CN101902353A - 分组网络的保护方法、装置与系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种分组网络的保护方法，所述分组网络包括客户端边缘设备和供应商边缘设备，客户端边缘设备通过第一接入电路连接到第一供应商边缘设备，并且通过第二接入电路连接到第二供应商边缘设备，所述的两个供应商边缘设备之间通过直连路径连接；所述方法包括：所述第一供应商边缘设备通过所述分组网络接收业务数据；所述第一供应商边缘设备将所述业务数据复制为两份；将一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述客户端边缘设备，将另一份业务数据通过所述直连路径转发给所述第二供应商边缘设备，再通过所述第二接入电路发送给所述客户端边缘设备。

Description

分组网络的保护方法、装置与系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种分组网络的保护方法、装置与系统。

背景技术

目前，IP/MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)技术已经在核心网络中得到了广泛的部署。无论是传统的固定网络电信业务(如话音)还是移动网络业务都越来越多地转移到以它为基础的PSN(PacketSwitching Network，分组交换网络)上来。

按照PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，端到端伪线仿真)的技术，无论是TDM(Time Division Multiplex，时分复用)、SDH(SynchronousDigital Hierarchy，同步数字体系)/SONET(Synchronous Optical Network，光纤同步网络)、帧中继等传统的电信业务还是在局域网中广泛应用的以太网业务，通常都是以PW(Pseudowire，伪线)的形式在PSN网络中传送。而多个PW一般再复用到LSP(Label Switching Path，标签交换路径)上进行传送，以便提高其扩展性。

这种伪线业务提供的网络架构如图1所示。客户端边缘设备CE1通过接入电路(AC，Access Circuit)AC1发出的业务信流，在供应商边缘设备PE1上进行PW分组封装(主要是进行业务适配和数据封装，并加上伪线标签)，通过LSP隧道发送到供应商边缘设备PE2，然后进行PW分组解封装(根据伪线标签进行业务适配和数据的解出)，恢复出原始业务信流，最后通过接入电路AC2到达客户端边缘设备CE2。

传统的单域MPLS网络通常采用FRR(Fast Reroute，快速重路由)的方式来进行LSP的路径保护，即建立端对端的备份LSP来保护工作LSP。一旦工作LSP出现故障，则该LSP上的所有信流(包括所有PW)都切换到备份LSP。但是FRR机制无法保护PE(Provider Edge，供应商边缘设备)节点故障和两端AC的失效。

为了实现对接入AC、PE节点或PW等多种故障的保护，MPLS网络需要采用如图2所示的CE(Customer Edge，客户端边缘设备)双归接入到两个MPLS网络的PE端点的网络接入方式。如图2所示，在MPLS网络中，CE1双归接入到PE1和PE2两个PE节点，在PE1、PE2和PE3、PE4之间建立多条冗余的伪线(为清晰起见，图中省略了承载PW的LSP)，并且通常只有一条主伪线(例如PW1)转发信流，其它的伪线作为备份。一般地，备份PW至少有一个端点PE应该不同于主PW的端点PE，以降低其同时出现故障的概率。

为了保护AC电路或者PE节点，IETF草案定义了一种PW冗余机制，它通过扩展LDP(Label Distribution Protocol，标签分发协议)信令，支持在PW的两个PE端节点之间交换优先转发状态(preferential forwarding status)。它同时也定义了激活PW的多种选择机制，以保证最终只有一条无故障的PW得到激活，用于转发用户业务，而其它PW则处于备份状态，不能用于进行用户业务的转发。

传统的电信传送网络为了保证业务的高可用性，通常在业务传送中配置两条端对端的传送路径，一条为工作路径，另一条为保护路径。现有技术一般采用两种保护模式，一种为“1+1”模式，另一种为“1∶1模式”。“1+1”模式是指信源将业务数据复制为两份，同时在工作和保护路径上传送，而信宿选择接收一份；“1∶1”模式是指信源要么在工作路径上传送，要么在保护路径上传送，而信宿则需要通过APS(Automatic Protection Switching，自动保护倒换)协议来同步选择到相应的发送路径上进行接收。

这两种保护模式同样可以应用于分组交换网络。图3为现有技术中一种“1∶1”保护的示意图，如图3所示，当AC3故障时，PE3向PE1发送消息通告AC3电路故障，并通过某种带外或带内的控制通信机制(例如IETF草案描述的设备间通信协议(ICCP协议))通告PE4，由PE4激活AC4电路。然后，PE4向其对端PE1和PE2发送优先转发状态“active”消息，PE1接收到该消息后，由于本地电路状态和远端通告的PW状态都是“active”，因此激活PW2，从而建立如图3中实曲线箭头所表示的唯一的一条转发路径。在该机制下，PW2和AC4串连形成的路径实际上构成了对PW1和AC3串连形成的路径的保护。

图4为现有技术应用现有“1+1”保护技术的示意图，如图4所示，在PSN网络中建立静态PW1和PW2，往返电路业务都有同样的两份信流同时经过中间的PSN网络，而CE1和CE2两设备则进行双发选收。这样，当一条路径出现故障时，CE1和CE2仍可以从另一条路径接收业务数据。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术方案存在以下一些问题：现有保护机制只能提供全程的1∶1保护或者1+1保护，其保护能力受限。图3所示“1∶1”保护的方法，当AC3发生故障后，需要通告网络远端的边缘设备PE1进行PW切换，倒换速度较慢，难以满足高可靠性的业务要求。图4“1+1”保护方案的缺点是每个电路业务从源到宿端全程都要进行1+1保护；并且在整个网络上带宽占用是其业务信流实际带宽的两倍，网络资源浪费严重；其所带来的网络运营成本太高。

