CN101056270A - 一种路由收敛的方法及路由设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种路由收敛的方法及路由设备。所述方法包括：接收多个邻居路由设备的路由信息，对已接收到的路由信息进行路由选择，并将路由选择结果保存在第一路由信息库中；确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，并完成所述路由选择；根据所述第一路由信息库的信息更新第二路由信息库，所述第二路由信息库用于指导数据报文的转发。本发明提供的实施例缩短了路由收敛的时间，提高了路由收敛的速度。尤其在路由量较大的情况下，由于路由选择将花费较多的时间，因而，本发明实施例缩短路由收敛时间的效果将更加明显。

Description

一种路由收敛的方法及路由设备

技术领域

本发明涉及路由收敛技术，尤其是一种满足优雅重启(GR，GracefulRestart)技术要求的路由设备重启后进行路由收敛的技术。

背景技术

平滑重启(GR，Graceful Restart)，是一种冗余容错技术，目前已经被广泛的使用在主备切换和系统升级方面。主要实现的能力是在路由协议重启的时候保证数据转发的正常，以保证关键业务不中断。

平滑重启实现的前提条件是路由设备中采用了控制和转发分离的技术。即多处理器(RP)结构的路由设备中，负责路由协议控制的处理器位于主控板，即主控板实现对路由信息库(FIB，Forwarding Information Base)信息的管理；另一方面，负责数据转发的处理器则位于接口板上，当所述FIB信息下发并保存到接口板上才时起到引导数据转发的作用。在上述多RP的基础上，路由设备的平滑重启过程为：

1)路由设备最初建立连接时，本端路由设备与邻居路由设备之间通告路由设备的GR能力，包括：重启状态、重启时间、地址簇标识符和后继地址簇标识符(AFI/SAFI)的转发状态；

2)当本端路由设备发生重启，即本端路由设备中的主控板重启或主/备主控板间发生倒换时，由于在接口板上的FIB中保存所述路由信息，因而可以保持与邻居路由设备的邻接并继续执行数据的转发；

3)所述本端路由设备完成重启后，重新与邻居路由设备建立连接，邻居路由设备将保存的路由信息发送到所述重启后的本端设备；

本端路由设备重启后可能需要与多个邻居路由设备重新建立连接，如果到同一目的地址只有一条路径，则该路由为最优路由；如果，到同一目的地址存在多条路径，则本端路由设备会从不同的邻居路由设备收到不同的路由，此时本端路由设备需要进行选路；选定的路由被安装到所述主控板的FIB中，主控板将FIB中的路由信息下发到接口板的FIB中，接口板按照FIB中更新后的路由信息执行数据的转发；

4)所述本端设备将更新后的路由信息发送到邻居路由设备，邻居路由设备进行路由信息的更新。至此完成所述本端设备重启后路由的收敛。

当重启路由设备具有一个邻居路由设备时，重启路由设备接收到邻居路由设备的路由信息后即开始进行选路，并将选定的路由通过主控板下发到接口板的FIB进而引导数据转发；然而，当重启路由设备具有多个邻居路由设备时，如果依然采用这种方法，则可能导致重启路由设备此时还未收到所有邻居路由设备的路由信息，使得此时选择的路由并非最优路由，从而最终产生路由振荡。

具体的，参照图1，假设路由设备R4重启后会从邻居路由设备R2和R3收到R1的路由信息；在R4重启前，优选R2发送的R1的路由，但R4发生重启期间，有可能R3先向R4发送R1的路由，R2后向R4发送R1的路由，进而导致R4会先优选R3发送的R1的路由，并将该路由下发到R4的接口板引导数据转发；等R4收到R2发送的R1的路由后则会重新选择R2发送的R1的路由，并下发到R4的接口板引导数据转发，这个过程中会造成数据转发中断；并且，由于R4会将新选定的R2发送的路由通知邻居路由设备R2和R1，从而会引起网络中的路由震荡。

为了解决上述问题，现有技术中通常要求重启路由设备在收到所有邻居路由设备的路由后(即所有路由收敛后)再进行选路，这样可以避免造成路由震荡和数据转发的中断。

然而，发明人在对现有技术实践的过程中发现：虽然现有技术避免了路由设备重启过程中的路由振荡和数据转发的中断，但由于重启路由设备在接收到所有邻居路由设备的路由信息后再进行选路，因而在路由量较大的情况下，进行选路需要花费较多的时间，影响路由收敛的速度。

