CN102726000B - 故障通告方法、检测装置、转发装置及系统 - Google Patents

故障通告方法、检测装置、转发装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种故障通告方法、检测装置、转发装置及系统。一种故障通告方法，包括：检测基于协议无关组播协议建立的IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障；当所述主路径上的非切换点检测到主路径发生故障时，获取故障信息，将故障信息封装成故障通告报文；向所述主路径的切换点发送所述故障通告报文。从上述的技术方案可以看出，本发明实施例公开的故障通告方法中，当非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，向主路径的切换节点发送故障通告报文。与现有技术相比，当非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，无需向IP组播树所在组播网络内所有节点发送故障通告报文，进而减少无效报文数量。

Description

故障通告方法、检测装置、转发装置及系统
技术领域
本发明涉及移动通信网络技术领域，尤其涉及一种故障通告方法、检测装置、转发装置及系统。
背景技术
组播技术是一种一到多的多方通信技术。和普通使用的单播技术相比较，组播技术通过建立最优的组播转发路径，减少数据内容的复制，进而大幅度减少多方通信对网络资源的消耗，如IP(Internet Protocol，网协)组播树。IP组播树是从一个(或者多个)源节点到多个接收节点建立起的转发路径。承载视频业务的组播流通过IP组播树在组播网络上进行传送，能够达到提高转发效率的目的。
为了避免故障发生情况下对业务性能的损害，可以在组播网络中采用保护技术。一种常见的实现方式是建立主转发路径(或简称为主路径)和备用转发路径(或简称为备用路径)。在正常情况下，通过主路径转发组播流，当主路径出现故障时，通过备用路径转发组播流。这种主、备路径转发的切换可以在主、备路径的切换节点(上游融合节点或下游融合节点)上进行。
主路径到备用路径的切换可以由故障通告触发，具体为：故障感知节点检测主路径是否发生故障，当检测到主路径发生故障时，故障感知节点将故障信息封装在故障通告报文中，将故障通告报文向所有非故障节点发送，其他接收到故障的节点将故障通告报文向所有非入接口通告，直至故障通告报文到达IP组播树所在组播网络内的所有节点。待主路径和备用路径的切换节点(上游融合节点或下游融合节点)获知故障通告报文后，进行主路径和备用路径的切换，将组播流转发至备用路径。
上述故障感知节点发送故障通告报文的方法为洪泛方法，这种洪泛发送故障通告报文的方法可以达到快速通告故障的目的，但是这种方法会增加无效报文数量。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种故障通告方法、检测装置、转发装置及系统，以解决现有技术中的洪泛发送故障通告报文的方法增加无效报文数量的问题。其具体方案如下：
基于本发明的一方面，公开了一种故障通告方法，包括：
检测IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立；
当所述主路径上的非切换点检测到所述主路径发生故障时，获取故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文；
向所述主路径的切换点发送所述故障通告报文，以使所述切换点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上。
基于本发明的另一方面，公开了一种检测装置，包括：
故障检测模块，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立；
封装模块，用于获取所述故障检测模块检测到主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文；
发送器，用于发送所述故障通告报文。
基于本发明的又一方面，公开了一种转发装置，包括：
接收单元，用于接收故障通告报文；
封装单元，用于将自身的地址作为故障通告报文中的源地址，自身对应的上一跳节点的地址作为故障通告报文中的目的地址，重新封装所述接收单元接收到的故障通告报文；
转发器，用于发送重新封装后的故障通告报文。
基于本发明的又一方面，公开了一种故障通告系统，包括：
检测装置，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立；获取主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，并发送所述故障通告报文；
第一切换装置，用于接收所述故障通告报文，依据所述故障通告报文将主路径上的组播流量切换到备用路径上；所述第一切换装置为所述主路径和所述备用路径的上游融合节点。
基于本发明的又一方面，公开了一种故障通告系统，包括：
检测装置，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立；获取主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，并向下游组播发送所述故障通告报文；
第二切换装置，用于接收所述故障通告报文，依据所述故障通告报文将主路径上的组播流量切换到备用路径上，所述第二切换装置为所述主路径和所述备用路径的下游融合节点。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例公开的故障通告方法中，当非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，将故障信息封装到故障通告报文中，并向主路径的切换节点发送故障通告报文。与现有技术相比，当非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，无需向IP组播树所在组播网络内所有节点发送故障通告报文，进而减少无效报文数量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的故障通告方法的一种流程图；
