CN102480423A - 一种l2tp网络的保护方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种L2TP网络的保护方法，所述方法包括：备用L2TP LNS备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；在所述主用LNS自身或主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与主用LNS进行主备状态切换；备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，进行路由刷新，并进行用户流量的转发。本发明还公开了一种L2TP网络的保护系统，确保LNS设备及其所在链路的故障不影响L2TP用户的正常业务、以及L2TP用户和LAC感知不到故障的发生和恢复，实现了L2TP网络中的故障排除，能够有效提高L2TP网络的用户体验。

Description

一种L2TP网络的保护方法及系统
技术领域
本发明涉及虚拟专用网络(VPN，Virtual Private Network)技术，尤其涉及一种L2TP网络的保护方法及系统。
背景技术
在VPN中，现有使用的故障排除技术，主要过程如下：首先进行用户备份，使接入点(AN，Access Node)采用双上行接入双服务节点SN(SN，ServiceNode)，其中，一台SN是主用设备，另一台SN是备用设备，主用SN的接入端口和备用SN的备份端口一一对应，主备SN采用虚拟路由器冗余协议(VRRP，Virtual Router Redundancy Protocol)和双向转发检测(BFD，Bidirectional Forwarding Detection)技术来切换状态。主用SN把接入的用户信息同步到备用SN，备用SN收到主用SN传递的用户信息时，备用SN马上将该用户信息以用户表的方式下发到接口模块。当主用SN接入端口下接入用户的链路故障或主用SN整机故障时，备用SN切换成主用SN，用户流量切换到备用SN，并通过备用SN转发。
二层隧道协议(L2TP，Layer 2 Tunneling Protocol)技术是一种使用十分广泛的虚拟专用网络(VPN，Virtual Private Network)技术，L2TP用户首先通过接入网络连接到L2TP访问集中器(LAC，L2TP Access Concentrator)设备，再通过下层网络的L2TP隧道连接到远端的L2TP网络服务器(LNS，L2TP NetworkServer)设备上。其中，LAC和LNS都具有用户管理功能，LNS集中管理一个VPN对应的所有L2TP用户，L2TP隧道在LAC与LNS之间，经过下层网络设备。
L2TP网络中，L2TP用户发出上行用户流量后，经由LAC转发，通过所述L2TP隧道传送到LNS，LNS将所述上行用户流量传送到上层网络设备；上层网络设备发出的下行用户流量，经由LNS转发，通过所述L2TP隧道传送到LAC，LAC再将所述下行用户流量传送到L2TP用户。在LNS发生故障或LNS所在链路发生故障时，当前的L2TP会话就会终止，L2TP用户需要重新发起L2TP会话。
由于L2TP用户的管理同时存在于LAC和LNS上，且在LAC与LNS之间存在L2TP隧道和L2TP会话，因此，在L2TP中，需要考虑LAC、LNS、L2TP隧道、L2TP会话等诸多因素，现有的故障保护方法不适用于L2TP网络，并且，现有的L2TP技术也不支持L2TP用户备份，无法在保证当前L2TP会话正常进行的前提下排除当前网络故障，因此，需要提出一种适用于L2TP网络的保护方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种L2TP网络的保护方法及系统，以解决现有的L2TP技术不支持L2TP用户备份、以及在当前网络故障时不能够保证当前L2TP会话正常进行的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种二层隧道协议(L2TP)网络的保护方法，所述方法包括：备用L2TP网络服务器(LNS)备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；在所述主用LNS自身或所述主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换；所述备用LNS根据所备份的信息，进行路由刷新，并进行用户流量的转发。
在上述方案中，所述备用LNS备份当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息的过程，具体包括：在所述主用LNS设备与备用LNS设备之间预先建立消息通道，通过预先建立的消息通道，所述主用LNS将所述L2TP用户信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到所述备用LNS。
在上述方案中，所述消息通道具体为一个TCP连接。
在上述方案中，在所述主用LNS自身或所述主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换，包括：分别在所述主用LNS与备用LNS上运行连通性检测机制，检测所述主用LNS与备用LNS的网络连通性，在所述主用LNS自身或所述主用LNS的网络连通性故障时，所述备用LNS与所述主用LNS之间运行主备状态协商机制，完成主备状态切换。
