CN101299722B - 一种改进的快速重路由方法和一种网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的快速重路由方法，网络设备具有一业务流的主接口和备份接口，则该方法包括：所述网络设备接收所述业务流；所述网络设备检测接收所述业务流的入接口是否与自身转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。本发明还公开了一种网络设备。本发明的技术方案可以避免由于产生路由环路而造成的业务流的长时间中断。

Description

一种改进的快速重路由方法和一种网络设备

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤指一种改进的快速重路由方法和一种网络设备。

背景技术

网络上由链路或节点故障导致的流量传输中断一直会持续到路由在新拓扑上重新收敛后才恢复，在此期间必须穿越发生故障部分才能到达的目的地的报文将丢失或产生环路。

虽然目前在路由协议快速收敛方面采用了很多新技术，使得路由收敛速度得到大幅度提升，然而语音、视频等新网络业务的出现对流量中断时间提出了更严格的要求。许多运营商期望网络故障导致的流量中断时间控制在50ms以内甚至更低，这种需求通过传统的路由协议快速收敛技术已经无法实现。

为了满足语音、视频等实时业务对网络性能的要求，出现了IP快速重路由(FRR，Fast Re-Route)技术。IP FRR技术原理是：将网络设备上的一个接口(备份接口)作为另一个接口(主接口)的备份；在正常情况下，业务流通过主接口转发；当网络设备检测到主接口失效，或者主接口连接的邻居链路失效时，将主接口的业务流切换到备份接口上，由于备份接口的下一跳设备能够对切换过来的业务流进行重新路由，因此业务报文不会丢失；这样直到路由协议收敛并刷新转发信息表(FIB，Forwarding Information Base)后，业务流再根据新的转发信息表进行转发。IP FRR技术可以大大缩短由于链路或节点故障而导致的业务中断。

图1是现有的IP FRR技术的一个具体应用示意图。如图1所示，在正常情况下，网络设备B的转发信息表指示目的地为网络设备E的报文通过与网络设备D连接的接口1转发，同时，网络设备B的转发信息表中安装了一条备份路径：目的地为网络设备E的报文也可以通过与网络设备C连接的接口2转发，即接口2为接口1的备份接口。当网络设备探测到接口1和网络设备D之间的链路失效时，将目的地为网络设备E的报文通过接口2转发到下一跳网络设备C上，然后再由网络设备C将报文发送到网络设备E。

虽然，目前的IP FRR技术能够实现快速切换，但在一些具体的组网中，应用IP FRR技术，会使业务流产生环路。

图2是现有的IP FRR使业务流产生环路的一个场景示意图。如图2所示，A、B、C、D和E五台网络设备组成一个环形的组网，且在该组网上启动了IP FRR功能，具体为：对于设备B，其到达设备A有B-A和B-C-D-E-A两条链路，且B-A为主链路，B-C-D-E-A为备份链路，即对于目的地为设备A的业务流，接口B1为主接口，接口B2为备份接口；同样，对于设备C，C-B-A是到达设备A的主链路，C-D-E-A是到达设备A的备份链路，即对于目的地为设备A的业务流，接口C1为主接口，接口C2为备份接口；对于设备D，D-C-B-A是到达设备A的主链路，D-E-A是到达设备A的备份链路，即对于目的地为设备A的业务流，接口D1为主接口，接口D2为备份接口；对于设备E，E-D-C-B-A是到达设备A的主链路，E-A是到达设备A的备份链路，即对于目的地为设备A的业务流，接口E1为主接口，接口E2为备份接口。

在图2中，初始时从设备C到设备A的业务流通过链路C-B-A转发，如果此时设备B和设备A之间的链路发生了故障，则设备B检测到故障后为了将该业务流切换到备份链路C-D-E-A上，会通过接口B2转发业务流，这样从C到A的业务流首先通过C-B链路转发到B上后，B又将业务流返回给C；但是由于C不能快速感知B发生链路切换的变化，仍会通过主接口C 1转发该业务流，从而形成了路由环路；这种环路只有路由协议收敛并生成新拓扑后才会恢复正常，造成了业务流的长时间中断。