发明内容

本发明实施例要提供一种路由收敛的方法，在路由设备重启时，能够在避免路由振荡和数据转发中断的前提下，提高路由收敛的速度。

相应的，本发明实施例还提供一种路由设备。

为解决上述技术问题，本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

接收多个邻居路由设备的路由信息，对已接收到的路由信息进行路由选择，并将路由选择结果保存在第一路由信息库中；确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，并完成所述路由选择；根据所述第一路由信息库的信息更新第二路由信息库，所述第二路由信息库用于指导数据报文的转发。

本实施例实现过程，重启路由设备对接收到的邻居路由设备发送的路由信息进行选路，并将选定的路由保存到主控板的路由信息库(FIB)上，直到所有邻居路由设备的路由信息均被获取且进行选路后，主控板才将选定的路由下发到接口板，根据主控板下发的路由信息对接口板上的FIB上已保存的路由信息进行更新；在主控板此次下发路由信息之前，接口板根据已保存在接口板FIB上的路由信息指导数据的转发。由该实施例可知，在收到所有邻居路由设备的路由信息之前，即使当前选出的路由并重启路由设备重启前的最优路由，但因为当前选定的路由只更新到主控板的FIB，而没有更新到接口板的FIB，因此不会影响数据的转发，从而避免了数据转发的中断；并且重启路由设备会在完成所有路由的选择之后，才将选定的路由通过接口板发送到邻居路由设备上，从而避免了路由振荡。同时，本发明实施例由于在接收到邻居路由设备的路由信息后即进行路由的选择，与现有技术在接收到所有邻居路由设备的路由信息后才开始路由选择的做法相比，本发明提供的实施例缩短了路由收敛的时间，提高了路由收敛的速度。尤其在路由量较大的情况下，由于路由选择将花费较多的时间，因而，本发明实施例缩短路由收敛时间的效果将更加明显。

附图说明

图1为网络结构示意图；

图2为本发明方法实施例流程图；

图3为本发明路由设备实施例结构示意图；

图4为本发明第一主控板实施例结构示意图；

图5为本发明第二主控板实施例结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种路由快速收敛的方法，所述路由收敛是指所有的路由都被记录到路由选择表中。如果网络上拓扑结构有了变化，从这个时刻开始到整个网络所有路由设备的路由选择表变的重新一致，这段时间间隔即为路由收敛时间。

图2为本发明路由快速收敛方法实施例流程图，参照该图具体说明本发明方法实施例的实现方式。

路由设备中，负责数据转发的处理器位于接口板上，因而接口板上的FIB中保存了主控板下发的路由信息，并引导数据的转发。在路由设备重启(主控板主备倒换)期间，由于接口板的FIB中保存了主控板下发的路由信息，并维持了数据的转发，因而满足了GR的技术要求。在此基础上，当路由设备重启并与邻居设备建立连接后，本实施例的路由快速收敛方法具体实现方式如下。

重启路由设备接收邻居路由设备上保存的路由信息，按照协议的划分，所述路由信息可分为边界网关协议(BGP)路由信息和内部网关协议(IGP)路由信息。如图2所示。

步骤21、接收来自邻居路由设备的路由信息，可包括BGP路由信息和IGP路由信息；重启路由设备对接收到的路由信息进行路由选择，即分别进行BGP路由选择和IGP路由选择，并将选定的路由更新到主控板的FIB中。

步骤22、判断是否所有的邻居路由设备均完成路由信息的发送，即重启路由设备是否接收到所有邻居路由设备的路由信息。具体的，可分别判断得到BGP路由信息接收完成，和IGP路由信息接收完成。

在判断得到重启路由设备接收到所有邻居路由设备的路由信息后，若重启路由设备完成了选路并已保存到主控板的FIB，则执行步骤23，否则继续接收邻居路由设备的路由信息并进行路由选择；

步骤23、将主控板的FIB信息下发到接口板，进而接口板根据主控板下发的路由信息对接口板上的FIB进行更新，同时删除FIB上未被更新的路由信息，将更新后的路由信息作为指导数据转发的依据。

