CN101110848B - 一种检测通道故障的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测通道故障的方法，一方面为发送方设置发送超时值，发送方在发送间隔时间到达发送超时值时向接收方发送控制报文，并重新为发送间隔计时；另一方面为接收方设置接收超时值，接收方接收控制报文后重新为接收间隔计时，并在接收间隔时间到达接收超时值时报告故障。同时，当发送方发送业务数据报文后，也重新为发送间隔计时，当接收方接收业务数据报文后，也重新为接收间隔计时。应用本发明方案，可以在需要发送业务数据报文时，直接利用业务数据报文检测通道，并重新为发送控制报文的时间间隔计时，从而减少发送控制报文的几率，减少控制报文占用网络带宽，降低检测通道故障的开销。

Description

一种检测通道故障的方法 

技术领域

本发明涉及故障检测技术，特别是涉及一种检测通道故障的方法。 

背景技术

IP路径、单向标签交换路径(LSP，Label Switch Path)、伪线(PW，Pseudo Wire)等通道不但可以传输业务报文，也可以传输用于检测该通道是否具有连通性的控制报文。 

现有技术中，检测通道是否具有连通性的方法是：先为发送方设置发送超时值，发送方在发送间隔时间到达发送超时值时向接收方发送控制报文，并重新为发送间隔计时；为接收方设置接收超时值，接收方接收控制报文后重新为接收间隔计时，并在接收间隔时间到达接收超时值时报告故障。 

当然，不同的通道类型，其故障检测的方法也有所不同。但不管是何种通道，在现有技术中，一般都是通过发送用于检测故障的控制报文，以及通过接收控制报文的情况判断是否发生了故障。 

现有技术中，为了加快检测通道故障的速度，一般会将发送控制报文的时间间隔设置得比较小，即发送控制报文的频率比较高。这样，接收方可以较快地接收到控制报文，从而可以快速地对通道故障进行检测。但由于发送控制报文的频率比较高，不但会占用更多的网络带宽，也会增加发送方和接收方处理通道故障的负担，导致检测通道故障的开销很大，影响了发送方和接收方处理业务的能力和速度。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种检测通道故障的方法，可以减少控制报文占用的网络带宽，降低检测通道故障的开销。 

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为： 

一种检测通道故障的方法，该方法包括以下步骤： 

a、发送方在自身发送间隔计时到达设置的发送超时值时向接收方发送控制报文，并在发送控制报文之后重新为所述发送间隔计时；发送方在需要发送业务数据报文时将业务数据报文发送给接收方，并在发送业务数据报文之后重新为所述发送间隔计时 

b、接收方接收控制报文或业务数据报文，接收之后重新为接收间隔计时，并在接收间隔计时到达设置的接收超时值时报告故障。 

较佳地，所述发送方将业务数据报文发送给接收方的步骤和重新为发送间隔计时的步骤之间，该方法进一步包括： 

发送方判断自身将要发送的控制报文的参数是否已经被更改，如果是，则在转发所述业务数据报文之后继续为发送间隔计时；否则，执行所述重新为发送间隔计时的步骤。 

较佳地，所述为发送间隔计时的方法为：设置为发送间隔计时的发送定时器，所述重新为发送间隔计时的方法为：重新启动发送定时器。 

较佳地，所述设置发送超时值的方法为： 

比较发送方的最小发送时间间隔和接收方的最小接收间隔的值，并将大的值设置为发送超时值。 

较佳地，所述设置发送超时值的方法为： 

根据发送方的最小发送时间间隔、接收方的最小接收间隔、传输报文的延迟时间和允许丢弃控制报文的最大个数来设置发送超时值。 

较佳地，所述为接收间隔计时的方法为：设置为接收间隔计时的接收定时器，所述重新为接收间隔计时的方法为：重新启动接收定时器。 

较佳地，所述设置接收超时值的方法为： 

根据发送方的最小发送时间间隔、接收方的最小接收间隔和允许丢弃控制报文的最大个数来设置接收超时值。 

较佳地，所述通道为伪线(PW)通道，所述控制报文为双向转发检测(BFD)控制报文。 

较佳地，所述BFD控制报文为转发优先级别比业务数据报文高的BFD控制报文；或者， 

所述BFD控制报文为转发优先级别比业务数据报文高，并且在同一转发优先级别报文中丢弃优先级别最低的BFD控制报文。 

综上所述，本发明提出的一种检测通道故障的方法，由于可以在需要发送业务数据报文时，直接利用业务数据报文检测通道，并重新为发送控制报文的时间间隔计时，从而减少发送控制报文的几率，减少控制报文占用的网络带宽，降低检测通道故障的开销。 

