CN1829191A - 实现等价转发类双向转发检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现等价转发类双向转发检测的方法。本发明主要包括：首先，在双向转发检测BFD控制报文中设置等价转发类FEC过滤器信息；然后，利用包含有等价转发类过滤器信息的BFD控制报文在多协议标签交换MPLS网络中实现BFD机制。因此，本发明增强了BFD检测机制，从而实现了针对LSP FEC交叉错的检测功能，为MPLS网络中的FEC的交叉错的检测提供了一种可行的技术方案。同时，本发明还在建立LSP时，记录了LSP的嵌套关系，从而可以实现下游的故障通告机制。

Description

实现等价转发类双向转发检测的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种在MPLS网络中实现等价转发类双向转发检测的方法。

背景技术

OAM(操作和维护)技术是一种提供可操作、可维护功能的技术，该技术可以对网络中的各种失效进行自动检测，然后采取对应的补救措施，以避免故障的扩大或者尽量消除故障带来的负面影响。

ITU-T(国际电信联盟-电信标准化分部)的MPLS OAM技术标准是针对MPLS(多协议标签交换)的LSP(标签交换路径)的检测机制。通过两点之间发送Hello(握手)报文的方式来检测链路的一种机制。在Y.1713中，定义了FEC-CV报文用于检测FEC(等价转发类)的连通性。

所述FEC-CV报文的payload(载荷)的格式如下表所示：

类型1字节

预留3字节

LSR ID  16字节LSP ID  4字节

FEC filter16 octets

Padding2字节

BIP-162字节

其中，LSR ID(标签交换路由器标识)和LSP ID(标签交换路径标识)组成TTSI(LSP连接的终结点源标识)；

假设以Node A(节点A)和Node B(节点B)作为LSP连接的端点，且通过LDP(标签分发协议)(RFC3036)建立LSP，则通过FEC-CV报文检测FEC的处理过程包括以下步骤：

步骤1：在节点A和节点B之间建立LSP通道。在建立LSP的过程中，在A节点处利用LDP协议中的FEC Element(FEC元素)建立FEC Filter(FEC过滤器)表项，该表项包含TTSI(LSP连接的终结点源标识)和FECElement，用于FEC的检索和检测，所述的TTSI包括LSR ID(标签交换路由器标识)和LSP ID(标签交换路径标识)。

步骤2：以配置的T^FEC-CV为时间间隔，从节点A向节点B发送FEC-CV报文，报文中携带了FEC Filter域，该域中承载着FEC Filter信息，即FECElement信息，用于检测FEC的对应关系，即实现FEC检测功能；所述的FEC Filter信息为由FEC Element信息通过Y.1713指定的方法计算得到；

步骤3：在B节点收到的FEC-CV报文后，首先通过报文中承载的TTSI信息在B节点上找到对应的FEC。然后对找到的FEC Element按照Y.1713中定义的方法分成3个filter offset(FEC过滤器)，用这3个filter offset和FECElement计算出节点B的FEC Filter；

步骤4：采用相应的匹配算法对收到的报文中的FEC.Filter(节点A的FEC Filter)和计算得到的FEC Filter(节点B的FEC Filter)进行比较，以确定是否发生dFEC_Mismatch(FEC对应错故障)/dFEC_Mismerge(FEC交叉错故障)；

(1)对于精确匹配算法，直接利用收到的报文中的FEC Filter和计算得到的FEC Filter进行比较，如果相等则表明LSP FEC(标签交换路径转发等价类)正确，否则产生dFEC_Mismatch/dFEC_Mismerge；

(2)对于子集匹配算法，利用收到的报文中的FEC Filter和计算得到的FEC Filter取反求和，如果是0则表明LSP FEC正确，否则产生dFEC_Mismatch/dFEC_Mismerge。

