CN102111325A - 链路故障快速检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链路故障快速检测方法及装置，该方法及装置对于非Full邻居状态的邻居也建立BFD会话，使所有邻居都纳入BFD检测范围，并在BFD会话检测到链路故障时，通过对Router LSA的设置，触发路由的重新计算，并绕过故障链路，使非Full邻居状态的链路故障得到及时有效的检测和处理。

Description

链路故障快速检测方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种链路故障快速检测方法及装置。

背景技术

随着网络技术的不断发展，许多新的网络服务对故障检测时间的要求越来越严格，单纯依靠上层协议提供的故障检测已经无法满足要求了，因此，双向转发检测(BFD，Bidirectional Forwarding Detection)技术应运而生。BFD提供了一个通用的、标准化的、介质无关、协议无关的快速链路故障检测机制，可以为多种上层协议如各路由协议(OSPF、ISIS、RIP、BGP)等统一地快速检测两台路由器间双向转发路径的故障。

以采用OSPF协议的网络为例，现有OSPF利用BFD检测链路故障并进行相应处理的流程如下：OSPF通过协议原有的邻居发现和数据同步机制建立起完全(Full)的邻居关系，邻居关系建立好后，OSPF向BFD提供需要检测的目的地址，即Full状态邻居的IP地址，BFD根据这个地址创建会话，对该地址进行检测。当链路出现故障，BFD检测到目的地址不可达时，对应的BFD会话断开，并向上通知OSPF链路不可达，OSPF收到通知后断开到相应邻居的链路，更新路由状态广播(Router LSA)，触发路由计算，绕过出问题的链路。

从上述对OSPF及BFD联动检测并处理链路故障的描述可见，现有的OSPF协议中只有在建立了Full状态的邻居关系后才会通知BFD创建会话进行链路检测，而在OSPF协议中网络内，并不是所有路由之间都会建立Full状态的邻居关系，例如OSPF协议中定义的广播网和非广播多路访问网络(NBMA)网络类型的链路上，为了减少OSPF协议报文的交互，OSPF对路由器定义了不同的角色：指定路由器(DR)、备份指定路由器(BDR)和非指定路由器(DROther)。其中DR和BDR、DR和DROther、BDR和DROther之间的OSPF邻居关系都会到达Full状态，而DROther之间的OSPF邻居关系根据协议规定只会停留在2-Way状态。

图1为一个典型路由组网示意图，在图1中，有三台路由器A、B、C，A、B、C之间的链路类型为广播网，其中A、B为DROther，而C为DR，因此A与C将会建立起Full状态的邻居关系，而AB之间则建立的是2-Way状态的邻居关系，此时，在进行A到B的路由路径选择时，因为A与B之间的路由代价相比经过C中转再到B的路由代价要小，因此最终选择的A到B的路由路径将是AB之间直接连接的广播网链路。如果当A设备和B设备之间广播网链路出现问题，导致A、B之间报文不通时，由于AB之间建立的是2-Way状态的邻居关系，无法通过BFD检测到链路问题，因此A设备将无法快速得到链路问题的通知，也就无法及时改变路由路径来解决链路问题。在某些极端情况下，如A、B之间组播报文转发正确而单播报文无法转发时，会造成从A到B的流量长时间中断，而无法检测到链路问题，而这时A、B之间还是可以通过C作为中转的路径可用的。这种情况同样会发生在NBMA网络类型的链路检测中。

可见，对于广播网或NBMA网络上的DROther设备，由于OSPF协议规定其邻居关系不是Full状态，因此不能利用BFD检测链路故障，无法对链路故障进行及时处理。

发明内容

本发明实施例提供一种链路故障快速检测方法，对于广播网或NBMA网络上的DROther设备，也可以使用BFD进行链路检测。

本发明实施例提供一种链路故障快速检测装置，对于广播网或NBMA网络上的DROther设备，也可以使用BFD进行链路检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种链路故障快速检测处理方法，该方法包括：

