CN114786075B - 一种可靠性网络结构以及冗余处理方法 - Google Patents

一种可靠性网络结构以及冗余处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于全光网络相关技术领域，具体涉及一种可靠性网络结构以及冗余处理方法，出口层；核心层，所述核心层与所述出口层相连接；汇聚层，所述汇聚层与所述核心层相连接；接入层，所述接入层与所述汇聚层相连接。通过汇聚层可靠性通过OLT双设备之间支持TypeB双归冗余保护实现，当OLT设备PON端口或主干光纤发生故障时，可以自动切换到另一个PON端口或主干光纤，主干光纤和OLT设备PON接入端口1+1备份保护，且组网简单，需要保护的主干光纤为不同的光缆，且光缆连接着不同的路由，避免了出现光缆中断从而导致主干光纤同时中断的现象。

Description

一种可靠性网络结构以及冗余处理方法
技术领域
本发明属于全光网络相关技术领域，具体涉及一种可靠性网络结构以及冗余处理方法。
背景技术
全光网络（AONAllOpticalNetwork）是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，但是目前一般的全光网络是没有冗余设备的，所以在主控板故障时不能保证业务不受影响，且不能很好地保护主干光纤和设备异地容灾。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明实施例提供一种可靠性网络结构以及冗余处理方法，以解决现有技术中的上料效率低，上料设备兼容性不高的问题。
本发明其中一实施例提供了一种可靠性网络结构，包括：
出口层；
核心层，所述核心层与所述出口层相连接；
汇聚层，所述汇聚层与所述核心层相连接；
接入层，所述接入层与所述汇聚层相连接。
在其中一实施例中，所述出口层包括出口路由器和防火墙；
所述出口路由器与外网连接；
所述防火墙与所述出口路由器相连接。
在其中一实施例中，所述核心层包括核心交换机；
所述核心交换机与所述防火墙相连接。
在其中一实施例中，所述汇聚层包括光线路终端（OLT）和分光器；
所述光线路终端（OLT）与所述核心交换机相连接；
所述分光器与所述光线路终端（OLT）相连接。
在其中一实施例中，所述接入层包括光网络单元（ONU）和PC机；
所述光网络单元（ONU）与所述分光器相连接；
所述PC机与所述光网络单元（ONU）相连接。
本发明其中一实施例提供了一种冗余处理方法，包括：
L3设备故障时的处理步骤；
OLT上行链路故障时的处理步骤；
OLT故障时的处理步骤；
主干光纤故障时的处理步骤；以及
如以上任意一项实施例所述的一种可靠性网络结构。
在其中一实施例中，所述L3设备故障时VRRP发生切换，L3_2设备升主，向网络侧发布新的路由，并向用户侧发布免费ARP，路由器_1检测到链路故障会回撤路由；
OLT_1检测到上行链路中断，启动TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变。
在其中一实施例中，所述OLT上行链路故障时的处理步骤：
所述OLT上行链路故障时OLT_1检测到上行链路中断，启动TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP，切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
在其中一实施例中，所述OLT故障时的处理步骤：
所述OLT故障时OLT_1故障，触发TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
在其中一实施例中，所述主干光纤故障时的处理步骤：
所述主干光纤故障时，触发TypeB倒换，OLT_1下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
在其中一实施例中，OLT单归和LAG场景，在此场景中LAG将多条上行链路捆绑在一起作为一条逻辑链路，实现链路带宽的增加并提高可靠性；接入设备支持静态LACP模式；链路组下的某条链路故障时，LACP能快速检测到链路故障并进行切换；链路故障恢复后，可以自动回切；
OLT双归和E-trunk场景，在此场景中OLT运行LACP，两台所述L3设备运行E-trunk，两台所述L3设备配置VRRP作为用户网关，两条上行链路为主备关系，VRRP和E-trunk解藕；
OLT双归和VRRP场景，在此场景中OLT双归接入两台L3设备，两台L3设备之间运行mVRRP决定对应的一对用户接口的主备关系。L3设备与OLT间运行linkBFD，L3设备之间运行peerBFD进行故障快速检测，触发主备的快速切换。当OLT上联链路或L3节点故障时，mVRRP进行状态切换并向接入侧发送免费ARP，OLT通过MAC地址学习实现流量切换转发。
