CN101447900A - 一种建立双向转发检测的方法、系统及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种建立双向转发检测的方法，包括接收标签交换路径LSPPing报文，所述LSP Ping报文携带所述LSP在网络中的唯一标识和BFD区分符Discriminator；根据所述LSP在网络中的唯一标识查找到所述LSP的本地标识，将BFD会话与LSP本地标识绑定，发送BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。本发明的实施例中，源端在发送的LSP Ping报文中携带LSP在网络中的唯一标识，宿端将BFD会话与LSP本地标识绑定，从而在检测到LSP出现故障可以迅速触发LSP保护倒换，实现业务的快速收敛，满足用户的实时性业务需求。

Description

一种建立双向转发检测的方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种建立双向转发检测的方法、系统及设备。
背景技术
随着通信技术的发展，如何对相邻系统之间通信故障进行快速检测，在出现故障时更快的建立起替代通道或倒换到其他链路，成为一个亟待解决的重要问题。BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)作为一种快速检测机制，应运而生。BFD是从基础传输技术中经过逐步发展而来的，因此它可以检测网络各层的故障。它可以用于检测以太网、MPLS(Multiprotocol Label Switch，多协议标签交换)路径、普通路由封装以及IPSec隧道在内的多种类型的传输正确性。BFD是IETF开发的能够快速检测与邻居节点之间的连通性状态，能够在系统之间的任何类型通道上进行故障检测，这些通道包括直接的物理链路、虚电路、隧道、一对网元之间的MPLS LSP(Label Switch Path，标签交换路径)、多跳路由通道以及非直接的通道。
BFD类似于“Hello”协议，可以在更短时间内检测出两个节点间的故障，当一个BFD会话建立之后，BFD会话的双方节点周期性地在使能了BFD的链路上向对方节点发送BFD报文，同时也在该链路上周期性检测对方节点报文到达的情况，如果在一定时间间隔内，某一方没有收到来自对端的BFD报文，则认为该链路出现故障。
LSP是MPLS节点之间的路径，一条LSP可以看作是一条贯穿MPLS网络的单向隧道。当检测到链路出现故障后对LSP的保护可以采取两种机制，一种为PS(Protection Switching，保护倒换)，另一种为Rerouting(重路由)。PS为静态保护方式，预先建立备LSP，并为其分配足够的带宽，以便当主LSP失效时切换使用，尽量减小由于LSP失效而引起的丢包时延等问题。PS中的1+1双发选收模式是一种比较重要的保护方式，在1+1双发选收模式下，每条主LSP都有自己的备LSP，正常情况下，源端设备向这两条LSP发送相同的流量，但宿端设备只接收主LSP传送的流量，当检测发现主LSP故障时，宿端设备停止从主LSP接收数据包，转而从备LSP接收。
保护倒换的实时性需要有快速的检测机制保证，检测机制可以是BFD检测。BFD检测通过LSP Ping报文来交换BFD Discriminator(BFD区分符)，来实现BFD会话的自动建立。LSP Ping报文中携带的BFD Discriminator的TLV(Type Length Value，类型长度值)格式如图1所示，包括Type(类型)、Length(长度)和BFD Discriminator。LSP Ping和IP的Ping类似，在MPLS网络中，通过发送MPLS Echo request报文，通过LSP的数据转发，到达MPLS域的出口后，在出口返回一个叫做MPLS echo reply的BFD协商报文，携带上本端的BFD区分符信息，这样就建立起了BFD会话，就可以知道此条LSP是否可以正确的用于数据转发。
由于宿端设备的BFD会话有可能是基于IP链路建立的，与被检测的LSP不存在关联，当宿端设备感知到该LSP故障时，无法指导转发层面做流量切换，只能由源端设备感知到该LSP故障后通知上层应用协议，上层应用协议通过信令协议之间的通信，触发宿端设备进行LSP保护倒换，时延比较长，远远达不到电信级的50ms的要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种建立BFD检测的方法、系统及设备，解决现有技术中宿端设备感知到LSP故障后无法直接做流量切换，LSP保护倒换时延比较长的问题。
