CN110380960B - 一种备份路径确定方法、装置、网络设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种备份路径确定方法、装置、网络设备及存储介质，属于通信网络技术领域。方法包括：识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和目标自治系统边界路由器；以自身设备、区域边界路由器、目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销；确定虚拟拓扑中的每个区域边界路由器均能为目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护；在网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。该方法能改善当前当网络拓扑中存在多个ABR时，直接应用标准LFA算法会导致ASBR的备份路径无法计算或计算结果可能导致环路的问题。

Description

一种备份路径确定方法、装置、网络设备及存储介质

技术领域

本申请属于通信网络技术领域，具体涉及一种备份路径确定方法、装置、网络设备及存储介质。

背景技术

OSPF(Open Shortest Path First，开放式最短路径优先)路由协议是一种链路状态动态路由协议，网络拓扑中设备与设备间通过LSA(Link State Advertisement，链路状态通告)描述链路状态信息，并洪泛到网络中。网络拓扑中各设备通过洪泛和接收LSA形成LSDB(Link State Data Base，链路状态数据库)信息，并通过SPF(Shortest Path First，最短路径优先)算法，计算网络拓扑中某个区域内以自身设备为源节点到每个其他节点的最短路径，在该区域内形成一个以自身设备为源节点的最短路径树。依据该最短路径树可以保证计算到该区域中所有设备的最优路由，同时也可以保证该区域中的路由不会形成环路。

随着互联网的高速发展，各行各业对网络可靠性的要求越来越高，路由收敛性能的要求也不断提高，依据OSPF协议自身设备收敛速度已经不能满足需求。为了提高路由收敛的性能，提出了RFC5286的无环路备份IP快速重路由技术。该技术中提出一种LFA(LoopFree Alternate，无环路备份)算法。在网络拓扑中某个区域内以邻居节点为备份节点，计算所有邻居节点的最短路径树，并根据这些最短路径树结合LFA算法为该区域中的每个节点计算出最优的邻居节点作为备份节点。当路由的主路径发生故障，可以立即将路由的主路径切换到备份路径，以提高路由收敛速度。但这种计算方法只能计算区域内或区域间路由的备份路径，而ASBR(Autonomous System Boundary Router，目标自治系统边界路由器)具有不属于某一区域的特性，同时存在于该网络拓扑中的所有区域中。当区域中存在多个ABR(Area Border Router，区域边界路由器)时，若按照这种方法计算，可能会导致流量经备份路径的ABR流出本区域，再经其他ABR流入本区域，从而形成环路。

发明内容

鉴于此，本申请的目的在于提供一种备份路径确定方法、装置、网络设备及存储介质，以改善当前当网络拓扑中存在多个ABR时，直接应用标准LFA算法会导致ASBR的备份路径无法计算或计算结果可能导致环路的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种备份路径确定方法，应用于网络拓扑中除目标自治系统边界路由器外的任一网络设备，所述方法包括：识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器；以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销；基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护；在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。

