CN101729408B - 一种判定接口网络类型的方法及路由设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种判定接口网络类型的方法，该方法为：第一路由设备接收由第二路由设备发送的报文，所述第一路由设备与第二路由设备互为邻居路由设备；所述第一路由设备对接收的报文进行解析，获得解析结果；所述第一路由设备根据所述解析结果，获知所述报文携带的指定路由设备DR信息，符合对应本地接口网络类型预设的判决条件时，确定第二路由设备的接口网络类型与本地接口网络类型不一致。这样，基于OSPF协议的路由设备能够自动检测网络中邻居路由设备的接口网络类型与本地网络类型是否一致，从而实现了网络异常的快速定位，提高了故障排除的效率。本发明同时提供了一种路由设备。

Description

一种判定接口网络类型的方法及路由设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种检测邻居网络类型的方法及路由设备。

背景技术

目前，由互联网工程任务组(The Internet Engineering Task Force，IETF)制定的路由协议，按照路由的计算方法可分为距离矢量法和链路状态法。

而其中链路状态法的路由技术类似于构造一张网络拓扑图，链路状态即为本路由设备在网络中的连接信息。链路状态路由协议的路由设备将向其他相邻的设备通告自己的网络连接信息，这些信息从一台路由设备传送到另一台路由设备，每台路由设备都保存一份信息拷贝，最终使所有的路由设备都有相同的网络拓扑信息。然后根据这些网络拓扑信息计算各自的路由。例如，参阅图1所示，网络中存在四台路由设备，分别称为R1、R2、R3和R4，其链路状态为：

R1：R1<->R2(表示R1与R2直接相连，下同)；

R2：R2<->R1、R2<->R3；

R3：R3<->R2、R3<->R4；

R4；R4<->R3。

每台路由设备向各自的邻居通告自己的链路状态，如，R1通告R1的链路状态至R2，R2通告R2的链路状态和R1的链路状态至R3，R3再将R3、R2以及R1的链路状态通告至R4，则R4就拥有了整个网络中所有的路由设备的链路状态信息，根据这些链路状态信息，R4就可以构造出如图1所示的网络拓扑图了。同样的行为在每台路由设备上运行，那么网络中每台路由设备都拥有所有路由设备的链路状态信息。

现有技术下，IETF制定的一个内部网关协议，即开放最短路径优先路由协议(Open Shortest Path First，OSPF)是一种基于链路状态法的路由技术，应用该技术时，各路由设备之间互相发送直接相连的链路信息和各路由设备本地拥有的到其他路由设备的链路信息，最终目的是网络中每台路由设备拥有相同的网络拓扑信息，然后每台路由设备根据这些网络拓扑信息独立计算各自的最短路径树，从而生成设备的路由表。

采用OSPF技术时，根据网络的介质和网络中接入路由设备的数量不同将网络分为如下几种类型：点对点网络、广播网络、非广播多路接入(Non-Broadcast Multi-Access，NBMA)网络、点对多点网络。而基于OSPF技术的路由设备的接口网络类型，通常是在初始阶段由接口的介质自动确定的，例如，路由设备将以太网接口的网络类型自动确定为广播网络，当然，具体的网络类型也可以由管理员预先设置，例如，管理员可以强制将一个路由设备的以太网接口的网络类型设置为点对点网络类型。实际应用中，网络类型的不同直接影响OSPF路由协议运行时，各路由设备的操作行为的不同。例如，参阅图2所示，其中分别展示了点对点网络和广播网络的网络拓扑示例图，从某种意义上可以这样认为，点对点网络是只接入了两台路由设备的广播网络。

在各类型网络中，某台路由设备的邻居即为与该路由设备直接相连的所有路由设备，而基于OSPF协议的路由设备通过一种称为Hello协议的机制来发现与其相连的邻居路由设备。在设备初始启动时，基于OSPF协议的路由设备向直连网络中通告本设备的存在，直连网络中的其他路由设备也同样向该路由设备通告其各自的存在，那么该路由设备在接收到这些广播后，就确定了与本设备直接相连的所有邻居路由设备。

