CN102035740A - 多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由方法及系统，添加或更新路由时，如果该路由指向的三层接口配置了FRR，则为该路由添加特定的路由类型标志；当检测到需要进行FRR时，更新三层接口信息和目的mac信息，同时设置ACL匹配路由类型标志，并将匹配到路由类型标志的报文重定向到新的工作端口。采用本发明的实现MPLSL3VPNFRR的方法，使得切换时间不再依赖于L3VPN业务的数量，从而大大地降低了切换时间，同时节约了大量的硬件资源。

Description

多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由方法及系统

技术领域

本发明涉及MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换）技术领域，更具体地，涉及一种MPLS L3VPN（Lay3 Virtual Private Network，三层虚拟私有网络）FRR（Fast Reroute，快速重路由）方法及系统。

背景技术

MPLS L3VPN是服务提供商VPN解决方案中一种基于PE（Provider Edge）的L3VPN技术，它使用BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）在服务提供商骨干网上发布VPN路由，使用MPLS在服务提供商骨干网上转发VPN报文。

MPLS L3VPN组网方式灵活、可扩展性好，并能够方便地支持MPLS QoS（Quality of Service，服务质量）和MPLS TE（Traffic Engineering，流量工程），因此得到越来越多的应用。 

MPLS L3VPN模型由如下三部分组成：

CE（Customer Edge）设备：用户网络边缘设备，有接口直接与SP（Service Provider，服务提供商）相连；CE可以是设备或交换机，也可以是一台主机。CE“感知”不到VPN的存在，也不需要必须支持MPLS；

PE（Provider Edge）设备：服务提供商边缘设备，是服务提供商网络的边缘设备，与用户的CE直接相连。在MPLS网络中，对VPN的所有处理都发生在PE上；

P（Provider）设备：服务提供商网络中的骨干设备，不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力。

其中，CE和PE的划分主要是根据SP与用户的管理范围，CE和PE是两者管理范围的边界。CE设备通常是一台路由器，当CE与直接相连的PE建立邻接关系后，CE把本站点的VPN路由发布给PE，并从PE学到远端VPN的路由。CE与PE之间使用BGP/IGP交换路由信息，也可以使用静态路由。

PE从CE学到CE本地的VPN路由信息后，通过BGP与其它PE交换VPN路由信息。PE路由器只维护与它直接相连的VPN的路由信息，不维护服务提供商网络中的所有VPN路由。

P路由器只维护到PE的路由，不需要了解任何VPN路由信息。

当在MPLS骨干网上传输VPN流量时，入口PE作为Ingress（入口）LSR（Label Switch Router，标签交换路由器），出口PE作为Egress（出口）LSR，P路由器则作为为Transit（转发）LSR。

基于MPLS L3VPN业务报文的转发可靠性，在PE设备上面需要建立MPLS L3VPN FRR，具体地，在两个物理端口上面分别起两个三层接口，备三层接口保护主三层接口，当主三层接口down（断开），所有相关的L3VPN业务(可能有上千条甚至上万条的路由)需要从工作路径切换到保护路径上去，从而实现对MPLS L3VPN业务的保护功能。

图1为一个典型的MPLS L3VPN快速重路由应用的组网示意图。从CE设备进来的业务报文需要通过PE1到达PE2，有两条路径：工作路径PE1->P1->P3->PE2和保护路径PE1->P2->PE2。当检测到工作路径有问题时，PE1需要将业务报文切换到P2。

图2为PE设备MPLS L3VPN上行处理，描述了ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）芯片的L3VPN 的处理流程，即通过路由查找得到下一跳转发信息进行转发。其中，访问控制列表(ACL)可以再修改转发信息。

图3示出了传统的MPLS L3VPN FRR切换，传统MPLS L3VPN FRR切换时，首先创建主备两个下一跳，当需要进行切换的时候，逐条路由进行下一跳切换完成切换。

综上所述，现有技术中，ASIC交换芯片完成所有相关的L3VPN业务切换时，往往需要逐条路由进行切换，切换时间和路由的条目成正比，因而当路由条目比较多的时候，将无法满足50ms的切换时间要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由方法及系统，使得MPLS L3VPN业务FRR与路由的条目没有关系，从而实现快速切换。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由方法，包括：

添加或更新路由时，如果所述路由指向的三层接口配置了快速重路由（FRR），则为所述路由添加特定的路由类型标志；

当检测到需要进行FRR时，更新三层接口信息和目的媒体访问控制（mac）信息，同时设置访问控制列表（ACL）匹配所述路由类型标志，并将匹配到路由类型标志的报文重定向到新的工作端口。

进一步地，所述三层接口信息，包含：虚拟局域网（vlan）信息，源mac信息和隧道标签信息；

所述更新三层接口信息，是将路由表指向的三层接口更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的三层接口。

进一步地，所述更新目的mac信息，是将路由表指向的目的mac更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的目的mac。

