CN101860482A - 二层虚拟专用网络快速重路由方法及装置 - Google Patents

二层虚拟专用网络快速重路由方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二层虚拟专用网络快速重路由方法及装置，其中，该方法包括：分别为预先建立的主链路和备链路创建主、备快速重路由(FRR)表，并将创建的主、备FRR表的FRR索引信息添加至媒体访问控制MAC地址转发表；若检测到主链路不可用，则进行FRR切换到备链路；根据MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并根据备FRR表中的标记位标记的标签切换类型，进行内层标签切换和/或外层标签切换。

Description

二层虚拟专用网络快速重路由方法及装置
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种二层虚拟专用网络快速重路由方法及装置。
背景技术
在网络高速发展的今天，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。
应对于承载网对于设备稳定转发的要求，各种快速收敛技术应运而生，但是它们都无法很好的解决在CE(Custom Edge，用户边缘路由器设备)双归属PE(Provider Edge，服务商边缘路由器设备)的网络中，链路故障时的端到端业务快速收敛的问题。VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)FRR(Fast ReRoute，快速重路由)致力于解决CE双归属这种最普遍的网络模型的端到端业务收敛问题，将出现故障情况下的端到端业务的收敛时间控制在1s以内。
CE双归属网络是现实网络中非常普遍的一种组网形式，VPN FRR技术立足于此种网络模型，在远端PE上部署，并可以使用VPLS匹配策略挑选需要保护的远端CE选路，以解决主用PE故障时的业务端到端快速收敛问题。
多协议标签交换二层虚拟专用网络MPLS L2VPN就是在MPLS网络上透明传递用户的二层数据。从用户的角度来看，这个MPLS网络就是一个二层的交换网络，通过这个网络，可以在不同站点之间建立二层的连接。MPLSL2VPN包括VLL(Virtual Leased Line，虚拟租用线路)和VPLS两种，其中VPLS是目前使用较为广泛的一种二层VPN技术。
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MPLS(多协议标签交换)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，但是，对于这种情况现有技术却未提出有效的解决方案。
综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在现有的VPN FRR切换时私网的切换可能会引起公网转发路径的转变导致降低网络稳定性的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决此问题。
发明内容
有鉴于现有技术存在现有的VPN FRR切换时私网的切换可能会引起公网转发路径的转变导致降低网络稳定性的问题而做出本发明，为此本发明的主要目的在于提供一种二层虚拟专用网络快速重路由方法及装置，其中：
根据本发明实施例的二层虚拟专用网络快速重路由方法包括：
分别为预先建立的主链路和备链路创建主、备快速重路由(FRR)表，并将创建的主、备FRR表的FRR索引信息添加至媒体访问控制MAC地址转发表；若检测到主链路不可用，则进行FRR切换到备链路；根据MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并根据备FRR表中的标记位标记的标签切换类型，进行内层标签切换和/或外层标签切换。
优选地，在分别为预先建立的主链路和备链路创建FRR表之后，该方法进一步包括：限制备链路的MAC地址学习能力。
优选地，根据MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并进行内层标签切换和/或外层标签切换，进一步包括：根据MAC地址转发表中的FRR索引信息读取备FRR表；根据备FRR表中的标记位判断标签切换类型：若为内层标签切换，则根据备FRR表获取内层标签值并进行内层标签切换；再判断是否需要外层标签切换，若需要，则根据备FRR表获取外层标签值并进行外层标签切换；若为外层标签切换，则根据备FRR表获取外层标签值直接进行外层标签切换。
优选地，在完成标签切换之后，该方法进一步包括：快速撤销MAC地址转发表从主链路学习到的MAC地址条目，并进行全网更新。
优选地，在完成标签切换之后，该方法进一步包括：去除对备链路的MAC地址学习能力的限制。
优选地，在分别为预先建立的主链路和备链路创建FRR表之前，该方法进一步包括：为主链路配置至少一条备链路。
根据本发明实施例的二层虚拟专用网络快速重路由装置包括：
表管理模块，用于分别为预先建立的主链路和备链路创建主、备快速重路由(FRR)表，并将创建的主、备FRR表的FRR索引信息添加至媒体访问控制MAC地址转发表；切换模块，用于检测到主链路不可用，则进行FRR切换到备链路；标签切换模块，用于根据MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并根据备FRR表中的标记位标记的标签切换类型，进行内层标签切换和/或外层标签切换。
优选地，标签切换模块进一步包括：判断模块，用于根据MAC表中的FRR索引信息读取备FRR表，根据备FRR表中的标记位判断是进行内层标签切换还是外层标签切换：第一切换模块，用于如果是内层标签切换，则根据备FRR表获取内层标签值并进行内层标签切换；再判断是否需要外层标签切换，若需要，则根据备FRR表获取外层标签值并进行外层标签切换；第二切换模块，用于如果是外层标签切换，则根据备FRR表获取外层标签值直接进行外层标签切换。
