CN103036781B - 一种主路径链路故障处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主路径链路故障处理方法和装置，应用于MPLS VPN网络环境中。本发明在主用目标PE设备上，将主用目标PE设备两侧的会话建立关联，当主用目标PE设备一侧的会话路径故障时，通知与之相关联的所有会话down掉，从而快速的完成主路径到备路径的切换。通过本发明，使得运营商网能够快速的感知到用户侧的网络故障，并及时地切换到备路径，以实现最大限度的减少丢包，给用户提供更好的体验感，并提高运营商网络的服务质量。

Description

一种主路径链路故障处理方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种主路径链路故障处理的方法及装置。

背景技术

随着网络技术的发展,VPN（Virtual Private Network）越来越受到人们的青睐，而MPLS（Mul tiprotocol Label Switching，多协议标记交换）VPN由于具有良好的可扩展性和较高的灵活性，是目前发展迅速的VPN技术之一。但是，在VPN报文转发的过程中，由于网络的不可靠性，任何一个节点或一条链路发生故障，都会导致业务的中断，为了提高网络的可靠性，经常采用路径冗余保护的方法。为了达到相邻节点业务倒换小于50ms、端到端业务收敛小于1s的要求，MPLS TE（Traffic Engineer ing，流量工程）技术、FRR（Fast ReRute，快速重建路由）技术、IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议）路由快速收敛技术都应运而生，但是它们都无法解决在CE（Custom Edge，用户网络边缘设备）双归PE（Provider Edge，服务提供商网络边缘设备）的网络中，PE设备节点故障时的端到端业务快速收敛的问题。VPN FRR则是解决CE双归这种普遍的网络模型的端到端业务收敛问题的一种手段，通过将备份隧道信息提前下发，故障时切换到备份路径，从而将PE节点故障情况下的端到端业务的收敛时间控制在1s以内。

请参考图1，为VPN FRR主备隧道切换的一种情况，由普通路由切换到VPNV4路由，图中所示的MPLS VPN网络中包括源CE设备CE3，源PE设备PE3，主用目标PE设备PE1，备用目标PE设备PE2，目标CE设备CE1，所述报文通过CE3->PE3->PE1->CE3主路径到达目标CE设备CE1，当主路径发生变化时，在PE1设备上，由带PE2通告的VPNV4路由和从CE1直接过来的路由切换完成保护，即当主路径发生故障时，路径切换为CE3-->PE3-->PE1-->PE2-->CE1。而这种路径切换存在一个严重的缺陷：当CE1与PE1之间发生故障时，例如：端口故障，CE1与PE1之间的BGP很快感知并撤销BGP私网路由，这样原来分配在PE1上的VPN私网标签将不存在，而远端的PE3感知BGP并撤销路由的速度要慢很多，使得PE3仍然携带PE1通过BGP发布过来的私网标签按主路径进行报文转发，而当报文转发到PE1设备时，PE1设备由于已经撤销了相应的VPN私网标签而不能进行标签的终结，最终导致丢包。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种主路径链路故障处理的方法及装置，能够让运营商网络快速的感知到用户侧的网络故障，进而及时地切换到备用路径，最大限度的减少丢包。

为实现本发明目的，本发明实现方案具体如下：

一种主路径链路故障处理方法，应用于MPLS VPN网络环境中，所述MPLS VPN网络包括源CE设备、源PE设备、目标CE设备、主用目标PE设备和至少一个备用目标PE设备，所述目标CE设备和所述主用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为主路径，所述目标CE设备和所述备用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为备路径，所述方法包括以下步骤：

接收管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE之间的会话A的配置，以及管理员对于所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B的配置；

创建会话，即建立所述会话A与所述会话B,并建立所述会话A与所述会话B之间的关联；

定期检测所述会话A以及所述会话B是否正常；

当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于所述源PE设备切换到备路径。

本发明同时一种主路径链路故障处理装置，应用于MPLS VPN网络环境中，所述MPLS VPN网络包括源CE设备、源PE设备、目标CE设备、主用目标PE设备和至少一个备用目标PE设备，所述目标CE设备和所述主用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为主路径，所述目标CE设备和所述备用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为备路径，所述装置包括：

配置接收单元，用于接收管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE之间的会话A的配置，以及管理员对于所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B的配置；

会话创建单元，用于创建会话，即建立所述会话A与所述会话B,并建立所述会话A与所述会话B之间的关联；

会话检测单元，用于定期检测所述会话A以及所述会话B是否正常；

会话关闭单元，用于当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于所述源PE设备切换到备路径。

与现有技术相比，本发明通过建立所述会话A与所述会话B之间的关联，当检测带会话A出现故障时，自动关闭掉所述会话B，以使源PE设备切换到备路径，使得运营商网能够快速的感知到用户侧的网络故障，并及时地切换到备路径，以实现最大限度的减少丢包，给用户提供更好的体验感，提高运营商网络的服务质量。

