CN101479992B - 一种实现点到多点网络链路状态穿通的方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
一种网络可靠性保障的技术领域中实现点到多点网络链路状态穿通的方法及其设备。本发明实施例应用于包括接入网关、接入设备、汇聚设备和路由器的网络中,当接入设备与汇聚设备之间或汇聚设备与路由器之间的主用链路发生故障时,接入设备断开与接入网关之间的连接,由接入网关启用备用链路进行通信。
Description
技术领域
本发明涉及网络通讯技术,特别涉及一种实现点到多点网络链路状态穿通的方法及设备。
发明背景
在点到多点的汇聚型网络中,如图1所示,接入网关(Access Gate,AG)上行提供2个快速以太网(Fast Ethernet,FE)接口,一主一备,正常工作时,只有主端口有业务,备端口无业务,接入网关AG的两个FE端口接到接入设备A的两个不同端口;每个接入网关AG通过接入设备独立占用两个服务网络通道,主用通道通过汇聚设备C1送给主用路由器,备用通道通过汇聚设备C2送给备用路由器。主备路由器之间光纤直接相连,运行虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol,VRRP)。汇聚设备C1和C2之间有虚级联组(Virtual Concatenation Group,VCG)通道或千兆以太网(Gigabyte Ethernet,GE)相连。
用户数据通过接入设备A1、A2和A3进入服务网络,汇聚到汇聚设备C1和C2后,经主用路由器和备用路由器接入广域网或核心网,其中主用路由器和备用路由器之间运行VRRP协议,VRRP协议将网络中的一组路由器(包括一个主用路由器和若干个备用路由器,在图1的示例中只用到一个备用路由器)组织成一个虚拟的路由器,称之为一个备份组。这个虚拟的路由器拥有自己的IP地址,网络内的主机就通过这个虚拟的路由器来与其他网络进行通信。如果备份组内的主用路由器坏掉时,备份组内的其它备用路由器将会接替成为新的主用路由器,继续向网络内的主机提供路由服务。
如图1所示,正常情况下,接入网关AG1、AG2和AG3通过服务网络的接入设备A1、A2和A3,经过主用链路,到汇聚设备C1,然后到达主用路由器,完成通信过程。当主用路由器和汇聚设备C1之间的链路出现故障时,主用路由器和所有接入网关AG的通信会中断。此时需要启动备份网络或链路,以保证重要数据能够正常传输。图1实例中的备份链路如虚线所示,包括接入网关AG1、AG2和AG3与接入设备A1、A2和A3之间的FE链路,接入设备A1、A2和A3与汇聚设备C2之间的备用通道。备份通信也可以通过备份网络进行,如图2所示,接入网关AG3和汇聚设备C2之间的通信可以通过接入设备A4和汇聚设备C3即服务网络2进行。
在点到多点的网络中,当部分或全部接入点链路(接入网关与接入设备之间的主用链路)出现故障时,用户网关AG能够检测到链路的故障,并启动备份链路或网络,通过备份链路或网络与汇聚设备进行通信,汇聚设备不必要知道接入链路或网络出现故障。
在点到多点的网络中,如果汇聚设备出现故障,接入设备不知道,仍然使用原网络进行通信,结果是接入网关与汇聚设备之间的通信处于断开状态。
在点到多点的网络中,当服务网络出现故障时,主用路由器和接入网关并不知道,如果此时仍然用主用链路进行通信,则会出现通信中断。
针对以上问题,现有技术中提供了一种解决点到点简单网络的链路状态穿通问题的技术,对于对称的点到点网络,该技术的工作原理和实现过程为:服务设备检测以太网端口链路、网络链路是否出现故障,当出现故障时,服务设备利用控制帧将链路故障信息传递给对端服务设备;对端服务设备响应接收到的含有链路故障信息的控制帧而断开用户链路并进行相应的处理;故障端的用户与对端的用户通过备份网络进行通信。当链路恢复正常时,恢复端服务设备向对端服务设备发送含有链路故障恢复信息的控制帧,重新在原有链路上建立用户之间的通信。该技术对两端服务设备不进行区分,只要一端出现故障,另一端必然断开与用户的链路。
