CN101132320A - 检测接口故障的方法及网络节点设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测接口故障的方法，其包括：在每一条成员链路上建立BFD会话，并进行BFD检测；当检测到成员链路故障时，将所述成员链路的故障状态上报给接口；根据所述成员链路的故障状态确定所述接口是否发生故障。相应地，本发明还公开了一种网络节点设备。根据本发明公开的技术方案可知，本发明通过直接对接口的成员链路进行检测，以实现对各种形式的接口进行高效的BFD检测。

Description

检测接口故障的方法及网络节点设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种检测接口故障的方法及网络节点设备。

背景技术

随着通信技术的发展，尤其是在IP网络上承载NGN、3G等实时、时延敏感业务需求的不断增长，如何保护数据传输质量，如何在数据传输出现问题时，快速对故障进行定位，并通过相应处理以减少丢失数据包，已成为当前亟待解决的重要问题。

为了解决上述问题，当前业界提出了一种可操作可维护性(OAM)技术。OAM技术可以对网络中各种故障进行自动检测，然后采取对应的补救措施，以避免故障的扩大，并消除故障，减小或消除故障带来的负面影响。目前的OAM技术主要包括：国际电信联盟(ITU)提出的多协议标签交换(MPLS)OAM技术，以及双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection，BFD)技术。

BFD是从基础传输技术中逐步发展起来的，它可以检测网络中各层的故障，可以用于检测以太网、MPLS路径、普通路由封装以及IPSec(IP网络安全协议)隧道在内的多种类型的传输正确性。BFD的目标是在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类似于“Hello”协议，当需要检测的两个系统之间的BFD会话建立后，双方周期性地向对方发送BFD报文，同时也在该链路上周期性地检测对方报文到达情况，如果在一定时间间隔内没有收到来自对端的BFD报文，则认为该链路出现故障，以此达到快速发现链路故障的目的。

如图1所示，BFD的总体应用环境组网示意图，路由器A和路由器C之间有链路AC(路由器A和C可以是直接相邻的，也可以通过传输设备或其它系统连接起来)，路由器B和路由器C之间有链路BC，在链路AC和链路BC上应用BFD进行链路检测。一个BFD会话生命周期主要包括下几个阶段：

1、建立BFD会话：

如图1所示，以在在路由器A和路由器C之间的链路AC上应用BFD为例，由于BFD没有自动发现邻居(BFD会话的另一端，此处路由器A和路由器C就会为BFD会话邻居)机制，需要静态配置或依赖于其它应用协议获取邻居的IP地址以及BFD会话鉴别符(Discriminator)，在获取这些信息后，BFD开始定时发送会话协商报文直到会话建立，其发包间隔一般大于1s。

2、BFD会话参数协商：

建立BFD会话之后，需要进行BFD会话参数的协商，以协调双方收发BFD报文的速度、缺陷确认时间，以及统一会话模式等。

3、BFD缺陷检测：

BFD会话建立后，BFD会话的邻居间就按照协商好的间隔向对端发送BFD控制报文，这与路由协议Hello报文的功能和操作方式一样，只是发送频率更快，其发送间隔一般小于1s，可能为几十毫秒。为了描述方便，我把这个状态叫做快速缺陷检测阶段。

路由器在发送BFD检测报文的同时，也定时检测BFD邻居发送过来的BFD报文，如果连续丢失邻居的BFD报文达到指定的个数，则宣布链路断开(Down)，并将这个消息通告给其它应用(如：路由模块、转发模块等)。

以上简单介绍了BFD会话生命周期的几个阶段，其详细技术可参见互联网工程任务组(IETF)公开的《IETF：draft-ietf-bfd-base-00》、《IETF：draft-ietf-bfd-mpls-00》和《IETF：draft-ietf-mpls-lsp-ping-05》等。

在实际应用过程中，普遍认为接口上运行的应用协议的状态都依赖接口状态的时候，为了在接口上批量通告上层应用协议，BFD可以配置为接口联动方式，当BFD快速检测到链路故障后，直接通报接口管理，接口管理会把接口上运行的所有协议置为IDLE状态，从而使得接口上运行的所有协议都可以快速感知链路故障，达到快速收敛的目的。所述收敛的含义为所述上层应用协议都运行着相同、精确的、足以反映当前网络拓扑结构的路由信息，快速收敛是路由选择协议最希望具有的特征。BFD的接口联动功能使得接口上运行的多个协议只依靠接口上配置的一条BFD就可以同时快速收敛，从而相对于传统的每个协议都配置一个BFD检测的方式，提高了效率，同时也节省了路由器的开销。但是，接口是个复合的概念，接口可能和链路是一一对应的，也可能多个逻辑接口共享一个物理链路，还有可能一个接口由多条物理链路组成，我们把这种比接口低一层次的，用来构成一个接口的物理链路称为接口的成员链路。

