CN103457817A - 一种pw+l3vpn的保护方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PW+L3VPN的保护方法和***，方法包括：在接入节点上配置单发双收属性的主、备伪线(PW)，主、备PW终结到两个三层网关节点；接入节点通过主、备PW向两个三层网关节点发送地址解析协议(ARP)信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由三层网关节点在三层虚拟专用网络(L3VPN)域内通告；各节点根据ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据转发状态对上、下行流量分别进行对应转发；在网络故障时，受故障影响的节点的转发状态进行变换，并根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。通过本发明，切换速度快，有利于提升网络的健壮性，降低运维复杂度；不需要在三层网关节点上配置VRRP，不会发生VRRP双主的问题。
Description
技术领域
本发明涉及现网业务的承载技术领域，尤其涉及一种PW+L3VPN的保护方法和***。
背景技术
目前，现网业务的承载方案主要包括两个主流方案，分别是伪线(PW，Pseudo Wire)+三层(L3)虚拟专用网络(VPN，Virtual Private Network)承载方案和用户边缘设备(CE，Customer Edge)+L3VPN承载方案。所谓现网业务，是指当前网络的业务。
其中，PW+L3VPN承载方案如图1所示，在图1所示的网络中，由A节点(接入节点)组成的接入环挂接在两台B节点上，B节点以上、基站控制器(BSC，Base Station Controller)/接入网关(aGW)以下的这些设备共同组成一个核心汇聚环。当部署PW+L3VPN承载方案时，接入环上的A节点到B节点之间部署PW业务，B节点以上、BSC/aGW以下的网络部署L3VPN业务，而这两台B节点则是网关节点。业务从基站(BTS/eNB)到BSC/aGW分三段承载，从基站接入的A节点到B节点是第一段，通过PW业务承载；从B节点到CE是第二段，通过L3VPN业务承载；从CE到BSC/aGW是第三段，通常采用IP承载。
在具体实施过程中，PW+L3VPN承载方案采用一系列冗余保护机制：A节点分别建立到两台B节点的冗余PW，B节点终结PW并进入汇聚核心层的L3VPN；两台B节点分别作为三层网关，提供对业务的双网关保护。
目前，PW+L3VPN承载方案通常有两种网关保护机制：
机制一为，通过A节点与B节点的联动，在不启动虚拟路由器冗余协议(VRRP，Virtual Router Redundancy Protocol)的场景下，实现L3VPN主备网关的快速倒换；
机制二为，通过B节点间的VRRP，实现L3VPN主备网关的快速倒换。
其中，机制一的具体过程如图2所示：
A节点配置优先级来识别主备冗余PW，该冗余PW分别终结在双汇聚B1或B2的L3VPN VRF(Virtual Routing Forwarding，虚拟路由转发)三层子接口上；A节点携带PW的Active/Standby(活跃/待机)等状态位信息发送给B节点(遵循draft-ietf-pwe3-redundancy/draft-ietf-pwe3-redundancy-bit规范)；
B1和B2的L3VPN VRF三层子接口配置相同的IP地址，通过识别PWActive/Standby状态位信息，终结Active PW的三层子接口将处于UP状态，并发布相关路由；同时，终结standby PW的三层子接口将处于Down状态，且相关路由不会发布。进而避免上、下行流量路径不一致的情况发生。
机制二的具体过程如图3所示：
A节点配置主备PW接入到B节点的L3VPN，PW终结到B1和B2；B节点上主备PW对应的三层子接口配置VRRP，形成VRRP备份组；主备PW接入的B节点配置向上发布基站网段路由；
通过配置B节点VRRP组中的master/backup(主/备)路由器向上发布路由器的优先级不同，可以实现PW的单发单收或单发双收；
VRRP信令流要求在B-B之间或者核心层上交换，需要避免通过A节点进行交互。
