CN105187276B - IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法及系统，涉及网络安全中的路由监控领域，该方法包括根据所述OSPFv3协议，实时获取所述链路的两端路由器的Router LSA，当所述链路两端路由器依然接在网络中时，若所述Router LSA存在所述链路的描述信息，则所述链路为连通状态，否则所述链路为断开状态；当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，实时获取同一网段指定路由器的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态。本发明能够在网络发生故障后的最短时间内恢复服务提供有力支持。
Description
技术领域
本发明涉及网络安全中的路由监控领域，特别涉及IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法及系统。
背景技术
域内路由系统是Internet重要的组成部分，它的基本功能是在Internet自治域系统内部交换网络的可达信息。OSPF域内路由协议是目前使用最广泛的域内路由协议，其被大量部署在城域网和局域网中，如果能够有效的对其进行监测，对网络管理者将非常有帮助。OSPF协议有OSPFv3,OSPFv2两种版本，前者是在IPV6环境下使用的域内路由协议，后者是在IPV4环境下的域内路由协议，且OSPFv3不与OSPFv2向后兼容，本发明主要利针对的是OSPFv3协议。
OSPFv3是在IPV6环境下使用的一种常用的域内路由协议(IGP)，其通过洪泛的方式保证其他路由器也能够接收到变化信息，收到变更信息的路由器将会刷新拓扑数据库，然后重新计算路由，由于这种变更通知是增量式的，因此占用的带宽较小，响应时间较快，性能也较高。OSPF协议是链路状态路由协议，该协议的特征是路由器都持有一张反映整个网络结构的拓扑表，任何两台建立了OSPF邻接关系的路由器彼此之间都会同步拓扑数据库，这就为网络结构的发现提供了一种新的途径。
在实际应用里，网络的规模都比较庞大，网络结构复杂，很难靠手工的方式来实时地监控和了解网络中的异常事件。
目前采用的传统的网络异常发现技术大多依靠主动探测，比如SNMP，基于SNMP的路由通断检测方法必须访问所有的路由器以及相应的每个路由器的路由表，当被管理的路由器总数很大时，程序运行时间会更长，再者基于SNMP需要向目标网络发送大量的探测报文，将占用目标网络的大量带宽。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法及系统。
本发明提出一种IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，包括：
根据所述OSPFv3协议，实时获取所述链路的两端路由器的Router LSA，当所述链路两端路由器依然接在网络中时，若所述Router LSA存在所述链路的描述信息，则所述链路为连通状态，否则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，实时获取同一网段指定路由器的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，还包括当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，所述指定路由器洪泛一条Age为3600的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，备份指定路由器替代指定路由器，所述备份指定路由器宣告新Router LSA描述当前链路状态，通过对比所述新Router LSA与所述RouterLSA确定所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，获取非指定路由器发出的Router LSA，通过对比非指定路由器发出的Router LSA与所述Router LSA确定所述链路为断开状态。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，还包括若网络环境为P2P网络，则获取未脱离网络的路由器发出的Router LSA，通过对比非指定路由器发出的Router LSA与所述Router LSA确定所述链路为断开状态。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，还包括检测是否有新链路增加的步骤，所述步骤包括获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，则网络中增加了新链路。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，在P2P网络中，获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，且存在另外一RouterLSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID与新的Router LSA中的AdvertisingRouter、Neighbor Router ID互为相反，则网络中增加了新链路。
本发明提出一种IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，包括：
链路两端路由器依然接在网络中的通断检测模块，用于根据所述OSPFv3协议，实时获取所述链路的两端路由器的Router LSA，当所述链路两端路由器依然接在网络中时，若所述Router LSA存在所述链路的描述信息，则所述链路为连通状态，否则所述链路为断开状态；
