CN105357095A - 一种基于双向路由的环网链路故障处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信冗余纠错领域，特别涉及一种基于双向路由的环网链路故障处理系统及处理方法。本发明通过为环网链路中第一路由之外的路由同时设置双向路由路径，其中一条路径设置为主用路由路径，另一条路径设置为备用路由路径，当链路检测到当前激活路由路径发生链路故障时，立即触发路由路径切换，激活备用路由路径，并挂起主用路由路径；同时，环网链路在较优路由路径不存在故障时，采用较优路由路径为当前激活路由路径，从而保证路由环网链路工作在最优状态下；同时主用路由路径与备用路由路径之间的切换不涉及路由路径的重新收敛计算，切换时间为毫秒级，可以有效满足当下在实时性要求较高的应用环境。

Description

一种基于双向路由的环网链路故障处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及通信冗余纠错领域，特别涉及一种基于双向路由的环网链路故障处理系统及处理方法。
背景技术
如图1所示，路由环网是由多个路由设备链接而成的一种环形拓扑结构。路由设备根据路由协议(RIP、OSPF、静态路由等)生成路由信息，并选择最优路由下发硬件，数据包根据此最优路由转发，实现数据在路由环网内的高效、准确传输。在路由环网中，如果一个方向的传输路由出现故障，会触发路由协议重新学习、计算、优选路由并下发硬件，这种由路由协议发起的自上而下的路由重新收敛过程耗时通常为秒级，且路由的重新收敛耗时还与网络拓扑的复杂程度成正比，网络越复杂，路由重新收敛耗时越长。由于在路由协议重新学习/下发的这段时间内数据报文会被丢弃从而导致数据丢失，因此这种秒级的重新收敛时间在实时性要求较高的应用环境下是不可接受的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有路由环网中当一个方向的传输路径出现故障，通过重新收敛计算来确定新的传输路径耗费时间过长的问题，提供一种依靠设置双向路由，从而大幅度减小新路径的生成时间的基于双向路由的环网链路故障处理系统。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种基于双向路由的环网链路故障处理系统，所述环网链路包括三个以上的路由，所述三个以上的路由依次首尾相连，所述三个以上的路由中包含可与外网设备连接的第一路由；一般的所述第一路由为高级路由设备，其承担着整个环网链路与外网连接的责任；所述环网链路中第一路由以外的路由内均设置双向路由路径与所述第一路由连接；所述双向路由路径中，一条设置为主用路由路径，另一条设置为备用路由路径；所述相邻路由之间定时进行连接故障监测，并根据监测结果激活主用路由路径或备用路由路径。设置双向路由路径的优点是，在一条路由路径出现故障时，可在第一时间切换至另一条路由路径，切换不涉及重新收敛计算，因此切换时间可达毫秒级，可有效解决现有技术中因为重新收敛计算而耗费秒级时间造成的浪费。
进一步的，每个设置有双向路由路径的路由中，与第一路由连接的较优路径为主用路由路径；所有较优路径指该路由在环网链路中与所述第一路由连接的优弧路径。所述优弧路径由所述路由采用的路由协议的内部优先级、与第一路由连接经过的路由器个数、路由管理距离、链路花费决定。
进一步的，所述环网链路中各个相邻路由之间采用快速链路监测技术监测两者之间的连接状态；所述快速链路监测技术指，两个路由间定时建立会话，如在预定时间内没有收到对端的响应报文，则认为链路故障。
进一步的，所述设置有双向路由路径的路由在监测到所述主用路由路径出现链路故障后，第一时间切换至备用路由路径进行链路连接；用于保证路由路径的连通。
进一步的，所述设置有双向路由路径的路由在监测到所述主用路由路径链路故障消除后，第一时间切换回主用路由路径进行链路连接，主用路由路径由于为较优路径，因此具有更短的反应时间，在较优路径没有故障的情况下，应尽量采用较优路径，从而保证整个环网链路工作在更佳状态下。
本发明同时提供可以快速切换路由路径的基于双向路由的环网链路故障处理方法，所述环网链路包括三个以上的路由，所述三个以上的路由依次首尾相连，所述三个以上的路由中包含可与外网设备连接的第一路由；所述环网链路中第一路由以外的路由内均设置双向路由路径与所述第一路由连接；所述双向路由路径中，一条设置为主用路由路径，另一条设置为备用路由路径；所述环网链路故障处理方法包含如下步骤：
（1）所述相邻路由之间定时监测连接状态，判断主用路由路径是否故障，如发生故障则进入步骤（2）；
（2）将主用路由路径挂起，同时将备用路由路径激活；
（3）继续监测所述主用路由路径是否故障，如故障解除，则进入步骤（4）；
（4）将备用路由路径挂起，同时将主用路由路径激活。
进一步的，每个设置有双向路由路径的路由中，与第一路由连接的较优路径为主用路由路径；所有较优路径指该路由在环网链路中与所述第一路由连接的优弧路径。