在上述方案中，所述连通性检测机制具体是双向转发检测机制或以太网操作维护管理机制。
在上述方案中，所述主备状态协商机制包括：虚拟路由器冗余协议或机架间通讯协议。
在上述方案中，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，包括：所述备用LNS在自身状态切换到主用后，向下层网络设备发布路由刷新消息，该路由刷新消息携带所备份L2TP隧道的LNS端地址信息，同时，所述备用LNS向上层网络设备发布用户路由消息，携带所备份L2TP用户的信息；或者，所述备用LNS在自身状态切换到主用后，只向下层网络设备发布所述路由刷新消息。
在上述方案中，所述备用LNS进行用户流量的转发，包括：在所述路由刷新生效后，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，接收用于管理所述L2TP用户的L2TP访问集中器(LAC)转发的上行用户流量并发送到上层网络设备；同时，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，接收所述上层网络设备或主用LNS发送的下行用户流量并转发到所述LAC。
在上述方案中，在所述主用LNS与备用LNS之间完成主备状态切换之后，所述路由刷新生效之前，所述方法还包括：所述主用LNS将接收到的、由所述上层网络设备发出的下行用户流量，根据已配置的重定向策略发送到所述备用LNS，由所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，将所述下行用户流量转发到所述LAC。
在上述方案中，所述备用LNS进行用户流量的转发之后，所述方法还包括：在检测到所述主用LNS或主用LNS所在链路的故障恢复后，通过主备状态协商机制，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换，所述主用LNS备份所述备用LNS的当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，并根据所备份当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，并在所述路由刷新生效后，进行用户流量的转发。
在上述方案中，所述备用LNS进行用户流量的转发之后，所述方法还包括：所述备用LNS进行路由撤销。
在上述方案中，在所述备用LNS备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息之前，所述方法还包括：通过主备状态协商机制，配置所述主用LNS为主用状态、以及所述备用LNS为备用状态，指定所述备用LNS为所述主用LNS的备用设备，所述主用LNS对当前在线L2TP用户的用户流量进行转发。
在上述方案中，在所述备用LNS备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息之前，所述方法还包括：在预先指定所述备用LNS为所述主用LNS的备用设备的同时，在所述主用LNS、以及备用LNS中配置L2TP用户组的信息和该L2TP用户组对应的L2TP隧道的信息，预先指定所述备用LNS要备份的L2TP用户组。
本发明还提供了一种L2TP网络的保护系统，所述系统包括主用LNS和备用LNS，其中，主用LNS，用于在自身或自身所在链路故障时，与所述备用LNS进行主备状态切换；备用LNS，用于备份所述主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；并在所述主用LNS或所述主用LNS所在链路故障时，与所述主用LNS进行主备状态切换，并根据所备份的信息，进行路由刷新，进行用户流量的转发。
在上述方案中，所述系统包括一台或多台主用LNS；所述系统包括一台或多台备用LNS。
本发明所提供的L2TP网络的保护方法及系统，在L2TP网络中设置主用LNS和备用LNS，备用LNS备份主用LNS上在线L2TP用户信息的同时，还备份对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，在主用LNS故障时，备份LNS根据所备份的在线L2TP用户信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，进行用户流量的转发，进行主备LNS之间切换时不需要变更当前的L2TP隧道和L2TP会话，从而在确保LNS设备及其所在链路的故障不影响L2TP用户的正常业务的同时，L2TP用户和LAC感知不到故障的发生和恢复，实现了L2TP网络中的故障排除，不需要L2TP用户断开当前会话，因此能够有效提高L2TP网络的用户体验。另外，还实现了LNS之间的L2TP用户备份，提高了L2TP用户的业务可靠性。
附图说明
图1为本发明L2TP网络的保护方法实现流程图；
图2为本发明L2TP网络保护系统的一种实施例的拓扑结构示意图；
图3为本发明实施例一的L2TP网络拓扑结构示意图；
图4为本发明实施例一的L2TP网络保护过程的实现流程图；
图5为本发明实施例二的L2TP网络拓扑结构示意图；
