CN102316041B - 一种路由切换的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路由切换的方法及装置，用以解决现有技术中路由器不能及时的切换到未出现故障的路径上发送数据，导致发送数据的准确性较低的问题。该方法路由器检测到自身到下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息，在交换芯片转发表中查找该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息，并在交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除查找到的该转发表索引信息。因此，路由器发送数据时，在交换芯片ECMP索引表中不能查找到该出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，从而可以及时的根据查找到的未出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，将数据发送出去，提高了发送数据的准确性。

Description

一种路由切换的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种路由切换的方法及装置。

背景技术

在网络中，由于源地址和目的地址之间往往存在多条路径，因此当数据从源地址被发送到目的地址时，可以通过源地址和目的地址之间的多条等价路径进行发送，如图1A所示。

图1A为现有技术中的网络架构图，在图1A中，用户A要将数据发送给用户B、用户C或用户D时，需要先将数据发送到路由器R1，由路由器R1选择路径，并将数据通过选择的路径发送给用户B、用户C或用户D，其中，路由器之间由二层交换机相连。路由器R1在选择发送数据的路径时，该路由器R1先通过自身的开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)模块计算该路由器R1的路由表。如图1A所示，由于在路由器R1到目的地址之间的路径包括路由器R2对应的路径、路由器R3对应的路径、路由器R4之间的路径，因此，路由器R1的OSPF模块计算的路由器R1的路由表如表1所示：

目的地址	下一跳地址
		用户B的IP地址	路由器R2的IP地址
	路由器R3的IP地址
			路由器R4的IP地址
用户C的IP地址	路由器R2的IP地址
			路由器R3的IP地址
	路由器R4的IP地址
		用户D的IP地址	路由器R2的IP地址

	路由器R3的IP地址
			路由器R4的IP地址

表1

在表1中，下一跳地址即为在该路径中与路由器R1直连的路由器的互联网协议(Internet Protocol，IP)地址，例如，在路由器R2对应的路径中，路由器R2与路由器R1直连，因此在该路径中，路由器R2的IP地址即为该路径中路由器R1的下一跳地址。

路由器R1中的OSPF模块计算路由表后，路由器R1中的等价多路径(Equal-Cost MultipathRouting，ECMP)模块在计算的路由表中选择发送数据的路径，选择的路径即为路由器R2对应的路径、路由器R3对应的路径和路由器R4对应的路径，则路由器R1的交换芯片根据ECMP模块选择的路径，分别生成交换芯片路由表、交换芯片ECMP索引表和交换芯片转发表。其中，交换芯片路由表如表2所示：

目的地址	ECMP索引信息
		用户B的IP地址	0
用户C的IP地址	0
		用户D的IP地址	0

表2

交换芯片ECMP索引表如表3所示：

ECMP索引信息	转发表索引信息
		0	0，1，2

表3

交换芯片转发表如表4所示：

表4

下面以路由器R1将数据发送给用户B为例进行说明。如上述表2、表3和表4所示，在交换芯片发送数据时，根据发送数据的目的地址，也即用户B的IP地址，在交换芯片路由表中查找该用户B的IP地址对应的ECMP索引信息，查找到的ECMP索引信息为0。根据查找到的ECMP索引信息0，在交换芯片ECMP索引表中查找该ECMP索引信息0对应的至少一个转发表索引信息，查找到的转发表索引信息为0、1、2，每个转发表索引信息即为ECMP模块选择的每条路径的标识信息。针对查找到的每个转发表索引信息，在交换芯片转发表中，查找与该转发表索引信息对应的MAC地址和端口，根据查找到的MAC地址和端口，将数据发送到该MAC地址对应的路由器的该端口。

其中，由于在发送数据时，需要将下一跳的IP地址转换为该下一跳的MAC地址，因此表4中保存了每个下一跳的IP地址与MAC地址的对应关系。并且，该路由器R1中的地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)模块保存有ARP表，该ARP表中保存每个下一跳的IP地址与MAC地址的对应关系，表4中每个下一跳的IP地址与MAC地址的对应关系即为由该路由器R1的ARP模块提供的。