在以上实施例实现方式基础上，重启路由设备对主控板FIB的更新以及对接口板FIB的更新可依据协议的不同分别进行。例如，重启路由设备在接收到邻居路由设备的所有BGP路由信息，且完成了对接收到的BGP路由信息的选路工作后，即可将主控板上更新的BGP路由信息下发到接口板的FIB上，以指导BGP路由数据的转发。BGP路由收敛的过程中可不必理会IGP路由收敛的状况。同理，重启路由设备在接收到邻居路由设备的所有IGP路由信息，且完成了对接收到的IGP路由信息的选路工作后，即可将主控板上更新的IGP路由信息下发到接口板的FIB上，以指导IGP路由数据的转发。

以下本文以边界网关协议(BGP)为例，具体说明支持GR要求的路由设备在采用本发明实施例所提供的所述路由收敛方法的情况下，进行路由设备重启(路由设备主控板主/备倒换)的实现方式。

设R1为重启的路由设备，R2为R1的邻居路由设备中的一个。

在BGP GR中定义了End-of-Rib消息，用于通知BGP路由消息发送完毕，作为重启路由设备，R1通过接收所述End-of-Rib可以判断得到其已接收到某一邻居路由设备上的所有路由信息，若R1分别接收到所有邻居路由设备的End-of-Rib消息，则据此判断出接收到所有邻居路由设备上保存的所有路由信息。

支持BGP GR能力的路由设备初始建立连接时，通过BGP的动态能力协商特性在OPEN消息中通告BGP GR能力。BGP GR能力中包含了重启状态，重启时间，各地址簇标识符和后继地址簇标识符(AFI/SAFI)的转发状态。

RT1的主控板发生主备倒换，由于在RT1的接口板FIB上已保存在主控板主备倒换前的所有的BGP路由信息，因而可以保持BGP数据转发不中断。

RT1主控板的主备倒换完成(即RT1重启完成后)，RT1与RT2重新建连，并将从RT1收到的所有BGP路由进行标记(标记“STALE”标志)。通常，RT2可通过三种方式感知到RT1发生了重启：1)Socket关闭；2)HoldTime超时；3)收到RT1发送的带有“R”标志或“F”标志的OPNE报文(“R”标志表明路由设备重启，“F”标志表明路由设备在重启后能够保持转发数据。

如果RT1与RT2成功重新建连，则对于RT2，RT1会启动一个缺省时间为600秒的End-Of-Timer定时器，并且，RT2向RT1发送RT2上已保存的所有BGP路由信息，并在所述BGP路由信息发送完毕后，RT2向RT1发送End-Of-Rib消息；同时RT2也会启动一个缺省时间是600秒的End-Of-Timer定时器；

RT1接收来自RT2的路由信息。

进一步的，当RT1有多个邻居路由设备的情况下，如果RT1接收到邻居路由设备发来的BGP路由信息，则进行路由选择，即在所有邻居设备的路由信息发送完毕之前RT1即对接收到的路由信息进行选路；并将选定后路由信息更新到RT1主控板上的FIB上。

如果RT1接收到所有邻居路由设备发来的所述End-Of-Rib消息，表明获取到所有邻居路由设备上已保存的路由信息，则RT1对接收到的路由信息完成选路后，删除主控板FIB上未被更新的路由信息，并将主控板FIB上的路由信息下发到接口板。

RT1的接口板根据所述主控板下发的路由信息，对接口板FIB上保存的主控板主备倒换前的路由信息进行更新，删除未被更新的路由信息。以及，主控板将所述路由信息发送到RT1的邻居路由设备(如RT2)，并在路由信息发送完毕后，发送End-Of-Rib消息。

如果所述RT1的所述End-Of-Timer定时器超时，RT1还未收到RT2发送的End-Of-Rib消息，则RT1退出GR，删除主备倒换时保存在接口板上的所有BGP路由信息。进一步，当RT1具有多个邻居路由设备时，若在所述End-Of-Timer定时器超时，RT1未收到所有邻居路由设备的End-Of-Rib消息，则RT1将End-Of-Timer定时器到达时已选定并更新到主控板FIB的路由信息下发到接口板，接口板根据所述主控板下发的路由信息，对接口板FIB上保存的主控板主备倒换前的路由信息进行更新，并删除未被更新的路由信息。