现有技术下，针对不同的网络类型，OSPF协议做出了相应优化。例如，在广播网络中，若接入了多台路由设备，那么为了避免每两台设备之间进行链路状态信息的同步，在广播网络中需要选一个“指定路由设备”(称之为DRRouter)，同一个广播网络中所有路由设备直接与DR Router进行链路状态信息同步，DR Router作为中间设备再将所有链路状态信息同步给本网络的其他路由设备，从而实现整个网络中所有路由设备的链路状态信息的同步。DR Router的选举过程是一个比较复杂的过程，需要较长的时间(一般约为40秒)。而在点对点网络中，不需要DR Router选举的过程，链路状态信息的同步在邻居路由设备发现之后立即执行。显然，点对点网络中的链路状态信息同步过程快于广播网络。

基于上述网络特征，在现实环境中，经常存在广播网络中只接入两台路由设备的情况，例如，核心网中通过以太网接口互联两台路由设备。而管理员为了避免广播网络中频繁执行DR Router的选举，会将互联两台路由设备的以太网两端的接口网络类型强制配置为点对点网络。但是，在实际操作中经常会发生以下意外：管理员仅将以太网一端的接口网络类型配置为点对点网络，而另一端没有进行相应配置，默认情况下以太网接口的接口网络类型通常为广播网络，显然，这就造成了互联两台路由设备的以太网两端的接口网络类型不一致，这不但会影响链路状态信息的同步，更会影响基于OSPF协议的路由计算，最终造成网络中生成的路由信息的异常。例如，参阅图3所示，归属于点对点网络的路由设备RT-A和归属于广播网络的路由设备RT-B通过以太网络N-1互联，Ia和Ib分别为RT-A和RT-B接入网络N-1的接口，默认情况下Ia和Ib的网络类型均为广播网络。为了避免广播网络中频繁执行DR Router的选举，管理员应当将Ia和Ib的接口网络类型均强制配置为点对点网络，但是，一旦管理员由于蔬忽忘记将Ia或Ib的接口网络类型配置为点对点网络，将会造成以太网N-1网络的两端的接口网络类型不一致，从而在RT-A和RT-B达成Full状态之后，存在如下链路状态信息：

RT-A的Router-LSA：点对点网络，连接RT-B；

RT-B的Router-LSA：广播网络，连接网络N-1；

N-1的Network-LSA：连接路由器RT-A、RT-B；

根据最短路径优选(Shortest Path First，SPF)路由计算中的链路双向连接性原理，可以看出，RT-A的链路状态信息Router-LSA中存在本地到RT-B的点对点连接，但RT-B的链路状态信息Router-LSA中却不存在本地到RT-A的点对点连接，因此RT-A将认为与RT-B非双向连通，导致无法计算到达RT-B的路由。同样RT-B的Router-LSA存在到广播网络N-1的连接，通过N-1的Network-LSA确定RT-A与N-1相连，但RT-A的Router-LSA中却不存在达到广播网络N-1的连接，因此RT-B也认为与RT-A非双向连通，导致无法计算到达RT-A的路由，最终使得整个网络路由计算异常，影响网络的正常运行。

而此时，用户通过故障表现是无法立即确认路由异常的原因的，从而不能及时排除相应故障，从而影响整个网络的运行质量。

有鉴于此，需要提供一种能够准确判定网络接口的接口网络类型的方法，用以及时向用户反馈网络异常的原因。

发明内容

本发明实施例提供一种判定接口网络类型的方法及路由设备，用以在网络发生异常时，准确判定网络异常原因。

本发明实施例提供的具体实施方式如下：

一种判定接口网络类型的方法，包括：

第一路由设备接收由第二路由设备发送的Hello报文，所述第一路由设备与第二路由设备互为邻居路由设备；

所述第一路由设备接收所述报文后，先对本地与第二路由设备之间的连接状态进行判断，确定该连接状态达到指定状态时，根据对应本地接口网络类型预设的判决条件，对接收的Hello报文进行解析，获得解析结果；

若所述第一路由设备归属于点对点网络，则该第一路由设备根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息不为空且该DR信息为第一路由设备或者第二路由设备时，确定第二路由设备的接口网络类型为广播网络，与本地接口网络类型不一致；