图1B为基于图1A的网络架构，路由器R1中的OSPF计算的路由表、ARP模块中保存的ARP表、交换芯片路由表、交换芯片ECMP索引表和交换芯片转发表的关系图，如图1B所示，OSPF模块计算路由器R1的路由表，ECMP模块根据OSPF模块计算的路由表，选择发送数据的路径，并根据选择的路径以及ARP模块中的ARP表，分别生成交换芯片路由表、交换芯片ECMP索引表和交换芯片转发表。在发送数据时，根据发送数据的目的地址，在交换芯片路由表中查找该目的地址对应的ECMP索引信息，根据查找到的ECMP索引信息，在交换芯片ECMP索引表中查找对应的至少一个转发表索引信息，针对每个转发表索引信息，在交换芯片转发表中查找该转发表索引信息对应的下一跳MAC地址和端口，将数据发送给该下一跳MAC地址对应的设备的该端口。

在路由器中，双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection，BFD)模块用于通过BFD机制检测该路由器到该路由器的下一跳设备的路径是否出现故障，当判断出现故障时，BFD模块通知该路由器的OSPF模块重新计算路由表，以使ECMP模块可以根据重新计算的路由表进行路由切换。如图1C所示。图1C为以图1A中的路由器R1，以及该路由器R1的下一跳设备路由器R2为例，说明BFD模块检测路径出现故障的示意图。在图1C中，路由器R1的BFD模块检测路由器R1到该路由器R2的路径是否出现故障，当检测到出现故障时，BFD模块通知路由器R1的OSPF模块重新计算该路由器R1的路由表。

OSPF模块重新计算路由表时，由于目的地址有3个，因此OSPF模块需要分别针对这3个目的地址逐次计算3次路由表。具体的，第一次计算时，将上述表1所示的路由表中用户B的IP地址与路由器R2的IP地址的对应关系删除，然后通知ECMP模块根据重新计算的路由表重新选择发送数据的路径，以进行路由切换，ECMP模块则相应的将交换芯片路由表修改为如表5所示：

目的地址	ECMP索引信息
		用户B的IP地址	1
用户C的IP地址	0
		用户D的IP地址	0

表5

并将交换芯片ECMP索引表修改为如表6所示：

ECMP索引信息	转发表索引信息
		0	0，1，2
1	1，2

表6

交换芯片转发表不变，仍如上述表4所示，因此在向用户B发送数据时，查找到的该用户B的IP地址对应的ECMP对应的索引信息为1，该ECMP索引信息对应的转发表索引信息为1、2，也即向用户B发送数据时，只通过路由器R3对应的路径和路由器R4对应的路径发送，不通过路由器R2对应的路径发送，实现了路由的切换。

但是，OSPF模块重新计算路由表时，需要分别针对这3个目的地址逐次计算3次路由表，在第一次计算完成之后，虽然发送给用户B的数据可以切换到其他未出现故障的路径发送，但发送给用户C和D的数据却仍然通过该出现故障的路径发送，未能及时的切换到未出现故障的路径发送，这就会导致路由器R1不能将数据准确的发送给用户C和D，甚至出现数据的丢失。

发明内容

本发明实施例提供一种路由切换的方法及装置，用以解决现有技术中发送数据的准确性较低，甚至出现数据丢失的问题。

本发明实施例提供的一种路由切换的方法，包括：

路由器针对自身的每个下一跳设备，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息；并

在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息；以及

根据查找到的所述转发表索引信息，在自身的交换芯片等价多路径ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息。

本发明实施例提供的一种路由切换的装置，包括：

检测模块，用于针对自身的每个下一跳设备，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息；

查找模块，用于在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息；

删除模块，用于根据查找到的所述转发表索引信息，在自身的交换芯片等价多路径ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息。

本发明实施例提供的一种网络设备，包括如上所述的路由切换的装置。

本发明实施例提供一种路由切换的方法及装置，该方法路由器检测到自身到下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息，在交换芯片转发表中查找该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息，并在交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除查找到的该转发表索引信息。因此，路由器发送数据时，在交换芯片ECMP索引表中不能查找到该出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，从而可以及时的根据查找到的未出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，将数据发送出去，提高了发送数据的准确性。

