CN1933448A - 业务快速收敛的方法和网络设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了业务快速收敛的方法和网络设备，用于自治***之间的通信。业务快速收敛的方法包括：预置路由转发表，所述路由转发表中的每条转发表项包括优选路由信息和次优路由信息；当检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，在所述转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；当接收到业务报文后，查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，如果是，使用优选路由转发业务报文，否则，使用次优路由转发业务报文。因为故障检测时间不超过30ms，故可以使业务报文从优选路由到次优路由的切换时间在50ms以内，从而实现业务的快速收敛。

Description

业务快速收敛的方法和网络设备
技术领域
本发明涉及自治***间的通信技术，尤其涉及应用在自治***间的业务快速收敛的方法和网络设备。
背景技术
在网络高速发展的今天，三网合一的需求日益迫切，运营商对网络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，端到端业务收敛小于50ms已经逐步成为承载网的门槛级指标。
为实现端到端业务收敛小于50ms的要求，MPLS TE FRR(Multi-ProtocolLabel Switch Traffic Engineering Fast Re-Routing，多协议标签交换流量工程快速重路由)技术、IGP(Interior Gateway Protocol内部网关协议)路由快速收敛技术都应运而生，但是它们都是用来解决自治***域内的链路故障后的业务快速收敛或者切换问题的。对于ASBR(Autonomous System Border Router，自治***边界路由器)间链路故障则显得无能为力。实际组网应用中，一个VPN(Virtual Private Network，虚拟私有网络)的多个节点可能会连接到使用不同AS(Autonomous System，自治***)的多个服务提供商，或连接到一个服务提供商的多个AS。这种VPN跨越多个AS的应用方式被称为跨域VPN。
以下为现有技术解决AS间出现链路故障后业务快速收敛的技术方案。请参考图1，为口子型跨域组网示意图，当ASBR1和ASBR3之间出现链路故障时，ASBR1和ASBR3可以通过链路检测方法感知此次故障，ASBR1和ASBR3之间通过MP-EBGP(Multi-protocol extensions for EBGP4，外部边界网关协议4的多协议扩展)协议进行路由协议收敛，ASBR1、ASBR3分别通过MP-EBGP学习到的跨域VPN路由需要全部撤销，通过域内的MP-IBGP(Multi-protocolextensions for IBGP4，内部边界网关协议4的多协议扩展)路由协议，通知本域内的所有PE(Provider Edge Device，运营商边缘设备)路由器，出现故障的ASBR1或者ASBR3不再有跨域路由，不能再转发业务。本域内的PE路由器进行路由收敛，发现还有另外的域间路由器ASBR2、ASBR4具有跨域VPN路由可以使用，所以分别重新选择ASBR2、ASBR4作为跨域业务的远端下一跳，并重新选择ASBR2和ASBR4进行转发，这样，跨域业务得到恢复。
从以上的现有技术方案可以看出，当AS间发生链路故障时，使用路由协议的收敛，重新计算路由的方法实现业务的快速收敛。但是，路由协议的收敛速度相对来说是比较慢的，特别是使用VPN路由信息传递的BGP(BorderGateway Protocol，边界网关协议)路由，按照当前的技术水平，在最好的情况下可以达到1s左右的收敛速度，而平均的收敛水平在5s-10s之间。语音、视频等业务期望的收敛时间小于50ms，只有达到这个切换速度，承载的语音、视频业务才能够不受影响，故采用上述现有技术进行业务切换的时间达不到语音、视频等业务的故障切换时间要求。
进一步，使用路由协议的收敛的方法，收敛的时间与业务路由的数量有关，当业务路由的数量大幅度增加时，收敛的时间也随着增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供业务快速收敛的方法和网络设备，以实现在自治***间的链路发生故障时业务快速收敛的目的。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种业务快速收敛的方法，用于自治***之间的通信，包括：预置路由转发表，所述路由转发表中的每条转发表项包括优选路由信息和次优路由信息；当检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，在所述转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；当接收到业务报文后，查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，如果是，使用优选路由转发该业务报文，否则，使用次优路由转发该业务报文。