图6为本发明实施例二的L2TP网络保护过程的实现流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：备用LNS在备份主用LNS上在线L2TP用户信息的同时，备份所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，检测到主用LNS或其所在链路故障时，主用LNS与备用LNS之间完成主备状态切换，之后，备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，并在所述路由刷新生效后，转发用户流量，如此，使得LAC感知不到主备LNS在故障情况下的切换，同时也实现了L2TP用户在主备LNS之间的实时备份，以及实现LNS故障或LNS下行链路故障时用户流量的不中断传输。
本发明的一种L2TP网络的保护方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
步骤101：备用LNS备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；
步骤102：在所述主用LNS自身或所述主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换；
步骤103：所述备用LNS根据所备份的信息，进行路由刷新，并进行用户流量的转发。
这里，所述L2TP用户信息可以包括L2TP用户的地址信息，所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息包括所述L2TP用户所对应L2TP隧道的隧道号(Tunnel ID)、LAC端地址信息、LNS端地址信息等，所述L2TP会话信息包含有与所述L2TP用户对应的L2TP会话的会话号(Session ID)等信息。
所述L2TP隧道信息还可以包含所述L2TP用户对应L2TP隧道的隧道控制消息的Ns和Nr字段，其中，Ns表示数据或控制信息的序列号，Nr表示期望在下一个控制信息中接收到的序列号，便于备份LNS根据该隧道信息将用户流量转发到对应的LAC。
这里，备用LNS备份所述L2TP用户信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息的过程，具体包括：在所述主用LNS设备与备用LNS设备之间预先建立消息通道，通过所建立的消息通道，所述主用LNS将当前在线L2TP用户信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到所述备用LNS并保存。具体地，所建立的消息通道可以是一个TCP连接。
这里，在所述主用LNS自身或所述主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换，包括：分别在所述主用LNS与备用LNS上运行连通性检测机制，检测所述主用LNS与备用LNS的网络连通性，在所述主用LNS自身或所述主用LNS的网络连通性故障时，所述备用LNS与所述主用LNS之间运行主备状态协商机制，完成主备状态切换。
具体地，检测所述主用LNS与备用LNS的网络连通性，包括：检测主用LNS与备用LNS之间的网络连通性、主用LNS设备与LAC之间的网络连通性、备用LNS设备与LAC之间的网络连通性、主用LNS与上层网络设备之间的网络连通性、以及备用LNS与上层网络设备之间的网络连通性。
这里，所述的连通性检测机制可以是BFD机制或以太网操作管理维护(Ethernet OAM，Ethernet Operation Administration and Management)机制，包括802.1ag、802.3ah和Y.1731等。所述的主备状态协商机制可以包括：VRRP、或机架间通讯协议(ICCP，Inter-Chassis Communication Protocol)。
具体地，在备用LNS备份主用LNS上的信息之前，可以首先在主用LNS、和备用LNS上配置其ICCP地址或VRRP地址，所配置的ICCP地址或VRRP地址可以是LNS的路由器标识(Router ID)或所述L2TP隧道专用业务板的虚拟地址等。
所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，可以包括：所述备用LNS在自身状态切换到主用后，向下层网络设备发布路由刷新消息，该路由刷新消息携带所备份L2TP隧道的LNS端地址信息，同时，所述备用LNS向上层网络设备发布用户路由消息，携带所备份L2TP用户的信息，如L2TP用户的地址信息；或者，所述备用LNS只向下层网络设备发布所述路由刷新消息。
具体地，所述备用LNS在自身状态切换到主用后，根据定位到的故障位置，确定向下层网络设备发布路由刷新消息，同时向上层网络设备发布用户路由消息；或者，只向下层网络设备发布路由刷新消息。
实际应用中，如果定位到的故障位置在主用LNS与上层网络设备之间或者在主用LNS上，则所述备用LNS需要向下层网络设备发布所述路由刷新消息，同时向上层网络设备发布所述用户路由消息。
如果定位到的故障位置在所述主用LNS与LAC之间，则所述备用LNS可以只向下层网络设备发布所述路由刷新消息；或者，所述备用LNS也可以在向下层网络设备发布所述路由刷新消息的同时，向上层网络设备发布所述用户路由消息。
