CN101237343A - 故障时快速切换的方法及快速切换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种故障时快速切换的方法，包括以下步骤：当PE－rs与MTU－s之间链路发生故障时，向VPN中各个PE－rs发送消息，消息包含故障链路所对应的VLAN信息；各个PE－rs接收到消息后，根据VLAN信息更新PE－rs中该VLAN的转发表项，并将后续的业务流量向VPN中各个网元进行洪泛。本发明涉及一种快速切换系统，包括顺次连接的故障检测模块、消息构造模块、消息发送模块、更新模块和洪泛模块。本发明采用VLAN列表或者对应于VLAN列表的其他方式来表示发生故障的链路，可以简化故障时通知各个PE－rs的消息，从而既能以较高效率同时通知多个故障情况，而且使对应着未发生故障的VLAN的MTU－s不受影响。

Description

故障时快速切换的方法及快速切换系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是一种基于虚拟专用局域网服务(Virtual Private LAN Service，简称VPLS)协议的虚拟专用网络(VirtualPrivate Service，简称VPN)中发生故障时进行快速切换的方法以及快速切换系统。
背景技术
VPLS作为一种日渐成熟的二层VPN技术，其应用已经越来越广泛。所谓VPLS技术是在现有的广域网基础上提供虚拟以太网服务的技术，通过成员关系发现、虚拟链路(Pseudo Wire，简称PW)建立与维护以及虚拟交换实例(Virtual Switch Instance，简称VSI)内基于MAC地址的转发实现跨广域网的局域网站点的互连，从而通过Internet把地理上分散的局域网互联起来。
在VPLS的实际应用过程中，可靠性的要求越来也高，通常需要将接入用户的提供商边缘路由器(Provider Edge Router，简称PE)设备双归属到两台PE设备上。如图1所示，为现有VPLS组网示意图，用户边缘(Custom Edge，简称CE)设备CE1和CE2通过多用户单元交换机(Multi-Tenant Unit switch，MTU-s)设备MTU-s1与骨干网上的提供商边缘路由交换机(Provider EdgeRouter Switch，简称PE-rs)设备PE-rs1和PE3-rs连接，CE设备上的数据可以通过预设的虚拟链路(通过PE-rs1或PE-rs2)传送到提供商边缘路由器PE-rs2上。举例来讲，从MTU-s1通过PE-rs1到PE-rs2形成一条虚拟链路，如果MTU-s1上与该虚拟链路的端口出现故障，或者PE-rs1设备发生故障，或者MTU-s1与PE-rs1之间的链路发生故障，这种故障常常体现为PE-rs1无法收到MTU-s1传输的业务流量，或者体现为PE-rs1的备份设备启动并接收业务流量，现有技术在这种故障发生时，会由检测到发生故障的设备向其他PE-rs发送MAC Withdraw消息，MAC Withdraw消息中记录了与虚拟链路相关的所有MTU-s的信息，在MAC Withdraw消息中可以采用详细的MAC地址列表。其他PE-rs收到该MAC Withdraw消息后，会向网络中各个设备发起洪泛，以保证业务流量能够广播到MTU-s归属连接的PE-rs上。
假设在图1中与PE-rs1建立连接的MTU-s1上的相应端口发生了故障，PE-rs1在一定时间内无法接收到流量，因此判断MTU-s1与PE-rs1之间的链路发生故障，因此向整个VPN中的各个设备发送MAC Withdraw消息，PE3-rs接收到该MAC Withdraw消息后，会将从MTU-s1上接收的业务流量洪泛，使PE-rs2能够接收到业务流量，从而不影响业务的正常使用。现有技术在处理故障时有以下的缺点，主要体现在MAC Withdraw消息上，如果MAC Withdraw消息中采用详细的MAC地址列表来记录发生故障的设备，那么当消息中记录的MAC地址较多时，必然影响处理效率；而如果MAC Withdraw消息中不采用详细的MAC地址列表，则当检测到故障的PE-rs连接有多个MTU-s时，则与该PE-rs之间链路上没有发生故障的MTU-s也会受到影响而进行洪泛，从而影响VPN的处理效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术在处理故障时采用MAC Withdraw消息通知而造成影响VPN的处理效率的缺陷，提出一种故障时快速切换的方法，能够在MTU-s和PE-rs之间的链路发生故障时，能够向其他PE-rs通告更合理的信息，以提高效率，并且不影响其他MTU-s的业务。
为实现上述目的，本发明提供了一种故障时快速切换的方法，包括以下步骤：
当PE-rs与MTU-s之间链路发生故障时，向VPN中各个PE-rs发送消息，所述消息包含所述故障链路所对应的VLAN信息；