在图1中,当汇聚设备C1出现链路或网络故障,接入设备A1、A2和A3不知道上行链路出现故障,仍使用主链路进行通信,导致所有接入网关与主用路由器之间的业务中断,即使使用点到点的链路状态穿通(Link Pass Through,LPT)技术也无法将链路状态通知到多个接入节点;当一部分接入设备出现链路或网络故障时,点到点的LPT技术会将接入设备的链路状态通告汇聚设备,如果汇聚设备收到链路状态通告后断开与路由器的连接,会导致没有出现链路故障的接入设备的业务中断。
点到点的链路状态穿通技术不适用于点到多点网络,现有的LPT技术只在点到点的网络之间传递两个用户或设备之间的链路状态,无法在汇聚型网络中传递多个地方或网络出现故障时的链路状态。
发明内容
为了解决现有技术无法实现点对多点网络链路状态穿通的缺点,本发明实施例提供一种可以实现点对多点网络链路状态穿通的方法,以及实现该方法的设备。
本发明实施例是通过以下技术方案实现的:
本发明实施例提供一种实现点到多点网络链路状态穿通的方法,应用于包括用户设备、接入设备、汇聚设备和路由器的网络中,其特征在于,所述方法包括:
当接入设备检测到与汇聚设备之间的链路或网络发生故障时,断开其与相应用户设备之间的连接,所述用户设备启用备用链路或网络进行通信;或者,
当汇聚设备检测到其与接入设备或主用路由器之间的链路或网络故障时,发送链路状态通告给相应的接入设备,所述接入设备接收到所述链路状态通告后,断开与相应用户设备之间的连接,所述用户设备启用备用链路或网络进行通信。
本发明实施例提供一种实现点到多点网络链路状态穿通的方法,包括:
确定接入设备接收到汇聚设备发送的链路状态通告,所述链路状态通告表明汇聚设备检测到其与主用路由器之间的主用链路故障或其与接入设备之间的网络发生故障;
接入设备断开与用户设备之间的连接,触发所述用户设备启用备用链路或网络进行通信。
本发明实施例提供一种实现点到多点网络链路状态穿通的设备,包括:
检测模块,用于对网络中的链路状态和服务网络状态进行检测,并根据所述检测结果发送相应网络状态信号;
链路状态通告生成模块,用于接收所述检测模块发送的网络状态信号,根据所述网络状态信号生成链路状态通告;
链路状态通告发送模块,用于发送所述生成的链路状态通告;
执行模块,用于在接收到所述链路状态通告后,断开与相应的用户设备之间的连接;
主备转换模块,用于在用户设备与所述接入设备之间的链路断开或恢复时,在主用链路与备用链路之间切换,或主用网络和备用网络之间切换。
本发明实施例所产生的有益效果是:解决了点到多点网络的链路状态穿通问题,当链路或网络出现故障时,采用非对称的链路状态传递和处理策略,通过状态通告的方式通知对端设备,因此,无论发生何种故障,本发明实施例都可以启用备用链路或网络进行通信,使得本端和对端设备都能够及时倒换到备份链路或网络,保证了通信的可靠性。
附图简要说明
图1是现有技术中点到多点的汇聚型网络的一种实施例的组网示意图;
图2是现有技术中点到多点的汇聚型网络的另一种实施例的组网示意图;
图3是本发明实施例实现点到多点网络链路状态穿通的方法的流程图;
图4是本发明的实现点到多点网络链路状态穿通的方法的一种发生故障时实施例的流程图;
图5是本发明的实现点到多点网络链路状态穿通的方法的一种故障恢复后实施例的流程图;
图6是本发明的实现点到多点网络链路状态穿通的装置的一种实施例的结构原理框图。
实施本发明的方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图3所示,本发明实施例的实现点到多点网络链路状态穿通的方法通过以下步骤实现:
步骤301:对网络中接入设备与汇聚设备之间的链路和汇聚设备与路由器之间的链路进行检测;
步骤302:当检测到接入设备与汇聚设备之间的链路或汇聚设备与路由器之间的链路出现故障时,由接入设备主动断开与接入网关之间的连接,在接入设备与接入网关之间产生故障;
步骤303:接入设备与接入网关之间的连接断开后,接入网关检测到接入设备与接入网关之间无法连接的故障,启用备用链路进行通信。
此外,当接入网关与接入设备之间的链路出现故障时,接入网关可以直接检测到该故障,从而可以启用备用链路进行通信。
结合上述方法,无论网络中发生哪种故障,接入网关都可以启用备用链路进行通信,保证了网络通讯的可靠性。
如图4所示,本发明的实现点到多点网络链路状态穿通的方法的一种实施方式是:
步骤401:对网络中各网络设备的网络位置进行标识和配置,一般网络设备可以分为接入网关(用户设备)、接入设备、汇聚设备以及路由器等;
