CN104639434B - 一种开放最短路径优先协议平滑重启方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开放最短路径优先OSPF协议平滑重启方法，该方法包括：平滑重启设备GR Restarter在GR前备份自身链路状态数据库LSDB，形成第一临时LSDB；在GR时，GR Restarter提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的链路状态数据库描述DD报文中的链路状态通告LSA摘要信息，形成第二临时LSDB；GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。本发明还公开了一种OSPF协议平滑重启装置。采用本发明能够减少报文交互，减轻网络压力。

Description

一种开放最短路径优先协议平滑重启方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种开放最短路径优先(OSPF)协议平滑重启方法及装置。

背景技术

OSPF协议是一种内部网关协议(IGP)，用于在单一自治系统内决策路由。OSPF路由器通过Hello报文发现邻居，并与邻居路由器之间互相通告链路状态，建立链路状态数据库(LSDB)，生成最短路径树，并使用最短路径构造路由转发表。

当路由器发生OSPF协议重启时，会重新发送Hello报文以发现邻居。参见图1，图1是OSPF协议组网示意图，其中路由器R2分别与路由器R1、R3、R4是邻居。当R1发生OSPF协议重启后，会发送Hello报文以发现邻居，而R2之前已经和该R1建立邻居关系，收到R1的Hello报文之后就会把R1从邻居列表中删除，断开与R1的邻居关系，并通知R3、R4。当R1与R2重新建立OSPF邻居关系后，会重新同步所有的路由信息，而路由器R3、R4也需要重新进行路由计算，这样就会引起网络的路由振荡以及转发中断。

对于一个大型网络，尤其是运营商网络，这些路由振荡和转发中断是不可容忍的。目前使用平滑重启(GR)技术则可以解决此问题。两个路由器之间建立OSPF邻居关系时，进行GR能力协商；当其中一个路由器出现OSPF协议重启或主备切换时，另一台路由器会维护与该出现OSPF协议重启或主备切换的路由器的邻居关系不变，并保持路由稳定和正常转发。其中，出现OSPF协议重启或主备切换的路由器成为平滑重启设备(GR Restarter)，维护与该出现OSPF协议重启或主备切换的路由器称为平滑重启帮助设备(GR Helper)。

参见图2，图2是现有技术IETF标准OSPF协议的GR流程图，其中，路由器A和路由器B均支持GR，并在建立邻居关系时进行了GR能力协商；路由器A和路由B建立邻居关系后维持LSDB同步；当路由器A出现OSPF协议重启或主备切换时，GR流程具体包括如下步骤：

步骤1、路由器A(GR Restarter)平滑重启后向路由器B(GR Helper)发送GraceLSA，路由器B接收到路由器A发来的Grace LSA后，维持与路由器A的邻居关系。

步骤2、路由器A与路由器B进行Hello报文交互，并通过链路状态数据库描述(DD)报文、链路状态请求(LSR)报文、链路状态更新(LSU)报文、链路状态确认(LSAck)报文交互实现链路状态数据库(LSDB)同步。

在同步LSDB的过程中，如果路由器A从路由器B中获取得到自身在发生OSPF协议重启前产生的链路状态通告(LSA)，则存储该LSA并置失效(stale)标志。

步骤3、路由器A完成与路由器B的LSDB同步后，向路由器B发送Grace Period TLV的type值为0的Grace LSA，通知路由器B结束GR流程。

步骤4、路由器A进入正常OSPF流程，重新生成LSA，并将设置了stale标志且未被重新生成的LSA删除。

从上述可以看出，IETF标准OSPF协议的GR依靠DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文等协议报文的交互实现LSDB同步，重启瞬时产生较多报文，会对网络造成一定压力。在大型网络中LSDB较为庞大，网络瞬时压力表现更甚，路由收敛速度也会受到影响。另一方面，现代路由器的处理能力很强，重启协议只需很短的时间，这段时间内链路状态不会变化太多，大多情况下甚至没有变化。这种情况下同步完整的LSDB是没有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开放最短路径优先协议平滑重启方法及装置，能够减少报文交互，减轻网络压力。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种开放最短路径优先OSPF协议平滑重启方法，该方法包括：平滑重启设备GR Restarter在GR前备份自身链路状态数据库LSDB，形成第一临时LSDB；在GR时，GR Restarter提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的链路状态数据库描述DD报文中的链路状态通告LSA摘要信息，形成第二临时LSDB；GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种开放最短路径优先OSPF协议平滑重启装置，该装置应用于平滑重启设备GR Restarter，包括：第一临时LSDB形成单元，用于在GR前备份自身链路状态数据库LSDB，形成第一临时LSDB；第二临时LSDB形成单元，用于在GR时，提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的链路状态数据库描述DD报文中的链路状态通告LSA摘要信息，形成第二临时LSDB；处理单元，用于将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