综上所述，现有IP FRR技术仍会因为出现路由环路，进而导致业务流的长时间中断。

发明内容

本发明提供一种改进的快速重路由方法，方法可以避免由于产生路由环路而造成的业务流的长时间中断。

本发明该提供了一种网络设备，该网络设备可以避免由于产生路由环路而造成的业务流的长时间中断。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种改进的快速重路由方法，网络设备上具有一业务流的主接口和备份接口，该方法包括：

所述网络设备接收所述业务流；

所述网络设备检测接收所述业务流的入接口是否与自身转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。

本发明还公开了一种网络设备，该网络设备具有一业务流的主接口和备份接口，该网络设备包括：业务流转发模块和快速重路由模块，其中，

所述快速重路由模块，用于在所述网络设备接收到所述业务流时检测所述网络设备接收所述业务流的入接口是否与所述网络设备转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则向业务流转发模块发送通知信息；

业务流转发模块，用于在接收到快速重路由模块的通知信息时，将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。

由上述技术方案可见，本发明这种网络设备在检测到所接收业务流的入接口与转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为该业务流的主接口时，即所述业务流在主接口上产生环路时，将所述业务流切换到备份接口上进行转发的技术方案，由于不需要像现有技术那样等待路由协议的收敛，而是直接根据业务流产生环路的条件触发主备切换，因此可以避免由于产生路由环路而造成的业务流的长时间中断，从而更好地保证了网络的服务质量。

附图说明

图1是现有的IP FRR技术的一个具体应用示意图；

图2是现有的IP FRR使业务流产生环路的一个场景示意图；

图3是本发明实施例一种改进的快速重路由方法的流程图；

图4本发明实施例一种网络设备的组成结构框图。

具体实施方式

图3是本发明实施例一种改进的快速重路由方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤301，网络设备上为一业务流配置了主接口和备份接口。

本步骤中，网络设备上的一业务流的主接口和备份接口可以是静态配置的；也可以是由动态路由协议(如OSPF，ISIS等)计算生成的，但前提是去掉动态路由协议中“如果配置备份路径会产生路由环路，则不为业务流配置备份路径”的约束条件，关于这一点在后续的描述中会进一步说明。当然网络设备可以支持多条业务流，不同的业务流可以有不同的主接口和备份接口，它们通过静态配置或者由动态路由协议计算生成，这里以其中的一条业务流为例对本发明的方案进行说明。

步骤302，所述网络设备接收所述业务流。

步骤302，所述网络设备检测接收所述业务流的入接口是否与自身转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。

本步骤中，网络设备检测接收所述业务流的入接口是否与自身转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则确定所述业务流在主接口上产生环路；即网络设备检测所述业务流的出接口和入接口是否是同一个接口，且该接口是为该业务流配置的主接口，是则确定所述业务流在主接口上产生环路，触发主备切换。

图3所示的方案，由于不需要像现有技术那样等待路由协议的收敛，而是直接根据业务流产生环路的条件触发主备切换，因此可以避免由于产生路由环路而造成的业务流的长时间中断，从而更好地保证了网络的服务质量。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面仍以图2为例，对本发明进一步详细说明。

参见图2，在该组网中，目的地为设备A的业务流(以下称为业务流X)具有主链路和备份链路，具体为：对于设备B，其到达设备A有B-A和B-C-D-E-A两条链路，且B-A为主链路(该主链路的目的地址是设备A的端口A2的IP地址)，B-C-D-E-A为备份链路(该备份链路的目的地址是设备A的端口A1的IP地址)，即对于业务流X，接口B1为主接口，接口B2为备份接口；同样，对于设备C，C-B-A是到达设备A的主链路，C-D-E-A是到达设备A的备份链路，即对于业务流X，接口C1为主接口，接口C2为备份接口；对于设备D，D-C-B-A是到达设备A的主链路，D-E-A是到达设备A的备份链路，即对于目的地为设备A的业务流，接口D1为主接口，接口D2为备份接口；对于设备E，E-D-C-B-A是到达设备A的主链路，E-A是到达设备A的备份链路，即对于目的地为设备A的业务流，接口E1为主接口，接口E2为备份接口。则本发明的实施例包括以下步骤：

