CN105227456B - 一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置 - Google Patents

一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置，在聚合链路中有中间链路发生故障时，通过聚合链路两端网络交换机之间相互发送检测报文以及响应报文，使两个网络交换机均能准确的查找出断开的中间链路，并将传输的数据在正常的中间链路上进行重新运算，将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送。本发明无需用户的干预，既能快速识别故障的中间链路，并将故障中间链路对应端口发送的数据快速切换到聚合链路中正常的中间链路进行转发。

Description

一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置
技术领域
本发明属于数据传输技术领域，尤其涉及一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置。
背景技术
在监控网络实际应用中，随着媒体流业务量的增加和长距离传输的需要，网络中交换机端口通过聚合链路发送媒体流，其中聚合链路中会用到光纤收发器或其他传输设备，如果聚合链路中的光纤收发器或其他传输设备之间的光纤连接线断开的话，由于交换机感知不到，所以发流端交换机发送的数据经过哈希后可能依然走的是断开的光纤，这样会导致数据丢失。
现有技术中，对于聚合链路断开的问题，采用LACP协议来实现链路切换。对于静态LACP协议链路聚合，聚合链路两端的交换机都需要支持LACP协议，聚合链路成员端口中活动端口的选择，需要通过LACP协议报文的协商确定。但是这种解决方式存在以下缺陷：
1、低端交换机不支持LACP协议，支持LACP协议的交换机价格贵、成本高；
2、LACP协议聚合需要管理员维护，增加人力投入；
3、LACP协议聚合，各端口都需要周期性的发送LACP协议报文，性能上会增加一定的开销，而且LACP协议收敛时间长，对监控实时性要求高的业务不适用；
4、在运营商网络中有些传输层设备会对诸如LACP类的协议报文进行丢弃操作。
同时即使聚合链路支持LACP，中间光纤断开的话，交换机感受不到，也无法立即启动LACP来做协商，只有周期到了之后才会发送LACP报文，在LACP协议收敛期间无法做链路切换，导致网络故障，数据传输失败。
发明内容
本发明的目的就是提供一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置，克服了现有技术中聚合链路断开后恢复数据传输过程中，成本高、操作复杂、维修麻烦等问题，在用户无干预的情况下，所有数据可快速切换到聚合链路中正常的中间链路进行转发。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种聚合链路故障恢复传输的方法，应用于网络交换机，所述网络交换机的端口设置了聚合链路，所述方法包括：
根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文；
接收聚合链路对端网络交换机发送的检测报文，检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文，并发送响应报文对接收到的检测报文进行响应，否则直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应；
接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文，判断接收到响应报文的端口对应的中间链路正常，未接收到响应报文的端口对应的中间链路故障；
将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送。
其中，所述根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，包括：
感知到有聚合链路对应端口的流量瞬间急剧下降到零，收集该端口所在的聚合链路对应的其他端口流量统计数据，如果所述其他端口流量为非全零，则判断所述聚合链路中有中间链路存在故障。
进一步地，所述从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文后，还包括步骤：
记录所发送检测报文对应的标识；
则所述检测自身是否已经发送过检测报文，包括：
查找存储的记录中是否已经有检测报文对应的标识，如果有则判断自身已经发送过检测报文，否则判断自身没有发送过检测报文。
进一步地，所述接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文之后，还包括步骤：
清除所记录的发送检测报文对应的标识。
本发明所述检测报文和响应报文为私有报文，所述私有报文包含包括目的MAC地址字段、源MAC地址字段和有效载荷字段，所述有效载荷字段包括标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep，所述网络交换机通过标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep来识别所接收的报文是检测报文还是响应报文。
