CN101471898B - 一种接入网的保护方法、系统和虚拟接入边缘节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接入网的保护方法，所述方法包括：虚拟接入边缘节点检测到接入会话的切换指示；所述虚拟接入边缘节点根据所述检测到的切换指示完成接入会话切换。相应的本发明还公开了一种接入网的保护系统、虚拟接入边缘节点和接入边缘节点。在网络中至少有两个虚拟接入边缘节点，当其中一个提供会话接入服务的虚拟接入边缘节点发生故障时，接入业务可切换到另一个虚拟接入边缘节点上，从而保证接入业务的正常进行，为接入业务提供了一种冗余保护机制，增加了网络的可靠性。

Description

一种接入网的保护方法、系统和虚拟接入边缘节点

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种接入网络的保护方法、系统、虚拟接入边缘节点和接入边缘节点。

背景技术

网络的接入管理和控制是网络功能的一个重要部分。一般通过创建接入会话对接入的用户进行控制和管理，主要包括接入认证、授权以及计费等。当前主要通过建立点对点协议(Point to Point Protocol，PPP)会话(Session)对宽带网络的用户进行接入管理和控制。但是，由于PPP会话接入的一些局限性，因特网协议(Internet Protocol，IP)会话接入已经出现。

图1中简单的描述了典型的接入网系统架构。如图所示，用户终端一般可包括用户设备(User Equipment，UE)、家庭网关(Residential Gateway，RG)设备；接入节点包括数字用户线接入复用器(Digital Subscriber Line AccessMultiplexer，DSLAM)、无线基站(Base Station，BS)等；接入汇聚节点包括以太网交换机等；接入边缘节点(Access Edge Node，AEN)包括接入网关、宽带网络网关(Broadband Network Gateway，BNG)和宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)等网络接入服务器(Network AccessServer，NAS)类设备、IP边缘设备等。策略服务器包括认证授权和计费(Authentication，Authorization and Accounting，AAA)服务器或动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)服务器等，策略服务器存储控制策略并控制策略部署到接入节点(Access Node，AN)或AEN上，例如：AAA服务器将用户的签约参数配置到BNG或BRAS等NAS设备上，用来控制接入会话。控制策略主要包括业务质量(Quality of Service，QoS)、组播权限、深度包检测(DPI)等。二层控制机制(Layer 2Control Mechanism，L2CM)或接入节点控制协议(Access Node Control Protocol，ANCP)连接是接入网的用来进行控制策略部署的会话。

接入会话指建立在用户终端和接入边缘节点之间的连接，如IP会话。IP会话代表了基于IP的与一个IP地址关联的接入会话，IP地址是识别IP会话的关键，该IP地址一般通过DHCP服务器动态分配。IP会话主要包括会话的创建、会话的维持以及会话的终止。

而随着新的要求苛刻的业务的不断出现，网络的可靠性或稳定性已经成为网络重要考查指标，冗余保护是网络提供高可靠性的基础。在现有的IP会话接入和ANCP控制连接中并没有提供冗余保护机制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种接入网的保护方法、系统、接入边缘节点以及虚拟接入边缘节点，可以为接入网中的接入业务提供冗余保护。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种接入网的保护方法，所述方法包括：注册备份组中的虚拟接入边缘节点，并记录所述虚拟接入边缘节点的状态信息，所述备份组中至少包括两个虚拟接入边缘节点；

所述备份组中的第一虚拟接入边缘节点为接入会话服务；

所述第一虚拟接入边缘节点向第二虚拟接入边缘节点发送备份消息；

所述第二虚拟接入边缘节点接收所述备份消息，解析所述备份消息，并进行相应的备份处理；

所述第二虚拟接入边缘节点根据接收或检测到的切换指示完成从所述第一虚拟接入边缘节点到所述第二虚拟接入边缘节点的接入会话切换。

本发明的实施例还提供了一种接入网的保护系统，所述系统中包括至少一个备份组，所述备份组中包括至少两个成员，注册备份组中的虚拟接入边缘节点，并记录所述虚拟接入边缘节点的状态信息，所述备份组中至少包括两个虚拟接入边缘节点；

所述备份组中的第一虚拟接入边缘节点用于为接入会话服务；

所述第一虚拟接入边缘节点还用于向第二虚拟接入边缘节点发送备份消息；

所述第二虚拟接入边缘节点用于接收所述备份消息，解析所述备份消息，并进行相应的备份处理；

所述第二虚拟接入边缘节点还用于根据接收或检测到的切换指示完成从所述第一虚拟接入边缘节点到所述第二虚拟接入边缘节点的接入会话切换。

本发明实施例在接入网络中具有至少两个AEN，当其中一个正在使用的AEN发生故障时，另一个AEN可以将故障AEN上的接入业务切换过来，从而保证接入业务的正常进行，为接入业务提供了一种冗余保护机制，增加了网络的可靠性。

附图说明

图1为典型的接入网系统架构示意图；

图2为本发明中接入网的保护系统的一个具体实施例的架构的示意图；

图3为图2中虚拟接入边缘节点的一个具体实施例的组成示意图；

图4为图3中切换处理模块的一个具体实施例的组成示意图；

图5为图3中成员管理模块的一个具体实施例的组成示意图；

图6为图2中虚拟接入边缘节点的另一个具体实施例的组成示意图；

图7为本发明中接入网的保护方法的第一具体实施例的流程示意图；

图8为图5中成员管理模块实现成员管理的方法的一个具体实施例的流程示意图；

图9为本发明中接入网的保护方法的第二具体实施例的流程示意图；

图10为本发明中接入网的保护方法的第三具体实施例的流程示意图；

图11为本发明中接入网的保护方法的第四具体实施例的流程示意图；

图12为本发明中接入网的保护方法的第五具体实施例的流程示意图；

图13为图7中所示的方法由虚拟路实体实现VAEN的功能的一个具体实施例的架构图；

图14为本发明中相应的各种消息的构成的一个具体实施例的示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。在所参照的附图中，不同的图中相同的部件使用相同的附图标号来表示。

