CN101599948B - 回声探测的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种回声探测的方法，包括：获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。还公开了生成回声探测报文的装置、转发回声探测报文的装置和回声探测的系统，利用本发明的实施例，能够通过源站选路IP选项的设置和处理，实现回声探测报文的发送和接收，避免产生重定向报文。

Description

回声探测的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及链路故障探测技术领域，特别是回声探测的方法、装置和系统。

背景技术

通过应用链路故障探测技术，系统可以在链路发生故障后，快速地发现故障，以便于采取应对措施。某些传输介质本身就具备快速故障探测功能，但是其他的传输介质，如以太网，却没有这样的功能。所以，这些传输介质通过“Hello”机制辅助探测。但是，“Hello”机制需要在链路发生故障至少一秒后才能探测出来，探测故障存在的时间会造成大量的数据失败。

因此，出现了BFD协议(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发探测)用于端到端的链路探测，这种探测技术的探测速度可以达到微秒级。参考图1所示，是目前的一种探测方法的流程图，包括：

101、本端和对端通过协商建立起会话；

102、会话UP后，这两端分别周期地向对端发送BFD报文，并通过这种方式，对BFD报文交互时所经过的链路进行探测；这是利用了BFD协议的回声功能，此功能是BFD协议的一个辅助功能，目的是探测对端的转发通道是否故障；

103、判断本端在一定时间内是否收到对端发送的报文，如果没有，进入104，否则，进入105；在会话建立成功之后，发起回声探测的一方向对端周期性地发送回声报文，回声报文必须经由对端的转发通道被转发回来，探测方的本端根据回声报文的返回情况，判定对端的转发通道是否故障；

104、如果其中一端在一定时间之内没有收到对端发送的报文，则将会话状态转变为DOWN，这表明会话所探测的链路发生了故障；

105、只要在预设时间内能够连续地接收对端发送的报文，则表示所探测的链路没有发生故障。BFD草案并未规定具体的回声报文格式，只限制回声报文必须使用3385的UDP目的端口号。

探测故障的速度可以通过两端间协商调整报文发送的频率的方式来实现，发送频率越高，探测的速度越快。

BFD协议有其私有的报文格式，可以作为各种传输协议的净荷被携带发送。在IPv4或IPv6网络中，BFD必须使用UDP-IP(UDP：User DatagramProtocol，用户数据报协议，IP：Internet Protocol，网际协议)的封装格式，

目前利用上述BFD探测技术，实现BFD回声功能的做法还有以下特点：

1、报文采用IP-UDP格式封装，UDP目的端口号设置为规定的3785；

2、报文的源、目的IP地址均填为发端(即本端)的IP地址；

3、采用某种强制的方法将报文发送给对端，对端收到所述报文后将其转发回本端。这种方法不需要查找路由，采用其他的方式直接指定出接口和链路层参数。例如，在以太网上，不查路由，直接指定报文的出接口，以及以太帧需要封装的目的MAC地址，以保证报文可以被对端接收。

但目前的BFD探测技术容易产生ICMP(ICMP：Internet Control MessageProtocol，Internet控制消息协议)重定向报文；二是需要使用某种手段使对端在转发面将BFD回声探测报文转发回源端(例如修改对端的转发面实现，识别出BFD回声探测报文后，再将其转发回去)。此外，目前的BFD探测技术只能用于单跳(三层直连)会话的互通，多跳的情况下无法互通。因为在多跳会话的情况下，目的IP地址是发端(即本端)，因此发端无法通过查路由的方式得到下一跳路由器的IP地址；即使通过其他手段指定了下一跳的IP地址，从而发出了报文，下一跳路由器收到该报文后会根据报文的目的IP地址转发报文，结果报文又被转发回发端了，达不到和BFD对端互通的目的。

发明内容

本发明实施例提供回声探测的方法、装置和系统，以实现通过源站选路IP选项的设置和处理，实现回声探测报文的发送和接收，避免产生重定向报文。

本发明实施例提供了一种回声探测的方法，包括：

获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

一种生成回声探测报文的装置，包括：

获取单元，用于获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

指定单元，用于将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

发送单元，用于将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

一种转发回声探测报文的装置，包括：

源站选路选项处理单元，用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理；

报文转发单元，用于：将所述进行源站选路选项处理后的报文转发到第一端。

一种回声探测的系统，包括：第一端和第二端，

所述第一端用于：获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

将所述回声探测报文从第一端发送到第二端；

所述第二端用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

本发明实施例能够在为回声探测报文增加源站选路选项并将第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址后，将所述回声探测报文发送到第二端，所述回声探测报文用于指示所述第二端向第一端转发对所述回声探测报文进行源站选路选项处理后的报文。实现了在通过源站选路选项的方式，将第二端的IP地址指定为中途节点，使得回声探测报文能够按发送到指定的第二端去，而所述第二端在收到所述报文后，会依照源站选路选项的处理规则，对所述报文进行处理后转发到第一端。从而实现了利用BFD会话协议，实现回声探测。避免了现有技术中第二端因为报文的出入接口相同，会触发第二端响应ICMP重定向报文，导致网络的负荷加重的技术问题。

