CN1863101A - 一种通用路由封装隧道的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域中一种通用路由封装隧道的检测方法，利用OAM(操作维护)/BFD(双向转发检测)检测机制，检测GRE隧道，首先，通用路由封装隧道GRE两端的路由器使能检测功能，分别发送检测报文给对端；统计规定时间内接收到的报文个数，确定GRE隧道状态；根据所述GRE隧道状态采取相应措施。本发明实现了对GRE隧道的双向连通性检测，并在GRE隧道出现异常时，启用倒换机制，有效提高了GRE隧道的可靠性。

Description

一种通用路由封装隧道的检测方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种通用路由封装隧道的检测方法。

背景技术

GRE(通用路由封装)是对某些网络层协议，如IP和IPX(包交换协议)的报文进行封装，使这些被封装的报文能够在另一网络层协议，如IP中传输。

目前的GRE协议自身没有检测机制，导致GRE隧道存在着不可维护性。由于无法对GRE隧道进行探测，无法监控GRE隧道的状态，也无法实现隧道的备份，因此，隧道的可靠性不高。

因此，需要提供一种方法可以对GRE隧道进行检测。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种通用路由封装隧道的检测方法，利用OAM(操作维护)/BFD(双向转发检测)检测机制，检测GRE隧道，有效提高了GRE隧道的可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种通用路由封装隧道的检测方法，包括：

A、通用路由封装隧道GRE两端的路由器使能检测功能，分别发送检测报文给对端；

B、统计规定时间内接收到的报文个数，确定GRE隧道状态。

采用OAM检测机制对所述GRE隧道进行检测。

所述步骤A包括：

两端路由器分别发送连通性验证CV/快速故障检测FFD报文，将所述CV/FFD报文打包在用户数据报协议UDP中，设置接收验证指示Hear域值为0。

所述步骤B包括：

B1、当发送Hear值为0的报文时，GRE隧道处于会话状态；

B2、当接收到Hear值为0的报文时，停止发送Hear值为0的报文时，改为发送Hear值为1的报文，GRE隧道处于检测状态。

所述步骤B包括：

B3、统计规定时间内接收的报文个数，若在规定范围内，则确定GRE隧道处于检测状态；若超过规定范围，则可确定GRE隧道处于缺陷状态。

所述步骤B3包括：GRE隧道处于会话状态时检测出GRE隧道缺陷及GRE隧道处于检测状态时检测出GRE隧道缺陷。

当GRE隧道处于会话状态检测出GRE隧道缺陷时，所述方法还包括：

向管理平面发出告警，请求GRE隧道配置的维护操作。

当GRE隧道处于缺陷状态时，所述步骤B3还包括：

B31、继续对GRE隧道进行检测，若在规定时间内一直检测到缺陷，则确定GRE隧道处于故障状态；或，

B32、继续对GRE隧道进行检测，若在规定时间内一直检测到GRE隧道正常，则可确定GRE隧道处于检测状态。

确定GRE隧道处于故障状态时，所述方法还包括：

向管理平面发出告警，将业务自动切换到备用隧道上。

所述步骤B31还包括：

B311、GRE隧道处于故障状态时，继续对GRE隧道进行检测，在一定时间内一直检测到GRE隧道正常，则可确定GRE隧道正常。

所述方法还包括：

向管理平面发出报告，将业务倒回到原GRE隧道。

采用双向转发检测BFD检测机制对所述GRE隧道进行检测。

将BFD控制报文作为GRE隧道的净荷发送。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了对GRE隧道的双向连通性检测，并在GRE隧道出现异常时，启用倒换机制，有效提高了GRE隧道的可靠性。

附图说明

图1为本发明所述方法操作流程图；

图2为本发明所述方法实施例一操作流程图；

图3为本发明所述方法信号流向示意图；

图4为本发明所述方法实施例二操作流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是提供一种通用路由封装隧道的检测方法，利用OAM(操作维护)/BFD(双向转发检测)检测机制，检测GRE隧道，有效提高了GRE隧道的可靠性。