发明人在实现本发明的过程中发现，对BFD接口联动功能来说，接口在很多种形式下，比如多个接口复用一条成员链路，一个接口包含多条成员链路等情况，都无法做到有效使用。如：对于多个接口复用一条成员链路，必须每个接口都配置至少一个BFD会话检测，非常低效；对于一个接口包含多条成员链路，目前的接口联动功能还无法有效支持。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种检测接口故障的方法及网络节点设备。通过直接对接口的成员链路进行BFD检测来确定接口的故障状态，以实现对多种形式的接口进行高效的BFD检测。

为此，本发明实施例提出了一种检测接口故障的方法，其包括：

在接口的每一条成员链路上建立BFD会话，并进行BFD检测；

当检测到成员链路故障时，将所述成员链路的故障状态上报给所述成员链路对应的接口；

根据所述成员链路的故障状态确定所述接口是否发生故障。

相应地，本发明实施例还提供了一种网络节点设备，其包括：

链路检测模块，用于建立BFD会话，对接口的成员链路进行BFD检测；

接口管理模块，用于根据链路检测模块检测到的成员链路的故障状态确定该成员链路对应的接口是否发生故障。

根据本发明实施例提供的一种检测接口故障的方法及网络节点设备的技术方案，通过BFD直接检测接口的成员链路状态，然后根据成员链路状态确定接口的状态，实现了对各种形式的接口成员链路进行高效的BFD检测，及时发现接口或链路的故障，提高网络系统的性能。

附图说明

图1是BFD总体应用环境示意图；

图2是本发明实施例的一种网络节点设备的结构示意图；

图3是本发明实施例的一种链路检测模块的结构示意图；

图4是本发明实施例的一种接口管理模块的结构示意图；

图5是图4所述的接口状态确定单元的结构示意图；

图6是本发明实施例的一种检测接口故障的方法的流程图；

图7是多个接口共享一条成员链路的实施例的示意图；

图8是图7所述实施例的处理流程图；

图9是一个接口包括多条成员链路的实施例的示意图；

图10是图9所述实施例的处理流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种检测接口故障的方法及网络节点设备的技术方案，通过BFD直接检测接口的成员链路状态，然后根据成员链路状态确定接口的状态，以实现对各种形式的接口成员链路进行高效的BFD检测。

下面将结合附图具体阐述本发明实施例的技术方案。

参考图2，本发明实施例的一种网络节点设备的结构示意图。根据该图，所述网络节点设备，包括：

链路检测模块1，用于建立BFD会话，对接口的成员链路进行BFD检测；

接口管理模块2，用于根据链路检测模块1检测到的成员链路的故障状态确定该成员链路对应的接口是否发生故障。

其中，如图3所示，图2所述的链路检测模块1包括：

故障检测单元101，用于为每一条成员链路建立BFD会话，并进行BFD检测；

故障上报单元102，当所述故障检测单元检测到成员链路故障时，将所述成员链路的故障状态上报给接口，具体为：

将所述成员链路的故障状态发送给该成员链路对应的物理端口；

所述物理端口再将所述成员链路的故障状态上报给对应的接口。

其中，如图4所示，图2所述的接口管理模块2包括：

链路状态获取单元201，用于获取所述链路检测模块1上报的成员链路的故障状态；

接口状态确定单元202，用于根据链路状态获取单元201获取的所述成员链路的故障状态确定该成员链路对应的接口是否发生故障。

优选地，接口管理模块2进一步可以包括一接口状态发送单元203，用于当接口状态确定单元202判定所述接口的状态为故障状态时，将所述故障状态发送给该接口上运行的上层应用协议，所述上层应用协议接收到所述接口的故障状态后进行收敛。

在具体实现时，如图5所示，图4所述的接口状态确定单元202包括：

判断单元2021，用于判断所述接口包括一条所述成员链路，包括至少两条成员链路，并输出判断结果；

阈值判断单元2022，当判断单元2021输出的判断结果为所述接口包括至少两条成员链路时，用于判断具有故障状态的成员链路的数目是否超过一阈值，并输出判断结果；

链路状态判断单元2023，当判断单元2021输出的判断结果为所述接口包括一条成员链路时，根据所述成员链路的故障状态判断所述成员链路是否发生故障；

状态更改单元2024，当阈值判断单元2022输出的判断结果为具有故障状态的成员链路的数目超过所述阈值，或者链路状态判断单元2023输出的判断结果为所述成员链路故障时，将该接口的状态更改为故障状态。

