CN101834794A - 通过骨干网进行报文转发的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过骨干网进行报文转发的方法和设备，该方法包括：在至少两个私网的运营商侧边缘路由设备PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；所述至少两个私网的PE通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；所述至少两个私网的PE在进行路由管理时进一步将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；所述至少两个私网的PE根据学习到的BGP路由进行报文转发。本发明实现了在私网之间的backdoor link使用了IS-IS路由时仍然通过骨干网进行报文转发。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通过骨干网进行报文转发的方法及设备。
背景技术
IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System intra-domain routinginformation exchange protocol，中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议)最初是ISO(International Organization for Standardization，国际标准化组织)为CLNP(Connection Less Network Protocol，无连接网络协议)设计的一种动态路由协议，但是为了提供对IP(Internet Protocol，因特网协议)的路由支持，IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)在RFC 1195中对IS-IS进行了扩充和修改，使IS-IS能够同时应用在TCP/IP和OSI环境中，称为集成化IS-IS(Integrated IS-IS或Dual IS-IS)。
IS-IS属于IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)，用于自治系统内部，使用最短路径优先(Shortest Path First，SPF)算法进行路由计算。IS-IS协议选路(选择路由)的基本思路为：在自治系统中，每一台运行IS-IS的中间系统收集各自的接口/邻接信息(称为链路状态)，通过Flooding(泛洪)算法在整个区域内广播自己的链路状态，使得整个区域内部维护一个同步的链路状态数据库。根据这一链路状态数据库，区域内的路由器计算出以自己为根、其它网络节点为叶的一根最短的路径树，从而计算出自己到达区域内部各节点的最佳路由。目前的网络应用中，一个IS-IS区域中往往存在几十甚至上百台路由器，即同时有几十台甚至上百台路由器维护一个链路状态数据库。整个自治系统划分成若干个IS-IS区域，其中包括Level-1区域和Level-2区域，如图1和图2所示，其中Level-2区域为骨干区域，用来连接各个Level-1区域。
现有技术中，Level-1区域和Level-2区域经常分别为私网和MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)VPN(Visual PrivateNetwork，虚拟专用网)骨干网。为了实现私网之间的路由交互，在MPLS VPN骨干网上，通常通过BGP(Boarder Gateway Protocol，边界网关协议)承载在两台PE之间传递路由信息，将两个相同VPN下的私网路由交互。一般的做法是在一端PE上将私网下的IGP路由引入到BGP中，再通过MPLS VPN骨干网将BGP路由传到另一端PE上，再将私网BGP路由引入IGP中，从而使两端的私网相互学习到对方的路由。但是这种路由学习的方式存在一个问题：BGP路由的优先级非常低，若此时两个私网之间通过后门链路(backdoor link)连接起来并在后门链路上使能了IGP(例如上述介绍的IS-IS)后，这时因为IGP的路由优先级默认高于BGP路由优先级，使得骨干网的路径不被优先，而流量将会通过后门链路进行转发。这种情况将导致私网中流量总是通过后门链路转发，而不走骨干网。但是，因为后门链路的转发性能、带宽规格在通常情况下和骨干网不在同一个数量级上，因此当业务流量比较大时，很容易导致网络的拥塞、带宽被占满、流量无法正常转发等问题。
例如图3所示的组网中，CE1和CE2分别属于不同的私网、相同的VPN，CE1和CE2通过MPLS VPN骨干网(PE1和PE2)相连、还可以通过link3(backdoor link)相连。当link3不存在时，网络正常工作，CE2接入的私网IS-IS路由(或称CE2下的私网IS-IS路由)由PE2封装为BGP路由经过骨干网传到PE1，由PE1再将BGP路由还原为IS-IS路由并向CE1发送，使CE1能学到CE2下通过骨干网传递过来的私网IS-IS路由。若CE1和CE2之间加入了link3，并在link3上使能IS-IS协议，则CE2接入的私网IS-IS路由除了可以由PE2封装为BGP路由通过骨干网传到PE1外，还可以通过link3由CE1传输到PE1，并且因为由CE1传输的路由是IS-IS路由，优先级比从骨干网上学到的BGP路由优先级要高，因此在PE1上指向CE2下的VPN私网路由，下一跳将会是后门链路，导致CE1与CE2之间的流量通过link3传输。
因此，现有技术的缺点在于：当私网路由通过后门链路在不同私网之间传输时，私网之间的流量交互不再通过骨干网实现，而是通过后门链路进行流量转发，但是由于后门链路带宽小、转发性能低、开销大，从而容易导致业务流量拥塞、占满带宽以及部分流量无法正常转发等问题。
发明内容
本发明提供了一种通过骨干网进行报文转发的方法及设备，实现在私网之间的backdoor link使能了IS-IS路由时仍然通过骨干网进行报文转发。