进一步地，所述特定的路由类型标志与所述三层接口一一对应。

进一步地，所述特定的路由类型标志的值为非零；

如果所述三层接口没有设置FRR，则将其路由类型标志设置为0。

本发明还提供了一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由系统，所述系统包括：

路由添加及更新模块，用于添加或更新路由时，如果所述路由指向的三层接口配置了FRR，则为所述路由添加特定的路由类型标志；

FRR处理模块，用于检测到需要进行FRR时，更新三层接口信息和目的mac信息，同时设置ACL匹配所述路由类型标志，并将匹配到路由类型标志的报文重定向到新的工作端口。

所述FRR处理模块进一步用于，在更新三层接口单元时，将路由表指向的三层接口更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的三层接口；

其中，所述三层接口信息，包含：vlan信息，源mac信息和隧道标签信息。

所述FRR处理模块进一步用于，在更新目的mac单元时，将路由表指向的目的mac更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的目的mac。

进一步地，所述路由添加及更新模块还用于，添加的所述特定的路由类型标志与所述三层接口一一对应。

进一步地，所述路由添加及更新模块还用于，添加的所述特定的路由类型标志的值为非零；

如果所述三层接口没有设置FRR，则将其路由类型标志设置为0。

与现有技术相比，本发明提出了一种实现 MPLS L3VPN FRR的方法，切换时间不再依赖于L3VPN业务的数量，从而大大地降低了切换时间，同时节约了大量的硬件资源，节约了成本。

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为MPLS L3VPN FRR的组网示意图；

图2为PE设备MPLS L3VPN上行处理示意图；

图3为传统技术的MPLS L3VPN FRR

图4为下一跳信息的细化示意图；

图5为本发明实施例的路由添加或更新的处理流程图；

图6为本发明实施例的MPLS L3VPN业务FRR流程图。

具体实施方式

本发明的主要构思如下：

参见图4中下一跳信息的细化图示，转发下一跳信息主要包括两部分：第一部分为出端口信息；第二部分包括DMAC（目的mac）信息、伪线标签信息和三层接口信息。但在MPLS L3VPN FRR时，转发下一跳表项其实只有3个地方需要改变：1，物理出端口信息；2，三层接口信息，包含vlan（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）ID，源mac（Media Access Control，媒体访问控制），隧道标签信息（即图4中的外层MPLS标签）；3，目的mac信息。

其中，目的mac信息，三层接口信息是三层接口上面所有业务对应的转发下一跳索引到同一个复用表项，可以直接修改，且与路由数目无关；但是每个下一跳的出端口信息需要每个下一跳逐个修改。

为解决上述出端口无法复用的问题，本发明的核心思想在于：在添加路由时，如果三层接口配置了FRR，那么就给这条路由分配特定的路由类型标志，当需要切换的时候，修改下一跳转发表里面的三层接口信息，目的mac信息，同时ACL匹配特定的路由类型标志，执行动作修改出端口信息即可，从而使得切换时间和路由条目没有关系。

 

基于以上构思，本发明提供一种MPLS L3VPN FRR方法，主要包括如下步骤：

步骤一．添加路由时，如果三层接口配置了FRR，则为该路由分配特定的路由类型标志；

具体而言，一个三层接口上面可以配置隧道，隧道可以配置保护隧道，形成隧道保护组，一个隧道保护组需要一个路由类型标志，因此，所有从特定隧道保护组出去的路由有同样的路由类型标志。

步骤二．协议检测到需要进行FRR切换时，只需更新以下信息：

1，ACL匹配对应的路由类型标志，并执行动作：重定向报文到新的工作端口；

路由转发后，ACL可以修改转发信息，所有经过这些转发信息的报文都会被修改端口，因此，只需要更新一个ACL条目就可以。

2，更新三层接口信息，包含vlan信息,源mac信息和隧道标签信息；

由于隧道上面所有业务的下一跳都会索引指向这个三层接口，所以只要更新一个三层接口信息，和隧道上面的业务数量无关。

3，更新目的mac信息；

由于隧道上面所有业务的下一跳都索引指向这个目的mac，因此，也只需更新一个表项即可。

为了便于阐述本发明，以下将结合附图及具体实施例对本发明技术方案作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图5示出了本发明实施例的路由添加或者更新的处理流程，如图5所示，该流程具体描述如下：