所述接口管理模块还包括：

接口状态发送单元，用于当接口状态确定单元判定所述接口的状态为故障状态时，将所述故障状态发送给该接口上运行的上层应用协议。

值得说明的是，在实际网络中，所述网络节点设备为路由器或者交换设备。

以上对本发明实施例提供的一种网络节点设备进行了详细阐述，下面将结合附图，对本发明实施例的一种检测接口故障的方法进行详细说明。

参考图6，是本发明实施例的一种检测接口故障的方法的流程图。所述检测接口故障的方法包括：

步骤S1，在接口的每一条成员链路上建立BFD会话，并进行BFD检测；所述接口是一个复合的概念，接口可能和链路一一对应，也可能多个接口共享一条物理链路，还有可能一个接口包括多条物理链路，所述的物理链路称为接口的成员链路；

步骤S2，当检测到成员链路故障时，将所述成员链路的故障状态上报给所述成员链路对应的接口；

步骤S3，根据所述成员链路的故障状态确定所述接口是否发生故障。

其中，步骤S2中，将所述成员链路的故障状态上报给所述成员链路对应的接口的步骤具体为：

A、将所述成员链路的故障状态发送给该成员链路对应的物理端口；

B、所述物理端口将所述成员链路的故障状态上报给对应的接口。

值得说明的是，当确定所述接口的状态为故障状态后，所述方法进一步包括：

将所述接口的故障状态发送给该接口上运行的上层应用协议；

所述上层应用协议接收到所述接口的故障状态后进行收敛。

本发明实施例通过BFD直接检测接口的成员链路状态，然后根据成员链路状态确定接口的状态，实现了对各种形式的接口及成员链路进行高效的BFD检测，及时发现接口或链路的故障，提高网络系统的性能，提高了QoS(Quality ofService，服务质量)

上述从整体上介绍了本发明实施例提供的一种检测接口故障的方法的技术方案，下面结合图7、图8、图9和图10来详细阐述其具体的技术方案。

参考图7，多个接口共享一条成员链路的实施例的示意图，其典型的场景是在一条成员链路的物理端口上承载着多个逻辑子接口。如图所示，路由器A和路由器B之间通过一条物理链路连接，在该物理链路的物理端口上承载了4个接口，分别是：逻辑接口1、逻辑接口2、逻辑接口3和逻辑接口4，即这4个逻辑接口共享一条物理链路作为它们公共的成员链路。

在现有的机制里面需要对每个逻辑接口建立一条BFD会话，在本实施例的场景中，则需要4条BFD会话，才能使4个逻辑接口上的应用协议快速收敛。然而，采用本发明实施例的检测接口故障方法，则只需在成员链路上建立一条BFD会话，就能使各个接口上的应用协议快速收敛，其处理过程如图8所示，包括：

步骤S71，在所述4个逻辑接口共享的成员链路上建立一条BFD会话，进行BFD检测；

步骤S72，当检测到所述成员链路故障时，将其故障状态上报给所述物理端口；

步骤S73，然后所述物理端口迅速将所述成员链路的故障状态上报给每一个逻辑接口；

步骤S74，所述4个逻辑接口根据其共享的这一条成员链路的故障状态确定各自的状态为故障状态(Down状态)；

步骤S75，所述4个逻辑接口将各自的故障状态上报给运行在各自上面的各种上层应用协议，从而触发各应用协议快速收敛。

对于图7所示的应用场景，当存在N(为大于0的整数)个逻辑接口共享一条链路时，利用现行机制检测时，需要建立N条BFD会话，传输N个BFD检测报文，当N趋于无穷大时(或者当存在成百上千个接口复用一条成员链路时)，网络中将存在大量的BFD检测报文，导致用户业务数据报文传输低效，甚者丢失业务数据，而采用本发明实施例，不管有多少个逻辑接口，只需要在成员链路上配置一条BFD检测，网络传输少量的BFD检测报文就能检测到各个接口是否发生故障，提高了检测效率，并避免了大量检测报文的传输造成网络拥塞，节约了网络资源，提高了系统性能和QoS。

参考图9，一个接口包括多条成员链路的实施例的示意图。如图所示，一个Trunk接口由5条成员链路捆绑而成，所述Trunk接口为主干接口或中继接口，是把多个物理端口捆绑在一起当作一个逻辑接口使用，Trunk技术实现了内部成员链路互为备份的功能，当一条成员链路故障时不影响其它链路的工作，但当发生故障的成员链路过多时，会影响Trunk接口和系统性能。利用本发明实施例提供的检测接口故障的方法来及时检测Trunk接口的处理流程如图1所示，包括：

