CN103684831B - L2tp网络的保护方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种L2TP网络的保护方法、装置及系统，其中，该方法包括：第一LAC设备和/或第二LAC设备确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；第一LAC设备通过第二LAC设备转发上述用户设备的流量。通过本发明，在确保第一LAC设备的下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，实现了第一LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户设备不发生L2TP隧道切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。

Description

L2TP网络的保护方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种L2TP网络的保护方法、装置及系统。
背景技术
在虚拟专用网络（VPN，Virtual Private Network）中，现有使用的故障排除技术，主要过程如下：首先进行用户备份，使接入点（AN，Access Node）采用双上行接入双服务节点（SN，Service Node），其中，一台SN是主用设备，另一台SN是备用设备，主用SN的接入端口和备用SN的备份端口一一对应，主备SN采用虚拟路由器冗余协议（VRRP，Virtual RouterRedundancy Protocol）和双向转发检测（BFD，Bidirectional Forwarding Detection）技术来切换状态。主用SN把接入的用户信息同步到备用SN，备用SN收到主用SN传递的用户信息时，备用SN马上将该用户信息以用户表的方式下发到接口模块。当主用SN接入端口下接入用户的链路故障或主用SN整机故障时，备用SN切换成主用SN，用户流量切换到备用SN，并通过备用SN转发。
二层隧道协议（L2TP，Layer 2Tunneling Protocol）技术是一种使用十分广泛的虚拟专用网络技术，L2TP用户首先通过接入网络连接到L2TP访问集中器（LAC，L2TP AccessConcentrator）设备，再通过下层网络的L2TP隧道连接到远端的L2TP网络服务器（LNS，L2TPNetwork Server）设备上。其中，LAC和LNS都具有用户管理功能，LNS集中管理一个VPN对应的所有L2TP用户，L2TP隧道在LAC与LNS之间，经过下层网络设备。
在L2TP网络中，L2TP用户发出上行用户流量后，经由LAC转发，通过L2TP隧道经上层网络传送到LNS；用户下行流量经由LNS转发，通过L2TP隧道传送到LAC，LAC再将下行用户流量传送到L2TP用户。在LNS发生故障或LNS所在链路发生故障时，当前的L2TP会话就会终止，L2TP用户需要重新发起L2TP会话。
L2TP用户中包括企业网用户、重要的专线用户等对运营商来说优先级较高的用户，为了保障L2TP用户的实时在线、提升L2TP用户的服务质量，当前的L2TP网络保护方案中包括了对于LAC、LNS两种设备出现故障时的保护方案。
图1是根据相关技术的LAC设备的保护方案的示意图，如图1所示，对于LAC设备的保护方案，包括两台互为主备的LAC设备，当其中一台设备的上行链路、下行链路或LAC设备本身发生故障时，实现主备LAC设备的切换，L2TP隧道和会话以及用户与LAC设备间的所有以太网上的PPP（PPPoE，PPP over Ethernet）会话都从当前主用设备切换到其备用设备上。除可以包含上述的主用LAC设备和备用LAC设备外，还包含L2TP网络的LNS设备、上层网络设备和下层网络设备。其中，LNS设备用于管理当前在线的L2TP用户，LNS设备经过上层网络设备和LAC设备向L2TP用户发送下行流量，下层网络设备位于LAC与用户之间，用于在LAC设备与用户之间传输流量。
上述方法虽然能够实现L2TP用户的实时备份，但也存在一定的缺陷。例如，现网中在LAC设备上往往多个下行链路中的用户在上行网络中采用同一个L2TP隧道承载，如图2所示，当一个下行链路发生故障时，将导致该下行链路中的用户及其所在的L2TP隧道切换到另一台LAC设备上，而尽管此时其它下行链路并未发生故障，采用同一隧道的其它下行链路下的用户也必须随之切换、增加了LAC下行网络的不稳定因素，同时L2TP隧道的切换也带来了上行网络的不稳定。
发明内容
针对相关技术中的L2TP网络保护技术在LAC下行链路故障时，强制切换L2TP隧道及其它下行链路，导致LAC上下行链路不稳定的问题，本发明提供了一种L2TP网络的保护方法、装置及系统，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种二层隧道协议L2TP网络的保护方法，包括：第一访问集中器LAC设备和/或第二LAC设备确定所述第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量。
优选地，上述方法还包括：在所述用户设备的链路恢复正常的情况下，所述第一LAC设备直接转发所述用户设备的流量。
优选地，所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发用户设备的流量，包括：所述第一LAC设备利用与所述第二LAC设备之间的消息通道或通信隧道通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量，其中，所述消息通道或所述通信隧道是在出现所述故障之前建立的，或者在出现所述故障时建立的；或者所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间转发所述用户设备的原始报文。
优选地，所述方法还包括：所述第一LAC设备向所述第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