附图说明

图1所示，是BFD探测技术的方法的流程图；

图2所示，是本发明的方法的实施例一的流程图；

图3所示，是本发明的实施例二中在协议栈中增加IP选项的流程示意图；

图4所示，是本发明的实施例二中在第二端进行解析处理的流程图；

图5所示，是本发明的一种生成回声探测报文的装置的实施例一的框图；

图6所示，是本发明的一种转发回声探测报文的装置的实施例一的框图；

图7所示，是本发明的一种实现回声探测的系统的实施例一的框图。

具体实施方式

参考图2所示，是本发明的方法的实施例一的流程图，包括：

201、获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

202、将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

203、将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

源站选路是IPv4的一种IP选项，由第一端(即发送端)指定路由，并将中途节点的IP地址做成清单放在IP首部里携带发送。相关的中途节点收到所述报文后，如果需要对其进行转发，就必须参考IP地址清单以保证报文经过指定的中途节点；

通过采用本发明的实施例，能够获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。实现了在通过源站选路选项的方式，将第二端的IP地址指定为中途节点，使得回声探测报文能够按发送到指定的第二端去，而所述第二端在收到所述报文后，会依照源站选路选项的处理规则，对所述报文进行处理后转发到第一端。从而实现了利用BFD会话协议，实现回声探测。避免了目前第二端因为报文的出入接口相同，会触发第二端响应ICMP重定向报文，导致网络的负荷加重的技术问题。

其中，在上述实施例中，如果所述BFD会话类型为单跳会话，则所述回声探测报文包含有严格的源站选路选项；

如果所述BFD会话类型为多跳会话，则所述回声探测报文包含有宽松的源站选路选项。

其中，在上述实施例中，所述“对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理”，具体为：

将所述第一端IP地址指定为所述回声探测报文的第二目的IP地址。

下面，请参考图3所示，是本发明的实施例二中在协议栈中增加IP选项的流程示意图，包括：

301、BFD会话经由A端向B端发起回声探测，此处A端相当于实施例一中的第一端，B端相当于实施例一中的第二端。对于所属领域的技术人员而言，可以明白，第一端和第二端是相对而言的，通常可以选择回声探测的一个发起端为第一端，相应地，接收回声探测报文的另一端就为第二端；

302、根据BFD会话配置项，从中获取会话的A端IP地址(即第一端IP地址)和B端IP地址(即第二端IP地址)；

303、设置回声探测报文的源IP地址为A端IP地址，以用于B端收到所述报文后，根据所述A端IP地址，将报文转发回源IP地址，即A端；

304、判断正在进行的BFD会话的类型为单跳会话还是多跳会话，如果是单跳会话，则进入305，如果是多跳会话，进入306；会话的类型是单跳还是多跳，是由用户在创建会话时指定的。

305、由于单跳会话使用严格的源站选路选项，所以如果BFD会话的类型为单跳会话，则为回声探测报文设置严格的源站选路选项；源站选路选项是一种IP选项，作用是控制IP报文的传送路径。两端之间可能存在多条路径，通过源站选路选项，将中途节点的IP地址按序设置在IP报文首部，IP报文在传送时将沿着这些节点传送。严格的源站选路要求报文只能经过这些节点被传送，中途不能经过其他节点，其中，需要将B端的IP地址作为其中一个中途节点地址指定进去，相对于A端而言，此时B端的IP地址是作为当前回声探测报文的第一目的地址而存在的，表示需要将当前回声探测报文发送到B端，再经由B端将报文转发回A端；

306、由于多跳会话必须使用宽松的源站选路，，所以如果BFD会话的类型为多跳会话，则为回声探测报文设置宽松的源站选路选项。多跳会话使用的宽松的源站选路与严格的源站选路的报文传送路径只能经过指定的节点不同，宽松的源站选路则没有这个限制，除了两个中途节点外，允许经过其他节点。其中，需要将B端的IP地址作为其中一个中途节点地址指定进去，相对于A端而言，此时B端的IP地址是作为当前回声探测报文的第一目的地址而存在的，表示需要将当前回声探测报文发送到B端，再经由B端将报文转发回A端；305与306是择一关系；