附图说明

图1为本发明现有技术VPN FRR主备隧道切换网络结构组成图。

图2为本发明一种主路径链路故障处理方法流程示意图。

图3为本发明一种主路径链路故障处理的方法实施例基本网络结构组成图。

图4为本发明一种主路径链路故障处理装置的逻辑组成图。

具体实施方式

本发明提供一种主路径链路故障处理的方法和装置，其中本发明实现的应用场景主要为MPLS VPN网络环境，所述MPLS VPN网络中包括P设备（Provider，运营商网络主干设备）、PE设备（Provider Edge，服务提供商网络边缘设备）以及CE设备（Custom Edge，用户网络边缘设备）。为了实现本发明目的，本发明的设计方案为：在主用目标PE设备上，将主用目标PE设备两侧的会话建立关联，当主用目标PE设备一侧的会话路径故障时，通知与之相关联的所有会话关闭（down）掉，从而快速的完成主路径到备路径的切换。

为了更加清楚和明白地表述本发明，以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

请参考图2，为本发明提供的一种主路径链路故障处理方法，所述方法应用于MPLS VPN网络环境中，所述MPLS VPN网络包括源CE设备、源PE设备、目标CE设备、主用目标PE设备和至少一个备用目标PE设备，所述目标CE设备和所述主用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为主路径，所述目标CE设备和所述备用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为备路径，其中所述方法包括以下步骤：

步骤201，接收管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE之间的会话A的配置，以及管理员对于所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B的配置。

具体地，为了实现MPLS VPN网络中主路径链路故障时，能够顺利的切换到备路径，首先需要管理员对于主路径上的主用目标PE设备的会话进行配置，并通过会话的配置信息进行会话的关联。其中，所述管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE之间的会话A的配置进一步包括：管理员配置所述会话A，指定所述会话A的属性与公共标识符,其中所述会话A的属性为Public属性，即所述会话A为公网会话，对应于PE设备与CE设备之间的链路，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话B的公共标识符相同。其中，所述管理员对于所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B的配置进一步包括：管理员配置所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B，指定所述会话B的属性与公共标识符，其中，所述会话B的属性为VPN属性，即所述会话B为私网会话，对应于PE设备与PE设备之间的会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话A的公共标识符相同。优选地，所述会话为BFD会话,用于对所述会话对应的链路是否正常进行定期检测。

步骤202，创建会话，即建立所述会话A与所述会话B,并建立所述会话A与所述会话B之间的关联。

具体地，当会话配置完成之后，需要建立会话进行主路径链路状态进行定期检测。其中，所述创建会话进一步包括：携带会话属性以及公共标识符触发所述会话的建立；根据所述公共标识符，判断本设备上是否存在会话与所述公共标识符关联，得到一判断结果；若所述判断结果为是，则利用存在的会话描述符建立会话；若所述判断结果为否，则申请会话描述符，建立所述公共标识符与所述会话描述符的关联，并建立会话。即在会话的建立的过程中，对于设备上首先建立的会话，其会话的建立过程与正常的BFD协商流程相同，即分配BFD会话描述符，建立公共标识符和会话描述符的关联，会话协商UP后根据会话属性进行相关定时器、收发包链表的创建、保存；而对于本设备上后续建立的会话，首先根据公共标识符在设备上查找是否存在会话与所述公共标识符关联，如果存在，说明本设备上已经建立过关于所述公共标识符的会话，为了实现两个会话的关联，则利用现有的会话描述符进行BFD会话的建立，即现有的会话描述符与所述公共标识符建立关联，会话协商成功（UP）后根据会话属性进行相关定时器、收发包链表的创建、保存。

进一步地，由上述会话的创建过程可以得出，所述会话A与所述会话B之间通过公共标识符、会话描述符以及独立收发包链表进行关联。

步骤203，定期检测所述会话A以及所述会话B是否正常。

具体地，所述会话A与会话B均为BFD会话，用于定期检测会话对应的链路是否正常，当会话对应的链路出现故障时，会话会down掉。因此，PE设备可以通过检测所述BFD会话是否正常来进一步检测所述会话对应的链路是否正常。