非指定路由设备检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD，建立与所述邻居之间的BFD会话；

若非指定路由设备与邻居之间的BFD会话检测到链路故障，则解除与所述故障链路对应的邻居的邻居关系，并将Router LSA中所述故障链路的路由代价设为最大。

一种链路故障快速检测处理装置，该装置包括：

会话控制模块，用于检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD会话模块；

BFD会话模块，与所述会话控制模块相连，用于接收所述会话建立模块的通知，建立与通知中的目的地址对应的邻居之间的BFD会话；

故障处理模块，与BFD会话模块相连，若BFD会话检测到链路故障，则解除与所述故障链路对应的邻居的邻居关系，并将Router LSA中所述故障链路的路由代价设为最大。

由上述的技术方案可见，本发明的这种链路故障快速检测方法及装置，对于非Full邻居状态的邻居也建立BFD会话，使所有邻居都纳入BFD检测范围，并在BFD会话检测到链路故障时，通过对Router LSA的设置，触发路由的重新计算，并绕过故障链路，使非Full邻居状态的链路故障得到及时有效的处理。

附图说明

图1为一个典型路由组网示意图；

图2为本发明的链路故障快速检测方法流程图；

图3为本发明第一实施例的链路故障快速检测装置结构示意图；

图4为本发明第二实施例的链路故障快速检测装置结构示意图；

图5为本发明第一实施例的会话控制模块结构示意图；

图6为本发明第二实施例的会话控制模块结构示意图；

图7为本发明第三实施例的会话控制模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明主要是在不改变现有OSPF及BFD协议的基础上对于非Full状态的邻居也建立BFD会话，从而使非Full状态的链路故障也可以检测到。同时，在BFD检测到链路故障时，对Router LSA进行设置，将Router LSA中描述链路的路由代价的字段设置为最大值，使Router LSA的更改触发路由计算，同时在重新进行路由计算时，故障链路的路由代价被设为最大，还会使故障链路在路由选择中被最大可能地排在最低优先级，从而达到绕过故障链路的目的，使非Full状态的链路故障得到及时有效的处理。

本发明针对广播网或NBMA网络上的DROther设备，除特殊说明外以下所有的流程都是针对广播网或NBMA网络上的DR Other设备进行的。下文中提到的稳定在2-Way状态的邻居特指DR Other设备之间所建立的邻居。

首先，现有技术对于没有达到Full状态的邻居并不会建立BFD会话，因此首先本发明设计了一套针对没有达到Full状态的邻居建立BFD会话的流程，具体如图2所示，其流程如下：

步骤201，非指定路由设备检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD，建立与所述邻居之间的BFD会话。

其中，当DROther和DR设备的邻居关系达到Full状态时，检查广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或稳定在2-Way状态的邻居，将这些邻居的接口地址作为目的地址通知给BFD；BFD接收到目的地址后，可以按照现有的流程建立BFD会话，实现非Full状态的DROther设备邻居的BFD会话建立。

另外，在DROther和非DR设备的邻居关系达到Full或稳定在2-Way状态，例如DROther设备和其它DROther设备建立的2-Way状态邻居关系或DROther设备和BDR设备建立的Full状态邻居关系时；可以检查广播网或NBMA网接口下的邻居列表，如果此时DROther设备已经和某一个DR设备建立了Full状态的邻居关系，则将上述的达到Full状态或稳定在2-Way状态的邻居的接口地址作为目的地址通知给BFD，以建立BFD会话；否则，不做任何处理；也就是说，在DROther设备和某一个DR设备建立了Full状态的邻居关系之前，对于DROther设备和其它DROther设备建立的2-Way状态邻居关系或DROther设备和BDR设备建立的Full状态邻居关系不予理会。当然这一步并不是必须的，但通过本步骤可以将所有建立有邻居关系的设备都建立BFD会话，每一个BFD会话对应一个邻居或者说对应一条链路。

至此，BFD会话已经全部建立完毕，但是邻居关系并不是不变的，如果邻居关系改变，则应适应性地调整BFD会话，例如邻居关系已经不再存，此时则没有必要保持对应的BFD会话存在，下面将详细描述本发明对于BFD会话的删除调整过程。

