CN100459531C - 一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法 - Google Patents

一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法。服务提供商边缘路由器PE之间运行双向转发检测协议BFD，检测网络故障；第一PE和用户网络边缘设备第一CE之间出现故障，所述BFD通过故障通告报文向远端PE通告所述CE的伪线PW的故障信息。如果与所述第一PE相连的多个CE同时出现故障，所述第一PE在所述故障通告报文中同时携带多个CE的PW的故障信息。本发明实现了BFD故障报文的数量不会随伪线数量的增加而增加，有效节省带宽。

Description

一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法。
背景技术
虚拟专用网VPN(Virtual Private Network)是依靠Internet服务提供商ISP(Internet Service Provider)和网络服务提供商NSP(Network ServiccProvider)，在公共网络中建立专用数据通信网络的技术。按实现层次分为二层VPN(L2VPN)和三层VPN(L3VPN)等
L2VPN提供基于PSN(Packet Switched Network)网络(一般是MPLS网络)的二层VPN服务，使运营商可以在统一的PSN网络上提供不同介质的二层VPN，包括ATM、FR、VLAN、Ethernet、PPP等。
本发明以MPLS网络为例，MPLS L2VPN就是在MPLS网络上透明传输用户二层数据。从用户的角度来看，MPLS网络是一个二层交换网络，可以在不同节点间建立二层连接。MPLS L2VPN组网示意图如图1所示，每个用户边缘设备(CE)配置一条虚电路(Virtual Circuit，VC)，通过MPLS网络与远端CE相连。MPLSL2VPN模型由三部分组成：CE、PE和P。
CE(Customer Edge)：用户网络边缘设备，有接口直接与服务提供商SP(Service Provider)网络相连。CE可以是路由器或交换机，也可以是一台主机。通常情况下，CE“感知”不到VPN的存在，也不需要支持MPLS。
PE(Provider Edge)：服务提供商边缘路由器，是服务提供商网络的边缘设备，与CE直接相连。在MPLS网络中，对VPN的所有处理都发生在PE上。
P(Provider)：服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力，不维护VPN信息。
图1中，VC(Virtual Circuit)：虚电路。在两个节点之间的一种单向逻辑连接。一个伪线PW由一对反向VC组成。其中，伪线PW(Pseudo-Wire)，是两个PE间的虚拟连接，在两个PE之间传输帧。建立和维护PW的工作由PE利用信令完成，并由PW的两个端点PE维护PW的状态信息。
L2VPN也是通过标签栈实现用户报文在MPLS网络中的透明传送：
第一层(外层)标签在骨干网内部进行交换，指示从PE到对端PE的一条LSP。VPN报文利用这层标签，可以沿LSP到达对端PE；
第二层(内层)标签，在MPLS L2VPN中称为PW标签，在从对端PE到达CE时使用，指示报文应被送到哪个Site，或者到达哪一个CE。对端PE根据内层标签可以找到转发报文的接口。用于区分不同VPN中的不同连接，接收方PE根据PW标签决定将报文转发给哪个CE。
BFD(双向转发检测)是一种用来快速检测一对转发引擎之间的转发路径是否可用的机制，其在两个相邻系统之间提供一种低开销、短检测周期的失败检测机制，包括接口、数据链路以及转发引擎自身的检测。
BFD可以用来检测PSN的故障，同时还可以用来检测PW的故障。当PSN出现故障时，PE通知CE发生了故障，如果CE还可以通过其他路径到达远端CE，则CE可以选择其他路径转发报文；当PE和CE之间出现故障时，以PE1和CE1之间出现故障为例，PE1需要通知远端PE2，再由远端PE2通知CE2，远端CE2就可以选择其他路径转发报文。
已有技术在PE之间运行BFD来检测PW的故障，但是，当PE上PW很多时，在每个PW上运行BFD不但加重了设备转发处理的负担，而且由于BFD报文需要不断发送，还会占用大量带宽。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法，有效减轻网络的转发负担，快速通告伪线故障。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法，包括步骤：
A.服务提供商边缘路由器PE与远端PE之间运行双向转发检测BFD协议，检测网络故障；
B.所述PE和用户网络边缘设备CE之间出现故障，所述BFD通过一个故障通告报文向远端PE通告所述CE的多个伪线PW的故障信息。
其中，如果与所述PE相连的多个CE同时出现故障，所述PE在所述故障通告报文中同时携带多个CE的PW的故障信息。
其中，如果一个故障通告报文无法容纳所有PW的故障信息时，则通过多个故障通告报文向远端PE通告所述CE的伪线PW的故障信息。
其中，步骤B之后包括，所述远端PE收到所述故障通告报文后，向与所述远端PE连接的CE通告故障，并停止转发数据。
其中，如果所述PE与所述CE之间的故障恢复后，所述PE通过BFD向所述远端PE发送故障恢复通告，所述远端PE确认对方收到报文后，则不再发送故障恢复通告。
其中，步骤B直接连续发送多个所述故障通告报文，实现快速向所述远端PE通告故障。
其中，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型相同，但伪线ID不连续，出现故障的伪线ID分别承载在伪线ID字段中。
其中，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型相同，且伪线ID连续，则设置所述故障通告报文的所述伪线数量字段为第一预定值，第一伪线ID字段承载起始伪线ID，第二伪线ID字段承载终止伪线ID。
其中，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型不相同，在所述故障通告报文中同时承载多个伪线的完整信息。
