CN114513452A - 转发报文的方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种转发报文的方法、装置、计算机设备及存储介质，属于通信网络技术领域。在该方法中，当第一节点因为IPv6链路故障的情况下不能在IPv6链路中转发IPv6报文时，第一节点在IPv4网络中获取到第二节点的MPLS隧道，利用IPv4网络中到第二节点的MPLS隧道确定第一备份路径，基于第一备份路径转发IPv6报文。如此，便可在IPv6链路发生故障的情况下，继续转发IPv6报文，进而减少报文的丢包时间，提高了报文转发的效率。此外，由于利用IPv4网络中的MPLS隧道确定第一备份路径，所以在IPv6网络中的硬件设备不升级的情况下，能够在基于IPv6的不同的网络结构中实现IP FRR。

Description

转发报文的方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及通信网络技术领域，特别涉及一种转发报文的方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

网络协议快速重路由(internet protocol fast reroute，IP FRR)是一种可以对网络流量进行保护，快速实现路由备份的技术。IP FRR的工作原理是由转发节点预先确定一条转发报文的备份路径，然后转发节点在检测到链路或节点故障时基于该备份路径转发报文。IP FRR保证了转发节点快速应对出现的链路或节点故障，直接启用备份路径进行报文转发。

相关技术中，为了避免第六代网络协议(internet protocol version 6，IPv6)网络中链路或节点出现故障时，IPv6报文丢包时间长的问题，将IP FRR技术应用于IPv6网络中，也就是IPv6 FRR，即IPv6 FRR是用于IPv6网络中的快速重路由技术。在IPv6网络中，根据IPv6 FRR技术，转发节点基于全网链路状态数据库利用无环备份路径(loop-freealternate，FLA)算法预先计算出备份路径，并将备份路径保存在转发节点的转发表中。当检测到链路或节点发生故障时，转发节点马上切换到备份路径进行报文转发。

上述方案中，由于LFA算法只能够计算出75％组网的备份路径，对于其他一些组网来说无法计算出备份路径，导致在一些组网中IPv6流量无法得到保护。

发明内容

本申请实施例提供了一种转发报文的方法、装置、计算机设备及存储介质，可以提高报文转发效率。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种转发报文的方法，该方法应用于第一节点。在该方法中，当第一节点因为IPv6链路故障的情况下不能在IPv6链路中转发IPv6报文时，第一节点在IPv4网络中获取到第二节点的MPLS隧道，利用IPv4网络中到第二节点的MPLS隧道确定第一备份路径，基于第一备份路径转发IPv6报文。

在本申请实施例中，当第一节点因为IPv6链路故障的情况下不能在IPv6链路中转发IPv6报文时，第一节点在IPv4网络中获取到第二节点的MPLS隧道，利用IPv4网络中到第二节点的MPLS隧道确定第一备份路径，基于第一备份路径转发IPv6报文。如此，便可在IPv6链路发生故障的情况下，继续转发IPv6报文，进而减少报文的丢包时间，提高了报文转发的效率。此外，由于是利用IPv4网络中的MPLS隧道确定第一备份路径的，所以可以在IPv6网络中的硬件设备不升级的情况下，能够在基于IPv6的不同的网络结构中实现IP FRR。

基于第一方面提供的方法，在一种可能的实现方式中，在IPv6链路故障的情况下，第一节点利用无环备份路径LFA算法确定第二备份路径，若第二备份路径确定失败的情况，则第一节点执行获取第一节点到第二节点之间的第一备份路径的步骤。

在本申请实施例中，在IPv6链路故障的情况下，先用LFA算法确定备份路径，LFA算法确定备份路径更方便，快捷，提高了报文转发的速率。

基于第一方面提供的方法，在一种可能的实现方式中，在第二备份路径确定成功的情况下，第一节点通过第二备份路径转发IPv6报文。

在本申请实施例中，如果LFA算法能确定出IPv6网络结构中的备份路径，那么就用该备份路径转发报文，提高了报文转发的速率。

基于第一方面提供的方法，在一种可能的实现方式中，在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道，根据查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径。

在本申请实施例中，链路状态数据库中存有全网的链路状态，可以查找到目的地为第二节点的MPLS隧道，便于确定第一备份路径，提高了报文转发的速率。

基于第一方面提供的方法，在一种可能的实现方式中，不同类型的MPLS隧道配置有不同的优先级，在这样的场景下，在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的实现过程可以为：按照优先级从高到低的顺序查找目的地为第二节点的MPLS隧道。因此，根据查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径的实现方式可以为：然后根据首次查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径。

在本申请实施例中，在不同类型的MPLS隧道中查找目的地为第二节点的MPLS隧道时，根据优先级有秩序的进行查找，可以快速的查找到优先级最高的MPLS隧道，使用优先级最高的MPLS隧道确定第一备份路径，提高了报文转发的速率，进而保证了转发的可靠性。

基于第一方面提供的方法，在一种可能的实现方式中，查找到的MPLS隧道包括多个类型的MPLS隧道，因此，根据查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径的实现过程可以为：从多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道，根据选择的类型的MPLS隧道，确定第一备份路径。