优选地，第一LAC设备确定所述第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，包括：所述第一LAC设备在检测到所述第一LAC设备与所述用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定所述用户设备的链路出现故障；所述第一LAC设备在未检测到所述第一LAC设备与LNS之间的网络连通性出现故障，且所述L2TP隧道的控制信令未出现故障时，确定所述L2TP隧道未出现故障。
优选地，所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量之前，还包括：所述第一LAC设备确定所述第二LAC设备未出现故障。
优选地，第二LAC设备确定所述第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，包括：所述第二LAC设备获取到所述第一LAC设备与所述用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定所述用户设备的链路出现故障；
所述第二LAC设备在未收到第一LAC设备发送的L2TP隧道故障信息时，确定所述L2TP隧道未出现故障。
优选地，所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量之前，还包括：所述第二LAC设备确定所述第一LAC设备未出现故障。
优选地，所述方法还包括：所述第一LAC设备检测所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间的网络连通性；在所述网络连通性出现故障的情况下，所述第一LAC设备与所述第二LAC设备进行故障链路下用户设备的主备状态切换。
根据本发明的另一个方面，提供了一种二层隧道协议L2TP网络的保护装置，位于第一访问集中器LAC设备，包括：确定模块，用于确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；转发模块，用于通过第二LAC设备转发所述用户设备的流量。
优选地，所述转发模块，还用于在所述用户设备的链路恢复正常的情况下，直接转发所述用户设备的流量。
优选地，所述转发模块，用于利用所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间的消息通道或通信隧道通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量，其中，所述消息通道或所述通信隧道是在出现所述故障之前建立的，或者在出现所述故障时建立的；或者用于与所述第二LAC设备之间转发所述用户设备的原始报文。
优选地，上述装置还包括：第一发送模块，用于向所述第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
优选地，所述确定模块，包括：第一确定单元，用于在检测到所述第一LAC设备与所述用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定所述用户设备的链路出现故障；第二确定单元，用于在未检测到所述第一LAC设备与LNS之间的网络连通性出现故障，且所述L2TP隧道的控制信令未出现故障时，确定所述L2TP隧道未出现故障。
优选地于，所述装置还包括：检测模块，用于检测所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间的网络连通性；切换模块，用于在所述网络连通性出现故障的情况下，与所述第二LAC设备进行故障链路下所述用户设备的主备状态切换。
根据本发明的有一个方面，提供了一种二层隧道协议L2TP网络的保护系统，包括：第一访问集中器LAC设备，用于确定所述第一LAC设备与用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，向第二LAC设备发送所述用户设备的下行数据，以及接收所述第二LAC设备发送的所述用户设备的上行数据，并向L2TP网络服务器LNS设备发送所述上行数据；所述第二LAC设备，用于接收所述第一LAC设备发送的所述下行数据，并向所述用户设备转发所述下行数据，以及接收所述用户设备发送的所述上行数据，并向所述第一LAC设备转发所述上行数据。
优选地，所述第一LAC设备，还用于检测所述第一LAC设备与所第二LAC设备之间的网络连通性，并在所述网络连通性出现故障的情况下，与所述第二LAC设备进行故障链路下所述用户设备的主备状态切换。
优选地，所述第一LAC设备，还用于向所述第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
通过本发明，第一LAC设备和/或第二LAC设备确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，第一LAC设备通过第二LAC设备转发该用户设备的流量，在确保第一LAC设备的下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，实现了第一LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户设备不发生L2TP隧道切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的LAC设备的保护方案的示意图；
图2是根据相关技术的L2TP隧道的切换方案的示意图；
图3是根据本发明实施例一的L2TP网络的保护系统的示意图；
图4是根据本发明实施例一的L2TP网络的保护装置的结构框图；
图5是根据本发明实施例一优选的确定模块的结构框图；
图6是根据本发明实施例一优选的L2TP网络的保护装置的结构框图一；
图7是根据本发明实施例一优选的L2TP网络的保护装置的结构框图二；
图8是根据本发明实施例一优选的L2TP网络的保护装置的结构框图三；
图9是根据本发明实施例一的L2TP网络的保护方法的流程图；
图10是根据本发明实施例二的L2TP网络的保护系统的示意图；
图11是根据本发明实施例二的L2TP网络的保护方法的流程图；
图12是根据本发明实施例二的连通性检测机制的示意图；
图13是根据本发明实施例三的L2TP网络的保护方法的流程图；
