CN104081723A - 用于网络保护的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及网络保护方案。在一个实施例中，提供了一种用于网络保护的方法，包括以下步骤：检测网络中的切换指示符；将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于所述第一值；以及执行对转发数据库FDB的清除操作。

Description

用于网络保护的方法和装置
技术领域
本公开涉及网络保护，更具体地，涉及用于网络保护的方法和装置。
背景技术
除非此处另行说明，本节描述的方法不是本申请的权利要求的现有技术，并且不因包括在此节中而被承认为现有技术。
目前，通常在层2/层3以太网交换机中采用风暴保护，以避免未知的单播/多播/广播业务的洪泛(广播风暴)所导致的过多的带宽消耗。风暴保护分别以每个端口和/或虚拟局域网(VLAN)为基础施加针对未知的单播/多播/广播业务的上限。
然而，交换机的MAC学习速度不符合线路速率。以采用ERP的典型交换机(例如，ERICSSON SPO1400)为例，3k/s的MAC学习速度对于256k动态MAC高速缓存空间，如果涉及256k的MAC，则需要256/3＝85.3s。未知的单播业务将在未知单播上限内洪泛，因此大多数分组因风暴保护而被丢弃。即使保护切换发生在50ms以内，如果需要学习的有关MAC的数目有上千个，实际业务中断时间将达到数秒而非数毫秒，这是由于业务中断时间几乎接近于ERP切换时间加上MAC学习时间。在MPLS-TP网络保护和采用风暴保护的其他网络保护方法中将出现类似的问题。
发明内容
本公开提出了用于网络保护的方法和装置。
在本公开的一方面，提供了一种用于网络保护的方法，包括以下步骤：检测网络中的切换指示符；将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于所述第一值；以及执行对转发数据库FDB的清除操作。
备选地，所述方法还包括：当速率限制被设置为第二值时，启动定时器，其中，当定时器期满时，将速率限制设置回第一值。
备选地，定时器的持续时间可以基于需要学习的MAC的数目、MAC学习速度和保护切换时间来计算。
备选地，所述方法还包括：在将速率限制设置为第二值前，锁定对速率限制的设置禁止手动操作；以及在速率限制被设置回第一值后，解锁对速率限制的设置。
备选地，所述网络保护是以太网环保护ERP或多协议标签交换-传输简档MPLS-TP保护。
备选地，所述切换指示符是链路故障指示符、节点故障指示符、操作管理和维护OAM指示符、操作员命令或恢复事件。
备选地，第二值在50％-90％的范围中。
在本公开的另一方面，提出了一种用于网络保护的装置，包括：检测单元，被配置为检测网络中的切换指示符；设置单元，被配置为将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于所述第一值；以及清除单元，被配置为执行对转发数据库FDB的清除操作。
备选地，所述装置还包括：定时器，被配置为当速率限制被设置为第二值时启动，其中，所述设置单元还被配置为：当定时器期满时，将速率限制设置回第一值。
附图说明
通过以下结合附图关于本公开非限制实施例的详细描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优势将更加清楚，在附图中：
图1是示出了根据本发明实施例的用于网络保护的方法的流程图；
图2示意性地示出了ERP状态；
图3示意性地示出了根据本申请实施例的用于在以太网环中处理单个链路故障的方法的信令图；
图4示意性地示出了用于MPLS-TP1∶1线路保护的保护切换控制的逻辑架构；
图5示出了根据本申请实施例的用于在采用风暴保护的MPLS-TP1∶1线路保护中处理单个链路故障的方法的信令图；以及
图6是示出了根据本发明实施例的用于网络保护的装置的框图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的各种实施例，其中，相似的附图标记自始至终用于指代相似的元素。在以下描述中，为了说明的目的记载了多个具体细节，以提供对一个或更多个实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将显而易见的是：本公开的一些实施例可以在无需这些具体细节中一个或更多个细节的情况下实施或实现。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备，以便于描述实施例。