发明内容

本发明实施例提供一种分组网络的保护方法、装置与系统。

本发明实施例提供一种分组网络的保护方法，所述分组网络包括客户端边缘设备和供应商边缘设备，客户端边缘设备通过第一接入电路连接到第一供应商边缘设备，并且通过第二接入电路连接到第二供应商边缘设备，所述的两个供应商边缘设备之间通过直连路径连接；所述方法包括：所述第一供应商边缘设备通过所述分组网络接收业务数据；所述第一供应商边缘设备将所述业务数据复制为两份；将一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述客户端边缘设备，将另一份业务数据通过所述直连路径转发给所述第二供应商边缘设备，再通过所述第二接入电路发送给所述客户端边缘设备。

本发明实施例还提供一种分组网络的保护系统，所述系统包括：第一供应商边缘设备、第二供应商边缘设备和客户端边缘设备；所述第一供应商边缘设备和第二供应商边缘设备之间通过直连路径连接；所述第一供应商边缘设备通过第一接入电路连接所述客户端边缘设备，所述第二供应商边缘设备通过第二接入电路连接所述客户端边缘设备；所述第一供应商边缘设备，用于通过所述分组网络的虚拟链路接收业务数据；将所述业务数据复制为两份；将一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述客户端边缘设备，将另一份业务数据通过所述直连路径转发给所述第二供应商边缘设备；所述第二供应商边缘设备，用于接收所述第一供应商边缘设备通过所述直连路径发送的所述业务数据，并将所述业务数据通过所述第二接入电路发送给所述客户端边缘设备；所述客户端边缘设备，用于当所述第一接入电路正常时，从所述第一接入电路接收所述业务数据；当所述第一接入电路故障时，从所述第二接入电路接收所述业务数据。

本发明实施例还提供一种分组网络的双归节点组，所述双归节点组包括两个节点，两个节点之间通过至少一条直连路径连接，每个节点包括桥接器和选择器；所述桥接器通过入端口接收业务数据，将所述业务数据桥接到本节点的选择器，或通过所述直连路径将所述业务数据桥接到所述双归节点组的另一节点上，或同时将所述业务数据桥接到本节点的选择器以及所述另一节点上；所述选择器选择接收来自本节点桥接器的业务数据，或者选择接收来自所述另一节点的业务数据，并通过出端口发送所述业务数据。

本发明实施例还提供一种分组网络的保护方法，所述分组网络包括双归节点组，所述双归节点组包括第一节点和第二节点，两个节点之间通过至少一条直连伪线连接，所述第一节点连接第一业务伪线，所述第二节点连接第二业务伪线，所述第二节点通过所述第二业务伪线连接第三节点；所述方法包括：当所述第一节点检测到所述第一业务伪线出现故障时，通过所述直连伪线将第一业务伪线故障通告所述第二节点；所述第二节点激活所述第二业务伪线，向所述第三节点发送保护倒换消息使所述第三节点也激活所述第二业务伪线，从而将工作的业务伪线从所述第一业务伪线切换到所述第二业务伪线。

本发明的有益效果在于：本发明实施例的方法、装置与系统基于网络边缘双节点直连路径的统一机制实现对CE设备的“1+1”以及“1∶1”保护，当工作AC故障时，它并不需要如原有机制那样通告远端PE，而仅需要两个双归边缘节点之间的协调，即可完成保护。因此，通过靠近故障的本地节点来进行保护倒换，保护动作快，能够隔离不同网络域的故障。本实施例的双归保护组的结构能够实现两种保护方式的灵活组合，避免了仅采用一种单一模式造成的缺陷。本实施例的双归保护组的两个节点之间还能够互相通告链路的故障状态，当一个节点检测到它连接的伪线出现故障时能够通知另一个节点激活保护伪线，并及时将业务切换到保护伪线上，以实现对分组网络的保护。

附图说明

图1为现有技术的分组网络连接关系图之一；

图2为现有技术的分组网络连接关系图之二；

图3为现有技术的分组网络连接关系图之三；

图4为现有技术的分组网络连接关系图之四；

图5为实施例1的分组网络保护系统示意图之一；

图6为实施例1的分组网络保护系统示意图之二；

图7为实施例1的分组网络保护方法的一种详细流程图；

图8为实施例1中封装后的APS报文格式示意图；

图9为实施例3双归节点组的实际结构示意图之一；

图10为实施例3双归节点组的实际结构示意图之二；

图11为实施例4的双归节点组的实际结构示意图之一；

图12为实施例4的双归节点组的实际结构示意图之二；

图13为实施例4的分组网络保护系统业务信流示意图之一；

图14为实施例4的分组网络保护系统业务信流示意图之二；

图15为实施例5的双归节点组的实际结构示意图之一；

图16为实施例5的双归节点组的实际结构示意图之二；

图17为实施例5的分组网络保护系统业务信流示意图之一；

图18为实施例5的分组网络保护系统业务信流示意图之二；

图19为实施例5的分组网络保护系统业务信流示意图之三；

图20为实施例5的分组网络保护系统业务信流示意图之四；

图21为实施例5的分组网络保护系统业务信流示意图之五；

图22为实施例5的多个分组网络域双归互连示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式进行详细说明：

