CN103166847B - 保证优雅重启的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保证优雅重启的方法，应用在分布式网络设备上，所述网络设备包括主控卡和至少一个线卡，包括以下步骤：A.主控卡上运行的路由协议定期产生发送给邻居设备的优雅重启报文，通过主控卡上的优雅重启代理模块发送到各个线卡上；B.各个线卡上的优雅重启代理模块接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文；C.各个线卡在接收到主控卡重启的通知时，线卡上的优雅重启代理模块将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。本发明还公开了一种保证优雅重启的设备。本发明可缩短优雅重启报文的发出时间。

Description

保证优雅重启的方法及设备

技术领域

本发明涉及分布式网络设备的优雅重启技术领域，尤其涉及保证优雅重启的方法及设备。

背景技术

路由交换网络设备在因特网互联中，承担着网络流量的转发和路由转发等重要工作。为了保证路由交换网络设备的高可靠性和转发性能，通常采用主控卡加分布式线卡技术。分布式线卡负责数据转发，可提高数据转发性能。主控卡负责管理整个系统，运行路由协议等。

优雅重启(GracefulRestart，简称GR)技术属于可靠性技术的一种，广泛运用在路由交换网络设备上，可在路由协议重启时保证数据正常转发，从而保证转发业务不中断。目前，比较常用的路由协议为动态路由协议，如开放式最短路径优先协议(OpenShortestPathFirst，简称OSPF)、中间系统到中间系统协议(IntermediateSystem-to-IntermediateSystem，简称IS-IS)等。当主控卡故障重启时，为了避免邻居设备出现路由震荡而导致转发业务中断，按照主控卡上路由协议的要求，路由协议需及时发送GR报文给所有邻居设备，让邻居设备知晓主控卡正在进行重启，使路由交换网络设备的邻居关系和路由在一定时间内保持稳定并维持一个比较长的保活时间。

现有技术中，如图4所示，主控卡上包含有路由协议模块，GR报文是由主控卡出现故障后重新启动完成、且路由协议正常运行后，才由主控卡的路由协议模块按照路由协议的要求产生，并直接发送给邻居设备的；

当主控卡重启过程以及路由协议投入运行的时间过长时，会导致GR报文发送时间过晚，邻居设备无法及时知晓主控卡正在进行重启，从而引起邻居设备出现路由震荡而造成转发业务中断的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种保证优雅重启的方法，可缩短优雅重启报文的发出时间。

本发明还提出一种保证优雅重启的设备，可缩短优雅重启报文的发出时间。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种保证优雅重启的方法，应用在分布式网络设备上，所述网络设备包括主控卡和至少一个线卡，包括以下步骤：

A.主控卡上运行的路由协议定期产生发送给邻居设备的优雅重启报文，通过主控卡上的优雅重启代理模块发送到各个线卡上；

B.各个线卡上的优雅重启代理模块接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文；

C.各个线卡在接收到主控卡重启的通知时，线卡上的优雅重启代理模块将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。

一种保证优雅重启的设备，包括：包含有至少一个路由协议模块的主控卡和至少一个线卡，所述主控卡还包括优雅重启代理模块，所述线卡还包括优雅重启代理模块，

所述主控卡的至少一个路由协议模块，用于定期产生发送给邻居设备的该路由协议的优雅重启报文；

所述主控卡中的优雅重启代理模块，用于将各个路由协议模块产生的优雅重启报文发送给各个线卡的优雅重启代理模块；

所述线卡中的优雅重启代理模块，用于接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文；并用于当所在线卡接收到主控卡重启的通知时，将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。

本发明的有益效果为，通过在主控卡上运行优雅重启代理模块，将优雅重启报文定期发送给线卡，在主控卡出现故障重启时，由线卡代替主控卡直接向邻居设备发送优雅重启报文，可缩短优雅重启报文的发出时间，提高分布式网络设备的优雅重启的成功率，可在路由协议重启时保证数据正常转发，从而保证转发业务不中断。

附图说明

图1为本发明实施例的设备结构图；

图2为本发明实施例的方法流程图；

图3为本发明实施例的代理ID结构示意图；

图4为现有技术中优雅重启报文发送的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。

本发明中，在主控卡正常运行情况下，由主控卡定期将路由协议产生的、需向所有邻居设备发送的优雅重启报文下发到线卡上，主控卡出现故障需要重启时，由线卡向邻居设备发送优雅重启报文。分布式网络设备中主控卡重启时，线卡无需等待主控卡启动并运行路由协议，线卡直接发送优雅重启报文给邻居设备，缩短了优雅重启报文的发出时间，能够提高分布式网络设备优雅重启的成功率。