图2为本发明实施例中组播树中的转发路径的示意图；
图3为本发明实施例公开的故障通告报文的一种结构示意图；
图4为图3所示的故障通告报文中地址列表字段的一种示意图；
图5为图3所示的故障通告报文中地址列表字段的另一种示意图；
图6为本发明实施例公开的故障通告报文的另一种结构示意图；
图7为本发明实施例公开的故障通告方法的另一种流程图；
图8为本发明实施例公开的故障通告方法的再一种流程图；
图9为本发明实施例公开的故障通告方法的再一种流程图；
图10为本发明实施例公开的故障通告报文的再一种结构示意图；
图11为本发明实施例公开的检测装置的结构示意图；
图12为本发明实施例公开的检测装置中发送器的结构示意图；
图13为本发明实施例公开的转发装置的一种结构示意图；
图14为本发明实施例公开的转发装置的另一种结构示意图；
图15为本发明实施例公开的故障通告系统的一种结构示意图；
图16为本发明实施例公开的故障通告系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种故障通告方法，该方法适用于IP组播树的主路径发生故障时，将故障信息封装在故障通告报文，并将故障通告报文发送给融合节点，以解决现有技术中的洪泛发送故障通告报文的方法增加无效报文数量，降低网络安全性能的问题。流程图请参阅图1，包括：
S101：检测IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障，IP组播树转发路径基于PIM(Protocol Independent Multicast，协议无关组播)协议建立。
转发路径包括至少一条主路径，还可以包括至少一条备用路径，示意图请参阅图2，图2所示的转发路径包括一条主路径和一条备用路径。图2所示的IP组播树转发路径中主路径是A-＞B-＞C-＞D。备用路径是A-＞E-＞F-＞D。当主路径未发生故障时，通过主路径转发组播流。当主路径发生故障时，切换到备用路径，通过备用路径转发组播流。
需要说明的是：图2所示的转发路径中，节点A和节点D为主路径和备用路径的两个融合节点。其中，靠近组播源的融合节点A称为上游融合节点，远离组播源的融合节点D称为下游融合节点。节点A包括两个出接口——主出接口A1和备出接口A2，主出接口A1与节点B连接，备出接口A2与节点E连接。节点D包括两个入接口——主入接口D1和备入接口D2，主入接口D1与节点C连接，备出接口D2与节点F连接。在主路径故障时，由上游融合节点A或者下游融合节点D进行主备路径切换。
主路径中的任意一个节点可以对主路径是否发生故障进行检测，如：图2所示的转发路径示意图中，节点B或者上游融合节点A对主路径是否发生故障进行检测。
主路径发生故障的故障类型包括节点故障、链路故障和组播流故障。节点故障是指主路径中的节点失效，无法发送组播流。链路故障是指主路径中的构成该链路的主路径上两个节点之间的链路失效，无法发送组播流。节点和链路故障可以通过检测协议，如BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)协议检测，具体为：主路径上的任意两个相邻节点之间周期性发送检测报文，当在预设时间内某节点未接收到对端节点的响应报文，则表明对端节点的某个接口或该节点与对端节点之间的链路发生故障。
组播流故障是指主路径中各个节点和链路正常时，主路径发送的组播流出现性能故障。组播流故障可以由节点或接收端检测的组播流丢包、时延等特性是否超过正常的阈值判断。当节点或接收端检测接收到的组播流丢包、时延等特性超过正常的阈值时，则判定组播流出现故障。
S102：当主路径上的非切换点检测到IP组播树转发路径中主路径发生故障时，获取故障信息，将故障信息封装成故障通告报文。其中：
非切换点为主路径发生故障时，主路径中不负责进行主备路径切换的节点。切换点为主路径发生故障时，主路径中负责进行主备路径切换的节点。切换点可以依据本地管理策略确定。本地管理策略可以为当检测到主路径发生故障时，由指定的融合节点进行主路径和备用路径的切换。如：指定的融合节点为上游融合节点，则表明当检测到主路径发生故障时，由上游融合节点进行主路径和备用路径的切换。
假如图2所示的转发路径，主路径中的上游融合节点A在主路径发生故障时，进行主备路径切换。上游融合节点A为切换点，其他节点为非切换点。当非切换点B检测到主路径发生故障，则向切换点即上游融合节点A发送故障通告报文。当然，下游融合节点D也可以作为切换点，当非切换点A检测到主路径发生故障，则向下游融合节点D发送故障通告报文。
上述故障信息包括如故障类型和地址列表。故障类型可以为节点故障或者链路故障或者组播流故障。其中：当故障类型为节点故障时，地址列表为该非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与该非切换节点相连的接口IP地址列表。当故障类型为链路故障时，地址列表可以为该非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与该非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当故障类型为组播流故障时，地址列表为故障组播流标识，组播流标识可以为组播组地址，也可以同时包括组播组地址和组播源地址，其中：故障组播流为节点或接收端检测接收到的组播流丢包、时延等特性超过正常的阈值的组播流。
上述故障信息被封装到故障通告报文中，该故障通告报文可以为UDP(UserDatagram Protocol，用户数据包协议)报文。UDP报文格式请参阅图3。UDP报文包括UDP头和数据部分，数据部分包括类型、长度、数量和地址列表。其中：
