CN101373990A

CN101373990A - 一种链路备份方法及装置

Info

Publication number: CN101373990A
Application number: CNA2008102228661A
Authority: CN
Inventors: 洪军成
Original assignee: Beijing Star Net Ruijie Networks Co Ltd
Current assignee: Beijing Star Net Ruijie Networks Co Ltd
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2028-09-23
Also published as: CN101373990B

Abstract

本发明实施例公开了一种链路备份方法及装置，为了解决现有技术中一级链路备份模式安全性较差的问题，本发明实施例公开的方法包括：监测各链路的工作状态，根据第一链路为正常通信状态，将第二链路、第三链路置为备份等待状态，第三链路为第二链路的备份链路，所述第二链路为第一链路的备份链路；若第一链路故障断开，则释放第二链路的备份等待状态，启动第二链路建立连接；若第一链路故障断开时，第二链路也故障断开，则释放第三链路的备份等待状态，启动第三链路建立连接，由于将备份链路状态置为备份等待状态，使得可以实现多级链路备份，提高了链路备份的安全性。

Description

一种链路备份方法及装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种链路备份方法及装置。

背景技术

链路指两台网络中继设备之间传递信息的载体。在骨干网设备连接中，单一链路的连接很容易实现，但一个简单的故障就会造成网络的中断。因此在实际网络组建的过程中，为了保持网络的稳定性，在多台网络中继设备组成的网络环境中，如图1所示，通常都使用一些备份连接，即到同一个目的地存在多条通路。而根据链路特点的不同(比如传输速率等)，有的链路被作为主链路，有的被作为备份链路。并且到同一目的的多条链路在同一时刻只有一条链路(主链路)是连接的，即正常通信，此时备份链路作为主链路的备份被置为断开状态，只有当主链路因某种原因断开出现故障时，备份链路才建立连接代替主链路工作，完成数据传输。主链路恢复通信以后，备份链路再次作为主链路的备份，被置为断开状态。

上述这种链路备份模式在一定程度上解决了通信链路可达性的问题，前提是:主链路和备份链路必须有一条链路是可达的；这样才能保证该链路所属网络能正常通信。但从安全的角度考虑，这样的方式仍然不能达到更好的效果，如果备份链路在代替主链路工作一段时间后由于某种原因不能继续工作，并且主链路依旧处于断开状态，整个网络将重新在该节点瘫痪，可见现有技术中一级链路备份模式安全性较差。

发明内容

为了解决现有技术中只有主链路是连接时，一级链路备份模式安全性较差的问题，本发明实施例提供了一种链路备份方法，包括:

监测各链路的工作状态，根据第一链路为正常通信状态，将用于备份第一链路的第二链路置为备份等待状态，根据第二链路为备份等待状态，将用于备份第二链路的第三链路置为备份等待状态；

若第一链路故障断开，则释放第二链路的备份等待状态，启动第二链路建立连接；

若第一链路和第二链路故障断开，则释放第三链路的备份等待状态，启动第三链路建立连接。

同时本发明实施例还提供一种链路备份装置，包括:

备份处理模块:用于监测各链路的工作状态，根据第一链路为正常通信状态，将用于备份第一链路的第二链路置为备份等待状态，根据第二链路为备份等待状态，将用于备份第二链路的第三链路置为备份等待状态；