在本申请实施例中，在查找到的多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道，无需去给不同类型的MPLS隧道配置优先级，也不用去按照优先级顺序进行查找，加快了查找MPLS隧道的速度，提高了报文转发的速率。

基于第一方面提供的方法，在一种可能的实现方式中，第一节点到第二节点MPLS隧道的类型包括标签分发协议LDP类型、分段路由最优路径SR-BE类型、分段路由流程工程SR-TE类型、流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE类型。

在本申请实施例中，第一节点到第二节点MPLS隧道的类型包括多个类型，便于查找出目的地为不同节点的MPLS隧道，使网络结构中任何一条链路故障都可找到对应的MPLS隧道，便于确定第一备份路径，进而提高了报文转发的速率。

第二方面，提供了一种转发报文的装置，所述转发报文的装置具有实现上述第一方面中报文转发的方法行为的功能。所述报文转发的装置包括至少一个模块，该至少一个模块用于实现上述第一方面所提供的报文转发的方法。

第三方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于执行所述程序代码以实现上述第一方面中任一方面所述的方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的页面显示方法。

第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的页面显示方法。

上述第二方面、第三方面、第四方面和第五方面所获得的技术效果与第一方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种网络结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种网络结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种网络结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种报文转发的方法流程图；

图5是本申请实施例提供的一种报文转发示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种报文转发示意图；

图7是本申请实施例提供的一种报文转发的装置的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

应当理解的是，本文提及的“多个”是指两个或两个以上。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“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。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

在对本申请实施例提供的转发报文的方法进行详细解释说明之前，为了后续便于说明，先对本申请实施例的应用场景进行解释说明。

在目前的通信网络中，当节点之间的连接路径出现故障，和/或节点内部的一个或多个组成部分出现损坏时，转发节点就会重新建立转发表，在建立新的转发表前网络流量会发生中断，而建立新的转发表需要经历“链路故障感知、路径更新、路径计算”等流程，因此建立新的转发表所需时间较长，进而报文丢包时间过长，导致用户感知到流量中断，这样就不能满足报文转发的实时性要求。

为了满足报文转发的实时性要求，本领域技术人员提出了IP FRR技术。根据IPFRR技术，转发节点利用链路状态数据库，预先计算出备份路径，保存在转发表中。当检测到链路故障时，马上切换到备份路径进行数据转发，大大缩短了流量中断时间，从而使用户基本不会感知到流量中断。

IP FRR技术可以应用在不同的网络结构中，为了便于对不同网络结构应用IP FRR技术的理解，下面将以三种不同的网络结构进行解释说明。

图1是本申请实施例提供的一种网络结构示意图。如图1所示，该网络结构中包括三个节点，分别标记为S、D、N，则可将图1中的三个节点分别称之为S节点、D节点、N节点。

如图1所示，S节点与D节点、S节点与N节点、N节点与D节点之间通过有线或无线的方式连接进行通信，其中，S节点与D节点之间的链路的开销值为10，S节点与N节点之间链路开销值为10，N节点与D节点之间链路开销值为10。链路的开销值可以指示报文通过两个节点之间的链路所需要的代价。开销值可以由带宽计算得到。链路上的开销值可通过手动或自动方式配置到链路状态数据库中。链路状态数据库中包括网络各个节点之间的连接拓扑以及任意连接的两个节点之间的链路的开销值。

如图1所示，报文从S节点到达D节点所转发的路径为S→D，S→D为S节点到D节点的最短路径，最短路径的确定方式可以为所有路径中开销值相加为最小值的路径。在图1中，具体确定最短路径过程如下：S节点到D节点的路径有两条，分别为S→D和S→N→D，通过计算可得S→D的开销值为10，S→N→D的开销值为10+10＝20，10＜20，因此，开销值为10的路径为最短路径。所以将报文转发的路径确定为路径S→D。

图1中的网络结构应用于通过LFA算法来计算备份路径的场景中。在这种场景下，假设S→D的链路出现故障，此时，S节点根据LFA算法，找到无环备份路径上S节点的下一跳节点。然后基于无环备份路径上S节点的下一跳节点继续转发报文。

其中，S节点根据LFA算法，找到无环备份路径上S节点的下一跳节点的具体实现方式如下：对于S节点的邻居N节点，如果N节点到D节点的最短路径不经过S节点，且N节点满足Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,D)，则这个N节点为无环备份路径上S节点的下一跳节点。其中，Distance_opt(N,D)表示N节点到D节点的开销值，Distance_opt(N,S)表示N节点到S节点的开销值，Distance_opt(S,D)表示S节点到D节点的开销值。在图1中N节点为10<10+10，满足前述公式，且N节点为S节点的邻居节点，所以N节点为无环备份路径上S节点的下一跳节点。

上述基于无环备份路径上S节点的下一跳节点继续转发报文的实现方式为：在计算完无环备份路径上S节点的下一跳节点之后，S节点将S→N这条备份路径保存在S节点的转发表中。在图1中，当S→D链路出现故障时，S节点通过保存的备份路径将报文直接发送给N节点，然后N节点根据最短路径优先原则将报文发送给D节点，此时报文从S节点到达D节点的转发路径就是S→N→D。