类型指示了故障类型，可以为节点故障或者链路故障或者组播流故障，如：当类型取值为01时，表明故障类型为节点故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与检测到主路径故障的非切换节点相连的接口IP地址列表。当类型取值为02时，表明故障类型为链路故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与检测到主路径故障的非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当类型取值为03时，故障类型为组播流故障，地址列表封装的是故障组播流的标识，可以为组播组地址，也可以为组播组地址和组播源地址。
长度指示了数量字段和地址列表字段中数据的长度，以字节数为单位。
数量指示了发生故障的数量。当故障类型为节点故障时，数量表明了故障节点的数量。当故障类型为链路故障时，数量表明了故障链路的数量。当故障类型为组播流故障时，数量表明了故障组播流标识的数量。由于非切换点在主路径发生故障时，每次检测到的故障节点或者故障链路或者故障组播流数量不定，采用数量字段指示发生故障的数量，提高通用性。
地址列表指示了出现故障的地址。当故障类型为节点故障时，地址列表为检测到主路径故障的非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与检测到主路径故障的非切换节点相连的接口IP地址列表。当故障类型为链路故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与检测到主路径故障的非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当故障类型为组播流故障时，地址列表为故障组播流的标识，可以为组播组地址，也可以为组播组地址和组播源地址。地址列表中的地址可以为IPv4(Internet Protocolversion 4，网际协议版本4)地址或者IPv6(Internet Protocol Version 6，网际协议版本6)地址。以IPv4为例，当故障类型为节点故障或者链路故障时，UDP报文中地址列表的示意图请参阅图4当故障类型为组播流故障时，UDP报文中地址列表的示意图请参阅图5。
上述故障通告报文还可以为TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)报文，报文格式请参阅图6。TCP报文包括TCP头和数据部分，数据部分包括类型、长度、数量和地址列表。其中：类型、长度、数量和地址列表所指示的信息分别与UDP报文中类型、长度、数量和地址列表所指示的信息相同，对此不再加以阐述。当故障类型为节点故障或者链路故障时，地址列表的格式可以参阅图4。当故障类型为组播流故障时，地址列表的格式可以参阅图5。
S103：该非切换点向主路径的切换点发送故障通告报文，以使所述切换点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上。
主路径的切换点在接收到故障通告报文后，依据故障通告报文将主路径上的组播流切换到备用路径上。如主路径发生的故障类型为组播流故障时，切换点接收到故障通告报文后，确定地址列表中是否包含特定组播流的地址。当切换点确定地址列表中包含特定组播流的地址，从故障通告报文中获取特定组播流的地址列表，将特定组播流切换到备用路径上，通过备用路径转发特定组播流。当地址列表中未包含特定组播流的地址，由主路径继续转发组播流。其中特定组播流为在主路径发生故障时，需要及时切换到备用路径上转发的组播流。
若主路径发生的故障类型为节点故障或者链路故障时，切换点接收到故障通告报文，获取故障通告报文中地址列表内的地址信息，确定出现故障的主路径，进一步选择与出现故障的主路径对应的备用路径，将主路径上的组播流切换到备用路径上，通过备用路径转发组播流。
S104：当切换点检测到IP组播树转发路径中主路径发生故障时，不向主路径上的任何节点发送故障信息。
如上游融合节点A为切换点时，上游融合节点A检测到主路径发生故障，上游融合节点A不用向主路径中的任何节点发送故障信息，直接进行主备路径切换。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例公开的故障通告方法中，当非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，将故障信息封装到故障通告报文中，并向主路径的切换点发送故障通告报文。与现有技术相比，当非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，无需向IP组播树所在组播网络内所有节点发送故障通告报文，进而减少无效报文数量。
本发明实施例还可以通过阐述本地管理策略指定上游融合节点进行主路径和备用路径切换时，实现故障通告。
请参阅图7，图7是本发明实施例公开的故障通告方法的另一种流程图，包括：
S701：检测IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障，该IP组播树转发路径基于PIM协议建立。转发路径的示意图可以参阅图2对此不再加以阐述。
S702：当主路径上的非切换点检测到IP组播树转发路径中的主路径发生故障时，将故障信息封装到故障通告报文中。其中：非切换点为主路径中除上游融合节点之外的其他节点，上游融合节点为切换点。
主路径发生故障的故障类型包括链路故障、节点故障和组播流故障，故障类型以及对故障类型的判断请参阅上一实施例的描述。对主路径的故障检测可以是主路径中的任意一个非切换点进行检测，如：图2所示的转发路径示意图中，由非切换点C对主路径是否发生故障进行检测。
非切换点检测到主路径发生故障后，获取到故障信息，如故障类型和地址列表。故障类型可以为节点故障或者链路故障或者组播流故障。其中：当故障类型为节点故障时，地址列表为该非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与该非切换节点相连的接口IP地址列表。当故障类型为链路故障时，地址列表可以为该非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与该非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当故障类型为组播流故障时，地址列表为故障组播流标识，组播流标识可以为组播组地址，也可以同时包括组播组地址和组播源地址，其中：故障组播流为节点或接收端检测接收到的组播流丢包、时延等特性超过正常的阈值的组播流。