对于上述的机制一而言，B节点上，PW与三层接口必须是一对一的，多个PW不能共享B节点上的同一个三层接口，即A节点上的任意一个PW都需要占用B节点上的一个三层接口，对于现网实施带来比较大的限制；并且，失效发生时，B节点需要根据A节点通告的PW状态位信息来切换对应接口的UP/DOWN状态并通告相关路由，相比而言，切换速度比较慢，很难满足现网50ms内保护切换的性能要求；另外，这种信令联动方式要求B节点支持PW-Redundancy(冗余)机制，A节点和B节点的耦合性强，目前存在跨厂家互通问题。
对于上述的机制二而言，若VRRP组的两个B节点之间链路失效，则会出现VRRP双主的情况，即两个B节点之间无法交互状态信息，会同时将两个B节点都置为主用状态，而A节点上的PW为单发单收，因此会出现一段时间内下行流量(BSC/aGW到BTS/eNB的流量)不通的情况。
综上所述，目前常用的两种PW+L3VPN保护方案的实施机制都存在一些问题，需要对其进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种PW+L3VPN的保护方法和***，以解决现有PW+L3VPN保护方案存在的保护倒换时间长，以及网关节点间的链路失效时容易出现双主用而导致下行流量不通的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种PW+L3VPN的保护方法，应用于PW+L3VPN的现网业务承载，该方法包括：
在接入节点上配置单发双收属性的主、备伪线PW，所述主、备PW终结到两个三层网关节点；
所述接入节点通过主、备PW向所述两个三层网关节点发送地址解析协议ARP信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由所述三层网关节点在三层虚拟专用网络L3VPN域内通告；
各节点根据所述ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发；
在网络故障时，受故障影响的节点的转发状态进行变换，并根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
较佳的，该方法还包括：
在所述两个三层网关节点上，为终结主、备PW的两个三层接口配置相同的IP地址和媒体接入控制MAC地址。
较佳的，根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发，包括：
在上行方向上，接入节点根据主、备PW的状态，若主PW状态正常，则沿主PW发送上行流量到相应的三层网关节点，否则，沿备PW发送上行流量到相应的三层网关节点；三层网关节点根据自身的转发状态对上行流量进行相应的三层转发处理；
在下行方向上，收到下行流量的三层网关节点根据流量中报文的IP/MAC信息查找对应的PW，并沿查找到的PW传送下行流量到接入节点。
较佳的，所述接入节点无需发送PW的主、备信息给所述三层网关节点。
本发明还提供了一种PW+L3VPN的保护***，应用于PW+L3VPN的现网业务承载，该***包括：
配置模块，用于在接入节点上配置单发双收属性的主、备伪线PW，所述主、备PW终结到两个三层网关节点；
信息发送控制模块，用于控制接入节点通过主、备PW向所述两个三层网关节点发送地址解析协议ARP信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由所述三层网关节点在三层虚拟专用网络L3VPN域内通告；
流量转发模块，用于控制各节点根据所述ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发；
故障处理模块，用于在网络故障时，对受故障影响的节点的转发状态进行变换，并控制节点根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
较佳的，所述配置模块还用于，在所述两个三层网关节点上，为终结主、备PW的两个三层接口配置相同的IP地址和媒体接入控制MAC地址。
较佳的，所述流量转发模块还用于，
在上行方向上，控制接入节点根据主、备PW的状态，若主PW状态正常，则沿主PW发送上行流量到相应的三层网关节点，否则，沿备PW发送上行流量到相应的三层网关节点；三层网关节点根据自身的转发状态对上行流量进行相应的三层转发处理；
在下行方向上，控制收到下行流量的三层网关节点根据流量中报文的IP/MAC信息查找对应的PW，并沿查找到的PW传送下行流量到接入节点。
较佳的，所述信息发送控制模块还用于，控制接入节点不发送PW的主、备信息给所述三层网关节点。