图14是根据本发明实施例四的L2TP网络的保护方法的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明实施例，提供了一种L2TP网络的保护方法、装置及系统，以至少解决现有的L2TP网络保护技术在LAC侧用户下行链路故障时强制切换L2TP隧道及其它下行链路的问题，在确保第一LAC设备1的下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，实现第一LAC设备1上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户设备不发生L2TP隧道切换和链路切换，更好的实现L2TP网络中的故障保护。
实施例一
根据本发明实施例，提供了一种L2TP网络的保护系统，以至少解决现有的L2TP网络保护技术的上述问题。
图3是根据本发明实施例一的L2TP网络的保护系统的示意图，如图3所示，该系统主要包括：第一LAC设备1和第二LAC设备2。其中，第一LAC设备1，用于确定第一LAC设备与用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，并向第二LAC设备2发送该用户设备的下行数据，以及接收第二LAC设备2发送的上述用户设备的上行数据；第二LAC设备2，用于接收第一LAC设备1发送的下行数据，并向用户设备转发用户设备的下行数据，以及接收用户设备发送的上行数据，并向第一LAC设备1转发该上行数据。
通过本发明实施例，在确保第一LAC设备1的下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，实现了第一LAC设备1上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户设备不发生L2TP隧道切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
在本发明实施例的一个实施方式中，第一LAC设备1，还用于检测第一LAC设备1与第二LAC设备2之间的网络连通性，并在网络连通性出现故障的情况下，与第二LAC设备2进行主备状态切换。
在本发明实施例的另一个实施方式中，第一LAC设备1，还用于向第二LAC设备2发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。在实际应用中，第一LAC设备1可以周期性的向第二LAC设备2同步上述信息，也可以在满足一定的触发条件时向第二LAC设备2发送上述信息，例如，在发现用户设备上线或下线时，向第二LAC设备2发送上述信息。
在本发明实施例的又一个实施方式中，第一LAC设备1，还可以用于在确定用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障时，向第二LAC设备2发送该用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
在本发明实施例中，第二LAC设备2，还可以用于在获取到第一LAC设备1与用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定该用户设备的链路出现故障，以及在未收到第一LAC设备1发送的L2TP隧道故障信息时，确定L2TP隧道未出现故障。第二LAC设备2可以在确定第一LAC设备1与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障后，进行故障链路下该用户设备的主备状态切换，将该用户设备切换到第二LAC设备2上。
在本发明实施例中，第一LAC设备1是主用LAC设备，第二LAC设备2是备用LAC设备；或者，第一LAC设备1是备用LAC设备，第二LAC设备2是主用LAC设备。优选地，在本发明实施例中，可以包括一个或多个第一LAC设备1以及一个或多个第二LAC设备2。
根据本发明实施例，还提供了一种优选的L2TP网络的保护装置，位于第一LAC设备或第二LAC设备，用以至少解决现有的L2TP网络保护技术的上述问题。
图4是根据本发明实施例一的L2TP网络的保护装置的结构框图，如图4所示，该装置主要包括：确定模块10和转发模块20。其中，确定模块10，用于确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；转发模块20，与确定模块10相耦合，用于通过第二LAC设备转发上述用户设备的流量。
通过本发明实施例，确定模块10确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，转发模块20通过第二LAC设备转发上述用户设备的流量，在确保第一LAC设备的下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，实现了第一LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户设备不发生L2TP隧道切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
图5是根据本发明实施例一优选的确定模块的结构框图，如图5所示，确定模块10可以包括：第一确定单元102，用于在检测到第一LAC设备与用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定用户设备的链路出现故障；第二确定单元104，与第一确定单元102相耦合，用于在未检测到第一LAC设备与LNS之间的网络连通性出现故障，且L2TP隧道的控制信令未出现故障时，确定L2TP隧道未出现故障。通过本优选实施方式，实现了检测L2TP网络中各个设备之间的连通性，即时对L2TP网络保护，提高了L2TP网络业务的可靠性。
在本发明实施例中，转发模块20，用于接收LNS设备发送给用户设备的下行数据，并接收到的下行数据发送至第二LAC设备，由第二LAC设备将用户设备的下行数据转发至用户设备，以及用于接收第二LAC设备发送的用户设备的上行数据，将接收到的上行数据发送至LNS设备。