本发明还提出了一种聚合链路故障恢复传输的装置，应用于网络交换机，所述网络交换机的端口设置了聚合链路，所述装置包括：
检测模块，用于根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文；
响应模块，用于接收聚合链路对端网络交换机发送的检测报文，检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文，并发送响应报文对接收到的检测报文进行响应，否则直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应；
判断模块，用于接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文，判断接收到响应报文的端口对应的中间链路正常，未接收到响应报文的端口对应的中间链路故障；
恢复模块，用于根据判断模块的判断，将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送。
其中，所述检测模块在根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障时，执行以下操作：
感知到有聚合链路对应端口的流量瞬间急剧下降到零，收集该端口所在的聚合链路对应的其他端口流量统计数据，如果所述其他端口流量为非全零，则判断所述聚合链路中有中间链路存在故障。
进一步地，所述检测模块从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文后，还记录所发送检测报文对应的标识；
所述响应模块在检测自身是否已经发送过检测报文时，执行如下操作：
查找存储的记录中是否已经有检测报文对应的标识，如果有则判断自身已经发送过检测报文，否则判断自身没有发送过检测报文。
进一步地，所述判断模块在接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文之后，还清除所记录的发送检测报文对应的标识。
本发明提出的一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置，在使用手工聚合模式下，当一条中间链路出现故障时，交换机能快速感知并切换流量，使流量能够快速的切换到正常的中间链路上进行传输，无需用户干预。并且无需周期性的发送报文即可快速实现链路收敛，减轻维护人员的操作复杂度，减少维护的时间。
附图说明
图1为本发明实施例聚合链路连接示意图；
图2为本发明一种聚合链路故障恢复传输的方法的流程图；
图3为本发明中私有报文结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。
本发明的总体思路是提供一种聚合链路故障恢复传输的方法及装置，应用于网络交换机，网络交换机的端口设置了聚合链路来传输数据，当聚合链路中有中间链路出现故障导致数据传输无法正常进行时，能通过聚合链路两端的网络交换机相互发送私有报文，根据接收到私有报文后相互之间的响应报文，确定断开的中间链路，再根据正常的中间链路重新对数据传输进行运算，将数据转移至正常的中间链路中进行传输，实现对断开中间链路上的数据恢复传输。
如图1所示，本发明实施例中，以带有三条中间链路1、2、3的聚合链路为例进行说明。交换机A和交换机B通过聚合链路连接，聚合链路的两端均设置有光纤收发器，中间链路采用光纤传输，用于接收和发送交换机上传输的数据。中间链路1、2、3对应连接交换机A的端口分别为A1、A2、A3，对应连接交换机B的端口分别为B1、B2、B3。
本实施例以交换机B作为数据发送端为例进行说明，当聚合链路中的中间链路1出现故障时，由于断开的链路没有和交换机直连(接在光纤收发器或其他传输设备上)，交换机B和交换机A不会感知到链路故障，所以交换机B继续将报文分别从聚合链路连接的各个端口分发出去，交换机A的端口A1却接收不到流量。为了解决这个问题，本实施例一种聚合链路断路恢复传输的方法，应用于网络中的交换机设备，具体实现流程如图2所示，包括：
F1、根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文。
在本实施例中，当聚合链路中的中间链路1出现故障时，假设聚合链路的中间链路2、3正常，交换机A端口A2、A3仍能正常收到交换机B发来的流量，由于中间链路1断开，交换机A端口A1收不到流量，所以流量统计数据会瞬间急剧下降到零，交换机A感知到异常后，收集异常端口A1所在的聚合链路中的其它端口流量统计数据进行比对，若端口A2和端口A3上的数据流量为非全零，部分端口有流量说明聚合链路中有中间链路出现故障断开，因此，立刻触发交换机A从聚合链路对应的每个端口(A1、A2、A3)对外发送检测报文，交换机A发送检测报文的目的是用来根据交换机B的响应检测聚合链路中具体哪个中间链路出现故障。
