CN1520101A - 一种确定客户边缘路由器与虚拟私有网络间关系的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定客户边缘路由器(CE)与虚拟私有网络间关系的方法，包括：预先为每个CE设备分配至少一个路由目标(RT)值，形成该CE的RT列表；在网管中创建CE路由群(CERC)并为其分配轴(Hub)RT和轮辐(Spoke)RT值，该方法还包括：将当前要与指定CERC进行匹配的CE中的RT列表按RT的导入导出属性分为导入RT列表和导出RT列表；然后根据所划分的导入和导出RT列表中的RT值以及分配给指定CERC的Hub RT和Spoke RT值，判断当前要匹配CE是否属于当前指定的CERC，并确定该CE为指定CERC的Hub CE或Spoke CE。该方法能够根据网络上已知的RT列表，逆向推导出CE和CERC的关系以及CE在CERC中的身份，从而达到在网管上识别VPN信息的目的；并且，减少了人工的参与，大大降低了网络维护成本。

Description

一种确定客户边缘路由器与虚拟私有网络间关系的方法
技术领域
本发明涉及虚拟私有网络(VPN)业务领域，特别是指一种在多协议标签交换虚拟私有网络(BGP/MPLS VPN)中确定客户边缘路由器(CE)与VPN之间关系的方法。
背景技术
目前，在国际互联网标准定义机构(IETF)发布的RFC 2547 bis标准中定义了一种VPN模型：网络由运营商的骨干网和客户的站点(Site)组成，一个VPN就是由若干站点组成的集合。该VPN的主要作用是：可以利用公网的资源构建私网，并由公网保证虚拟私网的安全性和私有性，由于这种VPN主要使用多协议标签交换(MPLS)或边缘网桥协议(BGP)技术来实现，因此被称为BGP/MPLS VPN。
参见图1所示，在BGP/MPLS VPN中，客户的Site通过CE接入到运营商的网络，运营商网络使用运营商边缘路由器(PE)和CE进行连接，PE和CE进行路由信息的交换，CE将自身Site的路由信息发布给所连接的PE，并从该PE上获取VPN中其它Site的路由信息。
其中，PE和CE之间的路由信息交换是通过PE上的路由/转发表(VRF)进行的，在PE上，PE为不同的CE分配了逻辑上不同的VRF，PE把从CE获取来的路由信息存放到该CE对应的VRF中，并将该VRF中其它的路由信息传递给该CE。同时，PE之间也互相交换各自VRF中的路由信息，PE将自身VRF中的路由信息传播给其它的PE，并将其它PE传递来的路由信息存放到自身的VRF中。
图1中，客户A向运营商租用的VPN拥有两个Site，即Site1和Site2，它们分别通过CE1和CE2接入运营商网络，运营商网络的接入设备分别是PE1和PE2，并且，PE1为CE1分配了VRF1，PE2为CE2分配了VRF2。那么，PE1和CE1交换路由信息时，PE1将从CE1学习的路由信息存放到VRF1中，CE1同时也从VRF1中学习路由信息；同样的，PE2将从CE2学习的路由信息存放到VRF2中，CE2同时也从VRF2学习路由信息。PE1和PE2进行路由信息交换时，PE2将从VRF1学习来的路由信息存放到VRF2中；同时，PE1将从VRF2学习的路由信息存放到VRF1中。如此，通过运营商网络CE2和CE1之间实现了路由的交换，进而能够将VPN建立起来。
在实际的应用网络中，将会有多个客户、多个VPN，那么，就需要对VRF的路由交换进行控制。如图2所示，应用网络中存在客户A和客户B，分别租用VPN A和VPN B，VPN A的组网结构与图1所示完全相同。对于VPN B，客户B的Site B-1通过CE-B1接入运营商网络，运营商网络的接入设备是PE3，并且PE3为CE-B1分配了VRF3。在这种组网情况下，由于VRF3与VRF1、VRF2不属于同一个VPN，因此，VRF3不应该学习从VRF1和VRF2传递来的路由信息。也就是说，PE和PE之间进行VRF的路由信息交换时，必须使用一种控制手段来抑制不同VPN中VRF之间的信息交换。
BGP/MPLS VPN中是使用路由目标(RT，Route Target)属性来解决这个问题，每个VRF拥有一个或多个RT属性，同时，相对于VRF来说，其RT属性又分为导入(import)和导出(export)两类，VRF可以任意指定RT属性为import类型或export类型。VRF对外发布自己的路由信息时，会附带自身的export RT值在网络上进行传播。当其它PE接收到这些路由信息时，它将查看所收到路由信息中附带的RT属性，如果该RT属性的值和自身某个VRF中的import RT值相等，则PE将这个路由信息插入到该VRF中。