实施例1：

本实施例提供了一种分组网络保护方法和系统。图5为本实施例的一种分组保护系统示意图，该系统采用单端双归的保护形式。图6为本实施例的另一种保护系统示意图，该系统采用双端双归的保护形式。双归保护是指：一个CE通过两个AC双归属到MPLS网络的两个PE上。单端双归是指：只有网络一端的CE双归到一个PE双归节点组；双端双归是指：网络两端的CE同时双归属到不同的PE双归节点组。

为了实现快速保护倒换和隔离不同网络之间的故障，在双归节点组的两个PE之间为每个业务建立至少一条直连PW，如图6中的D-PW1和D-PW2，用于特定故障场景下用户业务的保护。除了出现故障的情况，这种直连的PW一般总是处于激活(active)状态。

一个CE所双归属到的两个PE节点称为双归节点组(如图5和图6中的PE3和PE4，以及图6中的PE1和PE2，它们通常部署得很近，甚至可能在同一个机房内)。工作路径和保护路径构成的实体称为保护组(如PW保护组和AC保护组)。在MPLS网络内，通过两个PW(建立在单PE和PE双归节点组之间或者在两个PE双归节点组之间)对业务进行保护。由于单端双归保护可视为双端双归保护的一个简化形式，两者的保护机制基本一致，下面以双端双归的架构进行说明。

如图6所示，本实施例的分组网络保护系统包括：由PE1、PE2组成的双归节点组，PE1和PE2之间通过直连路径D-PW1连接；PE1通过AC1连接CE1，PE2通过AC2连接CE1。该系统还包括：由PE3、PE4组成的双归节点组，PE3和PE4之间通过直连路径D-PW2连接；PE3通过AC3连接CE2，PE4通过AC4连接CE2。由于两个双归节点组的工作原理相同，下面以由PE1和PE2组成的双归节点组为例详细说明该系统的工作原理，该实施例中AC采用“1+1”保护模式，PW的保护模式不进行限定。

当业务数据从PE流向CE时：PE1通过分组网络的虚拟链路PW1接收业务数据；将业务数据复制为两份；一份业务数据通过AC1发送给CE1，另一份业务数据通过D-PW1转发给PE2；PE2将接收的业务数据通过AC2发送给CE1；当AC1正常时，CE1从AC1接收业务数据；当AC1故障时，CE1从AC2接收业务数据。

当业务数据从CE流向PE时：CE1发送两份冗余业务数据，一份业务数据通过AC1发送给PE1，另一份业务数据通过AC2发送给PE2；PE2接收CE1发送的业务数据，通过直连路径D-PW1将该业务数据发送给PE1；当AC1正常时，PE1从AC1接收业务数据；当AC1故障时，PE1从直连路径D-PW1接收业务数据；然后通过PW1发送该业务数据。

图7为本实施例分组网络保护方法的一种详细流程图，该保护方法基于图5或图6的系统架构图。该方法包括以下步骤：

步骤S701、配置PE的保护模式，即“1+1”或“1∶1”模式。

步骤S702、PE从分组网络接收伪线业务数据。

步骤S703、判断当前设置的保护模式类型，如果为“1+1”模式则进入步骤S704，否则进入步骤S706。

步骤S704、当为“1+1”模式时，PE将接收的业务数据复制为两份。

步骤S705、一份业务数据通过与该PE连接的AC(工作路径)发送给CE，另一份业务数据经PW交换通过直连路径发送给另一个PE，并通过与另一个PE连接的AC(保护路径)发送给该CE。CE从两路数据中选择一路进行接收。可选地，当与该PE连接的AC正常工作时，通过该正常工作的AC接收业务数据，反之，则通过与另一PE连接的AC接收业务数据。

步骤S706、当为“1∶1”模式时，判断与该PE连接的AC是否正常工作。

步骤S707、如果该AC正常工作，则PE将业务数据通过该AC发送给CE。

步骤S708、如果该AC发生故障，则PE将业务数据经PW交换通过直连路径以及另一AC发送给CE。

本实施例可以扩展ITU-T所定义的APS(Automatic Protection Switching，自动保护倒换)协议在双归节点组之间协调来对AC进行1+1保护或1∶1保护。对于MPLS网络，这种APS报文可封装在PW标签或者特殊的GAL标签以及ACH首部之后，其消息封装格式如图8所示。或者直接封装在特殊的保留标签之后，以便能够在数据平面上传送和处理，而不必象LDP那样依赖于控制平面。

根据业务的需要，客户设备的两条双归AC可以采用1+1或者1∶1保护模式(例如，对于支持LAG协议的以太网接口来说，它只能支持1∶1保护模式；对于采用APS协议的POS接口来说，它既可以支持1+1保护模式，也可以支持1∶1保护模式)。在正常情况下，对于1+1保护模式，双归节点组可通过扩展的APS协议保证两条AC都处于活跃状态，信流在两个AC上同时发送；对于1∶1模式，双归节点组通过扩展APS协议或者扩展LAG协议协调保证只有工作AC处于活跃状态，信流只在工作AC上发送。