综上所述，本发明实施例中GR Restarter在GR前备份自身LSDB，发生GR时先读取备份的LSDB，并与依据GR Helper发送的DD报文中的LSA摘要信息形成的第二的临时LSDB做对比，GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。如此，减少了报文交互。一方面可以减轻网络压力，另一方面可以加快路由的收敛速度。

附图说明

图1是OSPF协议组网示意图；

图2是现有技术IETF标准OSPF协议的GR流程图；

图3是本发明实施例OSPF协议平滑重启方法流程图；

图4是本发明实施例OSPF协议平滑重启装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明方案作进一步地详细说明。

图3为本发明实施例OSPF协议平滑重启的方法流程示意图，包括以下步骤：

步骤301、平滑重启设备GR Restarter在GR前备份自身LSDB，形成第一临时LSDB。

平滑重启设备GR Restarter在GR前备份自身LSDB，其中，所述第一临时LSDB在GR时不会被清除。

步骤302、在GR时，GR Restarter提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的DD报文中的LSA摘要信息，形成第二临时LSDB。

步骤303、GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

其中，LSA摘要信息包括LSA ID，通告路由器ID，序列号；

该步骤的具体方法包括：GR Restarter将第二临时LSDB中LSA ID，通告路由器ID在第一临时LSDB不存在的LSA摘要信息，确定为仅在第二临时LSDB存在的LSA。GRRestarter将第二临时LSDB中LSA ID，通告路由器ID与第一临时LSDB相同，序列号新于第一临时LSDB的LSA摘要信息，确定为第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA。GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

另外，GR Restarter还将第一临时LSDB中和第二临时LSDB中摘要信息相同的LSA写入到OSPF协议的LSDB中。具体是将第一临时LSDB中和第二临时LSDB中LSA摘要信息的LSAID，通告路由器ID，以及序列号相同的LSA写入到OSPF协议的LSDB中。本发明中，GRRestarter将第一临时LSDB中和第二临时LSDB中摘要信息相同的LSA写入到OSPF协议的LSDB中，指的是将两者摘要信息相同的LSA从第一临时LSDB中直接加载到OSPF协议所占的内存中。内存中OSPF协议的LSDB在重启时会被清空。而步骤301中备份形成的第一临时LSDB中的LSA可以保存到磁盘，不受重启影响，。

需要说明的是，对于仅在第一临时LSDB中存在的LSA，可以不进行任何处理。

在GR过程中，GR Restarter还将同步或者写入到OSPF协议的LSDB中，且在GR前自身产生的LSA置上失效Stale标志，在GR结束之后，GR Restarter重新生成LSA，并删除删除不包括在所述重新生成LSA中的置有Stale标志的LSA。

进一步地，对非计划性平滑重启，GR Restarter可以周期性备份自身LSDB。每个LSA有一个泛洪时间，即每个LSA有一个有效时间，超过该有效时间则进行更新，因此GRRestarter周期性备份自身LSDB时，备份周期可以小于LSA的泛洪时间。优选设定备份周期为LSA泛洪时间的一半。

在一个例子中，在GR过程中，进行DD报文交互时，GR Restarter将不带有LSA摘要信息的DD报文发送给GR Helper。如此，由于GR Restarter所发送的DD报文为空，不带有任何LSA摘要信息，所以GR Helper不需要根据所接收的DD报文进行LSR请求，减少了后续的报文交互。也就是说，GR Helper就不需要像现有技术那样，提取接收到GR Restarter所发送的DD报文中的LSA摘要信息后，若本地不存在对应的LSA，则将LSA摘要信息携带在LSR报文中，请求GR Restarter将LSR报文中的LSA详细信息发送过来。

下面以非计划性GR进行进一步说明：

步骤401、GR Restarter周期性备份自身LSDB，形成第一临时LSDB。

步骤402、GR Restarter平滑重启后向GR Helper发送Grace LSA，GR Helper接收到GR Restarter发来的Grace LSA后，维持与GR Restarter的邻居关系。

步骤403、GR Restarter与GR Helper进行Hello报文交互，GR Restarter建立GRHelper的邻居关系。

步骤404、GR Restarter与GR Helper进行DD报文交互。

GR Restarter发送的所有DD报文要求M(More)标记可以置0，表示本地OSPF协议的LSDB为空，报文中不带有任何LSA摘要信息。如此，由于GR Restarter所发送的DD报文为空，不带有任何LSA摘要信息，所以GR Helper不需要根据所接收的DD报文进行LSR请求，减少了后续的报文交互。

而GR Restarter接收的所有DD报文，提取接收到DD报文中的LSA摘要信息，保存到第二临时LSDB。

步骤405、GR Restarter比较第一临时LSDB和第二临时LSDB中LSA的摘要信息，GRRestarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中；确定第一临时LSDB中和第二临时LSDB中摘要信息相同的LSA，将所述摘要信息相同的LSA从第一临时LSDB中直接加载到OSPF协议的LSDB中。。