优选地，该装置进一步包括：地址更新模块，用于快速撤销从主链路学习到的MAC地址条目，并进行全网更新。
优选地，该装置进一步包括：配置模块，用于为主链路配置至少一条备链路。
与现有技术相比，根据本发明的技术方案，在VPLS网络链路故障进行FFR切换时，不仅考虑内层标签切换还考虑外层标签切换，保证了流量的无缝传输，提高了网络稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例1的二层VPN FRR使用场景的网络拓扑示意图；
图2是根据本发明实施例2的二层虚拟专用网络快速重路由方法的流程图；
图3是根据本发明实施例3的二层虚拟专用网络快速重路由方法的流程图；
图4是根据本发明实施例4的二层虚拟专用网络快速重路由装置的框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
根据本发明的实施例，提供了一种二层虚拟专用网络快速重路由方法。
图1是根据本发明实施例1的二层VPN FRR使用场景的网络拓扑示意图，如图所示，在UPE1和NPE1之间建立主链路(主PW)、在UPE1和NPE2之间建立备链路(备PW)，从而实现对VPLS的主链路的转发路径保护。图中示出的服务商边缘路由器(NPE和UPE)以及用户边缘路由器(CE)仅为举例说明，但本发明并不以此为限。
图2是根据本发明实施例2的二层虚拟专用网络快速重路由方法的流程图，如图2所示，该方法包括(步骤S202-S206)：
步骤S202，分别为预先建立的主链路和备链路创建FRR表，并且将创建的FRR表的FRR索引信息添加至媒体访问控制MAC地址转发表。
主链路的FRR表称为主FRR表，备链路的FRR表称为备FRR表。在创建完FRR表后，需要限制备链路的MAC地址学习能力，以防止MAC地址泛洪。
步骤S204，若检测到主链路不可用，则进行FRR切换到备链路。
可以使用多种检测方式对主链路进行检测，例如：使用BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)进行检测，当检测到主链路不可用(DOWN)时，对主链路进行FRR切换到备链路。
步骤S206，根据MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并进行内层标签切换和/或外层标签切换。
具体地，当主链路切换到备链路，根据MAC地址转发表中的FRR索引信息读取备FRR表，根据备FRR表中的标记位判断标签切换类型：
若为内层标签切换，则根据备FRR表获取内层标签值并进行内层标签切换；再判断是否需要外层标签切换，若需要，则根据备FRR表获取外层标签值并进行外层标签切换；
若为外层标签切换，则根据备FRR表获取外层标签值直接进行外层标签切换，不需要再判断是否需要内层标签切换。
在进行FFR切换同时，进行VC的Mac Withdraw处理进行全网的MAC更新，并去除备链路的MAC地址学习能力限制、重新学习MAC，从而完成主、备链路切换。
通过上述处理，在VPLS网络链路故障进行FFR切换时，不仅考虑内层标签切换还考虑外层标签切换，保证了流量的无缝传输，提高了网络稳定性。
下面结合图3详细描述上述各处理的细节。
图3是根据本发明实施例3的VPLS快速重路由方法的流程图，如图3所示包括：
步骤S302、建立主、备Spoke-PW链路，并且配置二层VPN FRR服务，实现对VPLS的主PW转发路径进行保护。
步骤S304、创建主、备FRR表，并且在MAC地址转发表中添加主、备FRR表的索引信息。
通过MBGP(Multiprotocol BGP，多协议边界网关协议)可以计算出可以通行的备链路，并将此信息对应的添加到MAC地址表和FRR表中，当主链路DOWN(故障)之后，报文转发、在读取MAC表的时候，只要能进行FRR切换，则根据路由信息读取相应的FRR表。
步骤S306、限制备PW的MAC学习能力。限制备PW的MAC学习主要是为了防止MAC泛洪，当主链路UP(正常)的情况下，不使用备链路。
步骤S308、使用PW-BFD检测主PW，当检测到链路上有故障时，进行FRR切换。
步骤S310、查MAC地址表中相应的标记位，读取FRR表的索引，由此查找到FRR表。
具体地，根据MAC表中的FRR索引信息，读取备FRR表，FRR表中有标记位表明此时是做内层VPN FRR切换还是外层VPN FRR切换。
如果是内层标签切换，则将此标签替换原来的报文中的内层标签。因私网标签的更改引起转发路径的不同可能会导致公网上报文走的路径的不同，进而引起外层标签的改变，所以此时需要判断是否需要进行外层VPN FRR切换。
IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)和LDP(label distributionprotocol标记分配协议)可以计算出公网路由的改变，并体现在MAC地址表中，根据MAC地址表中FRR表索引信息，表中的标记位表明此时是否需要做外层标签切换，若是，则将得到的外层标签替换原报文中的外层标签，完成公网路径的改变。
如果根据MAC地址表中的FRR索引信息，读取备FRR表，表中标记位表明此时是做外层标签切换，则不需要再判断是否做内层标签切换。
步骤S312、在FRR切换的同时，进行Mac Withdraw操作，更新全网的MAC。MAC Address Withdrawal应用于PE设备快速撤销从PW上学习到的MAC地址条目，然后进行MAC更新。该功能已经实现，此处不赘述。
步骤S314、去除对备PW的MAC学习的限制，使其重新学习MAC。
步骤S316、当全网的MAC更新完毕，并且备PW学习完MAC之后，完成FRR主备切换，恢复流量和业务。