本发明提供一种通用路由封装隧道的检测方法，参照图1为本发明所述方法操作流程图，该方法具体包括：

步骤10：GRE隧道建立后，GRE隧道两端的路由器使能检测功能，分别向对端发送检测报文；

由于GRE隧道为双向隧道，因此双向连通性都需要进行检测，两端的路由器都要发送检测报文给对端；

首先在GRE隧道的两端配置检测功能实体，在GRE隧道建立后，路由器使能检测功能，该检测功能实体开始发送检测报文给对端；

步骤11：统计规定时间内接收到的对端报文个数，确定当前隧道状态；

GRE隧道两端的路由器接收对端发送的检测报文，由于该检测报文是按照一定的周期发送，因此在确定当前GRE隧道状态时，可通过在规定时间内接收到的报文个数与规定个数相比来判断，当所述接收到的报文个数在规定范围内时，检测该GRE隧道正常，则可确定GRE隧道处于检测状态；若所述接收到的报文个数不在规定范围内时，则可确定该GRE隧道进入故障状态；

步骤12：根据当前隧道状态对GRE隧道采取相应措施；

若判断GRE隧道处于故障状态，则检测功能实体发出告警，若该故障GRE隧道有备份隧道，切换到备份隧道，继续检测；

若判断GRE隧道处于检测状态，则继续对该隧道进行检测。

下面分别以OAM、BFD检测为例对具体的检测进行说明：

当采用OAM进行检测时，参照图2包括如下步骤：

步骤20：首先简化OAM的报文格式，使用CV(连通性验证)/FFD(快速故障检测)报文作为检测报文，进行检测；

将报文打包在UDP(用户数据包协议)报文中，端口号为3786，报文格式如下：

GRE

IP

UDP(Port：3786)

CV/FFD

CV报文格式为：

Function Type(01Hex)

Hear

Reserved(all 00Hex)

TrailTerminationSourceIdentifier

Padding(all 00Hex)

BIP16

        1 octet               1 octet        2 octets                  32 octets                 18 octets                 2 octets

FFD报文格式为：

FunctionType(07Hex)

Hear

Reserved(all 00Hex)

TrailTerminationSource Identifier

Frequency

Padding(all 00Hex)

BIP16

1 octet          1         2 octets         32 octets                1 octet           17 octets         2

                octet                                                                                  octets

TTSI(路径源端标识符)如下：

Source IP Address

Destination IP Address

16  octets                                       16  octets

IP地址如下：

All 00Hex padding

All FFHex padding

IPv4 Address

   10 octets                          2 octets                            4 octets

步骤21：GRE隧道建立后，路由器使能检测功能，发送CV/FFD检测报文给对端，开始检测；

由于GRE隧道为双向隧道，因此双向连通性都需要进行检测，两端的路由器都要发送检测报文给对端；

参照图3，路由器A根据配置向路由器B发送CV/FFD报文，设置Hear(表示接收验证的指示)域值为0，路由器B发送同样报文给路由器A，在开始检测时，隧道处于会话状态；

步骤22：根据接收报文个数判断GRE隧道状态；

当路由器接收到CV/FFD报文时，若隧道处于会话状态，则停止发送Hear为0的报文，改为发送Hear为1的报文，则隧道处于检测状态；

在规定的时间内统计接收的报文个数，其中CV报文发送周期为1s，FFD报文发送周期可以根据需要设置为：10ms、20ms、50ms、100ms、200ms或500ms，如可以统计3个检测周期内接收到的报文个数，并判断是否超过规定个数，如判断是否超过4个，若3个检测周期内接收到的报文个数超过4个，则可以确定检测到缺陷；若接收到的报文个数在规定范围内，如在3个检测周期内接收到的报文为2-4个，则可确定检测正常，GRE隧道处于检测状态；

步骤23：根据检测到的GRE隧道状态，对GRE隧道采取相应措施；

若GRE隧道处于会话状态时，检测到隧道缺陷，则向管理平面告警，通知管理平面该GRE隧道存在缺陷，请求维护隧道的配置；

若GRE隧道处于检测状态时，检测到隧道缺陷，则隧道进入缺陷状态；

当GRE隧道在缺陷状态时，若在T1时间内一直检测到缺陷，则可确定隧道进入故障状态，此时向管理平面告警，若该隧道存在备用隧道，并自动切换到备用隧道上；所述的T1时间可根据需要设定，如可以设定为0-10个检测周期；

隧道进入故障状态后，若在T2时间内一直检测正常，则确定隧道进入检测状态，需要向管理平面报告，若此隧道的业务切换到了备用隧道上，则可根据需要将业务倒回；所述T2时间可根据需要设定，如可以设定为3-10个检测周期；