由于BFD在PE设备的转发平面运行，处理速度很快，因此能够满足快速通告故障的要求。
附图说明
图1为已有技术的组网结构示意图；
图2为本发明实施例的组网结构示意图。
具体实施方式
本发明中在PE和PE之间运行BFD，BFD不检测每个PW，只检测分组交换网络PSN。因此，在PE和PE之间，运行的BFD的数量不会随PW的增加而增加。
当PE和CE之间出现故障时，PE通过在BFD报文中携带多个PW的故障信息，向远端PE通告PE和CE之间的故障。
如图2所示，图2中有两个PE，分别为PE1和PE2。PE1连接了多个CE，分别记为CE1、CE2、……、CEn。PE1和PE2之间运行BFD。
当PE1和CE1之间出现故障，PE1通过BFD向远端PE2发送CE1的PW的故障通告。按照BFD协议规定确认对方收到报文后，则不再发送。
如果PE1和CE1、CE2等多个CE之间同时出现故障，则PE1可以在故障通告报文中同时携带多个CE的PW的故障信息。在一个报文不能包含所有PW的信息时，则通过多个携带PW故障信息的BFD报文通告。PE2在收到故障通告后，通过现有的协议向PE2连接的相应CE通告故障，并停止转发数据流量。
PE1和CE1之间的故障恢复后，PE1通过BFD向远端PE2发送CE1的PW的故障恢复通告，按照BFD协议规定确认对方收到报文后，则不再发送故障恢复通告。
实施例一：
如果PW类型相同，如果PW ID不连续，BFD故障通告报文格式如表一所示。表一：
   0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|              Type             |            Length             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            PW Type            |           PW Number           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            PW ID 1                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            PW ID 2                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                             ……                              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            PW ID n                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中，
Type表示是PW的PE到CE有故障；
Length是整个信息的字节数；
PW Type是PWE3协议中定义的PW Type，包括帧中继数据链路连接标识符DLCI、Ethernet Tagged模式、Ethernet、HDLC、PPP、ATM n对1VCC(虚通道连接)信元透传、ATM n对1VPC信元透传、ATM 1对1VCC信元透传、ATM 1对1VPC(虚通路连接)信元透传、帧中继端口模式等；
PW Number是下面记录的PW的数量；
PW ID用于记录发生故障的PW。
实施例二：
为了进一步压缩信息，如果PW是相同类型，如果PW ID连续，故障通告报文中可以同时携带多个CE的PW的故障信息，向远端PE通告故障，BFD故障通告报文格式如表二所示。
表二：
 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|              Type             |            Length             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            PW Type            |          PW Number＝0         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                           First PW ID                         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            End PW ID                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中，
PW Number字段设置为特定值，表示后面是PW ID的范围，以PW Number＝0为例。
单独一个PW出现故障，也可以用这种方式表示，End PW ID和First PW ID都用该PW的ID即可。
实施例一中，如果有2000个PW，PE到CE同时方式故障：一个1500字节的报文，除掉BFD基本信息不到100字节外，每个伪线ID字段占用4个字节，则1400字节可以存放348个PW，2000个PW仅用6个报文就可以全部发送到远端PE。
实施例二中，如果所有PW类型相同，且完全连续，则2000个PW仅用16个字节，仅1个报文就可以全部发送到远端PE。
如果PW类型不同，且完全不连续，则每个PW的信息需要16个字节，在故障通告报文中同时承载多个伪线的完整信息，包括类型、长度、数量和伪线ID。1400字节只能存放87个PW，2000个PW需要用23个报文就可以全部发送到远端PE。
由于实施例一和实施例二可以同时使用，因此，最差情况下，2000个PW需要用18个报文就可以全部发送到远端PE。
按照故障通告尽快发送的需要，BFD在发送故障消息时，可以不按照协商的报文间隔发送，而且连续发送的报文数量控制在一定数量，如上面的例子，极限情况不会超过100个报文。因此，BFD在发送故障消息时，直接连续发送多个报文，以达到快速故障通告的目的。
贯穿说明书，示出的该优选实施例和示例应被看作本发明的范例而不受限制。