附图说明

图1A为现有技术中的网络架构图；

图1B为基于图1A的网络架构，路由器R1中的OSPF计算的路由表、ARP模块中保存的ARP表、交换芯片路由表、交换芯片ECMP索引表和交换芯片转发表的关系图；

图1C为以图1A中的路由器R1，以及该路由器R1的下一跳设备路由器R2为例，说明BFD模块检测路径出现故障的示意图；

图2为本发明实施例提供的路由切换的过程；

图3为本发明实施例提供的路由切换方法与现有技术中的路由切换方法的效果对比示意图；

图4为本发明实施例提供的路由切换的装置结构示意图。

具体实施方式

由于路由器在发送数据时，是通过ECMP模块生成的交换芯片路由表、交换芯片ECMP索引表、交换芯片转发表来确定发送数据的路径的。因此当多个路径中的某条或某几条路径出现故障时，为了使路由器能够快速的切换到未出现故障的路径发送数据，以提高发送数据的准确性，本发明实施例中直接将交换芯片ECMP索引表的转发表索引信息中包含的该出现故障的路径对应的下一跳设备的标识信息的转发表索引信息删除，使路由器在查找该交换芯片ECMP索引表时，不能查找到该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息，从而只能通过查找到的其他转发表索引信息对应的未出现故障的路径，将数据发送出去。

下面结合说明书附图，对本发明实施例进行详细描述。

图2为本发明实施例提供的路由切换的过程，具体包括以下步骤：

S201：路由器针对自身的每个下一跳设备，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息。

在本发明实施例中，路由器通过自身的BFD模块，采用BFD机制检测自身到每个下一跳设备的路径是否出现故障，当检测到该路由器自身到下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息。该下一跳设备的标识信息包括该下一跳设备的IP地址。其中，该路由器的BFD模块检测自身到每个下一跳设备的路径是否出现故障时，所检测的是与该路由器仅通过一个二层交换机相连的下一跳设备对应的路径是否出现故障，当检测出某个路径出现故障时，BFD模块将该路径对应的下一跳设备的IP地址记录下来，该路由器则将自身的该BFD模块记录的下一跳设备的IP地址，确定为出现故障的路径对应的下一跳设备的标识信息。

以图1A所示的网络架构为例进行说明，路由器R1自身的BFD模块确定该路由器R1到下一跳设备路由器R2的路径出现故障时，将路由器R2的IP地址记录下来，则路由器R1将自身的BFD模块记录的该路由器R2的IP地址，确定为出现故障的路径对应的下一跳设备的标识信息。

S202：该路由器在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息。

在本发明实施例中，由于路由器的ECMP模块生成的交换芯片转发表中包括该路由器的每个下一跳设备的标识信息与转发表索引信息的对应关系，因此路由器可以根据确定的该下一跳设备的标识信息，在该交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息。

具体的，当确定的该下一跳设备的标识信息为该下一跳设备的IP地址时，路由器在自身的ECMP模块生成的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的IP地址对应的转发表索引信息。

继续沿用上例，假设该路由器R1的ECMP模块生成的交换芯片转发表如表7所示：

表7

则该路由器R1确定路由器R2的IP地址后，在上述表7中确定该路由器R2的IP地址对应的转发表索引信息，确定的转发表索引信息为0。

S203：路由器根据查找到的该转发表索引信息，在自身的交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除该转发表索引信息。

继续沿用上例，假设该路由器R1的ECMP模块生成的交换芯片ECMP索引表如表8所示：

ECMP索引信息	转发表索引信息
		0	0，1，2

表8

则路由器R1确定了该路由器R2的IP地址对应的转发表索引信息0之后，在上述表8中包含的转发表索引信息中，删除该转发表索引信息0。删除了该转发表索引信息0之后的交换芯片ECMP索引表如表9所示：