本申请实施例中，在确定目标ASBR的备份路径时，先识别出网络拓扑中的除自身设备外的ABR和所述目标ASBR，然后在以自身设备和识别出的ABR和目标ASBR构建虚拟拓扑，并确定该虚拟拓扑中各设备间的路径开销，以便于判断该虚拟拓扑中的每个ABR是否均能为目标ASBR提供无环路备份保护，也即验证网络拓扑中的ABR是否会出现环路，在确定ABR不会形成环路时，也即确定虚拟拓扑中的每个ABR均能为目标ASBR提供无环路备份保护时，在原网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。该方法在不扩展协议现有消息、数据库内容的情况下即可计算目标ASBR的无环路备份路径，避免了目标ASBR备份产生环路的问题。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，包括：以自身设备为第一层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第三层构建所述虚拟拓扑；或者以自身设备为第三层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第一层构建所述虚拟拓扑。本申请实施例中，通过以自身设备为源，以区域边界路由器为备份节点，以区域边界路由器为目的地，构建虚拟拓扑，进而能准确、快速的验证网络拓扑中的ABR是否会出现环路。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，确定所述虚拟拓扑中各设备间的路径开销，包括：以自身设备作为源节点确定所述网络拓扑的最短路径树；根据所述最短路径树，确定所述区域边界路由器到所述目标自治系统边界路由器的最小路径开销；根据所述最短路径树以及所述最小路径开销，确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。本申请实施例中，通过以自身设备作为源节点计算最短路径树，然后在根据计算出的最短路径树计算区域边界路由器到目标自治系统边界路由器的最小路径开销，进而便可准确、快速的确定虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，若所述邻居设备的数量为至少两个时，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路，包括：确定所述至少两个邻居设备中的每个邻居设备的备份保护优先级；筛选出备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。本申请实施例中，当邻居设备为至少两个时，以源节点到备份保护优先级最高的邻居设备的链路作为目标ASBR的备份链路，以便在链路故障发生时，为目标ASBR提供更优的服务。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，若筛选出的备份保护优先级最高的邻居设备为至少两个时，确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路，包括：计算所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备到所述目标自治系统边界路由器的最优路径开销值；确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备的路由器标识值；确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备接口地址或本设备连接邻居设备的接口索引值；依据计算最优路径开销值或确定的路由器标识值、接口地址、接口索引值大小筛选出最优的备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述最优的备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。本申请实施例中，当备份保护优先级最高的邻居设备为至少两个时，以源节点到至目标ASBR的最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的邻居设备的链路作为目标ASBR的备份链路，或者，依据确定的所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备的路由器标识值、接口地址、接口索引值大小筛选出最优的备份保护优先级最高的邻居设备，并确定备份路径为源节点到筛选出的最优的备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路，以便在链路故障发生时，流量能经备份路径快速达到目标ASBR，缩短流量丢失的时间。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路之后，还包括：在检测到所述直连链路发生故障时，将所述直连链路切换到所述备份路径。本申请实施例中，在链路故障发生时，可以利用目标ASBR的备份路径快速切换目标ASBR的路径，缩短流量丢失的时间。

第二方面，本申请实施例还提供了一种备份路径确定装置，应用于网络拓扑中除目标自治系统边界路由器外的任一网络设备，所述装置包括：识别模块、构建确定模块、第一确定模块以及第二确定模块；识别模块，用于识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器；构建确定模块，用于以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销；第一确定模块，用于基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护；第二确定模块，用于在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。

结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述构建确定模块具体用于：以自身设备作为源节点确定所述网络拓扑的最短路径树；根据所述最短路径树，确定所述区域边界路由器到所述目标自治系统边界路由器的最小路径开销；根据所述最短路径树以及所述最小路径开销，确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。

第三方面，本申请实施例还提供了一种网络设备，应用于网络拓扑中，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述存储器连接；所述存储器，用于存储程序；所述处理器，用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的备份路径确定方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机运行时执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的备份路径确定方法。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1示出了本申请实施例提供的一种备份路径确定方法的结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的一种网络拓扑的结构示意图。

图3示出了本申请实施例提供的基于图2的网络拓扑构建的虚拟拓扑的结构示意图。

图4示出了本申请实施例提供的一种备份路径确定装置的功能模块示意图。

图5示出了本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

再者，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

第一实施例

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种备份路径确定方法，下面将结合图1对其所包含的步骤进行说明。其中，该备份路径确定方法应用于网络拓扑中除目标自治系统边界路由器(以下简称ASBR)外的任一网络设备。该网络设备可以是路由器(进一步地，可以是区域边界路由器(以下简称ABR)、ASBR，以及除ABR、ASBR外的普通路由器)，也可以是具备路由功能的交换机。

步骤S101：识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器。

基于路由器链路状态信息，识别网络拓扑中除自身设备外的ABR和目标ASBR，如根据路由器链路状态信息的Flags标记，将带有标识为ABR的通告者确定其为ABR设备，将带有标识为ASBR的通告者确定其为ASBR设备。其中，同一设备可以同时属于两种角色，例如，既是ABR，又是ASBR。其中，路由器链路状态信息用于描述区域内路由器的链路状态信息。

其中，若识别出的ASBR设备的数量为多个(2个及2个以上)时，需要计算备份路径的那个ASBR设备即为目标ASBR设备，如网络拓扑中有3个ASBR设备，假设分别为X设备、Y设备和Z设备,则在计算X设备的备份路径时，X设备即为目标ASBR设备；同理在计算Y设备的备份路径时，Y设备即为目标ASBR设备；同理在计算Z设备的备份路径时，Z设备即为目标ASBR设备。

