CN102571601B - 一种保证双向转发检测可靠性的方法及标记交换路径设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保证双向转发检测可靠性的方法及标记交换路径设备，源端设备在向宿端设备发送携带路由标识信息的多协议标签交换(MPLS)标记交换路径(LSP)PING请求报文，所述宿端设备根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及转发等价类(FEC)唯一确定双向转发检测(BFD)会话。本发明扩展现有的MPLS LSP Ping标准RFC4379，新增MPLS Router ID TLV用于携带有助于唯一确定BFD会话的参数即路由标识(Router ID)，在兼容现有标准基础上，提出了LSP BFD的完备解决方案，避免现有解决方案中对于转发路径变化情况下，BFD会话检测异常的问题。

Description

一种保证双向转发检测可靠性的方法及标记交换路径设备

技术领域

本发明涉及IP网络通信技术领域，尤其涉及一种保证双向转发检测可靠的方法及标记交换路径设备。

背景技术

网络设备可靠性方面越来越重要的需求是：要求相邻***间的通信故障能够得到快速检测。这样，当故障出现时可以更快地建立备用通道或倒换到其它链路。

双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection，简称BFD)协议的出现为上述需求提出了一种解决方案。BFD技术提供了一个通用的、与介质无关的快速故障检测机制，可以为各层能够在***之间的任何类型通道上进行检测。这些通道包括直接的链路、多跳路径、多协议标签交换(Multiprotocol Label Switch，简称MPLS)标记交换路(LabelSwitch Path，简称LSP)、隧道、伪线等。BFD的基本工作原理是一对设备之间建立会话，然后在建立会话的通道上周期性的发送BFD检测报文，一旦一端设备在足够长的时间内收不到检测报文，就可以确定到对端设备的检测通道的路径发生了问题。

RFC5884中定义了MPLS LSP的BFD检测方法。MPLS LSP的BFD检测有主动方与被动方区别，发起BFD检测的主动方在LSP的头结点发送MPLS LSP PING请求(Request)报文，MPLS请求协议扩展了RFC4379(Detecting Multi-Protocol Label Switched(MPLS)DataPlane Failures)中的BFD描述符(Discriminator)类型长度值(Type Length Value，简称TLV)，在MPLS请求报文中携带本端的BFD会话描述符，LSP的尾结点接收到MPLS LSP PINGRequest报文后，进行转发等价类(Forwarding Equivalence Class，简称FEC)的校验，在校验合法后，从BFD Discriminator TLV中获取到主动方的BFD会话描述符，从而触发BFD会话的建立，开始双方BFD会话的交互。同时，RFC5884标准要求主动方还需要持续发送MPLS LSPPing request报文，这样便于进行控制面的LSP的FEC校验，弥补转发面BFD检测无法进行FEC校验的问题。

附图1描述了MPLS LDP LSP的连接示意图，在路由器1，路由器2，路由器3之间建立LDP LSP，在LSR的头结点路由器1上部署LSP BFD检测。BFD会话的建立过程包括：

步骤1，路由器1发送MPLS LSP Ping Request报文，FEC为3.3.3.3/32，携带BFDDiscriminator TLV中填写本端BFD会话分配的会话描述符；

步骤2，路由器3接收到MPLS LSP Ping Request报文后，根据报文中的FEC3.3.3.3/32进行本端FEC校验，发现是LSP的终点，根据request报文中的FEC信息进行本地BFD会话的匹配，发现本地没有相匹配的BFD会话，这时作为被动创建BFD会话，分配被动方的BFD会话描述符，向主动方开始发起BFD会话的检测；

步骤3，路由器1接收到路由器3发送的BFD会话，从会话中获取到被动方的BFD会话描述符，这个LSP的BFD会话正常创建；

步骤4，路由器1定时发起控制面的MPLS LSP Ping request报文，通过LSP Ping探测控制面的FEC的合法性。在BFD会话UP后，周期性的MPLS LSP Ping request报文进行FEC检测时，可以继续携带BFD Discriminator TLV，这样在进行FEC校验同时也可以将LSPPing与BFD会话关联。