上述故障信息被封装到故障通告报文中，该故障通告报文可以为UDP报文，报文格式请参阅图3。故障通告报文还可以为TCP报文，报文格式请参阅图6。当故障类型为节点故障或者链路故障时，地址列表的格式可以参阅图4。当故障类型为组播流故障时，地址列表的格式可以参阅图5。
S703：直接将故障通告报文发送给上游融合节点。具体为：
非切换点以自身地址为源地址，以预先获取的上游融合节点的地址为目的地址，直接将故障通告报文发送给上游融合节点。
上游融合节点接收到故障通告报文后，直接切换至备用路径，由备用路径转发组播流。
上述非切换点预先获取上游融合节点的地址的方式可以为：非切换点发送获取上游融合节点地址信息请求至网管，由网管查询预设的网管配置获取所请求的上游融合节点的地址信息，封装在响应消息中发送；非切换点接收网管发送的响应消息，从响应消息中获取上游融合节点的地址。获取上游融合节点的地址还可以为：网管定期主动向主路径中的节点发送上游融合节点的地址。上述非切换点也可以通过网关配置方式获取上游融合节点的地址信息，但不限于上述诸种方式。
当故障通告报文为UDP报文时，为了保证报文的可靠传输，优选地，非切换点可多次向上游融合节点发送UDP报文。报文的多次发送可以为非切换点定期循环发送，也可以是不定期发送。发送的次数在保证报文的可靠传输时，可以依据不同应用场景而不同。
S704：当上游融合节点检测到主路径发生故障时，上游融合节点不再向主路径中的任何节点发送故障信息。
上游融合节点检测到主路径发生故障后，直接切换至备用路径，由备用路径转发组播流。
本发明实施例还可以由本地管理策略指定上游融合节点进行主路径和备用路径切换，当非切换点检测到主路径发生故障时，逐跳向主路径的上游融合节点发送故障通告报文。具体请参阅图8。图8是本发明实施例公开的故障通告方法的再一种流程图。包括：
S801：检测IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障，IP组播树转发路径基于PIM协议建立。转发路径的示意图可以参阅图2，对此不再加以阐述。
S802：当主路径中的非切换点检测到IP组播树转发路径中主路径发生故障时，将故障信息封装在故障通告报文中。其中：非切换点为主路径中除上游融合节点之外的其他节点，上游融合节点为切换点。
主路径发生故障的故障类型包括节点故障、链路故障和组播流故障，对故障类型的判断请参阅图1所示的故障通告方法中的描述。对主路径的故障检测可以是主路径中的任意一个节点进行检测，如：图2所示的转发路径示意图中，由节点D对主路径是否发生故障进行检测。
非切换点检测到主路径发生故障后，获取到故障信息，如故障类型和地址列表。故障类型可以为节点故障或者链路故障或者组播流故障。当故障类型为节点故障时，地址列表为该非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与该非切换节点相连的接口IP地址列表。当故障类型为链路故障时，地址列表可以为该非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与该非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当故障类型为组播流故障时，地址列表为故障组播流标识，组播流标识可以为组播组地址，也可以同时包括组播组地址和组播源地址。
当组播源采用中心式发布结构，即组播源的位置比较集中，不同组播流使用同一转发路径发送，即不同组播转发表共享公共的入接口和出接口。转发路径所在IP组播树为中心发布式的组播体系，该中心发布式的组播体系中主路径的故障也包括节点故障、链路故障和组播流故障。当非切换点检测到主路径发生故障时，可以将故障通告报文在同一转发路径的主路径中发送。其中：每个节点具有入接口和出接口，组播转发表用于记录一条转发路径中构成每条链路的两个节点的接口的对应关系。在中心发布式的组播体系中节点具有公共入接口和公共出接口，组播转发表为共享公共转发表，该共享公共转发表记录的是一条转发路径中构成每条链路的两个节点的公共接口的对应关系。
上述故障信息被封装为故障通告报文中，该故障通告报文可以为UDP报文，报文格式可以参阅图3。本发明实施例中UDP报文格式与上一实施例中UDP报文格式相同，两者的不同之处为：类型取值不同。
本发明实施例中类型指示了故障类型。当类型取值为0x11时，表明故障类型为上游逐跳通告的节点故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与检测到主路径故障的非切换节点相连的接口IP地址列表。当类型取值为0x12时，表明故障类型为上游逐跳通告的链路故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与检测到主路径故障的非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当类型取值为0x13时，表明故障类型为上游逐跳通告的单个组播流故障，地址列表封装的是故障组播流的标识，可以为组播组地址，也可以为组播组地址和组播源地址。当类型取值为0x14时，表明故障类型为中心发布式的组播体系下的上游逐跳通告的节点故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与检测到主路径故障的非切换节点相连的接口IP地址列表。当类型取值为0x15时，表明故障类型为中心发布式的组播体系下的上游逐跳通告的链路故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与检测到主路径故障的非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当类型取值为0x16时，表明故障类型为中心发布式的组播体系下的上游逐跳通告的组播流故障，地址列表封装的是故障组播流的标识，可以为组播组地址，也可以为组播组地址和组播源地址。上述类型取值可以根据需要设定其他不同的值，只要能够区分不同的故障类型即可。