进一步的，所述优弧路径由所述路由采用的路由协议的内部优先级、与第一路由连接经过的路由器个数、路由管理距离、链路花费决定。
进一步的，所述环网链路中各个相邻路由之间采用快速链路监测技术监测两者之间的连接状态；所述快速链路监测技术指，两个路由间定时建立会话，如在预定时间内没有收到对端的响应报文，则认为链路故障。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过为环网链路中第一路由之外的路由同时设置双向路由路径，其中一条路径设置为主用路由路径，另一条路径设置为备用路由路径，当链路检测到当前激活路由路径发生链路故障时，立即触发路由路径切换，激活备用路由路径，并挂起主用路由路径；同时，环网链路在较优路由路径不存在故障时，采用较优路由路径为当前激活路由路径，从而保证路由环网链路工作在最优状态下；同时主用路由路径与备用路由路径之间的切换不涉及路由路径的重新收敛计算，切换时间为毫秒级，可以有效满足当下在实时性要求较高的应用环境。
附图说明：
图1为现有技术中路由环网链路连接示意图。
图2为本发明提供基于双向路由的环网链路故障处理系统连接示意图。
图3为本发明提供的基于双向路由的环网链路故障处理方法的流程图；
图4为本发明实施例1中路由采用的路由系统原理示例图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：如图2所示，本实施例提供一种基于双向路由的环网链路故障处理系统，包括，所述环网链路包括6个路由，所述6个路由依次首尾相连，分别为第一路由R1、第二路由R2、第三路由R3、第四路由R4、第五路由R5、第六路由R6；其中第一路由R1为高级路由设备，承担着整个环网链路与外网连接的责任，即第二路由R2、第三路由R3、第四路由R4、第五路由R5、第六路由R6均通过所述第一路由R1与外网连接；所述环网链路中第二路由R2、第三路由R3、第四路由R4、第五路由R5、第六路由R6均设置双向路由路径与所述第一路由连接；如，第三路由R3与所述第一路由R1连接设置有R3->R2->R1及R3->R4->R5->R6->R1两条路由路径；所述双向路由路径中，一条设置为主用路由路径（如第三路由R3的R3->R2->R1路径），另一条设置为备用路由路径（如第三路由R3的R3->R4->R5->R6->R1路径）；所述相邻路由之间定时进行连接故障监测，并根据监测结果激活主用路由路径或备用路由路径。
本实施例中，每个路由的主用路由路径为该路由的较优路径；该路由较优路径的得出可采用如图4的路由系统；路由协议（rip协议或ospf协议）根据环网链路基本信息生成的较优路由路径，并将该较优路由路径下发至路由硬件，进而实现路由硬件在转发数据时采用较优路径；比如，对第三路由R3来说，当较优路径为R3->R2->R1这条路径时，将第二路由R2的地址2.2.2.1下发到路由硬件即可。在较优路径得出的前提下，再由人为将备用路由路径写入路由硬件中，从而完成双向路由路径的设置。
设置双向路由路径的优点是，在一条路由路径出现故障时，可在第一时间切换至另一条路由路径，切换不涉及重新收敛计算，因此切换时间可达毫秒级，可有效解决现有技术中因为重新收敛计算而耗费秒级时间造成的浪费，依然以第三路由为例，当其主路由路径R3->R2->R1中，R3与R2之间或R2与R1之间任意一个出现连接故障时，所述第三路由R3第一时间，将R3->R2->R1路径挂起，将备用路由路径R3->R4->R5->R6->R1激活，从而保证链路的连接。
进一步的，每个设置有双向路由路径的路由中，与第一路由R1连接的较优路径为主用路由路径；所有较优路径指该路由在环网链路中与所述第一路由R1连接的优弧路径。所述优弧路径由所述路由采用的路由协议的内部优先级、与第一路由R1连接经过的路由器个数（跳数）、路由管理距离、链路花费决定，如对第四路由R4来说，虽然其两条路由路径R4->R5->R6->R1及R4->R3->R2->R1的跳数相同，但由于两条路径的内部优先级、路由管理距离、链路花费并不完全相同，因此，本实施例中，其还是可以区分其中R4->R3->R2->R1为较优路径，从而所述第四路由R4将R4->R3->R2->R1设置为主用路由路径，将R4->R5->R6->R1设置为备用路由路径。
进一步的，所述环网链路中各个相邻路由之间采用快速链路监测技术监测两者之间的连接状态；所述快速链路监测技术指，两个路由间定时建立会话，如在预定时间内没有收到对端的响应报文，则认为链路故障。应注意的是，对于本发明来说，只要能够及时检测出路由之间连接出现故障，即可满足切换路由路径的前提要求，因此，本实施例所述的快速链路监测技术仅为检测连接故障的较优选择之一，而非唯一选择。
进一步的，所述设置有双向路由路径的路由在监测到所述主用路由路径出现链路故障后，第一时间切换至备用路由路径进行链路连接；用于保证路由路径的连通。