参见图2，为本发明中一种接入网的保护系统的一个具体实施例的组成示意图。其中，所述的接入网保护系统中至少有一个备份组，所述备份组至少包括两个虚拟接入边缘节点(Virtual Access Edge Node，VAEN)成员，其中所述的VAEN提供接入会话管理或接入控制策略部署等接入业务，以及控制所述接入业务在所述VAEN所在的备份组的成员之间进行切换，例如：当接入网中与用户建立会话的VAEN故障等原因不能继续为该会话服务时，该会话可以切换到备份组中的其他VAEN，以实现对接入会话保护的目的。

备份组成员可以分为主用VAEN和备用VAEN(即工作在主备保护模式下)，或是备份成员之间互为备份(即工作在负荷分担保护模式下)。工作在主备保护模式下的备份组中只有一个VAEN处于主用状态，只有处于主用状态的VAEN提供接入服务，处于备用状态的VAEN提供保护；工作在负荷分担保护模式下备份组中所有VAEN处于主用状态，都可以提供接入业务，备份组中VAEN间互相保护。如在图2中备份组包括两个VAEN(VAEN1和VAEN2)成员，VAEN1和VAEN2可以工作在主备保护或负荷分担保护模式下，当其中一个备份组成员发生故障时(本示例中假设为VAEN1)，则进行切换，即原来VAEN1提供的接入业务切换到VAEN2上，所述的故障包括VAEN1发生故障或VAEN1连接到AN连接链路发生故障或连接到用户终端的连接链路发生故障。

在实际实现时，VAEN可以为逻辑实体，同一备份组中的不同VAEN可以位于同一个物理AEN设备中(如：不同的VAEN可以在AEN的不同板上实现)，也可以分布在多个独立的AEN设备中，但一个AEN设备至少包括一个VAEN。具体实现中，VAEN可以是一个虚拟路由器(Virtual Router，VR)或一个AEN的逻辑分区。

所述接入网保护系统进一步还可以包括AN和/或用户终端，AN至少与一个VAEN之间具有连接链路，AN可以与不同VAEN使用不同的连接链路(即存在冗余连接链路)，也可以使用相同的连接链路。连接链路包括物理连接链路或逻辑连接链路，逻辑连接链路指实现在物理连接链路上的逻辑通道，例如：虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)、永久虚电路(Permanent VirtualCircuit，PVC)、标签交换路径(Label Switched Path，LSP)、运营骨干传送(PBT)通道等。用户终端可通过接入线路与AN相连，AN再与VAEN连接；或是用户终端通过接入线路直接与VAEN相连。

参见图3，为图2中的虚拟接入边缘节点的一个具体实施例的组成示意图。所述虚拟接入边缘节点(VAEN)20包括服务提供模块200、切换处理模块202、成员管理模块204、数据存储模块206，其中：

服务提供模块200用于提供接入会话管理和/或接入控制策略部署等接入业务，具体包括创建或删除在役的业务控制数据记录。所述的业务控制数据记录包括接入会话数据记录、控制策略数据记录、拓扑信息数据记录等。服务提供模块200进一步还可以包括接入会话管理子模块2002和/或策略部署管理子模块2004。接入会话管理子模块2002用于提供接入会话管理业务，包括：创建或终止接入会话、对接入会话进行计费、转发接入会话的报文等。具体可以是与用户终端协商创建或删除在役的接入会话数据记录，根据接入会话数据记录对接入会话进行计费、转发接入会话的报文等。策略部署管理子模块2004用于提供接入控制策略部署，包括创建或更新在役的控制策略数据记录或拓扑信息数据记录等。具体可以是给AN配置控制策略或收集AN拓扑信息或收集AN策略执行反馈信息。

切换处理模块202用于处理切换指示以及进行相应的业务切换。其中，当业务从其他VAEN切换到本地VAEN时，所述业务切换具体可包括：获取休眠的业务控制数据记录，然后通知服务提供模块200激活休眠的业务控制数据记录，服务提供模块200则可以根据激活后的业务控制数据继续提供业务服务。当业务从本地VAEN切换到其他的VAEN，所述业务切换包括通知服务提供模块200休眠或删除业务控制数据记录，服务提供模块200停止提供所述的业务控制数据记录对应的业务。

如图4所示，所述虚拟接入边缘节点20的切换处理模块202进一步可以包括切换指示子模块2020和切换平滑子模块2022。所述切换指示子模块2020用于发送或接收切换指示，当会话从其他VAEN切换到本地VAEN时，切换指示子模块2020可用于接收切换指示，当会话从本地VAEN切换到其他VAEN时，切换指示子模块2020可用于发送切换指示。

切换平滑子模块2022用于根据切换指示子模块的切换指示进行切换平滑处理，即获得休眠的业务控制数据记录并根据该数据进行切换处理。当会话从其他VAEN切换到本地VAEN时，切换平滑子模块2022可用于根据切换指示子模块接收的切换指示，完成会话从其他VAEN切换到本地VAEN的切换平滑处理；当会话从本地VAEN切换到其他VAEN时，切换平滑子模块2022可用于根据发送的切换指示完成本地VAEN的切换处理。