若所述第一路由设备归属于广播网络，则该第一路由设备根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息为空时，确定所述第二路由设备的接口网络类型为点对点网络，与本地接口网络类型不一致。

一种路由设备，包括：

存储单元，用于保存对应本地接口网络类型预设的判决条件；

通信单元，用于接收邻居路由设备发送的Hello报文，

解析单元，用于从所述通信单元获得接收的Hello报文后，先对本地与邻居路由设备之间的连接状态进行判断，确定该连接状态达到指定状态时，根据对应本地接口网络类型预设的判决条件，对接收的Hello报文进行解析，获得解析结果；

判决单元，用于在本路由设备归属于点对点网络时，根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息不为空且该DR信息为本路由设备或者邻居路由设备时，确定邻居路由设备的接口网络类型为广播网络，与本地接口网络类型不一致，以及在本路由设备归属于广播网络时，根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息为空时，确定所述邻居路由设备的接口网络类型为点对点网络，与本地接口网络类型不一致。

本发明实施例中，基于OSPF协议的路由设备能够自动检测网络中邻居路由设备的接口网络类型与本地网络类型是否一致，从而实现了网络异常的快速定位，提高了故障排除的效率。另一方面，本发明实施例采用的方法均基于OSPF协议标准扩展实现，完全能够兼容各种类型的路由设备，具有很高的实现普及性。

附图说明

图1为现有技术下网络拓扑示意图；

图2为现有技术下广播网络与点对点网络示意图；

图3为现有技术下路由设备通过以太网互联示意图；

图4为本发明实施例中互联网络体系架构图；

图5为本发明实施例中路由设备功能结构图。

图6为本发明实施例中路由设备判定邻居网络类型流程图。

具体实施方式

在基于开放最短路径优先路由协议(Open Shortest Path First，OSPF)的互联网系统中，在网络路由发生异常时，为了使用户能够准确判定故障原因，本发明实施例中，对OSPF路由协议作了进一步优化，使其能够自动检测到网络两端接口网络类型的不一致性，令用户能够迅速察觉网络异常原因，从而及时避免因此而导致的路由计算异常，其方法具体为：第一路由设备接收由第二路由设备发送的报文，所述第一路由设备与第二路由设备互为邻居路由设备；所述第一路由设备对接收的报文进行解析，获得解析结果，并在根据所述解析结果，获知所述报文携带的指定路由设备(DR)信息，符合对应本地接口网络类型预设的判决条件时，确定第二路由设备的接口网络类型与本地接口网络类型不一致。

OSPF路由协议中引入了邻居状态机的机制，用于实现邻居路由设备之间链路状态信息的同步过程。通过接收到网络中其他设备的Hello报文可以发现一个邻居，Hello报文中携带有所有在该网络已经发现的邻居设备信息，若收到邻居的Hello报文中携带有自己，则与该邻居之间达邻居双向发现状态成(2-Way)状态，即双方是可以双向发现的。而后在广播网络中开始为这个广播网络选举一个DR Router，DR Router的选举是根据一定的规则选定的，但最终这个广播网络中的所有设备将达成一致，并将DR Router的标示信息携带在Hello报文中向网络中的所有设备通告，接着广播网络中的所有设备与DRRouter进入链路信息初始交换开始(ExStart)状态，标志着开始进行初始的链路状态信息同步，实现网络中链路状态信息的一致性，待同步完成之后，设备与DR Router将达到Full状态，即链路状态信息初始同步完成。而在点对点网络中，不需要选举DR Router，待与邻居达成2-Way状态之后，便可以与邻居进入ExStart状态，开始初始的链路状态信息同步，待同步完成之后，二者达到链路信息初始交换完成(Full)状态。在这里点对点网络与广播网络在邻居关系达到ExStart状态及以上状态之后有一个明显的不同：在广播网络中设备发送的Hello报文中一定携带有DR信息，而在点对点网络中发送的Hello报文的DR一定是空的。这是后续整个发明的理论基础。

另一方面，上述ExStart状态及以上状态包括：ExStart状态、链路信息摘要交换(ExChange)状态、链路信息摘要交换完成(Loading)状态、Full状态。

