CN102195822B - 一种故障检测的方法和服务提供商边缘设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种故障检测的方法和服务提供商边缘(PE)设备，应用于多标签交换虚拟专用局域网(MPLS VPN)，该方法包括：对端PE设备通过虚拟专用局域网(VPN)实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为本端PE设备的私网接口地址的双向转发检测(BFD)报文；本端PE设备如果在设定时间内没有收到所述BFD报文，则确定VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障。本发明使得在对端私网接入链路故障时，本端PE设备能够获知，从而及时启用备份链路，避免对应VPN实例的业务中断。

Description

一种故障检测的方法和服务提供商边缘设备

技术领域

本发明涉及网络通信技术，特别涉及一种故障检测的方法和服务提供商边缘设备。

背景技术

多协议标签交换(MPLS)技术由于其具备快速转发、QoS保证、多业务支持等优势，获得了长足的发展，在下一代电信网络中扮演着越来越重要的角色。多协议标签交换虚拟局域网(MPLS VPN)的典型组网如图1所示，服务提供商边缘(PE)设备为MPLS VPN业务的接入设备，维护私网用户的转发信息，即各VPN转发表。骨干(P)路由器作为MPLS网络的核心设备，仅需要具备基本MPLS转发能力，不维护VPN转发信息。来自用户网络边缘(CE)设备的私网报文通过标签交换路径(LSP)隧道穿越MPLS网络到达对端的PE设备，然后对端的PE设备再根据VPN转发表进行下行转发。

为了保障MPLS VPN的可靠性，通常会采用故障检测和链路备份相结合的方式，一旦检测到某条链路故障，立即启用该条链路对应的备份链路，从而保证业务正常进行。现有技术中，通常采用双向转发检测(BFD)来进行故障检测，主要包括三种方式：

第一种方式：在PE设备之间运行公网的BFD会话，BFD报文直接在近端PE设备和远端PE设备之间发送，从而检测出公网链路中是否存在故障，如图2a所示。

第二种方式：在CE设备与PE设备之间运行VPN实例的BFD会话，针对VPN实例的BFD报文在CE设备与PE设备之间发送，从而检测出私网接入链路是否存在故障，如图2b所示。

第三种方式：在CE设备之间运行VPN实例的BFD会话，针对VPN实例的BFD报文通过私网接入链路和公网链路在CE设备之间发送，从而检测出私网接入链路和公网接入链路构成的完整链路是否存在故障，如图2c所示。

对于第二种方式和第三种方式，当CE设备检测出故障时，可以在CE设备处启用备份链路。对于第一种方式，当PE设备检测出故障时，可以在PE设备处启用备份链路。但是，由于PE设备仅能够检测出公网链路是否故障，却无法获知对端的私网接入链路是否故障，如果在PE设备处设置的备份链路是公网链路和远端私网接入链路的整体链路，在对端的私网接入链路发生故障时，则无法在本端的PE设备处启用备份链路，从而造成对应VPN实例的业务中断。如图3所示，如果主用的公网链路B或C发生故障时，采用第一种检测方式PE1设备能够获知公网链路故障发生，从而启动备份链路PE1-P2-PE3-CE2。但是，如果对端的私网接入链路D发生故障，PE1设备则无法获知，无法启动备份链路PE1-P2-PE3-CE2，从而造成对应VPN实例的业务中断。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种故障检测方法和装置，以便于PE设备能够获知对端私网接入链路是否故障，从而及时启用备份链路，避免对应VPN实例的业务中断。

一种故障检测的方法，应用于多标签交换虚拟专用局域网MPLS VPN，该方法包括：

对端服务提供商边缘PE设备通过虚拟专用局域网VPN实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为本端PE设备的私网接口地址的双向转发检测BFD报文；

所述本端PE设备如果在设定时间内没有接收到所述BFD报文，则确定所述VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障。

一种PE设备，应用于MPLS VPN，该PE设备包括：报文收发单元和故障确定单元；

所述报文收发单元，用于通过VPN实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为对端PE设备的私网接口地址的BFD报文；接收对端PE设备发送来的BFD报文；

所述故障确定单元，用于在设定时间内如果所述报文收发单元没有接收到对端PE设备通过VPN实例的私网接口发送来的BFD报文，则确定所述VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障。

由以上技术方案可以看出，本发明对PE设备之间发送的BFD报文进行扩展，对端PE设备采用VPN实例的私网接口发送BFD报文，且目的IP地址采用本端PE设备的私网接口地址。通过这种方式使得BFD报文的发送路径除了经由公网链路之外，还经由对端PE设备的私网接入链路，在对端PE设备的私网接入链路发生故障时，本端PE设备能够立即获知，从而及时启用备份链路，避免对应VPN实例的业务中断。