成员管理模块204用于管理备份组的成员状态信息，并根据其管理的备份组的成员状态触发切换处理指示。

如图5所示，所述成员管理模块204进一步可以包括成员注册子模块2040、成员维持子模块2042以及成员老化子模块2044。成员注册子模块2040用于成员相互协商注册并且记录成员状态信息，成员维持子模块2042用于监控和跟踪成员状态，包括自己的状态以及对端成员状态。成员老化子模块2044，用于当成员维持子模块2042监控到成员状态异常后，将状态异常的成员设置为不可用或将该成员移除本备份组，并触发切换指示子模块2020发送切换指示消息。

数据存储模块206用于存储业务控制数据以及备份组的成员状态信息，所述备份组的成员状态信息中还可包括成员状态跟踪记录。存储的业务控制数据包括正在使用的(在役的)业务控制数据记录以及休眠的业务控制数据记录。

如图6所示，所述虚拟接入边缘节点20进一步还可以包括数据备份模块208，用于处理备份数据，例如发送备份业务控制数据或接收备份业务控制数据并且处理接收到的备份业务控制数据。数据备份模块208进一步包括批量备份子模块2082和实时备份子模块2084，批量备份子模块2082用于接收成员管理模块指示，并根据其指示批量处理备份业务控制数据，如批量备份业务数据等，具体可参见对会话保护方法中的相关说明。实时备份子模块2084用于实时处理备份业务控制数据，如实时备份业务数据，具体可参见对会话保护方法中的相关说明。

两个或两个以上的具有上述功能的虚拟接入边缘节点20可组成一个备份组，虚拟接入边缘节点互为备份实现保护，不同虚拟接入边缘节点20通过数据存储模块中存储的备份实现会话的保护，通过成员管理模块、切换处理模块、数据备份模块进行保护的控制。这样有效地提高网络的可靠性。

本发明的具体实施例还提供了一种接入网的保护方法。其中，所述接入网中至少包括一个备份组，该备份组至少包括两个成员，如VAEN1和VAEN2，这两个VAEN具有如上所述的功能，所述的保护就是通过备份组成员VAEN提供接入会话管理和/或接入策略部署等接入业务的备份保护，即VAEN1和VAEN2的服务提供模块可以交替提供接入会话管理和/或接入策略部署。上述过程具体请参考图7，主要包括如下过程：

S701、成员注册处理。在备份组成员提供备份保护前，备份组的成员必须进行注册，即记录备份组的成员状态信息，该信息可以通过创建备份组成员状态跟踪记录表来进行记录。其中备份组的成员即是指备份组中的虚拟接入边缘节点。可在AEN中预先配置并保存备份组的成员状态信息(即预先进行成员注册)，备份组的成员状态信息可以包括成员标识、成员优先级、成员注册模式、成员的备份组标识、虚拟网关、虚拟BFD网络端等。所有成员的备份组标识一致的成员构成一个备份组。AEN可以配置一个或多个备份组成员(即VAEN)。

成员注册模式可以包括动态注册或静态注册。静态注册指静态创建备份组成员状态跟踪记录。动态注册指成员通过成员注册消息动态创建备份组成员状态跟踪记录。本示例中，成员VAEN1启动后监控成员注册消息，VAEN2启动后发送成员注册消息，VAEN1根据收到的消息创建备份组成员状态跟踪记录，VAEN1响应VAEN2的注册消息，VAEN2收到VAEN1的消息后也可以创建备份组成员状态跟踪记录。备份组成员状态跟踪记录包括备份组当前可用(状态正常)的成员列表。成员注册子模块负责处理成员注册(例如：接收或响应成员注册消息)以及触发数据存储模块存储成员状态跟踪记录。

成员状态跟踪记录表中还包括成员的保护模式，保护模式主要包括主备保护模式或负荷分担保护模式。在主备保护模式中，备份组中的成员分为主用状态和备用状态，在注册时，优先由主用状态的VAEN提供接入会话服务，而备用状态提供备份保护。在负荷分担保护模式下，则所有备份组中的成员的地位是均等的，在注册时，可由备份组中的任何一个成员(可按一定策略)提供接入会话服务，即备份组中的VAEN共同提供服务，互相提供备份保护。

在本方法的具体实施例中，本步骤为可选，即当备份组成员已经预先注册的情况下，会话切换前不需要再重复注册。

S702、批量备份处理。一个备份组的成员注册完毕后，需要进行批量备份处理，一般的先启动VAEN向后注册的VAEN批量备份业务控制数据，后注册的VAEN接收业务控制数据并且缓存业务控制数据。

本示例中VAEN1向VAEN2批量备份业务控制数据。所述的业务控制数据包括在役的接入会话数据记录和/或控制策略数据记录或拓扑信息数据记录。具体为：VAEN1的批量备份子模块从本地VAEN(即VAEN1)的数据存储模块获取在役的业务控制数据，然后将业务控制数据封装到批量备份消息中，发送该消息到VAEN2，VAEN2的批量备份子模块接收到批量备份消息，获取业务控制数据，通知服务提供模块缓存业务控制数据(作为休眠的业务控制数据记录保存)。此步骤视实际应用为可选。

S703、实时备份处理。VAEN的业务控制发生改变(例如：服务提供模块创建或终止了接入会话、从AN收集到新的拓扑信息或从AN收集到新的策略执行反馈信息，VAEN的在役的业务控制数据记录发生变化)时，服务提供模块通知实时备份子模块将变化的业务控制数据封装到实时备份消息中，然后发送消息到VAEN2，VAEN2的实时备份子模块接收到实时备份消息，获取业务控制参数，通知VAEN2的服务提供模块管理本地数据存储模块中的休眠的业务控制数据记录(例如：增加休眠的业务控制数据记录或移除休眠业务控制数据记录)。此步骤视实际应用为可选。