图2是本申请实施例提供的另一种网络结构示意图。如图2所示，该网络结构中包括四个节点，分别标记为S、D、N、M。则可将图2中的四个节点分别称之为S节点、D节点、N节点、M节点。

如图2所示，S节点与D节点、S节点与N节点、N节点与M节点、M节点与D节点之间通过有线或无线的方式连接进行通信，其中，S节点与D节点之间的链路的开销值为10，S节点与N节点之间的链路的开销值为10，N节点与M节点之间的链路的开销值为10，D节点与M节点之间的链路的开销值为15。

另外，如图2所示，报文从S节点到达D节点转发的最短路径为S→D，在图2中，具体确定最短路径过程如下：S节点到D节点的路径有两条，分别为S→D和S→N→M→D，通过计算链路开销值可得S→D的开销值为10，S→N→D的开销值为10+10+15＝35，10＜35，因此，开销值为10的路径为最短路径。所以将报文转发的路径确定为路径S→D。

在图2中，如果利用图1的LFA算法将N节点作为无环备份路径上S节点的下一跳节点时，当S→D出现故障，S节点将报文转发给N节点之后，为了遵守最短路径优先原则，报文又会被N节点转发至S节点，这样一直重复，报文将不会到达D节点。

所以，针对图2中的网络结构，采用通过R-LFA算法来计算备份路径。在这种场景下，假设S→D的链路出现故障，此时，S节点根据R-LFA算法，找到不会经过故障链路的中间结点，在S节点与中间节点之间建立一条隧道形成备份路径，然后基于隧道形成的备份路径继续转发报文。

上述S节点根据R-LFA算法，找到不会经过故障链路的中间结点的具体实现方式如下：为了后续便于说明，将中间节点用PQ表示。如此，在图2的网络结构中，计算出P空间和Q空间，P空间和Q空间的交集为PQ节点。其中，P空间为到达S节点的最短路径且不经过故障链路的所有节点的集合，Q空间为到达D节点的最短路径且不经过故障链路的所有节点的集合。

上述计算P空间和Q空间的方法包括：满足Distance_opt(N,P)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,P)的所有节点的集合为P空间，其中，P表示P空间内任一节点，称之为P节点。满足Distance_opt(Q,D)<Distance_opt(Q,S)+Distance_opt(S,D)的所有节点的集合为Q空间，其中，Q表示Q空间内任一节点，称之为Q节点。

在图2中，计算P空间，可以到达S节点的节点有N节点、M节点和D节点。N节点到达S节点的路径有N→S和N→M→D→S，其中N→S路径的开销值为10，N→M→D→S路径的开销值为10+15+10＝35，10＜35，所以N→S为N节点到达S节点的最短路径且不经过故障链路，因此N节点为P空间内的一个节点。因为P表示P空间内任一节点，所以N节点也可以称之为P节点。M节点到达S节点的路径有M→N→S和M→D→S，其中M→N→S路径的开销值为10+10＝20，M→D→S路径的开销值为15+10＝25，20＜25，所以M→N→S为N节点到达S节点的最短路径且不经过故障链路，因此M节点为P空间内的一个节点，M节点也可以称之为P节点。D节点到达S节点的路径有D→S和D→M→N→S，其中D→S路径的开销值为10，D→M→N→S路径的开销值为15+10+10＝35，10＜35，因此D→S路径为D节点到达S节点的最短路径，但是D→S路径经过故障链路，所以D节点不能组成P空间，也就不能成为P节点。所以P空间为N节点和M节点的集合。

在图2中，计算Q空间，可以到达D节点的节点有M节点、N节点和S节点。M节点到达D节点的路径有M→D和M→N→S→D，其中M→D路径的开销值为10，M→N→S→D路径的开销值为10+10+10＝30，10＜30，所以M→D为M节点到达D节点的最短路径且不经过故障链路，因此M节点为Q空间内的一个节点，M节点也可以称之为Q节点。N节点到达D节点的路径有N→M→D和N→S→D，其中N→M→D路径的开销值为10+15＝25，N→S→D路径的开销值为10+10＝20，20＜25，所以N→S→D为N节点到达D节点的最短路径，但是N→S→D路径经过故障链路，所以N节点不能组成Q空间，也就不能成为Q节点。S节点到达D节点的路径有S→D和S→N→M→D，其中S→D路径的开销值为10，S→N→M→D路径的开销值为10+10+15＝35，10＜35，所以S→D为S节点到达D节点的最短路径，但是S→D路径经过故障链路，所以S节点不能组成Q空间，也就不能成为Q节点。所以Q空间为M节点的集合，因此，M节点为PQ节点。

上述基于隧道形成的备份路径继续转发报文的实现方式为：将隧道形成的备份路径保存在S节点的转发表中。在当S→D的链路出现故障时，S节点利用隧道形成的备份路径将报文发送给PQ节点，然后由PQ节点遵循最短路径优先原则将报文转发至D节点，此时报文从S节点到达D节点的转发路径就是S→PQ→D。

