CN101826954A - 集中式网络节点中实现热备份的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集中式网络节点中实现热备份的方法，网络节点中设有主用控制模块和备用控制模块；为业务建立RSVP-TE隧道，RSVP-TE隧道包含两条标签交换通道LSP，一条为主LSP，另一条为备LSP；方法包括：主用控制模块获取主LSP及备LSP的控制信息，并根据主LSP及备LSP当前的状态设置主LSP的控制信息及备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活；并将主LSP的控制信息及备LSP的控制信息同步到备用控制模块；主用控制模块和备用控制模块进行倒换后，当前主用控制模块根据标识信息为激活的LSP的控制信息生成转发信息，并进行业务转发。本发明同时公开了一种实现上述方法的系统。本发明降低了倒换转发时间，提高了业务转发速度。

Description

集中式网络节点中实现热备份的方法及系统
技术领域
本发明涉及基于流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE，ResourceReservation Protocol-Traffic Engineering)业务的热备份技术，尤其涉及一种集中式网络节点中实现热备份的方法及系统。
背景技术
RSVP-TE作为资源预留协议(RSVP，Resource Reservation Protocol)的一个补充协议，用于为多协议标记交换协议(MPLS，Multi-Protocol LabelSwitching)网络建立标签交换路径。RSVP-TE主要用于在有或者没有资源预留的情况下支持明确传送标签交换通道(LSP，Label Switched Path)的实例。
热备份(TE HOTSTANDBY)是一种针对RSVP-TE隧道端到端的保护机制。对应一条RSVP-TE隧道(TUNNEL)，会形成两条LSP，分别为主LSP和备LSP。当主LSP链路失效时，流量会在50ms内切换到备LSP链路上。而后，当主LSP链路恢复时，流量又会回切到主LSP链路。图1为典型的RSVP-TEHOTSTANDBY网络的组网结构示意图，如图1所示，上述转发网络由七台路由器组成，其中两台作为私有网络客户端(CE，Custom Edge)，图中对应于CE1及CE2，两台作为边缘路由器(PE，Provider Edge)，分别对应于图中的PE1和PE2，PE1及PE2为集中式设备，两台作为主LSP的P路由器(ProviderRouter)，一台作为备LSP的P路由器。其中，CE是直接与服务提供商相连的边缘设备；PE是骨干网中的边缘设备，直接与用户的CE相连；P路由器是骨干网中不与CE直接相连的设备。在启用TE HOTSTANDBY端到端保护的机制时，通过RSVP-TE信令建立2条LSP，当主LSP上有一段线路发生故障时，将所有的RSVP-TE业务流量切换到备LSP上。
下面简单介绍一下热备份(Hot-backup)技术，热备份是为了提高转发网络可靠性而开发出的保护备份机制。图2为热备份原理示意图，如图2所示，整个系统中包括两个控制模块，分别为主用控制模块(对应于图中的主用系统)和备用控制模块(对应于图中的备用系统)，其中，主用控制模块将得到的控制信息实时备份到备用控制模块，当主用控制模块故障时，进行主用控制模块及备用控制模块的切换，原备用控制模块替代主用控制模块进行工作。这里，控制信息是指，存储在网络节点的内存中，用于记录RSVP-TE隧道及LSP信息的数据。转发信息是指，存储在网络节点的芯片寄存器中，用于指导网络节点的转发芯片进行转发的具体数据。
目前的网络节点，包括分布式及集中式两种结构，图3为分布式网络节点结构示意图，如图3所示，分布式网络节点中，控制信息存储于主用控制模块及备用控制模块中，而转发信息存储于网络处理卡(NPC，Network ProcessorCard)中，控制信息和转发信息是分离的。在分布式网络节点中，非常易于实现热备份。主用控制模块将自身中存储的控制信息，即路由，实时同步到备用控制模块及NPC中。NPC根据同步过来的控制信息生成转发信息即可。
目前的转发网络节点中，集中式网络节点以其较低的成本，在通讯市场上占了非常大的比例。图4为集中式网络节点结构示意图，如图4所示，集中式网络节点将主控处理单元(MPU，Management Processor Unit)、路由处理单元(RPU，Routing Proce ssor Unit)、和NPC的功能在同一个CPU上实现，因此，相比分布式设备而言成本较低，同时总的软件复杂度也较低，但由于其单CPU工作的特性，使得热备份时无法实现控制与转发分离。