在本发明实施例的一个优选实施方式中，转发模块20，还用于在用户设备的链路恢复正常的情况下，直接转发该用户设备的流量。具体地，转发模块20用于接收用户设备发送的上行数据，将接收到的上行数据通过L2TP隧道传输至LNS设备，以及用于接收LNS设备发送给用户设备的下行数据，将接收到的下行数据发送至用户设备。通过本优选实施方式，实现了在用户设备的链路恢复正常时，将用户设备重新切换到第一LAC设备。
在本发明实施例中，转发模块20，可以用于利用第一LAC设备与第二LAC设备之间的消息通道或通信隧道通过第二LAC设备转发上述用户设备的流量，其中，该消息通道或通信隧道可以是在出现故障之前建立的，也可以是在出现故障时建立的。具体的，上述消息通道可以是TCP连接。或者，转发模块20，还用于与第二LAC设备之间转发用户设备的原始报文，而不通过隧道封装。
图6是根据本发明实施例一优选的L2TP网络的保护装置的结构框图一，如图6所示，该装置还可以包括：检测模块30，与转发模块20相耦合，用于检测第一LAC设备与第二LAC设备之间的网络连通性；切换模块40，用于在网络连通性出现故障的情况下，与第二LAC设备进行主备状态切换。通过本优选实施方式，检测第一LAC设备与第二LAC设备之间的网络连通性，在第一LAC设备与第二LAC设备的网络连通性出现故障时，第一LAC设备与第二LAC设备进行主备状态切换，将第一LAC设备上的全部用户设备切换到第二LAC设备上，并将l2TP隧道切换到第二LAC设备上，从而保证了L2TP网络的稳定性。
在本发明实施例中，检测模块30，还可以用于检测第一LAC设备与LNS设备的网络连通性，以及检测第一LAC设备与用户设备的网络连通性。
在实际应用中，检测模块30所使用的网络连通性检测机制可以是双向转发检测机制，或以太网操作维护管理机制等。切换模块20可以通过运行主备状态协商机制与第二LAC设备进行主备状态切换，例如，虚拟路由器冗余协议或机架间通讯协议等。
图7是根据本发明实施例一优选的L2TP网络的保护装置的结构框图二，如图7所示，该装置还可以包括：第一发送模块50，用于向第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。通过本优选实施方式，向第二LAC设备发送的信息不仅包括当前在线的用户设备的信息，还包括当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，使得第一LAC设备通过第二LAC设备与用户设备进行通信时，无需进行L2TP隧道切换和L2TP会话切换。
图8是根据本发明实施例一优选的L2TP网络的保护装置的结构框图三，如图8所示，该装置还可以包括：第二发送模块60，与确定模块10相耦合，用于在确定用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障时，向第二LAC设备发送用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。通过本优选实施方式，将出现故障的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息发送至第二LAC设备，使得第二LAC设备知晓出现故障的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，无需进行L2TP隧道切换和L2TP会话切换，降低了L2TP网络保护的复杂性。
根据本发明实施例，还提供了一种L2TP网络的保护方法，用以在本发明实施例提供的上述系统或装置中实现L2TP网络的保护。
图9是根据本发明实施例一的L2TP网络的保护方法的流程图，如图9所示，该方法主要包括步骤S902至步骤S904：
步骤S902，第一LAC设备和/或第二LAC设备确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；
步骤S904，第一LAC设备通过第二LAC设备转发上述用户设备的流量。
通过本发明实施例，第一LAC设备和/或第二LAC设备确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障时，通过第二LAC设备与上述用户设备进行通信，在确保第一LAC设备的下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，实现了第一LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户设备不发生L2TP隧道切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
在本发明实施例中，确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障时，可以是第一LAC设备在检测到第一LAC设备与用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定用户设备的链路出现故障；第一LAC设备在未检测到第一LAC设备与LNS之间的网络连通性出现故障，且L2TP隧道的控制信令未出现故障时，确定L2TP隧道未出现故障。通过本优选实施方式，实现了检测L2TP网络中各个设备之间的连通性，即时对L2TP网络保护，提高了L2TP网络业务的可靠性。
优选地，第一LAC设备通过第二LAC设备转发用户设备的流量之前，第一LAC设备还可以确定第二LAC设备未出现故障，例如，通过第一LAC设备与第二LAC设备之间的消息通道确定第二LAC设备未出现故障。
在本发明实施例的一个实施方式中，第二LAC设备确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，可以是第二LAC设备获取到第一LAC设备与用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定用户设备的链路出现故障；第二LAC设备在未收到第一LAC设备发送的L2TP隧道故障信息时，确定L2TP隧道未出现故障。
优选地，第一LAC设备通过第二LAC设备转发所述用户设备的流量之前，还包括：第二LAC设备确定第一LAC设备未出现故障，例如，通过第二LAC设备与第一LAC设备之间的消息通道确定第二LAC设备未出现故障。
