CN1921417A - 双向转发检测上报会话状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种BFD(双向转发检测)上报会话状态的方法，该方法主要包括在BFD会话中设置预定时间；当BFD会话状态发生变化时，根据BFD会话中所述预定时间的计时情况，确定向上层应用上报当前BFD会话状态。利用本发明所述方法，可以避免在转发链路不稳定时，BFD向上层应用不停地上报BFD会话UP/DOWN的情况，提高了系统处理效率，同时可以减少BFD同转发等应用绑定时链路恢复时可能的丢包。

Description

双向转发检测上报会话状态的方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种BFD(双向转发检测)上报会话状态的方法。

背景技术

随着通信技术的发展，在IP网络上承载NGN(下一代网络)、3G(第三代通讯系统)等实时、时延敏感业务需求的不断增长，如何保障数据传送质量，如何在数据传送出现问题时，快速对故障进行定位，已经成为了一个亟待解决的重要问题，因此，BFD作为一种快速检测机制，应运而生。

BFD是从基础传输技术中经过逐步发展而来的，因此它可以检测网络中各层的故障。它可以用于检测以太网、MPLS(多协议标记交换)路径、普通路由封装以及IPSec(IP网络安全协议)隧道在内的多种类型的传输正确性。

BFD是一种用来检测一对转发引擎之间的转发路径是否可用的机制，其在两个相邻系统之间提供一种低开销、短检测周期的失败检测机制，检测接口、数据链路以及转发引擎自身等等。

BFD的总体应用环境组网示意图如图1所示，在图1所示的组网中，路由器A和路由器C之间通过链路AC相连，路由器B和路由器C之间通过链路BC相连，在AC和BC链路上，可以应用BFD进行链路检测。

BFD可以抽象成一个简单的服务，它提供的服务原语包括：在给定目的地址以及其它参数的前提下，创建、删除、修改一个BFD会话。BFD通过提供一个信号给操作者表示该BFD会话已经开始或者结束，或者告诉操作者BFD会话协商结果、修改结果等；为应用层提供检测转发路径的状态信息(UP/DOWN信息)(通过上报BFD会话状态实现)。

BFD类似于“Hello”协议，当一个BFD会话建立之后，BFD会话的双方周期性地在使能了BFD的链路上向对方发送BFD报文，同时也在该链路上周期性地检测对方报文到达的情况，如果在一定的时间间隔内，某一方没有收到来自对端的BFD报文，则可以认为该链路出现故障。因此，便达到快速发现链路故障的目的。

在一个BFD会话生命周期中，主要经历以下几个阶段：

1、BFD会话初始建立阶段。

在如图1所示的组网中，A和C互为BFD会话邻居，在初始，没有BFD会话在A和C之间的AC链路上建立。

首先需要在A和C路由器上分别创建BFD实例。然后，A和C路由器需要获得其邻居的IP地址，由于BFD没有自动发现邻居的机制，它需要静态配置或者依赖于其它应用协议告诉它邻居的IP地址。

当BFD实例得知邻居IP地址之后，下一步就需要知道对方分配给该BFD会话的鉴别符，同时本地也分配该BFD会话鉴别符。鉴别符可以通过手工指派、自动带内协商获得，也可以通过带外协商获得，即通过其它应用协议完成鉴别符的协商，然后通知BFD实例。

在获得上述信息后，BFD链路的两端开始定时向对方发送会话协商报文，直到BFD会话建立起来，其发包间隔一般大于1s。本发明把这个阶段叫做慢速会话协商阶段。

2、BFD会话参数协商阶段。

当邻居间BFD实例将BFD会话建立起来之后，需要进行BFD会话参数的协商，以协调双发收发BFD报文的速度、缺陷确认时间，以及统一会话模式等。

3、BFD缺陷检测阶段。

BFD会话建立后，BFD会话的邻居间就按照协商好的间隔向对端发送BFD控制报文，BFD控制报文跟路由协议HELLO报文的功能和操作方式一样，只是发送频率往往更快，一般小于1S，在许多应用场合，可能为几十MS。本发明把该阶段叫做快速缺陷检测阶段。

