CN1897567A - 一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域中一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法。该方法通过连接控制层在选择业务流路径时，同时为业务流选择两条以上的传输路径，并确定路径优先级，用来提高V－Switch的故障恢复能力。本发明实现了V－Switch故障恢复功能，当主用路径上的某条物理链路发生故障时，利用备份路径机制快速切换到备份路径上，减少了专线业务中断的风险，提高了专线业务的可靠性，且增强了网络运行的稳定性。

Description

一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法。

背景技术

随着Internet规模的不断增大，各种各样的网络服务争相涌现，先进的多媒体系统层出不穷。由于多媒体业务占去了大量的带宽，使现有网络要保证的关键业务就难以得到可靠的传输。于是，各种QoS(服务质量)技术应运而生。基于门户的多种应用和服务以及宽带多媒体业务，包括为普通住宅用户提供丰富的Video(视频)/Audio(音频)流、VOD(视频点播)、视频组播、多媒体交互、高带宽需求的网络游戏；为商业用户提供视频会议、远程教育、VPN(虚拟私有网)、具有QoS保障的数据专线等，成为宽带运营的重要内容。

针对这些商业用户，提出了V-Switch(虚交换)、L2TP(二层隧道协议)、MPLS(多协议标签交换)等多种方式的VPN/VPDN专线方案。其中V-Switch技术主要用于组建稳定、实用、经济的运营级城域以太网，可以实现QoS保证、网络安全保护、电信级的网络维护和管理等功能，具备基于号码的用户管理、一定的移动性、业务开放管理计费的集中管理等核心业务管理能力，提供包括智能二层流量调度、LAN专线、IP流量规划等业务和服务，它的出现填补了目前的网络在纯二层能力上的不足。

如图1所示V-Switch体系分为三层：V-Switch业务控制层，V-Switch连接控制层，V-Switch承载能力层。业务控制层完成业务的控制和V-Switch专线的注册等等；连接控制层用于维护DRE(数据转发实体)中交换资源，包括设备、接口、链路、VLAN(虚拟局域网)，接受业务控制层SCR(业务控制登记)的V-Switch建立请求，为该V-Switch连接选择业务流路径，分配带宽及VLAN(虚拟局域网)资源，并将控制信息下发到业务流经过的DRE设备上；DRE处于承载能力层，根据连接控制层设置的VLAN交换表项，完成对以太网帧格式的业务流的转发。VLAN交换表项如下：

	参数	参数说明
			1	接口1	业务流转发接口1，如GE 1/0/0
2	Vlan id 1	业务流在接口1上以太网帧格式中携带的VLAN ID
			3	接口2	业务流转发接口2，如GE 1/0/1
4	vlan id 2	业务流在接口2上以太网帧格式中携带的VLAN ID
			5	带宽	业务流带宽限制
5.1	上行最大带宽	业务流上行(从接口1接收，从接口2发送)最大带宽
			5.2	下行最大带宽	业务流下行(从接口2接收，从接口1发送)最大带宽
6	QoS参数	业务流QoS参数要求
			6.1	延迟
6.2	延迟抖动
			6.3	丢包率

DRE以VLAN交换表作为业务流转发的路由依据。业务数据的转发过程描述如下：将接口1中接收到的VLAN的ID1的以太网帧发送到接口2的同时将VLAN的ID1转换成VLAN的ID 2；以及将接口2中接收到的VLAN ID 2的以太网帧发送到接口1的同时将VLAN的ID2转换成VLAN的ID1。通过这种形式，在整个网络可以建立一条VLAN的虚通道，该虚通道描述为：(设备1，接口1，VLAN的ID 1)——(设备1，接口2，VLAN的ID 2)——(设备2，接口3，VLAN的ID 2)——(设备2，接口1，VLAN的ID3)……。

上述业务数据转发过程存在的问题在于：承载能力层本身没有故障恢复机制，一旦承载能力层DRE之间的某条物理链路故障，V-Switch专线业务就会拆除，即当承载能力层检测到虚通道状态失效时，将关闭连接，释放所有受影响的资源，这样会导致业务中断，且降低了专线业务的可靠性。

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提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，连接控制层在选择业务流路径时，同时为业务流选择两条以上的传输路径，并确定路径优先级，用来提高承载能力层的故障恢复能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，连接控制层为业务流选择多条等效传输路径，并确定路径优先级，将路径选择消息下发给承载能力层的数据转发实体DRE，DRE根据路径优先级选择应用各等效传输路径。