当工作AC出现故障时，对于1∶1模式，若客户设备发现故障，则通过APS或者LAG协议激活保护AC，并协调将信流切换到保护AC上；若PE设备发现故障，则其所属的双归节点组通过扩展APS协议或者扩展LAG协议激活保护AC，并协调切换到保护AC上。对于1+1模式，若客户设备发现工作AC故障，则它从保护AC接收信流；若PE设备发现工作AC故障，则它所属的双归节点组通过扩展的APS协议协调保证从保护AC接收信流。

本实施例的方法与系统实现了对AC的保护，通过靠近故障的本地节点来进行保护倒换，保护动作快，能够隔离不同网络域的故障。本实施例的分组网络可以为多协议标签交换网络，直连路径可以为标签交换路径，虚拟链路可以为伪线，直连路径可以为直连伪线，从虚拟链路到直连路径的分组转发可以采用伪线交换方式。

实施例2：

本实施例提供一种分组网络的保护方法与系统，该分组网络的架构可以参考图6。该方法包括：当双归节点组的一节点检测到与其连接的工作业务伪线出现故障时，通过直连伪线通告该双归节点组的另一节点；另一节点向与其连接的保护业务伪线的对端节点发送保护倒换消息，将业务数据从工作业务伪线切换到保护业务伪线。

对于同源同宿的两条伪线，本实施例可以扩展ITU-T所定义的APS(Automatic Protection Switching，自动保护倒换)协议来协调两条PW进行1+1保护和1∶1保护。对于MPLS网络，这种APS报文可作为伪线的同路信令，封装在PW标签或者特殊的GAL标签以及ACH首部之后，其消息封装格式如图8所示。或者直接封装在特殊的保留标签之后，以便能够在数据平面上传送、识别和处理，而不必象LDP那样依赖于控制平面。

另外，在双归保护的场景中，两条PW的源或宿会不相同(甚至源和宿可能都不相同)。此时，在两个PW之间进行保护倒换协调的APS还必须在双归节点组的两个节点之间进行状态的通告，这种通告可以通过直连伪线的同路信道在数据平面上单独传送，也可以通过ICCP这样的控制协议来统一完成。

根据业务所需的可用性高低的不同，MPLS网络上的两条PW可以采用1+1或者1∶1保护模式。对于1+1模式，双归节点组通过扩展的APS协议协调保证两条PW都处于活跃(active)状态；对于1∶1模式，双归节点组通过扩展的APS协议协调保证只有一条PW(工作PW)处于活跃状态。

不管是否有用户信流通过，在工作PW和保护PW上，分别通过周期性地发送连续性检验(CC，一种OAM机制)报文来检测相应的PW是否工作正常。如果连续多个CC报文未能被对端PE收到，则认为该PW故障。如果工作PW出现故障，就会触发双归节点组的本地APS协议状态机(在每个双归节点组的内部需要运行一个APS状态机，通常是运行在保护路径的端点上)进行动作，然后该双归节点组发送APS消息到达保护PW的对端PE设备上，由对端PE所在的双归节点组上的APS协议状态机来协调动作。

本实施例分组网络的保护方法具体包括：在PW的1∶1保护模式下，激活保护PW，并进行业务切换，以便将业务信流切换到保护PW上；在1+1保护模式下，进行接收方向的切换，以便网络两端从同一个备份路径上接收信流(可选)。另一种可选实施方式是，当一端PE检测到PW故障后，它在反方向上发送一个指示报文，以便对端PE能够关闭该PW、激活保护PW并进行业务的切换(对于1+1模式，此时保护动作的结果即自动退化为相当于1∶1保护的情况)。

以PE1和PE2组成的双归节点组为例，PW保护倒换的一般过程是：当发现工作PW(即PW1)故障后，PE1发送故障通告到达其所属双归节点组的另一个节点PE2，PE2再根据该故障消息和本地状态执行相应的倒换动作(例如激活保护PW，即PW2)，然后将APS保护倒换消息通过保护路径PW2发送到该PW的对端PE4。然后，PE4上的APS状态机根据接收到的APS消息和它的本地状态执行相应的保护倒换动作(例如激活PW2)。可选地，如果PE4未收到其所属双归节点组的PW3故障通告(例如当PW1只有反向故障时)，那么PE4可进一步通告PE3，使得PE3关闭PW1。一条备份PW只有在它两个端点都完成双向激活后，才能进行双向业务数据转发。

本实施例的方法与系统在双归保护组的两个节点之间互相通告链路的故障状态，当一个节点检测到它连接的伪线出现故障时能够通知另一个节点激活保护伪线，并及时将业务切换到保护伪线上，以实现对分组网络的保护。本实施例的方法与系统通过双归节点组内部的状态通告来触发伪线倒换，从而实现了对PW的保护；该方法倒换速度快，并且由于不需要通知远端CE，节约了网络资源。

实施例3：

本实施例提供一种分组网络中的双归节点组的实现方法，该方法下双归节点组包括两个节点，两个节点之间通过至少一条直连路径连接，每个节点包括桥接器和选择器。桥接器通过入端口接收业务数据，选择器通过出端口发送业务数据。

桥接器可以选择将业务数据桥接到本节点的选择器，或通过直连路径将业务数据桥接到双归节点组的另一节点上，或同时将业务数据桥接到本节点的选择器以及另一节点上，或丢弃接收的业务数据。选择器可以选择接收来自本节点桥接器的业务数据，或接收来自另一节点的业务数据，也可以选择不接收业务数据。