步骤S81，在每一条成员链路上都建立BFD会话，即要建立5条BFD会话，然后，对每一条成员链路进行BFD检测；

步骤S82，当检测到成员链路故障时，将故障状态上报给所述成员链路对应的物理端口；

步骤S83，所述物理端口将各自的成员链路的故障状态都上报给Trunk接口；

步骤S84，Trunk接口接收到所有成员链路的状态信息后，判断具有故障状态的成员链路的数目是否超过预设的阈值(如：3条)，如果是，则执行步骤S86，否则，执行步骤S85；

步骤S85，继续进行BFD检测，然后转到步骤S82；

步骤S86，判断自身状态为故障状态；

步骤S87，将Trunk接口的故障状态发送给运行在该Trunk接口上的所有上层应用协议；

步骤S88，上层应用协议接收到Trunk接口的故障状态后进行快速收敛。

对于本发明实施例，对于包括多条成员链路的接口，现行接口联动方式并不能有效地检测所述接口的故障，通过本发明在成员链路上建立BFD会话，进行BFD检测，通过成员链路故障的情况(发生故障的成员链路数目)来判断接口是否故障，来及时发现接口故障，提高了系统可靠性。

值得说明的是，本领与普通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示相关的硬件来完成，所述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质包括：ROM/RAM、磁碟、光盘、闪存等。

根据本发明实施例提供的一种检测接口故障的方法及网络节点设备的技术方案，通过BFD直接检测接口的成员链路状态，然后根据成员链路状态确定接口的状态，实现了对各种形式的接口(如：一个接口包括多条成员链路或多个接口共享一条成员链路)进行高效的BFD检测，及时发现接口或链路的故障，提高网络系统的性能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种检测接口故障的方法，其特征在于，包括：

在接口的每一条成员链路上建立BFD会话，并进行BFD检测；

当检测到成员链路故障时，将所述成员链路的故障状态上报给所述成员链路对应的接口；

根据所述成员链路的故障状态确定所述接口是否发生故障。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述成员链路的故障状态上报给所述成员链路对应的接口的步骤具体为：

将所述成员链路的故障状态发送给该成员链路对应的物理端口；

所述物理端口将所述成员链路的故障状态上报给所述成员链路对应的接口。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当至少一个接口共享一条成员链路时，所述根据所述成员链路的故障状态确定所述接口是否发生故障的步骤具体为：

根据该成员链路的故障状态确定所述接口发生故障。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当一个接口包括至少两条成员链路时，所述根据所述成员链路的故障状态确定所述接口是否发生故障的步骤具体为：

判断具有故障状态的成员链路的数目是否超过一阈值，

如果是，则判定该接口发生故障，否则，继续进行BFD检测。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，当确定所述接口发生故障后，所述方法进一步包括：

将所述接口的故障状态发送给该接口上运行的上层应用协议。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述上层应用协议接收到所述接口的故障状态后进行收敛。

7.一种网络节点设备，其特征在于，包括：

链路检测模块，用于建立BFD会话，对接口的成员链路进行BFD检测；

接口管理模块，用于根据链路检测模块检测到的成员链路的故障状态确定该成员链路对应的接口是否发生故障。

8.如权利要求7所述的网络节点设备，其特征在于，所述链路检测模块包括：

故障检测单元，用于为每一条成员链路建立BFD会话，并进行BFD检测；

故障上报单元，当所述故障检测单元检测到成员链路故障时，将所述成员链路的故障状态上报给接口。

9.如权利要求7所述的网络节点设备，其特征在于，所述接口管理单元包括：

链路状态获取单元，用于获取所述链路检测模块上报的成员链路的故障状态；

接口状态确定单元，用于根据链路状态获取单元获取的所述成员链路的故障状态确定该成员链路对应的接口是否发生故障。

10.如权利要求9所述的网络节点设备，其特征在于，所述接口状态确定单元包括：

判断单元，用于判断所述接口包括一条所述成员链路，还是包括至少两条成员链路，并输出判断结果；

链路状态判断单元，当判断单元输出的判断结果为所述接口包括一条成员链路时，判断所述成员链路是否发生故障；

阈值判断单元，当判断单元输出的判断结果为所述接口包括至少两条成员链路时，用于判断具有故障状态的成员链路的数目是否超过一阈值，并输出判断结果；

状态更改单元，当阈值判断单元输出的判断结果为具有故障状态的成员链路的数目超过所述阈值，或者链路状态判断单元输出的判断结果为所述成员链路发生故障时，将该接口的状态更改为故障状态。

11.如权利要求9或10所述的网络节点设备，其特征在于，所述接口管理模块还包括：

接口状态发送单元，用于当接口状态确定单元判定所述接口的状态为故障状态时，将所述故障状态发送给该接口上运行的上层应用协议。

12.如权利要求11所述的网络节点设备，其特征在于，所述网络节点设备为路由器或交换设备。

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