步骤S102：以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。

在识别出网络设备中除自身设备外的ABR和目标ASBR后，以自身设备、识别出的ABR、目标ASBR构建虚拟拓扑，并确定该虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。在构建虚拟拓扑时，根据设备角色、划分网络层次，如以自身设备为第一层、以ABR为第二层、以目标ASBR为第三层构建虚拟拓扑，或者以自身设备为第三层、以ABR为第二层、以目标ASBR为第一层构建虚拟拓扑。例如，假设网络拓扑包含A设备、B设备、C设备、D设备以及E设备，假设B设备和D设备为ABR设备，C设备为ASBR设备，从A设备的角度来讲，以自身设备、区域边界路由器、目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑则为基于A设备、B设备、D设备以及C设备构建虚拟拓扑，也即构建的虚拟拓扑仅包含A设备、B设备、C设备、D设备这4个设备，不包含E设备。

在构建虚拟拓扑时，需要确定该虚拟拓扑中各设备间的路径开销，如需要确定自身设备到每个ABR的路径开销、自身设备到目标ASBR的路径开销、每个ABR到目标ASBR的路径开销。当然还可以确定每个ABR到其他ABR的路径开销。

其中，确定该虚拟拓扑中各设备间的路径开销的过程可以是：以自身设备作为源节点确定网络拓扑的最短路径树；根据所述最短路径树，确定所述区域边界路由器到所述目标自治系统边界路由器的最小路径开销；根据所述最短路径树以及所述最小路径开销，确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。通过链路状态数据库LSDB中记录的路由器链路状态信息计算网络拓扑中以自身设备为源节点的最短路径树，例如，网络拓扑由ABCDE设备构成，假设以A设备为源节点，则以A设备为源节点计算的最短路径树包含A设备到B设备、C设备、D设备、E设备各个设备间的最短路径。A设备根据最短路径树结合LSDB中的ASBR-Summary-LSA(ASBR摘要链路状态信息)或Inter-Area-Router-LSA(区域间路由器链路状态信息)信息便可以确定每个区域边界路由器到目标自治系统边界路由器的最小路径开销，例如，上述网络拓扑中的B设备和D设备为ABR设备，C设备为ASBR设备，则上述过程为确定B设备和D设备分别到C设备的最小路径开销。最后根据最短路径树便可以确定A设备到每个ABR的路径开销、A设备到目标ASBR的路径开销；根据上述计算的最小路径开销便可以确定每个ABR到目标ASBR的路径开销。

其中，ASBR摘要链路状态信息，适用于IPv4网络拓扑中，其作用是用于描述ABR到ASBR的链路状态信息。区域间路由器链路状态信息，适用于IPv6网络拓扑中，其作用是用于描述ABR到ASBR的链路状态信息。

步骤S103：基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护。

在得到虚拟拓扑后，基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，在虚拟拓扑中应用标准的LFA算法，以自身设备为源，目标ASBR设备为目的地，第二层ABR设备为备份节点，判断所有第二层设备能否为目标ASBR设备提供无环路备份保护。例如，上述网络拓扑中的B设备和D设备为ABR设备，C设备为ASBR设备时，以A设备为源，判断B设备能否为C设备提供无环路备份保护，以及判断D设备能否为C设备提供无环路备份保护。当所有二层设备都能为目标ASBR设备提供无环路备份保护时，也即该虚拟拓扑中的每个区域边界路由器均能为目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护时，则执行步骤S104。若当二层设备中某些设备不能提供无环路备份时，则备份路径不存在，假设B设备能为C设备提供无环路备份保护，但是D设备不能为C设备提供无环路备份保护时，此时A设备到C设备不存在备份路径。

步骤S104：在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。

在基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保后，也即，在确定网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器不会形成环路后，在原网络拓扑中，便可以确定以自身设备作为源节点到以自身设备的邻居设备作为备份节点的链路为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径。也即，自身设备(源节点)到目标自治系统边界路由器(目的地节点)的直连链路的备份路径为自身设备(源节点)到以自身设备的邻居设备(备份节点)之间的链路。