本实施例的分组网络可以是多协议标签交换网络，虚拟链路可以是伪线或标签交换路径，直连路径可以是直连伪线或标签交换路径，从虚拟链路到直连路径的分组转发可以采用伪线交换方式或者标签交换方式。

图9为本实施例双归节点组的一种实际结构示意图。本实施例的双归节点组的两个节点为PE1和PE2，PE1和PE2之间通过至少一条直连路径连接；PE1的一端通过AC1连接CE1，另一端连接PW1；PE2的一端通过AC2连接CE1，另一端连接PW2；PE1包括桥接器1和选择器1，PE2包括桥接器2和选择器2。图9的结构适用于当业务数据从CE流向PE(正向数据流)的情况，如图9所示：

PE1节点中，桥接器1的端口a1连接适配封装模块，适配封装模块再连接AC1，用于接收来自客户边缘的业务数据；桥接器1的端口b1连接选择器1；桥接器1的端口c1通过PW交换模块，经由直连路径D-PW1连接PE2节点中的选择器2；选择器1的端口a11连接PW1，用于输出业务数据；选择器1的端口b11连接桥接器1的端口b1；选择器1的端口c11通过直连路径D-PW2连接PE2节点中的桥接器2。

PE2节点中，桥接器2的端口a2连接适配封装模块，后者再连接AC2，用于接收来自客户边缘的业务数据；桥接器2的端口b2连接选择器2；桥接器2的端口c2通过PW交换模块，经由直连路径D-PW2连接PE1节点中的选择器1；选择器2的端口a22连接PW2，用于输出业务数据；选择器2的端口b22连接桥接器2的端口b2；选择器2的端口c22通过直连路径D-PW1连接PE1节点中的桥接器1。

以PE1为例，桥接器1的入端口a1对所接收信号的桥接有4种选择：不桥接(丢弃)；桥接到端口b1；桥接到端口c1；同时桥接到端口b1和c1。选择器1的出端口a11对信号的接收有3种选择：不接收(即丢弃)；从端口b11接收；从端口c11接收。以下对每种情况的数据传输情况进行详细说明：

当桥接器1的端口a1与桥接器1的端口b1连接，且选择器1的端口a11与选择器1的端口b11连接时，PE1将从AC1接收的经过适配封装的业务数据发送至PW1；当桥接器1的端口a1与桥接器1的端口c1连接，且选择器2的端口a22与选择器2的端口c22连接时，PE1将从AC1接收的经过适配封装的业务数据通过直连路径D-PW1及PE2发送至PW2；当桥接器1的端口a1同时与桥接器1的端口b1、c1连接，选择器1的端口a11与选择器1的端口b11连接，且选择器2的端口a22与选择器2的端口c22连接时，PE1一方面将从AC1接收的经过适配封装的业务数据一方面发送给PW1，另一方面通过直连路径D-PW1及PE2发送至PW2。

当桥接器2的端口a2与桥接器2的端口b2连接，且选择器2的端口a22与选择器2的端口b22连接时，PE2将从AC2接收的经过适配封装的业务数据发送至PW2；当桥接器2的端口a2与桥接器2的端口c2连接，且选择器1的端口a11与选择器1的端口c11连接时，PE2将从AC2接收的经过适配封装的业务数据通过直连路径D-PW2及PE1发送给PW1；当桥接器2的端口a2同时与桥接器2的端口b2、c2连接，选择器2的端口a22与选择器2的端口b22连接，且选择器1的端口a11与选择器1的端口c11连接时，PE2一方面将从AC2接收的经过适配封装的业务数据一方面发送给PW2，另一方面通过直连路径D-PW2及PE1发送至PW1。

图10为本实施例双归节点组的另一种实际结构示意图。图10的双归节点组的两个节点为PE1和PE2，PE1和PE2之间通过至少一条直连路径连接；PE1的一端通过AC1连接CE1，另一端连接PW1；PE2的一端通过AC2连接CE1，另一端连接PW2；PE1包括桥接器3和选择器3，PE2包括桥接器4和选择器4。图10的结构适用于当数据从PE流向CE(反向数据流)的情况，如图10所示：

PE1节点中，桥接器3的端口a3连接PW1，用于接收业务数据；桥接器3的端口b3连接选择器3；桥接器3的端口c3通过PW交换模块，经由直连路径D-PW2连接PE2节点中的选择器4；选择器3的端口a33连接解封装适配模块，再连接到AC1，用于输出业务数据到客户边缘；选择器3的端口b33连接桥接器3的端口b3；选择器3的端口c33通过直连路径D-PW1连接PE2节点中的桥接器4。

PE2节点中，桥接器4的端口a4连接PW2，用于接收业务数据；桥接器4的端口b4连接选择器4；桥接器4的端口c4通过PW交换模块，经由直连路径D-PW1连接PE1节点中的选择器3；选择器4的端口a44连接解封装适配模块，再连接到AC2，用于输出业务数据到客户边缘；选择器4的端口b44连接桥接器4的端口b4；选择器4的端口c44通过直连路径D-PW2连接PE1节点中的桥接器3。

