CN103036787B - 一种网络路由收敛处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络路由收敛处理方法，该方法利用预先建立的无剪枝组播分发树作为快速通道，当网络拓扑变化时，拓扑变化源的各邻接设备检测到拓扑变化之后，根据拓扑变化的类型生成LSP报文，并通过快速通道发送出去，然后这些邻接设备上的收敛处理模块继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理。快速通道上的设备接收LSP报文后，将该报文进行转发的同时，也将该报文发送至收敛处理模块进行路由收敛处理。本发明还提供了相应的网络路由收敛处理装置。本发明的方法和装置可以使得整个网络的收敛基本不受网络规模及拓扑变化位置的限制，整个网络的收敛性能接近单台设备的收敛性能。

Description

一种网络路由收敛处理方法和装置

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及一种网络路由收敛处理方法和装置。

背景技术

最短路径桥接(Shortest Path Bridging，SPB)技术和多链路透明互连(Transparent Interconnection of lots of Links，TRILL)技术均是构建数据中心大二层网络的技术，它们都是通过中间系统到中间系统(Intermediate System toIntermediate System，ISIS)协议来实现。SPB技术和TRILL技术相对于传统的二层技术具有优势，例如均支持等价多路径(Equal-Cost Multipath，ECMP)，带宽利用率高，适合数据中心特定组网等。

对于数据中心来说，整网的收敛时间是一个很重要的性能指标。现有的网络路由收敛处理中，网络拓扑变化的信息扩散是以波浪的方式逐层扩大。例如，某一网络中包括7个节点设备，节点设备1发生故障，处于同一网络层的节点2、3、4、5检测到故障，在检测到故障后通知各自设备的CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)控制层面进行处理，在CPU控制层面处理完成后，生成链路状态协议数据单元(Link State Protocol Data Unit，LSP)报文，并将生成的LSP报文通过正常通道发送至外一层的邻居节点6和7，节点6和7各自的CPU控制层面根据LSP报文处理完成后才能够实现网络的收敛。这种收敛方式中拓扑变化信息的扩散速度比较慢，在上述例子中，网络收敛的时间至少需要节点3的CPU处理时间t1+协议报文发送时间t2+节点6的CPU处理时间t3，一共为t1+t2+t3，并且网络拓扑越大，收敛性能越差。而且，网络的收敛性能与拓扑变化的位置相关联，如果拓扑变化发生在网络的边缘，则全网的LSP报文的同步需要横跨整个网络直径，即使拓扑变化发生在网络的中心，全网的LSP报文的同步也需要横跨网络半径。

发明内容

本发明为解决上述问题而提供了一种网络路由收敛处理方法，所述方法包括：

预先建立将网络内各设备连接起来的快速通道，其中快速通道为无剪枝的组播分发树；

当该网络的拓扑变化时，拓扑变化的各邻接设备检测拓扑变化事件，根据所述拓扑变化事件的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文，根据快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备。

相应地，本发明还提供了一种网络路由收敛处理装置，所述装置包括：

预处理模块，用于预先建立将网络内各设备连接起来的快速通道，其中快速通道为无剪枝的组播分发树；

拓扑变化感知模块，用于检测拓扑变化事件；

协议报文产生模块，用于根据所述拓扑变化事件的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文；

协议报文发送模块，用于根据快速通道对应的组播路由表将LSP报文进行发送。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过预先建立的无剪枝的组播分发树作为快速通道来进行拓扑变化信息的扩散，由于快速通道上各设备的收敛处理开始时间相差较小，基本上处于并行处理的状态，大大提高了整个网络的收敛性能，而且整个网络的收敛时间也基本与网络规模和拓扑变化位置无关。

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地介绍，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图示了根据本发明实施方式的网络路由收敛处理方法的流程示意图。

图2图示了根据本发明实施方式的网络的第一拓扑变化示意图。

图3图示了根据本发明实施方式的网络的拓扑变化示意图。

图4图示了根据本发明实施方式的网络的第二拓扑变化示意图。

图5图示了根据本发明实施方式的网络路由收敛处理装置的结构示意图。

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作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。

参见图1，图示了根据本发明实施方式的网络路由收敛处理方法的流程示意图，所述方法包括：

S100，预先建立将网络内各设备连接起来的快速通道，其中快速通道为无剪枝的组播分发树；

S102，当该网络的拓扑变化时，拓扑变化的各邻接设备检测拓扑变化事件，根据所述拓扑变化事件的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文，根据快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备。