本发明实施例提供了一种建立BFD检测的方法，包括：
接收标签交换路径LSP Ping报文，所述LSP Ping报文携带所述LSP在网络中的唯一标识和BFD区分符Discriminator；
根据所述LSP在网络中的唯一标识查找到所述LSP的本地标识，将BFD会话与LSP本地标识绑定，发送BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。
本发明实施例还提供了一种PE设备，包括接收单元、解析单元、关联单元和BFD单元，
所述接收单元，用于接收LSP Ping报文，所述LSP Ping报文携带LSP在网络中的唯一标识；
所述解析单元，用于解析所述LSP Ping报文，根据所述LSP Ping报文携带的所述LSP在网络中的唯一标识查找到所述LSP的本地标识；
所述关联单元，用于将BFD会话与所述本地标识绑定；
所述BFD单元，用于返回BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。
本发明实施例还提供了一种建立BFD检测的系统，包括第一PE设备和第二PE设备，
所述第一PE设备用于向所述第二PE设备发送LSP Ping报文，所述LSPPing报文携带主LSP在网络中的唯一标识；
所述第二PE设备用于解析所述LSP Ping报文，根据所述LSP Ping报文携带的所述LSP在网络中的唯一标识查询所述LSP的本地标识，将BFD会话与所述LSP本地标识绑定，向所述第一PE设备返回BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：本发明的实施例中，源端在发送的LSP Ping报文中携带LSP在网络中的唯一标识，宿端将BFD会话与LSP本地标识绑定，从而在检测到LSP出现故障可以迅速触发LSP保护倒换，实现业务的快速收敛，满足用户的实时性业务需求。
附图说明
图1为现有技术LSP Ping中BFD区分符的TLV格式示意图；
图2为本发明实施例MPLS网络典型组网示意图；
图3为本发明BFD检测方法实施例一的流程图；
图4为本发明PE设备实施例的结构图。
具体实施方式
如图2所示，为本发明实施例MPLS网络典型组网示意图。在MPLS网络中，PE(Provider Edge，骨干网络边缘)路由器是主要设备，负责对用户进行管理，建立各PE间的LSP连接；CE(Customer Edge，用户边缘)分布用户网络路由，CE可以是路由器，也可以是交换机或主机。流量同时从源端设备(PE1)的主LSP和备LSP进入，正常情况下，宿端设备(PE2)接收主LSP上的流量。
本发明实施例提出了源端设备和宿端设备只是为了便于理解，然而在实际中一个PE设备既可能是源端设备，也可能是宿端设备。因此一个PE设备会既有源端PE设备的功能也会有宿端设备的功能。例如在图2中，CE1流量接入，则PE1就可认为是源端设备，PE2就是宿端设备；同样CE2流量接入，则PE2就可认为是源端设备，PE1就是宿端设备。
如图3所示，为本发明BFD检测方法实施例一的流程图，以下以图2所示的组网图进行描述，并且以PE1为源端设备，以PE2为宿端设备为例，该实施例包括：
301，源端设备PE1发送携带LSP在网络中的唯一标识的LSP Ping报文。
例如PE1在主LSP上创建BFD会话并向宿端设备PE2发送LSP Ping(MPLS Echo request)报文，该LSP Ping报文携带BFD Discriminator和该LSP在网络中的唯一标识。
本实施例扩展LSP Ping报文，通过LSP Ping报文BFD TLV域携带LSP五元组(SrcAddr、DestAddr、TunnelID、LSPID、ExtendedID)作为主LSP在网络中的唯一标识，扩展后的BFD TLV如下表所示：
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
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           Type＝15            |          Length＝20           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                      BFD Discriminator                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                      SrcAddr                                  |