步骤402:对网络中的故障进行实时检测,此检测分别由接入网关、接入设备和汇聚设备同时进行,因此会发生步骤403a、403b和403c几种情况;
步骤403a:接入网关检测到网络故障;接入网关所能检测到的链路故障一般是接入网关与接入设备之间链路的故障,当接入网关检测到该链路故障时,进行步骤406;
步骤403b:接入设备检测到接入设备与汇聚设备之间的服务网络的故障后,进行步骤405;
步骤403c:汇聚设备检测到网络故障;汇聚设备所能检测到的网络故障,一般是接入设备与汇聚设备之间服务网络的故障或者汇聚设备与路由器之间的链路的故障,无论检测到哪种故障,都进行步骤404;
步骤404:汇聚设备生成一个链路状态通告,如果汇聚设备检测到服务网络链路故障,只需要发送链路状态通告给受影响的接入设备,如果汇聚设备检测到与路由器之间的链路故障,需要将链路状态通告发送给所有的接入设备,进行步骤405;
其中,链路状态通告中包括以下信息:检测到链路或网络故障的设备是接入设备还是汇聚设备;所检测到的故障是链路故障还是服务网络故障;当前链路状态是出现故障还是故障消除;该链路状态通告可以由用报文承载,如以太网报文、点到点协议(Point-to-Point Protocol,PPP)报文,也可以用管理帧承载,如GFP管理帧;
步骤405:接入设备检测到与汇聚设备之间的服务网络出现故障或者接收到汇聚设备发送的链路出现故障的链路状态通告后,断开接入设备与接入网关之间的连接,进行步骤406;
步骤406:接入网关检测到与接入设备的连接被断开的故障后,启用备份链路或网络进行通信。
在上述实施例中,当出现接入设备到汇聚设备的单向链路故障时,接入设备检测不到该故障,但汇聚设备检测到该故障后会发送链路状态通告给接入设备,告知接入设备该故障,因此,接入设备仍然能做出正确的处理。另外,接入设备检测到接入网关与接入设备之间链路的故障或接入设备与汇聚设备之间服务网络的故障后,也可以生成一个链路状态通告发送给汇聚设备,汇聚设备接收到该链路状态通告后将其终结。为了节约网络资源,一般不需要进行该步骤。因为接入设备发现故障后,会断开与接入网关的连接,接入网关会自行启用备份链路或网络进行通信。如果汇聚设备检测到接入设备与汇聚设备之间服务网络的故障或者汇聚设备与路由器之间的链路的故障时,则必须发送链路状态通告给接入设备,因为如果发生从接入设备到汇聚设备的单向故障,接入设备检测不到该故障,接入网关也就不会启用备份链路或网络,则由接入网关发出的报文在从接入设备到汇聚设备的过程中就会丢失,造成通信中断;如果汇聚设备与路由器之间的链路出现故障,接入设备仍然检测不到,接入网关也不会启用备份链路或网络,也会造成通信中断。
如图5所示,本发明另一实施例除可启用备用链路进行通信,保证网络通讯的可靠性外,还可在网络故障消除后,可以恢复到主用链路或网络进行通信,本实施例过程除上述步骤外,还包括如下步骤:
步骤501:对网络中故障的恢复进行检测,可能出现步骤502a、502b和502c的情况;
步骤502a:接入网关检测到与接入设备之间链路故障的恢复,进行步骤505;
步骤502b:接入设备检测到接入设备与汇聚设备之间服务网络故障的恢复,进行步骤504;
步骤502c:汇聚设备检测到接入设备与汇聚设备之间服务网络故障的恢复或汇聚设备与路由器之间链路故障的恢复,进行步骤503;
步骤503:汇聚设备生成一个链路状态通告,并将该通告发送给接入设备,进行步骤504;其中链路状态通告包括以下内容:检测到链路或网络故障的设备是接入设备还是汇聚设备;所检测到的故障是链路故障还是服务网络故障;当前链路状态是出现故障还是故障消除;该链路状态通告可以由用报文承载,如以太网报文、PPP(Point-to-PointProtocol,点到点协议)报文,也可以用管理帧承载,如GFP管理帧;
步骤504:接入设备检测到接入设备与汇聚设备之间服务网络故障的恢复或者接收到汇聚设备发送的故障恢复的链路状态通告后,恢复接入网关和接入设备之间的连接,进行步骤505;
步骤505:接入网关将通信切换回主用链路或网络,恢复原来的通信状态。