若备份节点的数量为至少两个时，作为一种实施方式，可以根据备份节点的备份保护优先级来确定源节点到目标ASBR的直连链路的备份路径，此时，确定以自身设备作为源节点到以自身设备的邻居作为备份节点的链路为所述目标自治系统边界路由器的备份路径的过程可以是：确定所述至少两个备份节点中的每个备份节点的备份保护优先级；筛选出备份保护优先级最高的备份节点，并确定所述源节点到所述备份保护优先级最高的备份节点的链路为所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径。为了便于理解，继续上面的例子(网络拓扑由ABCDE设备构成)，假设A设备的备份节点为B设备、D设备和E设备，根据B设备、D设备和E设备各自能够提供的备份保护优先级来确定选择谁作为目标ASBR的备份节点。假设识别出B设备的优先级最高，则确定B设备为目标ASBR的备份节点，也即确定源节点到B设备的链路为目标ASBR的备份路径。其中，节点保护的优先级小于链路保护的优先级。

若筛选出的备份保护优先级最高的备份节点为至少两个时，作为一种实施方式，此时，可以根据备份节点到目标ASBR的最优路径开销值来确定源节点到目标ASBR的直连链路的备份路径，此时，确定所述源节点到所述备份保护优先级最高的备份节点的链路为所述目标自治系统边界路由器的备份路径可以是：计算所述至少两个备份保护优先级最高的备份节点中的每个备份节点到所述目标自治系统边界路由器的最优路径开销值；筛选出最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的备份节点，并确定所述源节点到所述最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的备份节点的链路为所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径。为了便于理解，继续上面的例子(网络拓扑由ABCDE设备构成)，假设筛选出的备份保护优先级最高的备份节点为B设备和E设备，计算B设备和E设备各自到目标ASBR的最优路径开销值，假设E设备到目标ASBR的最优路径开销值要小于B设备到目标ASBR的最优路径开销值，则确定E设备为目标ASBR的备份节点，也即确定源节点到E设备的链路为目标ASBR的备份路径。若此时B设备和E设备各自到目标ASBR的最优路径开销值的大小相同，则从B设备、E设备中随机选择一设备为目标ASBR的备份节点。应当理解，此处所描述的筛选出最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的备份节点，并确定所述源节点到所述最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的备份节点的链路为所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径，仅仅是为了便于解释本申请而示例的例子而已，还可以使用其他如接口地址、接口索引值、路由器标识值等作为筛选备份节点的依据，并不能将其理解成是对本申请的限制。例如，若筛选出的备份保护优先级最高的备份节点为至少两个时，作为一种实施方式，可以是确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备的路由器标识值；以及确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备接口地址或本设备连接邻居设备的接口索引值；然后依据确定的所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备的路由器标识值、接口地址、接口索引值大小筛选出最优的备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述最优的备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。

作为一种实施方式，在确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路之后，该方法还包括：在检测到自身设备到所述目标自治系统边界路由器的主路径(直连链路)发生故障时，将所述目标自治系统边界路由器的主路径切换到所述备份路径。假设之前确定A设备到B设备的链路为A设备到目标ASBR这条主路径的备份路径，则A设备在检测到主路径存在故障时，则将到目标ASBR的路径切换为该备份路径，即通过B设备发送到目标ASBR的流量数据。

由于ASBR具有不属于某一区域的特性，同时存在于网络拓扑中的所有区域中，因此当区域中存在多个ABR时，直接应用标准LFA算法可能会导致流量经备份路径的ABR流出本区域，再经其他ABR流入本区域，从而产生环路的问题。因此，本申请实施例中，在确定目标ASBR的备份路径时，先识别出网络拓扑中的除自身设备外的ABR和所述目标ASBR，然后在以自身设备和识别出的ABR和目标ASBR构建虚拟拓扑，并确定该虚拟拓扑中各设备间的路径开销，以便于判断该虚拟拓扑中的每个ABR是否均能为目标ASBR提供无环路备份保护，也即验证网络拓扑中的ABR是否会出现环路，在确定ABR不会形成环路时，也即确定虚拟拓扑中的每个ABR均能为目标ASBR提供无环路备份保护时，在原网络拓扑中，确定以自身设备到以自身设备的邻居的链路为目标ASBR的备份路径，避免了目标ASBR备份产生环路的问题。该方法在不扩展协议现有消息、数据库内容的情况下即可计算目标ASBR的无环路备份路径，以便在在链路故障发生时，可以利用目标ASBR的备份路径快速切换目标ASBR的路径，减少流量丢失时间。