步骤204，当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于所述源PE设备切换到备路径。

具体地，在相互关联的会话中，如果一个会话发生异常，例如主用目标PE设备与所述目标CE之间的路径发生故障，则会话A发生异常会down掉，那么与所述会话A相关联的会话B也会down掉，而当源PE设备感知到会话B down掉时。而在现有的VPN FRR技术中，如果源PE设备与主用目标PE设备之间的路径发生故障时，源PE设备能够感知到会话B down掉，并切换路径到备路径。因此，本发明中会话A down掉时通知会话B down掉，而会话B down掉后，则可以利用现有的VPN FRR技术，在源PE设备上由主路径切换到备路径。这种路径切换方法，能够使运营商网络快速感知到用户侧的网络故障，并及时进行业务的切换，最大限度的减少丢包，给用户带来更好的体验感，提高运营商的服务质量。

请进一步参考图3，为本发明一种主路径链路故障处理的方法实施例基本网络结构图，所述网络结构中包括源CE设备CE3、源PE设备PE3、目标CE设备CE1、主用目标PE设备PE1和备用目标PE设备PE2，其中，CE1、PE1与PE3之间的路径为主路径，CE1、PE2与PE3之间的路径为备路径。所述CE1与所述PE1之间的会话为会话A，所述PE1与所述PE3之间的会话为会话B。其中本发明中一种主路径链路故障处理的方法步骤如下：

步骤301，在PE1设备上配置所述会话A与所述会话B，配置所述会话A与所述会话B的属性与公共标识符，其中会话A为public属性，即会话A为公网BFD会话，会话B为VPN属性，即会话B为私网BFD会话，所述公共标识符为PE1设备本地表项中ID标识，且所述会话A中的公共标识符与所述会话B中的公共标识符相同。

步骤302，建立所述会话A与所述会话B，并建立所述会话A与所述会话B之间的关联。其中所述会话A、会话B以及会话之间的关联建立过程如下：

PE1设备根据将要建立的会话的属性以及所述公共标识符，判断本设备上是否存在会话与所述的公共标识符关联，若本设备存在会话与所述公共标识符关联，说明本设备上已经建立过配置有所述公共标识符的会话，则使用本设备存在的所述会话的会话描述符建立会话；若本设备上不存在会话与所述公共标识符关联，本次会话建立为首次在本设备建立配置有所述公共标识符的会话，则按照正常的BFD协商流程建立会话，即需要先申请会话描述符，建立公共标识符与会话描述符之间关联，会话协商UP后根据会话属性进行相关定时器，收发包链表的创建、保存。需要说明的是，会话A与会话B的建立过程不分先后，首先创建的会话是按照正常的BFD协商流程创建的，后续建立的会话是根据先建立会话的会话描述符建立的。其中，所述会话Ａ与所述会话Ｂ之间是通过公共标识符、会话描述符以及独立的收发包链表相关联的。

步骤303，定期检测所述会话A与所述会话B是否正常；

步骤304，当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于PE3切换到备路径。。

具体地，在现有VPN FRR主备隧道切换技术中，请进一步参考图3，当PE1设备发生故障时，即会话B down掉时，在PE3设备上，由BFD+VPN FRR进行保护，切换到备路径，即由主路径CE3->PE3->PE1->CE1链路切换到备路径CE3->PE3->PE2->CE1链路，私网标签发生改变。因此，本步骤中所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，那么由于源PE设备PE3能够及时地感知到会话B的down掉，便可以PE3设备上实现主路径到备路径的切换，即由主路径CE3->PE3->PE1->CE1链路切换到备路径CE3->PE3->PE2->CE1链路。

与现有技术中相比，本发明的快速重路由的处理方法，通过直接让PE3进行主备切换，这样，本发明下切换后流量所走的路径，就是最终路由收敛的稳态路径，由于不需要经过中间过程的CE3->PE3->PE1->PE2->CE1链路切换，使得运营商网络可以快速的感知到用户侧的网络故障，并及时进行业务切换，能够在最大限度的减少丢包，给用户带来更好的体验感。本发明同时对于运营商而言，还可以节省PE1与PE2之间的链路开销，同时可以简化组网。

请参考图4，为本发明提供的一种主路径链路故障处理装置，应用于MPLSVPN网络环境中，所述MPLS VPN网络包括源CE设备、源PE设备、目标CE设备、主用目标PE设备和至少一个备用目标PE设备，所述目标CE设备和所述主用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为主路径，所述目标CE设备和所述备用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为备路径，所述装置为主用目标PE设备，包括：

配置接收单元401，用于接收管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE之间的会话A的配置，以及管理员对于所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B的配置。

所述配置接收单元401进一步用于：接收管理员对所述会话A的配置，包括：指定所述会话A的属性与公共标识符,其中所述会话A的属性为Public，即所述会话A为公网会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话；接收管理员对于所述会话B的配置，包括：指定所述会话B的属性与公共标识符，其中，所述会话B的属性为VPN，即所述会话B为私网会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话A的公共标识符相同；