然而，由于控制信息及转发信息集中于同一个CPU中，如何实现在当前的集中式网络节点中的热备份，目前尚无相关的解决技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集中式网络节点中实现热备份的方法及系统，能在集中式网络节点中实现转发信息的热备份。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种集中式网络节点中实现热备份的方法，所述网络节点中设有主用控制模块和备用控制模块；为业务建立RSVP-TE隧道，所述RSVP-TE隧道包含两条LSP，一条为主LSP，另一条为备LSP；所述方法包括：
主用控制模块获取主LSP及备LSP的控制信息，并根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活；并将所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息同步到备用控制模块；
主用控制模块和备用控制模块进行倒换后，当前主用控制模块根据标识信息为激活的LSP的控制信息生成转发信息，并进行业务转发。
优选地，所述主用控制模块获取主LSP及备LSP的控制信息，为：
所述RSVP-TE隧道建立时，当前主用控制模块通过发送及接收RSVP-TE信令与TE隧道中其它网络结点进行信息交互，获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，所述RSVP-TE隧道中的主LSP或备LSP更新时，当前主用控制模块通过发送LSP路径检测数据包，获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，通过主LSP及备LSP的配置信息获取主LSP及备LSP的控制信息。
优选地，所述控制信息包括RSVP-TE隧道标识信息、所述RSVP-TE隧道所包含LSP的标识信息、LSP所包含网络节点的标识信息及转发端口信息；
所述转发信息为根据所述控制信息生成的路由转发信息。
优选地，所述根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活，为：
所述主LSP及所述备LSP均可用时，设置所述主LSP的控制信息的标识信息为激活，设置所述备LSP的控制信息的标识信息为非激活；
所述主LSP及所述备LSP均不可用时，设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息均为非激活；
所述主LSP及所述备LSP中之一可用时，设置当前可用LSP的控制信息标识信息为激活，设置当前不可用LSP的控制信息标识信息为非激活。
优选地，所述方法还包括：
所述网络节点中存储有标识信息为激活的LSP的控制信息与所述可用LSP标识及其RSVP-TE隧道标识的对应关系的信息；
当前主控制模块根据所述可用LSP标识或RSVP-TE隧道标识，以及所述对应关系查找标识信息为激活的LSP的控制信息。
一种集中式网络节点中实现热备份的系统，包括网络节点，所述网络节点中设有主用控制模块和备用控制模块；在所述网络节点中为业务建立RSVP-TE隧道，所述RSVP-TE隧道包含两条LSP，一条为主LSP，另一条为备LSP；所述主用控制模块还包括：
获取子模块，用于获取主LSP及备LSP的控制信息；
设置子模块，用于根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活；
同步子模块，用于将所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息同步到备用控制模块；
生成子模块，用于在主用控制模块和备用控制模块进行倒换后，根据标识信息为激活的LSP的控制信息生成转发信息；
业务转发子模块，用于根据所述转发信息进行业务转发。
优选地，所述获取子模块进一步在所述RSVP-TE隧道建立时，通过发送及接收RSVP-TE信令与TE隧道中其它网络结点进行信息交互，获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，所述获取子模块进一步在所述RSVP-TE隧道中的主LSP或备LSP更新时，通过发送LSP路径检测数据包获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，所述获取子模块进一步通过主LSP及备LSP的配置信息获取主LSP及备LSP的控制信息。
优选地，所述控制信息包括RSVP-TE隧道标识信息、所述RSVP-TE隧道所包含LSP的标识信息、LSP所包含网络节点的标识信息及转发端口信息；
所述转发信息为根据所述控制信息生成的路由转发信息。
优选地，所述设置子模块在所述主LSP及所述备LSP均可用时，进一步设置所述主LSP的控制信息的标识信息为激活，设置所述备LSP的控制信息的标识信息为非激活；