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+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                      DestAddr                                 |
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+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|        TunnelID         |          LSPID                      |
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+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                      ExtendedID                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
LSP五元组中各参数含义如下：SrcAddr：源地址，在源端设备上配置的地址；DestAddr：目的地址，在宿端路由器上配置的地址；TunnelID：隧道标识；LSP ID：LSP标识；Extended ID：扩展隧道标识。五元组可以唯一标识网络中一条LSP：在网络中通过源地址，目的地址，隧道标识可以找到该隧道。通过LSP标识可以找该隧道中的LSP。
302，PE2解析BFD TLV，将BFD会话与LSP本地标识绑定。
例如PE2收到LSP Ping报文后解析BFD TLV，根据LSP Ping报文携带的LSP五元组向自身LSP模块查询自身分配的唯一表示主LSP的本地标识，将BFD会话与主LSP本地标识绑定，即保存BFD会话与主LSP本地标识的关联表项并下发至自身转发层面。
303，PE2向PE1返回BFD协商报文，建立对LSP的BFD检测。
例如PE2返回BFD协商报文(MPLS echo reply)给PE1，携带上本端的BFD区分符信息，从而完成主LSP上BFD的自动创建，可以进行主LSP上的双向快速检测。
304，通过BFD检测到主LSP出现故障，触发LSP保护倒换。
例如当通过BFD检测到主LSP出现故障，由于PE2的转发层面已经保存有BFD会话与主LSP本地标识的关联表项，可以查找到是哪条LSP出现故障，迅速触发LSP隧道保护组的切换，将流量切换到备LSP，从而实现对LSP的检测和保护。
本发明BFD检测方法实施例二与实施例一不同之处是提供了另一种携带LSP在网络中的唯一标识的方法：将LSP入标签在PE1的转发层面与LSP Ping报文一起封装在buffer(缓存)中，由于1+1双发选收模式中不允许配置倒数第二跳弹出，所以宿端设备PE2收到的报文中存在LSP入标签，PE2可以从buffer中解析出此LSP入标签并根据此LSP入标签去查询被检测LSP本地标识(即在PE2的反向标识)；建立BFD会话和被检测LSP本地标识的关联表项。其他与实施例一类似之处不再赘述。
如图4所示，为本发明PE设备实施例的结构图，该PE设备4可以包括：
接收单元41，用于接收LSP Ping报文，该LSP Ping报文携带主LSP在网络中的唯一标识，该唯一标识可以是BFD TLV域携带的LSP五元组(SrcAddr、DestAddr、TunnelID、LSPID、ExtendedID)，或者是LSP入标签。
LSP五元组中各参数含义如下：SrcAddr：源地址，在源端设备上配置的地址；DestAddr：目的地址，在宿端路由器上配置的地址；TunnelID：隧道标识；LSP ID：LSP标识；Extended ID：扩展隧道标识。五元组可以唯一标识网络中一条LSP：在网络中通过源地址，目的地址，隧道标识可以找到该隧道。通过LSP标识可以找该隧道中的LSP。
解析单元42，用于解析LSP Ping报文，根据该LSP Ping报文携带主LSP在网络中的唯一标识，例如LSP入标签或者BFD TLV域携带的LSP五元组信息向自身LSP模块查询自身分配的唯一表示主LSP的本地标识。
关联单元43，用于将BFD会话与主LSP本地标识绑定，即保存BFD会话与主LSP本地标识的关联表项并下发至自身转发层面。
BFD单元44，用于返回BFD协商报文，建立对LSP的BFD检测。