本发明所提供的一种PW+L3VPN的保护方法和***，能够实现50ms内的网关保护倒换；主、备PW无需和路由机制进行联动，实现了接入节点和三层网关节点的松耦合，且切换速度快，有利于提升网络的健壮性，降低运维复杂度；不需要在三层网关节点上配置VRRP，不会发生在背景技术的机制二中会出现的VRRP双主的问题；三层网关节点上可以为多个接入节点的PW共享同一个三层接口，方便现网部署。
附图说明
图1为现有PW+L3VPN承载方案的示意图；
图2为现有一种PW+L3VPN的保护机制的示意图；
图3为现有另一种PW+L3VPN的保护机制的示意图；
图4为本发明实施例的一种PW+L3VPN的保护方法的流程图；
图5为本发明实施例的一种PW+L3VPN的保护的示意图；
图6为本发明实施例在网络正常情况下，部署有非联动的PW+L3VPN保护机制的流量传送示意图；
图7为本发明实施例在链路出现故障时，部署有非联动的PW+L3VPN保护机制的流量切换示意图；
图8为本发明实施例在节点出现故障时，部署有非联动的PW+L3VPN保护机制的流量切换示意图；
图9为本发明实施例的一种PW+L3VPN的保护***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明实施例提供的一种PW+L3VPN的保护方法，应用于PW+L3VPN的现网业务承载，如图4所示，该方法主要包括以下流程：
步骤401，在接入节点上配置单发双收属性的主、备PW，所述主、备PW终结到两个三层网关节点。
所谓单发双收属性，是指单方向上发送、双方向上接收，即当前在用的PW才能发送流量，但在主、备PW都能接收流量。
在所述两个三层网关节点上，为终结主、备PW的两个三层接口配置相同的IP地址和媒体接入控制(MAC)地址。
步骤402，接入节点通过主、备PW向所述两个三层网关节点发送地址解析协议(ARP，Address Resolution Protocol)信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由所述三层网关节点在L3VPN域内通告。
接入节点无需发送PW的主、备信息给三层网关节点。
步骤403，各节点根据所述ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
在上行方向上，接入节点根据主、备PW的状态，若主PW状态正常，则沿主PW发送上行流量到相应的三层网关节点，否则，沿备PW发送上行流量到相应的三层网关节点；三层网关节点根据自身的转发状态对上行流量进行相应的三层转发处理；
在下行方向上，收到下行流量的三层网关节点根据流量中报文的IP/MAC信息查找对应的PW，并沿查找到的PW传送下行流量到接入节点。
步骤404，在网络故障时，受故障影响的节点的转发状态进行变换，并根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
以图5所示的网络结构为例，本发明实施例提出的非联动的PW+L3VPN保护机制为：A节点配置双PW分别终结到B1和B2节点的L3VPN，由B1和B2节点配置同一个三层接口，向L3VPN发布基站网段明细及汇总路由信息；A节点的双PW保持单发双收状态，冗余PW无需携带PW的主、备信息给B节点，即主、备PW不需要和路由机制联动，从而实现A和B节点松耦合互联。基站通过A与B之间的PW向上主动发送ARP信息(主、备PW都发)，B节点获取基站路由与ARP信息，由于PW是双收性质，因此下行流量(即BSC/aGW到BTS/eNB的流量)在主、备PW上都可以接收。
在图5所示的网络结构中，
前述步骤401具体为：在A节点上，配置到两个B节点上终结的两条单发双收的主、备PW；在终结这两条PW的两个B节点上的三层接口上，为其配置相同的IP地址和MAC；除此以外，还需要进行一些常规配置，比如各域内的内部网关协议(IGP，Interior Gateway Protocol)路由配置、L3VPN域内边界网关协议(BGP，Border Gateway Protocol)配置、双向转发检测(BFD，Bidirectional Forwarding Detection)配置、VPN FRR(Fast Reroute，快速重路由)配置等。
前述步骤402包括：A节点上的主、备PW向两台B节点双发ARP信息和路由信息，这些信息经B节点在L3VPN域内通告。在此步骤中，A节点通过主、备PW都向上主动发ARP请求，即两台B节点上都有基站的主机路由并进一步将此路由信息向L3VPN域内的其他节点通告，所以发送给A节点的下行流量可以经两台B节点中的任意一个传送给A节点；而同时由于A节点上的主、备PW是单发双收的，即沿主、备PW到达A节点的流量都可以被A节点接收。本步骤保证了下行流量经任意一个网关节点都可以到达基站的接入节点。