在所述主LSP及所述备LSP均不可用时，进一步设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息均为非激活；
在所述主LSP及所述备LSP中之一可用时，进一步设置当前可用LSP的控制信息标识信息为激活，设置当前不可用LSP的控制信息标识信息为非激活。
优选地，所述网络节点中还包括：
存储模块，用于存储有标识信息为激活的LSP的控制信息与所述可用LSP标识及其RSVP-TE隧道标识的对应关系的信息；
查找模块，用于根据所述可用LSP标识或RSVP-TE隧道标识，以及所述对应关系查找标识信息为激活的LSP的控制信息。
本发明中，为控制信息设置标识信息，该标识信息与当前所用的LSP的状态信息对应，这样，当网络节点中发生主用控制模块及备用控制模块的倒换时，能在倒换后及时使用切换前所使用的LSP进行业务的转发，从而降低了倒换时间，保证了数据包的及时转发，从而提高了转发网络的数据转发质量。
附图说明
图1为典型的RSVP-TE HOTSTANDBY网络的组网结构示意图；
图2为热备份原理示意图；
图3为分布式网络节点结构示意图；
图4为集中式网络节点结构示意图；
图5为LSP控制信息查询表结构示意图；
图6为本发明集中式网络节点中实现热备份的系统组成结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：为控制信息设置标识信息，该标识信息与当前所用的LSP的状态信息对应，这样，当网络节点中发生主用控制模块及备用控制模块的倒换时，能在倒换后及时使用切换前所使用的LSP进行业务的转发。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
以图1所示的网络结构为基础，进一步阐明本发明的热备份的实现方案。
首先，建立从PE1到PE2的RSVP-TE隧道，此时RSVP-TE隧道会生成主LSP及备LSP两条LSP。主用控制模块获取该两条LSP的控制信息，并实时发送到备用控制模块中，在控制信息中设置相应的标识信息，该标识信息与当前激活的LSP相对应。例如，将当前激活LSP的控制信息的标识设置为“1”，而未激活LSP的控制信息的标识设置为“0”，即通过控制信息，主用控制模块即可确定当前激活的LSP；当确定LSP故障或恢复时，将及时确定各LSP的状态，并同时设定LSP对应的控制信息。备用控制模块根据所接收到的主用控制模块的控制信息生成转发信息。
主用控制模块获取LSP的控制信息的方式包括：所述RSVP-TE隧道建立时，当前主用控制模块通过发送及接收RSVP-TE信令与TE隧道中其它网络结点进行信息交互，获取主LSP及备LSP的控制信息。
或者，所述RSVP-TE隧道中的主LSP或备LSP更新时，当前主用控制模块通过发送LSP路径检测数据包，获取主LSP及备LSP的控制信息。
或者，主用控制模块通过主LSP及备LSP的配置信息获取主LSP及备LSP的控制信息。
本发明中，上述控制信息包括RSVP-TE隧道标识信息、所述RSVP-TE隧道所包含LSP的标识信息、LSP所包含网络节点的标识信息及转发端口信息；转发信息为根据所述控制信息生成的路由转发信息。
建立RSVP-TE隧道后，在CE1与CE2间建立虚拟专用网络(VPN，VirtualPrivate Network)业务。这样，CE1的VPN公网出接口为RSVP-TE TUNNEL。
VPN业务开始后，从CE1持续发送数据包到CE2，此时的数据包将会封装VPN标签和RSVP-TE隧道的标签，然后经由主LSP走到CE2。这里，当RSVP-TE隧道中两LSP均可用时，将优先使用主LSP，而只有在主LSP故障时，才会使用备LSP。
假设，由于某种原因(如主用控制模块故障等)，在PE1上进行了主备倒换后，备用控制模块变为主用控制模块，并用自身当前所维护的转发信息指导数据包的转发。这样，数据包流量会封装VPN标签和RSVP-TE标签，然后经由主LSP走到CE2。原主用主控在复位重启后变为备用主控，实时接收当前主用主控同步的控制信息。
接着，假设，当前的LSP发生故障而不能进行数据包转发，当前的主用控制模块将控制信息，将备LSP控制信息的标识设置为激活状态，并将当前LSP的控制信息更新到当前的备用控制模块。由于当前主控制模块将利用标识信息为激活的控制信息生成转发信息，这样，数据包流量将封装VPN标签和RSVP-TE隧道标签，然后经由备LSP发送到CE2。
接着，假设，在PE1中，再次发生主用控制模块及备用控制模块的倒换。当前的备用控制模块变为主用控制模块，当前的主用控制模块变为备用模块，当前的主用控制模块用自身维护的转发信息指导数据包转发。由于当前主控制模块将利用标识信息为激活的控制信息生成转发信息，这样，数据包流量将会封装VPN标签和RSVP-TE隧道标签，然后经由备LSP发送到CE2。
接着，假设，主LSP恢复，当前的主用控制模块将获取该主LSP当前的控制信息，并实时更新到备用控制模块，主用控制模块将根据当前的主LSP的控制信息生成转发信息，这样，数据包流量将封装VPN标签和RSVP-TE隧道标签，然后经由主LSP发送到CE2。