在本发明实施例中，第一LAC设备通过第二LAC设备转发用户设备的流量可以包括：第一LAC设备接收LNS设备发送给用户设备的下行数据，并接收到的下行数据发送至第二LAC设备，由第二LAC设备将用户设备的下行数据转发至用户设备，同时，第一LAC设备接收第二LAC设备发送的用户设备的上行数据，将接收到的上行数据发送至LNS设备。
在本发明实施例的一个优选实施方式中，上述方法还可以包括：在用户设备的链路恢复正常的情况下，第一LAC设备直接与用户设备进行通信。具体地，第一LAC设备可以接收用户设备发送的上行数据，将接收到的上行数据通过L2TP隧道传输至LNS设备，以及用于接收LNS设备发送给用户设备的下行数据，将接收到的下行数据发送至用户设备。通过本优选实施方式，实现了在用户设备的链路恢复正常时，将用户设备重新切换到第一LAC设备。
在本发明实施例的另一个优选实施方式中，第一LAC设备可以利用第一LAC设备与第二LAC设备之间的消息通道或通信隧道通过第二LAC设备与用户设备进行通信，其中，该消息通道或通信隧道可以是在出现故障之前建立的，也可以是在出现故障时建立的。具体的，上述消息通道可以是传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）连接。
第一LAC设备还可以检测第一LAC设备与第二LAC设备之间的网络连通性；在网络连通性出现故障的情况下，第一LAC设备可以与第二LAC设备进行主备状态切换。通过本优选实施方式，检测第一LAC设备与第二LAC设备之间的网络连通性，在第一LAC设备与第二LAC设备的网络连通性出现故障时，第一LAC设备与第二LAC设备进行主备状态切换，将第一LAC设备上的全部用户设备切换到第二LAC设备上，并将l2TP隧道切换到第二LAC设备上，从而保证了L2TP网络的稳定性。
在本发明实施例中，第一LAC设备还可以检测第一LAC设备与LNS设备的网络连通性，以及检测第一LAC设备与用户设备的网络连通性。
在实际应用中，第一LAC设备所使用的网络连通性检测机制可以是双向转发检测机制，或以太网操作维护管理机制等。第一LAC设备可以通过运行主备状态协商机制与第二LAC设备进行主备状态切换，例如，虚拟路由器冗余协议或机架间通讯协议等。
进一步的，在本发明实施例的一个优选实施方式中，第一LAC设备确定用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障之前，还可以向二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。通过本优选实施方式，向第二LAC设备发送的信息不仅包括当前在线的用户设备的信息，还包括当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，使得第一LAC设备通过第二LAC设备与用户设备进行通信时，无需进行L2TP隧道切换和L2TP会话切换。
在实际应用中，第一LAC设备可以周期性的向第二LAC设备同步上述信息，也可以在满足一定的触发条件时向第二LAC设备发送上述信息，例如，在发现用户设备上线或下线时，向第二LAC设备发送上述信息。
在本发明实施例的另一个优选实施方式中，第一LAC设备确定用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障时，还可以向第二LAC设备发送该用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。通过本优选实施方式，将出现故障的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息发送至第二LAC设备，使得第二LAC设备知晓出现故障的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息，无需进行L2TP隧道切换和L2TP会话切换，降低了L2TP网络保护的复杂性。
实施例二
在本发明实施例中，以第一LAC设备为主用LAC设备、第二LAC设备为备用LAC设备为例，对本发明实施例的L2TP网络的保护方法和系统进行描述。
根据本发明实施例，提供了一种L2TP网络的保护系统，以至少克服相关技术中L2TP网络保护的缺陷。
图10是根据本发明实施例二的L2TP网络的保护系统的示意图，如图10所示，该系统包括：主用LAC设备和备用LAC设备。
主用LAC设备，用于在自身或自身所在链路故障时，与备用LAC设备进行主备状态切换。特别的，当主用LAC设备某一下行链路故障而该链路中的用户所在的L2TP隧道未发生故障时，保持隧道状态不变，将发生故障的链路中的用户状态变为备用、并将用户的下行流量发往备用LAC设备。
备用LAC设备，用于备份主用LAC上当前在线L2TP用户的信息、以及L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。特别的，当该备用LAC设备判断主用设备下行链路故障且该链路中用户所在的L2TP隧道未发生故障时，将用户状态变为主用、并将用户的上行流量发往主用LAC设备。
在本发明实施例中，上述系统可以包括一台或多台主用LAC设备，以及一台或多台备用LAC设备。主用LAC设备与备用LAC设备可以是一一对应、一多对应、多一对应、以及多多对应的关系。备用LAC设备备份主用LAC设备上在线L2TP用户信息的同时，还备份对应L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
在主用LAC设备某一下行链路故障且该链路中的用户所在的L2TP隧道未发生故障时，在主用LAC设备和备用LAC设备间进行用户上下行流量的转发，而不需要变更当前的L2TP隧道和L2TP会话，从而在确保主用LAC设备某一下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，在主用LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户不发生主备切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
根据本发明实施例，还提供了一种L2TP网络的保护方法，用以在本发明实施例提供的上述系统中实现L2TP网络的保护。