若隧道进入缺陷状态后，在T1时间内检测到正常，则确定隧道处于检测状态，继续进行检测操作。

上述为采用OAM进行检测的操作步骤，当采用BFD进行检测时，可以采用1hop(单跳)的检测方式来检测GRE隧道，将UDP端口号为3784的BFD控制报文作为GRE隧道的净荷，其中BFD控制报文如下表：

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1
																																Vers			Diag					H	D	P	F	C	A	D	R	Detect Mult								Length
My Discriminator
																																Your Discriminator
Desired Min TX Interval
																																Required Min RX Interval
Required Min Echo RX Interval
																																0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	1
Auth Type								Auth Len								keyID				Authentication Data

上述BFD控制报文各个域的说明参照下表：

域名称	含义
		Version(Vers)	协议最新，本文定义个为版本1。
Diagnostic(Diag)	诊断编码。详细说明本地系统上次从Up到其他状态的原因。含义如下：0--No Diagnostic       1--Control Detection Time Expired2--Echo Function Failed    3--Neighbor Signaled Session Down4--Forwarding Plane Reset       5--Path Down6--Concatenated Path Down          7--Administrativelv Down8-31--Reserved for future use
		I Hear you(S)	如果发送系统没有接收到远端系统的BFD包，或者由于某种原因在拆除BFD会话过程中，H比特设置为0；如果发送系统相信它正在与远端系统通信，则将H比特设置为1。
Demand(D)	设置为1，表示发送系统希望操作在查询模式；设置为0，表示发送系统不希望操作在查询模式，或者表示发送系统不能操作在查询模式。
		Poll(P)	设置为1表明需要验证连接性或者需要参数变化，如果为0表明不需要验证。
Final(F)	1：对接收到的BFD报文如果Poll被设置，则进行响应；0：不响应Poll
		Control PlaneIndependent(C)	1：BFD仅仅运行于数据平面，控制平面即使崩溃也不影响；0：BFD应用分享控制平面的状态(即控制平面完蛋，这个也完蛋)。
AuthenticationPresent(A)	1：Session需要认证。
		Demand(D)	设置为1则表明该系统希望工作在要求模式。否则可能不希望或者不能工作在该模式。
Reserved(Rsv)	必须为全零，接收方忽视这些位。
		Detect Mult	Detect time multiplier。检测时间乘法器。协商传输间隔，需要乘以这个值。用于异步模式。Detect_Mult在异步模式下是要求对方的检测周期。Demand模式时是通告对方自己的检测周期。
Length	BFD控制包长度，以字节为单位。
		MyDiscriminator	由发送系统产生的，两个系统之间的一个非零的唯一的鉴别值，用于多个BFD连接的多路分解(识别)。
YourDiscriminator	收到的对应的远端系统的鉴别器(值)，这个域从收到的MyDiscriminator中反向发送回去。如果不不知道对端的情况就填写全零。
		Desired MinTX Interval	本地系统希望使用的最小的BFD控制报文发送间隔，以微秒为单位。
Required MinRX Interval	系统能支持的最小BFD发送间隔，以微秒为单位。
		Required MinEcho RXInterval	系统能支持的收到的BFD回声包的最小间隔，以微秒为单位。如果设置为0，则传送系统不支持BFD回声包。
Auth Type	如果A被设置时，本域代表认证的类型，含义如下：0-Reserved1-Simple Password

	2-Keyed MD53-Meticulous Keyed MD54-255-Reserved for future use
		Auth Len	以字节为单位的认证部分的长度，包括Auth Type和Auth Len

参照图4，采用BFD进行GRE检测的方法具体包括如下步骤：

步骤30：路由器使能检测功能，发送BFD检测报文到对端；

参照图3路由器A对隧道启动BFD检测后，构造一个端口号为3784的UDP报文，报文的净荷为BFD控制报文，BFD控制报文的H域设置为0，YourDiscriminator域为0，将此UDP报文作为GRE隧道的净荷发送，设置隧道的检测状态为INIT(初始状态)，路由器B的操作同路由器A；

步骤31：路由器B收到Your Discriminator域为0的控制报文后，根据GRE隧道的索引将其关联到本端BFD检测Session(会话)上，将发送的BFD控制报文的Your Discriminator域填为收到的BFD控制报文中的MyDiscriminator域值，路由器A的操作过程同路由器B；