S704、切换处理。VAEN发送或接收切换指示消息，根据切换指示进行接入业务的切换或平滑处理。

本示例中VAEN1发送切换指示消息给VAEN2，切换指示消息包括切换标识，该切换标识表明了切换范围，例如切换VAEN1创建的所有接入会话或某一条接入会话。当VAEN2收到切换指示后，进行接入业务的切换：VAEN2的切换平滑子模块根据切换指示提取休眠的业务控制数据记录，然后通知服务提供模块激活业务控制数据，服务提供模块使用激活后业务控制数据继续提供服务(休眠的业务控制数据记录切换为在役的业务控制数据)，如果VAEN2为主备保护模式，VAEN2的切换平滑子模块还激活服务提供模块开始提供业务。同时，当VAEN1发送切换指示后，VAEN1也可以进行相应的接入业务的切换，VAEN1的切换指示模块发送完切换指示消息后，通知服务提供模块休眠或删除相应的业务控制数据记录，服务提供模块停止提供相应的业务。

另一方面所述的切换指示消息也可能是由接入网中的其他设备发送给VAEN2的切换平滑子模块的。如VAEN2检测到VAEN1故障后可产生一切换指示消息并发送给VAEN2的切换平滑子模块进行会话切换处理。

在VAEN2完成本地切换处理前还可同时向该接入会话的用户或AN发送接入会话切换消息，通知用户或AN需要对当前的接入会话进行切换，则用户或AN会对该接入会话切换消息进行本地的切换处理。

在上述的接入网的保护方法中，通过设置多个虚拟的接入边缘节点为接入会话提供了备份的接入通路，使得在在役会话出现连接故障等问题时可使用备份的接入通路为用户会话服务，提高了网络的可靠性。同时，该备份的接入通路中使用的虚拟接入边缘节点可以在同一物理设备上实现，则可以实现在不增加硬件的基础上的备份保护，较为实现且节约资源。

基于上述的接入网的保护方法的具体实施例，本发明还提供了一种备份组成员管理的方法，该方法由上述的成员管理模块实现，请参阅图8，主要包括以下步骤：

S801、成员维持处理。成员维持处理主要是监控以及跟踪成员状态，当检测到成员状态异常时，进行切换处理操作。监控成员状态包括监控本地VAEN状态或备份组中其他VAEN(即对端VAEN)的状态，例如VAEN1监控自身状态或本备份组中成员VAEN2的状态。VAEN可以通过成员维持消息检测成员间的状态，即成员间周期性的发送成员维持消息，如果指定时间内收不到对端的成员维持消息，则判断对端成员状态异常，开始成员老化处理。

S802、成员老化处理。当检测到成员状态异常后，对该成员进行老化处理，即设置该成员不可用或移除该成员(例如：在备份组成员状态跟踪记录中删除相应的成员)，通知切换指示子模块发送切换指示消息。

基于图7所述的接入网保护的方法，本发明还详细提供了接入网的接入会话的热备份的保护方法，参见图9，主要包括以下步骤：

S901、创建接入会话(本示例中为IP会话)并通知备份接入会话。在本例中VAEN1的接入会话管理子模块检测到用户终端接入网络请求后，与用户终端进行协商，VAEN1创建IP会话(创建和保存在役的IP会话记录)，为用户终端提供接入会话管理服务。VAEN1的接入会话管理子模块在IP会话创建完成后通知数据备份模块进行数据备份。

S902、实时备份处理。本示例中VAEN1发送实时备份消息，VAEN2接收到消息后，缓存IP会话(创建并存储休眠的IP会话记录)。具体为VAEN1的数据备份模块接收到IP会话备份通知，检查存在状态正常的对端VAEN2，VAEN1的数据备份模块的实时备份子模块将IP会话参数封装到实时备份消息中，然后发送该消息到VAEN2，VAEN2收到该消息后，缓存IP会话(创建并存储休眠的IP会话记录)。IP会话参数可包括IP地址、链路标识(PVC、VLAN、接入位置等)、MAC地址、生命周期、账户名称(User-Name)、配置参数(QoS参数、组播权限控制表、DPI策略等)、备份类型(热备份或冷备份)、存活机制参数(BFD网络端IP地址、My/Your Discriminator本端/对端BFD标识、时间间隔等)、网关标识等。在该实时备份处理之前也可以进行批量备份。

S903、切换指示处理。VAEN1检测到接入会话异常、或接收到其他网络设备发送的网管管理指令(所述指令中包括切换指示)、或VAEN1异常后，发送切换指示通知VAEN2进行切换处理。VAEN1可以通过存活机制检测到IP会话中断或AN报告接入会话附着的线路故障判定接入会话异常。具体实现可以为：VAEN1接入会话管理子模块检测到接入会话异常或成员维持子模块检测到VAEN1异常后，通知切换指示子模块发送切换指示消息，切换指示子模块根据异常情况构造切换指示消息，然后发送到VAEN2。