长度、数量和地址列表字段的含义与上一实施例中描述的UDP报文中长度、数量和地址列表字段的含义相同。同样当类型取值表明故障类型为上游逐跳通告的节点故障或者链路故障或者中心发布式的组播体系下的上游逐跳通告的节点故障或者中心发布式的组播体系下的上游逐跳通告的链路故障时，地址列表的格式可以参阅图4。当类型取值表明故障类型为上游逐跳通告的单个组播流故障或中心发布式的组播体系下的上游逐跳通告的组播流故障时，地址列表的格式可以参阅图5。
S803：该非切换点将故障通告报文逐跳发送给上游融合节点。具体为：
非切换点检测到主路径故障后，查找组播转发表，以自身的地址为源地址，组播转发表中与非切换点对应的上一跳节点的地址为目的地址，向上一跳节点发送故障通告报文。当上一跳节点接收到故障通告报文时，再以该节点作为接入节点，以该接入节点的地址为源地址，该接入节点对应的上一跳节点的地址为目的地址，向该接入节点对应的上一跳节点发送故障通告报文，直至该故障通告报文到达上游融合节点。上游融合节点接收到故障通告报文后，结束故障通告报文发送，直接进行主备路径切换。其中：上一跳节点为距离组播源近的节点。
上游融合节点为两条路径的上游交叉点，其中：上游为转发路径中存在两个融合节点时，转发路径中靠近组播源端的一端。图2所示的转发路径示意图中上游融合节点A对应有两个出接口——一个主出接口A1和一个备出接口A2，因此，当接收到故障通告报文的上一跳节点作为发送组播流的接入节点时，对应有一个转发组播流的主出接口和一个备出接口，上一跳节点判定自身为上游融合节点时，结束故障通告报文的发送。当然，网管也可以预先配置标识，以标识上游融合节点为切换点。当上一跳节点接收到故障通告报文后，判断自身是否具有该标识。当上一跳节点判断自身具有标识时，判定自身为游融合节点，结束故障通告报文发送。
上述故障通告报文发送结束判定还可以通过如下方式：主路径上的每个节点也可以预先获取上游融合节点的地址，对比自身的地址和上游融合节点的地址，当两个地址相同时，则判定自身为上游融合节点，结束故障通告报文发送。当两个地址不同时，则判定自身不是上游融合节点，继续向上一跳节点发送故障通告报文。上述主路径上的每个节点预先获取上游融合节点的地址信息可以依据步骤S303中进行。
当中心发布式的组播体系中主路径出现节点故障或者链路故障或者组播流故障时，查找共享公共转发表，确定非切换点的公共入接口对应的上一跳节点，以非切换点的地址为源地址，非切换点的公共入接口对应的上一跳节点的地址为目的地址，按照上述方式逐跳向上游融合节点发送故障通告报文。
本发明实施例中故障通告报文为UDP报文。为了保证报文的可靠传输，非切换点可多次向上一跳节点发送UDP报文。报文的多次发送可以为非切换点定期循环发送，也可以是不定期发送。发送的次数在保证报文的可靠传输时，可以依据不同应用场景而不同。
上游融合节点接收到故障通告报文后，可以依据上述步骤S103的描述，依据故障通告报文将主路径上的组播流切换到备用路径上。
S804：当上游融合节点检测到主路径发生故障，上游融合节点不再向主路径中的任何节点发送故障信息。
上游融合节点检测到主路径发生故障后，直接切换至备用路径，由备用路径转发的组播流。
本发明实施例还可以由本地管理策略指定下游融合节点进行主路径和备用路径切换，在检测到主路径发生故障时，向主路径的下游融合节点发送故障通告报文。具体请参阅图9，图9是本发明实施例公开的故障通告方法的再一种流程图。包括：
S901：检测IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障，IP组播树转发路径基于PIM协议建立。转发路径的示意图可以参阅图2，对此不再加以阐述。
S902：当非切换点检测到IP组播树转发路径中主路径发生故障时，将故障信息封装在故障通告报文。其中：非切换点为主路径中除下游融合节点之外的其他节点，下游融合节点为切换点。
主路径发生故障的故障类型包括节点故障、链路故障和组播流故障，对故障类型的判断请参阅图1所示的故障通告方法中的描述。对主路径的故障检测可以是主路径中的任意一个非切换点进行检测，如：图2所示的转发路径示意图中，由节点D对主路径是否发生故障进行检测。
非切换点检测到主路径发生故障后，获取到故障信息，如故障类型和地址列表。故障类型可以为节点故障或者链路故障或者组播流故障。当故障类型为节点故障时，地址列表为该非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与该非切换节点相连的接口IP地址列表。当故障类型为链路故障时，地址列表可以为该非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与该非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当故障类型为组播流故障时，地址列表为故障组播流标识，组播流标识可以为组播组地址，也可以同时包括组播组地址和组播源地址。
当组播源采用中心式发布结构，即组播源的位置比较集中，不同组播流使用同一转发路径发送，即不同组播转发表共享公共的入接口和出接口。转发路径所在IP组播树为中心发布式的组播体系，该中心发布式的组播体系中主路径的故障也包括节点故障、链路故障和组播流故障。当非切换点检测到主路径发生故障时，可以将故障通告报文在同一转发路径的主路径中发送。其中：每个节点具有入接口和出接口，组播转发表用于记录一条转发路径中构成每条链路的两个节点的接口的对应关系。在中心发布式的组播体系中节点具有公共入接口和公共出接口，组播转发表为共享公共转发表，该共享公共转发表记录的是一条转发路径中构成每条链路的两个节点的公共接口的对应关系。
上述故障信息被封装到故障通告报文中，该故障通告报文可以为UDP报文，报文格式可以参阅图10。图10为IPv4故障通告报文，包括：IP头、UDP头和数据部分。数据部分包括类型、长度、数量和地址列表。其中：
