CN101848159A - 三层vpn路由重置方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种三层VPN路由重置方法，包括：检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换；当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签并替换原来封装到报文中的内层标签；判断是否需要外层FRR切换；当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签并替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换。本发明还提供相应的装置。本发明通过对内层标签和外层标签的切换解决CE双归属网络中，链路故障收敛速度慢的问题，极大提高网络的稳定性和可靠性。

Description

三层VPN路由重置方法和装置
技术领域
本发明涉及到通信技术领域，特别涉及到一种三层路由重置方法和装置。
背景技术
随着网络技术的高速发展，三网合一的需求日益迫切，运营商对网络故障时的业务收敛速度非常重视，在任何一个节点或者链路发生故障时，相邻节点业务快速倒换，端到端业务迅速收敛已经逐步成为承载网的硬性要求。
用户边缘设备(CE，Customer Edge)双归属是现实网络中非常普遍的一种组网形式，参见图1，基于虚拟专用网络的快速重路由(VPN FRR，VirtualPrivate Network Fast Re-Route)技术立足于此种网络模型，在远端运营商边缘设备(PE，Provider Edge)上部署，并可以使用路由匹配策略挑选需要保护的远端CE路由，以解决主用PE故障时的业务端到端快速收敛问题。
下面进行详细的说明：
三层VPN FRR分为两个层次，一个是VPN路由外层公网的FRR，另一个是VPN路由内层的FRR。
如图1所示，具体说来外层FRR就是由PE3到PE1有经过P1和P2的主备分层服务提供程序(LSP，Layered Service Provider)链路，由PE3到PE2有经过P2和P1的主备LSP链路。内层的FRR就是CE2到CE1可以由PE3到PE1和PE2主备路径转发。外层FRR由IGP(内部网关协议)和LDP(标签分发协议)协议计算生成，通过建立LSP的BFD(双向转发检测)检测PE3到PE1的主链路故障并和外层FRR关联，当PE3到PE1上经过P1的LSP链路有故障则进行外层FRR切换，确保公网侧VPN流量快速切换。内层FRR由MBGP(多协议边界网关协议)协议计算生成，通过建立PEER的BFD检测PE3到PE1的转发链路故障并和内层FRR关联，当PE3到PE1的主备链路都产生故障则进行内层FRR切换，确保VPN侧流量快速切换。
在具体实施过程中，现有的链路和节点的故障检测，主要是应用在公网或者私网上，而对于普遍应用的多协议标签交换(MPLS，Virtual PrivateNetwork Fast Re-Route)网络来说，私网的切换很可能会引起对于公网转发路径的转变，现有技术无法解决。
发明内容
本发明的主要目的为提供实现VPN FRR的应用范围扩大，提高网络的稳定性的三层VPN快速重路由的方法和装置。
本发明提出一种三层VPN路由重置方法，包括：
检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换；
当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签并替换原来封装到报文中的内层标签；
判断是否需要外层FRR切换；
当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签并替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换。
进一步，检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换具体为：
检测到当前链路发生故障时，读取路由表内的FRR索引；
根据所述FRR索引判断是否需要进行内层标签的切换；
当需要进行内层标签的切换时，判定为需要进行内层FRR切换。
进一步，当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签并替换原来封装到报文中的内层标签具体为：
当需要内层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；
读取所述FRR表的内层标签，利用所述FRR表的内层标签值替换原来封装到报文中的内层标签。
进一步，当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签并替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换具体为：
当需要外层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；
读取所述FRR表的外层标签，利用所述FRR表的外层标签值替换原来封装到报文中的外层标签。
进一步，所述检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换后还包括：
当不需要内层FRR切换时，判断是否需要外层FRR切换；