对于RT2，如果RT2的所述End-Of-Timer定时器超时或收到RT1发送的End-Of-Rib消息，则RT2删除所有被标识为‘STALE’状态的路由信息。对于RT1的其他邻居路由设备，采用同RT2相同的处理方式。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中(如：ROM/RAM、磁碟、光盘等)。该程序在执行时，包括如下步骤：接收多个邻居路由设备的路由信息，对已接收到的路由信息进行路由选择，并将路由选择结果保存在第一路由信息库中；确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，并完成所述路由选择；根据所述第一路由信息库的信息更新第二路由信息库，所述第二路由信息库用于指导数据报文的转发。

本发明还提供了一路由设备的实施例，参照图3所述路由设备包括：接口板31和主控板32。其中：

接口板31，保存主控板下发的路由信息并按照该路由信息执行对数据的转发；

主控板32，接收邻居路由设备发送的路由信息，对接收到的路由信息进行路由选择，并将选定的路由信息进行保存；直到确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，且完成对接收板接收到的所有路由信息的路由选择，则将选定的路由信息下发到接口板。

上述实施例结构基础上，主控板将选定的路由信息下发到接口板，并且进一步的将该些选定的路由信息发送到邻居路由设备。

上述实施例结构基础上，在路由设备主控板主备倒换后，接口板上会在一段时间内保存主控板主备倒换前的路由信息。在这段时间内，如果主控板重新从邻居路由设备收到了路由，则在选路完成后，接口板根据选定的路由信息，对已保存的所述主控板主备倒换前的路由信息进行更新，并且没有被更新的路由会被删除；到达这段时间后，无论主控板是否接收到所有邻居路由设备的路由信息，则将所述时间段到达时已选定的路由信息下发到接口板，接口板根据选定的路由信息，对已保存的所述主控板主备倒换前的路由信息进行更新，并且没有被更新的路由会被删除。

综上所述，在包括了计时这一技术手段的实施例中，该计时功能使得本实施例在所述时间段到达时，计时重启路由设备未接收到所有邻居路由设备的路由信息，也执行接口板路由信息的更新和对未更新路由信息的删除，从而保证了接口板数据转发的可靠性，提高了重启路由设备预防突发情况的能力。按照通常业务的实际需要，所述时间的时长通常为600秒，即自重启路由设备与邻居路由设备建立连接之后600秒内未被更新的路由信息将被删除。

所述路由信息为边界网关协议路由信息，或者内部网关协议路由信息。

本发明还提供了一主控板实施例，用于本发明所述的路由设备实施例中。该主控板包括：

获取单元41，用于接收邻居路由设备的信息，包括邻居路由设备的路由信息；

路由选择单元42，对接收到的路由信息进行选路；

判断单元43，判断是否完成接收到邻居路由设备的所有路由信息；

路由信息库单元44，保存路由选择单元选定的路由信息；在判断单元判断得到接收到所有邻居路由设备的路由信息，且路由选择单元完成选路后，将所述保存的路由信息下发到接口板。

在上述实施例结构的基础上，本发明还提供了另一主控板结构，参照图5，该主控板包括：

获取单元51，用于接收邻居路由设备的信息，包括邻居路由设备的路由信息；

定时器55，若所述获取单元接收到该邻居路由设备的信息，触发定时器开始计时；定时器计时到达预置的时长通知判断单元；

路由选择单元52，对接收到的路由信息进行选路；

判断单元53，在判断单元判断得到接收到所有邻居路由设备的路由信息；

路由信息库单元54，保存路由选择单元选定的路由信息；并且：

若定时器计时到达预置时长之前，所述判断单元判断得到接收到所有邻居路由设备的路由信息，且路由选择单元完成选路后，则路由信息库单元将将所述保存的路由信息下发到接口板；