本发明实施方式中的网络可以运行多链路透明互连TRILL协议，运行TRILL协议的网络本文称TRILL网络。本发明实施方式中的网络还可以运行最短路径桥接SPB协议，运行SPB协议的网络本文称SPB网络。本发明提供的路由收敛处理方法既可以适用于TRILL网络，又可以适用于SPB网络。需要指出的是，本发明提供的路由收敛处理方法还可以适用于能够构建无剪枝快速通道的除上述两种网络的其他网络。需要说明的是，本发明实施方式中的拓扑变化包括链路状态变化和节点设备状态变化，其中链路状态变化包括链路故障，节点设备状态变化包括节点设备故障和节点设置过载。拓扑变化为链路故障时，拓扑变化的各邻接设备是指与发生故障的链路直接连接的设备，如果发生故障的链路直接连接的有两台设备，例如在附图2所示的网络架构下，发生故障的链路直接连接的节点有节点6和节点8，那么本发明所指的拓扑变化的各邻接设备是指节点6和节点8。如果发生故障的链路直接连接的有三台设备，例如在图3所示的网络架构下，发生故障的链路直接连接的节点有节点1、节点2和节点3，那么本发明所指的拓扑变化的各邻接设备是指节点1、节点2和节点3。在拓扑变化为节点设备故障或设置过载时，拓扑变化的各邻接设备是指与节点设备直接连接的各设备，例如，在附图4所示的网络架构下，节点6发生故障，与节点6直接连接的节点设备为节点3和节点8，那么本发明所指的拓扑变化的邻接设备为节点3和节点8，如果节点8发生故障，与节点8直接相连接的节点设备为节点5、节点6和节点7，那么本发明所指的拓扑变化的邻接设备为节点5、节点6和节点7。

本发明实施方式中，拓扑变化的各邻接设备根据检测到的拓扑变化生成LSP报文，并将生成的LSP报文通过快速通道转发以通知其他设备该拓扑变化事件后，还将继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理。

S100中的快速通道为无剪枝的组播分发树，不同的网络可以根据其相应的协议的具体规定来建立无剪枝的组播分发树作为拓扑变化信息扩散的快速通道。在快速通道建立后，网络中每台设备自身都会包含其所在的快速通道对应的组播路由表，在LSP报文的转发过程中，可根据设备自身的组播路由表将报文转发至该组播路由表中对应的下一个路由表项对应的设备，若该组播路由表的下一个路由表项为空，则说明该节点设备是快速通道上的结束节点，不需要将LSP继续转发。本发明实施方式中可采用底层芯片来实现组播路由表的查找，还可以通过底层芯片根据快速通道对应的组播路由表将LSP报文发送至快速通道上的设备，以节点1为例，节点1的快速通道上的设备是指节点1自身的快速通道对应的组播路由表中对应的设备，如果节点1所在快速通道对应的组播转发表为空，则说明节点1为该快速通道上的最后一个节点，发送至该节点的LSP报文无需再继续通过快速通道进行转发。

本发明实施方式中步骤S102中根据快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文转发至所述快速通道上的设备，其中所述快速通道上的设备包括拓扑变化各邻接设备的各自组播路由表中对应的设备。若拓扑变化的其中一个邻接设备为快速通道上的最后一个节点设备，那么该邻接设备查询其自身的组播路由表即可获知无需将生成的LSP报文通过快速通道进行转发。若拓扑变化的各邻接设备不是快速通道上的最后一个节点设备，本发明提供的网络路由收敛处理方法还包括：所述快速通道上的设备接收所述拓扑变化的各邻接设备通过快速通道发送的LSP报文，根据该快速通道上的设备自身所在的快速通道对应的组播路由表将所述LSP报文转发至所述组播路由表对应的设备，并将所述LSP报文发送至该快速通道上的设备的收敛处理模块进行路由收敛处理，其中收敛处理模块具体的收敛处理包括，重新计算单播和组播路由表，并将计算得到的单播和组播路由表发送至协议报文发送模块以便进行报文转发，本发明的一些实施方式中，协议报文发送模块可采用底层芯片来进行LSP报文的转发，底层芯片查找到快速通道对应的组播路由表后，将LSP报文向该组播路由表对应设备的出端口进行复制、发送。由于底层转发效率很高，其转发时间一般远小于路由收敛处理时间，因而可使得快速通道上的各设备的路由收敛处理基本上处于并行处理的状态。

对于TRILL网络而言，快速通道建立的步骤可包括：

完成TRILL网络部署之后，根据ISIS协议完成邻居建立和数据库同步；

运行TRILL协议的设备中树根优先级最高的第一运行TRILL协议的设备优先指定树根；

第一运行TRILL协议的设备指定建立组播树的最大数目K和S个组播树树根，其中，

当S等于K时，所述S个组播树树根作为所述快速通道的树根，

当S等于零时，将网络内运行TRILL协议的设备按照树根优先级进行排序，前K个设备作为所述快速通道的树根，

当S小于K时，将所述S个组播树树根作为所述快速通道的前S个树根，将网络中除所述S个组播树树根之外的设备按树根优先级排序后的前K-S个设备作为所述快速通道的K-S个树根。

