CN101459547A - 标签转发路径故障的检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种标签转发路径故障的检测方法及系统，属于网络可靠性保障领域。所述方法包括：入节点向出节点发送回声报文，并对回声报文封装路径标签；出节点检查在第一预置时间内是否接收到回声报文，如果没有接收到，则出节点上报标签转发路径故障消息；否则出节点向入节点环回回声报文；入节点检查在第二预置时间内是否接收到回声报文，如果没有接收到，则入节点上报标签转发路径故障消息。所述系统包括：本端和对端。本发明通过对回声报文相关内容与标签转发路径处理机制的定义，实现了MPLS LSPs应用场景下的回声报文检测功能，从而增加了BFD部署的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及网络可靠性保障领域，特别涉及一种标签转发路径故障的检测方法及系统。
背景技术
BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)是一种基于Hello机制的链路检测协议，IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)发布的BFD协议标准的主要内容是：两节点之间通过发送Hello(握手)报文，实现对中间链路进行检测。两节点之间的中间链路可以有多种形式，例如：直连链路、多跳链路、MPLS LSPs(Multi-Protocol LabelSwitching-Label Switching Paths，多协议标签转发路径)等。BFD协议基础草案定义了一种Echo(回声)功能作为该协议的可选功能，单跳BFD草案定义了回声功能在IPv4、IPv6协议直连链路的实现机制，而BFD-LSP草案定义了BFD检测MPLS LSPs的应用，却未定义相应Echo功能的实现机制。
在IPv4直连链路的BFD应用中，现有的Echo功能实现机制如图1所示：当路由器A与路由器B的接口IP地址分别为IP_A和IP_B时，两端协商BFD会话成功并使能Echo功能后，路由器A(路由器A为主动方)发送Echo报文至路由器B，Echo报文内容包括源IP地址(IP_S)、目的IP地址(IP_D)和UDP(User Datagram Protocol，用户数据报文协议)目的端口号3785；路由器B接收到Echo报文后，查询本地FIB(Forwarding Information Base，转发信息表)表项后，直接将Echo报文环回给路由器A；路由器A接收到路由器B环回的Echo报文后，确认路由器A与路由器B之间的中间链路正常。上述Echo实现机制的特点为：路由器A发送的Echo报文目的IP地址IP_D必须满足能够使路由器B环回该Echo报文。通常情况下，为了路由器B能够环回Echo报文，可以设置IP_D＝IP_S＝IP_A。同理，路由器B也可以作为主动方进行Echo功能检测，与路由器A作为主动方进行Echo功能检测互不影响。当然，BFD协议基础草案还定义了单方向Echo功能检测的实现机制，主要内容为：路由器A只作为主动方发送Echo报文，路由器B只作为被动方接收并环回Echo报文，路由器B在环回Echo报文的同时还需要解析该报文，以确认路由器A与路由器B之间的中间链路是否正常。
但是，现有技术中提供的Echo功能实现机制仅适用于单跳IPv4、IPv6场景中的BFD应用，而对于BFD-LSP草案所定义的MPLS LSPs场景中的BFD应用不适用。
发明内容
为了实现MPLS LSPs场景中的BFD Echo检测功能，本发明实施例提供了一种标签转发路径故障的检测方法，所述方法包括：
入节点向出节点发送回声报文，并对所述回声报文封装路径标签；
所述出节点检查在第一预置时间内是否接收到所述回声报文，如果没有接收到，则所述出节点上报标签转发路径故障消息；否则所述出节点向所述入节点环回所述回声报文；
所述入节点检查在第二预置时间内是否接收到所述回声报文，如果没有接收到，则所述入节点上报标签转发路径故障消息。