下面以FULL状态为例并结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图4所示，本发明实施例中，互联网系统中存在若干通过以太网(仅为举例)互联的路由设备40。

参阅图5所示，本发明实施例中，路由设备40包括存储单元400、通信单元401、解析单元402和判决单元403，其中，

存储单元400，用于保存对应本地接口网络类型预设的判决条件；

通信单元401，用于接收邻居路由设备发送的报文，

解析单元402，用于对接收的报文进行解析，获得解析结果；

判决单元403，用于根据所述解析结果，获知所述报文携带的DR信息，符合对应本地接口网络类型预设的判决条件时，确定第二路由设备的接口网络类型与本地接口网络类型不一致。

如图5所示，路由设备40中进一步包括执行单元405，用于在确定邻居路由设备的接口网络类型与本地接口网络类型不一致时，禁止该邻居路由设备运行，并进行错误上报。。

另一方面，进一步地，

解析单元402从通信单元401获得接收的报文后，先对本地与邻居路由设备之间的连接状态进行判断，若该连接状态达到指定状态，则再根据对应本地接口网络类型预设的判决条件，对接收的报文进行解析。

而若本路由设备归属于点对点网络，则所述判决单元根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息不为空且该DR信息为本路由设备或者邻居路由设备时，确定邻居路由设备的接口网络类型为广播网络，与本地接口网络类型不一致；或者，若本路由设备归属于广播网络，则所述判决单元根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息为空时，确定所述邻居路由设备的接口网络类型为点对点网络，与本地接口网络类型不一致。

基于上述系统架构，本发明实施例中，以通过以太网互联的路由设备A和路由设备B为例对接口网络类型的检测过程进行详细说明，参阅图6所示，路由设备A对与本地直接相连接的路由设备B(即邻居路由设备)的接口网络类型进行检测的详细流程如下：

步骤610：路由设备A通过本地接口接收路由设备B的Hello报文。

步骤620：路由设备A根据预设的配置信息确定本地的接口网络类型。

步骤630：路由设备A判断本地与路由设备B的连接状态是否为FULL？若是，则进行步骤650，否则，进行步骤640。

在基于OSPF路由协议的邻居状态机制中，Full状态是指：路由设备与邻居路由设备之间达成链路状态信息一致的最终状态，一般情况下要求邻居路由设备的状态达到Full之后，路由设备才能继续执行后续的路由计算。本发明实施例中，路由设备A判断本地与路由设备B之间的连接状态是否为FULL是因为：点对点网络与广播网络在邻居关系达到Full之后会出现一个明显的区别点，即在广播网络中的路由设备发送的Hello报文中一定携带有DR信息，而在点对点网络中发送的Hello报文中的DR信息一定为空的。

另一方面，在OSPF路由协议中，路由设备之间的其他状态，例如，2-Way状态，ExStart状态，ExChange状态等也均是一个短暂的中间状态，路由设备之间的最终状态需要达到Full状态。为了便于实施例的应用，路由设备A可以以Full状态为基准进行状态判断，也可以以Exstart状态、ExChange状态、或Loading状态为基准进行状态判断，二者的区别在于Exstart状态、ExChange状态和Loading状态比Full状态到达的更早，以这三种状态状态为基准进行状态判断可以更早地判断出链路类型的不一致，但Full状态比这三种状态更为稳定，因此，本实施例以基于Full状态进行状态判断为例进行说明。

当然，若路由设备A和路由设备B在初始启动后，达到Exstant状态和Full状态所需的时间很短暂，则路由设备A也可以不进行状态判断，而是默认已达到所需状态，从而直接执行步骤650。

步骤640：路由设备A等待设定时长后，返回步骤630。

步骤650：路由设备A获取对应本地接口网络类型预设的判决条件。

实际应用中，判决条件的设置基于以下两种情况：

在第一种情况下，若某路由设备归属于点对点网络，则路由设备会对与本地直接相连的邻居路由设备的接口网络类型进行检测，判断该邻居路由设备的接口网络类型是否为广播网络。例如：路由设备A基于本地的点对点网络接口与某个领居路由设备B达成Full状态之后，将会对该路由设备B发送的每个Hello报文进行检测，若Hello报文中携带的DR信息不为空且DR为本路由设备(即路由设备A)或者路由设备B，则意味着路由设备B的接口网络类型为广播网络，与路由设备A的接口网络类型不一致。