当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表完成外层FRR切换。
进一步，所述检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换前包括：
通过标签交换路径双向转发检测(LSP BFD，Label Switched PathBidirectional Forwarding Detection)和/或PEER BFD检测当前链路。
本发明还提出了一种三层VPN路由重置装置，包括：
第一判断模块，用于检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换；
内层切换模块，用于当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签替换原来封装到报文中的内层标签，完成内层FRR切换；
第二判断模块，用于判断是否需要外层FRR切换；
外层切换模块，用于当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换。
进一步，所述第一判断模块具体用于：
检测到当前链路发生故障时，读取路由表内的FRR索引；根据所述FRR索引判断是否需要进行内层标签的切换；当需要进行内层标签的切换时，判定为需要进行内层FRR切换。
进一步，所述内层切换模块具体用于：当需要内层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；读取所述FRR表的内层标签，利用所述FRR表的内层标签值替换原来封装到报文中的内层标签。
进一步，所述外层切换模块具体用于：当需要外层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；读取所述FRR表的外层标签，利用所述FRR表的外层标签值替换原来封装到报文中的外层标签。
进一步，所述第二判断模块还用于当不需要内层FRR切换时，判断是否需要外层FRR切换；
所述外层切换模块，用于当所述第二判断模块判断需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表，完成外层FRR切换。
进一步，所述装置还包括检测模块，用于通过LSP BFD和/或PEER BFD检测当前链路。
本发明通过对内层标签和外层标签的切换解决CE双归属网络中，链路故障收敛速度慢的问题，极大提高网络的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为现有技术中CE双归属PE示意图；
图2为本发明一种三层VPN路由重置方法一实施例中内层VPN FRR切换流程示意图；
图3为本发明一种三层VPN路由重置方法另一实施例中内层VPN FRR切换流程示意图；
图4为本发明一种三层VPN路由重置装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图2所示为本发明一种三层VPN路由重置方法一实施例中内层VPN FRR切换流程示意图。
步骤S201、预先配置FRR服务；
在需要进行保护的链路和节点的路由器上配置FRR服务，进行保护。
步骤S202、检测链路；
可以通过LSP BFD或者PEER BFD检测链路，当检测内层VPN上有链路或者节点故障DOWN之后，则进行FRR切换，此处以主链路切换到备链路为例，流量将从主链路切换到备链路上。
MBGP路由协议计算出可以通行的备链路，并将关于备链路的信息添加到路由表和FRR表中，当主链路DOWN了之后，报文转发、在读取路由表的时候，如果能进行FRR切换，则根据路由表读取相应的FRR表。
步骤S203、判断是否需要进行内层FRR切换；
路由表中的FRR索引信息中有标记位表明需要做内层VPN FRR切换，同时得到信息此时是走主链路还是备链路，相应的是读取主链路FRR表或备链路FRR表。
当路由是从主链路切换到备链路，则此时读取备链路表。
步骤S204、根据路由表中的FRR索引信息，读取备FRR表，从中得到内层标签值；
步骤S205、将新读取的内层标签替换原来需封装到报文中的内层标签，以此来更改报文转发的内层标签，实现转发路径的更改；
步骤S206、判断是否需要外层FRR切换；
因内层标签更改可能导致外层标签的改变，此时需要判断是否要做外层VPN FRR切换。例如图1中因PE1故障导致通过PE3-P1-PE1无法访问CE1，需要从PE3-P2-PE2来转发流量、访问CE1，要做外层VPN FRR切换。
IGP和LDP协议可以计算出外层路由的改变，并且将结果写入路由表，根据路由表信息，重新读取FRR索引表。当需要外层FRR切换时，继续步骤S207。
如果需要进行公网VPN FRR的切换，则重复步骤203，重新读取FRR索引表，得到信息此时是走主链路还是备链路，判断是否需要进行外层VPN FRR切换；此时FRR索引表中的标记为表明是做外层VPN FRR的切换。
步骤S207、根据FRR索引表中的信息，读取备FRR表，从中得到外层标签值；
步骤S208、将读取的外层标签替换原来封装到报文中的外层标签，更改公网标签，实现公网转发路径的更改。
在本发明实施例中，内层标签为针对私网的标签，外层标签是针对公网的标签。
本发明实施例将三层VPN FRR分为二个层次，一个是VPN路由外层公网的FRR，另一个是VPN路由内层的FRR，通过两层标签的切换，不论是内层还是外层VPN都可以进行FRR切换，实现三层VPN快速重路由。解决了链路故障收敛速度慢的问题，极大提高网络的稳定性和可靠性。