下面参照图1，图1是示出了根据本发明实施例的用于网络保护100的方法的流程图。方法100可由节点执行，该节点可以是采用风暴保护的网络中的任一节点。作为非限制示例，网络可以是基于分组的网络(如以太网或MPLS-TP网络)，并且网络保护可以是ERP或MPLS-TP保护，尤其是MPLS-TP线路保护。
在步骤S110中，节点检测网络中的切换指示符。作为非限制示例，切换指示符可以是链路故障指示符、节点故障指示符、操作管理和维护(OAM)指示符、操作员命令或恢复事件。
在步骤S120中，节点将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于第一值。一般地，第一值缺省通常是10％。作为非限制示例，第二值可以在50％-90％的范围中。
在步骤S130中，节点执行对FDB的清除操作。
应注意的是，上述方法不限于以上顺序，其可以采用各种其他顺序。例如，步骤S120可以在步骤S130之后、与步骤S130同时或在步骤S130期间执行。
作为非限制示例，方法100还可以包括：当速率限制被设置为第二值时启动定时器，其中，当定时器期满时，将速率限制设置回第一值。
例如，定时器的持续时间可以基于一些参数或因素(如，需要学习的MAC的数目、MAC学习速度、保护切换时间)来计算。此外，持续时间可例如由系统管理员在初始配置阶段配置。
作为非限制示例，方法100还可以包括：在将速率限制设置为第二值前，锁定对速率限制的设置，以禁止手动操作该设置(未示出)，以防止例如系统管理员改变速率限制的设置。相应地，方法100还可以包括：在速率限制被设置回第一值后，解锁对速率限制的设置(未示出)。
以下，将以ERP为例详细描述本申请。
图2示意地示出了ERP状态，其中，以太网环200包括六个彼此相连的环节点A-F。
当发生链路故障(例如环节点C和环节点D之间的链路210)时，环节点C和环节点D针对故障链路210阻塞端口220和230，并发送切换指示符(即，环-APS(R-APS)信号故障(SF)消息)，以指示链路故障。SF消息通过环APS通道绕以太网环200传播(未示出)。当RPL所有者节点A和RPL伙伴节点F接收到该消息时，它们解锁至环保护链路(RPL)的端口240和250。
当链路故障恢复时(例如，如果图2中环节点C和环节点D之间的链路故障消失)，则环节点C和环节点D保持端口220和端口230阻塞，并发出R-APS无故障消息。消息通过环APS通道绕以太网环200传播。当RPL所有者节点A和RPL伙伴节点F接收该消息时，它们将阻塞至RPL的端口240和250，并且RPL所有者节点A发出R-APS阻塞消息。当环节点C和环节点D从环节点A接收到R-APS阻塞消息时，对端口220和230解除阻塞。此时，ERP环200回到正常状态。
谨记图2，图3示出了根据本申请实施例的用于在以太网环中处理单个链路故障的方法的信令图。图3所示的信令过程主要包括尚未采用保护的正常状态(涉及状态310和320)和保护状态(涉及状态330-380)。在图3中，每个节点具有两个端口，分别表示为0和1。例如，“F，1”指示环节点F的端口1。
在状态310，以太网环200在无链路故障发生的正常状态下操作。环保护链路(RPL)阻塞由R-APS通道或者位于RPL两端的端口阻塞提供。
在状态320，在环节点C和环节点D之间发生单个链路故障。
在状态330，环节点C检测到链路故障事件，并在遵守迟滞时间后阻塞发生故障的R-APS通道或端口。此时，环节点C可以例如通过将风暴保护的未知单播速率限制从缺省值设置为较大值，来改变风暴保护设置。通常，缺省值是10％，较大值可以是50％-90％的范围中的值。接着，环节点C执行FDB清除。在环节点D发生相似的动作。
作为非限制示例，环节点C和环节点D可以将定时器开启一时段，在该时段期间，风暴保护设置的未知单播速率限制为较大值。例如，定时器的持续时间可以基于要学习的MAC的数目、MAC学习速度和保护切换时间来计算。此外，持续时间可以例如可由系统管理员在初始配置阶段配置。
作为非限制示例，环节点C和环节点D可以在将速率限制设置为第二值前，锁定对速率限制的设置，以禁止例如系统管理员手动操作该设置，以避免风暴保护设置被手动改变。相应地，环节点C和环节点D还可以在速率限制被设置回第一值后，解锁对速率限制的设置。
在状态340，只要单个链路故障持续，环节点C和环节点D周期性地在两个环端口(即，端口220和端口230)上发送R-APS信号故障(SF)消息。