本发明实施例还提供了一种标签转发路径故障的检测系统，所述系统包括本端和对端；所述本端包括本端发送模块、封装模块和本端接收模块；所述对端包括对端环回模块和对端接收模块；
所述本端发送模块，用于向所述封装模块发送回声报文；
所述封装模块，用于接收所述本端发送模块发送的回声报文，并对所述回声报文封装路径标签，发送至所述对端接收模块；
所述对端接收模块，用于接收并解析所述封装模块发送的回声报文，将解析得到的目的IP地址和所述回声报文发送给所述对端环回模块；
所述对端环回模块，用于接收所述对端接收模块发送的回声报文及解析得到的目的IP地址，并从预先存储的转发信息表中查询出与所述目的IP地址对应的转发路径，环回所述回声报文；
所述本端接收模块，用于接收所述对端环回模块环回的回声报文。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：通过对回声报文相关内容与标签转发路径处理机制的定义，实现了MPLS LSPs应用场景下的回声报文检测功能，从而增加了BFD部署的灵活性。
附图说明
图1是现有技术中在IPv4直连链路应用场景中BFD Echo检测功能实现机制示意图；
图2是本发明实施例提供的MPLS LSPs应用场景中BFD Echo检测功能实现机制示意图；
图3是本发明实施例提供的标签转发路径故障的检测方法流程图；
图4是本发明实施例提供的标签转发路由器B和C之间的链路出现故障时，BFD Echo检测功能实现机制示意图；
图5是本发明实施例提供的标签转发路由器B出现故障时，BFD Echo检测功能实现机制示意图；
图6是本发明实施例提供的BFD Echo报文环回路径与LSP路径不同时，BFD Echo检测功能实现机制示意图；
图7是本发明实施例提供的标签转发路由器A和C之间建立两条LSP时，BFD Echo检测功能实现机制示意图；
图8是本发明实施例提供的标签转发路径故障的检测系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在MPLS LSPs应用场景中，由于LSP通常是多跳的(跨越多台标签转发路由器)，所以要求此应用场景下的BFD Echo报文必须能够沿着LSP进行转发，而且由于LSP是单向的，所以BFD Echo报文也必须支持单向检测；另外，为了确保BFD Echo报文在LSP的出节点能够环回至LSP的入节点，进而实现LSP故障检测，这就要求BFD Echo报文不能与BFD协议报文具有相同的IP TTL(Time-to-Live，生存时间)及目的IP地址。
基于上述对BFD Echo报文的要求，本发明实施例对MPLS LSPs应用场景中的BFD Echo功能机制进行如下定义：LSP入节点作为BFD Echo功能的主动方，LSP出节点作为BFD Echo功能的被动方，LSP出节点支持对BFD Echo报文的解析以确认LSP状态正常；BFD Echo报文的IP TLL设置为不同于BFD协议报文的IP TTL，例如254；BFD Echo报文的目的IP地址设置为使LSP出节点能够环回BFD Echo报文的可达路由地址。
参见图2和图3，本发明实施例提供了一种标签转发路径故障的检测方法，具体包括以下步骤：
步骤101：标签转发路由器A和标签转发路由器C建立BFD会话且参数协商一致；
本实施例中，标签转发路由器A、B和C之间建立了一条LSP(以<MPLS LSP，FEC>表示，FEC(Forwarding Equivalence Class)为转发等价类)；标签转发路由器A作为LSP入节点，标签转发路由器C作为LSP出节点；标签转发路由器A和标签转发路由器C协商BFD会话成功且使能Echo功能；
步骤102：标签转发路由器A向标签转发路由器B发送BFD Echo报文，并对BFD Echo报文封装MPLS标签；