在MPLS LSP BFD的具体实施时，会出现复杂的LSP网络环境下，遵循现有标准的实现可能导致BFD会话检测的异常，如附图2所示：在LSP源端出现多路径的情况下，有可能主动方周期性发送的MPLS LSP Ping报文中的信息会随着转发路径的变化而变化，包括MPLSLSP Ping request报文中IP首部的源IP地址，目的IP地址等，均有可能随着转发路径的变化而改变，这样当宿端接收到MPLS LSP Ping request报文后，如果报文中携带有BFDDiscriminator TLV，需要将请求报文与BFD会话进行匹配，这时如果继续根据报文中的FEC与源IP地址进行BFD会话的匹配，则会匹配错误。

现有标准描述通过MPLS LSP Ping报文触发BFD会话的建立，需要通过MPLS LSPPing报文中携带的信息来有效匹配上某个LSP的BFD会话，但LSP Ping报文中的FEC信息以及BFD Discriminator TLV并不能唯一匹配一个本端的BFD会话。在对标准的具体实施时，被动方一般会考虑根据MPLS LSP Ping报文中的其它信息，例如IP首部的源地址以及FEC信息来匹配某个LSP的BFD检测，但采用这种方法的话，一旦MPLS LSP Ping报文的源IP地址发生变化，则会引起被动方BFD匹配会话，出现异常，从而导致在链路正常时BFD误检测Down的严重后果。

发明内容

本发明提供了一种保证双向转发检测可靠性的方法及标记交换路径设备，解决了当前标准中对于MPLS LSP BFD检测定义不完备而导致某些场景下BFD检测异常的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种保证双向转发检测可靠性的方法，其中，源端设备在向宿端设备发送携带路由标识信息的多协议标签交换(MPLS)标记交换路径(LSP)PING请求报文，所述宿端设备根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及转发等价类(FEC)唯一确定双向转发检测(BFD)会话。

进一步地，上述方法还可以具有以下特征：

所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLSLSP PING请求报文中的路由标识信息以及所述FEC未匹配到BFD会话时，创建新的BFD会话。

进一步地，上述方法还可以具有以下特征：

所述源端设备在所述BFD会话创建成功后，周期性发送同时携带BFD描述符和所述路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述描述符和所述路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

进一步地，上述方法还可以具有以下特征：

所述源端设备在所述BFD会话创建成功后，周期性发送未携带路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的FEC以及在创建所述BFD会话过程中已获知的路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

进一步地，上述方法还可以具有以下特征：

在MPLS LSP PING请求报文中携带所述路由标识信息的方式是在所述MPLS LSPPING请求报文中增加指示所述路由标识信息的类型长度值。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种保证双向转发检测可靠性的标记交换路径设备，其中，所述标记交换路径设备，用于作为源端设备时，向宿端设备发送携带路由标识信息的多协议标签交换(MPLS)标记交换路径(LSP)PING请求报文；还用于作为宿端设备时，根据从源端设备收到的MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及转发等价类(FEC)唯一确定双向转发检测(BFD)会话。

进一步地，上述标记交换路径设备还可以具有以下特征：

所述标记交换路径设备，还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSPPING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及所述FEC未匹配到BFD会话时，创建新的BFD会话。

进一步地，上述标记交换路径设备还可以具有以下特征：

所述标记交换路径设备，还用于作为源端设备时，在所述BFD会话创建成功后，周期性发送同时携带BFD描述符和所述路由标识信息的MPLS LSPPING请求报文；还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述描述符和所述路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

进一步地，上述标记交换路径设备还可以具有以下特征：

所述标记交换路径设备，还用于作为源端设备时，在所述BFD会话创建成功后，周期性发送未携带路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的FEC以及在创建所述BFD会话过程中已获知的路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

进一步地，上述标记交换路径设备还可以具有以下特征：

所述标记交换路径设备在MPLS LSP PING请求报文中携带所述路由标识信息的方式是在所述MPLS LSP PING请求报文中增加指示所述路由标识信息的类型长度值。

本发明扩展现有的MPLS LSP Ping标准RFC4379，新增MPLS Router IDTLV用于携带有助于唯一确定BFD会话的参数即路由标识(Router ID)，在兼容现有标准基础上，提出了LSP BFD的完备解决方案，避免现有解决方案中对于转发路径变化情况下，BFD会话检测异常的问题。本发明增强了现有标准中的基于MPLS LSP的BFD检测机制，有效的解决在复杂MPLS LSP网络环境下导致BFD会话异常检测的缺陷。