在BFD会话的端点在向对端发送BFD控制报文的同时，也定时检测BFD邻居发送过来的BFD报文，如果检测到连续丢失邻居的BFD报文，则宣布转发路径出现故障，然后将该链路出现故障消息通告给其它应用，比如路由模块等。至于连续丢失多少个BFD报文才能宣布转发路进出现故障，需要根据BFD会话协商的结果来确定。该参数在BFD控制报文格式中通过Detect Mult字段来定义。

比如，假设BFD会话协商出的结果是系统A按照10MS发送BFD报文，系统C按照15MS发送BFD报文，且如果连续丢失3(即Detect Mult为3)个BFD报文则宣布转发路径DOWN。那么如果A在连续45MS内没有收到C发送的BFD报文，或者C在连续30MS内没有收到A发送的BFD报文，则宣布A和C之间的转发路径不可用。

4、BFD会话拆除阶段。

现有技术中一种BFD会话上报链路状态的方法为：当BFD会话协商完成后，BFD会话的两端通过快速发送和检测报文来确认它们之间的BFD链路是否可用。在检测到缺陷(会话变DOWN)或者缺陷恢复(会话变UP)时，直接将状态变化情况通知给应用模块比如路由、转发等。

上述现有技术中的BFD会话上报会话状态的方法的缺点为：BFD可以和各种应用绑定在一起，当BFD和报文转发模块绑定在一起时，如果BFD在会话UP时不经过处理直接向报文转发模块报告该链路状态，则由于转发需要的各种条件(比如转发表项)还没有准备好，从而导致链路恢复时转发丢包。

另外，在BFD缺陷检测阶段，其检测灵敏度很高(通常在ms级)。因此，在链路拥塞或者有其他时延的情况下，BFD可能会认为会话DOWN从而上报缺陷。而后重新开始进行慢速协商(重新协商的时间一般在几秒之内，如果BFD会话两端之间可以正确收发报文的话)，这时就可能出现BFD会话不断UP/DOWN的震荡，特别是在系统或者链路比较繁忙的情况下。如果这时直接把BFD会话的UP/DOWN状态通报给各种应用，将引起系统各种应用模块的震荡，从而大大地降低系统效率。

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双向转发检测上报会话状态的方法，从而避免了在转发路径不稳定时，BFD会话频繁UP/DOWN导致向上层应用不停地上报BFD会话状态的情况，提高了系统处理效率。同时在BFD同转发等应用绑定时可以减少链路恢复时可能的丢包。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双向转发检测上报会话状态的方法，包括：

A、在双向转发检测BFD会话中设置预定时间；

B、当BFD会话状态发生变化时，根据BFD会话中所述预定时间的计时情况，确定向上层应用上报当前BFD会话状态。

所述步骤A具体包括：

在BFD会话中设置等待恢复WTR的延迟时间和缺陷保持Hold的延迟时间。

所述步骤A具体包括：

所述WTR的延迟时间和Hold的延迟时间在本地配置或根据BFD会话的邻居通过扩充BFD协议后，通告过来的相关配置消息而获得。

所述步骤A具体包括：

当在本地配置了所述WTR的延迟时间和Hold的延迟时间后，又收到了BFD会话的邻居通告过来的相关配置消息，则优先使用本地配置的所述WTR的延迟时间和Hold的延迟时间。

所述的WTR的延迟时间和Hold的延迟时间通过定时器或计时器或计数器来实现。

所述步骤B具体包括：

B1、在BFD会话状态变为UP时，启动所述WTR的延迟时间的计时；

B2、在所述WTR的延迟时间的计时结束后，当BFD会话状态仍然为UP时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为UP状态。

所述步骤B具体包括：

B3、在BFD会话状态变为DOWN时，启动所述Hold的延迟时间的计时；

B4、在所述Hold的延迟时间的计时结束后，当BFD会话状态仍然为故障时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为故障状态。

所述步骤B具体包括：

B5、在BFD会话状态变为UP时，如果BFD会话中存在所述Hold的延迟时间的计时，则执行步骤B6；否则，执行步骤B7；

B6、停止所述BFD会话中存在的Hold的延迟时间的计时，不向上层应用上报当前BFD会话状态；

B7、启动所述WTR的延迟时间的计时，在该计时结束后，当BFD会话状态仍然为UP时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为UP状态。