本发明提供了一种通过骨干网进行报文转发的方法，应用于包括骨干网和至少两个私网的系统中，所述至少两个私网通过骨干网和后门链路连接，并在该后门链路上使能中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS，该方法包括：
在所述至少两个私网的运营商侧边缘路由设备PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；
所述至少两个私网的PE通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；
所述至少两个私网的PE在进行路由管理时进一步将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；
所述至少两个私网的PE根据学习到的BGP路由进行报文转发。
在所述至少两个私网的运营商侧边缘路由设备PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接包括：
在所述至少两个私网的PE上配置私网Loopback接口；
所述至少两个私网的PE交互边界网关协议BGP报文，通过所述BGP报文相互学习对端的Loopback接口路由；
所述至少两个私网的PE根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文，建立虚拟IS-IS邻居连接。
所述至少两个私网的PE根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文包括：
所述至少两个私网的PE在配置的私网Loopback接口之间建立通用路由封装GRE隧道，通过该GRE隧道向对端Loopback接口发送IS-IS报文；或者
所述至少两个私网的PE将IS-IS报文封装在IP报文中向对端Loopback接口发送。
所述虚拟IS-IS邻居连接的PE彼此还通过骨干网进行BGP路由学习。
一种路由设备，作为运营商侧边缘路由设备PE应用于包括骨干网和至少两个私网的系统中，所述至少两个私网通过骨干网和后门链路连接，并在该后门链路上使能中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS，该路由设备包括：
虚拟IS-IS邻居建立单元，用于与对端私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；
IS-IS路由计算单元，与所述虚拟IS-IS邻居建立单元连接，用于与对端私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接之后，通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，并在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；
路由管理单元，与所述IS-IS路由计算单元连接，用于在进行路由管理时将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；
报文转发单元，与所述路由管理单元连接，用于根据学习到的BGP路由向对端私网的PE转发报文。
所述虚拟IS-IS邻居建立单元还用于：
配置私网Loopback接口；
与对端私网的PE交互边界网关协议BGP报文，通过所述BGP报文学习对端的Loopback接口路由；
根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文。
所述虚拟IS-IS邻居建立单元还用于：
在本设备与对端私网的PE的Loopback口之间建立通用路由封装GRE隧道，通过该GRE隧道向对端Loopback接口发送IS-IS报文；或者
将IS-IS报文封装在IP报文中向对端私网的PE发送。
还包括：
BGP路由学习单元，用于与对端私网的PE通过骨干网进行对端私网的BGP路由学习。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
在至少两个私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接，PE通过虚拟IS-IS邻居连接和后门链路分别进行IS-IS路由学习，并在进行IS-IS路由计算时将通过虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由，进一步在进行路由管理时进一步将下一跳指向虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级，从而使PE在有后门链路存在的情况下依然通过骨干网进行报文转发，消除了骨干网中后门链路的影响。
附图说明
图1和图2是现有技术中自治系统中IS-IS组网示意图；
图3是现有技术中后门链路对私网之间报文转发的影响示意图；
图4是本发明提供的通过骨干网进行报文转发的方法的流程示意图；
图5是本发明提供的路由设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：通过在两台PE设备之间建立虚拟的IS-IS邻居连接，利用PE设备通过虚拟IS-IS邻居学习到的私网路由规避通过backdoorlink学习到的私网路由，进而通过在路由管理策略中设置虚拟IS-IS邻居学习到的私网路由优先级低于通过BGP学习到的私网路由，实现规避MPLSVPN骨干网中backdoor link对PE设备学习私网路由的影响的目的。
本发明提供一种通过骨干网进行报文转发的方法，应用于包括骨干网和至少两个私网的系统中，所述至少两个私网通过骨干网和后门链路连接，并在该后门链路上使能中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS，如图4所示，该方法包括：
步骤401，在所述至少两个私网的运营商侧边缘路由设备PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；