S904、切换平滑处理。本示例中VAEN2接收到切换指示，解析切换指示消息并获取切换标识(例如：IP会话标识或成员标识)(当然VAEN2可以通过检测VAEN1的状态从而触发VAEN2进行切换处理)，开始切换或平滑(smoothing)处理，本处理包括：

a、VAEN2向用户发送ARP(地址解析协议)请求消息，该请求消息可用于刷新汇聚网或AN的数据转发表。ARP请求消息源IP和MAC地址为网关IP和MAC地址，目的IP和MAC地址可以为广播地址或IP会话的地址。VAEN2可以按照网关、接口或接入会话发送ARP请求消息，例如：VAEN2按照休眠的IP会话记录逐一发送该消息，或者在一个VLAN内发送一个ARP请求消息。本步为可选。

b、VAEN2通知AN进行保护切换。具体可以为：VAEN2通过ANCP/L2CM通知AN保护切换信息。AN收到切换通知后，开始切换处理，包括AN切换DHCP中继(Relay)的目的路径或切换IP会话的目的路径。本步也为可选步骤。

c、VAEN2激活IP会话。具体包括：VAEN2从休眠的IP会话记录中获取IP参数，设置IP会话的数据转发表、开始计费、开启存活机制协商(如，根据备份的BFD参数重新协商BFD监控连接或开始ARP探测，其中，重新协商BFD监控连接包括VAEN2向用户终端发送BFD控制报文，BFD控制报文参数可从备份的BFD参数中获取，BFD控制报文的源IP保持与切换前一致)、或者建立安全联盟(IKE协商)。

IP会话切换到VAEN2上，用户继续使用该接入会话进行通讯，如文件下载或网页浏览。

基于上述的保护方法，用户终端的IP会话可以在不同的VAEN间切换，接入会话在切换过程中保持连续(continuity)，该方法能够有效解决VAEN故障或接入用户的链路故障导致不能对用户提供接入服务的问题。

基于图9所述的接入会话热备份保护的方法的具体实施例，本发明详细提供了IP会话实时备份的方法，它为备份组成员提供了一致的IP会话数据，保证了IP会话在备份组成员间的平滑切换。如图10所示，本方法主要包括以下步骤：

S1001到S1004、VAEN与用户终端协商创建IP会话，本示例中VAEN1最终为用户终端创建了IP会话。具体过程可以为：

S1001、VAEN的服务提供模块的接入会话管理子模块接收到用户终端发送的DHCP发现(Discovery)消息，VAEN可以根据自己的状态和配置处理DHCP消息，例如：VAEN可以丢弃该消息，或者立即或延时转发该消息。用户终端发送的DHCP发现消息可能是广播发送的，VAEN1或VAEN2可能都收到该DHCP发现消息，本示例中VAEN2根据自己的状态丢弃该消息，VAEN1转发该消息至DHCP服务器。

S1002、VAEN1转发DHCP提供(Offer)消息，VAEN1的服务提供模块的接入会话管理子模块作为DHCP中继或代理转发该消息，VAEN1收到DHCP服务器发送的响应DHCP发现消息的DHCP提供消息，VAEN1将DHCP提供消息转发至用户终端。

S1003、VAEN1转发DHCP请求(Request)消息，VAEN1的服务提供模块的接入会话管理子模块作为DHCP中继或代理转发该消息，VAEN1收到用户终端发送DHCP请求消息，VAEN1将DHCP请求消息转发至DHCP服务器。

S1004、VAEN1转发DHCP确认(ACK)消息以及创建IP会话，VAEN1接收到DHCP服务器发送的DHCP确认消息，解析该消息获取IP会话参数，然后创建并存储在役的IP会话记录。VAEN1将DHCP确认消息转发至用户终端。同时VAEN1触发实时备份，具体实现可以是接入会话管理子模块通知实时备份子模块进行创建会话实时备份。VAEN1可以根据用户级别选择保护模式，例如：IP会话对应的用户是重要客户，则使用热备份保护，对于级别低的客户，可以不使用保护或冷备份保护(具体实现见后续描述)。本示例中IP会话实现热备份保护。

S1005、VAEN1实时备份创建的IP会话。具体实现可以是实时备份子模块将IP会话参数封装到实时备份消息中，发送实时备份消息到VAEN2。所述的实时备份消息还可以包括数据类型以及操作类型，数据类型可以是IP会话，操作类型是创建操作。VAEN2收到实时备份消息后，解析实时备份消息以及获取IP会话参数，然后缓存IP会话。

S1006到S1007、VAEN1与用户终端协商更新IP会话参数，具体过程可以为：

S1006、VAEN1转发DHCP请求(Request)消息，VAEN1收到的用户终端发送的DHCP请求消息转发至DHCP服务器。DHCP请求消息用于用户终端请求更新IP会话参数，如IP地址租期。

S1007、VAEN1转发DHCP确认消息以及更新IP会话，VAEN1接收到DHCP服务器发送的DHCP确认消息，解析该消息获取IP会话更新参数，然后更新IP会话记录。VAEN1将DHCP确认消息转发至用户终端。同时VAEN1触发实时备份，具体可以是接入会话管理子模块通知实时备份子模块进行更新会话实时备份。

S1008、VAEN1实时备份更新的IP会话。实时备份子模块将IP会话参数封装到实时备份消息中，发送实时备份消息到VAEN2。所述的实时备份消息还可以包括更新操作类型。VAEN2收到实时备份消息后，根据IP会话参数获取缓存的休眠的IP会话记录，最后更新缓存的休眠的IP会话记录的参数。

S1009、终止IP会话处理。VAEN1收到用户终端发送的DHCP释放(release)消息或通过存活机制检测到IP会话终端，VAEN1终止IP会话并且删除IP会话记录。同时VAEN1触发实时备份，具体可以是接入会话管理子模块通知实时备份子模块进行终止会话实时备份。

S1010、VAEN1实时备份终止IP会话。实时备份子模块将IP会话参数封装到实时备份消息中，发送实时备份消息到VAEN2。所述的实时备份消息还可以包括终止操作类型。VAEN2收到实时备份消息后，根据IP会话参数获取缓存的休眠的IP会话记录，最后删除缓存的IP会话(删除休眠的IP会话记录)。