现有技术中主控卡上的路由协议只会在主控卡故障重启后才产生优雅重启报文并直接发送给邻居设备，本发明中主控卡上的路由协议则是在出现故障重启之前，就将要发送给邻居设备的优雅重启报文提前定期生成，发给线卡，由线卡发送优雅重启报文给邻居设备。

本发明实施例的设备结构如图1所示，一种保证优雅重启的设备，包括：包含有至少一个路由协议模块的主控卡和至少一个线卡，所述主控卡还包括优雅重启代理模块，所述线卡还包括优雅重启代理模块，

所述主控卡的至少一个路由协议模块，用于定期产生发送给邻居设备的该路由协议的优雅重启报文；

所述主控卡中的优雅重启代理模块，用于将各个路由协议模块产生的优雅重启报文发送给各个线卡的优雅重启代理模块；

所述线卡中的优雅重启代理模块，用于接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文；并用于当所在线卡接收到主控卡重启的通知时，将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。

作为较佳实施例，所述主控卡中的优雅重启代理模块包括：

代理ID生成单元，用于接收主控卡上任一路由协议模块为运行该路由协议的所有接口申请分配代理ID的请求，并返回所分配的代理ID给对应的路由协议模块；所述申请分配代理ID的请求中包括了运行该路由协议的接口ID；

报文转发单元，用于将主控卡中的任一路由协议模块定期产生的优雅重启报文，发送到所述线卡的优雅重启代理模块；和优雅重启报文同时发送的还有对应发送接口的代理ID和接口ID。

所述线卡中的优雅重启代理模块用于，定期接收主控卡的优雅重启代理模块发送的发送接口对应的代理ID、接口ID和优雅重启报文；

对于接收到的任一代理ID，检测其是否已存在，

若不存在，则为所述代理ID分配一存储空间，将与所述代理ID对应的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID存储于所述存储空间中；

若已存在，则更新所述代理ID对应存储空间中的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID。

当接收到主控卡发送的故障重启通知时，线卡中的优雅重启代理模块将各个存储空间中存储的优雅重启报文通过对应接口ID的发送接口发送给邻居设备。

较佳地，所述报文转发单元用于利用远程过程调用RPC提供的函数接口，将所述每一个发送接口对应的接口ID、代理ID和优雅重启报文发送至线卡中的优雅重启代理模块。不占用数据业务传输通道，可提高发送效率。也可采用其它通信机制发送信息。

本发明中，由主控卡优雅重启代理模块中的报文转发单元发送每一个发送接口对应的接口ID、代理ID、优雅重启报文，而不是由主控卡路由协议模块直接发送，是为了对路由协议起屏蔽的作用，即如果设备间发送信息的通信机制发生变化，只需改变主控卡的优雅重启代理模块即可，无需修改路由协议模块。

本发明中，设置代理ID是为了将发送接口的接口ID、优雅重启报文作为一个整体对象，一个代理ID标识一个所述的整体对象，便于在线卡上更新优雅重启报文及其发送接口的接口ID。

作为较佳实施例，所述代理ID可由代理ID生成单元根据路由协议的申请生成，如主控卡上共运行M个路由协议，每个协议应用在N个接口上；则需要生成M×N个代理ID。所述代理ID格式包含有与路由协议标识一一对应的路由协议编号域、和接口使用序号域，路由协议编号域和接口使用序号域的数据长度被预先设定。

较佳地，代理ID中路由协议编号和接口使用序号可以根据实际需要进行编码。例如，若想表示更多的路由协议及接口使用序号，可采用二进制编码，代理ID的格式可如图3所示，高4位表示路由协议编号，用于区分不同的路由协议，一共可表示24种路由协议，低28位表示接口使用序号，一共可表示228种接口使用序号，接口使用序号的数量与接口的数量相同。也可以采用八进制、十进制、十六进制等各种编码方式。

所述路由协议编号与路由协议标识一一对应，例如，分布式网络设备上运行的路由协议有开放式最短路径优先协议OSPF、中间系统到中间系统的路由选择协议IS-IS这两种路由协议，则可预先将OSPF协议编号设为0，将IS-IS协议编号设为1。

所述按照接口使用顺序分配代理ID，例如，现有3个接口A、B、C，首先在接口A上运行路由协议X，则接口A的使用序号设为1，接着在接口C上运行路由协议X，接口C的使用序号设为2，最后才在接口B上运行路由协议X，接口B的使用序号设为3。