F2、接收聚合链路对端网络交换机发送的检测报文，检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文，并发送响应报文对接收到的检测报文进行响应，否则直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应。
对于交换机B，中间链路2、3正常，因此交换机B的端口B2、B3上能接收到自交换机A发送的检测报文，由于中间链路1断开，则交换机B上的端口B1没有接收到检测报文。交换机B在接收到来自交换机A的检测报文后，会检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文。交换机B未发送检测报文，需要从聚合链路对应的每个端口(B1、B2、B3)向外发送检测报文，交换机B发送检测报文的目的是用来根据交换A的响应检测聚合链路中具体哪个中间链路出现故障。
并且交换机B的端口B2、B3在接收到交换机A发送的检测报文后，通过接收到检测报文的端口B2、B3向交换机A发送响应报文。
而交换机A在接收到交换机B发出的检测报文后，会检测自身是否已经发送过检测报文，由于交换机A已经发出过检测报文，因此直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应。
需要说明的是，交换机B在收到检测报文后，还需要从聚合链路中的每个端口向外发送检测报文，而交换机A在收到检测报文后，并不需要在交换机A属于聚合链路的端口上再发送检测报文，只需要发送响应报文即可。因此本实施例在交换机收到检测报文后，还需要检测自身是否已经发送过检测报文来决定是否从聚合链路中的每个端口向外发送检测报文，本实施例提供了两种实现方式分别进行处理：
第一种实现方式，交换机在发送检测报文后，记录所发送检测报文对应的标识。则在交换机收到对端交换机发送的检测报文后，会查找存储的记录中是否已经有发送的检测报文对应的标识，如果有则说明本交换机已经发送过检测报文，不需要再次发送；如果没有则说明本交换机没有发送过检测报文，需要从聚合链路中的每个端口向外发送检测报文。
例如交换机A在发送检测报文后，记录检测报文对应的标识，该标识可以是报文中有效载荷字段中的检测报文标识Req，也可以是设定的一个字符，在发送检测报文后，为其赋值。当其收到交换机B发送的检测报文时，在存储的记录中能够查找到记录的检测报文对应的标识，则判断自身已经发送过检测报文，不再发送检测报文；而交换机B在收到交换机A发送的检测报文时，在存储的记录中查找不到记录的检测报文对应的标识，则需要从聚合链路中的每个端口向外发送检测报文。
在以该方式来检测自身是否已经发送过检测报文时，在接收响应报文判断出故障之后，需要清除所记录的检测报文对应的标识，以便于再次遇到故障时的检测，或在下次遇到故障后，先清除所记录的检测报文对应的标识，然后在发出检测报文时，再次记录检测报文对应的标识，也可以周期性清除所记录的检测报文对应的标识。
第二种实现方式，当交换机发送过检测报文后，会收到对方交换机返回的响应报文，因此可以根据是否收到响应报文判断自身是否已经发送过检测报文。
交换机B接收到来自交换机A的检测报文时，由于交换机B还未发送检测报文，因此交换机B没有接收到响应报文，此时交换机B需要从聚合链路中的每个端口向外发送检测报文，并对接收到的来自交换机A的检测报文进行响应；交换机A在接收到来自交换机B的检测报文时，由于交换机A还接收到了来自交换机B的响应报文，因此不再需要从聚合链路中的每个端口向外发送检测报文，直接对来自交换机B的检测报文进行响应，发送响应报文即可。
该方式交换机A需要在接收到响应报文后才能做出判断，在网络延迟导致响应报文接收延迟时，容易导致重复发送检测报文，因此本发明优先通过第一种实现方式来实现检测自身是否已经发送过检测报文。
本发明还可以通过其他方式来实现检测自身是否已经发送过检测报文，例如在交换机发送检测报文时，携带接收到的检测报文的标识和自身检测报文的标识。即交换机B在收到来自交换机A发出的检测报文时，由于交换机A发出的检测报文未携带交换机B检测报文的标识，则需要在自己的端口上发送检测报文，且发送的检测报文中携带交换机A检测报文的标识和自身交换机B检测报文的标识；交换机A在接收到来自交换机B的检测报文时，由于其包含了交换机B和交换机A的检测报文标识，则直接进行响应，这里不再赘述。
F3、接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文，判断接收到响应报文的端口对应的中间链路正常，未接收到响应报文的端口对应的中间链路故障。
交换机A中，端口A2、A3接收到交换机B发送的响应报文后，就能确定中间链路2、3为正常链路，而端口A1没有收到响应报文，判断中间链路1发生故障断开。
同理，交换机B的端口B2、B3接收到交换机A发送的响应报文后，就能确定中间链路2、3为正常链路，而端口B1没有收到响应报文，判断中间链路1发生故障断开。
通过双向的检测，交换机A和交换机B都知道了哪条中间链路发生故障，从而可以进行后续的数据切换，将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送。
