CN101984600A - 路由协议的优雅重启方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路由协议的GR方法、装置和系统。本发明实施例采用在重启端进行路由协议的GR时，让GR Helper端在预置时间内保持邻居关系不中断，其中，该路由协议与双向转发检测BFD处于联动状态，从而避免了路由协议与BFD联动后，在进行路由协议GR时，由于邻居关系中断而导致的路由振荡问题。该方法采用的步骤可以包括：接收第一通知，该第一通知指示重启端进入路由协议的GR状态；进入GR协助者Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

Description

路由协议的优雅重启方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种路由协议的优雅重启(GR，Graceful Restart)方法和设备。

背景技术

开放式最短路径优先(OSPF，Open Shortest Path First)协议是路由协议的一种，它作为一种内部网关协议(IGP，Interior Gateway Protocol)，用于在同一个自治域(AS，Autonomous System)中的路由器之间发布路由信息。采用OSPF协议的路由器可以彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。为了避免OSPF协议重启时引起网络的路由振荡以及转发中断，现有技术提出了OSPF优雅重启(GR，Graceful Restart)技术。

OSPF GR是一种在主备切换或协议重启时保证转发业务不中断的机制。具有OSPF GR功能的设备在进行OSPF协议重启时，能够通知其周边设备，使到该设备的邻居关系和路由在一定时间内保持稳定；此外，在OSPF协议重启完毕后，周边设备也可以协助其进行信息同步，使其在尽量短的时间内恢复到重启前的状态。所以，采用了OSPF GR的设备在重启过程中不会产生路由振荡，报文转发路径也没有任何改变，整个系统可以实现不间断运行。但是，由于路由器感知到邻居故障的时间较长，所以在高速的网络环境中，经常会导致报文的大量丢失。为了快速发现OSPF路径故障，以便快速切换主备路径，使OSPF路由快速收敛，现有技术又提出了OSPF与双向转发检测(BFD，Bidirectional Forwarding Detection)联动的技术。

BFD的主要功能是提供一种通用的方式来检测两台设备之间的链路状态，通过配置BFD可以设置毫秒级的时间检测间隔，从而可以在毫秒级的时间内快速检测到邻居故障，以提供快速的流量切换。当设备通过BFD检测到链路故障时(即BFD探测失败时)，设备会删除BFD会话，并中断OSPF邻居关系。

由于BFD协议没有扩展GR功能，OSPF与BFD联动后，BFD是一个毫秒级的探测，而OSPF GR是一个秒级的恢复过程，所以往往在OSPF GR过程中，BFD在毫秒的时间内就探测失败了，导致OSPF邻居关系中断，进而导致OSPF GR失败，使链路产生路由振荡。

发明内容

本发明实施例提供一种路由协议的GR方法、装置和系统，可以使得路由协议(比如OSPF协议)与BFD联动后，在进行GR时，链路不会产生路由振荡。

一种路由协议的GR方法，包括：

所述路由协议与BFD处于联动状态；

接收第一通知，所述第一通知指示重启端(Restarter)进入GR状态；

进入GR协助者Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

一种通信设备，所述通信设备与重启端之间的路由协议与BFD处于联动状态，所述通信设备包括：

接收单元，用于接收第一通知，所述第一通知指示重启端进入GR状态；

处理单元，用于在接收单元接收到第一通知后，进入GR协助者Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

一种通信系统，包括本发明实施例提供的任一种通信设备。

本发明实施例采用在重启端进行路由协议的GR时，让GR Helper端在预置时间内保持邻居关系不中断，从而避免了路由协议与BFD联动后，在进行路由协议的GR时，由于邻居关系中断而导致的路由振荡问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的与BFD联动的GR方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的与BFD联动的GR方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的与BFD联动的GR方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种通信设备；

图5是本发明实施例提供的另一种通信设备；

图6是本发明实施例提供的又一种通信设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种路由协议的GR方法、装置和系统，以下分别进行详细说明。

实施例一、

本实施例将从作为GR协助者(Helper)端的角度进行描述，该GR Helper端与重启端相对应，与重启端具有邻居关系。GR Helper端和重启端具体可以为路由器。

一种路由协议的GR方法，包括：该路由协议与BFD处于联动状态，在获知重启端进入路由协议GR状态时，进入GR Helper状态，并在预置时间内保持邻居关系不中断。

参见图1，其中，GR协助者与重启端之间的路由协议与BFD处于联动状态；具体流程可以如下：

101、接收第一通知，其中，该第一通知指示重启端进入路由协议的GR状态；

比如，该路由协议具体可以为OSPF协议、边界网关协议(BGP，BorderGateway Protocol)、标签分发协议(LDP，Label Distribution Protocol)或多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)。