如图3所示，在图2所示的应用网络中为VRF1分配了两个RT，即import100∶1和export 100∶2，其中，前一个RT表示：该RT的值为100∶1，类型为import；后一个RT表示：该RT的值为100∶2，类型为export。PE1在发布VRF1的路由信息时，将附带上VRF1的export RT值100∶2，当PE2接收到VRF1的路由信息时，查看到VRF1路由信息中所附带的RT值100∶2和自身VRF2中的importRT值100∶2相等，那么，PE2就将VRF1来的路由信息插入到VRF2中。而PE3上的VRF3中没有import RT值与该export RT值100∶2相等，所以VRF3将不能导入来自VRF1的路由信息，如此就可保证不同VPN中VRF之间不进行路由信息交换。
在以上描述中，由于CE1和CE2互相拥有对方Site的路由信息，简单的说就是CE1和CE2拥有连接关系；同时，由于每个Site均使用属于自己的CE接入运营商网络，为了描述方便，下文不再区分CE和Site。
从图3所示的方案可以看出，RT的值决定了CE之间的连接关系，根据网络上的所有RT就能发现所有CE之间的连接关系。目前，作为BGP/MPLS VPN的网管，其重要功能就是按照VPN的网络情况来分配RT，分配RT的作用就是要根据RT的信息来识别CE之间的连接关系，即CE属于哪些VPN。
最简单的RT分配策略是：在添加VPN的站点时，为每一对有连接关系的CE分配不同的RT值，如图4所示，图4中给出了一个拥有三个Site的VPN，其中的三个CE两两之间具有连接关系，三个PE分别为三个CE分配拥有不同RT属性的VRF。具体的分配方案包括以下三个部分：
1)在PE1上为CE1分配import 100∶1、export 100∶2；同时，在PE2上为CE2分配import 100∶2、export 100∶1，达到CE1和CE2直接连接的目的。
2)在PE1上为CE1分配import 100∶3、export 100∶4；同时，在PE2上为CE2分配import 100∶4、export 100∶3，达到CE1和CE3直接连接的目的。
3)在PE2上为CE2分配import 100∶6、export 100∶5；同时，在PE3上为CE3分配import 100∶5、export 100∶6，达到CE2和CE3直接连接的目的。
但是，采用上述简单的RT分配策略，RT值的数量会随着VPN站点数量的增长而不断增加；并且，由于RT值的分配与VPN没有很好的对应关系，网管在获取网络上的RT值之后，只能获得CE之间的连接关系，而无法识别这些CE是否属于一个VPN。比如：图4中，网管可以判断出CE1和CE2之间有连接关系，CE2和CE3有连接关系，CE1和CE3有连接关系，但是无法判断这三个CE是否同时属于一个VPN。
为了避免上述问题的发生，现有技术中提出了CE路由群(CERC)的概念，通常，一个VPN可由若干个CERC组成，最简单的情况是：一个VPN中只有一个CERC。基于CERC，又提出了两种由多个Site构成一个VPN网络的组网形式：全连接(Full Mesh)类型或星形连接(HubSpoke)类型。在FullMesh类型的CERC中，如图5所示，每个CE之间两两互相具有连接关系；而在HubSpoke类型的CERC中，如图6所示，作为轴(Hub)的CE能够和其它所有的CE有连接关系，作为轮辐(Spoke)的CE只能和Hub CE有连接关系。因此，可以将FullMesh类型的CERC认为是HubSpoke类型CERC的一个特例，其中的所有CE均为Hub CE。
在CERC中，网管为每个CERC分配两个不同的RT值：一个Hub RT，一个SDoke RT。对于每个加入CERC的CE根据其加入的身份不同，即：为Hub CE还是Spoke CE，为其分配不同的RT列表。其中，为Hub CE分配的RT是：importhub RT、import spoke RT、export hub RT；为Spoke CE分配的RT是：import hubRT、export spoke RT。
图5、图6所示均为拥有三个Site的VPN，图5为FullMesh类型的CERC，图6为HubSpoke类型的CERC，从图5、图6可以看到为每个CE分配的RT列表。这样，通过CERC网管可以计算出为CE应该分配的RT值。
