CN102437919B - 接入路由器和链路可靠性保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接入路由器和链路可靠性保护方法，涉及通信领域。其中，一种用于接入网与骨干网之间的链路可靠性保护方法，包括：配置VRRP虚拟网关的接入路由器启用VRRP协议；所述VRRP虚拟网关通过骨干网在所述接入路由器之间建立VPLS隧道；所述接入路由器通过内置的虚拟接入电路端口与所述VPLS隧道相连接，所述虚拟接入电路端口为VRRP信令进入所述VPLS隧道的接入电路接入点；所述VPLS隧道承载所述VRRP信令。根据本发明的一方面，本发明可以避免由于链路发生故障而导致AR主备错误切换的问题。

Description

接入路由器和链路可靠性保护方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种接入路由器和链路可靠性保护方法。

背景技术

在网络组网架构中，二层接入网与三层骨干网之间常常需要部署保护机制，为语音、政企等重点业务提供高可靠性保护。常用的方案是采用骨干网边缘路由器节点AR(Access Router，接入路由器节点)与接入网出口节点SN(Sink Node，汇聚节点)形成口字型组网结构来为业务提供可靠性保护。AR通过启用VRRP(Virtual Router RedundancyProtocol，虚拟路由冗余协议)来监控并保护AR与SN之间的直连物理链路。主用AR通过与备用AR之间的直连物理链路向备用AR发送VRRP通告报文。这种情况下，可能会出现主用AR与备用AR之间链路故障而使得VRRP通告报文在传送中丢失的情况。如果备用AR在预定通告周期内未接收到主用AR发送的VRRP通告消息，就会误认为主用AR发生故障而切换为主用AR状态，这样会同时出现两个主用AR的错误。另外，在实际应用组网中，两个AR之间可能地理位置相距较远，需要远距离连接光缆，增加了资源成本，且部署不便。

发明内容

本发明的目的是提出一种接入路由器和链路可靠性保护方法，提供一种灵活、有效的实现高可靠性保护的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于接入网与骨干网之间的链路可靠性保护方法，包括：配置VRRP虚拟网关的接入路由器启用VRRP协议；所述VRRP虚拟网关通过骨干网在所述接入路由器之间建立VPLS隧道；所述接入路由器通过内置的虚拟接入电路端口与所述VPLS隧道相连接，所述虚拟接入电路端口为VRRP信令进入所述VPLS隧道的接入电路接入点；所述VPLS隧道承载所述VRRP信令。

在一个实施例中，所述VPLS隧道承载所述VRRP信令包括：在所述VPLS隧道中，主用接入路由器发出的VRRP信令通过所述骨干网的路由冗余和/或链路冗余到达备用接入路由器。

在一个实施例中，所述的链路可靠性保护方法，还包括：当所述骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，所述VPLS隧道用于疏导业务流量。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于接入网与骨干网之间链路可靠性保护的接入路由器，包括：VRRP虚拟网关，用于启用VRRP协议，通过骨干网在接入路由器之间建立VPLS隧道；虚拟接入电路端口，与所述VRRP虚拟网关连接，用于将VRRP信令接入所述VPLS隧道，其中所述VPLS隧道承载所述VRRP信令。

在一个实施例中，在所述VPLS隧道中，主用接入路由器发出的VRRP信令通过所述骨干网的路由冗余和/或链路冗余到达备用接入路由器。

在一个实施例中，当所述骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，所述VPLS隧道用于疏导业务流量。

基于上述技术方案，根据本发明的一方面，在AR上可以启用VRRP协议，通过虚拟AC虚拟端口将VRRP信令接入VPLS隧道，监控并保护AR与SN之间的链路。主备用AR之间可以不部署直连物理链路，而利用骨干网的多物理路径和路由冗余，即使骨干网某条链路出现故障，VRRP消息报文也可以通过其它路径到达备用AR，从而避免了由于链路发生故障而导致AR主备错误切换的问题。根据本发明的另一方面，当骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，VPLS隧道也可以用于疏导业务流量，以保证话音通信的质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的应用场景一的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的链路可靠性保护方法的流程图。

图3为根据本发明实施例的应用场景二的结构示意图。

图4为根据本发明实施例的应用场景三的结构示意图。

图5为根据本发明实施例的应用场景四的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的应用场景五的结构示意图。

图7为根据本发明实施例的用于接入网与骨干网之间链路可靠性保护的接入路由器的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。

图1为根据本发明实施例的应用场景一的结构示意图。应用场景一包括：AN(Access Node，接入节点)101、102和112、SN  104和114、AR 106和116、以及CR(Central Router，核心路由器)108和118。

AN 101、102和112具有TCP/IP(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)中的链路层二层转发功能，可以用于统一接入移动、固网等多种需要高效可靠性保护的业务。AN 101、102和112可以是交换机、PTN(PacketTransport Network，分组传送网)设备或路由器等多种设备。