附图说明

图1是本发明方案的流程图； 

图2是应用本发明方案的实施例的系统结构示意图； 

图3是应用本发明方案的实施例的流程图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。 

本发明的核心思想是：发送方和接收方不但利用控制报文，而且直接利用业务数据报文检测通道的连通性。如果接收方接收到控制报文或业务数据报文时，将判断为通道无故障；如果接收方既没有接收到控制报文，也没有接收到业务数据报文，才判断为通道发生故障。 

图1显示了本发明的流程图。如图1所示，本发明实现检测通道故障的方法包括以下步骤： 

步骤101：发送方将控制报文或业务数据报文发送给接收方，并在发送之后重新为发送间隔计时。 

步骤102：接收方接收控制报文或业务数据报文，接收之后重新为接收间隔计时，并在接收间隔计时到达设置的接收超时值时报告故障。 

本发明中，发送方在发送控制报文之后，会立即为本次发送控制报文和下一次发送控制报文之间的发送间隔时间进行计时，并在发送间隔时间到达事先设置的发送超时值时，再次向接收方发送控制报文，并重新为发送间隔时间计时。如果在连续两次发送控制报文之间，发送方需要将业务数据报文发送给接收方时，则在发送业务数据报文之后，也会重新为发送间隔时间计时，这样，可以减少发送控制报文的几率，达到降低开销的目的。 

同样，接收方在接收到控制报文之后，会重新为本次接收控制报文和下一次接收控制报文之间的接收间隔时间进行计时，并在接收间隔时间到达事先设置的接收超时值时，报告故障。但如果在连续两次接收控制报文之间，接收方接收到了业务数据报文，也会重新为接收间隔时间计时。也就是说，如果接收方接收到的是业务数据报文，将认为该通道是连通的，没有发送故障，就应该重新为接收间隔时间计时，以免误报故障。 

本发明中，发送方和接收方是相对而言的，主动发送控制报文的为发送方，接收控制报文的则为接收方。发送方和接收方之间的通道可以是一条单向的通道，如一条LSP通道等。此时，发送方只需要设置一个发送超时值，接收方只需要设置一个接收超时值，并相互配合对这条单向通道进行故障检测。 

实际应用中，发送方和接收方还可以通过一对相反的通道连接，如由一对方向相反的标签交换路径(LSP)组成的伪线(PW)通道，则发送方也可以同时为接收方，接收方也可以同时为发送方。此时，不但需要在发送方设置发送超时值，在接收方设置接收超时值来对从发送方到接收方的通道进行检测，还需要在接收方设置发送超时值，在发送方设置接收超时值来对从接收方到发送方的通道进行检测。一般来说，这两条通道的检测是相互独立的， 发送方设置的发送超时值和接收方设置的发送超时值可以不同，发送方设置的接收超时值和接收方设置的接收超时值也可以不同。 

另外，实际应用中，发送方和接收方在进行通道故障检测之前，需要先建立会话。比如：如果通道为伪线(PW)通道，就可以先建立双向转发检测(BFD)会话。当然，不同的通道类型，其建立会话的方法也不相同，此处不再详细叙述。 

为了更好地说明本发明方案，下面用一个较佳实施例来说明实现检测通道故障的方法。 

图2显示了本实施例实现检测通道故障的系统结构示意图。如图2所示，本实施例包括两个网络节点，即第一节点和第二节点，并且，第一节点和第二节点既为发送方又为接收方。本实施例中，第一节点和第一节点之间的通道为PW通道，所述的PW是建立在两个边缘设备(PE)之间的用于传送被仿真业务数据的双向通道，由相反两个方向的标签交换路径(LSP，LabelSwitch Path)组成。实际应用中，PW不但可以应用于端到端伪线仿真(PWE3，Pseudo Wire Emulation Edge-to-edge)中，也可以应用于二层虚拟专用网(L2VPN，Layer2 Virtual Private Network)和虚拟专用LAN业务(VPLS，Virtual Private LAN Service)中。 

本实施例中，发送的控制报文为BFD控制报文。第一节点设置有发送定时器A，用于为第一节点发送BFD控制报文的时间间隔计时，同时设置有接收定时器D，用于为第一节点接收BFD控制报文的时间间隔进行计时；第二节点设置有接收定时器B，用于为第二节点接收BFD控制报文的时间间隔计时，同时设置有发送定时器C，用于为第二节点发送BFD控制报文的时间间隔进行计时。 

本实施例中，发送定时器A和接收定时器B是一对，用于检测第一节点到第二节点的LSP是否具有连通性；而发送定时器C和接收定时器D是一对，用于检测第二节点到第一节点的LSP是否具有连通性。这两对定时 器彼此独立，不受对方控制。 