F4、将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送。
通过上述的双向检测，能使交换机A和交换机B均能准确的检测出聚合链路中的正常中间链路以及断开的中间链路。通过对传输的数据重新进行哈希运算，排除故障断开链路，使交换机A和交换机B上需要进行传输的数据都通过正常中间链路进行输送，实现快速发现聚合链路中的故障断开链路，并且在无用户干预的情况下将数据快速切换至聚合链路中正常链路中输送。
具体地，交换机A在收到交换机B发来的响应报文，确认端口A1对应的中间链路1有故障，交换机A对链路正常的端口A2、A3上的报文重新进行哈希运算(排除出现故障的端口A1)，报文很快切换到正常的链路2、3上转发。交换机B收到交换机A发来的响应报文，确认端口B1链路对应的中间链路1出现故障，交换机B对链路正常的端口B2、B3上的报文重新进行哈希运算，报文很快切换到正常的中间链路2、3上转发。此时，所有的报文都切换到正常的中间链路上传输，实现了流量的快速迁移，并且无需用户干预。
如图3所示，本实施例的检测报文和响应报文为私有报文，报文中包括目的MAC地址字段(DMA)、源MAC地址字段(SMA)和有效载荷字段(Payload)。其中目的MAC地址字段包含该报文发送目的交换机的MAC地址，在本实施例中使用私有报文组播地址0x018c2000001；源MAC地址字段包含发送该报文的交换机AMC地址；有效载荷字段包括标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep，分别用一个字节来表示。
其中，标志位Break用来标识该报文为本实施例的私有报文，交换机通过识别标志位，可以确认该报文是否为本实施例的私有报文。而检测报文标识Req和响应报文标识Rep分别表示本报文为检测报文或响应报文，一对检测报文与响应报文的标识相同。例如交换机A发送的检测报文包括Req，且其值为1234，则交换机B在收到该检测报文后，对其进行响应，响应报文包括Rep，且其值也为1234；而交换机B发送的检测报文包括Req，且其值为1235，则交换机A在收到该检测报文后，对其进行响应，响应报文包括Rep，且其值也为1235。因此交换机通过对标志位进行识别，可以分辨接收的报文是本实施例的私有报文还是普通报文，例如Break为1则判断是私有报文，在识别为私有报文后，进一步识别Req和Rep字节，判断是检测报文还是响应报文，根据Req和Rep字节的值还可以判断接收的响应报文是否为所发送的检测报文的响应。
基于上述发明方法，本实施例的一种聚合链路故障恢复传输的装置，应用于网络交换机，该网络交换机的端口设置了聚合链路，该装置包括：
检测模块，用于根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文；
响应模块，用于接收聚合链路对端网络交换机发送的检测报文，检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文，并发送响应报文对接收到的检测报文进行响应，否则直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应；
判断模块，用于接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文，判断接收到响应报文的端口对应的中间链路正常，未接收到响应报文的端口对应的中间链路故障；
恢复模块，用于根据判断模块的判断，将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送。
对应地，本实施例检测模块在根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障时，执行以下操作：
感知到有聚合链路对应端口的流量瞬间急剧下降到零，收集该端口所在的聚合链路对应的其他端口流量统计数据，如果所述其他端口流量为非全零，则判断所述聚合链路中有中间链路存在故障。
对应地，检测模块从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文后，还记录所发送检测报文对应的标识；
则响应模块在检测自身是否已经发送过检测报文时，执行如下操作：
查找存储的记录中是否已经有检测报文对应的标识，如果有则判断自身已经发送过检测报文，否则判断自身没有发送过检测报文。
对应地，判断模块在接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文之后，还清除所记录的发送检测报文对应的标识。
容易理解的是，检测模块还可以根据响应报文来判断交换机是否发送过检测报文，这里不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，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当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。

Claims (8)