所述各个PE-rs接收到所述消息后，根据所述VLAN信息更新PE-rs中该VLAN的转发表项，并将后续业务流量向VPN中各个网元进行洪泛。
在上述技术方案中，PE-rs与MTU-s之间链路发生故障有几种可能：对应的MTU-s端口故障、链路故障以及PE-rs故障。对于MTU-s端口故障和链路故障来说，PE-rs如果在预定时间内接收不到某个MTU-s的业务流量，就可判断与该MTU-s端口之间的链路发生了故障，这时由该PE-rs将故障信息通知到各个PE-rs。如果与PE-rs建立链路的多个MTU-s都发生故障，则PE-rs可以将故障信息一并处理。对于PE-rs故障来说，备份PE-rs会立刻接替故障PE-rs的工作，这时当备份PE-rs接收到业务流量时，则可判断原PE-rs发生了故障，这时由备份PE-rs将故障信息通知到各个PE-rs。
在通知故障信息时，可采用多种消息形式，在消息中需要包含与故障链路相关的MTU-s端口对应的VLAN信息，这种VLAN信息可以是VLAN列表，也可以是与VLAN列表相对应的ID列表，而消息可以采用包含故障链路对应的VLAN列表的VLAN Withdraw消息，也可以采用包含故障链路对应的VLAN列表的notify消息，还可以采用包含故障链路的VLAN列表对应的ID列表。
当采用ID列表时，需要在建立VPLS VPN时，根据MTU-s的VLAN列表生成与该VLAN列表对应的ID列表，然后通知各个PE-rs。
在清除VLAN转发表项时，可以根据VLAN列表或者VLAN列表对应的ID列表将PE-rs自身的VLAN转发表项中的对应项删除，这样就可以使PE-rs在洪泛时不会对故障VLAN进行广播。
在转发过程中各个PE-rs进行转发表项学习，在转发表项学习完成时，停止洪泛，并根据学习后的转发表项将业务流量发送到目的PE-rs。
为了实现上述目的，本发明提供了一种快速切换系统，包括：
故障检测模块，用于检测PE-rs与MTU-s之间链路是否发生故障；
消息构造模块，与所述故障检测模块相连，用于在PE-rs与MTU-s之间链路发生故障时，构造包含所述故障链路所对应的VLAN信息的消息；
消息发送模块，与所述消息构造模块相连，用于将消息构造模块输出的消息发送给各个PE-rs；
转发表管理模块，与所述消息发送模块相连，用于根据所述VLAN信息清除各个PE-rs中该VLAN的转发表项；
转发模块，与所述转发表管理模块相连，在转发表项被清除后，所述各个PE-rs将业务流量向所述各个PE-rs向VPN中各个网元进行洪泛，在转发过程中各个PE-rs进行转发表项学习，在转发表项学习完成时，停止洪泛，并根据学习后的转发表项将业务流量发送到目的PE-rs。
上述实施例具有以下优点：采用VLAN列表或者对应于VLAN列表的其他方式来表示发生故障的链路，可以简化故障时通知各个PE-rs的消息，从而既能以较高效率同时通知多个故障情况，而且使对应着未发生故障的VLAN的MTU-s不受影响。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有VPLS VPN组网示意图。
图2为本发明故障时快速切换的方法的第一实施例的流程示意图。
图3为本发明故障时快速切换的方法的第二实施例的流程示意图。
图4为本发明故障时快速切换的方法的第三实施例的流程示意图。
图5为VLAN列表的示意图。
图6为另一种VPLS VPN组网示意图。
图7为本发明快速切换系统的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本构思是：对故障时的通知各个PE-rs的消息进行了改进，以VLAN或者与VLAN对应的其他表示形式替代MAC的完整地址，从而使消息更简短，提高了处理效率。
在VPN的组网部署中，需要将MTU-s双归属到不同的PE-rs上，而且MTU-s采用相同的VLAN作为标识，可以采用一层VLAN，或者多层VLAN。而在建立VPLS VPN时，会在各个PE-rs中存储本VPN的MTU-s的VLAN转发表项。
如图2所示，为本发明故障时快速切换的方法的第一实施例的流程示意图，本实施例包括了以下步骤：
步骤10、当PE-rs与MTU-s之间链路发生故障时，向VPN中各个PE-rs发送消息，在发送的消息中包含着故障链路所对应的VLAN信息；
步骤20、各个PE-rs在接收该消息后，可以根据消息中包含的VLAN信息对自身存储的VLAN转发表项进行更新，然后根据VLAN转发表项向VPN中各个网元进行洪泛。
在本实施例中，在PE-rs自身存储的VLAN转发表项中包含了该PE-rs需要转发哪些MTU-s发送的业务流量，这些MTU-s都是通过VLAN进行标识。