具体实施方式中，TRILL网络部署完成之后，运行TRILL协议的设备根据ISIS协议完成邻居建立和数据库同步，最后网络内每台运行TRILL协议的设备都拥有整个网络的拓扑信息。每台运行TRILL协议的设备可以通过LSP报文发布它能够计算的组播树的最大数目。网络中树根优先级(Tree Root Priority)最高的第一运行TRILL协议的设备可以优先指定树根。第一运行TRILL协议的设备指定网络内可以建立的组播树的最大数目K和S个组播树树根(例如nickname1、nickname2、nickname3...nicknameS)。当S等于K时，第一运行TRILL协议的设备指定的S个组播树树根作为快速通道的树根；当S等于零时，将网络内运行TRILL协议的设备按照树根优先级进行排序，前K个作为快速通道的树根；当S小于K时，将第一运行TRILL协议的设备指定的S个组播树树根作为快速通道的前S个树根，将网络中除指定的树根之外的设备按树根优先级排序，将排序后的前K-S个设备作为快速通道的K-S个树根。例如第一运行TRILL协议的设备指定K＝4，S＝2{Tx，Ty}，其中，Tx和Ty为第一运行TRILL协议的设备指定的组播树树根，由于第一运行TRILL协议的设备指定的组播树的最大数目K为4，那么还需要将网络内除了Tx和Ty之外的设备按照树根优先级排序后取前(K-S＝4-2＝2)个设备作为快速通道的另外2个树根，若网络还包括设备Ta、Tb和Tc，网络中树根优先级的排序顺序为Ty＞Ta＞Tc＞Tb＞Tx，则K颗树的树根为{Tx，Ty，Ta，Tc}。每台设备都基于通过上述计算得到的树根独立计算无剪枝组播分发树作为快速通道，可以通过快速通道将网络内所有的设备在转发层面上连通，具体地，通过每台设备上存储的组播路由表将所有的设备在转发层面上连通，相当于一个虚拟的以太接口将网络内各个设备互相连接。

对于SPB网络而言，网络内的任意节点设备都可以作为快速通道的树根。具体地，可以根据相应的协议规定来建立无剪枝的组播分发树作为拓扑变化信息扩散的快速通道。

在通过上述的组播分发树作为快速通道转发流量之前，SPB网络或TRILL网络内的设备需要对设备进行邻居检查和RPF(Reverse Path Forwarding，反向路径转发)检查以防止出现环路。LSP报文通过快速通道发送时，LSP报文作为原始数据报文封装在TRILL协议报文或SPB协议报文的内层，作为TRILL数据报文或SPB数据报文封装的数据载荷。

本发明的实施方式中，网络的拓扑变化可以包括链路状态变化，例如链路up/down、开销(cost)值变化等，还可以包括节点设备状态变化，例如节点设备故障、设置过载等，设置过载是指网络管理员需要针对某个节点进行升级或维护时，将该节点设置成过载状态，该节点会通过LSP报文通知全网除该节点外的其他节点设备本节点出现过载信息，让其他节点在计算路由表时将该节点绕开。

参见图2，图示了根据本发明实施方式的网络的第一拓扑变化示意图，网络中包括8个节点设备，节点8为树根。如图2所示，节点设备6和节点设备8之间的链路发生变化。预先建立的快速通道的树根为节点8，以节点8为树根的各个支路分别为{节点5，节点2}，{节点6，节点3，节点1}，{节点7，节点4}。在预先建立的上述快速通道下，采用本发明的网络路由收敛的处理方法进行处理的具体步骤可以包括：

链路状态变化的邻接设备节点6和节点8检测拓扑变化事件；

节点6和节点8根据所述拓扑变化事件类型生成LSP报文；

节点6和节点8通过快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备，然后节点6和节点8继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，并将计算得到的单播和组播路由表并发送至协议报文发送模块；

节点6和节点8快速通道上的设备接收通过快速通道发送的LSP报文，通过快速通道对应的组播路由表将所述LSP报文转发至所述组播路由表对应的设备，还将所述接收到的LSP报文发送至设备的收敛处理模块以便进行收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，将计算得到的路由表发送至协议报文发送模块以便进行报文转发，其中，

