CN102624564A

CN102624564A - 一种端口状态的配置方法及装置

Info

Publication number: CN102624564A
Application number: CN2012100653615A
Authority: CN
Inventors: 吴昊; 罗曙晖; 黄志刚
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: CN102624564B

Abstract

本发明公开了一种端口状态的配置方法及装置，包括：将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中；在所述端口组中的任一成员端口的物理状态为不可用(down)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为不可用。本发明在CGN或路由器等设备上，不需要修改或补充路由协议，即可实现在某个端口物理链路down时，协议在其它需要关联的端口上同时进行路由收敛。在组网中，不需要对端设备做额外的配置，完全通过设备自身的状态管理，来实现整个设备上的路由协议收敛，并且，由于端口状态的关联管理全部在设备内部实现，关联变化速度快。对端口类型没有过多的限制，任何类型的端口都能通过本发明实现状态关联变化。

Description

一种端口状态的配置方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信产品的冗余备份管理，尤其涉及一种端口状态的配置方法及装置。

背景技术

从IPv4演进到IPv6存在着多种技术方案，有些可以缓解IPv4地址短缺的燃眉之急，有些可以帮助运营商应对来自终端用户或自身网络建设的IPv6部署需求。从用户感知度、技术成熟度和部署难易度等方面考虑，NAT444(Network Address Translation，网络地址转换)是目前较好的选择方案之一。相比较于同类技术方案，NAT444由于无需更换家庭网关设备，大大降低了运营商的投资成本。但由于目前一些老的BRAS(Broadband Remote AccessServer，宽带接入服务器)不支持插卡式的NAT单板，因此需要在城域网的CR(core router，核心路由器)出口旁挂集中式的CGN(运营商级NAT)设备，集中对私网用户做NAT。

如图1所示，一般通过两台CGN设备同时上联两台CR，互为保护并做业务的分担。CGN设备需要预留容量，保证在正常工作情况下CGN设备有50％的冗余度。CGN设备上启用VRF(VPN Routing&Forwarding Instance，VPN路由转发实例)，与每个CR连接两条链路区分私网侧链路和公网侧链路。其中选一个10GE端口配置公网地址，作为公网侧链路，将另一个端口配置私网地址，并且绑入VRF作为私网侧链路。CGN1和CGN2上配置同样的NAT地址池，通过IGP(内部网关协议)地址池路由发布到CR1和CR2，路由的优先级不同，主用的CGN发布的优先级路由更高。CR1和CR2将路由发布到internet，在internet上形成FRR(Fast Re-Route，快速重路由)。并且，CR和CGN间的公网接口启用BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)，和IGP关联。CR通过策略路由将需要做NAT转换的流量导入到CGN，在CGN和CR间的私网端口上启用BFD，和策略路由关联。

由于CGN通过公网链路和私网链路两条不同的物理链路来发布路由，如图2所示，如果CGN1为主用设备，CGN1与CR1的私网侧链路故障，CR1上的策略路由通过BFD触发路由收敛，NAT流量将从CGN1切换到CGN2。但公网链路正常导致地址池的路由并没有收敛，从公网返回用户的入向流量仍然会流向CGN1，导致在CGN1上因为查不到表项而被丢弃。

目前，将CGN设备的端口状态划分为三类：管理状态(Admin Status)、物理状态(Phy Status)和协议状态(Pro Status)。

管理状态表示用户对端口的启用情况，开启时端口为up(可用)，关闭端口时为down(不可用)，由用户通过OAM管理界面进行配置和操作；

物理状态用来表示端口硬件在物理链路层面的通或断，由插拔端口物理连线确定，链路连接时为up，链路断开时为down；

协议状态用来表示端口上启用协议的协商状态，由端口上启用协议的协商结果确定，并且协议状态还可以细分为三层协议状态和二层协议状态等，在此不在赘述。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种端口状态的配置方法及装置，能够在设备一侧链路故障时，避免另一侧链路上的流量丢失，实现设备级的冗余备份。

为解决上述技术问题，本发明的一种端口状态的配置方法，包括：

将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中；

在所述端口组中的任一成员端口的物理状态为不可用(down)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为不可用。

进一步地，还包括：

在所述端口组中的全部成员端口的物理状态均为可用(up)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为可用。

进一步地，将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中，包括：

为成员端口创建实例，记录成员端口的物理状态和协议状态；

创建端口组实例，将需要进行状态关联的成员端口的实例加入到所述端口组实例下。

进一步地，还包括：

为所述端口组实例创建组状态信息，端口组实例感知成员端口的物理状态，计算组状态信息，其中，在存在物理状态为不可用的成员端口时，设置所述组状态信息为不可用；在全部成员端口的物理状态均为可用时，设置所述组状态信息为可用。