如图3所示，为本发明故障时快速切换的方法的第二实施例的流程示意图，与上一实施例相比，本实施例对故障的发生情况进行了进一步的分析，在步骤10a中，当PE-rs在预定时间内接收不到MTU-s发送的业务流量时，向VPN中各个PE-rs发送消息。预定时间可以由用户根据实际情况进行设定，也可以由系统初始化时进行设定。在预定时间内接收不到MTU-s发送的业务流量通常是两种情况造成的，一种情况是发送业务流量的MTU-s端口发生故障，无法发送业务流量；另一种情况是MTU-s和PE-rs之间的链路发生故障，从而MTU-s送出的业务流量无法通过链路传送到PE-rs。这时由PE-rs对这两种故障进行监控，一旦发现在预定时间内没有业务流量，则认为发生故障，立刻向其他PE-rs通报。
如图4所示，为本发明故障时快速切换的方法的第三实施例的流程示意图，与第一实施例相比，本实施例在步骤10b中描述了PE-rs自身发生故障的情况，由于PE-rs设备通常有自己的备份PE-rs，当PE-rs发生故障时，备份PE-rs接管原PE-rs的工作，从MTU-s接收业务流量。本发明以此作为判断PE-rs自身发生故障的基础，当备份PE-rs从MTU-s接收到业务流量时，向VPN中各个PE-rs发送消息。
以上三个实施例中向PE-rs发送的通知消息包括故障链路对应的MTU-s的VLAN信息，在PE-rs之间建立VPLS VPN时，自身会携带本VPN的MTU-s的VLAN列表，所谓VLAN列表如图5所示，每个MTU-s都可以接入多个CE，在PE-rs这里，CE使用不同的VLAN来区别，还可以根据接入CE数量选择两层或两层以上的VLAN。包含故障链路的VLAN信息的消息可包括多种形式，例如VLAN Withdraw消息，这种VLAN Withdraw消息与”MAC Withdraw消息”都属于LDP Address Withdraw消息，但在这种LDPAddress Withdraw中用VLAN列表替代了MAC地址，简化了消息内容，在处理时会提高效率。还可以通过notify消息等其他类型消息来携带故障链路的VLAN列表。
另外，除了直接在消息中携带VLAN列表的方式外，可以在消息中携带与VLAN列表对应的信息，例如在建立VPLS VPN时，同时建立MTU-s各个端口的VLAN列表与每个端口的ID之间的关系，这样就可以在发送的IDWithdraw消息中只携带更为简短的故障链路的MTU-s端口对应的ID，从而进一步的简化了通知消息，提高处理效率。
下面通过图6中的VPLS VPN组网图举一具体实例进行说明，其中PE-rs2作为业务流量的目的PE-rs，当MTU-s1与PE-rs1建立连接的端口发生故障时，PE-rs1在预定的时间(例如5ms)内接收不到MTU-s1发送的业务流量，则判断该条链路已发生故障，并生成包含故障链路的MTU-s1所对应的VLAN标识的VLAN Withdraw消息，然后将该VLAN Withdraw消息发送到VPN中的各个PE-rs上，在图中PE3-rs接收到该消息后，会根据该消息将自身存储的转发表项中对应于MTU-s1与PE-rs1之间链路的内容清除，并发起洪泛，这样就可以使MTU-s1上接收的业务流量通过PE3-rs转发到PE-rs2上，从而使用户的业务不致中断。
在转发过程中各个PE-rs可以根据更新后的转发表项进行转发表项学习，在转发表项学习完成时，停止洪泛，然后采用学习后的转发表项定义的路径将业务流量发送到目的PE-rs。
本发明还提供了一种快速切换系统，如图7所示，为本发明快速切换系统的一实施例的结构示意图，包括依次连接的故障检测模块1、消息构造模块2、消息发送模块3、转发表管理模块4和转发模块5，其中故障检测模块1用于检测PE-rs与MTU-s之间链路是否发生故障，消息构造模块2用于在PE-rs与MTU-s之间链路发生故障时，构造包含所述故障链路所对应的VLAN信息的消息；消息发送模块3用于将消息构造模块输出的消息发送给各个PE-rs；转发表管理模块4用于根据所述VLAN信息清除各个PE-rs中该VLAN的转发表项；转发模块5与转发表管理模块4相连，用于在转发表项被清除后，所述各个PE-rs将业务流量向VPN中各个网元进行洪泛，在转发过程中各个PE-rs进行转发表项学习，在转发表项学习完成时，停止洪泛，并根据学习后的转发表项将业务流量发送到目的PE-rs。
在本实施例中，消息发送模块3能够在故障发生时将包含有故障链路对应的VLAN信息的消息发送给各个PE-rs，使PE-rs能够对自身存储的VLAN转发表项进行清除，然后进行洪泛，从而使业务流量能够顺利地发送到目的PE-rs，而且采用VLAN信息替代现有技术的MAC地址，极大地提高了处理效率。另外，在洪泛过程中也在进行转发表项的学习，当在转发表项学习完成时，停止洪泛，恢复正常的数据传送流程。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1. 一种故障时快速切换的方法，其特征在于，包括以下步骤：
当提供商边缘路由交换机与多用户单元交换机之间链路发生故障时，向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息，所述消息包含所述故障链路所对应的VLAN信息；