节点6和节点8以及节点6和节点8的快速通道上的设备在设备自身完成收敛处理之后，还将所述LSP报文通过正常通道发送至设备自身的邻居节点。

本发明的具体实施方式中，链路状态发生变化后，链路状态变化的邻接设备节点6和节点8检测拓扑变化事件，即：链路状态变化，根据拓扑变化事件的类型(例如链路up/down、cost值变化等)生成LSP报文，一方面，节点6和节点8将生成的LSP报文通过快速通道对应的组播路由表发送至快速通道上的设备，对于节点6而言，其所在的快速通道对应的组播路由表的下一表项对应的节点设备为节点3，而节点3所在的快速通道对应的组播路由表的下一表项对应的节点设备为节点1，在附图2所示的实施方式中，节点1所在的快速通道对应的组播路由表的下一表项为空，节点1在接收到通过快速通道发送的LSP报文后，查找该节点1自身所在的快速通道对应的组播路由表后获知其组播路由表的下一表项为空，无需再将LSP报文通过快速通道继续转发。对于节点8而言，其所在的快速通道上的设备为节点7和节点4，以及节点5和节点2，其通过快速通道转发LSP报文的过程类似，在此不再赘述。各节点设备转发的具体步骤包括通过底层芯片查找设备自身所在的快速通道对应的组播路由表，根据查找到的组播路由表向该组播路由表中对应设备的出端口进行复制、发送；另一方面，节点6和节点8继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理，收敛处理的具体步骤包括新计算单播和组播路由表，并将计算得到的单播和组播路由表发送至协议报文发送模块以便进行报文转发。快速通道中扩散的LSP报文是根据控制协议本身生成的LSP报文，因而可以采用协议本身的消息摘要算法进行安全处理，从而避免网络攻击，保证网络的安全性。在如图2所示的实施方式中，节点6和节点8的快速通道上的设备分别对应的节点3和节点1、节点7和节点4、节点5和节点2，由于各个节点设备的处理是类似的，下面以节点3为例说明设备对接收到的快速通道上转发的LSP报文的处理过程，节点3在接收到通过快速通道发送的LSP报文后，一方面，通过底层芯片查找快速通道对应的组播路由表，并根据查找到的组播路由表将接收到的LSP报文向该组播路由表对应的设备的出端口进行复制和发送；另一方面，节点3在接收到通过快速通道发送的LSP报文后，还会将所接收到的LSP报文发送至节点3的收敛处理模块进行收敛处理，具体地，包括计算单播和组播路由表，并将计算得到的单播和组播路由表发送至协议报文发送模块以便进行报文转发，其中重新计算的组播路由表可以用于更新原有的快速通道对应的组播路由表。在网络内的所有设备都接收到拓扑变化的LSP报文，并根据接收到的LSP完成收敛处理后，整个网络完成收敛。值得指出的是，本发明实施方式中网络内的设备通过快速通道对LSP报文进行转发，一般的传递时间在微秒级别，通常远小于收敛处理的时间，相对于现有的网络的收敛时间几百毫秒，该时间基本可以忽略不计，换而言之，各设备收敛处理的开始时间仅相差在微秒级别，基本上处于并行处理的状态，这使得整个网络的收敛时间基本上等于单个节点设备的收敛时间，而且整个网络的收敛基本不再受网络规模和拓扑变化位置的限制，大大地提高了网络的收敛性能。

进一步地，本发明的实施方式中，节点6和节点8以及节点6和节点8快速通道上的设备在设备自身收敛处理完成后，可以通过正常通道将LSP报文向与其连接的邻居节点进行转发。这样在快速通道中报文丢失的情况下，可以增加报文传送的可靠性。本文所述的正常通道是指网络中设备之间已经存在的报文传输通道，在该通道中LSP报文进行串行传输，在此称之为“正常通道”仅是为了表示其与本发明提供的快速通道的区别，还可以称之为“普通通道”。

需要指出的是，网络中的设备可能从正常通道和快速通道收到重复的LSP报文，网络各自的协议可以自动处理这种重复发送的情况，在重复发送的情况下，对重复接收到的报文不作出处理。

当网络内所有设备都接收到拓扑变化的LSP报文并进行相应的收敛处理后，整个网络完成收敛。网络收敛后重新计算新的组播分发树，为后续的新的拓扑变化提供新的快速通道。

参见图4，图示了根据本发明实施方式的网络的第二拓扑变化示意图。网络中包括8个节点设备，节点8为树根。如图3所示，节点设备6状态发生变化，可能是节点故障或者设置过载等。预先建立的快速通道的树根为节点8，以节点8为树根的各个支路分别为{节点5，节点2}，{节点6，节点3，节点1}，{节点7，节点4}。在图3所示的网络架构下，节点6状态发生变化涉及的链路变化包括节点3和节点6之间和节点8和节点6之间两条链路的状态变化。在预先建立的上述快速通道下，采用本发明的网络路由收敛的处理方法进行处理的具体步骤可以包括：

节点状态变化的邻接设备节点3和节点8检测拓扑变化事件；

节点3和节点8根据所述拓扑变化事件的类型生成LSP报文；

节点3和节点8通过快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备，然后节点3和节点8继续针对所述拓扑变化事件进行路由收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，并将计算得到的单播和组播路由表发送至协议报文发送模块；