以PE1为例，桥接器3的入端口a3对所接收信号的桥接有4种选择：不桥接(丢弃)；桥接到端口b3；桥接到端口c3；同时桥接到端口b3和c3。选择器3的出端口a33对信号的接收有3种选择：不接收(即丢弃)；从端口b33接收；从端口c33收。以下对每种情况的数据传输情况进行详细说明：

当桥接器3的端口a3与桥接器3的端口b3连接，且选择器3的端口a33与选择器3的端口b33连接时，PE1将从PW1接收的业务数据经解封装适配发送至AC1；当桥接器3的端口a3与桥接器3的端口c3连接，且选择器4的端口a44与选择器4的端口c44连接时，PE1将从PW1接收的业务数据通过直连路径D-PW2及PE2，最后经解封装适配发送至AC2；当桥接器3的端口a3同时与桥接器3的端口b3、c3连接，选择器3的端口a33与选择器3的端口b33连接，且选择器4的端口a44与选择器4的端口c44连接时，PE1一方面将从PW1接收的业务数据经解封装适配发送给AC1，另一方面通过直连路径D-PW2及PE2，最后经解封装适配发送至AC2。

当桥接器4的端口a4与桥接器4的端口b4连接，且选择器4的端口a44与选择器4的端口b44连接时，PE2将从PW2接收的业务数据经解封装适配发送至AC2；当桥接器4的端口a4与桥接器4的端口c4连接，且PE1节点中的选择器3的端口a33与选择器3的端口c33连接时，PE2将从PW2接收的业务数据通过直连路径D-PW1及PE1，最后经解封装适配发送给AC1；当桥接器4的端口a4同时与桥接器4的端口b4、c4连接，选择器4的端口a44与选择器4的端口b44连接，且选择器3的端口a33与选择器3的端口c33连接时，PE2一方面将从PW2接收的业务数据经解封装适配发送给AC2，另一方面通过直连路径D-PW1及PE1，最后经解封装适配发送至AC1。

在实际产品实现中，双归节点组的每个节点在正向和反向上都有一套保护桥接器和选择器，其中，在正向数据流方向采用图9的结构，在反向数据流方向采用图10的结构。结合图9和图10，桥接器接收到业务信流后，既可以将业务信流桥接到本节点的选择器，也可以将业务信流桥接并PW交换到双归节点组的另一个节点上；选择器既可以选择接收来自本节点桥接器的业务信流，也可以选择接收来自双归节点组的另一个节点并经过PW交换的业务信流，然后通过出端口发送业务信流。

表1为在不同的保护模式和故障场景下，双归节点组的每个节点选择器和桥接器的状态表。表1中的AC和PW分别为该节点所直接连接的AC和PW，D-PW为相应的选择器或桥接器所直接连接的直连伪线。表1中的a可以对应于图9和图10中的a1-a4，a11-44，表1中的b可以对应于b1-b4，b11-b44，表1中的c可以对应于c1-c4，c11-c44。“a双发”表示a同时桥接b和c，“*”指适用于任何保护模式，“Active”表示链路处于激活状态，“Standby”表示链路处于待命的备用状态。

表1

本实施例的双归节点保护架构，可以灵活设置“1+1”和“1∶1”的保护模式，实现多段网络混合模式的保护，并实现对多种类型的单点故障和组合故障的保护。

实施例4：

本实施例描述了一种端对端混合保护模式的实例，在该实例中，PW采用“1∶1”保护，AC采用“1+1”保护，正常情况下，PW1激活，PW2待命，所有AC全部激活。双归节点组主节点PE1和PE3的状态如表1中第1行所示，从节点PE2和PE4由于其连接的PW处于待命状态，对应于表1中第6行。因此，正常时双归节点组PE1和PE2对应于正反向信流的实际连接结构分别如图11和图12所示(PE3和PE4的实际连接结构与此完全左右对称)。

本实施例的业务信流的流向如图13中双向箭头所示。以信流正方向为例(信流的反方向过程类似，不再赘述)：CE1设备在AC1和AC2两个接入电路上同时发送业务信流的两个拷贝，PE1和PE2按照PWE3标准将电路业务适配封装为PW分组；PE2将伪线业务通过PW交换模块，经由D-PW1转发到PE1。而PE1上的选择器选收来自AC1的伪线业务分组，并通过PW1发送给PE3。

PE3从PW1接收到伪线业务分组后，通过桥接器复制为2份，一份发送到该节点的选择器，并通过解封装适配模块解出原始电路信号并通过AC3直接发送到CE2，另一份则进行PW交换，然后通过PW交换模块，经由直连伪线D-PW4发送到双归节点组的另一节点PE4设备，然后由后者解封装适配出原始电路信号再通过AC4发送到CE2。

CE2设备则从这两条AC中选择一个好的接收信号。例如AC3正常时从AC3接收信号，AC3故障时则切换到从AC4接收信号。当电路AC3发生故障时，CE2检测到之后，即可选择AC4作为工作电路，并从AC4接收信流。而PE3在检测到AC3故障后，其反向选择器按照表1第5行的状态，选择从D-PW4接收来自PE4的经过PW交换的伪线业务，并转发到PW1上。

图14为当PW1故障时的业务信流示意图。此时，双归节点组主节点PE1和PE3的状态如表1中第6行所示，PE1和PE3通过扩展的APS协议通知PE2和PE4，并利用扩展APS协议激活PW2，由于从节点PE2和PE4连接的PW和AC都为激活状态，因此其状态对应于表1中第1行。