1.一种聚合链路故障恢复传输的方法，应用于网络交换机，所述网络交换机的端口设置了聚合链路，其特征在于，所述方法包括：
根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文；
接收聚合链路对端网络交换机发送的检测报文，检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文，并发送响应报文对接收到的检测报文进行响应，否则直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应；
接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文，判断接收到响应报文的端口对应的中间链路正常，未接收到响应报文的端口对应的中间链路故障；
将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送；
其中，所述从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文后，还包括步骤：
记录所发送检测报文对应的标识；
所述检测自身是否已经发送过检测报文，包括：
查找存储的记录中是否已经有检测报文对应的标识，如果有则判断自身已经发送过检测报文，否则判断自身没有发送过检测报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，包括：
感知到有聚合链路对应端口的流量瞬间急剧下降到零，收集该端口所在的聚合链路对应的其他端口流量统计数据，如果所述其他端口流量为非全零，则判断所述聚合链路中有中间链路存在故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文之后，还包括步骤：
清除所记录的发送检测报文对应的标识。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测报文和响应报文为私有报文，所述私有报文包含包括目的MAC地址字段、源MAC地址字段和有效载荷字段，所述有效载荷字段包括标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep，所述网络交换机通过标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep来识别所接收的报文是检测报文还是响应报文。
5.一种聚合链路故障恢复传输的装置，应用于网络交换机，所述网络交换机的端口设置了聚合链路，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障，从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文；
响应模块，用于接收聚合链路对端网络交换机发送的检测报文，检测自身是否已经发送过检测报文，在自身还未发送检测报文的情况下从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文，并发送响应报文对接收到的检测报文进行响应，否则直接发送响应报文对接收到的检测报文进行响应；
判断模块，用于接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文，判断接收到响应报文的端口对应的中间链路正常，未接收到响应报文的端口对应的中间链路故障；
恢复模块，用于根据判断模块的判断，将故障中间链路对应端口发送的数据切换到正常的中间链路上进行输送；
其中，所述检测模块从属于该聚合链路的每个端口对外发送检测报文后，还记录所发送检测报文对应的标识；
所述响应模块在检测自身是否已经发送过检测报文时，执行如下操作：
查找存储的记录中是否已经有检测报文对应的标识，如果有则判断自身已经发送过检测报文，否则判断自身没有发送过检测报文。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测模块在根据聚合链路对应端口的流量统计感知到聚合链路中中间链路的故障时，执行以下操作：
感知到有聚合链路对应端口的流量瞬间急剧下降到零，收集该端口所在的聚合链路对应的其他端口流量统计数据，如果所述其他端口流量为非全零，则判断所述聚合链路中有中间链路存在故障。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断模块在接收聚合链路对端网络交换机发送的响应报文之后，还清除所记录的发送检测报文对应的标识。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测报文和响应报文为私有报文，所述私有报文包含包括目的MAC地址字段、源MAC地址字段和有效载荷字段，所述有效载荷字段包括标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep，所述网络交换机通过标志位Break、检测报文标识Req和响应报文标识Rep来识别所接收的报文是检测报文还是响应报文。
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