图3是本申请实施例提供的另一种网络结构示意图。如图3所示，该网络结构中包括五个节点，分别标记为S、D、N、X、Y、Z。则可将图3中的五个节点分别称之为S节点、D节点、N节点、X节点、Y节点、Z节点。

如图3所示，S节点与X节点之间的链路的开销值为10，X节点与D节点之间的链路的开销值为10，S节点与N节点之间的链路的开销值为10，N节点与Y节点之间的链路的开销值为10，Y节点与Z节点之间的链路的开销值为1000，Z节点与X节点之间的链路的开销值为10。

另外，如图3所示，报文从S节点到达D节点所转发的最短路径为S→X→D，在图3中，具体确定最短路径过程如下：S节点到D节点的路径有两条，分别为S→X→D和S→N→Y→Z→X→D，通过计算链路开销值可得S→D的开销值为10+10＝20，S→N→Y→Z→X→D的开销值为10+10++1000+10+10＝1040，20＜1040，因此，开销值为20的路径为最短路径。所以将报文转发的路径确定为路径S→X→D。

在图3中，S节点根据R-LFA算法，计算出P空间和Q空间，P空间为N节点与Y节点的集合，Q空间为Z节点和X节点的集合，而P空间和Q空间没有交集，所以没有PQ节点，导致无法利用PQ节点建立隧道。

所以，针对图2中的网络结构，采用通过TI-LFA算法来计算备份路径。在这种场景下，假设S→X的链路出现故障，根据TI-LFA算法，计算出故障后的最短路径、P空间、Q空间、修复路径，根据故障后的最短路径、P空间、Q空间、修复路径生成备份路径，然后基于生成的备份路径继续转发报文。

上述S节点根据TI-LFA算法，分别计算出故障后的最短路径、P空间、Q空间、修复路径的具体实现方法如下：计算故障后的最短路径是通过排除S节点到D节点的最短路径，从而计算出故障后的最短路径，在图3中表现为，排除S→X→D，得到S→N→Y→Z→X→D。S节点根据前述所述计算P空间和Q空间的公式可计算出P空间，Q空间，进而确定P节点和Q节点，为了简化路径，选取离S节点最远的P节点以及最近的Q节点。在图3中，计算出的P空间为N节点和Y节点的集合，Q节点为Z节点和X节点的集合，因此，P节点为Y节点，Q节点为Z节点。计算修复路径，修复路径是一个指示路径，用来指示如何到达Q节点，修复路径由“P节点标签+P节点到Q节点链路上的邻接标签”组成。

根据故障后的最短路径、P空间、Q空间、修复路径生成备份路径的具体实现方式如下：S节点利用分段路由(segment routing，SR)的源路由的机制，给S节点指定一条显示路径，通过此显示路径可以将报文转发至D节点。在图3中，确定的除故障链路外最短路径为S→N→Y→Z→X→D，然后利用S→N→Y→Z→X→D这条路径中计算的P空间和Q空间中选取的P节点和Q节点与修复路径，将P节点的标签和P节点与Q节点之间的邻居标签添加在显示路径中，则形成一条可转发报文的显示路径，此显示路径为S→P→Q，该显示路径就是S节点转发报文的备份路径。

上述基于生成的备份路径继续转发报文的实现方式为：S节点将显示路径作为备份路径保存至S节点的转发表中。当S→X的链路出现故障时，S节点通过备份路径将报文发送给Q节点，然后由Q节点遵循最短路径优先原则将报文转发至D节点。

上述图1、图2、图3所表述的网络结构对应的计算备份路径转发报文的方法目前可以应用于第四代网络协议(internet protocol version 4，IPv4)网络中。但是，由于转发器等硬件设备的限制，在IPv6网络中的硬件设备目前仅支持LFA算法，不支持R-LFA算法和TI-LFA算法。从而使得目前的IPv6网络仅仅可以在图1所示IPv6网络中实现IP FRR，但在图2所示的IPv6网络以及图3所示的IPv6网络中均不能实现IP FRR。如此，对于基于IPv6的图2和图3的两种网络结构，在转发路径发生中断时，报文将长时间丢包。基于上述问题，本申请提供了一种建立备份路径来转发IPv6报文的方法，目的在于能够在基于IPv6的图2和图3的两种网络结构中实现IP FRR。

需要说明的是，图1、图2、图3所示的网络结构中的各个节点之间的布局仅仅用于举例说明，节点的数量也仅仅用于举例说明，并不构成对本申请的限定。此外，本申请实施例提供的建立备份路径的方法不限于上述三种网络结构，也可以应用在其他类型的IP v6网络中，在此不再一一举例说明。

下面对本申请实施例提供的一种转发报文的方法进行详细解释说明。

图4是本申请实施例提供的一种转发报文的方法流程图。参见图4，该方法包括如下步骤。

步骤401：第一节点基于IPv6链路发送IPv6报文。

具体地，第一节点基于第一节点与第二节点之间的最短路径发送IPv6报文。具体确定最短路径的方法如上所述，在此不再进行解释。其中，第一节点为转发IPv6报文的任一节点，IPv6报文的目的节点为第二节点。本申请实施例中的第一节点和第二节点仅仅用于举例说明，并不限定对转发报文的节点的具体名称进行限定。