图3实现了本实施例的流程图。如图3所示，本实施例实现检测通道故障的方法包括以下步骤： 

步骤301：第一节点和第二节点建立BFD会话，并在建立BFD会话的过程中设置第一节点发送定时器A的发送超时值、第一节点接收定时器D的接收超时值、第二节点发送定时器C的发送超时值、第二节点接收定时器B的接收超时值。 

实际应用中，第一节点和第二节点建立BFD会话的方法大致为：第一节点先周期性地通过PW通道向第二节点发送初始的BFD控制报文；第二节点根据接收到的BFD控制报文中的My Discriminator域建立与自身Discriminator的对应关系，完成BFD会话的建立。建立BFD会话的方法属于现有技术，此处不再赘述。 

在建立BFD会话的过程中，设置接收超时值的方法为：根据发送方的最小发送时间间隔、接收方的最小接收时间间隔和允许丢弃BFD控制报文的最大个数来设置接收超时值。即： 

Detect Mult×MAX(Desired Min TX Interval，Required Min RX Interval) 

其中，Detect Mult表示允许丢弃BFD控制报文的最大个数；Desired MinTX Interval表示发送方最小发送时间间隔；Required Min RX Interval表示接收方的最小接收时间间隔。 

也就是说，接收方先比较发送方最小发送时间间隔和自身最小接收时间间隔，取值较大的一方，将其作为接收BFD报文的期望时间间隔G。但实际应用中，BFD控制报文可能会由于通道阻塞等原因不能及时到达接收方，为了增强检测的容错能力，一般会将实际的接收超时值设置成期望时间间隔G的倍数，如允许丢弃BFD控制报文的最大个数。 

设置发送超时值的方法为：比较发送方的最小发送时间间隔和接收方的最小接收间隔的值，并将值大的设置为发送超时值。即： 

MAX(Desired Min TX Interval，Required Min RX Interval) 

实际应用中，由于传输报文一般会存在一定的延迟，发送方设置发送超时值的方法也可以为： 

MAX(Desired Min TX Interval，Required Min RX Interval)-Delay/Detect Mult 

其中，Delay为报文传输延迟时间，Delay/Detect Mult则为平均延迟时间。也就是说，先比较发送方的最小发送时间间隔和接收方的最小接收间隔的值，再用值大的减去平均延迟时间。也就是说，发送方设置发送超时值一般比期望时间间隔G小，可以弥补传输报文的延迟时间。 

本实施例中，第一节点和第二节点都可以按照上述的方法设置发送超时值和发送设置接收超时值的方法。 

当发送方和接收方建立会话之后，该会话将处于“UP”状态，发送方和接收方都就可以发送BFD控制报文了。 

步骤302：第一节点在发送定时器A到达发送超时值时向第二节点发送BFD控制报文，并重新启动发送定时器A；同时，当第一节点需要发送业务数据报文时，先判断将要发送的BFD控制报文的参数是否已经被更改，如果已经被更改，则在发送业务数据报文后，发送定时器A继续计时；如果没有被更改，就在发送业务数据报文后重新启动发送定时器A。 

实际应用中，第一节点向第二节点发送的BFD控制报文的参数可能被上层应用或管理员更改，当BFD控制报文的参数被更改后，就需要由第一节点及时发送给第二节点。所以，此时不管有没有业务数据报文要发送，第一节点的发送定时器A都需要继续计时，等到达发送超时值就将更改过参数的BFD控制报文发送给第二节点。 

判断将要发送的BFD控制报文的参数是否已经被更改的方法比较容易实现，比如：可以为BFD控制报文参数设置一个修改标记，置“0”表示未修改，置“1”表示已修改。当需要发送业务数据报文时，发送方就可以直接根据修改标记判断控制报文的参数是否被修改，再确定是否需要重新启动发送定时器A。 

当然，如果实际应用中BFD控制报文的参数不会被更改，发送方就无 需判断将要发送的BFD控制报文的参数是否已经被更改，只需要每次在BFD控制报文或业务数据报文发送给接收方之后，直接重新启动发送定时器A即可。 

步骤303：第二节点接收BFD控制报文或业务数据报文，在接收BFD控制报文或业务数据报文之后重新启动接收定时器B，并在接收定时器B到达接收超时值时报告故障。 

步骤304：第二节点在发送定时器C到达发送超时值时向第一节点发送BFD控制报文，并重新启动发送定时器C；同时，当第二节点需要发送业务数据报文时，先判断将要发送的BFD控制报文的参数是否已经被更改，如果已经被更改，则在发送业务数据报文后，发送定时器C继续计时；如果没有被更改，就在发送业务数据报文后重新启动发送定时器C。 