进一步地，该PE设备还可以包括倒换单元，用于当通过BFD检测到主LSP出现故障，将流量切换到所述备份LSP上，触发LSP保护倒换。
本发明实施例还提供了一种BFD检测系统，包括第一PE设备和第二PE设备，该第二PE设备可以是上述本发明实施例提到的PE设备。其中，第一PE设备向第二PE设备发送LSP Ping报文，该LSP Ping报文携带主LSP在网络中的唯一标识，该唯一标识可以是LSP入标签，或者是BFD TLV域携带的LSP五元组(SrcAddr、DestAddr、TunnelID、LSPID、ExtendedID)；第二PE设备解析LSP Ping报文，根据该LSP Ping报文携带主LSP在网络中的唯一标识，例如LSP入标签或者BFD TLV域携带的LSP五元组信息向自身LSP模块查询自身分配的唯一表示主LSP的本地标识，将BFD会话与主LSP本地标识绑定，即保存BFD会话与主LSP本地标识的关联表项并下发至自身转发层面，返回BFD协商报文，建立对LSP的BFD检测。
进一步地，当通过BFD检测到通过BFD检测到主LSP出现故障，第二PE设备将流量切换到所述备份LSP上，触发LSP保护倒换。
实施本发明上述实施例，源端在发送的MPLS Ping报文中携带LSP在网络中的唯一标识，宿端将BFD会话与LSP本地标识绑定，从而在检测到LSP出现故障可以迅速触发LSP保护倒换，实现业务的快速收敛，满足用户的实时性业务需求。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种建立双向转发检测BFD的方法，其特征在于，包括：
接收标签交换路径LSP Ping报文，所述LSP Ping报文携带所述LSP在网络中的唯一标识和BFD区分符Discriminator；
根据所述LSP在网络中的唯一标识查找到所述LSP的本地标识，将BFD会话与LSP本地标识绑定，发送BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。
2、如权利要求1所述建立BFD检测的方法，其特征在于，所述LSP Ping报文携带所述LSP在网络中的唯一标识具体包括：
扩展所述LSP Ping报文，通过所述LSP Ping报文的类型长度值TLV域携带包括源地址、目的地址、隧道标识、LSP标识和扩展隧道标识的LSP五元组。
3、如权利要求1所述建立BFD检测的方法，其特征在于，所述LSP在网络中的唯一标识具体为LSP入标签。
4、如权利要求1-3中任意一项所述建立BFD检测的方法，其特征在于，在所述建立对LSP隧道的BFD检测之后，还包括：
当通过BFD检测到所述LSP出现故障，将流量切换到所述备份LSP上。
5、如权利要求1-3中任意一项所述建立BFD检测的方法，其特征在于，所述将BFD会话与LSP本地标识绑定具体包括：
保存BFD会话与所述LSP本地标识的关联表项并下发至转发层面。
6、一种骨干网络边缘PE设备，其特征在于，包括接收单元、解析单元、关联单元和BFD单元，
所述接收单元，用于接收LSP Ping报文，所述LSP Ping报文携带LSP在网络中的唯一标识；
所述解析单元，用于解析所述LSP Ping报文，根据所述LSP Ping报文携带的所述LSP在网络中的唯一标识查找到所述LSP的本地标识；
所述关联单元，用于将BFD会话与所述本地标识绑定；
所述BFD单元，用于返回BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。
7、如权利要求6所述PE设备，其特征在于，所述LSP在网络中的唯一标识为LSP入标签或者BFD TLV域携带的LSP五元组。
8、如权利要求6或7所述PE设备，其特征在于，还包括倒换单元，用于当通过BFD检测到所述LSP出现故障，将流量切换到所述备份LSP上。
9、一种建立双向转发检测的系统，其特征在于，包括第一PE设备和第二PE设备，
所述第一PE设备用于向所述第二PE设备发送LSP Ping报文，所述LSPPing报文携带主LSP在网络中的唯一标识；
所述第二PE设备用于解析所述LSP Ping报文，根据所述LSP Ping报文携带的所述LSP在网络中的唯一标识查询所述LSP的本地标识，将BFD会话与所述LSP本地标识绑定，向所述第一PE设备返回BFD协商报文，建立对所述LSP的BFD检测。
10、如权利要求9所述系统，其特征在于，所述LSP在网络中的唯一标识为LSP入标签或者是BFD TLV域携带的LSP五元组。
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