附图说明

图1是MPLS LDP LSP的连接示意图；

图2是源端多路径MPLS LSP BFD检测场景示意图；

图3实施例中MPLS Router ID TLV定义结构示意图；

图4实施MPLS LSP BFD检测方法的流程图。

具体实施方式

本方案对MPLS LSP Ping报文进行了扩展，增加MPLS Router ID TLV用于携带主动方LSP配置的路由标识(Router ID)信息。图3示出了MPLSRouter ID TLV的结构。

如图4所示，保证双向转发检测可靠性的方法包括：源端设备在向宿端设备发送携带路由标识信息的多协议标签交换(MPLS)标记交换路径(LSP)PING请求报文，所述宿端设备根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及转发等价类(FEC)唯一确定双向转发检测(BFD)会话。

本方案中，在LSP的转发路径变化时，只需要Router ID信息没有发生变化，BFD会话均不会受到影响，无需变更。

本方法中，宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSPPING请求报文中的路由标识信息以及所述FEC未匹配到BFD会话时，创建新的BFD会话。

源端设备在所述BFD会话创建成功后，周期性发送同时携带BFD描述符和所述路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文时，所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述描述符和所述路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

源端设备在所述BFD会话创建成功后，周期性发送未携带路由标识信息的MPLSLSP PING请求报文时，所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLSLSP PING请求报文中的FEC以及在创建所述BFD会话过程中已获知的路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

对应于上述方法，保证双向转发检测可靠性的标记交换路径设备可以用为BFD会话中的源端设备也可以作为BFD会话中的宿端设备，用于作为源端设备时，向宿端设备发送携带路由标识信息的多协议标签交换(MPLS)标记交换路径(LSP)PING请求报文；用于作为宿端设备时，根据从源端设备收到的MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及转发等价类(FEC)唯一确定双向转发检测(BFD)会话。

所述标记交换路径设备，还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSPPING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及所述FEC未匹配到BFD会话时，创建新的BFD会话。

所述标记交换路径设备，还用于作为源端设备时，在所述BFD会话创建成功后，周期性发送同时携带BFD描述符和所述路由标识信息的MPLS LSPPING请求报文；还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述描述符和所述路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

所述标记交换路径设备，还用于作为源端设备时，在所述BFD会话创建成功后，周期性发送未携带路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的FEC以及在创建所述BFD会话过程中已获知的路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

具体实施例

在图2所示的组网图中，为MPLS LSP隧道建立BFD检测的***包括了源端LSP设备和宿端LSP设备，本发明实施例所提出的源端设备与宿端设备均相同，源端设备作为MPLSLSP BFD发起的主动方设备，宿端设备作为MPLS LSP BFD发起的被动方设备；本发明实施例通过扩展所述的MPLSLSP Ping报文，通过MPLS LSP Ping报文所述MPLS Router ID TLV。

为了便于描述以下步骤以图2所示的组网图进行描述，仍然以源端LSP设备、宿端LSP设备为例，具体包括以下步骤：

步骤S1，源端LSP设备作为MPLS LSP BFD的主动方，主动发起BFD检测；

步骤S2，源端LSP设备构造MPLS LSP Ping request报文，封装BFDDiscriminatorTLV与MPLS Router ID TLV，MPLS Router ID TLV的定义参见附图3的说明；

步骤S3，宿端LSP设备接收到MPLS LSP Ping request报文，根据报文中的FEC信息进行本地FEC校验，如果校验异常，则根据RFC4379协议回复差错报文；否则执行步骤S4；

步骤S4，宿端LSP处理MPLS LSP Ping request报文中的BFD Discriminator TLV与MPL S Router ID TLV，根据FEC与Router ID进行本地BFD会话匹配，如果匹配成功，说明本地已有BFD会话，则直接回复reply报文(或是可以选择不回复reply报文)，如果没有匹配成功，则说明是远端发起新的BFD会话的连接，本地分配新的BFD会话描述符，并开始向源端发送BFD检测报文。