以上实施例所提供的一种可靠性网络结构以及冗余处理方法具有以下有益效果：
1、目前的全光网络基础技术为PON，由于PON网络采用树形网络结构，所以其物理链路可能会出现故障，且故障会导致业务无法正常运行，而在本发明的实施例方案中，通过汇聚层可靠性通过OLT双设备之间支持TypeB双归冗余保护实现，当OLT设备PON端口或主干光纤发生故障时，可以自动切换到另一个PON端口或主干光纤，主干光纤和OLT设备PON接入端口1+1备份保护，且组网简单，需要保护的主干光纤为不同的光缆，且光缆连接着不同的路由，避免了出现光缆中断从而导致主干光纤同时中断的现象，起到更好的保护作用，保证主用主控板故障时，备用主控板可以保证业务不受影响，主干光纤、OLT设备（包括OLT、PON端口）实现1+1备份保护，且通过两根主干光纤连接到两台OLT设备，可以实现异地容灾。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明可靠性网络结构的连接示意图；
图2为本发明TypeB双归属的第一场景的网络结构示意图；
图3为本发明TypeB双归属的第二场景的网络结构示意图；
图4为本发明TypeB双归属的第三场景的网络结构示意图；
图5为本发明设备遇到故障时的解决方式的网络结构示意图；
图6为本发明OLT单归和LAG场景的网络结构示意图；
图7为本发明OLT双归和E-trunk场景的网络结构示意图；
图8为本发明OLT双归和VRRP场景的网络结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明其中一实施例提供了一种可靠性网络结构，包括：
出口层；
核心层，所述核心层与所述出口层相连接；
汇聚层，所述汇聚层与所述核心层相连接；
接入层，所述接入层与所述汇聚层相连接。
在其中一实施例中，所述出口层包括出口路由器1和防火墙2；
所述出口路由器1与外网连接；
所述防火墙2与所述出口路由器1相连接。
具体的，出口路由器1通过与外网连接从而来传递数据，防火墙2用来帮助计算机网络于其内、外网之间构建一道相对隔绝的保护屏障，以保护用户资料与信息安全。
在其中一实施例中，所述核心层包括核心交换机3；
所述核心交换机3与所述防火墙2相连接。
具体的，核心交换机3利用HSRP、VRRP协议保证核心设备的负荷分担和热备份，在核心交换机和双汇聚交换机中的某台交换机出现故障时，三层路由设备和虚拟网关能够快速切换，实现双线路的冗余备份，保证整网稳定性。
在其中一实施例中，所述汇聚层包括光线路终端（OLT）4和分光器5；
所述光线路终端（OLT）4与所述核心交换机3相连接；
所述分光器5与所述光线路终端（OLT）4相连接。
具体的，光线路终端（OLT）4的作用是将接入网提供与本地交换机（汇聚层交换机）之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元（ONU）6通信。
在其中一实施例中，所述接入层包括光网络单元（ONU）6和PC机7；
所述光网络单元（ONU）6与所述分光器5相连接；
具体的，光线路终端（OLT）4的作用是将接入网提供与本地交换机（汇聚层交换机）之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元（ONU）6通信，分光器5用来接收和传递光信号，光网络单元（ONU）6是光纤接入的终端设备，主要是用来与光线路终端（OLT）4配合使用。
所述PC机7与所述光网络单元（ONU）6相连接。
本发明其中一实施例提供了一种冗余处理方法，包括：
L3设备故障时的处理步骤；
OLT上行链路故障时的处理步骤；
OLT故障时的处理步骤；
主干光纤故障时的处理步骤；以及
如以上任意一项实施例所述的一种可靠性网络结构。
在其中一实施例中，所述L3设备故障时VRRP发生切换，L3_2设备升主，向网络侧发布新的路由，并向用户侧发布免费ARP，路由器_1检测到链路故障会回撤路由；
OLT_1检测到上行链路中断，启动TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变。
在其中一实施例中，所述OLT上行链路故障时的处理步骤：
所述OLT上行链路故障时OLT_1检测到上行链路中断，启动TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP，切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
在其中一实施例中，所述OLT故障时的处理步骤：
所述OLT故障时OLT_1故障，触发TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
在其中一实施例中，所述主干光纤故障时的处理步骤：
所述主干光纤故障时，触发TypeB倒换，OLT_1下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