当DROther和DR设备的邻居关系从Full状态出现了回退，此时，可以通知BFD删除以DR设备接口地址为目的地址的BFD会话，同时遍历广播网或NBMA网接口下所有的邻居，找出其余稳定在Full和2-Way状态的邻居，通知BFD找出其余邻居对应目的地址的BFD会话，并将对应的会话删除。此时相当于删除了所有的BFD会话，因为没有DR设备作为邻居，那么说明已经不在网络内，那么就没有必要保留其它BFD会话了。

当DROther和非DR设备的邻居关系从稳定状态出现了回退，例如和BDR设备从Full状态出现回退，或者和其余DROther设备从2-Way状态出现回退；此时可以检查广播网或NBMA网接口下的邻居列表，如果此时DROther设备和DR设备的邻居关系依然处于Full状态，则找出回退的邻居，通知BFD仅删除回退邻居对应的BFD会话；否则不做任何处理。

通过上述对于BFD会话的建立和删除流程，可以很好地控制BFD会话，实现所有邻居所有链路纳入BFD会话的故障检测。另外，除了能通过BFD会话快速检测到非Full状态的邻居之间的链路故障外，对于故障链路的处理也是非常重要的，下面将介绍本发明对于链路故障的具体处理方法。

在DROther设备创建的BFD会话检测到转发路径不可达时，现有流程将会通知OSPF断开Full的邻居关系，由于Full的邻居关系断开后会造成Router LSA的更新，从而触发路由的重新计算，使得故障链路被绕开。但由于现有OSPF协议中，广播网或NBMA网络上的DROther设备之间的邻居关系断开后并不会造成Router LSA的更新，也就无法触发路由的重新计算，使得广播网或NBMA网络上的DROther设备之间的链路故障无法得到及时处理。对此，本发明提出了一种在无需改变OSPF协议的前提下实现链路故障的处理方法，具体如下：

步骤202，若非指定路由设备与邻居之间的BFD会话检测到链路故障，则解除与所述故障链路对应的邻居的邻居关系，并将Router LSA中所述故障链路的路由代价设为最大。

对于非Full状态的邻居，如果检测到链路故障，可以将检测到故障的邻居关系断开，并且对Router LSA进行设置，将Router LSA中描述故障链路的路由代价的字段，如MATRIC字段的值设置为65535，即最大值，此时，由于Router LSA改变，将会触发路由计算，同时，由于故障链路的路由代价最大，则路由计算时将会尽可能不选择故障链路进行通信，从而达到绕过故障链路的目的，实现故障链路的及时有效处理。

另外，故障链路的路由代价值修改后，只有在Router LSA重新产生时才会恢复正常值，很可能造成故障链路的故障解除后不能及时恢复使用，影响路由链路的快速收敛，为解决这一问题，本发明还设计了一个Router LSA的恢复流程，以清除修改Router LSA造成的影响，使路由快速收敛，具体为：

在DROther设备创建的BFD会话正常建立后，检查Router LSA中与BFD会话对应的链路的路由代价，如果对应链路的路由代价为最大值，则重新产生Router LSA，恢复对应链路的路由代价为正常值；否则的话，不做任何处理。

经上述流程，实现了非Full状态邻居链路故障的检测、处理和恢复，且无需改变现有OSPF及BFD协议处理流程，易于实现，弥补了现有技术中对于非Full状态的邻居无法进行快速有效的链路故障检测的缺陷。另外，在此基础上，对于邻居关系的变化，也可以根据不同的情况进行调整，适应性好，应用广泛。

根据上述方法，本发明还提供了一种链路故障快速检测处理装置，图3为本发明第一实施例的链路故障快速检测处理装置，如图3所示，该装置包括：

会话控制模块301，用于检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到完全(Full)状态或稳定(2-Way)状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD会话模块302；

