CN101155076A - 一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法 - Google Patents

一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法。本端服务提供商边缘路由器PE向对端服务提供商边缘路由器PE通知伪线PW和标签交换路径LSP的绑定关系；所述对端PE收到所述通知消息，记录所述绑定关系；所述对端PE检测到LSP故障，根据所述绑定关系确定PW故障。开销和网络带宽占用少，通过使用LSP故障检测机制来检测伪线故障，有效保障检测到的伪线故障状态一致。

Description

一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法。
背景技术
虚拟专用网(Virtual Private Network，以下简称VPN)是依靠Internet服务提供商(Internet Service Provider，以下简称ISP)和网络服务提供商(Network Service Provider，以下简称NSP)，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(Layer-2VPN，以下简称L2VPN)和三层VPN(Layer-3VPN，以下简称L3VPN)等。
L2VPN提供基于包交换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，如ATM、FR、VLAN、Ethernet、PPP等。
如图1所示，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2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。MPLS L2VPN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2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，指示报文应该被送到的Site，或者应该被送到的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。
OAM(Operation Administration & Maintenance)运维管理是降低网络维护成本的重要手段，MPLS OAM机制用于MPLS层的运维管理。为了在MPLS的用户平面能确定LSP的连通性，衡量网络的利用率以及度量网络的性能，同时在链路出现缺陷或故障时迅速进行保护倒换，以便能根据与客户签订的SLA(Service Level Agreements)协议提供业务，MPLS层需要提供一个完全不依赖于任何上层或下层的OAM机制。
使用这种MPLS OAM机制，可以有效地检测、确认并定位出源于MPLS层网络内部的缺陷；报告缺陷并做出相应的处理；在出现故障的时候，能够提供保护倒换的触发机制。
BFD(双向转发检测)也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。
已有技术中用BFD或者MPLS OAM来检测PW的故障，但是，在PW数量较多时，设备运行BFD或者MPLS OAM，对设备来说负担太重，而且为BFD或者MPLS OAM发送的报文也会占用大量的网络带宽。为了克服以上缺陷，采用BFD或者MPLS OAM来检测PSN隧道故障，但是，检测到PSN隧道故障后，不能确定哪些PW和PSN隧道相关。以图3为例，CE1、CE2、CE3和CE4同属于一个VPN，从PE1到PE2有两条MPLS的LSP，定义经过P1的为LSP1，经过P2的为LSP2；从PE2到PE1同样有两条LSP，定义经过P1的为LSP3，经过P2的为LSP4。
以PE1和PE2之间建立2个PW为例，承载CE1到CE3之间业务的是PW1，承载CE2和CE4之间业务的是PW2。PW1选择的PSN隧道是LSP1和LSP3，也就是两个方向都是经由P1；PW2选择的PSN隧道是LSP2和LSP3，从PE1到PE2是通过P2，从PE2到PE1是通过P1，两个方向上都经由不同的P设备。以PW2为例，当检测LSP故障时，会出现下面的情况：
如果检测到LSP2故障，因为PW2在LSP2上，所以PE1可以认定PW2故障；而在PE2上，LSP3没有故障，因此PE2并不认为PW2有故障，导致两端PE检测到的PW2状态不一致。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法，通过使用LSP故障检测机制来检测伪线故障，有效保障检测到的伪线状态一致。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明通过使用LSP故障检测机制来检测伪线故障，而不是直接检测PW故障，避免因为PW数量较多时，造成设备运行检测机制负担太重；避免因为PW数量较多时，发送大量故障检测报文，占用大量网络带宽的问题。
本发明中本端PE给对端PE通告PW和LSP绑定关系，使得LSP故障检测机制在检测到LSP故障时，进而判断与其绑定的PW发生故障，有效保障两端PE检测到的伪线故障状态一致。
附图说明
图1为已有技术MPLS L2VPN透明传输用户二层数据示意图；
图2为已有技术MPLS L2VPN组网结构示意图；
图3为MPLS L2VPN简单组网示意图；
图4为本发明处理示意图。
具体实施方式
为了进一步阐明本发明的核心思想，如图4所示：
步骤400，本端PE向对端PE通知PW和LSP绑定关系。具体来说，如果PW建立时，LSP故障检测已经运行，则可以在建立PW时，本端PE将PW和LSP的绑定关系通知对端PE；如果PW建立时，LSP故障检测还没有运行，则在LSP故障检测机制运行起来后，本端PE将LSP和所有绑定该LSP的PW的绑定关系通知对端PE。
步骤410，对端PE收到PW和LSP绑定关系的信息后，记录绑定关系；
步骤420，对端PE在检测到LSP故障后，根据LSP查询出所有绑定该LSP的PW，进而判定PW故障，以此来保证本端PE和对端PE检测到的PW状态一致。
本发明中LSP故障检测可以采用BFD或MPLS OAM检测机制。
一个伪线PW两端的两个PE设备互称为本端PE和对端PE。
其中，步骤420根据所述绑定关系确定PW故障具体包括：对端PE以发生故障的LSP为索引，查询PW和LSP的绑定关系列表，得到发生故障的PW。PW和LSP的绑定关系列表存储在PE上。
实施例一：
步骤400中，如果建立PW时，LSP故障检测已经运行，本发明中的本端PE通过以下方案给对端PE通知PW和LSP的绑定关系。建立PW时，在PW的标签映射消息中同时携带PW和LSP的绑定关系，在PW Interface Parameters TLV字段中承载以上信息，具体如表一所示。
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
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Sub-TLV Type      Length       |   OAM Type(BFD或MPLS OAM) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|BFD时为My Discriminator，MPLS OAM时为LSP ID                 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中，Sub-TLV Type：TLV类型；
Length：报文的长度，单位为字节；
OAM Type：运维管理类型，本发明中可以是BFD或MPLS OAM等LSP故障检测机制；
My Discriminator：发送系统产生的一个唯一的、非0鉴别值，用来对两个系统之间的多个BFD会话进行分离；
LSP ID：LSP标识，用于唯一表示一个标签交换路径。
实施例二：
步骤400中，如果建立PW之后，LSP故障检测开始运行，本发明中的本端PE通过以下方案给对端PE通知PW和LSP的绑定关系。在BFD或MPLS OAM检测机制运行起来后，本端PE通过LDP(Label Distribution Protocol)的通知消息，将LSP和所有绑定该LSP的PW的绑定关系通知对端PE。具体如表二所示。
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
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|0|  Notification  (0x0001)     |   Message Length              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          Message ID                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          Status  (TLV)                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          LSP OAM TLV                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          PWId FEC TLV 1                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          PWId FEC TLV 2                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          ……                                 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          PWId FEC TLV n                       |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中，PWId FEC TLV字段，在协议中已经规定。LSP OAM TLV字段定义如表三所示。
表三：
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
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|1|0|     LSP OAM TLV       |               Length              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    OAM Type(BFD或MPLS OAM)                    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            BFD时为My Discriminator，MPLS OAM时为LSP ID        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
LSP OAM TLV：LSP OAM TLV类型；
Length：字段长度；
OAM Type：运维管理类型，本发明中可以是BFD或MPLS OAM等LSP故障检测机制；
My Discriminator：发送系统产生的一个唯一的、非0鉴别值，用来对两个系统之间的多个BFD会话进行分离；
LSP ID：LSP标识，用于唯一表示一个标签交换路径。
本实施例中，只要本端PE通过LDP(Label Distribution Protocol)的通知消息，将LSP和所有绑定该LSP的PW的绑定关系通知对端PE即可，具体报文格式并不限于此。本领域技术人员很容易想到其他替代方案，比如在LDP通知消息中增加一个PW LSP关系TLV字段，专用于承载PW和LSP的绑定关系如表四所示。
表四：
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
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|0| Notification(0x0001)     |      Message Length              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     Message ID                                |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     Status  (TLV)                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     LSP PW关系TLV                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
其中，PW LSP关系TLV字段中包含PW和LSP的绑定关系。PW LSP关系TLV字段最佳实施例定义如表五所示。
表五：
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
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|1|0|  LSP PW 关系TLV       |           Length                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                  0AM Type(BFD或MPLS OAM)                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| BFD时为My Discriminator，MPLS OAM时为LSP ID                   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   PW Type 1          |      PW Number                         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   PW ID1                                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                   PW ID2                                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                      ......                   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                           PW ID n                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|               PW Type 2     |            PW Number            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                             PW ID 1                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                               ……                            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                             PW ID n                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
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 (10)