所述选择路径的过程具体包括：

连接控制层优先选择DRE序列不同的路径，其次选择DRE序列相同但物理链路不同的路径。

所述路径选择消息下发过程具体包括：

VSC将路径信息通过流映射命令的形式下发给各DRE。

所述确定路径优先级具体包括：

A、连接控制层根据路径中经过DRE数的多少确定路径优先级，指定一条经过DRE少的最短路径为主用路径，其余为备份路径。

所述步骤A具体包括：

A1、根据经过DRE数的多少确定备份路径的优先级，经过DRE数少的备份路径优先级相对较高。

该方法还包括：

在虚拟交换系统中，对用于进行业务传输的主用路径和备份路径均进行故障检测；

当确定主用路径故障时，如果备份路径正常则将所述的业务切换到备份路径上进行传输。

所述路径切换过程，是在无故障的备份路径中根据备份路径的优先级来选择最优的备份路径进行切换。

所述路径切换过程是靠首尾DRE来发起切换的，对连接控制层是透明的。

该方法还包括：

当主用路径正常而备份路径故障的时候，不切换业务的承载，只是记录出现故障的备份路径。

所述路径故障检测过程包括：

所述路径上的首尾两个DRE周期性地发起端到端的链路检测消息，检测主用和备份路径是否有局部链路故障，一旦路径上的任何一条链路故障，则该链路首尾两个DRE能够自动检测到，并把该链路故障信息实时通告给周围的DRE。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了承载能力层故障恢复功能，当主用路径上的DRE之间的某条物理链路发生故障时，利用备份路径机制快速切换业务到备份路径上，减少了专线业务中断风险，提高了专线业务的可靠性，且增强了网络运行的稳定性。

附图说明

图1为现有技术V-Switch体系架构示意图；

图2为本发明承载能力层备份路径示意图；

图3为本发明虚拟交换系统中备份路径操作流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是提供一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，该方法通过连接控制层在选择业务流路径时，同时为业务流选择两条以上的传输路径，并确定路径优先级，一旦主用路径故障的时候，可以由承载能力层自动将专线切换到备份路径上去承载，用来提高V-Switch的承载能力层的故障恢复能力。

本发明提供了一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，如图2所示为本发明承载能力层备份路径示意图，图3为本发明所述备份路径方法的操作流程图，下面参照图2及图3对本发明备份路径过程进行说明，该V-Switch体系包括业务控制层、连接控制层及承载能力层，为方便叙述，该三层代表性实体名称分别为SCR、VSC、DRE。该虚拟交换系统中备份路径的方法包括：

步骤10：VSC为业务流选择路径；

在承载能力层两个DRE之间存在一条或多条链路，在每个链路中承载至少一路V-Switch专线业务，每一路V-Switch专线业务通过特定的连接标识符区分，每一路V-Switch专线可以承载业务流数据，承载能力层在发送数据前，首先由连接控制层VSC选择路径，VSC在选择路径时，如果是跨域情形，需要与其它VSC共同协助完成路径的选择，最终同时为业务流选择两条或两条以上的等效路径，并通过流映射命令的形式下发给承载能力层，由承载能力层根据流映射信息识别业务流并进行分流，以及按照下发的路径进行承载。等效路径之间是互为备份的关系，而且任何两条等效路径之间不能出现路径上每一个DRE节点和每一条链路都相同；首先保证不同路径上的DRE序列尽量不同，其次是DRE相同的时候应该保证DRE之间的链路要不同。具体方法是每一个VSC在选路过程中尽量选择无相同DRE的路径，其次是如果无法避免DRE相同，那么应该选择相同DRE之间不同的链路；即优先选择DRE序列不同的路径，其次选择DRE序列相同但物理链路不同的路径，但是不能出现两条路径端到端全部链路重合。利用上述原则，可以实现两种情况下的故障恢复方法：第一种是当主用路径上的某个DRE故障时，可以切换到不经过该DRE的备份路径上去；第二种是如果DRE没有故障，但是DRE上的某个链路故障的时候，可以切换到该DRE的其他备份链路上进行承载，如果没有备份链路可选，可以切换到不经过该DRE的备份路径上去。

例如连接控制层为UE1到UE2之间的专线选择业务流路径，按照上述选路原则可以在初始DRE1和终止DRE6之间同时选择端到端的两条以上的路径，这里举例为两条路径，第一条为链路B、D、F、H共4条首尾相接而组成一条路径，业务流经过的DRE序列是：<DRE1、DRE2、DRE4、DRE5、DRE6>；第二条为链路A、C、E、G、K、L共6条首尾相接而组成的一条路径，业务流经过的DRE序列是：<DRE1、DRE3、DRE4、DRE5、DRE7、DRE8、DRE6>。

步骤11：确定上述所选路径的优先级；

选择完路径后，确定路径的优先级；可根据路径中经过的DRE个数的多少，即路径长短等因素确定路径优先级；在连接控制层下发路径选择消息时，指定一条DRE数少的，即最短路径为主用路径，其余为备份路径；其中备份路径中也可以同样根据经过的DRE数的多少等因素确定备份路径的优先级，DRE数少的备份路径优先级相对较高，即路径最短优先的原则，上面的例子可以确定第一条路径的优先级比第二条路径的优先级高。