为了便于理解，本申请实施例提供的备份路径确定方法，下面以参照图2以及图3对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实例仅仅是为了便于解释本申请而示例的例子而已，并不能将其理解成是对本申请的限制。

如图2所示，网络拓扑包含A设备、B设备、C设备、D设备以及E设备，B设备、C设备、D设备连接在多个区域，例如图2中的B设备以及C设备同时位于area0、area1以及area2中，设备D同时位于area1以及area2中，D设备上导入外部路由。本实例以A设备为源节点，即从A设备的角度来描述的，其外部路由的主路径为A设备到D设备的直连链路，计算外部路由的备份路径。按照图2所示的网络拓扑，A设备依据LSDB数据库中Router-LSA信息的Flags标记可以确定B设备、C设备均为ABR角色，D设备为ABR、ASBR角色。A设备以自身设备为源节点计算最短路径树，可以计算A设备到B设备的最小开销为1，A设备到C设备的最小开销为1，A设备到D设备的最小开销为10。A设备通过最短路径树结合LSDB数据库中的ASBR-Summary-LSA或Inter-Area-Router-LSA信息可以确定B设备到D设备的最小开销为12，C设备到D设备的最小开销为10。根据已知各设备的角色信息、设备间的最小开销信息，以A设备为第一层，B设备、C设备为第二层，D设备为第三层构建虚拟拓扑，构建结果如图3所示。在虚拟拓扑中应用标准LFA算法，以A设备为源节点，B设备、C设备为邻居的节点，D设备为目的地节点，计算B节点、以及C节点的所支持的保护类型，计算结果为B节点、C节点都能对目的地节点D提供无环路保护备份。此时再在原拓扑图2中应用标准LFA算法，以A设备为源节点，A设备的邻居为备份节点，外部路由通告者D为目的地节点，计算外部路由的备份路径，计算结果为A设备到B设备之间的链路为外部路由的备份路径，且该备份路径可以保证不会产生环路。

需要说明的是，针对现有方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及本文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。

第二实施例

本申请实施例还提供了一种应用于网络拓扑中除目标自治系统边界路由器外的任一网络设备中的备份路径确定装置100，如图4所示。该备份路径确定装置100包括：识别模块110、构建确定模块120、第一确定模块130以及第二确定模块140。

识别模块110，用于识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器。

构建确定模块120，用于以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。可选地，所述构建确定模块120具体用于：以自身设备作为源节点确定所述网络拓扑的最短路径树；根据所述最短路径树，确定所述区域边界路由器到所述目标自治系统边界路由器的最小路径开销；根据所述最短路径树以及所述最小路径开销，确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。可选地，所述构建确定模块120具体用于：以自身设备为第一层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第三层构建所述虚拟拓扑；或者以自身设备为第三层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第一层构建所述虚拟拓扑。

第一确定模块130，用于基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护。

第二确定模块140，用于在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。可选地，若所述邻居设备的数量为至少两个时，所述第二确定模块140具体用于：确定所述至少两个邻居设备中的每个邻居设备的备份保护优先级；筛选出备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。可选地，若筛选出的备份保护优先级最高的邻居设备为至少两个时，所述第二确定模块140具体用于：计算所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备到所述目标自治系统边界路由器的最优路径开销值；筛选出最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述最优路径开销值最小的备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。可选地，若筛选出的备份保护优先级最高的邻居设备为至少两个时，所述第二确定模块140具体用于：确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备的路由器标识值、接口地址或本设备连接邻居设备的接口索引值；依据确定的路由器标识值、接口地址、接口索引值大小筛选出最优的备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述最优的备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。

可选地，该备份路径确定装置100还包括：切换模块，用于在所述第二确定模块确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路之后，在检测到所述直连链路发生故障时，将所述直连链路切换到所述备份路径。