进一步的，所述设置有双向路由路径的路由在监测到所述主用路由路径链路故障消除后，第一时间切换回主用路由路径进行链路连接，主用路由路径由于为较优路径，因此具有更短的反应时间，在较优路径没有故障的情况下，应尽量采用较优路径，从而保证整个环网链路工作在更佳状态下。
实施例2：本实施例与实施例1的不同点在于，所述较优路由路径并不采用路由系统或者任何类似于路由系统的软件来监测得出，而是在所述环网链路定型（所述环网链路定型是指所述环路链路中的各个路由的位置及连接关系均固定）的前提下，人为确定每个路由的较优路由路径，即通过人为方式设置好每个路由中主用路由路径和备用路由路径；进而按照如实施例3所述的方法进行故障处理。
实施例3：如图3所示，本发明同时提供可以快速切换路由路径的基于双向路由的环网链路故障处理方法，所述环网链路包括三个以上的路由（如，如图2所示的6个路由），所述三个以上的路由依次首尾相连，所述三个以上的路由中包含可与外网设备连接的第一路由；所述环网链路中第一路由以外的路由内均设置双向路由路径与所述第一路由连接；所述双向路由路径中，一条设置为主用路由路径，另一条设置为备用路由路径；所述环网链路故障处理方法包含如下步骤：
S100：所述相邻路由之间定时监测连接状态，判断主用路由路径是否故障，如发生故障则进入步骤S200；
S200：将主用路由路径挂起，同时将备用路由路径激活；
S300：继续监测所述主用路由路径是否故障，如故障解除，则进入步骤（4）；
S400：将备用路由路径挂起，同时将主用路由路径激活。
进一步的，每个设置有双向路由路径的路由中，与第一路由连接的较优路径为主用路由路径；所有较优路径指该路由在环网链路中与所述第一路由连接的优弧路径。
进一步的，所述优弧路径由所述路由采用的路由协议的内部优先级、与第一路由连接经过的路由器个数、路由管理距离、链路花费决定。
进一步的，所述环网链路中各个相邻路由之间采用快速链路监测技术监测两者之间的连接状态；所述快速链路监测技术指，两个路由间定时建立会话，如在预定时间内没有收到对端的响应报文，则认为链路故障。

Claims (9)

1.一种基于双向路由的环网链路故障处理系统，所述环网链路包括三个以上的路由，所述三个以上的路由依次首尾相连，所述三个以上的路由中包含可与外网设备连接的第一路由；其特征在于，所述环网链路中第一路由以外的路由内均设置双向路由路径与所述第一路由连接；所述双向路由路径中，一条设置为主用路由路径，另一条设置为备用路由路径；所述相邻路由之间定时进行连接故障监测，并根据监测结果激活主用路由路径或备用路由路径。
2.如权利要求1所述的基于双向路由的环网链路故障处理系统，其特征在于，每个设置有双向路由路径的路由中，与第一路由连接的较优路径为主用路由路径；所有较优路径指该路由在环网链路中与所述第一路由连接的优弧路径。
3.如权利要求1所述的基于双向路由的环网链路故障处理系统，其特征在于，所述环网链路中各个相邻路由之间采用快速链路监测技术监测两者之间的连接状态；所述快速链路监测技术指，两个路由间定时建立会话，如在预定时间内没有收到对端的响应报文，则认为链路故障。
4.如权利要求3所述的基于双向路由的环网链路故障处理系统，其特征在于，所述设置有双向路由路径的路由在监测到所述主用路由路径出现链路故障后，第一时间切换至备用路由路径进行链路连接。
5.如权利要求4所述的基于双向路由的环网链路故障处理系统，其特征在于，所述设置有双向路由路径的路由在监测到所述主用路由路径链路故障消除后，第一时间切换回主用路由路径进行链路连接。
6.一种基于双向路由的环网链路故障处理方法，所述环网链路包括三个以上的路由，所述三个以上的路由依次首尾相连，所述三个以上的路由中包含可与外网设备连接的第一路由；所述环网链路中第一路由以外的路由内均设置双向路由路径与所述第一路由连接；所述双向路由路径中，其中一条路径设置为主用路由路径，另一条路由路径设置为备用路由路径；其特征在于，包含如下步骤：
（1）所述相邻路由之间定时监测连接状态，判断主用路由路径是否故障，如发生故障则进入步骤（2）；
（2）将主用路由路径挂起，同时将备用路由路径激活；
（3）继续监测所述主用路由路径是否故障，如故障解除，则进入步骤（4）；
（4）将备用路由路径挂起，同时将主用路由路径激活。
7.如权利要求6所述的基于双向路由的环网链路故障处理方法，其特征在于，每个设置有双向路由路径的路由中，与第一路由连接的较优路径为第一路由路径；所有较优路径指该路由在环网链路中与所述第一路由连接的优弧路径。
8.如权利要求7所述的基于双向路由的环网链路故障处理方法，其特征在于，所述优弧路径由所述路由采用的路由协议的内部优先级、与第一路由连接经过的路由器个数、路由管理距离、链路花费决定。
9.如权利要求6所述的基于双向路由的环网链路故障处理方法，其特征在于，所述环网链路中各个相邻路由之间采用快速链路监测技术监测两者之间的连接状态；所述快速链路监测技术指，两个路由间定时建立会话，如在预定时间内没有收到对端的响应报文，则认为链路故障。
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