同样以正向信流为例，CE1设备在AC1和AC2上同时发送两个业务信流的拷贝，PE1和PE2按照PWE3标准将电路业务适配封装为PW分组；PE1将伪线业务通过PW交换模块，经由D-PW2转发到PE2。PE2选收来自AC2的信流，并通过PW2发送给PE4。PE4从PW2接收到伪线业务分组后，通过桥接器复制为2份，一份发送到该节点的选择器，并通过解封装适配模块解出原始电路信号并通过AC4直接发送到CE2，另一份则进行PW交换，然后通过PW交换模块，经由D-PW3发送到双归节点组的另一节点PE3设备，然后由后者解封装适配出原始电路信号再通过AC3发送到CE2。CE2设备则从这两个AC中选择一个好的接收信号。例如AC3正常时从AC3接收信号，AC3故障时则切换到从AC4接收信号。

实施例5：

本实施例描述了另一种端对端混合保护模式的实例，在该实例中，PW采用1∶1保护，AC也采用1∶1保护，正常情况下，PW1激活，PW2待命，而AC1和AC3激活，AC2和AC4待命。双归节点组所有节点的状态如表1中第4行所示。因此，正常时双归节点组PE1和PE2的实际连接结构如图15和图16所示。

图17为本实施例在正常情况下业务信流的流向图。以信流的正方向为例：CE1设备通过工作电路AC1发送业务信流，PE1将电路业务适配封装为PW分组，并通过PW1发送给PE3。PE3从PW1接收到伪线业务分组后，从伪线中解出原始电路信号并通过AC3直接发送到CE2。CE2设备则从AC3接收业务信号。

图18为本实施例当AC3故障时的业务信流图。此时，PE3通知PE4激活AC4，然后PE3和PE4上的桥接器和选择器按照表1中状态进行动作。与图17的区别在于，PE3则对PW1业务进行PW交换然后经过直连伪线D-PW4发送到PE4设备，并由后者解出原始电路信号再通过AC4发送到CE2。反向亦然。

图19为本实施例当工作PW(PW1)故障时的业务信流图。此时，双归节点组主节点PE1和PE3的状态如表1中第6行所示，而PE1和PE3通过双归同步协议通知PE2和PE4，利用扩展APS协议激活PW2，由于从节点PE2和PE4的PW为激活状态而AC为待命状态，因此其状态对应于表1中第5行。

图20为当工作PW(PW1)和工作AC(AC3)同时故障时的业务信流图。此时，双归节点组主节点PE1的状态如表1中第6行所示，PE3的状态如表1中第8行所示。PE1和PE3通过双归同步协议通知PE2和PE4，利用扩展APS协议激活PW2，与此同时PE4激活AC4。由于从节点PE4的PW和AC都成为激活状态，因此它的状态对应于表1中第4行。

图21为当与工作伪线PW1相关联的直连伪线D-PW3和工作AC(AC3)同时发生故障时的业务信流图。PE3的状态如表1中第8行所示，PE3通告PE1远程故障，PE1切换PW(即关闭PW1，激活PW2)，此时双归节点组主节点PE1的状态如表1中第6行所示。然后PE1将请求切换消息通告PE2，后者再利用扩展APS协议协调PE4一起激活PW2。因AC3故障，CE2主动激活AC4。由于从节点PE4的PW和AC都成为激活状态，因此它的状态对应于表1中第4行。类似地，若PE3节点故障，则PE1检测到故障后进行PW切换，并通过扩展APS协议协调PE2，后者再和PE4一起激活PW2，同时CE2检测到AC3故障后激活AC4。

本发明实施例的客户AC电路和供应商网络侧的PW可以自由地选择“1+1”或者“1∶1”保护模式。并且在各种类型的单点故障和多种类型的组合故障下，本发明实施例公开的双归保护方法都能够自动建立一条保护路径，从而保证用户业务的高可用性。

另外，除了双归组中的节点之外，PW的保护模式和故障情况不会影响到两端的客户节点，AC的保护模式和故障情况也不会影响到中间网络的供应商节点。它们之间无需进行故障通告，保护倒换动作也具有相对的独立性，因此能够有效地隔离网络故障和保护业务。

并且，本实施例的方法对于如图22所示多个MPLS网络域双归互连的情况仍然可以适用。同样地，该场景下的各个网络域可以独立选择其保护模式，并进行独立的域内保护。此时，对于中间网络域中的双归节点组来说，虽然其两边可以连接不同网络域的PW段，但其工作机制与前述实施例仍是相似的。

本发明实施中AC的1+1保护机制还能够方便地与PW冗余机制相结合。此时所有PE设备都PW冗余协议，同时在双归节点组的节点之间建立直连PW。在故障通告上的不同点在于：当单条AC故障时，它并不需要通告远端的PE，也不需要远端来进行PW切换；仅当主PE上的AC和D-PW同时故障时，它才需要通告远端PE，然后相关PE根据冗余PW协议来激活相应的备份PW。

本发明实施例能取得以下有益效果：能够在数据平面完成双归保护的业务切换；能够支持混合1+1和1∶1保护模式的网络双归保护；除了保护单点故障，还具有很强的多点故障保护能力；当本地AC故障时，只需本地PE设备进行PW业务的切换，无需网络远端PE的动作，因此保护倒换的速度快，对业务的影响小。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。