所述步骤B具体包括：

B8、在BFD会话状态变为DOWN时，如果BFD会话中存在所述WTR的延迟时间的计时，则执行步骤B9；否则，执行步骤B10；

B9、停止所述BFD会话中存在的WTR的延迟时间的计时，不向上层应用上报当前BFD会话状态；

B10、启动所述Hold的延迟时间的计时，在该计时结束后，当BFD会话状态仍然为DOWN时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为DOWN状态。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过在BFD中引入WTR(等待恢复)和Hold(缺陷保持)机制，在BFD会话UP、DOWN变化时，先进行WTR和HOLD处理，和现有技术相比，具有如下优点：

1、避免了BFD在链路不稳定时，BFD会话向上层应用不停地上报UP/DOWN的情况，提高了系统处理效率。

2、当BFD同转发等应用绑定时，在会话UP时由于有WTR的缓冲，可以保证应用模块处理UP时相应的条件已经准备完毕(比如上层应用为转发模块时，可用保证相应的转发表项已经稳定)，因此，可以防止链路恢复时引起转发丢包。

附图说明

图1为BFD的总体应用环境组网示意图；

图2为本发明所述方法的具体处理流程图；

图3为本发明所述实施例的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种BFD上报会话状态的方法，本发明的核心为：在BFD中引入WTR和Hold机制，在BFD会话状态UP/DOWN变化时，不立即向上层应用上报状态变化情况，而是先进行WTR和HOLD处理。

下面结合附图来详细描述本发明所述方法，本发明所述方法的具体处理流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤2-1、协商WTR的延迟时间和HOLD的延迟时间。

本发明首先需要在BFD中引入WTR和Hold机制，并协商确定T^wtr(WTR的延迟时间)和T^hold(HOLD的延迟时间)。T^wtr和T^hold可以本地配置；也可以通过先扩充BFD协议，然后，利用BFD协议传给BFD会话的邻居。如果在本地配置了WTR(HOLD)，又收到BFD会话邻居发送的WTR(HOLD)时，则优先使用本地配置的WTR(HOLD)。

步骤2-2、进行转发路径检测。

在协商确定了WTR的延迟时间和HOLD的延迟时间后，BFD会话的两端便开始按照协商出来的参数进行缺陷检测，即检测BFD链路的状态变化，当BFD检测到缺陷时，执行步骤2-4，当BFD检测到缺陷恢复时，则执行步骤2-3；

步骤2-3、是否存在HOLD定时器。

在检测到BFD会话UP后，本发明不立即将该会话状态上报给上层应用，而是判断此时BFD中是否存在HOLD定时器，如果存在，则执行步骤2-5；否则，执行步骤2-7。

步骤2-4、是否存在WTR定时器。

在检测到BFD会话Down后，本发明不立即将该会话状态上报给上层应用，而是判断此时BFD中是否存在WTR定时器，如果存在，则执行步骤2-6；否则，执行步骤2-8。

步骤2-5、停止HOLD定时器，不上报。

如果此时BFD中存在已经启动了但还没有超时的HOLD定时器，则说明此时在上层应用中BFD会话的状态仍然为UP，于是，停止BFD中的HOLD定时器，不向上层应用模块上报链路状态情况。

步骤2-6、停止WTR定时器，不上报。

如果此时BFD中存在已经启动了但还没有超时的WTR定时器，则说明此时上层应用中BFD会话的状态仍然为Down，于是，停止BFD中的WTR定时器，不向上层应用模块上报会话状态情况。

步骤2-7、启动WTR定时器。

如果此时BFD中不存在HOLD定时器，则按照协商确定的延迟时间，启动WTR定时器，执行步骤2-9。

步骤2-8、启动HOLD定时器。

如果此时BFD中不存在WTR定时器，则按照协商确定的延迟时间，启动Hold定时器，执行步骤2-10。

步骤2-9、在定时器超时后，BFD会话仍为UP，则上报。

在延迟指定的时间(T^wtr)后，如果检测到BFD会话的状态仍然为UP时，则向上层应用模块上报会话状态UP。特别的，如果T^wtr为零，则表示不需要进行WTR延时处理，会话UP后直接上报给应用模块。