所述快速通道上的设备接收通过快速通道发送的LSP报文，通过快速通道对应的组播路由表将所述LSP报文转发至所述组播路由表对应的设备，并将所述接收到的LSP报文发送至设备的收敛处理模块进行收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，将计算得到的路由表发送至协议报文发送模块以便进行报文转发；

所述快速通道上的设备在设备自身收敛处理完成后，还将所述LSP报文通过正常通道发送至设备自身的邻居节点；

所述快速通道上的设备的邻居节点设备接收通过正常通道转发的LSP报文，并根据接收到的LSP报文的报文序列号通过快速通道向所述邻居节点设备所在的快速通道上的各设备进行转发。

本发明具体实施方式中，节点6状态变化后，节点3和节点8检测到与节点6相关的链路的状态变化事件，为描述方便，将节点3检测到的链路状态变化用事件A3表示，将节点8检测到的链路状态变化用事件A8表示。节点3和节点8分别检测链路状态变化事件A3和A8，根据链路状态变化的类型生成相应的LSP报文，一方面，节点3和节点8将生成的LSP报文通过快速通道对应的组播路由表发送至快速通道上的设备，具体地，通过底层芯片查找设备自身所在的快速通道对应的组播路由表，并根据查找到的组播路由表将接收到的LSP报文向该组播路由表对应设备的出端口进行复制和发送；另一方面，节点3和节点8继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，并将计算得到的单播和组播路由表并发送至协议报文发送模块，其中重新计算的组播路由表可以用于更新原有的快速通道对应的组播路由表。在如图4所示的网络架构下，节点3快速通道上的设备为节点1，节点8快速通道上的设备为节点5和节点2，以及节点7和节点4。在上述LSP报文通过快速通道的扩散中，节点1仅收到事件A3对应的LSP报文，节点5和节点2，节点7和节点4仅收到事件A8对应的LSP报文，只有事件A3和事件A8都收到时，网络中的节点才可以正确地计算转发路由表完成收敛处理。在上述设备(节点1、节点5和节点2、节点7和节点4，也包括节点3和节点8)自身完成收敛处理后，还需要通过正常通道将通过快速通道接收到的LSP报文向设备自身的邻居节点设备进行转发。例如，对于节点1，在通过快速通道(节点3-＞节点1)接收到A3事件对应的LSP报文，进行收敛处理后，还需要将接收到的LSP报文通过正常通道(节点1-＞节点2，节点1-＞节点4)发送至节点2和节点4，以保证网络内的各个节点既能够收到事件A3又能够收到事件A8，从而能够正确地计算路由转发路径完成收敛处理。节点2和节点4在接收到通过正常通道发送的LSP报文后，判断接收到的LSP报文的报文序列号是否大于其自身当前数据库的报文序列号，如果大于，则说明此LSP报文是最新的LSP报文，需要通过其所在的快速通道进行发送。通过上述的再次转发可以保证事件A3和事件A8都可以被网络内的节点收到，从而正确地计算出新的路由转发路径，为后续的新的拓扑变化提供新的快速通道。

以上结合附图和实施例对本发明提供的网络路由收敛处理方法进行了具体地说明，下面将结合附图和实施例对本发明提供的网路路由收敛处理装置进行具体地说明。

参见图5，图示了根据本发明实施方式的网络路由收敛处理装置的结构示意图。网路路由收敛处理装置500可包括：

预处理模块502，用于预先建立将网络内各设备连接起来的快速通道，其中快速通道为无剪枝的组播分发树；

拓扑变化感知模块504，用于检测拓扑变化事件；

协议报文产生模块506，用于根据所述拓扑变化事件的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文；

协议报文发送模块508，用于根据快速通道对应的组播路由表将LSP报文进行发送。

本发明的实施方式中，网络路由收敛处理装置500除了包括上述模块外，还可以包括：

收敛处理模块510，用于进行路由收敛处理；

协议报文接收模块512，用于接收LSP报文；

查找处理模块514，用于为接收到的LSP报文查找组播路由表，还用于将接收到的LSP报文发送至收敛处理模块以便进行收敛处理。

本发明实施方式提供的网络路由收敛处理装置的拓扑变化感知模块、协议报文产生模块、协议报文发送模块、协议报文接收模块、收敛处理模块以及查找处理模块可配置在网络内的各个设备上，本发明实施方式中网络内的各个设备处于对等的地位，可以在各个设备上配置同等的功能模块。在网络拓扑变化的收敛处理过程中，可以只使用部分设备的部分功能模块。