在状态350，接收到R-APS(SF)消息的所有以太网环节点分别锁定风暴保护设置，将未知单播速率限制设置为50％-90％，启动unknown-unicast-limit_tuning_timer(未知单播限制调整定时器)并执行FDB清除。例如，当RPL所有者节点A或RPL伙伴节点F接收到R-APS(SF)消息时，它们解锁RPL的各端，锁定风暴保护设置，将未知单播速率限制设置为50％-90％，启动unknown-unicast-limit_tuning_timer并执行FDB清除。
应注意：将未知单播速率限制设置为50％-90％、启动unknown-unicast-limit_tuning_timer和执行FDB清除的顺序不限于上述顺序。相反，将未知单播速率限制设置为50％-90％和启动unknown-unicast-limit_tuning_timer可以在执行FDB的步骤之后、同时或期间执行。
在状态360，接收到第二R-APS(SF)消息的所有以太网环节点由于节点ID和基于BPR的机制再次执行FDB清除。
在状态370，稳定SF条件-R-APS(SF)消息在其他R-APS(SF)消息未触发其他动作的时段内保持绕环传播。
接着，一旦unknown-unicast-limit_tuning_timer超时，所有以太网环节点将未知单播上限设置回缺省值(例如10％)。
此外，在未知单播速率限制被设置回其缺省值(如10％)后，将解锁风暴保护设置。应注意的是：此处50％-90％的数值范围仅是示例，并且其可以是比相应缺省值高的任何其他百分比，如90％-100％。
应注意的是：虽然以上示例方法是针对单个链路故障事件描述的，针对其他链路故障事件或恢复事件可以类似地应用该方法。例如，在环节点C和D之间发生单个链路故障恢复事件的情况下，环节点C和D可以检测恢复事件、启动防止接收R-APS消息的保护定时器并发出R-APS(NR)消息。当RPL所有者节点A接收到该消息时，启动WTR定时器。环节点D可以(从环节点C)接收具有较大节点ID的新R-APS(NR)消息，并解锁非故障环端口。在WTR定时器期满时，RPL所有者节点A阻塞至RPL的端口，发送R-APS(NR，RB)消息，改变相应的风暴保护设置，接着清除FDB。接收到R-APS(NR，RB)消息的环节点C解锁非故障环端口，并停止发送R-APS(NR)消息。另一方面，当RPL伙伴节点F接收到R-APS(NR，RB)消息时，其阻塞至RPL的端口。此外，环节点B和F改变各自的风暴保护设置，接着当接收到R-APS(NR，RB)消息时清除FDB。之后，ERP环回到正常状态。
除了上述链路故障事件(即，链路故障指示符)和恢复事件，可以实现上述方法的其他切换指示符还可以包括节点故障指示符、操作管理和维护OAM指示符或操作员命令。
由于保护切换，要学习的MAC地址的数目对业务中断时间具有显著影响。如果要学习的MAC地址的数目达到上千，恢复时间数秒而非数毫秒。以具有缺省未知单播速率限制(10％)的典型交换机为例：
-如果有2个MAC地址要学习，业务中断时间大约150ms；并且
-如果有2k个MAC地址要学习，业务中断时间达到数秒。
采用本申请的上述方法，仍以具有相同设置但实现本方案的典型交换机为例：
-如果有2个MAC地址要学习，业务中断时间大约150ms；并且
-如果有2k个MAC地址要学习，业务中断时间接近150ms。
因此，通过将风暴保护的限制速率设置为较大值，本申请可以降低MAC学习期间丢弃的分组的数量，从而减轻或消除MAC学习期间分组丢弃的影响以及使得业务中断时间更小并在MAC学习期间接近于ERP切换时间。
以下，将以MPLS-TP1∶1线路保护为例，详细描述本申请。
图4示意地示出了用于MPLS-TP1∶1线路保护(参见参考文献1)的保护切换控制的逻辑架构。
如图4所示，逻辑请求逻辑单元接受来自OAM的触发、来自本地控制面板(如果存在的话)的外部操作员命令以及等待恢复定时器(Wait-to-Restore)。通过考虑所有这些本地请求源，本地请求逻辑单元确定最高优先级的本地请求。该最高优先级请求被传递至保护切换控制(PSC)控制逻辑，所述保护切换控制(PSC)控制逻辑将该本地请求与从远端标签边缘路由器(LER)接收的信息进行交叉检查。PSC控制逻辑使用该输入来确定需要采取的动作(例如LER处的本地动作)或者应向远端LER发送什么消息以及保护域的当前状态。应注意：由于FDB清除和MAC学习不属于MPLS保护切换逻辑(PSLO)，未直接予以显示。
图5示出了根据本申请实施例的用于在采用风暴保护的MPLS-TP1∶1线路保护中处理单个链路故障的方法的信令图。粗线表示工作路径，虚线表示保护路径，实线表示物理链路。