其中，该第一通知具体可以是优雅链路状态通告(Grace LSA)。该第一通知可以由重启端发送，也可以由网络监控设备来发送，比如，当网络监控设备获知重启端即将进入GR状态时，发送第一通知给GR Helper端。

102、进入GR Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

其中，进入GR Helper状态指的是此时该设备作为路由协议GR流程中的GR协助者端，即协助重启端进行GR操作；预置时间可以根据实际应用的需求进行设置，具体实施时，可以设置一个定时器以进行计时，即在预置时间内保持邻居关系不中断；具体可以如下：

启动定时器，在定时器超时之前保持邻居关系不中断。

具体实施时，可以通过以下任意一种方式来实现“在预置时间内保持邻居关系不中断”，如下：

(1)在该预置时间内，抑制BFD的运行，使得在该预置时间内能够保持邻居关系不中断。即在该预置时间内，即使BFD探测失败，也不会中断邻居关系。

进一步的，若在该预置时间内路由协议的GR未能完成，则可以中断邻居关系。

(2)接收重启端发送的第二通知，其中，该第二通知指示GR Helper端删除BFD会话但不删除BFD联动关系；根据该第二通知删除BFD会话，并保留BFD联动关系，使得在该预置时间内能够保持邻居关系不中断。

进一步的，还可以根据所保留的BFD联动关系重新建立BFD会话。

另外，若在该预置时间内路由协议GR未能完成，则可以中断邻居关系，并删除BFD联动关系。

需说明的是，在本发明实施例中，邻居关系指的是路由协议的邻居关系，比如，如果路由协议具体为OSPF协议，则这里的邻居关系指的是OSPF邻居关系。

由上可知，本实施例采用在重启端进行路由协议的GR时，让GR Helper端在预置时间内保持邻居关系不中断，从而避免了路由协议与BFD联动后，在进行路由协议的GR时，由于邻居关系中断而导致的路由振荡问题，进一步的，有利于保持网络拓扑稳定，使得在路由协议GR时，数据转发仍然可以不中断地进行。

实施例二、

根据实施例一所描述的方法，以下将举例作进一步详细说明。

在本实施例中，将以路由器A作为重启端，路由器B作为GR Helper端，路由协议为OSPF协议，邻居关系为OSPF邻居关系，第一通知具体为Grace LSA为例进行说明。其中，路由器A和路由器B原来具有稳定的OSPF邻居关系，并且，路由器A使能了GR能力，即路由器A具有路由协议GR功能，而且，OSPF协议与BFD处于联动状态。

参见图2，具体流程可以如下：

201、路由器A在进入OSPF GR时，发送Grace LSA给自身(即路由器A)的所有邻居，以宣告进入OSPF GR状态。

由于在该OSPF GR方法中，相对于路由器A而言，这些邻居所执行的操作都一致，所以，为了描述方便，以下以路由器B为例进行说明，需说明的是，路由器A的其他邻居所执行的操作与路由器B相同，在此不再赘述。

202、路由器B接收到该Grace LSA后，得知路由器A进入GR状态，于是进入GR Helper状态，并启动定时器，在定时器超时之前，执行步骤203，即在该定时器预置的时间内能够保持OSPF邻居关系不中断；可选的，在定时器超时之后，可以执行步骤204。

203、路由器B抑制BFD的运行，使得在定时器(步骤202中所启动的定时器)所预置的时间内能够保持OSPF邻居关系不中断。

例如，路由器B可以将路由器A进入GR状态的消息通知给自身(路由器B)的BFD进程，那么，在定时器超时之前，即使对路由器A的BFD探测失败，BFD进程也不会通知OSPF进程删除OSPF邻居关系。具体如下：

路由器B通过BFD进程对自身(即路由器B)的邻居进行探测，由于路由器A此时已进入GR状态，所以路由器B无法探测到路由器A，即BFD探测失败，于是确定定时器是否已超时，如果超时，则删除BFD会话，并通知路由器B的OSPF进程删除OSPF邻居关系；如果尚未超时，则BFD进程删除BFD会话，但不通知OSPF进程，使得OSPF进程能够保持OSPF邻居关系不中断。

其中，定时器所预置时间可以根据实际应用需求而定，主要决定于重启端恢复的时间和路由恢复的时间。其中，重启端恢复的时间主要指的是重启端端口恢复的时间；而OSPF GR完成指的是端口和路由都已经恢复。