在本发明实施例中，主用设备下行链路故障且L2TP隧道未发生故障时，备用LAC设备将用户的上行流量发往主用LAC设备并通过主用L2TP隧道发往LNS设备，主用LAC设备将用户的下行流量发往备用LAC设备并通过备用LAC设备下行链路发往用户。
图11是根据本发明实施例二的L2TP网络的保护方法的流程图，如图11所示，该方法主要包括步骤S1102至步骤S1106：
步骤S1102，主用LAC设备确定下行链路故障且该链路中用户所在的L2TP隧道未发生故障；
步骤S1104，备用LAC设备将用户的上行流量发往主用LAC设备，并通过主用L2TP隧道发往LNS设备；
步骤S1106，主用LAC设备将用户的下行流量发往备用LAC设备，并通过备用LAC设备下行链路发往用户。
通过本发明实施例，备用LAC设备判断主用LAC设备下行链路故障且L2TP隧道未发生故障时，将用户的上行流量发往主用LAC设备，主用LAC设备将用户的下行流量发往备用LAC设备并最终发往用户，在确保主用LAC设备某一下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，使主用LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户不发生主备切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
主用LAC设备和备用LAC设备间发送用户流量时，可以通过预配置的隧道进行，也可以不进行隧道封装只发送IP报文。同时，主用LAC设备还可以在确定下行链路故障且该链路中用户所在的L2TP隧道未发生故障时，建立消息通道或通信隧道，通过建立的消息通道或通信隧道发送用户流量。
在本发明实施例中，备用LAC设备备份当前在线L2TP用户的信息、以及L2TP用户对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息的过程。优选地，可以在主用LAC设备与备用LAC设备之间预先建立消息通道，例如，上述消息通道可以是一个TCP连接，通过预先建立的消息通道，主用LAC设备将L2TP用户信息、以及L2TP用户对应的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到备用LAC设备。
在本发明实施例中，可以分别在主用LAC设备与备用LAC设备上运行连通性检测机制，如图12所示，检测主用LAC设备与备用LAC设备的网络连通性，主用LAC设备、备用LAC设备和下层网络设备的网络连通性，以及主用L2TP隧道的连通性，在主用LAC设备自身或主用LAC设备的网络连通性故障时，备用LAC设备与主用LAC设备之间运行主备状态协商机制，完成主备状态切换。优选地，连通性检测机制具体是双向转发检测机制或以太网操作维护管理机制。主备状态协商机制包括：虚拟路由器冗余协议或机架间通讯协议。
在本发明实施例的一个优选实施方式中，主用LAC设备还可以在检测到主用LAC设备下行链路的故障恢复后，通过主备状态协商机制，备用LAC设备与主用LAC设备进行用户主备状态切换，主用LAC设备将故障恢复链路中用户的状态变为主用，备用LAC设备将用户状态变为备用。
实施例三
在本发明实施例中，L2TP网络包括：LAC_1、LAC_2、LNS设备及上层网络和下层网络，其中，LAC_1与LAC_2之间以BFD协议进行链路状态检测，以VRRP进行LAC设备状态切换。
图13是根据本发明实施例三的L2TP网络的保护方法的流程图，如图13所示，该方法包括步骤S1302至步骤S1320。
步骤S1302，在LAC_1与LAC_2上分别进行主备关系配置。
具体地，在LAC_1与LAC_2之间运行VRRP协议，在LAC_1和LAC_2均配置各自的VRRP地址，并配置分别在LAC_1和LAC_2上配置优先级信息，其中，配置LAC_1的优先级大于LAC_2的优先级，从而配置LAC_1为主用状态，LAC_2为备用状态，并指定LAC_2为LAC_1的备用设备，LAC_1接收当前在线L2TP用户的上线请求并对所述L2TP用户的用户请求进行认证、授权和计费，并对所述L2TP用户的用户流量进行转发。
其中，LAC_1的VRRP地址可以是LAC_1的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，LAC_2的VRRP地址可以是LAC_2的路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址。
在配置VRRP地址时，可以配置LAC_1的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址与LAC_2的L2TP隧道专用业务板的虚拟地址相同。还可以在LAC_1上配置LAC_2为L2TP用户下行用户流量的备份下一跳；具体地，可以在LAC_1与LAC_2之间预先建立用于传输所述下行用户流量的直连链路或隧道，例如，可以在LAC_1与LAC_2之间预先建立一个通用路由封装协议（GRE，Generic Routing Encapsulation）隧道，该GRE隧道用于传输所述下行用户流量。
步骤S1304，LAC_2备份LAC_1上在线L2TP用户的信息、以及对应L2TP用户的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
具体地，在LAC_1与LAC_2之间建立一个TCP连接作为消息通道，建立消息通道后，LAC_1可以将自身当前保存的在线L2TP用户的信息、以及对应L2TP用户的L2TP隧道信息和L2TP会话信息发送到LAC_2并保存。
步骤S1306，分别在LAC_1与LAC_2上运行BFD协议，检测LAC_1与LAC_2之间、LAC_1与LNS之间、LAC_2与LNS之间、LAC_1与下层网络设备之间、以及LAC_2与下层网络设备之间的网络连通性。
具体地，在LAC_1和LAC_2上均配置LAC_1和LAC_2的BFD地址，其中，配置LAC_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置LAC_2的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，然后，LAC_1和LAC_2之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LAC_1与LAC_2之间的网络连通性。