所述备用LNS进行用户流量的转发，可以包括：在所述路由刷新生效后，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，接收用于管理所述L2TP用户的LAC转发的上行用户流量并发送到上层网络设备；同时，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，接收所述上层网络设备或主用LNS发送的下行用户流量并转发到所述LAC。
具体地，如果所述备用LNS只向下层网络设备发布了所述路由刷新消息，此时，在路由刷新生效后，备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，接收经由所述主用LNS转发的、来自上层网络设备的下行用户流量，并转发到LAC，再由所述LAC发送到L2TP用户；同时，备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，接收所述LAC转发的、来自所述L2TP用户的上行用户流量，并将接收到的上行用户流量发送到所述上层网络设备，如此，在切换过程中，能够保证L2TP网络中用户流量的传输更稳定。
如果在向下层网络设备发布所述路由刷新消息的同时，也向上层网络设备发布所述用户路由消息。此时，在路由刷新生效后，备用LNS接收上层网络设备发送的下行用户流量，通过所述L2TP隧道转发到LAC，再由所述LAC发送到L2TP用户；同时，备用LNS通过所述L2TP隧道接收所述LAC转发的、来自所述L2TP用户的上行用户流量，并将接收到的上行用户流量发送到所述上层网络设备。
在主用LNS与备用LNS之间完成主备状态切换之后，所述路由刷新生效之前，所述方法还可以包括：所述主用LNS将接收到的、由所述上层网络设备发出的下行用户流量，通过已配置的重定向策略发送到所述备用LNS，由所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，将所述下行用户流量转发到所述LAC。
这里，所述方法还包括：在所述主用LNS中配置所述重定向策略。具体地，在所述主用LNS中配置所述重定向策略，具体可以是：在所述主用LNS与备用LNS之间预先建立一个用于传送用户流量的通道。如此，故障时，在主用LNS与备用LNS之间完成主备状态切换之后，主用LNS可以通过所建立的用于传送用户流量的通道，将自身接收到的、来自上层网络设备的下行用户流量传送给备用LNS。这里，所述主用LNS设备可以对所述下行用户流量保留隧道封装、或者去除隧道封装后，发送到所述备用LNS设备。
其中，所述方法还可以包括：在检测到所述主用LNS自身或主用LNS所在链路的故障恢复后，通过主备状态协商机制，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换，主用LNS备份所述备用LNS的当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，并根据所备份当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，并在所述路由刷新生效后，进行用户流量的转发。同时，备用LNS还可以进行路由撤销操作，以保证用户流量成功转换到主用LNS上。
或者，在检测到所述主用LNS自身或主用LNS所在链路的故障恢复后，也可以保持主用LNS与备份LNS的当前主备状态，
这里，在所述备用LNS备份当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息之前，所述方法还包括：通过主备状态协商机制，配置所述主用LNS为主用状态、以及所述备用LNS为备用状态，指定所述备用LNS为所述主用LNS的备用设备，所述主用LNS对当前在线L2TP用户的用户流量进行转发。
其中，在所述L2TP用户数量较多时，可以预先指定所述多个备用LNS作为所述主用LNS的备用设备。在所述备份LNS为多个时，所述方法还包括：在预先指定所述备用LNS为所述主用LNS的备用设备的同时，所述主用LNS、以及备用LNS中配置L2TP用户组的信息和该L2TP用户组对应的L2TP隧道的信息，预先指定所述备用LNS要备份的L2TP用户组。例如，可以在主用LNS、以及备用LNS上配置所指定的特定用户域名为待备份的L2TP用户组专用域名并绑定该L2TP用户组对应的L2TP隧道信息。
这里，一个主用LNS可以配置多个对应的备用LNS，每个备用LNS用于备份不同L2TP用户或不同L2TP用户组的信息、及该L2TP用户或L2TP用户组对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，在主用LNS自身或所在链路发生故障时，可以将各L2TP用户的用户流量切换到对应的备用LNS上，由对应的备用LNS转发所述L2TP用户的用户流量。如此，本发明不仅支持LNS间一对一的L2TP用户备份，而且支持LNS设备间一对多、多对一、以及多对多的L2TP用户备份，即将主用LNS设备上的不同L2TP用户或不同L2TP用户组备份到不同的备用LNS设备上，或者将不同主用LNS设备上的L2TP用户备份到同一台备用LNS设备上，或者将一台主用LNS设备上的不同L2TP用户或L2TP用户组备份到不同的备用LNS设备上，同时将不同主用LNS设备上的同类L2TP用户或L2TP用户组备份到同一台备用LNS设备上。