本发明的一些实施方式中，查找处理模块和协议报文发送模块可采用底层芯片来实现，其中底层芯片可以采用本领域技术人员已知的能够实现本发明所述功能的任何芯片。

本发明实施方式中的网络可以运行多链路透明互连TRILL协议，本发明中将运行TRILL协议的网络称为TRILL网络。本发明实施方式中的网络还可以运行最短路径桥接SPB协议，本发明中将运行SPB协议的网络称为SPB网络。本发明提供的路由收敛处理装置既可以适用于TRILL网络，又可以适用于SPB网络。需要指出的是，本发明提供的路由收敛处理装置还可以适用于能够构建无剪枝快速通道的除上述两种网络的其他网络。

本发明实施方式中的快速通道为无剪枝组播分发树，不同的网络可以根据其相应的协议的具体规定来建立无剪枝的组播分发树作为拓扑变化信息扩散的快速通道。快速通道相当于一个虚拟的以太接口将网络内各个设备互相连接。在通过建立的组播分发树作为快速通道转发流量之前，SPB网络或TRILL网络内的设备需要对设备进行邻居检查和RPF检查以防止环路出现。LSP报文通过快速通道发送时，LSP报文作为原始数据报文封装在TRILL协议报文或SPB协议报文的内层。

对于TRILL网络，本发明实施方式中的网络路由收敛处理装置中的预处理模块402具体可以用于在完成TRILL网络部署之后，根据中间系统到中间系统ISIS协议完成邻居建立和数据库同步，运行TRILL协议的设备中树根优先级最高的第一运行TRILL协议的设备优先指定树根，第一运行TRILL协议的设备指定建立组播树的最大数目K和S个组播树树根，其中，

当S等于K时，所述S个组播树树根作为所述快速通道的树根，

当S等于零时，将网络内运行TRILL协议的设备按照树根优先级进行排序，前K个设备作为所述快速通道的树根，

当S小于K时，将所述S个组播树树根作为所述快速通道的前S个树根，将网络中除所述S个组播树树根之外的设备按树根优先级排序后的前K-S个设备作为所述快速通道的K-S个树根。

本发明具体实施方式中，预处理模块在TRILL网络部署完成之后，根据中间系统到中间系统ISIS协议完成邻居建立和数据库同步，最后网络内每台运行TRILL协议的设备都拥有整个网络的拓扑信息。每台运行TRILL协议的设备可以通过LSP报文发布它能够计算的组播树的最大数目。运行TRILL协议的设备中树根优先级最高的第一运行TRILL协议的设备可以优先指定树根。第一运行TRILL协议的设备指定网络内可以建立的组播树的最大数目K和S个组播树树根(例如nickname1、nickname2、nickname3...nicknameS)。当S等于K时，第一运行TRILL协议的设备指定的S个组播树树根作为快速通道的树根；当S等于零时，将网络内运行TRILL协议的设备按照树根优先级进行排序，前K个作为快速通道的树根；当S小于K时，将第一运行TRILL协议的设备指定的S个组播树树根作为快速通道的前S个树根，将网络中除指定的树根之外的设备按树根优先级排序，将排序后的前K-S个设备作为快速通道的K-S个树根。例如第一运行TRILL协议的设备指定K＝4，S＝2{Tx，Ty}，其中，Tx和Ty为第一运行TRILL协议的设备指定的组播树树根，由于第一运行TRILL协议的设备指定的组播树的最大数目K为4，那么还需要将网络内除了Tx和Ty之外的设备按照树根优先级排序后取前(K-S＝4-2＝2)个设备作为快速通道的另外2个树根，若网络还包括设备Ta、Tb和Tc，网络中树根优先级的排序顺序为Ty＞Ta＞Tc＞Tb＞Tx，则K颗树的树根为{Tx，Ty，Ta，Tc}。每台设备都基于通过上述计算得到的树根独立计算组播分发树作为快速通道，可以通过快速通道将网络内所有的设备在转发层面上连通，具体地，通过每台设备上存储的组播路由表将所有的设备在转发层面上连通。

对于SPB网络而言，网络内的任意节点设备都可以作为快速通道的树根。相应的预处理模块可根据协议的具体规定建立无剪枝的组播分发树作为拓扑变化信息扩散的快速通道。

本发明的实施方式中，网络的拓扑变化可以包括链路状态变化，例如链路up/down、cost值变化等，还可以包括节点设备状态变化，例如节点设备故障、设置过载等，设置过载是指网络管理员需要针对某个节点进行升级或维护时，将该节点设置成过载状态，该节点会通过LSP报文通知全网除该节点外的其他节点设备本节点出现过载信息，让其他节点在计算路由表时将该节点绕开。