前述步骤403包括：上行流量(即从BTS/eNB侧发送到BSC/aGW侧的流量)的传送过程中，首先A节点上根据主、备PW的状态进行流量发送，即若主PW状态正常，则沿主PW发送流量到B节点，否则沿备PW发送流量到B节点；B节点再根据节点状态进行对应的三层转发处理，从B节点继续上行传送流量到BSC/aGW；下行流量(即从BSC/aGW侧到BTS/eNB侧的流量)的传送过程中，下行流量到达任意一台B节点以后，B节点均根据流量中的报文IP/MAC信息查找到对应的PW，进而沿此PW传送到A节点。本步骤中，B节点不需要关注A节点的PW的主、备状态，即主、备PW不需要和路由机制进行联动。
下面再结合图6～8进一步阐述本发明实施例的PW+L3VPN保护机制。
在如图6所示的网络中，地址为10.1.1.2的基站接入到A1节点，A1分别向B1、B2建立两条PW，指定A1到B1的PW1为主用PW，A1到B2的PW2为备用PW；并配置这两条PW的单发双收属性和ARP双发属性；在B1和B2节点上，为终结PW1和PW2的两个接口配置相同的IP和MAC地址；并进行一些其他的常规配置，比如接入环和核心汇聚环上的IGP多区域部署、A1上主PW承载标签交换路径(LSP，Label Switching Path)上的保护LSP配置、核心汇聚环上的BGP配置、基于LSP/PW的BFD检测、多机箱链路聚合(MC-LAG，Multi-Chassis Link Aggregation Group)、VPN FRR等可选配置。
经过上述配置后，该基站的ARP信息和路由信息会经由PW1和PW2分别传送到B1和B2节点上，并由这两个B节点在核心汇聚环的L3VPN域上通告，即到该基站的下行流量可以在任何时候被正确转发到接入层的A1节点。
在网络正常的情况下，该基站和BSC/aGW之间的流量传送路线如图6中的双箭头线所示，即上行流量传送时，在A1节点上沿主用PW传送到B1节点，B1节点终结该数据并为其选择相应的三层转发通道，将其转发到CE1，进而转发到BSC/aGW上；下行流量传送时，BSC/aGW根据可能存在的MC-LAG等配置选择经CE1将流量传送到B1节点，B1根据本地路由信息将其沿PW1转发到A1节点。
若A1节点到B1节点之间的链路出现故障，这种情况下若之前部署有PW1承载LSP上的保护，则上、下行流量传送只用进行LSP层面的保护切换即可，即PW层面感知不到该故障，A1节点和B1节点之间的流量沿A1---B2---B1传送，其他节点间的流量仍沿原有路径进行传送。保护切换后，基站和BSC/aGW之间的流量传送路线如图7中的双箭头线所示。
若主用网关B1节点出现故障，通过一定的操作管理和维护(OAM，Operations Administration and Maintenance)/BFD检测机制，A1和CE1节点分别感知到该故障信息，进行对应的流量切换处理。在A1节点上，将待传送给BSC/aGW的上行流量切换到备用PW2上进行传送，B2节点再根据本节点上的三层BGP路由信息选择对应的传送路径；而下行流量传送过程中，CE1选择经CE2将流量传送到B2节点，B2节点根据本地路由信息将流量沿PW2转发到A1节点。保护切换后，基站和BSC/aGW之间的流量传送路线如图8中的双箭头线所示。
本发明实施例提出的非联动的PW+L3VPN保护，不需要在B节点上配置VRRP，不会发生在机制二中会出现的VRRP双主的问题；并且不需要进行PW主、备状态和路由信息的联动，切换速度快，基站的接入节点和三层网关节点的耦合性低，有利于提升网络的健壮性，降低运维复杂度。
对应上述PW+L3VPN的保护方法，本发明实施例还提供了一种PW+L3VPN的保护***，如图9所示，该***包括：配置模块10、信息发送控制模块20、流量转发模块30和故障处理模块40。
其中，配置模块10，用于在接入节点上配置单发双收属性的主、备PW，所述主、备PW终结到两个三层网关节点；
信息发送控制模块20，用于控制接入节点通过主、备PW向所述两个三层网关节点发送ARP信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由所述三层网关节点在L3VPN域内通告；
流量转发模块30，用于控制各节点根据所述ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发；