优选的，应用在使用了多协议标签交换技术的通信***中，所述路由转发表中的每条转发表项进一步包括入标签信息，当接收到业务报文后，通过业务报文的入标签信息查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项。
优选的，在转发业务报文之前，把下一跳的标签封装到所述业务报文上。
优选的，在所述转发表项中把优选路由状态设置为不可用后，当检测到该优选路由恢复可用时，在所述转发表项中把该优选路由状态设置为可用。
优选的，所述检测故障所使用的检测方法为以下三种方法的其中一种或这三种方法的任意组合：链路状态快速上报检测方法、双向转发快速检测方法和操作管理维护快速检测方法。
优选的，所述优选路由状态为以下三种状态的其中一种或这三种状态的任意组合：优选路由出接口状态、优选路由出隧道状态和优选路由下一跳可达性状态。
一种实现业务快速收敛的网络设备，用于自治***之间的通信，包括存储单元、故障检测单元、路由状态设置单元、业务报文接收单元、路由状态查询单元和业务报文转发单元：存储单元，用于存储每条转发表项的信息，所述每条转发表项信息包括优选路由信息和次优路由信息；故障检测单元，用于检测路由的工作状态；路由状态设置单元，当所述故障检测单元检测到所述存储单元转发表项中的优选路由发生故障后，用于在所述存储单元转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；业务报文接收单元，用于接收业务报文；路由状态查询单元，当所述业务报文接收单元接收到业务报文后，用于查询该业务报文对应的在所述存储单元中的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，将所述转发表项中的路由信息下发给业务报文转发单元；业务报文转发单元，当所述路由状态查询单元判断所述转发表项中的优选路由状态可用时，用于使用优选路由转发业务报文；当所述路由状态查询单元判断所述转发表项中的优选路由状态不可用时，用于使用次优路由转发业务报文。
优选的，路由状态设置单元，在所述存储单元转发表项中把优选路由状态设置为不可用后，当所述故障检测单元检测到该优选路由恢复可用时，进一步用于在所述存储单元转发表项中把该优选路由状态设置为可用。
优选的，所述网络设备为自治***边界路由器。
从以上技术方案可以看出，由于本发明预置路由转发表，当检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，在所述路由转发表的转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；当接收到业务报文后，查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，如果是，使用优选路由转发业务报文，否则，使用次优路由转发业务报文。由于网络设备检测故障的感知时间不超过30ms，当检测到优选路由出现故障时，即修改路由转发表，完成业务报文从优选路由转发到次优路由转发的切换，使得业务收敛时间在50ms以内，从而满足了语音、视频等业务的故障切换时间要求。
进一步，本发明把路由转发表设置在网络设备中，业务收敛速度和业务路由数目规模没有关系，从而避免了因业务路由数目规模扩大导致收敛时间增加的缺点。
附图说明
图1为口子型跨域组网示意图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为全连接跨域组网示意图；
图4为本发明的实施例一路由转发表的示例图；
图5为本发明的实施例二路由转发表的示例图；
图6为本发明的路由器结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了业务快速收敛的方法和网络设备，用于自治***之间的通信，其基本思想在网络设备转发引擎中保存有包括优选路由和次优路由的路由转发信息表，当网络设备检测到优选路由发生故障时，修改转发信息表，业务报文通过次优路由进行转发。
请参考图2，为本发明的方法流程图，包括：
201.预置路由转发表，所述路由转发表中的每条转发表项包括优选路由信息和次优路由信息；
202.当检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，在所述转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；
203.当接收到业务报文后，查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，如果是，使用优选路由转发该业务报文，否则，使用次优路由转发该业务报文。
为进一步理解本发明，以下通过具体实施方式对本技术方法进行详细的描述。
实施例一：
对于ASBR，针对同一条VPN前缀，存在多条路由，包括MP-EBGP邻居发布的路由，也包括MP-IBGP发布的路由。
请一并参考图1和图3。对图1中的ASBR1，针对CE2(Customer EdgeDevice，用户边缘设备)路由，ASBR1上有两条VPN路由，一条是ASBR3通过MP-EBGP发布过来的，一条是ASBR2通过MP-IBGP发布过来的；同样，在图3中的ASBR1，针对CE2路由，ASBR1上有三条VPN路由，一条是ASBR3通过MP-EBGP发布过来，一条是ASBR4通过MP-EBGP发布过来，还有一条是ASBR2通过MP-IBGP发布过来的。