1)从设备C到设备A的业务流X通过主链路C-B-A转发；

2)设备B和设备A之间的链路发生故障；

3)设备B检测到故障后，进行IP FRR切换，将业务流X切换到备份链路B-C-D-E-A上，即通过备份接口B2将业务流X转发到下一跳网络设备C；(这样从C到A的业务流X首先通过C-B链路转发到B上后，B又将业务流X返回给C)；

4)设备C从接口C1接收到业务流X后，发现自身转发信息表中该业务流X的出接口也为C1，即设备C检测到业务流X的出接口和入接口均为主接口C1，则将自身转发信息表中的业务流X的出接口从C1接口修改为C2接口，从而将业务流X切换到备份链路C-D-E-A上，即通过备份接口C2将业务流X转发到下一跳设备D上；

5)设备D从接口D1接收到业务流X后，发现自身转发信息表中该业务流X的出接口也为D1，即设备D检测到业务流X的出接口和入接口均为主接口D1，则设备D将自身转发信息表中的业务流X的出接口从D1接口修改为D2接口，从而将业务流X切换到备份链路D-E-A上，即通过备份接口D2将业务流X转发到下一跳设备E上；

6)同样，设备E检测到业务流X的出接口和入接口均为主接口E1，则将业务流X切换到备份链路E-A上，即通过备份接口E2将业务流X转发到设备A。

可见在，上述步骤4)、5)和6)中，在设备C、D和E上分别应用本发明图3所示的方案后，从C到A的业务流X就可以沿着备份路径C-D-E-A转发到设备A。

在上述实施例的步骤4)中，设备C也可以将业务流X中的报文封装成IP隧道报文后从备份链路C-D-E-A转发出去，即所述IP隧道需要满足以下要求：a)所述IP隧道的目的IP地址是设备A的端口A1的IP地址，即所述IP隧道的目的IP地址是所述备份链路C-D-E-A的目的IP地址；b)到所述IP隧道的目的IP的转发路径是业务流X的备份链路C-D-E-A，即到所述IP隧道的目的IP地址的转发路径与所述备份链路C-D-E-A的路径相同；c)所述IP隧道是UP可用的。这样只需要设备C支持本发明如图3所示的技术方案即可，而设备C下游的设备D和E可以不支持本发明如图3所示的方案。但是这种方式下需要配置一条覆盖备份路径C-D-E-A的IP隧道。

需要说明的是，现有的IP FRR技术有两种实现方式，一种是通过动态路由协议(如ODPF、ISIS等协议)来实现，一种是通过静态配置来实现。如果在图2所示的组网中采用动态路由协议来实现IP FRR，则由于会协议会计算出环路，而不会为业务流X配置备份路径，从而业务流X将得不到备份路径的保护；如果采用静态配置方式，则可以为业务流X配置如上述实施例中所述的备份路径，但会产生路由环路。而应用本发明图3所示的改进的快速重路由方法后，即可以在静态配置可产生环路的备份路径的情况下，避免环路的产生，也可以在采用动态路由协议的情况下，去掉协议中“如果配置备份路径会产生路由环路，则不为业务流配置备份路径”的约束条件，进而使业务流能够得到备份路径的保护，且能够避免环路的产生。

还需要进一步说明的是，本发明图3所示的技术方案不仅限于解决图2所示的组网中的路由环路问题，凡是在现有的IP FRR技术中由于动态路由协议由于环路而不能配置备份链路的情况，以及实际形成了路由环路的各种组网中均可应用的本发明的技术方案。

接下来给出本发明实施例一种网络设备的组成结构。

图4本发明实施例一种网络设备的组成结构框图。本实施例中，该网络设备具有一业务流的主接口和备份接口，该主接口和备份接口可以是静态配置的，也可以是由动态路由协议生成的，且该网络设备包括：业务流转发模块401和快速重路由模块402，其中：