而在第二种情况下，若某路由设备归属于广播网络，则路由设备会对与本地直接相连的邻居路由设备的接口网络类型进行检测，判断该邻居路由设备的接口网络类型是否为点对点网络。例如：路由设备A基于本地的点对点网络接口与某个领居路由设备B达成Full状态之后，将会对该路由设备B发送的每个Hello报文进行检测，若Hello报文中的DR信号为空，则意味着路由设备B的接口网络类型为点对点网络，与路由设备A的接口网络类型不一致。

步骤660：路由设备A根据获得的判决条件，对从路由设备B接收的Hello报文进行解析，获得解析结果。

步骤670：路由设备A根据解析结果，判断路由设备B的接口网络类型是否与本地一致；若是，则进行步骤680；否则，进行步骤690。

步骤680：路由设备A进行正常模式下的相关处理。

本实施例中，所谓正常模式下的相关处理至少包括：执行SPF路由计算，更新路由表。

步骤690：路由设备A进行异常模式下的相关处理。

本实施例中，所谓异常模式下的相关处理包括：定时打印警告日志信息提示管理员，或者自动禁止路由设备B的运行，直到管理员修正错误并重新允许路由设备B的运行。具体异常检测后的策略可以由管理员来配置。

综上所述，本发明实施例中，基于OSPF协议的路由设备能够自动检测网络中邻居路由设备的接口网络类型与本地网络类型是否一致，从而实现了网络异常的快速定位，提高了故障排除的效率。另一方面，本发明实施例采用的方法均基于OSPF协议标准扩展实现，完全能够兼容各种类型的路由设备，具有很高的实现普及性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明中的实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明实施例中的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明中的实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种判定接口网络类型的方法，其特征在于，包括：

第一路由设备接收由第二路由设备发送的Hello报文，所述第一路由设备与第二路由设备互为邻居路由设备；

所述第一路由设备接收所述报文后，先对本地与第二路由设备之间的连接状态进行判断，确定该连接状态达到指定状态时，根据对应本地接口网络类型预设的判决条件，对接收的Hello报文进行解析，获得解析结果；

若所述第一路由设备归属于点对点网络，则该第一路由设备根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息不为空且该DR信息为第一路由设备或者第二路由设备时，确定第二路由设备的接口网络类型为广播网络，与本地接口网络类型不一致；

若所述第一路由设备归属于广播网络，则该第一路由设备根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息为空时，确定所述第二路由设备的接口网络类型为点对点网络，与本地接口网络类型不一致。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定状态为链路信息初始交换开始ExStart状态、链路信息摘要交换ExChange状态、链路信息摘要交换完成Loading状态或链路信息初始交换完成Full状态。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一路由设备确定第二路由设备的接口网络类型与本地接口网络类型不一致时，禁止该第二路由设备运行，并进行错误上报。

4.一种路由设备，其特征在于，包括：

存储单元，用于保存对应本地接口网络类型预设的判决条件；

通信单元，用于接收邻居路由设备发送的Hello报文，

解析单元，用于从所述通信单元获得接收的Hello报文后，先对本地与邻居路由设备之间的连接状态进行判断，确定该连接状态达到指定状态时，根据对应本地接口网络类型预设的判决条件，对接收的Hello报文进行解析，获得解析结果；

判决单元，用于在本路由设备归属于点对点网络时，根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息不为空且该DR信息为本路由设备或者邻居路由设备时，确定邻居路由设备的接口网络类型为广播网络，与本地接口网络类型不一致，以及在本路由设备归属于广播网络时，根据所述解析结果获知所述报文携带的DR信息为空时，确定所述邻居路由设备的接口网络类型为点对点网络，与本地接口网络类型不一致。

5.如权利要求4所述的路由设备，其特征在于，进一步包括：

执行单元，用于在所述判决单元确定所述邻居路由设备的接口网络类型与本地接口网络类型不一致时，禁止该邻居路由设备运行，并进行错误上报。

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