为了避免OSPF GR时间过长，影响网络的整体效率，进一步的，还可以执行步骤204；

204、在定时器超时之后，若OSPF GR未能完成，则路由器B可以中断OSPF邻居关系。

需说明的是，在OSPF GR完成后，路由器B恢复正常的BFD探测流程，即若BFD探测失败，则删除BFD对话，以及中断OSPF邻居关系，具体可参见现有技术，在此不再赘述。

由上可知，本实施例的路由器A在进行OSPF GR时，可以让作为GR Helper端的路由器B在预置时间内保持OSPF邻居关系不中断，从而可以避免OSPF与BFD联动后，在进行OSPF GR时，由于OSPF邻居关系中断而导致的路由振荡问题，有利于保持网络拓扑稳定，使得在OSPF GR时，数据转发仍然可以不中断地进行。

实施例三、

在实施例二中，主要由GR Helper端来抑制BFD的运行，使得在定时器超时之前，若BFD探测失败，并不会删除邻居关系，即在实施例二中，可能还会进行BFD探测，只是实施二的方案可以使得BFD探测不对GR Helper端所保存的邻居关系产生影响；与实施例二不同的是，在本实施例中，重启端会发送第二通知给GR Helper端以关闭BFD探测，从而使得在预置时间内可以保持邻居关系不中断。

与实施例二类似的，在本实施例中，将以路由器A作为重启端，路由器B作为GR Helper端，路由协议为OSPF协议，邻居关系为OSPF邻居关系，第一通知具体为Grace LSA，第二通知具体为管理删除(admin down)消息为例进行说明。其中，路由器A和路由器B原来具有稳定的OSPF邻居关系，并且，路由器A使能了GR能力，即路由器A具有路由协议GR功能，而且，OSPF协议与BFD处于联动状态。

参见图3，具体流程可以如下：

301、路由器A在进入OSPF GR时，发送Grace LSA给自身(即路由器A)的所有邻居，以宣告进入OSPF GR状态。

由于在该OSPF GR方法中，相对于路由器A而言，这些邻居所执行的操作都一致，所以，为了描述方便，以下以路由器B为例进行说明，需说明的是，路由器A的其他邻居所执行的操作与路由器B相同，在此不再赘述。

302、路由器B接收到该Grace LSA后，得知路由器A进入GR状态，于是进入GR Helper状态，并启动定时器，在定时器超时之前，执行步骤303，或者，如果路由器A在此之前已经发送了admin down消息的话，则直接执行步骤304，即在该定时器预置的时间内能够保持OSPF邻居关系不中断；可选的，在定时器超时之后，可以执行步骤305。

303、路由器A发送的admin down消息给路由器B，然后执行步骤304；

其中，该admin down消息为BFD协议中的一种消息，用于指示GR Helper端删除BFD会话但不删除BFD联动关系；该admin down消息的具体格式可参见现有的BFD协议，在此不再赘述。

需说明的是，admin down和Grace LSA的发送顺序也可以不分先后，即在本实施例中，步骤301和步骤303的执行不分先后，比如，路由器A可以先发送的admin down消息给路由器B，然后才发Grace LSA给路由器B；或者，路由器A也可以同时发送admin down消息和Grace LSA给路由器B。路由器B在接收admin down消息，根据该admin down消息删除BFD会话，并保留BFD联动关系(即步骤304)；路由器B在接收到Grace LSA后，启动定时器(即步骤302)。

304、路由器B接收admin down消息，根据该admin down消息删除BFD会话，并保留BFD联动关系，使得在该定时器预置的时间内能够保持OSPF邻居关系不中断。

例如，路由器B在接收到该admin down消息后，删除BFD会话，但保留BFD联动关系，且不通知OSPF进程删除路由，即保持OSPF邻居关系。

由于路由器B删除了与路由器A之间的BFD会话，所以路由器B不会对路由器A进行BFD探测，因此，OSPF邻居关系也不会因为BFD探测失败而被删除。

其中，定时器所预置的时间可以根据实际应用需求而定，主要决定于重启端恢复的时间和路由恢复的时间，一般可以设置为秒级以上。

为了避免OSPF GR时间过长，影响网络的整体效率，进一步的，还可以执行步骤305；

305、在定时器超时之后，若OSPF GR未能完成，则路由器B可以中断OSPF邻居关系，并删除BFD联动关系。

需说明的是，在OSPF GR完成后，路由器B恢复正常的BFD探测流程，即如果路由器A和路由器B还是具有OSPF邻居关系，则可以根据所保留的BFD联动关系重新建立BFD会话，以便进行BFD探测；若后续BFD探测失败，则可以删除BFD对话，以及中断OSPF邻居关系，等等，具体可参见现有技术，在此不再赘述。