1.一种检测二层虚拟专用网伪线故障的方法，其特征在于，
对端服务提供商边缘路由器PE收到来自本端服务提供商边缘路由器PE的伪线PW和标签交换路径LSP的绑定关系的通知消息，记录所述绑定关系；
所述对端PE检测到LSP故障，根据所述绑定关系确定PW故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个PW两端的两个PE设备互为本端PE和对端PE。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述PW建立时，LSP故障检测机制已经运行，则可以在建立PW时，所述本端PE将与其关联的PW和LSP的绑定关系通知对端PE。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在PW的标签映射消息的PWInterface Parameters TLV字段中承载PW和LSP的绑定关系。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述PW建立时，LSP故障检测机制尚未有运行，在LSP故障检测机制运行之后，所述本端PE将与其关联的LSP和所有绑定该LSP的PW的绑定关系通知所述对端PE。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在BFD或MPLS OAM检测机制运行起来后，本端PE通过LDP(Label Dist ribution Protocol)的通知消息，将LSP和所有绑定该LSP的PW的绑定关系通知对端PE。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在LDP通知消息的LSP OAMTLV字段或专用LSP PW关系TLV字段中承载PW和LSP的绑定关系。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述对端PE检测到LSP故障具体包括，所述对端PE通过运行双向转发检测BFD协议或MPLS层的运维管理MPLS OAM协议来检测LSP故障。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述绑定关系确定PW故障具体包括：所述对端PE以发生故障的LSP为索引，查询PW和LSP的绑定关系列表，得到发生故障的PW。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述PW和LSP的绑定关系列表存储在PE上。
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