类型指示了故障类型。当类型取值为0x21时，表明故障类型为下游组播通告的单个组播流故障，地址列表封装的是故障组播流的标识，可以为组播组地址，也可以为组播组地址和组播源地址。当类型取值为0x22时，表明故障类型为下游组播通告的节点故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与检测到主路径故障的非切换节点相连的接口IP地址列表。当类型取值为0x23时，表明故障类型为下游组播通告的链路故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与检测到主路径故障的非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当类型取值为0x24时，表明故障类型为中心发布式的组播体系下的下游组播通告的节点故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障节点相连的接口IP地址列表，也可以为故障节点上与检测到主路径故障的非切换节点相连的接口IP地址列表。当类型取值为0x25时，表明故障类型为中心发布式的组播体系下的下游组播通告的链路故障，地址列表封装的是检测到主路径故障的非切换节点上与故障链路相连的接口IP地址列表，也可以为与检测到主路径故障的非切换节点通过故障链路相连的节点的接口IP地址列表。当类型取值为0x26时，表明故障类型为中心发布式的组播体系下的下游组播通告的组播流故障，地址列表封装的是故障组播流的标识，可以为组播组地址，也可以为组播组地址和组播源地址。上述类型取值可以根据需要设定其他不同的值，只要能够区分不同的故障类型即可。
长度、数量和地址列表字段的含义与图3描述的UDP报文中长度、数量和地址列表字段的含义相同。类似地，地址列表的格式可以参阅图4或图5。
IP报文头中的源地址和目的地址依据故障类型设定。当故障类型为下游组播通告的节点故障或者下游组播通告的链路故障或者下游组播通告的组播流故障时，源地址设为故障组播流的源地址，目的地址设为故障组播流的组地址。当故障类型为中心发布式的组播体系下的下游组播通告的节点故障或者中心发布式的组播体系下的下游组播通告的链路故障或者中心式发布体系下的下游组播通告的组播流故障时，源地址为共享公共转发表项的多个组播流之一的源地址，目的地址为共享公共转发表项的多个组播流之一目的地址。
上述IP报文头的源地址和目的地址分别设为故障组播流的源地址和组地址，是因为故障通告报文作为数据报文在节点的数据层面转发，而数据报文的转发依据组播流的源地址和目的地址，以及源地址和目的地址各自对应的入接口和出接口。若IP报文头的源地址和目的地址设为非切换点的地址和与其对应的上一跳节点的地址，则故障通告报文无法被发送至下游融合节点。
选项字段包含路由器告警选项，指示下游融合节点的数据层面接收到故障通告报文后，将故障通告报文发送至下游融合节点的控制层面，由控制层面进行下一步处理。
需要说明的是：非切换点发送故障通告报文至上游融合节点时，故障通告报文作为控制报文在节点的控制层面发送，因此，发送至上游融合节点的故障通告报文中不包括路由器告警选项。上游融合节点的控制层面接收到故障通告报文后，由控制层面进行主备路径切换。
S903：将故障通告报文组播发送给下游融合节点。
由于下游融合节点可能为多个节点，如组播树的叶子节点，通过组播发送的方法，实现故障通告报文向多个下游融合节点的发送。具体为：
查找组播转发表，依据组播转发表中两个节点的接口的对应关系，将故障通告报文逐跳发送给下游融合节点。
当中心发布式的组播体系中主路径出现节点故障或者链路故障或者组播流故障时，可以查找共享公共转发表，依据共享公共转发表中两个节点的公共接口的对应关系，将故障通告报文逐跳发送给下游融合节点。
本发明实施例中故障通告报文为UDP报文。为了保证报文的可靠传输，非切换点可多次向下游融合节点发送UDP报文。报文的多次发送可以为非切换点定期循环发送，也可以是不定期发送。发送的次数在保证报文的可靠传输时，可以依据不同应用场景而不同。
下游融合节点接收到故障通告报文后，由自身的控制层面依据上述步骤S103的描述，依据故障通告报文将主路径上的组播流切换到备用路径上。
S904：当下游融合节点检测到主路径发生故障，下游融合节点不用向主路径中的任何节点发送故障信息。
上游融合节点检测到主路径发生故障后，直接切换至备用路径，由备用路径转发组播流。
与上述方法实施例相对应，本发明公开了一种检测装置，结构示意图如图11所示，包括：故障检测模块11、封装模块12和发送器13。其中：
故障检测模块11，用于检测IP组播树转发路径中的主路径是否发生故障，IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立。转发路径的示意图可以参阅图2，对此不再加以阐述。
主路径发生故障的故障类型包括节点故障、链路故障和组播流故障，对故障类型的判断请参阅图1所示的故障通告方法中的描述。对主路径的故障检测可以是主路径中的任意一个非切换点进行检测，如：图2所示的转发路径示意图中，由节点C对主路径是否发生故障进行检测。其中：非切换点为主路径发生故障时，主路径中不负责进行主备路径切换的节点。
封装模块12，用于获取故障检测模块11检测到主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文。上述故障通告报文封装以及故障通告报文格式请参阅图1所示的故障通告方法中的描述。
发送器13，用于发送故障通告报文。发送器13的结构示意图请参阅图12，包括：第一发送器131，用于向主路径的上游融合节点直接发送所述故障通告报文，以使上游融合节点将主路径上的组播流量切换到备用路径上。
发送器13还包括：第二发送器132，用于向所述主路径的转发装置发送所述故障通告报文，由所述转发装置将所述故障通告报文发送至所述主路径的切换点，以使所述切换点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上。其中：
切换点为主路径发生故障时，主路径中负责进行主备路径切换的节点。切换点的确定可以依据本地管理策略而确定。本地管理策略为当检测到主路径发生故障时，由指定的融合节点进行主路径和备用路径的切换。如：指定的融合节点为上游融合节点，则表明当检测到主路径发生故障时，由上游融合节点进行主路径和备用路径的切换。