BFD会话模块302，与所述会话控制模块301相连，用于接收所述会话建立模块的通知，建立与通知中的目的地址对应的邻居之间的BFD会话；

故障处理模块303，与BFD会话模块302相连，若BFD会话检测到链路故障，则解除与所述故障链路对应的邻居的邻居关系，并将Router LSA中所述故障链路的路由代价设为最大。

图4为本发明第二实施例的链路故障快速检测处理装置，如图4所示，与实施例一相比，该链路故障快速检测处理装置进一步包括：

标签恢复模块304，与所述BFD会话模块302相连，接收到所述BFD会话模块发送的BFD会话建立成功的通知后，检查Router LSA中对应该BFD会话的路由链路的路由代价，若路由代价被设置为最大值，则重新产生Router LSA，恢复所述路由代价为正常值；

所述BFD会话模块302，进一步向路由标签恢复模块204发送BFD会话建立成功的通知。

图5为本发明第一实施例的会话控制模块的具体结构图，如图5所示，会话控制模块包括：

初始会话建立单元401，与所述BFD会话模块302相连，用于在非指定路由设备与指定路由设备的邻居关系达到Full状态时，检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD会话模块302；

新增会话建立单元402，与所述BFD会话模块302相连，用于在非指定路由设备与指定路由设备以外的其它路由设备的邻居关系达到Full或2-Way状态时，检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，若存在邻居关系已达到Full状态的指定路由设备，则将新增的达到Full状态或2-Way状态的邻居的接口地址作为目的地址通知给BFD会话模块302。

图6为本发明第二实施例的会话控制模块的具体结构图，如图6所示，与实施例一相比，该会话控制模块进一步包括：初始会话删除单元403，与所述BFD会话模块302相连，若所述非指定路由设备和指定路由设备的邻居关系从Full状态出现了回退，则通知BFD会话模块302删除以所述邻居关系回退的指定路由设备的接口地址为目的地址的BFD会话；遍历接口下所有的邻居，找出其余处于Full和2-Way状态的邻居，并通知BFD会话模块302将所有处于Full和2-Way状态的邻居对应的BFD会话删除。

图7为本发明第三实施例的会话控制模块的具体结构图，如图7所示，与实施例二相比，该会话控制模块又进一步包括：新增会话删除单元404，与所述BFD会话模块302相连，若非指定路由设备和指定路由设备以外的其它路由设备的邻居关系出现了回退，则检查广播网或NBMA网接口下的邻居列表，如果此时非指定路由设备和指定路由设备的邻居关系依然处于Full状态，则找出邻居关系回退的邻居，通知BFD会话模块302删除所述回退的邻居对应的BFD会话。

由上述实施例可见，本发明的这种链路故障快速检测方法及装置，实现了非Full状态邻居链路故障的检测、处理和恢复，且无需改变现有OSPF及BFD协议处理流程，易于实现，弥补了现有技术中对于非Full状态的邻居无法进行快速有效的链路故障检测的缺陷。另外，在此基础上，对于邻居关系的变化，也可以根据不同的情况进行调整，适应性好，应用广泛。

所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种链路故障快速检测处理方法，其特征在于，该方法包括：

非指定路由设备检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到完全(Full)状态或双向(2-Way)状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD，建立与所述邻居之间的BFD会话；

若非指定路由设备与邻居之间的BFD会话检测到链路故障，则解除与所述故障链路对应的邻居的邻居关系，并将Router LSA中所述故障链路的路由代价设为最大。

2.如权利要求1所述的链路故障快速检测处理方法，其特征在于，所述非指定路由设备检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到完全Full状态或双向2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD，建立与所述邻居之间的BFD会话，包括：

若非指定路由设备与指定路由设备的邻居关系达到Full状态，则非指定路由设备检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD，建立与所述邻居之间的BFD会话；

若非指定路由设备与指定路由设备以外的其它路由设备的邻居关系达到Full或2-Way状态，则检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，若存在邻居关系已达到Full状态的指定路由设备，则将新增的达到Full状态或2-Way状态的邻居的接口地址作为目的地址通知给BFD，建立与新增路由设备之间的BFD会话。