步骤32：确定GRE隧道状态，根据所述状态对GRE隧道采取相应处理；

在INIT状态收到BFD控制报文后，将隧道状态设置为DOWN(缺陷)状态，将发送的BFD控制报文H域值设置为1，继续发送BFD报文；

在INIT状态若一定周期内没有收到H域为1的BFD控制报文，则确定GRE隧道进入FAILING(故障)状态；

在FAILING状态收到H域为0的BFD控制报文时，不需做任何处理；

在INIT状态收到H域为1的BFD控制报文时，则确定GRE隧道进入UP(正常)状态，并向管理平面报告；

在DOWN状态收到H域为1的BFD控制报文，则可确定GRE隧道进入UP状态，并向管理平面报告；

在UP状态下若收到H域为0的BFD控制报文，则进入FAILING状态，并且根据Diag中的原因向管理平面报告；

若在UP状态下，Detect Mult(检测时间倍数)个周期内没有收到BFD控制报文，则也可确定GRE处于FAILING状态，并向管理平面报告。

由于GRE隧道采用1∶1保护的方式，OAM/BFD启用对主GRE隧道的检测，若OAM/BFD检测到隧道异常时，则向管理平面报告，管理平面可以根据配置启用倒换机制；若在一定周期内没有收到隧道正常的报告，则启用倒换机制，将业务流量倒换到备份隧道；在发生倒换后，主用隧道继续检测，若发现主用隧道恢复正常，则管理平面可以根据配置，若在一定周期内没有收到隧道异常的报告，则启用倒回机制，将业务流量倒回到主隧道。

综上所述，本发明实现了对GRE隧道的双向连通性检测，并在GRE隧道出现异常时，启用倒换机制，有效提高了GRE隧道的可靠性。

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 (13)

1、一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，包括：

A、通用路由封装隧道GRE两端的路由器使能检测功能，分别发送检测报文给对端；

B、统计规定时间内接收到的报文个数，确定GRE隧道状态。

2、如权利要求1所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，采用OAM检测机制对所述GRE隧道进行检测。

3、如权利要求2所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，所述步骤A包括：

两端路由器分别发送连通性验证CV/快速故障检测FFD报文，将所述CV/FFD报文打包在用户数据报协议UDP中，设置接收验证指示Hear域值为0。

4、如权利要求2或3所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1、当发送Hear值为0的报文时，GRE隧道处于会话状态；

B2、当接收到Hear值为0的报文时，停止发送Hear值为0的报文时，改为发送Hear值为1的报文，GRE隧道处于检测状态。

5、如权利要求2或3所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B3、统计规定时间内接收的报文个数，若在规定范围内，则确定GRE隧道处于检测状态；若超过规定范围，则可确定GRE隧道处于缺陷状态。

6、如权利要求5所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，所述步骤B3包括：GRE隧道处于会话状态时检测出GRE隧道缺陷及GRE隧道处于检测状态时检测出GRE隧道缺陷。

7、如权利要求6所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，当GRE隧道处于会话状态检测出GRE隧道缺陷时，所述方法还包括：

向管理平面发出告警，请求GRE隧道配置的维护操作。

8、如权利要求6所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，当GRE隧道处于缺陷状态时，所述步骤B3还包括：

B31、继续对GRE隧道进行检测，若在规定时间内一直检测到缺陷，则确定GRE隧道处于故障状态；或，

B32、继续对GRE隧道进行检测，若在规定时间内一直检测到GRE隧道正常，则可确定GRE隧道处于检测状态。

9、如权利要求8所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，确定GRE隧道处于故障状态时，所述方法还包括：

向管理平面发出告警，将业务自动切换到备用隧道上。

10、如权利要求8所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，所述步骤B31还包括：

B311、GRE隧道处于故障状态时，继续对GRE隧道进行检测，在一定时间内一直检测到GRE隧道正常，则可确定GRE隧道正常。

11、如权利要求10所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

向管理平面发出报告，将业务倒回到原GRE隧道。

12、如权利要求1所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，采用双向转发检测BFD检测机制对所述GRE隧道进行检测。

13、如权利要求12所述的一种通用路由封装隧道的检测方法，其特征在于，将BFD控制报文作为GRE隧道的净荷发送。

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