BFD Echo报文内容包括源IP地址、目的IP地址和UDP目的端口号，根据BFD协议的规定，BFD Echo报文中的UDP目的端口号是3785，此外还可以根据实际需要设置UDP源端口号(通常也可以设置为3785)；根据MPLS协议簇，BFD Echo报文封装的MPLS标签可以有多层标签，也可以有单层标签；
步骤103：标签转发路由器B接收到BFD Echo报文后，根据BFD Echo报文的MPLS标签查询本地LIB(Label Information Base，标签信息表)表项，根据LIB表项中MPLS标签对应的转发路径，将BFD Echo报文转发给标签转发路由器C；
LIB表项中记录了MPLS标签及转发路径的对应关系；本实施例中，由于标签转发路由器A、B和C之间已经建立了一条LSP，所以根据MPLS协议簇，标签转发路由器B将接收到的BFD Echo报文转发给标签转发路由器C；
步骤104：标签转发路由器C检查在第一预置时间内是否接收到BFD Echo报文，如果是，则执行步骤105，否则执行步骤106；
第一预置时间是标签转发路由器A和标签转发路由器C协商BFD会话成功后设置的时间，其具体实现手段有很多种，例如：标签转发路由器C可以在其内部设置一个定时器来设置第一预置时间，本发明实施例不限定具体的实现手段；
步骤105：标签转发路由器C复位第一预置时间，从BFD Echo报文中解析出MPLS标签，并根据MPLS标签查询LIB表项，由于标签转发路由器C为LSP的出节点，故将进一步解析出目的IP地址，根据目的IP地址查询本地FIB(Forwarding Information Base，转发信息表)表项，根据FIB表项中目的IP地址对应的转发路径，将BFD Echo报文环回给标签转发路由器A，执行步骤107；
实际应用中，为了确保标签转发路由器C能够将BFD Echo报文环回给标签转发路由器A，通常设置FIB表项中与目的IP地址对应的转发路径为标签转发路由器A的标识，即LSP入节点的标识，一般用IP地址表示，例如IPv4地址或IPv6地址等；
步骤106：标签转发路由器C上报LSP状态故障消息，向标签转发路由器A发送LSP状态故障的BFD协议报文，并结束；
在实际应用中，BFD会话可以动态创建，也可以静态设定；标签转发路由器C完成故障上报后可以被管理模块删除，也可以返回初始状态等待与对端重新建立BFD会话；本发明实施例不限定具体的实现手段；
步骤107：标签转发路由器A检查在第二预置时间内是否接收到BFD Echo报文，如果是，则执行步骤108，否则执行步骤109；
第二预置时间是标签转发路由器A和标签转发路由器C协商BFD会话成功后设置的时间，其具体实现手段有很多种，例如：标签转发路由器A可以在其内部设置一个定时器来设置第二预置时间，本发明实施例不限定具体的实现手段；
步骤108：标签转发路由器A复位第二预置时间；
步骤109：标签转发路由器A上报LSP状态故障消息。
本实施例通过对BFD Echo报文相关内容与标签转发路由器处理机制的定义，实现了MPLS LSPs应用场景下的BFD Echo报文检测功能，从而增加了BFD部署的灵活性。
为了更加清楚地描述本发明实施例所提供的技术方案，下面结合具体的实例来进行说明：
例1：标签转发路由器A、B和C之间建立了一条LSP(以<MPLS LSP，FEC>表示)，假设标签转发路由器B和标签转发路由器C之间的链路发生故障，如图4所示，因此标签转发路由器B向标签转发路由器C转发的BFD Echo报文不能到达标签转发路由器C，于是标签转发路由器C在第一预置时间超时后，将上报BFD检测Down的消息；由于BFD Echo报文不能被环回至标签转发路由器A，标签转发路由器A在第二预置时间超时后，也要上报BFD检测Down的消息。从而通过BFD Echo功能实现了对MPLS LSPs的BFD检测功能。
此外，如果标签转发路由器B出现故障，如图5所示，那么标签转发路由器B向标签转发路由器C转发的BFD Echo报文不能到达标签转发路由器C，其MPLS LSP的BFD检测功能同上述例1，此处不再赘述。