为实现上述方法，本发明还提供了一种L2TP网络的保护系统，该系统主要包括：主用LNS和备用LNS，其中，主用LNS，用于在自身或自身所在链路故障时，与所述备用LNS进行主备状态切换；备用LNS，用于备份所述主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；并在所述主用LNS或所述主用LNS所在链路故障时，与所述主用LNS进行主备状态切换，并根据所备份的信息，进行路由刷新，进行用户流量的转发。
其中，所述系统可以包括一台或多台主用LNS；所述系统也可以包括一台或多台备用LNS，这里的主用LNS与备用LNS可以是一一对应、一多对应、多一对应、以及多多对应的关系。
实际应用中，本发明所提供的L2TP网络的保护系统的网络拓扑结构示意图，如图2所示，除可以包含上述的主用LNS和备用LNS外，还可以包含L2TP网络的LAC、上层网络设备和下层网络设备。其中，LAC用于管理所述主用LNS上当前在线L2TP用户，上层网络设备向所述L2TP用户发出下行用户流量，并接收L2TP用户发出的上行用户流量，下层网络设备位于所述LAC与所述主用LNS和备用LNS之间，用于在所述LAC与所述主用LNS之间、或者在所述LAC和备用LNS之间传输用户流量。
实施例一
本实施例中，L2TP网络拓扑结构如图3所示，包括LNS_1、LNS_2、LAC设备，其中，LNS_1与LNS_2之间以BFD协议进行链路状态检测，以VRRP进行LNS设备状态切换。
本实施例中，实现L2TP网络中故障排除的过程，参照图4所示，具体包括以下步骤：
步骤401，在LNS_1与LNS_2上分别进行主备配置；
具体地，在LNS_1与LNS_2之间运行VRRP协议，在LNS_1和LNS_2均配置各自的VRRP地址，并配置分别在LNS_1和LNS_2上配置优先级信息，其中，配置LNS_1的优先级大于LNS_2的优先级，从而配置LNS_1为主用状态，LNS_3为备用状态，并指定LNS_3为LNS_1的备用设备，LNS_1接收当前在线L2TP用户的上线请求并对所述L2TP用户的用户请求进行认证、授权和计费，并对所述L2TP用户的用户流量进行转发。
其中，LNS_1的VRRP地址可以是LNS_1的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，LNS_2的VRRP地址可以是LNS_2的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址。
这里，配置时，可以配置LNS_1的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址与LNS_2的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址相同。
这里，还可以在LNS_1上配置LNS_2为L2TP用户下行用户流量的备份下一跳；具体地，可以在LNS_1与LNS_2之间预先建立用于传输所述下行用户流量的直连链路或隧道，例如，可以在LNS_1与LNS_2之间预先建立一个GRE隧道，该GRE隧道用于传输所述下行用户流量。
步骤402，LNS_2备份LNS_1上在线L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；
具体地，在LNS_1与LNS_2之间建立一个TCP连接作为消息通道，建立消息通道后，LNS_1可以将自身当前保存的在线L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到LNS_2并保存。
步骤403，分别在LNS_1与LNS_2上运行BFD协议，检测LNS_1与LNS_2之间、LNS_1与LAC之间、LNS_2与LAC之间、LNS_1与上层网络设备之间、以及LNS_2与下层网络设备之间的网络连通性；
具体地，在LNS_1和LNS_2上均配置LNS_1和LNS_2的BFD地址，其中，配置LNS_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置LNS_2的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，然后，LNS_1和LNS_2之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LNS_1与LNS_2之间的网络连通性。
在LNS_1和LAC上均配置LNS_1和LAC的BFD地址，其中，配置LNS_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置LAC的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，然后，LNS_1和LAC之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LNS_1与LAC之间的网络连通性。
在LNS_1和上层网络设备上均配置LNS_1和上层网络设备的BFD地址，其中，配置LNS_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置上层网络设备的BFD地址为其路由器标识或直连端口的IP地址，然后，LNS_1和上层网络设备之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LNS_1与上层网络设备之间的网络连通性。