如图5所示，当LER-A和LER-B间出现单个链路故障时，LER-A和LER-B阻塞前一工作路径。此时，LER-A和LER-B可以首先锁定对速率限制的设置，以禁止例如系统管理员手动操作该设置，接着改变相应的风暴保护设置，例如将相应的风暴保护设置的未知单播速率限制从缺省值(通常是10％)设置为较大值(如50％-90％)。接着，LER-A和LER-B可以将定时器开启一时段，在该时段期间，风暴保护设置的未知单播速率限制为较大值，并且执行FDB清除。在执行了FDB清除后，LER-A和LER-B可以切换至保护路径。此外，相应地，在速率被设置回原始值后，LER-A和LER-B还可以解锁对速率限制的设置。
应注意的是，改变风暴保护设置的未知单播速率限制和启动定时器的步骤可以在FDB清除之后、同时或期间执行。
虽然图4和5基于MPLS-TP1∶1线路保护，此处描述的技术可应用于各种其他MPLS-TP情形，如MPLS-TP环保护。
图6是示出了根据本发明实施例的用于网络保护的装置600的框图。作为非限制示例，网络保护可以是以太网环保护ERP或多协议标签交换-传输简档MPLS-TP保护。
如图6所示，根据本发明实施例的装置600包括检测单元610、设置单元620、清除单元630、定时器640、锁定单元650和解锁单元660。定时器640、锁定单元650和解锁单元660是可选的，并且如图6所示以虚线表示。
检测单元610被配置为：检测网络中的切换指示符。作为非限制示例，切换指示符可以是链路故障指示符、节点故障指示符、操作管理和维护OAM指示符、操作员命令或恢复事件。
设置单元620被配置为：将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于所述第一值。所述第一值通常是10％。作为非限制示例，第二值可以是在50％-90％的范围中。作为另一非限制示例，第二值可以是在90％-100％的范围中。
清除单元630被配置为：执行对转发数据库(FDB)的清除操作。
定时器640被配置为：当设置单元610将速率限制设置为第二值时启动。
作为非限制示例，设置单元620还可以被配置为：在定时器640期满时将速率限制设置回第一值。
例如，定时器640的持续时间可以基于要学习的MAC的数目、MAC学习速度和保护切换时间来计算。备选地，持续时间可以是可配置的。
锁定单元650被配置为：在设置单元610将速率限制设置为第二值前，锁定对速率限制的设置，以禁止例如系统管理员手动操作该设置。解锁单元660被配置为：在设置单元610将速率限制设置回第一值后，解锁对速率限制的设置。
应注意的是，本公开中的两个或更多个不同单元可以在逻辑上或物理上组合。例如，锁定单元650和解锁单元660可以组合为一个单元。
根据本申请的该实施例，本申请可以减少MAC学习期间丢弃的分组的数量，从而减轻或消除MAC学习期间分组丢弃的影响以及使得业务中断时间更小并在MAC学习期间接近于ERP切换时间。
本公开的其他配置包括执行首先总体描述然后详细说明的方法实施例的步骤和操作的软件程序。更具体地，计算机程序产品是这样的实施例，其包括其上编码有计算机程序逻辑的计算机可读介质。所述计算机程序逻辑在计算设备上执行时提供相应的操作，以提供上述网络保护方案。所述计算机程序逻辑在计算系统的至少一个处理器上执行时使该至少一个处理器能够执行本公开的实施例的操作(方法)。本公开的这样的配置通常被提供为：软件、代码和/或在计算机可读介质(如光学介质(例如CD-ROM)、软盘、硬盘；或其他介质(如一个或更多个ROM或RAM或PROM芯片上的固件或微码；或专用集成电路(ASIC)；或一个或更多个模块中的可下载软件镜像和共享数据库等))上提供或编码的其他数据结构。软件、硬件或这样的配置可以安装在计算设备上，使得计算设备中的一个或更多个处理器能够执行本公开的实施例所描述的技术。与例如一组数据通信设备或其他实体中的计算设备结合操作的软件进程还可以提供本公开的节点和主机。根据本公开的节点和主机还可以分布在多个数据通信设备上的多个软件进程、或者运行在一组迷你专用计算机上的所有软件进程或者运行在单个计算机上的所有软件进程之中。
系统方面的硬件和软件实现之间存在较小区别；使用硬件和软件通常(但不总是，由于在特定上下文中硬件和软件之间的选择可能变为有重要意义)代表成本和效率折中的设计选择。存在可以实现此处描述的过程和/或系统和/或其他技术的多种手段(例如硬件、软件和/或固件)，并且优选手段将随部署过程/或系统和/或其他技术的上下文变化。例如，如果实现者确定速度和精度极为重要，实现者可以选择主要硬件和/或软件的手段；如果灵活性极为重要，实现者可以选择主要软件的实现；或者备选地实现者可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合。