在实际应用中，BFD Echo报文的环回路径与LSP路径可以相同，也可以不相同，上述实施例给出的是BFD Echo报文的环回路径与LSP路径相同的情况。当BFD Echo报文的环回路径与LSP路径不相同时，本发明实施例提供的技术方案同样可以实现MPLS LSPs的BFD检测功能，例如：如图6所示，标签转发路由器A、B和C之间建立了一条LSP(以<MPLSLSP，FEC>表示)，假设标签转发路由器B本身发生故障，类型为LSP断裂(MPLS LSP不完整，在标签转发路由器B不能继续进行标签转发，但能够满足将BFD Echo报文查询FIB表项并进行目的IP转发的操作，BFD Echo报文能够直接环回给标签转发路由器A)，于是标签转发路由器A仍然能够继续接收到BFD Echo报文，但是由于标签转发路由器B无法查询LIB表项转发BFD Echo报文，所以标签转发路由器C在第一预置时间超时后上报BFD检测Down消息，并通过预先设置好的环回路径向标签转发路由器A发送状态为Down的BFD协议报文并携带相关诊断信息，当标签转发路由器A接收到状态为Down的BFD协议报文后，会上报BFD检测Down消息，从而通过BFD Echo检测功能实现了对MPLS LSP的BFD检测功能。
另外，上述实施例给出的是标签路由器A作为LSP入节点建立一条MPLS LSP路径，而在实际应用中，还可以将标签路由器C作为LSP入节点建立一条MPLS LSP路径，如图7所示，此时标签转发路由器A和标签转发路由器C使能Echo功能，且互为主、被动方，BFD Echo报文分别沿两条LSP进行转发环回给主动方。如果出现链路或者节点故障，其MPLS LSPs的BFD Echo检测原理与上述实施例完全一样，这里不再赘述。
参见图8，本发明实施例还提供了一种标签转发路径故障的检测系统，该系统包括本端和对端；本端包括本端发送模块、封装模块和本端接收模块；对端包括对端环回模块和对端接收模块；
本端发送模块，用于向封装模块发送回声报文；
封装模块，用于接收本端发送模块发送的回声报文，并对回声报文封装路径标签，发送至对端接收模块；
对端接收模块，用于接收并解析封装模块发送的回声报文，将解析得到的目的IP地址和回声报文发送给对端环回模块；
对端环回模块，用于接收对端接收模块发送的回声报文及解析得到的目的IP地址，并从预先存储的转发信息表中查询出与目的IP地址对应的转发路径，环回回声报文；
本端接收模块，用于接收对端环回模块环回的回声报文。
对端接收模块包括接收单元、解析单元、检查单元和上报单元；
接收单元，用于接收封装模块发送的回声报文，并将回声报文发送给解析单元；
解析单元，用于接收接收单元发送的回声报文，从回声报文中解析出目的IP地址，并将目的IP地址和回声报文发送至对端环回模块；
检查单元，用于检查在第一预置时间内，接收单元是否接收到封装模块发送的回声报文，并将检查结果发送给上报单元；
上报单元，用于接收到检查单元发送的接收单元没有接收到封装模块发送的回声报文的结果后，上报标签转发路径故障消息。
本端接收模块包括接收单元、解析单元、检查单元和上报单元；
接收单元，用于接收对端环回模块环回的回声报文，并将回声报文发送给解析单元；
解析单元，用于接收接收单元发送的回声报文，并对回声报文进行解析；
检查单元，用于检查在第二预置时间内，接收单元是否接收到对端环回模块环回的回声报文，并将检查结果发送给上报单元；
上报单元，用于接收到检查单元发送的接收单元没有接收到对端环回模块环回的回声报文的结果后，上报标签转发路径故障消息。
回声报文内容包括源IP地址、目的IP地址和UDP目的端口号。
目的IP地址为本端的标识。
本实施例通过本端发送模块、本端接收模块、对端接收模块和对端环回模块，实现了MPLS LSPs应用场景下的BFD Echo报文检测功能，从而增加了BFD部署的灵活性。
本发明实施例通过对BFD Echo报文相关内容与标签转发路由器处理机制的定义，实现了MPLS LSPs应用场景下的BFD Echo报文检测功能，从而增加了BFD部署的灵活性。