Claims (12)

1.一种基于双向转发检测协议通告伪线故障的方法，其特征在于，包括步骤：
A.服务提供商边缘路由器PE与远端PE之间运行双向转发检测BFD协议，检测网络故障；
B.所述服务提供商边缘路由器PE和用户网络边缘设备CE之间出现故障，所述双向转发检测BFD协议通过一个故障通告报文向远端PE通告所述用户网络边缘设备CE的伪线PW的故障信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果与所述服务提供商边缘路由器PE相连的多个用户网络边缘设备CE同时出现故障，所述服务提供商边缘路由器PE在所述故障通告报文中同时携带多个用户网络边缘设备CE的伪线PW的故障信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果一个故障通告报文无法容纳所有伪线PW的故障信息时，则通过多个故障通告报文向远端PE通告所述用户网络边缘设备CE的伪线PW的故障信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B之后包括，所述远端PE收到所述故障通告报文后，向与所述远端PE连接的用户网络边缘设备CE通告故障，并停止转发数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述服务提供商边缘路由器PE与所述用户网络边缘设备CE之间的故障恢复后，所述服务提供商边缘路由器PE通过双向转发检测BFD协议向所述远端PE发送故障恢复通告，所述服务提供商边缘路由器PE确认对方收到报文后，则不再发送故障恢复通告。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B直接连续发送多个所述故障通告报文，实现快速向所述远端PE通告故障。
7.根据权利要求1-2和4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型相同，但伪线ID不连续，出现故障的伪线ID分别承载在伪线ID字段中。
8.根据权利要求1-2和4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型相同，且伪线ID连续，则设置所述故障通告报文的所述伪线数量字段为第一预定值，第一伪线ID字段承载起始伪线ID，第二伪线ID字段承载终止伪线ID。
9.根据权利要求1-2和4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型不相同，在所述故障通告报文中同时承载多个伪线的完整信息。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型相同，但伪线ID不连续，出现故障的伪线ID分别承载在伪线ID字段中。
11.根据权利要求3的方法，其特征在于，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型相同，且伪线ID连续，则设置所述故障通告报文的所述伪线数量字段为第一预定值，第一伪线ID字段承载起始伪线ID，第二伪线ID字段承载终止伪线ID。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B所述的故障通告报文包含故障类型字段，报文长度字段，伪线类型字段，伪线数量字段和伪线ID字段，如果出现故障的伪线的类型不相同，在所述故障通告报文中同时承载多个伪线的完整信息。
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Patentee after: The International Intellectual Property Trading Center Co. Ltd.

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Patentee before: Huawei Technologies Co., Ltd.

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Patentee after: Fu Yu

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Granted publication date: 20090204

Termination date: 20180628