200，用于根据外层隧道的当前状态信息判断主链路和备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效；确定单元202，用于在判断单元输出为是时，根据快速重路由表项信息确定待执行的链路切换操作。

上述装置中的各模块和各单元相互结合的优选工作方式，具体可以参见图3-图4的描述，此处不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：采用在确定主链路故障消除的时间点时，通过获取外层隧道的当前状态信息以确定主链路与备链路之间的链路切换操作，解决了相关技术中在主链路故障消除，从备链路向主链路切换的过程中，因主链路的状态不稳定而导致数据包大量丢失或断流的问题，进而达到了复杂组网环境下，在主链路故障消除，由备链路切换至主链路的过程中，减少数据包的丢失，增加网络传输的稳定性与可靠性的效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种链路的切换方法，其特征在于，包括：

在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；

根据所述外层隧道的当前状态信息确定所述主链路满足标签转发条件，执行链路切换操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主链路故障消除时，还包括：

通过路由协议获取所述主链路和备链路的当前状态信息；

根据所述主链路和所述备链路的当前状态信息确定所述主链路故障消除的时间点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述路由协议为以下之一：

边界网关协议、静态路由协议。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行链路切换操作包括：

立即执行从备链路切换至所述主链路的链路切换操作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行链路切换操作包括：

在预设的延迟时间到达时，执行从备链路切换至所述主链路的链路切换操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述外层隧道的当前状态信息确定所述主链路满足标签转发条件，执行链路切换操作，包括：

根据所述外层隧道的当前状态信息判断所述主链路和所述备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效；

在所述延迟回切状态标识位生效时，根据所述快速重路由表项信息确定所述执行链路切换操作。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述预设的延迟时间到达前，还包括：

采用所述备链路执行数据包的转发操作。

8.一种链路的切换装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于在主链路故障消除时，获取外层隧道的当前状态信息；

第一确定模块，用于根据所述外层隧道的当前状态信息确定所述主链路满足标签转发条件，执行链路切换操作。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取模块，用于通过路由协议获取所述主链路和备链路的当前状态信息；

第二确定模块，用于根据所述主链路和所述备链路的当前状态信息确定所述主链路故障消除的时间点。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括以下模块之一：

第一切换模块，用于立即执行从备链路切换至所述主链路的链路切换操作；

第二切换模块，用于在预设的延迟时间到达时，执行从所述备链路切换至所述主链路的链路切换操作。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

判断单元，用于根据所述外层隧道的当前状态信息判断所述主链路和备链路共同形成的快速重路由表项信息中预设的延迟回切状态标识位是否生效；

确定单元，用于在所述判断单元输出为是时，根据所述快速重路由表项信息确定所述执行链路切换操作。