进一步地，在所述端口组中的任一成员端口的物理状态为不可用(down)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为不可用，包括：

查询端口组实例的组状态信息，设置端口组实例下的全部成员端口的协议状态与所述组状态相同，在所述组状态信息为不可用时，设置全部成员端口的协议状态为不可用。

进一步地，还包括：所述端口组实例感知成员端口的加入以及退出/删除，并对所述组状态信息进行更新，包括：

在组状态为不可用时，如果退出/删除的成员端口的物理状态为不可用，则重新计算组状态信息；如果退出/删除的成员端口的物理状态为可用，则组状态信息不变；如果有端口加入，则组状态信息不变；

在组状态为可用时，如果有成员端口退出/删除，则组状态信息不变；如果有端口加入且加入的端口的物理状态为不可用，则重新计算组状态信息。

进一步地，还包括：

在将需要进行状态关联的成员端口的实例加入到所述端口组实例下之前，保存成员端口的协议状态，在端口组实例删除时，将成员端口的协议状态恢复为所述成员端口加入端口组实例前的值。

进一步地，一种端口状态的配置装置，包括：端口组配置模块和状态计算模块，其中：

所述端口组配置模块，用于将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中；

所述状态计算模块，用于在所述端口组中的任一成员端口的物理状态为不可用(down)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为不可用。

进一步地，所述状态计算模块，还用于在所述端口组中的全部成员端口的物理状态均为可用(up)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为可用。

进一步地，所述端口组配置模块，具体用于为成员端口创建实例，记录成员端口的物理状态和协议状态，创建端口组实例，将需要进行状态关联的成员端口的实例加入到所述端口组实例下。

进一步地，还包括：组状态信息维护模块，其中：

所述组状态信息维护模块，用于为所述端口组实例创建组状态信息，感知成员端口的物理状态，计算组状态信息，其中，在存在物理状态为不可用的成员端口时，设置所述组状态信息为不可用；在全部成员端口的物理状态均为可用时，设置所述组状态信息为可用。

进一步地，所述状态计算模块，具体用于查询端口组实例的组状态信息，设置端口组实例下的全部成员端口的协议状态与所述组状态相同，在所述组状态信息为不可用时，设置全部成员端口的协议状态为不可用。

综上所述，本发明在CGN或路由器等设备上，不需要修改或补充路由协议，即可实现在某个端口物理链路down时，协议在其它需要关联的端口上同时进行路由收敛。在组网中，不需要对端设备做额外的配置，完全通过设备自身的状态管理，来实现整个设备上的路由协议收敛，并且，由于端口状态的关联管理全部在设备内部实现，关联变化速度快。对端口类型没有过多的限制，任何类型的端口都能通过本发明实现状态关联变化。

附图说明

图1为现有技术中的城域网CR旁挂集中式CGN的组网图；

图2为现有技术中的私网侧链路故障，导致公网入向流量丢弃的示意图；

图3为本实施方式中端口关联down，触发CGN主备切换的示意图；

图4为本实施方式中端口的三类状态的管理及关联的示意图；

图5为本实施方式中端口组对端口三类状态的关联配置的示意图；

图6为本实施方式的端口状态的配置方法的流程图；

图7为本实施方式中端口三类状态管理及交互的示意图；

图8为本实施方式中端口组处理端口物理up/down的示意图；

图9为本实施方式中端口组处理端口退出/删除的示意图；

图10为本实施方式中端口组处理端口加入的示意图；

图11为本实施方式的端口状态的配置装置的架构图。

具体实施方式

目前，通过区分端口的三类状态，即：管理状态、物理状态和协议状态，将影响端口工作的主要因素进行层次划分和区分管理。各类应用和业务都可以感知到端口这三类状态的变化情况，根据端口的状态变化进行相应的业务处理逻辑。

如图3所示，端口的上述三类状态除了受各自触发因素影响外，端口自身的这三类状态彼此之间还存在着紧密的关联关系，比如：

当用户在OAM管理界面上关闭端口后(端口的管理状态为down)，设备中的芯片感知到端口的管理状态变化后，会关闭该端口的物理链路，触发端口的物理状态变为down。协议模块在感知到端口的物理状态为down后，会设置端口的协议状态为down；

用户在端口的管理状态为up的情况下，拔掉端口的物理连线时，设备的芯片检测到端口的物理链路断开，设置端口的物理状态为down，协议模块在协议协商不成功后设置端口的协议状态为down；