现有技术中，网管对RT列表分配的操作顺序是：先定义VPN；然后在VPN中定义CERC，为CERC分配两个RT值；再通过其它手段来引导网管用户将相应的CE加入到所定义的CERC中，即可得到为CE分配的RT列表。这种将VPN划分为CERC，并使用CERC进行RT分配的方法，可使VPN与RT有很好的对应关系。但是，目前尚没有产品和文献指出，如何在已知网络为CE分配好RT列表的情况下，逆向推导出该CE属于哪些CERC，以及该CE在CERC中是Hub还是Spoke。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种确定CE与VPN间关系的方法，使其能够根据网络上已知的RT列表，逆向推导出CE和CERC的关系以及CE在CERC中的身份，从而达到在网管上识别VPN信息的目的；并且，减少了人工的参与，大大降低了网络维护成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种确定客户边缘路由器(CE)与虚拟私有网络(VPN)间关系的方法，包括：预先为每个CE设备分配至少一个路由目标(RT)值，形成该CE的RT列表；并为一个以上创建好的CE路由群(CERC)分配各自的轴(Hub)RT值和轮辐(Spoke)RT值，该方法还包括以下步骤：
a.将当前要与指定CERC进行匹配的CE中的RT列表按RT的导入导出属性分为导入RT列表和导出RT列表；
b.根据步骤a所划分的导入和导出RT列表中RT的值以及分配给当前指定CERC的Hub RT值和Spoke RT值，确定当前要匹配CE的VPN归属属性。
其中，步骤b中所述确定当前要匹配CE的VPN归属属性是指：确定当前要匹配CE是否属于当前指定的CERC，并确定该CE在当前指定CERC中的身份。那么，步骤b进一步包括：
b1.判断当前指定CERC的Hub RT值和Spoke RT值是否在当前要匹配CE的导入RT列表中存在，且当前指定CERC的Hub RT值是否存在于当前要匹配CE的导出RT列表中，如果是，则确定当前要匹配CE为该指定CERC的HubCE；否则，进入步骤b2；
b2.判断当前指定CERC的Hub RT值是否在当前要匹配CE的导入RT列表中存在，且当前指定CERC的Spoke RT是否在当前要匹配CE的导出RT列表中存在，如果是，则确定当前要匹配CE为该指定CERC的Spoke CE；否则，当前要匹配CE不属于当前指定CERC。
该方法进一步包括：在为CERC分配Hub RT和Spoke RT之前，网管从网络上获取所有CE的RT数据；然后创建虚拟私人网络(VPN)，并在已创建的VPN中划分CERC。
因此，本发明所提供的确定CE与VPN间关系的方法，是在网络为CE分配好RT列表的情况下，在VPN业务网管上逆向推导出CE和CERC的关系，以及CE在CERC中是Hub CE还是Spoke CE的类型，从而得到CE在VPN中的身份。由于在一般的网络建设中，大都是采用手工方式来进行网络的调试和业务的试运行，然后再使用网管来发放业务并管理网络，这与定义VPN到定义CERC到将CE加入CERC的操作顺序正好相反。如果按现有技术的方式，就需要按照前期手工配置的信息，在网管上重新输入，很容易造成失误，并且浪费时间。采用本发明后，只要按照CERC的策略来分配RT，在使用网管后，不需要在网管上输入很多信息，就可以将网络上已有的VPN以及CE的属性识别出来，从而达到VPN信息发现的效果，并可减少配置出错率、节省操作时间、降低维护成本。
附图说明
图1为VPN网络中路由交换的一实施例示意图；
图2为VPN网络中路由交换的另一实施例示意图；
图3为VPN网络中路由交换的又一实施例示意图；
图4为VPN网络中简单RT分配策略的示意图；
图5为VPN网络中FullMesh类型CERC的RT分配策略示意图；
图6为VPN网络中HubSpoke类型CERC的RT分配策略示意图；
图7为本发明方法的实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
采用本发明实现在CERC中添加CE的过程是：先为每个CE设备分配一个或多个RT值；然后网管从网络上获取全网的所有RT数据；之后，在网管上创建VPN并在创建好的VPN中创建CERC，也就是划分CERC；CERC在网管上创建完成后，再通过识别算法将CE加入到网管中不同的CERC中，完成VPN信息的自动识别。
在上述添加CE的过程中，对每个CE设备分配RT值的方法以及网管从网络上获取RT数据的方法，均使用现有技术完成，只有如何将CE添加到指定CERC的过程，即上面所说的识别算法与现有技术不同。
本发明中根据RT信息，将CE匹配到指定CERC中的具体实现过程，即：网管根据已创建的CERC和已知的RT列表进行匹配，得到CE是否属于指定CERC以及确定该CE在指定CERC中身份的过程，如图7所示，包括以下的步骤：
步骤701：将当前要与指定CERC进行匹配的CE中的RT列表按RT的导入导出属性分为import RT列表和export RT列表。
步骤702～706：由于对任意的CERC，都会在创建时给其分配Hub RT和Spoke RT值，因此，对于每个指定的CERC，根据步骤701所划分的import RT列表和export RT列表中RT的值以及分配给指定CERC的Hub RT和Spoke RT的值，判断当前要匹配的CE是否为该CERC的Hub CE或Spoke CE。具体判断方法是这样：