ASBR上对于同一个前缀，需要选择两条VPN路由，一条优选为主用路由(优选路由)，另外一条非优选为备份路由(次优路由)。
对于图1，假设从CE1到CE2的优选路径如下：
CE1-PE1(Provider Edge Device，运营商边缘设备)-ASBR1-ASBR3-PE2-CE2，当ASBR1/ASBR3之间的链路故障之后，CE1访问CE2的路径收敛为：
CE1-PE1-ASBR2-ASBR4-PE3-CE2
对于图3，也基本类似，假设从CE1到CE2的优选路径如下：
CE1-PE1-ASBR1-ASBR3-PE2-CE2，当ASBR1/ASBR3之间的链路故障之后，CE1访问CE2的路径收敛为：
CE1-PE1-ASBR1-ASBR4-PE3-CE2
对于图1，将优选的ASBR3发布的路由作为主用路由，ASBR2发布的路由作为备用路由；对于图3，则将优选的ASBR3发布的作为主用路由，ASBR4发布的路由作为备份路由。
请参考图4，为本发明的实施例一路由转发表的示例图，其中包括转发表401和状态表402。对于跨域ASBR路由器上，每条VPN路由，需要生成图4中的转发表，包括入标签，主用出标签、主用出端口、备用出标签、备用出端口，主用出端口索引。转发表中的主用出端口索引和状态表中的主用端口状态相关联。
所述端口包括物理接口，逻辑隧道和下一跳接口。
业务转发报文到达ASBR后，ASBR根据转发报文的入标签查找转发表，找到相应的转发表项，首先根据主用出端口状态索引，找到对应的出端口状态。如果状态可用，则使用主用出标签和主用出端口进行转发，否则使用备用出标签和备用出端口进行转发。
当ASBR间链路发生故障后，通过链路状态快速上报、BFD(BidirectionalForwarding Detection，双向转发检测)快速检测或OAM(OperationsAdministration and Maintenance，操作管理维护)快速检测等快速检测机制迅速感知故障状态，然后将状态表项中出端口的状态设置为不可用。检测时间依赖于快速感知的机制，其中链路状态快速上报机制的典型感知时间为1-3ms，BFD/OAM快速检测的典型的感知时间是30ms。根据上面的转发原则可以知道，当主接口的状态被设置为不可用后，业务报文会立即使用备份路由进行转发。这样跨域业务可以在50ms内完成业务的切换。
当ASBR间链路恢复可用后，ASBR检测到主用路由恢复可用，然后将状态表项中出端口的状态设置为可用，业务报文切换回主用路由进行转发。
实施例二：
实施例一描述了使用主备路由实施本发明，实施例二描述的是使用负载分担的方式实施本发明。
请参考图5，为本发明的实施例二路由转发表的示例图，包括转发表501和状态表502；对应每个负载分担路由，选择另外一个负载分担路由作为它的备份路由，生成如图5中所示的具有多个主备的负载分担表项的转发表，每个主用出端口索引对应于一个出端口状态。
首先，对于ASBR，针对同一条VPN前缀，存在多条路由，ASBR上对于同一个前缀，优选多条VPN路由，然后对此VPN业务，负载分担的使用这优选的多条VPN路由。
业务转发报文到达ASBR后，ASBR根据转发报文的入标签查找转发表，找到相应的转发表项，根据负载分担方法，在多个负载分担表项中选择一个表项。然后根据选择的主用出端口索引，找到对应的出端口状态。如果状态可用，则使用主用出标签和主用出端口进行转发，否则使用备用出标签和备用出端口进行转发。
当ASBR间链路发生故障后，通过链路状态快速上报、双向转发(BFD)快速检测或运行维护(OAM)快速检测等快速检测机制迅速感知故障状态，然后将转发表项中出端口的状态设置为不可用。这个时间依赖于快速感知的机制，其中链路状态快速上报机制的典型感知时间为1-3ms，BFD/OAM快速检测的典型的感知时间是30ms。根据上面的转发原则可以知道，当负载分担的多条路由中有一个不可用后，转发会立即使用备份路由进行转发。这样跨域业务可以在50ms内完成业务的切换。
请参考图6为，本发明的路由器结构示意图。一种能实现业务快速收敛的自治***边界路由器600，用于自治***之间的通信，包括存储单元601、故障检测单元602、路由状态设置单元603、业务报文接收单元604、路由状态查询单元605和业务报文转发单元606：
存储单元601，用于存储每条转发表项的信息，所述每条转发表项信息包括优选路由信息和次优路由信息；
故障检测单元602，用于检测路由的工作状态；
路由状态设置单元603，当所述故障检测单元602检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，用于在所述存储单元601转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；在所述转发表项中把优选路由状态设置为不可用后，当所述故障检测单元602检测到该优选路由恢复可用时，进一步用于在所述存储单元601转发表项中把该优选路由状态设置为可用；
业务报文接收单元604，用于接收业务报文；