在LAC_1和LNS上均配置LAC_1和LNS的BFD地址，其中，配置LAC_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置LNS的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，然后，LAC_1和LNS之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LAC_1与LNS之间的网络连通性。
在LAC_1和下层网络设备上均配置LAC_1和下层网络设备的BFD地址，其中，配置LAC_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置下层网络设备的BFD地址为环回地址或其它可达IP地址，然后，LAC_1和下层网络设备之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LAC_1与下层网络设备之间的网络连通性。
在LAC_2和LNS上均配置LAC_2和LNS的BFD地址，其中，配置LAC_1的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置LNS的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，然后，LAC_2和LNS之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LAC_2与LNS之间的网络连通性。
在LAC_2和下层网络设备上均配置LAC_2和下层网络设备的BFD地址，其中，配置LAC_2的BFD地址为其路由器标识或L2TP隧道专用业务板的虚拟地址，配置下层网络设备的BFD地址为环回地址或其它可达IP地址，然后，LAC_2和下层网络设备之间基于已配置的BFD地址运行BFD协议，交互检测报文，以检测LAC_2与下层网络设备之间的网络连通性。
步骤S1308，在检测到LAC_1与下层网络设备之间的链路故障、且LAC_1与LNS设备间没有发生故障、L2TP隧道状态正常时，LAC_1与LAC_2之间通过VRRP机制完成故障下行链路上的L2TP用户主备状态互换，在LAC_2上将用户切换为主用状态，LAC_1将用户切换为备用状态。
步骤S1310，LAC_2设备向下层网络设备发送GratuitousARP报文通告状态切换用户所在下行链路切换。
步骤S1312，LAC_2通过预配置的隧道将从下层网络设备上发送来的用户上行流量发送给LAC_1设备，同时，将从LAC_1设备通过预配置的隧道发送来的用户下行流量通过下行链路发往用户。
步骤S1314，LAC_1设备将从LAC_2设备发来的用户上流流量通过主用L2TP隧道发往LNS设备，同时，将从L2TP隧道发送来的用户下行流量通过预配置的隧道送给LAC_2设备。
步骤S1316，在LAC_1设备检测到LAC_1与LNS设备间的连通性故障时，LAC_1设备通知LAC_2设备进行隧道和用户主备状态切换，在LAC_2上将隧道及采用该隧道的所有L2TP用户切换为主用状态，LAC_1将上述隧道及采用该隧道的所有L2TP用户切换为备用状态。
步骤S1318，LAC_2设备向下层网络设备发送GrauitousARP报文通告所有状态切换用户所在下行链路切换，同时，向上层网络发送路由刷新消息、携带LAC_2已备份的L2TP隧道的LAC端地址信息，即LAC_1的地址信息。
步骤S1320，LAC_2通过L2TP隧道将从下层网络设备从发送来的用户上行流量发送给LNS设备，同时将从LNS设备通过L2TP隧道发送来的用户下行流量通过下行链路发往用户。
实施例四
在本发明实施例中，L2TP网络可以包括：LAC_1、LAC_2、LNS设备及上层网络和下层网络，其中，LAC_1与LAC_2之间以BFD协议进行链路状态检测，以VRRP进行LAC设备状态切换。
图14是根据本发明实施例四的L2TP网络的保护方法的流程图，如图14所示，该方法包括步骤S1402至步骤S1420。
步骤S1402至步骤S1414与实施例三中的步骤S1302至步骤S1314相似，在此不再赘述。
步骤S1416，在检测到LAC_1与下层网络设备之间的链路故障恢复、且LAC_1与LNS设备间没有发生故障、L2TP隧道状态正常时，LAC_1与LAC_2之间通过VRRP机制完成故障下行隧道上的L2TP用户主备状态互换，在LAC_1上将用户切换为主用状态，LAC_2将用户切换为备用状态。
步骤S1418，LAC_1设备向下层网络设备发送GrauitousARP报文通告状态切换用户所在下行链路切换。
步骤S1420，LAC_1通过L2TP隧道将从下层网络设备发送来的用户上行流量发送给LNS设备，同时，将从LNS设备通过L2TP隧道发送来的用户下行流量通过下行链路发往用户。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
备用LAC设备判断主用LAC设备下行链路故障且L2TP隧道未发生故障时，将用户的上行流量发往主用LAC设备，主用LAC设备将用户的下行流量发往备用LAC设备并最终发往用户，在确保主用LAC设备某一下行链路故障不影响L2TP用户的正常业务的基础上，使主用LAC设备上共享同一L2TP隧道的其它下行链路中的用户不发生主备切换和链路切换，同时LNS设备感知不到故障的发生和恢复，更好的实现了L2TP网络中的故障保护。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种二层隧道协议L2TP网络的保护方法，其特征在于，包括：
第一访问集中器LAC设备和/或第二LAC设备确定所述第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；
所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量；