步骤402，所述至少两个私网的PE通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；
步骤403，所述至少两个私网的PE在进行路由管理时进一步将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；
步骤404，所述至少两个私网的PE根据学习到的BGP路由进行报文转发。
下面分别就上述4个步骤进行详细介绍。
首先介绍步骤401，即在至少两个私网的PE设备之间建立虚拟IS-IS邻居连接的过程：
为了建立虚拟IS-IS邻居连接，PE设备上需要在私网中配置Loopback接口作为标识，通过BGP报文交互相互学习对端的Loopback接口路由，然后，PE向对端发送IS-IS报文建立与对端的虚拟IS-IS邻居连接，IS-IS报文中包括PE设备本段的私网Loopback接口标示(IP地址)与对端的私网Loopback接口标示，还可以包括虚拟邻居的hello时间、超时时间、认证参数等配置。由于IS-IS报文是2层报文，无法直接穿越3层设备，本发明中将IS-IS报文封装在IP报文中通过中间设备转发，建立虚拟邻居，具体的，将IS-IS报文封装在IP报文中通过中间设备转发的方案包括：
1、在两个PE设备的Loopback口之间建立GRE隧道，将IS-IS报文封装在GRE隧道中进行交互。
2、将IS-IS报文直接封装在IP报文中，在骨干网链路上作为普通报文进行发送。
下面对步骤402进行详细介绍。
需要说明的是，PE设备在路由表中设置路由策略之前首先针对不同协议路由分别进行路由计算，本发明中PE设备首先分别获取IS-IS路由和BGP路由，然后在路由表中根据获取的IS-IS路由和BGP路由设置路由策略进行路由管理。步骤402中介绍的是PE设备进行IS-IS路由计算的过程。
具体的，PE设备在进行IS-IS路由计算时，根据IS-IS协议的SPF算法将虚拟邻居当作正常的邻居进行处理，进行路由计算。由于后门链路带宽小，开销大，因此在IS-IS计算中不会将后门链路选为到达对端私网的优选链路，相反的，因为虚拟IS-IS邻居走的是MPLS VPN骨干网，带宽大，开销小，将作为IS-IS计算路由时的优选路径。因此，步骤402中IS-IS路由计算的结果是将虚拟IS-IS邻居作为到达对端私网的IS-IS路由。
下面对步骤403和404进行详细介绍。
本发明中，PE设备到达对端私网PE设备的路由包括IS-IS路由和BGP路由，步骤402中使用虚拟IS-IS邻居连接得到的IS-IS路由规避掉由于后门链路产生的IS-IS路由，步骤403中PE设备在路由表中设置路由时，根据配置的路由策略在路由管理时将下一跳指向虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于BGP路由的优先级，例如将下一跳指向虚拟IS-IS邻居的路由的优先级设置为最低优先级。这样，PE设备通过骨干网获得的BGP路由成为最优的路由。PE设备在向对端私网发送报文时，查找路由表获得最高优先级的路由为BGP路由，根据BGP路由通过骨干网向对端私网发送报文，即PE设备之间通过骨干网进行报文交互。
例如图3中所示的场景，根据步骤401-404所提供的方法，在PE1与PE2之间建立虚拟IS-IS邻居连接，这样PE1和PE2在进行路由学习时就可以有三种方式：一是通过BGP连接进行路由学习；二是通过虚拟IS-IS邻居连接进行路由学习；三是通过后门链路进行路由学习。其中后两种路由学习方式得到IS-IS路由，但是PE设备在IS-IS路由计算时只得到最优的IS-IS路由，即通过虚拟IS-IS邻居连接学习到的IS-IS路由，然后在路由表中添加路由转发表项时PE设备将下一跳指向虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于BGP路由的优先级，这样PE设备在进行报文转发时查找路由表根据BGP路由进行报文转发，使报文通过MPLS VPN骨干网进行传输。CE1和CE2向对端发送报文时，首先将报文分别发送到PE1和PE2，现有技术中由于后门链路的影响，PE1和PE2将报文下一跳指向后门链路，本发明中PE1和PE2查找路由表通过骨干网进行报文转发。
通过采用本发明提供的方法，在至少两个私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接，PE通过虚拟IS-IS邻居连接和后门链路分别进行IS-IS路由学习，并在进行IS-IS路由计算时将通过虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由，进一步在进行路由管理时进一步将下一跳指向虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级，从而使PE在有后门链路存在的情况下依然通过骨干网进行报文转发，消除了骨干网中后门链路的影响。
本发明提供一种路由设备，作为运营商侧边缘路由设备PE应用于包括骨干网和至少两个私网的系统中，所述至少两个私网通过骨干网和后门链路连接，并在该后门链路上使能中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS，如图5所示，该路由设备包括：
虚拟IS-IS邻居建立单元11，用于与对端私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；
IS-IS路由计算单元12，与所述虚拟IS-IS邻居建立单元11连接，用于与对端私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接之后，通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，并在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；
路由管理单元13，与所述IS-IS路由计算单元12连接，用于在进行路由管理时将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；