步骤12：下发所选路径消息到承载能力层；

VSC将上述路径信息通过流映射命令的形式下发给各DRE，所述流映射命令包括会话ID、流信息、服务质量Qos参数、流量描述符及该DRE的入口接口名、入口虚拟局域网VLAN的ID、出口接口名、出口VLAN的ID。VSC下发路径的时候可以指定第一条路径为主用路径，因为该路径所经过的DRE数比第二条少，路径相对短，第二条为备份路径，连接控制层将该路径选择消息下发到承载能力层的各个DRE上，保证整个业务流可以有两条路径可以用来承载。

步骤13：检测链路故障，主用路径故障时切换承载路径；

路径上的首尾两个DRE周期性地发起端到端的链路检测消息，如图2中的两条路径的首尾两个DRE：DRE1和DRE6需要周期性地检测全路径的通达情况，是否有局部链路故障，一旦两条路径上的任何一条链路故障，则该链路首尾两个DRE能够自动检测到，并把该链路故障信息实时通告给周围的DRE，如果是主用路径故障，而备份路径正常，则将主用(第一条)路径切换到备份(第二条)路径上去，切换成功后备份路径成为主用路径，切换发生前的主用路径成为备份路径，当备份路径有多条时，根据备份路径的优先级来选择最优的备份路径进行切换，即选择优先级别高的备份路径进行切换，所述路径切换过程是靠首尾DRE来发起切换的，对连接控制层是透明的，连接控制层不进行干涉；如果主用路径正常而备份路径故障，则只记录出现故障的备份路径，不切换业务的承载；当确定主用路径故障时，如果没有任何正常的备份路径，则专线拆除。如此可知主用路径和备份路径主要是在连接控制层下发时由VSC指定，主备份关系绝对一些，但是在VSC初始下发的主用路径故障后，切换到备份路径上，这以后的主用路径和备份路径是相对的，即当前承载业务的路径为主用，它也许不是最短路径，其它为备份路径，它也许为最短路径。该路径切换过程对连接控制层可以是透明的，可以不通知连接控制层，但也可以通知连接控制层一个事件，以便连接控制层和业务控制层做某种策略调整。

综上所述，本发明实现了V-Switch故障恢复功能，利用连接控制层选路的时候同时选择两条以上的路径，并下发到承载能力层，承载能力层通过路径优先级的高低选择优先级高的路径进行承载，而且承载能力层通过链路检测技术检测链路故障，一旦链路故障造成主用路径故障，则把业务切换到优先级最高的备份路径上继续承载，这样加快了专线故障恢复速度，减少了专线业务中断的风险，提高了V-Switch专线业务的故障恢复能力，且该备份路径技术适用于任何规模的网络，易于实现，及进行维护管理。

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 (10)

1、一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，连接控制层为业务流选择多条等效传输路径，并确定路径优先级，将路径选择消息下发给承载能力层的数据转发实体DRE，DRE根据路径优先级选择应用各等效传输路径。

2、如权利要求1所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述选择路径的过程具体包括：

连接控制层优先选择DRE序列不同的路径，其次选择DRE序列相同但物理链路不同的路径。

3、如权利要求1所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述路径选择消息下发过程具体包括：

VSC将路径信息通过流映射命令的形式下发给各DRE。

4、如权利要求1所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述确定路径优先级具体包括：

A、连接控制层根据路径中经过DRE数的多少确定路径优先级，指定一条经过DRE少的最短路径为主用路径，其余为备份路径。

5、如权利要求4所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、根据经过DRE数的多少确定备份路径的优先级，经过DRE数少的备份路径优先级相对较高。

6、如权利要求1至5任一项所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，该方法还包括：

在虚拟交换系统中，对用于进行业务传输的主用路径和备份路径均进行故障检测；

当确定主用路径故障时，如果备份路径正常则将所述的业务切换到备份路径上进行传输。

7、如权利要求6所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述路径切换过程，是在无故障的备份路径中根据备份路径的优先级来选择最优的备份路径进行切换。

8、如权利要求6或7所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述路径切换过程是靠首尾DRE来发起切换的，对连接控制层是透明的。

9、如权利要求6所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，该方法还包括：

当主用路径正常而备份路径故障的时候，不切换业务的承载，只是记录出现故障的备份路径。

10、如权利要求6所述的一种提高虚拟交换系统中传输可靠性的方法，其特征在于，所述路径故障检测过程包括：

所述路径上的首尾两个DRE周期性地发起端到端的链路检测消息，检测主用和备份路径是否有局部链路故障，一旦路径上的任何一条链路故障，则该链路首尾两个DRE能够自动检测到，并把该链路故障信息实时通告给周围的DRE。

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