比如，如图1所示，S节点表示第一节点，D节点表示第二节点，S节点基于最短路径向D节点发送IPv6报文，S节点与D节点的最短路径为S→D。因此，节点S节点基于S→D路径向D节点发送IPv6报文。

又比如，如图2所示，S节点表示第一节点，D节点表示第二节点，S节点基于最短路径向D节点发送IPv6报文，S节点与D节点的最短路径为S→D。因此，节点S节点基于S→D路径向D节点发送IPv6报文。

又比如，如图3所示，S节点表示第一节点，D节点表示第二节点，S节点基于最短路径向D节点发送IPv6报文，S节点与D节点的最短路径为S→X→D。因此，节点S节点基于S→X→D路径向D节点发送IPv6报文。

步骤402：在IPv6链路故障的情况下，第一节点获取第一节点到第二节点之间的第一备份路径，第一备份路径包括第一节点到第二节点的多协议标签交换(multiprotocollabel switching，MPLS)隧道，MPLS隧道是基于IPv4网络构建的。

第一节点可以预先确定并存储上述第一备份路径，然后在IPv6链路故障的情况下，从存储的备份路径中获取上述第一备份路径。可选地，第一节点也可以直接在IPv6链路故障的情况下，确定上述第一备份路径。

上述第一节点确定第一备份路径的实现方式可以为：第一节点根据IPv6报文的目的地址在存储的链路状态数据库查找该目的地址对应的节点，在本申请中该节点为第二节点。根据查找到的第二节点，在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道，然后根据查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径。

由于目的地为第二节点的MPLS隧道可能包括一个或多个类型的MPLS隧道，因此，上述在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的有以下两种实现方式。其中，MPLS隧道的类型包括标签分发协议(label distribution protocol，LDP)类型、分段路由最优路径(segment routing best effort，SR-BE)类型、分段路由流程工程(segmentrouting traffic engineering，SR-TE)类型、流量工程扩展的资源预留协议(resourcereservation protocol-traffic Engineering，RSVP-TE)类型。

第一种可能实现的方式中，预先针对不同类型的MPLS隧道配置有优先级，此时，上述在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的实现过程可以为：按照优先级从高到低的顺序查找目的地为第二节点的MPLS隧道。具体地，给全网中每个类型的MPLS隧道配置优先级。然后第一节点按照优先级从高到低的顺序依次确定当前优先级对应的MPLS隧道是否有目的地为第二节点的MPLS隧道。这样首次查找到的MPLS隧道即为目的地为第二节点的优先级最高的MPLS隧道，以便于后续基于首次查找到的MPLS隧道确定第一备份路径。

比如，将不同类型的MPLS隧道的优先级用不同数字表示，当存在LDP、SR-BE、SR-TE、RSVP-TE四种类型的MPLS隧道时，LDP类型的MPLS隧道所配置的优先级用1表示、SR-BE类型的MPLS隧道所配置的优先级用2表示、SR-TE类型的MPLS隧道所配置的优先级用3表示、RSVP-TE类型的MPLS隧道所配置的优先级用4表示。优先级对应的数字越小，优先级越高，越先尝试。第一节点会先尝试优先级为1的LDP类型的MPLS隧道，如果LDP类型的MPLS隧道目的地不是第二节点，则继续尝试优先级为2的SR-BE类型的MPLS隧道，以此类推，将首次查找到的目的地为第二节点的MPLS隧道作为确定第一备份路径的MPLS隧道。

第二种可能的实现方式，上述在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的实现过程可以为：第一节点直接查找目的地为第二节点的所有类型的MPLS隧道，此时查找到的MPLS隧道包括多个类型的MPLS隧道。以便于后续基于查找到的多个类型的MPLS隧道确定第一备份路径。

比如，第一节直接查找上述四个类型的MPLS隧道，若查找到SR-TE类型的MPLS隧道和RSVP-TE类型的MPLS隧道的目的地是第二节点，则查找到的目的地为第二节点的MPLS隧道类型有SR-TE类型和RSVP-TE类型。

此外，以上两种实现方式仅仅是在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的两种可能的实现方式，本申请实施例并不限定如何从链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道，在此不再一一举例说明。

需要说明的是，上述MPLS隧道是通过MPLS技术实现的，而MPLS技术是在IPv4网络中部署的，目前在硬件设备没有升级的情况下，MPLS技术是不支持在IPv6网络中部署的。所以本实施例的MPLS隧道是在IPv4网络构建的，并且MPLS隧道是在IPv4网络已经构建完成的情况下执行的上述查找MPLS隧道的过程，因此，不再赘述IPv4网络中MPLS隧道的构建。

由于上述在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道有两种可能的实现方式，相应地，根据查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径也有对应的两种可能的实现方式。具体如下所示。

对于上述在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的第一种可能的实现方式，上述根据查找到的MPLS隧道确定第一备份路径可以为：将目的地为第二节点的优先级最高的MPLS隧道作为第一备份路径的出接口，也即是第一节点通过该查找到的MPLS隧道能够传输流量至第二节点，这样就确定了第一备份路径。