SN 104和114具有TCP/IP中的链路层二层转发功能，下行方向可以与AN 101、102和112组成环型网络，上行方向SN 104和114可以分别上连AR 106和116。AN 101、102和112，与SN 104和114共同组成接入网络部分。SN 104和114可以是交换机、PTN设备、路由器等多种设备。

AR 106和116可以作为接入网络二层功能与骨干网三层功能的边缘接入节点，可以对业务提供高可靠性保护。在AR 106和116上可以启用VRRP协议，通过虚拟AC(Access Circuit，接入路由器)端口将VRRP信令接入VPLS(Virtual Private Local Area Network Service，虚拟专用局域网业务)隧道，监控并保护AR 106与SN 104之间，以及AR 116与SN 114之间的链路。AR 106和116之间可以不部署直连物理链路，而利用骨干网的链路冗余和/或路由冗余来透传VRRP信令。

CR 108和118可以用于骨干网中的路由维护、VPN的建立与流量转发等。

图2为根据本发明实施例的链路可靠性保护方法200的流程图。

在步骤202中，配置VRRP虚拟网关的AR启用VRRP协议。比如，两个AR为了实现主备保护，可以启用VRRP协议，来配置VRRP虚拟网关。

在步骤204中，VRRP虚拟网关通过骨干网在AR之间建立VPLS隧道。由于VRRP消息报文采用二层组播传送，只在本地链路有效，而骨干网运行的是三层路由协议。根据本发明的实施例，VRRP虚拟网关可以在两个AR之间建立VPLS隧道。

在步骤206中，AR通过内置的虚拟AC端口与VPLS隧道相连接，虚拟AC端口为VRRP信令进入VPLS隧道的AC接入点，以实现VRRP虚拟网关(三层路由)与二层网络互通。

在步骤208中，VPLS隧道承载VRRP信令。VRRP通告消息承载在骨干网建立的VPLS隧道中，可以从任意路由可达的链路到达备用AR。在一个实施例中，在VPLS隧道中，主用AR发出的VRRP信令可以通过骨干网的路由冗余和/或链路冗余到达备用AR。利用骨干网的多物理路径和路由冗余，即使骨干网某条链路故障，VRRP消息报文也可以通过其它路径到达备用AR，从而避免了由于非VRRP监控链路发生故障而导致AR主备切换的问题。

在一个实施例中，当骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，VPLS隧道可以用于疏导业务流量。当接入网保护路径与AR主备保护不一致时，可以通过VPLS通道进行流量回绕，有效地减少了保护倒换时延，实现接入网与AR之间的保护机制的低耦合，易于跨厂家节点设备互通，增强网络灵活性。下文中的图3到图6具体描述了不同的应用场景下，VPLS隧道可以用于疏导业务流量的情形。其中的AN 102和112、SN 104和114、AR 106和116、以及CR 108和118。

图3为根据本发明实施例的应用场景二的结构示意图。应用场景二为链路出现故障时上行流量回切的示意图。其中，正常情况下上行流量通过的路径如图3中的“→”所示。比如，当主用AR(如AR106)所在的链路1出现故障时，主用AR(如AR 106)触发减少VRRP优先级的操作，并通过VPLS隧道发送VRRP通告消息给备用AR(如AR 116)，实现主备切换，AR 116切换成主用AR。这时，接入网同时发生切换，上行方向流量通过的路径切换成如图3中的所示。

图4为根据本发明实施例的应用场景三的结构示意图。应用场景三为链路出现故障时下行流量回切的示意图。其中，正常情况下下行流量通过的路径如图4中的“→”所示。比如，当主用AR(如AR106)所在的链路1出现故障时，与上行方向流量切换过程相似，备用AR(如AR 116)切换成主用AR。由于此时AR 106的VRRP虚拟网关与虚拟AC端口连接仍然有效，AR 106聚合路由仍然有效，CR 108的流量仍然发给AR 106，AR 106通过VPLS隧道将流量泛洪给AR116，AR116再根据目的MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址继续转发到AN 101，如图4中所示。

图5为根据本发明实施例的应用场景四的结构示意图。应用场景四为链路故障恢复时上行流量回切的示意图。比如，当链路1出现故障后，上行方向流量走向如图5中的所示。当链路1故障恢复后，AR 106立即切换成主用AR，同时优先级增加，实时下发VRRP通告消息给AR 116，AR 116恢复为备用AR。此时，接入网可以有以下两种情况：

一是接入网未实时回切的情况。此时，上行流量仍然从接入网到达AR 116，AR 116根据报文中携带的VRRP虚拟MAC地址通过VPLS隧道转发给AR 106。AR 106再转发给CR 108，如图5中的所示。在接入网回切后，上行流量方向如图5中“→”所示。