较佳地，所述主控卡中路由协议模块还用于，在任一路由协议停止在任一接口上的运行时，向代理ID生成单元发送代理ID取消请求；

所述代理ID生成单元进一步用于，在接收到路由协议模块发送的代理ID取消请求后，取消所述代理ID中接口使用序号与所述发送接口的接口ID之间的对应关系。

例如，上述例子中3个接口A、B、C，路由协议X先后应用在接口A、C、B上，后来路由协议X取消在接口A、C上的应用，此时，接口使用序号1、2不再与接口A、C的接口ID有对应关系，当路由协议X又再次运行在接口C时，可将接口使用序号1分配给此次接口C的接口ID。对于路由协议Y，也是如此。

较佳地，路由协议模块，所述定期产生发送给邻居设备的该路由协议的优雅重启报文的时间周期可按实际需要预先设定，例如，可每隔3个HELLO周期，生成一次优雅重启报文。

每一个发送接口的优雅重启报文与接口ID、及当前运行于该接口的路由协议是一一对应的，因为分布式网络设备会发送多种优雅重启报文，不同的路由协议，生成的优雅重启报文不同；同一个路由协议，运行在不同的接口上，每个接口上发送的优雅重启报文也可能不同，例如：报文的源MAC地址不相同。

线卡的优雅重启代理模块中，所述检测代理ID是否已存在：代理ID由路由协议编号和接口使用序号构成，代理ID实际上就是一个数字，只需比较接收到的代理ID的数字是否与已存在的数字相同即可。若有相同的数字，说明代理ID已存在，若找不到相同的数字，说明代理ID不存在。

所述更新所述代理ID对应存储空间中的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID，即各分布式线卡本地存储主控卡上优雅重启代理模块发送的最新的优雅重启报文，以保证优雅重启报文的有效性。

当主控卡出现故障重启时，主控卡会通知各分布式线卡。各分布式线卡获取到主控卡重启事件后，立即遍历本地保存的代理ID，提取代理ID对应存储空间中的优雅重启报文及对应的发送接口ID，将优雅重启报文在所述接口ID对应的发送接口上发送至该网络设备的邻居设备，以通知邻居设备主控卡当前正在重启。

相对于现有技术中由路由协议模块在故障重启完成后才发送优雅重启报文至邻居设备，本发明在故障重启发生时就通过线卡发送优雅重启报文至邻居设备，可缩短优雅重启报文的发出时间。优雅重启报文中携带了配置的恢复正常状态所需要的时间，利用这个时间，OSPF、IS-IS等路由协议就可以完成切换后的必要的初始化工作，恢复正常状态。在路由协议重启后，邻居设备还协助其进行信息(包括支持优雅重启的相关协议所维护的各种拓扑、路由和会话信息)同步，在尽量短的时间内恢复到重启前的正常状态。通过利用优雅重启技术，在路由协议重启过程中不会产生路由震荡，报文转发路径也没有任何变化，整个系统可以实现转发业务的不间断运行。

较佳地，当主控卡的报文转发单元利用RPC提供的函数接口，将每一个发送接口对应的代理ID、优雅重启报文、接口ID转发至线卡的优雅重启代理模块时，线卡的优雅重启代理模块，利用RPC提供的函数接口接收所述代理ID生成单元发送的信息。

较佳地，为保证优雅重启报文发送的可靠性，所述线卡的优雅重启代理模块将每一个发送给邻居设备的优雅重启报文，可按照预设的时间间隔多次发送。例如，可以将每个优雅重启报文发送3次，每次间隔10秒。

本发明实施例的方法流程如图2所示，一种分布式网络设备中保证优雅重启的方法，包括以下步骤：

步骤201：主控卡上运行的路由协议定期产生发送给邻居设备的优雅重启报文，通过主控卡上的优雅重启代理模块发送到各个线卡上。

较佳地，主控卡上的优雅重启代理模块，将优雅重启报文通过远程过程调用RPC提供的函数接口发送到各个线卡上。

步骤202：各个线卡上的优雅重启代理模块接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文。

步骤203：各个线卡在接收到主控卡重启的通知时，线卡上的优雅重启代理模块将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。

较佳地，所述线卡上的优雅重启代理模块将每一个发送给邻居设备的优雅重启报文，按照预设的时间间隔多次发送。

作为较佳实施例，步骤201中，所述主控卡的优雅重启代理模块发送优雅重启报文到各个线卡的同时，还发送了以下信息到各个线卡，包括，

发送优雅重启报文的接口的接口ID，以及该接口运行的路由协议为该接口向优雅重启代理模块申请的代理ID；

步骤202中，所述线卡中的优雅重启代理模块定期接收主控卡的优雅重启代理模块发送的发送接口对应的代理ID、接口ID和优雅重启报文；

对于接收到的任一代理ID，检测其是否已存在，

若不存在，则为所述代理ID分配一存储空间，将与所述代理ID对应的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID存储于所述存储空间中；