这样，通过将主用控制模块上的控制信息实时更新到备用控制模块上，控制信息中设置有与当前LSP状态相应的标识信息，当网络节点中发生主用控制模块及备用控制模块的倒换后，当前的主用控制模块根据当前标识信息为激活的控制信息生成转发信息，并转发当前的数据包流量即可。
图5为LSP控制信息查询表结构示意图，如图5所示，本发明中，为使网络节点中的控制信息更容易管理，本发明标识信息为激活的控制信息按一维数组的方式存储，具体的，当前激活的LSP控制信息与该激活的LSP的标识信息及RSVP-TE隧道标识对应，也就是说，通过上述LSP标识及RSVP-TE隧道标识，即可查找出对应LSP的控制信息。这与现有的以树结构存储的控制信息相比，提高了查找速度，维护也更方便。
图6为本发明集中式网络节点中实现热备份的系统组成结构示意图，如图6所示，本发明集中式网络节点中实现热备份的系统是在前述图1所示结构中实现的一种热备份系统，具体的，图1所示的网络节点中，包括主用控制模块及备用控制模块，其中，主用控制模块中包括获取子模块60、设置子模块61、同步子模块62、生成子模块63和业务转发子模块64，其中：
获取子模块60，用于获取主LSP及备LSP的控制信息；
设置子模块61，用于根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活；
同步子模块62，用于将所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息同步到备用控制模块；
生成子模块63，用于在主用控制模块和备用控制模块进行倒换后，根据标识信息为激活的LSP的控制信息生成转发信息；
业务转发子模块64，用于根据所述转发信息进行业务转发。
上述获取子模块60进一步在所述RSVP-TE隧道建立时，通过发送及接收RSVP-TE信令与TE隧道中其它网络结点产生交互，即进行信息交互，如信令交互等，获取主LSP及备LSP的控制信息。
或者，上述获取子模块60进一步在所述RSVP-TE隧道中的主LSP或备LSP更新时，当前主用控制模块通过发送LSP路径检测数据包获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，上述获取子模块60进一步通过主LSP及备LSP的配置信息获取主LSP及备LSP的控制信息。
上述控制信息包括RSVP-TE隧道标识信息、所述RSVP-TE隧道所包含LSP的标识信息、LSP所包含网络节点的标识信息及转发端口信息；
所述转发信息为根据所述控制信息生成的路由转发信息。
设置子模块61在所述主LSP及所述备LSP均可用时，进一步设置所述主LSP的控制信息的标识信息为激活，设置所述备LSP的控制信息的标识信息为非激活；
在所述主LSP及所述备LSP均不可用时，进一步设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息均为非激活；
在所述主LSP及所述备LSP中之一可用时，进一步设置当前可用LSP的控制信息标识信息为激活，设置当前不可用LSP的控制信息标识信息为非激活。
如图6所示，上述网络节点中还包括存储模块及查找模块(图中未示出)，其中：
存储模块，用于存储有标识信息为激活的LSP的控制信息与所述可用LSP标识及其RSVP-TE隧道标识的对应关系的信息；
查找模块，用于根据所述可用LSP标识或RSVP-TE隧道标识，以及所述对应关系查找标识信息为激活的LSP的控制信息。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集中式网络节点中实现热备份的方法，所述网络节点中设有主用控制模块和备用控制模块；为业务建立基于流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE隧道，所述RSVP-TE隧道包含两条标签交换通道LSP，一条为主LSP，另一条为备LSP；其特征在于，所述方法包括：
主用控制模块获取主LSP及备LSP的控制信息，并根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活；并将所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息同步到备用控制模块；
主用控制模块和备用控制模块进行倒换后，当前主用控制模块根据标识信息为激活的LSP的控制信息生成转发信息，并进行业务转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用控制模块获取主LSP及备LSP的控制信息，为：