假如图2所示的转发路径，主路径中的上游融合节点A在主路径发生故障时，进行主备路径切换。上游融合节点A为切换点，其他节点为非切换点。当非切换点B检测到主路径发生故障，则向切换点即上游融合节点A发送故障通告报文。当然，下游融合节点D也可以作为切换点，当非切换点A检测到主路径发生故障，则向下游融合节点D发送故障通告报文。
需要说明的是：当主路径中的切换点检测到主路径发生故障时，如图2所示的转发路径，上游融合节点A检测到主路径发生故障，上游融合节点A不用向主路径中的任何节点发送故障报文，直接进行主备路径切换，将主路径转发的组播流切换到备用路径，由备用路径转发组播流。
应用上述技术方案，检测装置的封装模块12将主路径发生故障的故障信息封装到故障通告报文中，由第一发送器131直接发送给主路径的上游融合节点或者由第二发送器132发送给转发装置，再由转发装置发送给主路径的切换点。与现有技术相比，无需向IP组播树所在组播网络内所有节点发送故障通告报文，进而减少无效报文数量。
本发明还公开了一种转发装置，结构示意图如图13所示，包括：接收单元14、封装单元15和转发器16。其中：
接收单元14，用于接收故障通告报文。封装单元15，用于将自身的地址作为故障通告报文中的源地址，自身对应的上一跳节点的地址作为故障通告报文中的目的地址，重新封装所述接收单元接收到的故障通告报文。转发器16，用于发送重新封装后的故障通告报文。
上述转发装置适用于主路径中的上游融合节点作为切换点的场景。转发装置还包括：判断单元17，如图14所示。图14是以图13为基础，本发明公开的转发装置的另一种结构示意图。其中：判断单元17用于判断自身是否为上游融合节点，即主路径的切换点，并在确定自身不是主路径中的上游融合节点时，通知所述封装单元重新封装所述接收单元接收到的故障通告报文。判断单元17可以依据图8所示的故障通告方法中的描述进行判断自身是否为上游融合节点。
本发明还公开了一种故障通告系统，结构示意图如图15所示，包括：检测装置18和第一切换装置20。其中：
检测装置18，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，获取主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，并发送所述故障通告报文。
第一切换装置20，用于接收所述故障通告报文，依据所述故障通告报文将主路径上的组播流量切换到备用路径上。其中：第一切换装置20为主路径的上游融合节点。
所述故障通告系统还可以进一步包括转发装置19，用于接收故障通告报文，将自身的地址作为故障通告报文中的源地址，自身对应的上一跳节点的地址作为故障通告报文中的目的地址，重新封装接收到的故障通告报文并发送重新封装后的故障通告报文。
第一切换装置20，还用于接收所述重新封装后的故障通告报文，依据所述重新封装后的故障通告报文将主路径上的组播流量切换到备用路径上。
本发明实施例中故障通告报文可以为UDP报文或者TCP报文。当故障通告报文为UDP报文。为了保证报文的可靠传输，检测装置18和转发装置19可分别多次向各自对应的上一跳节点发送UDP报文。报文的多次发送可以为定期循环发送，也可以是不定期发送。发送的次数在保证报文的可靠传输时，可以依据不同应用场景而不同。
上游融合节点接收到故障通告报文后，可以依据上述步骤S103的描述，依据故障通告报文将主路径上的组播流切换到备用路径上。
请参阅图16，图16为本发明公开的另一种故障通告系统，包括：检测装置21和第二切换装置22。其中：
检测装置21，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，获取主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，并向下游组播发送所述故障通告报文；
第二切换装置22，用于接收所述故障通告报文，依据所述故障通告报文将主路径上的组播流量切换到备用路径上。其中：第二切换装置22为主路径的下游融合节点。
本发明实施例中故障通告报文可以为UDP报文或者TCP报文。当故障通告报文为UDP报文。为了保证报文的可靠传输，检测装置21和转发装置22可分别多次向各自对应的上一跳节点发送UDP报文。报文的多次发送可以为定期循环发送，也可以是不定期发送。发送的次数在保证报文的可靠传输时，可以依据不同应用场景而不同。
下游融合节点接收到故障通告报文后，可以依据上述步骤S103的描述，依据故障通告报文将主路径上的组播流切换到备用路径上。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或步骤可以直接用硬件和软件模块的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种故障通告方法，其特征在于，包括：
IP组播树转发路径中的主路径上的非切换点检测所述主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，所述非切换点为所述主路径发生故障时，所述主路径中不负责进行主备路径切换的节点；
当所述主路径上的非切换点检测到所述主路径发生故障时，获取故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识，所述故障组播流的标识包括所述故障组播流的组地址，所述故障通告报文还包括路由器告警选项，所述路由器告警选项用于指示所述下游融合节点的控制层面处理所述故障信息；
以所述故障组播流的组地址作为目的地址，将所述故障通告报文组播发送给作为切换点的下游融合节点，以使所述下游融合节点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上。
2.一种故障通告方法，其特征在于，包括：
IP组播树转发路径中的主路径上的非切换点检测所述主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，所述非切换点为所述主路径发生故障时，所述主路径中不负责进行主备路径切换的节点；