若已存在，则更新所述代理ID对应存储空间中的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID。

步骤203中，线卡上的优雅重启代理模块将本地保存的最新的优雅重启报文，通过该优雅重启报文对应的接口ID对应的发送接口发送至所述邻居设备。

本发明提供的保证优雅重启的方法及设备，能够在主控卡正常工作时，定期通过主控卡将优雅重启报文发送到各分布式线卡上。当主控卡故障重启时，各分布式线卡无需等待主控卡重启完成且路由协议运行，直接将备份的优雅重启报文发送给邻居设备，缩短了优雅重启报文发送的间隔时间，提高了优雅重启的成功率。

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)

1.一种保证优雅重启的方法，应用在分布式网络设备上，所述网络设备包括主控卡和至少一个线卡，其特征在于，包括以下步骤：

A.主控卡上运行的路由协议定期产生发送给邻居设备的优雅重启报文，通过主控卡上的优雅重启代理模块发送到各个线卡上；

B.各个线卡上的优雅重启代理模块接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文；

C.各个线卡在接收到主控卡重启的通知时，线卡上的优雅重启代理模块将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，主控卡上的优雅重启代理模块，将优雅重启报文通过远程过程调用RPC提供的函数接口发送到各个线卡上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述主控卡的优雅重启代理模块发送优雅重启报文到各个线卡的同时，还发送了以下信息到各个线卡，包括，

发送优雅重启报文的接口的接口ID，以及该接口运行的路由协议为该接口向优雅重启代理模块申请的代理ID。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B，包括：

所述线卡中的优雅重启代理模块定期接收主控卡的优雅重启代理模块发送的发送接口对应的代理ID、接口ID和优雅重启报文；

对于接收到的任一代理ID，检测其是否已存在，

若不存在，则为所述代理ID分配一存储空间，将与所述代理ID对应的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID存储于所述存储空间中；

若已存在，则更新所述代理ID对应存储空间中的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤C中，线卡上的优雅重启代理模块将本地保存的最新的优雅重启报文，通过该优雅重启报文对应的接口ID对应的发送接口发送至所述邻居设备。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，所述线卡上的优雅重启代理模块将每一个发送给邻居设备的优雅重启报文，按照预设的时间间隔多次发送。

7.一种保证优雅重启的设备，包括：包含有至少一个路由协议模块的主控卡和至少一个线卡，其特征在于，所述主控卡还包括优雅重启代理模块，所述线卡还包括优雅重启代理模块，

所述主控卡的至少一个路由协议模块，用于定期产生发送给邻居设备的该路由协议的优雅重启报文；

所述主控卡中的优雅重启代理模块，用于将各个路由协议模块产生的优雅重启报文发送给各个线卡的优雅重启代理模块；

所述线卡中的优雅重启代理模块，用于接收来自主控卡的优雅重启报文，并在本地保存当前最新的优雅重启报文；并用于当所在线卡接收到主控卡重启的通知时，将本地保存的最新的优雅重启报文发送至所述邻居设备。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述主控卡中的优雅重启代理模块包括：

代理ID生成单元，用于接收主控卡上任一路由协议模块为运行该路由协议的所有接口申请分配代理ID的请求，并返回所分配的代理ID给对应的路由协议模块；所述申请分配代理ID的请求中包括了运行该路由协议的接口ID；

报文转发单元，用于将主控卡中的任一路由协议模块定期产生的优雅重启报文，发送到所述线卡的优雅重启代理模块；和优雅重启报文同时发送的还有对应发送接口的代理ID和接口ID。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，包括：所述线卡中的优雅重启代理模块用于，定期接收主控卡的优雅重启代理模块发送的发送接口对应的代理ID、接口ID和优雅重启报文；

对于接收到的任一代理ID，检测其是否已存在，

若不存在，则为所述代理ID分配一存储空间，将与所述代理ID对应的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID存储于所述存储空间中；

若已存在，则更新所述代理ID对应存储空间中的优雅重启报文和所述发送接口的接口ID。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述报文转发单元用于利用远程过程调用RPC提供的函数接口，将每一个发送接口对应的接口ID、代理ID和优雅重启报文发送至线卡中的优雅重启代理模块。