链路两端路由器只有其中之一脱离网络的通断检测模块，用于当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，实时获取同一网段指定路由器的Network LSA，对比各时段所述NetworkLSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，还包括当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，所述指定路由器洪泛一条Age为3600的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，备份指定路由器替代指定路由器，所述备份指定路由器宣告新Router LSA描述当前链路状态，通过对比所述新Router LSA与所述RouterLSA确定所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，获取非指定路由器发出的Router LSA，通过对比非指定路由器发出的Router LSA与所述Router LSA确定所述链路为断开状态。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，还包括若网络环境为P2P网络，则获取未脱离网络的路由器发出的Router LSA，通过对比非指定路由器发出的Router LSA与所述Router LSA确定所述链路为断开状态。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，还包括检测是否有新链路增加，包括获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，则网络中增加了新链路。
所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，在P2P网络中，获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，且存在另外一RouterLSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID与新的Router LSA中的AdvertisingRouter、Neighbor Router ID互为相反，则网络中增加了新链路。
由以上方案可知，本发明的优点在于：
本发明提出的方法及系统能够在IPV6网络环境中的OSPFv3(开放式最短路径优先)协议下监控网络中链路通断状态，由于当前互联网攻击猖獗，十分必要采取手段能迅速了解网络拓扑状态，从而判断网络当前状态，本发明通过对控制层路由信息采集到的链路层路由信息进行分析的方式，实时地发现和定位链路是否通断，于网络管理、模拟、服务定位、事件相关性分析等有着至关重要的作用，本发明可以在短时间内发现和定位链路是否通断，并且是被动地接收链路状态广播，对目标网络的影响可以忽略不计，为网络管理、模拟、服务定位、事件相关性分析，网络发生故障后的最短时间内恢复服务提供有力支持。
附图说明
图1为Router LSA格式图；
图2为部署环境示意图。
具体实施方式
本发明的目的是根据当前互联网中存在的OSPFv3路由协议，通过控制层路由信息，检测网络中的链路新增检测，链路丢失检测。
在OSPF协议中的链路指的是两个结点建立邻接关系后，从一个结点到相邻结点的一段逻辑链路，OSPFv3中链路信息通过Router LSA(路由器链路状态广播)来描述。
Router LSA报文如图1所示：Advertising Router表示始发此LSA(链路状态广播)的路由器ID；Neighbor Router ID表示此路由器连接的对端路由器器的ID；NeighborInterface ID表示某一接口的ID。
通过Advertising Router，和Neighbor Router ID和Neighbor Interface ID可以唯一表示一条链路信息。通过路由信息采集装置，采集OSPFv3网络环境目标域中所有Area(区间)的Router LSA，对Router LSA分析可实现链路接入告警检测。链路新增检测逻辑在不同的网络环境中有所区别：
在传输网中：传输网中每条链路只由一个Router LSA描述，这个Router LSA是由每个网段中的非DR路由器(非指定路由器)发出的。非DR路由器使用Router LSA描述它到DR路由器(指定路由器)的链路信息。每个Router LSA会洪泛到整个Area，链路新增的判断逻辑分两种情况，如下所示：
当发现新的Router LSA(Sequence序号为0x80000001)时，说明原先没有这条Router LSA，通过分析其中的Advertising Router，Neighbor Router ID字段，即可知道链路是否增加。
当发现旧的Router LSA(Sequence序号不为0x80000001)，通过AdvertisingRouter寻找这个路由器发出的上一条Router LSA(Sequence序号减一)，之后对新旧RouterLSA进行对比，分析其中的Advertising Router，Neighbor Router ID字段，即可知道链路是否增加。
在P2P网络中：P2P网络中，每条链路由两个Router LSA描述，这两条Router LSA分别由这条链路两端的路由器分别发出，其中。这两个Router LSA的Advertising Router，Neighbor Router ID互为相反。新路由器接入时，新链路两端的路由器会各自宣告RouterLSA，在程序中对新到的Router LSA分析，当一条链路有两条互为相反的Router LSA描述的时候，视为新链路增加。
OSPF协议在链路断开时会提供丰富的信息，通过对这些信息的前后对比，可以实现链路断开告警检测，链路断开告警检测分两种情况：
在传输网中：传输网中的链路断开时，分两种情况：链路断开时，链路两端路由都依然接入网络中；链路断开后，链路只有一个路由器还在网络内，此两种情况如下所示：
链路断开时，链路两端路由都依然接入网络中：如果链路断开时，链路两端路由都依然接入网络中，则两个路由都会宣告新的Router LSA(LS Sequence Number增加)，通过分析新的Router LSA信息了解当前链路状况，具体实现如下：假设原先的Router LSA中存在一条描述的链路A，在之后的新Router LSA报文中(LS Sequence Number更大)没有发现A链路，则视为A链路断开。
链路断开后，链路只有一个路由器还在网络内：链路断开后，只有一个路由器还在网络内时，说明有路由器脱离网络，包括以下几种情况：