附图说明

图1为MPLS VPN的典型组网示意图；

图2a为现有技术中的第一种BFD检测机制；

图2b为现有技术中的第二种BFD检测机制；

图2c为现有技术中的第三种BFD检测机制；

图3为在PE设备处启动备份链路的示意图；

图4为本发明所提供故障检测方法中BFD报文的发送示意图；

图5为本发明实施例提供的一个组网实例图；

图6为本发明提供的PE设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明所提供的方法主要包括：对端PE设备通过VPN实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为本端PE设备的私网接口地址的BFD报文；本端PE设备如果在设定时间内没有接收到所述BFD报文，则确定该VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障。

在确定出该VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障时，可以进一步在本端PE设备处启用该VPN实例的备份链路。

其中，当对端私网接入链路发生故障时，该备份链路可以是另一条对端私网接入链路和另一条公网链路所构成的整体链路，从而避免业务中断的发生。

现有技术中，PE设备都是通过本端的公网接口互相发送BFD报文，这种发送方式仅能够检测公网链路的故障，本发明中为了能够获知本端私网接入链路是否故障，改变了BFD报文的发送路径，使发送的BFD报文能够途径本端的私网接入链路，在本端的私网接入链路发生故障时，对端的PE设备能够及时获知。下面结合具体实施例对上述方法进行详细描述。

以图4所示组网为例，PE1和PE2设备之间针对VPN1创建BFD会话。PE1发送的BFD报文的源IP地址采用PE1上VPN1的私网接口地址，即图中接口1的地址，目的IP地址采用PE2设备上VPN1的私网接口地址，即图中接口4的地址，然后PE1通过VPN1的私网接口，即接口1进行发送。

由于PE2设备上的私网接口4的地址已经在MPLS VPN网络中进行了路由发布和学习，在CE1上已经存在该私网接口4的地址所对应的路由信息，CE1通过该路由信息对应的出接口转发接收到的该BFD报文，该路由信息的下一跳指向PE1，因此，CE1将该BFD报文又转发给PE1。

PE1接收到该BFD报文后，查找自身的VPN路由表确定BFD报文的目的IP地址对应的出接口，将该BFD报文打上VPN标签和公网标签后通过该出接口，即接口2，发送给PE2。

如果PE2在设定时间内没有收到PE1发送来的该BFD报文，则确定私网接入链路A或者公网链路B或C发生故障，这样一旦私网接入链路A发生故障，则PE2设备能够立即感知。

对应地，PE2周期性发送的BFD报文的源IP地址为VPN1对应的私网接口4的地址，目的IP地址为PE1上VPN1对应的私网接口1的地址，通过私网接口4发送该BFD报文。

CE2接收到该BFD报文后，根据VPN路由表将该BFD报文转发回PE2，PE2按照VPN路由表，将BFD报文打上VPN标签和公网标签后通过公网接口3发送给PE1。

如果PE1在设定时间内没有收到PE2发送来的该BFD报文，则确定私网接入链路D或者公网链路B或C发生故障，这样一旦私网接入链路D发生故障，则PE1设备也能够立即感知。

PE1发送的BFD报文的转发路径如图4中的实线箭头所示，PE2发送的BFD报文的转发路径如图4中的虚线箭头所示。

仍以图3所示，经过上述过程，如果私网接入链路D发生故障，在PE1设备能够立即感知，并在PE1处启用备份链路PE1-P2-PE3-CE2，从而避免对应VPN的业务中断。

需要说明的是，本发明提供的上述BFD报文并不会对现有BFD机制造成影响，即可以与现有技术中的三种检测方式并存，共同为MPLS VPN的网络可靠性服务。在此列举一个具体的实例，如图5所示。

当链路A发生故障时，CE1通过与PE1之间的BFD检测机制，即现有技术中的第二种方式可以获知该故障发生，能够立即启用CE1本地的备份链路CE1-PE4。PE2通过本发明提供的BFD检测机制也能够获知该故障发生，在PE2处启用备份链路PE2-PE3-P2-PE4-CE1，这样，在链路A发生故障进行主备链路倒换后，业务路径变为CE 1-PE4-P2-PE3-PE2-CE2。

当链路B或C发生故障时，PE1和PE2既能够通过现有技术中的第一种方式，也可能通过本发明提供的BFD检测机制获知该故障发生，在PE1和PE2处启用备份链路。这样，进行主备链路倒换后，业务路径变为：CE1-PE1-PE4-P2-PE3-PE2-CE2。

当链路D发生故障时，CE2通过与PE2之间的BFD检测机制，即现有技术中的第二种方式可以获知该故障发生，能够立即启用CE2本地的备份链路CE2-PE3。PE1通过本发明提供的BFD检测机制也能够获知该故障发生，在PE1处启用备份链路PE1-PE4-P2-PE3-CE3，这样，在链路A发生故障进行主备链路倒换后，业务路径变为CE1-PE4-P2-PE3-PE2-CE2。