ECMP索引信息	转发表索引信息
		0	1，2

表9

而此时该路由器R1的ECMP模块生成的交换芯片路由表不变，如表10所示：

目的地址	ECMP索引信息
		用户B的IP地址	0
用户C的IP地址	0
		用户D的IP地址	0

表10

因此，路由器R1在发送数据时，根据发送数据的目的地址，也即用户B的IP地址、用户C的IP地址和用户D的IP地址，在上述表10中查找到的ECMP索引信息仍然都为0，而在如上述表9所示的交换芯片ECMP索引表中查找该ECMP索引信息0对应的转发表索引信息时，缺不能查找到该路由器R2对应的转发表索引信息0，也即不能查找到该出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，因此只能根据查找到的该转发表索引信息1和2，在如表7所示的交换芯片转发表中查找转发表索引信息1和2分别对应的下一跳设备的MAC地址和端口，并相应发送数据。

图3为本发明实施例提供的路由切换方法与现有技术中的路由切换方法的效果对比示意图，如图3所示，在现有技术的路由切换方法中，路由器R1的BFD模块在t0时刻检测到路由器R1到路由器R2的路径出现故障，OSPF模块在t1时刻指示ECMP模块修改交换芯片路由表和交换芯片ECMP索引表中路由器R1到用户B的路由，类似的，在t2时刻指示ECMP模块修改路由器R1到用户C的路由，在t3时刻指示ECMP模块修改路由器R1到用户D的路由，也即直至t3时刻，路由器R1到用户B、C、D的路由才全部切换到未出现故障的路径上。而在本发明实施例提供的路由切换方法中，路由器R1的BFD模块在t0检测到路由器R1到路由器R2的路径出现故障，路由器R1在t1时刻将交换芯片ECMP索引表中路由器R2的转发表索引信息删除，使路由器R1到用户B、C、D的路由在t1时刻就全部切换到未出现故障的路径上，因此相比于现有技术，本发明实施例提供的路由切换方法可以使路由器快速的切换到未出现故障的路径上发送数据，提高了发送数据的准确性。

可见，在上述过程中，当多个路径中的某条或某几条路径出现故障时，路由器直接将交换芯片ECMP索引表的转发表索引信息中包含的该出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息删除，使路由器在查找该交换芯片ECMP索引表时，不能查找到该出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，从而只能通过查找到的其他转发表索引信息对应的未出现故障的路径，相应的发送数据，因此本发明实施例提供的路由切换方法，相比于现有技术中由OSPF模块逐次重新计算路由表，并由ECMP模块逐次的修改交换芯片路由表和交换芯片ECMP索引表的方法，能够使路由器及时的切换到未出现故障的路径发送数据，也即使发送数据的路径快速的收敛到未出现故障的路径上，提高了发送数据的准确性，不会出现数据的丢失。

在本发明实施例中，为了进一步提高发送数据的准确性，路由器在检测到自身到下一跳设备的路径出现故障，确定该下一跳设备的标识信息，并在自身的交换芯片ECMP索引表中删除了该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息之后，还要在该交换芯片转发表中，将确定的该下一跳设备的标识信息、该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息、该下一跳设备的标识信息对应的MAC地址信息、该下一跳设备的标识信息对应的端口信息删除。

继续沿用上例，当路由器R1在如表7所示的交换芯片转发表中确定了路由器R2的IP地址对应的转发表索引信息0，并在交换芯片ECMP索引表中删除了该转发表索引信息0之后，将该路由器R2对应的IP地址、转发表索引信息、MAC地址和端口信息删除，删除后的交换芯片转发表如表11所示：

表11

也即，在如表7所示的交换芯片转发表中，将路由器R2的所有相关信息都删除。

在本发明实施例中，为了保证路由器的OSPF模块计算的路由表，与删除了出现故障的路径对应的下一跳设备的相关信息的交换芯片ECMP索引表和交换芯片转发表中的路由信息相一致，以进一步提高发送数据的准确性，当路由器检测到自身到下一跳设备的路径出现故障时，还要通过OSPF模块重新计算自身的路由表。但此时路由器发送数据的路径已经切换到未出现故障的路径上，因此OSPF模块无需再通知ECMP模块修改交换芯片路由表、交换芯片ECMP索引表和交换芯片转发表。此外，当路由器检测到自身到下一跳设备的路径出现故障时，还可以在自身的ARP表中，将该出现故障的路径对应的下一跳设备标识为不可用，或者也可以直接删除下一跳设备的相关信息，包括该下一跳设备的IP地址以及MAC地址。