本申请实施例所提供的备份路径确定装置100，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

第三实施例

如图5所示，本申请实施例还提供了一种应用于网络拓扑中的网络设备200，所述网络设备200包括：收发器210、存储器220、通讯总线230以及处理器240。

所述收发器210、所述存储器220、处理器240各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线230或信号线实现电性连接。其中，收发器210用于收发数据。存储器220用于存储计算机程序，如存储有图4中所示的软件功能模块，即备份路径确定装置100。其中，备份路径确定装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器220中或固化在所述网络设备200的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器240，用于执行存储器220中存储的可执行模块，例如备份路径确定装置100包括的软件功能模块或确定机程序。例如，处理器240，用于识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器；以及还用于以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销；以及还用于基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护；以及还用于在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路。

其中，存储器220可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器240可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器240也可以是任何常规的处理器等。

其中，上述的网络设备200，包括但不限于路由器或具有路由功能的交换机等。

第四实施例

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读取存储介质(以下简称存储介质)，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机如上述的网络设备运行时执行本申请实施例提供的备份路径确定方法所包含的步骤。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和确定机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与确定机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该确定机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台确定机设备(可以是个人确定机，笔记本电脑，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read－Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种备份路径确定方法，其特征在于，应用于网络拓扑中除目标自治系统边界路由器外的任一网络设备，所述方法包括：

识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器；

以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销；

基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护；

在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径，为以自身设备经过自身设备的邻居设备到所述目标自治系统边界路由器的链路，其中，所述自身设备的邻居设备为所述区域边界路由器；

其中，以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，包括：

以自身设备为第一层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第三层构建所述虚拟拓扑；或者以自身设备为第三层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第一层构建所述虚拟拓扑；

确定所述虚拟拓扑中各设备间的路径开销，包括：

以自身设备作为源节点确定所述网络拓扑的最短路径树；根据所述最短路径树，确定所述区域边界路由器到所述目标自治系统边界路由器的最小路径开销；根据所述最短路径树以及所述最小路径开销，确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述邻居设备的数量为至少两个时，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路，包括：

确定所述至少两个邻居设备中的每个邻居设备的备份保护优先级；

筛选出备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若筛选出的备份保护优先级最高的邻居设备为至少两个时，确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路，包括：

计算所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备到所述目标自治系统边界路由器的最优路径开销值；

确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备的路由器标识值；

确定所述至少两个备份保护优先级最高的邻居设备中的每个邻居设备接口地址或本设备连接邻居设备的接口索引值；

依据计算的最优路径开销值或确定的路由器标识值、接口地址、接口索引值大小筛选出最优的备份保护优先级最高的邻居设备，并确定所述源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为所述源节点到所述最优的备份保护优先级最高的邻居设备之间的链路。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备到自身设备的邻居设备之间的链路之后，还包括：

在检测到所述直连链路发生故障时，将所述直连链路切换到所述备份路径。

5.一种备份路径确定装置，其特征在于，应用于网络拓扑中除目标自治系统边界路由器外的任一网络设备，所述装置包括：

识别模块，用于识别网络拓扑中除自身设备外的区域边界路由器和所述目标自治系统边界路由器；

构建确定模块，用于以自身设备、所述区域边界路由器、所述目标自治系统边界路由器构建虚拟拓扑，并确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销；

第一确定模块，用于基于所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销，确定所述虚拟拓扑中的每个所述区域边界路由器均能为所述目标自治系统边界路由器提供无环路备份保护；

第二确定模块，用于在所述网络拓扑中，确定以自身设备作为源节点到所述目标自治系统边界路由器的直连链路的备份路径为以自身设备经过自身设备的邻居设备到所述目标自治系统边界路由器的链路，其中，所述自身设备的邻居设备为所述区域边界路由器；

其中，所述构建确定模块具体用于：

以自身设备为第一层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第三层构建所述虚拟拓扑；或者以自身设备为第三层、以所述区域边界路由器为第二层、以所述目标自治系统边界路由器为第一层构建所述虚拟拓扑；以及

以自身设备作为源节点确定所述网络拓扑的最短路径树；根据所述最短路径树，确定所述区域边界路由器到所述目标自治系统边界路由器的最小路径开销；根据所述最短路径树以及所述最小路径开销，确定所述虚拟拓扑中各网络设备间的路径开销。

6.一种网络设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述存储器连接；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行如权利要求1-4中任一项所述的备份路径确定方法。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机运行时执行如权利要求1-4中任一项所述的备份路径确定方法。

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