在端口的管理状态为up，并且端口的物理连线正确时，端口的物理状态为up，协议模块感知后，会进行协商，根据协商结果设置端口的协议状态。如果协议模块在设备之间协商不成功，则设置端口的协议状态为down，如果协商成功则设置端口的协议状态为up。

端口自身的三类状态彼此之间的关联关系请参见表1。

表1

	管理状态	物理状态	协议状态
				开启端口	up	up/down	up/down
关闭端口	down	down	down
				端口物理连线	up	up	up/down
端口无物理连线	up/down	down	down
				协议协商成功	up	up	up
协议协商失败	up/down	up/down	down

从上面的描述可以看到，端口的三类状态既彼此独立，又相互影响，在不同层次上表示端口的不同功能状态。

当多个端口业务具有关联关系，并且多个端口可能和不同的设备对接时，如果一个端口发生故障，需要将故障通过协议通告给与关联端口相对接的设备，以触发对端设备的业务切换。例如，CGN的NAT功能，具体如NAT444场景中的路由协议收敛。如图4所示，当CGN一条链路断开后，将CGN与CR连接的所有端口的协议状态置为down。通过BFD的检测触发协议的快速收敛，使路由协议通告的公网地址池路由收敛，并且撤销CGN私网路由，触发CR上路由收敛，这样另外一个CGN会接替发生故障的CGN继续工作。

本实施方式通过端口状态的关联变化，实现将CGN NAT的公网和私网流量进行关联迁移，即：通过实现多个端口之间在三种状态之间的关联关系管理，以解决设备的一侧链路故障，导致关联业务的流量丢失的问题。

如图5所示，本实施方式通过配置命令将若干个需要进行状态关联的端口加入到同一个端口组中，并通过端口组实例对加入到端口组中的端口进行统一管理。由端口组实例代替端口的协议模块，接管端口的协议状态的设置。端口组实例需要感知端口组中任何一个端口的物理状态变化，当某个端口的物理状态为down时，需要将端口组中的全部端口的协议状态也置为down。通过将这些端口的协议状态置为down，实现在某个端口的物理状态为down后，关联扩散影响到其它端口上，使得其它端口上的协议和业务也能感知到端口的变化。

比如，端口组内某个端口的物理状态为down时，与其在同一个组内的其它所有端口上的路由协议能感知到所在端口的协议状态为down，进而触发路由协议进行收敛。只有当端口组内所有端口的物理状态都恢复成up时，端口组实例才会重新触发组内所有端口的协议状态恢复为up，此时，这些端口上的协议和业务能重新开始触发协商或工作。

如图6所示，本实施方式的端口状态的配置方法，包括：

步骤601：分别为每个成员端口创建一个的net实例，采用net实例记录端口的三类状态的信息；

如图7所示，在端口自身的任何一个状态发生变化时都通知给需要关心这些信息变化的对应模块。同时，提供对外接口允许模块修改端口的三类状态的信息。

下表中为端口对应的net实例，其中，Interface表示端口名称、IP-Address表示端口ip地址、Mask表示端口ip地址掩码、Admin表示管理状态、Phy表示物理状态、Prot表示协议状态、ZXR10(config)#show ip interface b表示显示端口对应的net实例的命令。