对于上述在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道的第二种可能的实现方式，上述根据查找到的MPLS隧道确定第一备份路径可以为：从查找到的多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道，将选择的MPLS隧道作为第一备份路径的出接口，也即是第一节点通过该查找到的MPLS隧道能够传输流量至第二节点，这样就确定了第一备份路径。

比如，如图2所示，根据链路状态数据库获得与目的地址对应的D节点，得到第二节点，将查找到目的地为第二节点的MPLS隧道作为确定第一备份路径的MPLS隧道，比如查找的目的地为第二节点的MPLS隧道类型为LDP类型，在图2中，将LDP类型的MPLS隧道作为确定第一备份路径的出接口。

又比如，如图3所示，根据链路状态数据库获得与目的地址对应的D节点，将查找到目的地为第二节点的MPLS隧道作为确定第一备份路径的MPLS隧道，比如查找的目的地为第二节点的MPLS隧道类型为SR-BE类型，在图3中，将SR-BE类型的MPLS隧道作为确定第一备份路径的出接口。

此外，上述从多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道的实现方式可以为在查找的多个类型的MPLS隧道中随机选择一个类型的MPLS隧道，还可以为将查找的多个类型的MPLS隧道按照优先级顺序选择优先级最高的MPLS隧道。

上述第一节点在IPv6链路故障的情况下直接获取第一备份路径。可选地，第一节点在IPv6链路故障的情况下，还可以先确定第二备份路径，在第二备份路径确定失败的情况下，第一节点执行获取第一节点到第二节点之间的第一备份路径的步骤。在第二备份路径确定成功的情况下，则第一节点通过第二备份路径转发IPv6报文。

上述确定第二备份路径具体实现方式为：第一节点直接获取存储的第二备份路径，该存储的第二备份路径是提前通过LFA算法计算好的路径。或者第一节点直接利用LFA算法计算出第二备份路径。

上述第一节点利用LFA算法确定第二备份路径的具体实现方法为：第一节点找到的下一跳节点，如果下一跳节点到第二节点的最短路径不经过第一节点，且下一跳节点满足Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,D)，则这个下一跳节点为无环备份路径上第一节点的下一跳节点。

比如，如图1所示，LFA算法计算出来的无环备份路径上第一节点的下一跳节点为N节点，则备份路径为S→N。当S节点到D节点的链路出现故障后，S节点会直接利用LFA算法计算出来备份路径转发报文。

又比如，对于图2所示的网络结构，如果利用图1的LFA算法将N节点作为无环备份路径上S节点的下一跳节点时，当S→D出现故障，S节点将报文转发给N节点之后，为了遵守最短路径优先原则，报文又会被N节点转发至S节点，这样一直重复，报文将不会到达D节点。当报文不能通过LFA算法计算的无环备份路径上S节点的下一跳节点转发到D节点时，就可以认为LFA算法计算的备份路径是失败的。所以在图2中利用LFA算法计算的备份路径失败时，第一节点就会执行获取第一节点到第二节点之间的第一备份路径的步骤。

此外，上述IPv6链路故障可以包括以下几种情况：第一节点到第二节点的最短路径的第一节点的出接口掉线(down)，导致IPv6报文无法从第一节点的出接口发送到下一跳节点上；或者双向转发检测(bidirectional forwarding detection，BFD)机制掉线(down)后，导致无法监控网络的链路转发连通状况，进而使IPv6报文不知道从哪条链路上转发。

另外，第一节点检测IPv6链路故障的实现方式可以为：IPv6报文在第一节点处停滞时间过长，则第一节点判断该IPv6报文的转发路径出现故障。或者IPv6报文从第一节点转发出去后，第二节点一直收不到该IPv6报文，则第一节点判断该IPv6报文的转发路径出现故障。

步骤403：第一节点通过第一备份路径转发IPv6报文。

在第一节点和第二节点上预先设置IPv4协议栈和IPv6协议栈，以使第一节点和第二节点都能转发IPv4报文和IPv6报文，第一节点通过IPv4网络上IPv6的第一备份路径来将IPv6报文转发到第二节点上，当IPv6报文离开第一备份路径后，IPv6报文继续根据IPv6报文头的目的主机地址按照转发表在IPv6网络中进行转发。

上述利用第一节点通过IPv4网络上IPv6的第一备份路径来将IPv6报文转发到第二节点上可以为：在第一节点上的IPv6报文上封装MPLS标签栈，该MPLS标签栈用来指示封装后的IPv6报文的转发路径，封装后IPv6报文根据MPLS标签栈进行转发。

上述在第一节点上的IPv6报文上封装MPLS标签栈的实现方式为：第一节点在IPv6报文上封装第一节点与第二节点之间备份路径上的所有MPLS标签。

上述封装后IPv6报文根据MPLS标签栈进行转发具体方式为：第一节点将封装完成的IPv6报文引流到第一备份路径上，在第一备份路径上转发封装完成的IPv6报文，也就是在MPLS隧道上根据MPLS标签栈转发IPv6报文。在第一备份路径的出口节点时，即第二节点的时候，露出IPv6报文。