可以看出，上述利用Y.1713定义的FEC的检测机制的缺点如下：

一旦启动FEC的检测机制，则除非链路故障，否则，OAM机制将一直运行，而不能灵活进行配置。

目前，为了在故障时快速倒换到其他链路，需要快速发现故障。一些硬件如SDH等可以提供BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测)功能，但是对于很多硬件或者软件无法提供这个功能，比如以太网。还有一些无法实现路径检测，比如转发引擎或者接口等，无法实现端到端的检测。目前网络一般使用慢Hello(握手)机制，尤其在路由协议中，在没有硬件帮助下，检测时间会很长，并且对于没有允许路由协议的节点无法检测。

BFD的目标是在相邻转发引擎之间的路径上，提供一种低开销、短检测周期的失败检测机制。包括接口、数据链路和扩展到转发引擎自身的检测。

BFD基本的检测机制如图1所示，其中：

H(0)：表示从对端收到的I Hear You(本端收到对端报文)域为0，表示未收到对端发来的报文；

H(1)：表示从对端收到的I Hear You域为1，表示收到了对端发来的报文。

BFD检测处理过程包括两个可选的操作模式，和一个附带的功能，两种模式可以混合使用。

第一个操作模式是异步模式：在该模式下，系统周期性的发送BFD控制报文给另一个系统，如果另一个系统没有收到一定数量的报文，则确定相应的连接需要宣布down掉。

第二种模式是按需模式(Demand)：在该模式下，假定每个系统有一个独立的方式来验证它和其他系统的连接，因此一旦一个BFD连接建立后，系统将停止发送BFD控制报文，除非另外一个系统明确的认为需要验证链路，此时会发送一个短序列的BFD控制报文，然后协议就处于静止状态。

另外一种是对两种模式的附加功能，即回声功能：当回声功能被激活时，BFD回声包流发出后在对端转发路径被环回来；如果序列中一定数量的包没有收到，则连接宣布down；回声功能可以用于上述两种模式，如果检测任务通过回声功能实现，则在异步模式中可以减少周期性报文，在按需模式中可以完全取消Hello报文。

BFD控制报文是由UDP(用户数据报协议)报文承载的，报文的UDP目的端口为3784源端口为49252～65535；回应的报文目的端口为3785。

以节点A、B为例，所述的BFD检测路径的方式分别包括：

异步模式：在节点A、B间双向发送BFD报文，如果在一定时间段内丢失一定数量的包，则认为该链路断；

回声功能：如果节点支持，可以从节点A发出报文，节点B仅仅将这种报文进行环回，再回送给节点A，由节点A来自己检测报文是否丢失，来决定链路是否可用；

按需模式：节点A和B之间也可以通过协商，仅仅在需要时，才对链路进行检测；在节点A和B之间，可以协商发送报文的速度，相互告知对方自己可以接收和发送的速度。

由上述描述可知，在BFD检测机制中，所述的BFD报文的发送间隔可以利用报文本身的信息实时更改，并可以根据实际需要进行设置；同时，BFD检测机制可以实时配置为按需模式或异步模式，配置灵活。

然而，BFD检测机制针对MPLS LSP检测，没有定义如何检测LSP FEC的交叉错机制；也没有抑制告警的机制，即对于发生的故障，没有提供向下游节点发送告警通告的实现方案。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种实现等价转发类双向转发检测的方法，使得在MPLS网络中可以基于BFD检测机制实现针对LSP FEC的交叉错的检测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种实现等价转发类双向转发检测的方法，包括：

A、在双向转发检测BFD控制报文中设置等价转发类过滤器信息；

B、利用包含有等价转发类过滤器信息的BFD控制报文在多协议标签交换MPLS网络中实现BFD机制。

所述的等价转发类过滤器信息包括：

标签交换路径LSP连接的终结点源标识和等从转发类元素信息。

所述的步骤B包括：

B1、在MPLS网络中，节点发送所述的BFD控制报文；

B2、接收所述BFD控制报文的节点根据报文中承载的等价转发类过滤器信息检测等价转发类是否出现交叉错故障。

所述的步骤B2包括：

在接收所述BFD控制报文的节点上，如果BFD检测状态机处理激活状态UP，则将报文中的等价转发类过滤器信息采用匹配算法或子集匹配算法检测等价转发类是否出现交叉错故障。