在LNS_1和下层网络设备上均配置LNS_1和上层网络设备的BFD地址，其中，配置LNS_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置下层网络设备的BFD地址为其路由器标识或直连端口的IP地址，然后，LNS_1和上层网络设备之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LNS_1与下层网络设备之间的网络连通性。
这里，LNS_1与LNS_2之间、LNS_1与LAC之间、以及LNS_2与LAC设备之间的BFD会话地址为所配置的LNS_1的虚接口地址。
步骤404，在检测到LNS_1与LAC之间的链路故障时，LNS_1与LNS_2之间通过VRRP机制完成主备状态互换，LNS_2切换为主用状态，LNS_1切换为备用状态；
具体地，在检测到LNS_1与LAC之间的链路故障时，LNS_2自动调整自身的优先级，使得自身的优先级高于LNS_1，并通知LNS_1，如此，LNS_1便切换到备用状态，LNS_2便切换到主用状态。
步骤405，LNS_2向下层网络设备发布路由刷新消息，进行路由刷新；
其中，所述路由刷新消息携带LNS_2已备份的L2TP隧道的LNS端地址信息，即LNS_1的地址信息。
步骤406，在路由刷新生效之前，从上层网络设备发往所述L2TP用户的下行用户流量仍旧会发送到LNS_1，LNS_1根据预配置的备份下一跳信息，将所述L2TP用户的下行用户流量发送到LNS_2；
步骤407，在路由刷新生效之后，LNS_2根据备份的所述L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，转发所述L2TP会话的用户流量；
具体的，LNS_2根据备份的所述L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，接收经由LNS_1转发来的、由上层网络设备发向所述L2TP用户的下行用户流量，并通过所述L2TP隧道将所述下行用户流量转发到LAC，同时通过所述L2TP隧道接收LAC转发来的、由所述L2TP用户发向上层网络设备的上行用户流量，并将所述上行用户流量发送到上层网络设备。
实施例二
本实施例中，L2TP网络拓扑结构如图5所示，包括LNS_1、LNS_2、LNS_3三台LNS设备、以及LAC_1和LAC_2两台LAC设备，其中，LAC_1对应LNS_1，LAC_2对应LNS_2，LNS_1、LNS_2为主用设备，LNS_3为备用设备，LNS_1与LNS_3之间、以及LNS_2与LNS_3之间运行BFD协议进行链路状态检测，同时运行VRRP进行主备状态切换，实现利用一台LNS为多台LNS备份L2TP用户的功能。
本实施例中，实现L2TP网络中故障排除的过程，参照图6所示，具体包括以下步骤：
步骤601，在LNS_1、LNS_2、LNS_3上分别进行主备配置；
具体地，在LNS_1与LNS_3之间、LNS_2与LNS_3之间运行VRRP协议，配置LNS_1、LNS_2为主用LNS，LNS_3为LNS_1和LNS_2的备用LNS；
具体地，在LNS_1和LNS_3均配置各自的VRRP地址，并配置分别在LNS_1和LNS_3上配置优先级信息，其中，配置LNS_1的优先级大于LNS_3的优先级，从而配置LNS_1为主用状态，LNS_3为备用状态，并指定LNS_3为LNS_1的备用设备，LNS_1接收自身当前在线L2TP用户的上线请求并对所述L2TP用户的用户请求进行认证、授权和计费，并对所述L2TP用户的用户流量进行转发。
同时，在LNS_2和LNS_3均配置各自的VRRP地址，并配置分别在LNS_2和LNS_3上配置优先级信息，其中，配置LNS_2的优先级大于LNS_3的优先级，从而配置LNS_2为主用状态，LNS_3为备用状态，并指定LNS_3为LNS_2的备用设备。LNS_2接收自身当前在线L2TP用户的上线请求并对所述L2TP用户的用户请求进行认证、授权和计费，并对所述L2TP用户的用户流量进行转发。
其中，LNS_1的VRRP地址可以是LNS_1的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，LNS_2的VRRP地址可以是LNS_2的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，LNS_3的VRRP地址可以是LNS_2的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址。
这里，配置时，可以配置LNS_1的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址、LNS_2的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址、和LNS_3的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址相同。
步骤602，LNS_3分别备份LNS_1和LNS_2上在线L2TP用户的信息、以及与所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；