经过上述305或306的处理，通过拓展数据报文的数据头部的长度，增加对于源地址、第一目的地址、8位类型、8位长度，8位指针和IP地址清单等内容，协议栈就完成了为当前BFD回声探测报文构造源站选路IP选项的过程。参考下表1所示，是原始IP报文的结构示意图，表2所示，是经过构造后的源站选路IP报文的结构示意图；根据表2中表示的4位首部的长度，可以判断出所述回声探测报文是否包含源站选路选项，对于包含源站选路选项的回声探测报文，代表第一目的地址的B端就会在识别后进行源站选路选项解析处理。

其中的8位类型0×83表示当前需要进行宽松的源站选路选项处理，8位类型0×89表示当前需要进行严格的源站选路选项处理。

8位长度：是指整个源站选路选项的长度，单位是字节，在本发明的实施例中，由于IP地址清单里只有一个IP地址(四个字节)，所以加上8位类型、8位长度、8位指针，总共是7个字节。

8位指针：由于IP地址清单里可能有多个IP地址，这个指针就指向了当前要使用的那个IP地址；本次用完之后，指针前移，指向下一个IP地址；如果指针指向了最后一个IP地址，说明这个报文已经经过了IP地址清单里列出的所有IP地址，已经到达最终目的地了。

指针后面的数据就是IP地址清单，多个IP地址紧密排放。本发明实施例中只需要使用一个IP地址即可，故清单里只有一个IP地址IP_B。

表1：

表2

从表1和表2的对比可以知道，表2相比较表1，不仅仅是包括IP首部、UDP首部以及所携带的数据(即BFD回声探测报文)，还包括了IP选项。

有关IP首部格式和源站选路IP选项有关的内容，可以参见RFC791中的规定，有关UDP首部格式，可以参考RFC768中的有关规定。

307、308、A端将上述表2中构造后的源站选路IP报文发送出去；307中发送的是经过严格源站选路选项设置的报文，308中发送的是经过宽松源站选路选项设置后的报文。

参考图4所示，是本发明的实施例二中在第二端进行解析处理的流程图，第二端收到经过构造的源站选路IP报文后，进行如下处理：

401、B端接收A端发来的BFD回声探测报文；

302、根据接收到的报文的首部的长度，只要长度大于20，表明包含源站选路选项，则需要所述B端对收到的所述构造后的源站选路IP报文进行源站选路选项处理，处理的方式是根据源站选路选项处理规则，将第二目的地址变为IP_A，原第一目的地址IP_B被放入IP地址清单，所述第一目的地址IP_B主要用于：在报文被转发回A端后，A端可能需要把IP地址清单提取出来并进行一些合法性判断。B端接收到的、未进行源站选路选项处理的报文结构如下表3所示：

表3

403、B端根据处理后的报文中指示的第二目的地址IP_A，将所述经过源站选路选项处理过的IP报文转发回A端。

进行源站选路选项处理后、转发送到IP_A的报文的数据结构如下表4所示。

表4

本发明实施例通过提供一种新的BFD回声探测报文的封装格式，以解决目前回声探测报文在传输中存在容易产生重定向报文和需要在转发面进行特殊处理才能将报文转发回回声探测报文发送端的技术问题。带有源站选路选项的报文在转发过程中，即使入接口和出接口相同，根据目前协议标准的规定，也不会产生ICMP重定向报文。

其次，由于源站选路是通用的IP选项，可以在发送回声探测报文的第一端和转发回声探测报文的第二端之间提供良好的对接性，第二端只需要根据源站选路选项处理规则进行处理后，就可以根据第二目的地址，即第一端的IP地址，将报文转发回去，不需要第二端为此做其他的设置修改。

再次，本实施例不仅可以处理单跳会话，而且能够在多跳会话的情况下实现回声探测。因而是一种完善的传输方案。

最后，本实施例的实现非常简单，仅需在原回声探测报文的首部增加一个IP选项即可，具有良好的可操作性，增加IP选项可以利用通用的套结口选项来实现。

参考图5所示，是本发明的一种生成回声探测报文的装置的实施例一的框图，包括：

获取单元501，用于获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

指定单元502，用于将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

发送单元503，用于将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

所述获取单元501所获取的第一端IP地址用于指定单元502将其作为回声探测报文的源IP地址，所述获取单元501所获取的第二端IP地址用于在源站选路选项处理时作为回声探测报文的第一目的IP地址后，交发送单元503发送到第二端。

其中，上述实施例中，所述发送单元501包括：

严格源站选路选项增加模块，用于：如果所述BFD会话类型为单跳会话，则所述回声探测报文包含有严格的源站选路选项；或

宽松源站选路选项增加模块，用于：如果所述BFD会话类型为多跳会话，则所述回声探测报文包含有宽松的源站选路选项。

与图5所示的装置相适应，参考图6所示，是本发明的一种转发回声探测报文的装置的实施例一的框图，本装置可以实现对于图5所示装置所发出的报文进行相应的源站选路选项，可以包括：