参阅图3为本发明一种三层VPN路由重置方法另一实施例中内层VPNFRR切换流程示意图；
步骤S301、预先配置FRR服务；
在需要进行保护的链路和节点的路由器上配置FRR服务，进行保护。
步骤S302、检测链路；
可以通过LSP BFD或者PEER BFD检测链路，当检测到外层VPN上有链路或者节点故障DOWN之后，则进行FRR切换，此处以备链路切换到主链路为例，流量将从备链路切换到主链路上。
步骤S303、判断是否需要进行外层FRR切换；
路由表中的FRR索引信息中有标记位表明此时是做外层VPN FRR切换，同时得到信息此时是走主链路还是备链路，相应的是读取主链路FRR表还是备链路FRR表。
当路由是从备链路切换到主链路，则此时读取主链路表。
需要注意的是，不论是主链路还是备链路都是根据路由协议自动收敛而成的，并且记录到路由表中。当切换到备链路后，一旦主链路恢复，则路由协议自动收敛，那么FRR会重新切换回主链路；而如果在主链路没有恢复而备链路又DOWN的情况下，路由协议会再次计算收敛出第三条链路，更新路由表和FRR表，故FRR会继续切换下一条备FRR条目，满足FRR切换要求，前提是有足够的网络拓扑，配置有足够的FRR切换路径，一般来说是主备两条链路，对于特殊安全性要求高的场合可以根据需要配置更多的备份路径。
步骤S304、根据FRR索引信息，读取主FRR表，从中得到外层标签值；
步骤S305、将新读取的外层标签替换原来的外层标签，以此来更改报文转发的外层标签，实现转发路径的更改。
此处不需要再考虑内层标签是否需要更改，如果需要切换内存标签会在步骤S203时优先切换内层再考虑外层标签是否需要切换。
参阅图4，为本发明一种三层VPN路由重置装置一实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的三层VPN路由重置装置，包括：
第一判断模块41，用于检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换；
内层切换模块42，用于当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签替换原来封装到报文中的内层标签，完成内层FRR切换；
第二判断模块43，用于判断是否需要外层FRR切换；
外层切换模块44，用于当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换。
进一步，所述第一判断模块41具体用于：
检测到当前链路发生故障时，读取路由表内的FRR索引；根据所述FRR索引判断是否需要进行内层标签的切换；当需要进行内层标签的切换时，判断需要进行内层FRR切换。
进一步，所述内层切换模块42具体用于：当需要内层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；读取所述FRR表的内层标签，利用所述FRR表的内层标签值替换原来封装到报文中的内层标签。
进一步，所述外层切换模块44具体用于：当需要外层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；读取所述FRR表的外层标签，利用所述FRR表的外层标签值替换原来封装到报文中的外层标签。
进一步，所述第二判断模块43还用于当不需要内层FRR切换时，判断是否需要外层FRR切换；
所述外层切换模块44，用于当所述第二判断模块43判断需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表，完成外层FRR切换。
进一步，所述装置还包括检测模块45，用于通过LSP BFD和/或PEER BFD检测当前链路。
所述检测模块45可以通过LSP BFD和/或PEER BFD检测链路，当检测内层VPN上有链路或者节点故障DOWN之后，则选哟进行FRR切换；MBGP路由协议计算出可以通行的备链路，并将关于备链路的信息添加到路由表和FRR表中，当主链路DOWN了之后，报文转发、在读取路由表的时候，如果能进行FRR切换，第一判断模块41根据路由表读取相应的FRR表。此时第一判断模块41根据路由表中的FRR索引信息中有标记位判断是否需要做内层VPN FRR切换，同时得到信息此时是走主链路还是备链路，相应的是读取主链路FRR表或备链路FRR表。
内层切换模块42根据路由表中的FRR索引信息，读取备FRR表，从中得到内层标签值；将新读取的内层标签替换原来需封装到报文中的内层标签，以此来更改报文转发的内层标签，实现转发路径的更改。
同样的，因内层标签更改可能导致外层标签的改变，此时需要判断是否要做外层VPN FRR切换。例如图1中因PE1故障导致通过PE3-PE1无法访问CE1，需要从PE3-PE2来转发流量、访问CE1。
IGP和LDP协议可以计算出外层路由的改变，并且将结果写入路由表，根据路由表信息，重新读取FRR索引表。
第二判断模块43根据路由表读取相应的FRR表。此时第二判断模块43根据路由表中的FRR索引信息中有标记位判断是否需要做外层VPN FRR切换，同时得到信息此时是走主链路还是备链路，相应的是读取主链路FRR表或备链路FRR表。
外层切换模块44根据路由表中的FRR索引信息，读取备FRR表，从中得到外层标签值；将新读取的外层标签替换原来需封装到报文中的外层标签，以此来更改报文转发的内层标签，实现转发路径的更改。