所述各个提供商边缘路由交换机接收到所述消息后，根据所述VLAN信息更新提供商边缘路由交换机中该VLAN的转发表项，并将后续的业务流量向VPN中各个网元进行洪泛。
2. 根据权利要求1所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，所述当提供商边缘路由交换机与多用户单元交换机之间链路发生故障时，向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息的操作具体为：当所述提供商边缘路由交换机在预定时间内接收不到多用户单元交换机发送的业务流量时，向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息。
3. 根据权利要求1所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，所述当提供商边缘路由交换机与多用户单元交换机之间链路发生故障时，向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息的操作具体为：当备份提供商边缘路由交换机从多用户单元交换机接收到业务流量时，向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息。
4. 根据权利要求2或3所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，所述向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息具体为：向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送VLAN Withdraw消息，所述VLAN Withdraw消息包含所述故障链路对应的VLAN列表。
5. 根据权利要求2或3所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，所述向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息具体为：向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送notify消息，所述notify消息包含所述故障链路对应的VLAN列表。
6. 根据权利要求2或3所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，所述向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送消息具体为：向VPN中各个提供商边缘路由交换机发送ID Withdraw消息，所述ID Withdraw消息包含所述故障链路的VLAN列表对应的ID列表。
7. 根据权利要求6所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，还包括：在VPN建立时，生成与VLAN列表对应的ID列表，并通知各个提供商边缘路由交换机。
8. 根据权利要求1所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，所述各个提供商边缘路由交换机接收到所述消息后，根据所述VLAN信息更新提供商边缘路由交换机中的VLAN转发表项的操作具体为：所述各个提供商边缘路由交换机接收到所述消息后，根据所述VLAN信息清除自身存储的对应VLAN转发表项。
9. 根据权利要求1所述的故障时快速切换的方法，其特征在于，在转发过程中各个提供商边缘路由交换机进行转发表项学习，在转发表项学习完成时，停止洪泛，并根据学习后的转发表项将业务流量发送到目的提供商边缘路由交换机。
10. 一种快速切换系统，其特征在于，包括：
故障检测模块，用于检测提供商边缘路由交换机与多用户单元交换机之间链路是否发生故障；
消息构造模块，与所述故障检测模块相连，用于在提供商边缘路由交换机与多用户单元交换机之间链路发生故障时，构造包含所述故障链路所对应的VLAN信息的消息；
消息发送模块，与所述消息构造模块相连，用于将消息构造模块输出的消息发送给各个提供商边缘路由交换机；
转发表管理模块，与所述消息发送模块相连，用于根据所述VLAN信息清除各个提供商边缘路由交换机中对应该VLAN的转发表项；
转发模块，与所述转发表管理模块相连，用于在转发表项被清除后，所述各个提供商边缘路由交换机将业务流量向VPN中各个网元进行洪泛，在转发过程中各个提供商边缘路由交换机进行转发表项学习，在转发表项学习完成时，停止洪泛，并根据学习后的转发表项将业务流量发送到目的提供商边缘路由交换机。
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