图4为本发明实施例提供的路由切换的装置结构示意图，具体包括：

检测模块401，用于针对自身的每个下一跳设备，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息；

查找模块402，用于在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息；

删除模块403，用于根据查找到的所述转发表索引信息，在自身的交换芯片等价多路径ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息。

所述检测模块401具体用于，当通过双向转发检测BFD机制检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的互联网协议IP地址；

所述查找模块402具体用于，在ECMP模块生成的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的IP地址对应的转发表索引信息。

所述删除模块403还用于，在自身的交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息之后，在交换芯片转发表中，将确定的该下一跳设备的标识信息、该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息、该下一跳设备的标识信息对应的介质访问控制MAC地址信息、该下一跳设备的标识信息对应的端口信息删除。

所述装置还包括：

开放式最短路径优先OSPF模块404，用于当所述检测模块检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，重新计算路由表。

并且，在本发明实施例中，路由器可以通过自身的BFD模块检测自身到下一跳设备的路径是否出现故障，当检测到出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息，此时该BFD模块相当于图4中的检测模块401。路由器还可以通过自身的ARP模块在交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息，并根据查找到的该转发表索引信息，在交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除该转发表索引信息，此时该ARP模块相当于图4中的查找模块402和删除模块403。当然，查找模块402和删除模块403的功能还可以通过路由器的ECMP模块实现，这里就不再一一赘述。

另外，本发明实施例还提供一种网络设备，包括如上所述的路由切换的装置，其中该网络设备为具有路由功能的网络设备，例如路由器或者交换机。

本发明实施例提供一种路由切换的方法及装置，该方法路由器检测到自身到下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息，在交换芯片转发表中查找该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息，并在交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除查找到的该转发表索引信息。因此，路由器发送数据时，在交换芯片ECMP索引表中不能查找到该出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，从而可以及时的根据查找到的未出现故障的路径对应的下一跳设备的转发表索引信息，将数据发送出去，提高了发送数据的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种路由切换的方法，其特征在于，包括：

路由器针对自身的每个下一跳设备，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息；并

在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息；以及

根据查找到的所述转发表索引信息，在自身的交换芯片等价多路径ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息；

其中，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息，具体包括：

当所述路由器通过双向转发检测BFD机制检测到所述路由器到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的互联网协议IP地址；

在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息，具体包括：

所述路由器在自身的ECMP模块生成的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的IP地址对应的转发表索引信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在自身的交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息之后，所述方法还包括：

在自身的交换芯片转发表中，将确定的该下一跳设备的标识信息、该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息、该下一跳设备的标识信息对应的介质访问控制MAC地址信息、该下一跳设备的标识信息对应的端口信息删除。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述路由器检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，通过开放式最短路径优先OSPF模块重新计算自身的路由表。

4.一种路由切换的装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于针对自身的每个下一跳设备，当检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的标识信息；

查找模块，用于在自身的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息；

删除模块，用于根据查找到的所述转发表索引信息，在自身的交换芯片等价多路径ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息；

其中，所述检测模块具体用于，当通过双向转发检测BFD机制检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，确定该下一跳设备的互联网协议IP地址；

所述查找模块具体用于，在ECMP模块生成的交换芯片转发表中，查找确定的该下一跳设备的IP地址对应的转发表索引信息。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述删除模块还用于，在自身的交换芯片ECMP索引表包含的转发表索引信息中，删除所述转发表索引信息之后，在交换芯片转发表中，将确定的该下一跳设备的标识信息、该下一跳设备的标识信息对应的转发表索引信息、该下一跳设备的标识信息对应的介质访问控制MAC地址信息、该下一跳设备的标识信息对应的端口信息删除。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

开放式最短路径优先OSPF模块，用于当所述检测模块检测到自身到该下一跳设备的路径出现故障时，重新计算路由表。

7.一种网络设备，其特征在于，包括如上述权利要求4～6任一所述的装置。