所述方法还包括：所述第一LAC设备检测所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间的网络连通性；在所述网络连通性出现故障的情况下，所述第一LAC设备与所述第二LAC设备进行所述用户设备的主备状态切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述用户设备的链路恢复正常的情况下，所述第一LAC设备直接转发所述用户设备的流量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发用户设备的流量，包括：
所述第一LAC设备利用与所述第二LAC设备之间的消息通道或通信隧道通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量，其中，所述消息通道或所述通信隧道是在出现所述故障之前建立的，或者在出现所述故障时建立的；或者
所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间转发所述用户设备的原始报文。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述第一LAC设备向所述第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一LAC设备确定所述第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，包括：
所述第一LAC设备在检测到所述第一LAC设备与所述用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定所述用户设备的链路出现故障；
所述第一LAC设备在未检测到所述第一LAC设备与二层隧道协议网络服务器LNS之间的网络连通性出现故障，且所述L2TP隧道的控制信令未出现故障时，确定所述L2TP隧道未出现故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量之前，还包括：
所述第一LAC设备确定所述第二LAC设备未出现故障。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二LAC设备确定所述第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，包括：
所述第二LAC设备获取到所述第一LAC设备与所述用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定所述用户设备的链路出现故障；
所述第二LAC设备在未收到第一LAC设备发送的L2TP隧道故障信息时，确定所述L2TP隧道未出现故障。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一LAC设备通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量之前，还包括：
所述第二LAC设备确定所述第一LAC设备未出现故障。
9.一种二层隧道协议L2TP网络的保护装置，位于第一访问集中器LAC设备，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定第一LAC设备与用户设备间的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障；
转发模块，用于通过第二LAC设备转发所述用户设备的流量；
所述保护装置还包括：检测模块，用于检测所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间的网络连通性；切换模块，用于在所述网络连通性出现故障的情况下，与所述第二LAC设备进行所述用户设备的主备状态切换。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转发模块，还用于在所述用户设备的链路恢复正常的情况下，直接转发所述用户设备的流量。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转发模块，
用于利用所述第一LAC设备与所述第二LAC设备之间的消息通道或通信隧道通过所述第二LAC设备转发所述用户设备的流量，其中，所述消息通道或所述通信隧道是在出现所述故障之前建立的，或者在出现所述故障时建立的；或者
用于与所述第二LAC设备之间转发所述用户设备的原始报文。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
第一发送模块，用于向所述第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括：
第一确定单元，用于在检测到所述第一LAC设备与所述用户设备之间的网络连通性出现故障时，确定所述用户设备的链路出现故障；
第二确定单元，用于在未检测到所述第一LAC设备与二层隧道协议网络服务器LNS之间的网络连通性出现故障，且所述L2TP隧道的控制信令未出现故障时，确定所述L2TP隧道未出现故障。
14.一种二层隧道协议L2TP网络的保护系统，其特征在于，包括：
第一访问集中器LAC设备，用于确定所述第一LAC设备与用户设备的链路出现故障且L2TP隧道未出现故障，向第二LAC设备发送所述用户设备的下行数据，以及接收所述第二LAC设备发送的所述用户设备的上行数据，并向L2TP网络服务器LNS设备发送所述上行数据；
所述第二LAC设备，用于接收所述第一LAC设备发送的所述下行数据，并向所述用户设备转发所述下行数据，以及接收所述用户设备发送的所述上行数据，并向所述第一LAC设备转发所述上行数据；
其中，所述第一LAC设备，还用于检测所述第一LAC设备与所第二LAC设备之间的网络连通性，并在所述网络连通性出现故障的情况下，与所述第二LAC设备进行所述用户设备的主备状态切换。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一LAC设备，
还用于向所述第二LAC设备发送当前在线的用户设备的信息以及当前在线的用户设备对应的L2TP隧道的信息和L2TP会话的信息。
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