第一启动模块:用于若第一链路故障断开，则释放第二链路的备份等待状态，启动第二链路建立连接；

第二启动模块:用于若第一链路和第二链路故障断开，则释放第三链路的备份等待状态，启动第三链路建立连接。

由上述本发明实施例提供的具体实施方案可以看出，正是由于将备份链路状态置为备份等待状态，使得实现多级链路备份，提高了链路备份的安全性。

附图说明

图1为现有技术一级链路备份模式系统拓扑图；

图2为本发明实施例提供的两级链路备份模式系统拓扑图；

图3为本发明实施例提供的两级链路备份模式系统数据传输示意图；

图4为本发明实施例提供的主链路断开时，两级链路备份模式系统数据传输示意图；

图5为本发明实施例提供的ISDN链路状态转换图；

图6为本发明实施例提供的主链路、ISDN链路断开时，两级链路备份模式系统数据传输示意图；

图7为本发明实施例提供的PSTN链路状态转换图；

图8为本发明实施例提供的第一实施例方法流程图；

图9为本发明实施例提供的第二实施例装置结构图。

具体实施方式

本发明实施例为了解决背景技术中提到的只有主链路是连接时，一级链路备份模式安全性较差缺陷，提供一种多级链路备份方法。本实施例提供的一种网络拓扑模型如图2所示，根据网络拓扑图可知，从A设备到B设备传送数据，有三条通路可以选择(主链路、ISDN链路、PSTN链路)，为了使通信链路在出现故障的时候能够正常的切换到备份线路，或者使通信线路故障修复后能切换到正常模式下工作，方案提供的备份模式为:ISDN链路备份主链路，PSTN链路备份ISDN链路，这里的主链路是指对于ISDN链路的主链路，其也可以是其它链路的备份链路，本发明实施例不局限于只有2级备份，3级或更多级的备份同样可行。本发明实施例中的备份模式是只有主链路是连接，主链路的多级备份链路在主链路正常通信时不进行连接，备份链路即可以是ISDN链路和PSTN链路这样的拨号链路，也可以是非拨号链路，本发明实施例中仅是以ISDN链路和PSTN链路作为示例性的说明。

而在传统的实现中，如果仅仅只增加一条链路，并提供上述备份模式是不能达到多级备份的目的，可简要分析一下其状态切换过程:

当主链路正常通信时，ISDN链路置为断开状态(此时备份链路不是因故障而断开，而是因为其作为备份链路而被置为逻辑断开)，此时路由器发现ISDN链路未正常工作，会让ISDN的备份链路PSTN链路建立连接，一旦连接成功后，就变成了主链路和PSTN链路同时连接，所以根本无法完成只有主链路是逻辑连接的多级备份。

在本发明实施例提供的方案中通过增加备份等待状态信息辅助实现多级备份。

所提供的方案的具体实现原理如下:

路由器的备份处理模块周期性的检查所有链路的状态，然后判断该链路是否有备份链路，若无备份链路，则检查下一条链路。

若所检查的链路有备份链路，并且该链路处于正常通信状态或者该链路处于备份等待状态，则将其备份链路置为备份等待状态。此处的备份等待状态是表示备份链路的逻辑状态，即此时该链路作为主链路的备份被置为逻辑断开状态。备份等待状态时路由器不会检测处于备份等待状态的链路的物理链路是否可用。

若该备份链路的主链路因故障未正常通信(此时主链路是因故障而断开，物理链路为不可用，而不是因为其作为备份链路而被逻辑断开)，则释放该备份链路的备份等待状态，间隔一定时间后，启动该备份链路建立连接操作(如触发拨号)，在间隔时间中，备份链路状态变为down状态(此时该链路物理链路被置为断开状态，且逻辑链路被置为断开状态)。

根据该备份链路既非备份等待状态也非正常通信状态，则该备份链路的备份链路触发拨号、建立连接。

在执行上述操作的同时路由器查询每一条非备份等待状态的链路其物理链路是否可用，若否则将该链路置为DOWN状态，若是则将链路状态置为SPOOF UP状态(伪正常通信状态，即物理链路被置为断开状态，逻辑链路为正常通信状态，下面有对SPOOF UP状态的详细介绍)，并判断是否有有效数据需要传输，若无则不建立连接(这里建立连接指的是将物理链路连接并进行协议协商)；若有则建立物理链路并进行协议协商，连接建立成功后将其状态转换为UP状态(正常通信状态)，开始传送数据。而当经过设定的时间内无有效数据传输，将其连接断开，链路状态重置为SPOOF UP状态。

由于路由器是通过周期性的检查各条链路的状态信息的，所以一旦一备份链路的主链路恢复通信，该主链路的备份链路又被无条件的设置为备份等待状态。

在该方案中，增加了备份等待状态信息，解决了原有方案中不能实现多级备份的问题，同时由于备份链路在多数时间内都是处于闲置状态，从经济的角度考虑，一般选择拨号链路作为备份链路，因为拨号链路是根据线路接通的时间长短计费的，仅当有数据传输时，链路才触发拨号，建立连接。计费时间为连接建立成功到连接被断开的这段时间。这就是通常所说的“按需拨号”，即跨公用交换网(本发明实施例中的ISDN、PSTN网络即属于公用交换网)相连的路由器之间不预先建立连接，只有当网络中继设备之间有数据需要传送时才以拨号的方式建立连接，即启动拨号流程建立连接并传送数据，当链路再次空闲时，会自动断开已建立的连接。

触发链路拨号的前提条件为有“有效数据”需要传送，为了保证该链路未建立好连接的情况下有数据被传送到该链路上，这里采用了一种特殊的状态——SpoofUP状态；当拨号链路无数据传输或经过一段空闲等待时间后无数据传输，将该链路已建立的连接断开，链路状态被置为Spoof UP状态。置为该状态后，路由器IP业务层感知不到链路连接实际已断开，所以路由表中依然存在到该链路的路由，当有有效数据需要传输时可被正确的路由到该链路上，触发该链路拨号。因此采用SpoofUP状态，实现了“按需拨号”，无论是健壮性，还是经济成本都比传统方案要好得多。可以看出Spoof UP状态只是为了进一步实现“按需拨号”的一种优选方案，而为了实现多级链路备份，也可以不采用SpoofUP状态，而是直接采用传统方案的正常通信状态，使得无需当有有效数据需要传输时，才触发对应链路拨号，而是直接将有效数据进行传输。