具体地，在LNS_1与LNS_3之间、LNS_2与LNS_3之间分别建立一个TCP连接作为消息通道，通过所建立的TCP连接，LNS_1、LNS_2分别将自身当前保存的在线L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到LNS_3并保存。
步骤603，分别在LNS_1、LNS_2、LNS_3上运行BFD协议，检测LNS_1、LNS_2、LNS_3的网络连通性；
具体地，分别在LNS_1、LNS_2、LNS_3上运行BFD协议，检测LNS_1与LNS_3之间、LNS_2与LNS_3之间、LNS_1与LAC_1之间、LNS_3与LAC_1之间、LNS_2与LAC_2之间、LNS_3与LAC_2、LNS_1与上层网络设备之间、LNS_2与上层网络设备之间、以及LNS_3与上层网络设备之间的网络连通性；
步骤604，检测到LNS_1故障，LNS_3通过BFD机制定位故障位置，LNS_1与LNS_3之间通过VRRP机制实现主备状态切换，LNS_3切换为主用状态，LNS_1切换为备用状态；
步骤605，LNS_3向下层网络设备发布路由刷新消息，同时向上层网络设备发布用户路由消息；
其中，所述路由刷新消息携带LNS_3从LNS_1备份的L2TP隧道的LNS端地址信息；所述用户路由消息携带LNS_3从LNS_1备份的在线L2TP用户的信息。
步骤606，在路由刷新生效之后，LNS_3根据从LNS_1备份的L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，转发所述L2TP会话的用户流量；
具体的，LNS_3根据从LNS_1备份的所述L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，接收上层网络设备发送的下行用户流量，并通过所述L2TP隧道将所述下行用户流量转发到LAC，同时通过所述L2TP隧道接收LAC转发来的上行用户流量，并将所述上行用户流量发送到上层网络设备。
步骤607，LNS_1与LNS_3之间的BFD机制检测到故障已恢复后，即LNS_1与LNS_3之间的全部BFD会话状态机均恢复正常后，LNS_1暂时保持备份状态，LNS_1从LNS_3备份从对应于自身的当前在线L2TP用户的信息、以及与所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
具体地，LNS_3通过与LNS_1之间已建立的消息通道，将从LNS_1备份的当前在线L2TP用户的信息、以及与所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息发送到LNS_1；
步骤608，LNS_1与LNS_3之间通过VRRP协议完成主备状态的切换，LNS_3切换为备用状态，LNS_1切换为主用状态；
步骤609，LNS_1向下层网络发布路由刷新消息，刷新L2TP隧道LNS端地址路由，并向上层网络发布用户路由消息，同时，LNS_3可以进行路由撤销操作，以撤销步骤605中发布的路由，保证用户流量重新流向LNS_1；
这里，LNS_3进行路由撤销操作，可以为：LNS_3向下层网络发布路由撤销消息，并向上层网络发布用户路由撤销消息，具体过程是本领域常用技术手段，在此不再赘述。
步骤610，在路由刷新生效之后，LNS_1根据当前在线L2TP用户的信息、以及对应所述L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，转发所述L2TP会话的用户流量。
具体转发过程与步骤606相似，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种二层隧道协议(L2TP)网络的保护方法，其特征在于，所述方法包括：
备用L2TP网络服务器(LNS)备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；
在所述主用LNS自身或所述主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换；
所述备用LNS根据所备份的信息，进行路由刷新，并进行用户流量的转发。
2.根据权利要求1所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述备用LNS备份当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息的过程，具体包括：
在所述主用LNS设备与备用LNS设备之间预先建立消息通道，通过预先建立的消息通道，所述主用LNS将所述L2TP用户信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到所述备用LNS。
3.根据权利要求2所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述消息通道具体为一个TCP连接。
4.根据权利要求1所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，在所述主用LNS自身或所述主用LNS所在链路故障时，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换，包括：