故障处理模块40，用于在网络故障时，对受故障影响的节点的转发状态进行变换，并控制节点根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
较佳的，配置模块10还用于，在所述两个三层网关节点上，为终结主、备PW的两个三层接口配置相同的IP地址和MAC地址。
较佳的，流量转发模块30还用于，
在上行方向上，控制接入节点根据主、备PW的状态，若主PW状态正常，则沿主PW发送上行流量到相应的三层网关节点，否则，沿备PW发送上行流量到相应的三层网关节点；三层网关节点根据自身的转发状态对上行流量进行相应的三层转发处理；
在下行方向上，控制收到下行流量的三层网关节点根据流量中报文的IP/MAC信息查找对应的PW，并沿查找到的PW传送下行流量到接入节点。
较佳的，信息发送控制模块20还用于，控制接入节点不发送PW的主、备信息给所述三层网关节点。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种PW+L3VPN的保护方法，应用于PW+L3VPN的现网业务承载，其特征在于，该方法包括：
在接入节点上配置单发双收属性的主、备伪线PW，所述主、备PW终结到两个三层网关节点；
所述接入节点通过主、备PW向所述两个三层网关节点发送地址解析协议ARP信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由所述三层网关节点在三层虚拟专用网络L3VPN域内通告；
各节点根据所述ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发；
在网络故障时，受故障影响的节点的转发状态进行变换，并根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
2.根据权利要求1所述PW+L3VPN的保护方法，其特征在于，该方法还包括：
在所述两个三层网关节点上，为终结主、备PW的两个三层接口配置相同的IP地址和媒体接入控制MAC地址。
3.根据权利要求1所述PW+L3VPN的保护方法，其特征在于，根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发，包括：
在上行方向上，接入节点根据主、备PW的状态，若主PW状态正常，则沿主PW发送上行流量到相应的三层网关节点，否则，沿备PW发送上行流量到相应的三层网关节点；三层网关节点根据自身的转发状态对上行流量进行相应的三层转发处理；
在下行方向上，收到下行流量的三层网关节点根据流量中报文的IP/MAC信息查找对应的PW，并沿查找到的PW传送下行流量到接入节点。
4.根据权利要求1、2或3所述PW+L3VPN的保护方法，其特征在于，所述接入节点无需发送PW的主、备信息给所述三层网关节点。
5.一种PW+L3VPN的保护***，应用于PW+L3VPN的现网业务承载，其特征在于，该***包括：
配置模块，用于在接入节点上配置单发双收属性的主、备伪线PW，所述主、备PW终结到两个三层网关节点；
信息发送控制模块，用于控制接入节点通过主、备PW向所述两个三层网关节点发送地址解析协议ARP信息和路由信息，所述ARP信息和路由信息经由所述三层网关节点在三层虚拟专用网络L3VPN域内通告；
流量转发模块，用于控制各节点根据所述ARP信息和路由信息配置自身的转发状态，并根据所述转发状态对上、下行流量分别进行对应转发；
故障处理模块，用于在网络故障时，对受故障影响的节点的转发状态进行变换，并控制节点根据变换后的转发状态对上、下行流量分别进行对应转发。
6.根据权利要求5所述PW+L3VPN的保护***，其特征在于，所述配置模块还用于，在所述两个三层网关节点上，为终结主、备PW的两个三层接口配置相同的IP地址和媒体接入控制MAC地址。
7.根据权利要求5所述PW+L3VPN的保护***，其特征在于，所述流量转发模块还用于，
在上行方向上，控制接入节点根据主、备PW的状态，若主PW状态正常，则沿主PW发送上行流量到相应的三层网关节点，否则，沿备PW发送上行流量到相应的三层网关节点；三层网关节点根据自身的转发状态对上行流量进行相应的三层转发处理；
在下行方向上，控制收到下行流量的三层网关节点根据流量中报文的IP/MAC信息查找对应的PW，并沿查找到的PW传送下行流量到接入节点。
8.根据权利要求5、6或7所述PW+L3VPN的保护***，其特征在于，所述信息发送控制模块还用于，控制接入节点不发送PW的主、备信息给所述三层网关节点。
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