结合上述的模型可知:当主链路正常通信时，ISDN链路和PSTN链路均设置为备份等待状态；当主链路出现故障时，ISDN链路不再处于备份等待状态，但ISDN链路存在备份链路，所以经过超时时间后，ISDN链路建立连接；而此时ISDN链路不能正常通信，也不处于备份等待状态，PSTN链路认为其主链路出现故障，则取消其备份等待状态，同时路由器周期性检查各链路是否可用，若PSTN链路正常，则会被路由器置为SPOOF UP状态；若有数据需要通信，则PSTN链路开始拨号建立连接。当ISDN链路状态UP以后，PSTN链路又会被置为备份等待状态。但若ISDN链路因故不能建立连接，PSTN链路即可代替主链路传输数据。

在该方案中所做的工作就是通过正确的设置、切换主链路和备份链路的状态，通过对链路状态的查询和控制，让路由器IP业务层感知哪一条链路可以正确将数据传输到对端路由器上。

下面将详细说明各条链路的切换过程以及数据是如何正确的通过成功连接的链路传送的。

正常情况，主链路可达，ISDN、PSTN链路均被设置为备份等待状态，此时，在路由器的路由表中的只有到主链路的路由，也就是说，A设备的数据经过路由器1、主链路和路由器2即能到达B设备(如图3所示)。

当主链路因故断开后，ISDN链路和PSTN链路相继建立连接，当ISDN链路成功建立连接后(即通过拨号建立连接)，不管PSTN链路此时处于什么状态，均将其设置为备份等待状态。此时，路由器的路由表中主链路的路由消失，生成了一条新的路由，该条路由指向ISDN备份线路；即A设备的数据经过ISDN链路到达B设备(如图4所示)。

当ISDN链路成功建路连接后，若在一定空闲等待时间内，A到B无报文传输，ISDN链路将主动断开已建立的链路，需要说明的是:这里ISDN主动断开链路并不是表示ISDN链路的物理链路不可用，而是因为ISDN链路的计费策略是根据ISDN链路已连接的时间来计算的，如果无数据传输，依然让ISDN链路保持已连接状态，会造成经济上的浪费。因此，将其状态切换为SpoofUP状态，等待有新的数据到来，再次拨号触发链路建立连接。ISDN链路的具体状态转换图可参看图5。

若ISDN链路断开，且主链路依然不能工作，此时PSTN链路置为SpoofUP状态，路由器的路由表中的路由指向PSTN链路，有有效数据传输时，触发PSTN链路建立连接(即启动拨号建立连接)，连接成功后，PSTN链路切换为UP状态，代替ISDN链路传送数据(如图6所示)。若此时ISDN链路恢复正常，则PSTN链路重新设置为备份等待状态。PSTN的链路状态转换图可参看图7。

在上述所有的状态下，若主链路恢复连接，则经过一定的延迟时间后，所有备份链路重新置为备份等待状态。主链路路由恢复，A设备到B设备的数据仍由主链路完成传输。

上述过程需要说明的是，当主链路断开，ISDN链路建立连接的过程和ISDN链路断开，PSTN链路(PSTN链路没有备份链路的情况)建立连接的过程略有不同。当主链路断开后，将ISDN链路状态置为SpoofUP，并进行拨号连接，连接建立后ISDN链路变为UP状态(正常通信状态)，若在一定时间内无数据传输，则断开逻辑连接，若恢复数据传输则重新进行拨号。这样的目的是可以获知ISDN链路处于正常通信状态，使得PSTN链路可被置为备份等待状态。当ISDN链路断开后，将PSTN链路状态置为SpoofUP，只有当有数据传输时，PSTN链路才进行建立拨号。这样可以节省PSTN链路连接产生的费用。

本发明提供的第一实施例是一种链路备份方法，该方法应用于图2的系统中，方法流程如图8所示，包括:

步骤102:路由器的备份处理模块监测主链路，ISDN链路，PSTN链路的状态，主链路为正常通信状态，将ISDN链路，PSTN链路置为备份等待状态。

主链路正常通信，且具有备份的ISDN链路，将ISDN链路置为备份等待状态。ISDN链路为备份等待状态，且具有备份的PSTN链路，将PSTN链路置为备份等待状态。主链路正常通信情况下，主链路完成A设备到B设备的数据通信。