以上描述仅给出了本公开的实施例，而非意在以任何方式限制本公开。因此，在本公开的精神和原理内做出的任何修改、替换、改进应被本公开的范围涵盖。
缩略语
ERP 以太网环保护
FDB 转发数据库
LER 标签边缘路由器
LSR 标签交换路由器
MAC 媒体访问控制
MPLS-TP 多协议标签交换-传输简档
OAM 操作管理和维护
PSC 保护切换控制
PSLO MPLS 保护交换逻辑
PW 伪线
R-APS 环自动保护切换
R-APS (NR)R-APS(无请求)
R-APS (NR、RB)R-APS(无请求、RPL阻塞)
RPL 环保护链路
SF 信号故障
VLAN 虚拟局域网
VPLS 虚拟私有LAN服务
WTR 等待恢复
参考文献
[1]MPLS Transport Profile(MPLS-TP)Linear Protection RFC6378Avaliable：http：//datatracker.ietf.org/doc/rfc6378/

Claims (15)

1.一种用于网络保护的方法，包括以下步骤：
检测网络中的切换指示符；
将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于所述第一值；以及
执行对转发数据库FDB的清除操作。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：当速率限制被设置为第二值时，启动定时器，其中，当定时器期满时，将速率限制设置回第一值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，定时器具有基于需要学习的MAC的数目、MAC学习速度和保护切换时间所计算的持续时间。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将速率限制设置为第二值前，锁定对速率限制的设置，以禁止该设置被手动操作；以及
在速率限制被设置回第一值后，解锁对速率限制的设置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络保护是以太网环保护ERP或多协议标签交换-传输简档MPLS-TP保护。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换指示符是链路故障指示符、节点故障指示符、操作管理和维护OAM指示符、操作员命令或恢复事件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二值在50％-90％的范围中。
8.一种计算机可读存储介质，具有用以促进网络设备中的网络保护的计算机可读指令，所述计算机可读指令可由计算设备执行以实现根据权利要求1-7中任一项的方法。
9.一种用于网络保护的装置，包括：
检测单元，被配置为检测网络中的切换指示符；
设置单元，被配置为将具有第一值的风暴保护的速率限制设置为第二值，所述第二值大于所述第一值；以及
清除单元，被配置为执行对转发数据库FDB的清除操作。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括：定时器，被配置为当速率限制被设置为第二值时启动，其中，所述设置单元还被配置为：当定时器期满时，将速率限制设置回第一值。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，定时器具有基于需要学习的MAC的数目、MAC学习速度和保护切换时间计所算的持续时间。
12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述装置还包括：
锁定单元，被配置为在将速率限制设置为第二值前，锁定对速率限制的设置，以禁止该设置被手动操作；以及
解锁单元，被配置为在速率限制被设置回第一值后，解锁对速率限制的设置。
13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述网络保护是以太网环保护ERP或多协议标签交换-传输简档MPLS-TP保护。
14.根据权利要求9所述的装置，其中，所述切换指示符是链路故障指示符、节点故障指示符、操作管理和维护OAM指示符、操作员命令或恢复事件。
15.根据权利要求9所述的装置，其中，第二值在50％-90％的范围中。
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