路由状态查询单元605，当所述业务报文接收单元604接收到的业务报文后，用于查询该业务报文对应的在所述存储单元601转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，将所述转发表项中的路由信息下发给业务报文转发单元606；
业务报文转发单元606，当所述路由状态查询单元605判断所述转发表项中的优选路由状态可用时，用于使用优选路由转发业务报文；当所述路由状态查询单元605判断所述转发表项中的优选路由状态不可用时，用于使用次优路由转发业务报文。
存储单元601存储每条转发表项的信息，所述每条转发表项信息包括优选路由信息和次优路由信息。当所述故障检测单元602检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，路由状态设置单元603在所述存储单元601转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；在所述转发表项中把优选路由状态设置为不可用后，当所述故障检测单元602检测到该优选路由恢复可用时，路由状态设置单元603在存储单元601转发表项中把该优选路由状态设置为可用。当所述业务报文接收单元604接收到的业务报文后，路由状态查询单元605，查询该业务报文对应的在所述存储单元601转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，将所述转发表项中的路由信息下发给业务报文转发单元606。如果所述路由状态查询单元605判断所述转发表项中的优选路由状态可用时，业务报文转发单元606使用优选路由转发业务报文；如果所述路由状态查询单元605判断所述转发表项中的优选路由状态不可用时，业务报文转发单元606使用次优路由转发业务报文。
以上对本发明所提供的业务快速收敛的方法和网络设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种业务快速收敛的方法，用于自治***之间的通信，其特征在于，包括：
预置路由转发表，所述路由转发表中的每条转发表项包括优选路由信息和次优路由信息；
当检测到所述转发表项中的优选路由发生故障后，在所述转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；
当接收到业务报文后，查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，如果是，使用优选路由转发该业务报文，否则，使用次优路由转发该业务报文。
2.根据权利要求1所述的方法，应用在使用了多协议标签交换技术的通信***中，其特征在于，所述路由转发表中的每条转发表项进一步包括入标签信息，当接收到业务报文后，通过业务报文的入标签信息查询该业务报文在路由转发表中对应的转发表项。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在转发业务报文之前，把下一跳的标签封装到所述业务报文上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述转发表项中把优选路由状态设置为不可用后，当检测到该优选路由恢复可用时，在所述转发表项中把该优选路由状态设置为可用。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测故障所使用的检测方法为以下三种方法的其中一种或这三种方法的任意组合：链路状态快速上报检测方法、双向转发快速检测方法和操作管理维护快速检测方法。
6.根据权利要求1～5其中之一所述的方法，其特征在于，所述优选路由状态为以下三种状态的其中一种或这三种状态的任意组合：优选路由出接口状态、优选路由出隧道状态和优选路由下一跳可达性状态。
7.一种实现业务快速收敛的网络设备，用于自治***之间的通信，其特征在于，包括存储单元、故障检测单元、路由状态设置单元、业务报文接收单元、路由状态查询单元和业务报文转发单元：
存储单元，用于存储每条转发表项的信息，所述每条转发表项信息包括优选路由信息和次优路由信息；
故障检测单元，用于检测路由的工作状态；
路由状态设置单元，当所述故障检测单元检测到所述存储单元转发表项中的优选路由发生故障后，用于在所述存储单元转发表项中把该优选路由状态设置为不可用；
业务报文接收单元，用于接收业务报文；
路由状态查询单元，当所述业务报文接收单元接收到业务报文后，用于查询该业务报文对应的在所述存储单元中的转发表项，判断所述转发表项中的优选路由状态是否可用，将所述转发表项中的路由信息下发给业务报文转发单元；
业务报文转发单元，当所述路由状态查询单元判断所述转发表项中的优选路由状态可用时，用于使用优选路由转发业务报文；当所述路由状态查询单元判断所述转发表项中的优选路由状态不可用时，用于使用次优路由转发业务报文。
8.根据权利要求7所述的网络设备，其特征在于：
路由状态设置单元，在所述存储单元转发表项中把优选路由状态设置为不可用后，当所述故障检测单元检测到该优选路由恢复可用时，进一步用于在所述存储单元转发表项中把该优选路由状态设置为可用。
9.根据权利要求7～8其中之一所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备为自治***边界路由器。
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