本发明实施例可以利用软件实现，例如利用C语言、汇编语言实现，相应的软件可以存储在可读取的存储介质中，例如计算机的硬盘、内存中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种标签转发路径故障的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
入节点向出节点发送回声报文，并对所述回声报文封装路径标签；
所述出节点检查在第一预置时间内是否接收到所述回声报文，如果没有接收到，则所述出节点上报标签转发路径故障消息；否则所述出节点向所述入节点环回所述回声报文；
所述入节点检查在第二预置时间内是否接收到所述回声报文，如果没有接收到，则所述入节点上报标签转发路径故障消息。
2.如权利要求1所述的标签转发路径故障的检测方法，其特征在于，所述出节点向所述入节点环回所述回声报文的步骤具体包括：
所述出节点对所述回声报文解析得到目的IP地址，并根据所述目的IP地址查询本地转发信息表；
所述出节点根据所述本地转发信息表中所述目的IP地址对应的转发路径，环回所述回声报文。
3.如权利要求1所述的标签转发路径故障的检测方法，其特征在于，所述第一预置时间和第二预置时间是所述入节点和出节点协商一致后设置的时间。
4.如权利要求1所述的标签转发路径故障的检测方法，其特征在于，所述回声报文内容包括源IP地址、目的IP地址和UDP目的端口号。
5.如权利要求4所述的标签转发路径故障的检测方法，其特征在于，所述目的IP地址为所述入节点的标识。
6.一种标签转发路径故障的检测系统，其特征在于，所述系统包括本端和对端；所述本端包括本端发送模块、封装模块和本端接收模块；所述对端包括对端环回模块和对端接收模块；
所述本端发送模块，用于向所述封装模块发送回声报文；
所述封装模块，用于接收所述本端发送模块发送的回声报文，并对所述回声报文封装路径标签，发送至所述对端接收模块；
所述对端接收模块，用于接收并解析所述封装模块发送的回声报文，将解析得到的目的IP地址和所述回声报文发送给所述对端环回模块；
所述对端环回模块，用于接收所述对端接收模块发送的回声报文及解析得到的目的IP地址，并从预先存储的转发信息表中查询出与所述目的IP地址对应的转发路径，环回所述回声报文；
所述本端接收模块，用于接收所述对端环回模块环回的回声报文。
7.如权利要求6所述的标签转发路径故障的检测系统，其特征在于，所述对端接收模块包括接收单元、解析单元、检查单元和上报单元；
所述接收单元，用于接收所述封装模块发送的回声报文，并将所述回声报文发送给所述解析单元；
所述解析单元，用于接收所述接收单元发送的回声报文，从所述回声报文中解析出目的IP地址，并将所述目的IP地址和所述回声报文发送至所述对端环回模块；
所述检查单元，用于检查在第一预置时间内，所述接收单元是否接收到所述封装模块发送的回声报文，并将检查结果发送给所述上报单元；
所述上报单元，用于接收到所述检查单元发送的所述接收单元没有接收到所述封装模块发送的回声报文的结果后，上报标签转发路径故障消息。
8.如权利要求6所述的标签转发路径故障的检测系统，其特征在于，所述本端接收模块包括接收单元、解析单元、检查单元和上报单元；
所述接收单元，用于接收所述对端环回模块环回的回声报文，并将所述回声报文发送给所述解析单元；
所述解析单元，用于接收所述接收单元发送的回声报文，并对所述回声报文进行解析；
所述检查单元，用于检查在第二预置时间内，所述接收单元是否接收到所述对端环回模块环回的回声报文，并将检查结果发送给所述上报单元；
所述上报单元，用于接收到所述检查单元发送的所述接收单元没有接收到所述对端环回模块环回的回声报文的结果后，上报标签转发路径故障消息。
9.如权利要求6所述的标签转发路径故障的检测系统，其特征在于，所述回声报文内容包括源IP地址、目的IP地址和UDP目的端口号。
10.如权利要求9所述的标签转发路径故障的检测系统，其特征在于，所述目的IP地址为所述本端的标识。
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