在其中一实施例中，OLT单归和LAG场景，在此场景中LAG将多条上行链路捆绑在一起作为一条逻辑链路，实现链路带宽的增加并提高可靠性；接入设备支持静态LACP模式；链路组下的某条链路故障时，LACP能快速检测到链路故障并进行切换；链路故障恢复后，可以自动回切；
OLT双归和E-trunk场景，在此场景中OLT运行LACP，两台所述L3设备运行E-trunk，两台所述L3设备配置VRRP作为用户网关，两条上行链路为主备关系，VRRP和E-trunk解藕；
OLT双归和VRRP场景，在此场景中OLT双归接入两台L3设备，两台L3设备之间运行mVRRP决定对应的一对用户接口的主备关系。L3设备与OLT间运行linkBFD，L3设备之间运行peerBFD进行故障快速检测，触发主备的快速切换。当OLT上联链路或L3节点故障时，mVRRP进行状态切换并向接入侧发送免费ARP，OLT通过MAC地址学习实现流量切换转发。
相对于现有技术，本发明的一种可靠性网络结构以及冗余处理方法，目前的全光网络基础技术为PON，由于PON网络采用树形网络结构，所以其物理链路可能会出现故障，且故障会导致业务无法正常运行，而在本发明的实施例方案中，通过汇聚层可靠性通过OLT双设备之间支持TypeB双归冗余保护实现，当OLT设备PON端口或主干光纤发生故障时，可以自动切换到另一个PON端口或主干光纤，主干光纤和OLT设备PON接入端口1+1备份保护，且组网简单，需要保护的主干光纤为不同的光缆，且光缆连接着不同的路由，避免了出现光缆中断从而导致主干光纤同时中断的现象，起到更好的保护作用，保证主用主控板故障时，备用主控板可以保证业务不受影响，主干光纤、OLT设备（包括OLT、PON端口）实现1+1备份保护，且通过两根主干光纤连接到两台OLT设备，可以实现异地容灾。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种冗余处理方法，其特征在于，包括：
L3设备故障时的处理步骤；
OLT上行链路故障时的处理步骤；
OLT故障时的处理步骤；
主干光纤故障时的处理步骤；
OLT单归和LAG场景，在此场景中LAG将多条上行链路捆绑在一起作为一条逻辑链路，实现链路带宽的增加并提高可靠性，接入设备支持静态LACP模式，链路组下的某条链路故障时，LACP能快速检测到链路故障并进行切换，链路故障恢复后，可以自动回切；
OLT双归和E-trunk场景，在此场景中OLT运行LACP，两台所述L3设备运行E-trunk，两台所述L3设备配置VRRP作为用户网关，两条上行链路为主备关系，VRRP和E-trunk解耦；
OLT双归和VRRP场景，在此场景中OLT双归接入两台L3设备，两台L3设备之间运行mVRRP决定对应的一对用户接口的主备关系，L3设备与OLT间运行linkBFD，L3设备之间运行peerBFD进行故障快速检测，触发主备的快速切换，当OLT上联链路或L3节点故障时，mVRRP进行状态切换并向接入侧发送免费ARP，OLT通过MAC地址学习实现流量切换转发。
2.如权利要求1所述的一种冗余处理方法，其特征在于，所述L3设备故障时的处理步骤：
所述L3设备故障时VRRP发生切换，L3_2设备升主，向网络侧发布新的路由，并向用户侧发布免费ARP，路由器_1检测到链路故障会回撤路由；
OLT_1检测到上行链路中断，启动TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变。
3.如权利要求2所述的一种冗余处理方法，其特征在于，所述OLT上行链路故障时的处理步骤：
所述OLT上行链路故障时OLT_1检测到上行链路中断，启动TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP，切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种冗余处理方法，其特征在于，所述OLT故障时的处理步骤：
所述OLT故障时OLT_1故障，触发TypeB倒换，该OLT下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
5.如权利要求1-3任意一项所述的一种冗余处理方法，其特征在于，所述主干光纤故障时的处理步骤：
所述主干光纤故障时，触发TypeB倒换，OLT_1下所有的ONU都倒换到OLT_2；
ONU代理业务终端发送免费ARP，引导下行流量快速切换到OLT_2；用户的虚拟网关不变；
处于Backup状态的L3_2会将从OLT_2转发过来的流量向L2link转发；
L3_1根据L3_2通过L2link转发过来的来自ONU的免费ARP切换下行的ARP出口到L2link，将下行流量转发到L2link。
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