采用实时备份(热备份)的会话保护方法，由于在役会话中的相关数据都实时的备份给了备份组中的其他虚拟接入边缘节点，使得当在役会话出现故障需要进行会话切换时，当前会话可以实时的切换到备份组中的其他虚拟接入边缘节点上，对于用户方而言不会感觉到会话出现中断。

基于图7所述的接入网的保护方法的具体实施例，本发明还详细描述了接入会话的冷备份的保护方法，请见图11，所述方法主要包括以下步骤：

S1101、创建接入会话(本示例中为IP会话)并通知备份接入会话。本示例中VAEN1创建接入会话。

S1102、切换指示处理。VAEN1检测到接入会话异常或网管管理指令或VAEN1异常，然后发送切换指示，该指示消息可以通知VAEN2进行切换处理。所述的VAEN1异常包括VAEN1连接IP网络的上行接口故障或连接接入汇聚网的下行接口故障等。

S1103、切换平滑处理。本示例中VAEN2接收到切换指示，解析切换指示消息并获取切换标识，开始切换处理。VAEN2的成员老化子模块还可以触发切换指示，即成员维持子模块检测到VAEN1异常，则触发成员老化子模块进行成员老化处理。所述的切换处理包括：

a、VAEN2向用户终端发送用于刷新数据转发表的ARP消息。本步为可选。

b、VAEN2通知AN进行保护切换。本步也为可选步骤。

c、VAEN2向用户终端发送上线通知消息指示终端重新上线(即重新建立IP会话)。VAEN2可以根据VLAN或根据接入会话发送上线通知消息。所述上线通知消息包括DHCP更新消息，该消息目的地址可以为广播或多播地址。

S1104、重建IP会话。用户终端收到上线通知消息后，重新同切换后的VAEN2协商建立IP会话。

基于上述的保护方法，用户终端的IP会话可以在不同的VAEN间切换，该方法能够有效解决VAEN故障后拒绝对用户提供接入服务的问题。

采用上述冷备份的方法，在役会话的相关数据在会话建立之初或/和在会话切换时批量备份至备份组中的其他虚拟接入边缘节点上，当在役会话出现故障时，用户的在役会话中断，上述其他虚拟接入边缘节点在获取完相关数据后就可以通知所述用户重新上线，使用新的会话进行通讯。

基于图7所述的接入网的保护方法的具体实施例，本发明还描述了接入网的二层控制机制(Layer 2 Control Mechanism，L2CM)或接入节点控制协议(Access Node Control Protocol，ANCP)的保护方法，参见图12，主要包括以下步骤：

S1201、VAEN1首先与AN建立L2CM或ANCP控制连接(本示例中称之为L2C连接1)。L2C连接1可以使用通用交换机管理协议(General SwitchManagement Protocol，GSMP)邻接协议建立，即VAEN1的策略部署管理子模块与AN通过GSMP协议建立L2C连接。该控制连接用于策略部署以及收集拓扑信息或策略执行反馈信息，策略助兴反馈信息包括组播计费、权限控制响应等信息。

S1202、VAEN2与AN建立L2CM或ANCP控制连接(本示例中称之为L2C连接2)。本示例中L2C连接2在L2C连接1建立之后建立。

S1203、VAEN1的成员注册处理。VAEN1收到AN发送的成员注册指示消息，根据消息进行成员注册处理。本示例中成员注册指示消息可以为GSMP的邻接更新(Adjacency Update)消息。AN在完成建立L2C连接2后，AN会发送邻接更新消息通知VAEN1。VAEN1收到邻接更新消息后，解析消息获取成员信息，例如通过邻接更新消息的连接数目(Code)域判断增加了成员，VAEN1在成员状态跟踪记录中激活新的成员。VAEN1可以根据成员注册指示消息携带的成员标识激活新的成员或根据预先配置的默认值激活新的成员。

S1204、VAEN2的成员注册处理。VAEN2根据预先配置的保护模式设置自己状态，例如备用保护模式或负荷分担保护模式。

需要说明的是，S1203和S1204可以通过VAEN1和VAEN2之间发送成员注册消息进行注册，还可以在S1201或S1202的L2C连接建立完成就直接默认注册(即在成员状态跟踪记录中激活新的成员)。

进一步的，在VAEN1或VAEN2完成成员注册处理后，VAEN1或VAEN2还可以进行批量备份处理，本示例中，VAEN1将拓扑信息、策略执行反馈信息、控制策略(或称之为：配置参数)等批量备份到VAEN2，VAEN2缓存拓扑信息、策略执行反馈信息、控制策略。

在步骤S1205和S1206以及S1207中描述了拓扑信息实时备份的处理：

S1205、拓扑信息处理。本示例中VAEN1收到AN发送的拓扑信息报告，VAEN1处理完拓扑信息报告后，可以触发拓扑信息实时备份处理。一般的，AN检测到拓扑变化事件后则发送拓扑信息报告，例如AN的接口速率或状态发生改变，AN发送拓扑信息报告，VAEN1的策略管理模块根据拓扑信息调整控制参数

S1206和S1207、实时备份拓扑信息。本示例中VAEN1处理完拓扑信息报告后，发送包含了拓扑信息的实时备份消息到VAEN2。VAEN2收到实时备份消息后，缓存拓扑信息。

步骤S1208、S1209、S1210以及S1211描述了策略部署实时备份的处理过程：

S1208、控制策略配置。本示例中VAEN1发送配置请求消息，进行控制策略配置。控制策略主要包括接入会话的控制策略，例如：接入会话的组播权限、接入会话的地址过滤表等。