所述的实现等价转发类双向转发检测的方法还包括：

在所述的BFD控制报文中增加缺陷编码信息，用于标识本地节点的等价转发类的交叉出错信息。

所述的实现等价转发类双向转发检测的方法还包括：

在建立LSP时，记录LSP的嵌套关系，具体为记录各LSP标识与源IP地址和目的IP地址的对应关系。

所述的实现等价转发类双向转发检测的方法还包括：

C、根据所述的LSP标识与源IP地址和目的IP地址的对应关系确定下游节点的IP地址信息；

D、将所述的承载有缺陷编码信息的BFD控制报文向根据确定下游节点的IP地址信息向下游发送。

所述的步骤C包括：

在BFD会话建立的过程中，记录本端鉴别器My Discriminator信息与LSP标识，以及源IP地址和目的IP地址的对应关系；

根据接收的BFD控制报文中的My Discriminator信息及记录的信息查找与其对应的下游节点的目的IP地址信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明增强了BFD机制，从而实现了针对LSP FEC交叉错的检测功能，为MPLS网络中的FEC的交叉错的检测提供了一种可行的技术方案。同时，本发明还在建立LSP时，记录了LSP的嵌套关系，以便于实现下游的故障通告机制，即实现下游告警机制。

附图说明

图1为现有的BFD检测状态示意图；

图2为本发明所述的方法的流程图；

图3为本发明中BFD控制报文的格式示意图；

图4为本发明中BFD检测状态示意图。

具体实施方式

本发明所核心是采用增强了BFD的检测类型，增加了dFEC-Mismatch缺陷类型；并利用BFD机制实现MPLS FEC交叉错的检测；同时，还提出利用LSP建立时确立的LSP之间的嵌套关系，进行故障的下游通告机制。

本发明所述的方法的具体实施方式如图2所示，具体包括：

步骤21：为了实现FEC交叉错的检测，首先需要对现有的BFD的控制报文进行扩充，如图2所示，增加FEC Filter(FEC过滤器)字段，用于承载FEC过滤器信息，所述的FEC过滤器信息由FEC Element信息通过Y.1713指定的方法计算得到；

也就是说，本发明所述的方法为基于BFD检测机制实现，在本发明中，用于实现BFD检测的BFD控制报文的格式如图3所示，图中除FEC Filter以外，其他内容均是BFD本身固有的内容，所以只对FEC Filter域进行说明。

FEC Filter域：用于承载FEC Element信息，根据该信息可以计算获得FEC Filter信息，FEC Filter域承载的信息用于实现FEC misbranching(FEC交叉错或对应错)检测；该字段的含义及功能作用与现有技术中所述FEC-CV报文中的这一字段的含义及功能作用相同。

其中，所述的FEC Filter信息为在现有的BFD控制报文的格式的基础上新增加的信息，具体的设置方式可以参考Y.1713 Misbranching detection forMPLS networks(Y.1713MPLS网络交叉错检测)。

步骤22：利用所述的包含FEC Filter信息的BFD控制报文进行FEC的交叉错故障的检测；

所采用的具体的检测方式包括：接收所述的BFD控制报文的节点根据报文中的FEC Filter信息，并采用精确匹配算法或子集匹配算法进行FEC的交叉故障检测；

利用FEC Filter信息进行交叉故障检测的具体实现方法与现有技术中的基于FEC-CV报文的检测过程中相应的交叉故障检测处理方式相同，因此，此处不再针对该过程进行详细的描述；

为实现本发明，还需要对节点中的BFD的检测状态机进行适应性的改进，具体如图4所示：由于BFD报文中承载有FEC Filter信息，所以当节点收到所述的BFD控制报文时，如果节点上BFD检测的状态机处于UP(激活)状态，则需要利用报文中承载的FEC Filter信息进行匹配检查，以确定FEC是否出现交叉错故障。