在一个例子中，GR Restarter将同步或者写入到OSPF协议的LSDB中，且在GR前自身产生的LSA置上失效Stale标志，在GR结束之后，GR Restarter重新生成LSA，并删除不包括在所述重新生成LSA中的置了Stale标志的LSA。

需要说明的是，对于计划性GR，GR Restarter可以在平滑重启前向GR Helper发送Grace LSA，GR Helper接收到GR Restarter发来的Grace LSA后，维持与GR Restarter的邻居关系。

综上所述，本发明实例中，GR Restarter在GR前备份自身LSDB，发生GR时先读取备份的LSDB，并与依据GR Helper发送的DD报文中的LSA摘要信息形成的第二的临时LSDB做对比，GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。如此，减少了报文交互。一方面可以减轻网络压力，另一方面可以加快路由的收敛速度。

基于同样的发明构思，本发明还提出一种OSPF协议平滑重启装置，参见图4，图4为本发明具体实施例中应用于上述方法的OSPF协议平滑重启装置结构示意图。该装置应用于GR Restarter，包括：

第一临时LSDB形成单元41，用于在GR前备份自身链路状态数据库LSDB，形成第一临时LSDB；

第二临时LSDB形成单元42，用于在GR时，提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的链路状态数据库描述DD报文中的链路状态通告LSA摘要信息，形成第二临时LSDB；

处理单元43，用于将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

其中，第一临时LSDB形成单元41，周期性备份自身LSDB，所述周期小于LSA的泛洪时间。

所述处理单元43，还用于将第一临时LSDB中和第二临时LSDB中摘要信息相同的LSA写入到OSPF协议的LSDB中。

所述处理单元43，还用于将同步或者写入到OSPF协议的LSDB中，且在GR前自身产生的LSA置上失效Stale标志，在GR结束之后，重新生成LSA，并删除不包括在所述重新生成LSA中的置有Stale标志的LSA。

该装置还包括发送单元44，用于在GR时，进行DD报文交互时，将不带有LSA摘要信息的DD报文发送给GR Helper。

本发明提供的技术方案，会带来如下好处：

一、GR Restarter将不带有LSA摘要信息的DD报文发送给GR Helper。如此，由于GRRestarter所发送的DD报文为空，不带有任何LSA摘要信息，所以GR Helper不需要根据所接收的DD报文进行LSR请求，减少了后续的报文交互；

二、本发明不需要同步没有变化的LSA，只需要同步变化了的LSA，从而有效减少了LSR报文、LSU报文、LSAck报文等协议报文的交互。

三、本方案与现有机制完全兼容，仅在GR Restarter部署即可，GR Helper无需任何改动。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种开放最短路径优先OSPF协议平滑重启方法，其特征在于，该方法包括：

平滑重启设备GR Restarter在GR前备份自身链路状态数据库LSDB，形成第一临时LSDB；

在GR时，GR Restarter提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的链路状态数据库描述DD报文中的链路状态通告LSA摘要信息，形成第二临时LSDB；

GR Restarter将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，GR Restarter周期性备份自身LSDB，所述周期小于LSA的泛洪时间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：GR Restarter将第一临时LSDB中和第二临时LSDB中摘要信息相同的LSA写入到OSPF协议的LSDB中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：GR Restarter将同步或者写入到OSPF协议的LSDB中，且在GR前自身产生的LSA置上失效Stale标志，在GR结束之后，GR Restarter重新生成LSA，并删除不包括在所述重新生成LSA中的置有Stale标志的LSA。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在GR时，进行DD报文交互时，GRRestarter将不带有LSA摘要信息的DD报文发送给GR Helper。

6.一种开放最短路径优先OSPF协议平滑重启装置，其特征在于，该装置应用于平滑重启设备GR Restarter，包括：

第一临时LSDB形成单元，用于在GR前备份自身链路状态数据库LSDB，形成第一临时LSDB；

第二临时LSDB形成单元，用于在GR时，提取平滑重启帮助设备GR Helper发送的链路状态数据库描述DD报文中的链路状态通告LSA摘要信息，形成第二临时LSDB；

处理单元，用于将仅在第二临时LSDB存在的LSA，或者第二临时LSDB比第一临时LSDB新的LSA从GR Helper同步到OSPF协议的LSDB中。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，第一临时LSDB形成单元，周期性备份自身LSDB，所述周期小于LSA的泛洪时间。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于将第一临时LSDB中和第二临时LSDB中摘要信息相同的LSA写入到OSPF协议的LSDB中。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于将同步或者写入到OSPF协议的LSDB中，且在GR前自身产生的LSA置上失效Stale标志，在GR结束之后，重新生成LSA，并删除不包括在所述重新生成LSA中的置有Stale标志的LSA。

10.如权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括发送单元，用于在GR时，进行DD报文交互时，将不带有LSA摘要信息的DD报文发送给GR Helper。