当所述主路径上的非切换点检测到所述主路径发生故障时，获取故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识；
所述非切换点根据所述预先获取的上游融合节点的地址，直接将所述故障通告报文发送给作为切换点的上游融合节点，以使所述切换点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上，所述上游融合节点是所述主路径和所述备用路径的上游交叉点。
3.一种故障通告方法，其特征在于，包括：
IP组播树转发路径中的主路径上的非切换点检测所述主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，所述非切换点为所述主路径发生故障时，所述主路径中不负责进行主备路径切换的节点；
当所述主路径上的非切换点检测到所述主路径发生故障时，获取故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识；
所述非切换点将所述故障通告报文逐跳发送给作为切换点的上游融合节点，以使所述切换点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上，所述上游融合节点是所述主路径和所述备用路径的上游交叉点；
所述非切换点将所述故障通告报文逐跳发送给作为切换点的上游融合节点包括：
查找组播转发表，以检测到主路径故障的非切换点的地址为源地址，组播转发表中与非切换点对应的上一跳节点的地址为目的地址，向上一跳节点发送故障通告报文；
以上一跳节点作为接入节点，以所述接入节点的地址为源地址，所述接入节点对应的上一跳节点的地址为目的地址，向所述接入节点对应的上一跳节点发送故障通告报文，直至该故障通告报文到达上游融合节点。
4.一种故障通告方法，其特征在于，包括：
IP组播树转发路径中的主路径上的非切换点检测所述主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，所述非切换点为所述主路径发生故障时，所述主路径中不负责进行主备路径切换的节点；
当所述主路径上的非切换点检测到所述主路径发生故障时，获取故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识；
所述非切换点将所述故障通告报文逐跳发送给作为切换点的上游融合节点，以使所述切换点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上；
所述非切换点将所述故障通告报文逐跳发送给作为切换点的上游融合节点包括：
查找共享公共组播转发表，以检测到主路径故障的非切换点的地址为源地址，共享公共转发表中与非切换点的公共入接口对应的上一跳节点的地址为目的地址，向上一跳节点发送故障通告报文；
以上一跳节点作为接入节点，以所述接入节点的地址为源地址，所述接入节点对应的上一跳节点的地址为目的地址，向所述接入节点对应的上一跳节点发送故障通告报文，直至该故障通告报文到达上游融合节点。
5.一种检测装置，其特征在于，包括：
故障检测模块，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，所述检测装置为所述主路径发生故障时，所述主路径中不负责进行主备路径切换的节点；
封装模块，用于获取所述故障检测模块检测到主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识，所述故障组播流的标识包括所述故障组播流的组地址，所述故障通告报文还包括路由器告警选项，所述路由器告警选项用于指示所述下游融合节点的控制层面处理所述故障信息；
发送器，用于以所述故障组播流的组地址作为目的地址，将所述故障通告报文组播发送给作为切换点的下游融合节点，以使所述下游融合节点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上。
6.一种检测装置，其特征在于，包括：
故障检测模块，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立，所述检测装置为所述主路径发生故障时，所述主路径中不负责进行主备路径切换的节点；
封装模块，用于获取所述故障检测模块检测到主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识；
发送器，用于发送所述故障通告报文；
所述发送器包括：第一发送器，用于根据所述预先获取的上游融合节点的地址，直接将所述故障通告报文发送给作为切换点的上游融合节点，以使所述上游融合节点将所述主路径上的组播流量切换到备用路径上。
7.一种故障通告系统，其特征在于，包括：
检测装置，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立；
所述检测装置用于获取主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识，所述故障组播流的标识包括所述故障组播流的组地址，所述故障通告报文还包括路由器告警选项，所述路由器告警选项用于指示所述下游融合节点的控制层面处理所述故障信息；
所述检测装置以所述故障组播流的组地址作为目的地址，向下游组播发送所述故障通告报文；
第二切换装置，用于接收所述故障通告报文，依据所述故障通告报文包括的所述路由器告警选项，在控制层面将主路径上的组播流量切换到备用路径上，所述第二切换装置为所述主路径和所述备用路径的下游融合节点。
8.一种故障通告系统，其特征在于，包括：
检测装置，用于检测IP组播树转发路径中主路径是否发生故障，所述IP组播树转发路径基于协议无关组播协议建立；
所述检测装置用于获取主路径发生故障的故障信息，将所述故障信息封装成故障通告报文，向第一切换装置直接发送所述故障通告报文，所述故障信息包括表示组播流故障的故障类型和故障组播流的标识；
所述第一切换装置用于接收所述故障通告报文，依据所述故障通告报文将主路径上的组播流量切换到备用路径上；所述第一切换装置为所述主路径和所述备用路径的上游融合节点。
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