若定时器计时到达预置时长，判断单元判断得到未接收到所有邻居路由设备的路由信息，则路由信息库单元将已保存的路由信息下发到接口板。

所述路由信息为边界网关协议路由信息，或者内部网关协议路由信息。

综上所述，在上述实施例实现过程中，重启路由设备对接收到的邻居路由设备发送的路由信息进行选路，并将选定的路由保存到主控板的FIB上，直到所有邻居路由设备的路由信息均被获取且进行选路后，主控板才将选定的路由下发到接口板，根据主控板下发的路由信息对接口板上的FIB上已保存的路由信息进行更新；在主控板此次下发路由信息之前，接口板根据已保存在接口板FIB上的路由信息指导数据的转发。由该实施例可知，在收到所有邻居路由设备的路由信息之前，即使当前选出的路由并重启路由设备重启前的最优路由，但因为当前选定的路由只更新到主控板的FIB，而没有更新到接口板的FIB，因此不会影响数据的转发，从而避免了数据转发的中断；并且重启路由设备会在完成所有路由的选择之后，才将选定的路由通过接口板发送到邻居路由设备上，从而避免了路由振荡。同时，本发明实施例由于在接收到邻居路由设备的路由信息后即进行路由的选择，与现有技术在接收到所有邻居路由设备的路由信息后才开始路由选择的做法相比，本发明提供的实施例缩短了路由收敛的时间，提高了路由收敛的速度。尤其在路由量较大的情况下，由于路由选择将花费较多的时间，因而，本发明实施例缩短路由收敛时间的效果将更加明显。

以上对本发明实施例所提供的一种路由收敛的方法及路由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实现方式；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 (11)

1、一种路由收敛的方法，其特征在于：

接收多个邻居路由设备的路由信息，对已接收到的路由信息进行路由选择，并将路由选择结果保存在第一路由信息库中；

确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，并完成所述路由选择；

根据所述第一路由信息库的信息更新第二路由信息库，所述第二路由信息库用于指导数据报文的转发。

2、根据权利要求1所述的路由收敛方法，其特征在于：根据所述第一路由信息库的信息更新第二路由信息库步骤之前，还包括：

根据所述第二路由信息库进行数据报文的转发。

3、根据权利要求1所述的路由收敛方法，其特征在于：

所述路由信息为边界网关协议路由信息，和/或内部网关协议路由信息。

4、根据权利要求1至3其中之一所述的路由收敛方法，其特征在于，所述方法还包括：

将第二路由信息库中所述更新后的路由信息发送到邻居路由设备。

5、根据权利要求4所述的路由收敛方法，其特征在于，所述方法还包括：

本端路由设备重启后，接收多个邻居路由设备的路由信息，若在预置的时长内未接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，则依据预置时长到达时已保存在第一路由信息库中的路由信息对第二路由信息库进行路由信息的更新。

6、一种路由设备，其特征在于，包括：

接口板，根据主控板下发的路由信息对已保存的路由信息进行更新；

主控板，接收多个邻居路由设备的路由信息，对已接收到的路由信息进行路由选择，并将选定的路由信息进行保存；直到确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，且主控板完成所述路由选择，则将选定的路由信息下发到接口板。

7、根据权利要求6所述的路由设备，其特征在于：

所述路由信息为边界网关协议路由信息，或者内部网关协议路由信息。

8、根据权利要求6或7所述的路由设备，其特征在于：

确认接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，且完成所述路由选择后，所述主控板进一步将已选定的路由信息发送到邻居路由设备。

9、根据权利要求8所述的路由设备，其特征在于：

所述主控板，若在预置的时长内未接收到所述多个邻居路由设备的所有路由信息，则将所述预置时长到达时已选定的路由信息下发到所述接口板。

10、一种路由设备中的主控板，其特征在于，包括：

获取单元，用于接收邻居路由设备的信息，包括邻居路由设备的路由信息；

路由选择单元，对已接收到的路由信息进行选路；

判断单元，判断是否完成接收到邻居路由设备的所有路由信息；

路由信息库单元，保存路由选择单元选定的路由信息；在判断单元判断得到接收到所有邻居路由设备的路由信息，且路由选择单元完成选路后，将所述保存的路由信息下发到接口板。

11、根据权利要求10所述的主控板，其特征在于，还包括：

定时器，若所述获取单元接收到邻居路由设备的路由信息，则触发定时器开始计时；定时器计时到达预置的时长通知判断单元；

判断单元，若判断得到在所述预置的时长内未完成接收邻居路由设备的所有路由信息，则触发路由信息库单元将已保存的路由信息下发到接口板。

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