所述RSVP-TE隧道建立时，当前主用控制模块通过发送及接收RSVP-TE信令与TE隧道中其它网络结点进行信息交互，获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，所述RSVP-TE隧道中的主LSP或备LSP更新时，当前主用控制模块通过发送LSP路径检测数据包，获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，通过主LSP及备LSP的配置信息获取主LSP及备LSP的控制信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信息包括RSVP-TE隧道标识信息、所述RSVP-TE隧道所包含LSP的标识信息、LSP所包含网络节点的标识信息及转发端口信息；
所述转发信息为根据所述控制信息生成的路由转发信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活，为：
所述主LSP及所述备LSP均可用时，设置所述主LSP的控制信息的标识信息为激活，设置所述备LSP的控制信息的标识信息为非激活；
所述主LSP及所述备LSP均不可用时，设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息均为非激活；
所述主LSP及所述备LSP中之一可用时，设置当前可用LSP的控制信息标识信息为激活，设置当前不可用LSP的控制信息标识信息为非激活。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述网络节点中存储有标识信息为激活的LSP的控制信息与所述可用LSP标识及其RSVP-TE隧道标识的对应关系的信息；
当前主控制模块根据所述可用LSP标识或RSVP-TE隧道标识，以及所述对应关系查找标识信息为激活的LSP的控制信息。
6.一种集中式网络节点中实现热备份的系统，包括网络节点，所述网络节点中设有主用控制模块和备用控制模块；在所述网络节点中为业务建立RSVP-TE隧道，所述RSVP-TE隧道包含两条LSP，一条为主LSP，另一条为备LSP；其特征在于，所述主用控制模块还包括：
获取子模块，用于获取主LSP及备LSP的控制信息；
设置子模块，用于根据所述主LSP及所述备LSP当前的状态设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息为激活或非激活；
同步子模块，用于将所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息同步到备用控制模块；
生成子模块，用于在主用控制模块和备用控制模块进行倒换后，根据标识信息为激活的LSP的控制信息生成转发信息；
业务转发子模块，用于根据所述转发信息进行业务转发。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取子模块进一步在所述RSVP-TE隧道建立时，通过发送及接收RSVP-TE信令与TE隧道中其它网络结点进行信息交互，获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，所述获取子模块进一步在所述RSVP-TE隧道中的主LSP或备LSP更新时，通过发送LSP路径检测数据包获取主LSP及备LSP的控制信息；
或者，所述获取子模块进一步通过主LSP及备LSP的配置信息获取主LSP及备LSP的控制信息。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制信息包括RSVP-TE隧道标识信息、所述RSVP-TE隧道所包含LSP的标识信息、LSP所包含网络节点的标识信息及转发端口信息；
所述转发信息为根据所述控制信息生成的路由转发信息。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设置子模块在所述主LSP及所述备LSP均可用时，进一步设置所述主LSP的控制信息的标识信息为激活，设置所述备LSP的控制信息的标识信息为非激活；
在所述主LSP及所述备LSP均不可用时，进一步设置所述主LSP的控制信息及所述备LSP的控制信息的标识信息均为非激活；
在所述主LSP及所述备LSP中之一可用时，进一步设置当前可用LSP的控制信息标识信息为激活，设置当前不可用LSP的控制信息标识信息为非激活。
10.根据权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，所述网络节点中还包括：
存储模块，用于存储有标识信息为激活的LSP的控制信息与所述可用LSP标识及其RSVP-TE隧道标识的对应关系的信息；
查找模块，用于根据所述可用LSP标识或RSVP-TE隧道标识，以及所述对应关系查找标识信息为激活的LSP的控制信息。
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