步骤602：创建一个端口组(port group)实例，将需要进行状态关联的端口的net实例分别加入到同一个端口组实例下进行关联管理；

成员端口的net实例可以以链表的形式挂接在端口组实例下。

(1)创建实例名cgn1的端口组实例的命令为：

ZXR10(config)#port group cgn1

(2)将端口fei-0/1/0/1加入端口组实例的命令为：

ZXR10(config-portgroup)#bind interface fei-0/1/0/1

(3)将端口fei-0/1/0/2加入端口组实例的命令为：

ZXR10(config-portgroup)#bind interface fei-0/1/0/2

(4)将端口fei-0/1/0/2退出端口组实例的命令为：

ZXR10(config-portgroup)#no bind interface fei-0/1/0/2

步骤603：创建端口组实例后，为端口组实例创建组状态(group status)信息用来记录成员端口的状态关联后的组状态；

下表为组状态信息的示例，其中Group表示端口组实例的名称、Interface表示端口组中的成员端口、Phy表示端口的物理状态、Group表示组状态。

步骤604：端口组实例感知每个成员端口的物理状态变化，成员端口物理状态变化后，端口组实例感知到变化后，进行组状态的计算；

如图8按照如下规则进行组状态的计算：

(a)任一成员端口的物理状态为down时，置组状态为down；

(b)成员端口的物理状态为up，遍历组中其它成员端口，如果存在物理状态为down的端口，则组状态保持down，否则组状态为up。

步骤605：查询组状态信息，在组状态变化时，端口组实例将组内所有成员端口的协议状态进行刷新，刷新成员端口的协议状态与组状态相同；

步骤606：端口的协议状态被端口组实例置为down后，将协议状态down的事件通知给与端口相关的各个模块。

端口的协议状态受端口组内其它端口的物理状态影响变为down后，按照步骤601中的处理方式，会将协议状态down的事件通知给与端口相关的各个模块。比如，各个路由协议模块等，路由协议模块感知端口的协议状态为down后，将端口上发布的路由条目进行收敛处理，并通知网络中的邻居。

端口组中某个端口的物理状态为down后，会关联到同一个端口组内的其它所有端口的协议状态down，进而触发这些端口上的路由协议收敛。路由器设备对外呈现出整个设备的闭合，能够在部署了主备冗余保护的网络中，引发业务主备切换。

端口的协议状态恢复成up后，与端口相关的各个模块同样会感知到端口的协议状态为up，其中，路由协议模块会根据端口上配置的IP地址等信息，重新生成并发布路由条目，使得网络中的邻居重新收到新的路由信息。

端口组实例还感知成员端口的加入和退出/删除，并按照下面的规则重新计算组状态，然后刷新组内所有端口的协议状态；

如图9和图10所示：

(a)当组状态为down时，如果退出/删除的成员端口的物理状态为down，则组状态需重新计算。退出/删除的成员端口的物理为up，则组状态不需要重新计算；

(b)当组状态为down时，如果有端口加入，不管加入的端口的状态是up还是down，组状态均不需要重新计算；

(c)当组状态为up时，如果有成员端口退出/删除，组状态保持up，不需要重新计算；

(d)当组状态为up时，如果有端口加入且加入的端口的物理状态为down，则需要根据上述步骤604中的规则重新计算组状态，并刷新端口组中端口的协议状态。

在端口组实例删除时，将成员端口的协议状态恢复为该成员端口加入端口组之前的值，在端口组实例接收到加入端口组的命令时，需要保存加入端口组的端口当时的协议状态。

如图11所示，本实施方式还提供了一种端口状态的配置装置，包括：端口组配置模块、状态计算模块和组状态信息维护模块，其中：

端口组配置模块，用于将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中；

状态计算模块，用于在端口组中的任一成员端口的物理状态为不可用(down)时，将端口组中的全部成员端口的协议状态置为不可用。

组状态信息维护模块，用于为端口组实例创建组状态信息，感知成员端口的物理状态，计算组状态信息，其中，在存在物理状态为不可用的成员端口时，设置组状态信息为不可用；在全部成员端口的物理状态均为可用时，设置组状态信息为可用。

状态计算模块，还用于在端口组中的全部成员端口的物理状态均为可用(up)时，将端口组中的全部成员端口的协议状态置为可用。

端口组配置模块，具体用于为成员端口创建实例，记录成员端口的物理状态和协议状态，创建端口组实例，将需要进行状态关联的成员端口的实例加入到端口组实例下。

状态计算模块，具体用于查询端口组实例的组状态信息，设置端口组实例下的全部成员端口的协议状态与组状态相同，在组状态信息为不可用时，设置全部成员端口的协议状态为不可用。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

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

1.一种端口状态的配置方法，其特征在于，包括：

将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将需要进行状态关联的成员端口加入到同一端口组中，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述端口组中的任一成员端口的物理状态为不可用(down)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为不可用，包括：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：所述端口组实例感知成员端口的加入以及退出/删除，并对所述组状态信息进行更新，包括：

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

8.一种端口状态的配置装置，其特征在于，包括：端口组配置模块和状态计算模块，其中：

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述状态计算模块，还用于在所述端口组中的全部成员端口的物理状态均为可用(up)时，将所述端口组中的全部成员端口的协议状态置为可用。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：

所述端口组配置模块，具体用于为成员端口创建实例，记录成员端口的物理状态和协议状态，创建端口组实例，将需要进行状态关联的成员端口的实例加入到所述端口组实例下。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：组状态信息维护模块，其中：

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：

所述状态计算模块，具体用于查询端口组实例的组状态信息，设置端口组实例下的全部成员端口的协议状态与所述组状态相同，在所述组状态信息为不可用时，设置全部成员端口的协议状态为不可用。