分别在所述主用LNS与备用LNS上运行连通性检测机制，检测所述主用LNS与备用LNS的网络连通性，在所述主用LNS自身或所述主用LNS的网络连通性故障时，所述备用LNS与所述主用LNS之间运行主备状态协商机制，完成主备状态切换。
5.根据权利要求4所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述连通性检测机制具体是双向转发检测(BFD)机制或以太网操作维护管理(EthernetOAM)机制。
6.根据权利要求4所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述主备状态协商机制包括：虚拟路由器冗余协议(VRRP)或机架间通讯协议(ICCP)。
7.根据权利要求1所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，包括：
所述备用LNS在自身状态切换到主用后，向下层网络设备发布路由刷新消息，该路由刷新消息携带所备份L2TP隧道的LNS端地址信息，同时，所述备用LNS向上层网络设备发布用户路由消息，携带所备份L2TP用户的信息；
或者，所述备用LNS在自身状态切换到主用后，只向下层网络设备发布所述路由刷新消息。
8.根据权利要求1或7所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述备用LNS进行用户流量的转发，包括：
在所述路由刷新生效后，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，接收用于管理所述L2TP用户的L2TP访问集中器(LAC)转发的上行用户流量并发送到上层网络设备；同时，所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，接收所述上层网络设备或主用LNS发送的下行用户流量并转发到所述LAC。
9.根据权利要求8所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，在所述主用LNS与备用LNS之间完成主备状态切换之后，所述路由刷新生效之前，所述方法还包括：
所述主用LNS将接收到的、由所述上层网络设备发出的下行用户流量，根据已配置的重定向策略发送到所述备用LNS，由所述备用LNS根据所备份的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，将所述下行用户流量转发到所述LAC。
10.根据权利要求1所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述备用LNS进行用户流量的转发之后，所述方法还包括：
在检测到所述主用LNS或主用LNS所在链路的故障恢复后，通过主备状态协商机制，所述备用LNS与所述主用LNS进行主备状态切换，所述主用LNS备份所述备用LNS的当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，并根据所备份当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息，进行路由刷新，并在所述路由刷新生效后，进行用户流量的转发。
11.根据权利要求10所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，所述备用LNS进行用户流量的转发之后，所述方法还包括：
所述备用LNS进行路由撤销。
12.根据权利要求1所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，在所述备用LNS备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息之前，所述方法还包括：
通过主备状态协商机制，配置所述主用LNS为主用状态、以及所述备用LNS为备用状态，指定所述备用LNS为所述主用LNS的备用设备，所述主用LNS对当前在线L2TP用户的用户流量进行转发。
13.根据权利要求12所述的L2TP网络的保护方法，其特征在于，在所述备用LNS备份主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息之前，所述方法还包括：在预先指定所述备用LNS为所述主用LNS的备用设备的同时，在所述主用LNS、以及备用LNS中配置L2TP用户组的信息和该L2TP用户组对应的L2TP隧道的信息，预先指定所述备用LNS要备份的L2TP用户组。
14.一种L2TP网络的保护系统，其特征在于，所述系统包括主用LNS和备用LNS，其中，主用LNS，用于在自身或自身所在链路故障时，与所述备用LNS进行主备状态切换；
备用LNS，用于备份所述主用LNS上当前在线L2TP用户的信息、以及所述L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息；并在所述主用LNS或所述主用LNS所在链路故障时，与所述主用LNS进行主备状态切换，并根据所备份的信息，进行路由刷新，进行用户流量的转发。
15.根据权利要求14所述的L2TP网络的保护系统，其特征在于，所述系统包括一台或多台主用LNS；所述系统包括一台或多台备用LNS。
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