在如图2所示的拓扑变化下，链路状态变化的邻接设备节点6和节点8上的拓扑变化感知模块检测拓扑变化事件，协议报文产生模块根据所述拓扑变化的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文，在生成LSP报文之后，一方面，查找设备自身所在的快速通道对应的组播路由表，并根据查找到的组播路由表将LSP报文进行转发；另一方面，设备自身的收敛处理模块继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，将计算得到的单播和组播路由表发送至协议报文发送模块以便进行报文转发，其中计算得到的组播路由表可更新原有的快速通道对应的组播路由表。节点3的协议报文接收模块接收节点6的协议报文发送模块通过快速通道转发的LSP报文，节点3在接收到LSP报文后，一方面查找设备自身所在的快速通道的组播路由表，根据查找到的组播路由表将LSP报文进行转发，另一方面通过收敛处理模块根据所生成LSP报文进行路由收敛处理。对于节点5和节点7处理过程是类似的，在此不再赘述。节点3将接收到的LSP报文继续转发至节点1，同理节点5和节点7将接收到的LSP报文继续分别转发至节点2和节点4。需要说明的是，本发明实施方式中采用快速通道将LSP报文进行转发，处理时间一般在微秒级别，换而言之，各个设备接收到LSP报文的时间相差是微秒级别，远小于设备的收敛处理时间，各个设备对LSP报文的处理基本上可看作是并行的，这使得整个网络的收敛性能接近单台设备的收敛性能，而且整个网络的收敛基本不受网络规模和拓扑变化位置的限制。

进一步地，链路状态变化的邻接设备以及接收到通过快速通道发送的LSP的设备自身完成收敛后，所述设备的协议报文发送模块还可用于通过正常通道将接收到的LSP报文向该设备自身的邻居节点设备进行转发。这可以在快速通道中出现报文丢失的情况下，增加报文传送的可靠性。

本发明的实施方式中，当在如图4所示的拓扑状态变化下，在此为描述方便，将节点3检测到的链路状态变化用事件A3表示，将节点8检测到的链路状态变化用事件A8表示。节点状态变化的邻接设备节点3和节点8上的拓扑变化感知模块检测拓扑变化事件，协议报文产生模块根据拓扑变化事件的类型生成LSP报文。在生成LSP报文后，节点3和节点8，一方面，将生成的LSP报文通过快速通道对应的组播路由表发送至快速通道上的设备，另一方面，设备自身的收敛处理模块继续针对所述拓扑变化事件进行路由收敛处理，具体地，包括重新计算单播和组播路由表，将计算得到的单播和组播路由表发送至协议报文发送模块。接收到通过快速通道发送的LSP报文的设备也是一方面将LSP报文进行转发，一方面根据LSP报文进行收敛处理。在如图4所示的网络架构下，节点3快速通道上的设备为节点1，节点8快速通道上的设备为节点5和节点2，以及节点7和节点4。在上述LSP报文通过快速通道的扩散中，节点1仅收到事件A3对应的LSP报文，节点5和节点2，节点7和节点4仅收到事件A8对应的LSP报文，只有事件A3和事件A8都收到时，网络中的节点才可以正确地计算转发路由表完成收敛处理。在上述设备(节点1、节点5和节点2、节点7和节点4，也包括节点3和节点8)自身完成收敛处理后，还需要利用设备上的协议报文发送模块通过正常通道将通过快速通道接收到的LSP报文向设备自身的邻居节点设备进行转发。例如，对于节点1，在通过快速通道(节点3-＞节点1)接收到A3事件对应的LSP报文，进行收敛处理后，还需要协议报文发送模块将接收到的LSP报文通过正常通道(节点1-＞节点2，节点1-＞节点4)发送至节点2和节点4，以保证网络内的各个节点既能够收到事件A3又能够收到事件A8，从而能够正确地计算路由转发路径完成收敛处理。节点2和节点4的协议报文接收模块在接收到通过正常通道发送的LSP报文后，判断接收到的LSP报文的报文序列号是否大于其自身当前数据库的报文序列号，如果大于，则说明此LSP报文是最新的LSP报文，需要通过协议报文发送模块将此LSP报文向该设备自身所在的快速通道进行发送。通过上述的再次转发可以保证事件A3和事件A8都可以被网络内的节点收到，从而正确地计算出新的路由转发路径，为后续的新的拓扑变化提供新的快速通道。

综上所述，本发明提供的网络路由收敛处理方法和装置，将预先建立的无剪枝的组播分发树作为LSP报文扩散的快速通道，而且网络内的设备采用快速通道对报文进行转发以保证快速通道上的各个设备基本上同时对LSP报文进行收敛处理，使得整个网络的收敛基本不受网络规模和拓扑变化位置的限制，收敛性能接近单台设备的收敛性能。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种网络路由收敛处理方法，其特征在于，所述方法包括：

预先建立将网络内各设备连接起来的快速通道，其中快速通道为无剪枝的组播分发树；

当该网络的拓扑变化时，拓扑变化的各邻接设备检测拓扑变化事件，根据所述拓扑变化事件的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文，根据快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述快速通道上的设备接收所述LSP报文，根据该设备自身所在的快速通道对应的组播路由表将所述LSP报文转发至所述组播路由表对应的设备，并根据所述LSP报文进行路由收敛处理。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络运行多链路透明互连TRILL协议。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络运行最短路径桥接SPB协议。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述快速通道建立的步骤包括：