S1209、配置确认处理。本示例中VAEN1收到AN响应配置请求的配置确认消息。触发控制策略实时备份处理。

S1210和S1211、实时备份控制策略。本示例中VAEN1发送包含了控制策略的实时备份消息到VAEN2。VAEN2收到实时备份消息后，缓存控制策略。

S1212和S1213描述切换处理：

S1212、切换指示处理。本示例中VAEN2接收到切换指示，开始切换处理。本示例中的切换指示为GSMP的邻接更新(Adjacency Update)消息，具体为AN检测到L2C连接1异常，发送邻接更新(Adjacency Update)消息到VAEN2，VAEN2根据此消息进行切换。当然，VAEN1可以直接发送切换指示给VAEN2。

S1213、切换平滑处理。本示例中VAEN2根据接收到的切换指示，进行切换平滑处理，主要可以包括：

a、VAEN2与AN进行控制数据同步。AN可以将控制策略数据、拓扑信息、策略执行信息通过12CM同步消息发给VAEN2，VAEN可以对这些控制数据进行一致性检查，防止出现不一致的数据。

b、VAEN2设置本地的控制策略以及激活拓扑信息库。

c、VAEN2可以根据缓存的接入会话数据(例如：休眠的IP会话记录)，激活接入会话。缓存的接入会话数据来源于AN发送的同步数据或VAEN1备份到VAEN2的接入会话数据。

基于图7所述的接入网的保护方法的具体实施例，本发明还描述了由虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)中的虚拟路由实体(Virtual Router Element，VRE)实现上述VAEN的功能的系统，上述VAEN对应为AEN设备或装置中的逻辑VRRP虚拟路由实体，虚拟路由实体的虚拟路由标识相等的构成一个备份组，VAEN之间运行VRRP等虚拟路由冗余协议，如图13所示。本示例中接入存在两个AEN设备：AEN 1301和AEN 1302。AEN 1301和AEN 1302分别包含至少一个支持VRRP协议的虚拟路由实体，例如：AEN1301的VRE1和AEN 1302的VRE2。AEN 1301的VRE1对应VAEN 130101，AEN 1302的VRE2对应VAEN 130201。VRE1和VRE2的虚拟路由器标识(VRID)相等。本示例中VRID为1。

VRE记录作为备份组成员(即VAEN130101和VAEN130201)保存。VRE记录包括虚拟路由器标识、优先级、虚拟IP地址、实际的IP地址等，在VAEN为用户终端提供接入会话管理时，VRE的虚拟IP地址作为用户终端建立的接入会话的网关地址。本示例中VRE2的记录为：虚拟路由标识：1，优先级200，虚拟IP地址：20.1.1.1，实际IP地址：20.1.1.253。VRE1的记录为：虚拟路由标识：1，优先级255，虚拟IP地址：20.1.1.1，实际IP地址：20.1.1.254。一般地，在VRE作为VAEN时，备份组的VAEN使用主备保护模式。下面详细解释VAEN成员管理和接入会话保护的步骤：

成员注册：VAEN使用VRRP协议的通告(Advertisement)消息进行成员注册。VAEN的状态保持与VRE的状态同步，即VAEN跟VRE一样包括三个状态：初始化、主用以及备用状态。

在成员注册中，如前所述，可为备用组中的成员设定不同的优先级，优先级高的成员(本例中为VRE)成为主用状态。本示例中VRE1为主用。在保护模式为主备模式时，备用VAEN不直接提供服务(例如：用户终端不能直接与备用的VAEN建立IP会话)。例如：用户终端1和VAEN130101建立IP会话1，用户终端2和VAEN130101建立IP会话2，VAEN130101为用户终端提供接入服务。IP会话1和IP会话2的网关地址都为VAEN130101的虚拟IP地址。IP会话1的IP地址为20.1.1.20。

批量备份：主用的VAEN收到备用的VAEN注册并且注册处理完成后，主用的VAEN向备用VAEN备份业务控制数据。本示例中VAEN130101向VAEN130201发送批量备份消息，批量备份消息备份的目的地址为备用VAEN的地址，该地址可以预先配置，也可以通过成员注册消息获取的，本示例中为通过成员注册消息获取的，VAEN130101向VAEN130201的批量备份消息目的地址为20.1.1.253。

实时备份：主用的VAEN的在役的业务控制数据发生改变后，主用的VAEN向备用VAEN实时备份业务控制数据。本示例中VAEN130101向VAEN130201发送实时备份消息，实时备份消息目的地址同批量备份。

成员维持：VAEN使用VRRP协议的通告(Advertisement)消息进行成员状态维持。VAEN的状态保持与VRE的状态同步。

切换处理：当VRE的状态从备用切换到主用状态后，VAEN开始切换平滑处理，例如：激活IP会话。

其中，本发明具体实施例中所述的成员注册消息、成员维持消息、切换指示消息、批量备份消息、实时备份消息的具体实现协议可以根据实际情况选择，包括但不限于VRRP、GSMP、Diamiter(扩展授权协议)、H.248、通用开放策略服务(Common Open Policy Service，COPS)、热备份路由协议(Hot StandbyRouter Protocol，HSRP)、SNMP(简单网络管理协议)。例如：成员注册消息和成员维持消息可以使用VRRP的通告消息或SNMP跟踪(TRAP)消息；批量备份消息和实时备份消息SNMP的设置(Set)或提取(Get)消息。

参见图14，本发明实施例提供了上述的成员注册消息、成员维持消息、切换指示消息、批量备份消息、实时备份消息等备份保护消息的具体实现格式：

所述消息至少包括承载首部1401和消息内容1402，承载首部1401用于消息的寻路，消息内容1402用于承载成员信息或业务控制数据；

承载首部1401可以包括链路首部1401A(例如以太网首部)和/或IP首部1401B，承载首部1401进一步还可以包括UDP首部(Header)等；IP首部1401B进一步还包括目的IP 14011B和源IP 14012B。