以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述，下面对本发明所提供的PE设备进行描述。图6为本发明提供的PE设备的结构示意图，如图6所示，该PE设备可以包括：报文收发单元601和故障确定单元602。

报文收发单元601，用于通过VPN实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为对端PE设备的私网接口地址的BFD报文；接收对端PE设备发送来的BFD报文。

故障确定单元602，用于在设定时间内如果报文收发单元601没有接收到对端PE设备通过VPN实例的私网接口发送来的BFD报文，则确定VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障。

由于该PE设备通过私网接口发送目的IP地址为对端PE设备的私网接口地址的BFD报文后，经CE设备还会转发给该PE设备，此时该PE设备还可以包括：路由查找单元603。

报文收发单元601，还可以用于通过VPN实例的私网接口接收BFD报文，按照路由查找单元603确定的出接口，将BFD报文打上标签后发送给对端PE设备。

路由查找单元603，用于查找VPN转发表确定通过VPN实例的私网接口接收到的BFD报文的目的IP地址对应的出接口。

另外，为了保证MPLS链路的可靠性，需要在故障发生时进行链路切换，因此，该PE设备还可以进一步包括：链路切换单元604，用于在故障确定单元602确定VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障后，在本端PE设备处启用VPN实例的备份链路。

其中，上述备份链路可以由另一条对端私网接入链路和另一条公网链路构成，以便在对端私网接入链路发生故障时，避免业务中断。

由以上描述可以看出，本发明提供的方法和PE设备具备以下优点：

1)本发明对PE设备之间发送的BFD报文进行扩展，对端PE设备采用VPN实例的私网接口发送BFD报文，且目的IP地址采用本端PE设备的私网接口地址。通过这种方式使得BFD报文的发送路径除了经由公网链路之外，还经由对端PE设备的私网接入链路，在对端PE设备的私网接入链路发生故障时，本端PE设备能够立即获知，从而及时启用另一条公网链路和另一条私网接入链路构成的备份链路，避免对应VPN实例的业务中断。

2)仅仅在PE设备上发送的BFD报文进行变动，对于CE设备、PE设备以及P设备对BFD报文的转发都没有进行任何改变，从而可以很好地与现有BFD机制兼容和并存。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种故障检测的方法，应用于多标签交换虚拟专用局域网MPLS VPN，其特征在于，该方法包括：

对端服务提供商边缘PE设备通过虚拟专用局域网VPN实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为本端PE设备的私网接口地址的双向转发检测BFD报文；

通过所述私网接口连接至所述对端PE设备的用户网络边缘CE设备接收到所述BFD报文后，按照VPN转发表将所述BFD报文发送给所述对端PE设备；

所述对端PE设备按照VPN转发表，将接收到的所述BFD报文打上标签后，通过所述VPN实例的公网接口发送给所述本端PE设备；

所述本端PE设备如果在设定时间内没有接收到所述BFD报文，则确定所述VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本端PE设备在确定所述VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障后，在本端PE设备处启用所述VPN实例的备份链路。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述备份链路由另一条对端私网接入链路和另一条公网链路构成。

4.一种服务提供商边缘PE设备，应用于多标签交换虚拟专用局域网MPLSVPN，其特征在于，该PE设备包括：报文收发单元、故障确定单元和路由查找单元；

所述报文收发单元，用于通过VPN实例的私网接口周期性地发送目的IP地址为对端PE设备的私网接口地址的双向转发检测BFD报文，其中，通过所述私网接口连接至该PE设备的用户网络边缘CE设备接收到所述BFD报文后，按照VPN转发表将所述BFD报文发送给该PE设备；通过VPN实例的私网接口接收BFD报文，按照所述路由查找单元确定的出接口，将BFD报文打上标签后发送给所述对端PE设备；接收对端PE设备发送来的BFD报文；

所述故障确定单元，用于在设定时间内如果所述报文收发单元没有接收到对端PE设备通过VPN实例的私网接口发送来的BFD报文，则确定所述VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障；

所述路由查找单元，用于查找VPN转发表确定所述通过VPN实例的私网接口接收到的BFD报文的目的IP地址对应的出接口。

5.根据权利要求4所述的PE设备，其特征在于，该PE设备还包括：链路切换单元，用于在所述故障确定单元确定所述VPN实例的对端私网接入链路或公网链路发生故障后，在该PE设备处启用所述VPN实例的备份链路。

6.根据权利要求5所述的PE设备，其特征在于，所述备份链路由另一条对端私网接入链路和另一条公网链路构成。

Images