在上述实施例中,当接入设备到汇聚设备的单向链路故障恢复后,接入设备检测不到该故障的恢复,但汇聚设备检测到该故障恢复后会发送链路状态通告给接入设备,告知接入设备该故障已经恢复,因此,接入设备仍然能做出正确的处理。另外,接入设备检测到接入网关与接入设备之间链路的故障或接入设备与汇聚设备之间服务网络的故障恢复后,也可以生成一个链路状态通告发送给汇聚设备,汇聚设备接收到该链路状态通告后将其终结。为了节约网络资源,一般不需要进行该步骤。因为接入设备发现故障恢复后,会重新建立与接入网关的连接,接入网关会启用主用链路或网络进行通信。如果汇聚设备检测到接入设备与汇聚设备之间服务网络的故障恢复或者汇聚设备与路由器之间的链路的故障恢复时,则必须发送链路状态通告给接入设备,因为接入设备检测不到该故障的恢复,也就不会重新建立与接入网关之间的连接,接入网关也不能切换回主用链路或网络。
在本发明实施例中,可以通过配置两端设备都是汇聚设备的方式实现点到多点LPT与点到点LPT的兼容,如将服务网络连接的两端设备配置为汇聚设备,当一个汇聚设备(相当于上述实施例中的接入设备)收到来自另一个汇聚设备(相当于上述实施例中的汇聚设备)的LPT通告报文时,解析出报文的来源是汇聚设备,则第一个汇聚设备断开与用户设备(接入网关)的链路,使得用户设备切换到备用链路或网络进行通信。点到点LPT是点到多点LPT的特例。
如图6所示,实现点到多点网络链路状态穿通的设备的一种实施例,本实施例该设备包括:
检测模块601,用于对网络中的链路状态或服务网络状态进行检测,所检测的链路包括接入网关与接入设备之间的链路、接入设备与汇聚设备之间的链路和汇聚设备与路由器之间的链路;所检测的内容是链路故障,当链路或服务网络出现故障时,检测模块601会发出相应的链路状态通告信息;
执行模块602,用于在接收到检测模块601发送的出现链路故障的链路状态通告信息后,断开接入设备与相应的接入网关之间的连接;
主备转换模块603,用于在接入网关与接入设备之间的连接断开时,将该接入网关由主用链路切换到备用链路。
在本发明另一实施例中,该检测模块601还用于检测链路故障的消除,当其检测到链路故障消除时发出故障恢复的链路状态通告信息;该执行模块602还用于在接收到检测模块601发送的故障恢复的链路状态通告信息时,恢复接入设备与相应的接入网关之间的连接;该主备转换模块603还用于在接入网关与接入设备之间的连接恢复时,将该接入网关由备用链路切换到主用链路。
在上述两个实施例中,执行模块602可以集成在接入设备中,以更方便的对接入设备与相应的接入网关之间连接的断开和恢复进行控制;主备转换模块603可以集成在接入网关上,以更方便的控制接入网关的主用链路和备用链路之间的切换。
另外,检测模块601所执行的发出相应的链路状态通告信息的操作也可以由专门的链路状态通告生成模块604和链路状态通告发送模块605来完成,当检测模块检测到某个链路发生故障或故障恢复时,通知链路状态通告生成模块604,链路状态通告生成模块604根据该链路的位置、是故障出现还是故障恢复,生成一个链路状态通告,该通告可以用报文来承载,也可以用管理帧来承载;链路状态通告生成模块604生成链路状态通告后,由链路状态通告发送模块605将该通告发送给执行模块602,从而由执行模块602执行后续操作。
由以上实施例可以看出,本发明实施例不但解决了点到多点网络的链路状态穿通问题,使得链路或网络出现故障时本端和对端设备都能够及时切换到备份链路或网络进行通信,还可以实现点到点LPT的功能;由于本发明实施例采用了非对称的链路状态传递和处理,避免了单个接入点故障引起其他接入点进行备份链路或网络的切换;在汇聚链路或网络出现故障时,可以通告给所有的接入设备,使得接入设备能够及时启用备份链路或网络进行通信;服务网络出现故障,任意检测到故障的设备都可以试图将网络状态通告给对方,避免对端设备没有检测到故障时仍用原有链路或网络进行通信导致业务中断。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,本发明的保护范围并不局限于此,本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的任何变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种实现点到多点网络链路状态穿通的方法,应用于包括用户设备、接入设备、汇聚设备和路由器的网络中,其特征在于,所述方法包括:
当接入设备检测到与汇聚设备之间的网络发生故障时,断开其与用户设备之间的连接,所述用户设备启用备用网络进行通信;
当汇聚设备检测到其与接入设备或主用路由器之间的网络故障时,发送链路状态通告给相应的接入设备,所述接入设备接收到所述链路状态通告后,断开与相应用户设备之间的连接,所述用户设备启用备用网络进行通信。
2.根据权利要求1所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述接入设备检测到与汇聚设备之间的网络发生故障后,发送链路状态通告给相应的汇聚设备。
3.根据权利要求1所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述用户设备检测到与接入设备之间的网络故障消除后,恢复原有的网络。
4.根据权利要求1所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述接入设备检测到与汇聚设备之间的网络故障消除后,恢复与相应用户设备的连接,所述用户设备恢复原有的网络。
5.根据权利要求4所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述用户设备检测到与汇聚设备之间的网络故障消除后,发送链路状态通告给相应的汇聚设备。
6.根据权利要求1所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述汇聚设备检测到网络故障消除后,发送链路状态通告给相应的接入设备,所述接入设备收到所述链路状态通告后,恢复与相应用户设备的连接,所述用户设备恢复原有的通信网络。
7.根据权利要求1、2或6所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述链路状态通告的内容包括:检测到网络故障的设备是接入设备还是汇聚设备;所检测到的故障是服务网络故障;当前链路状态是出现故障还是故障消除。
8.一种实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,包括:
确定接入设备接收到汇聚设备发送的链路状态通告,所述链路状态通告表明汇聚设备检测到其与主用路由器之间的主用链路故障或其与接入设备之间的网络发生故障;
接入设备断开与用户设备之间的连接,触发所述用户设备启用备用链路或网络进行通信。
9.根据权利要求8所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述方法还包括:
确定所述接入设备检测到其与汇聚设备之间的链路或网络发生故障;
所述接入设备断开其与用户设备之间的连接,触发所述用户设备启用备用链路或网络进行通信。
10.根据权利要求9所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述接入设备检测到其与汇聚设备之间的链路或网络故障消除或接收汇聚设备发送的链路状态通告后,恢复其与相应用户设备的连接,触发所述用户设备使用原有的链路或网络进行通信;所述链路状态通告表明链路或网络故障消除。
11.根据权利要求8所述的实现点到多点网络链路状态穿通的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述接入设备接收汇聚设备发送的表明链路或网络故障消除的链路状态通告后,恢复其与相应用户设备的连接,触发所述用户设备使用原有的链路或网络进行通信。
12.一种实现点到多点网络链路状态穿通的设备,其特征在于,包括:
检测模块,用于对网络中的链路状态和服务网络状态进行检测,并根据所述检测结果发送相应网络状态信号;
链路状态通告生成模块,用于接收所述检测模块发送的网络状态信号,根据所述网络状态信号生成链路状态通告;
链路状态通告发送模块,用于发送所述生成的链路状态通告;
执行模块,用于在接收到所述链路状态通告后,断开与相应的用户设备之间的连接;
主备转换模块,用于在用户设备与所述接入设备之间的链路断开或恢复时,在主用链路与备用链路之间切换,或主用网络和备用网络之间切换。
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