Claims (10)

1.一种分组网络的保护方法，其特征在于，所述分组网络包括客户端边缘设备和供应商边缘设备，客户端边缘设备通过第一接入电路连接到第一供应商边缘设备，并且通过第二接入电路连接到第二供应商边缘设备，所述第一、第二供应商边缘设备之间通过直连路径连接；所述方法包括：

所述第一供应商边缘设备通过所述分组网络接收业务数据；

所述第一供应商边缘设备将所述业务数据复制为两份；将一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述客户端边缘设备，将另一份业务数据通过所述直连路径转发给所述第二供应商边缘设备，再通过所述第二接入电路发送给所述客户端边缘设备；

当所述第一接入电路正常时，所述客户端边缘设备从所述第一接入电路接收所述业务数据；

当所述第一接入电路故障时，所述客户端边缘设备从所述第二接入电路接收所述业务数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述客户端边缘设备发送两份冗余业务数据，一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述第一供应商边缘设备，另一份业务数据通过所述第二接入电路发送给所述第二供应商边缘设备，再通过所述直连路径发送给所述第一供应商边缘设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一接入电路正常时，所述第一供应商边缘设备从所述第一接入电路接收所述业务数据，并通过所述分组网络的虚拟链路发送所述业务数据；

当所述第一接入电路故障时，所述第一供应商边缘设备从所述直连路径接收所述业务数据，并通过所述分组网络的虚拟链路发送所述业务数据。

4.一种分组网络的保护系统，其特征在于，所述系统包括：第一供应商边缘设备、第二供应商边缘设备和客户端边缘设备；所述第一供应商边缘设备和第二供应商边缘设备之间通过直连路径连接；所述第一供应商边缘设备通过第一接入电路连接所述客户端边缘设备，所述第二供应商边缘设备通过第二接入电路连接所述客户端边缘设备；

所述第一供应商边缘设备，用于通过所述分组网络的虚拟链路接收业务数据；将所述业务数据复制为两份；将一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述客户端边缘设备，将另一份业务数据通过所述直连路径转发给所述第二供应商边缘设备；

所述第二供应商边缘设备，用于接收所述第一供应商边缘设备通过所述直连路径发送的所述业务数据，并将所述业务数据通过所述第二接入电路发送给所述客户端边缘设备；

所述客户端边缘设备，用于当所述第一接入电路正常时，从所述第一接入电路接收所述业务数据；当所述第一接入电路故障时，从所述第二接入电路接收所述业务数据。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述客户端边缘设备，还用于发送两份冗余业务数据，一份业务数据通过所述第一接入电路发送给所述第一供应商边缘设备，另一份业务数据通过所述第二接入电路发送给所述第二供应商边缘设备；

所述第二供应商边缘设备，还用于接收所述客户端边缘设备发送的所述业务数据，并通过所述直连路径将所述业务数据发送给所述第一供应商边缘设备；

所述第一供应商边缘设备，还用于当所述第一接入电路正常时，从所述第一接入电路接收所述业务数据；当所述第一接入电路故障时，从所述直连路径接收所述业务数据；并通过所述分组网络的虚拟链路发送所述业务数据。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的分组网络为多协议标签交换网络，所述的直连路径为标签交换路径，所述的虚拟链路为伪线，所述的直连路径为直连伪线，所述从虚拟链路到直连路径的分组转发采用伪线交换方式。

7.一种分组网络的双归节点组，其特征在于，所述双归节点组包括两个节点，两个节点之间通过至少一条直连路径连接，每个节点包括桥接器和选择器；

所述桥接器通过入端口接收业务数据，将所述业务数据桥接到本节点的选择器，或通过所述直连路径将所述业务数据桥接到所述双归节点组的另一节点上，或同时将所述业务数据桥接到本节点的选择器以及所述另一节点上；

所述选择器选择接收来自本节点桥接器的业务数据，或者选择接收来自所述另一节点的业务数据，并通过出端口发送所述业务数据。

8.一种分组网络的保护方法，其特征在于，所述分组网络包括双归节点组，所述双归节点组包括第一节点和第二节点，两个节点之间通过至少一条直连伪线连接，所述第一节点连接第一业务伪线，所述第二节点连接第二业务伪线，所述第二节点通过所述第二业务伪线连接第三节点；所述方法包括：

当所述第一节点检测到所述第一业务伪线出现故障时，通过所述直连伪线将第一业务伪线故障通告所述第二节点；

所述第二节点激活所述第二业务伪线，向所述第三节点发送保护倒换消息使所述第三节点也激活所述第二业务伪线，从而将工作的业务伪线从所述第一业务伪线切换到所述第二业务伪线。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一节点通过所述第一业务伪线连接第四节点；所述方法还包括：

当所述第一节点检测到所述第一业务伪线出现故障时，通知所述第四节点关闭所述第一业务伪线。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一节点通过所述第一业务伪线连接第四节点，所述第三节点和所述第四节点形成双归节点组，所述第三节点和所述第四节点之间通过至少一条直连伪线连接；所述方法还包括：

当所述第三节点接收到所述第二节点发送的保护倒换消息，但是没有收到所述第四节点发送的第一伪线故障通告时，通过所述第三节点和所述第四节点之间的直连伪线通知所述第四节点关闭所述第一业务伪线。

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