需要注意的是，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，满足FRR切换要求。根据设备性能可以配备至多条备FRR切换链路，满足高稳定性要求下的组网环境，以减少当两条链路都DOWN恶劣情况下的快速切换，减少因为路由协议收敛所花费的时间。
装置实施例
根据本发明的实施例，还提供了一种二层虚拟专用网络快速重路由装置。
图4是根据本发明实施例的二层虚拟专用网络快速重路由装置，如图4所示，该装置包括：表管理模块10，切换模块20，标签切换模块30，其中：
表管理模块10，用于分别为预先建立的主链路和备链路创建FRR表，并且将创建的FRR表的FRR索引信息添加至MAC地址转发表；
切换模块20，用于检测到主链路不可用，则进行FRR切换到备链路；
标签切换模块30，用于根据MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并进行内层标签切换和/或外层标签切换。
其中，标签切换模块30进一步包括：判断模块，用于根据MAC表中的FRR索引信息读取备FRR表，根据备FRR表中的标记位判断是进行内层标签切换还是外层标签切换：
第一切换模块，用于如果是内层标签切换，则根据备FRR表获取内层标签值并进行内层标签切换；再判断是否需要外层标签切换，若需要，则根据备FRR表获取外层标签值并进行外层标签切换；第二切换模块，用于如果是外层标签切换，则根据备FRR表获取外层标签值直接进行外层标签切换，不需要再判断是否需要内层标签切换。
并且，根据本发明实施例的二层虚拟专用网络快速重路由装置还包括：地址更新模块40，用于快速撤销从主链路学习到的MAC地址条目，并进行全网更新；配置模块50，用于为主链路配置至少一条备链路。
在实际应用中，根据本发明实施例的虚拟专用网络快速重路由装置的具体处理流程可以参考图1至图3，此处不赘述。
综上所示，根据本发明上述技术方案，在VPLS网络链路故障进行FFR切换时，不仅考虑内层标签切换还考虑外层标签切换，保证了流量的无缝传输，提高了网络稳定性。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种二层虚拟专用网络快速重路由方法，其特征在于，包括：
分别为预先建立的主链路和备链路创建主、备快速重路由(FRR)表，并将创建的所述主、备FRR表的FRR索引信息添加至媒体访问控制MAC地址转发表；
若检测到所述主链路不可用，则进行FRR切换到所述备链路；
根据所述MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并根据所述备FRR表中的标记位标记的标签切换类型，进行内层标签切换和/或外层标签切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分别为预先建立的主链路和备链路创建FRR表之后，所述方法进一步包括：
限制所述备链路的MAC地址学习能力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并进行内层标签切换和/或外层标签切换，进一步包括：
根据所述MAC地址转发表中的FRR索引信息读取备FRR表；
根据所述备FRR表中的标记位判断标签切换类型：
若为内层标签切换，则根据所述备FRR表获取内层标签值并进行内层标签切换；再判断是否需要外层标签切换，若需要，则根据备FRR表获取外层标签值并进行外层标签切换；
若为外层标签切换，则根据所述备FRR表获取外层标签值直接进行外层标签切换。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在完成标签切换之后，所述方法进一步包括：
快速撤销所述MAC地址转发表从所述主链路学习到的MAC地址条目，并进行全网更新。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在完成标签切换之后，所述方法进一步包括：
去除对所述备链路的MAC地址学习能力的限制。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分别为预先建立的主链路和备链路创建FRR表之前，所述方法进一步包括：
为所述主链路配置至少一条备链路。
7.一种二层虚拟专用网络快速重路由装置，其特征在于，包括：
表管理模块，用于分别为预先建立的主链路和备链路创建主、备快速重路由(FRR)表，并将创建的所述主、备FRR表的FRR索引信息添加至媒体访问控制MAC地址转发表；
切换模块，用于检测到所述主链路不可用，则进行FRR切换到所述备链路；
标签切换模块，用于根据所述MAC地址转发表中的FRR索引信息查找到对应的FRR表，并根据所述备FRR表中的标记位标记的标签切换类型，进行内层标签切换和/或外层标签切换。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述标签切换模块进一步包括：
判断模块，用于根据所述MAC表中的FRR索引信息读取备FRR表，根据所述备FRR表中的标记位判断是进行内层标签切换还是外层标签切换：
第一切换模块，用于如果是内层标签切换，则根据所述备FRR表获取内层标签值并进行内层标签切换；再判断是否需要外层标签切换，若需要，则根据备FRR表获取外层标签值并进行外层标签切换；
第二切换模块，用于如果是外层标签切换，则根据所述备FRR表获取外层标签值直接进行外层标签切换。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括：
地址更新模块，用于快速撤销从所述主链路学习到的MAC地址条目，并进行全网更新。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括：
配置模块，用于为所述主链路配置至少一条备链路。
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