源站选路选项处理单元601，用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理；

报文转发单元602，用于：将所述进行源站选路选项处理后的报文转发到第一端。

其中，在上述实施例中，所述源站选路选项处理单元具体为：

目的IP地址设置模块，用于：根据源站选路选项处理规则，将所述第一端IP地址设置为第二目的IP地址。

其中，在上述实施例中，还可以包括：

第二端IP地址处理单元，用于：将所述第二端IP地址放入IP地址清单。

参考图7所示，是本发明的一种实现回声探测的系统的实施例一的框图，包括：第一端701和第二端702，

所述第一端701用于：获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

将所述回声探测报文从第一端发送到第二端；

所述第二端用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

所述第二端702用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端。

其中，在上述实施例中，所述第一端还可以包括：

所述第二端进行源站选路选项处理具体为：

根据源站选路选项处理规则，将所述第一端IP地址设置为第二目的IP地址。

所述第一端还包括：

严格源站选路选项增加单元，用于：如果所述BFD会话类型为单跳会话，则所述回声探测报文包含有严格的源站选路选项；或

宽松源站选路选项增加单元，用于：如果所述BFD会话类型为多跳会话，则所述回声探测报文包含有宽松的源站选路选项。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种回声探测的方法，其特征在于，包括：

获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端，所述源站选路选项包括IP地址清单，在所述回声探测报文未被所述第二端进行源站选路选项处理前，所述IP地址清单包括所述第一端IP地址；

所述“对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理”，具体为：将所述第一端IP地址指定为所述回声探测报文的第二目的IP地址，将所述第二端IP地址放入所述IP地址清单。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述BFD会话类型为单跳会话，则所述回声探测报文包含有严格的源站选路选项；

如果所述BFD会话类型为多跳会话，则所述回声探测报文包含有宽松的源站选路选项。

3.一种生成回声探测报文的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

指定单元，用于将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

发送单元，用于将所述回声探测报文从第一端发送到第二端，所述回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端，所述源站选路选项包括IP地址清单，在所述回声探测报文未被所述第二端进行源站选路选项处理前，所述IP地址清单包括所述第一端IP地址；

所述“对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理”，具体为：将所述第一端IP地址指定为所述回声探测报文的第二目的IP地址，将所述第二端IP地址放入所述IP地址清单。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述发送单元包括：

严格源站选路选项增加模块，用于：如果所述BFD会话类型为单跳会话，则所述回声探测报文包含有严格的源站选路选项；或

宽松源站选路选项增加模块，用于：如果所述BFD会话类型为多跳会话，则所述回声探测报文包含有宽松的源站选路选项。

5.一种转发回声探测报文的装置，其特征在于，包括：

源站选路选项处理单元，用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理；所述接收到的回声探测报文的源IP地址为第一端IP地址，所述接收到的回声探测报文包含源站选路选项，所述源站选路选项用于第二端IP地址指定为所述接收到的回声探测报文的第一目的IP地址，指示所述第二端对接收到的所述回声探测报文进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端，所述源站选路选项包括IP地址清单，在所述回声探测报文未被所述第二端进行源站选路选项处理前，所述IP地址清单包括所述第一端IP地址；

报文转发单元，用于：将所述进行源站选路选项处理后的报文转发到第一端；

所述源站选路选项处理单元具体为：

目的IP地址设置模块，用于：根据源站选路选项处理规则，将所述第一端IP地址设置为第二目的IP地址；

所述转发回声探测报文的装置还包括第二端IP地址处理单元，用于，将所述第二端IP地址放入所述IP地址清单。

6.一种回声探测的系统，其特征在于，包括：第一端和第二端，

所述第一端用于：获取BFD会话的第一端IP地址和第二端IP地址；

将所述第一端IP地址指定为回声探测报文的源IP地址；

将所述回声探测报文从第一端发送到第二端；

所述第二端用于：对接收到的回声探测报文，进行源站选路选项处理，并将处理后的报文转发到所述第一端，所述源站选路选项包括IP地址清单，在所述回声探测报文未被所述第二端进行源站选路选项处理前，所述IP地址清单包括所述第一端IP地址；

所述第二端进行源站选路选项处理具体为：

根据源站选路选项处理规则，将所述第一端IP地址设置为第二目的IP地址，将所述第二端IP地址放入所述IP地址清单。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一端还包括:

严格源站选路选项增加单元，用于：如果所述BFD会话类型为单跳会话，则所述回声探测报文包含有严格的源站选路选项；或

宽松源站选路选项增加单元，用于：如果所述BFD会话类型为多跳会话，则所述回声探测报文包含有宽松的源站选路选项。

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