报文转发单元14，与所述路由管理单元13连接，用于根据学习到的BGP路由向对端私网的PE转发报文。
所述虚拟IS-IS邻居建立单元11还用于：
配置私网Loopback接口；
与对端私网的PE交互边界网关协议BGP报文，通过所述BGP报文学习对端的Loopback接口路由；
根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文。
所述虚拟IS-IS邻居建立单元11还用于：
在本设备与对端私网的PE的Loopback口之间建立通用路由封装GRE隧道，通过该GRE隧道向对端Loopback接口发送IS-IS报文；或者
将IS-IS报文封装在IP报文中向对端私网的PE发送。
还包括：
BGP路由学习单元15，与所述路由管理单元13连接，用于与对端私网的PE通过骨干网进行BGP路由学习。
通过采用本发明提供的路由设备，在至少两个私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接，PE通过虚拟IS-IS邻居连接和后门链路分别进行IS-IS路由学习，并在进行IS-IS路由计算时将通过虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由，进一步在进行路由管理时进一步将下一跳指向虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级，从而使PE在有后门链路存在的情况下依然通过骨干网进行报文转发，消除了骨干网中后门链路的影响。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种通过骨干网进行报文转发的方法，应用于包括骨干网和至少两个私网的系统中，所述至少两个私网通过骨干网和后门链路连接，并在该后门链路上使能中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS，其特征在于，该方法包括：
在所述至少两个私网的运营商侧边缘路由设备PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；
所述至少两个私网的PE通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；
所述至少两个私网的PE在进行路由管理时进一步将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；
所述至少两个私网的PE根据学习到的BGP路由进行报文转发。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少两个私网的运营商侧边缘路由设备PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接包括：
在所述至少两个私网的PE上配置私网Loopback接口；
所述至少两个私网的PE交互边界网关协议BGP报文，通过所述BGP报文相互学习对端的Loopback接口路由；
所述至少两个私网的PE根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文，建立虚拟IS-IS邻居连接。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个私网的PE根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文包括：
所述至少两个私网的PE在配置的私网Loopback接口之间建立通用路由封装GRE隧道，通过该GRE隧道向对端Loopback接口发送IS-IS报文；或者
所述至少两个私网的PE将IS-IS报文封装在IP报文中向对端Loopback接口发送。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟IS-IS邻居连接的PE彼此还通过骨干网进行BGP路由学习。
5.一种路由设备，作为运营商侧边缘路由设备PE应用于包括骨干网和至少两个私网的系统中，所述至少两个私网通过骨干网和后门链路连接，并在该后门链路上使能中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS，其特征在于，该路由设备包括：
虚拟IS-IS邻居建立单元，用于与对端私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接；
IS-IS路由计算单元，与所述虚拟IS-IS邻居建立单元连接，用于与对端私网的PE之间建立虚拟IS-IS邻居连接之后，通过所述虚拟IS-IS邻居连接和所述后门链路分别进行IS-IS路由学习，并在进行IS-IS路由计算时将通过所述虚拟IS-IS邻居连接学习的IS-IS路由作为最优IS-IS路由；
路由管理单元，与所述IS-IS路由计算单元连接，用于在进行路由管理时将下一跳指向所述虚拟IS-IS邻居连接的路由的优先级设置为低于边界网关协议BGP路由的优先级；
报文转发单元，与所述路由管理单元连接，用于根据学习到的BGP路由向对端私网的PE转发报文。
6.如权利要求5所述的路由设备，其特征在于，所述虚拟IS-IS邻居建立单元还用于：
配置私网Loopback接口；
与对端私网的PE交互边界网关协议BGP报文，通过所述BGP报文学习对端的Loopback接口路由；
根据学习到的对端Loopback接口的路由向对端Loopback接口发送IS-IS报文。
7.如权利要求6所述的路由设备，其特征在于，所述虚拟IS-IS邻居建立单元还用于：
在本设备与对端私网的PE的Loopback接口之间建立通用路由封装GRE隧道，通过该GRE隧道向对端Loopback接口发送IS-IS报文；或者
将IS-IS报文封装在IP报文中向对端私网的PE发送。
8.如权利要求5所述的路由设备，其特征在于，还包括：
BGP路由学习单元，用于通过骨干网进行对端私网的BGP路由学习。
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