步骤23：本发明中，还在BFD控制报文中增加了缺陷编码信息，即dFEC_Mismatch，用于承载FEC的交叉错故障信息；

这样，当所述的FEC出现交叉氏故障时，便可以将故障信息承载于BFD控制报文中向其他节点(即下游节点)传送；

BFD控制报文中的缺陷编号可以定义为8；当然，也可以为其他数值。

步骤24：本发明所述的方法中，为了配合BFD检测机制实现下游告警的功能(即将FEC出现的交叉错故障信息向下游传递)，在LSP建立的过程中，还需要记录LSP之间的嵌套关系；

记录所述LSP之间的嵌套关系所采用的具体实现方式可以是：

记录LSP ID(LSP标识)和<SIP(源IP地址)，DIP(目的IP地址)>的对应关系；在BFD会话建立的过程中，需要把本端鉴别器My Discriminator信息和上述的LSP ID，<SIP，DIP>对应起来，使得利用My Discriminator可以索引到LSP ID，以及与其对应的<SIP，DIP>，这样便可以确定远端节点的地址信息，从而确定发送告警信息时的目的节点的地址信息；

所述的My Discriminator信息是MPLS LSR根据不同的BFD会话的一个鉴别值，一个My Discriminator信息对应一个FEC连接。

步骤25：当本地节点发生FEC交叉错故障时，则通过My Discriminator信息查找LSP嵌套关系表，得到下游节点的IP地址信息；

步骤26：在本地节点，启动BFD的故障通告报文，在BFD控制报文中承载相应的缺陷编码信息，并发送给下游节点；

当本地节点发生其他故障时，则在BFD控制报文中设置I Hear You为0，Diag(诊断)域为7(Administratively Down)，表示底层LSP故障，上层LSP需要强制进入Down(去激活)状态，抑制告警报文的产生，以避免网络内产生告警风暴，并且网络节点不知道具体的故障网络段或节点。

综上所述，可以看出，本发明一方面解决了Y.1713定义的FEC检测机制存在的缺点，同时还保持了BFD检测机制的优点，即令BFD检测机制可以实现FEC检测功能。因此，本发明实现了可以对FEC检测过程的检测模式进行灵活配置的功能，如根据实际需要灵活配置异步模式、按需模式及回声功能，并基于相应的模式或功能实现FEC的检测。另外，本发明还进一步扩展增加了下游告警功能，从而使得检测到的交叉错、连接中继等各种故障信息可以向下游节点传递。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1、一种实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，包括：

A、在双向转发检测BFD控制报文中设置等价转发类过滤器信息；

B、利用包含有等价转发类过滤器信息的BFD控制报文在多协议标签交换MPLS网络中实现BFD机制。

2、根据权利要求1所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，所述的等价转发类过滤器信息包括：

标签交换路径LSP连接的终结点源标识和等从转发类元素信息。

3、根据权利要求1所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

B1、在MPLS网络中，节点发送所述的BFD控制报文；

B2、接收所述BFD控制报文的节点根据报文中承载的等价转发类过滤器信息检测等价转发类是否出现交叉错故障。

4、根据权利要求1、2或3所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，所述的步骤B2包括：

在接收所述BFD控制报文的节点上，如果BFD检测状态机处理激活状态UP，则将报文中的等价转发类过滤器信息采用匹配算法或子集匹配算法检测等价转发类是否出现交叉错故障。

5、根据权利要求1、2或3所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述的BFD控制报文中增加缺陷编码信息，用于标识本地节点的等价转发类的交叉出错信息。

6、根据权利要求5所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，该方法还包括：

在建立LSP时，记录LSP的嵌套关系，具体为记录各LSP标识与源IP地址和目的IP地址的对应关系。

7、根据权利要求6所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，该方法还包括：

C、根据所述的LSP标识与源IP地址和目的IP地址的对应关系确定下游节点的IP地址信息；

D、将所述的承载有缺陷编码信息的BFD控制报文向根据确定下游节点的IP地址信息向下游发送。

8、根据权利要求7所述的实现等价转发类双向转发检测的方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

在BFD会话建立的过程中，记录本端鉴别器My Discriminator信息与LSP标识，以及源IP地址和目的IP地址的对应关系；

根据接收的BFD控制报文中的My DiScriminator信息及记录的信息查找与其对应的下游节点的目的IP地址信息。

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