在本发明实施例中第一判断模块41和第二判断模块43可以为同一判断模块。内层标签为针对私网的标签，外层标签是针对公网的标签。
本发明实施例将三层VPN FRR分为二个层次，一个是VPN路由外层公网的FRR，另一个是VPN路由内层的FRR，通过两层标签的切换，不论是内层还是外层VPN都可以进行FRR切换，实现三层VPN快速重路由。解决了链路故障收敛速度慢的问题，极大提高网络的稳定性和可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种三层虚拟专用网络VPN路由重置方法，其特征在于，包括：
检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层快速重路由FRR切换；
当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签并替换原来封装到报文中的内层标签；
判断是否需要外层FRR切换；
当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签并替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换具体为：
检测到当前链路发生故障时，读取路由表内的FRR索引；
根据所述FRR索引判断是否需要进行内层标签的切换；
当需要进行内层标签的切换时，判定为需要进行内层FRR切换。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签并替换原来封装到报文中的内层标签具体为：
当需要内层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；
读取所述FRR表的内层标签，利用所述FRR表的内层标签值替换原来封装到报文中的内层标签。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签并替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换具体为：
当需要外层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；
读取所述FRR表的外层标签，利用所述FRR表的外层标签值替换原来封装到报文中的外层标签。
5.根据权利要求1或3或4任一所述的方法，其特征在于，所述检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换后还包括：
当不需要内层FRR切换时，判断是否需要外层FRR切换；
当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表完成外层FRR切换。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换前包括：
通过标签交换路径双向转发检测LSP BFD和/或对等双向转发检测PEERBFD检测当前链路。
7.一种三层VPN路由重置装置，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于检测到当前链路发生故障时，判断是否需要内层FRR切换；
内层切换模块，用于当需要内层FRR切换时，获取对应的FRR表中的内层标签替换原来封装到报文中的内层标签，完成内层FRR切换；
第二判断模块，用于判断是否需要外层FRR切换；
外层切换模块，用于当需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表中的外层标签替换原来封装到报文中的外层标签，完成外层FRR切换。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一判断模块具体用于：
检测到当前链路发生故障时，读取路由表内的FRR索引；根据所述FRR索引判断是否需要进行内层标签的切换；当需要进行内层标签的切换时，判定为需要进行内层FRR切换。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述内层切换模块具体用于：当需要内层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；读取所述FRR表的内层标签，利用所述FRR表的内层标签值替换原来封装到报文中的内层标签。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述外层切换模块具体用于：当需要外层FRR切换时，根据FRR索引搜索FRR表，所述FRR表包括主FRR表和备FRR表；读取所述FRR表的外层标签，利用所述FRR表的外层标签值替换原来封装到报文中的外层标签。
11.根据权利要求7或9或10任一所述的装置，其特征在于，所述第二判断模块还用于当不需要内层FRR切换时，判断是否需要外层FRR切换；
所述外层切换模块，用于当所述第二判断模块判断需要外层FRR切换时，获取对应的FRR表，完成外层FRR切换。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括检测模块，用于通过LSP BFD和/或PEER BFD检测当前链路。
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