3.如权利要求1或2所述的链路故障快速检测处理方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若所述非指定路由设备和指定路由设备的邻居关系从Full状态出现了回退，则通知BFD删除以所述邻居关系回退的指定路由设备的接口地址为目的地址的BFD会话；遍历接口下所有的邻居，找出其余处于Full和2-Way状态的邻居，并通知BFD将所有处于Full和2-Way状态的邻居对应的BFD会话删除。

4.如权利要求1或2所述的链路故障快速检测处理方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若非指定路由设备和指定路由设备以外的其它路由设备的邻居关系出现了回退，则检查广播网或NBMA网接口下的邻居列表，如果此时非指定路由设备和指定路由设备的邻居关系依然处于Full状态，则找出邻居关系回退的邻居，通知BFD删除所述回退的邻居对应的BFD会话。

5.如权利要求1或2所述的链路故障快速检测处理方法，其特征在于，该方法进一步包括：

所述BFD会话建立成功后，非指定路由设备检查Router LSA中对应该BFD会话的路由链路的路由代价，若路由代价被设置为最大值，则重新产生RouterLSA，恢复所述路由代价为正常值。

6.一种链路故障快速检测处理装置，其特征在于，该装置包括：

会话控制模块，用于检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD会话模块；

BFD会话模块，与所述会话控制模块相连，用于接收所述会话建立模块的通知，建立与通知中的目的地址对应的邻居之间的BFD会话；

故障处理模块，与BFD会话模块相连，若BFD会话检测到链路故障，则解除与所述故障链路对应的邻居的邻居关系，并将Router LSA中所述故障链路的路由代价设为最大。

7.如权利要求6所述的链路故障快速检测处理装置，其特征在于，所述会话控制模块，包括：

初始会话建立单元，与所述BFD会话模块相连，用于在非指定路由设备与指定路由设备的邻居关系达到Full状态时，检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，找出所有达到Full状态或2-Way状态的邻居，并将所述邻居的接口地址作为目的地址通知BFD会话模块；

新增会话建立单元，与所述BFD会话模块相连，用于在非指定路由设备与指定路由设备以外的其它路由设备的邻居关系达到Full或2-Way状态时，检查其广播网或NBMA网接口下的邻居列表，若存在邻居关系已达到Full状态的指定路由设备，则将新增的达到Full状态或2-Way状态的邻居的接口地址作为目的地址通知给BFD会话模块。

8.如权利要求7所述的链路故障快速检测处理装置，其特征在于，所述会话控制模块进一步包括：

初始会话删除单元，与所述BFD会话模块相连，若所述非指定路由设备和指定路由设备的邻居关系从Full状态出现了回退，则通知BFD会话模块删除以所述邻居关系回退的指定路由设备的接口地址为目的地址的BFD会话；遍历接口下所有的邻居，找出其余处于Full和2-Way状态的邻居，并通知BFD会话模块将所有处于Full和2-Way状态的邻居对应的BFD会话删除。

9.如权利要求8所述的链路故障快速检测处理装置，其特征在于，所述会话控制模块进一步包括：

新增会话删除单元，与所述BFD会话模块相连，若非指定路由设备和指定路由设备以外的其它路由设备的邻居关系出现了回退，则检查广播网或NBMA网接口下的邻居列表，如果此时非指定路由设备和指定路由设备的邻居关系依然处于Full状态，则找出邻居关系回退的邻居，通知BFD会话模块删除所述回退的邻居对应的BFD会话。

10.如权利要求6～9中任一权利要求所述的链路故障快速检测处理装置，其特征在于，该装置进一步包括：

标签恢复模块，与所述BFD会话模块相连，接收到所述BFD会话模块发送的BFD会话建立成功的通知后，检查Router LSA中对应该BFD会话的路由链路的路由代价，若路由代价被设置为最大值，则重新产生Router LSA，恢复所述路由代价为正常值；

所述BFD会话模块，进一步向路由标签恢复模块发送BFD会话建立成功的通知。

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