消息内容1402至少包括消息类型1402A和数据记录1402C，消息内容1402进一步还可以包括操作类型1402B。消息类型1402A主要包括成员注册消息、成员维持消息、实时备份消息、批量备份消息、切换指示消息等类型。操作类型1402B主要包括创建、更新、删除等。数据记录1402C进一步还可以包括类型14021C、长度14022C、数据14023C。长度14022C为数据14023C的实际长度。一个消息可以包含一个或多个数据记录1402C。数据14023C进一步可以包括多个子数据记录，子数据记录主要包括子类型、子长度、子数据。

对于成员注册消息，承载首部1401的IP首部或链路首部的目的地址可以为多播地址(例如：组播或广播地址)。承载首部1401的IP首部或链路首部的源地址为发送者地址。消息内容1402的数据1402C记录包含的是成员信息，如VAEN标识、VAEN优先级、VAEN能力参数、VAEN状态等。

对于成员维持消息、切换指示消息，承载首部1401的IP首部或链路首部的目的地址一般为目的VAEN的地址。承载首部1401的IP首部或链路首部的源地址为发送者地址。消息内容1402的数据1402C记录包含的是成员信息或切换指示信息，如VAEN标识、接入会话标识等。

对于实时备份或批量备份消息，承载首部1401与成员维持消息中的承载首部的定义一致。消息内容1402的数据1402C记录封装的是业务控制数据，例如：IP会话参数或拓扑信息或控制策略。具体封装可以是：类型14021C为IP会话记录，数据14023C封装多个IP会话参数的子数据记录，例如地址为20.1.1.20网关为20.1.1.1的IP会话的14023C数据封装包括子类型1为IP会话标识、子长度1为4、子数据1为20.1.1.20、子类型2为网关地址、子长度2为4、子数据2为20.1.1.1。

在本发明的具体实施例中，为接入网络提供至少一个备份组，所述备份组中至少有两个VAEN，这些VAEN之间可互相备份保护，接入会话管理和/或接入策略部署等接入业务可以在备份组的VAEN间切换，这样当其中一个正在使用的VAEN发生故障时，另一个VAEN可以将故障VAEN上的接入业务切换过来，从而保证业务的正常进行，增加了接入网的可靠性。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种接入网会话的保护方法，其特征在于，所述方法包括：

注册备份组中的虚拟接入边缘节点，并记录所述虚拟接入边缘节点的状态信息，所述备份组中至少包括两个虚拟接入边缘节点；

所述备份组中的第一虚拟接入边缘节点为接入会话服务；

所述第一虚拟接入边缘节点向第二虚拟接入边缘节点发送备份消息；

所述第二虚拟接入边缘节点接收所述备份消息，解析所述备份消息，并进行相应的备份处理；

所述第二虚拟接入边缘节点根据接收或检测到的切换指示完成从所述第一虚拟接入边缘节点到所述第二虚拟接入边缘节点的接入会话切换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备份消息包括批量备份消息，所述批量备份消息中包括在役的业务控制数据；

或所述备份消息包括实时备份消息，所述实时备份消息中包括变化的业务控制数据。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二虚拟接入边缘节点根据所述接收或检测到的切换指示完成接入会话切换步骤具体包括：

所述第二虚拟接入边缘节点发送上线通知消息给所述接入会话的用户；

所述用户与所述第二虚拟接入边缘节点协商建立会话，用户使用第二虚拟接入边缘节点建立的会话进行通讯；

或者所述第二虚拟接入边缘节点根据所述检测到的切换指示完成接入会话切换步骤具体包括：

所述第二虚拟接入边缘节点激活所述第二虚拟接入边缘节点中备份的业务控制数据，并进行相应的接入会话切换处理；

所述接入会话切换到第二虚拟接入边缘节点上，用户继续使用该接入会话进行通讯。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第二虚拟接入边缘节点发送上线通知消息给所述接入会话的用户步骤之前，还包括步骤：

第二虚拟接入边缘节点向接入节点或用户发送接入会话切换消息，通知接入节点或用户将对所述接入会话进行切换；

接入节点或用户收到所述接入会话切换消息后，进行切换处理。

或者在所述第二虚拟接入边缘节点激活所述第二虚拟接入边缘节点中备份的业务控制数据，并进行相应的接入会话切换处理步骤之前，还包括步骤：

第二虚拟接入边缘节点向接入节点或用户发送接入会话切换消息，通知接入节点或用户将对所述接入会话进行切换；

接入节点或用户收到所述接入会话切换消息后，进行切换处理。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述接入会话为基于网际协议的接入会话；

所述切换指示消息和备份消息均包括承载首部和消息内容，所述承载首部中包括消息的寻路信息，所述消息内容中包括所述虚拟接入边缘节点的信息或业务控制数据。

6.一种接入网的保护系统，其特征在于，所述系统中包括至少一个备份组，所述备份组中包括至少两个成员，注册备份组中的虚拟接入边缘节点，并记录所述虚拟接入边缘节点的状态信息，所述备份组中至少包括两个虚拟接入边缘节点；

所述备份组中的第一虚拟接入边缘节点用于为接入会话服务；

所述第一虚拟接入边缘节点还用于向第二虚拟接入边缘节点发送备份消息；

所述第二虚拟接入边缘节点用于接收所述备份消息，解析所述备份消息，并进行相应的备份处理；

所述第二虚拟接入边缘节点还用于根据接收或检测到的切换指示完成从所述第一虚拟接入边缘节点到所述第二虚拟接入边缘节点的接入会话切换。

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