由上可知，本实施例的路由器A在进行OSPF GR时，可以让作为GR Helper端的路由器B删除BFD对话，但不通知OSPF进程删除路由，从而可以在预置时间内保持OSPF邻居关系不中断，避免了OSPF与BFD联动后，在进行OSPF GR时，由于OSPF邻居关系中断而导致的路由振荡问题，有利于保持网络拓扑稳定，使得在OSPF GR时，数据转发仍然可以不中断地进行。

需说明的是，其他路由协议的实施方法与OSPF协议类似，在此不再赘述。

实施例四、

为了更好地实施以上方法，本发明实施例还相应地提供一种通信设备，支持路由协议与BFD的联动，可以作为GR Helper端。

参见图4，该通信设备与重启端之间的路由协议与BFD处于联动状态，该通信设备可以包括接收单元401和处理单元402；

接收单元401，用于接收第一通知，其中，第一通知指示重启端进入路由协议的GR状态；

比如，该路由协议具体可以为OSPF协议、BGP、LDP或MPLS。其中，该第一通知具体可以是Grace LSA。

处理单元402，用于在接收单元401接收到第一通知后，进入GR Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

其中，预置时间可以根据实际应用的需求进行设置，主要决定于重启端恢复的时间和路由恢复的时间，一般可以设置为秒级以上。具体实施时，可以设置一个定时器以进行计时，即该路由器还可以包括定时器单元403，参见图5，

定时器单元403，用于启动定时器；

则处理单元402，用于在定时器单元403所启动的定时器超时之前保持邻居关系不中断。

其中，处理单元402，具体可以用于在预置时间内，抑制BFD的运行，使得在该预置时间内能够保持邻居关系不中断；

则此时，参见图5，该通信设备还可以包括第一删除单元404；

第一删除单元404，用于若在预置时间内GR未能完成，则中断邻居关系，并删除BFD会话。比如，在定时器单元403所启动的定时器超时时，中断邻居关系，并删除BFD会话。

或者，参见图6，处理单元402也可以包括接收子单元4021和删除子单元4022；

接收子单元4021，用于接收重启端发送的第二通知，其中，该第二通知指示删除BFD会话但不删除BFD联动关系；

删除子单元4022，用于根据接收子单元4021接收到的第二通知删除BFD会话，并保留BFD联动关系，使得在该预置时间内能够保持邻居关系不中断，即在定时器403超时之前不删除邻居关系。

可选的，参见图6，该通信设备还可以包括建立单元405；

建立单元405，用于根据BFD联动关系重新建立BFD会话。具体的建立方法可参见现有技术。

例如，路由协议GR完成后，路由协议会重新进行路由计算，刷新转发表，如果此时该路由器和重启端仍然具有邻居关系，则接收单元401会接收到重启端发送的新的路由信息，于是，建立单元405根据原来保存的BFD联动关系重新建立BFD会话。

又例如，在重启端请求建立BFD会话时，建立单元405也会根据原来保存的BFD联动关系重新建立BFD会话。

参见图6，该通信设备还可以包括第二删除单元406；

第二删除单元406，用于若在预置时间内GR未能完成，则中断邻居关系，并删除BFD联动关系。比如，在定时器单元403所启动的定时器超时时，GR未能完成，则第二删除单元406中断邻居关系，并删除BFD联动关系。

以上各个单元的具体实施可参见前面实施例，在此不再赘述。

该通信设备具体可以为路由器、交换机、服务支持节点(SGSN，ServingGPRS Support Node)、或其他具有路由功能并支持动态路由协议与BFD联动的可以支持GR的设备。

由上可知，本实施例的通信设备采用在接收单元401接收到关于重启端进入路由协议GR状态的通知时，由处理单元402在预置时间内保持邻居关系不中断，从而避免了路由协议与BFD联动后，在进行路由协议的GR时，由于邻居关系中断而导致的路由振荡问题，有利于保持网络拓扑稳定，使得在路由协议GR时，数据转发仍然可以不中断地进行。

实施例五、

相应地，本发明实施例还提供一种通信系统，包括本发明实施例提供的任一种通信设备，参见前面实施例，在此不再赘述。

以下将举例对该通信系统作简略说明。

通信系统包括路由器A和路由器B，其中，路由器A作为重启端，路由器B作为GR Helper端，路由器A和路由器B原来具有稳定的OSPF邻居关系，并且，路由器A使能了GR能力，即路由器A具有路由协议GR功能，而且，OSPF协议与BFD处于联动状态。则具体流程可以如下：