二是当接入网实时回切的情况。此时，上行流量直接由接入网接入AR 106，再由AR 106转发给CR 108，上行流量回切后，上行流量方向如图5中“→”所示。

图6为根据本发明实施例的应用场景五的结构示意图。应用场景五为链路故障恢复时下行流量回切的示意图。比如，当链路1出现故障后，下行方向流量走向如图6中的所示。类似链路1故障恢复后上行流量回切机制，AR 106迅速恢复为VRRP主用AR。此时接入网存在两种情况：

一是接入网未实时回换的情况。这时，AR 106通过VPLS隧道学习到终端(如用户PC、基站等)的MAC转发表，通过VPLS隧道将业务流量转发给AR 116。AR 116再通过接入网原有路径发送给AN101，下行流量方向如图6中的所示。当接入网等待一段时间回切后，AR 106学习的MAC转发表由SN 104相连链路学习得到，因此，直接向下转发给SN 104，再由SN 104发送给AN 101，下行流量方向如图6中“→”所示。

二是接入网也实时回切的情况。这时，AR 106直接通过与SN 104的相连链路学习到终端的MAC地址表，直接将业务流量发送给SN104，再由SN 104发送给AN 101，下行流量方向如图6中“→”所示。

根据本发明的一方面，基于以上图3-6的四种应用场景的分析，对于上行、下行流量在链路故障切换及恢复回切时都能够迅速做出响应，为二、三层网络之间的链路提供一种实时的高可靠性保护。即使在链路出现故障的时候，也不会影响如话音通信的质量。本领域的技术人员将可以理解，以上四种应用场景以及类似的情形也适用于CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)业务。

随着CDMA业务的IP化、宽带化发展，运营商可以采用PTN技术作为IP RAN(IP Radio Access Network，IP化无线接入网络)综合接入CDMA语音与数据业务，而骨干网仍可以采用IP/MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)网络统一承载。此时由PTN节点(如图1或3-6中的AN 101、102、112，和SN 104、114)组成的接入环与由路由器节点组成的骨干网之间，需要提供高可靠性的保护。

比如，对于PTN设备组成的接入网络，采用环型组网，并通过1∶1保护机制实时地倒换来实现高可靠性保护。在故障恢复时可以配置等待较长时间(比如5～10分钟)才开始回切，以避免频繁的网络拓扑变化导致网络发生震荡。另外，对于AR保护倒换机制，链路1出现故障的切换与故障恢复时的回切，都是实时的，由于接入网与AR之间的低耦合，能够有效地满足保护倒换要求。

图7为根据本发明实施例的用于接入网与骨干网之间链路可靠性保护的接入路由器700的结构示意图。接入路由器700包括VRRP虚拟网关702和虚拟接入电路端口704。

VRRP虚拟网关702，用于启用VRRP协议，通过骨干网在接入路由器700之间建立VPLS隧道。

虚拟接入电路端口704，与VRRP虚拟网关702连接，用于将VRRP信令接入VPLS隧道，其中VPLS隧道承载VRRP信令。

在一个实施例中，主用接入路由器发出的VRRP信令通过骨干网的路由冗余和/或链路冗余到达备用接入路由器。

在一个实施例中，当骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，VPLS隧道用于疏导业务流量。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (4)

1.一种用于接入网与骨干网之间的链路可靠性保护方法，其特征在于，包括：

配置VRRP虚拟网关的接入路由器启用VRRP协议；

所述VRRP虚拟网关通过骨干网在所述接入路由器之间建立VPLS隧道；

所述接入路由器通过内置的虚拟接入电路端口与所述VPLS隧道相连接，所述虚拟接入电路端口为VRRP信令进入所述VPLS隧道的接入电路接入点；

所述VPLS隧道承载所述VRRP信令；

其中，在主用接入路由器和备用接入路由器之间不部署直连物理链路，而利用骨干网的链路冗余和/或路由冗余来透传VRRP信令。

2.根据权利要求1所述的链路可靠性保护方法，其特征在于，还包括：

当所述骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，所述VPLS隧道用于疏导业务流量。

3.一种用于接入网与骨干网之间链路可靠性保护的接入路由器，其特征在于，包括：

VRRP虚拟网关，用于启用VRRP协议，通过骨干网在接入路由器之间建立VPLS隧道；

虚拟接入电路端口，与所述VRRP虚拟网关连接，用于将VRRP信令接入所述VPLS隧道，其中所述VPLS隧道承载所述VRRP信令；

其中，在主用接入路由器和备用接入路由器之间不部署直连物理链路，而利用骨干网的链路冗余和/或路由冗余来透传VRRP信令。

4.根据权利要求3所述的接入路由器，其特征在于，当所述骨干网的链路出现故障时或故障恢复瞬间，所述VPLS隧道用于疏导业务流量。