步骤104:若主链路因故障断开，释放ISDN链路的备份等待状态(此时ISDN链路既非备份等待也非正常通信状态)变为DOWN状态，

步骤106:根据ISDN链路为DOWN状态，将PSTN链路状态置为SpoofUP，若此时有数据需要传输，则启动PSTN链路进行拨号，拨号成功PSTN链路状态置为UP。

步骤108:在ISDN被置为Down状态经过T1时间后，将ISDN链路状态置为SpoofUP，并进行拨号连接，连接建立后ISDN链路变为UP状态(正常通信状态)。

若ISDN链路在连接完毕T2时间内无数据传送，则将ISDN链路断开(状态置为SpoofUP)，等待有数据到来时再进行拨号连接。

值得说明的是，步骤106和108可以是两个并行的步骤，没有明确的时间顺序关系。

由于ISDN链路的备份等待状态，间隔一定时间后，才启动ISDN链路建立连接操作，在这段间隔的时间中，ISDN链路状态变为down状态，以此将PSTN链路置为SpoofUP，进而有数据传输时PSTN链路进行拨号，实现了ISDN链路和PSTN链路竞争拨号。正是因为步骤106和108的竞争拨号步骤，所以当ISDN链路拨号失败时可以立即通过PSTN进行数据传输，防止了数据传输的延误。

步骤110:根据ISDN链路变为UP状态，将PSTN链路状态置为备份等待状态。

步骤112:若主链路断开且ISDN链路也因故障断开，释放PSTN链路的备份等待状态，将PSTN链路置为SpoofUP状态。

若此时有数据需要传输，则启动PSTN链路进行拨号，拨号成功PSTN链路状态置为UP，之后PSTN链路在T2时间内无数据传送，则将其断开(状态置为SpoofUP)，等待有数据到来时再连接。这样实现由PSTN链路完成A设备到B设备的数据传输。

步骤114:如果ISDN链路恢复，且主链路依然断开，则由ISDN链路完成A设备到B设备的数据通信。

步骤116:主链路断开后恢复，仍由主链路完成A设备到B设备的数据通信。

本发明提供的第二实施例是一种链路备份装置，其结构如图9所示，包括:

备份处理模块202:用于监测各链路的工作状态，根据第一链路为正常通信状态，将用于备份第一链路的第二链路置为备份等待状态，根据第二链路为备份等待状态，将用于备份第二链路的第三链路置为备份等待状态；

第一启动模块204:用于若第一链路故障断开，则释放第二链路的备份等待状态，启动第二链路建立连接；

第二启动模块206:用于若第一链路故障断开时，第二链路也故障断开，则释放第三链路的备份等待状态，启动第三链路建立连接。

进一步，还包括:

通信模块208:用于若第一链路故障断开，第二链路由故障断开恢复为正常通信状态，则由第二链路实现数据通信，第三链路置为备份等待状态。

进一步，第一启动模块204:还用于在释放第二链路的备份等待状态第一预定时间后，启动第二链路建立连接。

进一步，第一启动模块204:还用于第二链路建立连接后，当第二预定时间内没有数据传输，则主动断开第二链路，之后当有数据需要被传输时，重新启动第二链路建立连接。

进一步，第二启动模块206:还用于若第三链路没有备份链路，在释放第三链路的备份等待状态后，当有数据需要被传输时，启动第三链路建立连接。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种链路备份方法，其特征在于，包括:

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:若第一链路故障断开，第二链路由故障断开恢复为正常通信状态，则由第二链路实现数据通信，第三链路置为备份等待状态。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述释放第二链路的备份等待状态，启动第二链路建立连接具体为:

在释放第二链路的备份等待状态第一预定时间后，启动第二链路建立连接。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述第二链路为拨号链路，所述启动第二链路建立连接之后进一步包括:当第二预定时间内没有数据传输，则主动断开第二链路，之后当有数据需要被传输时，重新启动第二链路建立连接。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若第三链路没有备份链路，所述释放第三链路的备份等待状态，启动第三链路建立连接具体为:

在释放第三链路的备份等待状态后，当有数据需要被传输时，启动第三链路建立连接。

6.一种链路备份装置，其特征在于，包括:

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括:

通信模块:用于若第一链路故障断开，第二链路由故障断开恢复为正常通信状态，则由第二链路实现数据通信，第三链路置为备份等待状态。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

第一启动模块:还用于在释放第二链路的备份等待状态第一预定时间后，启动第二链路建立连接。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

第一启动模块:还用于第二链路建立连接后，当第二预定时间内没有数据传输，则主动断开第二链路，之后当有数据需要被传输时，重新启动第二链路建立连接。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

第二启动模块:还用于若第三链路没有备份链路，在释放第三链路的备份等待状态后，当有数据需要被传输时，启动第三链路建立连接。