a.先判断该指定CERC的Hub RT和Spoke RT的值是否在当前要匹配CE的import RT列表中存在，且该指定CERC的Hub RT值是否在当前要匹配CE的export RT列表中存在，如果是，则确定当前要匹配CE为该指定CERC的Hub CE；否则，进入步骤b；
b.如果当前要匹配CE不是该指定CERC的Hub CE，再判断该指定CERC的Hub RT是否在当前要匹配CE的import RT列表中存在，且该指定CERC的Spoke RT是否在当前要匹配CE的export RT列表中存在，如果是，则确定当前要匹配CE为该指定CERC的Spoke CE；否则，认为当前要匹配CE不属于该指定CERC。
如此，即可得到当前要匹配CE和指定CERC之间的关系，如：是否属于指定CERC；同时，可明确当前要匹配CE在指定CERC中的身份。
以上是将一个CE添加到一个CERC的过程，只要对所有CERC列表循环执行步骤701～706，就可以得到当前要匹配CE和所有CERC之间的关系，以及当前要匹配CE在所属CERC中的身份。或是，指定一个CERC，对每个CE循环执行步骤701～706，就可获得不同CE与该指定CERC之间的关系。
以图6所示CERC为例，设定当前要匹配的CE为CE3，图中所示的CERC2即为指定CERC，当不知道CE3与CERC2的关系时，本发明的实现过程是这样的：
1)预先为CE3分配类型为import的RT值100∶3和100∶4，以及类型为export的RT值100∶3，则CE3的RT列表包括三个值；
预先为CE4分配类型为import的RT值100∶3，以及类型为export的RT值100∶4，则CE4的RT列表包括两个值；
预先为CE5分配类型为import的RT值100∶3，以及类型为export的RT值100∶4，则CE5的RT列表包括两个值；
为已创建的CERC2分配Hub RT值100∶3和Spoke RT值100∶4。
2)将CE3中的RT列表按RT的导入导出属性分为导入RT列表和导出RT列表，其中，导入RT列表中包括import的RT值100∶3和100∶4，导出RT列表包括export的RT值100∶3。
3)由于CERC2的Hub RT值100∶3和Spoke RT值100∶4均存在于CE3的导入RT列表中，同时，CERC2的Hub RT值100∶3也存在于CE3的导出RT列表中，所以，CE3属于CERC2且为CERC2的Hub CE。
这样，从网管上就可了解到某个CE加入了哪些CERC、VPN，反之，也可以知道某个VPN中拥有哪些CE，并得到CE之间的连接关系，从而实现在VPN业务网管上发现VPN信息的过程。

Claims (4)

1、一种确定客户边缘路由器(CE)与虚拟私有网络(VPN)间关系的方法，包括：预先为每个CE设备分配至少一个路由目标(RT)值，形成该CE的RT列表；并为一个以上创建好的CE路由群(CERC)分配各自的轴(Hub)RT值和轮辐(Spoke)RT值，其特征在于该方法还包括以下步骤：
a.将当前要与指定CERC进行匹配的CE中的RT列表按RT的导入导出属性分为导入RT列表和导出RT列表；
b.根据步骤a所划分的导入和导出RT列表中RT的值以及分配给当前指定CERC的Hub RT值和Spoke RT值，确定当前要匹配CE的VPN归属属性。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b中所述确定当前要匹配CE的VPN归属属性为确定当前要匹配CE是否属于当前指定的CERC，并确定该CE在当前指定CERC中的身份。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤b进一步包括：
b1.判断当前指定CERC的Hub RT值和Spoke RT值是否在当前要匹配CE的导入RT列表中存在，且当前指定CERC的Hub RT值是否存在于当前要匹配CE的导出RT列表中，如果是，则确定当前要匹配CE为该指定CERC的HubCE；否则，进入步骤b2；
b2.判断当前指定CERC的Hub RT值是否在当前要匹配CE的导入RT列表中存在，且当前指定CERC的Spoke RT是否在当前要匹配CE的导出RT列表中存在，如果是，则确定当前要匹配CE为该指定CERC的Spoke CE；否则，当前要匹配CE不属于当前指定CERC。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：在为CERC分配Hub RT和Spoke RT之前，网管从网络上获取所有CE的RT数据；然后创建虚拟私人网络(VPN)，并在已创建的VPN中划分CERC。
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