步骤1、路由器A在进入路由协议的GR时，发送第一通知给自身(即路由器A)的邻居：路由器B，以宣告进入路由协议的GR状态

步骤2、路由器B接收到该第一通知后，得知路由器A进入GR状态，于是进入GR Helper状态，并启动定时器，在定时器超时之前，执行步骤3，即在该定时器预置的时间内能够保持OSPF邻居关系不中断；可选的，在定时器超时之后，可以执行步骤4。

步骤3、路由器B抑制BFD的运行，使得在定时器预置的时间内能够保持邻居关系不中断。

或者，路由器A发送的第二通知给路由器B，路由器B在接收到该第二通知后，根据该第二通知删除BFD会话，并保留BFD联动关系，使得在该定时器预置的时间内能够保持OSPF邻居关系不中断。其中，该第二通知指示GR Helper端删除BFD会话但不删除BFD联动关系。

步骤4、在定时器超时之后，若OSPF GR未能完成，则可以中断OSPF邻居关系，并删除BFD会话。

需说明的是，在OSPF GR完成后，路由器B恢复正常的BFD探测流程，具体可参见现有技术，在此不再赘述。

由上可知，本实施例的通信系统采用在重启端进行路由协议的GR时，让GR Helper端在预置时间内保持邻居关系不中断，从而避免了路由协议与BFD联动后，在进行路由协议的GR时，由于邻居关系中断而导致的路由振荡问题，有利于保持网络拓扑稳定，使得在路由协议GR时，数据转发仍然可以不中断地进行。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种路由协议的GR方法、装置和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种路由协议的优雅重启GR方法，其特征在于，包括：

所述路由协议与双向转发检测BFD处于联动状态；

接收第一通知，所述第一通知指示重启端进入路由协议的GR状态；

进入GR协助者Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预置时间内保持邻居关系不中断包括：

启动定时器，在定时器超时之前保持邻居关系不中断。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在预置时间内保持邻居关系不中断包括：

在所述预置时间内，抑制BFD的运行，使得在所述预置时间内能够保持邻居关系不中断。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

若在所述预置时间内GR未能完成，则中断邻居关系。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在预置时间内保持邻居关系不中断包括：

接收重启端发送的第二通知，所述第二通知指示删除BFD会话但不删除BFD联动关系；

根据所述第二通知删除BFD会话，并保留BFD联动关系，使得在所述预置时间内能够保持邻居关系不中断。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

在GR完成后，根据所述BFD联动关系重新建立BFD会话。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

若在所述预置时间内GR未能完成，则中断邻居关系，并删除BFD联动关系。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述路由协议具体为开放式最短路径优先OSPF协议、边界网关协议BGP、标签分发协议LDP或多协议标签交换MPLS。

9.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备与重启端之间的路由协议与双向转发检测BFD处于联动状态，所述通信设备包括：

接收单元，用于接收第一通知，所述第一通知指示重启端进入路由协议的GR状态；

处理单元，用于在接收单元接收到第一通知后，进入GR协助者Helper状态，在预置时间内保持邻居关系不中断。

10.根据权利要求9所述的通信设备，其特征在于，还包括定时器单元；

定时器单元，用于启动定时器；

则所述处理单元，用于在所述定时器超时之前保持邻居关系不中断。

11.根据权利要求9或10所述的通信设备，其特征在于，

所述处理单元，具体用于在所述预置时间内，抑制BFD的运行，使得在所述预置时间内能够保持邻居关系不中断。

12.根据权利要求11所述的通信设备，其特征在于，还包括：

第一删除单元，用于若在所述预置时间内GR未能完成，则中断邻居关系。

13.根据权利要求9或10所述的通信设备，其特征在于，所述处理单元包括：

接收子单元，用于接收重启端发送的第二通知，所述第二通知指示删除BFD会话但不删除BFD联动关系；

删除子单元，用于根据接收子单元接收到的第二通知删除BFD会话，并保留BFD联动关系，使得在所述预置时间内能够保持邻居关系不中断。

14.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，还包括：

建立单元，用于在GR完成后，根据所述BFD联动关系重新建立BFD会话。

15.根据权利要求13所述的通信设备，其特征在于，还包括：

第二删除单元，用于若在所述预置时间内GR未能完成，则中断邻居关系，并删除BFD联动关系。

16.一种通信系统，其特征在于，包括权利要求9至15中所述的任一种通信设备。

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