完成TRILL网络部署之后，运行TRILL协议的设备根据中间系统到中间系统ISIS协议完成邻居建立和数据库同步；

运行TRILL协议的设备中树根优先级最高的第一运行TRILL协议的设备优先指定树根；

第一运行TRILL协议的设备指定建立组播树的最大数目K和S个组播树树根，其中，

当S等于K时，所述S个组播树树根作为所述快速通道的树根，

当S等于零时，将网络内运行TRILL协议的设备按照树根优先级进行排序，前K个设备作为所述快速通道的树根，

当S小于K时，将所述S个组播树树根作为所述快速通道的前S个树根，将网络中除所述S个组播树树根之外的设备按树根优先级排序后的前K-S个设备作为所述快速通道的K-S个树根。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网络的拓扑变化为链路状态变化时，所述方法包括：

所述链路状态变化的各邻接设备检测拓扑变化事件，根据所述拓扑变化事件的类型生成LSP报文，根据快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备，然后所述链路状态变化的各邻接设备继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理，

通过发送所述LSP报文，使得所述快速通道上的设备接收到所述LSP报文，根据该快速通道上的设备自身所在的快速通道对应的组播路由表将所述LSP报文转发至所述组播路由表对应的设备，并根据所述LSP报文进行收敛处理，其中，

所述链路状态变化的各邻接设备和所述快速通道上的设备在设备自身完成收敛之后，还将所述LSP报文通过正常通道发送至设备自身的邻居节点。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网络的拓扑变化为节点设备状态变化时，所述方法包括：

所述节点设备状态变化的各邻接设备检测拓扑变化事件，根据所述拓扑变化事件的类型生成LSP报文，根据快速通道对应的组播路由表将生成的LSP报文发送至所述快速通道上的设备，然后所述节点设备状态变化的各邻接设备继续针对该拓扑变化事件进行路由收敛处理，

通过发送所述LSP报文，使得所述快速通道上的设备接收到所述LSP报文，根据该快速通道上的设备自身所在的快速通道对应的组播路由表将所述LSP报文转发至所述组播路由表对应的设备，并根据所述LSP报文进行收敛处理，然后该设备在设备自身完成收敛处理后，还将所述LSP报文通过正常通道发送至设备自身的邻居节点以便所述邻居节点根据所述LSP报文的报文序列号和所述邻居节点自身所在的快速通道对应的组播路由表将所述LSP进行转发。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述节点设备状态变化包括节点故障和设置过载。

9.一种网络路由收敛处理装置，其特征在于，所述装置包括：

预处理模块，用于预先建立将网络内各设备连接起来的快速通道，其中快速通道为无剪枝的组播分发树；

拓扑变化感知模块，用于检测拓扑变化事件；

协议报文产生模块，用于根据所述拓扑变化事件的类型生成链路状态协议数据单元LSP报文；

协议报文发送模块，用于根据快速通道对应的组播路由表将LSP报文发送至所述快速通道上的设备。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

收敛处理模块，用于进行路由收敛处理；

协议报文接收模块，用于接收LSP报文；

查找处理模块，用于为接收到的LSP报文查找组播路由表，还用于将接收到的LSP报文发送至收敛处理模块以便进行收敛处理。

11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述预处理模块用于在完成TRILL网络部署之后，根据中间系统到中间系统ISIS协议完成邻居建立和数据库同步，运行TRILL协议的设备中树根优先级最高的第一运行TRILL协议的设备优先指定树根，第一运行TRILL协议的设备指定建立组播树的最大数目K和S个组播树树根，其中，

当S等于K时，所述S个组播树树根作为所述快速通道的树根，

当S等于零时，将网络内运行TRILL协议的设备按照树根优先级进行排序，前K个设备作为所述快速通道的树根，

当S小于K时，将所述S个组播树树根作为所述快速通道的前S个树根，将网络中除所述S个组播树树根之外的设备按树根优先级排序后的前K-S个设备作为所述快速通道的K-S个树根。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述网络的拓扑变化为链路状态变化时，

所述协议报文发送模块，还用于在设备自身完成收敛处理后，将所述LSP报文通过正常通道发送至设备自身的邻居节点。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述网络的拓扑变化为节点设备状态变化时，

所述协议报文发送模块，还用于在设备自身完成收敛处理后，将所述LSP报文通过正常通道发送至设备自身的邻居节点；

所述协议报文接收模块，还用于根据接收到的LSP报文的报文序列号来确定是否通过协议报文发送模块向设备自身所在的快速通道上的设备进行转发。