步骤2-10、在定时器超时后，BFD会话仍为DOWN，则上报。

在延迟指定的时间(T^hold)后，如果检测到BFD会话的状态仍然为Down时，则向上层应用模块上报会话状态Down。特别的，如果T^hold为零，则表示不需要进行HOLD延时处理，会话Down后直接上报给应用模块。

本发明还提供了一个本发明所述方法的实施例，该实施例的示意图如图3所示，具体描述如下：

1、在t1时刻，BFD会话变为UP，BFD会话的两端开始按照协商出来的参数进行缺陷检测，同时此时BFD中没有Hold定时器，表明前面没有未上报的缺陷，于是启动WTR定时器，时长为Twtr(从t1时刻到t3时刻)。

2、在t2时刻，BFD检测到缺陷，BFD会话变为DOWN。这时停止已经启动但还未超时的WTR定时器，由于这时存在WTR定时器，表明上次UP没有上报应用，不用做上报处理，也不用起HOLD定时器。

3、在t4时刻，会话重新UP，这时BFD中没有Hold定时器，启动WTR定时器，时长为Twtr(从t4时刻到t5时刻)。

4、在t5时刻，WTR超时，给上层应用上报BFD会话UP状态情况。

5、在t6时刻，BFD检测到缺陷，BFD会话变为DOWN，启动Hold定时器，时长为Thold(从t6时刻到t9时刻)。

6、t7时刻，BFD会话变为UP，停止已经启动但还未超时的Hold定时器。由于Hold定时器在运行，说明上一个会话DOWN没有上报给应用，所以这里不用做上报处理，也不起WTR。

7、t8时刻，BFD检测到缺陷，BFD会话变为DOWN，启动Hold定时器，时长为Thold(从t8时刻到t10时刻)。

8、t10时刻，Hold定时器超时，给上层应用上报BFD会话DOWN状态情况。

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 (9)

1、一种双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，包括：

A、在双向转发检测BFD会话中设置预定时间；

B、当BFD会话状态发生变化时，根据BFD会话中所述预定时间的计时情况，确定向上层应用上报当前BFD会话状态。

2、根据权利要求1所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

在BFD会话中设置等待恢复WTR的延迟时间和缺陷保持Hold的延迟时间。

3、根据权利要求2所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

所述WTR的延迟时间和Hold的延迟时间在本地配置或根据BFD会话的邻居通过扩充BFD协议后，通告过来的相关配置消息而获得。

4、根据权利要求3所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

当在本地配置了所述WTR的延迟时间和Hold的延迟时间后，又收到了BFD会话的邻居通告过来的相关配置消息，则优先使用本地配置的所述WTR的延迟时间和Hold的延迟时间。

5、根据权利要求4所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述的WTR的延迟时间和Hold的延迟时间通过定时器或计时器或计数器来实现。

6、根据权利要求2、3、4或5所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、在BFD会话状态变为UP时，启动所述WTR的延迟时间的计时；

B2、在所述WTR的延迟时间的计时结束后，当BFD会话状态仍然为UP时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为UP状态。

7、根据权利要求2、3、4或5所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B3、在BFD会话状态变为DOWN时，启动所述Hold的延迟时间的计时；

B4、在所述Hold的延迟时间的计时结束后，当BFD会话状态仍然为故障时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为故障状态。

8、根据权利要求2、3、4或5所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B5、在BFD会话状态变为UP时，如果BFD会话中存在所述Hold的延迟时间的计时，则执行步骤B6；否则，执行步骤B7；

B6、停止所述BFD会话中存在的Hold的延迟时间的计时，不向上层应用上报当前BFD会话状态；

B7、启动所述WTR的延迟时间的计时，在该计时结束后，当BFD会话状态仍然为UP时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为UP状态。

9、根据权利要求2、3、4或5所述双向转发检测上报会话状态的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B8、在BFD会话状态变为DOWN时，如果BFD会话中存在所述WTR的延迟时间的计时，则执行步骤B9；否则，执行步骤B10；

B9、停止所述BFD会话中存在的WTR的延迟时间的计时，不向上层应用上报当前BFD会话状态；

B10、启动所述Hold的延迟时间的计时，在该计时结束后，当BFD会话状态仍然为DOWN时，则向上层应用上报当前BFD会话状态为DOWN状态。

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