可选地，上述第一节点将封装完成的IPv6报文引流到第一备份路径可以为，第一节点识别封装在IPv6报文上的MPLS标签栈，根据MPLS标签栈将封装后的IPv6报文确定为可以在IPv4网络中转发的报文，将封装后的IPv6报文发送给IPv4网络上的第一备份路径。

比如，在基于图2所示的网络结构中，图5是本申请实施例提供的一种报文转发示意图，如图5所示，在S节点和D节点上配置IPv4协议栈和IPv6协议栈。在S节点处IPv6报文封装上封装MPLS标签栈。利用P空间与Q空间的计算公式，计算出P、Q空间，根据P空间和Q空间交集得到PQ节点，在图2中，P空间为N节点和M节点的集合，Q空间为M节点的集合，PQ节点为M节点。封装MPLS标签栈为在IPv6报文上先封装一层D节点的MPLS标签，再在D节点的MPLS标签上封装一层M节点的MPLS标签，其中，D节点的MPLS标签和M节点的MPLS标签形成MPLS标签栈。在报文进行转发的时候，报文先经过下一跳M节点，离开M节点后，继续根据标签到达D节点，在到达D节点的出口时，露出IPv6报文。IPv6报文继续根据IPv6报文头中携带的目的主机地址按照转发表在IPv6网络中进行转发。

比如，在基于图3所示的网络结构中，图6是本申请实施例提供的另一种报文转发示意图，如图6所示，在S节点和D节点上配置IPv4协议栈和IPv6协议栈。在S节点处IPv6报文封装上封装MPLS标签栈。利用P空间与Q空间的计算公式，计算出P、Q空间，在3图中，P空间为N节点和Y节点的集合，Q空间为Z节点和X节点的集合。为了简化链路，选取Y节点作为下一跳节点，Y节点与Z节点之间作为邻居节点。封装MPLS标签栈为在IPv6报文上先封装一层D节点的MPLS标签，再在D节点的MPLS标签上封装一层Y节点与Z节点之间的邻居MPLS标签，最后在Y节点与Z节点之间的邻居MPLS标签上封装一层Y节点的MPLS标签，其中，D节点的MPLS标签、Y节点与Z节点之间的邻居MPLS标签、Y节点的MPLS标签形成MPLS标签栈。在报文进行转发的时候，报文先经过下一跳Y节点，离开Y节点后，继续经过Y→Z之间的链路，离开Y→Z之间的链路后，在到达D节点的出口时，露出IPv6报文。IPv6报文继续根据IPv6报文头的目的主机地址按照转发表在IPv6网络中进行转发。

图7是本申请实施例提供了一种报文转发的装置，如图7所示，该装置700包括：

发送模块701，用于基于IPv6链路发送IPv6报文。具体实现方式可以参考图4中的步骤401。

获取模块702，用于在IPv6链路故障的情况下，获取第一节点到第二节点之间的第一备份路径，第一备份路径包括第一节点到第二节点的MPLS隧道，MPLS隧道是基于第四代网络协议IPv4网络构建的。具体实现方式可以参考前述图4实施例中的步骤402。

发送模块701，还用于通过第一备份路径转发IPv6报文。具体实现方式可以参考前述图4实施例中的步骤403。

可选地，该装置还包括：

确定模块，用于在IPv6链路故障的情况下，利用无环备份路径LFA算法确定第二备份路径；

获取模块，还用于在第二备份路径确定失败的情况下，执行获取第一节点到第二节点之间的第一备份路径的步骤。

可选地，该装置还包括：

发送模块，用于在第二备份路径确定成功的情况下，通过第二备份路径转发IPv6报文。

可选地，该装置还包括：

查找模块，用于在链路状态数据库中查找目的地为第二节点的MPLS隧道；

确定模块，还用于根据查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径。

可选地，不同类型的MPLS隧道配置有不同的优先级；

查找模块，用于：

按照优先级从高到低的顺序查找目的地为第二节点的MPLS隧道；

确定模块，用于：

根据首次查找到的MPLS隧道，确定第一备份路径。

可选地，查找到的MPLS隧道包括多个类型的MPLS隧道；

确定模块，用于：

从多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道；

根据选择的类型的MPLS隧道，确定第一备份路径。

可选地，第一节点到第二节点MPLS隧道的类型包括标签分发协议LDP类型、分段路由最优路径SR-BE类型、分段路由流程工程SR-TE类型、流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE类型。

综上所述，本申请实施例中，当第一节点因为IPv6链路故障的情况下不能在IPv6链路中转发IPv6报文时，第一节点在IPv4网络中获取到第二节点的MPLS隧道，利用IPv4网络中到第二节点的MPLS隧道确定第一备份路径，基于第一备份路径转发IPv6报文。如此，便可在IPv6链路发生故障的情况下，继续转发IPv6报文，进而减少报文的丢包时间，提高了报文转发的效率。此外，由于是利用IPv4网络中的MPLS隧道确定第一备份路径的，所以可以在IPv6网络中的硬件设备不升级的情况下，能够在基于IPv6的不同的网络结构中实现IPFRR。