当脱离网络的路由器是非DR路由器时且同一网段内有两台以上路由器时，同一网段中的DR路由器会宣告新的Network LSA(网络链路状态广播)，其中Attached Router字段(连接路由器字段)中不包括脱离网络的非DR路由器ID。对比DR路由器前后的Network LSA，可以得到脱网路由器的ID，此时遍历OSPF数据库，如果某Router LSA中AdvertisingRouter或者Neighbor Router ID为脱网路由器ID，则认为这条链路断开。
当脱离网络的路由器是非DR路由器时且同一网段内只有两台路由器时，尚存在网络中的DR路由器在小时前会洪泛一条Age为3600的Network LSA，其中Attached Router字段包括了脱离网络路由器的ID，之后同上文，遍历OSPF数据库，如果某Router LSA中Advertising Router或者Neighbor Router ID为脱网路由器ID，则认为这条链路断开。
当脱离网络的路由器是DR路由器且同一网段内有两台以上的路由器时，BDR路由器(备份指定路由器)会替代DR路由器，它会宣告新的Router LSA描述当前链路状态，其中不包括已经断开的链路，通过对比这条新Router LSA和旧的Router LSA可知道有链路断开。
当脱离网络的路由器是DR路由器时且同一网段内只有两台路由器时，则还留在网络中的那台路由器会发出Router LSA描述当前链路状态，其中不包括已经断开的链路，通过对比这条新Router LSA和旧的Router LSA可知道有链路断开。
在P2P网络中：链路断开和判断路由断开的方法类似，比较Router LSA前后描述的链路信息是否缺失即可判断是否存在链路断开。由于点对点网络中不存在DR路由器，所以路由器脱离网络时判断的逻辑要简单的多，还留在网络中的那台路由器会发出新的RouterLSA(LS Sequence Number更大)描述当前链路状态，其中不包括已经断开的链路，通过对比这条新Router LSA和旧的Router LSA可知道有链路断开。
本发明在实际应用环境中，需要一个OSPFv3网络环境，环境中包括一套报文采集设备。如图2所示，该设备能被动的接收OSPFv3网络环境中的每一个Area中路由器洪泛的LSU报文。将采集到的每条LSU报文以时间先后顺序发送至本专利程序的入口处，就可以使用本专利提出的OSPFv3链路通断检测方案，程序会最终给出相应的链路通断信息。
本发明还提出一种IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，包括：
链路两端路由器依然接在网络中的通断检测模块，用于根据所述OSPFv3协议，实时获取所述链路的两端路由器的Router LSA，当所述链路两端路由器依然接在网络中时，若所述Router LSA存在所述链路的描述信息，则所述链路为连通状态，否则所述链路为断开状态；
链路两端路由器只有其中之一脱离网络的通断检测模块，用于当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，实时获取同一网段指定路由器的Network LSA，对比各时段所述NetworkLSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态。
还包括当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，所述指定路由器洪泛一条Age为3600的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或NeighborRouter ID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，备份指定路由器替代指定路由器，所述备份指定路由器宣告新Router LSA描述当前链路状态，通过对比所述新Router LSA与所述RouterLSA确定所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，获取非指定路由器发出的Router LSA，通过对比非指定路由器发出的Router LSA与所述Router LSA确定所述链路为断开状态。
还包括若网络环境为P2P网络，则获取未脱离网络的路由器发出的Router LSA，通过对比非指定路由器发出的Router LSA与所述Router LSA确定所述链路为断开状态。
还包括检测是否有新链路增加，包括获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，则网络中增加了新链路。
在P2P网络中，获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，且存在另外一Router LSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID与新的Router LSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID互为相反，则网络中增加了新链路。
Claims (10)
1.一种IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，其特征在于，包括：
根据所述OSPFv3协议，实时获取所述链路的两端路由器的Router LSA，当所述链路两端路由器依然接在网络中时，若所述Router LSA存在所述链路的描述信息，则所述链路为连通状态，否则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，实时获取同一网段指定路由器的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述脱离网络的非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
其中所述链路的描述信息包括：发送所述Router LSA的路由器ID、对端路由器ID以及接口ID。