与步骤302相同，实际应用中，第二节点向第一节点发送的BFD控制报文的参数也可能被上层应用或管理员更改，当BFD控制报文的参数被更改后，就需要由第二节点及时发送给第一节点。所以，此时不管有没有业务数据报文要发送，第二节点的发送定时器C都需要继续计时，等到达发送超时值就将更改过参数的BFD控制报文发送给第一节点。 

当然，如果BFD控制报文的参数不会被更改，第二节点就无需判断将要发送的BFD控制报文的参数是否已经被更改，只需要每次在BFD控制报文或业务数据报文发送给第一节点之后，直接重新启动发送定时器C即可。 

步骤305：第一节点接收BFD控制报文或业务数据报文，并在接收BFD控制报文或业务数据报文之后重新启动接收定时器D；并在接收定时器D到达接收超时值时报告故障。 

本实施例中，步骤302和步骤303是检测从第一节点到第二节点方向的通道，而步骤304和步骤305是检测从第二节点到第一节点方向的通道，它们之间相互独立。也就是说，步骤302和步骤303，与步骤304和步骤305之间没有严格的顺利关系。 

实际应用中，为了保证BFD控制报文的可靠传输，还可以为BFD控制 报文设置比业务数据报文更高的优先级别。具体的说，就是在BFD控制报文的PW标签和隧道标签的EXP域中设置比业务数据报文更高的优先级别。这样，当转发报文时，BFD控制报文就被优先转发，从而保证BFD控制报文的可靠传输。 

实际应用中，为了进一步保证BFD控制报文的可靠传输，还可以在同一优先级别中，将BFD控制报文设置为丢弃优先级别最低的BFD控制报文。这样，在通道阻塞，需要丢弃报文时，BFD控制报文被丢弃的可能性最小，从而进行更加可靠地传输。 

另外，实际应用中，如果通道是单向的，只需要单向检测通道故障，就在发送方设置一个发送定时器，在接收方设置一个接收定时器即可。但故障检测的方法与本实施例相同，此处不再赘述。 

实际应用中，当确定通道发生故障时，还需要拆除会话。拆除会话的方法为：当发送方或接收方确定通道故障时，先将自身会话状态设置为“down”，再向对方发送携带有sta域的值为“down”的BFD控制报文，对方接收到该BFD控制报文，再将相应的会话状态设置为“down”状态，达到拆除会话的目的。如何拆除会话也属于现有技术，此处不再赘述。 

应用本发明方案，可以同时利用控制报文和业务数据报文检测通道故障，在需要发送业务数据报文时，就重新计算发送间隔时间，即减少发送控制报文的几率，减少控制报文占用的网络带宽，降低检测故障的开销。实际应用中，如果业务流量比较大，发送业务数据报文的频率大于发送控制报文的频率，或者说发送业务数据报文的时间间隔比设置的发送控制报文的时间间隔小，发送定时器将连续不断地被重新启动，将抑制控制报文的发送，从而为转发和传输业务数据报文提供更多的资源，保证业务的正常执行。 

综上所述，以上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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种检测通道故障的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、发送方在自身发送间隔计时到达设置的发送超时值时向接收方发送控制报文，并在发送控制报文之后重新为所述发送间隔计时；发送方在需要发送业务数据报文时将业务数据报文发送给接收方，判断自身将要发送的控制报文的参数是否已经被更改，如果是，则在转发所述业务数据报文之后继续为发送间隔计时，否则在发送业务数据报文之后重新为所述发送间隔计时；

b、接收方接收控制报文或业务数据报文，接收之后重新为接收间隔计时，并在接收间隔计时到达设置的接收超时值时报告故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为发送间隔计时的方法为：设置为发送间隔计时的发送定时器；

所述重新为发送间隔计时的方法为：重新启动发送定时器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设置发送超时值的方法为：

比较发送方的最小发送时间间隔和接收方的最小接收间隔的值，并将大的值设置为发送超时值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设置发送超时值的方法为：

根据发送方的最小发送时间间隔、接收方的最小接收间隔、传输报文的延迟时间和允许丢弃控制报文的最大个数来设置发送超时值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为接收间隔计时的方法为：设置为接收间隔计时的接收定时器；

所述重新为接收间隔计时的方法为：重新启动接收定时器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设置接收超时值的方法为：

根据发送方的最小发送时间间隔、接收方的最小接收间隔和允许丢弃控制报文的最大个数来设置接收超时值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通道为伪线PW通道，所述控制报文为双向转发检测BFD控制报文。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述双向转发检测BFD控制报文为转发优先级别比业务数据报文高的双向转发检测BFD控制报文；或者，

所述双向转发检测BFD控制报文为转发优先级别比业务数据报文高，并且在同一转发优先级别报文中丢弃优先级别最低的双向转发检测BFD控制报文。

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