需要说明的是：上述实施例提供的报文转发的装置在转发报文时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的报文转发的装置与报文转发的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图8是本申请施例提供的一种计算机设备的结构示意图。上述实施例的网络结构中的任一节点可以通过图8所示的计算机设备来实现。参见图8，该计算机设备包括至少一个处理器801，通信总线802、存储器803以及至少一个通信接口804。

处理器801可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。

通信总线802可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

存储器803可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only Memory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器803可以是独立存在，通过通信总线802与处理器801相连接。存储器803也可以和处理器801集成在一起。

其中，存储器803用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器801来控制执行。处理器801用于执行存储器803中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。前述实施例中任一节点可以通过处理器801以及存储器803中的程序代码中的一个或多个软件模块，来确定用于开发应用的数据。

通信接口804，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。

在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，例如图8中所示的处理器801和处理器805。这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备还可以包括输出设备806和输入设备807。输出设备806和处理器801通信，可以以多种方式来显示信息。例如，输出设备806可以是液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、发光二级管(light emitting diode，LED)显示设备、阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示设备或投影仪(projector)等。输入设备807和处理器801通信，可以以多种方式接收用户的输入。例如，输入设备807可以是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等。

上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personaldigital assistant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备。本申请实施例不限定计算机设备的类型。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如：同轴电缆、光纤、数据用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如：红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如：软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如：数字通用光盘(digital versatile disc，DVD))、或者半导体介质(例如：固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述为本申请提供的实施例，并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种转发报文的方法，其特征在于，应用于第一节点，所述第一节点为转发第六代网络协议IPv6报文的节点，所述IPv6报文的目的地为第二节点，所述方法包括：

所述第一节点基于IPv6链路发送所述IPv6报文；

在所述IPv6链路故障的情况下，所述第一节点获取所述第一节点到所述第二节点之间的第一备份路径，所述第一备份路径包括所述第一节点到所述第二节点的多协议标签交换MPLS隧道，所述MPLS隧道是基于第四代网络协议IPv4网络构建的；

所述第一节点通过所述第一备份路径转发所述IPv6报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述IPv6链路故障的情况下，所述方法还包括：

所述第一节点利用无环备份路径LFA算法确定第二备份路径；

在所述第二备份路径确定失败的情况下，所述第一节点执行获取所述第一节点到所述第二节点之间的第一备份路径的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第二备份路径确定成功的情况下，所述第一节点通过所述第二备份路径转发所述IPv6报文。

4.如权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在链路状态数据库中查找目的地为所述第二节点的MPLS隧道；

根据查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，不同类型的MPLS隧道配置有不同的优先级；

所述在链路状态数据库中查找目的地为所述第二节点的MPLS隧道，包括：

按照优先级从高到低的顺序查找目的地为所述第二节点的MPLS隧道；

所述根据查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径，包括：

根据首次查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述查找到的MPLS隧道包括多个类型的MPLS隧道；

所述根据查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径，包括：

从所述多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道；

根据选择的类型的MPLS隧道，确定所述第一备份路径。

7.如权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述第一节点到所述第二节点MPLS隧道的类型包括标签分发协议LDP类型、分段路由最优路径SR-BE类型、分段路由流程工程SR-TE类型、流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE类型。

8.一种转发报文的装置，其特征在于，所述装置部署于第一节点，所述第一节点为转发第六代网络协议IPv6报文的节点，所述IPv6报文的目的地为第二节点，所述装置包括：

发送模块，用于基于IPv6链路发送所述IPv6报文；

获取模块，用于在所述IPv6链路故障的情况下，获取所述第一节点到所述第二节点之间的第一备份路径，所述第一备份路径包括所述第一节点到所述第二节点的MPLS隧道，所述MPLS隧道是基于第四代网络协议IPv4网络构建的；

所述发送模块，还用于通过所述第一备份路径转发所述IPv6报文。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

确定模块，用于在所述IPv6链路故障的情况下，利用无环备份路径LFA算法确定第二备份路径；

所述获取模块，还用于在所述第二备份路径确定失败的情况下，执行获取所述第一节点到所述第二节点之间的第一备份路径的步骤。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述发送模块，还用于在所述第二备份路径确定成功的情况下，通过所述第二备份路径转发所述IPv6报文。

11.如权利要求8至10任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

查找模块，用于在链路状态数据库中查找目的地为所述第二节点的MPLS隧道；

所述确定模块，还用于根据查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，不同类型的MPLS隧道配置有不同的优先级；

所述查找模块，用于：

按照优先级从高到低的顺序查找目的地为所述第二节点的MPLS隧道；

所述确定模块，用于：

根据首次查找到的MPLS隧道，确定所述第一备份路径。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述查找到的MPLS隧道包括多个类型的MPLS隧道；

所述确定模块，用于：

从所述多个类型的MPLS隧道中选择一个类型的MPLS隧道；

根据选择的类型的MPLS隧道，确定所述第一备份路径。

14.如权利要求8至13任一所述的装置，其特征在于，所述第一节点到所述第二节点MPLS隧道的类型包括标签分发协议LDP类型、分段路由最优路径SR-BE类型、分段路由流程工程SR-TE类型、流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE类型。

15.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于执行所述程序代码以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

16.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-7任一项所述的方法。

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