快速重路由模块402，用于在所述网络设备接收到所述业务流时检测所述网络设备接收所述业务流的入接口是否与所述网络设备转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则向业务流转发模块发送通知信息；业务流转发模块401，用于在接收到快速重路由模块402的通知信息时，将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。

在图4中，业务流转发模块401，用于在接收到快速重路由模块402的通知信息时，将所述网络设备转发信息表中的所述业务流的出接口修改为所述备份接口，并根据所述转发信息表中的所述业务流的出接口转发所述业务流，以使所述业务流通过备份链路传输。

在图4中，业务流转发模块401，将所述业务流从备份接口进行转发之前，进一步用于将所述业务流中的业务报文封装成IP隧道报文；其中，所述IP隧道的目的IP地址是所述备份链路的目的IP地址，且到所述IP隧道的目的IP地址的转发路径与所述备份链路的路径相同。

综上所述，本发明这种网络设备通过主接口转发业务流，并在所述业务流在所述主接口上产生环路时，将所述业务流切换到备份接口上进行转发的技术方案，由于不需要像现有技术那样等待路由协议的收敛，而是直接根据业务流产生环路的条件触发主备切换，因此可以避免由于产生路由环路而造成的业务流的长时间中断，从而更好地保证了网络的服务质量。

以上所述，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做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种改进的IP快速重路由方法，其特征在于，网络设备上具有一业务流的主接口和备份接口，所述业务流的主接口和备份接口是静态配置或者是由动态路由协议计算生成的，且所述业务流的备份链路产生了路由环路；其中，在采用动态路由协议的情况下，去掉协议中“如果配置备份路径会产生路由环路，则不为业务流配置备份路径”的约束条件；该方法包括：

所述网络设备接收所述业务流；

所述网络设备检测接收所述业务流的入接口是否与自身转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备将业务流切换到所述备份接口上进行转发包括：所述网络设备将自身转发信息表中的所述业务流的出接口修改为所述备份接口，并根据所述转发信息表中的所述业务流的出接口转发所述业务流。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述网络设备将所述业务流从备份接口进行转发之前进一步包括：所述网络设备将所述业务流中的业务报文封装成IP隧道报文；

其中，所述IP隧道的目的IP地址是所述备份链路的目的IP地址，且到所述IP隧道的目的IP地址的转发路径与所述备份链路的路径相同。

4.一种网络设备，该网络设备具有一业务流的主接口和备份接口，其特征在于，所述业务流的主接口和备份接口是静态配置或者是由动态路由协议计算生成的，且所述业务流的备份链路产生了路由环路；其中，在采用动态路由协议的情况下，去掉协议中“如果配置备份路径会产生路由环路，则不为业务流配置备份路径”的约束条件，该网络设备包括：业务流转发模块和快速重路由模块，其中，

所述快速重路由模块，用于在所述网络设备接收到所述业务流时检测所述网络设备接收所述业务流的入接口是否与所述网络设备转发信息表中的所述业务流的出接口相同，且该入接口为所述主接口，是则向业务流转发模块发送通知信息；

业务流转发模块，用于在接收到快速重路由模块的通知信息时，将所述业务流切换到所述备份接口上进行转发，以使所述业务流通过备份链路传输。

5.如权利要求4所述的网络设备，其特征在于，

所述业务流转发模块，用于在接收到快速重路由模块的通知信息时，将所述网络设备转发信息表中的所述业务流的出接口修改为所述备份接口，并根据所述转发信息表中的所述业务流的出接口转发所述业务流，以使所述业务流通过备份链路传输。

6.如权利要求4或5所述的网络设备，其特征在于，

所述业务流转发模块，将所述业务流从备份接口进行转发之前，进一步用于将所述业务流中的业务报文封装成IP隧道报文；

其中，所述IP隧道的目的IP地址是所述备份链路的目的IP地址，且到所述IP隧道的目的IP地址的转发路径与所述备份链路的路径相同。