会话创建单元402，用于创建会话，即建立所述会话A与所述会话B,并建立所述会话A与所述会话B之间的关联。

所述会话创建单元402进一步用于：携带会话属性以及公共标识符触发所述会话的建立；根据所述公共标识符，判断本设备上是否存在会话与所述公共标识符关联，得到一判断结果；若所述判断结果为是，则利用存在的会话描述符建立会话；若所述判断结果为否，则申请会话描述符，建立所述公共标识符与所述会话描述符的关联，并建立会话。

进一步地，所述会话A与所述会话B之间通过公共标识符、会话描述符以及独立收发包链表进行关联。

会话检测单元403，用于定期检测所述会话A以及所述会话B是否正常。

会话关闭单元404，用于当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于所述源PE设备切换到备路径。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种主路径链路故障处理方法，应用于MPLS VPN网络环境中，所述MPLS VPN网络包括源CE设备、源PE设备、目标CE设备、主用目标PE设备和至少一个备用目标PE设备，所述目标CE设备和所述主用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为主路径，所述目标CE设备和所述备用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为备路径，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

接收管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE设备之间的会话A的配置，以及管理员对于所述主用目标PE设备与所述源PE设备之间的会话B的配置；

创建会话，即建立所述会话A与所述会话B,并建立所述会话A与所述会话B之间的关联；

定期检测所述会话A以及所述会话B是否正常；

当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于所述源PE设备切换到备路径。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE设备之间的会话A的配置进一步包括：

管理员配置所述会话A，指定所述会话A的属性与公共标识符,其中所述会话A的属性为Public，即所述会话A为公网会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话B的公共标识符相同。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理员对于所述主用目标PE设备与所述源PE设备之间的会话B的配置进一步包括：

管理员配置所述主用目标设备与所述源PE设备之间的会话B，指定所述会话B的属性与公共标识符，其中，所述会话B的属性为VPN，即所述会话B为私网会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话A的公共标识符相同。

4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述创建会话进一步包括：

携带会话属性以及公共标识符触发所述会话的建立；

根据所述公共标识符，判断本设备上是否存在会话与所述公共标识符关联，得到一判断结果；

若所述判断结果为是，则利用本设备存在的会话描述符建立会话；

若所述判断结果为否，则申请会话描述符，建立所述公共标识符与所述会话描述符的关联，并建立会话。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述会话A与所述会话B之间通过公共标识符、会话描述符以及独立收发包链表进行关联。

6.一种主路径链路故障处理装置，应用于MPLS VPN网络环境中，所述MPLS VPN网络包括源CE设备、源PE设备、目标CE设备、主用目标PE设备和至少一个备用目标PE设备，所述目标CE设备和所述主用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为主路径，所述目标CE设备和所述备用目标PE设备以及所述源PE设备之间的路径为备路径，其特征在于，所述装置为主用目标PE设备，包括：

配置接收单元，用于接收管理员对于所述主用目标PE设备与所述目标CE设备之间的会话A的配置，以及管理员对于所述主用目标PE设备与所述源PE设备之间的会话B的配置；

会话创建单元，用于创建会话，即建立所述会话A与所述会话B,并建立所述会话A与所述会话B之间的关联；

会话检测单元，用于定期检测所述会话A以及所述会话B是否正常；

会话关闭单元，用于当检测到所述会话A或所述会话B down掉时，通过所述会话A与所述会话B之间的关联down掉与之相关联的会话，以便于所述源PE设备切换到备路径。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配置接收单元进一步用于：

接收管理员对所述会话A的配置，包括：指定所述会话A的属性与公共标识符,其中所述会话A的属性为Public，即所述会话A为公网会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话B的公共标识符相同。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配置接收单元进一步用于：

接收管理员对于所述会话B的配置，包括：指定所述会话B的属性与公共标识符，其中，所述会话B的属性为VPN，即所述会话B为私网会话，所述公共标识符为存储在本地表项的会话ID，且与所述会话A的公共标识符相同。

9.如权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述会话创建单元进一步用于：

携带会话属性以及公共标识符触发所述会话的建立；

根据所述公共标识符，判断本设备上是否存在会话与所述公共标识符关联，得到一判断结果；

若所述判断结果为是，则利用存在的会话描述符建立会话；

若所述判断结果为否，则申请会话描述符，建立所述公共标识符与所述会话描述符的关联，并建立会话。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述会话A与所述会话B之间通过公共标识符、会话描述符以及独立收发包链表进行关联。