2.如权利要求1所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，其特征在于，还包括当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，所述指定路由器洪泛一条Age为3600的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor RouterID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，备份指定路由器替代指定路由器，所述备份指定路由器宣告新Router LSA描述当前链路状态，通过对比所述新Router LSA与旧的Router LSA确定所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的指定路由器与非指定路由器两台路由器时，获取非指定路由器发出的新Router LSA，通过对比非指定路由器发出的新Router LSA与旧的RouterLSA确定所述链路为断开状态。
3.如权利要求1所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，其特征在于，还包括若网络环境为P2P网络，则获取未脱离网络的路由器发出的新Router LSA，通过对比未脱离网络的路由器发出的新Router LSA与旧的Router LSA确定所述链路为断开状态。
4.如权利要求1所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，其特征在于，还包括检测是否有新链路增加的步骤，所述步骤包括获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的Router LSA，则网络中增加了新链路。
5.如权利要求4所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测方法，其特征在于，在P2P网络中，获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的RouterLSA，且存在另外一Router LSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID与新的Router LSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID互为相反，则网络中增加了新链路。
6.一种IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，其特征在于，包括：
链路两端路由器依然接在网络中的通断检测模块，用于根据所述OSPFv3协议，实时获取所述链路的两端路由器的Router LSA，当所述链路两端路由器依然接在网络中时，若所述Router LSA存在所述链路的描述信息，则所述链路为连通状态，否则所述链路为断开状态；
链路两端路由器只有其中之一脱离网络的通断检测模块，用于当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，实时获取同一网段指定路由器的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor Router ID为所述脱离网络的非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
其中所述链路的描述信息包括：发送所述Router LSA的路由器ID、对端路由器ID以及接口ID。
7.如权利要求6所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，其特征在于，还包括当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为非指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的非指定路由器与指定路由器两台路由器时，所述指定路由器洪泛一条Age为3600的Network LSA，对比各时段所述Network LSA，查找非指定路由器ID，遍历OSPF数据库，若所述Router LSA中Advertising Router或Neighbor RouterID为所述非指定路由器ID，则所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器且同一网段内有两台以上路由器时，备份指定路由器替代指定路由器，所述备份指定路由器宣告新Router LSA描述当前链路状态，通过对比所述新Router LSA与旧的Router LSA确定所述链路为断开状态；
当所述链路两端路由器只有其中之一脱离网络时，若脱离网络的路由器为指定路由器，且同一网段内只有脱离网络的指定路由器与非指定路由器两台路由器时，获取非指定路由器发出的新Router LSA，通过对比非指定路由器发出的新Router LSA与旧的RouterLSA确定所述链路为断开状态。
8.如权利要求6所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，其特征在于，还包括若网络环境为P2P网络，则获取未脱离网络的路由器发出的新Router LSA，通过对比未脱离网络的路由器发出的新Router LSA与旧的Router LSA确定所述链路为断开状态。
9.如权利要求6所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，其特征在于，还包括检测是否有新链路增加，包括获取当前网络中Router LSA，若当前网络中RouterLSA为新的Router LSA，则网络中增加了新链路。
10.如权利要求9所述的IPV6网络环境中OSPFv3协议下的链路通断检测系统，其特征在于，在P2P网络中，获取当前网络中Router LSA，若当前网络中Router LSA为新的RouterLSA，且存在另外一Router LSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID与新的Router LSA中的Advertising Router、Neighbor Router ID互为相反，则网络中增加了新链路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181204 Termination date: 20190901 |