如果源端LSP设备构造MPLS LSP Ping request报文时只封装MPLSRouter ID TLV而未封装BFD Discriminator TLV，宿端LSP设备检测报文中只有MPLS Router ID TLV而不存在BFD Discriminator TLV时，可以选择不触发创建BFD会话，或者宿端LSP设备只在检测到MPLS LSP Ping request报文中携带BFD Discriminator TLV时根据FEC与Router ID进行本地BFD会话匹配。

如果宿端LSP设备已存储有本地BFD会话的Router ID，而MPLS LSP Ping request报文中没有携带Router ID，则二者同样可以匹配，MPLS LSP Ping request报文不触发生成新的BFD会话。

步骤S5，源端LSP设备与宿端LSP设备开启转发平面的BFD检测，周期性发送与接收BFD检测报文；

步骤S6，源端LSP设备为了同时检测控制平面的FEC，继续周期性发送MPLS LSPPing request报文，并同时封装BFD Discriminator TLV与MPLSRouter ID TLV，源端LSP设备如果配置携带BFD Discriminator TLV，均需要同时封装MPLS Router ID TLV信息；宿端LSP重复步骤S3。

在本实施例中，即使图2中的LSP的转发路径发生变化，导致步骤S6中MPLS LSPPing request报文中的源IP地址，目的IP地址等信息均发生变化，但是由于有效使用了MPLS Router ID TLV，保证了可以始终使用固定的Router ID进行发送，这样在宿端处理步骤S4时，可以正确的匹配与关联已建立的BFD会话，避免了错误的匹配而导致BFD会话错误的报错。

综上所述，本发明有效地解决了现有标准中MPLS LSP BFD检测机制导致在路径变化时，BFD检测错误检测Down的问题，提供了一种简单、可靠的MPLS LSP BFD检测方法，保证了MPLS LSP BFD检测的准确性。同时，本发明与现有标准完备兼容。

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任意组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (8)

1.一种保证双向转发检测可靠性的方法，其中，在LSP源端出现多路径的情况下，

源端设备在向宿端设备发送携带源端设备的路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，所述宿端设备根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及FEC唯一确定BFD会话；

在MPLS LSP PING请求报文中携带所述路由标识信息的方式是在所述MPLS LSP PING请求报文中增加指示所述路由标识信息的类型长度值；

其中，路由标识信息，具体包括：路由标识Router ID。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及所述FEC未匹配到BFD会话时，创建新的BFD会话。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述源端设备在所述BFD会话创建成功后，周期性发送同时携带BFD描述符和所述路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述描述符和所述路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述源端设备在所述BFD会话创建成功后，周期性发送未携带路由标识信息的MPLSLSP PING请求报文，所述宿端设备收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSPPING请求报文中的FEC以及在创建所述BFD会话过程中已获知的路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

5.一种保证双向转发检测可靠性的标记交换路径设备，其中，在LSP源端出现多路径的情况下，

所述标记交换路径设备，用于作为源端设备时，向宿端设备发送携带源端设备的路由标识信息的MPLSLSP PING请求报文；还用于作为宿端设备时，根据从源端设备收到的MPLSLSP PING请求报文中的路由标识信息以及转发等价类FEC唯一确定双向转发检测BFD会话；

所述标记交换路径设备在MPLS LSP PING请求报文中携带所述路由标识信息的方式是在所述MPLS LSP PING请求报文中增加指示所述路由标识信息的类型长度值；

其中，路由标识信息，具体包括：路由标识Router ID。

6.如权利要求5所述的标记交换路径设备，其特征在于，

所述标记交换路径设备，还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的路由标识信息以及所述FEC未匹配到BFD会话时，创建新的BFD会话。

7.如权利要求6所述的标记交换路径设备，其特征在于，

所述标记交换路径设备，还用于作为源端设备时，在所述BFD会话创建成功后，周期性发送同时携带BFD描述符和所述路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文；还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述描述符和所述路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。

8.如权利要求6所述的标记交换路径设备，其特征在于，

所述标记交换路径设备，还用于作为源端设备时，在所述BFD会话创建成功后，周期性发送未携带路由标识信息的MPLS LSP PING请求报文，还用于作为宿端设备时，收到所述MPLS LSP PING请求报文后，根据所述MPLS LSP PING请求报文中的FEC以及在创建所述BFD会话过程中已获知的路由标识信息进行所述BFD会话的匹配和校验。