步骤a，进行路由添加或者更新；

步骤b，判断出三层接口是否配置了快速重路由，如果是，则执行步骤c，否则，执行步骤d；

步骤c，设置路由类型标志为特定的值，该特定的值为非零的值；

其中，所述特定的值与FRR的三层接口一一对应，这样，ACL就可以根据FRR匹配相应的路由类型标志；

步骤d，如果没有配置FRR，则设置路由类型标志为0，以与上述特定的路由类型标志区别开来。

如图6所示，本发明实施例的MPLS L3VPN业务FRR流程具体描述如下：

步骤1，更新三层接口信息；

其中，更新隧道上所有业务下一跳指向的三层接口索引表项，该步骤中，只需要操作一个表项。

步骤2，将Dmac索引指向的DMAC信息更新为新的下一跳设备的目的mac信息；

其中，新的下一跳设备的目的mac信息即为隧道上面所有业务的下一跳都索引指向的目的mac。因此，只需要操作一个表项。

步骤3，设置ACL匹配路由类型标志，重定向到新的工作端口；

如前文中所述，该步骤中，只需要更新一条ACL规则。

以下将结合本发明具体应用示例对本发明方案的实施进行更详细的描述。

结合图1，假设CE设备进入PE1交换机有10个L3VPN实例，每个L3VPN实例里面有1000跳路由，工作路径为：PE1->P1->P3->PE2，保护路径为：PE1->P2->PE2。PE1交换机机架mac为：0x0000.0000.00AA，P1交换机机架mac为： 0x0000.0000.0011，P2交换机机架mac为：0x0000.0000.0022。PE1与P1之间的三层接口vlan 100，PE1连接端口2，P1给PE1分配的隧道标签为10；PE1与P2之间的三层接口vlan 200，PE1连接端口3，P2给PE1分配的隧道标签为20。每条路由的伪线标签信息是通过BGP协议在PE1，PE2之间发布的，每个L3VPN实例不同(假定BGP协议实现每实例每标签)。Vlan 100与vlan 200形成了FRR组。

则，PE1设备上行的路由添加流程具体描述如下：

步骤110，添加特定一跳路由，指向单独下一跳，出端口为2，vlan为100，源mac为0000.0000.00AA，隧道标签为10，伪线标签为此路由属于的实例的伪线标签，并且指定此路由的类型标志1。

当协议检测到需要进行L3VPN FRR时，则执行以下步骤120－140：

步骤120，设置ACL匹配路由类型标志1，执行工作重定向到端口3。

步骤130，更新隧道上面所有业务下一跳指向的三层接口索引表项，将vlan修改为200，隧道标签修改为20。

步骤140，更新隧道上面所有业务下一跳指向的目的mac索引表项，将目的mac从0x0000.0000.0011修改为0x0000.0000.0022。

此外，本发明实施例中还提供了一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由系统，该系统主要包括：

路由添加及更新模块，用于添加或更新路由时，如果所述路由指向的三层接口配置了FRR，则为所述路由添加特定的路由类型标志；

FRR处理模块，用于检测到需要进行FRR时，更新三层接口信息和目的mac信息，同时设置ACL匹配所述路由类型标志，并将匹配到路由类型标志的报文重定向到新的工作端口。

所述FRR处理模块进一步用于，在更新三层接口单元时，将路由表指向的三层接口更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的三层接口；

其中，所述三层接口信息，包含：vlan信息，源mac信息和隧道标签信息。

所述FRR处理模块进一步用于，在更新目的mac单元时，将路由表指向的目的mac更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的目的mac。

进一步地，所述路由添加及更新模块还用于，添加的所述特定的路由类型标志与所述三层接口一一对应。

进一步地，所述路由添加及更新模块还用于，添加的所述特定的路由类型标志的值为非零；

如果所述三层接口没有设置FRR，则将其路由类型标志设置为0。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

Claims (10)

1.一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由方法，其特征在于，

添加或更新路由时，如果所述路由指向的三层接口配置了快速重路由（FRR），则为所述路由添加特定的路由类型标志；

当检测到需要进行FRR时，更新三层接口信息和目的媒体访问控制（mac）信息，同时设置访问控制列表（ACL）匹配所述路由类型标志，并将匹配到路由类型标志的报文重定向到新的工作端口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述三层接口信息，包含：虚拟局域网（vlan）信息，源mac信息和隧道标签信息；

所述更新三层接口信息，是将路由表指向的三层接口更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的三层接口。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述更新目的mac信息，是将路由表指向的目的mac更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的目的mac。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述特定的路由类型标志与所述三层接口一一对应。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，

所述特定的路由类型标志的值为非零；

如果所述三层接口没有设置FRR，则将其路由类型标志设置为0。

6.一种多协议标签交换三层私有虚拟网快速重路由系统，其特征在于，所述系统包括：

路由添加及更新模块，用于添加或更新路由时，如果所述路由指向的三层接口配置了FRR，则为所述路由添加特定的路由类型标志；

FRR处理模块，用于检测到需要进行FRR时，更新三层接口信息和目的mac信息，同时设置ACL匹配所述路由类型标志，并将匹配到路由类型标志的报文重定向到新的工作端口。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述FRR处理模块进一步用于，在更新三层接口单元时，将路由表指向的三层接口更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的三层接口；

其中，所述三层接口信息，包含：vlan信息，源mac信息和隧道标签信息。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述FRR处理模块进一步用于，在更新目的mac单元时，将路由表指向的目的mac更新为隧道上所有业务的下一跳都索引指向的目的mac。

9.如权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，

所述路由添加及更新模块还用于，添加的所述特定的路由类型标志与所述三层接口一一对应。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述路由添加及更新模块还用于，添加的所述特定的路由类型标志的值为非零；

如果所述三层接口没有设置FRR，则将其路由类型标志设置为0。

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